NO340384B1 - Skipsror på siden - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår et rorblad for et skip og også et skip med minst et rorblad ifølge oppfinnelsen.

Ser man på strømningene langs skroget på et seilende skip så fremgår det tydelig at på en skipshekk som smalner av forløper ikke strømningene eksakt parallelt med kjøllinjen på skipet men følger forløpet av skipshekken.

Et konvensjonelt utformet ror, altså forenklet uttrykt en plan plate som er anbrakt forskjøvet til siden for kjøllinjen i hekkområdet av skipet og som er innrettet eksakt parallelt med kjøllinjen, ville altså få strømmen inn på skrå og fremkaller dermed en strømningsmotstand. Denne strømningsmotstanden betyr høyere brennstofforbruk og dermed høyere miljøbelastning h.h.v. ved samme brennstofforbruk h.h.v. samme maskineffekt lavere hastighet og dermed forlenget reisetid og følgelig igjen høyere brennstofforbruk og en høyere miljøbelastning.

Fra US 5 415 122 er det kjent å tilpasse et rorblad til en propellfrembrakt strømning. Derved blir det tatt hensyn til strørnnmgsretningene frembrakt gjennom propellen, og roret tilsvarende tilpasset mange profiler i fartsretningen (=Sehnenrichtung). Eksempelvis angir tabell 1 i denne publikasjonen en reduksjon av en vinkel for rorbladet ved økende høyde (Y-posisjon) for den aktuelle profilen, utgående fra aksen for den foranlagrede propellen. Denne spesielle utlegningen av et rorblad tar også særlig hensyn til effekten ved oppvirvlingen av propellen.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et skip med minst et vridd rorblad anordnet for styring av skipet som angitt i krav 1, og et vridd rorblad, tilpasset for å bli anordnet på et skip for styring av skipet som angitt i krav 9.

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe et særlig strømningsgunstig rorblad for en anbringelse i området ved hekken av et skip til siden for kjøllinjen.

Dette formål oppnås ved et vridd eller tordert rorblad, hvor torderingen er tilpasset strømningen av vannet ved hekken av skipet, altså i området ved anbringelsesstedet for rorbladet. Fordelene ved dette rorbladet ifølge oppfinnelsen er en høyere effektivitet for rorbladene, som fører til mindre rorblader, og også en forbedret tilstrømning for propellen (dersom den foreligger).

Denne virkningen ifølge oppfinnelsen blir oppnådd når påstrømningsvinkelen ved roret, med en rorstilling på 0 °, altså en rorstilling innstilt på eksakt rett frem seiling også er nøyaktig 0 °.

Da strømningen (i hvert fall på vannoverflaten) følger eksakt forløpet av skroget i hekkområdet av skipet, er den nøyaktige innstillingsvinkelen av rorbladet på sin overside (siden som vender mot skroget) naturligvis avhengig av det geometriske forløpet av hekken. Mot sin underside (siden som vender bort fra skipsskroget) blir torderingen litt etter litt mindre.

I det foreliggende tilfellet er rorbladet i sitt øvre (nær skroget) område vridd eller tordert med omtrent 10°, mens det i sitt nedre (fjernt fra skroget) område er tordert med omtrent 2°. Disse verdiene ble først beregnet gjennom simulering av det konkrete eksemplet med en forutbestemt skrogform og deretter empirisk. Da det som nevnt i det foregående er gitt en avhengighet for torderingen av skroggeometrien kan det i det (øvre) området av rorbladet nær skroget absolutt ikke urealistisk være en vridning på inntil 20°. I det nedre området (fjernt fra skroget) kan områder inntil 5° komme i betraktning.

Her må det tas hensyn til at disse vridningene hele tiden må bli utført mot kjøllinjen, altså mot midten av skroget. Rorbladet er altså alltid vridd (tordert) én vei.

Ifølge oppfinnelsen er det foreslått et skip med minst et vridd rorblad anordnet for styringen av skipet, hvor torderingen av bladet er tilpasset forløpet av strømningen i vannet i området ved rorbladet når det i skipets fartsretning ikke befinner seg propeller som er i drift foranlagret rorbladene. Rorbladet blir følgelig tilpasset strømningen av vannet i forhold til skipet, hvor denne strømningen ikke blir produsert gjennom en foranlagret propell. Snarere er primært strømningen av betydning som fremkommer av farten av skipet gjennom vannet. Andre strømninger blir det ikke tatt hensyn til h.h.v. opptrer ikke. Det er følgelig ifølge et aspekt ikke foranlagret rorene noen propell. Hvis i en annen utforming en propell skulle være foranlagret, er denne ikke i drift. Det vil si at den ikke blir drevet, men eksempelvis befinner seg i tomgang.

Ifølge en utforming er det følgelig foreslått minst to rorblader som er anordnet forskjøvet til side for kjøllinjen, hvor torderingen av bladet er tilpasset forløpet av strømningen av vannet i området ved hvert rorblad forårsaket av geometrien av skroget. Gjennom farten av skipet gjennom vannet fremkommer det relativt av skipet en strømning som i størrelse omtrent tilsvarer hastigheten av skipet gjennom vannet. Det konkrete forløpet av strømningen blir primært bestemt gjennom geometrien av skipsskroget når dette ligger i vannet. Til denne strømningen er rorbladene tilpasset.

Med tordering av rorbladet er det å forstå en dreining av rorbladet om en lengdeakse av rorbladet. Men den aktuelle angitte torsjonsvinkelen blir angitt som vinkel på rorbladet i den aktuelle høyden relativt til kjøllinjen, og kan også bli betegnet som innstillingsvinkel.

Ifølge en utforming har rorbladene en innstillingsvinkel mot kjøllinjen, slik at hvert rorblad i strømningsretningen ved fremoverfart for skipet peker mot kjøllinjen. Gjennom den løpende skrogformen bakover mot hekken og når rorene som vanlig er anordnet i hekkområdet av skipet løper også strømningen av vannet - relativt til skipet - bakover når skipet seiler gjennom vannet. Denne effekten tar denne utformingen med i beregningen. Tilsvarende peker, ved seiling rett frem, rorbladene mot kjøllinjen og dermed mot midten av skipet.

Ifølge en utforming avtar innstillingsvinkelen til kjøllinjen for det aktuelle rorbladet med økende avstand fra skipsskroget. Rorbladet er ifølge dette vridd slik at det i nærheten av skroget foreligger en større innstillingsvinkel som så med økende avstand til skipsskroget, altså nedover avtar.

Ifølge en utforming ligger innstillingsvinkelen eller torsjonsvinkelen mellom 2° og 20°. Her er den større verdien vanligvis i nærheten av skipsskroget og den mindre i den nedre enden av rorbladet. Eksempelvis kan vinkelen ut fra skipsskroget falle fra 20° ved skroget h.h.v. i nærheten av skroget til 5° i den nedre enden, eller et annet eksempel fra 10° til 2°.

Ifølge en utforming er innstillingsvinkelen eller torsjonsvinkelen i nærheten av skroget 10° til 20° og i området lengst bort fra skroget 2° til 5°.

Fortrinnsvis er det aktuelt anordnet to ror symmetrisk på hver side av kjøllinjen. Følgelig befinner det seg et ror til høyre i fartsretningen og dermed på styrbord side av skipet og en pendant til dette befinner seg på den rett overfor liggende siden av kjøllinjen, men ellers på samme sted. Slike to ror er fortrinnsvis også symmetriske til hverandre, nemlig utformet speilsymmetriske.

Fortrinnsvis foreligger det som fremdrift for skipet minst en magnusrotor. En slik magnusrotor produserer en fremdrift for skipet i det den utnytter magnuseffekten. Eksempelvis blir det anvendt en sylinder som står loddrett og dreier seg raskt, som blir omstrømmet av vind. Alt etter vmcketningen og omckeinmgsretningen er resultatet en fremdrift for skipet. Følgelig foregår det ingen fremdrift gjennom en propellbevegelse og strømningen i vannet i skrogområdet innretter seg i alt vesentlig etter skipets fart gjennom vannet og strømningsprofilen blir bestemt gjennom geometrien til skipsskroget. Tilsvarende er rorbladene utlagt. Andre fordelaktige vkkninger kan også fremkomme når andre fremdriftsarter blir anvendt som ikke eller ikke vesentlig griper inn i strømningen til vannet i skrogområdet. Ifølge en utforming kan det også foreligge en propell eksempelvis som hjelpedriwerk. Men i dette tilfellet foregår utformingen av rorbladet h.h.v. rorbladene fortrinnsvis uten propellen i drift, som derfor f.eks. er på tomgang.

Ifølge oppfinnelsen blir det gjort krav på et rorblad som er forberedt for anvendelse med et skip.

Med denne beskrivelsen blir fire tegninger oversendt. Disse er betegnet figur 4, figur 3, figur 2, figur 1.

I tegningen figur 4 er hekkområdet til skipet fremstilt med to rorblader som er anordnet på begge sider til siden for kjøllinjen på skipet. Et av rorbladene er anordnet til venstre, altså på babord side av kjøllinjen, mens det andre rorbladet er anordnet til høyre, altså på styrbord side av kjøllinjen. Om skipet er et rent seilskip, som den foreliggende tegningen kunne antyde, eller om det foreligger minst en propell med enda et rorblad (f.eks. nøyaktig i kjøllinjen), er for den foreliggende oppfinnelsen fullstendig uvesentlig, men ikke utelukket.

Tegningen figur 3 viser en annen hekkutforming av skipet, riktignok fra et noe forandret perspektiv. I denne tegningen fremgår det tydelig at rorbladet på babord side (venstre) er vridd til høyre, altså mot kjøllinjen, mens rorbladet på styrbord side (høyre) er vridd mot venstre, altså likeledes mot kjøllinjen. Videre fremgår det at innstillingsvinkelen eller torsjonsvinkelen for hvert rorblad avtar med økende avstand til skroget. Men i det konkrete utformingseksemplet når den heller ikke 0° i den nedre enden av rorbladet (som vender bort fra skroget), men har stadig en vinkel på 2°.

I figurene 3 og 4 fremgår det dessuten at rorene ikke er foranlagret noen propell. Det foreligger overhode ingen propell i den fremstilte utformingen. Figur 2 viser bare de to rorbladene uten skroget (som befinner seg over). I denne tegningen fremgår nok en gang torderingen. Blilda-etningen er i denne tegningen igjen rettet bakfra på hekken til skipet. Figur 1 viser likeledes bare rorbladene ifølge oppfinnelsen, riktignok i en visning nedenfra, slik at mellom disse rorbladene skulle skipskjølen kunne sees. Her fremgår særlig tydelig bøyningen på bakkantene til rorbladene (nede på figuren).

Claims (10)

1. Skip med minst et vridd rorblad anordnet for styring av skipet, der rorbladene er koplet til hekkområdet av skipet, det vridde rotorbladet har en vridning som varierer over en høyde derav for å justere med en konvergerende strøm av vann i et område av det vridde rotorbladet generert av en geometri av sidene av skipet når båten beveger seg gjennom vannet i retning fremover, i en vinkel på vridningen av hvert blad som varierer progressivt i den samme retning mellom en øvre ende av rorbladet nær skroget og en nedre ende av rorbladet fjernt fra skroget, og i hvilken en kordlinje med en tverrnittsprofil av hvert av de vridde rorblader til enhver høyde er rettet fra en fremre kant av rorbladet til en bakre kant av rorbladet i en retning mot kjøllinjen av skipet, vridningen av bladet med en rorstilling på 0° er tilpasset forløpet av strømningene i vannet, som følge av bevegelse av skipet rett frem gjennom vannet, i området ved rorbladet.

2. Skip ifølge krav 1, hvor det anordnet minst to rorblader forskjøvet til siden for kjøllinjen, hvor vridningen av bladet er tilpasset forløpet av strømningen av vannet i området ved hvert rorblad forårsaket av geometrien av skroget.

3. Skip ifølge foregående krav, hvor rorbladene har en innstillingsvinkel mot kjøllinjen, slik at hvert rorblad i strømnmgsretningen ved fremoverfart for skipet peker mot kjøllinjen.

4. Skip ifølge foregående krav, hvor en innstillingsvinkel h.h.v. innstillingsvinkelen mot kjøllinjen for hvert rorblad avtar med tiltagende avstand fra skipsskroget.

5. Skip ifølge foregående krav, hvor en innstillingsvinkel h.h.v. innstillingsvinkelen eller torsjonsvinkelen ligger mellom 2° og 20°.

6. Skip ifølge foregående krav, hvor en innstillingsvinkel h.h.v. innstillingsvinkelen eller torsjonsvinkelen i nærheten av skroget er 10° til 20° og i området lenger fra skroget er 2° til 5°.

7. Skip ifølge foregående krav, hvor det er anordnet to ror symmetrisk på hver side av kjøllinjen.

8. Skip ifølge foregående krav, hvor det for fremdriften for skipet er anordnet minst en magnusrotor.

9. Vridd rorblad, tilpasset for å bli anordnet på et skip for styring av skipet, der rorbladene er koplet til hekkområdet av skipet, det vridde rotorbladet har en vridning som varierer over en høyde derav for å justere med en konvergerende strøm av vann i et område av det vridde rotorbladet generert av en geometri av sidene av skipet når båten beveger seg gjennom vannet i retning fremover, i en vinkel på vridningen av hvert blad som varierer progressivt i den samme retning mellom en øvre ende av rorbladet nær skroget og en nedre ende av rorbladet fjernt fra skroget, og i hvilken en kordlinje med en tverrnittsprofil av hvert av de vridde rorblader til enhver høyde er rettet fra en fremre kant av rorbladet til en bakre kant av rorbladet i en retning mot kjøllinjen av skipet, hvor vridningen av bladet med en rorstilling på 0° er tilpasset forløpet av strømningene i vannet som følge av bevegelse av skipet rett frem gjennom vannet i området ved det respektive rorblad.

10. Vridd rorblad ifølge krav 9, hvor det er anordnet minst to rorblader forskjøvet til side for kjøllinjen, hvor vridningen av bladet er tilpasset forløpet av strømningene i vannet i området ved anbringelsesstedet for hvert rorblad forårsaket av geometrien av skroget.