NO135133B - - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et hydraulisk jet-fremdriftssystem i små, middelsstore og store skip om-

fattende et flertall f reindriftsenheter, dvs. to par hydrauliske jet-fremdriftssett anordnet speilsymmetrisk om et vertikal-

plan gjennom skipets lengdeakse og anordnet inne i skroget,

hvilke fremdriftsenheter består av vannpumper drevet av konvensjonelle motorer idet vannpumpen til hver f reindriftsenhet med sin ene side er forbundet med en innløpskanal og med sin annen side med en utløpskanal, og hvor innløpskanalene til det første par fremdriftsenheter er anordnet ved skipets baug og deres utløpskanaler er anordnet nær det sted hvor skipets side-

vegger går over i baugen, og hvor utløpskanalene til det andre par fremdriftsenheter er anordnet ved skipets akterende samt at hver innløps- og utløpsåpning til innløps- og utløpskanalene er forsynt med et beskyttelsesnett.

Det hydrauliske jet-fremdriftssystem ifølge den

foreliggende oppfinnelse atskiller seg fra de hittil kjente systemer ved det spesielle arrangement av det andre par jet-fremdrif tsenheter ved skipets akterende samt den spesielle ut-

forming av hver fremdriftsenhet i både det første og andre par fremdriftsenheter samt passering av disse i skroget hvilket sikrer en bedre total fremdriftsvirkningsgrad samt bedret tonnasjeforhold enn det som er oppnådd ved hittil kjente systemer i praktisk bruk.

Den høyere totale hydrauliske virkningsgrad skyldes

liten skyvehastighet av vannstrålen som kun er noe høyere enn skipets marsjhastighet samt et parallelt strømningsmønster av vannstrålen i utløpskanalen.

Pumpen som benyttes i fremdriftsenhetene ifølge

den foreliggende oppfinnelse, er hovedsakelig en i og for seg kjent aksialpropellerpumpe som ble modifisert i samsvar med den foreliggende oppfinnelse på en slik måte at de dreibart regulerbare propellblad også kan dreies i negativ forstand ved et høyt spesielt om-flreiningstall pr. minutt, samt at den har et sett fast anordnede lede-vinger som sikrer et parallelt strømningsmønster i den utløpende stråle, hvorved denne paralellstrømning sikrer en meget god hydraulisk virkningsgrad.

Løsningen ifølge den foreliggende oppfinnelse setter spesielt store skip istand til å manøvrere uavhengig i havner, samt at det oppnås hydraulisk bremsing av skip samt mindre motstand under fart.

Fremdriftsenheten ifølge den foreliggende oppfinnelse som er beregnet som hoved- og eneste fremdriftsenheter, kan og-så nyttes som manøvreringsinnretninger ved å forandre strømningshas-tigheten til fremdriftsvannet i hver enkelt fremdriftsenhet, hvorved en slik forandring av strømningen må være i en passende kombinasjon avhengig av den ønskede eller nødvendige manøvrering.

I denne mulighet for manøvrering er inkludert variasjon av hastighet ved konstant kurs, variasjon av kurs ved alle hastigheter, og endog manøvrering av skip fra stillstand, sånn som f.eks. perpendikulær avgang fra en brygge eller dreining omkring omkring et punkt.

Ved en samtidig reorientering av fremdriftsvann-strømmen i alle fremdriftsenhetene kan det utføres en såkalt hydraulisk bremsing av skipet.

Skipets hastighet kan styres ved variasjon av strømningshastigheten til fremdriftsvannet, hvilket igjen kan oppnås ved å dreie de regulerbare blader i propellerpumpen.

En motsatt strømning av fremdriftsvann gjennom fremdriftsenhetens kanaler er gjort mulig ved negativ dreining av propellerpumpens regulerbare blader, mens pumpeakselens omdreinings-retning forblir den samme.

På grunn av et slikt arrangement kan akselerasjon eller deakselerasjon eller endog bremsing av skipet oppnås uten å forandre fremdriftsenhetenes rotasjonshastighet eller rotasjonsretning. Ved stopp av skipet kun for en kort tid (f.eks. for manøvreringsfor-mål), kan fremdriftsenhetens motor løpe med normal hastighet idet kun de regulerbare blad blir dreid til en nøytral stilling i hvilken bladene ikke frembringer noen vannstrøm. Hele styringen av skipet utstyrt med fremdriftsenheter i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, oppnås ved å styre de regulerbare blad til rotoren i hver enkelt fremdriftsenhet. I slike arrangementer er det ikke behov for reversible motorer.

Ved et hensiktsmessig arrangement av innløps- og utløpsåpninger oppnås en reduksjon av motstand under navigering, og med et hensiktsmessig arrangement av innløpsåpningene ved skipets baug blir fenomenet med baugbølge eliminert.

Det er videre mulig å tilveiebringe en meget mer effektiv grenselagvannstrøm rundt skroget ved hjelp av en hensiktsmessig anbringelse av nevnte innløps- og utløpsåpninger langsmed skroget, og spesielt i skipets akterparti.

Anbringelsen, formen og antallet av,fremdriftsenheter i samsvar med oppfinnelsen er basert på den lavest mulige spesifikke belastning av propellerpumpens blad for å redusere faren for kavitasjon og- for å sikre en større total hydraulisk virkningsgrad.

Den totale hydrauliske virkningsgrad avhenger av

en større vannstrømning hvis utstrømningshastighet fra fremdriftsenhetene er relativt liten i sammenlikning med skipets navigerings-hastighet.

Por å sikre denne større strøm av fremdriftsvann, er det nødvendig med en større diameter på inntaks- og utløpskanalene så vel som en større diameter på propellerpumpen i sammenlikning med hittil kjente utførelsesformer.

Imidlertid for at dimensjonene til f reindrifts-enhetene i samsvar med dån foreliggende oppfinnelse skal holdes innenfor rasjonelle grenser, må innløps- og utløpskanalene ha en konisk form som konvergerer mot propellerpumpen. Avsmalningen eller konisi-teten til slike kanaler er ifølge oppfinnelsen optimal ved en vinkel på 8° som vist i den etterfølgende tegning.

Slike innløps- og utløpskanaler gjør det mulig å oppnå en bedre total hydraulisk virkningsgrad, og en større fremdrifts-kratft i sammenlikning med fremdriftskrefter som hittil er oppnådd. Konsekvensen av alle de omtalte foranstaltninger er et betraktelig nedsatt brenselforbruk.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er dette oppnådd ved hjelp av de karakteristiske trekk som er angitt i karakteristikken til det etterfølgende krav.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det etter-følgende i forbindelse med et skjematisk utførelseseksempel av fremdriftssystemet anordnet i små, middels store og store skip med henvisning til den etterfølgende tegning som viser et delvis horisontalt tverrsnitt av et arrangement av to jet-fremdriftssett i baugen og to i akterenden av skipet, hvilke jet-fremdriftssett er anordnet speilsymmetrisk om skipets lengdeakse og har sine sugeinntak og fremdriftsutløpsåpninger i de hosliggende sidevegger.

Arrangementet av fremdriftssett i samsvar med den utførelsesform som er vist i tegningen sikrer et mer effektivt arrangement av strømnings linjer omkring skipet for å redusere dets bevegelsesmotstand.

De to sugeinntak til fremdriftssettene som er arrangert speilsymmetrisk, kan for den utførelsesform når det er påkrevet, bli anbrakt ved baugen slik at sugeinntakene kommer til å ligge ved siden av hverandre.

I tegningen er baugen angitt med 41, den høyre sidevegg med 44, og skipets bevegelsesretning er vist med en pil' plassert i skipets lengdeakse. Sugerøret som passerer inn i pumpen 2d, er angitt med ld og utløpsrøret med 3d. Akselen 21d kan svinges i en vinkel B mot skipets indre eller mot dets

sidevegg.

Arrangementet av paret av fremdriftssett plassert ved skipets akterende kan i samsvar med behovene for skipets hydrauliske egenskaper, ha sugeinntakene plassert nærmere midten av sideveggene eller nærmere skipets akterende. Skipets høyre sidevegg 44' går via en avrunding over i akterenden 43. Suge-røret er angitt med tallet le, pumpen med 2e og utløpsrøret med 3e. Pumpens drivaksel 21e kan svinges i en vinkel 8.mot side-veggen eller mot skipets indre. Utformningen av akterenden 43 har ingen innflytelse på det essensielle ved den foreliggende oppfinnelse.

De essensielle komponentdeler til fremdriftsfestene er forsynt med de samme henvisningstall med tilføyde bokstaver e,d for deres spesielle plassering i forhold til skipsskroget.

De viktigste komponenter til hvert fremdriftssett er sugerøret 1, propellpumpen 2, utløpsrøret 3 og drivakselen 21. Skipet og dets deler er angitt med h og sugeinntakets beskyttelsesnett med 12. Vannstrømmens retning er angitt med piler uten henvisningstall.

Likeledes og fortsatt innenfor oppfinnelsens ramme,

er den detaljerte bestemmelse av sugerørets form og konisitet, propellpumpens form og størrelse, utløpsrørets form og konisitet, idet disse parametere blir nøyaktig bestemt etterat formålet med utformningen er blitt nøyaktig definert, f.eks. plasseringen og antallet av fremdriftssett.

Jet-fremdriftssettene, spesielt rotoren til propellpumpen, blir fortrinnsvis montert så dypt som mulig inne i skipet for at de beste formål i forbindelse med kavitasjon blir oppfylt. Disse forhold blir også forbedret ved riktig dimen-sjonering av sugerøret, f.eks. ved riktig valg av dets tverrsnitt og konisitet, videre ved et adekvat valg av rotorblader i propellpumpen, dvs. med lavere spesifikke belastninger.

Skipets bevegelse i retning av akterenden oppnås ved

å dreie propellbladene i pumpen slik at den virker motsatt. Manøvreringen av et skip blir spesielt effektiv ved en øket strømning gjennom enkelte sett eller gjennom jet-fremdrifts-åpninger.

Fordelene ved løsningen ifølge den foreliggende oppfinnelse ligger i muligheten for at store skip kan nytte en grunnere havn enn skip av samme størrelse med propelldrift.

En videre fordel er at et slikt skip kan manøvreres ved egen hjelp i havnen. Et stort antall jet-fremdriftssett resulterer i en lavere spesifikk belastning på rotoren, spesielt i forbindelse med store skip, og ved fordelaktig plassering av sugeinntakene og fremdriftsåpningene er det gjort mulig en reduksjon av skipets bevegelsesmotstand under fart samt at nye, effektive former for skipsutformning gjøres mulig. Løsningen ifølge den foreliggende oppfinnelse bevirker ikke vibrasjoner i skipet slik tilfellet er med propelldrevne skip.

Claims (1)

1. Hydraulisk jet-fremdriftssystem i små, middelsstore og store skip omfattende et flertall fremdriftsenheter, dvs.

   to par hydrauliske jet-fremdriftssett anordnet speilsymmetrisk om et vertikalplan gjennom skipets lengdeakse og anordnet inne i skroget, hvilke fremdriftsenheter består av vannpumper drevet av konvensjonelle motorer idet vannpumpen til hver fremdriftsenhet med sin ene side er forbundet med en innløpskanal og med sin annen side med en utløpskanal, og hvor innløpskanalene til det første par fremdriftsenheter er anordnet ved skipets baug og deres utløpskanaler er anordnet nær det sted hvor skipets sidevegger går over i baugen, og hvor utløpskanalene til det andre par fremdriftsenheter er anordnet ved skipets akterende samt at hver innløps- og utløpsåpning til innløps- og utløpskanalene er forsynt med et beskyttelsesnett, karakterisert ved at innløpskanalen" (ld; le) til hver jet-fremdriftsenhet konvergerer mot pumpen (2d; 2e) med en maksimal konevinkel på 8° (vinkelen mellom kanalveggene er således 8 + 8 = 16°),

   og hvor pumpen (2d;2e) er konstruert som en aksial propeller-pumpe med dreibart regulerbart propellblad for reversering av vannstrålen uten å forandre pumpens rotasjonsretning såvel som for regulering av vannstrålens strømningshastighet, samt at utløpskanalene (3d;3e) til hver jet-fremdriftsenhet divergerer fra pumpen (2d;2e) med en maksimal konevinkel på 8° (vinkelen mellom kanalveggene er således 8 + 8 = 16°), og at innløps-kanalene (le) til det andre par hydrauliske jet-fremdriftsenheter er anordnet nær det sted hvor sideveggene (44') går over i akterpartiet (43) idet det første såvel som det andre par hydrauliske jet-fremdriftsenheter ved skipets baug (4l) og akterende (43) er anordnet så dypt som mulig i skroget og under hen-syntagen til at nevnte elementer skal ligge i samme horisontale plan.