NO178787B - Fartöy - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et fartøy med en eneste propell, ifølge kravinnledningen.

Som kjent er et konvensjonelt fartøy med enkelt propell, utstyrt med en propellaksel på skrogets midtlinje uansett om denne er symmetrisk omkring skrogets midtlinje eller ikke. Vannstrømmer som genereres under akterstavnen i et slikt symmetrifartøy vil strømme mot propellbladene, ovenfra og nedover og innover fra utsiden og symmetrisk i forhold til fartøyets propellaksel, for å danne vertikale virvelstrømmer rundt langsgående akser.

Vannstrømmer inn mot propellbladene i et asymmetrisk fartøy vil danne asymmetriske strømmer. På denne måte genereres kompliserte kjølvannsfordelinger under fart.

Store fartøy med stor prismatisk koeffisient og stor bredde har øket i antall for å forbedre lastekapasiteten. På grunn av den store prismatiske koeffisient og den store bredde øker genereringen av vertikale virvelstrømmer rundt langsgående akser på en propellplanskive fra de tidligere nevnte kjølvanns-strømmer, desto mer. Disse vertikale virvelstrømmer genereres i par ved begge fartøysidene og bringer kjølvannstrømmene i ubalanse mot propellens planskive. Dette vil ikke bare føre til redusert fremdriftseffektivitet, men øker også skrogets motstand.

Derfor er det fremkommet krav om forbedring av lastekapasiteten og samtidig redusert brennstofforbruk under fart. For å tilfredsstille begge disse krav, har kravet om forbedret fremdriftseffektivitet blitt absolutt nødvendig. Oppståelse av vertikale virvelstrømmer som forårsaker reduksjon av et fartøys f remdrif tsef f ektivitet, har ikke vært til å unngå for et fartøy med stor lastekapasitet. For å overvinne dette problem, har forskjellige arrangementer med rettet vanninnstrømning mot propellbladene vært foretatt, avhengig av fartøytype.

JP 37 315/72 beskriver f.eks. en fremgangsmåte hvor (1) en propellaksel i et fartøy er anbrakt på skrogets midtlinje og akterstavnkanten på fartøyet er anbrakt meget eksentrisk i forhold til skrogets midtlinje, (2) avstanden mellom midtlinjen og linjen som passerer gjennom akterstavnkanten er større enn propellplanskivens radius som propellbladene danner under rotasjon og propellplanskiven er anbrakt på en side av fartøyet helt ved siden av skrogets midtlinje, og (3) de genererte virvelstrømmer vil strømme i motsatt retning i forhold til propellbladenes rotasjon.

Denne fremgangsmåte har imidlertid følgende ulemper, (a) Avstanden mellom linjen som passerer gjennom akterstavnkanten og skrogets midtlinje må være lenger enn propellplanskivens radius og følgelig må avstanden fra skrogets midtlinje til akterstavnkanten være stor. Dette fører ikke bare til økede byggekostnader for skipet men vil også påvirke fartøyets styreevne ugunstig, (b) Utformingen av den ene akterstavndelen blir ytterst smal. Følgelig blir monteringen av maskinen meget begrenset og transporteffektiviteten blir ugunstig påvirket.

Et ytterligere fartøy er kjent fra GB 1 362 125 hvis skrogform er komplisert og byggingen av slike skip blir kostbar. Dette skrog har to symmetriakser i skrogets tverrsnitt, nemlig en over propellens akse og en nedenfor propellens akse. Begge akser er anordnet forskjøvet fra det midtre lengdeplan med minst 7,5 % av propelldiameteren.

Videre er et fartøy kjent fra GB 2 097 339. Også dette skrog er imidlertid så komplisert at kostnadene for skipsbyggin-gen øker vesentlig. Dette skrog har en akterstevn som er asymmetrisk over propellakselen og er kombinert med en asymmetrisk eller forskjøvet del av en bulb eller U-form under propellakselen.

Det er et formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe et fartøy med stor fremdriftseffektivitet.

Ifølge oppfinnelsen er et fartøy utstyrt med en enkelt propell tilveiebrakt som omfatter: en propellaksel anbrakt på skrogets midtlinje, et øvre dekk som er symmetrisk i forhold til skrogets midtlinje, og en akterstavn med en symmetriakse i skrogdelen idet symmetriaksen er anbrakt eksentrisk i forhold til skrogets midtlinje.

Andre formål og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå fra den detaljerte beskrivelse nedenfor i forbindelse med medfølgende tegninger.

Figur 1 er et spanteriss som viser en utførelse av en akterstavn på et fartøy ifølge oppfinnelsen, figur 2 er et grafisk vektordiagram som viser vanninnstrømningen mot en propellplanskive ifølge"oppfinnelsen, figur 3 er en grafisk fremstilling som viser forholdet mellom vanninnstrømningen mot propellbladene og propellens rotasjonsretning ifølge oppfinnelsen, figur 4 er et planriss som viser en generell konstruksjon av en utførelse ifølge oppfinnelsen, figur 5 er et tverrsnitt langs X-X på figur 4, og figur 6 er en grafisk fremstilling som viser forholdet for en avstand mellom propellakselen og akterstavnkanten, anbrakt eksentrisk i forholdet til skrogets midtlinje, og det relative fremdriftskraftforhold i et fartøy av kjent type.

Med henvisning til tegningene vil en utførelse ifølge oppfinnelsen bli beskrevet.

Figur 1 viser et spanteriss sett fra baksiden. Refe-ransenummer 1 benevner tverrsnitt av skrogrammer i akterstavnen. Propellakselen 3 er anbrakt på skrogets midtlinje 2. Propellbladene dreies med klokken på en propellaksel 3 for å danne propellens planskive 4 med diameter "D". Akterstavnkanten er anbrakt eksentrisk i forhold til skrogets midtlinje, dvs at symmetriaksen 7 i skrogets akterstavn er anbrakt i avstand "d" eksentrisk i forhold til skrogets midtlinje.

Virkemåten av den tidligere nevnte plassering vil nå bli beskrevet med henvisning til figur 2 i tegningene. Figur 2 er et grafisk vektordiagram og viser tverrhastigheten for vanninnstrømninger mot propellens planskive 4 sett bakfra. Vektor (b) for vanninnstrømningene danner sirkulerende strømmer som er symmetrisk i forhold til aksen 7. På den annen side vil propellakselen 3 anbrakt på skrogets midtlinje 2 danne propellplanskive 4 som dreier med klokken på en akse på skrogets midtlinje. Figur 3 viser forholdet mellom vanninnstrømningens retninger og propellbladenes rotasjon. Pilen 5 viser vanninn-strømningsretningen ved vektor (b) på figur 2. Pilen 6 viser propellens rotasjonsretning. Som det vil fremgå fra figur 3, vil propellbladene som mottar vanninnstrømningene ha en retning som vist ved pilen 5 på hele planet, og mot retning som er vist ved pilen 6. Pilretningene 5 og 6 er fullstendig motsatt i forhold til hverandre. Denne mottakelse av motsatte vanninnstrømninger vil gi samme resultat som om rotasjonshastigheten i propellakselen 3 ble øket. Følgelig kan de tidligere nevnte forhold øke fremdriftseffektiviteten. Figur 4 er et planriss som viser en generell konstruk sjon av en utførelse ifølge oppfinnelsen. Figur 5 viser et tverrsnitt langs X-X på figur 4. Som vist på figur 4 og 5, vil aksen 7 som passerer gjennom akterstavnkanten som er symmetrisk i skrogdelen, være anbrakt eksentrisk i forhold til skrogets midtlinje og konturlinjen 8 for et øvre dekk vil være symmetrisk i forhold til skrogets midtlinje. Følgelig vil boligkomforten og utseendet i et skip av denne type være omtrent som for vanlige fartøyer.

I denne utførelse vil propellakselen 3 være anbrakt på skrogets midtlinje 2, propellbladene dreies med klokken og symmetriakse 7 i skrogdelen som passerer gjennom akterstavnkanten vil være anbrakt på babord side og eksentriske i forhold til skrogets midtlinje. En annen utførelse kan være hvor propellakselen 3 er anbrakt på skrogets midtlinje 2, propellbladene dreies mot klokken, og symmetriakse 7 er anbrakt på styrbord side, eksentrisk i forhold til skrogets midtlinje. I tilfellet hvor propellbladene dreies med klokken og symmetriaksen 7 er anbrakt på styrbord side, eksentrisk i forhold til skrogets midtlinje eller i tilfellet hvor propellbladene dreies mot klokken og symmetriakse 7 er anbrakt på babord side, eksentrisk i forhold til skrogets midtlinje, vil disse stillinger være uønsket siden propellbladenes rotasjonsretning vil være den samme som vanninn-strømningsretningen mot propellbladene og derved redusere fremdriftseffektviteten.

Forholdet mellom en nivåavstand og fremdriftseffektiviteten vil nå bli gitt, basert på resultatene fra en vann-tanksprøve og med henvisning især til figur 6 i tegningene. Nivåavstanden er en avstand mellom propellakselen 3 og akterstavnkanten anbrakt eksentrisk i forhold til skrogets midtlinje. På figur 6 viser ordinataksen et forhold HK(0)/HK(C), hvor HK(O) viser fremdriftshestekrefter generert fra en maskin utstyrt med en propellaksel plassert eksentrisk i forhold til skrogets midtlinje og HK(C) viser fremdriftshestekrefter fra en maskin i et vanlig fartøy utstyrt med en propellaksel på skrogets midtlinje. Abscissen viser et forhold mellom d/D hvor d viser en nivåavstand fra propellakselen til akterstevnkanten og D viser diameteren i en propellplanskive.

Som det vil fremgå fra figur 6, økes fremdriftseffek-tiviten drastisk når forholdet d/D er i området 5-25 %. Hvis forholdet er mindre enn 5 %, vil fremdriftseffektiviteten ikke øke. På den annen side vil f remdrif tsef f ektivi ten heller ikke øke hvis forholdet er over 25 %. Forholdsområdet mellom 10-25 % er å foretrekke. I tillegg til det ovennevnte og ifølge andre testresultater har det fremkommet at rorstillingen ikke nødven-digvis måtte begrenses og at styreevnen ikke ble påvirket ugunstig.

Som nevnt ovenfor, har oppfinnelsen, ved at akterstavnen som er senket ned i vannet, er omtrent symmetrisk og anbrakt litt eksentrisk i forhold til skrogets midtlinje, medført følgende fordeler: (a) Vertikale virvelstrømmer rundt langsgående akser som har redusert fremdriftseffektiviteten i et stort fartøy, kan øke f remdrif tsef f ektivi teten ved å gjøre bruk av vanninnstrømningen mot propellbladene som sirkulerer i motsatt retning i forhold til propellens rotasjonsretning, (b) Fremdriftseffektiviteten blir øket mer effektivt ved at propellens planskive plasseres på den andre side av fartøyet i forhold til skrogets midtlinje slik at de mottatte vanninnstrømninger langsetter denne side av fartøyet vil sirkulere motsatt i forhold til planskivens rotasjonsretning, (c) Styreevnen var nesten ikke påvirket av den tidligere nevnte anbringelse siden akterstavnkanten var plassert bare litt eksentrisk i forhold til skrogets midtlinje, og (d) byggekostnadene for et slikt fartøy med denne skrogutforming var økonomisk sammenliknet med et fartøy med asymmetrisk form siden skrogformet er nesten symmetrisk.

Claims (4)

1. Fartøy med en eneste propell som omfatter en propellaksel (3) anordnet i skrogets langsgående vertikale midtplan (2), et øvre dekk (8) som er symmetrisk i forhold til midtplanet (2), pg et vertikalt plan (7) gjennom akterstevnen, som er sideveis forskjøvet i forhold til propellaksens plan (2) med minst 5 % av propellens diameter, KARAKTERISERT VED at akterstevnen er forskjøvet til den side av propellen hvor propellbladet gjør en oppadgående bevegelse, og at det vertikale plan (7) forløper gjennom akterstevnens bakre endekant i fartøyet.

2. Fartøy ifølge foregående krav, KARAKTERISERT VED at det vertikale plan (7) er sideveis forskjøvet i forhold til midtplanet (2) med en avstand på mellom 10 og 15 % av propell-bladets diameter.

3. Fartøy ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det vertikale plan (7) er anordnet på babord side når propellbladet (3), sett bakfra dreier med urviseren.

4. Fartøy ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det vertikale plan (7) er anordnet på babord side når propellbladet (3), sett bakfra dreier mot urviseren.