SE524813C2 - Propellerkombination för ett båtpropellerdrev med dubbla propellrar - Google Patents

Description

'20 ÉÉÉZS 'eo 524 813 Uppfinningen bygger på insikten om att, om förpropellem arbetar med skiktkavitation på sugsidan och akterpropellem därigenom tvingas skära igenom nämnda skiktkavitation från förpropellem, så kommer kavitationsblåsoma från förpropellerns sugsida att implo- dera där trycket är som högst, nämligen på akterpropellerns trycksida, vilket på sikt kan leda till frätskador på akterpropellem.

Orsaken till sugsidekavitationen hos förpropellem är främst hög motoreffekt och hög båt- fart och att propellrama arbetar i ett icke homogent strömningsfält bakom drevbenet.

Graden av kavitation på förpropellerns sugsida kan givetvis enligt gängse konstruktions- principer reduceras genom att utforma propellem med en förhållandevis stor bladyta, vil- ket dock i praktiken leder till oproportionerligt stor bladyta, vilket i sin tur ger tillverk- ningstekniska problem med helt eller delvis överlappande blad.

Det har emellertid enligt uppfinningen visat sig att om man, istället för att utforma pro- pellern med en oproportionerligt stor bladyta, ger enbart bladens toppar en form, som en- dast i begränsad omfattning avviker geometrisk från den enligt praxis vedertagna formen på bladtoppama hos en propeller, kan åstadkomma en förpropeller, som arbetar utan eller med obetydlig randvirvel från bladtoppen i propellerkombinationens normala driftpunkt, vilket i sin tur reducerar mängden kavitation på sugsidan på förpropellem. Med normala driftpunkt avses då den driftspunkt, där propellerkombinationen bromsar ut maximal ef- fekt och ger maxfart vid givet varvtal.

Det har sålunda visat sig att det räcker med att bladtoppen, jämfört med en motsvarande propeller med en bladtopp utformad enligt vedertagen praxis, breddas något i rotationsled utan att propellems maximala diameter ökas och att framkanten och bakkanten rätas ut något för att ansluta till bladtoppens ytterkant för att propellem skall arbeta i stort sett utan sugsidekavitation i sin normala driftpunkt. Den ökning av bladets yta som blir följ- den är försumbar jämfört med ytan hos en motsvarande konventionell propeller och leder följaktligen inte till några tillverkningstekniska problem. 10 15 '20 ... ... ...- .25 . .. n. :o n a 1 a »1130 3 En radiell cirkulationsfördelning med avlastad bladrot och bladtopp och med den be- skrivna bladtopputforrnningen enligt uppfinningen medför att intermittent sugkavitation, företrädesvis skiktkavitation, orsakad av ett inhomogent medströmsfalt kraftigt reduceras, varvid erosionskavitation på trycksidan hos akterpropellem undvikes. Om emellertid för- propellem arbetar med för stora avlastningar hos bladtopp och bladrot, får propellerkom- binationen låg effektivitet samtidigt som risk uppstår för kavitationsskador på förpropel- lerns trycksida. Genom utförandet enligt uppfinningen åstadkommes en så avvägd avlast- ning, att propellereffektiviteten i stort sett bibehålles samtidigt som kavitationserosion på akterpropellem undviks.

Uppfinningen beskrives närmare med hänvisning till på bifogade ritningar visade utfö- ringsexempel, där fig. l visar en delvis snittad sidovy av ett utombordsdrev med en pro- pellerkombination enligt uppfinningen, fig. 2 en perspektivvy av en utföringsform av propellerkombinationens törpropeller, frg. 3 ett propellerblad hos propellem i fig. 3 i ut- bredd proj ektion och fig. 4 en planvy akterifrån av en utföringsfonn av en propellerkom- bination enligt uppfinningen.

Det i fig. 1 visade, generellt med 1 betecknade propellerdrevet är ett s k INU-drev, avsett att monteras på en båts akterspegel och anslutas till den utgående axeln på en icke visad motor. Drevet innehåller en backslagsmekanism, som har en utgående axel 2, vilken upp- visar ett koniskt kugghjul 3 i konstant ingrepp med två koniska kugghjul 4 och 5. Kugg- hjulet 4 driver en propelleraxel 6 och kugghjulet 5 en koncentriskt med axeln 6 lagrad propelleraxel 7 i form av en hålaxel. Axeln 6 uppbär en propeller 8 och axeln 7 en pro- peller 9. Genom det beskrivna utförandet kommer propelleraxlarna att rotera i motsatta riktningar, varvid axelns 2 rotationsriktning är vald så att axeln 7 roterar moturs sett ak- terifrån.

Såsom tydligast framgår av fig. 4 har förpropellern 9 större diameter än akterpropellem 8, så att den senare kommer att ligga väl innanför det av propellrama alstrade strömröret. I 10 15 '20 .H ,H W. -~ß H .H .H 524 813 Ira.- nan» deti fig. 1 visade utförandet är akterpropellems 8 diameter 95% av förpropellerns dia- meter, men i beroende av olika faktorer som t ex belastningsgraden kan akterpropellerns diameter vara 85-95% av förpropellerns diameter. Vidare framgår att akterpropellem 8 i det visade utförandet har fyra blad 11, medan förpropellern 9 har tre blad 12. Akterpro- pellems 8 bladbredd kan vara 75-85% av förpropellerns bladbredd och är i det visade ut- förandet ca 75% av förpropellerns 9 bladbredd. Akterpropellem 8 kan ha ungefär samma stigning som förpropellem 9 och ett stígningsmaximum, som ligger på en radie, som är 20-25% större än radien för förpropellems stigningsmaximum.

Såsom framgår av fig. 2-4 är förpropellerns 9 blad 12 utformade med bladtoppar, vars geometriska förrn skiljer sig från den enligt vedertagen konstruktionspraxis tillämpade mjukt avrundade formen, som saknar markerade övergångar mellan bladens framkant re- spektive bakkant och kanten på själva bladtoppen och som är kännetecknande för propell- rar hos dubbelpropellerdrev i motorbåtar av den i inledningen angivna typen.

Denna skillnad framgår särskilt tydligt av det i fig. 3 i utbredd projektion visade förpro- pellerbladet 12, som visas i sin helhet med heldragen linje och där skillnaden i konturen jämför med en konventionell propeller är markerad med den streckade linjen ”a”. Förpro- pellerbladet 12 enligt uppfinningen har en bladtopp med en markerad ytterkant ”b”, som i det visade utförandet har en mycket svag krökning och sålunda nära ansluter till en rät linje i sin utbredda projektion. Med andra ord har ytterkanten ”b” en krökningsradie, som 7! J? är väsentligt större än krökningsradien hos den del av bladets framkant c respektive bakkant ”d”, som ligger radiellt utanför bladprofilsektionen ”e” med största bredd (kor- dalängd). Bladets framkant ”c” och bakkant ”d” ansluter via markerade övergångar ”f ' och ”g” till ytterkanten ”b”. I det visade utförandet är Övergångarna tvära, men kan utan att funktionen påverkas vara lätt avfasade.

Utförda prov har visat att ytterkanten ”b” (profilsektionen vid bladtoppen) skall ha en bredd (kordalångd), som är 40-45% av bladprofilsektionens ”e” bredd (körda- längd) för att bästa resultat skall uppnås. 10 5 2 4 8 'l 3 5 Framhållas bör att den beskrivna modifieringen, som utförandet enligt uppfinningen in- nebär, inte innefattar någon radiell förlängning av bladen jämfört med bladen hos en mot- svarande konventionell propeller, vilket fig. 3 illustrerar. Den ytmässiga förstoringen av bladen jämfört med bladen hos en konventionell propeller begränsar sig sålunda till de bägge ytpartierna utanför den streckade konturlinjen ”a” och är så liten, att den inte orsa- kar några tillverkningstekniska problem eller ökade kostnader.

Propellerkombinationen som visas i fig. 4 består av en trebladig förpropeller och en fyr- bladig akterpropeller, men uppfinningen är givetvis inte begränsad till detta utförande utan en förpropeller med de ovan beskrivna utmärkande dragen kan givetvis även kombi- neras med en akterpropeller, som har samma bladantal som förpropellern.

Claims (7)

10 15 ,m i. »JO '2 5 7 I i! .. fiiiäø 524 813 Patentkrav

1. l. Propellerkombination för ett aktermonterat båtpropellerdrev med skjutande propellrar, innefattande en förpropeller (9) och en akter-propeller (8) avsedda att samtidigt rotera i motsatta riktningar kring en gemensam rotationsaxel, kännetecknad av att förpropellems (9) blad (12) har en krökt framkant (c ) och en krökt bakkant (d), vilka via markerade övergångar (f, g) ansluter till en bladtopp med en ytterkant (b), som i utbredd projektion har större krökningsradie än framkantens och bakkantens krökningsradier i bladpartiet ra- diellt utanför bladprofilsektionen (e) med maximal bladbredd.

2. Propellerkombination enligt krav 1, kännetecknad av att nämnda ytterkant (b) i ut- bredd proj ektion nära ansluter till en rät linje.

3. Propellerkombination enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att bladprofilsektionema vid bladtoppen (b) har en bredd, som är 40-45% av bladsektionen (e) med maximal blad- bredd.

4. Propellerkombination enligt något av kraven l-3, kännetecknad av att akterpropellern (8) har ungefar samma bredd som förpropellem och ett stigningsmaximum, som ligger på en radie, som är 20-25 % större än radien för förpropellerns (9) stigningsmaximum.

5. Propellerkombination enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att fór- och akter- propellem har lika bladantal.

6. Propellerkombination enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att för- och akter- propellem (9,8) har olika bladantal.

7. Propellerkombination enligt något av kraven 1-6, kännetecknad av att bägge propell- rama (8,9) är så utformade, att de i sin normala driftpunkt arbetar huvudsakligen kavita- tionsfritt.