NO20120526A1 - Fremdriftsenhet for maritimt fartøy omfattende en dyse som oppviser en kurvet følgende kant på utløpet av dysen - Google Patents

Abstract

Fremdriftsenhet (11) for fremdrift og manøvrering av et maritimt fartøy, hvilken omfatter en dyse (12) som oppviser en kurvet følgende kant (21) på dysens (12) utløp, hvilken medfører at dysens (12) lengde er større ved øvre del av dysen 12 og kortest ved de ytterste punktene av en horisontal sentralakse gjennom dysen (12), når dysen (12) er sett bakfra.

Description

Fremdriftsenhet for maritimt fartøy omfattende en dyse som oppviser en kurvet følgende kant på utløpet av dysen

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder en fremdriftsenhet for fremdrift og manøvrering av et fartøy samsvar med innledningen til patentkrav 1. Spesielt gjelder oppfinnelsen en fremdriftsenhet som er forsynt med en dyse som oppviser en kurvet følgende kant på utløpet av dysen.

Bakgrunn

Det er kjent fremdriftsenheter omfattende en propelldel som er festet i en omliggende rotordel, i hvilkens periferi det er festet permanentmagneter eller viklinger for dannelse av magnetfelt. Rotordelen utgjør rotoren til en elektrisk motor og er posisjonert på innsiden av en omliggende statordel, hvilken statordel har anordnet magnetanordninger eller viklinger for generering av magnetfelt for å bevirke rotasjon av propelldelen.

US 5,220,231 viser en slik fremdriftsenhet for et vanngående fartøy. Fremdriftsenheten har en sentralt opplagret propelldel, med propellblader som strekker seg radialt mellom en sentral del og en radialt utvendig posisjonert ring som roterer med liten radial avstand fra statordelen.

Det er stadig større fokus på å redusere energibehovet for bruk av alle typer fremdriftsenheter for fremdrift og manøvrering av fartøy. Det stilles stadig strengere krav til utslipp av miljøskadelige gasser og drivstoffutgiftene er stadigøkende, noe som har ført til et sterkt fokus på utvikling av nye løsninger, blant annet optimalisering av propellblader og utvikling av hybridsystemer for fremdrift av fartøyene.

Et annet område hvor det er forsøkt gjort forbedringer er på selve dysen til fremdriftsenheten.

Fra GB1600994 er det kjent en fastmontert propelldyse med varierende lengdeutstrekning på dysen gjennom en varierende profil både på innløpet og utløpet for at dysen skal oppvise redusert friksjon gjennom forbedrede hydrodynamiske egenskaper der hvor strømningshastigheten er størst. Det å ha en varierende dyseprofil foran propellen, altså et kurvet innløp, vil medføre variasjon i innstrømningen til propellen. En slik variasjon er allerede eksisterende fra skroget og løsningen i GB1600994 søker å redusere denne variasjonen. Det å ha et slikt varierende dyseinnløp vil kreve mye analysearbeid for å tilpasse dyseinnløpet til et gitt skrog. Den samme dysen kan på et annet skrog eller applikasjon gjøre vondt verre. Med andre ord er denne løsningen ikke egnet for masseproduksjon da den må tilpasses hvert enkelt fartøy som skal benytte den.

I GB502564 er det beskrevet en dreibar propelldyse som oppviser varierende lengde både i forkant og bakkant av dysen, samt oppviser en form som en «flymotor» eller ellipseform for å fange som mye vann som mulig inn i propellen.

Det skal nevnes at det er mest vanlig å benytte en dyse hvor det holdes en konstant stor lengde rundt hele dysen, slik som vist i eksempelvis US 5,220,231. Den største ulempen med dette er at fremdriftsenheten vil kreve stor plass under skroget ved rotasjon, samt at det vil føre til en tyngre fremdriftsenhet.

Det er med andre ord et behov for å tilveiebringe en fremdriftsenhet, fortrinnsvis en dreibar fremdriftsenhet, som har lavere vekt sammenlignet med kjent teknikk, men som samtidig oppviser tilstrekkelig styrke.

Det er også et behov for å tilveiebringe en fremdriftsenhet som oppviser større indre plass for tilførsel av midler for smøring av lagerinnretninger, noe kjent teknikk ikke løser.

Det er videre et behov for å tilveiebringe en fremdriftsenhet som oppviser bedre egenskaper til oppta krefter og vibrasjoner enn hva som er tilfellet med kjent teknikk, hvilket er spesielt tilstede når fremdriftsenheten svinges ut når fartøyet beveger seg i stor hastighet.

Det er vanlig å benytte permanentmagnetmotorer i slike fremdriftsenheter, noe som fører til at dysen i utgangspunktet oppviser begrenset godstykkelse, hvilket skaper et behov for en sterkere dyse for å holde et akseptabelt spenningsnivå i materialet.

Formål

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremdriftsenhet for fremdrift og manøvrering av et fartøy som løser de ovenfor nevnte ulempene med kjent teknikk.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremdriftsenhet som oppviser økt styrke for å håndtere hydrodynamiske krefter som virker på en fremdriftsenhet som dette.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremdriftsenhet som holder et akseptabelt spenningsnivå for materialer i dyse og festeinnretninger for dysen til fartøyets skrog eller styringsinnretninger.

Et annet formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremdriftsenhet som har lavere vekt sammenlignet med kjent teknikk, som samtidig oppviser tilstrekkelig styrke.

Det er videre et formål å tilveiebringe en fremdriftsenhet som oppviser bedre egenskaper og økt sikkerhet for tilføring av smøremidler til nav og lagerinnretninger, sammenlignet med kjent teknikk.

Det er også et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremdriftsenhet som trenger mindre plass for rotasjon under skroget

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremdriftsenhet som oppviser økt indre volum sammenlignet med kjent teknikk, hvilket kan benyttes for anordning av kraftigere stag og økt fremføring av smøremidler.

Oppfinnelsen

En fremdriftsenhet i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1. Fordelaktige trekk ved fremdriftsenheten er angitt i de øvrige patentkravene.

I den foreliggende oppfinnelsen er det skapt en fremdriftsenhet for fremdrift og manøvrering av maritime fartøy, hvilken fremdriftsenhet er tilpasset for festing til fartøyets skrog eller en styringsinnretning innrettet for å rotere fremdriftsenheten 0-360 grader, et begrenset antall grader, svingbar bevegelse av fremdriftsenheten, trekke fremdriftsenheten ut/inn av fartøyets skrog eller lignende.

Fremdriftsenheten omfatter en dyse hvori en propellanordning er anordnet drevet gjennom elektrisk eller hydraulisk drift for fremdrift og manøvrering av fartøyet.

Den foreliggende oppfinnelsen søker å tilveiebringe en fremdriftsenhet med enklere, større og sikrere tilføring av smøremidler til nav og lagerinnretninger i forbindelse med propellen, så som akseltetninger og lagerinnretninger. Smøring som dette må skje gjennom stag både foran og bak propellen.

Alle stagene bak propellen har som oppgave å overføre de store propellkreftene fra propellakselen til dysen, før kreftene går videre oppover. Det er fordelaktig at det anordnes et stag som strekker seg hovedsakelig vertikalt ned bak propellen for å ta opp mest mulig av disse kreftene, siden kreftene uansett skal videre oppover. Den største kraften er den aksielle propellthrusten, som virker i aksiell retning, og for å overføre denne er det fordelaktig at stagets profil er lang i aksiell retning. For å oppnå dette må dysen være forsynt med ekstra lengde i øvre del av dysen bak propellen.

Som nevnt ovenfor skal det føres smøremidler ned til navet og lagerinnretninger, noe som enklest gjøres gjennom staget som strekker seg hovedsakelig vertikalt ned fra den øvre delen av dysen. For å oppnå dette krever det at dette staget har et større indre volum enn andre stagene som bare vil være innrettet til å ta opp krefter. For at dette staget skal oppføre seg hydrodynamisk i den voldsomme vannstrømmen bak propellen, er det viktig å holde tykkelse/kordelengde-forholdet på dette stagprofilet nede. Det vil dermed si at når det blir tykkere for å oppvise større indre volum, bør det også bli lengre. For å oppnå dette må den øvre delen av dysen oppvise ekstra lengde bak propellen.

Det er store hydrodynamiske krefter som virker på en fremdriftsenhet som dette. Det er store krefter fra propellen, men også store krefter fra dysen. Spesielt kan nevnes sidekrefter når fremdriftsenheten svinges ut mens fartøyet holder stor fart. Siden fremdriftsenheten kun er festet og opplagret i toppen ved hjelp av en festeinnretning, og ingen støtte under, slik som ror ofte har, må alle disse kreftene føres fra dysen gjennom festeinnretningen, og videre opp i skroget eller styringsinnretninger for fremdriftsenheten. Siden denne typen fremdriftsenheter kan omfatte blant annet en permanentmagnetmotor, er det begrenset med godstykkelse på dysen i utgangspunktet. I overgangen mellom dyse og festeinnretning kreves det følgelig mer godstykkelse for å overføre kreftene og samtidig holde et akseptabelt spenningsnivå i materialene til dysen og festeinnretningen. For å oppnå dette må dysen oppvise økt godstykkelse i øvre del, samt at man for å holde tykkelse/kordelengde-forholdet til dysen nede, må øke lengden på dysen i øvre del.

Alternativt til dette er som benyttet i kjent teknikk å holde en konstant stor lengde rundt hele dysen, men dette er beheftet med flere ulemper, blant annet så vil da fremdriftsenheten kreve mer plass under skroget ved rotasjon, samt at det vil føre til en tyngre fremdriftsenhet.

Vanligvis omfatter fremdriftsenheter som dette en festeinnretning i form av en hals som strekker seg fra en øvre overflate av dysen og opp i fartøyets skrog eller til styringsinnretninger. I søkers patentsøknad med tittelen «Fremdriftsenhet for maritimt fartøy» som ble innlevert den 14.3.2012, så er det beskrevet en festeinnretning som er dannet av to halser som strekker seg parallelt eller speilvendt om en vertikal sentralakse fra en øvre overflate av fremdriftsenhetens dyse og hvilke halser ender i en festeflens for derigjennom å skape en åpning som gir fremdriftsenheten forbedret hydrodynamisk ytelse. En slik festeinnretning er vist i Figurene 5-8. Når man har to halser som dette mellom dysen og skroget vil vannet strømme mellom disse to halsene. Dette vannet vil bli akselerert opp i en større hastighet der hvor volumet mellom halsene er minst. Når volumet mellom halsene såøker igjen, må vannet retarderes tilsvarende volumøkningen. Slik retardasjon har en tendens til å føre til rotasjon, tilbakestrøm og turbulens i vannet, som igjen fører til økt drag. Det er derfor viktig at denne retardasjonen av vann skjer så forsiktig som mulig. For å oppnå dette så er det viktig at halsene har en krumning slik at avstanden mellom halseneøker forsiktig etter minste avstand. Ett annet tiltak er å forlenge dysen bakover i øvre del slik at dysen krummer saktere nedover i området mellom halsene.

Et annet moment som er viktig for dreibare fremdriftsenheter er at det kreves minst mulig plass i forbindelse med rotasjon (asimut). For å minimere plassen som fremdriftsenheten krever ved rotasjon (azimut) er fordelaktig den følgende kanten på utløpet av dysen kortet inn i de ytterste punktene sett langs en horisontal sentralakse gjennom dysen, når dysen er sett bakfra. Dette kommer av at asimutaksen er trukket noe fremover for å redusere styremomentet, og det er dermed dysens følgende kant som er plasskrevende under rotasjon.

For at dysen skal oppvise tilstrekkelig styrke strekker fordelaktig den nederste delen av dysen seg også noe lengre, fordelaktig ved dysens laveste punkt. Dersom det er et ønske at fremdriftsenheten skal ha lavest mulig vekt har fordelaktig dysen kortere lengde ved dens nedre del enn ved dysens øvre del.

Den foreliggende oppfinnelsen er ikke begrenset til en sentrallagerløsning som nevnt ovenfor, da fremdriftsenheten også kan omfatte en periferi-opplagret propellanordning, dvs. en lagerinnretning hvor den stasjonære delen av lagerinnretning er festet til stator og den roterende del av lagerinnretningen er festet til rotor.

Med andre ord er det gjennom den foreliggende oppfinnelse tilveiebragt en fremdriftsenhet med en dyse som oppviser en kurvet følgende kant på utløpet av dysen, hvor dysens lengde er størst ved øvre del av dysen og kortest ved de ytterste punktene av en horisontal sentralakse gjennom dysen, når dysen er sett bakfra. Videre er fordelaktig dysens lengde ved nedre del av dysen også noe lengre enn den korteste lengden. På denne måten oppviser dysen en kurvet følgende kant som gjør at dysen er lengst i øvre del av dysen og strekker seg med avtagende lengde mot de ytterste punktene av en horisontal sentralakse gjennom dysen, for deretter å oppviseøkende lengde mot den nederste delen av dysen som har en noe større lengde enn den korteste lengden av dysen.

Med en fremdriftsenhet i samsvar med oppfinnelsen oppnås større indre plass i øvre del av fremdriftsenheten slik at man kan innrette enklere, større og sikrere tilføring av smøremidler til nav og lagerinnretninger, eksempelvis gjennom at man kan anordne stag med større indre volum. Man oppnår bedre plass til å innrette sterkere og kraftigere stag for å ta opp krefter slik at man holder akseptabelt spenningsnivå i materialene til dysen og festeinnretningen, noe som vil føre til økt levetid og sikkerhet. Man oppnår videre redusert plass når fremdriftsenheten skal rotere under skroget, mindre styremoment som kreves for å rotere fremdriftsenheten pga. mindre sidekrefter virker på fremdriftsenheten, samt at man oppnår en lettere fremdriftsenhet. Dette vil resultere i at fremdriftsenheten kan dimensjoneres for mindre styremoment. Desto mindre styremoment fremdriftsenheten må dimensjoneres for desto mindre fremdriftsenhet, noen som vil gi en billigere fremdriftsenhet.

Det å innrette fremdriftsenheten med en kurvet følgende kant på dysen vil ikke medføre mer variasjon i belastningen på propellen enn det som er normalt, og vil dermed ikke virke inn på støy og vibrasjoner, samtidig som man oppnår de ovenfor nevnte fordelene.

Ytterligere fordelaktige trekk og detaljer ved den foreliggende oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende eksempelbeskrivelsen.

Eksempel

Den foreliggende oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i detalj med henvisning til de vedlagte figurene, hvor: Figur 1 viser et perspektivriss, sett skrått bakfra, av en fremdriftsenhet for fremdrift og manøvrering av et maritimt fartøy i samsvar med en første utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen,

Figur 2 viser et frontriss av fremdriftsenheten i Figur 1,

Figur 3 viser et sideriss av fremdriftsenheten i Figur 1 og 2,

Figur 4 viser et tverrsnittsriss av fremdriftsenheten i Figur 1-3, langs linjen A-A i Figur 2,

Figur 5 viser et perspektivriss, sett skrått bakfra, av en fremdriftsenhet for fremdrift og manøvrering av et maritimt fartøy i samsvar med en andre utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen,

Figur 6 viser et frontriss av fremdriftsenheten i Figur 5,

Figur 7 viser et sideriss av fremdriftsenheten i Figur 5 og 6,

Figur 8 viser et tverrsnittsriss av fremdriftsenheten i Figur 5-7, langs linjen A-A i Figur 6, og Figur 9a-b viser riss av fremdriftsenhetene i Figur 1 og 5, sett ovenfor, som viser plassen som trengs under skroget ved rotering av fremdriftsenhetene om asimutaksen.

Henviser nå til Figur 1 og 2 som viser en første utførelsesform av en fremdriftsenhet 11 i samsvar med oppfinnelsen for fremdrift og manøvrering av et maritimt fartøy for festing til fartøyets skrog eller en styringsinnretning innrettet for å rotere fremdriftsenheten 0-360 grader, svingbar bevegelse, trekke fremdriftsenheten ut/inn av fartøyets skrog eller lignende. Fremdriftsenheten 11 omfatter en rørformet dyse 12 med en propellanordning 13 som har et sentralt nav 14 roterbart opplagret inne i dysen 12 ved hjelp av stag 15,16, innrettet henholdsvis foran og bak navet 14, festet til dysen 12.1 den viste utførelsesformen er det benyttet fire stag 15 foran og fem stag 16 bak, men antallet stag foran og bak kan naturligvis være forskjellig fra dette. Stagenes 15,16 hovedfunksjon er å ta opp krefter.

Som det kan sees i Figur 2, omfatter propellanordningen 13 fire propellblader 13a, men den kan naturligvis omfatte både flere og færre propellblader. Propellbladene 13a strekker seg hovedsakelig radialt mellom det sentrale navet 14 og en ringformet rotordel (ikke vist) som ligger rundt propellanordningen 13, og til hvilken propellbladene 13a er festet. Den ringformete rotordelen er roterbart anbrakt innenfor en statordel (ikke vist), fortrinnsvis i en fordypning inne i dysen 12 slik at rotordelene er plassert utenfor strømningen av vann gjennom dysen 12. Til rotordelens ytre periferi er det anordnet et flertall permanentmagneter. Permanentmagnetene er posisjonert i kort avstand fra et flertall viklinger som er festet til statordelen, på en slik måte at det ved tilføring av elektrisk strøm i viklingene kan genereres magnetfelt for kraftpåvirkning av

magnetene, for styrbar og kontrollert rotasjon av rotordelen, og således også propellanordningen 13. Mellom den utvendige flata til rotordelen og en motstående innvendig flate for statordelen, vil

det være en spalte som, når fremdriftsenheten 11 er nedsenket i vann, vil fylles med vann. Det eksisterer også løsninger som benytter seg av gass for å erstatte vannet i spalten for å oppnå redusert tap i spalten. Disse trekkene er godt kjent innenfor teknikken.

Fremdriftsenheten 11 er videre forsynt med en festeinnretning 17 for festing av fremdriftsenheten 11 til fartøyets skrog eller styringsinnretninger som nevnt ovenfor. Festeinnretningen 17 for en fremdriftsenhet 11 i samsvar med oppfinnelsen omfatter i den første utførelsesformen en hals 18 som er anordnet til en øvre overflate av dysen 12 ved hjelp av egnede festemidler (ikke vist) og som er innrettet med en festeflens 19 på den siden som skal tilkobles et festepunkt på skroget eller en styringsinnretning. Som det vil bli vist senere kan festinnretningen 17 også omfatte to halser 18a-b (Figur 5).

Henviser nå til Figur 5 som viser en andre utførelsesform av en fremdriftsenhet 11 i samsvar med oppfinnelsen. I den andre utførelsesformen omfatter festeinnretningen 17 to halser 18a-b som er anordnet til en øvre overflate av dysen 12 ved hjelp av egnede festemidler (ikke vist), hvilke halser 18a-b strekker seg speilvendt eller parallelt om en vertikal sentralakse (sammenfallende med tverrsnittsakse A-A angitt på Figur 6) opp fra dysen 12 før de ender ut i en festeflens 19.

Halsen 18 i den første utførelsesformen og halsene 18a-b i den andre utførelsesformen har fortrinnsvis en utforming som tilsvarer en vinge- eller rorform slik at de er hydrodynamisk optimale slik at de ikke fører til unødig turbulens, støy eller vibrasjoner.

I løsningen med to halser 18a-b, vil halsene 18a-b og festeflensen 19 danne en åpning 20 (Figur 6) over dysen 12 for å tillate strømning av vann som passerer på utsiden av dysen 12.

Det er videre fordelaktig at halsen 18 i den første utførelsesformen og halsene 18a-b i den andre utførelsesformen er anordnet med en avstand fra fronten av dysen 12 for å unngå at vann som kommer på utsiden av dysen 12 treffer halsen(e) 18,18a-b og presses tilbake og inn i dysen 12.

Det er mange fordeler med en festeinnretning 17 hvor det benyttes to halser 18a-b som ender ut i en festeflens 19 slik at det dannes en hydrodynamisk åpning 20. Blant annet vil det betraktelig redusere genereringen av turbulent innstrømning på toppen av dysen 12, noe som vil føre til bedre driftsforhold for fremdriftsenheten 11 og på grunn av dette vil propellanordningen 13 betraktelig oppnå forbedret virkningsgrad, noe som vil betydelig reduserte effektbehov for drift av fremdriftsenheten 11. En annen fordel er redusert vekt for fremdriftsenheten 11 ved at det vil være to halser 18a, b som vil ta opp krefter og vibrasjoner slik at man ikke trenger en massiv hals, samt at disse halsene 18a, b sammen med festeflensen 19 vil skape en stiv konstruksjon. Med bare en hals vil den måtte dimensjoneres for alle krefter og vibrasjoner, noe som dermed vil resultere i en tyngre fremdriftsenhet.

Henviser nå til Figur 1 og 3 for den første utførelsesformen og Figur 5 og 7 for den andre utførelsesformen. I samsvar med oppfinnelsen omfatter fremdriftsenheten 11 en kurvet følgende kant 21 som medfører at dysens 12 lengde er størst ved øvre del av dysen 12 og kortest ved de ytterste punktene av en horisontal sentralakse gjennom dysen 12, når dysen 12 er sett bakfra.

Detøkte lengden på den følgende kanten 21 medfører at det er skapt bedre plass i øvre del av dysen 12, noe som tilveiebringer økt plass for tilføring av smøremidler til navet 14 og lagerinnretninger, eksempelvis gjennom at denøkte plassen kan benyttes for å føre ned flere eller større oljetilførsel.

Tilførsel av smøremidler ned til navet 14 og lagerinnretninger gjøres enklest gjennom et stag 16a som strekker seg hovedsakelig vertikalt ned fra dyses 12 øvre del/øverste punkt. For å føre ned flere eller større mengde smøremidler, så som olje, kreves det at staget 16a oppviser større indre volum i forhold til de andre stagene 16. Ettersom lengden til den øvre delen av dysen 12 bak propellanordningen 13 er lengre enn for en vanlig dyse, så kan man ha et stag med større indre volum, tykkere/kraftigere og lengre stag 16a enn det er mulig å oppnå uten at dysen 12 oppviser en lengre øvre del. Det er også viktig at dette staget 16a oppviser hydrodynamisk egenskaper i den voldsomme vannstrømmen bak propellanordningen 13, noe som oppnås gjennom å holde tykkelse/kordelengde-forholdet på profilen til dette staget 16a nede.

Da stagene 16,16a bak propellanordningen 13 hovedsakelig har som hovedoppgave å overføre propellkreftene fra propellakselen til dysen 12, før kreftene går videre oppover, er det fordelaktig at staget 16a som strekker seg hovedsakelig vertikalt ned fra den øvre delen/det øvre punktet av dysen 12, bak propellanordningen 13, tar opp mest mulig av disse kreftene, siden kreftene uansett skal videre oppover. Propellthrusten som virker i aksiell retning er den største kraften og derfor oppviser staget 16a en profil som er lang i aksiell retning, noe som er mulig gjennom at dysen 12 oppviser ekstra lengde i øvre del, bak propellanordningen 13.

Det er store hydrodynamiske krefter som virker på en fremdriftsenhet 11 som dette, både fra propellanordningen 13 og fra dysen 12, så som sidekrefter når fremdriftsenheten 11 svinges ut mens fartøyet holder stor fart. Ettersom fremdriftsenheten 11 kun er festet og opplagret i toppen må alle kreftene føres fra dysen 12 og opp i skroget ved hjelp av festeinnretningen 17.1 fremdriftsenheter 11 som dette er det relativt vanlig å benytte permanentmagnetmotorer, noe som fører til at det er begrenset med godstykkelse på dysen 12 i utgangspunktet. Det skal bemerkes at det også eksisterer andre kjente løsninger som alternativ til permanentmagnetmotorer, så som hydraulisk drift. For at det skal være akseptabelt spenningsnivå i materialet til dysen 12 og festeinnretningen 17 kreves det økt godstykkelse for å overføre kreftene, hvilket i samsvar med oppfinnelsen oppnås ved at dyseprofilet er tykkere i overgangen 22 (Figur 4 og Figur 8) mellom dysen 12 og festeinnretningen 17.1 tillegg til at dysens 12 profil må oppvise økt godstykkelse må også dysen 12 være noe lengre slik at tykkelse/kordelengde-forholdet holdes nede. Dette er vist i henholdsvis Figur 4 for den første utførelsesformen og Figur 8 for den andre utførelsesformen.

Et annet moment som er viktig for dreibare fremdriftsenheter 11 er at de krever minst mulig plass i forbindelse med rotasjon (asimut), slik som vist i Figur 9a og 9b, hvor et område 30 angitt med stiplede linjer viser hvilket område fremdriftsenheten 11 i samsvar med oppfinnelsen trenger. For å minimere området 30 som fremdriftsenheten 11 krever ved rotasjon (asimut) er den kurvede følgende kanten 21 på dysen 12 i samsvar med oppfinnelsen tilpasset slik at dysen 12 oppviser kortest lengde i de ytterste punktene sett langs en horisontal sentralakse gjennom dysen 12, når dysen 12 sees bakfra. Dette kommer av at asimutaksen for fremdriftsenheten 11 er trukket noe fremover for å redusere styremomentet, og det er dermed dysens 12 kurvede følgende kant 21 som er plasskrevende under rotasjon.

Dette medfører følgelig at fremdriftsenheten 11 i samsvar med oppfinnelsen omfatter en dyse 12 som oppviser en kurvet følgende kant 21, hvor dysens 12 lengde er størst ved øvre del av dysen 12 og kortest ved de ytterste punktene av en horisontal sentralakse gjennom dysen 12, når dysen er sett bakfra. For at dysen 12 skal oppvise tilstrekkelig styrke strekker dysen 12 seg fordelaktig ved nedre del av dysen 12 også noe enn den korteste lengden. For å spare vekt har fordelaktig dysens nedre del kortere utstrekning enn dysens øvre del.

Det vil si at dysen oppviser en kurvet følgende kant 21 som gjør at dysen 12 er lengst i øvre del av dysen 12 og strekker seg med avtagende lengde mot de ytterste punktene av en horisontal sentralakse gjennom dysen 12, for deretter å oppviseøkende lengde mot den nederste delen av dysen 12.

Henviser nå til Figurene 5-8 som viser en fremdriftsenhet 11 i samsvar med den andre utførelsesformen. I og med at festeinnretningen 17 i den andre utførelsesformen omfatter to halser 18a-b vil vannet strømme mellom åpningen 20 mellom disse. Dette vil føre til at vannet vil bli akselerert opp i en større hastighet der hvor volumet mellom halsene 18a-b er minst og retarderes tilsvarende volumøkningen når avstanden øker, noe som fører til rotasjon, tilbakestrøm og turbulens i vannet, som igjen fører til økt drag. For å hindre dette omfatter fremdriftsenheten 11 i samsvar med den andre utførelsesformen to halser 18a-b som har en krumning slik at avstanden mellom halsene 18a-bøker forsiktig etter minste avstand. På denne måten vil området mellom halsene 18a-b krumme saktere nedover i området mellom halsene 18a-b. Videre strekker halsene 18a-b seg hele veien ut til den følgende kanten 21 ved dysens 12 øvre del.

Det er videre fordelaktig at halsene 18,18a-b oppviser en buet form slik at de strekker seg i retning av dysens 12 innløp slik at et sentralpunkt gjennom festeflensen 19 er posisjonert foran fremdriftsenhetens propellanordning 13. Dette vil føre til at det trengs mindre styremoment for å rotere fremdriftsenheten.

En fremdriftsenhet 11 i samsvar med oppfinnelsen vil følgelig være tilpasset både for en festeinnretning 17 med en hals 18 og en festeinnretning 17 med to halser 18a-b. Videre vil det fakta at dysen 12 er forlenget i øvre del føre til at det er ekstra indre plass til fremføring av smøremidler og økt styrke av dysen. For at dysen skal oppvise tilstrekkelig styrke kan dysen også forlenges i det laveste punktet. For at en dreibar fremdriftsenhet som dette skal kreve minst mulig plass i forbindelse med rotasjon (asimut) oppviser dysen 12 videre at dysens lengde er kortet inn i de ytterste punktene sett langs en horisontal sentralakse gjennom dysen 12, når dysen 12 er sett bakfra. Gjennom dette oppnår man en dyse med er lavere i vekt enn kjent teknikk, samt de ovenfor beskrevne fordelene med økt styrke og indre plass.

Eksemplene ovenfor viser en fremdriftsenhet med en sentrallagerløsning, men fremdriftsenheten kan også være forsynt med en periferi-opplagret propellanordning, dvs. en lagerinnretning hvor den stasjonære delen av lagerinnretningen er festet til stator og den roterende del av lagerinnretningen er festet til rotor. Et eksempel på en slik løsning er beskrevet i søkers internasjonale patentsøknad WO2010/134820.

Claims (17)

1. Fremdriftsenhet (11) for fremdrift og manøvrering av et maritimt fartøy, hvilken omfatter en dyse (12) hvor er anordnet en propellanordning (13,13a), hvilken propellanordning drives elektrisk eller hydraulisk, hvilken fremdriftsenhet (11) omfatter en festeinnretning (16) innrettet for å festes til fartøyets skrog eller til en styringsinnretning innrettet for styring og/eller bevegelse av fremdriftsenheten (11), hvilken propellanordning (12) er roterbart anordnet om et nav (14) som er anordnet til dysen (12) ved hjelp av stag (15,16),karakterisert vedat dysen (12) oppviser en kurvet følgende kant (21) på dysens (12) utløp, hvilken medfører at dysens (12) lengde er større ved øvre del av dysen 12 og kortest ved de ytterste punktene av en horisontal sentralakse gjennom dysen (12), når dysen (12) er sett bakfra.

2. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat dysens (12) kurvede følgende kant (21) medfører at dysens lengde ved nedre del av dysen (12) strekker seg lengre enn den korteste lengden ved de ytterste punktene av den horisontale sentralaksen gjennom dysen (12).

3. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1-2,karakterisert vedat dysens (12) lengde strekker seg med avtagende lengde fra den øvre delen til de ytterste punktene av den horisontale sentralaksen gjennom dysen (12) og medøkende lengde fra de ytterste punktene av den horisontale sentralaksen gjennom dysen (12) til den nedre delen av dysen (12).

4. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1-3,karakterisert vedat den nedre delen av dysen (12) har en kortere lengde enn den øvre delen av dysen (12).

5. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat ekstra indre plass skapt av at dysen (12) oppviser økt lengde i dysens (12) øvre del er benyttet for tilføring av smøremidler til fremdriftsenhetens nav (14) og lagerinnretninger.

6. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat dysens (12) gjennom den økte lengden i dysens (12) øvre del oppviser en dyseprofil som tilveiebringer økt godstykkelse i overgangen (22) mellom dysen (12) og festeinnretningen (17).

7. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat den omfatter et stag (16a) som er lengre og kraftigere enn de andre stagene (16), hvilket stag (16a) strekker seg hovedsakelig i vertikalretning mellom navet (14) og dysens forlengede kurvede kant (21) ved dysens øvre del og er innrettet for å ta opp krefter som virker i aksiell retning av fremdriftsenheten (11).

8. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 7,karakterisert vedat staget (16a) oppviser et større indre volum enn stagene (16) for derigjennom å tillate større tilførsel av smøremidler til nav (14) og lagerinnretninger.

9. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 7-8,karakterisert vedat staget (16a) oppviser hydrodynamiske egenskaper ved at tykkelse/kordelengde-forholdet til stagets profil (16a) holdes så lavt som mulig.

10. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat festeinnretningen (17) er dannet av ett eller to halser (18,18a-b) som ender i en festeflens (19), hvilke halser (18,18a-b) har en utforming som tilsvarer en vinge- eller rorform slik at de er hydrodynamisk optimale for å unngå unødig turbulens, støy eller vibrasjoner.

11. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 10,karakterisert vedat de to halsene (18a-b) strekker seg parallelt eller speilvendt om en vertikal sentralakse fra en øvre overflate av fremdriftsenhetens dyse (12), hvilke halser (18a-b) og festeflens (19) danner en åpning (20) som gir fremdriftsenheten (11) forbedret hydrodynamisk ytelse.

12. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 10-11,karakterisert vedat halsene (18a-b) har en krumning slik at avstanden mellom stagene (18a-b)øker forsiktig etter minste avstand, samt at stagene (18a-b) strekker seg med avtagende høyde i vertikalretning tilnærmet hele veien ut til den følgende kanten (21) ved dysens (12) øvre del.

13. Fremdriftsenhet i samsvar patentkrav 10-12,karakterisert vedat dysen (12) i et område mellom stagene (18a-b) krummer sakte nedover mot dysens (12) følgende kant (21).

14. Fremdriftsenhet i samsvar med ett av patentkravene 1-13,karakterisert vedat stagene (18, 18a-b) er anordnet med en avstand fra dysens (12) innløp.

15. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat halsene (18,18a-b) oppviser en buet form slik at de strekker seg i retning av dysens (12) innløp slik at et sentralpunkt gjennom festeflensen (19) er posisjonert foran fremdriftsenhetens propellanordning (13,13a).

16. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1-15,karakterisert vedat fremdriftsenheten omfatter en periferi-opplagret propelldel.

17. Fremdriftsenhet i samsvar med ett av patentkravene 1-15,karakterisert vedat fremdriftsenheten en sentralt opplagret propelldel.