SE466254B

SE466254B - PORTABLE PROPELLER DEVICE

Info

Publication number: SE466254B
Application number: SE8603445A
Authority: SE
Inventors: J Halkola
Original assignee: Hollming Oy
Priority date: 1985-08-19
Filing date: 1986-08-18
Publication date: 1992-01-20
Also published as: GB2179312A; SE8603445D0; FI853173L; FI853173A0; NL8601957A; FI75775B; FI75775C; NO863284D0; GB2179312B; GB8617643D0; DE3626568A1; SE8603445L; NO863284L; CN1006624B; CN86105134A

Description

466 254 10 15 20 25 30 35 2 Avsikten med denna uppfinning är att åstadkomma en ny propelleranord- ning som inte äger de ovan presenterade nackdelarna. Uppfínningen är kännetecknad av att avståndet mellan ingångskanten och utgångskanten av det ringformiga propellermunstycket, alltså propellermunstyckets längd, är huvudsakligen hälften av propellerns diameter och att det ringformiga propellermunstycket är placerat på sådant sätt, att avstån- det, mätt i propellermunstyckets axialriktning, från propellermunstyc- kets ingångskant till propellerns mittplan är inom området Ü,7U...0,85 x propellermunstyckets axiala längd. 466 254 10 15 20 25 30 35 2 The object of this invention is to provide a new propeller device. which does not have the disadvantages presented above. The invention is characterized in that the distance between the entrance edge and the exit edge of the annular propeller nozzle, i.e. the propeller nozzle length, is mainly half the diameter of the propeller and that The annular propeller nozzle is positioned in such a way that the measured in the axial direction of the propeller nozzle from the propeller nozzle The entrance edge of the ket to the center plane of the propeller is in the range Ü, 7U ... 0,85 x Axial length of the propeller nozzle.

Propellermunstycket är härvid beläget nästan helt framför propel- lern alltså väsentligen närmare propelleranordningens vridaxel.The propeller nozzle is in this case located almost completely in front of the propeller. thus substantially closer to the axis of rotation of the propeller device.

Detta resulterar i en sådan väsentlig fördel att det extra utrymme som behövs för propellermunstycket är väsentligen mindre än i kon- ventionella lösningar. En dylik propelleranordning som är försedd med propellermunstycke ryms i en brunn av samma storlek utformat i fartygets botten som en mostvarande propelleranordning utan pro- pellermunstycke. För det andra medför det ringa utrymmesbehovet som krävs av anordningen en sådan fördel att en anordning som är försedd med en större propeller kan placeras också i ett litet fartyg för att åstadkomma en större skjutkraft.This results in such a significant advantage that the extra space required for the propeller nozzle is substantially smaller than in the conventional solutions. Such a propeller device is provided with propeller nozzle accommodates in a well of the same size formed in the bottom of the vessel as an equivalent propeller device without pellet nozzle. Secondly, there is little need for space required by the device such an advantage that a device that is equipped with a larger propeller can also be placed in a small ships to achieve greater propulsion.

Med ett propellermunstycke som placerats enligt uppfinningen åstad- kommer man också en sådan förträfflig fördel vid vridbara propeller- anordningar att avståndet mellan propellermunstyckets mittställe och den lodräta vridaxeln är litet. Av detta följer att momentet som krävs för propelleranordningens vridning är väsentligen mindre än i kända propelleranordningar. Härvid kan också styrmaskineriet dimensioneras med märkbart lättare konstruktion vilket väsentligen minskar på framställningskostnaderna.With a propeller nozzle placed according to the invention provided such an excellent advantage will also be obtained with rotatable propellers. devices that the distance between the center of the propeller nozzle and the vertical axis of rotation is small. From this it follows that the moment required for the rotation of the propeller device is substantially less than in known propeller devices. The steering machinery can also do this dimensioned with noticeably lighter construction which essentially reduces manufacturing costs.

Med sättet att placera propellermunstycket enligt uppfinningen uppnås ännu en del märkbara fördelar. En av fördelarna är att propellern är lätt att lösgöra då den är nära munstyckets bakre kant. Munstycket kan också fästas stabilt vid propelleranord- ningcns stomme varvid utrymmet mellan munstycket och propellern 'a 10 15 20 25 30 35 466 254 b) kan minskas. Härvid förbättras också verkningsgraden.With the method of placing the propeller nozzle according to the invention still some noticeable benefits are achieved. One of the benefits is that the propeller is easy to release as it is close to the rear of the nozzle edge. The nozzle can also be stably attached to propeller devices. the space between the nozzle and the propeller 'a 10 15 20 25 30 35 466 254 b) can be reduced. This also improves efficiency.

Enligt en fördelaktig utföringsform av uppfinningen är ingångs- kanten av propellermunstycket, som placerats i en vridbar propeller- anordning, huvudsakligen vid den lodräta axelns mittlinje eller alltså vid propelleranordningens vridaxel eller i omedelbar närhet av denna. I samband med mätningar som utförts i praktiken har man konstaterat att då propellermunstycket är monterat på detta sätt i propelleranordningen är styrmomentet nära noll i tvärriktad ström- ning. Med andra ord är propellermunstycket placerat vid sitt opti- mala ställe, varvid konstruktionen av styrmaskineriet kan dimensio- neras så lätt som möjlig.According to an advantageous embodiment of the invention, the input the edge of the propeller nozzle, which is placed in a rotatable propeller device, mainly at the center line of the vertical axis or thus at the axis of rotation of the propeller device or in the immediate vicinity of this. In connection with measurements performed in practice, one has found that when the propeller nozzle is mounted in this way in propeller device, the control torque is close to zero in the transverse flow ning. In other words, the propeller nozzle is located at its opti- grinding place, whereby the construction of the steering machinery can be dimensioned. as easily as possible.

Enligt en andra fördelaktig utföringsform är avståndet mellan in- gångskanten och utgångskanten av propellermunstycket som placerats i en vridbar propelleranordning, alltså propellermunstyckets längd, i huvudsak hälften av propellerns diameter. Denna dimensionering svarar också i huvudsak mot ovan presenterade optimala lösning.According to a second advantageous embodiment, the distance between the the aisle edge and the exit edge of the propeller nozzle placed in a rotatable propeller device, i.e. the length of the propeller nozzle, essentially half the diameter of the propeller. This dimensioning also corresponds mainly to the optimal solution presented above.

Men om fartyget är avsett att fungera i huvudsak vid låga hastig- heter kan munstyckets skjutkraft ökas genom att förlänga munstycket.However, if the vessel is intended to operate mainly at low speeds, The thrust of the nozzle can be increased by extending the nozzle.

I praktiken kan munstyckets längd vara 0,6-0,7 gånger propellerns diameter. Då avståndet från propellermunstyckets ingångskant till propellersidornas spetsar är 0,70...O,85 x munstyckets längd, ökas inte det utrymme som krävs av propelleranordningen trots det för- längda munstycket. Inte heller dimensioneringen av styrmaskinen behöver ändras då styrmomentet inte ökas. Med hjälp av uppfinningen kan man sålunda montera ett längre munstycke i en konventionell propelleranordning för speciella ändamål så att anordningens huvud- dimensioner inte ändras.In practice, the length of the nozzle can be 0.6-0.7 times that of the propeller diameter. Then the distance from the entrance edge of the propeller nozzle to the tips of the propeller sides are 0.70 ... 0.85 x the length of the nozzle, increase not the space required by the propeller device despite the lengthen the nozzle. Nor the dimensioning of the steering machine needs to be changed as the control torque is not increased. By means of the invention one can thus mount a longer nozzle in a conventional one propeller device for special purposes so that the main dimensions do not change.

Då den vridbara propelleranordningen är anordnad att kunna lyftas upp i en brunn som utformats i fartygets botten dimensioneras brunnen enligt ytterligare en fördelaktig utföringsform på föl- jande sätt. Propellermunstycket är placerat så nära propelleran- ordningens vridaxel att en tillräcklig brunnsdiameter är i det stora hela 1,6 gånger propellerns diameter. Denna dimensionering svarar huvudsakligen mot en sådan dimensionering av brunnen som är 466 254- 1 avsedd för en vridbar propelleranordning utan propellermunstycke.When the rotatable propeller device is arranged to be liftable up in a well designed in the bottom of the ship is dimensioned well according to a further advantageous embodiment of the way. The propeller nozzle is located so close to the propeller the axis of rotation of the order that a sufficient well diameter is in it large as much as 1.6 times the diameter of the propeller. This dimensioning corresponds mainly to such a dimensioning of the well as is 466 254- 1 intended for a rotatable propeller device without a propeller nozzle.

Ifall propelleranordningen inte vrids i brunnen kan brunnens mitt- linje ligga åt sidan från propelleranordningens vridaxel. Härvid kan brunnens diameter med konstruktionen enligt uppfinningen vara 5 1,35 gånger propellerns diameter.If the propeller device is not turned in the well, the center of the well line lie to the side from the axis of rotation of the propeller device. Hereby the diameter of the well with the construction according to the invention can be 5.35 times the diameter of the propeller.

I det följande beskrivs uppfinningen med hjälp av exempel genom hänvisning till bifogade ritning, där 10 Figur l presenterar en vridbar propelleranordning försedd med ett konventionellt propellermunstycke.In the following, the invention is described by means of examples by reference to the accompanying drawing, where Figure 1 presents a rotatable propeller device provided with a conventional propeller nozzle.

Figur 2 svarar mot figur l och presenterar en vridbar propeller- anordning som är försedd med ett propellermunstycke enligt upp- 15 finningen.Figure 2 corresponds to Figure 1 and presents a rotatable propeller device provided with a propeller nozzle according to 15 the finding.

I figur 1 har presenterats en vridbar propelleranordning 3, som monterats i en brunn 14 som utformats i fartygets 1 botten 2. Pro- pelleranordningen består av ett lodrätt skaft 15, innanför vilken 2Û det finns en lodrät axel 5. Den lodräta axeln driver en vågrät propeileraxel 4 genom förmedling av en vinkelväxel 6, till vilken propelleraxel 4 man anslutit en propeller 9. Ett ringformigt pro- pellermunstycke 7 har placerats kring propellern på sådant sätt, att spetsarna ll av propellerns 9 flatsidor 10 är belägna ungefär 25 vid mittstället av propellermunstycket 7. Härvid är momentskaftet al av styrmomentet som förorsakas av propellermunstycket märkbart stort. Eftersom vridningen al av det sålunda placerade propeller- munstycket upptar ett märkbart utrymme måste också diametern Dl av brunnen 14 som utformats i fartygets l botten 2 vara stort. På 30 grund av dessa brister är konstruktionen som presenteras av figur 1, där man använt sig av konventionell teknik, inte alltid använd- ningsbar.Figure 1 shows a rotatable propeller device 3, which mounted in a well 14 formed in the bottom 2 of the vessel 1. the pellet device consists of a vertical shaft 15, inside which 2Û there is a vertical axis 5. The vertical axis drives a horizontal axis propeller shaft 4 by means of an angular gear 6, to which propeller shaft 4 you have connected a propeller 9. An annular propeller peller nozzle 7 has been placed around the propeller in such a way, that the tips 11 of the flat sides 10 of the propeller 9 are located approximately 25 at the center of the propeller nozzle 7. In this case, the torque shaft al of the steering torque caused by the propeller nozzle appreciably large. Since the rotation a1 of the propeller so placed the nozzle occupies a noticeable space, the diameter D1 must also be off the well 14 formed in the bottom 2 of the vessel 1 be large. On Due to these shortcomings, the construction presented in FIG 1, where conventional technology has been used, is not always used ningsbar.

I figur 2 presenteras en propelleranordning enligt figur 1 ändrad 35 i uppfinningsform. Härvid är propellermunstycket 7 placerat på så- dant sätt att avståndet c, mätt från mittplanet av propellerns 9 flatsidor 10 till propellermunstyckets 7 främre kant, alltså ingångs- 10 15 20 25 30 35 466 254 kanten 12, beror av propellermunstyckets 7 längd b på sådant sätt, att c är 0,70...0,85 x b. Propellermunstyckets främre kant alltså ingångskanten 12 placerar sig härvid i närheten av propelleranord- ningens vridaxel 13. Det inbördes läget mellan propellermunstycket 7 och propellern 9 har man kunnat välja så att det är likt det ovan presenterade (c = 0,70 ...0,85 x b) genom att forma propeller- munstycket 7 på ett lämpligt sätt. Skjutkraften som ges av propeller- munstycket 7 minskas inte väsentligen på grund av ovan beskrivna placering. Maximivärdet av propellermunstyckets 7 skjutkraft upp- nås med ett arrangemang där avståndet c från mittplanet av propel- lerns 9 flatsidor 10 till propellermunstyckets 7 ingångskant 12 är ca 0,7 x propcllermunstyckets 7 längd b. En placering av propellern 9 närmare propellermunstyckets 7 främre kant än detta förbättrar inte längre väsentligt på propelleranordningens prestationsförmåga.Figure 2 shows a propeller device according to figure 1 modified In inventive form. In this case, the propeller nozzle 7 is placed on the such that the distance c, measured from the center plane of the propeller 9 flat sides 10 to the front edge of the propeller nozzle 7, i.e. 10 15 20 25 30 35 466 254 the edge 12, depends on the length b of the propeller nozzle 7 in such a way, that c is 0.70 ... 0.85 x b. The front edge of the propeller nozzle is thus the inlet edge 12 is hereby located in the vicinity of the propeller device. axis of rotation 13. The relative position of the propeller nozzle 7 and the propeller 9 have been chosen so that it is similar presented above (c = 0.70 ... 0.85 x b) by forming the propeller nozzle 7 in a suitable manner. The thrust provided by the propeller the nozzle 7 is not substantially reduced due to the above described investment. The maximum value of the thrust of the propeller nozzle 7 is reached by an arrangement in which the distance c from the center plane of the propeller The flat sides 10 of the clay 9 to the inlet edge 12 of the propeller nozzle 7 are about 0.7 x the length b of the propeller nozzle 7. A placement of the propeller 9 closer to the front edge of the propeller nozzle 7 than this improves no longer significant on the performance of the propeller device.

Skjutkraften som ges av propellermunstycket 7 är í 10 Z mindre än skjutkraftens maximivärde då ovan nämnda avstånd c är 0,85 x pro- pellermunstyckets 7 längd b. En sådan lösning där skjutkraften är under 90 Z av skjutkraftens maximivärde är inte tekniskt acceptabel och framställningen av en sådan lösning skulle inte heller vara ekonomiskt lönsam.The thrust given by the propeller nozzle 7 is less than 10 Z the maximum value of the firing force when the above-mentioned distance c is 0.85 x the length b of the peller nozzle 7. Such a solution where the shear force is below 90 Z of the maximum thrust value is not technically acceptable nor would the preparation of such a solution be economically profitable.

Avståndet az mellan propellermunstyckets mittpunkt och vridaxel 13 som inverkar avgörande på styrmomentet är i denna konstruktion väsentligen mindre än motsvarande avstånd i figur 1, varvid också styrkrafterna blir väsentligen mindre. Propellermunstycket 7 ökar inte heller på storleken av diametern på brunnen 14 som behövs i fartygets l botten 2, eftersom den bakre kanten av propellermun- stycket 7 alltså utgångskanten 8 är i huvudsak vid propellernavens nivå, såsom figur 2 visar. I detta exempelfall är brunnens 14 dia- meter D2 ungefär 1,6 gånger propellerns 9 diameter d. I detta exem- pelfall är, utom propellermunstyckets 7 placering, också dimen- sionerna som bestämmer propellermunstyckets form som allra fördel- aktigast. Vid mätningar som utförts i praktiken har man nämligen konstaterat att propellermunstyckets längd b är som fördelaktigast ca hälften av propellerns 9 diameter d. Med lösningen enligt upp- finningen får man en stabilare förbindning av propellermunstycket 7 till propelleranordningens 3 stomme varför utrymmet mellan pro- 466 254 10 15 20 25 30 35 pellermunstycket 7 och spetsarna ll på propellerns sidor kan vara mindre än i lösningen enligt figur l.The distance az between the center of the propeller nozzle and the axis of rotation 13 which has a decisive effect on the steering torque is in this construction substantially less than the corresponding distance in Figure 1, wherein also the steering forces become significantly smaller. The propeller nozzle 7 increases nor on the size of the diameter of the well 14 needed in the bottom 2 of the vessel 1, since the trailing edge of the propeller the piece 7, i.e. the exit edge 8, is essentially at the propeller hub level, as Figure 2 shows. In this example case, the diameter of the well 14 is meters D2 approximately 1.6 times the diameter d of the propeller 9. case, in addition to the position of the propeller nozzle 7, is also dimensionally the provisions which determine the shape of the propeller nozzle most important. In measurements performed in practice, you have found that the length b of the propeller nozzle is most advantageous about half of the diameter of the propeller 9 d. With the solution according to the finning gives a more stable connection of the propeller nozzle 7 to the body of the propeller device 3, so that the space between the 466 254 10 15 20 25 30 35 the peller nozzle 7 and the tips ll on the sides of the propeller can be less than in the solution of Figure 1.

För en fackman i branschen är det klart att de olika utförings- formerna av uppfinningen kan variera inom ramarna för patentkraven som presenterats efteråt. Det väsentliga för uppfinningen är place- ringen av ett i och för sig känt propellermunstycke på ett nytt överraskande sätt i en i och för sig känd vridbar propelleranord- ning, varvid man åstadkommer flera överraskande fördelaktiga för~ bättringar såsom ovan har presenterats.For a person skilled in the art, it is clear that the various the forms of the invention may vary within the scope of the claims presented afterwards. The essence of the invention is the ring of a per se known propeller nozzle on a new one surprisingly well in a per se known rotatable propeller device achieving several surprisingly advantageous for ~ improvements as presented above.

Claims

¿“, \ 10 15 20 25 30 466 '254 Patent claim

Rotatable propeller device (3) with annular propeller nozzle (7) placed in a vessel (1), in which propeller device the driving force of a horizontally directed propeller shaft (4) is introduced by means of a vertical shaft (5) and an angular gear (6) , and which propeller device can be rotated about a vertical axis for guiding the vessel, characterized in that the distance between the entrance edge (12) and the exit edge (8) of the annular propeller nozzle (7), i.e. the length (b) of the propeller nozzle, is substantially half of the diameter of the propeller (d) and that the annular propeller nozzle (7) is positioned in such a way that the distance c, measured in the axial direction of the propeller nozzle (7), from the inlet edge (12) of the propeller nozzle (7) to the propeller (9) center plane is in the range 0.70 ... 0.85 x the axial length (b) of the propeller nozzle (7).

Propeller device according to claim 1, characterized in that the entrance edge (12) of the propeller nozzle (7) placed in a rotatable propeller device (3) is substantially at the center line (13) of the vertical shaft (5), i.e. at the axis of rotation of the propeller device or in immediate vicinity of this.

A rotatable propeller device (3) according to claim 1 or 2, which device is placed in connection with a well (14) formed in the bottom (2) of the vessel (1) in such a way that the propeller device (3) can be lifted upwards into the well (14) when the propeller device (3) is not in use, characterized in that the propeller nozzle (7) is located so close to the axis of rotation (13) of the propeller device that a sufficient diameter (D2) of the well (14) is substantially 1.6 times that of the propeller. (9) diameter (d), or if the propeller device (3) is not rotated while in the raised position inside the well (14), a sufficient diameter (D2) of the well (14) is substantially 1.35 times that of the propeller (9). ) diameter (d).