SE516559C2 - Drivaggregat i en båt innefattande motroterande, dragande propellrar anordnade på ett undervattenshus med ett torpedliknande parti samt drivinstallation med två sådana drivaggregat - Google Patents

Description

25 515- 559 2 axel, och härvid järnfört med inombordsinstallationen åstadkomma inte bara högre totalverkningsgrad och bättre prestanda utan även förenklad installation och lägre installationsvikt.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att propellrama är dragande, att undervat- tenshuset har ett nedre torpedliknande parti, i vilket propelleraxlama är lagrade, och att propellrama är utformade med nav, vars största diameter är mindre än det tor- pedliknande partiets största diameter.

Propellerdrev med skjutande propellrar, som är anordnade bakom ett undervattens- hus med ett torpedliknande nedre parti, har vanligen propellrar, vars nav bildar en förlängning bakåt av det torpedliknande partiet. Diametem hos detta bestäms bl a av utrymrnesbehovet hos de däri upptagna kuggväxlama och propelleraxlarna, som därigenom tillsammans med eventuella avgasutsläpp i naven bestämmer diametern hos propellernaven. Även vanligen förekommande gummidämpare i naven påverkar navdiametem. Navdiametem påverkar i sin tur propellrarnas totala diameter. Ett vanligt förhållande är att navdiametem uppgår till ca 30% av den totala diametern.

En fördel med dragande istället för skjutande propellrar på ett utombordsdrev är bl a att propellrama arbetar i ostört vatten eftersom undervattenshuset ligger bakom pro- pellrama. Det har visat sig att det då inte finns någon anledning att av strörnnings- tekniska skäl dimensionera naven, så att en jämn övergång mellan dessa och under- vattenshuset uppnås, dvs i likhet med vad som är praxis hos drev med skjutande propellrar. Genom att minska navdiarnetem i förhållande till det torpedliknande un- dervattenshusets diameter kan hela propellerdiarnetem reduceras, vilket är fördelak- tigt i flera avseenden. Dels minskas massan och masskraftema och dels minskas ut- ryrnmesbehovet under skrovets botten, vilket innebär att undervattenshuset kan di- mensioneras kortare i vertikalled och följaktligen lättare än om propellemav med samma diameter som undervattenshusets torpedliknande parti skulle utnyttjas. 10 15 20 5_ 25 III 30 . .sta 559 '''' " 3 I ett föredraget utförande av ett drivaggregat enligt uppfinningen uppgår propellrar- nas navdiameter till ca 20% av den totala propellerdiametem.

Det är tidigare känt att tillsammans med styrbara utombordsdrev utnyttja en pro- pellerkombination av en för-och akterpropeller, vid vilken åtminstone vid högre farter akterpropellem arbetar kaviterande, när förpropellem arbetar icke- kaviterande. På detta sätt kan man minska propellramas grepp i vattnet något vid kurvköming, så att viss sladd uppstår, vilket är väsentligt hos mindre båtar för att hindra skrovet att tippa utåt. Det har emellertid visat sig hydrodynamiskt fördelak- tigt att även i stora båtar, som inte är tippningskänsliga vid kurvköming, anordna en dubbelpropellerkombination med en kaviterande akterpropeller tillsammans med ett fast utombordsdrev med skjutande propellrar.

Uppfinningen beskrives närmare med hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel, där fig.1 visar en schematisk, delvis uppskuren sidovy av en utfö- ringsfonn av ett drivaggregat enligt uppfinningen, fig.2 en ren sidovy av drivaggre- gatet i fig. 1, fig.3 en perspektivvy av en drivinstallation irmefattande två drivaggre- gat enligt fig.1 och 2, fig.4 en sidovy av en andra utfóringsform av ett drivaggregat enligt uppfinningen, fig.5 en perspektivvy av en drivinstallation innefattande två drivaggregat enligt fig.4, fig.6 ett diagram över totalverkningsgraden för ettdrivag- gregat enligt uppfinningen j ämförd med en konventionell inombordsinstallation och fig.7 ett diagram illustrerande hastighetsökningen hos en båt med drivaggregat enligt uppfinningen i förhållande till en båt med en konventionell inombordsinstallation.

I fig.1 betecknar 1 generellt en drivenhet bestående av en motor la och en back- slagsmekanism lb, vilka är fixerade mot en inneryta 2 på bottnen 4 av båtslcrov. Ett undervattenshus 5 uppvisar en fastplatta 7, vilken är infast mot en ytteryta 8 på bott- nen 4. Motom la driver via en vinkelväxel i backslaget lb en utgående axel 9, som i sin tur via en vinkelväxel innefattande koniska kugghjul 10, 11 och 12 driver ett par propelleraxlar 13 och 14, av vilka axeln 14 är en hålaxel, genom vilken axeln 13 10 15 20 i, 25 å» 5 5 5 9 *ÉÉÉ - -.IÉ- ëff= 4 sträcker sig. Axeln 13 uppbär en propeller 15 med ett nav 15a och blad 15b och axeln 14 en propeller 16 med ett nav 16a och blad 16b.

Propelleraxlarna 13 och 14 är lagrade i en torpedliknande del 20 av undervattenshu- set 5. Husdelen 21 mellan torpeden 20 och fästplattan 7 har en vingliknande profil med svagt välvda sidoytor på ömse sidor om ett vertikat symmetriplan. Vid akter- kanten av husdelen 21 är en roderklaff 22 lagrad för svängning kring en vertikal svängningsaxel. Roderklaffens 22 främre ändparti 23 har halvcirkulärt tvärsnitt och inskjuter i en halvcirkulär ränna 24, som visas tydligast i fig.3, där styrbords drivag- gregat visas med roderbladet avlägsnat. Roderklaffens sidoytor ligger i framkanten i plan med bakkanten av husdelens 21 sidoytor, så att en jämn övergång erhålles mellan husdelen 21 och roderklaffen 22. Tillsammans sträcker sig dessa bägge över torpedens 20 hela längd.

I sin aktre ände har torpeden 20 en utblåsöppning 25, i vilken ett avgasrör 26 myn- nar, som leder från motorn la och genom undervattenshuset 5. Härigenom kommer propellrarna att arbeta i helt ostört vatten dels genom sin placering framför under- vattenshuset och dels genom avgasutsläppets placering, som dessutom genom den ejektorverkan som uppstå vid körning medverkar till minimalt avgasmottryck. Så- som frarngår av figurerna är torpeden i sin bakkant utformad med en skärm 27 mot roderklaffen 22 för att avskärma roderbladet från avgasströmmen. Genom att avga- serna leds ut genom undervattenshuset och inte genom propellemaven 15a och 16a kan navens diameter och därmed även hela propellerns diameter reduceras. Hos styrbara utombordsdrev med skjutande propellrar är normalt navens största diameter lika med största diametern hos den angränsande delen av undervattenshuset, medan största navdiarnetem hos de i fig.2-5 visade propellrarna 15 och 16 är ungefär 60- 65% av torpedens 20 största diameter hos det till propellrarna angränsande partiet.

Eftersom propellrama kräver ett visst minsta avstånd till den ovanförliggaride bâtbottenytan så pâverkas även längden i vertikalled hos undervattenshuset av pro- pellerdiarnetern, vilket innebär att ju mindre propellerdiametem är desto kortare be- höver undervattenshuset vara i vertikalled. 10 15 20 25 A151 56 '5 5 9 5 I fig.2 visas ett propellerdrev av den typ, som beskrivits i anslutning till fig. 1, dvs ett drev med ett undervattenshus 5, som är fixerat direkt mot båtskrovets bottenyta med sin fäst-platta 7. Drevet har två propellrar 15och 16, av vilka förpropellem är trebla- dig, medan akterpropellem är fyrbladig, vilket är i och för sig känt hos styrbara ut- ombordsdrev. I ett föredraget utförande är dessutom propellramas bladareor så an- passade till varandra, att inom ett forutbestämt övre fartområde akteipropellern ar- betar kaviterande, medan fórpropellem arbetar icke-kaviterande.

Propellerdrevet i fig.2 är monterat på ena sidan om och på avstånd från bottnens mittlinje 30. Ett motsvarande propellerdrev är monterat på den andra sidan om mitt- linjen, såsom visas närmare i fig.3. Som ovan nämnts är det högra drevets roderklaff avlägsnad för att tyliggöra utformningen av den vingliknande delen 21 av undervat- tenshuset 5. Vid dubbelmontage av dreven kan med fördel icke visade organ anord- nas, som gör det möjligt att koppla ifrån den normala synkrona manövreringen av roderbladen och istället styra roderbladen spegelvänt, dvs så att visst roderutslag hos det ena åt exempelvis babord leder till ett motsvarande utslag åt styrbord hos det andra. Härigenom tar styrutslagen ut varandra och rodren ftmgerar istället som bromsklafiär utan styrverkan.

I fig.4 visas en utföringsform av ett propellerdrev enligt uppfinningen, som skiljer sig från det ovan beskrivna genom att undervattenshuset 5 är förbundet med ett mot skrovets akterspegel 31 monterat hus 32, som innehåller en vinkelväxel och en backslagsmekanism med en utgående axel, som är ansluten till axeln 9 (fig. 1). I övergången mellan huset 32 och undervattenshuset 5 är det senare utformat med en kavitationsplatta 33, som sträcker sig fram till akterspegelri 31. Framkanten av kavitationsplattan 33 är tätad mot aktersspegelns yta så att kavitationsplattan 33 bil- dar en förlängning av båtens botten. Drevet i fig.4 har liksom drevet i fig. 1-3 en tre- bladig forpropeller och en fyrbladig akterpropeller, som företrädesvis är en inom ett visst övre hastighetsintervall kaviterande propeller. I fig.5 visas ett båtslcrov med två 10 15 :s 1-6- ssiø °°°° " 6 drev av det slag som visas i fig. 4, vilka är monterade på akterspegeln på lika av- stånd från mittlinjen 30.

I diagrammet i fig. 6 illustreras totalverkningsgraden som funktion av båtens fart för en och samma båttyp dels med en konventionell inombordsinstallation, dvs raka axlar och enkelpropeller (streckad linje), och dels med de ovan beskrivna drivaggre- gaten enligt uppfimiingen (heldragen linje). Såsom framgår av diagrammet är skill- naden exempelvis vid 38 knop hela 20 procentenheter, mao med installationen en- ligt uppfinningen uppnås en ökning av totalverkningsgraden med inte mindre än ca 40% jämfört med en konventionell inombordsinstallation. I diagrammet i fig.7 il- lustreras på motsvarande sätt hastighetsökningen hos en båt med drivaggregat enligt uppfinningen i förhållande till samma båt med en konventionell inombordsinstalla- tion. Av diagrammet framgår exempelvis att om toppfarten hos en båt med drivag- gregat enligt uppfinningen är 40 knop med en viss motorbestyckning, så är toppfar- ten för samma båt och motorbestyckning men med en konventionell inombordsin- stallation ca 35 knop.

Claims (10)

10 15 20 25 30 »errors »gissa 7 Patentkrav

1. Drivaggregat i en båt, innefattande ett på utsidan av ett båtskrov fast anordnat propellerdrev med en åtminstone i huvudsak vertikal drivaxel, som via en i ett un- dervattenshus innesluten vinkelväxel motroterande driver ett par åtminstone i hu- vudsak horisontella propelleraxlar med varsin propeller, och en på skrovets insida anordnad drivenhet, med vilken den vertikala drivaxeln är drivbart förbunden, kännetecknat av att propellrarna är dragande propellrar, att undervattenshuset har ett nedre torpedliknande parti, i vilket propelleraxlarna är lagrade, och att propell- rama är utformade med nav, vars största diameter är mindre än det torpedliknande partiets största diameter.

2. Drivaggregat enligt krav 1, kännetecknat av att propellrarnas största navdiameter uppgår till ungefär 20% av den totala propellerdiametern.

3. Drivaggregat enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att undervattenshusets nedre torpedliknande parti har ett akterut vänt ändparti, i vilket ett avgasutblås är anordnat.

4. Drivaggregat enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att undervattenshuset har ett övre parti med vingprofil, som är förbundet med det torpedliknande partiet och som i sin akterkant uppbär ett kring en vertikal axel svängbart roderblad, vilket bildar en vingklaflliknande förlängning akterut av partiet med vingprofil.

5. Drivaggregat enligt krav 4, kännetecknat av att det torpedliknande parfiets längd är åtminstone i det närmaste lika med summan av längderna av partiet med vingpro- fil och roderbladet.

6. Drivaggregat enligt krav 5, kännetecknat av att det torpedliknande partiets akter- ut vända ändparti är utformat, så att en skärm bildas mellan det aktra nedre ändpar- tiet av roderbladet och en avgasutblåsöppning. 10 15 ø ø ø . :o n u "5165559 s

7. Drivaggregat enligt något av kraven 1-6, kännetecknat av att undervattenhusets parti med vingprofil har organ för fixering av partiet mot undersidan av skrovets botten.

8. Drivaggregat enligt något av kraven 1-6, kännetecknat av att undervattenshuset är förbundet med ett drevben, som är fixerat mot en akterspegel hos skrovet och att en kavitationsplatta år anordnad i övergången mellan undervattenshuset och drevbe- net, vilken kavitationsplatta har en främre ändkant, som anligger mot en yta på akterspegeln.

9. Drivaggregat enligt något av kraven 1-8, kännetecknat av att propellrarnas blad- areor är så anpassade till varandra, att åtminstone under vissa driftsfórhållanden ak- terpropellem arbetar kaviterande, när fiärpropellern arbetar kavitationfritt.

10. Drivinstallation i en båt, innefattande två vid sidan av varandra anordnade dri- vaggregat enligt något av kraven 1-9, kännetecknad av att roderbladen är styrbara individuellt för att medge roderutslag i motsatta riktningar.