- Nederlands
- English
Propeller Boss Cap Fins (PBCF)
Propeller Boss Cap Fins (PBCF) zijn vinnen die op de naafkap (boss cap) achter de scheepsschroef worden geplaatst en samen een Energy Saving Device (ESD) vormen. De vinnen draaien met de schroef mee en beïnvloeden de stroming rond de naaf en de vorming van de naafwervel (hub vortex). Een passend ontwerp kan de verliezen in dit gebied verminderen en zo het benodigde schroefvermogen bij dezelfde vaarsnelheid verlagen. Bij geschikte toepassingen is een brandstofbesparing in de orde van circa 2% een realistische indicatie, met een overeenkomstige vermindering van de bijbehorende CO2-uitstoot; projectspecifiek kunnen ook hogere waarden mogelijk zijn. De vorm van de kap en vinnen wordt afgestemd op de schroefgeometrie, lokale stroming, beschikbare ruimte tot het roer en het werkelijke vaarprofiel. In samenwerking met een gespecialiseerde internationale partner begeleiden wij reders, technisch managers en scheepswerven bij de selectie en projectafstemming van een PBCF, van de eerste technische beoordeling en hydrodynamische analyse tot ontwerp en engineering, productie en levering en de voorbereiding van de implementatie aan boord.
De naafwervel en de druk achter de schroef beïnvloeden
Wervels die bij de bladwortels ontstaan, kunnen achter de naaf samenkomen in een geconcentreerde naafwervel. De lage druk in dit gebied draagt bij aan de weerstand op de naafkap. De PBCF-vinnen beïnvloeden hoe deze wervels zich ontwikkelen en samenkomen. Een passende geometrie kan de druk achter de kap verhogen en zo de netto stuwkracht van de schroef met naafkap vergroten.
De vinnen veroorzaken ook eigen hydrodynamische krachten en beïnvloeden het koppel. De ontwerpkeuze weegt daarom de vermindering van het naafverlies af tegen de bijkomende verliezen. Bepalend is hoeveel stuwkracht de complete schroef met kap en vinnen levert bij het benodigde vermogen.
Vinnen en naafkap afstemmen op de schroef
De schroefdiameter, het aantal bladen, de bladgeometrie rond de wortel, draairichting en naafafmetingen vormen de basis voor het PBCF-ontwerp. De hoogte, profielvorm en instelhoek van de vinnen worden daarop afgestemd, samen met hun plaatsing ten opzichte van de schroefbladen. Ook de vorm en lengte van de naafkap beïnvloeden de stroming. Kap en vinnen worden daarom gezamenlijk ontwikkeld.
De lokale naafstroming hangt ook af van het wakeveld achter de romp: de verdeling van watersnelheid en stromingsrichting waarmee de schroef wordt aangestroomd. Toerental, schroefbelasting en vaarsnelheid bepalen onder welke omstandigheden de vinnen werken. De beoordeling omvat daarom de bedrijfspunten die voor het schip belangrijk zijn. Wanneer toepassing bij een verstelbare schroef wordt onderzocht, worden ook de gebruikte spoedstanden meegenomen.
Bij behoud van de bestaande schroef wordt onderzocht welke verbetering met een aangepaste naafkap en vinnen haalbaar is. Bij beschadiging, sterke aangroei of een schroef die minder goed bij het vaarprofiel past, wordt eerst bepaald welk onderhoud of welke aanpassing nodig is. Die keuze vormt de basis voor de beoordeling van de aanvullende waarde van een PBCF.
Wanneer biedt een PBCF voldoende hydrodynamisch perspectief?
Een PBCF kan vooral interessant zijn wanneer rond de schroefnaaf een relevant deel van de hydrodynamische verliezen ontstaat en de bestaande naafkap ruimte biedt om deze stroming gericht te verbeteren. Een duidelijke naafwervel, een lage druk achter de kap of een boss-capgeometrie die beter op de bladwortelstroming kan worden afgestemd, kan aanleiding geven om een PBCF verder te onderzoeken.
De geschiktheid hangt daardoor minder af van het scheepstype dan van de schroef zelf en de stroming waarin deze werkt. Twee vergelijkbare schepen kunnen door verschillen in schroefgeometrie, naafverhouding, boss cap, toerental, belasting en roeropstelling een ander verbeterpotentieel hebben.
Ook de beschikbare ruimte achter de schroef is bepalend. De PBCF-vinnen en de aangepaste kap moeten voldoende vrije ruimte behouden tot het roer of een eventueel aanwezige Rudder Bulb. Tegelijk moet de geometrie zo op de schroef worden afgestemd dat de vermindering van het naafverlies opweegt tegen de hydrodynamische belasting en weerstand van de vinnen zelf.
Een eerste beoordeling brengt daarom de bestaande schroef- en naafgeometrie, de lokale stroming, de roeropstelling en de belangrijkste bedrijfspunten samen. Daarmee kan vroeg worden bepaald of optimalisatie rond de boss cap voldoende perspectief biedt of dat een andere aanpassing aan schroef, instroom of roer directer aansluit op het dominante verlies.
PBCF en Rudder Bulb binnen dezelfde naafstroming
Een PBCF draait mee met de schroef en grijpt direct rond de naafkap aan. Een Rudder Bulb is aan het roer verbonden en beïnvloedt de overgang van de naafstroming naar het roer. Beide kunnen op dezelfde naafwervel inwerken. De selectie verbindt daarom het lokale verliesmechanisme met de bestaande kapvorm, roergeometrie en onderlinge afstand.
Wanneer het roer de naafwervel al gunstig beïnvloedt, kan de aanvullende bijdrage van een PBCF anders uitvallen dan bij beoordeling van de schroef zonder roer. Een combinatie wordt daarom gezamenlijk onderzocht op hydrodynamische werking en beschikbare ruimte. Het vermogenseffect wordt bepaald voor de complete opstelling, rekening houdend met de onderlinge beïnvloeding.
Ook een aanpassing van de toestroming voor de schroef kan de naafstroming veranderen. Bij combinatie met andere ESD's wordt de gewijzigde romp-schroef-roerconfiguratie daarom als uitgangspunt gebruikt. De PBCF wordt afgestemd op de stroming waarin de kap en vinnen daadwerkelijk moeten functioneren.
Naafstroming, stuwkracht en koppel samen beoordelen
Computational Fluid Dynamics (CFD) kan worden gebruikt om de stroming rond de bladwortels, naafkap en vinnen te onderzoeken. Variaties in kapvorm, vinprofiel, afmetingen en plaatsing worden vergeleken op hun invloed op de drukverdeling, wervelvorming en schroefbelasting. Zo wordt duidelijk hoe de geometrie doorwerkt in het rendement.
De vermogensbeoordeling verwerkt de stuwkracht en het koppel op de schroefbladen, kap en vinnen binnen dezelfde vergelijking. Daarmee wordt de verandering van het lokale wervelbeeld verbonden met de prestatie van de complete schroefconfiguratie. Een verandering van de stuwkracht wordt samen met het bijbehorende koppel en toerental beoordeeld.
De bestaande naafkap hoort bij de referentieconfiguratie. Wanneer naast de vinnen ook de kapvorm verandert, omvat de vergelijking die volledige wijziging. De prestatieopgave heeft dan betrekking op de gecombineerde aanpassing van kap en vinnen.
Van schroefproef naar het benodigde vermogen aan boord
Een open-waterproef onderzoekt de schroef bij een vastgelegde aanstroming, los van de invloed van de romp. Zo'n proef of overeenkomstige berekening kan helpen om PBCF-varianten te vergelijken. Voor de vertaling naar het schip wordt vervolgens onderzocht hoe de gekozen uitvoering werkt in het werkelijke wakeveld en samen met het roer. Zo wordt het open-waterrendement gekoppeld aan de voortstuwingsprestatie van het schip.
Voor de scheepsvergelijking wordt het benodigde vermogen met en zonder PBCF bepaald bij dezelfde vaarsnelheid en overeenkomstige diepgang, trim en scheepsconditie. Daarbij wordt het zelfvoortstuwingspunt bepaald, waarbij de voortstuwende en tegenwerkende krachten in evenwicht zijn. Het benodigde toerental kan tussen beide uitvoeringen verschillen. Koppel en toerental bepalen samen hoeveel vermogen aan de schroef wordt geleverd. Bij een verstelbare schroef wordt ook de toegepaste spoedstand vastgelegd.
De berekenings- of testmethode wordt afgestemd op de prestatie die voor het project moet worden onderbouwd. Daarbij blijft duidelijk welke resultaten betrekking hebben op de afzonderlijke schroef en welke op de volledige voortstuwingsconfiguratie.
Cavitatie en drukfluctuaties rond de naaf
Een passende PBCF kan de naafwervel en de daarmee samenhangende cavitatie verminderen. De invloed op cavitatie op de schroefbladen en bij de bladpunten wordt afzonderlijk beoordeeld wanneer deze voor het project van belang is. Zo blijven de verschillende cavitatieverschijnselen gekoppeld aan het stromingsgebied waarin zij ontstaan.
De vinnen kunnen ook eigen wervelstructuren veroorzaken die de verdere ontwikkeling van de schroefstraal beïnvloeden. Waar relevant worden daarom drukfluctuaties, trillingsopwekking en onderwatergeluid onderzocht. De ontwerpkeuze verbindt het verwachte vermogensvoordeel met aanvaardbaar cavitatiegedrag en passende belastingen. De benodigde berekeningen en beproevingen worden afgestemd op de schroef, het roer en de relevante bedrijfscondities.
Schaalinvloeden en verificatie van de besparing
Op modelschaal kunnen de wrijvingsweerstand van de vinnen, de druk achter de kap en de aanstroming vanuit de romp afwijken van de omstandigheden op het werkelijke schip. Deze schaalverschillen beïnvloeden de verhouding tussen het verminderde naafverlies en de bijkomende vinverliezen. Bij de vertaling naar ware grootte worden beide bijdragen daarom in samenhang beoordeeld.
Berekeningen op ware grootte kunnen deze vertaling ondersteunen. De uitkomst hangt onder meer af van de gebruikte stromingsmodellen, de beschrijving van de lokale wervels en de invoergegevens. Vergelijking met geschikte meetgegevens helpt om de berekeningen te toetsen. De onzekerheid wordt afgezet tegen de grootte van het voorspelde vermogensverschil en meegewogen in de ontwerp- en investeringsbeslissing.
Na installatie kan het resultaat met proefvaart- of operationele gegevens worden beoordeeld. Metingen van snelheid, vermogen en toerental worden gekoppeld aan diepgang, trim, belading en relevante weers- en vaaromstandigheden. Bij retrofit worden ook rompreiniging, schroefonderhoud en andere werkzaamheden tijdens dezelfde dokbeurt vastgelegd. De referentie en meetopzet worden daarop afgestemd, zodat de bijdrage van de PBCF zo goed mogelijk afzonderlijk kan worden beoordeeld. Berekende verwachtingen en gemeten resultaten blijven herkenbaar gekoppeld aan hun eigen omstandigheden en beoordelingsmethode.
Mechanische aansluiting, vrije ruimte en onderhoud
De mechanische aansluiting wordt afgestemd op de schroefnaaf, de kapbevestiging en de beschikbare ruimte rond het asuiteinde en de schroefmoer. Ook de afstand tot het roer en een eventueel aanwezige Rudder Bulb bepaalt welke kaplengte en vinnengeometrie uitvoerbaar zijn. Deze aansluitingen en vrije ruimten worden gecontroleerd voordat het ontwerp voor productie wordt vastgelegd.
De vinnen zijn vast aan de kap verbonden en draaien daarmee als geheel met de schroef mee. Kap, vinnen en bevestigingen moeten de belastingen op deze positie kunnen opnemen. Materiaalkeuze, corrosiebescherming en eventuele coating worden afgestemd op de schroef en de gekozen uitvoering. De benodigde tekeningen en technische beoordelingen volgen uit de betreffende scheeps- en systeemconfiguratie.
Bij retrofit vormen de bestaande naaf en asopstelling het uitgangspunt. Montage en bereikbaarheid worden afgestemd op de onderhouds- of dokplanning. Bij nieuwbouw of schroefvervanging kunnen schroef, kap en roer eerder gezamenlijk worden uitgewerkt. Inspectie van de vinnen, kap en bevestigingen kan worden gekoppeld aan het reguliere schroefonderhoud, met aandacht voor aangroei, beschadiging en vervorming.
Bij een latere aanpassing van bladgeometrie, spoed, diameter of roer wordt opnieuw beoordeeld hoe de PBCF aansluit op de gewijzigde stroming en beschikbare ruimte. Ook een wezenlijk ander vaarprofiel kan aanleiding geven om de oorspronkelijke afstemming en prestatieverwachting opnieuw te beoordelen.
Van vermogensverschil naar jaarlijkse brandstofbesparing
De jaarlijkse bijdrage volgt uit het vermogensverschil bij de snelheden en belastingen waarin het schip daadwerkelijk vaart. De berekende of gemeten verschillen worden gewogen naar de bijbehorende bedrijfsuren. Daarbij tellen zowel gunstige als minder gunstige bedrijfspunten mee. Zo wordt duidelijk hoeveel van het ontwerpvoordeel tijdens de werkelijke inzet kan worden benut.
Voor de vertaling naar brandstofverbruik worden de verliezen in de aandrijflijn en het specifieke brandstofverbruik van de motor bij de gewijzigde belasting meegenomen. Daarmee wordt het verschil in schroefvermogen gekoppeld aan het verbruik van de voortstuwingsinstallatie. De verwachte CO2-reductie volgt uit het berekende verschil in brandstofverbruik en de gebruikte brandstofsoort.
De economische beoordeling zet de verwachte besparing af tegen ontwerp, engineering, productie, installatie en eventuele aanvullende doktijd. Bij retrofit worden de extra PBCF-kosten onderscheiden van onderhoud dat ook zonder het project gepland is. Ook onderhoud tijdens de gebruiksduur en de resterende inzetduur van het schip tellen mee. Zo wordt duidelijk onder welke bedrijfs- en kostenvoorwaarden de verbetering rond de schroefnaaf voldoende waarde biedt voor de investering.
Propeller Boss Cap Fins (PBCF)
In samenwerking met een gespecialiseerde internationale partner begeleiden wij reders, technisch managers en scheepswerven bij de selectie en projectafstemming van een PBCF, van de eerste technische beoordeling en hydrodynamische analyse tot ontwerp en engineering, productie en levering en de voorbereiding van de implementatie aan boord.
Wat zijn Propeller Boss Cap Fins (PBCF)?
Propeller Boss Cap Fins (PBCF) zijn vinnen die op de naafkap (boss cap) achter de scheepsschroef worden geplaatst en samen een Energy Saving Device (ESD) vormen. De vinnen draaien met de schroef mee en beïnvloeden de stroming rond de naaf en de vorming van de naafwervel (hub vortex).
Een passend ontwerp kan de verliezen in dit gebied verminderen en zo het benodigde schroefvermogen bij dezelfde vaarsnelheid verlagen.
Bij geschikte toepassingen is een brandstofbesparing in de orde van circa 2% een realistische indicatie, met een overeenkomstige vermindering van de bijbehorende CO2-uitstoot; projectspecifiek kunnen ook hogere waarden mogelijk zijn.
De vorm van de kap en vinnen wordt afgestemd op de schroefgeometrie, lokale stroming, beschikbare ruimte tot het roer en het werkelijke vaarprofiel.
De naafwervel en de druk achter de schroef beïnvloeden
Wervels die bij de bladwortels ontstaan, kunnen achter de naaf samenkomen in een geconcentreerde naafwervel. De lage druk in dit gebied draagt bij aan de weerstand op de naafkap. De PBCF-vinnen beïnvloeden hoe deze wervels zich ontwikkelen en samenkomen. Een passende geometrie kan de druk achter de kap verhogen en zo de netto stuwkracht van de schroef met naafkap vergroten.
De vinnen veroorzaken ook eigen hydrodynamische krachten en beïnvloeden het koppel. De ontwerpkeuze weegt daarom de vermindering van het naafverlies af tegen de bijkomende verliezen. Bepalend is hoeveel stuwkracht de complete schroef met kap en vinnen levert bij het benodigde vermogen.
Vinnen en naafkap afstemmen op de schroef
De schroefdiameter, het aantal bladen, de bladgeometrie rond de wortel, draairichting en naafafmetingen vormen de basis voor het PBCF-ontwerp. De hoogte, profielvorm en instelhoek van de vinnen worden daarop afgestemd, samen met hun plaatsing ten opzichte van de schroefbladen. Ook de vorm en lengte van de naafkap beïnvloeden de stroming. Kap en vinnen worden daarom gezamenlijk ontwikkeld.
De lokale naafstroming hangt ook af van het wakeveld achter de romp: de verdeling van watersnelheid en stromingsrichting waarmee de schroef wordt aangestroomd. Toerental, schroefbelasting en vaarsnelheid bepalen onder welke omstandigheden de vinnen werken. De beoordeling omvat daarom de bedrijfspunten die voor het schip belangrijk zijn. Wanneer toepassing bij een verstelbare schroef wordt onderzocht, worden ook de gebruikte spoedstanden meegenomen.
Bij behoud van de bestaande schroef wordt onderzocht welke verbetering met een aangepaste naafkap en vinnen haalbaar is. Bij beschadiging, sterke aangroei of een schroef die minder goed bij het vaarprofiel past, wordt eerst bepaald welk onderhoud of welke aanpassing nodig is. Die keuze vormt de basis voor de beoordeling van de aanvullende waarde van een PBCF.
Wanneer biedt een PBCF voldoende hydrodynamisch perspectief?
Een PBCF kan vooral interessant zijn wanneer rond de schroefnaaf een relevant deel van de hydrodynamische verliezen ontstaat en de bestaande naafkap ruimte biedt om deze stroming gericht te verbeteren. Een duidelijke naafwervel, een lage druk achter de kap of een boss-capgeometrie die beter op de bladwortelstroming kan worden afgestemd, kan aanleiding geven om een PBCF verder te onderzoeken.
De geschiktheid hangt daardoor minder af van het scheepstype dan van de schroef zelf en de stroming waarin deze werkt. Twee vergelijkbare schepen kunnen door verschillen in schroefgeometrie, naafverhouding, boss cap, toerental, belasting en roeropstelling een ander verbeterpotentieel hebben.
Ook de beschikbare ruimte achter de schroef is bepalend. De PBCF-vinnen en de aangepaste kap moeten voldoende vrije ruimte behouden tot het roer of een eventueel aanwezige Rudder Bulb. Tegelijk moet de geometrie zo op de schroef worden afgestemd dat de vermindering van het naafverlies opweegt tegen de hydrodynamische belasting en weerstand van de vinnen zelf.
Een eerste beoordeling brengt daarom de bestaande schroef- en naafgeometrie, de lokale stroming, de roeropstelling en de belangrijkste bedrijfspunten samen. Daarmee kan vroeg worden bepaald of optimalisatie rond de boss cap voldoende perspectief biedt of dat een andere aanpassing aan schroef, instroom of roer directer aansluit op het dominante verlies.
PBCF en Rudder Bulb binnen dezelfde naafstroming
Een PBCF draait mee met de schroef en grijpt direct rond de naafkap aan. Een Rudder Bulb is aan het roer verbonden en beïnvloedt de overgang van de naafstroming naar het roer. Beide kunnen op dezelfde naafwervel inwerken. De selectie verbindt daarom het lokale verliesmechanisme met de bestaande kapvorm, roergeometrie en onderlinge afstand.
Wanneer het roer de naafwervel al gunstig beïnvloedt, kan de aanvullende bijdrage van een PBCF anders uitvallen dan bij beoordeling van de schroef zonder roer. Een combinatie wordt daarom gezamenlijk onderzocht op hydrodynamische werking en beschikbare ruimte. Het vermogenseffect wordt bepaald voor de complete opstelling, rekening houdend met de onderlinge beïnvloeding.
Ook een aanpassing van de toestroming voor de schroef kan de naafstroming veranderen. Bij combinatie met andere ESD's wordt de gewijzigde romp-schroef-roerconfiguratie daarom als uitgangspunt gebruikt. De PBCF wordt afgestemd op de stroming waarin de kap en vinnen daadwerkelijk moeten functioneren.
Naafstroming, stuwkracht en koppel samen beoordelen
Computational Fluid Dynamics (CFD) kan worden gebruikt om de stroming rond de bladwortels, naafkap en vinnen te onderzoeken. Variaties in kapvorm, vinprofiel, afmetingen en plaatsing worden vergeleken op hun invloed op de drukverdeling, wervelvorming en schroefbelasting. Zo wordt duidelijk hoe de geometrie doorwerkt in het rendement.
De vermogensbeoordeling verwerkt de stuwkracht en het koppel op de schroefbladen, kap en vinnen binnen dezelfde vergelijking. Daarmee wordt de verandering van het lokale wervelbeeld verbonden met de prestatie van de complete schroefconfiguratie. Een verandering van de stuwkracht wordt samen met het bijbehorende koppel en toerental beoordeeld.
De bestaande naafkap hoort bij de referentieconfiguratie. Wanneer naast de vinnen ook de kapvorm verandert, omvat de vergelijking die volledige wijziging. De prestatieopgave heeft dan betrekking op de gecombineerde aanpassing van kap en vinnen.
Van schroefproef naar het benodigde vermogen aan boord
Een open-waterproef onderzoekt de schroef bij een vastgelegde aanstroming, los van de invloed van de romp. Zo’n proef of overeenkomstige berekening kan helpen om PBCF-varianten te vergelijken. Voor de vertaling naar het schip wordt vervolgens onderzocht hoe de gekozen uitvoering werkt in het werkelijke wakeveld en samen met het roer. Zo wordt het open-waterrendement gekoppeld aan de voortstuwingsprestatie van het schip.
Voor de scheepsvergelijking wordt het benodigde vermogen met en zonder PBCF bepaald bij dezelfde vaarsnelheid en overeenkomstige diepgang, trim en scheepsconditie. Daarbij wordt het zelfvoortstuwingspunt bepaald, waarbij de voortstuwende en tegenwerkende krachten in evenwicht zijn. Het benodigde toerental kan tussen beide uitvoeringen verschillen. Koppel en toerental bepalen samen hoeveel vermogen aan de schroef wordt geleverd. Bij een verstelbare schroef wordt ook de toegepaste spoedstand vastgelegd.
De berekenings- of testmethode wordt afgestemd op de prestatie die voor het project moet worden onderbouwd. Daarbij blijft duidelijk welke resultaten betrekking hebben op de afzonderlijke schroef en welke op de volledige voortstuwingsconfiguratie.
Cavitatie en drukfluctuaties rond de naaf
Een passende PBCF kan de naafwervel en de daarmee samenhangende cavitatie verminderen. De invloed op cavitatie op de schroefbladen en bij de bladpunten wordt afzonderlijk beoordeeld wanneer deze voor het project van belang is. Zo blijven de verschillende cavitatieverschijnselen gekoppeld aan het stromingsgebied waarin zij ontstaan.
De vinnen kunnen ook eigen wervelstructuren veroorzaken die de verdere ontwikkeling van de schroefstraal beïnvloeden. Waar relevant worden daarom drukfluctuaties, trillingsopwekking en onderwatergeluid onderzocht. De ontwerpkeuze verbindt het verwachte vermogensvoordeel met aanvaardbaar cavitatiegedrag en passende belastingen. De benodigde berekeningen en beproevingen worden afgestemd op de schroef, het roer en de relevante bedrijfscondities.
Schaalinvloeden en verificatie van de besparing
Op modelschaal kunnen de wrijvingsweerstand van de vinnen, de druk achter de kap en de aanstroming vanuit de romp afwijken van de omstandigheden op het werkelijke schip. Deze schaalverschillen beïnvloeden de verhouding tussen het verminderde naafverlies en de bijkomende vinverliezen. Bij de vertaling naar ware grootte worden beide bijdragen daarom in samenhang beoordeeld.
Berekeningen op ware grootte kunnen deze vertaling ondersteunen. De uitkomst hangt onder meer af van de gebruikte stromingsmodellen, de beschrijving van de lokale wervels en de invoergegevens. Vergelijking met geschikte meetgegevens helpt om de berekeningen te toetsen. De onzekerheid wordt afgezet tegen de grootte van het voorspelde vermogensverschil en meegewogen in de ontwerp- en investeringsbeslissing.
Na installatie kan het resultaat met proefvaart- of operationele gegevens worden beoordeeld. Metingen van snelheid, vermogen en toerental worden gekoppeld aan diepgang, trim, belading en relevante weers- en vaaromstandigheden. Bij retrofit worden ook rompreiniging, schroefonderhoud en andere werkzaamheden tijdens dezelfde dokbeurt vastgelegd. De referentie en meetopzet worden daarop afgestemd, zodat de bijdrage van de PBCF zo goed mogelijk afzonderlijk kan worden beoordeeld. Berekende verwachtingen en gemeten resultaten blijven herkenbaar gekoppeld aan hun eigen omstandigheden en beoordelingsmethode.
Mechanische aansluiting, vrije ruimte en onderhoud
De mechanische aansluiting wordt afgestemd op de schroefnaaf, de kapbevestiging en de beschikbare ruimte rond het asuiteinde en de schroefmoer. Ook de afstand tot het roer en een eventueel aanwezige Rudder Bulb bepaalt welke kaplengte en vinnengeometrie uitvoerbaar zijn. Deze aansluitingen en vrije ruimten worden gecontroleerd voordat het ontwerp voor productie wordt vastgelegd.
De vinnen zijn vast aan de kap verbonden en draaien daarmee als geheel met de schroef mee. Kap, vinnen en bevestigingen moeten de belastingen op deze positie kunnen opnemen. Materiaalkeuze, corrosiebescherming en eventuele coating worden afgestemd op de schroef en de gekozen uitvoering. De benodigde tekeningen en technische beoordelingen volgen uit de betreffende scheeps- en systeemconfiguratie.
Bij retrofit vormen de bestaande naaf en asopstelling het uitgangspunt. Montage en bereikbaarheid worden afgestemd op de onderhouds- of dokplanning. Bij nieuwbouw of schroefvervanging kunnen schroef, kap en roer eerder gezamenlijk worden uitgewerkt. Inspectie van de vinnen, kap en bevestigingen kan worden gekoppeld aan het reguliere schroefonderhoud, met aandacht voor aangroei, beschadiging en vervorming.
Bij een latere aanpassing van bladgeometrie, spoed, diameter of roer wordt opnieuw beoordeeld hoe de PBCF aansluit op de gewijzigde stroming en beschikbare ruimte. Ook een wezenlijk ander vaarprofiel kan aanleiding geven om de oorspronkelijke afstemming en prestatieverwachting opnieuw te beoordelen.
Van vermogensverschil naar jaarlijkse brandstofbesparing
De jaarlijkse bijdrage volgt uit het vermogensverschil bij de snelheden en belastingen waarin het schip daadwerkelijk vaart. De berekende of gemeten verschillen worden gewogen naar de bijbehorende bedrijfsuren. Daarbij tellen zowel gunstige als minder gunstige bedrijfspunten mee. Zo wordt duidelijk hoeveel van het ontwerpvoordeel tijdens de werkelijke inzet kan worden benut.
Voor de vertaling naar brandstofverbruik worden de verliezen in de aandrijflijn en het specifieke brandstofverbruik van de motor bij de gewijzigde belasting meegenomen. Daarmee wordt het verschil in schroefvermogen gekoppeld aan het verbruik van de voortstuwingsinstallatie. De verwachte CO2-reductie volgt uit het berekende verschil in brandstofverbruik en de gebruikte brandstofsoort.
De economische beoordeling zet de verwachte besparing af tegen ontwerp, engineering, productie, installatie en eventuele aanvullende doktijd. Bij retrofit worden de extra PBCF-kosten onderscheiden van onderhoud dat ook zonder het project gepland is. Ook onderhoud tijdens de gebruiksduur en de resterende inzetduur van het schip tellen mee. Zo wordt duidelijk onder welke bedrijfs- en kostenvoorwaarden de verbetering rond de schroefnaaf voldoende waarde biedt voor de investering.
Werkwijze voor de selectie en uitwerking van een PBCF
In de eerste projectfase wordt bepaald of de PBCF wordt afgestemd op de bestaande schroef of wordt meegenomen in een schroefvervanging. De referentieconfiguratie, relevante bedrijfspunten en mechanische aansluitingen worden vastgelegd. Op basis daarvan worden de hydrodynamische analyse en het ontwerp van kap en vinnen verder uitgewerkt.
Voor een kansrijk ontwerp worden de hydrodynamische vorm en mechanische uitvoering samengebracht. De technische aanbieding beschrijft welke kap- en vinuitvoering wordt geleverd, welke aansluitingen van toepassing zijn en onder welke bedrijfscondities de prestatieverwachting geldt. Ook de montagewerkzaamheden, eventuele aanpassingen en benodigde aanvullende beoordelingen of beproevingen worden vastgelegd.
Na het projectbesluit worden productie, levering en voorbereiding van de werkzaamheden aan boord op elkaar afgestemd. Bij retrofit sluit de planning aan op het onderhoud of de dokbeurt van het schip. Wanneer prestatieverificatie onderdeel van het project is, worden de referentiegegevens, meetopzet en acceptatieafspraken vooraf bepaald. Het resultaat kan na installatie dan op de overeengekomen basis worden beoordeeld.
Uw PBCF-project laten beoordelen
Overweegt u een PBCF voor uw bestaande schroef of als onderdeel van een nieuwbouw- of schroefvervangingsproject? Wij bespreken graag met u welke mogelijkheden de naafstroming biedt voor een gerichte verbetering. Voor een inhoudelijke beoordeling ontvangen wij graag de schroeftekening met hoofdafmetingen en bladgeometrie, aangevuld met tekeningen van de naafkap, het asuiteinde en de schroefmoer.
Een opstellingstekening van schroefas en roer met de onderlinge afstanden helpt om de mechanische mogelijkheden te beoordelen. Vermeld ook een eventueel aanwezige Rudder Bulb of andere aanpassingen rond de schroefnaaf. Beschikbare schroefproeven, CFD-resultaten en informatie over de huidige schroefconditie kunnen de technische beoordeling ondersteunen.
Voor de verwachte besparing zijn toerental, motor- of schachtvermogen, vaarsnelheid en bedrijfsuren per vaarconditie van belang, met de bijbehorende diepgang, trim en belading. Bij een verstelbare schroef zijn ook de gebruikte spoedstanden relevant. Geef bij retrofit aan wanneer onderhoud of een dokbeurt is gepland en welke wijzigingen aan schroef of roer worden overwogen. Tijdens de projectbespreking stemmen we af welke aanvullende gegevens nodig zijn en hoe de hydrodynamische en mechanische uitwerking op uw scheepsplanning kan aansluiten.
Bespreek of een PBCF past bij uw schroef- en naafconfiguratie >