NO133265B

NO133265B -

Info

Publication number: NO133265B
Application number: NO1375/73A
Authority: NO
Inventors: S Lais; R Reuter
Original assignee: Schottel Werft
Priority date: 1972-04-05
Filing date: 1973-04-04
Publication date: 1975-12-29
Also published as: NL7304501A; FR2179182A1; BE797117A; US3903833A; FI54891C; DE2216344C3; SE393077B; DE2216344A1; DE2216344B2; AT331136B; FI54891B; CH582599A5; GB1378120A; FR2179182B1; NO133265C; ATA185373A; DK155582C; DK155582B

Description

Denne oppfinnelse vedrører en vannstråledrivanordning for drift og styring, særlig av såkalte flattgående, vanngående fartøyer. This invention relates to a water jet propulsion device for operation and control, particularly of so-called flat-going, water-going vessels.

For drift og styring av vanngående fartøyer er det kjent å anordne såkalte rorpropeller, dvs. propeller som er svingbare om en vertikal akse. Tidligere kjent er også tverr-driftanlegg som omfatter en eller flere propeller anordnet i en tunnel som forløper fra skipets ene side til den annen og ved hjelp av hvilken sideskyvekraft kan utøves mot fartøyet for styring eller manøvrering. Disse anordninger krever en bestemt forholdsvis stor vanndybde for å kunne virke. For the operation and steering of water-going vessels, it is known to arrange so-called rudder propellers, i.e. propellers which can be pivoted about a vertical axis. Also previously known are cross-drive systems which comprise one or more propellers arranged in a tunnel which runs from one side of the ship to the other and with the help of which lateral thrust can be exerted against the vessel for steering or manoeuvring. These devices require a certain relatively large water depth to be able to work.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en drivanordning for vanngående fartøyer som egner seg for såkalte flatgående skip med ubetydelig dyptgående, omfattende en innenfor skipsskroget og umiddelbart over skipsbunnen anordnet propellpumpe som med sin vertikale aksel er anordnet i en rørbendtunnel som ikke rager utenfor vannfartøyets bunn og som gjennom en drivutveksling drives av en i vannfartøyets skrog anordnet motor. The purpose of the invention is to provide a drive device for water-going vessels which is suitable for so-called flat-going ships with negligible draft, comprising a propeller pump arranged within the ship's hull and immediately above the ship's bottom, which with its vertical shaft is arranged in a pipe-bend tunnel which does not project beyond the bottom of the watercraft and which through a drive gear is driven by an engine arranged in the watercraft's hull.

Denne oppgave er ifølge oppfinnelsen løst ved at rør-bendtunnelen er stort.sett L-formet og er svingbar og drivbar om én vertikal akse, således at den av propellpumpen i vertikal retning innsugede vannstrøm etter valg støtes ut i en horisontal retning. En flat byggemåte og en høy virkningsgrad oppnås ved en sådan utforming. Hensiktsmessig er der i vannfartøylégemet anordnet en i det vesentlige horisontal kanal eller tunnel som leder den av rørbendtunnelen utstøtte vannstråle utover. According to the invention, this task is solved in that the pipe-bend tunnel is largely L-shaped and can be pivoted and driven about one vertical axis, so that the water flow sucked in by the propeller pump in a vertical direction is ejected in a horizontal direction. A flat design and a high degree of efficiency are achieved with such a design. Appropriately, an essentially horizontal channel or tunnel is arranged in the body of the watercraft which guides the jet of water ejected by the tube bend tunnel outwards.

For flatgående vannfartøyer er en sådan utforming særlig viktig, hvor den krumme tunnel eller rørbendet er således anordnet at den eller det ikke rager under vannfartøyets bunn eller basis. Det kan være fordelaktig å anordne den svingbare krumme tunnel mellom to overfor hinannen liggende tunneler som er rettet mot to motsatte sider av fartøyet, f.eks. mot dets styrbord- og babordside. De sistnevnte ikke svingbare tunneler virker da som tverrstråleror eller tverrstrømsror. Ellers kan den krumme tunnel også være rettet forover og bakover for å For flat-going watercraft, such a design is particularly important, where the curved tunnel or pipe bend is arranged in such a way that it does not protrude below the bottom or base of the watercraft. It can be advantageous to arrange the pivotable curved tunnel between two opposite tunnels which are directed towards two opposite sides of the vessel, e.g. towards its starboard and port sides. The latter non-swingable tunnels then act as cross-jet rudders or cross-flow rudders. Otherwise, the curved tunnel can also be directed forwards and backwards to

tjene som drift for forover- og akteroverfart. Særlig fordelaktig er en kombinasjon av disse byggmåter med f.eks. fire ikke svingbare tunneler, mellom hvilke der er svingbart anordnet en drivahordning ifølge oppfinnelsen. Når det er nevnt foran at de ikke svingbare tunneler kan være. rettet mot fartøyets ene side . eller mot baug eller hekk, betyr dette ikke at de må løpe ut. på disse steder. Utløpet kan f.eks. ved de nevnte retninger befin-ne seg i fartøyets bunn. serve as power for forward and aft crossing. A combination of these construction methods with e.g. four non-swingable tunnels, between which a drive device according to the invention is swingably arranged. When it is mentioned above that the non-swingable tunnels can be. aimed at one side of the vessel. or towards the bow or stern, this does not mean that they must run out. in these places. The outlet can e.g. in the aforementioned directions are in the bottom of the vessel.

Virkningsgraden for drivanordningen ifølge oppfinnelsen kan forbedres ved at der på kjent vis -er anordnet en eller flere ledeskovler i den krumme tunnel. Virkningsgraden for drivanlegget ifølge oppfinnelsen kan også økes ved at den krumme tunnel utformes som dyse. The efficiency of the drive device according to the invention can be improved by arranging one or more guide vanes in the curved tunnel in a known manner. The efficiency of the drive system according to the invention can also be increased by designing the curved tunnel as a nozzle.

For bestemte vannfartøyer, f.eks. arbeidsskip, kan det være fordelaktig å anvende flere.anordninger ifølge oppfinnelsen, f.fiks. foran og akter eller til en viss grad ved hvert hjørne av fariøyet eller på en annen måte som passer til formålet for vedkommende fartøy. For certain watercraft, e.g. workship, it may be advantageous to use several devices according to the invention, e.g. fixed. fore and aft or to a certain extent at each corner of the fairing eye or in another way that suits the purpose of the vessel in question.

En særlig effekt kan oppnås hvis anordningen som- frem-bringer skyvekraft, f.eks. propellen eller "propellene, er omkast-bar. Hvis drivanlegget f.éks. er utformet klokkeformet ved skipets bunn, er det fordelaktig at anordningen som avleder vann-strømmen som transporteres av propellpumpen, er rettet på skrå nedad. A particular effect can be achieved if the device which produces thrust, e.g. the propeller or "propellers" are reversible. If the drive system, for example, is designed bell-shaped at the bottom of the ship, it is advantageous that the device that diverts the water flow transported by the propeller pump is directed obliquely downwards.

For montering er det fordelaktig å utføre anordningen som en byggeenhet som består av et hus med radialt utadrettede åpninger, i hvilke den svingbare tunnel (rørbend) med "propellpumpen er lagret. For assembly, it is advantageous to design the device as a building unit consisting of a housing with radially outward-facing openings, in which the swiveling tunnel (pipe bend) with the "propeller pump" is stored.

En fordel ved anlegget ifølge oppfinnelsen er at virkningsgraden er like god i alle skyveretninger. Like overfor ror-propellene er anordningen ifølge oppfinnelsen dessuten fordelaktig ved at en undervannsdrivutveksling ikke er nødvendig. Like overfor tverrdriftsahlegg er anordningen fordelaktig ved at den også kan brukes til fremdrift. En særlig betjening av f.eks. klaffer o.l. er ikke nødvendig. An advantage of the plant according to the invention is that the efficiency is equally good in all thrust directions. Directly opposite the rudder propellers, the device according to the invention is also advantageous in that an underwater drive gear is not necessary. Similar to cross-drive attachments, the device is advantageous in that it can also be used for propulsion. A special operation of e.g. flaps etc. is not necessary.

Når det er nevnt ovenfor at en i det vesentlige vertikalt rettet vannstrøm avledes til en i det vesentlige horisontal strøm, er dermed å forstå alle de utførelser hvor vannet som kom-mer fra skipsbunnen eller gjennom skipsbunnen, suges inn på en eller annen måte og avledes sideveis eller lengdeveis for å frem-bringe en skyvekraft i vedkommende retning. When it is mentioned above that an essentially vertically directed water flow is diverted into an essentially horizontal flow, this means all the designs where the water coming from the ship's bottom or through the ship's bottom is sucked in in one way or another and diverted laterally or longitudinally to produce a thrust in the relevant direction.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved eksempler under henvisning til tegningene, hvis fig. 1 viser skjematisk en del av et vannfartøy med en drivanordning ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser, også skjematisk, et tverrsnitt gjennom den nedre del av et vannfartøy med en drivanordning ifølge oppfinnelsen, og fig. 3 viser i større målestokk et tverrsnitt av en anordning ifølge oppfinnelsen uten fartøy. The invention shall be explained in more detail by means of examples with reference to the drawings, if fig. 1 schematically shows part of a water vessel with a drive device according to the invention, fig. 2 shows, also schematically, a cross-section through the lower part of a water vessel with a drive device according to the invention, and fig. 3 shows on a larger scale a cross-section of a device according to the invention without a vessel.

På fig. 1 betegner 1 en del av et skip som er bygget som et flatgående skip, dvs. med lite dyptgående som antydet mellom skipsbunnen 3 og vannoverflaten 2. Skipsskrogets bunn danner i dette tilfelle ved hekken et trau 4 eller lignende som er trukket så høyt opp at det er så meget plass til en drivanordning i trauet at anordningen ikke rager utenfor skipets bunn. Skroget er således utformet at en vannstrøm kan strømme uhindret ut akterover og/eller eventuelt til sidene. Den opptrukne akter-bunn går så over i selve skipsbunnen, således at en vannstrøm også i denne retning, f.eks. forover, bare vil møte en liten mot-stand . In fig. 1 denotes 1 a part of a ship that is built as a flat-going ship, i.e. with a shallow draft as indicated between the bottom of the ship 3 and the surface of the water 2. In this case, the bottom of the ship's hull forms at the stern a trough 4 or similar which is drawn up so high that there is so much space for a drive device in the trough that the device does not protrude beyond the bottom of the ship. The hull is designed in such a way that a stream of water can flow out unhindered aft and/or possibly to the sides. The retracted aft bottom then passes into the ship's bottom itself, so that a water flow also in this direction, e.g. forward, will only face a small resistance.

Drivanordningen ifølge oppfinnelsen består i det vesentlige av en krum tunnel eller et rørbend 6, i hvilket der er lagret en propell eller en propellpumpe med f.eks. flere propeller og som er dreibar om en vertikal akse. Propellen eller propellene kan også være erstattet ved andre vanntransporterende innretninger. Rørbendet leder i det vesentlige vertikalt inn-' suget vann over i en i det vesentlige horisontal retning. Rør-bendet som inneholder propellen eller propellene er lagret dreibart i skipet. For drift av propellen tjener en motor 8 The drive device according to the invention essentially consists of a curved tunnel or a pipe bend 6, in which a propeller or a propeller pump with e.g. several propellers and which can be rotated about a vertical axis. The propeller or propellers can also be replaced by other water-transporting devices. The pipe bend conducts essentially vertically sucked water over in an essentially horizontal direction. The tube-bend containing the propeller or propellers is rotatably stored in the ship. A motor 8 serves to operate the propeller

som over kjente kraftoverførings- eller utvekslingsinnretninger, f.eks. en i et koblingshus 9 anordnet■kobling og/eller en i dette hus anordnet utveksling, driver en kardangaksel 10 og en as over known power transmission or exchange devices, e.g. a coupling arranged in a coupling housing 9 and/or a transmission arranged in this housing drives a cardan shaft 10 and a

vinkeldrivutveksling 12, 13 (fig. 3) som har en vertikalt lagret propellaksel 14 som uttaksaksel. Utvekslingshuset 11 er lagret fast i skipet. Fig. 2 viser et tverrsnitt av et skip med en drivanordning ifølge oppfinnelsen. Det ovenfor beskrevne rørbend er lagret svingbart i trauet. På siden av trauet finnes tunneler 15 hhv. 16 som forløper gjennom skrogets sider og som etter valg kan lede vannstrømmen fra rørbendet mot den ene eller den andre side, således at der oppnås en styrevirkning. Tunnelene heller noe nedover for eventuelt å fjerne en forstyrrende virkning fra vannstrømmen. Fig. 3 viser et vertikalsnitt av en drivanordning ifølge oppfinnelsen. I rørbendets 6 vertikale del er propellen 7 lagret med sin akse forløpende vertikalt, nemlig på en propellaksel 14 som er ført gjennom en aksel- eller lagerhylse 18. På rørbendet er der skrudd fast en ytterhylse 19 som er dreibart lagret, men ikke forskyvbart i lengderetningen i et utvekslings-hus 11 eller i et med dette forbundet bærerør lia. På ytterhylsens 19 øvre del er der festet et skråtannhjul 20 som er i inn-grep med et pinjonghjul 21 som er lagret omtrent horisontalt i utvekslingshuset 11. Pinjongdrevet 21 er tilkoblet styredriften fra rorstasjonen omtrent på den måte som er kjent fra rorpropeller. Fra styrestasjonen kan rørbendet dreies og skyvekraften innstilles i den retning som er nødvendig for styring av skipet. angular drive transmission 12, 13 (fig. 3) which has a vertically mounted propeller shaft 14 as output shaft. The exchange housing 11 is stored permanently in the ship. Fig. 2 shows a cross-section of a ship with a drive device according to the invention. The pipe bend described above is stored pivotably in the trough. On the side of the trough there are tunnels 15 and 16 which runs through the sides of the hull and which can, by choice, direct the water flow from the tube bend towards one or the other side, so that a steering effect is achieved. The tunnels slope somewhat downwards to possibly remove a disturbing effect from the water flow. Fig. 3 shows a vertical section of a drive device according to the invention. In the vertical part of the pipe leg 6, the propeller 7 is supported with its axis running vertically, namely on a propeller shaft 14 which is guided through an axle or bearing sleeve 18. An outer sleeve 19 is screwed onto the pipe leg, which is rotatably supported, but not displaceable in the longitudinal direction in an exchange housing 11 or in a carrier pipe 11a connected to it. On the upper part of the outer sleeve 19 is fixed a bevel gear 20 which engages with a pinion wheel 21 which is stored roughly horizontally in the gear housing 11. The pinion drive 21 is connected to the steering drive from the rudder station in much the same way as is known from rudder propellers. From the steering station, the tube bend can be turned and the thrust force set in the direction required for steering the ship.

Propellakseeln 14 er ført gjennom ytterhylsen 19. Ved ytterhylsens øvre ende beliggende over tannhjulet 20 er der anordnet et kjegletannhjul 13 som tilhører den ovenfor nevnte vin-keldrift. Et pinjongdrivhjul 12 griper inn i kjegletannhjulet 13 og er lagret f.eks. horisontalt i utvekslingshuset. Propellen 7 drives så fra motoren 8 (fig. 1) over den nevnte kobling og/eller utvekslingen, kardangakselen og vlnkeldriften som består av drivpinjonghjulene og kjegletannhjulene for drift av propellakselen. The propeller shaft 14 is guided through the outer sleeve 19. At the upper end of the outer sleeve located above the gear wheel 20, there is arranged a bevel gear 13 which belongs to the above-mentioned angular drive. A pinion drive wheel 12 engages in the bevel gear 13 and is stored e.g. horizontally in the exchange housing. The propeller 7 is then driven from the engine 8 (fig. 1) via the aforementioned coupling and/or transmission, the cardan shaft and the crankshaft drive which consists of the drive pinion wheels and bevel gears for driving the propeller shaft.

Rørbendet er utført strømlinjeaktig og hensiktsmessig som dyse, dvs. at innløpsåpningen er større enn utløpsåpningen. Hvirveldannelser i det krumme parti elimineres eller reduseres ved hjelp av en eller flere ledeskovler 22. Innløps- og/eller utløpsåpninger er utformet lett traktformede. Rørbendet utformes fordelaktig under hensyntagen til alle strømningstekniske synspunkter. The pipe bend is designed in a streamlined and appropriate way as a nozzle, i.e. the inlet opening is larger than the outlet opening. Vortices in the curved part are eliminated or reduced by means of one or more guide vanes 22. Inlet and/or outlet openings are designed slightly funnel-shaped. The pipe bend is advantageously designed taking into account all flow engineering points of view.

For føringen av vannet i tilslutning til rørbendet er For the routing of the water in connection with the pipe bend is

det hensiktsmessig anordnet tunneler som vist på fig. 2, men vannet kan også ledes fritt ut som vist på fig. 1 for fart for- the suitably arranged tunnels as shown in fig. 2, but the water can also be led out freely as shown in fig. 1 for speed for-

over og akterover. above and aft.

Ved den viste utførelse er rørbendet lagret på den ene In the embodiment shown, the pipe bend is stored on one

side. For skyvekrefter kan det være hensiktsmessig med tosidig lagring eller med en støttelagring i tillegg. En lagring kan f.eks. være anordnet for rørbendet et sted i nærheten av inn-løpsåpningen. page. For thrust forces, it may be appropriate to have two-sided storage or with an additional support storage. A storage can e.g. be arranged for the pipe bend somewhere near the inlet opening.

Hvis der kreves større skyvekrefter for et fartøy, kan If greater thrust is required for a vessel, can

det utstyres med flere skyvekraftfrembringende rørbend, f .eks. it is equipped with several pipe bends producing thrust, e.g.

et eller flere ved akterenden og/eller ved baugen eller eventu- one or more at the stern and/or at the bow or eventually

elt ved hver ende av fartøyet, f.eks. et rørbend i hvert hjørne. or at each end of the vessel, e.g. a pipe bend in each corner.

Forskjellig fra det viste eksempel kan motoren eventuelt utvekslingen også være anordnet aksialt eller parallelt med propellakselen. Different from the example shown, the motor and possibly the transmission can also be arranged axially or parallel to the propeller shaft.

Ved en fordelaktig utførelse er rørbendet med innbyg- In an advantageous embodiment, the pipe bend with built-in

gede og påbyggede deler, byggeinnretningene for propellen og eventuelt for svingebevegelsen og en tunnel som omgir rørbendet, anordnet i et hus og utformet som en selvstendig påbygningsenhet. cantilevered and attached parts, the construction equipment for the propeller and possibly for the turning movement and a tunnel that surrounds the tube bend, arranged in a house and designed as an independent attached unit.

Fortrinnsvis er propellen utført med innstillbare pro-pellblad. I visse tilfelle kan det være fordelaktig å drive The propeller is preferably made with adjustable propeller blades. In certain cases it may be beneficial to drive

>propellen over en reverseringsutveksling. >the propeller over a reversing gear.

Claims

1. Water jet drive device for operation and steering, especially of so-called flat-going, water-going vessels, with a propeller pump arranged inside the ship's hull and immediately above the ship's bottom, which with its vertical shaft is arranged in a pipe bend tunnel that does not project beyond the bottom of the watercraft and which is driven through a drive exchange by a motor arranged in the hull of the watercraft, characterized in that the pipe bend tunnel (6) is largely L-shaped and can be pivoted and driven about a vertical

axis, so that the flow of water drawn in by the propeller pump (7) in a vertical direction is ejected in a horizontal direction.

2. Device according to claim 1, characterized by an essentially horizontally arranged channel or tunnel (15, 16) in the body of the watercraft which guides the jet of water ejected from the pipe bend tunnel (6) outwards.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the pivotable pipe bend tunnel (6) containing the propeller pump (7) is arranged at the stern of the watercraft.

4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the watercraft includes several drive devices.

5. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the propeller pump (7) is adjustable.

6. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the propeller pump (7), the pivotable pipe bend tunnel (6) and a drive transmission housing (11) together with a housing that possibly contains channels, are designed as a built-in unit.

7. Device according to claim 1, characterized in that the propeller pump has at least one propeller with adjustable pitch.