NL9200699A - Schroefinrichting. - Google Patents

Description

Schroef inrichting

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een schroefinrichting voorzien van een om een as draaibare schroef.

Schroeven voor schepen of vliegtuigen zijn in vele uitvoeringen bekend. Bij het ontwerpen van deze schroeven wordt getracht een zo hoog mogelijk rendement te behalen, dat wil zeggen dat een zo groot mogelijk deel van de aan de schroef toegevoerde energie in stuwkracht wordt omgezet. In het verleden zijn vele onderzoeken verricht, die hebben geresulteerd in vaak ingewikkelde en kostbare constructies aan of bij de schroef.

De onderhavige uitvinding beoogt thans een schroefinrichting te verschaffen, waarbij met een eenvoudig hulpstuk een aanzienlijke rendementsverbetering is te bereiken.

Hiertoe verschaft de onderhavige uitvinding een schroefinrichting voorzien van een om een as draaibare schroef en een achter de schroef opgesteld, in hoofdzaak stationair schoepvormig element met een in achterwaartse richting afnemende hoek met de aandrijfrichting voor het althans gedeeltelijk omzetten van de rotatie-energie van de schroefstraal van de schroef in een stuwkracht.

Door dit schoepvormige element wordt bereikt dat de normaal in de schroefstraal achterblijvende rotatie-energie in de vorm van een rotatiebeweging van het fluïdum als gevolg van de rotatie van de schroef met het schoepelement kan worden teruggewonnen. Immers, deze anders nutteloze en als verlies beschouwde rotatie-energie kan met behulp van het schoepvormige element ten minste gedeeltelijk in stuwkracht worden omgezet en voor de voortstuwing van het vaartuig worden benut.

Een gunstige uitvoering van de schroefinrichting volgens de uitvinding is daardoor gekenmerkt, dat een enkel schoepvormig element is aangebracht dat over de gehele diameter van de schroef doorloopt.

Door deze vloeiend doorlopende vorm van het enkele schoepvormige element is de stromingsweerstand van het schoepvormige element zeer gering, zodat de weerstandsverliezen minimaal zijn.

In een zeer eenvoudige doch effectieve uitvoering van de uitvinding is het schoepvormige element vervaardigd van een dunne plaat met althans ongeveer constante dikte, waarbij bij voorkeur de achterrand van het schoepvormige element althans ongeveer radiaal ten opzichte van de schroef verloopt.

Het rendement van het schoepvormige element kan nog verder worden verhoogd, wanneer dit is opgesteld in een op zichzelf bekende straalbuis, aan de binnenzijde waarvan het schoepvormige element is bevestigd.

Bij de toepassing van een dergelijke straalbuis is het enerzijds mogelijk de schroef binnen in de straalbuis op te stellen, doch bij proeven is gebleken dat het gunstig is wanneer de schroef direct of op een geringe afstand voor de straalbuis is opgesteld.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de tekening, die een uitvoeringsvoorbeeld van de schroefinrichting volgens de uitvinding weergeeft.

Fig. 1 is een schematisch perspectivisch achteraanzicht van een uitvoeringsvoorbeeld van de schroefinrichting volgens de uitvinding bij toepassing op een schip.

Fig. 2 is een op kleinere schaal weergegeven achteraanzicht van de straalbuis met het schoepvormige element.

Zoals gezegd, is het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld in het bijzonder bedoeld voor toepassing bij een schip, waarbij de schroefinrichting onder water wordt toegepast, doch in principe is het ook mogelijk de uitvinding te benutten voor schroefaandrijvingen die in een ander medium, zoals lucht, werken. Derhalve is de uitvinding ook bij vliegtuigen toe te passen.

Fig. 1 toont een achtersteven 1 van een schip, waaruit een as 2 steekt die door een niet-weergegeven motor wordt aangedreven voor het in draaiing brengen van een op de as aangebrachte schroef 3. In dit geval is een vierbladige schroef getekend, doch uiteraard kunnen allerlei soorten al dan niet verstelbare schroeven worden toegepast. Op zeer geringe afstand achter de schroef 3, of in een alternatieve uitvoering om de schroef 3 is een met streep-stippellijnen aangeduide straalbuis 4 aangebracht, die door middel van een steuninrich-ting 5 aan de achtersteven 1 van het schip is bevestigd. De binnendiameter van deze straalbuis 4 is enigszins groter dan de diameter van de schroef 3. De straalbuis 4 en de schroef 3 zijn zodanig ten opzichte van elkaar opgesteld dat alle door de schroef 3 opgewekte stroming door de straalbuis 4 wordt gericht.

Volgens de uitvinding is in de straalbuis 4 een schoepvormig element 6 aangebracht dat met zijn buitenste randen aan de binnenzijde van de straalbuis 4 is bevestigd. In het geval van een stalen uitvoering van de straalbuis 4 en het schoepvormige element 6 kan deze bevestiging bijvoorbeeld door lassen plaatsvinden. Het schoepvormige element 6 kan bestaan uit een eenvoudige, relatief dunne staalplaat van geringe dikte die aan de naar de schroef 3 toegekeerde zijde in de vorm van een schoep is gekromd, waarvan de invalshoek in overeenstemming verloopt met de stroming die door de schroef 3 wordt opgewekt, zodanig dat het spiraalvormig gekromde voorste gedeelte van het schoepvormige element een extra stuwkracht veroorzaakt. De schoepvorm van het schoepvormige element 6 neemt in achterwaartse richting daarvan geleidelijk af (fig. 2) en de achterste eindrand 7 van het schoepvormige element 6 is recht en verloopt verticaal en radiaal ten opzichte van de schroef 3 en de straalbuis 4. Door deze strekking van het schoepvormige element 6 wordt ook de door de schroef 3 in het water opgewekte rotatiestroming recht getrokken, zodat de ro-tatie-energie wordt omgezet in een stuwkracht in de gewenste richting, waardoor het rendement van de schroef 3 aanzienlijk wordt verbeterd. Schaalproeven lieten een verbetering van het schroefrendement tot zelfs 24 % zien.

Het is volgens de uitvinding mogelijk de schroef 3 en de straalbuis 4 met het schoepvormige element 6 als eenheid te vervaardigen voor de nieuwbouw, doch anderzijds is het mogelijk bij bestaande schepen de straalbuis 4 met het schoepvormige element 6 aan de reeds aanwezige schroef 3 toe te voegen voor het verbeteren van het rendement daarvan. De vorm van het schoepvormige element kan aan de verschillende schroeven worden aangepast voor het bereiken van een zo hoog mogelijk rendement, terwijl het ook denkbaar is om het schoepvormige element 6 verstelbaar uit te voeren. Zowel de vorm als de afmetingen van het schoepvormige element 6 kunnen daarbij worden gevarieerd. Wel is gebleken dat het gunstig is als de lengte van het schoepvormige element 6 ten minste gelijk is aan een derde van de diameter van de schroef 3, resp. van de binnen-diameter van de straalbuis 4.

De uitvinding is niet beperkt tot het in de tekening weergegeven en in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoor-beeld, dat op verschillende manieren binnen het kader van de uitvinding kan worden gevarieerd. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk de straalbuis 4 en het schoepvormige element 6 uit kunststof te vervaardigen. Verder kan de uitvinding ook met groot voordeel op buitenbootmotoren worden toegepast, waarbij het schoepvormige element 6 met eventueel de straalbuis 4 op eenvoudige wijze achter de schroef kan worden gemonteerd. De uitvinding is echter ook voor zeer grote scheepsschroeven geschikt. In plaats van een enkelvoudig schoepvormig element kunnen ook bijvoorbeeld twee of meer kruisende schoepelementen worden aangebracht. De straalbuis kan een constante diameter bezitten of ook over zijn lengte in diameter variëren. Ook kan nog binnen de straalbuis één of een aantal concentrische binnenbuizen worden aangebracht om de inwendige rotatiebeweging van het fluïdum in de straalbuis nog verder terug te dringen. De schoepvorm kan dan per buis weer afzonderlijk worden aangepast voor het verkrijgen van een optimaal stromingsverloop daarbinnen. Verder kan de dwarsdoorsnede van de straalbuis niet cirkelvormig doch bijvoorbeeld ovaal zijn of ook over de lengte variëren.

Claims (11)

1. Schroefinrichting voorzien van een om een as (2) draaibare schroef (3) en een achter de schroef (3) opgestelde, in hoofdzaak stationair schoepvormig element (6) met een in achterwaartse richting afnemende hoek met de aandrijfrichting voor het althans gedeeltelijk omzetten van de rotatie-energie van de schroefstraal van de schroef (3) in een stuwkracht.

2. Schroefinrichting volgens conclusie 1, waarbij een enkel schoepvormig element (6) is aangebracht dat over de gehele diameter van de schroef (3) doorloopt.

3. Schroefinrichting volgens conclusie 2, waarbij het schoepvormige element (6) is vervaardigd van een dunne plaat met althans ongeveer constante dikte.

4. Schroefinrichting volgens conclusie 2 of 3, waarbij de achterrand van het schoepvormige element (6) althans ongeveer radiaal ten opzichte van de schroef (3) verloopt.

5. Schroefinrichting volgens een der conclusies 1-4, waarbij de lengte van het schoepvormige element (6) groter is dan een derde van de diameter.

6. Schroefinrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij het schoepvormige element (6) in een straalbuis (4) is opgesteld en aan de binnenzijde hiervan is bevestigd.

7. Schroefinrichting volgens conclusie 6, waarbij de schroef (3) binnen in de straalbuis (6) is opgesteld.

8. Schroefinrichting volgens conclusie 6, waarbij de schroef (3) direct of op een geringe afstand voor de straalbuis (6) is opgesteld.

9. Schroefinrichting volgens een der conclusies 6-8, waarbij binnen de straalbuis nog ten minste één concentrische binnenbuis is opgesteld, waarbij bij voorkeur de vorm van het schoepvormige element aan de ontstane kamers wordt aangepast.

10. Schroefinrichting volgens een der conclusies 6-9, waarbij binnen de straalbuis nog het schoepvormige element (6) kruisende schotten zijn opgesteld.

11. In een straalbuis (4) bevestigd schoepvormig element (6) voor toepassing in een schroefinrichting volgens een der voorgaande conclusies.