SE443759B - Fartygspropeller - Google Patents

Description

7907172-6 10 15 20 25 30 35 2 En föredragen propeller enligt föreliggande uppfin- ning har ett centrumnav l, vid vilket 2-12 blad 2 är fäs- ta. Antalet blad behöver icke begränsas till detta inter- vall, men de flesta propellrar väntas ha mellan tre och sex blad. Propellrar, vilkas bladantal är beläget utanför detta intervall, kan utnyttjas för speciella ändamål och faller också inom ramen för föreliggande uppfinning.

Vid bladens ytterändar är anordnat ett hölje 3, som är koncentriskt med navet l och har en hydrodynamisk tvär- sektion, företrädesvis i form av en flygvinge, varvid flygvingens tjocka ände är belägen vid höljets bredare än- de. Höljesväggens inre yta 4 är stympat konisk och har icke en bågformig tvärsektion. Innerytan 4 är företrädes- vis vinkelställd 60 i förhållande till propellerns centrum- axel, men vinkelställningen kan vara någonstans mellan 0 och 180. Den vanliga vinkelställningen är mellan 5 och 1o°.

Höljets främre kant är företrädesvis avfasad både vid den inre och den yttre ytan. Den inre avfasningen bildar vanligtvis en vinkel av l5° till 450 med propellerns cent- rumaxel (vinkeln P i fig l), medan den yttre avfasningen vanligtvis bildar en vinkel av 50 till 35° med centrumaxeln (vinkeln Q). Dessa avfasningar är utformade för hydrodyna- misk strömning för att underlätta upprätthållande av lami- narströmnings-störning. Avfasningarna är företrädesvis något konkava.

Bladens 2 stigning eller korda, vilken representeras av vinkeln A i fig 3, inställes någonstans mellan 20 och 800, företrädesvis mellan 30 och 680. Antalet blad och dessas stigning kan väljas allt efter den speciella till- lämpning, vid vilken propellern skall utnyttjas. En typisk propeller kan ha sex blad med en bladstigning av 500.

Propellrarna kan vara antingen vänster- eller högergänga- de och kan, om så önskas, framställas parvis. Samtliga blad har en gemensam kordarot, dvs de har parallella kan- ter och tvärsektionen är konstant längs bladen. Varje blads längdaxel kan vara vinkelrät mot propellerns centrumaxel eller vara vinkelställd mellan l0° framåt och 20° bakåt, l0 15 20 25 30 35 7907172-6 3 företrädesvis mellan 50 framåt och l0° bakåt, i förhål- lande till ett mot propellerns centrumaxel vinkelrätt plan. Vid många tillämpningar är bladen vinkelställda 70 bakåt. Inom ramen för uppfinningen kan emellertid blad- vinklarna vara belägna utanför nämnda intervall.

En propeller för höghastighetsfartyg kan typiskt ha endast tre blad, vilkas längdaxlar är vinkelställda 50 bakåt i förhållande till ett mot propellerns centrumaxel vinkelrätt plan. En sådan propeller visas i fig l och 2.

Propellern kan ha vilken som helst önskad diameter från nâgra centimeter till flera meter. Dimensionen är naturligtvis beroende av den speciella tillämpning, vid vilken propellern skall utnyttjas.

Höljets längd varierar naturligtvis med diametern, varvid förhållandet mellan diameter och höljeslängd för de flesta propellrar är ca 2%. Detta förhållande kan vid speciella tillämpningar avvika avsevärt från detta värde.

En typisk propeller med en diameter av 236 mm kan exempel- vis ha en höljeslängd av 100 mm, medan en typisk propeller höljeslängd av 3 m. längd och bladets bredd parallell riktning kan med en diameter av 8 m kan ha en Förhållandet mellan höljets i en med propellerns centrumaxel typiskt variera mellan 1:1 och 5:1. Vid de flesta till- lämpningar är detta förhållande, vilket kallas "blade group", ca 2,5:l.

På ritningarna visas bladen anordnade i höljets främ- re del. Det föreligger inget särskilt behov av att an- bringa bladen på detta sätt. Vid vissa tillämpningar, sär- skilt då tyst propellerdrift är önskvärd, kan det emeller- tid vara fördelaktigt att anbringa bladen vid höljets bakre del.

Såsom visas i fig 3, har varje blads främre kant ty- piskt en avfasning, vars plan företrädesvis är beläget 0-350 bakom ett mot bladplanet vinkelrätt plan, såsom vi- sas med vinkeln B på ritningen. Vid bladets bakre kant bildar undersidan typiskt också en vinkel C mellan 0 och 35° 1 förhållande till bladplanet.

Navets centrumhàl kan vara arrangerat på många olika 7907172-6 10 15 20 25 30 35 4 sätt. Hålet kan exempelvis vara cylindriskt, varvid navet är försett med ett stift, som sträcker sig tvärs genom hålet för att fästa navet vid en drivaxel.

I fig 4 och 5 visas ett avsmalnande hål 5 med ett kilspår 6, vilket vanligtvis utnyttjas för fastsättning av kända propellrar vid dessas axlar.

I fig 7 och 8 visas ett räfflat hål 7. Vid denna spe- ciella utföringsform är hålet också försett med en böjlig gummibussning 9 och en ringformig utloppskanal 10, varvid navet är fäst vid en yttre hylsa ll medelst radiella fenor 12. Gummibussningen och/eller utloppskanalen behöver emel- lertid icke utnyttjas, om detta är att föredraga, och de kan, om så önskas, utnyttjas tillsammans med ett sådant vanligt cylindriskt eller avsmalnande hål som beskrivits ovan.

Propellern enligt föreliggande uppfinning kan oksâ ha följande möjliga fördelar i förhållande till en konven- tionell skruvpropeller: Den är mindre energislösande och kräver därför mindre motoreffekt för att ge samma framdragningskraft.

Genom att bladen täckes av höljet föreligger mycket mindre risk för att bladen skall hoptrasslas med och för- orsaka skador pà linor, såsom dykarlinor, trâlutrustning, vattenskidlinor och liknande, vilket innebär att propel- lern är säkrare.

Den löper mindre risk för tilltrassling och skador, eftersom bladen skyddas av höljet.

Slutligen ger höljets avsmalnande form propellern bättre bromskarakteristika. För närvarande är bromssträck- an för en stor oljetanker ca 16 km. Man förväntar sig att föreliggande uppfinning kommer att reducera denna broms- sträcka avsevärt.

Eftersom propellerns ytteryta utgöres av ett jämnt hölje i stället för en serie propellerspetsar, som slår genom vattnet, utsättes vattnet omedelbart intill propel- lern icke för turbulens. Propellern ger ett neutralt vrid- moment, så att det icke spelar någon roll om ett stort fartygs samtliga propellrar roterar i samma riktning. Det- 10 15 20 25 30 35 -7907172-6 5 ta betyder också att någon roderkorrigering icke erford- ras, eftersom propellerns neutrala vridmoment gör att propellern icke tenderar att svänga aktern på samma sätt som konventionella skruvpropellrar gör. Detta innebär också att det av propellern alstrade bullret reduceras avsevärt. Detta kan vara särskilt fördelaktigt vid vissa fiskebåtar, då fisken icke får skrämmas, och även vid vissa militära tillämpningar.

Den genom föreliggande uppfinning reducerade turbu- lensen gör att skumbildningen vid ytan minimeras, även då propellern arbetar med hög hastighet nära ytan. Det av propellern vid framdrivning av ett fartyg bildade köl- vattnet är också mycket mindre.

Propellern påverkas vidare inte i någon större ut- sträckning av "pooping“. Om ett fartyg framdrives i med- sjö och en våg lyfter fartygets akter ur vattnet, tenderar propellern icke att svänga fartyget på det sätt som kon- ventionella skruvpropellrar gör, eftersom den, så länge som den är åtminstone delvis nedsänkt, fortsätter att ta upp vatten, så att framdrivningen fortsättes och fartyget icke utsättes för "pooping". Då propellerns nedre parti passerar genom vattnet, tenderar bladen att slunga upp vat- ten i höljet och därefter driva det bakåt, så att fartyget fortsätter att drivas framåt. Detta gör också att propel- lern kan anbringas mycket närmare vattenytan än vad som är möjligt för konventionella propellrar, särskilt vid stora fartyg.

Bladet utsättes också i mycket mindre utsträckning för oscillation, eftersom höljet ger en stabiliserande ver- kan, så att det i ett fartyg normalt erforderliga bladoscil- lationsspelrummet icke längre är nödvändigt. Propellern en- ligt föreliggande uppfinning kan anbringas mycket närmare skrovet än en konventionell skruv.

Vid försök med föreliggande uppfinning har man funnit, att dragkraft erhålles vid mycket lägre rotationshastighet än vid konventionella skruvar. Detta innebär att en båt eller ett fartyg på mycket enklare sätt hålles stabilt, särskilt under svåra förhållanden. Man har också funnit, 7907172-6 10 15 6 att propellern inte i någon större utsträckning påverkas av resning omedelbart framför propellern, eftersom bladen i höljet tenderar att dra in vatten i det av höljet forma- de röret, så länge som rimlig tillgänglighet föreliqgef- Propellern enligt föreliggande uppfinning kan utnytt- jas i alla sådana situationer, där vanliga skruvar för närvarande utnyttjas, och är särskilt lämplig såsom styr- propeller och för för~ och akterdrivning. Propellern kan också utnyttjas för utombordsmotorer, akterdrivmotorer, bogserfartyg, isbrytare och alla typer av yt- och under- vattensfarkoster etc.

Många modifieringar av de ovan beskrivna propellrarna är möjliga inom ramen för uppfinningen. Den ringformiga väggens tvärsektionsform kan exempelvis varieras på många sätt. Den kan exempelvis vara krökt antingen inåt eller utå eller ha en komplicerad krökning i båda riktningarna.

Bladen kan ha tvärsektioner, som inte är strikt flygvinge- formade, eller kan vara krökta eller vinkelställda rela- tivt propellerns radialriktning.

Claims (16)

1. l0 15 20 25 30 7907172-6 PATENTKRAV l. Propeller för fartyg, vilken har ett flertal propellerblad (2), vilka skjuter ut från ett centrumnav (1) och vilka vart och ett har parallella kanter och en längs bladet konstant tvärsektion, och ett hölje (3), vilket har en ringformig vägg, som är fäst vid bladens ytterändar, k ä n n e t e c k n a d därav, att höljets (3) ringformiga vägg har konvex flygvingetvärsektion med väsentligen rätlinjig inneryta (4).

2. Propeller enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att varje blads (2) längdaxel sträcker sig längs en radie för höljet (3).

3. Propeller enligt patentkravet 1 eller 2, n e t e c k n a d därav, att höljets (3) inneryta är k ä n - cylindrisk.

4. Propeller enligt något av patentkraven l-3, k ä n n e t e c k n a d därav, att höljets (3) inneryta (4) är stympat konisk.

5. Propeller enligt patentkravet 4, (3) stympat koniska k ä n n e - t e c k n a d därav, att höljets inneryta (4) bildar en vinkel av 0-l8°, företrädesvis 6°, med propellerns centrumaxel.

6. Propeller enligt något av de föregående patent- kraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att varje blads (2) längdaxel är vinkelställd mellan l0° framåt och 20° bakåt i förhållande till ett mot propellerns centrumaxel vinkelrätt plan.

7. Propeller enligt patcntkravet 6, t e c k n a d därav, att varje blads (2) längdaxel är vinkelställd mellan 5° framåt och l0° bakåt i förhållande k ä n n e - till det mot propellerns centrumaxel vinkelräta planet.

8. Propeller enligt patentkravet 7, k ä n n e - t e c k n a d därav, att varje blads (2) längdaxel är vinkelställd ca 7° bakåt i förhållande till det mot pro- pellerns centrumaxel vinkelräta planet. 7907172-6 lO 15 20 25 30 8

9. Propeller enligt något av de föregående patent- kraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att varje blads (2) främre kant är avfasad vid sin övre yta, varvid den avfasade ytan bildar en vinkel (B) av 0-35° med ett plan, som är vinkelrätt mot det plan som sträcker sig genom bladets främre och bakre kant.

10. Propeller enligt något av de föregående patent- kraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att varje blads (2) bakre kant har en undre yta, som med det plan som sträcker sig genom bladets främre och bakre kant bildar en vinkel (C) av 0-35°.

11. ll. Propeller enligt något av de föregående patent- kraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att kanten av höljets (3) inneryta är avfasad.

12. Propeller enligt patentkravet 11, k ä n n e - t e c k n a d därav, att avfasningen vid den främre kanten av höljets (3) inneryta bildar en vinkel (P) av 15-45° med propellerns centrumaxel.

13. Propeller enligt något av de föregående patent- kraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att den främre kanten av höljets (3) ytteryta är avfasad.

14. Propeller enligt patentkravet 13, k ä n n e - t e c k n a d därav, att avfasningen vid den främre kan- ten av höljets (3) ytteryta bildar en vinkel (Q) av 5-35° med propellerns centrumaxel.

15. Propeller enligt något av patentkraven ll-14, k ä n n e t e c k n a d därav, att varje avfasning vid höljets (3) främre kant är något konkav.

16. l6. Propeller enligt något av de föregående patent- kraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att förhållandet mellan höljets (3) längd och bladens (2) bredd i en med propellerns centrumaxel parallell riktning är mellan l:l och 5:1, företrädesvis ca 2,5:l.