NL193087C - Roerpropeller voor een schip. - Google Patents

Description

1 193087

Roerpropeller voor een schip

De uitvinding heeft betrekking op een roerpropeller voor een schip of drijflichaam, in het bijzonder een binnenschip, met een straalbuis als ommanteling van een schroef, waarbij de roerpropeller onder de bodem 5 van het schip is aangebracht en de nagenoeg horizontale schroefas wordt ondersteund door een in hoofdzaak verticaal lopend huis dat eveneens de straalbuis draagt en welke schroefas wordt aangedreven door een ermee verbonden, in het huis aangebracht, drijfwerk dat is gekoppeld met een zich door het huis heen uitstrekkende, in hoofdzaak verticaal lopende, aandrijfas en welk huis verzwenkbaar is om een in hoofdzaak verticaal lopende draaiingsas.

10 Een dergelijke roerpropeller is bekend uit de Britse octrooiaanvrage 2.179.312. Hierbij strekt de straalbuis zich rondom de gehele schroef uit en het bovenste punt. ervan zal zich op enige afstand onder de bodem van het schip moeten bevinden om rotatie van de straalbuis mogelijk te maken. Het bezwaar hiervan is dat, om de diepgang van het schip binnen bepaalde grenzen te houden, de diameter van de schroef kleiner zal zijn dan de optimale waarde, die gewenst is voor het verkrijgen van een hoog rendement ervan.

15 De uitvinding beoogt nu dit bezwaar op te heffen en voorziet er daartoe in, dat de straalbuis is uitgevoerd als een deelring zodanig dat de binnencirkel van de deelring bij benadering tangentiaal raakt aan een scheidingsvlak tussen de scheepsbodem en de daarlangs lopende stroming en de door de bladtippen van de schroef beschreven cirkel eveneens nagenoeg aan het genoemde scheidingsvlak raakt.

Gebleken is dat het ontbreken van het bovenste deel van de straalbuis nauwelijks nadelen met zich 20 brengt. Bij een volledige straalbuis zal door de aanwezigheid van de bodem van het schip en van het huis waarmee de straalbuis is verbonden de stroming bij de bovenzijde van de straalbuis toch worden verstoord en zal de werking van de straalbuis daar ter plaatse gebrekkig zijn.

Gewezen kan nog worden op de Britse octrooiaanvrage 2.008.518, waaruit het bekend is de straalbuis, die de schroef omringt, over te laten gaan in de romp van het schip zodat de door de tippen van de 25 schroefbladen beschreven cirkel de romp raakt. De straalbuis neemt daarbij echter een vaste stand in daar het bovenste, nagenoeg half ronde, deel ervan ook deel uitmaakt van de romp.

Volgens een uitwerking van de uitvinding kan een eenvoudige uitvoeringsvorm worden verkregen wanneer de vrije einden van de als straalbuis dienende deelring, in het gebied van het scheidingsvlak, door middel van een plaatvormig bevestigingseiement met het huis van de aandrijving zijn verbonden.

30 In het bijzonder kan er dan in worden voorzien, dat het scheidingsvlak nabij de draaiingsas van het huis wordt gevormd door een met het huis verbonden schijfvormig lichaam, dat het huis met de deelring verbindt en dat is opgenomen in een cilindrische uitsparing in de scheepsromp dan wel in de deelring van de roerpropeller en waarvan het bodemvlak in één vlak ligt met het buitenoppervlak van de scheepsromp. Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding kan daarbij het schijfvormige lichaam cilindrisch zijn en 35 een vlakke bodem bezitten. De mogelijkheid bestaat echter ook het bodemvlak convex dan wel concaaf uit te voeren.

In het laatste geval kan het bodemvlak van het cilindrische schijfvormige lichaam, in het gebied waar dit is verbonden met de, de straalbuis vormende, deelring plaatselijk een verhoogd deel bezitten. Hierdoor kan een gunstig stromingsbeeld worden verkregen.

40 Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding kan de scheepsbodem enigszins tunnelvormig zijn uitgevoerd en kan het, door het bodemvlak van het schijfvormige lichaam gevormde, topvlak ervan een langwerpige ovale omtreksvorm verkrijgen door zijdelings van onder af overlappende vaststaande geleidingssegmenten en/of door voor en achter ter hoogte van het topvlak op de deelring van de roerpropeller aansluitende vlakke sikkelvormige delen van de vaste tunnelwand.

45 Verder kan er in worden voorzien, dat bij een concaaf gebogen vorm van het bodemvlak van het schijfvormige lichaam, bij benadering corresponderend met een zwakke langswelving van een tunnelvlak, het verschil in welving van de bodem van het schijfvormige lichaam en een sterkere dwarswelving van het tunnelvlak wordt overbrugd door zijdelingse, vaststaande geleidingssegmenten die het schijfvormige lichaam van onder af gedeeltelijk overlappen.

50

In de tekening zijn uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding schematisch weergegeven. Daarin tonen: figuur 1 een aanzicht van de roerpropeller met straalbuis tangentiaal aangebracht, figuur 2 een zijaanzicht van een roerpropeller met een plaatvormig bevestigingseiement voor de straalbuis, 55 figuur 3 een aanzicht van een roerpropeller met een in de scheepsbodem ingelaten schijf of schijfvormig lichaam, figuur 4 een roerpropeller met schijf in de dwarsdoorsnede van de tunnel, met een zijaanzicht van de in 1193087 2 dwarsrichting gedraaide roerpropeller, figuur 5 een zijaanzicht van een roerpropeller met een schijf met concaaf bodemvlak, figuur 6 een uitvoeringsvorm met concaaf bodemvlak in overeenstemming met figuur 5, maar in combinatie met een gedeeltelijke convex gebogen deel, 5 figuur 7 een alternatieve uitvoeringsvorm corresponderend met figuur 5 met convex bodemvlak, figuren 8 tot 10 een langsdoorsnede, dwarsdoorsnede en bovenaanzicht van een vlakke schijf aangepast op de in de lengte lopende ovale waterlijnen van de tunnel; en figuur 11 een dwarsdoorsnede van een schroeftunnel met een schijf met een concaaf bodemvlak en geleidingssegmenten voor het compenseren van de verschillende welvingen in de langs- en dwarsrichting.

Bij de weergegeven uitvoeringen is de schroef 1 aangebracht in een als deelring 2 uitgevoerde straalbuis, die een passend profiel 3 heeft. De schroef 1 is op een naaf 4 met een horizontale schroef 5 aangebracht en wordt via een drijfwerk lopend door een huis 6 aangedreven, waarbij het huis 6 om een verticale as 7 voor het verstellen van de schroef 1 met de straalbuis 2 draaibaar is.

15 De schroef 1 en de straalbuis als deelring 2 zijn daarbij zodanig aangebracht, dat de binnencirkel 8 van de straalbuis resp. de daarmee bijna identieke bladtipcirkel van de schroef 1 elk het scheidingsvlak 9 tussen de stroming en de scheepsromp bij benadering tangentiaal raken.

Het scheidingsvlak 9 kan, zoals in figuren 1 en 2 weergegeven, de vlakke bodem van een drijflichaam zijn. In een schroeftunnel vereist de draaistraal 10 van de straalbuis de vorming van een topvlak 11, zie 20 figuur 4, dat de tunnelhoogte 12 boven de basislijn 13 begrenst en samen met de wand van de tunnel 14 het scheidingsvlak 9 voor de stroming vormt.

Bij de uitvoering volgens figuur 1 is de straalbuis 2 via bevestigingsbalken 15 vastgezet en de profiel-einden 16 zijn evenwijdig onder het scheidingsvlak 9 ten opzichte van het schip afgesneden. Natuurlijk kunnen de profieleinden ook worden afgerond of met eindschijven worden uitgevoerd.

25 Volgens figuur 2 zijn de profieleinden 16 van de straalbuis 2 via een plaatvormig bevestigingselement 17 onder het scheidingsvlak 9 additioneel aan het huis 6 bevestigd, dat om de verticale as 7 draaibaar is.

Een verdere uitvoering volgens figuur 3 bestaat in het aanbrengen van een schijfvormig lichaam als schijf 18, die als deel van het scheidingsvlak 9 in een cilindrische roerpropellerkoker 19 in één vlak liggend is aangebracht. De schijf 18 is concentrisch ten opzichte van de verticale as 7 aangebracht en vast met de 30 straalbuis 2 en het huis 6 verbonden. Eventueel is het mogelijk de volledige straalbuis 2 met zijn bovenste sector zodanig in de cilindrische schijf 18 te laten vallen, dat de tangentiale stand van de binnencirkel 6 van de straalbuis wordt verkregen.

Een afdichting van de schijf 18 in de koker 19 kan aan zijn rand plaatsvinden. Als er in is voorzien de demontage en inbouw van de schijf en de straalbuis slechts van onder af uit te voeren, kan het huis 19 ook 35 als waterdichte verdieping in het scheidingsvlak 9 worden uitgevoerd.

Een verdere uitvoering volgens figuur 4 bestaat er in, dat de schijf 18 in de vast met de scheepsromp verbonden koker 19 is aangebracht, die tot boven de waterlijn 20 loopt en door een flensdeksel 21 aan het bovenste vaststaande deel 22 van het aggregaat is afgesloten. Bij deze uitvoering is het gehele aggregaat met de schijf 18 naar boven uithefbaar.

40 De schijf 18 heeft volgens figuren 3 en 4 een vlakke bodem 23, die zich in het topvlak 11 bevindt.

Een alternatieve uitvoering is in figuur 5 weergegeven, waarbij het bodemvlak van de schijf 18 een concaaf deel 24 heeft. Dit deel 24 dient voor een betere aanpassing op de vorm van de tunnel 14.

Bij de uitvoering volgens figuur 6 is dit concave deel 24 in het verbindingsgebied met de straalbuis 2 met een gedeeltelijke verhoging 26 gecombineerd. Bij deze uitvoering van het bodemvlak vindt derhalve een 45 afwijking van de rotatiesymmetrie plaats en het is mogelijk de door het bodemvlak gevormde plaatselijke tunnelvorm afhankelijk van de draaihoek om de verticale as 7 ten opzichte van het schip te veranderen. Verder wordt gedeeltelijk een soortgelijk effect verkregen als met het gebogen verloop van het gehele bodemvlak volgens de uitvoering van figuur 7.

Bij deze uitvoeringsvorm volgens figuur 7 heeft het bodemvlak van de schijf een convexe bocht 25. Men 50 heeft hierbij op het oog in de inloop van de stroming in de bovenste sector van de straalbuis 2 door een vernauwing van de stroomlijnen het trillings- en cavitatiegedrag van de propeller 1 te beïnvloeden.

Om een aanpassing aan een in het algemeen gunstige langsovale tunnelvorm te verkrijgen is voorzien in een inrichting volgens figuren 8 tot 10. Voor een betere aanpassing van de tunnelwaterlijnen 27 wordt het topvlak 11, dat door de vlakke cirkelronde schijf 18 is gevormd, in een virtueel, d.w.z. voor de stroming 55 werkzaam topvlak 28 met langwerpig-ovale omtrek omgevormd. Daartoe wordt het topvlak 11 in de langsrichting van het schip naar voren en achter op de schacht 19 aansluitend, door sikkelvormige vlakke gebieden 29 van de vaste tunnelwand 14 verlengd.

Claims (9)

1. Roerpropeller voor een schip of drijflichaam, in het bijzonder een binnenschip, met een straalbuis als 25 ommanteling van een schroef, waarbij de roerpropeller onder de bodem van het schip is aangebracht en de nagenoeg horizontale schroefas wordt ondersteund door een in hoofdzaak verticaal lopend huis dat eveneens de straalbuis draagt en welke schroefas wordt aangedreven door een er mee verbonden, in het huis aangebracht, drijfwerk dat is gekoppeld met een zich door het huis heen uitstrekkende, in hoofdzaak verticaal lopende, aandrijfas en welk huis verzwenkbaar is om een in hoofdzaak verticaal lopende draaiing-30 sas, met het kenmerk, dat de straalbuis is uitgevoerd als een deelring (2) zodanig dat de binnencirkel (8) van de deelring bij benadering tangentiaal raakt aan een scheidingsvlak (9) tussen de scheepsbodem en de daarlangs lopende stroming en de door de bladtippen van de schroef (1) beschreven cirkel eveneens nagenoeg aan het genoemde scheidingsvlak (9) raakt.

2. Roerpropeller volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vrije einden (16) van de als straalbuis 35 dienende deelring (2), in het gebied van het scheidingsvlak (9), door middel van een plaatvormig bevestigingselement (17) met het huis (6) van de aandrijving zijn verbonden.

3. Roerpropeller volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het scheidingsvlak (9) nabij de draaiingsas van het huis (6) wordt gevormd door een met het huis verbonden schijfvormig lichaam (18), dat het huis (6) met de deelring (2) verbindt en dat is opgenomen in een cilindrische uitsparing (19) in de scheepsromp dan wel 40 in de deelring van de roerpropeller en waarvan het bodemvlak (23) in één vlak ligt met het buitenoppervlak van de scheepsromp.

3 193087 Gelijktijdig wordt de virtuele breedte van het topvlak 11 verminderd. Daartoe wordt de onderkant van de roerpropellerkoker 19 aan de zijden lager gelegd en - zoais in de figuren 8 en 9 zichtbaar is - een stuk onder de bodem van de schijf op de zijdelingse schuine tunnelwand aangesloten. Hierdoor ontstaat een ideaal strokende lijn 30 van de dwarsdoorsnede van de tunnel (binnen het schijflichaam slechts als 5 gedachte lijn), in het verloop waarvan de van onder overlappende, niet meedraaiende geleidingssegmenten 31 tot dicht bij het door de bodem van de schijf gevormd topvlak 11 worden geleid. Deze geieidings-segmenten 31, die in figuur 9 in dwarsdoorsnede en in figuur 10 gearceerd als bovenaanzicht duidelijk zichtbaar zijn, overbruggen de aan de onderkant van de koker 19 ontstane trap, vormen overigens een deel van het scheidingsvlak 9 en verschaffen zo de verminderde breedte 32 van het virtueel topvlak 28, 10 waarmee dit de gewenste, bij de waterlijnen 27 van de tunnel passende langwerpig-ovale omtrek verkrijgt. Bij de uitvoering volgens figuur 11 is een zinvolle toepassing van de geleidingssegmenten 31 bij een naar boven gewelfde schijfbodem met concave vorm 24 in een tunneldwarsdoorsnede weergegeven. Zoals het met streeppuntlijnen aangegeven verloop van de langswelving 33 van de tunnel duidelijk maakt, wordt het concave deel 24 van de bodem van de schijf nagenoeg op deze zwakkere welving aangepast. Daardoor 15 worden voor en achter de koker 19 de sikkelvormige vlakke gebieden 29 volgens de uitvoering van figuur 8 en 10 overbodig. De aanpassing op de sterkere dwarswelving 34 van de tunnel wordt bereikt, doordat analoog aan figuur 9 de koker 19 aan de zijden verder naar beneden toe doorloopt en de daar ontstane trede door geleidingssegmenten 31 wordt genivelleerd. Daardoor ontstaat ook hier een virtueel bij benadering ovale vorm van de bodem van de schijf. 20

4. Roerpropeller volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het schijfvormige lichaam (18) cilindrisch is en een vlakke bodem (23) bezit.

5. Roerpropeller volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat het bodemvlak van het cilindrische 45 schijfvormige lichaam (18) een convexe vorm (25) bezit.

6. Roerpropeller volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat het bodemvlak van het cilindrische schijfvormige lichaam een concave vorm (24) bezit.

7. Roerpropeller volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het bodemvlak van het cilindrische schijfvormige lichaam (18), in het gebied waar dit is verbonden met de, de straalbuis vormende, deelring (2) 50 plaatselijk een verhoogd deel (26) bezit.

8. Roerpropeller volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat de scheepsbodem enigszins tunnelvormig is uitgevoerd en dat het, door het bodemvlak (23) van het schijfvormige lichaam (18) gevormde, topvlak (11) ervan een langwerpige ovale omtreksvorm verkrijgt door zijdelings van onder af overlappende vaststaande geleidingselementen (31) en/of door voor en achter ter hoogte van het topvlak (11) op de deelring (2) van 55 de roerpropeller aansluitende vlakke sikkelvormige delen (29) van de vaste tunnelwand (14).

9. Roerpropeller volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat bij een concaaf gebogen vorm (24) van het bodemvlak van het schijfvormige lichaam (18), bij benadering corresponderend met een zwakke langs- 1193087 4 welving (33) van een tunnelvlak, het verschil in welving van de bodem van het schijfvormige lichaam (18) en een sterkere dwarswelving (34) van het tunnelvlak wordt overbrugd door zijdelingse, vaststaande geleidings-segmenten (31) die het schijfvormige lichaam (18) van onder af gedeeltelijk overlappen. Hierbij 5 bladen tekening