NL8801088A - Scheepsschroef. - Google Patents

Description

*P

f ' NO 35116 1 *»

Scheepsschroef.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een scheepsschroef voorzien van schroefbladen met aan het van de schroefnaaf afgekeerde 5 uiteinde zich aan weerszijden van het blad bevindende eindplaten.

Een dergelijke scheepsschroef is bekend. De eindplaten aan de tip van de schroefbladen hebben daarbij ten doel de van de tip van het blad afkomstige vrije wervels zodanig te verdelen in de breedterichting (- spanwijdterichting) van de eindplaat dat de door die vrije tipwervels 10 veroorzaakte verliezen aan kinetische energie zo laag mogelijk blijven.

De eindplaten vertonen echter een belangrijk nadeel. Aangezien zij met verhoudingsgewijze grote snelheid door de vloeistof worden bewogen, leiden zij tot een grote wrijvingsweerstand. De door deze wrijvingsweer-stand veroorzaakte energieverliezen kunnen zo groot worden dat de hier-15 voor genoemde energiewinst weer teniet gedaan wordt. Bekend is ook om de bladen van een scheepsschroef aan één zijde van de tip te voorzien van een eindplaat. Teneinde ook in dit geval de tipwervel in dezelfde mate te verdelen, moet de breedte van deze eindplaat gelijk zijn aan de som van de breedten van de zich aan beide zijden van de tip bevindende pla-20 ten zoals hiervoor beschreven. Ook in dit geval zal de wrijvingsweerstand ten opzichte van het water derhalve aanzienlijk zijn.

Doel van de uitvinding is daarom een aan de bladtippen van eindplaten voorziene schroef te verschaffen, die een lagere wrijvingsweerstand ten opzichte van het water bezit dan de bekende.

25 Dit wordt bereikt doordat ter plaatse van de bevestiging aan het blad de eindplaten een koordelengte bezitten kleiner dan de koordelengte van het uiteinde van het blad en elkaar gedeeltelijk overlappen, waarbij de ene eindplaat zich uitstrekt tot aan de ene bladrand en de andere eindplaat zich uitstrekt tot aan de andere bladrand.

30 Het voordeel van deze uitvoering van de schroef kan op eenvoudige wijze worden toegelicht aan de hand van het model waarbij elk schroefblad is vervangen door gebonden wervels die naar de bladtip verlopen.

Zoals genoemd worden deze wervels door de eindplaten in breedterichting verdeeld afgevoerd van de bladtip, waardoor het gunstige effect van 35 lagere, met de afgevoerde wervels samenhangende energieverliezen wordt verkregen.

Aangezien de gebonden wervels in koorderichting verdeeld zijn uitgesmeerd over de bladtip, moet de gehele bladtip ter verkrijging van dit gewenste effect zijn bestreken door één of twee eindplaten.

40 Volgens de uitvinding worden nu deze wervels niet telkens verdeeld .8801088 s» 2 over twee eindplaten, zoals bij de hiervoor als eerste genoemde bekende schroef, doch hoofdzakelijk over één eindblad. De zich in koorderichting aan de voorzijde van het blad bevindende gebonden wervels worden namelijk afgevoerd door de eindplaat die zich uitstrekt tot aan de voorrand, 5 en die aan de achterzijde van het blad door de eindplaat die zich uitstrekt tot aan de achterrand. Door de som van de breedten van de eindplaten daarbij gelijk te kiezen aan die van de beide bekende eindplaten, of van de breedte van de enkele eindplaat, wordt nu dezelfde gunstige verdeling van de afgevoerde wervels in breedterichting verkregen. Aange-10 zien echter de breedte van elke eindplaat volgens de uitvinding kleiner is dan die van de bekende enkele eindplaat, en zijn koordelengte kleiner is dan die van de bekende dubbele eindplaat, wordt een aanzienlijke oppervlakteverkleining bereikt bij de eindplaten volgens de uitvinding, met ruwweg een factor 0.4. Aangezien bovendien de eindplaten in het mid-15 den van de bladtip elkaar overlappen, wordt verkregen dat de in dit gebied heersende eindige wervelsterkte van de bladtip verdeeld kan worden over de beide eindplaathelften, zodanig dat op de voor- en achterranden van die helften de gebonden wervelsterkte vloeiend naar nul kan gaan, ter vermijding van cavitatiegevaar.

20 De scheepsschroef kan daartoe zo zijn uitgevoerd, dat ter plaatse van de bevestiging de koordelengte van elke eindplaat ligt tussen 90% en 45% van die van de bladtip. Bij voorkeur is echter voorzien dat ter plaatse van de bevestiging de koordelengte van elke eindplaat ligt tussen 70% en 45% van die van de bladtip.

25 Het kleinste oppervlaktegebied van beide eindplaten wordt verkregen indien ter plaatse van de bevestiging de koordelengten van beide eindplaten gelijk zijn.

Een bijzonder gunstig effect kan worden bereikt indien de schroef-vorm geoptimaliseerd wordt op de wijze beschreven in International Ship-30 building Progress, deel 34, juli 1937, No. 395, "An optimum screw propeller with endplates" door J.A. Sparenberg en J. de Vries. De aldaar bepaalde optimale circulatieverdeling met betrekking tot een van eindplaten voorziene schroef kan nu worden toegepast om de verdere vorm van de eindplaten volgens de uitvinding vast te stellen. Daarbij worden de 35 koordelengten van de eindplaten evenredig aan de genoemde optimale circulatieverdeling gekozen, zodat gevaar voor cavitatie door te grote onderdrukken wordt vermeden. Hierbij wordt opgemerkt dat niet de ligging of hoek ten opzichte van de stroming van voorrand en achterrand van de eindplaathelften van belang is, doch wel de koordelengte van de eind-40 platen.

.8801088 3 £>

Ten slotte wordt opgemerkt dat het niet van belang is of de voorste eindplaat zich aan de hogedruk- of aan de lagedrukzijde bevindt, mits de achterste helft zich aan de andere zijde van het blad bevindt.

Vervolgens zal de uitvinding aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld 5 verder worden toegelicht.

Fig. la, lb tonen respectievelijk een zij- en vooraanzicht van het uiteinde van een schroefblad met eindbladen.

Fig. 2 toont het schroefblad volgens fig. la, lb in perspectief.

Fig. 3 toont het wervelmodel van het schroefblad volgens fig. 2.

10 Fig. 4a, 4b en 4c tonen grafisch een aangenomen verloop van de ge bonden wervelsterkte over respectievelijk blad en eindplaten.

Het in fig. la, lb afgebeelde schroefblad 1 is aan zijn niet getoonde uiteinde bevestigd aan een eveneens niet getoonde naaf, en aan zijn andere uiteinde 2 voorzien van twee eindplaten 3, 4. Deze eindpla-15 ten bezitten aan de zijde van het uiteinde 2 van het blad een koorde-lengte die kleiner is dan die van dat uiteinde. De eindplaat 3 grenst met zijn voorkant aan de voorrand 5 van het schroefblad, de eindplaat 4 met zijn achterkant aan de achterrand 6 van het schroefblad. In het middengebied 7 van het uiteinde 2 overlappen de eindplaten 3,4 elkaar. Eén 20 en ander is duidelijk te zien in fig. 2.

In het in fig. 3 getoonde wervelmodel (gezien onder dezelfde hoek als fig. 2) is het schroefblad weergegeven door de gebonden wervels 8, en de eindplaten 3, 4 door de gebonden wervels 9 respectievelijk 10.

Deze laatste zetten zich voort in de "afdruipende" vrije wervels 11 res-25 pectievelijk 12. Zoals bekend geven de aldus verspreide vrije wervels 11, 12 aanleiding tot lagere verliezen aan kinetische energie, vergeleken met een meer geconcentreerde "afdruipende" tipwervel die zich in het algemeen vormt bij schroefbladen zonder eindplaten. Uit deze figuur is duidelijk dat de eindplaten 3, 4 elk zich niet over de gehele koorde-30 lengte van het uiteinde 2 behoeven uitstrekken; de zich aan de voorzijde van het blad bevindende wervels 8 worden afgeleid als wervels 9 van de eindplaat 3, de zich aan de achterzijde van het blad bevindende wervels als wervels 10 van de eindplaat 4.

In fig. 4a is een voorbeeld van een aangenomen verloop van de ge-35 bonden wervelsterkte }[ over de bladtipkoorde c weergegeven, en wel van het in stromingsrichting voorste uiteinde naar het achterste. In de fig.

4b,c is het bijbehorende aangenomen verloop weergegeven van de gebonden wervelsterkten ]{3 respectievelijk %^ van de voorste eindplaat en de achterste, eveneens over de koorde van het bladuiteinde. Bij de hier 40 aangenomen overlapping van de beide eindplaten, tussen 0,35c en 0 5 c .8801088

V

i 4 \ is een lineair verloop mogelijk. Verder moet naar beide eindplaten evenveel wervelsterkte worden afgevoerd. Het voorgaande kan worden bereikt indien voldaan is aan de volgende twee voorwaarden: le) ^ = ^3 + \ 2e) oppervlak fig. 4b = oppervlak fig. 4c.

.8801088

Claims (5)

1. Scheepsschroef voorzien van schroefbladen met aan het van de schroefnaaf afgekeerde uiteinde zich aan weerszijden van het blad bevin-5 dende eindplaten, set het kenmerk, dat ter plaatse van de bevestiging aan het blad de eindplaten een koordelengte bezitten kleiner dan de koordelengte van het uiteinde van het blad en elkaar gedeeltelijk overlappen, waarbij de ene eindplaat zich uitstrekt tot aan de ene bladrand en de andere eindplaat zich uitstrekt tot aan de andere bladrand.

2. Scheepsschroef volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ter plaatste van de bevestiging de koordelengte van elke eindplaat ligt tussen 90% en 45% van die van de bladtip.

3. Scheepsschroef volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat ter plaatse van de bevestiging de koordelengte van elke eindplaat ligt tus- 15 sen 70% en 45% van die van de bladtip.

4. Scheepsschroef volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ter plaatse van de bevestiging de koordelengten van beide eindplaten gelijk zijn.

5. Scheepsschroef volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de 20 circulatieverdeling langs bladen en eindplaten optimaal is, met het kenmerk, dat de koordelengte van de eindplaten evenredig is aan de optimale circulatieverdeling. .8801088