NO121643B - - Google Patents

Description

Baustyreanordning for fartøyer.

Foreliggende oppfinnelse angår en baustyreanordning forfartoyer, omfattende et.hult, sylindrisk hus innrettet til å anbringes vertikalt i fartoyets bauparti, med en dreibar propell anbragt koaksialt inne i huset for å drive vann gjennom dette, hvor huset gjennom tverrskips kanaler under vannlinjen står i forbindelse med det omgivende vann, samt en drivanordning anbragt over huset for dreining av propellen.

I en kjent anvendelse er baustyreanordninger blitt installert i fartoyer som brukes ved oseanografiske undersokelser, for å kunne foreta en mer noyaktig lodding og avlesning av havbunnens kontur.

Strommer i åpen sjo, hvori disse fartoyer må operere, når ofte en hastighet på tre knop pr. time. Denne kjente type baustyreanordning består av åpne propeller plassert nær bauen og som kan senkes under skipets kjollinje fra en bronn i skroget og trekkes tilbake . når den ikke er i bruk. Dette tidligere kjente arrangement lider av iboende mangler slik som faren for beskadigelse av de åpne propeller, konstruksjonsmessige svakheter i vinkeldrivmekanismen for propellene og det overdrevne vektstangforhold når bautrustéren er senket under kjollinjen.

Et typisk eksempel på det tidligere kjente på dette område er baustyreanordninger hvor det anvendes en tunnel eller ledning som strekker seg fra babord til styrbord side av fartdyet og på tvers av kjollinjen eller fartoyets midtskipsplan. En venturilignende aksling er plassert konsentrisk i tunnelen og bærer roterende en sentralt plassert propell. Baustyreanordninger av denne tversgående type er nyttige som et styringshjelpemiddel ved navigering i trange elvekanaler og til og fra kai.

Tversgående baustyreanordninger lider imidlertid av visse mangler. Forst og fremst, men minst viktig, er at det meste av det anvendte trykk blir rettet vinkelrett på skipets midtskipsplan, med mindre det benyttes en avledningsinnretning som imidlertid reduserer enhetens virkningsgrad. Dette gjor at én slik tversgående anordning blir lite elastisk og operativt begrenset i åpen sjo. Det skal imidlertid erkjennes at de kjente tversgående baustyreanordninger er ganske formålstjenlige for begrenset bruk, men kjente typer lider, imidlertid av en annen mangel på grunn av utformningen av propellen. Ved de hittil kjente anordninger blir retningen av trykkvirkningen forandret ved endring av propell-bladenes stigning. Selv om pumpetrykkets retning derved blir forandret, f.eks. fra babord til styrbord, må man være oppmerksom på at disse propellblader har aerodynamisk form, hvilket fremkaller kavitasjonsproblemer i deres hydrodynamiske rolle. Slike anordninger er derfor lite effektive.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en losning på og en forbedring av problemene ved de kjente baustyreanordninger ved tilveiebringelse av en lignende type fluidumspumpe i hvilken en egnet hydrodynamisk utformet propell kan anvendes for fremskaffelse av en hoyst effektiv og kompakt pumpeenhet.

Dette og andre formål med foreliggende oppfinnelse oppnås med en baustyreanordning av den innledningsvis nevnte art, hvor det særegne består i at et strålemunnstykke, som mottar vann under trykk fra propellen, er anordnet i det nedre parti av huset og kan beveges mellom en forste posisjon, hvor det rager ned under fartoyets kjol, og en annen posisjon, hvor det er trukket inn i huset hvor det kommuniserer med nedre tverrskips-kanal, og at der er en dreieanordning som er koaksial med propellens drivaksel og innrettet til å svinge munnstykket 360° i huset for å bevirke en utlopsstrom som, når satt i horisontalplanet, i den forste posisjon kan rettes i en onsket vinkel i -forhold til fartoyet under dets bunn og i den annen posisjon kan sende en vannstrom ut til den ene eller den annen side av fartoyet vinkelrett på dettes midtskipsplan.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av kravene.

Oppfinnelsen er ved hjelp av eksempler illustrert i de medfolgende tegninger. Fig. 1 er et perspektivriss, delvis i snitt, og viser en utforelsesform for oppfinnelsen installert i et fartoy. Fig. 2 er et snitt gjennom bau-trusteren ifolge fig. 1, sett i retning forover mot fartoyets bau. Fig. 3 er et snitt langs linjen 3-3 i fig. 2, sett i retning mot styrbord side av fartoyet. Fig. *f er et planriss av en del av styremekanismen, tatt langs linjen h- k i fig. 3. Fig. 5 er et tverrsnittsriss tatt gjennom fartoyets bau-seksjon, sett forover, og viser en andre utforelsesfbrm for foreliggende oppfinnelse.

Fig. 6 er et snitt tatt langs linjen 6-6 i fig. 5.

Fig. 7 er et forstorret bruddstykke av dyse-styreinnretningen vist i fig. 6. Fig. 8 er et planriss av en tredje utforelsesform for en baustyreanordning i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Fig. 9 er et snitt tatt langs linjen 9-9 i fig. 8.

Fig. 10 er et tversgående snitt tatt gjennom kjolen, og viser et enderiss av baustyreanordningen. Fig. 11 er et tverrsnittsriss av en ytterligere utforelsesform for foreliggende oppfinnelse. Fig. 12a og 12b viser typer på propellbladene anvendt i tversgående baustyreanordninger av tidligere kjente typer, henhv. i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse.

Som vist i fig. 1 omfatter en baustyreanordninglet vertikalt plassert propellhus 2 som strekker seg oppover fra kjolen k- i et fartoy 6. Skroget 8 av fartoyet 6 er under vannlinjen forsynt med et flertall inntaksledninger 10 som strekker seg fra skipssiden radialt innover for kommunikasjon med propellerhuset 2. Et stykke ovenfor kjolen k er anordnet en passasje eller tunnel 12 som loper på tvers av kjolen k eller fartoyets langsgående akse.

Som vist i fig. 2 og 3 innbefatter huset 2 et ovre ror 1^- og et nedre ror 16 hvis ovre ende er i ett med eller demonterbart forbundet med endene av ledningene 10. Det sammenkoblende eller teleskopiske område av rorene 1<*>f og 16 tilveiebringer en ringformig brystning 18 på hvilken hviler omkretsflensen 20 til en stromningsrettende venturi 22 som er konsentrisk plassert i det nedre ror av huset 2. Koaksialt i huset 2 er også plassert, spesielt ± det nedre ror 16 og under venturien 22, en ro ter bar skrue eller propell 2<*>4-, en krans av stromningsrettende skovler 26 og en trustdyee 28.

Venturien 22 såvel som skovlkransen 26 er/sikret mot rotasjon i roret 16 og en hul driyaksel 30 passerer fritt gjennomYerituriene 22 sentrale del og er festet til en sentral navseksjon 32 ay propellen 2h. Den nedre ende av drivakslen 30 avsluttes i skovlkransen 26 og er understøttet deri av en pakning 3^ sammen med horisontale og vertikale trustlagre henhv..36 og 38. Lignende lagre hO og h2 holder akslen for rotasjon i den ovre ende av venturien 22 og disse lagre blir holdt på plass ved hjelp av et endedeksel hh.

Toppenden av det ovre husror J\ h er forsynt med en dekkplate<*>+6 gjennom hvilken den ovre ende av aksfen 30 passerer og hvor akslen er forsynt med en remskive<*>f8. Sistnevnte er ved hjelp av remmer 50 forbundet med en remskive 52 på en drivinnretning med varierbar hastighet, i det foreliggende eksempel en elektromotor 5h montert i fartoyskroget 8.

I drivakslen 30 er koaksialt montert en styreaksel 56 som i sin nedre ende er festet til toppen av trustdysen 28. Den ovre ende av akslen 56 er forbundet med en hydraulisk eller pneumatisk sylinder 58 på kjent måte, som f.eks. ved hjelp av en bolt 60 og en hylse 62. En dyse-rotasjons- eller -styreanordning 6h er montert på toppen

av det ovre husror ih og er operativt forbundet med akslen 56 for rotasjon av denne og trustdysen 28. Styreanordningen 6^f kan ha forskjellig utformning selv om mekanismen i det viste eksempel (fig. •+) omfatter et par sporhylser 66 gjennom hvilke akslen 56 er glidbar og som blir drevet av et par hydrauliske eller pneumatiske sylindre 68.

Trustdysen 28 innbefatter et flertall passasjer 70, hvis tverrsnitts-arealer gradvis sammensnevres fra dysens ovre eller inntaksende 72 mot utlopsenden 7h. Utlopsendeh er plassert i omtrent 90<o>,s vinkel i forhold til den ovre ende og dysehuset 2. Som vist i fig. 2 og 3, er dysen 28 innesluttet i en mantel 76 hvis nedre ende er utformet i samsvar med formen på fartoyets kjol h eller skrog 8. Under fart i åpen sjo er dysen 28 ( i inntrukket stilling) plassert i retning forover eller akterover som vist i fig. 3.

Dysen 28 sammen med sin mantel 76 er uttrekkbar og inntrekkbar i

det nedre husror 16. I den inntrukne.stilling kan dysen roteres til en stilling på linje med den tversgående nedre passasje 12 for manovrering. til og fra kai hvor det bare kreves trusting i en retning loddrett på faitbyets langsgående akse. For rotasjon av dysen i åpen sjo blir sylinderen 58 startet for å senke akslen 56 nedover gjennom drivakslen : 30, hvorved dysen 28 og dens mantel 76 blir;senket til en forut bestemt lengde under kjolen h som vist med

strek-prikk-linjer i fig. 3. I denne stilling kan dysen 28 roteres til hvilken som helst foronsket vinkel over en helt 360<O>,s syklus i forhold til det nedre husror 16.

Når propellen 2h blir rotert av motoren 5^ og drivakslen 30 blir

vann trukket inn gjennom ledningene 10 til venturien 22 som endrer vannets retning nedover og også reduserer vannets turbulens, hvorved vannstrommen når propellen 2k som en relativt rolig vannmasse fra hvilken det vil oppnås maksimalt trykk. Rotasjon av propellen 2h bevirker en viss grad av sideveis hvirvling eller turbulens, hvis storrelse står i forhold til propellens rotasjonshastighet. Denne hvirvelvirkning i vannstrommen er taft bevegelsesenergi og skovlkransen 26 fjerner hvirvlingen og omdanner bevegelsen til en trykkdannende kraft når vannstrommer når den ovre ende av dysen 28. Behovet for skovlene 26 er normalt diktert av hastigheten,

diameteren og stigningen på propellen 2<*>f, slik at i noen enheter hvor den siderettede spredning er så liten at den kan neglisjeres, kan skovlene utelates.

Når vannstrommen når den ovre ende av dysen 28, bevirker den

gradvis sammensnevring av dysens tverrsnitt en trykkoppbygning i vannstrommen. Fra skovlkransen 26 under propellen 2h til utlopsenden av dysen 28 blir sidetrykket fra alle retninger, foranlediget av stromningstrykket i kombinasjon med sammensnevringen av dysepassasjen, omdannet til trust, når trykkvannet strommer ut gjennom dyseutlopet Jh.

Av fig. 2 og 3 vil det fremgå at baustryeanordningen er lett tilgjengelig for rutinemessig vedlikehold og utskiftning av deler. Det er ikke nbdvendig med tbrrdokking av fartoyet eller engasjering av dykkere hvis sådant arbeide må utfores. Ved fjerning av elementene festet til de ovre ender av akslene 30 og 56, kan styreakslen 30 trekkes oppover fra huset under medbringelse av den tilknyttede dyse 28, skovlene 26, propellen 2h og venturien 22. Ved slik fjerning vil naturligvis den omgivende sjo stromme inn og stige opp i rorene ^ h og.16, irien på grunn av den kjennsgjerning at toppen av raet 1 h befinner seg over vannlinjen V (fig. 2), vil vannet ikke overflomme og stromme inn i fartoyets indre. Elementene av trusteren kan derfor lettvint blottlegges for inspeksjon og lignende.

En annen utforelsesform for oppfinnelsen er vist i fig. ?, 6 og 7-

I denne spesielle utforelsesform er det også anvendt en roterbar trustdyse, skjont denne ikke er tilbaketrekkbar. Imidlertid er dens laveste punkt plassert litt over fartoyets kjollinje. Som vist i fig. 5 er der et sylindrisk hus 80 med et sentralt nav 82

og faste, stromningsrettende skovler Qh som strekker seg radialt fra navet til veggen av huset 80. En propell 86 er plassert inne i huset 80 over skovlene 8^- og er også forsynt med et nav 88. En drivaksel 90 er koaksialt festet ved sin nedre ende til propeller-navet 88 og ved den ovre ende til én hastighetsvarierende motor 92.

Innlopsledninger 9^ strekker seg fra sidene av skroget 96 innover

og nedover til huset 80 for kommunikasjon med og omsirkling av propellen 86. Det vil bemerkes at ledningene 9h gradvis sammensnevres i tverrsnittareal etter som de nærmer seg huset 80

for tilveiebringelse av en trykkoppbyggende kraft i det innstrommende vann. For å begrense vertikal bevegelse av akslen 90 og for å hindre ende-mot-ende-kontakt mellom propellen 86 og skovlene 8U-

er en lagerkloss 98 innlemmet mellom ledningene 9^. Som vist i fig. 55omslutter klossen 98 ett par trustlagre 100 som bærer en hylse 102 på drivakslen 90.

Den nedre ende av huset 80 er konisk utformet som vist ved 81, og a"\sLuttes i en perifer monteringsflens 10^- ved hjelp av hvilken huset bæres av en brystning 106 i det nedre område av skroget.

En trustdyse 108 er plassert for 360<o>,s rotasjon i den koniske del

81 av huset 80 og fastholdes deri ved hjelp av et arrangement av bolter 110 og ruller 112 som tjener det dobbelte formål å holde dysen 108 på plass og samtidig tjene som et lager. Som vist i fig. 7, er bolten 110 forsenket i den ende som vender mot rullen og begrenser aksialt spillerom eller bevegelse av rullen 112 gjennom en settskrueregulering 11<*>+. Det skal-også bemerkes at enhver annen bolt (110a) er forskjovet•tilnærmet 5 mm i huset 80. Under henvisning til fig. 6 og 7 vil det sees at den koniske del av huset inneholder en ringformig kanal 118 tilpasset en tannring 120 festet til dyeen 108 ved hjelp av bolter 122. Tannringen 120 er inngrep med og rotert av et snekkehjul 1 2h montert i den traktformige del 81 og det noyaktige inngrep blir opprettholdt av et flertall styrebolter 126 i en perifer kanal 128 i tannringen 120. Snekkehjulet 12<*>+ kan roteres på kjent måte av egnet drivinnretning (ikke vist).

Vann strommer inn gjennom innlopsledningene 9k, som kan være forsynt med ventiler 128, og bygger opp en trykk-kraft når det når propellen 86. Den sideveis hvirvling som meddeles vannstrommen av propellen, kan fjernes véd anordning av skovler 8<*>f, og vannstrommen tommes ut fra trustdysen 108, som i likhet med den forst beskrevne utforelsesform i henhold til fig. 2 er roterbar 360°. Det skal også bemerkes at det laveste punkt av dysen 108 befinner seg over fartoyets kjollinje.

Fig. 8, 9 og 10 viser en ytterligere utforelsesform for foreliggende oppfinnelse hvori drivmotoren og propelldrivakslen er plassert horisontalt, dvs. i det vesentlige parallell med fartoyets langsgående akse eller kjollinje.

Som vist i fig. 9 omslutter et hus 130 en propell 132 som blir rotert av og er festet til en drivaksel 13^, hvis fri eller ytterende er demonterbart forbundet med en hastighetsvarierende motor 136 ved hjelp av en kobling 138. Et flertall stromningsrettende skovler ikO er festet i huset nær propellen 132 og strekker seg fra husets vegg radialt innover mot et sentralt nav 1^2. Inntaksenden Ihk av huset 130, som vist i fig. 8, mottar de indre ender av et par vannførende ledninger 1^6.

Som i den tidligere beskrevne utforelsesform kommuniserer ledningene 1<*>t6 med den omgivende sjo utenfor skrogejt og de er progressivt sammensnevret i tverrmål over hele lengden til, -de når huset 130.

Utlbpsenden av huset 130'er utformet; som en albu og i dennes nedre ende er roterbart montert en tru^yse 1.50.. Sistnevnte roteres ved hjelp av en styreaksel 152 hvis nedre ende ér festet i en sentral foring 15^. i dysen 1.50, idet den ovre mellomdel av. akslen er roterbart montert i en tilstbten.de sentral fbrinjj 156 og lagerklo^s 158 i albuen 1>+8 til huset 130. '

Vann strommer inn i anordningen gjennom ledninger 1^6 (som.kan vtere forsynt med ventiler 160, fig. 10) og blir trukket inn mot propellen 132 hvor trust tilveiebringes. Skovlene 1*f0 fjerner eventuell hvirvling i vannstrommen for den strommer ut fra albuen 1*+8 og inn i dysen 150, hvilken i likhet med de tidligere utforelsesformer er fullt orienterbar. Styreakslen kan roteres ved hjelp av innret-ninger i likhet med den som er vist i utforelsesformen i henhold til fig. 2.

En ytterligere utfbielsesf orm for oppfinnelsen er vist i fig. 11 som illustrera? en baustyreanordning. av den tversgående type. En ledning 162 er montert på tvers i skipsskroget (ikke vist) og et trommellignende hus I6*t er plassert i ledningen. En skrue eller en trustpropell 166 er montert for rotasjon i huset 16^+ ved hjelp av en bærer 168 som er forsynt med et flertall stag e.l. 170 som også tjener som retningsskovler for vannet som strommer gjennom ledningene.

Propellen 166 er festet til en horisontalt plassert drivaksel 172 som blir rotert ved hjelp av en motor (ikke vist) via et konisk drev 17^ og en pinjong-aksel 176 plassert inne i bæreren. Akslen 176 blir på sin side rotert ved hjelp av en parallell motoraksel via passende tannhjul 180-182.

Det er tidligere i denne beskrivelse nevnt ulempene ved kjente sideveis styreanordninger med hensyn til bruken av revereerbaiepropeller, hvorav en type er vist i fig. 12a. Det er klart at for å være i stand til å tilveiebringe trust i to retninger, må propellen vist i fig. 12a ha det samme profil på hver av sine flater. Imidlertid skaper bruken av denne aerodynamiske propelltype kavitasjonsproblemer når den bilt brukt i en sideveis pumpe, med det resultat at den blir hoyst ueffektiv. For tilveiebringelse av f.eks. et trykk på omkring 11 tonn må en sideveis pumpe som bruker en reverserbar, aerodynamisk propell ha en ledningsåpning på omkring 2, h meter i diameter. Undersøkelser har vist at pumpen som vist i fig. 11, under anvendelse av prope^lblader med utformning som vist i fig. 12b, tilveiebringer samme trykk med en lednings-diameter på 0,9 meter.

For derfpr å tilveiebringe trust både til styrbord og babord med en ikke-reverserbar propell, er den foreliggende utforelsesform forsynt med innretning for rotasjon av propellen og dens bærer 168 i trommelhuset 16^. Den nedre ende av bæreren 168 er forsynt med en orienteringsaksel 18<*>+ som stikker frem nedover fra trommelen 1 6h gjennom en pakkboks 186 i trommelens underkant. Passende pakninger 188 er anordnet i bærerens ovre ende i trommelen. En passende drivmekanisme (ikke vist) roterer akslen I8*f ved hjelp av en snekkeaksel 192 og et samvirkende tannhjul 19<*>+ festet til den nedre ende av akslnn.

Det vil forstås at som et resultat av rotasjon av bæreren 168, vil pinjongakslen 176 og dens tilhorende tannhjul 182 rotere 180° om motorakslen 178 og dennes tannhjul 180 slik at de blir liggende i en-stilling R antydet med strekede linjer.

Ennvidere ligger det innenfor rammenav foreliggende oppfinnelse å

tilveiebringe en baustyreanordning i likhet med den i fig. 11 med unntagelse av at to kontra-roterende eller tvilling-propeller vil bli brukt og hvori en propell kan ha hoyere utveksling enn den andre for å oke trykket gjennom roret.

Claims (3)

1. Baustyreanordning for fartoyer, omfattende et hult, sylindrisk hus innrettet til å anbringes vertikalt i fartoyets bauparti, med en dreibar propell anbragt koaksialt inne i huset for å drive vann gjennom dette, hvor huset, gjennom tverrskips kanaler under vannlinjen står i forbindelse med det omgivende vann, samt en drivanordning anbragt over huset for dreining av propellen, karakterisert ved at et strålemunnstykke (28), som mottar vann under trykk fra propellen (2 <*>f ), er anordnet i det nedre parti (16) av huset (2) pg kan beveges mellom en forste posisjon, hvor det rager ned under fartoyets kjol (^f), og en annen posisjon, hvor det er trukket inn i huset hvor det kommuniserer med nedre tverrskips-kanal (1.2), og at der er en dreieanordning (56) som er koaksial med propellens drivaksel (30) og innrettet til å svinge munnstykket (28) 36O <0> i huset (2) for å bevirke en utlopsstrom som, når sett i horisontalplanet, i den forste posisjon kan rettes i en onsket vinkel i forhold til fartoyet under dets bunn og i den annen posisjon kan sende en vannstrom ut til den ene eller den annen side av fartoyet vinkelrett på dettes midtskipsplan.

2. Baustyreanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den omfatter en venturi-anordning (22) på oppstromssiden av propellen ( 2h) og innrettet til å lede vann ned mot propellen.

3. Baustyreanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved et deksel (^-6) på den ovre ende (1>+) av huset (2) over fartoyets vannlinje, hvilket deksel når det er fjernet tillater oppadrettet uttagning av venturianordningen (22), propellen ( 2k) og munnstykket (28). •+. Baustyreanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at munnstykket (28) omfatter et antall strbmningskanaler (79) og at tverrsnittsarealet for munnstykket avtar jevnt mot dets utlbpsende (7^).