SE516576C2 - Drivaggregat i en båt innefattande motroterande, dragande propellrar anordnade på ett undervattenshus med aktre roderblad samt drivinstallation med två sådana drivaggregat - Google Patents

Description

ÉW-zs ::f':30 i 516, 5 7 6 13:. rr- .vv un 2 axel, och härvid jämfört med inombordsinstallationen åstadkomma inte bara högre totalverkningsgrad och bättre prestanda utan även förenklad installation och lägre installationsvikt.

Detta uppnås enligt uppfinningen primärt genom att propellrama är dragande pro- pellrar, som är anordnade på undervattenshusets föröver vända sida, och att ett ro- derblad är lagrat i undervattenshuset för svängning kring en vertikal axel akter om propellrarna.

En fördel med dragande istället för skjutande propellrar på ett utombordsdrev är bl a att propellrama arbetar i ostört vatten, eftersom riggbenet ligger bakom propellrama.

Detta skapar då även möjlighet att utforma rodret som en slags vingklaffliknande förlängning av ett drevhus med vingprofil. Resultatet blir ett propellerdrev med hög propellerverkningsgrad och god styrfónnåga redan med ett roderblad, vars area är mindre än hälften av arean hos drevhusets vingprofil.

En annan möjlighet, som ett drev med dragande propellrar erbjuder, är- i enlighet med en vidareutveckling av drevet enligt uppfinningen- placering av ett avgasutblås i akterkant av undervattenshuset, vilket medför att man bl a kan utnyttja den ejek- torverkan, som det förbiströmmande vattnet utövar på de utströmmande avgaserna, på samma sätt som när avgaserna leds ut genom propellemaven. När avgaserna leds ut i bakkant av undervattenshuset istället för genom naven kan navdiarnetem och därmed hela propellerdiametem reduceras, vilket är fördelaktigt i flera avseenden.

Dels minskas massan och masskraftema och dels minskas utrymmesbehovet under slcrovets botten, vilket innebär att riggbenet kan utformas kortare och följaktligen lättare än om propellrar med avgasutlopp skulle användas.

Det är tidigare känt att tillsammans med styrbara utombordsdrev utnyttja en pro- pellerkombination av en för-och alcterpropeller, vid vilken åtminstone vid högre farter al kaviterande. På detta sätt kan man minska propellrar-nas grepp i vattnet något vid 10 15 20 °"-3 516 576 §@§¶ß§§;§¶§'u¿ 3 kurvköming, så att viss sladd uppstår, vilket är väsentligt hos mindre båtar for att hindra skrovet att tippa utåt. Det har emellertid visat sig hydrodynamiskt fördelak- tigt att även i stora båtar, som inte är tippningskänsliga vid kurvkörning, anordna en dubbelpropellerkombiriation med en kaviterande akterpropeller tillsammans med ett fast utombordsdrev med skjutande propellrar.

Uppfinnjngen beskrives närmare med hänvisning till på bifogade rimingar visade utföringsexempel, där fig.1 visar en schematisk, delvis uppskuren sidovy av en uttö- ringsform av ett drivaggregat enligt uppfinningen, fig.2 en ren sidovy av drivaggre- gatet i fig. 1, fig.3 en perspektivvy av en drivinstallation innefattande två drivaggre- gat enligt fig.1 och 2, fig.4 en sidovy av en andra utföringsfonn av ett drivaggregat enligt uppfinningen, fig.5 en perspekfivvy av en drivinstallation innefattande två drivaggregat enligt fig.4, fig.6 ett diagram över totalverkningsgraden för ettdrivag- gregat enligt uppfinningen jämfiírd 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 bâtslcrov. Ett undervattenshus 5 uppvisar en fastplatta 7, vilken är infast mot en ytteryta 8 på bott- nen 4. Motorn 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 sträcker sig. Axeln 13 uppbär en propeller 15 med ett nav 15a och blad l5b och axeln 14 en propeller 16 med ett nav 16a och blad 16b.

Propelleraxlama 13 och 14 är lagrade i en torpedliknande del 20 av undervattenshu- v 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 10 15 20 ïw-zs 'I':30 inskjuter i en halvcirkulär rärma 24, som visas tydligast i fig.3, där styrbords drivag- gregat visas med roderbladet avlägsnat. Roderklañens 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 utblåsöppnjng 25, i vilken ett avgasrör 26 myn- nar, som leder från motom la och genom undervattenshuset 5. Härigenom kommer propellrama att arbeta i helt ostört vatten dels genom sin placering framför under- vattenshuset och dels genom avgasutsläppets placering, som dessutom genom den ej ektorverkan som uppstå vid köming 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 l5a och l6a kan navens diameter och därmed även hela propellems diameter reduceras. Hos styrbara utombordsdrev med skjutande propellrar är normalt navens största diameter i lika med största diametern hos den angränsande delen av undervattenshuset, medan största navdiametem hos de i fig.2-5 visade propellrama 15 och 16 är ungefär 60- 65% av torpedens 20 största diameter hos det till propellrama angränsande partiet.

Eftersom propellrama kräver ett visst minsta avstånd till den ovanförliggande båtbottenytan så påverkas även längden i vertikalled hos undervattenshuset av pro- pellerdiarnetern, vilket innebär att ju mindre propellerdiametem är desto kortare be- höver undervattenshuset vara i vertikalled.

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 båtslcrovets bottenyta med sin fástplatta 7. Drevet har tvâ propellrar l5och 16, av vilka förpropellem är trebla- g 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 förutbestärnt övre fartområde akterpropellern ar- betar kaviterande, medan förpropellem arbetar icke-kaviterande. 10 l5 20 25 nya so: p ny» :nu n: .S16 576 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 nänmts är det högra drevets roderklaff avlägsnad för att tyliggöra utformningen av den vingliknande delen 21 av undervat- tenshuset 5. Vid dubbehnontage 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 fungerar istället som bromsklaffar utan styrverkan.

I fig.4 visas en utföringsform av ett propellerdrev enligt uppfinnjngen, som skiljer sig från det ovan beslaivna 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 akterspegeln 31. Framkanten av kavitationsplattan 33 är tätad mot aktersspegelns yta så att kavitafionsplattan 33 bil- dar en förlängning av båtens botten. Drevet i fig.4 har liksom drevet i fig. 1-3 en tre- bladig förpropeller och en fyrbladig akterpropeller, som företrädesvis är en inom ett visst övre hastighetsintervall kaviterande propeller. I fig.5 visas ett båtskrov med två 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 fimktion 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- I gaten enligt uppfinningen (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 6 40% jämfört med en konventionell inombordsinstallation. I diagrammet i fig.7 il- lustreras på motsvarande sätt hastighetsölmingen 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 motorbestyclming, så är toppfar- ten för samma båt och motorbestyckning men med en konventionell inombordsin- stallation ca 35 knop.

Claims (12)

10 15 20 25 “5330 s1 s, m -2 === 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 propellrama (15,16) är dragande propellrar, som är anordnade på undervattenshusets (5) fóröver vända sida, och att ett roderblad (22) är lagrati undervattenshuset for svängning lcring en vertikal axel akter om propellrarna.

2. Drivaggregat enligt krav 1, kännetecknat av att undervattenshuset (5) har ett öv- re parti med vingprofil (21) och att roderbladet (22) bildar en vingklafiliknande förlängning akterut av partiet med vingprofil.

3. Drivaggregat enligt krav 2, kännetecknat av att undervattenshuset (5) har ett nedre torpedliknande parti (20), som är förbundet med nederkanten av partiet (21) med vingprofil och i vilket propelleraxlarna (13, 14) är lagrade.

4. Drivaggregat enligt lcrav 3, kännetecknat av att det torpedliknande partiets (20) längd är åtminstone i det närmaste lika med summan av längdema av parfiet (21) med vingprofil och roderbladet (22).

5. Drivaggregat enligt krav 3 eller 4, kännetecknat av att det torpedliknande partiet (20) i sitt akterut vända ändparti uppvisar ett avgasutblås (25) från en förbrännings- motor, som driver nämnda vertikala drivaxel (9).

6. Drivaggregat enligt krav 5, kännetecknat av att det torpedliknande partiets (20) akterut vända ändparti är utformat, så att en skärm (27) bildas mellan det aktra nedre ändpartiet av roderbladet (22) och en avgasutblåsöppning (25). 10 15 20 '-.ß a n o u nu o 516. 57.6 s ua; a»

7. Drivaggregat enligt något av kraven 1-6, kännetecknat av att propellrama (15,16) är utformade med nav (15a,16a), vars största diameter är mindre än det tor- pedliknande partiets (20) största diameter.

8. Drivaggregat enligt krav 7, kännetecknat av att den största navdiametern hos prope1lrarna(15,l6) är ca. 20% av propellerdiametem.

9. Drivaggregat enligt något av kraven 1-8, kännetecknat av att undervattenhusets (5) parti med vingprofil (21) har organ (7) för fixering av partiet mot undersidan av skrovets botten.

10. Diivaggregat enligt något av kraven 1-8, kännetecknat av att undervattenshuset (5) är förbundet med ett drevben (32), som är fixerat vid en akterspegel hos skrovet och att en kavitationsplatta (33) är anordnad i övergången mellan undervattenshuset och drevbenet, vilken kavitationsplatta har en frärnre ändkant, som anligger mot en yta på akterspegeln.

11. Drivaggregat enligt något av kraven 1-10, kännetecknat av att propellranias (15,16) bladareor är så anpassade till varandra, att åtminstone under vissa diifistör- hållanden akterpropellem (16) arbetar kaviterande, när förpropellem (15) arbetar icke-kaviterande.

12. Drivinstallation i en båt, innefattande två vid sidan av varandra anordnade dri- vaggregat enligt något av kraven 1-10, kännetecknad av att roderbladen (22) är styr- bara individuellt för att medge roderutslag i motsatta riktningar.