NL2022353B1 - Vaartuigvoortstuwingsinrichting, boegschroefinrichting, en vaartuig - Google Patents

Abstract

Vaartuigvoortstuwingsinrichting voor voortstuwing middels verplaatsing van water, omvattende een behuizing, met een instroomopening en een althans in hoofdzaak loodrecht ten opzichte van de instroomopening georiënteerde uitstroomopening, en een stuwinrichting voor het door de behuizing, vanaf de instroomopening naar de uitstroomopening, stuwen van water, met het kenmerk dat de behuizing een geleiding omvat voor het geleiden van althans een deel van het water langs een om een centrale as van de behuizing, in een richting althans in hoofdzaak parallel aan de centrale as, wentelend pad, waarbij de centrale as zich althans in hoofdzaak parallel aan de uitstroomopening uitstrekt.

Description

VAARTUIGVOORTSTUWINGSINRICHTING, BOEGSCHROEFINRICHTING, EN

VAARTUIG De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een vaartuigvoortstuwingsinrichting voor voortstuwing middels verplaatsing van water, omvattende een behuizing, met een instroomopening en een althans in hoofdzaak loodrecht ten opzichte van de instroomopening georiënteerde uitstroomopening, en een stuwinrichting voor het door de behuizing, vanaf de instroomopening naar de uitstroomopening, stuwen van water. Voorts heeft de uitvinding betrekking op een boegschroefinrichting omvattende een vaartuigvoortstuwingsinrichting, en een vaartuig omvattende een vaartuigvoortstuwingsinrichting of een boegschroefinrichting met vaartuigvoortstuwingsinrichting. Een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens de aanhef is bekend en wordt als zodanig gebruikt in, onder andere, de binnenvaart voor het manoeuvreren van vaartuigen, e.g. schepen. Een dergelijke vaartuigvoortstuwingsinrichting wordt met name ingezet als boegschroef voor het manoeuvreren van vaartuigen, zoals binnenvaartschepen. De bekende inrichting wordt hieronder nader besproken onder verwijzing naar figuren 6 en 7. De bekende inrichting omvat doorgaans meerdere schotten in diens behuizing, onder meer teneinde het water van de instroomopening naar de uitstroomopening af te buigen.

Aangezien de scheepsvaart in steeds toenemende mate op zoek is naar verduurzaming, zoals vermindering van brandstofverbruik, is het van belang dat de efficiëntie van de benodigde voortstuwingsmechanismen wordt verbeterd. Een van de nadelen van de bekende vaartuigvoortstuwingsinrichting is het ontstaan van lagedrukgebieden en daarmee geassocieerde wervelstromen, i.e. turbulentie, rondom de schotten die nadelig zijn voor de efficiëntie van de inrichting, dat wil zeggen het voortstuwingsvermogen van de vaartuigvoortstuwingsinrichting ten opzichte van het door de stuwinrichting daarvan verbruikte vermogen. Het is een doel van de uitvinding, naast andere doelen, de nadelen van de stand van de techniek te ondervangen. Dat wil zeggen, een vaartuigvoortstuwingsinrichting te verschaffen met hogere efficiëntie, i.e. verminderde turbulentie. Daartoe voorziet de onderhavige uitvinding een vaartuigvoortstuwingsinrichting van de in de aanhef vermelde soort met het kenmerk dat de behuizing een geleiding omvat voor het geleiden van althans een deel van het water langs een om een centrale as van de behuizing, in een richting althans in hoofdzaak parallel aan de centrale as, wentelend pad, waarbij de centrale as zich althans in hoofdzaak parallel aan de uitstroomopening uitstrekt. Bij voorkeur is de geleiding een althans in hoofdzaak helixvormig schot, voor het vanafde instroomopening naar de uitstroomopening geleiden van een deel van het water althans deels langs een althans in hoofdzaak helixvormig pad gedefinieerd door het helixvormige schot. Ten gevolge van het bovengenoemde kenmerk van de voortstuwingsinrichting volgens de uitvinding wordt de stromingsrichting van het van de instroomopening naar de uitstroomopening gestuwde water geleidelijk langs het wentelende pad afgebogen van een instroomrichting naar een uitstroomrichting. Door deze geleidelijke geleiding wordt turbulentie in de behuizing significant gereduceerd, daar het water niet op abrupte wijze wordt afgebogen door een of meerdere schotten. Voorts vormt de geleiding volgens de uitvinding tezamen met de behuizing een althans in hoofdzaak vloeiend geleidingsoppervlak zodanig dat het ontstaan van onderdrukgebieden in de behuizing tot een minimum wordt beperkt. Een ander op zichzelf staand voordeel van de uitvinding is een verbeterde directionaliteit, i.e. gerichtheid, van het door de uitstroomopening stomende water, waardoor nauwkeuriger, i.e. gerichter, in een gewenste stuwrichting kan worden voortgestuwd.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens de uitvinding omvat de stuwinrichting een propeller, waarbij de propeller zodanig is ingericht dat deze buiten de behuizing zich bevindend water door de behuizing, vanaf de instroomopening naar de uitsroomopening, stuwt. Bij voorkeur komt de draairichting van het wentelende pad overeen met de draairichting van de propeller. Bij verdere voorkeur komt de richting van het wentelende pad, althans in hoofdzaak parallel aan de centrale as, althans in hoofdzaak overeen met een instroomrichting van het door de propeller vanaf de instroomopening gestuwde water. De propeller is bij voorkeur althans in hoofdzaak horizontaal georiënteerd, dat wil zeggen dat deze bij voorkeur althans in hoofdzaak parallel aan een bodem van de behuizing is georiënteerd. De propeller stawt water, dat dat bij voorkeur wordt aangezogen aan een onderzijde van de vaartuigvoortstuwingsinrichting, door een intern volume van de behuizing, bij voorkeur vanaf de instroomopening naar de uitstroomopening. Bij voorkeur is de instroomopening althans in hoofdzaak horizontaal georiënteerd, dat wil zeggen dat deze bij voorkeur althans in hoofdzaak parallel aan een bodem van de behuizing is georiënteerd. Bij voorkeur is de uitstroomopening althans in hoofdzaak verticaal georiënteerd, dat wil zeggen dat deze bij voorkeur althans in hoofdzaak loodrecht aan een bodem van de behuizing is georiënteerd. Een aangedreven propeller veroorzaakt doorgaans een wervel in het daardoor voortgestuwde water, die in hoofdzaak dezelfde draairichting omvat als de draairichting van de genoemde propeller. Derhalve omvat het wentelend pad bij voorkeur dezelfde draairichting als die van de propeller, teneinde het wervelende water geleidelijk van de instroomopening aan een onderkant van de behuizing naar de uitstroomopening aan een zijkant van de behuizing te geleiden langs het wentelende pad.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens de uitvinding omvat de stuwinrichting voorts een aandrijfas voor het aandrijven van de propeller. Bij voorkeur omvat de behuizing een althans in hoofdzaak parallel aan de centrale as zich uitstrekkende huls, waarbij de aandrijfas althans in hoofdzaak concentrisch in de huls is aangebracht. Bij verdere voorkeur strekt de geleiding zich tussen een binnenzijde van een buitenwand van de behuizing en een buitenzijde van de huls uit. De rotatieas van de aandrijfas komt bij voorkeur althans in hoofdzaak overeen met de rotatieas van de propeller. Voorts is de aandrijfas althans in hoofdzaak concentrisch in de huls aangebracht en zodanig daarin voorzien dat deze vrij kan roteren daarin. De geleiding sluit bij voorkeur nauw aan op de genoemde binnenzijde van de behuizing en de genoemde buitenzijde van de huls, bij voorkeur zodanig dat deze daartussen een gesloten oppervlak vormt. Bij voorkeur is het gesloten oppervlak althans in hoofdzaak helixvormig. Bij voorkeur vormt het gesloten oppervlak een om de centrale as van de behuizing wentelend pad in althans in hoofdzaak een bovenwaartse richting, dat wil zeggen een richting afgekeerd van de instroomopening. Bij verdere voorkeur wordt het gesloten oppervlak gevormd door een schot, en bij nog verdere voorkeur door een althans in hoofdzaak helixvormig schot. In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens de uitvinding is een buitenwand van de behuizing althans in hoofdzaak cilindrisch. Bij voorkeur strekt een uiteinde van de geleiding zich uit tot aan een binnenzijde van een bovenwand van de buitenwand van de behuizing. Bij voorkeur komt de cilinderas van de behuizing althans in hoofdzaak overeen met de centrale as. Bij voorkeur is het bodemoppervlak van de cilindrische behuizing volledig of deels open. De propeller is bij voorkeur binnen de behuizing geplaatst, en strekt zich bij voorkeur over althans in hoofdzaak het gehele open deel van het bodemoppervlak van de cilindrische behuizing uit. De uitstroomopening is bij voorkeur in de zijwand van de cilindrische behuizing voorzien. De uitstroomopening is bij voorkeur althans in hoofdzaak open tot aan de bovenwand van de cilindrische behuizing, dat wil zeggen tot aan een wand van de behuizing op afstand van de instroomopening.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens de uitvinding is de geleiding zodanig in de behuizing gepositioneerd dat een naar de instroomopening gericht onderoppervlak daarvan hoofdzakelijk verhindert dat door de instroomopening instromend water en door de uitstroomopening uitstromend water direct met elkaar in aanraking komen, teneinde turbulentie verder te reduceren. Dat wil zeggen dat de geleiding aan de onderzijde van de uitsroomopening begint, zodanig dat het door de uitstroomopening stromend water niet direct doorde in hoofdzaak opwaartse waterstroming afkomstig van de propeller wordt geraakt.

Aangezien de opwaartse waterstroming doorgaans een wervel omvat, kan deze, in het geval de geleiding niet is gepositioneerd als hierboven is vermeld, een stromingscomponent hebben in binnenwaarts radiale richting bij de uitstroomopening.

Deze stromingscomponent zou derhalve in hoofdzaak in tegengestelde richting van de uitstroomrichting werken, en deze zodoende tegenwerken.

Tengevolge daarvan zou de efficiëntie afnemen.

Derhalve heeft het voorkeur de geleiding zodanig te positioneren dat deze begint in een cirkelsector van de cilindrische behuizing gedefinieerd door de maximale cirkelboog beschreven door de uitstroomopening, zodanig dat de geleiding de buitenwaartse stroming, uit de uitstroomopening, afschermt van de binnenwaartse stroming die van

IO de instroomopening afkomstig is.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens de uitvinding omvat deze voorts een rotatie-element dat is ingericht om de behuizing te roteren, teneinde een stuwrichting van de vaartuigvoortstawingsinrichting te regelen.

Bij voorkeur is hetrotatie-element althans in hoofdzaak concentrisch met de huls en/of de aandrijfas aangebracht.

Bij verdere voorkeur is het rotatie-element een buisvormig element, waarbij de aandrijfas althans in hoofdzaak concentrisch in het rotatie-element is aangebracht.

Bij voorkeur is de behuizing althans in hoofdzaak cilindrisch, en is deze 360°-roteerbaar om diens cilinderas middels het rotatie- element, dat bij voorkeur in hoofdzaak in lijn, i.e. concentrisch en parallel, met de centrale as, en/ofde cilinderas, van de behuizing is aangebracht.

Derhalve is het mogelijk de stuwrichting van de vaartuigvoortstuwingsinrichting, in een bij voorkeur althans hoofdzakelijk horizontaal georiënteerd stawvlak, over 360° te roteren.

Bij voorkeur is het rotatie-element buisvormig, en is deze gemonteerd op een buitenoppervlak van de bovenzijde van de cilindrische behuizing, en bij voorkeur is de aandrijfas vrij roteerbaar in het rotatie-element.

Het buisvormige rotatie-element isals gezien in een dwarsdoorsnede bij voorkeur ringvormig.

Echter, het buisvormige rotatie-element kan als gezien in cen dwarsdoorsnede eveneens een andere voor de vakman bekende buisvorm hebben, zoals vierkant, rechthoekig, ovaal, driehoekig, en dergelijken.

Bij verdere voorkeur is het rotatie-element althans in hoofdzaak uitgevoerd als een althans in hoofdzaak ringvormig tandwiel.

Bij voorkeur zijn de tanden van het tandwiel aan de buitenste rand, i.e. een perifere buitenrand, vandering aangebracht, teneinde het tandwiel met een op het tandwiel ingrijpend rotatietandwiel te kunnen roteren.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens de uitvinding omvat deze voorts een afdichtingsschot dat zich uitstrekt tassen een bovenzijde van degeleiding, de behuizing, en de huls, teneinde water uit de uitstroomopening te geleiden, en een in hoofdzaak afgesloten ruimte daartussen vormen.

Bij voorkeur sluit het afdichtingsschot nauw aanop de bovenzijde van de geleiding, i.e. de zijde van de geleiding die van de instroomopening is afgekeerd, de buitenzijde van de huls, en de behuizing, i.e. een binnenzijde van de behuizing. In het geval van een cilindrische behuizing sluit het afdichtingsschot in hoofdzaak aan op binnenzijden van de zijwand van de behuizing en de bovenwand van de behuizing. Ten gevolge 5 hiervan ontstaat een althans in hoofdzaak lucht- en/of waterdichte afgesloten ruimte, waardoor het door de behuizing stromende water niet in deze ruimte terecht komt, en zodoende heeft deze ruimte zo min mogelijk effect op het stromende water. Voorts sluit het afdichtingsschot bij voorkeur aan op althans een deel van de omtrek van de uitstroomopening, teneinde het door de behuizing gestuwde water door de uitstroomopening te geleiden. Ten gevolge daarvan vormen de behuizing, de huls, de geleiding, en het afdichtingsschot tezamen een integraal geleidingsoppervlak voor het door de behuizing, van de instroomopening naar de uitstroomopening, gestuwde water. Aangezien een integraal geleidingsoppervlak wordt gevormd, zal de waterstroming zo min mogelijk abrupte afbuigingen in de behuizing ondervinden, op diens pad van de instroomopening naar de uitstroomopening, teneinde een zo vloeiend en geleidelijk mogelijk stromingspad te verschaffen.

Hierdoor ontstaan zo min mogelijk onderdrukgebieden en daaraan gerelateerde wervels in de behuizing. De onderhavige uitvinding voorziet voorts in een boegschroefinrichting die een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens de uitvinding omvat. Bij voorkeur omvat de boegschroefinrichting voorts een motor die zodanig is ingericht dat deze de stuwinrichting, bij voorkeur een propeller en bij voorkeur via een aandrijfas, kan aandrijven. In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de boegschroefinrichting omvat deze een uitstroombehuizing, waarbij de behuizing van de vaartuigvoortstuwingsinrichting bij voorkeur roteerbaar in de uitstroombehuizing is aangebracht. De uitstroombehuizing bevat bij voorkeur vier uitvoeropeningen en bij voorkeur één invoeropening. Echter, meer of minder in- en uitvoeropeningen zijn eveneens denkbaar. Bij voorkeur heeft de uitstroombehuizing vier zodanig ten opzichte van elkaar georiënteerde uitvoeropeningen dat de uitvoeropeningen bij voorkeur een bakboord, een stuurboord, een voorwaartse, en een achterwaartse stuwrichting definiëren, waarbij de bakboord en stuurboord stuwrichtingen althans in hoofdzaak loodrecht ten opzichte van de voorwaartse en achterwaartse stuwrichtingen zijn georiënteerd. Voorts zijn de bakboord en stuurboord richtingen, en de voorwaartse en achterwaartse richtingen respectievelijk althans in hoofdzaak van elkaar afgekeerd. De vermogensuitvoeras van de motor is bij voorkeur althans in hoofdzaak loodrecht ten opzichte van de aandrijfas georiënteerd. Derhalve omvat de aandrijfinrichting bij voorkeur een overbrengingselement voor het overbrengen van de rotatie van de althans in hoofdzaak horizontaal georiënteerde vermogensuitvoeras naar de althans inhoofdzaak verticaal georiënteerde aandrijfas, waarbij het overbrengingselement op een voor de vakman bekende wijze is gerealiseerd, zoals middels tandwielen en dergelijke.

De onderhavige uitvinding voorziet voorts in een vaartuig, bij voorkeur een binnenvaartschip, dat een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens de uitvinding of een boegschroefinrichting volgens deuitvinding omvat.

De vaartuigvoortstuwingsinrichting en boegschroefinrichting worden in deze context aangeduid als de inrichting.

Bij voorkeur wordt de inrichting verzonken in een romp van het vaartuig aangebracht.

Dat wil zeggen dat de inrichting bij voorkeur niet buiten de romp van het vaartuig uitsteekt.

Bij verdere voorkeur zijn in de romp van het vaartuig één of meerdereuitstroomkanalen aangebracht, die bij voorkeur aansluiten op uitvoeropeningen van een uitsroombehuizing van een boegschroefinrichting.

Bij nog verdere voorkeur zijn vier uitstroomkanalen in de romp van het vaartuig voorzien, in richting van bij voorkeur de boeg, i.e. de voorsteven, van het vaartuig, de achtersteven van het vaartuig, en de bakboord- en stuurboordzijden van het vaartuig.

De inrichting wordt bij voorkeur in een voorste deel van hetvaartuig voorzien, en wordt bij voorkeur gebruikt voor het manoeuvreren van het vaartuig.

Tevens kan de inrichting, door middel van het stuwen in richting van de voor- of achtersteven, i.e. voor- of achterkant van het vaartuig, fungeren als reservemotor in het geval een of meerdere hoofdmotoren van het vaartuig niet functioneren.

In het geval van een vaartuigromp met vier uitstroomkanalen zijn deze kanalen bij voorkeur zodanig ingericht dat een stuwstroming afkomstig van de inrichtingdeels door ten minste twee aan elkaar grenzende kanalen wordt gestuwd, teneinde een stuwrichtingscomponent in beide richtingen van de genoemde twee kanalen te verschaffen.

Bij voorkeur wordt de inrichting als gezien in breedterichting van het vaartuig althans in hoofdzaak in het midden daarvan aangebracht, i.e. althans in hoofdzaak op de scheidingslijn tussen de bakboord- en stuurboordzijden van het vaartuig.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een vaartuigvolgens de uitvinding kunnen meerdere inrichtingen worden verschaft, zoals twee inrichtingen aan elk van de bakboordzijde en de stuurboordzijde van het vaartuig, waarbij de inrichtingen bij voorkeur althans in hoofdzaak spiegelsymmetrisch zijn aangebracht, waarbij de spiegelas althans in hoofdzaak overeenkomt met de centrale longitudinale as van het vaartuig, i.e. de as die het vaartuig in een bakboord- en stuurboordzijde verdeelt.

Voorts is het denkbaar dat een onevenaantal inrichtingen wordt voorzien waarbij paren van inrichtingen bij voorkeur althans in hoofdzaak spiegelsymmetrisch zijn aangebracht ten opzichte van de spiegelas, en resterende inrichtingen althans in hoofdzaak op de scheidingslijn, i.e. de spiegelas, tussen de bakboord- en stuurboordzijden van het vaartuig zijn aangebracht.

Voorts is een asymmetrische verdeling eveneens denkbaar.

Een bijzonder voordeel van het verzonken aanbrengen van eenvaartuigvoortstuwingsinrichting of boegschroefinrichting volgens de uitvinding is dat de inrichting niet onnodig de waterweerstand van het vaartuig vergroot.

Een verder bijzonder voordeel van hetverzonken aanbrengen van een dergelijke inrichting is dat schepen, in het bijzonder binnenvaartschepen, bij een lage waterstand, i.e. wanneer deze weinig speling hebben tot aan de bodem, nog steeds effectief gebruik kunnen maken van de inrichting. Dit wordt onder andere mogelijk gemaakt door de bij voorkeur althans in hoofdzaak horizontaal georiënteerde propeller, die water aan de onderzijde van het vaartuig zelfs effectief kan aanzuigen, i.e. door de behuizing kan stuwen, bij geringe grondspeling. De uitvinding wordt hieronder aan de hand van de bijgevoegde tekeningen nader toegelicht. - Figuur 1 toont een samenstel van een deel van een scheepsromp en een boegschroefinrichting met een vaartuigvoortstuwingsinrichting; - figuur 2 toont een perspectiefaanzicht van een boegschroefinrichting met een vaartuigvoortstuwingsinrichting; - figuur 3 toont een deels opengewerkt en deels transparant perspectiefaanzicht van een boegschroefinrichting met een vaartuigvoortstuwingsinrichting: - figuur 4 toont een deels opengewerkt en deels transparant perspectiefaanzicht van cen boegschroefinrichting met een vaartuigvoortstuwingsinrichting: - figuur 5 toont een deels transparant perspectiefaanzicht van een vaartuigvoortstuwingsinrichting; - figuur 6 toont een deels opengewerkt perspectiefaanzicht van een boegschroefinrichting met een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens de stand der techniek: en - figuur 7 toont een deels opengewerkt en deels transparant perspectiefaanzicht van een boegschroefinrichting met een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens de stand der techniek.

Allereerst wordt hierbij een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens de stand der techniek beschreven aan de hand van figuren 6 en 7. Figuur 6 toont cen opengewerkt aanzicht van een bekende boegschroefinrichting 1 volgens de stand der techniek. De boegschroefinrichting 1 omvat een uitstroombehuizing 10 met vier uitvoeropeningen 11 voor het uitstuwen van water. Een vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 volgens de stand der techniek is roteerbaar in en concentrisch met de uitstroombehuizing 10 aangebracht. De bekende vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 omvat een cilindervormige behuizing 3 met aitstroomopeningen 30 en een instroomopening 31. Tijdens bedrijf van de vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 wordt water (niet getoond) van buiten de behuizing 3 door de instroomopening 31 aangezogen door een aangedreven propeller 4. De aandrijving van depropeller 4 geschiedt middels een aandrijfas 40 die concentrisch met en roteerbaar in de behuizing 3 is aangebracht. De aandrijfas 40 wordt in de behuizing 3 afgeschermd door een in de behuizing 3 aangebrachte buisvormige huls 5, die concentrisch met de cilindervormige behuizing 3 is aangebracht. Op een bovenzijde van de behuizing 3 is een rotatie-element 6 geplaatst die is voorzien als een ringvormig tandwiel 6. Het tandwiel 6 is concentrisch met de cilindervormige behuizing 3, alsmede de aandrijfas 40 en de huls 5 voorzien. De behuizing 3 is zodanig in de uitstroombehuizing 10 geplaatst dat deze om diens cilinderas C kan worden geroteerd middels aandrijving van het ringvormige tandwiel 6, i.e. het rotatie-element 6. Het tandwiel 6 wordt aangedreven door een aandrijftandwiel (niet getoond), die voorts wordt aangedreven door een aandrijfelement 60. Derhalve is de cilindervormige behuizing 3 360°-roteerbaar om diens rotatieas C, i.e. diens cilinderas C. Het door de propeller 4 aangezogen water wordt door de behuizing 3, van de instroomopening 31 naar de uitstroomopeningen 30 gestuwd. Daarbij wordt het water geleid door meerdere geleiders 7, in de vorm van geleidingsschotten 7. De geleidingsschotten 7 buigen de waterstroom af van een althans in hoofdzaak verticale instroomrichting naar een althans in hoofdzaak horizontale uitstroomrichting. De uitstroomrichting wordt derhalve gedefinieerd door de schotten 7 en de uitstroomopeningen 30. Door de behuizing 3 te roteren middels het rotatie-element 6 kan de stuwrichting van de vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 worden geregeld.

Figuur 7 toont een verder opengewerkt aanzicht van de bekende boegschroefinrichting 1 volgens figuur 6. Hier is te zien dat het water dat door de behuizing 3 wordt gestuwd met name wordt geleid door een verticaal zich uitstrekkende geleider 70, een geleidingsschot 71 dat vanuit de uitstroomopening 30 gezien achterin de behuizing 3 is aangebracht, en een bocht vormt van in hoofdzaak een verticale richting naar een in hoofdzaak horizontale richting teneinde het water in hoofdzaak in horizontale richting uit de bovenste uitstroomopeningen 30 te laten stromen, en een korte geleider 72, die is voorzien als een gebogen schot 72, die een bocht vormt van in hoofdzaak een verticale richting naar een in hoofdzaak horizontale richting teneinde het water in hoofdzaak in horizontale richting uit de onderste uitstroomopeningen 30 te laten stromen. De korte geleider 72 verdeelt de inwaartse waterstroming vanaf de propeller 4 in een achterste gedeelte en een voorste gedeelte, als gezien vanuit de uitstroomopeningen 30. De propeller 4 veroorzaakt namelijk een wervel (niet getoond) in de waterstroom, die dezelfde draairichting heeft als de propeller 4, Derhalve is het mogelijk dat het voorste gedeelte van de waterstroom het achterste gedeelte tegenwerkt. De korte geleider 72 zorgt ervoor dat dit voorste gedeelte van de waterstroom direct naar de onderste uitstroomopeningen 30 wordt geforceerd, teneinde het achterste gedeelte van de waterstroom niet te hinderen.

Voorts wordt de onderhavige uitvinding beschreven aan de hand van figuren 1 tot en met 5.

Figuur 1 toont een deel van een vaartuig 100, in het bijzonder een binnenvaartschip, waarbij diens scheepsromp 101 transparant is weergeven middels onderbroken lijnen. De scheepsromp 101 omvat vier uitstroomkanalen 102 die zich in stuurboordrichting S, bakboordrichting P, voorwaartse richting F, en achterwaartse richting B uitstrekken. In figuur 6 wordt het voorstevendeel van de scheepsromp 101 getoond, daar de getoonde boegschroefinrichting 1, omvattende een vaartuigvoortstuwingsinrichting 2, wordt gebruikt voor het manoeuvreren van de voorsteven van het vaartuig 100. De vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 is roteerbaar in en concentrisch met een uitsroombehuizing 10 aangebracht. De uitstroombehuizing 10 omvat vier uitvoeropeningen 11 voor het uitstuwen van water in stuurboordrichting S, bakboordrichting P, voorwaartse richting F, en/of achterwaartse richting B door de uitstroomkanalen 102. De voorwaartse richting F wijst hierbij richting de voorsteven van het vaartuig 100, en de achterwaartse richting B wijst hierbij richting de achtersteven van het vaartuig 100. Het door de vaartuigvoortstuwingsinrichtmg 2 uit te stuwen water wordt voorts vanaf de onderzijde 103 van de scheepromp 101 aangezogen door een propeller 4 (hier niet getoond) die wordt aangedreven door een aandrijfas 40 (hier niet getoond) die op diens beurt door een motor 41 wordt aangedreven. De motor 41 is van een voor de vakman bekende soort, zoals een verbrandingsmotor, bijvoorbeeld een dieselmotor, of een elektromotor, en dergelijke. De motor 41 heeft een in hoofdzaak zich parallel aan de kanalen 102, i.e. in hoofdzaak horizontaal, uitstrekkende vermogensuitvoeras (niet getoond) die diens rotatie middels een geschikt voor de vakman bekend overbrengingselement 42 overbrengt op de aandrijfas 40 van de propeller 4, die in hoofdzaak verticaal georiënteerd is, Figuur 2 toont een boegschroefinrichting 1, omvattende een vaartuigvoortstuwingsinrichting 2, die 360°-roteerbaar in en concentrisch met een uitstroombehuizing 10 is aangebracht. De uitsroombehuizing 10 definieert vier uitvoeropeningen 11 voor het uitstuwen van water in hoofdzaak in horizontale richtingen. Voorts is een deel van de behuizing 3 van de vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 te zien, alsmede diens uitstroomopening 30. De aandrijfas 40 van de propeller 4 (hier niet getoond) is concentrisch met de uitstroombehuizing 10 alsmede de vaartuigvoortstuwingsinrichting 2, en in lijn met de cilinderas C van de behuizing 3, i.e. de centrale as C, aangebracht. Voorts is het aandrijfelement 60 van het rotatie-element 6 (hier niet getoond) afgebeeld. De vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 omvat een geleiding 7 die, tezamen met een afdichtingsschot 8, het water door de behuizing van de instroomopening 31 naar de uitstroomopening 30 geleid, welke aan de hand van de opvolgende figuren wordt beschreven.

In figuur 3 wordt een deels opengewerkt en deels transparant aanzicht van de boegschroefinrichting 1 volgens figuur 2 getoond.

Een deel van de behuizing 3 is transparant afgebeeld teneinde de propeller 4 en de geleiding 7 die zich hoofdzakelijk in de behuizing 3 bevinden te tonen.

De behuizing 3 is op bijvoorbeeld eenzelfde wijze als getoond in de stand der techniek (zie figuren 6 en 7) roteerbaar om diens cilinderas C middels een rotatie-element 6, diehier als ringvormige tandwiel 6 is voorzien.

Het tandwiel 6 wordt aangedreven door een aandrijftandwiel (niet getoond), die voorts wordt aangedreven door een aandrijfelement 60. De aandrijfas 40 van de propeller 4 wordt afgeschermd door een concentrisch met de cilindrische behuizing 3 aangebrachte huls 5. In bedrijf van de vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 stawt depropeller 4 buiten de behuizing 3 zich bevindend water door de behuizing 3 vanaf de instroomopening 31 naar de uitstroomopening 30. Daarbij wordt het water, althans een deel daarvan, van de instroomopening 31 naar de uitstroomopening 30 geleid middels een geleiding 7. De geleiding 7 wordt hoofdzakelijk gevormd door een helixvormig schot 73 dat een om een centrale as C van de behuizing 3, in een richting althans in hoofdzaak parallel aan de centrale as C,

wentelend pad definieert.

Het door de propeller 4 omhoog gestuwde water wordt derhalve langs een onderoppervlak 730 van het helixvormige schot 73 geleid, dat zich uitstrekt van in hoofdzaak de propeller 4 van de vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 naar een bovenzijde van de vaartuigvoortstuwingsinrichting 2, i.e. een bovenwand 32 van de behuizing 3. De draairichting R {van bovenaf gezien met de klok mee) van het helixvormige schot 73 komt bij voorkeur overeenmet een draairichting R van de propeller 4, zodat een door de propeller 4 gegenereerde wervel in de waterstroom, eveneens in dezelfde draairichting R, zo geleidelijk mogelijk langs het helixvormige schot 73 wordt geleid.

Derhalve wordt het geleidingsoppervlak van het water in de behuizing 3 gevormd door de binnenzijde van de behuizing 3, de buitenzijde van de huls 5, het onderoppervlak 730 en een deel van het bovenoppervlak 731 van het helixvormige schot 73, en hetafdichtingsschot 8. Het afdichtingsschot 8 zorgt ervoor dat de waterstroom niet voorbij de uitstroomopening 30 over het bovenoppervlak 731 van het helixvormige schot 73 Kan stromen.

Het helixvormige schot 73 begint nabij de propeller 4 en schermt ten minste een deel van de uitwaartse waterstroom uit de uitstroomopening af van de binnenwaartse waterstroom vanaf de instroomopening, zodat de binnenwaartse waterstroom, en diens wervel, het uitstromende water zomin mogelijk hindert.

Derhalve wordt het water eveneens deels geleid door een bovenoppervlak 731 van het schot 73, zoals te zien in figuur 3. De hus 5, het afdichtingsschot 8, en het helixvormige schot 73 vormen tezamen een afgesloten ruimte 9 die hoofdzakelijk Iucht- en/of waterdicht is, zodat de waterstroming niet wordt gehinderd door deze ruimte 9. Daartoe strekt het afdichtingsschot 8 zich uit tossen een binnenzijde de zijwand 33 van de behuizing 3, debinnenzijde van de bovenwand 32 van de behuizing 3, de buitenzijde van de huls 5, en het bovenoppervlak 731 van het helixvormige schot 73. Voorts strekt de huls 5 zich tot aan eenbinnenzijde van de bovenwand 32 van de behuizing 3 uit, en strekt het helixvormige schot 73 zich eveneens tot de binnenzijde van de bovenwand 32 van de behuizing 3 uit.

Figuur 4 toont een verder opengewerkt aanzicht van de vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 volgens figuren 2 en 3. De uitstroombehuizing 10 omvat tussen elk paar aangrenzende uitvoeropeningen 11een hoekprofiel 12, waarbij het hoekpunt 120 van het hoekprofiel 12 in richting van de vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 is gericht.

Dat wil zeggen dat de elementen 121 die het hoekpunt vormen zich van de vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 af uitstrekken.

Het hoekprofiel 12 maakt het mogelijk de waterstroom uit de uitstroomopening 30 van de vaartuigvoortstuwingsinrichting 2althans deels te verdelen tussen twee aangrenzende uitvoeropeningen 11, teneinde een stuwrichtingscomponent in beide richtingen gedefinieerd door de uitvoeropeningen 11 te kunnen bewerkstelligen.

Zoals te zien in figuur 4 strekt de geleiding 7, hoofdzakelijk gevormd door het helixvormige schot 73, zich uit tot aan de bovenwand 32 van de behuizing 3, teneinde tezamen met het afdichtingschot 8, de huls 5, en de zijwand 33 en bovenwand 32 van de behuizing 3 deafgedichte ruimte 9 te vormen, Wanneer het door het helixvormige schot 73 geleidde water de bovenwand 32 van de behuizing 3 bereikt zal het door de bovenwand 32 en zijwand 33 verder worden geleid, mogelijk met behulp van het afdichtingsschot 8, naar de uitvoeropening 30. In figuur 5 wordt de vaartuigvoortstawingsinrichting 2 getoond, waarbij de behuizing 3 transparantwordt getoond en de huls 5 niet is getoond, teneinde een duidelijk beeld te verschaffen van het helixvormige schot 73 dat een opwaarts om de centrale as C van de behuizing 3 wentelend pad definieert.

Zodoende verschaft de geleiding 7, hoofdzakelijk gevormd door het helixvormige schot 73, een geleidelijk afbuigend oppervlak, hoofdzakelijk gevormd door het onderoppervlak 730 van het helixvormige schot 73 en een deel van het bovenoppervlak 731 daarvan, om het water dathoofdzakelijk verticaal omhoog wordt gestuwd door de propeller 4 geleidelijk af te buigen naar een hoofdzakelijk horizontaal buitenwaartse richting, teneinde een stuwkracht te genereren middels het door de uitstroomopening 30 gestawde water.

Deze stuwkracht kan vervolgens worden ingezet om een vaartuig 100 (hier niet getoond) aan te drijven en/of diens oriëntatie in het water te veranderen, i.e. de richting waarin diens voorsteven wijst te veranderen.

Daar devaartuigvoortstuwingsinrichting 2 zoals getoond. in figuren 1 tot en met 5 nagenoeg geen schotten omvat waarachter zich onderdrukgebieden kunnen vormen, en de daarmee gemoeide wervels, wordt de efficiëntie van de vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 significant vergroot ten opzichte van de stand der techniek, zoals getoond in figuren 6 en 7. Dat wil zeggen dat het vermogen geleverd door de propeller 4 in significant grotere mate wordt omgezet in stuwkracht middels het uit deuitstroomopening 30 gestuwde water, ten opzichte van de stand der techniek.

Dit komt ten goedeaan het energieverbruik, e.g. brandstofverbruik, van een dergelijke vaartuigvoortstuwingsinrichting 2 en/of het stuwkrachtvermogen daarvan.

Opgemerkt wordt dat de uitvinding zich niet beperkt tot de getekende uitvoeringsvormen, doch zich eveneens uitstrekt tot andere varianten vallend binnen het bereik van de aangehechte conclusies.

Claims (15)

1. Conclusies i. Vaartuigvoortstuwingsmrichting voor voortstuwing middels verplaatsing van water, omvattende: een behuizing, met een instroomopening en een althans in hoofdzaak loodrecht ten opzichte van de instroomopening georiënteerde uitstroomopening; en een stawinrichting voor het door de behuizing, vanaf de instroomopening naar de uitstroomopening, stuwen van water; met het kenmerk dat de behuizing een geleiding omvat voor het geleiden van althans een deel van het water langs een om een centrale as van de behuizing, in een richting althans in hoofdzaak parallel aan de centrale as, wentelend pad. waarbij de centrale as zich althans in hoofdzaak parallel aan de uitstroomopening uitstrekt.
2. 2. Vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens conclusie 1, waarbij de stuwinrichting een propeller omvat, waarbij de propeller zodanig is ingericht dat deze buiten de behuizing zich bevindend water door de behuizing, vanaf de instroomopening naar de uitstroomopening, stuwt.
3. 3. Vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens conclusie 2, waarbij de draairichting van het wentelende pad overeenkomt met de draairichting van de propeller.
4. 4. Vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens conclusie 2 of 3, waarbij de stuwinrichting voorts een aandrijfas omvat voor het aandrijven van de propeller.
5. 5. Vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens conclusie 4, waarbij de behuizing een althans in hoofdzaak parallel aan de centrale as zich uitstrekkende huls omvat, waarbij de aandrijfas althans in hoofdzaak concentrisch in de huls is aangebracht.
6. 6. Vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens conclusie 5, waarbij de geleiding zich tussen een binnenzijde van een buitenwand van de behuizing en een buitenzijde van de huls uitstrekt.
7. 7. Vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een buitenwand van de behuizing althans in hoofdzaak cilindrisch is.
8. 8. Vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens conclusies 7, waarbij een uiteinde van de geleiding zich uitstrekt tot aan een binnenzijde van een bovenwand van de buitenwand van de behuizing.
9. 9. Vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de geleiding zodanig in de behuizing is gepositioneerd dat een naar de instroomopening gericht onderoppervlak daarvan hoofdzakelijk verhindert dat door de instroomopening instromend water en door de uitstroomopening uitstromend water direct met elkaar in aanraking Komen, teneinde turbulentie verder te reduceren.
10. 10. Vaartaigvoortstuwingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, voorts omvattende een rotatie-element dat is ingericht om de behuizing te roteren, teneinde een stawrichting van de vaartuigvoortstuwingsinrichting te regelen.
11. 11. Vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens ten minste conclusies 5 en 10, waarbij het rotatie-element althans in hoofdzaak concentrisch met de huls en/of de aandrijfas is aangebracht.
12. 12. Vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens conclusie 11, waarbij het rotatie-element een buisvormig element is, waarbij de aandrijfas althans in hoofdzaak concentrisch in het rotatie-clement is aangebracht.
13. 13. Vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens ten minste conclusie 5, voorts omvattende een afdichtingsschot dat zich uitstrekt tussen een bovenzijde van de geleiding, de behuizing, en de huls, teneinde water uit de uitstroomopening te geleiden, en een in hoofdzaak afgesloten ruimte daartussen vormen.
14. 14. Boegschroefinrichting omvattende een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens een van de conclusies 1-13 voor het voortstuwen van een vaartuig.
15. 15. Vaartuig omvattende een vaartuigvoortstuwingsinrichting volgens een van de conclusies 1-13 of een boegschroefinrichting volgens conclusie 14.