SE503512C2 - Anordning och förfarande för att torrlägga inloppskanalen i ett vattenjetaggregat samt användning av en sådan anordning - Google Patents

Description

503 512 2 Uppfinningen syftar till att undanröja.ovannämnda.olägenhet genom att med ett rörligt och kontinuerligt inställbart avlänknings- organ, anordnat framför eller i närhet av intagets förliga kant, skapa en kavitet i vattnet utanför och täckande intaget och som därmed förhindrar inträngning av vatten samt torrlägger kanalen, varigenom vinnes dels eliminerat motstånd från den stillastående impellern, dels reducerad vikt och i motsvarighet därtill minskat framdrivningsmotstånd.

Syftet uppfylles med ett avlänkningsorgan av i bifogade patent- krav angivet slag.

Uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till ritningarna, vilka i Fig. la och lb visar ett avlänkningsorgan i en första, föredragen utföringsform, dels i sidovy, dels i aktervy, Fig. 2a och 2b i motsvarande vyer visar ett alternativt avlänk- ningsorgan i en andra utföringsform, Fig. 3a och 3b i motsvarande vyer visar en tredje utföringsform av avlänkningsorganet, Fig. 4 visar dels i sidovy, dels i bottenvy formen av' de kaviteter som bildas genom införing av det uppfinningsenliga avlänkningsorganet i vattenflödet, och Fig. 5 är en grafisk återgivning av erfordrat nedsänkningsdjup resp. införingsvinkel avseende de tre utföringsformerna, enligt mätvärden erhållna i ett modelltest.

Fig. l visar i längsgående tvärsnitt ett fartygsskrov 1 med ett intag 2 till ett drivaggregat av vattenjet-typ. Med hänvisnings- siffran 3 betecknas aggregatets impeller, drivaxel 4 och utlopp 5. I fartygsskrovets botten, framför intaget 2, är anordnat ett 503 512 3 avlänkningsorgan 6. Detta är i utföringsexemplet utformat som en skivformad klaff 6, vilken är vertikalt förskjutbar med hjälp av icke närmare angivna mekaniska, elektriska eller hydrauliska rörelseorgan, vilka kan vara av konventionellt och känt slag, för införing i vattenflödet och avlänkning av detsamma mot klaffens nedre kant. -Klaffen 6 mottages i viloläge i ett urtag 7 i skrovets botten varför klaffen har en till bottenformen anpassad ~utformning. Rörelseorganen är självfallet styrda för inställning av avlänkningsorganet eller klaffen 6 till önskat införingsdjup vid varierande gànghastigheter.

Klaffen 6 har lämpligen en bredd som överstiger tilloppskanalens bredd i intaget, varvid utförda strömningstester har visat att klaffen 6 med fördel kan ha en bredd som uppgår till 180 % av intagets bredd. Det inses vid betraktning av ritningsfigurerna att intaget/inloppsöppningen 2 :i planvy är làngsträckt eller oval, varför den kavitet 8 som bildas genom den i vattenflödet införda klaffen regleras till sin längd i. motsvarighet till inloppsöppningens form vilket sker genom klaffens nedsänknings- djup och med anpassning till gànghastigheten.

Med hänvisning till fig. 5 visas i ett diagram det nödvändiga införingsdjupet i förhållande till klaffens 6 bredd för att torrlägga intaget 2 i en modell (enligt fig. 1) med ett intag av en bredd om 100 mm. Av diagrammets heldragna linje A framgår ex.vis att vid en fart (se horisontell skala) av 7 m/s (ca 13,5 knop) erfordras att klaffen införs i det relativa vattenflödet till ett djup motsvarande ca 2,5 % (se vertikal skala) av klaffens bredd, vilkenli det aktuella modellförsöket uppgick till 180 mm, ett införingsdjup således om 4,5 mm, och vid en fart av ca 20 knop erfordras endast 1,8 mm införingsdjup för att i modellen torrlägga intaget. Detta och övriga modellförsök utfördes i provtunnel med dimensionerna 3.0 x 0.5 x 0.9 m under flödeshastigheter mellan 4 och ll m/s och med en trimningsvinkel hos skrovet om 2 grader, mätt mot horisontalplanet. Klaffen 6 utsätts genom sitt ringa införingsdjup i operativt läge endast 503 512 4 för moderata hydrodynamiska krafter, vilket ställer begränsade krav på lagrings- och rörelseorgan.

Det ökade motstånd som klaffen 6 alstrar i sitt införda läge uppvägs av det eliminerade motståndet från impellern, vikt- minskningen och det därmed sammanhängande, minskade framdriv- ningsmotståndet. En gynnsam sidoeffekt kan i vissa driftslägen påräknas genom det framför klaffen 6 förhöjda vattentrycket mot skrovets botten, vilket ytterligare bidrar till gynnsam trimning av fartygets flytläge.

Med hänvisning till fig. 4 visas med streckprickad linje kavitetens 8 form vid betraktning dels underifrån, dels i sidovy.

Det har därvid överraskande visat sig att den skivformade, väsentligen vertikalt eller vinkelrätt mot skrovets botten och tvärs gångriktningen orienterade klaffen 6 tillhandahåller inom ett stort hastighetsområde en stabil kavitet 8, vars bredd vidgas strax akter om klaffen och i detta område klart överstiger klaffens bredd. Härigenom vinnes självfallet även längd hos kaviteten, varför den eftersträvade effekten kan erhållas utan att klaffen behöver överdimensioneras eller införas till överdrivet och oekonomiskt djup.

Ett alternativt utformat avlänkningsorgan visas i fig. 2a och 2b, och utgöres av en framför inloppet anordnad, i skrovets botten och i sin främre kant vridbart lagrad skivformad klaff 9. Klaffen 9 vilar i ickeoperativt läge i ett urtag i skrovets botten, och uppvisar uppvikta sidopartier 10 som i införingsläge förhindrar vattenflöde på klaffens ovansida. Klaffen 9 manövreras likaledes genom ej närmare angivna mekaniska, elektriska eller hydrauliska driv- eller rörelseöverförande organ, vilka kan vara av i sig konventionellt slag och ej torde bereda fackmannen svårigheter vid den konstruktiva utformningen. Genom att framför intaget eller i omedelbar närhet av dettas förliga kant införa klaffens 9 bakre kant i vattenflödet avlänkas detta och bildas en kavitet 8' som täcker intaget och torrlägger kanalen. Här ges inte några so: 512 5 rekommendationer till erforderliga införings- eller fällnings- vinklar mätt mot skrovets baslinje, utan redovisas endast som referens modelltestets värden B enligt diagrammet i fig. 5.

Klaffen 9 alstrar en kavitet 8' enligt den streckade linjen i fig. 4 av något annorlunda form än kaviteten 8. Klaffen 9 påverkas av ansenliga hydrodynamiska krafter, vilket ställer högre krav pà lagring och rörelsealstrande organ.

Under utvecklingen har även provats en klaff 12, se fig. 3a och 3b, av principiellt liknande slag som klaffen 9 men som istället i sin främre kant är vridbart lagrad i närhet av intagets 2 framkant. Denna senare klaff är i viloläge infälld i ett urtag i intaget eller i intagets nacke, och sträcker sig i infört läge med sin bakre kant in i inloppsöppningen och täcker därmed partiellt denna. Modellens klaff 12 alstrar i nedfällt läge en kavitet 8", se även fig. 4 och testvärdena C enligt diagrammet i fig. s.

Det inses att samtliga här nämnda utföringsformer av avlänknings- organet är till sin utformning anpassade till skrovets bottenform så att de i viloläge ej stör vattenflödet runt skrovet.

Claims (9)

503 512 6 PATENTKRAV

1. Anordning vid ett fartygsskrov med multipla vattenjetdrivagg- regat för att under gång torrlägga inloppskanalen i ett avstängt vattenj etaggregat genom att utanför och täckande inloppsöppningen skapa en kavitet i det relativa vattenflödet, k ä n n e t e c k - 11 a d av ett i skrovets botten vridbart eller väsentligen vertikalt förskjutbart anordnat och i ett till gànghastigheten anpassat införingsdjup inställbart avlänkningsorgan (6,9,l2), företrädesvis skivformat i anpassning till skrovets bottenform, uppvisande en bredd som åtminstone motsvarar intagets (2) bredd och företrädesvis överstiger denna samt i arbetsläge med en i vattenflödet införd kant sträckande sig tvärs gångriktningen i närhet av intagets förliga kant och företrädesvis omedelbart framför denna.

2. Avlänkningsorgan enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av en tvärs gångriktningen orienterad, skivformad klaff (6), driven för väsentligen vertikal fram- och återgående rörelse för införing i det relativa vattenflödet i ett till gànghastigheten anpassat djup och i viloläge lagrad i ett urtag (7) omedelbart framför intaget (2), vilken klaff uppvisar en bredd minst motsvarande intagets bredd och företrädesvis uppgående till 180 % av intagets bredd.

3. Avlänkningorgan enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av en framför intaget (2) och i sin främre kant vridbart lagrad klaff (9), formad med uppvikta sidokanter (10) och driven för pendlande rörelse för införing av klaffens bakre kant i det relativa vattenflödet i en till gànghastigheten anpassad införingsvinkel, varvid klaffen uppvisar en bredd minst motsvarande intagets bredd och företrädesvis uppgående till 180 % av intagets bredd samt i viloläge lagrad i ett omedelbart framför intaget anordnat urtag.

4. Avlänkningsorgan enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av en i omedelbar närhet av intagets främre kant vridbart lagrad sos 512 7 klaff (12) med uppvikta sidokanter, driven för pendlande rörelse för införing av klaffens bakre kant i det relativa vattenflödet i en till gánghastigheten anpassad införingsvinkel, varvid klaffen uppvisar en bredd minst motsvarande intagets bredd och i viloläge är lagrad i ett i intaget (2) anordnat urtag samt i införingsläge delvis täckande intaget.

5. Förfarande för att vid ett fartygsskrov med multipla vatten- jetdrivaggregat under gång torrlägga inloppskanalen i ett avstängt drivaggregat, k ä n n e t e c k n a t av att framför och i anslutning till intaget (2) införes, i det relativa vatten- flödet och till ett med anpassning till gánghastigheten regler- bart införingsdjup, ett avlänkningsorgan (6,9,l2) för bildande av en intaget täckande kavitet (8,8',8") i vattenflödet.

6. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att omedelbart framför intaget (2) införes i vattenflödet en väsentligen vertikalt förskjutbart lagrad, tvärs gàngriktningen orienterad och till ett med anpassning till gánghastigheten reglerbart införingsdjup skivformad klaff (6).

7. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att omedelbart framför intaget (2) införes i vattenflödet och i en till gánghastigheten anpassad införingsvinkel vridbart lagrad klaff (9).

8. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att i intaget (2) införes i vattenflödet och i en till gánghastigheten anpassad införingsvinkel vridbart lagrad klaff (12), i inför- ingsläge delvis täckande intaget.

9. Användning av sam i ett fartygsskrovs botten väsentligen vertikalt förskjutbart lagrad, skivformad och tvärs gångrikt- ningen orienterad klaff (6), för införing under gång i. det relativa vattenflödet till ett med anpassning till gánghastig- 503 512 8 heten inställbart djup för bildande av en kavitet (8) i vatten- flödet, täckande intaget till ett vattenjetaggregat.