NO851742L

NO851742L - WATER VESSEL WITH RADIATING OPERATIONS.

Info

Publication number: NO851742L
Application number: NO851742A
Authority: NO
Inventors: Hans Peter Maartensson
Original assignee: Kamewa Ab
Priority date: 1985-05-02
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1986-11-03

Description

Denne oppfinnelse vedrører et fartøy forsynt med stråle-drif taggregater av den art som er angitt i hovedkravets innledning og videre et stråledriftaggregat for et sådant fartøy. This invention relates to a vessel provided with jet drive units of the type specified in the introduction of the main claim and further to a jet drive unit for such a vessel.

Et stråledriftaggregat for fremdrift av fartøy omfatter vanligvis en pumpe som normalt er en propellpumpe og er montert på en hensiktsmessig måte vanligvis i fartøyets aktre del og som er tilkoblet en vanntilførselskanal som strekker seg fra en inntaksåpning som vanligvis er anordnet i fartøyets bunn. Ut-løpet fra pumpen befinner seg utenfor fartøyets skrog og akter-for fartøyets akterspeil og er rettet slik at den av pumpen frembragte vannstråle forlater utløpet rettet i det vesentlige rett akterover for fremdrift av fartøyet. Ved utløpets ytre ende utenfor fartøyets skrog er videre vanligvis anordnet et rør som er koblet til utløpsåpningen og som kan svinges rundt om en i det vesentlige vertikal akse for forandring av retnin-gen for den drivende vannstråle for styring av fartøyet. A jet propulsion unit for the propulsion of a vessel usually comprises a pump which is normally a propeller pump and is mounted in an appropriate manner usually in the aft part of the vessel and which is connected to a water supply channel which extends from an intake opening which is usually arranged in the bottom of the vessel. The outlet from the pump is located outside the vessel's hull and aft of the vessel's transom and is directed so that the water jet produced by the pump leaves the outlet directed essentially straight aft to propel the vessel. At the outlet's outer end outside the vessel's hull, a pipe is also usually arranged which is connected to the outlet opening and which can be swung around an essentially vertical axis to change the direction of the driving water jet for steering the vessel.

Videre finnes det vanligvis ved utløpet en reverseringsanordning f.eks. bestående av en skovl eller klaff eller lignende som kan svinges inn i vannstrålens bane, vanligvis inn i det svingbare for fartøyets stilling benyttede rør eller umiddelbart bakenfor dette rørs utløp, for avledning av vannstrålen i en retning på skrå fremover slik at en akteroverrettet kraft fåes for opp-bremsing og/eller bakking av fartøyet. Furthermore, there is usually a reversing device at the outlet, e.g. consisting of a vane or flap or the like which can be swung into the path of the water jet, usually into the pivotable pipe used for the vessel's position or immediately behind the outlet of this pipe, for diverting the water jet in a direction obliquely forward so that a stern-directed force is obtained for braking and/or reversing the vessel.

Ved hittil kjente stråledriftaggregater er den nevnte reverseringsanordning i de aller fleste tilfelle anordnet slik at den i sin aktive stilling avleder vannstrålen på skrå nedover og fremover i et i det vesentlige vertikalt plan slik at vannstrålen rettes under fartøyets bunn. Dette fører til visse ulemper som er særlig merkbare ved visse typer av fartøy. Således vil ved den kjente anordning den av reverseringsanordningen på skrå nedover og fremover rettede vannstråle passere tett innunder fartøyets bunn og derved nær forbi inntaksåpningen for vanntil-førselskanalen til aggregatet. Derved vil en ikke ubetydelig del av denne vannstråle på ny suges inn i vanntilførselskanalen til pumpen slik at man i realitet får en sirkulasjonspumping av vannet gjennom aggregatet. Det er klart at et slikt forhold vesentlig reduserer den reverserende kraft fra aggregatet som ønskes oppnådd slik at oppbremsingen og/eller bakkingen av fartøyet vil skje under anvendelse av mindre kraft. Ved mange typer fartøy er den reverseringskraft som tross dette tilveie-bringes helt tilstrekkelig, men for visse fartøystyper ønskes en så stor reverseringskraft som mulig. Dette gjelder f.eks. militære landgangsfartøyer og andre fartøyer som skal kunne kjøres opp med bauen på en strand for lossing og/eller lasting og deretter igjen kunne bakkes ut fra stranden. Det innses at for en slik bakking av fartøyet bort fra stranden kreves der en betydelig kraft ettersom fartøyets fremre parti er kjørt opp på stranden eller i hvert fall ligger med bunnen i vann-kanten. Ved fartøy som har den ovenfor beskrevne vanlige reverseringsanordning gjøres denne utbakking fra en strand ytterligere vanskelig ved at den av reverseringsanordningen på skrå nedover og fremover rettede vannstråle selvfølgelig gir opphav til en oppadretted kraft som søker til å løfte opp fartøyets akterdel med den følge at fartøyets fremre del presses ytterligere ned mot stranden eller bunnen. Denne ulempe har med-ført at man har vært meget tvilsom med hensyn til bruken av stråledriftaggregater for fartøyer av denne art til tross for at en slik anvendelse i og for seg skulle være meget ønskelig med tanke på at konvensjonelle drivpropeller meget ofte utsettes for skader ved nettopp denne fartøytype. Ved militære fartøyer utstyrt med stråledriftsaggregater med reverseringsanordning utformet på den ovenfor forklarte måte dessuten den svakhet at den vannstråle som rettes på skrå nedover og fremover av reverseringsanordningen trekker med seg store mengder luft ned i vannet, hvilket ikke er ønskelig ettersom det forstyrrer og vanskeliggjør bruken av hydrofonutstyr på fartøyet. In the case of hitherto known jet propulsion units, the said reversing device is in the vast majority of cases arranged so that in its active position it diverts the water jet obliquely downwards and forwards in an essentially vertical plane so that the water jet is directed under the bottom of the vessel. This leads to certain disadvantages which are particularly noticeable with certain types of vessels. Thus, with the known device, the jet of water directed obliquely downwards and forwards by the reversing device will pass closely under the bottom of the vessel and thereby close past the intake opening for the water supply channel to the unit. Thereby, a not inconsiderable part of this water jet will again be sucked into the water supply channel to the pump so that in reality you get a circulation pumping of the water through the unit. It is clear that such a condition significantly reduces the reversing force from the aggregate which is desired to be achieved so that the braking and/or reversing of the vessel will take place using less force. In the case of many types of vessel, the reversing force that is provided despite this is completely sufficient, but for certain types of vessel, as large a reversing force as possible is desired. This applies, for example, to military landing vessels and other vessels that must be able to be driven up with the boat onto a beach for unloading and/or loading and then be able to be backed out from the beach again. It is realized that for such a backing of the vessel away from the beach, a considerable force is required as the front part of the vessel is driven up onto the beach or at least lies with the bottom at the water's edge. In the case of vessels that have the normal reversing device described above, backing out from a beach is made even more difficult by the fact that the jet of water directed obliquely downwards and forwards by the reversing device naturally gives rise to an upward force which seeks to lift up the stern of the vessel with the consequence that the front of the vessel part is pushed further down towards the beach or the bottom. This disadvantage has meant that people have been very doubtful with regard to the use of jet drive units for vessels of this type, despite the fact that such use in and of itself would be very desirable considering that conventional drive propellers are very often exposed to damage by precisely this vessel type. In the case of military vessels equipped with jet propulsion units with a reversing device designed in the manner explained above, the weakness is that the water jet directed obliquely downwards and forwards by the reversing device draws large amounts of air into the water with it, which is not desirable as it interferes with and makes the use of hydrophone equipment on the vessel.

Man har tidligere foreslått f.eks. i US patent 4 252 075It has previously been suggested e.g. in US patent 4,252,075

å eliminere en del av de ovenfor omtalte ulemper ved å utforme reverseringsanordningen på en slik måte at den i sin aktive stilling avleder den av pumpem frembragte vannstråle i form av to vannstråler som er rettet på skrå fremover og symmetrisk til siden på begge sider av aggregatets strålerør. Herved unngås riktignok sirkulasjonspumping gjennom aggregatet, men samtidig oppstår der andre alvorlige ugunstige forhold. Således vil de to på skrå fremover og til begge sider av aggregatets stråle-rør rettede vannstråler treffe fartøyets akterspeil og derved utøve en fremover rettet kraft mot denne, hvilket i betydelig grad reduserer den totale reverseringskraft fra aggregatet. to eliminate part of the disadvantages mentioned above by designing the reversing device in such a way that in its active position it deflects the water jet produced by the pump in the form of two water jets which are directed diagonally forward and symmetrically to the side on both sides of the unit's jet pipe . This certainly avoids circulation pumping through the aggregate, but at the same time other serious unfavorable conditions arise. Thus, the two water jets directed diagonally forward and to both sides of the unit's jet pipe will hit the vessel's transom and thereby exert a forward force against it, which significantly reduces the total reversing force from the unit.

Det foreligger også risiko for at reverseringsanordningen vil sprute betydelige vannmengder inn i fartøyet hvis akterspeilet er forholdsvis lavt. There is also a risk that the reversing device will spray significant amounts of water into the vessel if the transom is relatively low.

Hensikten med denne oppfinnelse er derfor å tilveiebringe et fartøy av den i hovedkravets innledning nevnte art som er utstyrt med stråleaggregater som er utformet slik at samtlige av de ovenfor omtalte ulemper elimineres eller i det minste i vesentlig grad reduseres og da slik at heller ikke de ulemper som oppstår i et aggregat av den art som er beskrevet i US patent 4 252 075 kan oppstå. The purpose of this invention is therefore to provide a vessel of the kind mentioned in the introduction of the main claim which is equipped with beam units which are designed so that all of the disadvantages mentioned above are eliminated or at least significantly reduced and then so that neither which occurs in an aggregate of the kind described in US patent 4,252,075 may occur.

I samsvar med oppfinnelsen oppnås dette ved at der ved hvert av de to stråledriftaggregater hos fartøyet er reverseringsanordningen slik utformet og anordnet på det svingbare rør, at reverseringsanordningen i sin aktive stilling avleder den drivende vannstråle på skrå fremover og til den bort fra far-tøyets langsgående senterlinje vendende side, og at den avledede vannstråle i det vesentlige passerer utenfor den side av far-tøyets skrog som ligger nær aggregatet. In accordance with the invention, this is achieved by the fact that at each of the two jet propulsion units on the vessel, the reversing device is designed and arranged on the pivotable tube in such a way that the reversing device in its active position diverts the driving water jet obliquely forward and away from the longitudinal direction of the vessel centreline facing side, and that the diverted water jet essentially passes outside the side of the vessel's hull which is close to the unit.

Ytterligere fordelaktige trekk ved et fartøy hhv. et stråle-drif taggregat ifølge oppfinnelsen fremgår av patentkravene. Additional advantageous features of a vessel or a beam drive unit according to the invention appears from the patent claims.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av et eksempel under henvisning til tegningene, hvor The invention will be explained in more detail below by means of an example with reference to the drawings, where

fig. 1 viser skjematisk akterdelen av et fartøy ifølge oppfinnelsen sett ovenfra og til dels vist i snitt langs linjen I-l på fig. 2, fig. 1 schematically shows the stern part of a vessel according to the invention seen from above and partly shown in section along the line I-1 in fig. 2,

fig. 2 viser akterdelen sett fra siden og i snitt langs linjen II-II på fig. 1, og fig. 2 shows the stern part seen from the side and in section along the line II-II in fig. 1, and

fig. 3, 4 og 5 viser skjematisk fartøyets akterdel sett ovenfra og med stråledriftaggregatets reverseringsanordninger i forskjellige aktive stillinger. fig. 3, 4 and 5 schematically show the stern of the vessel seen from above with the jet propulsion unit's reversing devices in different active positions.

Fig. 1 og 2 viser skjematisk akterpartiet av et fartøy med et akterspeil 1 og en bunn 2. Det viste fartøy har to stråle-drif taggregater betegnet under ett med 3 og 4. Aggregatene er montert i akterpartiet symmetrisk på hver sin side av fartøyets senterlinje. Hvert aggregat omfatter en propellpumpe med et pumpehus 5 slik montert i akterspeilet 1 at innløpet til pumpehuset 5 befinner seg innenfor fartøyets skrog mens utløpsåpnin-gen fra pumpehuset 5 ligger utenfor akterspeilet og er rettet i det vesentlige rett akterut. Til pumpehusets 5 innløp er tilkoblet en vanntilførselskanal 6 som forløper fra et vann-innløp 7 i fartøyets bunn 2. Pumpehjulet i pumpehuset 5 drives gjennom en aksel 8 fra en i fartøyet anordnet og ikke nærmere vist drivmaskin. Ved pumpehusets 5 utløpsåpning er tilkoblet et rør 9 som ved hjelp av manøvreringssylindre 10 kan svinges om en i det vesentlige vertikal aksel 11 for retting av den drivende vannstråle som strømmer ut gjennom pumpehusets 5 ut-løpsåpning slik at fartøyet kan styres i ulike retninger. Figs 1 and 2 schematically show the stern part of a vessel with a transom 1 and a bottom 2. The vessel shown has two jet drive units denoted collectively by 3 and 4. The units are mounted in the stern section symmetrically on each side of the vessel's centerline . Each unit comprises a propeller pump with a pump housing 5 mounted in the transom 1 in such a way that the inlet to the pump housing 5 is inside the vessel's hull, while the outlet opening from the pump housing 5 is outside the transom and is directed essentially straight aft. A water supply channel 6 is connected to the inlet of the pump housing 5, which extends from a water inlet 7 in the bottom of the vessel 2. The pump wheel in the pump housing 5 is driven through a shaft 8 from a drive machine arranged in the vessel and not shown. At the outlet opening of the pump housing 5, a pipe 9 is connected which, with the help of maneuvering cylinders 10, can be swung about an essentially vertical shaft 11 for straightening the driving jet of water that flows out through the outlet opening of the pump housing 5 so that the vessel can be steered in different directions.

Stråledriftaggregater av den ovenfor omtalte art er tidligere kjent. Slike aggregater er f.eks. beskrevet i svensk patentskrift 424 845. Også mange andre utførelser av stråle-drif taggregater av lignende art er tidligere kjent. Det skal her nevnes at de to stråledriftaggregater 3 og 4 i det på tegningen viste eksempel er utformet på samme måte når det gjelder de ovenfor omtalte detaljer. Jet drive aggregates of the type mentioned above are previously known. Such aggregates are e.g. described in Swedish patent document 424 845. Many other designs of beam drive units of a similar nature are also previously known. It should be mentioned here that the two beam drive units 3 and 4 in the example shown in the drawing are designed in the same way as regards the details mentioned above.

Det er tidligere kjent og vanlig ved et stråledriftaggregat å utstyre det med en reverseringsanordning til avledning av den drivénde vannstråle som under normal drift er rettet hovedsakelig akterover, slik at vannstrålen istedet kan rettes hovedsakelig i retning fremover, altså i fartøyets normale bevegelses-retning slik at fartøyet kan bremses opp og/eller bakkes. En slik reverseringsanordning kan være utformet på flere ulike måter og f.eks. bestå av et skovllignende element eller en klaff eller noe lignende som fra en uvirksom stilling kan forflyttes til en virksom stilling i bevegelsebanen for vannstrålen slik at denne avledes og rettes hovedsakelig fremover. Reverseringsanordningen er vanligvis anordnet på det for styringen svingbart monterte rør slik at avledningen av vannstrålen skjer i dette rør eller umiddelbart bakom rørets utløpsmunning slik at det svingbare rør kan benyttes til styring av fartøyet også under bakking. Ved tidligere kjente reverseringsanordninger skjer som allerede nevnt avledningen av vannstrålen i reverseringsanordningens virksomme stilling vanligvis i retning på skrå nedover og fremover dvs. i et i det vesentlige vertikalt plan slik at vannstrålen rettes ned under fartøyets bunn. It is previously known and common for a jet propulsion unit to be equipped with a reversing device to deflect the drifting water jet which during normal operation is directed mainly aft, so that the water jet can instead be directed mainly in the forward direction, i.e. in the vessel's normal direction of movement so that the vessel can be braked up and/or backed up. Such a reversing device can be designed in several different ways and e.g. consist of a paddle-like element or a flap or something similar that can be moved from an inactive position to an active position in the path of movement of the water jet so that it is diverted and directed mainly forwards. The reversing device is usually arranged on the pivotable pipe mounted for steering so that the diversion of the water jet takes place in this pipe or immediately behind the pipe's outlet so that the pivotable pipe can be used to steer the vessel also when backing up. In the case of previously known reversing devices, as already mentioned, the diversion of the water jet in the active position of the reversing device usually takes place in a direction obliquely downwards and forwards, i.e. in an essentially vertical plane so that the water jet is directed down under the bottom of the vessel.

Ved et fartøy ifølge denne oppfinnelse er derimot reverseringsanordningen på hvert av de to aggregater 3 og 4 utformet og anordnet slik at den i sin virksomme stilling avleder den drivende vannstråle på skrå fremover og til den fra fartøyets langsgående senterlinje bortvendende side slik at den avledede vannstråle i det vesentlige passerer utenfor den nærliggende skrogside på fartøyet. I det på tegningene viste utførelses-eksempel av oppfinnelsen utgjøres reverseringsanordningen i hvert av drivaggregatene 3 og 4 av et skovllignende element 13 som ved hjelp av en hydraulisk sylinder 12 kan svinges inn i røret 9. Elementet 13 er anordnet i den bort fra fartøyets senterlinje vendende side av røret 9 og da på en slik måte at vannstrålen i reverseringsanordningens virksomme stilling avledes i et i det vesentlige horisontalt plan på skrå fremover og bort fra den langsgående senterlinje. Ved reversering eller bakking av fartøyet vil således de av reverseringsskovlene 13 avledede vannstråler 14 og 15 fra de to stråledriftaggregater 3, 4 være rettet på skrå utover og fremover på hver sin side av fartøyet, som vist skjematisk på fig. 3. In a vessel according to this invention, on the other hand, the reversing device on each of the two aggregates 3 and 4 is designed and arranged so that in its active position it diverts the driving water jet obliquely forward and to the side facing away from the longitudinal center line of the vessel so that the diverted water jet in the essential part passes outside the nearby hull side of the vessel. In the embodiment of the invention shown in the drawings, the reversing device in each of the drive units 3 and 4 consists of a shovel-like element 13 which can be swung into the pipe 9 by means of a hydraulic cylinder 12. The element 13 is arranged in the one facing away from the vessel's centerline side of the pipe 9 and then in such a way that the water jet in the active position of the reversing device is diverted in an essentially horizontal plane obliquely forward and away from the longitudinal centreline. When reversing or reversing the vessel, the water jets 14 and 15 diverted by the reversing vanes 13 from the two jet drive units 3, 4 will thus be directed obliquely outwards and forwards on each side of the vessel, as shown schematically in fig. 3.

Gjennom denne utforming av revérseringsanordningene ved fartøyets stråledriftaggregater oppnås de i innledningen omtalte fordeler nemlig at ingen sirkulasjon av vann gjennom stråledrift-aggregatet oppstår under reversering med dermed følgende reduk-sjon av drivkraften, at ingen løftende kraft på fartøyets akterdel oppstår og at ingen vesentlig innblåsning av luft i vannet rundt fartøyet finner sted. Videre passerer vannstrålene utenfor fartøyets skrogsider på begge sider av fartøyet slik at de ikke kan treffe fartøyets akterspeil eller medføre noen vesentlig innsprutning av vannet i fartøyet. Through this design of the reversing devices at the vessel's jet drive units, the advantages mentioned in the introduction are achieved, namely that no circulation of water through the jet drive unit occurs during reversing with the consequent reduction of the driving force, that no lifting force occurs on the vessel's stern and that no significant blowing of air in the water around the vessel takes place. Furthermore, the water jets pass outside the vessel's hull sides on both sides of the vessel so that they cannot hit the vessel's transom or cause any significant injection of the water into the vessel.

Som følge av at reverseringsorganet 13 er anordnet på det svingbare, til fartøyets styring benyttede rør 9, oppnås den ytterligere men vesentlige fordel at, som vist på fig. 4, at de ved hjelp av reverseringsorganene 13 avledede vannstråler 14 og 15 fra de to stråledriftaggregater 3, 4 kan bibringes forskjellige retninger ved svingning av rørene 9. Derved oppstår ikke bare en bakover- eller akteroverrettet kraft på fartøyet, men også en vridende kraft med hvis hjelp fartøyets forpar-ti kan vris eller "bendes" løs fra en strandbunn eller lignende. Ved svingning av de to stråledriftaggregatenes 3, 4 rør 9 til mot-satte retninger blir det derved også mulig å rette de avledede vannstråler fra de to aggregater tilnærmelsesvis parallelt med fartøyets lengderetning som vist på fig. 5, slik at ennå større bakoverrettet kraft kan utøves mot fartøyet. As a result of the fact that the reversing device 13 is arranged on the pivotable tube 9 used for steering the vessel, the further but significant advantage is achieved that, as shown in fig. 4, that the water jets 14 and 15 diverted from the two jet propulsion units 3, 4 by means of the reversing means 13 can be directed in different directions by swinging the pipes 9. This not only creates a backward or aft-directed force on the vessel, but also a twisting force with with the help of which the vessel's front part can be twisted or "bent" loose from a beach bed or the like. By swinging the tubes 9 of the two jet drive units 3, 4 in opposite directions, it is thereby also possible to direct the diverted water jets from the two units approximately parallel to the longitudinal direction of the vessel as shown in fig. 5, so that an even greater backward force can be exerted against the vessel.

Om ønskelig kan fartøyets skrogsider ved fartøyets akterparti være utformet med uttagninger 16 som slipper forbi vannstrålene i denne stilling. If desired, the vessel's hull sides at the vessel's stern can be designed with recesses 16 that let the water jets pass by in this position.

Av det foregående fremgår at mange andre utførelsesformer og modifikasjoner er mulige innenfor oppfinnelsens ramme, særlig med hensyn på reverseringsorganenes detaljutforming. I det viste utførelseseksempel avleder reverseringsanordningene således vannstrålene i et hovedsakelig horisontalt plan. Dette er dog ikke noe absolutt krav, men vesentlig er i første rekke bare at vannstrålene avledes til siden og bort fra fartøyets midtlinje slik at de passerer på utsiden av fartøyets skrogsider. It is clear from the foregoing that many other embodiments and modifications are possible within the framework of the invention, particularly with regard to the detailed design of the reversing means. In the embodiment shown, the reversal devices thus divert the water jets in a mainly horizontal plane. However, this is not an absolute requirement, but what is essential is primarily that the water jets are deflected to the side and away from the vessel's centerline so that they pass on the outside of the vessel's hull sides.

Claims

1. Vessel equipped with at least two jet propulsion units (3, 4) which are mounted in the vessel's stern on both sides of and symmetrically about the vessel's longitudinal centreline, where each unit (3, 4) comprises a pump with a pump housing (5) with an inlet opening connected to a water supply channel (6) and an outlet opening located outside and behind a transom (1) on the vessel to which a tube (9) pivotable about an essentially vertical axis is connected to straighten a driving jet of water flowing out through the outlet opening , and a reversing device (13) mounted on said pipe (9) which can be adjusted between inactive and active position for diverting the water jet in a direction obliquely forward in relation to the vessel, characterized in that on each aggregate (3, 4) said reversing device ( 13) designed and arranged on the pivotable tube (9) in such a way that in its active position it diverts the driving water jet diagonally forward and to the side facing away from the centreline of the vessel so that the n diverted water jet (14, 15) essentially passes outside the side of the vessel's hull close to the unit.

2. A vessel according to claim 1, characterized in that the sides of the hull are designed at the stern of the vessel with openings (16) designed to let past the water jets (14, 15) diverted by the reversing devices (13) of the two aggregate gates (3, 4) .

3. Jet propulsion unit for vessels, comprising a pump with a pump housing (5) with an inlet opening designed for connection to a water supply channel (6) and an outlet opening to which a pipe (9) pivotable about an essentially vertical axis is connected for the direction of a driving jet of water flowing out through the outlet opening, and a reversing device (13) mounted on said pipe (9) which can be adjusted between inactive and active position for diverting said water jet in a direction obliquely forwards in the unit's normal driving direction, characterized in that the reversing device (13 ) is designed and arranged on the pivotable pipe (9) in such a way that in its active position it diverts the water jet diagonally forward and in the lateral direction to only one side of the pivotable pipe (9).

4. Jet drive unit according to claim 3, characterized in that the reversing device (13) in its active position diverts the water jet obliquely forwards and to the side in an essentially horizontal plane.