FI76032C

FI76032C - PROPELLERDRIVET FARTYG.

Info

Publication number: FI76032C
Application number: FI830386A
Authority: FI
Inventors: Orvar Bjoerheden
Original assignee: Kamewa Ab
Priority date: 1982-02-05
Filing date: 1983-02-04
Publication date: 1988-09-09
Also published as: JPS58139891A; FI830386A0; KR840003484A; BR8300533A; SE449206B; FI830386L; ES8405701A1; DE3303554A1; FI76032B; ES519543A0; SE8200682L; KR890001619B1; DE3303554C2

Description

7603276032

POTKURIKÄYTTÖINEN LAIVAPROPELLER - DRIVEN SHIP

Käsilläoleva keksintö koskee uppoumalaivaa, jossa on ainakin yksi perään sijoitettu käyttöpotkuri, joka on kytketty laivan sisälle järjestettyyn käyttömoottoriin. Keksintö koskee ensi kädessä suuria lasti- tai matkustajalaivoja, joiden 5 koneteho ylittää ainakin 500 hv.The present invention relates to a submersible vessel having at least one stern drive propeller connected to a propulsion engine arranged inside the vessel. The invention primarily relates to large cargo or passenger ships with an engine power exceeding at least 500 hp.

Jatkuvasti kohoavat öljynhinnat, jotka aiheuttavat voimakkaasti lisääntyneitä kustannuksia laivojen käytölle, tekevät yhä tärkeämmäksi saavuttaa laivojen suunnittelussa korkea työntöhyötysuhde. Ratkaisevin tekijä työntöhyötysuhteessa on 10 potkurin hyötysuhde, ts. potkurin tehokkuus, kun on tarkoituksena muuttaa laivaan asennettu koneteho hyödylliseksi työntötehoksi. Potkurin hyötysuhde riippuu vuorostaan useista parametreistä, joista tärkein on potkurin läpimitta.The ever-rising oil prices, which are causing sharply increased costs for the use of ships, make it increasingly important to achieve high thrust efficiency in ship design. The most decisive factor in the thrust efficiency is the efficiency of the 10 propellers, i.e. the efficiency of the propeller when it is intended to convert the engine power installed on the ship into a useful thrust power. The efficiency of the propeller in turn depends on several parameters, the most important of which is the diameter of the propeller.

Sillä edellytyksellä, että potkurin kierrosluku voidaan 15 sovittaa optimaalisella tavalla potkurin läpimitan suhteen, on yleisesti voimassa, että lisäys potkurin läpimitassa aikaansaa lisäyksen potkurin hyötysuhteessa ja siten työntö-hyötysuhteeseen, sillä kineettiset häviöt potkurin liuku-virtauksessa vähenevät tällöin. Pyrkimys vähentää laivan 20 polttoainekustannuksia on sentähden aikaansaanut, että viimeaikoina on yleisesti pyritty käyttämään suurempia ja hitaammin pyöriviä potkureita suhteessa laivan rungon mittoihin ja aikaisemmin tavallisesti käytettyihin potkurikier-roslukuihin.Provided that the propeller speed can be optimally matched to the propeller diameter, it is generally accepted that an increase in propeller diameter results in an increase in propeller efficiency and thus thrust efficiency, as kinetic losses in propeller slip flow are then reduced. The effort to reduce the fuel cost of the ship 20 has therefore resulted in a recent general effort to use larger and slower rotating propellers relative to the hull dimensions of the ship and the propeller speeds previously used.

25 Entisaikojen moottorilaivoissa käytettiin siis tavallisesti potkureita, joiden läpimitta vastasi 50-65 % laivan syväyksestä, jolloin työntöhyötysuhde oli normaalisti 55-65 %. Nykyisissä uudenaikaisissa laivoissa käytetään sitä vastoin usein potkurin läpimittoja, jotka ovat 80-90 % laivan syvä-30 yksestä, jolloin usein käytetään erikoisesti muotoiltua laivan peräosaa ns. puolitunnelityyppiä sen estämiseksi, että potkuri imee alas ilmaa. Tällä tavoin on onnistuttu saavuttamaan noin 70-75 % työntöhyötysuhteita.25 Thus, propeller boats with a diameter of 50-65% of the ship's draft were commonly used in former motor vessels, with a normal thrust efficiency of 55-65%. Today's modern ships, on the other hand, often use propeller diameters of 80-90% of the ship's deep-30, often using a specially shaped stern. half-tunnel type to prevent the propeller from sucking down air. In this way, about 70-75% of the push efficiencies have been achieved.

2 760322 76032

Ne ehdot, joiden tähän asti on katsottu asettavan rajan potkurin läpimitan edelleen lisäämiselle, ovat olleet: a) vaatimus tietystä vähimmästä etäisyydestä potkurin ja laivan rungon välillä, b) potkurin ilman alasimu 5 ja c) laivan kokonaissyväys. Täytyy siis esiintyä tietty vähin etäisyys potkurin ja laivan rungon välillä, jotta vältetään ei-hyväksyttävät värähtelyt rungossa. Käytettävissä oleva tila potkurikaivossa asettaa tällöin rajan sille, kuinka korkealle ylöspäin potkuri voi ulottua. Edelleen vaa-10 ditaan, ettei potkuri mainittavassa määrin ime ilmaa alas, joka vuorostaan merkitsee, ettei potkurin lapa saa nousta vedenpinnan yläpuolelle. On siten olemassa IMCO-sääntö, joka suosittelee, että potkurin tulee kokonaan olla vedenpinnan alapuolella myös laivan pienimmällä painolastisyväyksellä.The conditions which have hitherto been considered to set a limit for further increase in propeller diameter have been: (a) a requirement for a certain minimum distance between the propeller and the hull, (b) propeller air suction 5 and (c) overall draft of the vessel. Thus, there must be a certain minimum distance between the propeller and the hull of the ship in order to avoid unacceptable vibrations in the hull. The available space in the propeller well then sets a limit on how high up the propeller can extend. It is further required that the propeller does not suck air down to a significant extent, which in turn means that the propeller blade must not rise above the water surface. There is thus an IMCO rule which recommends that the propeller should be completely below the water surface even at the minimum ballast draft of the ship.

15 Myös tämä asettaa rajan sille, kuinka korkealle ylöspäin potkuri voi ulottua. Kolmas ehto on se, ettei mikään osa potkurista saa ulottua laivan perusviivan alapuolelle, sillä tämä muodostaa lisäyksen laivan teholliseen syväykseen, jota ei voida hyväksyä, kun otetaan huomioon rajoitettu vedensy-20 vyys satamissa, satamiensuissa, kanavissa ja sensellaisissa kulkuvesissä. Nämä ehdot asettavat rajan sille, kuinka syvälle alaspäin potkuri voi ulottua. Huomataan, että nämä ehdot yhdessä merkitsevät, että potkurin läpimitan tulee alittaa laivan pienin peräosan painolastisyväys.15 This also sets a limit on how high the propeller can reach upwards. The third condition is that no part of the propeller should extend below the ship's baseline, as this constitutes an increase in the ship's effective draft, which is unacceptable given the limited water depth in ports, estuaries, canals and similar passages. These conditions set a limit on how deep down the propeller can extend. It is noted that these conditions together mean that the propeller diameter should be less than the minimum stern draft of the ship.

25 Keksinnön päämääränä on ollut tehdä mahdolliseksi lisäys potkurin läpimitassa ja siten potkurin- ja työntöhyötysuh-teissa, pitkälle yli sen, mitä tähän asti on katsottu olevan mahdollista, niin että voidaan käyttää potkurin läpimittaa, joka on 2 tai 3 kertaa suurempi kuin tähän asti käytetyt 30 potkurin läpimitat, joka aikaansaa lisäyksen työntöhyöty-suhteessa tasolle 85-90 %.The object of the invention has been to make it possible to increase the diameter of the propeller and thus the propeller and thrust efficiency far beyond what has hitherto been considered possible, so that a propeller diameter of 2 or 3 times larger than hitherto used can be used. propeller diameters, which provides an increase in the thrust efficiency to 85-90%.

Tämä saavutetaan niiden keksinnön tunnusomaisten piirteiden avulla, jotka on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.This is achieved by the features of the invention set out in the appended claims.

35 n 7603235 n 76032

Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa potkurin läpimitta on ainakin 1,2 ja edullisesti ainakin 1,5-kertainen laivan peräpään painolastisyväykseen nähden.In a preferred embodiment of the invention, the diameter of the propeller is at least 1.2 and preferably at least 1.5 times the ballast draft of the stern of the ship.

Keksintö perustuu tietoon, että laivan kokonaissyvyys muo-5 dostaa rajoittavan tekijän potkurin läpimitalle vain satamissa, satamansuissa, kanavissa ja sensellaisissa kulkuve-sissä, joissa on rajoitettu veden syvyys. Sitävastoin ulkona merellä, joissa laiva suurimman osan on käyttöajastaan, on veden syvyys niin suuri, ettei ole olemassa estettä sille, 1 0 että potkuri ulottuu alas huomattavasti laivan perusviivan alapuolelle. Kuljettaessa ulkona merellä voidaan siten vaivatta käyttää potkuria, jonka läpimitta olennaisesti ylittää laivan syväyksen, ja joka on siten järjestetty, ettei se ulotu ylös vedenpinnan yläpuolelle, joka aiheuttaisi ilman 15 alasimemistä, mutta joka ulottuu olennaisesti laivan perusviivan alapuolelle. Tämän kautta voidaan saavuttaa tavoiteltu potkuri- ja työntöhyötysuhteen lisäys, sekä sen mukanaan tuoma polttoaineen kulutuksen väheneminen. Satamissa, sata-miensuissa, kanavissa ja muissa rajoitetun vedensyvyyden 20 omaavissa kulkuvesissä tämä suuri potkuri pysäytetään ja lukitaan ei-aktiiviseen asentoon, jossa mikään potkurin osa ei ulotu olennaisesti alas laivan perusviivan alapuolelle. Käytettäessä kaksilapaista potkuria, jonka potkurinakseli on kiinteästi laakeroitu laivan runkoon, potkurinnavan 25 sijaitessa laivan perusviivan tasossa tai jonkinverran sen yläpuolella, tämä voi tapahtua siten, että potkuri pysäytetään ja lukitaan asentoon, jossa molemmat potkurin lavat ovat vaakasuoraan suunnatut. Laivan siirtäminen ja ohjaaminen suurella käyttöpotkurilla tässä ei-aktiivisessa asen-30 nossa voi tapahtua hinaajien avulla tai edullisesti laivaan järjestetyn apukäyttökoneiston avulla, esim. ns. kääntöpot-kurin (thruster), aktiivin peräsimen tms. muodossa, kuten lähemmin esitetään edempänä.The invention is based on the knowledge that the total depth of the ship forms a limiting factor for the diameter of the propeller only in ports, harbors, canals and similar passages with limited water depth. In contrast, outdoors at sea, where the ship is for most of its service life, the water depth is so great that there is no obstacle to the propeller extending down well below the ship's baseline. When carried out at sea, it is thus easy to use a propeller whose diameter substantially exceeds the draft of the ship and which is arranged so as not to extend above the surface of the water, which would cause without sinking, but which extends substantially below the baseline of the ship. Through this, the desired increase in propeller and thrust efficiency can be achieved, as well as the resulting reduction in fuel consumption. In ports, wharves, canals, and other passages with limited water depth 20, this large propeller is stopped and locked in an inactive position where no part of the propeller extends substantially below the baseline of the ship. When using a twin-bladed propeller with a propeller shaft fixedly mounted on the hull of the ship with the propeller hub 25 at or slightly above the plane of the ship's baseline, this can be done by stopping and locking the propeller in a position with both propeller blades horizontally oriented. The ship can be moved and steered by a large propeller in this inactive position-30 by means of tugs or, preferably, by means of an auxiliary drive mechanism arranged on the ship, e.g. in the form of a thruster, active rudder, etc., as described in more detail below.

4 760324,76032

Keksintöä ja sen muita suoritusmuotoja ja keksinnön avulla saavutettavia etuja valaistaan edelleen seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossaThe invention and other embodiments thereof and the advantages achieved by the invention are further illustrated in the following with reference to the accompanying drawing, in which

Kuvio 1 on kaavamainen sivukuva esimerkkinä esitetyn laivan 5 peräosasta keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaan;Fig. 1 is a schematic side view of the stern of an exemplary ship 5 according to a first embodiment of the invention;

Kuvio 2 esittää kaavamaisesti kuvion 1 mukaista laivaa katsottuna suoraan takaapäin;Figure 2 is a schematic rear view of the ship of Figure 1;

Kuvio 3 on kaavamainen sivukuva esimerkkinä esitetyn laivan 10 peräosasta keksinnön toisen suoritusmuodon mukaan;Fig. 3 is a schematic side view of the stern of an exemplary ship 10 according to another embodiment of the invention;

Kuvio 4 esittää kaavamaisesti kuvion 3 mukaista laivaa katsottuna suoraan takaapäin.Figure 4 is a schematic rear view of the ship of Figure 3.

Kuviot 1 ja 2 esittävät kaavamaisesti laivan 1 peräosaa. Vedenpinta on merkitty viitenumerolla 2, kun taas laivan 15 perusviiva on merkitty pistekatkoviivalla 3. Laivan syväys on merkitty kirjaimella T. On huomattava, että laiva usein, erikoisesti painolastitilassa on tietyssä tasapainossa niin, että pohjaviiva 3 ei ole vaakasuorassa, katsottuna laivan pituussuunnassa, vaan viettää vinosti alas taaksepäin. Kek-20 sinnölle on tällöin laivan perän syväys, kohdassa, johon käyttöpotkuri on sijoitettu, ratkaiseva syväys.Figures 1 and 2 schematically show the stern of the ship 1. The water level is marked with reference number 2, while the baseline of ship 15 is marked with a dotted line 3. It is noted that the ship is often, especially in ballast space, in a certain balance so that the bottom line 3 is not horizontal when viewed longitudinally but spends diagonally down backwards. The Kek-20 sinter then has a draft of the stern of the ship, a decisive draft at the point where the propeller is located.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa laivassa on perään järjestetty 2-lapainen käyttöpotkuri 5, jonka potkurin akseli 6 on kiinteästi laakeroitu laivan tasolle, joka on perusviivan 3 25 tasalla tai heti sen yläpuolella. Potkurin akseli on yhdistetty laivan rungon sisälle asennettuun käyttömoottoriin 7. Potkurilla 5 on keksinnön mukaan läpimitta, joka olennaisesti ylittää laivan peräpään syväyksen painolastissa, mutta johtuen potkurin akselin 6 sijoittamisesta alas lähelle 30 laivan perusviivaa 3 saavutetaan tästä huolimatta se, ettei potkuri 5 ulotu vedenpinnan yläpuolelle eikä ime alas ilmaa silloinkaan, kun laiva kulkee painolastissa. Potkuri 5 tulee tällöin kuitenkin luonnollisesti ulottumaan olennaisesti laivan perusviivan 3 alapuolelle, josta ei kuitenkaan aiheu-35 du mitään haittoja kuljetettaessa ulkona merellä, jossa eiIn the ship according to Figures 1 and 2, a 2-blade drive propeller 5 is arranged aft, the propeller shaft 6 of which is fixedly mounted on a plane of the ship which is flush with or immediately above the base line 3. According to the invention, the propeller 5 has a diameter which substantially exceeds the draft of the stern of the ship in the ballast, but due to the positioning of the propeller shaft 6 close to the ship's baseline 3, it is nevertheless achieved that the propeller 5 does not suck down air even when the ship is moving in ballast. However, the propeller 5 will then naturally extend substantially below the baseline 3 of the ship, which, however, will not cause any inconvenience when transported outdoors at sea, where no

IIII

s 76032 esiinny mitään laivan syväystä koskevia rajotuksia.s 76032 there are no restrictions on the draft of the ship.

Laivan kuljettamiseksi satamiin, satamansuihin, kanaviin ja sensellaisiin kulkuvesiin, joissa on rajoitettu vedensyvyys, voidaan 2-lapainen potkuri 5 pysäyttää ja lukita kuviossa 2 5 esitettyyn ei-aktiiviin asentoon, jossa molemmat potkurinla-vat on suunnattu vaakasuoraan ja ovat perusviivan 3 tasalla tai sijaitsevat heti sen yläpuolella. Tässä ei aktiivissa asennossa potkuri ei siten lisää laivan tehollista syväystä. Laivan siirtämiseksi ja ohjaamiseksi, jossa on suuri käyttö-10 potkuri 5 tässä ei-aktiivissa asennossa, voidaan mahdollisesti käyttää hinaajia. Edullisesti on laiva 1 kuitenkin varustettu omalla käyttökoneistolla tätä tarkoitusta varten. Kuvioiden 1 ja 2 esittämässä suoritusesimerkissä tämän apu-käyttökoneiston muodostaa kääntöpotkuri 8 (thruster). Tämä 15 kääntyvä potkuri voi haluttaessa olla sisäänvedettävä laivan runkoon, kun laivaa kuljetetaan potkurin 5 avulla, jolloin samaan aikaan ei-aktiivisen potkurin 8 aiheuttama vastus vähenee. Vaihtoehtoisesti voi kuitenkin potkuri 8 myös myötävaikuttaa eteenpäinkuljettamiseen yhdessä pääpotkurin 5 20 kanssa, jolloin kääntöpotkuria voidaan käyttää laivan ohjaamiseen tavanomaisen peräsimen sijasta, tai kääntöpotkuria voidaan käyttää yksinomaan peräsimenä, kun laivaa kuljetetaan, eteenpäin potkurin 5 avulla, jolloin potkurissa 8 on 2-lapainen potkuri, jossa on lepuutettavat potkurinlavat, ja 25 potkuri pysäytetään ja lukitaan asentoon, jossa potkurinlavat on suunnattu pystysuoraan. Tässä tapauksessa voi laivasta mahdollisesti puuttua tavanomainen peräsin. Kääntö-potkurin 8 sijasta voitaisiin ajatella käytettävän ns. aktiivista peräsintä ts. peräsintä varustettuna yhdessätoi-30 mivalla potkurilla, jota tällöin voidaan käyttää laivan eteenpäinkuljettamiseen ja ohjaamiseen, kun suuri ajopotkuri 5 on ei-aktiivissa asennossa. Myöskin muuntyyppiset laivan 1 apukäyttökoneistot ovat ajateltavissa.To transport the ship to ports, harbor estuaries, canals and sensitive waterways with limited water depth, the 2-blade propeller 5 can be stopped and locked in the inactive position shown in Fig. 2 5 with both propeller blades oriented horizontally and flush with the baseline 3 or immediately above it. In this inactive position, the propeller thus does not increase the effective draft of the ship. Tugs may possibly be used to move and steer the ship with the large drive 10 propeller 5 in this inactive position. Preferably, however, the ship 1 is provided with its own propulsion for this purpose. In the embodiment shown in Figures 1 and 2, this auxiliary drive mechanism is formed by a thruster 8. This pivoting propeller 15 can, if desired, be retracted into the hull of the ship when the ship is transported by means of the propeller 5, whereby at the same time the resistance caused by the inactive propeller 8 is reduced. Alternatively, however, the propeller 8 may also contribute to forward propulsion in conjunction with the main propeller 5 20, whereby the reversible propeller may be used to steer the ship instead of a conventional rudder, or the reversible propeller may be used exclusively as rudder when there are restable propeller blades, and the propeller 25 is stopped and locked in a position in which the propeller blades are oriented vertically. In this case, the ship may be missing a conventional rudder. Instead of the turning propeller 8, it could be thought to use a so-called an active rudder, i.e. a rudder equipped with a cooperating propeller, which can then be used to propel and steer the ship when the large propeller 5 is in the inactive position. Other types of auxiliary propulsion machinery for ship 1 are also conceivable.

35 Suuressa ajopotkurissa 5 voi olla joko kiinteät tai säädettävät lavat, jotka viimeksimainitussa tapauksessa myös 6 76032 . voidaan ajatella olevan ns. ohjelmapotkurit, joissa lavan nousua muutetaan potkurin kierroksen aikana sen sovittamiseksi paikalliseen myötävirtauskuvioon, joka vähentää potkurista tulevia värähtelyjä. Jos potkurin lavat ovat säädettä-5 viä, voidaan ne edullisesti tehdä lepuutettaviksi niin, että ne potkurin ei-aktiivisessa asennossa voidaan lepuuttaa potkurin vastuksen vähentämiseksi.35 The large propeller 5 may have either fixed or adjustable blades, which in the latter case also 6 76032. can be thought of as a so-called. program propellers in which the pitch of the blade is changed during the rotation of the propeller to adapt it to a local co-flow pattern that reduces vibrations from the propeller. If the propeller blades are adjustable, they can advantageously be made restable so that they can be rested in the inactive position of the propeller to reduce the resistance of the propeller.

Kuvioiden 1 ja 2 esittämässä suoritusesimerkissä on potkurin 5 ajateltu olevan-2-lapainen, joka tekee yksinkertaiseksi 10 pysäyttää se ja lukita se ei-aktiiviin asentoon, jossa mikään potkurin osa ei ulotu laivan perusviivan alapuolelle, kuten nähdään kuviosta 2. Voidaan kuitenkin myös ajatella käytettävän potkuria, jossa on neljä tai kuusi lapaa, jolloin lavat on tavalliseen tapaan jaettu tasaisin välein 15 ympäri potkurin pyörintäakselia. Jotta potkuri tällöin voidaan pysäyttää ja lukita ei-aktiiviin asentoon, jossa mikään potkurin osa ei ulotu laivan perusviivan alapuolelle, voidaan potkuri muodostaa sellaiseksi, että tiettyjä lapa-pareja voidaan kiertää suhteessa potkurin napaan nähden 20 potkurin pyörintäakselin ympäri siten, että kaikki lapaparit voidaan viedä yhteen ja lukita yhdelle ja samalle vaakatasolle. Samaa tarkoitusta varten voidaan ajatella, että potkurin lavat on kiinnitetty potkurin napaan saranalaitteilla, jotka mahdollistavat sen, että potkurin lavat potkurin ei-25 aktiivissa asennossa käännetään ja lukitaan potkurin pyörintäakselin kanssa olennaisesti samansuuntaiseen asentoon.In the embodiment shown in Figures 1 and 2, the propeller 5 is thought to be 2-bladed, which makes it simple to stop it 10 and lock it in an inactive position where no part of the propeller extends below the ship's baseline, as seen in Figure 2. a propeller with four or six blades, the blades being distributed at regular intervals 15 about the axis of rotation of the propeller in the usual way. In order to stop and lock the propeller in an inactive position where no part of the propeller extends below the baseline of the ship, the propeller can be designed so that certain pairs of blades can rotate relative to the propeller hub about the axis of rotation of the propeller so that all pairs of blades can be brought together and lock on one and the same horizontal plane. For the same purpose, it is conceivable that the propeller blades are attached to the propeller hub by hinge devices which allow the propeller blades in the non-active position of the propeller to be turned and locked in a position substantially parallel to the axis of rotation of the propeller.

Jotta potkurin akseli 6 voidaan laakeroida niin lähelle laivan perusviivaa 3 kuin mahdollista, voi sopivasti muodostettu vaihdelaitteisto 9 olla järjestetty potkurin akselin 30 6 ja käyttömoottorin välille. Vaihtoehtoisesti voidaan potkurin akseli 6 laakeroida siten laivaan 1, että se on suunnattu vinosti alas taaksepäin, jolloin potkurin 5 napa tulee sijaitsemaan laivan perusviivan 3 tasolla tai lähellä sitä, ja käyttömoottori 7 voi tästä huolimatta olla asennet-35 tu korkeammalle laivan rungossa, joka on edullista huomioonottaen moottorin mitat.In order to be able to mount the propeller shaft 6 as close to the base line 3 of the ship as possible, a suitably formed gear unit 9 can be arranged between the propeller shaft 30 6 and the drive motor. Alternatively, the propeller shaft 6 can be mounted on the ship 1 so that it is directed obliquely downwards backwards, the hub of the propeller 5 being located at or near the level of the ship's baseline 3, and the drive motor 7 can nevertheless be mounted higher in the ship's hull, which is advantageous taking into account the dimensions of the engine.

li 7 76032li 7 76032

Ymmärretään, että keksinnön kuvioissa 1 ja 2 esitetyssä suoritusmuodossa potkurin 5 läpimitta voi teoreettisesti olla korkeintaan kaksi kertaa laivan syväys, sillä muussa tapauksessa potkuri ulottuu vedenpinnan yläpuolelle. Vielä suu-5 rempi potkurin läpimitan lisäys on kuitenkin mahdollinen, jos potkurin akseli järjestetään siten, että sen takapäätä voidaan nostaa ja laskea alemman työasennon, jossa potkurin napa sijaitsee laivan perusviivan alapuolella, ja ylemmän ei-aktiivin asennon välillä, jossa potkurin napa sijaitsee 10 laivan perusviivan yläpuolella. Kuviot 3 ja 4 kuvaavat esimerkkinä keksinnön tällaista suoritusmuotoa.It is understood that in the embodiment of the invention shown in Figures 1 and 2, the diameter of the propeller 5 can theoretically be at most twice the draft of the ship, otherwise the propeller will extend above the water surface. However, an even greater increase in propeller diameter at the mouth-5 is possible if the propeller shaft is arranged so that its rear end can be raised and lowered between a lower working position where the propeller hub is below the ship's baseline and an upper inactive position where the propeller hub is 10 above the baseline. Figures 3 and 4 illustrate such an embodiment of the invention by way of example.

Kuviot 3 ja 4 esittävät vastaavalla tavalla kuin kuviot 1 ja 2 laivaa 1, jossa on vesilinja 2, perusviiva 3, suuri käyt-töpotkuri 5 siihen kuuluvine potkurinakseleineen 6 ja käyt-15 tömoottori 7 sekä kääntöpotkuri 8 apukäyttökoneistona. Tässä suoritusesimerkissä on kuitenkin potkurin akseli 6 ja myös koko käyttömoottori 7 asennettu vesitiiviin, laatikkomuotoi-sen kotelon 10 sisälle, joka on asennettu laivan 1 runkoon olennaisesti vaakasuorien, laivan pituussuuntaan nähden 20 olennaisesti kohtisuorien kääntötappien 11 ympäri kääntyvästä, niin että koko kotelo voi kääntyä piirustuksessa esitetyn alaskäännetyn, aktiivin asennon, jossa potkurin 5 napa sijaitsee huomattavasti laivan perusviivan 3 alapuolella, ja laivan sisään ylöskäännetyn ei-aktiivin asennon välillä, 25 jossa potkurin 5 napa sijaitsee perusviivan yläpuolella. Viimeksi mainitussa kotelon ylöskäännetyssä asennossa voidaan siten potkuri 5 aikaisemmin kuvatulla tavalla pysäyttää ja lukita asentoon, jossa mikään osa potkurista ei ulotu perusviivan 3 alapuolelle.Figures 3 and 4 show, similarly to Figures 1 and 2, a ship 1 with a waterline 2, a baseline 3, a large drive propeller 5 with associated propeller shafts 6 and a drive motor 7 and a reversible propeller 8 as an auxiliary drive. However, in this embodiment, the propeller shaft 6 and also the entire drive motor 7 are mounted inside a watertight, box-shaped housing 10 mounted on the hull 1 of the ship 1 pivoting about pivots 11 substantially perpendicular to the longitudinal direction of the ship between an upturned, active position in which the hub of the propeller 5 is located substantially below the baseline 3 of the ship and an inactive position upside down in the ship where the hub of the propeller 5 is located above the baseline. In the latter upturned position of the housing, the propeller 5 can thus be stopped and locked in a position in which no part of the propeller extends below the base line 3, as previously described.

30 Pääsy koteloon 10 järjestettyyn konehuoneeseen voidaan aikaansaada kotelon 10 kääntötappien 11 läpi, jotka kääntö-tapit muodostetaan suuriläpimittaisiksi putkiksi. Näiden kääntötappien läpi voidaan myös johtaa vaadittavat johdot polttoaineen syöttöä, pakokaasuja ym. varten. Vaihtoehtoi-35 sesti voidaan luonnollisesti myös ajatella, että käyttö- β 76032 moottori 7 on kiinteästi asennettu laivan 1 runkoon, ja että vain potkuri 5 ja potkurin akseli 6 on nostettavasti ja laskettavasta järjestetty, jolloin potkurin akseli 6 on kytketty käyttömoottoriin 7 tähän sopivan kytkinlaitteen väli-5 tyksellä.Access to the engine room arranged in the housing 10 can be provided through the pivot pins 11 of the housing 10, which pivot pins are formed into large diameter pipes. The required lines for fuel supply, exhaust gases, etc. can also be routed through these pivot pins. Alternatively, it is of course also conceivable that the drive β 76032 motor 7 is fixedly mounted on the hull of the ship 1 and that only the propeller 5 and the propeller shaft 6 are arranged to be raised and lowered, the propeller shaft 6 being connected to the drive motor 7 by a suitable coupling device. -5 times.

Etuja käyttötaloudessa, joita voidaan saavuttaa keksintöä soveltamalla, kuvataan kahdella esimerkillä, jotka käsittävät kaksi olemassa olevaa laivaa, nimittäin toisaalta 15000 dwt kuivalastialuksen ja toisaalta 140000dwt massatavaralas-10 tialuksen.The advantages in operating economy that can be achieved by applying the invention are illustrated by two examples comprising two existing ships, namely a 15,000 dwt dry cargo ship on the one hand and a 140,000dwt bulk cargo ship-10 ship on the other.

Esimerkki 1; 15000 dwt kuivalastialus (Winter-luokkaa)Example 1; 15000 dwt dry cargo vessel (Winter class)

Laivan tiedot:Vessel details:

Pituus 157,7 m 15 Leveys 25,7 mLength 157.7 m 15 Width 25.7 m

Syväys 7,5 mDraft 7.5 m

Nopeus 22,4 solmuaSpeed 22.4 knots

Potkurin työntövoima 117 tonniaPropeller thrust 117 tons

Työntötiedot: 20 Nykyinen Ylisuuri potkuri potkuri keksinnön mukaan Läpimitta m 6,5 14,5Thrust data: 20 Current Oversized propeller propeller according to the invention Diameter m 6.5 14.5

Lapalukumäärä 4 2Number of blades 4 2

Lavan pinta-alasuhde 0,56 0,20-0,30 25 Potkurin kierrosluku k/min 114 34Platform area ratio 0.56 0.20-0.30 25 Propeller rpm 114 34

Myötävirtatekijä 0,24 0,05Downstream factor 0.24 0.05

Potkurin hyötysuhde % 0,67 0,89Propeller efficiency% 0.67 0.89

Imutekijä 0,20 0,04Suction factor 0.20 0.04

Rungon hyötysuhde 1,05 1,01 30 Suhteellinen hyötysuhde 1,01 1,00Chassis efficiency 1.05 1.01 30 Relative efficiency 1.01 1.00

Kokonaishyötysuhde 0,71 0,90Overall efficiency 0.71 0.90

Tehontarve hv 20500 16240Power consumption hv 20500 16240

Polttoaineen kulutus t/a 20700 16400 11 9 76032Fuel consumption t / a 20700 16400 11 9 76032

Kuten nähdään, voitaisiin keksinnön soveltamisella tässä tunnetussa laivassa saavuttaa polttoaineen säästö 4300 t/a, joka vastaa 4,8 milj, mk vuodessa.As can be seen, the application of the invention in this known ship could achieve a fuel saving of 4300 t / a, which corresponds to FIM 4.8 million per year.

Esimerkki 2; 5 140000 dwt massatavara-alus suurella hitaasti käyvällä potkurilla (NKK)_Example 2; 5 140000 dwt bulk carrier with large slow moving propeller (NKK) _

Laivan tiedot:Vessel details:

Pituus 260 mLength 260 m

Leveys 43 m 10 Syväys, täysi lasti 17,2 mWidth 43 m 10 Draft, full load 17.2 m

Syväys, painolasti 10,3 mDraft, ballast 10.3 m

Nopeus 14,6 solmuaSpeed 14.6 knots

Potkurin työntövoima 204 tonniaPropeller thrust 204 tons

Työntötiedot: 15 Nykyinen Ylisuuri potkuri potkuri keksinnön mukaan Läpimitta 9,0 23,0Thrust data: 15 Current Oversized propeller propeller according to the invention Diameter 9.0 23.0

Lapalukumäärä 4 2Number of blades 4 2

Lavan pinta-alasuhde 0,36 0,10-0,20 20 Potkurin kierrosluku k/min 64 18Blade area ratio 0.36 0.10-0.20 20 Propeller speed rpm 64 18

Myötävirtatekijä 0,36 0,09Downstream factor 0.36 0.09

Potkurin hyötysuhde % 0,59 0,85Propeller efficiency% 0.59 0.85

Imutekijä 0,18 0,045Suction factor 0.18 0.045

Rungon hyötysuhde 1,28 1,05 25 Suhteellinen hyötysuhde 1,0 1,0Chassis efficiency 1.28 1.05 25 Relative efficiency 1.0 1.0

Kokonaishyötysuhde 0,76 0,89Overall efficiency 0.76 0.89

Tehontarve hv 16700 14200Power consumption hv 16700 14200

Polttoaineen kulutus t/a 16800 14300 Tälle laivalle toisi siten keksinnön soveltaminen annetun 30 esimerkin mukaisesti polttoainesäästön 2500 tonnia vuodessa, joka vastaa kustannussäästöä 2,9 milj. mk vuodessa.Fuel consumption t / a 16800 14300 Thus, the application of the invention to this ship, in accordance with the given 30 examples, would bring a fuel saving of 2500 tonnes per year, which corresponds to a cost saving of 2.9 million. FIM per year.

Kuten ylläolevasta esimerkistä käy ilmi, voidaan keksinnön avulla saavuttaa suuruusluokaltaan 15-20 prosenttiyksikön ! 10 7 6032 nousu hyötysuhteessa käyttämällä potkurin läpimittaa, joka on 2-2,5 kertaa suurempi kuin aikaisemmin käytetty. Taloudellisesti tämä tuottaa 3-4,5 milj. mk polttoainesäästön vuodessa.As can be seen from the example above, the invention can achieve an order of magnitude of 15-20 percentage points! 10 7 6032 increase in efficiency using a propeller diameter that is 2-2.5 times larger than previously used. Financially, this generates 3-4.5 million. FIM fuel savings per year.

5 Edellä on keksintöä kuvattu tarkoittaen laivaa, joka on varustettu vain yhdellä perään järjestetyllä käyttöpotkuril-la. Ymmärretään kuitenkin, että keksintö on myös sovellettavissa laivoihin, jotka on varustettu useilla perään järjestetyillä käyttöpotkureilla, esimerkiksi kahdella vierekkäin 10 asetetulla potkurilla tai kahdella samanakselisesti järjestetyllä vastakkain pyörivällä potkurilla.The invention has been described above with reference to a ship equipped with only one stern drive propeller. It is understood, however, that the invention is also applicable to ships equipped with a plurality of stern drive propellers, for example, two propellers arranged side by side or two counter-rotating propellers arranged coaxially.

IlIl

Claims

11 76032

A propeller-driven submersible vessel with at least one stern drive propeller (5) connected to a drive motor (7) arranged inside the ship, characterized in that the diameter of the propeller (5) is substantially larger than the stern ballast draft, and that the propeller can be set to an active working position for transporting the ship, in which position the propeller, when rotating, extends substantially below the ship's baseline (3) without simultaneously extending above the waterline (2), even when the ship is being carried in ballast, and in an inactive position the propeller is lockable and cannot be used to transport the ship, and in which position no part of the propeller extends substantially below the baseline (3) of the ship.

Ship according to Claim 1, characterized in that the propeller (5) has a diameter of at least 1.2 and preferably at least 1.5 times the ballast draft of the stern of the ship.

Ship according to claim 1 or 2, characterized in that the propeller is 2-bladed and in said inactive position is stopped in a position in which the blades are directed horizontally.

Ship according to Claim 3, characterized in that in the inactive position of the propeller, the propeller blades can be rested, i.e. rotated in the axial direction, to a position in which the blades are parallel to the axial direction of the propeller to reduce propeller resistance.

A ship according to claim 1 or 2, wherein the propeller has more than two blades which, in the working position of the propeller, are evenly distributed around the propeller.