DK168204B1 - Fartøj med et skrog til en enkelt skrue - Google Patents

Description

DK 168204 B1 i

Opfindelsen angår skrogformen af et fartøj, nærmere betegnet placeringen af drivskrueakselen i forhold til * skroget.

5 Fig. 1 viser et spanterids i et fartøjs skrog med en enkelt drivskrue og med en konventionel symmetrisk agterstavn. Linierne 1 viser skrogets tværsnitsform, 2 betegner skrogets diametralplan, 3 betegner en drivskrueaksel, 4 betegner skruecirkelens plan, og linien W-L betegner 10 fartøjets lastelinie. På fartøjer med kun én drivskrue er skrueakselen som bekendt sædvanligvis placeret i diametralplanet .

Fig. 2 viser vandets tilstrømning til skruecirkelens 15 plan, når drivskrueakselen er placeret i nævnte traditionelle position. Fig. 2 anskueliggør grafisk vandets tilstrømningshastighed til skruecirkelens plan. Fig. 2 (A) viser kølvandets fordeling, medens fig. 2 (B) er et vektordiagram for vandets tværgående strømningshastighed.

20 Kurvelinien a viser forholdet mellem kølvandshastigheden i skruecirkelens plan og fartøjets hastighed, medens vektoren b viser kølvandsstrømmens tværgående retning på forskellige steder i skruecirkelens plan. Det ses, at vandet strømmer til skruecirkelens plan i symmetriske 25 strømhvirvler i forhold til skrueakselen 3. På denne måde fås en kompliceret kølvandsfordeling, når fartøjet er i fart. Fig. 3 viser, at kølvandet strømmer symmetrisk i forhold til den i skrogets diametralplan 2 placerede skrueaksel 3.

30

Antallet af fartøjer med høj blokkoefficient og stor bredde tiltager med henblik på øgning af lastekapaciteten. På grund af denne høje blokkoefficient og store bredde fremkommer der i kølvandet i skruecirkelens plan 35 omkring langsgående akser lodrette hvirvelstrømme parvis på begge sider af fartøjet, hvorved kølvandet i skruecirkelens plan bringes ud af balance. Dette medfører reduce- DK 168204 B1 2 ret fremdrivningseffekt og øget skrogmodstand. Der tilstræbes derfor et nedsat brændstofforbrug under sejlads og en øget lastekapacitet. Til opfyldelse af dette behov er en øget fremdrivningseffekt uomgængelig.

5

Fra FR-A-2 320 859 kendes et fartøjsskrog med en enkelt drivskrue. Skroget er udformet på en sådan måde, at det danner en skrueformet kanal, der er placeret på hækken til siden for skrogets diametralplan, så at skrogets 10 tværsnit ændres noget ved hækken i afhængighed af dette tværsnits sted. Fartøjets eneste skrue er anbragt på samme side af skrogets diametralplan som den skrueformede kanal.

15 Den foreliggende opfindelse har til formål at overvinde vanskelighederne ved mindskelse af tab i fremdrivningsef-fektiviteten som følge af de vertikale hvirvelstrømme hidrørende fra de kølvandsstrømme, som dannes under fartøjets fart. I FR-A-2 320 859 er disse hvirvelstrømme end 20 ikke nævnt.

Det ovennævnte formål opnås ved et fartøj af den i krav. l's indledning angivne art ved hjælp af det i krav l's kendetegnende del angivne.

25 I det følgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp af tegningen, hvor fig. 1 som nævnt er et spanterids, der viser et kendt 30 fartøjs agterstavn, set bagfra, fig. 2 som nævnt grafisk viser vandets tilstrømningshastighed til det kendte fartøjs skruecirkelplan, 35 fig. 3 grafisk i form af et vektordiagram viser vandtilstrømningen til skruecirkelens plan ved det kendte fartøj, 3 DK 168204 B1 fig. 4 er et spanterids, der set bagfra viser agterstavnen af fartøjet ifølge opfindelsen, fig. 5 er et vektordiagram til anskueliggørelse af van-5 dets indstrømning mod drivskruecirkelens plan ved fartøjet ifølge opfindelsen, fig. 6 skematisk viser relationen mellem vandets indstrømning mod skruecirkelens plan og drivskruens omløbs-10 retning ved fartøjet ifølge opfindelsen, fig. 7 (A) og (B) skematisk og set fra oven viser to forskellige placeringer af drivskruen i forhold til diame-' tralplanet på fartøjet ifølge opfindelsen, og 15 fig. 8 er et diagram, der viser relationen mellem drivskrueakselens afstand fra diametralplanet og forholdet mellem fremdrivningseffekter ved fartøjet ifølge opfindelsen og et traditionelt fartøj med en i diametralplanet 20 placeret drivskrue.

I alle tegningens figurer er analoge dele betegnet med de samme henvisningsbetegnelser. Den i fig. 4 viste agterstavn er symmetrisk i forhold til diametralplanet 2, når 25 bortses fra det agterstavnparti, i hvilket drivskrueak selen 3 er lejret, idet denne er placeret excentrisk i forhold til diametralplanet 2. Kun agterstavnpartiet umiddelbart ved drivskruens aksel er således asymmetrisk’ i forhold til diametralplanet.

30 I det følgende forklares virkningen af drivskrueakselens asymmetriske placering. Vektordiagrammet i fig. 5 illustrerer det til skruen strømmende vands bevægelser i drivskruecirkelens plan. Vandets indstrømningsvektor b er 35 en tværgående hastighedskomposant, der er symmetrisk omkring diametralplanet 2. Skruen roterer som vist i fig. 6 med uret om skrueakselen 3, der er beliggende på diame- DK 168204 B1 4 tralplanets styrbordsside.

Fig. 6 viser forholdet mellem vandets tilstrømningsretning og skruens omløbsretning, pilene 5 i fig. 6 repræ-5 senterer vandtilstrømningsretningen, der er indikeret af vektoren b i fig. 5.

Skruen modtager til stadighed det indstrømmende vand, der cirkulerer modsat skruens rotationsretning, hvorved der 10 frembringes samme effekt, som hvis skrueakselens omløbstal var øget. Ved denne specielle placering af skrueakselen opnås med andre ord en øget fremdrivningseffekt.

Denne øgede fremdrivningseffekt opnås således ved, at 15 skrueakselen roterer med uret, når den er placeret på diametralplanets styrbordsside, medens skrueakselen roteres mod uret, når den er placeret på diametralplanets bagbordsside. Hvis skrueakselen var placeret på styrbordssiden og roterede mod uret, ville akselens rotati-20 onsretning være den samme som det indstrømmende vands cirkulationsretning, hvorved fremdrivningseffekten ville blive mindsket. Også når skrueakselen var placeret på bagbordssiden og roteredes med uret, ville dette indebære en mindsket fremdrivningseffekt.

25

Fig. 7 viser set fra oven to udførelsesformer for opfindelsen. Et hækror er anbragt i diametralplanet. I fig. 7 (A) er skrueakselen 3 beliggende parallelt med diametralplanet 2, medens skrueakselen 3 i fig. 7 (B) i horison-30 talplanet danner en vinkel med diametralplanet. Valget af skrueakselens placering enten som vist i fig. 7 (A) eller fig. 7 (B) er afhængigt af maskinrummets placering og hovedmaskinens ydeevne. Forsøg har vist, at der ikke er nogen forskel mellem de to udførelsesformer (A) og (B) hvad 35 angår styreevne og fremdrivningseffekt. Hvad styreevnen angår, har der heller ikke kunnet konstateres nogen forskel mellem fartøjet ifølge opfindelsen med til siden for DK 168204 Bl 5 diametralplanet placeret skrueaksel og et andet fartøj med en på konventionel vis i diametralplanet placeret skrueaksel.

5 Fig. 8 viser grafisk relationen mellem skrueakselen 3's afstand fra skrogets diametralplan 2 og forholdet mellem fremdrivningseffekter opnået ved vandtankprøver med et 200.000 DWT malm-lastskib. I fig. 8 angiver ordinaten et forhold HP(0)/HP(C), hvor HP(0) repræsenterer fremdriv-10 ningshestekraften frembragt af en maskine i et fartøj, hvis drivskrueaksel er placeret forsat i forhold til fartøjets diametralplan, medens HP(C) repræsenterer frem-drivningseffekten tilvejebragt med et fartøj, hvis drivskrueaksel er placeret i diametralplanet. Abscissen angi-15 ver et forhold d/D, hvor d repræsenterer afstanden mellem drivskrueakselen og fartøjets diametralplan, medens D repræsenterer drivskruediameteren. Det fremgår af fig. 8, at forholdet mellem fremdrivningseffekterne som vist ved HP(0)/HP(C) øges betydeligt, når forholdet d/D varierer 20 fra 5 til 25%. Er sidstnævnte forhold mindre end 5%, øges fremdrivningseffekten ikke. Er forholdet d/D større end 25%, opnås heller ikke nogen øgning af fremdrivningseffekten. Forholdsområdet mellem 10 og 15% er det mest fordelagtige.

25

Andre forsøgsresultater viser, at skrueakselens forskudte placering ifølge opfindelsen ikke medfører nogen restriktioner hvad angår rorets position, idet rorpositionen ikke påvirkes ufordelagtigt derved.

30

Ved fartøjet ifølge opfindelsen kan fremdrivningseffekten øges med tilnærmelsesvis 10% ved udnyttelse af vertikale komposanter i skruevandets hvirvelstrømning omkring skruen, hvilke ved et konventionelt fartøj med stor bredde og 35 høj blokkoefficient reducerer fremdrivningseffekten. Ved den foreliggende opfindelse kan skrogformen i det væsentlige holdes symmetrisk på begge skrogsider.

Claims (7)

1. Fartøj med en enkelt drivskrue og med et skrog, der er 5 tilnærmelsesvis symmetrisk i forhold til skrogets diametralplan, og hvor skruen er anbragt på en skrueaksel og forsat ud til siden bort fra skrogets diametralplan og har en diameter (D), kendetegnet ved, at skruens centrum er forsat et sådant stykke (d), at forholdet 10 mellem (d) og skruens diameter (D) er fra 5 til 25%.

2. Fartøj ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det nævnte forhold er fra 10 til 15%.

3. Fartøj ifølge krav 1, kendetegnet ved, at. drivskruens aksel er placeret på diametralplanets styrbordsside og indrettet til at roteres med uret.

4. Fartøj ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 20 drivskrueakselen er anbragt på diametralplanets bagbordsside og indrettet til at roteres mod uret.

5. Fartøj ifølge krav 1, kendetegnet ved, at drivskrueakselen er beliggende tilnærmelsesvis horison- 25 talt og parallelt med diametralplanet (2).

6. Fartøj ifølge krav 1, kendetegnet ved, at drivskrueakselen i horisontalplanet danner en vinkel med diametralplanet (2). 30

7. Fartøj ifølge krav 6, kendetegnet ved, at drivskruens aksel er beliggende tilnærmelsesvis horisontalt. 35