NO150430B

NO150430B - VANNJET DRIVING DEVICE FOR OPERATION AND CONTROL OF ISAAS BASIC VESSELS

Info

Publication number: NO150430B
Application number: NO812069A
Authority: NO
Inventors: Franz Krautkremer; Achim Kessler; Siegfried Lais; Gerd Krautkraemer
Original assignee: Schottel Werft
Priority date: 1980-06-19
Filing date: 1981-06-18
Publication date: 1984-07-09
Also published as: IT8148452A0; NL183346B; SG11884G; GB2081199A; NL8800076A; GR75264B; NL8102345A; NO150430C; FR2484952B1; IT1170964B; NO812069L; FR2484952A1; NL183346C; GB2081199B

Description

Oppfinnelsen angår en vannjet-drivanordning for drift og styring av især grundtgående vannfartøyer i henhold til kravets innledning. The invention relates to a water jet propulsion device for operation and control of watercraft in particular, according to the preamble of the claim.

Oppfinnelsen tar sikte på å løse den oppgave å for-bedre ytelsen for drivanordningen både under drift og ved opp-starting, idet det sikres en liten vekt og lite rombehov. The invention aims to solve the task of improving the performance of the drive device both during operation and at start-up, ensuring low weight and small space requirements.

For løsning av denne oppgave foreslås en vannjet-drivanordning med trekkene i henhold til ravets karatkeriserende del. To solve this task, a water jet drive device with the features according to the caracterizing part of the ram is proposed.

En drivanordning ifølge oppfinnelsen har den fordel at den er beskyttet mot beskadigelse ved berøring av bunnen og er egnet fox små og lett manøvrerbare fartøyer. Den opptar liten plass og har lav vekt. Driften virker selvsugende og er uømfintlig mot innstrømning av sand og andre forurens-ninger. Det foreligger også en god manøvrerbarhet ved hjelp av en skyvstråle som kan styres trinnløst 360°. A drive device according to the invention has the advantage that it is protected against damage when touching the bottom and is suitable for small and easily maneuverable vessels. It takes up little space and has a low weight. The operation is self-priming and is insensitive to the inflow of sand and other contaminants. There is also good maneuverability with the help of a thrust beam that can be controlled continuously 360°.

En ytterligere forbedring av virkningsgraden og en ytterligere senkning av rombehovet fremgår av en utforming med trekken i krav 2. En forbedring baserer på at den skråstilte pumpeakse ikke er parallell med dyseuttaket, altså normalt ligger i fremdriftsretningen, men er anordnet i vinkel til denne. Derved fremkommer følgende fordeler for en pumpe som løper i et spiralhus. A further improvement of the efficiency and a further reduction of the space requirement is evident from a design with the feature in claim 2. An improvement is based on the fact that the inclined pump axis is not parallel to the nozzle outlet, i.e. normally lies in the direction of travel, but is arranged at an angle to this. This results in the following advantages for a pump that runs in a spiral casing.

En ombøyning av vannet fra spiralhusets plan til dysens plan kan bortfalle. A deflection of the water from the plane of the spiral housing to the plane of the nozzle can be omitted.

Ved ens plassbehov fremkommer- en økning av skyvkraf-ten eller omvendt, ved samme skyvkraft opptar driften mindre plass. With one's need for space, there is an increase in the thrust or vice versa, with the same thrust, the operation takes up less space.

Innretningen ifølge oppfinnelsen har en mindre utstøt-ningsvinkel, dvs. vinkelen mellom fartøyslegemet og den vann-stråle som utstøtes kan holdes mindre. The device according to the invention has a smaller ejection angle, i.e. the angle between the vessel body and the jet of water that is ejected can be kept smaller.

Ved skråstillingen av spiralhuset' oppnås en bedre til-gang for vannet inn i innsugningsåpningen. With the inclined position of the spiral housing, a better access for the water into the intake opening is achieved.

På grunn av skråstillingen av spiralhuset oppstår fordelaktig en oppdemmingsflate på tvers av fremdriftsretningen. Denne utvikler over hele innsugningsåpningen en trykk-forhøyelse slik at trykket stiger ved samme ytelse, noe som medfører en større skyvkraft. Due to the inclined position of the spiral housing, a damming surface is advantageously created across the direction of travel. This develops a pressure increase over the entire intake opening so that the pressure rises at the same performance, which results in a greater thrust.

Ytterligere fordeler og trekk ved oppfinnelsen fremgår av den etterfølgende beskrivelse hvor figur 1 viser et snitt av en utførelse av oppfinnelsen, figur 2 viser skjematisk et grunnriss av et ifølge oppfinnelsen skråstilt spiralhus med alle enkeltheter fjernet, figur 3 viser et eksempel på en ytterligere utforming av oppfinnelsen og figur 4 viser i forstørret målestokk en detalj fra figur 3, nemlig detaljen A i et snitt langs B-C. Further advantages and features of the invention can be seen from the following description, where Figure 1 shows a section of an embodiment of the invention, Figure 2 schematically shows a ground plan of an inclined spiral housing according to the invention with all details removed, Figure 3 shows an example of a further design of the invention and figure 4 shows on an enlarged scale a detail from figure 3, namely detail A in a section along B-C.

Et grundtgående vannfartøys skipslegeme 1 (figur 1) har i sitt indre ett om en vertikal svingeakse 3 svingbart opplagret hus 2. På den skjematiske tegning på figur 2 er kun den ytre silhuett av det svingbare hus vist. I det svingbare hus er det anordnet en sentrifugalpumpe 51. Sentrifugal-pumper er kjent, derfor er kun dens spiralhus 52 inntegnet. Spiralhuset opptas slik av det svingbare hus at pumpeakselen 53 og dermed løpehjulets rotasjonsakse 54 er skråstilt både i forhold til svingeaksen 3 og til fremdriftsretningen 55. Sentrifugalpumpen suger således vannet opp fra skipsbunnen som det er antydet med pilene 56 og utstøter det gjennom dysen 57 i retning av pilene 58. Da dysen 57 er rettet mot fremdriftsretningen tildeles vannfartøyet ved hjelp av.det utstøtte vann en skyvkraft. Den nevnte rotasjonsakse er således også skråstilt i forhold til dysens uttaksretning. A ground-going watercraft's hull 1 (figure 1) has in its interior a housing 2 pivotably supported about a vertical pivot axis 3. In the schematic drawing in figure 2, only the outer silhouette of the pivotable housing is shown. A centrifugal pump 51 is arranged in the pivotable housing. Centrifugal pumps are known, therefore only its spiral housing 52 is drawn. The spiral housing is occupied by the pivotable housing in such a way that the pump shaft 53 and thus the rotation axis 54 of the impeller is inclined both in relation to the pivot axis 3 and to the direction of travel 55. The centrifugal pump thus sucks the water up from the bottom of the ship as indicated by the arrows 56 and ejects it through the nozzle 57 in the direction of the arrows 58. As the nozzle 57 is directed towards the direction of travel, the water vessel is given a thrust by means of the ejected water. The aforementioned axis of rotation is thus also inclined in relation to the outlet direction of the nozzle.

Ved hjelp av denne anordning oppnås et mindre om-bygget rom og en mindre strømningsmotstand for det pppsugede vann. Sentrifugalpumpen er anordnet tett over skipsbunnen. Innsugningsåpningen kan avdekkes ved hjelp av en ikke vist rist for å hindre at forstyrrende legemer trenger inn. Det svingbare hus kan bestå helt eller delvis av skumbar plast. Opplagringen av det svingbare hus er skjematisk vist med et lager 11. Med 12 er en tetning vist skjematisk. I praksis må det tas hensyn til alle kjente trekk for opplagringen og tetningen. With the help of this device, a smaller remodeled room and a smaller flow resistance for the suctioned water is achieved. The centrifugal pump is arranged closely above the ship's bottom. The intake opening can be uncovered by means of a grid not shown to prevent disturbing bodies from penetrating. The swiveling housing can consist wholly or partly of foamable plastic. The storage of the pivotable housing is shown schematically with a bearing 11. With 12, a seal is shown schematically. In practice, all known features for storage and sealing must be taken into account.

Bevegelsen av det svingbare hus 2 drives av en ikke vist styremotor via en tannhjuls- eller snekkeveksel eller en annen egnet veksel 14. Sentrifugalpumpen drives av en ikke vist drivmotor som er opplagret i skipslegemet eller på det svingbare hus. Fra drivmotoren overføres driften via kjente egnede drivelementer og eventuelt via en leddaksel 59 og et akselledd 60 til nevnte pumpeaksel. For den praktiske anordningen av leddakselen tas det hensyn til alle kjente på-virkninger. Det svingbare hus 2 er slik utformet og slik innebygget i vannfartøyet av det nøyaktig er tilpasset utspa-ringen i vannfartøyet og i det vesentlige avsluttes sammen med skipets bunn. Dysens 57 fordelaktige form tydeliggjøres på figur 2. Med a1 er lengden av en dyse angitt som ville fremkomme dersom pumpeakselen hadde vært anordnet vertikalt. a2 betegner lengden av dysen ved en anordning av spiralhuset slik at løperhjulets rotasjonsakse i pumpen er skråstilt i et plan som er rettet parallelt med dysens 57 uttaksretning og dermed i det vesentlige parallell med skipets fremdriftsretning. a3 betegn-er dysens lengde når dreieaksen 54 er skråstilt i et plan 61 som står i en vinkel til dysens retning, hhv. fremdriftsretningen. Tilsvarende forstørrelser fremkommer også ved dysens høyde (ved projeksjonen av figur 1). Ved hjelp av dysen oppnås de foran beskrevne fordeler. The movement of the pivotable housing 2 is driven by a not shown control motor via a gear or worm gearbox or another suitable gearbox 14. The centrifugal pump is driven by a drive motor, not shown, which is stored in the ship body or on the pivotable housing. From the drive motor, the operation is transmitted via known suitable drive elements and possibly via a joint shaft 59 and a shaft joint 60 to said pump shaft. For the practical arrangement of the joint shaft, all known influences are taken into account. The swiveling housing 2 is so designed and built into the watercraft in such a way that it is precisely adapted to the recess in the watercraft and essentially ends together with the bottom of the ship. The advantageous shape of the nozzle 57 is made clear in figure 2. With a1, the length of a nozzle is indicated which would appear if the pump shaft had been arranged vertically. a2 denotes the length of the nozzle by an arrangement of the spiral housing so that the axis of rotation of the impeller in the pump is inclined in a plane which is directed parallel to the outlet direction of the nozzle 57 and thus essentially parallel to the ship's direction of travel. a3 denotes the length of the nozzle when the axis of rotation 54 is inclined in a plane 61 which is at an angle to the direction of the nozzle, or the direction of progress. Corresponding enlargements also appear at the height of the nozzle (in the projection of Figure 1). With the help of the nozzle, the advantages described above are achieved.

På figurene 3 og 4 er sentrifugalpumpen 2 vist opplagret på bunnen av skipslegemet 1. For opptak av séntrifu-galpumpen er det i skroget anordnet en såkalt brønn 4 som er lukket med et brønndeksel 4a. Sentrifugalpumpen består i det vesentlige av et løpehjul 5 som på kjent måte omsluttes av et sprir-alhus 6. Sentrif ugalpumpen tjener både for drift og styring av skipet. For dette formål er spiralhuset svingbart opplagret om en vertikal akse under et vekselhus 7 som selv er festet på brønndekslet 4a. In Figures 3 and 4, the centrifugal pump 2 is shown stored on the bottom of the ship's body 1. To receive the centrifugal pump, a so-called well 4 is arranged in the hull, which is closed with a well cover 4a. The centrifugal pump essentially consists of an impeller 5 which is enclosed in a known manner by a spriral housing 6. The centrifugal pump serves both for operation and control of the ship. For this purpose, the spiral housing is pivotally supported about a vertical axis under a gear housing 7 which is itself attached to the well cover 4a.

Sentrifugalpumpens løpehjul drives av en ikke vist motor via vanlige, likeledes ikke viste drivelementer> samt via en kobling 8 og en i vekselhuset vinkelformet veksel. For drift av spiralhusets svingebevegelse tjener en annen motor 9 med hvilken spiralhuset kan svinges via kjente drivelementer som likeledes er opplagret i vekselhuset. The impeller of the centrifugal pump is driven by a motor not shown via ordinary, likewise not shown drive elements> as well as via a coupling 8 and an angular gear in the gearbox housing. Another motor 9 serves to operate the spiral housing's swinging movement, with which the spiral housing can be swung via known drive elements which are also stored in the gearbox housing.

Vannet suges gjennom en innsugningsåpning 20, trykkes av løpehjulet inn i spiralhuset 6 og utstøtes gjennom en kjent dyse 21. Skipet eller lignende drives på denne måte. Ved svingning av spiralhuset og dermed endring av dysens retning kan skipet styres. The water is sucked in through a suction opening 20, pressed by the impeller into the spiral housing 6 and ejected through a known nozzle 21. The ship or the like is operated in this way. By swinging the spiral housing and thereby changing the direction of the nozzle, the ship can be steered.

Figur 4 viser som detalj A på figur 3 i snitt langs linjen B-C, en utførelse av en utluftingsventil. I en vegg 22 av spiralhuset 6 er det anordnet en utluftingsåpning 23. Figure 4 shows, as detail A in Figure 3, in section along the line B-C, an embodiment of a venting valve. A ventilation opening 23 is arranged in a wall 22 of the spiral housing 6.

I utluftingsåpningen passer en ventilklaff 24 tettende, som ved hjelp av en stang 25 eller lignende er slik leddet i et ledd 26 at den ved egenvekten faller ned i den på figur 4 tegnede stilling. I den andre ytterstilling lukker ventilklaffen ventilåpningen,slik det er vist stiplet med den innteg-nede stang. På brønndekselet er et utluftingsrør 27 anordnet. In the ventilation opening, a valve flap 24 fits sealingly, which, by means of a rod 25 or the like, is connected in a joint 26 in such a way that it falls down due to its own weight into the position drawn in figure 4. In the other extreme position, the valve flap closes the valve opening, as shown dashed with the inscribed rod. A ventilation pipe 27 is arranged on the well cover.

Især ved neddykking av sentrifugalpumpen i vannet, noe som skjer ved montasjen og eksempelvis også ved en sjø-setting av skipet, befinner det seg luft i spiralhuset. Ved oppstartingen fortrenges luften av det vann som transporteres og kan unnvike gjennom utluftingsåpningen 23 og utluftings-røret 27. Når luften er trykket ut, trykker det strømmende vanns oppdemningstrykk ventilklaffen 24 mot utluftingsborin-gen 23, slik at denne lukkes. Da stangen 25 befinner seg utenfor sprialhuset og ventilklaffen lukker seg tettende i spiralhusets indre, utgjør utluftingsventilen ingen motstand under driften. Ventilklaffens vekt kan ved hjelp av en ikke vist fjær erstattes eller forsterkes. Especially when submerging the centrifugal pump in the water, which happens during assembly and, for example, also when the ship is launched, there is air in the spiral housing. During start-up, the air is displaced by the water being transported and can escape through the venting opening 23 and the venting pipe 27. When the air is pressed out, the damming pressure of the flowing water presses the valve flap 24 against the venting bore 23, so that it closes. As the rod 25 is located outside the spiral housing and the valve flap closes tightly inside the spiral housing, the venting valve poses no resistance during operation. The weight of the valve flap can be replaced or reinforced with the help of a spring not shown.

Claims

Water jet propulsion device for operating and controlling water vessels, especially ground-going water vessels, with a pump arranged in the ship's hull which is stored in a wheelhouse that can be turned about an essentially vertical axis and which sucks the water transported by the pump at the bottom of the ship and discharges it obliquely downwards, the intake and discharge opening not projecting below the bottom or keel of the watercraft, characterized in that the pump is a centrifugal pump of a known type, with a spiral housing (52), whose inclined axis of rotation (54) is arranged in a plane (61) at an angle to the outlet opening of the nozzle (57) in the spiral housing, respectively in relation to the thrust direction (55).