NO147946B - Fremgangsmaate for skyvkraft-frembringelse ved styre-drivverk for vannfartoey og et for utoevelse av fremgangsmaaten utformet styredrivverk - Google Patents

Abstract

FREMGANGSMÅTE FOR SKYVKRAFT-FREMBRINGELSE VED. STYRE-DRIWERK FOR VANNFARTØY OG ET FOR UTØV-ELSE AV FREMGANGSMÅTEN UTFORMET STYREDRIWERK.

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for skyvkraft-frembringelse ved styredrivverk for vannfartøy, hvor drivvann og sugevann til-føres et diffusoravsnitt av et drivverk, idet en sentral sugevannstråle omhylles av den ringformede drivvannstråle. Oppfinnelsen vedrører også et styredrivverk for vannfartøy for gjennom-føring av fremgangsmåten, bestående av en fremre drivverksdel

som er utformet som sugerør for en sugevannstråle og har en driv-vannførende ringkanal med en utløpsspalte ved sugerørenden, og en bakre drivverksdel som er utformet som diffusordyse med en inn-løpsåpning med mindre diameter enn utløpsåpningen og en større diameter enn sugerørets utløpsåpning.

For frembringelse av en skyvkraft ved hjelp av et stråledrivverk ved vannfartøy er det kjent å benytte en lavt belastet aksial-pumpe. De dermed oppnåbare virkningsgrader er så høye at man neppe kan øke disse. Ved konstante strålefrembringelsesgrader er den oppnåbare skyvkraft henholdsvis driveffekten et spørsmål om effektbelastningen av strålefrembringelsesflaten og hastigheten. For styredrivverk kan man se bort fra hastigheten som et kriterium ved en første tilnærming, da nemlig innstrømningshastighetene ved disse drivverk er meget lave i forhold til strålehastighetene. Propell-drivverk har spesielle fortrinn, men har i mange anvendelsestilfeller også graverende ulemper, så som stor diameter, nødvendig tilstrekkelig neddykking, stor transportert masse,

store styrekrefter, kraftige effekt-overføringsenheter og lign. Forsøk på å unngå disse ulemper har alltid ført til et høyere belastet drivverk. Et propell-drivverk er mulig med belastninger opp til ca. 370 kw pr. m stråleflate. Utover dette må man gripe til andre pumpetyper. De strålehastigheter som kan oppnås ved en-trinns propell-drivverk ligger på omtrent 10 m/sek. Med diagonalpumper kan dette området økes opp til ca. 20 m/sek. Med radialpumper kan man nå strålehastigheter på over 50 m/sek. De

nødvendige arbeidstrykk ligger på 0,5 - 20 bar i strålefrembring-elsesplanet.

Jo høyere strålefrembringelsestrykket og dermed stråle-hastigheten i drivverket er, desto mindre blir også forstillings-kreftene ved et styredrivverk og desto mindre blir også vann-gjennomgangsmengden. Den største ulempe er imidlertid at også skyvkraft pr. aksel-kW avtar raskt. Et drivverk som ved et stråle-frembringelsestrykk på ca. 5 bar arbeider med en strålehastighet på ca. 30 m/sek., gir bare ca. 45 N standskyvkraft pr, kw driveffekt.

Dette er den avgjørende årsak til at radialpumper og også diagonalpumper bare anvendes i liten grad innen propulsjonsteknikken.

Hittil har man forsøkt å oppheve eller mildne den avgjør-ende ulempe ved de høyt belastede stråledrivverk, dvs. det lave skyvkraftutbyttet, ved egnet utforming av stråleutløpsanordningene. Som hjelpemiddel har man her fremfor alt forsøkt å utnytte ejektor-effekten, som går ut på at en høyt belastet drivstråle gjennom en egnet blandedyse vil suge inn ekstra vann som benyttes for skyvkraf tfrembringelse. Slike ejektor-virkninger er undersøkt og anvendt i vindkanal-teknikken for høyhastighetskanaler. Når det gjelder vannstråledrivverk har Witte og Lorenz i den senere tid gjennomført inngående undersøkelser.

De av Witte gjennomførte kanalundersøkelser med ejektor-drivverk begrenser seg til ejektor med sentral drivstråle-inn-blåsing, mens arbeidene til Lorenz tar utgangspunkt i en anvendelse av ejektorprinsippet for tverrstråle-ror og innbefatter flerhull-kantstråle-ejektoren samt en ejektor med spaltformet drivstråleutløp over hele tverr-røromkretsen. Det er tatt utgangspunkt i ejektor-drivverk som har meget stor lengde i forhold til sugerørdiameteren, og dette umuliggjør en anvendelse som dreibart styredrivverk.

De kjente ejektor-drivverk består av et sugerør med et avrundet innløp, med en blandingsstrekning og en tilknyttet diffusor. En drivstråledyse munner i sugerøret, og drivstråledysen er enten anordnet midt i sugerøret, i dettes innløp, eller den er utformet med kantspalte fordelt over sugerørets omkrets, eller den er utført i form av over omkretsens fordelte enkelt-dyser.

Bestrebelsene på å korte av drivverkets lengde kan bare lykkes dersom man kan korte av blandingsstrekningen eller helt eliminere denne, og uten virkningsgrad-tap gjøre diffusorens åpningsvinkel så stor at man får et tilstrekkelig stort forhold mellom diffusor-endeflaten og sugerør-flaten, med en kortest mulig diffusor. En særlig gunstig virkningsgrad kan oppnås dersom man kan holde de av den meget hurtige drivstråle berørte veggflater så små som mulig, eller eventuelt helt eliminere disse.

En sentralstråle-ejektor fører nødvendigvis til en strøm-ningsprofil i sugerøret som bare tillater ganske små diffusor-åpningsvinkler. Ved en åpningsvinkel på mer enn 3° vil diffusor-virkningsgraden raskt synke. Berøringen mellom den hurtige drivstråle og en veggflate begrenser seg til dysemunnstykket. Ejektor-veggen pådras bare med blandingshastigheten. Da man imidleritd har meget store veggflater i de kjente, lange ejektorer, får man med disse en vesentlig redusering av drivverkets virkningsgrad som følge av veggfriksjon.

Kantstråle-ejektoren som er foreslått av Lorenz, og modi-fikasjoner av denne i form av flerhull-ejektorer, fører til en strømningsprofil i sugerøret som tillater både korte blandings-lengder og større diffusor-vinkler, og kan derfor muliggjøre kortere byggelengder av drivverket. Ulempen er imidlertid at større sugerør-flater pådras med den totale drivstrålehastighet slik at den derved oppstående veggfriksjon medfører et tap av en større del av drivverk-skyvkraften. En utover den for funksjonen nødvendige lengde gående lengdedimensjonering, slik at det kan være nødvendig for et tverr-rør i et skip, som følge av skipets bredde, vil i et hvert tilfelle føre til et betydelig ekstra skyvkraf ttap.

Vannfartøy drives vanligvis med vannstråle-driwerk i videste forstand. Heri er også propeller innbefattet, idet disse kan anses som ekstremt lavt belastede aksialpumper.

Allerede de grunnleggende fysikalske forhold som man må ta hensyn til ved konstruksjon av et vannstråle-driwerk, gir en anvisning på hvordan konstruksjonen må utformes. For å oppnå en høy skyvkraft med god virkningsgrad må drivverket kunne akselerere så mye vann som mulig så lite som mulig.

Skruepropeller lar seg i så henseende neppe overgå, og dette er da også grunnentil at disse propulsjonsorganer har så vid utbredelse. I mange anvendelsestilfeller har imidlertid skruepropeller også graverende ulemper. De har en stor diameter, som må ha en mest mulig fri tilstrømning, har altså et enormt plassbehov, og betinger en spesiell utforming av vannfartøyets undervannsdel. Videre har skruepropeller et behov for en tilstrekkelig neddykking for å unngå luftinnbrudd og kavitasjon. Andre ulemper er: kraftige effekt^pverføringsenheter, store styrekrefter ved utforming som styredrivverk, sterk svingnings-frembringing, sterk støyutvikling o.l.

Skal disse ulemper unngås, fører dette nødvendigvis til drivverk som er høyere belastet, vanligvis altså til diagonal-eller radialpumper. Med de sistnevnte kan man oppnå strålehastigheter på over 50 m/sek., samtidig som et slikt anlegg er relativt lite og lett. Ulempen ved et slikt anlegg er imidlertid at det ved små fartøyhastigheter oppnådde forhold mellom skyvkraft og driveffekt er meget lite som følge av den store forskjell mellom strålehastighet og fartøyshastighet. Eksempelvis kan man med en strålehastighet på 30 m/sek. bare oppnå 60 N skyvkraft pr, kW driveffekt, mens en skruepropell som arbeider med 6 m/sek. strålehastighet, kan oppnå 333 N pr, kW (ideelt regnet: stråle-skyvkraft/stråleeffekt = 2/strålehastighet). Dette er den av-gjørende årsak til at radialpumper og også diagonalpumper hittil bare har vært anvendt i meget begrenset omfang innenfor propulsjonsteknikken. I de vanlige utførelser er de vanligvis bare interessante for høyhastighetsfartøy (hydrofoilbåter og glide-båter), hvis egenshastighet ligger i nærheten av strålehastig-heten.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å mulig-gjøre et styredrivverk som har en høy skyvkraft og en gunstig virkningsgrad og som egner seg til bruk for vannfartøy, hvilket styredrivverk muliggjør en optimal tilpasning av stråleutløps-hastigheten såvel som forholdet mellom drivvann og sugevann til enhver ønsket fartøy-hastighet, uten at derved drivverkets lengde økes i vesentlig grad. En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er. også å tilveiebringe en fremgangsmåte for oppnåelse av denne høye skyvkraft, ved hvilken fremgangsmåte de av den meget hurtige drivvannstråle berørte veggflateri drivverket holdes meget små, henholdsvis elimineres helt, og hvormed en optimal strømningsprofil oppnås samtidig med en kort blandingslengde og en stor diffusor-vinkel.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det en fremgangsmåte som nevnt innledningsvis, kjennetegnet ved at sugevannet oppdeles i to strømningsavsnitt og at sugevannstrålen i det andre strømnings-avsnitt fra utsiden bringes til omhylling av driwannstrålen.

For styredrivverket som nevnt innledningsvis foreslås

det en utførelse kjennetegnet ved at innløpsåpningen er anordnet i området ved den fremre driwerksdels utløpsåpning og danner en ringformet, over eller i området til ringkanalens utløpsspalte liggende innløpsspalte for en ytre sugevannsstråle.

Dette gir et styredrivverk som har et godt skyvkraft-utbytte og en liten byggelengde, med gunstig virkningsgrad. Diffusorens veggflater berøres ikke av den meget hurtige drivvannstråle. Ved styredrivverket får man således intet pådrag av ejektor-veggen med den totale drivstrålehastighet, slik tilfellet er i en kantstråle-ejektor. Dessuten oppnås en optimal strøm-ningsprofil ved en kort blandingslengde og stor diffusorvinkel. dvs. at de friksjonsgivende veggflater blir meget små. Denne utformingen av et drivverk muliggjør bruk av drivverket som dreibart styredrivverk, særlig på grunn av den korte drivverklengden. Styredrivverket muliggjør en omsetting av en høyhastighetsstråle med et lite volum til en stråle med lav absolutt hastighet og tilsvarende større volum. For å oppnå den lave strålehastighet er styredrivverket utformet slik at det har ekstremt stor vann-gjennomgang med en vidtgående omdannelse av hastighetsenergien til trykkenergi og dermed til skyvkraft i drivverkets høyeffekt-diffusoravsnitt.

Oppfinnelsen vedrører også et styredrivverk som er utformet slik at det, for oppnåelse av optimal avstemning av hastigheten til den fra drivverket utgående blandingstråle til fartøy-hastigheten i drivverket er anordnet en innretning for vannstråle-utløpstverrsnittsregulering. Som følge av den nye utformingen av et styredrivverk kompenserer man i sterk grad den avgjørende ulempe ved høyt belastede stråledrivanlegg, med bibehold av fordelene. Med egnet utforming av drivverket kan man oppnå en optimal tilpasning av gjennomført vannmengde og strålehastighet til fartøy-hastigheten.

Denne innretning for vannstråle-utløpstverrsnittsregulering består av et i diffusorens innerrom anordnet, som drivverkssentral-linjen rotasjonsymmetrisk og kjegleformet fyll-legeme, hvorved det dannes et ringformet, av fyltlegemets stilling bestemt utløps-tverrsnitt mellom diffusor-innerveggen og fyll-legemet. For å kunne foreta en utløpstverrsnitts-endring er fyll-legemet utformet slik at det kan forskyves parallelt med drivverksentrallinjen, ved hjelp av hydrauliske, mekaniske eller andre innretninger.

Ifølge et videre trekk ved oppfinnelsen er innretningen for vannstråleutløps-tverrsnittsregulering anordnet i drivverkets sentrale sugevannstråle.

Videre vedrører oppfinnelsen en utforming hvoretter diffusorringen kan forskyves i drivverkets lengderetning i forhold til drivverkets fremre del, hvorved innløpstverrsnittet til den ytre sugevannstråle som omhyller drivvannstrålen kan forstilles.

Ifølge en ytterligere utforming av det nye styredrivverk er det i drivverkets fremre del, fortrinnsvis i dennes bakre ende, og sentralt i den sentrale sugevannstråle anordnet et om drivverk-sentrallin jen rotasjonsymmetrisk, spindelformet og ballongaktig med gass eller en væske oppblåsbart fyll-legeme av et fleksibelt materiale, hvorved det mellom innerveggen i den fremre drivverksdel, hvilken innervegg omslutter den sentrale sugevannstråle, og fyll-legemet dannes et ringformet gjennomstrømningstverrsnitt hvis flate kan innstilles ved hjelp av fyll-mengden i det oppblåsbare fyll-legemet.

Videre vedører oppfinnelsen en utforming hvoretter drivverkets diffusordel i samsvar med drivverkets fremre del er utformet som en ringformet kanal, idet diffusor-delens innerflate er forsynt med flere gjennombrudd og ring-kanaler er tilknyttet en med en reguleringsventil forsynt sugeledning for en drivvanns-pumpe ved hjelp av en med en reguleringsventil forsynt ledning, slik at drivvannspumpen gjennom diffusorring-kanalen kan utøve en sugevirkning gjennom den perforerte diffusor-innervegg på

det grensesjikt som danner seg ved denne innervegg. Dette muliggjør store diffusor-åpningsvinkler uten strømningsavløsning hvilket muliggjør en kort utførelse av diffusordelen og dermed av hele drivverket.

Ifølge et videre trekk ved oppfinnelsen består drivverkets diffusordel av en ring-kanal med nesten sirkelformet tverrsnitt, hvilken ring-kanal på sin fra drivverkets fremre del vendte side er forsynt med en innover mot drivverkets sentrallinje rettet spalte, hvorigjennom vann kan suges inn i det indre av ring-kanalen, mens det som pumpe er anordnet en drivvanns-pumpe, idet ring-kanalen ved hjelp av en med en reguleringsventil forsynt ledning er tilknyttet den likeledes med en reguleringsventil forsynt med sugeledning for drivvannspumpen, slik at man ved en tilsvarende innstilling av de to reguleringsventiler kan innstille mengden av det gjennom ringspalten innsugede vann og dermed kan regulere utvidelsen av den fra drivverket utgående stråle.

Et styredrivverk som egner seg særlig godt for fast montering i eller på vannfartøy, med kantet utførelsesform, er ifølge et videre trekk ved oppfinnelsen utformet på den måten at diffusordelen dannes av drevne rotorer som tangerer blandingsstrålen, idet rotorene dreier seg motsatt hverandre og med strøm-ningsretningen på den siden som berører blandingsstrålen, og utvidelsen av blandingsstrålen lar seg regulere ved hjelp av rotor-turtallet, slik at man dessuten ved likerettet omdreining av rotorene kan tilveiebringe en ombøyning av den ut fra drivverket gående stråle.

Et styredrivverk utformet ifølge oppfinnelsen muliggjør en optimal tilpasning av såvel stråleutløpshastigheten som forholdet mellom drivvann og sugevann til enhver fartøyhastighet, uten at drivverkets lengde økes vesentlig. Denne tilpasning oppnås ved en endring av sugevanninnløpstverrsnittet og/eller blandevannutløpstverrsnittet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning

til tegningene, hvor fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom et styredrivverk, figurene 2a, b og c viser strømningsprofilene for henholdsvis en sentralstråle-ejektor, en ringstråle-ejektor og et styredrivverk ifølge figur 1., figur 3 viser et styredrivverk med et i diffusorens innerrom forskyvbart anordnet rotasjonssymmetrisk fyll-legeme for utløpstverrsnitts-regulering, figur 4 viser et styredrivverk med en annen utførelse av et fyll-legeme, figur 5 viser et styredrivverk med en forskyvbar- diffusor-ring, figur 6 viser et styredrivverk med en ytterligere utførelses-form av et oppblåsbart fyll-legeme,figur 7 viser et styredrivverk med en diffusor-del utformet for hindring av strømnings-avløsning, figur 8 viser en ytterligere utførelsesform av et styredrivverk i en kort utførelse, uten diffusor-del, men til gjengjeld med en aktiv innretning for stråleutvidelse, figur 9 viser en ytterligere utførelsesform av et styredrivverk med i motsatte retninger omløpende, drevne rotorer for stråleutvidelse,

og figur 10 viser et styredrivverk med rotorer som drives i samme omløpsretning.

Det i tegningsfigurene viste styredrivverk er betegnet med 10 og består av en fremre drivverkdel 11 og en bakre drivverkdel 12.

Den fremre drivverkdel 11 dannes av en ringformet kanal 20, som omgir drivverkets innerrom 26, slik at det dannes en inn-løpsåpning gjennom 20 med avrundet innløp og en utløpsåpning 22. Vindkanalen 20 er forsynt med en tilføringstuss 23 for drivvann T og har en ringformet spalte 25 for utstrømming av drivvannet. Det av ring-kanalen 20 omgitte innerrom 26 repre-senterer sugeavsnittet, hvorgjennom en første sugevannstråle Sl går.

Etter den fremre drivverkdel 11 følger en bakre drivverkdel 12. Denne danner diffusoren og består av en diffusordyse 30 med en innløpsåpning 31 og en utløpsåpning 32. Det smaleste stedet i diffusor-dysens innløpsåpning 31 har en diameter som er større enn diameteren til utløpsåpningen 22 i den fremre drivverkdel 11, og innløpsåpningen 31 ligger i det av den fremre drivverkdel 11's utløpsåpning 22 dannede plan, hvorved det dannes en ringformet spalte 3 5 som omgir den ringformede drivvannspalte 25.

Den ringformede innløpsspalte 35 tjener til tilføring

av en andre sugevannstråle S2 til innerrommet 36 i diffusor-

dysen 30. Hele anordningen av den fremre drivverkdel 11 og den bakre drivverkdel 12 er slik at den inn i den ringformede inn-løpsspalte 35 gående sugevannstråle S2 føres langs innervegg-flaten 30a i diffusor-dysen 30, som antydet med pilen X. Diffusor-dysens 30 innerrom 36 utvider seg konisk mot utløps-åpningen 32, slik at utløpsåpningens32 diameter er større enn den minste diameteren i diffusor-dysens innløpsåning 31.

Den ringformede utløpsspalte 25 i den fremre drivverkdel 11 er med hensyn på sin styreflate utformet slik at den drivvannstråle T som kommer ut av den ringformede utløpssliss 25 i pilretningen XI, ved en samtidig gjennomstrømming av sugevannstrålen XI i pilretningen X2 gjennom drivverket, ikke på-

drar diffusordysens innerveggflate 30a, men treffer på den langs diffusordysens 30 innerveggflate 30a førte sugevannstråle S2

og tar med seg denne, slik at man unngår friksjonstap ved føring av drivvannstr en T langs diffusordysens 30 innerveggflate 30a.

Som en følge av denne spesielle føring av sugevannet

og drivvannet og særlig som følge av oppdelingen av sugevannet i to stråleavsnitt Sl og S2,oppnås en meget gunstig strømnings-profil (figur 2c) sammenliknet med strømningsprofilen i en sentralstråle-ejektor (figur 2a) og strømningsprofilen i en ringstråle-ejektor av kjent type (figur 2b). Dessuten får hele drivverket en kort lengde som følge av at diffusor-dysens 30 inte-greres i suge- henholdsvis blandeavsnittet til den fremre drivverkdel 11, slik at drivverket kan anvendes som styredrivverk og-så for små skip, særlig som dreibart styredrivverk. Denne gunstige strømningsprofil ved det foreliggende drivverk skyldes at man unngår den ellers forekommende friksjon mellom diffusorens innerveggflate og drivstrålen.

Den i figur 3 viste utførelse har et om drivverk-sentral-linjen rotasjonssymmetrisk fyll-legeme 40 i diffusor-innerrommet 36 for regulering av utløpstverrsnittet. Fyll-legemet kan beve-ges i retning av driwerkssentrallinjen som antydet med dobbelt-pilen Y, ved hjelp av egnede innretninger som kan være av hydrau-lisk, mekanisk eller annen art. Med stiplete linjer og betegnet med et 401 er fyll-legemet vist i utkjørt stilling.

Mellom fyll-legemet 40 og dif f usorens innervegg 30a dannes det således et ringformet utløpstverrsnitt 41 hvis areal til enhver tid bestemmes av fyll-legemets 40 stilling.

Figur 4 viser en annen mulig utførelsesform av et drivverk med fyll-legeme. Det er her antydet et fyll-legeme 50 som kan blåses opp som en ballong rotasjonssymmetrisk om diffusorens sentrallinje. Fyll-legemet er innspent i den fremre enden 52

og i den bakre enden 53. Fyll-legemet kan eksempelvis blåses opp til den med stiplede linjer og med 501 betegnede form. På denne måten kan man endre det sirkel-ringformede stråleutløpstverrsnitt 51 ved tilføring henholdsvis uttapping av et gass-formet eller flytende fyllmedium gjennom en på tegningen ikke vist ledning.

Figur 5 viser en utførelse hvor drivverketsstråleutløps-hastighet kan reguleres derved at man forskyver diffusor-ringen 30 i pilretningen Z. Derved kan man endre det innløpstverrsnitt

35 som står til rådighet for sugevannstrålen S2, og dermed end-rer man også mengden av det her tilførte sugevann. Totalt end-rer man derved altså forholdet mellom drivvann og sugevann, og dermed også hastigheten til blandingsstrålen.

En videre mulighet for styring av blandingsforholdet er vist i figur 6, hvor det er anordnet et oppblåsbart fyll-legeme som kan benyttes til å regulere den sentrale sugevannstråle Sl. Det med 60 betegnede fyll-legeme svarer i oppbygning og virke-måte til det i figur 4 viste fyll-legeme. Fyll-legemet 60 kan, eksempelvis blåses opp til den med stiplede linjer viste form 601. Anordnes fyll-legemet 60 slik at det minste tverrsnitt for sugevannstrålen Sl befinner i umiddelbar nærhet den fremre driv-verkdels bakre ende, dvs. like foran drivvann-dysen, oppnår man den ekstra fordel som består i at man reduserer blandetapet,

da nemlig i så fall sugevannet tilføres drivvannet med en betydelig hastighet, hvorved støt-tapene, som er en funksjon av hastig-hetsforskjellen mellom drivvann og sugevann, reduseres.

Reguleringen av diffusorutløpstverrsnittet 32 ved hjelp av et i diffusoren anordnet fyll-legeme i samsvar med de i figurene 3 og 4 viste utførelsesformer medfører nødvendigvis en økning av drivverk-lengden. Derved taper man en vesentlig fordel ved det nye drivverk sammenliknet med andre ejektor-drivverk, nemlig den korte lengden, hvilket kan være av utslagsgivende betydning, særlig når man ønsker å anvende drivverket som et dreibart styredrivverk. Ved regulerbare drivverk, hvor det kreves en relativ stor lengde som følge av anordningen av fyll-legemene i utløpstverrsnittet, betinget av anordningen av fyll-legemet selv såvel som av dets forbindelser med det øvrige drivverk,

må man derfor forsøke å gjøre de øvrige drivverk-deler så korte som mulig.

En mulighet består i å avkorte diffusoren. Diffusor-lengden bestemmes av den maksimale åpningsvinkel som ved en enkel diffusor 10 ikke bør overskride 10-14°, da man ellers vil få avløsning ved diffusor-innerveggen. Dette vil ødelegge diffusor-virkningen. En økning av diffusorens åpningsvinkel er bare hen-siktsmessig dersom man samtidig ved hjelp av egnede tiltak sør-ger for at den uønskede avløsning uteblir.

Det er i og for seg kjent å hindre avløsning ved av-suging av grense-skiktet. Dette prinsipp kan man i det foreliggende tilfelle utnytte på en elegant måte, slik det eksempelvis er vist skjematisk i figur. 7. Drivverkets diffusordel 70 er på

^samme

^ måte som drivverkets fremre del utformet som en ringformet kanal 71. Innerveggen 71a, altså den egentlige diffusor-begrensnings-flate, er perforert med flere gjennombrudd eller hull 72. Diffusorring-kanalen 71 er gjennom en rørledning 8 2 forbundet med sugeledningen 81 til en drivvann-pumpe 80. Drivvann-pumpen suger altså en del av sitt vannbehov fra diffusorringen. Den annen del kan innstilles ved hjelp av ventilen 81a og 82 a.

Ved hjelp av den på denne enkle måte realiserte grense-skikt-avsugning kan man øke diffusorens åpningsvinkel i betydelig grad, hvilket ved et gitt forhold mellom dif f usor-innløpsf laten og diffusor-utløpsflaten gir en enkel diffusor med en betydelig redusert lengde.

En ytterligere mulighet for økning av diffusorens åpningsvinkel består i å gi det gjennom diffusoren strømmende vann en hvirvel-påtrykking slik at de resulterende sentrifugal-krefter leverer en positiv trykk-andel til diffusorens innerflate, hvorved avløsningen motvirkes. Hvirvlingen kan tilveie-bringes ved å anordne tilsvarende hvirvelplater i den fremre drivverksdel såvel som i diffusordelen. Dessuten kan man også hvirvelpåvirke drivvannet, idet man anordner hvirvelplater i

en ringvanndyse. Også i innløpsspalten for den ytre sugevannstråle 52 kan man anordne på tegningen ikke viste hvirvelplater som da samtidig kan benyttes som forbindelseselementer mellom fremre og bakre drivverkdel.

En enda kortere utførelse av styredrivverket er vist

i figur 8. I prinsippet arbeider det viste system på samme måte som det i figur 7 viste. Samme systemkomponenter er derfor forsynt med samme henvisningstall- Diffusordelen 70 er erstattet med en ringkanal 90 med et nesten sirkelformet tverrsnitt. I denne ringkanal suges vann inn gjennom en spalte. For det første forskyves herved avløsningspunktet i ringkanalen bakover, og for det andre induseres en i retning utad roterende ring-hvirvel, slik at man får den med pilene antydede strømningsut-videlse. Man får altså en virkning som svarer til virkningen av en diffusor, samtidig som byggelengden reduseres vesentlig. Hertil kommer at stråleutvidelsen kan reguleres i en viss grad, ved å regulere den fra innerromet 91 i ringlegemet 90 og dermed gjennom spalten 9 2 utsugede vannmengde. Ringkanalen 9 0 er ved hjelp av rørledning 82 forbundet med drivvannpumpens 8 0 suge-

ledning 81. Begge ledninger 81 og 82 er forskynt med ventiler 81a og henholdsvis 82a.

En ytterligere utførelsesform av drivverket, som likeledes har en meget kort byggelengde og som også muliggjør en styr-bar stråleutvidelse, er vist i figur 9. Denne variant er i det vesentlige av betydning for rettvinklede drivverk-tverrsnitt, særlig for fast installerte, ikke dreibare anordninger. Stråleutvidelsen oppnås her ved hjelp av drevne rotorer 200, 201 som dreier seg i motsatte retninger, som antydet med pilene. I

figur 9 er det tilveiebrakt et strømningsforløp antydet med stiplede piler. Graden av stråleutvidelse kan reguleres ved hjelp av rotor-turtallet.

Dreies rotorene 200,201 i samme dreieretning, kan man med samme anordning oppnå en avbøyning av strålen, slik det er antydet med de stiplede piler i figur 10. Dette har naturlig-vis en stor fordel ved fast installerte, ikke dreibare drivverk.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for skyvkraftfrembringelse ved styredrivverk for vannfartøy, hvor drivvann og sugevann tilføres et diffusoravsnitt av et drivverk, idet en sentral sugevannstråle omhylles av den ringformede drivvannstråle, karakterisert ved at sugevannet oppdeles i to strømningsavsnitt og sugevannstrålen i det andre strømningsavsnitt fra utsiden bringes til omhylling av drivvannstrålen.

2. Styredrivverk for vannfartøy for gjennomføring av fremgangsmåten i krav 1, bestående av en fremre drivverksdel som er utformet som sugerør for en sugevannstråle og har en drivvann-førende ringkanal med en utløpsspalte ved sugerørenden, og en bakre drivverksdel som er utformet som diffusordyse med en inn-løpsåpning (31) med mindre diameter enn utløpsåpningen (32) og ■ en større diameter enn sugerørets utløpsåpning (22), karakterisert ved at innløpsåpningen (31) er anordnet i området ved den fremre drivverksdels (11) utløpsåpning (22) og danner en ringformet, over eller i området til ringkanalens (20) utløpsspalte (25) liggende innløpsspalte (35) for en ytre sugevannstråle (S2) .

3. Styredrivverk ifølge krav 2,karakterisert ved at ringkanalens (20) ringformede utløpsspalte (25) har styre-flater som er rettet mot diffusordysens (30) innerveggflate.

4. Styredrivverk ifølge krav 2,karakterisert ved at det er anordnet en innretning (100) for vannstråleutløps-tverrsnitts regulering, hvilken innretning består av et i innerrommet (36) til drivverkets (10) diffusor (30) anordnet, i forhold til drivverkssenteraksen rotasjonssymmetrisk og kjegleformet fyll-legeme (40, 50, 60) under dannelse av et ringformet utløps-tverrsnitt (41) mellom diffusorinnerveggen (30a) og fylllegemet (40, 50, 60) hvilket utløpstverrsnitt bestemmes av fyll-legemets (40, 50, 60) stilling.

5. Styredrivverk ifølge krav 4,karakterisert ved at fyll-legemet (4'0) er forskyvbart parallelt med drivverkssenter aksen.

6. Styredrivverk ifølge krav 4,karakterisert ved at innretningen (100) er anordnet i drivverkets (10) sentrale sugevannstråle.

7. Styredrivverk ifølge krav 4,karakterisert ved at innretningen (100) består av en i drivverkets lengderetning i forhold til drivverkets (10) fremre del forskyvbar utformet diffusorring (30) for endring awden ytre sugevannstråles innløpstverr-snitt.

8. Styredrivverk ifølge krav 4,karakterisert ved at innretningen (100) består av et spindelformet og ballongaktig med en gass eller væske oppblåsbart fyll-legeme (50) av fleksibelt materiale, idet det mellom diffusorinnerveggen (30a) og fyll-legemet (50) forblir et ringformet utløpstverrsnitt (51) hvis areal kan innstilles med fyllmengden til det oppblåsbare fyll-legeme.

9. Styredrivverk ifølge krav 4, karakterisert v eJ d at innretningen (100) er anordnet i den fremre drivverksdel (11) og fortrinnsvis ved dennes bakre ende, midt i den sentrale sugevannstråle og består av et spindelformet og ballongaktig med gass eller væske oppblåsbart fyll-legeme (60) av fleksibelt materiale, idet det mellom den sentrale drivverksdel (11) innervegg, som omslutter den sentrale sugevannstråle, og fyll-legemet (60) er utformet et ringformet gjennomløpstverrsnitt hvis areal bestemmes av fyllmengden til det oppblåsbare fyll-legeme.

10. Styredrivverk ifølge et av kravene 4-9, karakterisert ved at drivverkets (10) diffusordel (70) i samsvar med drivverkets fremre del (11) er utformet som en ringformet kanal (71), idet diffusordelens (70) innerflate er forsynt med flere gjennombrudd (72) og ringkanalen (71) ved hjelp av en med en reguleringsventil (81a) forsynt sugeledning (81) er tilknyttet en drivvannpumpe (81) som kan utøve en sugevirkning på det langs innerveggen i diffusoren oppstående grensesjikt gjennom den perforerte diffusorinnervegg og diffusorringkanalen(71).

11. Styredrivverk ifølge et av kravene 4-8,karakterisert ved at drivverkets (10) diffusordel (70) består av en ringkanal (90) med nesten sirkelformet tverrsnitt, hvilken ringkanal på sin fra den fremre drivverkdel (11) vendte side er forsynt med en innover mot drivverkssenteraksen rettet spalte (92) hvorigjennom vannet kan suges inn i det indre av ringkanalen (90), at det som pumpe er anordnet en drivvannpumpe (80), og ved at ringkanalen (90) gjennom en med en reguleringsventil (82a) forsynt ledning (82) er tilknyttet den likeledes med en reguleringsventil 81a) forsynte sugeledning (81) for drivvannpumpen(80).

12. Styredrivverk ifølge krav 4,karakterisert ved at drivverket i diffusordel (30) dannes av drevne rotorer (220, 201,) som tangerer blandingsstrålen, dives i motsatte retninger og roterer med strømningsretningen på den side som berører blandingsstrålen .

13. Styredrivverk ifølge krav 12, karakterisert ved at rotorene (220, 201) er utformet for omdreininger i samme retning.