SE534941C2 - Säkerhetspropeller - Google Patents

Abstract

En propeller (10, 110) har ett nav (20, 120) med blad (40, 140). En säkerhetsdel(50, 150) är anordnad längs åtminstone ett parti av framkanten (43, 143) på varje blad (40,140); och bladen (140) kan innefatta anti-kavitationsslitsar (160). Publiceras med Figur 3.

Description

20 25 30 35 534 'B41 2 Ur en aspekt avser den föreliggande uppfinningen: en säkerhetspropeller, företrädesvis tänkt för vattenfarkoster, av den typ som har ett nav och ett flertal blad, där varje blad har en framkant som sträcker sig från en proximal ände av bladet närliggande navet till en distal ände på avstånd från navet; och en respektive säkerhetsdel som är anordnad över åtminstone 50 % av framkanten på varje blad, varvid varje säkerhetsdel har en/ett större tjocklek/omfång och/eller högre höjd än framkanten och åtminstone ett parti av säkerhetsdelen sträcker sig från en dragkrafts- eller drivframsida på bladet i den framåtgående riktningen för propellems rotation, vilken säkerhetsdel kan placeras med en centrumaxel huvudsakligen parallell med eller inriktad med den främre kanten där det är föredraget att den centrala axeln i ökande grad följer/löper på framkanten av bladet i riktning från dcn proximala änden till den distala änden av bladet, och säkerhetsdelen är företrädesvis försedd med en mjuk konturövergång till det närliggande partiet av bladet.

För en propeller, vilken roterar i en medurs riktning, (vid betraktelse från bakänden av navet), förefaller varje säkerhetsdel på varje dragkrafts- eller drivfrontyta av bladet vara riktad mot den bakre änden av propellem.

Säkerhetsdelen sträcker sig företrädesvis över mer än 50 % av längden på fram- kanten av bladet och har en högre höjd så att säkerhetsdelen kommer att träffa alla hinder före den återstående delen av framkanten som inte är försedd med säkerhetsdelen. Även om säkerhetsdelen kan ha en konstant höjd längs framkanten kan den ha en relativt ökande höjd i riktning mot den distala änden av bladet.

Säkerhetsdelen kan monteras på bladet (t ex genom svetsning eller lödning) eller utformas integrerad med bladet.

Den relativa höjden på säkerhetsdelen i förhållande till framkanten av bladet; den relativa tjockleken på säkerhetsdelen i förhållande till tjockleken på bladet; och/eller den relativa graden/omfattningen/utsträckningen medelst vilken centrumaxeln för säkerhets- delen följer/löper på framkanten på bladet, kan varieras för att passa den specifika tänkta tillämpningen för säkerhetspropcllem. Åtminstone en anti-kavitationsslits är företrädesvis anordnad i varje blad.

Varje anti-kavitationsslits kan ha cirkulär, fyrkantig, rektangulär eller modifierat rektangulär form (dvs en rektangel med halvcirkulåra ändar) i planvy.

Sidoväggen eller varje sidovägg i anti-kavitationsslitsen sträcker sig företrädesvis igenom bladet huvudsakligen parallellt med rotationsaxeln för propellem.

I en andra aspekt avser den föreliggande uppfinningen en propeller, företrädesvis för vattenfarkoster, av den typ som har ett nav och ett flertal blad, där varje blad har en respektive framkant och bakkant som sträcker sig från respektive proximala ändar av bladet närliggande navet till en distal ände distanserad från navet; och åtminstone en anti- kavitationsslits som sträcker sig igenom varje blad, placerad på avstånd från den respektive framkanten och bakkanten av bladet. l0 15 20 25 30 35 534 941 3 Anti-kavitationsslitsen eller varje anti-kavitationsslits kan ha cirkulär, fyrkantig, rektangulär eller modifierat rektangulär form (dvs en rektangel med halvcirkulära ändar) eller annan form i planvy.

Sidoväggen eller varje sidovägg i anti-kavitationsslitsen ligger företrädesvis huvud- sakligen parallellt med rotationsaxeln för navet.

Anti-kavitationsslitsen eller varje anti-kavitationsslits är företrädesvis placerad på ett avstånd av minst 50 % av avståndet mellan framkanten och bakkanten på bladet upp- mätt vid navet.

Anti-kavitationsslitsen eller varje anti-kavitationsslits är företrädesvis placerad på ett avstånd av 20 % till 70 °/> av avståndet från navet till den distala änden av bladet.

För anti-kavitationsslitsarna av fyrkantig, rektangulär eller modifierad form sträcker sig de motstående sidoväggarna i anti-kavitationsslitsama sig företrädesvis huvudsakligen parallellt med en central axel för slitsama, vilken axel sträcker sig huvudsakligen radiellt från navet.

Ur en tredje aspekt avser den föreliggande uppfinningen en säkerhetspropeller enligt den första aspekten, vilken innefattar anti-kavitationsslitsarna enligt den andra aspekten.

Kort beskrivning av ritningama I syfte att möjliggöra full förståelse av uppfinningen kommer föredragna utförande- forrner nu att beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningama, på vilka: Fig. l och 2 är respektive planvyer framifrån och bakifrån över en första utförandeform av en propeller i enlighet med den föreliggande uppfinningen; Fig. 3 och 4 är en respektive perspektivvy och en sidoplanvy över den första utförandeforrnen; Fig. 5 är en perspektivvy framifrån över den första uttörandeforrnen som visar tvärsnittsvyer av ett blad längs linj ema A-A respektive E-E; Fig. 6 är en vy framifrån över en andra utförandeform av en propeller i enlighet med den föreliggande uppfinningen; Fig. 7 och 8 är en respektive perspektivvy och en sidoplanvy över den andra utförandeforrnen; Fig. 9 är en tvärsnittsvy längs linje a-a i Fig. 8; och Fig. 10 är en planvy framifrån som visar tre (3) altemativa former för anti- kavitationsslitsama enligt den andra utförandeformen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV DE FÖREDRAGNA UTFÖRANDEFORMERNA I den första utförandeformen som visas i Fig. l till 5 har en ”hyll-/lagerpropeller” fått vardera av sina 3 blad modifierade för att införliva säkerhetsdelama enligt den före- liggande uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 534 941 4 Det kommer att klart framgå för fackmannen att säkerhetsdelama kan tillverkas integrerade med bladen; och att antalet, storleken och formen på bladen hos propellem kommer att bero av den tänkta tillämpningen/-ama för den speciñka säkerhetspropellem som tillverkas i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

I den specifika utfórandeformen som visas har propellem 10 ett nav 20 med tre (3) på samma avstånd distanserade blad 40 och kommer härefter att beskrivas mer i detalj.

Navet 20 har en yttre rörformig kropp 21, vilken är vidgad i riktning utåt till en bakre kant 22.

En inre rörformig kropp 23 är ansluten till den yttre rörformiga kroppen 21 medelst tre (3) distanserade kanter/väggar 24; där den yttre kroppen 21, den inre kroppen 23 och mellanväggama 24 definierar tre (3) utströmningsöppningar/-kanaler 25 genom navet 20.

Den inre kroppen 23 har en rörfonnig vibrationsdämpningskropp 26, vilken stödjer en med splines försedd rörformig drivkropp 27 som är monterbar på den ej visade utgångs- axeln hos en lämplig kraftkälla (t ex en utombordsmotor/inombords/utombordsdrivning eller drivaxeln eller propelleraxeln hos en inombordsmotor).

Varje blad 40 har en krökt, främre kant 41 med en proximal ände 42 nära navet 20 och en distal ände 43 vid omkretsen/periferin för bladet 40, där den distala änden 43 leder in/övergår i den bakre kanten 44 av bladet.

En urtagning/fórdjupning 45 är bearbetad in i framkanten 41 på bladet längs ungefär 70-80 % av längden på frarnkanten. I det specifika exemplet som härefter beskrivs är djupet på fördjupningen 45 ungefär 4-5 mm, där säkerhetsdelen 50 som beskrivs härefter är formad av en stång eller en cylinder med en diameter på 6 mm.

Fackmannen inser att djupet på urtagningen 45 kan vara så grund som t ex 1 mm, så att den relativa höjden på säkerhetsdelen 50 relativt den främre kanten 41 av bladet 40 kan varieras för att passa den specifika tänkta tillämpningen när säkerhetsdelen 50 är tillverkad av material med en bestämd tjocklek eller diameter.

Säkerhetsdelen 50 i det föreliggande exemplet är formad av en aluminiumstång- längd med en diameter på 6 mm, vilken stång är placerad i fordj upningen 45 och där den centrala axeln hos säkerhetsdelen 50 läggs/förflyttas progressivt framåt längs framkanten 41 av bladet 40 i riktningen från den proximala änden 42 till den distala änden 43. (Såsom beskrivits här tidigare, i sidovy, sträcker sig säkerhetsdelen 50 mot baksidan av dragkrafts- eller drivfrontytan på bladet 40, dvs i riktning mot den bakre änden av navet 20.).

För en moturs roterande propeller kommer propellem att vara en ”spegelbild” av den visade propellem. Även om det är föredraget att centrumaxeln fór säkerhetsdelen 50 sträcker sig progressivt från framkanten 41 av bladet 40 i riktning från den proximala änden 42 till den distala änden 43, är detta inte nödvändigt för uppfinningen, och den centrala axeln kan vara parallell med eller inriktad med framkanten 41 hos bladet. 1 experiment som har utförts med propellem enligt den första utförandeforrnen som 10 15 20 25 30 35 534 944 5 visas i Fig. 1 till 5 av ritningarna har ingen förlust i effekt/prestanda i den framåtgående riktningen jämfört med propellem innan modifiering (och det har faktiskt skett en minimal ökning av hastigheten). Vidare sker en liten, om ens någon, förlust i verkningsgrad för den modifierade propellem när den körs i backriktning.

Profilen på säkerhetsdelen 50 är ”inblandad” eller ”konturformad” i profilen för bladet 40 nära säkerhetsdelen 50. Även om säkerhetsdelen 50 i denna utförandeforrn har tillverkats av en solid stång, skulle den kunna vara tillverkad av t ex sågade och förädlade trävaror eller material med U-forrnat tvärsnitt.

Det kommer att framgå för fackmannen att säkerhetsdelen 50 kan utfonnas integrerad med varje blad vid tillverkningen.

Säkerhetsdelen 50 kan tillverkas av samma material som propellem, såsom metall (t ex aluminium), plast (vilken kan vara fiberförstärkt), ”Kevlar” (varumärke), kolfiber eller annat lämpligt material eller kan vara tillverkad av material som valts t ex för deras slag- hållfasthet. 1 experiment som har utförts på mycket grunt vatten har det visat sig att bladen 40 inte skär in i den underliggande bädden/bottnen istället tenderar propellem 10 att ”vandra” över bottnen till dess att djupare vatten har nåtts. Vidare noterades liten, om ens någon, skada på bladen 40 (eller säkerhetsdelen SO), vilket minimerar obalanser i propellem 10 eller potentiella ställen för bladbrott. Även om säkerhetsdelen 50 kan anordnas över hela längden av framkanten på varje blad 40 är det föredraget att säkerhetsdelen sträcker sig längs ett sådant parti av framkanten 41 så att säkerhetsdelen 50 kommer att träffa alla hinder innan resten av framkanten 41 kommer i kontakt med detta/dessa.

Om så föredras kan säkerhetsdelen 50 sträcka sig förbi de distala ändama 43 av bladen 40 och därigenom sträcka sig ett kort avstånd längs bakkanterna 44.

Fig. 6 till 9 visar en andra utförandeform av propellem 110, där de tre bladen 140 (runt navet 120) har en huvudsakligen rätlinjig/rak, bakre kant 144.

Säkerhetsdelen 15 0 sträcker sig längs framkanten 143 av varje blad 140 på det sätt som beskrivits tidigare häri med hänvisning till den första utförandeformen i Fig. 1 till 4.

Såsom visas i F ig. 7 och 8 sträcker sig säkerhetsdelen 150 från dragkrafts- eller drivfrontytan 149 hos varje blad 140 så att den, sett i sidovy, sträcker sig från framkanten 143 av bladet 140 i riktning mot den bakre änden 122 av navet 120.

I denna utförandefonn är en anti-kavitationsslits 160 anordnad i varje blad 140 ungefär mitt på mellan de främre och bakre kantema 143, 144, och anordnad på ungefär 50 % av det radiella avståndet från navet 120.

Varje anti-kavitationsslits 160 har en längsgående axel, vilken är huvudsakligen radiell i förhållande till centrumlinjen (eller rotationsaxeln) for navet 120. 1 denna utförandefomi har varje anti-kavitationsslits 160 en modifierad rektangulär 10 15 20 25 30 534 941 6 form med parallella sidoväggar 161, 162 som är hopkopplade av halvcirkulära ändväggar 163, 164.

Såsom visas i F ig. 9 löper sidoväggama 161, 162 huvudsakligen parallellt med centrumlinjen i navet 120 och är vinklade/lutade mot de motstående frontytoma av bladet 140.

Vid tester som utförts med en propeller 110 i enlighet med denna utförandeform har det påvisats att propellem påverkas marginellt/lite, om ens något, av kavitation över ett stort intervall av driftsförhållanden och därigenom minimeras alla förluster på grund av kavitation, t ex vid höga motorvarvtal eller vid plötslig acceleration. Vidare har propellem bra prestanda vid hackning.

Pig. 10 visar altemativa former för anti-kavitationsslitsarna inkluderande rektangulära (260), kvadratiska (360) och cirkelforrniga (460).

I ett annat altemativ, som inte visas, kan anti-kavitationsslitsarna vara ”krok-/hak- formade” och kan följa formen på bladen.

Storleken, formen och placeringen av anti-kavitationsslitsarrta 160, 260, 360, 460 på bladen 140, 240, 340, 440 kan varieras för att passa den specifika tänkta tillämpningen.

Sidoväggarna på anti-kavitationsslitsama kan dessutom vara vinklade/lutade i riktning framåt eller bakåt eller vara vinkelräta mot de motstående/motsatta framsidoma av bladen.

Propellem 1 10 har de dubbla fördelama med säkerhetsdelen 150 som har anti- kavitationsslitsama 160 för att tillhandahålla en propeller, vilken är säker vid drift och inte har någon försämring av prestanda eller till och med förbättrade prestanda jämfört med befintliga propellrar.

Olika ändringar och modifieringar kan göras av de beskrivna utförandeforrnema som visas utan att avvika från den föreliggande uppfinningen som definieras i de bifogade kraven.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 534 94'l 7 ÄNDRADE KRAV

1. l. En säkerhetspropeller ( l 0) för vatten farkoster av den typ som har ett nav (20) och ett flertal blad (40), varvid varje blad har en respektive framkant (4l) och en bakkant (44) som sträcker sig från respektive proximala ändar (42) av bladet näraliggande navet till en distal ände (43) distanserad från navet; och en säkerhetsdel (50) som är anordnad över åtminstone 50 % av framkanten (41) hos varje blad (40), kännetecknad av att varje säkerhetsdel (S0) har en större tjocklek och/eller högre höjd än framkanten (41), och åtminstone ett parti av säkerhetsdelen (50) sträcker sig från en dragkrafls- eller drivfrontyta hos bladet (40) i den framåtgående rotationsriktningen för propellem (10), med en centrumaxel hos säkerhetsdelen som är huvudsakligen parallell med eller inriktad med framkanten (41) eller med den centrala axeln som i ökande grad leder framkanten av bladet i riktningen från den proximala änden (42) till den distala änden (43) av bladet, och säkerhetsdelen (50) har en mjuk konturövergång in i en närliggande bakre yta av bladet (40).

2. En propeller (10) i enlighet med krav 1, varvid säkerhetsdelen (50) på varje dragkrafts- eller drivfrontyta hos bladet (40) för en propeller, vilken propeller roterar i en medurs riktning (vid betraktelse från en bakre ände av navet), förefaller riktad i riktning mot den bakre änden av propellem.

3. En propeller (10) i enlighet med krav l eller 2, varvid säkerhetsdelen (50) sträcker sig over mer än 50 % av längden för framkanten (41) hos bladet (40) och har en högre höjd så att säkerhetsdelen kommer att träffa alla hinder före återstoden av framkanten som inte är anordnad med säkerhetsdelen.

4. En propeller (10) i enlighet med krav 3, varvid säkerhetsdelen (50) har en konstant höjd över framkanten (41) eller har en i relativ grad ökande höjd i riktning mot den distala änden (43) av bladet (40).

5. En propeller (10) i enlighet med något av kraven 1 till 4, varvid säkerhetsdelen (50) är monterad på bladet (40) eller utfomiad integrerad med bladet.

6. En propeller (10, 110) i enlighet med något av kraven 1 till 5, varvid åtminstone en anti-kavitationsslits (160, 260, 360, 460) är anordnad i varje blad (40).

7. En propeller (10, 110) i enlighet med krav 6, varvid varje anti-kavitationsslits (160, 260, 360, 460) har cirkulär, kvadratisk, rektangulär eller modifierat rektangulär form 10 15 20 25 534 941 i planvy.

8. En propeller (10, 110) i enlighet med krav 7, varvid sidoväggen eller varje sidovägg i anti-kavitationsslitsen (160, 260, 360, 460) sträcker sig igenom bladet (40) huvudsakligen parallellt med rotationsaxeln för propellem.

9. En propeller (10, 110) i enlighet med krav 7, varvid sidoväggen eller varje sidovägg i varje anti-kavitationsslits (160, 260, 360, 460) sträcker sig huvudsakligen parallellt med rotationsaxeln for navet (20).

10. En propeller (10, 110) i enlighet med något av kraven 7 till 9, varvid anti- kavitationsslitsen eller varje anti-kavitationsslits (160, 260, 360, 460) är placerad på ett avstånd av åtminstone 50 % av avståndet mellan framkanten (41) och bakkanten (44) hos bladet (40) mätt vid navet (20).

11. 1 1. En propeller (10, 110) i enlighet med något av kraven 7 till 10, varvid anti- kavitationsslitsen eller varje anti-kavítationsslits (160, 260, 360, 460) är placerad på ett avstånd av åtminstone 20 % till 70 % av avståndet från navet (20) till den distala änden (43) av bladet (40).

12. En propeller (10, 110) i enlighet med krav 9, varvid de motstående sido- väggama i anti-kavitationsslitsama (160, 260, 360, 460), for anti-kavltationsslitsar med kvadratisk, rektangulär eller modifierad form, sträcker sig huvudsakligen parallellt med en centrumaxel for slitsama, vilken axel sträcker sig huvudsakligen radiellt från navet (20).