FI90029B - Propellernav - Google Patents

Description

1 90029

Potkurin napa

Esillä olevan keksinnön kohteena on ruuvipotkurin takaosassa olevaan napaan asennettava napakupu, joka potkuri käsittää useita potkurilapoja, joista jokaisella on tyvi navan tyvi-rajaa pitkin, joka tyvi ulottuu lavan etureunasta sen jättö-reunaan, jotka tyvet sijaitsevat linjaa pitkin nousukulmassa tasoon nähden, joka taso on kohtisuorassa potkurin pyörimisakselia vastaan.

Ruuvipotkurin ominaisuuksien ja erityisesti sen tehon parantamiseksi on tehty laajaa ja intensiivistä tutkimustyötä erityisesti koskien lapojen lukumäärää, muotoa, levitettyä pinta-alaa, nousua jne. ja nyt tämä tutkimustyö on kantanut hedelmää miltei maksimaalisen kehityksen muodossa. Täten on epätodennäköistä, että tulevaisuudessa pystyttäisiin näiden alueiden tutkimustyön avulla merkittävästi parantamaan pot-kureiden ominaisuuksia.

Toisaalta tiedetään, että potkurin teho on alhainen navan läheisyydessä. Tästä syystä on esitetty sijoitettavaksi pie-nihalkaisijäinen potkuri pääpotkurin taakse, jotta potkuri-teho voidaan nostaa navan läheisyydessä, kuten esim. japanilaisissa hyödyllisyysmallikuulutusjulkaisuissa 30 195/81 ja 139 500/82. Tuntuu kuitenkin siltä, että moinen idea ei ollut onnistunut. Tämä johtuu luultavasti siitä, että työn-.. . tövoima ei kasva yhtä paljon kuin vääntömomentti ja täten potkuriteho ei parane toivotulla tavalla.

Täten eräs esillä olevan keksinnön päämääristä on aikaansaada uusi tekniikka, joka mahdollistaa potkurin ominaisuuksien ja erityisesti potkuritehon parantamisen huomattavassa määrin lisäämällä potkuriin evillä varustettu napakupu. Kuten oheisessa kuviossa 3 (tekniikan taso) esitetään, käsittää tavanomainen potkuri 31 useita lapoja 33, jotka on sijoitettu tasavälein navan 32 kehän ympärille ja se on navan 32 välityksellä yhdistetty pyörivään käyttöakseliin 34. Navan 2 90029 32 käyttöaksella vastapäätä sijaitsevaan päähän on asennettu napakupu 35 vähentämään mahdollisimman paljon navasta ala-virtaan syntyviä pyörteitä.

Esillä olevassa keksinnössä on huomio kohdistettu siihen tosiasiaan, että myös tällaisen potkurin napakuvun takavir-taukseen syntyy huomattava napapyörre (36), ja pitäen miele-sä, että tekniikan tason mukainen pienempihalkaisijäinen lisäpotkuri lisäisi kyseistä napapyörrettä, on tutkimukset keskitetty keinojen löytämiseksi tällaisen napapyörteen vähentämiseksi. Lopulta on todettu, että evillä varustetun napakuvun lisääminen potkuriin pystyy pienentämään tällaista napapyörrettä ja siten lisäämään potkuritehoa.

Näin ollen esillä olevalle keksinnölle on tunnusomaista se, että kuvulla on kupurunko ja useita eviä, jotka on asennettu mainittuun kuvun runkoon välein sijoitettuina mainitun kuvun rungon kehän ympärille; evien määrä on sama kuin potkurila-pojen määrä; evät ovat kallistettuja -20° - +30°:n kulmassa suhteessa linjaan, jonka mukaisesti vastaavan potkurilavan tyvi sijaitsee ja kulma on valittu siten, että evät vastaanottavat virtauksen potkurin lavalta sivulla, joka näkyy potkurin lapoja päin, ja evät ovat kallistettuja kallistuskulmassa KK, joka on -30“s KK < 0® suhteessa ruuvipotkurin pyörimissuuntaan, ja evien potkuria kohti olevat etureunat ovat sellaisten linjojen välillä, jotka alkavat potkurin kaikkien lapojen tyvien etu- Ja Jättöreunoilta Ja ulottuvat perää kohti yhdensuuntaisesti potkurin pyörimisakselin kanssa; ja evät ovat pinta-alaltaan olennaisesti potkurinlapoja pienempiä, evien ulkohalkaisijan mitta kuvun akselilta on suurempi kuin kuvun rungon halkaisija potkurin navan takaosan kohdalla ja korkeintaan 33 % potkurilapojen ulkohalkaisijan mitasta mitattuna ruuvipotkurin pyörimisakselilta.

Esillä olevan keksinnön mukaisten evien tarkoitus ei ole itsenäisesti aikaansaada työntöä, vaan ohjata vesivirtaa napakuvun takana sellaiseen suuntaan, että napapyörteen syntyminen pienenee. Tällaisen ohjausvaikutuksen ansiosta napa-

II

3 90029 kuvun takana syntyvä napapyörre hajoaa ja täten pyörteen potkurinlapaan kohdistama laahausvoima pienenee ja tämän johdosta potkurin ominaisuudet ja erityisesti potkuriteho paranevat huomattavasti ilman, että vääntömomentti kasvaa merkittävästi.

Täten yleisesti katsoen esillä oleva keksintö antaa huomattavasti suuremman tehon potkurille, jossa on korkea nousu-suhde (H/D), joka aikaansaa voimakkaamman napapyörteen.

Kuten esillä olevan keksinnön sovellutusesimerkeissä seuraa-vassa esitetään, voidaan evät varustaa kaltevuuskulmalla tai positiivisella tai negatiivisella aurauskulmalla napakupuun nähden.

Kuvio 1 esittää edestä päin potkuria, johon on asennettu esillä olevan keksinnön mukaisen sovellutuksen mukainen evillä varustettu potkurin napakupu, ja kuvio 2 esittää kuviota 1 sivulta nähtynä.

Kuvio 3 on kuviota 2 vastaava sivukuva, mutta se esittää tekniikan tason mukaista potkuria ja napakupua ilman eviä, napakuvun taakse muodostuvine napapyörteineen.

Kuvio 4 on sivukuva osittaisena leikkauksena kokeissa käytetystä potkurin ominaisuuksien mittauslaitteesta.

Kuvio 5 on tasokuva, joka esittää kokeissa käytettyjen evien muodon tasossa ja kuvio 6 on sivukuva, joka esittää evien asennuskohdat potkurin napakuvussa.

Kuvio 7 esittää kokeessa 1 saavutetut potkurin ominaisuuksia kuvaavat käyrät ja kuviot 8-10 esittävät kaaviokuvat, jotka .. . edustavat potkurinlapojen tyvien ja evien suhteellisia asentoja kokeissa 2-4.

Kuvio li on sivukuva, joka esittää evien kallistuskulman kokeessa 5 ja kuvio 12 on leikkaus pitkin viivaa A-A kuviossa 11.

Kuvio 13 on kaaviokuva, joka vastaa kuvioita 8-10, mutta se esittää potkurinlapojen tyvien ja evien suhteelliset asennot kokeessa 6.

Kuvio 14 on kaavio, joka esittää kokeen 7 tulokset.

4 90029

Joitakin esillä olevan keksinnön sovellutuksia selitetään yksityiskohtaisesti viitaten oheisiin piirroksiin. Kokeet suoritetaan vesisäiliössä potkurimalleilla, joilla on taulukossa 1 esitetyt ominaisuudet. Vesisäiliö on pyöreä virtaus -säiliö ja siinä on tarkkailuosa, jonka mitat ovat 5,0 m (pituus) x 2,0 m (leveys) x 1,0 m (syvyys). Maksimaalinen virtausnopeus on 2,0 m/s ja virtausnopeuden yhtenäisyys on 1,5 % sisällä.

Taulukko 1

Tyyppi CP24 CP26

Halkaisija (mm) 220,0 220,0

Noususuhde 0,8 1,2

Levitetty lapa-alasuhde 0,55 0,55

Napasuhde 0,18 0,18

Lavan paksuussuhde 0,05 0,05

Lavan poikkileikkausmuoto MAU MAU

Lapojen lukumäärä 4 4

Kuviossa 4 esitetään sivukuva osittain leikkauksena laitteesta potkurin ominaisuuksien mittaamiseksi. Tämä laite on sijoitettu vesisäiliön tarkkailuosaan kiinnittämällä sen potkuriavovene 41 jäykkään kanto-osaan (ei esitetä), joka on sijoitettu vesisäiliön yläpuolelle. Veneessä 41 on käyttöme-kanismi 43 potkurin 42 pyörittämiseksi, joka potkuri voidaan irrotettavasti kiinnittää sen kärkipäähän, työntövoimailmaisin 44 ja vääntömomentti-ilmaisin 45.

Vaikka sitä ei esitetä kuviossa 4, mitataan potkurin pyörimisnopeus digitaalilaskimella TM-225 (Ono Measurement Instruments Company, Japani) ja virtausnopeus JIS-tyyppisellä Pitot-putken ja differentiaalipainemuuntimen DLPU-0,02 (Toyo Boldwin Company, Japani) yhdistelmällä. Differentiaalipa!-neen edustamat työntövoiman, vääntömomentin ja virtausnopeuden analogisignaalit jne. muunnetaan digitaalisignaaleiksi vaihtovirta-tasavirtamuuntimen kautta, joka sisältyy mikro- 5 90029 prosessoriin, joka on sijoitettu erilliseen valvontalaitteeseen, ja sitten signaalit työstetään fysikaalisiksi tiedoiksi, jotka joko tulostetaan kirjoittimella tai piirretään piirturilla. Työntövoimakerroin (KT) ja vääntömomenttiker-roin (KQ) mitataan erilaisilla etenemiskertoimilla (J), jotka saadaan muuttamalla virtausnopeutta samalla kun potkurin pyörimisnopeus pidetään suunnilleen samana eli 7,5 -9,0 k/s puitteissa. Potkurin keskiö on 300 mm syvyydessä vedessä ja vesivirtauksen suunta on esitetty nuolella kuviossa 4.

Potkurimalleihin asennettavaksi napakuvuksi on valmistettu kupu, joka on pyöristetyn kartion muotoinen ja sen kannan halkaisija on 35 mm ja korkeus 25,6 mm. Kupu voidaan asentaa potkuriin millä tahansa tunnetulla tavalla ja näissä kokeissa on käytetty pulttimutterikiinnitystä. Napakupuun tarkoitetuiksi eviksi valmistetaan kuviossa 5 tasokuvana esitetyt evät, joilla on kuusi erilaista kolmiomuotoa (A)-(F), 1 mm paksuista litteistä levyistä niillä mitoilla, jotka esitetään seuraavassa taulukossa 2.

Taulukko 2

Vakaimen muoto Leveys Korkeus (X-akselin suunta) (Y-akselin suunta) (A) 20 mm 20 mm (B) 26 mm 16,5 mm (C) 26 mm 21 mm (D) 26 mm 28,5 mm .. . (E) 26 mm 34 mm (F) 26 mm 39,5 mm

Kuvio 6 esittää evien ja napakuvun keskinäiset asennot. Kuviossa 6 on potkurinlavan 61 tyven 62 takapää 0 merkitty potkurin akselille 63 vertailukohdaksi. Tässä selityksessä nimitetään kehävälimatkaa evän 64 etupäästä tasoon, joka sisältää vertailukohdan 0 ja potkurin akselin 63 "a":ksi (positiivinen nuolen esittämässä potkurin pyörimissuunnas- 6 90029 sa). Pintavälimatkaa evän 64 etupäästä kehälle, joka sisältää verailukohdan 0, nimitetään "b":ksi. Evän 64 kulma tasoon nähden, joka on kohtisuora potkurin akselia vastaan, on "alfa". Potkurinlavan tyven 62 geometrinen nousukulma on "epsilon".

Tässä hakemuksessa perustuu potkurinlavan tyven geometrinen nousukulma "epsilon" potkurinlavan tyven nokka-perä -linjaan. Lähemmin sanottuna kaksi lieriömäistä pintaa, joiden akseli on potkurin akselilla ja joiden säde vastaa napakuvun sädettä, ja potkurinlavan pinta tai sen jatke ajateltuna pintana otetaan huomioon. Lieriömäinen pinta, jonka leikkaa näiden kahden pinnan välissä kulkeva poikkilinja, eli lieriömäinen leikkaus, levitetään tasoon. Näin levitetyssä kuvassa levitetyn lieriömäisen leikkauksen määrittämän lavan leikkauksen nokka-perä -linjan ja lieriömäisen pinnan emä-viivaa vastaan kohtisuoran viivan välinen kulma on "epsilon" .

Evä 64 on asennettu napakupuun kohtisuorassa suunnassa kuvion 6 tasoa vastaan silloin kun kallistuskulmaa ei ole ilmoitettu. Asennus suoritetaan näissä kokeissa leikkaamalla ura napakupuun, sijoittamalla evän alapää uraan ja kiinnittämällä liimalla, mutta on tietysti mahdollista ja joissakin tapauksissa jopa edullista muodostaa napakupu ja evät yhtenä kappaleena. Kuviossa 5 evien alaosissa esitetyt katkoviivat osoittavat evien pinnan ja napakuvun pinnan väliset leikkausviivat kun evät on asennettu napakupuun.

Koe 1

Vesisäiliökokeet on suoritettu käyttämällä CP26-tyyppistä potkuria (epsilon = 67,4°) ja kuvion 5 (C) mukaisia eviä. Evät, joita on yhteensä 4 kappaletta, yksi kutakin potkurin-lapaa kohden, asennetaan napakupuun asentoihin a = 10 mm, b = 5 mm ja alfa = 66°. Tässä tapauksessa evien maksimaalinen halkaisija, eli kaksinkertainen välimatka (2r) evien säteittäisesti (potkurin akselista) kauimpana sijaitsevan

II

7 90029 pään ja potkurin akselin välillä (kun evät on asennettu na-pakupuun) ja potkurin halkaisija (2R) ovat suhteessa r/R = 0,23. Kuvio 1 esittää edestäpäin täten koottua potkuria 1, napaa 2, potkurinlapoja 3, akselia 4, napakupua 5 ja eviä 6; kuvio 2 esittää samaa sivusta katsottuna. Vertailun vuoksi on suoritettu kokeita myös ilman eviä. Työntövoima kerrointa (KT) ja vääntömomenttikerrointa (KQ) on mitattu erilaisilla etenemiskertoimilla (J) 0,0 ja 1,1 välillä ja potkuriteho (eta = J.KT/2PiKQ) on laskettu. Tämän jälkeen on laskettu prosentteina potkuritehon kasvusuhde (d.eta) kokeista ilman eviä kokeisiin evien kanssa. Tulokset esitetään seuraavissa taulukoissa 3 ja 4.

Taulukko 3 (ilman eviä) 8 9 G O 2 9

No. J KT KQ x 10 eta 0 0,000 0,4816 0,9376 0,0000 1 0,050 0,4715 0,9092 0,0413 2 0,100 0,4606 0,8823 0,0831 3 0,150 0,4489 0,8565 0,1251 4 0,200 0,4363 0,8316 0,1670 5 0,250 0,4230 0,8071 0,2085 6 0,300 0,4088 0,7829 0,2493 7 0,350 0,3940 0,7586 0,2893 8 0,400 0,3785 0,7342 0,3282 9 0,450 0,3623 0,7094 0,3657 10 0,500 0,3454 0,6839 0,4019 11 0,550 0,3281 0,6578 0,4365 12 0,600 0,3102 0,6309 0,4695 13 0,650 0,2919 0,6031 0,5007 14 0,700 0,2731 0,5743 0,5299 15 0,750 0,2541 0,5445 0,5571 16 0,800 0,2349 0,5138 0,5820 17 0,850 0,2154 0,4820 0,6046 18 0,900 0,1959 0,4494 0,6244 19 0,950 0,1764 0,4159 0,6413 20 1,000 0,1570 0,3817 0,6547 21 1,050 0,1378 0,3468 0,6639 22 1,100 0,1189 0,3115 0,6680

Taulukko 4 (evien kanssa) 9 90029

No. J KT KQ x 10 eta d.eta <%> 0 0,000 0,4985 0,9154 0,0000 0,00 1 0,050 0,4894 0,8914 0,0437 5,55 2 0,100 0,4785 0,8677 0,0878 5,35 3 0,150 0,4660 0,8440 0,1318 5,09 4 0,200 0,4522 0,8204 0,1755 4,81 5 0,250 0,4373 0,7965 0,2184 4,54 6 0,300 0,4215 0,7724 0,2605 4,29 7 0,350 0,4050 0,7479 0,3016 4,09 8 0,400 0,3880 0,7229 0,3417 3,96 9 0,450 0,3705 0,6973 0,3806 3,90 10 0,500 0,3528 0,6710 0,4184 3,95 11 0,550 0,3349 0,6441 0,4552 4,09 12 0,600 0,3168 0,6164 0,4909 4,35 13 0,650 0,2986 0,5879 0,5255 4,73 14 0,700 0,2803 0,5585 0,5590 5,21 15 0,750 0,2617 0,5284 0,5913 5,78 16 0,800 0,2430 0,4974 0,6220 6,42 17 0,850 0,2239 0,4655 0,6506 7,07 18 0,900 0,2044 0,4328 0,6762 7,66 19 0,950 0,1843 0,3994 0,6976 8,07 20 1,000 0,1634 0,3652 0,7123 8,09 21 1,050 0,1417 0,3303 0,7168 7,38 22 1,100 0,1187 0,2947 0,7053 5,29 10 90029

Kuvio 7 kuvaa taulukoiden 3 ja 4 tulokset ja esittää etene-miskertoimen (J) vaaka-akselilla ja työntövoima/kertoimen (KT), vääntömomenttikertoimen kerrottuna kymmenellä (KQ x 10) sekä potkuritehon (eta) pystyakselilla. Kuviossa 7 käyrät T2, Q2 ja P2 esittävät arvoja KT, KQ x 10 ja eta taulukossa 3 ja käyrät T3, Q3 ja P3 esittävät arvoja KT, KQ x 10 ja eta taulukossa 4. Kuviosta 7 ja taulukosta 4 käy ilmi, että potkuri-teho kasvaa 4-8 X alueella J=0,05-l,10 ja erityisesti 7,66 X yleensä käytetyllä arvolla J=0,9.

Näissä kokeissa on lisäksi manuaalisesti laskettu hiusputki veteen vesisäiliön yläpuolelta napakuvun peräpään läheisyyteen johtamaan ilmakuplia. On todettu, että kokeissa ilman eviä syntyy suuri määrä ilmakuplia, jotka ryhmittyvät potkurin akselia pitkin, mutta evien kanssa suoritetuissa kokeissa ilmakuplat hajoavat ja häviävät. Tästä on päätelty, että na-papyörre pienenee huomattavasti evien ansiosta.

Koe 2

Koetta 1 vastaavia kokeita suoritettiin, mutta niissä käytettiin evillä eri asentoja eli eri a, b ja alfa. Seuraavassa taulukossa 5 esitetään yleensä käytetyllä etenemiskertoimella (J) = 0,9 saavutettu potkuritehon kasvu.

Taulukko 5

No a b alfa alfa r/R d.eta o o (mm) (mm) ( ) epsilon( ) (X) 1 10 0 64 -3,4 0,25 5,49 2 15 0 61 -6,4 0,25 7,32 3 * 10 5 66 -1,4 0,23 7,66 4 14 5 59 -8,4 0,23 6,39 *...kokeen 1 tiedoista

II

“ 90029

Kuvioeea Θ kuvataan evien ja potkurinlapojen tyvien keskinäi-eet asennot, jossa kuviossa yhden kuviossa 6 esitetyn potku-rinlavan tyven peräpää 0 on sijoitettu x-akselille ja lavan asento esitetään viivasegmenttinä lähtien x-akeelieta kulmaa-ea epsilon ja sen pituus vastaa potkurinlavan tyven kärki-perä -viivan pituutta. Kyseisen potkurinlavan viereisen potku-rinlavan tyvi esitetään vastaavalla tavalla, mutta niiden pe-räpäiden välissä on kehänsuuntainen välimatka x-akselin suunnassa . Evien sijainnit esitetään merkitsemällä kuviosta 6 "a" x-akselin suunnassa ja kuviosta 6 "b'' y-akselin suunnassa, joka kulkee vertailukohdan 0 kautta, joka on kohtisuoraan x-akselia vastaan. Eväsegmenttien pituus vastaa kuviossa 5 katkoviivoin esitettyjä evien ja napakuvun välisiä viivoja. Taulukosta 5 ja kuviosta Θ käy ilmi, että voidaan aikaansaada huomattava potkuritehon kasvu, jos evien etupäät sijoitetaan vierekkäisten potkurinlapojen tyvien väliin, eli tilaan, joka ®ijaitsee vierekkäisten potkurinlapojen tyvien jatkettujen kärki-peräiinjojen välissä.

Koe 3 K o ett® 1 vastaavia kokeita suoritettiin, joissa muutettiin air»oastaan alfaa. Seuraavassa taulukossa 6 esitetään etenemis- 0 n 1

Ql®ella (J) = 0,9 saavutettu potkuritehon kasvusuhde.

‘2 90029

Taulukko 6 o o

No alfa< ) alfa-epsilon( ) r/R d.eta(X) 1 45 -22,4 0,24 0,34 2 50 -17,4 0,235 3,46 3 * 66 - 1,4 0,23 7,66 4 65 17,6 0,22 3,60 5 90 22,6 0,22 2,19 6 95 27,6 0,22 2,36 7 100 32,6 0,22 0,77 6 105 37,6 0,22 0,47 *... kokeen 1 tiedoista

Taulukon 6 tulokset esitetään kuviossa 9 vastaavasti kuin kokeessa 2. Taulukosta 6 ja kuviosta 9 ilmenee, että potkurite- o hon huomattava parannus voidaan aikaansaada alueella -20 έ o alfa-epsilon 4= 30 .

Koe 4

Koetta 2 vastaavat kokeet suoritettiin, mutta käytettiin o CP24-tyyppistä potkuria (epsilon - 57,4 > sekä kuvioiden 5(A) ja 5(C) mukaisia eviä. Tällaisen potkurin yhteydessä yleensä käytetyn etenemiskertoimen (J) ~ 0,6 aikaansaama potkuritehon kasvusuhde esitetään seuraavassa taulukossa 7.

Il 13 >’ 0 029

Taulukko 7

No. a b alfa alfa- r/R Evän d.eta o o (mm) (mm) ( ) epsilon( ) muoto (%) 1 0 5 80 22,6 0,21 (A) 2,03 2 10 17 63 5,6 0,18 (A) 3,02 3 5 12 63 5,6 0,20 (A) 2,06 4 5 9,5 63 5,6 0,21 (A) 2,32 5 5 7 63 5,6 0,215 (A) 2,84 6 10 7 63 5,6 0,23 (C) 3,93 7 10 7 57 - 0,4 0,22 (C) 2,32 8 6 7 63 5,6 0,22 (C) 2,57 9 4 5 35 -22,4 0,235 (C) -0,09 10 4 5 90 32,6 0,22 (C) -0,19

Taulukon 7 tulokset esitetään kuviossa 10 vastaavasti kuin kokeessa 2. Ymmärretään, että evien muodon (A) ja (C) välillä ei ole oleellista eroa ja että evien paikkojen tulisi täyttää ehdot, että evän etupää sijaitsee vierekkäisten potkurinlapo- o .. . jen tyvien välissä ja evien kallistus alueen -20 ^ alfa- o epsilon ^-30 rajoissa, kuten mainitun kuvion 9 tapauksessa. Koe 5

Kokeen 4 numero 6 on toistettu ja eviin on lisätty kallistus-o kulma - 30 . Kallistuskulmat mitataan suunnasta, joka on kohtisuora kuvion 6 tasoa vastaan potkurin pyörimissuuntaan. Tulokset esitetään seuraavassa taulukossa 8.

14 90029

Taulukko 8

No. a b alfa alfa- r/R Kallistus- d.eta o o o (mm) (mm) ( ) epsilon( ) kulma ( ) (X) 6F 10 7 63 5,6 0,21 +30 1,46 6M * 10 7 63 5,6 0,23 0 3,93 6B 10 7 63 5,6 0,21 -30 4,47 *... kokeen 4 tiedoista

Taulukosta 8 käy ilmi, että d.eta:11a on taipumus parantua edelleen, kun evät asennetaan kallistuskulmaan, joka on vastakkainen potkurin pyörimissuuntaa vastaan. Evien sijainnit esitetään kuviossa 11 kuviota 6 vastaavana sivukuvana ja kuviossa 12, joka on leikkaus pitkin viivaa A-A kuviossa 11.

Koe 6

Kokeen 4 numero 7 on toistettu, mutta evien lukumäärää ja sijaintia on muutettu. Tulokset esitetään seuraavassa taulukossa 9 .

Taulukko 9

No. a b alfa alfa- r/R Evien d.eta o o (mm) (mm) ( ) epsilon( ) lukumäärä (X) 7-N2 10 ** 7 57 -0,4 0,22 2 -0,12 7-N3 10 ** 7 57 -0,4 0,22 3 0,49 7-N4 * 10 7 57 -0,4 0,22 4 2,32 7-N5 10 ** 7 57 -0,4 0,22 5 -1,12 *...kokeen 4 tiedoista **...yhden erityisen evän arvot; muiden evien arvot vastaavat o niitä paikkoja, jotka saadaan jakamalla 360 evien lukumäärällä .

Il is 9 0 029

Potkurinlapojen tyvien ja evien suhteelliset sijainnit esitetään kuviossa 13 x-y-akseleiden avulla kuten kuvioissa 8-10. Evän numero kaksi tapauksessa evät sijaitsevat suhteessa neljään potkurinlavan tyveen B1-B4 asennoissa 1/F ja 2/2; evän numero kolme tapauksessa asennoissa 1/F, 2/3 ja 3/3; evän numero neljä tapauksessa asennoissa 1/F, 2/4, 3/4 ja 4/4; ja evän numero viisi tapauksessa asennoissa 1/F, 2/5, 3/5, 4/5 ja 5/5, kuten kuviossa 13 esitetään. Siitä voidaan nähdä, että evän numero 2 tapauksessa ei mikään evä ole sijoitettu potkurinlavan tyvien B2 ja B3 väliin ja tyvien B4 ja B1 väliin; evän numero kolme tapauksessa tyvien B3 ja B4 väliin. Edelleen evän numero viisi tapauksessa on kaksi evää B3 ja B4 välissä. Täten eviä ei ole sijoitettu tasaisesti evien numero kaksi, kolme ja viisi tapauksissa.

Taulukosta 8 käy ilmi, että evien lukumäärän tulisi olla sama kussakin vierekkäisten potkurinlapojen tyvien välisessä tilassa .

Koe 7

Koetta 1 vastaavia kokeita on suoritettu, mutta niissä on käytetty kuvion 5 5<B)-5<F) mukaisia erilaisia eviä, jotka ovat yhtä leveitä, mutta eri korkuisia. Yhteensä neljä samanmuotoista evää, yksi kutakin potkurinlapaa kohden, asennetaan asentoihin, joita määrittävät a = 10 mm, b - 5 mm ja alfa = 66 Etenemiskertoimella (J) = 0,9 saavutettu potkuritehon kasvusuhde esitetään seuraavassa taulukossa 10.

Taulukko 10 ie 9G029

No. a b alfa alfa- r/R Evan d.eta o o (mm) (mm) ( ) epeilon( ) muoto (X) 1 10 5 66 -1,4 0,2 (B) 4,12 2 * 10 5 66 -1,4 0,23 (C) 7,66 3 10 5 66 -1,4 0,3 (D) 6,08 4 10 5 66 -1,4 0,35 (E) 0,87 5 10 5 66 -1,4 0,4 (F) -0,50 *...kokeen 1 tiedoista

Taulukon 10 tulokset esitetään graafisesti kuviossa 14, jossa r/R on x-akselilla ja d.eta pystyakselilla.

Ottaen huomioon, että CP26-tyyppisen potkurin napasuhde on 0,18, on selvää, että evien maksimaalisen halkaisijan tulee olla suurempi kuin napakuvun vastaanottavan navanpään halkaisija eikä se saa olla suurempi kuin 33 X potkurin halkaisijasta, jotta potkuritehossa saavutettaisiin huomattava parannus .

Koe 8

Koetta 1 vastaavia kokeita on suoritettu, mutta käytettiin kuvion 5(C) mukaisia eviä, jotka on taivutettu kaareksi, jonka säde on 50 mm. Käytettiin kahdenlaisia eviä, toiset on taivutettu kuperaksi kaareksi potkurin pyörimissuunnassa (= C-ulos) ja toiset koveraksi kaareksi potkurin pyörimissuunnassa (= C-sisään). Yhteensä neljä samanmuotoista evää, yksi kutakin potkurinlapaa kohden, asennetaan paikkoihin, joita mää- o rittävät a = 10 mm, b = 5 mm ja alfa = 66 (= kaaren jän teen suunnan kulma). Etenemiskertoimella (J) = 0,9 saavutettu potkuritehon kasvusuhde esitetään seuraavassa taulukossa 11.

Il

Taulukko 11 i7 9 0 029

No. a b alfa alfa- r/R Evän d.eta o o <mm) (mm) < ) epeilon( ) muoto (%) 1 10 5 66 -1,4 0,23 C-uloe 6,46 2 * 10 5 66 -1,4 0,23 <C) 7,66 3 10 5 66 -1,4 0,23 C-eieään 6,94 *...kokeen 1 tiedoista.

Yllä olevien tietojen perusteella on selvää, että evien muoto ei ole rajoitettu tasomaiseen ja niillä voi olla positiivinen tai negatiivinen aurauskulma.

Kuten edellä on yksityiskohtaisesti selitetty, on mahdollista parantaa potkuriominaisuuksia ja erityisesti potkuritehoa lisäämättä vääntömomenttia ohjaamalla vesivirta potkurin napa-kuvun takana suuntaan, joka vähentää napapyörteen syntymistä. Tämä aikaansaadaan järjestämällä esillä olevan keksinnön mukaisesti eviä potkuriin asennettavaan napakupuun.

Keksinnön mukaan saavutetaan myös muita etuja, esimerkiksi potkuriominaisuuksia voidaan huomattavasti parantaa muuttamalla hieman suhteellisen pientä napakupua tarvitsematta muuttaa itse potkuria, johon napakupu asennetaan, mikä edellyttäisi hankalaa työtä ja suuria kustannuksia. Voidaan todeta, että esillä oleva keksintö voidaan soveltaa laivoihin jo asennettuihin ruuvipotkureihin yksinkertaisesti vaihtamalla tai työstämällä napakupua ilman suuria kustannuksia.

Claims (1)

1. ie 90029 Ruuvipotkurin (1) takaosassa olevaan napaan (2) asennettava napakupu (5), joka potkuri (1) käsittää useita potkurilapoja (3; 61), joista jokaisella on tyvi (62) navan (2) tyvirajaa pitkin, joka tyvi ulottuu lavan etureunasta sen jättöreu-naan, jotka tyvet (62) sijaitsevat linjaa pitkin nousukul-massa tasoon nähden, joka taso on kohtisuorassa potkurin (1) pyörimisakselia vastaan, tunnettu siitä, että kuvulla (5) on kupurunko ja useita eviä (6; 64), jotka on asennettu mainittuun kuvun runkoon välein sijoitettuina mainitun kuvun rungon kehän ympärille; evien (6; 64) määrä on sama kuin potkurilapojen (3; 63) määrä; evät (6; 64) ovat kallistettuja -20* - +30®;n kulmassa suhteessa linjaan, jonka mukaisesti vastaavan potkurilavan (3; 61) tyvi (62) sijaitsee, ja kulma on valittu siten, että evät (6; 64) vastaanottavat virtauksen potkurin lavalta (3; 61) sivulla, joka näkyy potkurin lapoja päin, ja evät (6; 64. ovat kallistettuja kallistuskulmassa KK, joka on -30®£ KK < 0® suhteessa ruuvipotkurin (1) pyörimissuuntaan, ja evien (6; 64) potkuria (1) kohti olevat etureunat ovat sellaisten linjojen välillä, jotka alkavat potkurin kaikkien lapojen (3; 61) tyvien (62) etu- ja jättöreunoilta ja ulottuvat perää kohti yhdensuuntaisesti potkurin (1) pyörimisakselin kanssa; ja evät (6; 64) ovat pinta-alaltaan olennaisesti potkurinlapoja (3; 61) pienempiä, evien (6; 64) ulkohalkaisijan mitta kuvun (5) akselilta on suurempi kuin kuvun rungon halkaisija potkurin navan (2) takaosan kohdalla ja korkeintaan 33 % potkurilapojen (3; 61) ulkohalkaisijan mitasta mitattuna ruuvi-potkurin (1) pyörimisakselilta. Il i9 90029 Navkapsel (5) för att monteras pd en nav pd bakdelen av en skruvpropeller (l), vilken propeller (1) omfattar ett fler-tal propellerblad (3; 61), av vilka varje har en rot (62) längs en rotlinje pd naven (2) sträckande frdn dess framkant till dess bakkant, vilka rotter (62) ligger langs en linje i en stigningsvinkel i förhdllande till ett plan, som är vin-kelratt mot propellerns rotationsaxel, kanneteck-n a d av att kapsein (5) har en kapselstomme och ett fler-tal fenor (6; 64) monterade pd den ndmnda kapselstommen pd intervall med mellanrum omkring periferin av den ndmnda stommen, fenornas (6; 64) antal dr samma som antalet propellerblad (3; 63), de ndmnda fenorna (6; 64) lutar i en vinkel frdn -20° till +30° i förhdllande till den linje langs med vilken roten (62) av motsvarande propellerblad (3; 61) ligger, och vinkein har valts pd sd sdtt att fenorna (6; 64) mottar ström-men frdn propellerbladet (3; 61) pd en sida som syns mot propellerns blad, och bladen (6; 64) lutar i en sldppnings-vinkel KK, som dr -30°s KK < 0° i forhdllande till skruvpro-pellerns (1) rotationsriktning, och de framkanter av fenorna (6; 64) som befinner sig mot propellern (1) dr mellan sddana linjer, som börjar frdn fram- respektive bakkanterna av rötterna (62) av propellerbladen (3; 61) och sträcker sig bakdt parallellt med propellerns (1) rotationsaxel, och fenorna dr (6; 64) av sin yta vdsentligen mindre an propel-lerbladen (3; 61), dimensionen av den yttre diametern av fenorna (6; 64) frdn kapselns (5) axel är större an diametern av kapselstommen vid propellernavens (2) bakre del och högst 33 % av dimensionen av den yttre diametern av propel-lerbladen (3; 61) mdtt frdn skruvpropellerns (1) rotationsaxel.