NO301532B1 - Legeme med strömlinjeformet profil, særlig stabilisatorfinne for skip - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder et legeme med strømlinjeformet profil beregnet for skip, og som er symmetrisk om sitt langsgående midtplan samt har de særtrekk som er angitt i ingressen til patentkrav 1.

Sådanne legemer får en trykkreduksjon på den side som vender bort fra det tilstrøm-mende medium og en trykkøkning på den side som vender mot mediet. Denne virkning fører til at det ved legemets frie ende opptrer en trykkutligning gjennom omstrømning av denne således at det dannes en kraftig endehvirvel eller hvirvelremse. Sådanne hvirvler forbruker av naturlige årsaker energi, hvilket for objekter som beveger seg i flytende media, har negativ innvirkning på virkningsgraden av fremdriften, og som særlig er tilfellet for skip.

For legemer som er utført som stabilisatorfinner er det allerede foreslått å utstyre legemene med innretninger for å minske den nevnte hvirvelremse (DE-PS 19 56 032). Disse innretninger består av kanaler som i nærheten av legemets frie ytterende, altså i området ved endekappen, løper gjennom legemet på skrå i forhold til strømningsretning-en forfra og bakover, og som mediet ved hjelp av en fremre åpning kommer inn i for så å slippe ut bak.

Denne kjente løsning kan riktignok være effektiv når det gjelder å undertrykke den nevnte hvirvel, men ikke bare reduserer den tilstrømningsflaten, den byr også på produksjonstekniske vanskeligheter og vanskeligheter med hensyn til legemets stivhet. På grunn av strømningen i kanalene begunstiger den dessuten kavitasjonen som fremkalles ved brå hastighetsendringer, med uønskede konsekvenser slik som material-avsliting fra legemet, undervannsstøy og svingningsfrembringelse.

Foreliggende oppfinnelse har således som formål å tilsidesette eller i det minste minske de nevnte mangler og utilstrekkeligheter.

I henhold til oppfinnelsen oppnås dette ved hjelp av de særtrekk som er angitt i karak-teristikken i patentkrav 1.

De fritt utoverragende ribber som er anordnet ved siden av hverandre på legemets ende samt de mellomliggende åpne spalter reduserer ikke legemets virksomme tilstrømnings-flate, fordrer et relativt lite bygningsmessig oppbud og svekker dessuten ikke tverrsnittet av selve legemet. Forutsetningene som begunstiger forekomsten av kavitasjon fore ligger dessuten ikke, da ribbene som nevnt befinner seg utenfor tilstrømningsflaten og således ikke kan begunstige en oppløsning av strømningen.

Fra US-PS 3 931 781 er det imidlertid kjent stabilisatorfinner for skip, som er utstyrt med tre eller flere plater anordnet med innbyrdes avstand parallelt ved siden av hverandre og som løper parallelt med sjøvannets strømningsretning. De nevnte plater strekker seg ikke bare over den frie endes endeområde, men over hele finnens flate, således at det foreligger en type platesammensetning som av naturlige årsaker er underlegen det kompakte, strømlinjeformede legeme i henhold til oppfinnelsen når det gjelder stivhet, og i strømningsteknisk henseende.

I underkravene er det angitt forskjellige utførelsesformer av oppfinnelsesgjenstanden med angivelse av fordelaktige dimensjoneringer såvel som anvendelsesområder.

På tegningene er det vist et foretrukket utførelseseksempel på et legeme i henhold til oppfinnelsen i form av en todelt finnestabilisator for skip, sett henholdsvis i:

Fig. 1 i grunnriss,

fig. 2 fra siden og

fig. 3 ovenfra.

Hovedfinnen er i sin helhet betegnet med tallet 1 og på denne er det styrbart anordnet en svingbar sidefinne 2. I sin ene ende går hovedfinnen 1 over i en oval flens 3 som med et antall skruer 5 er forankret i et finneskaft 6 (antydningsvis vist i fig. 2) som kan svinges om finnens lengdeakse A. Den halvdel 1 b av hovedfinnen 1 som er nærmest flensen 3 har en svakt konisk fortykkelse hen mot flensen, mens den ytre halvdel 1a har jevn tykkelse.

Som det fremgår fra fig. 3 har hovedfinnen 1 i tverrsnitt en strømlinjeformet profil P som er symmetrisk i forhold til det langsgående midtplan og oppviser en vanlig dråpeform. På den frie ende av finnehalvdelen 1a er det i innbyrdes avstand festet seks plane ribber R1 - R6 som både er innbyrdes parallelle og også parallelle med hovedfinnens langsgående midtplan.

Mellomrommene som befinner seg mellom ribbene R1 - R6 er like høye og utgjør i det foreliggende utførelseseksempel ca. fire ganger ribbeveggtykkelsen. Formen av ribbene er i foreliggende utførelseseksempel valgt slik at omrisset av deres ytre begrensning tilsvarer en endekappe som hvelver seg utover og er tilpasset finnens tverrsnittsprofil, og som er vanlig for finner av denne art.

Sidefinnen 2 er også utstyrt med ribber R7, R8, men disse er ikke innbyrdes parallelle, derimot parallelle med henholdsvis oversiden og undersiden av sidefinnen 2. Den dyselignende virkning som derved oppnås begunstiger undertrykkelsen av hvirveldannelsen fra hovedfinnen 1.

Det foran beskrevne arrangement for å minske hvirveldannelsen er anvendelig ikke bare for nevnte stabilisatorfinner, men for alle sådanne strømlinjeformede og finnelignende legemer hvor vannets tilstrømningsretning stadig eller tidvis danner en vinkel med retningen av det finnelignende legemets langsgående midtplan. Dette kan være tilfellet for et fartøys rorblad med hovedsakelig vertikal lengdeutstrekning, eller en kjølfinne for en seilbåt med kjøl, hvor nevnte vinkel alltid består når rorbladet er innstilt eller seilbåten ligger på kryssende kurs.

Claims (8)

1. Legeme med strømlinjeformet profil, særlig stabilisatorfinne for skip, og som er symmetrisk om sitt langsgående midtplan samt er beregnet for å overstrømmes på tvers av sin lengdeutstrekning av et lineært strømmende medium, fortrinnsvis sjøvann, og utført for svingbart og/eller dreibart, eller stivt å festes i den ene ende av sin forside til et bærelegeme, fortrinnsvis et skipsskrog, samt i området ved den annen ende av sin forside er utstyrt med en innretning for å minske den hvirveldannelse som opptrer ved denne ende av legemet når det foreligger en vinkel mellom legemets langsgående midtplan og mediets tilstrømningsretning, karakterisert vedat nevnte innretning for minskning av hvirveldannelse består av flere, fortrinnsvis seks, innbyrdes parallelle ribber (R1 - R6) anordnet med innbyrdes avstand ved siden av hverandre, og som strekker seg parallelt med legemets langsgående midtplan og er festet til legemets ende samt rager fritt utover en lengde som målt i retning av legemets langsgående midtakse (A), utgjør omtrent 1/10 - 1/20, fortrinnsvis 1/15, av lengden av legemet (1).

2. Legeme ifølge krav 1, karakterisert vedat godstykkelsen av ribbene (R1 - R6) forholder seg til avstanden fra en ribbe til en annen, som 1:3 - 1:5, fortrinnsvis 1:4.

3. Legeme ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat de frie ender av ribbene (R1 - R6) er slik utformet at deres omriss tilsvarer en avsluttende omhylningsflate som hvelver seg utover og er tilpasset legemets profil (P).

4. Legeme ifølge et av kravene 1-3, karakterisert vedat i det tilfelle legemet er todelt og omfatter et hoved-legeme (1) leddforbundet med et sidelegeme (2), foreligger tilsvarende ribber (R7, R8) og mellomrom også på sidelegemet (2).

5. Anvendelse av en innretning for minskning av hvirveldannelse ifølge et av kravene 1 - 4, på en stabilisatorfinne for skip.

6. Anvendelse av en innretning for minskning av hvirveldannelse ifølge et av kravene1- 4, på et rorblad med hovedsakelig vertikal lengdeutstrekning på skip.

7. Anvendelse av en innretning for minskning av hvirveldannelse ifølge et av kravene 1 - 4, på en kjølfinne for seilbåter med kjøl.

8. Anvendelse ifølge krav 7, karakterisert vedat i det tilfelle kjølfinnnen i sin frie ende er forsynt med et ballastlegeme, er ribbene en del av, eller anordnet på, dette.