NO316372B1 - Skipsfremdriftsanordning med en rorpropell - Google Patents

Description

Skipsfremdriftsenhet for skip, som med en drivaksel (1), et vinkeldriwerk (3, 4) og en utgående aksel fra drivverket (5) som blir drevet av en driftsmaskin. I hver av endene på den utgående akselen er det plassert en propell (6, 7). mellom propellene befinner det seg en ledeinnretning dannet av ledeskovler (8a, 8b), som strømningsforholdene mellom de to propellene (6, 7) blir korrigert med for å redusere energitapene.

Foreliggende oppfinnelse angår en dnvanordning for vannfartøy, med en fremdnftsmaskin, en kombinert ror- og dobbelt-propell som via dnvaksler, vinkelgir og utgangsaksler som dnves av frerndnftsmaskmen, hvor propellene er fast forbundet med utgangsakslene

En driftsenhet for skip av denne arten er kjent fra DE 870 655 Effekten til en dnftsmaskm som er plassert innenbords blir ledet inn i en dnvaksel som er plassert vertikalt, hvor den nedre enden er ført utenbords gjennom skipsbunnen og hvor den med et vinkeldnwerk driver utgangsakselen som er plassert horisontalt, og som i hver av endene som vender bort fra vinkeldnwerket bærer en skipsskrue som tjener til frem-driften av skipet Et slikt anlegg kan være formet som rorpropeller, i det i den øvre enden av den vertikalt plasserte akselen ikke bare fremdnftseffekten blir ledet inn, men hvor en stepmotor kan bringes til å virke slik at et hulrør som omgir dnvakselen konsentrisk er svingbar 360° hhv helt rundt Blir stepmotoren satt i virksomhet så blir til slutt skipsskruene svingt om lengdeaksen til dnvakselen, og effekten fra dnftsmaskinen blir ikke bare omsatt til skyveeffekt, men det byr seg også den muligheten, ved 360° dreining av undervannsdelen til driftssystemet å bruke dnftseffekten til også å manøvrere skipet Ved den kjente innretningen er hver propell tilordnet hvert sitt vinkeldnwerk og hver sin utgangsaksel Dermed kan begge propellene dnves uavhengig av hverandre Men de tekniske omkostningene for denne dnftsenheten står ikke i forhold til nytten som kan oppnås med den atskilte funksjonsmåten for de to propellene

Ytterligere utforminger av dobbeltpropeller er kjent fra GB 2 190 344, PCT/FI85/00065, DE 293 611 og DE 3 508 203

Oppgaven som ligger til grunn for oppfinnelsen, å utvikle en dnftsenhet for skip av den arten som er nevnt i innledningen, som gir en høy virkningsgrad og som er fremstillingsmessig enkelt oppbygd

Den foran beskrevne oppgaven løses med dnvanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse slik den er definert med de i kravene anførte trekk

Her blir de to propellene funksjonshkt drevet med bare ett vinkeldnwerk og en dnvaksel Dermed er i forhold til teknikkens stand laget en vesentlig enklere og mindre utsatt dnftsenhet, hvor også byggevolumet blir tydelig redusert

Med ledeinnretmngen blir energitap fremkalt av kavitasjon for det meste unngått, i det ledeinnretmngen retter opp de ettervirvler som den fremste propellen danner og derved gjenvinner den tapte energien

En ledemnretning er nktignok kjent fra DE 293 611, men det handler her om en propellanordning med honsontal dnvaksel, dvs om et propellsystem uten rorfunksjon

Vinkeldnwerket og utgangsakselen er som regel omgitt av et hus som samtidig tjener til opplagnng av utgangsakselen og vinkeldnwerket Ifølge en utforming av oppfinnelsen danner dette huset med ledeinnretmngen en fast enhet, mens hulrøret som omgir dnvakselen fortrinnsvis er formet som ledeskovl Dermed blir mellomområdet mellom de to propellene strømningsteknisk optimalt utnyttet for en virkningsfull ledeinnretmng

Ledeinnretmngen kan i en enkel utforming være dannet av to ledeskovler plassert 180° om omdreiningsakselen til propellen, og som strekker seg radialt fra omdremingsakselen til propellen Det er naturligvis også mulig å forutsette mer enn to ledeskovler som ligger i rotasjonssymmetnsk plassenng om omdreiningsakselen til propellen

Ledeskovlene har fortrinnsvis krumme bæreflateprofiler, hvor det viser seg strømningsteknisk gunstig når krumningen består av en forvirvel- og en ettervirvelkrumning Dermed kan ettervirvelen til den fremste propellen virkningsfullt bh rettet opp og gjennom fremdnftskraften som dannes av ledeskovlomstrømningen kan den energien igjen gjenvinnes som går tapt ved ettervirvlene til den fremste propellen

For i størst mulig grad å utnytte ledeskovlenes virkning, settes ledeskovlenes lengdeutstrekning i det vesentlige hk radien i den sirkel propellens spisser besknver

Oppfinnelsen blir nærmere forklart ved hjelp av de i tegningen skjematisk viste utformingseksempler for oppfinnelsen Den viser figur 1 den nedre enden av en dnftsenhet i lengdesnitt, figur 2 et snitt II-II i figur 1, figur 3 et snitt III-III i figur 1, figur 4 et snitt rV-IV i figur 1 og figur 5 et annet eksempel på ledeinnretmngen

Figur 1 viser en skipsdnftsenhet formet som rordobbeltpropell med en dnftsmaskin plassert i skipsskroget med vertikal dnvaksel 1 og dnftspropeller utenfor skipsskroget

På vanlig måte, og derfor ikke vist i figur 1, virker det i den øvre enden av den vertikale dnvakselen en dnftsmaskin med motor og dnwerk, for å forskyve dnvakselen 1 med omdreiningstall som kan forandres i omdreining om sin lengdeakse 2 Den nederste enden av dnvakselen 1 er kraftoverførende tilordnet inngangskjeglehjulet 3 i et vinkeldnwerk 3, 4, som står i virksom forbindelse med utgangskjeglehjulet 4 i vinkeldnwerket 3,4 Utgangskjeglehjulet 4 bærer kraftoverførende en honsontal utgangsaksel 5 som strekker seg i begge retninger, i hver av de fne endene er det plassert kraftoverførende en propell 6, 7 Propellene blir som regel bygningsmessig forskjellige, selv om sirkelspissene 14 med samme diameter og lignende vingegeometn kan være mulig De har med den felles tilordningen til utgangsakselen 5 samme omdreiningsretmng og samme omdreiningstall og blir f eks ifølge pilen A omstrømmet i samme retning

Vinkeldnwerket 3,4 er omgitt av et hus 9, hvor utgangsakselen ved hjelp av to lagre 10, 11 er lagret dreibar Dette huset 9 blir båret av et husrør 9a som for rorfunksjonen er svingbart om sin lengdeakse og som omgir konsentrisk den vertikale dnvakselen 1

Undervannsdelen til driftsenheten kan være plassert inne i en dyse 12

Den fremste propellen 6 lager i utstrømmen en rest- hhv ettervirvel, som representerer den tapte energien Den etterkoblede, propellen 7 som dreier seg likedan blir påtrykt utstrømmen til den fremste propellen Uten en ledeinnretning mellom de to propellene 6, 7 ville den foranstående nevnte ugunstige utstrømmen føre til forsterket kavitasjon og økning av energitapet

For å motvirke dette energitapet er det mellom de to propellene 6, 7 forutsatt en ledeinnretning 8, som ettervirvelen til den fremste propellen 6 blir styrt med Derved blir tapt energi gjenvunnet, idet det ved ledeinnretmngsomstrømnmgen dannes en fremdnftskraft Videre blir det dannet en virvel foran den etterkoblede propellen 7 slik at denne kan omsette en større energimengde Dette kntenet er årsaken til at den andre propellen 7 fortnnnsvis har en bygningsmessig utforming som skiller seg fra den første propellen 6

Ledeinnretmngen 8 består ifølge figur 1 av to ledeskovler 8a og 8b, hvor den ene ledeskovlen 8a som husrøret 9a som omgir den vertikale dnvakselen 1 er dannet av Den andre ledeskovlen 8b befinner seg på undersiden 9b av huset 9 som omgir den horisontale utgangsakselen 5, d v s forskjøvet 180° i forhold til den første ledeskovlen Begge ledeskovlene 6,7 danner sammen med hele huset 9, 9a en byggeenhet

Figurene 2 og 3 viser hver et tverrsnitt av den øvre ledeskovlen 8a hhv den nedre ledeskovlen 8b Ifølge dette har ledeskovlene 8a, 8b krumme bæreflateprofiler, som har en forvirvelkrumning a for å avlede strømningen for den andre propellen 7, og en ettervirvelkrumning fi til å rette inn ettervirvlene fra den første propellen 6

Lengdeutstrekningen L til ledeskovlene 8a, 8b tilsvarer, som vist i figur 4, radien R til sirkelspissene 14 til propellene 6, 7

Figur 5 viser i et snitt maken til i figur 4 et annet eksempel på en ledeinnretning I dette eksemplet er tre istedenfor to ledeskovler 15, 16, 17 forutsatt i rotasjonssymmetnsk plassenng rundt den felles omdreiningsaksen 18 til begge propellene 6, 7 Ledeinnretmngen kan selvfølgelig og bestå av mer enn tre ledeskovler

Claims (1)

1 Dnvanordning for vannfartøy, med en fremdnftsmaskin, en kombinert ror- og dobbelt-propell som via dnvaksler (1), vinkelgir (3, 4) og utgangsaksler dnves av fremdnftsmaskinen, hvor propellene (6, 7) er fast forbundet med utgangsakslene, karakterisert ved at den omfatter kun ett vinkelgirtnnn og på utgangssiden er forbundet med en utgangsaksel (5), at utgangsakselen (5) er ført ut fra begge sider av vinkelgiret, at

en propell (6, 7) er anordnet på endene av hver utgangsaksel og at en ledeinnretning (8, 15, 16,17) er anordnet mellom propellene (6,7) 2 Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at ledeinnretmngen (8, 15, 16, 17) danner en fast enhet med et hus (9) som omgir vinkelgiret (3, 4) og utgangsakselen (5) 3 Anordning ifølge foregående krav, karakterisert ved at ledeinnretmngen (8, 15, 16, 17) omfatter minst to ledeskovler (8a, 8b, 15, 16 17) anordnet rotasjonssymmetnsk omkring de to propellenes (6, 7) felles dreieakse, og at ledeskovlenes krumme bæreflateprofiler har både en forvirvelkrumning og en ettervirvelkrumning (a, 6)