SE516579C2 - Drivaggregat i en båt innefattande motroterande, dragande propellrar anordnade på ett undervattenshus och där akterpropellern arbetar kaviterande samt drivinstallation med två sådana drivaggregat - Google Patents

Description

:anor n 10 15 20 25 , n , u os» va: , v n i 51 5- 5 75? - 2 axel, och härvid jämfört med inombordsinstallationen åstadkomma inte bara högre totalverlcnirigsgrad och bättre prestanda utan även förenklad installation och lägre installationsvikt.

Detta uppnås enligt uppfinningen primärt genom att propellrarna är dragande och att propellrarnas bladareor är så anpassade till varandra, att åtminstone under vissa driftsförhållanden akterpropellern arbetar kaviterande, när föipropellern arbetar ka- vitationsfiitt.

Det är tidigare känt att tillsammans med styrbara utombordsdrev utnyttja en pro- pellerkombination av en för-och akterpropeller, vid vilken åtminstone vid högre farter akterpropellern arbetar kaviteranden, när förpropellern arbetar kavitafionsfi-itt.

På detta sätt kan man minska propellrarnas grepp i vattnet något vid gir, så att viss sladd uppstår och tvära kast undvikes, vilket är väsenligt när det gäller båtar med F roudetal upp emot 5. Det har emellertid visat sig att en dylik propellerkombination kan medföra olika fördelar även i båtar med lägre F roudetal och med fasta drev med dragande propellrar. När akterpropellern kaviterar reduceras motståndet i vattnet från det bakomliggande undervattenshuset. Dessutom förhindras kavitationsskador på undervattenshuset, när akterpropellern kaviterar. En ytterligare fördel är att ka- vitationsgrånsen för förpropellern flyttas upp i varvtalsområdet, vilket innebär att propellems övre varvtalsgräns kan flyttas upp eller alternativt att bladarean kan re- duceras.

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 avgasema leds ut genom propellemaven. När avgasema leds ut i bakkant av undervattenshuset istället för genom naven kan navdiametem och därmed hela propellerdiametem reduceras, vilket är fördelaktigt i flera avseenden.

Dels minskas massan och masskrafterna och dels minskas utryrmnesbehovet under :oron 10 15 20 25 30 'S16 5179-' 3 :nu en skrovets botten, vilket innebär att riggbenet kan utformas kortare och följaktligen lättare än om propellrar med avgasutlopp i naven skulle användas.

Uppfinningen beskrives närmare med hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel, där fig.1 visar en schematisk, delvis uppskuren sidovy av en utfö- 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 utföringsform 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 ett drivag- gregat enligt uppfinningen järnförd med en konventionell inombordsiristallation och fig.7 ett diagram illustrerande hastighetsökningen hos en båt med drivaggregat enligt uppfmningen i förhållande till en båt med en konventionell inombordsinstallation.

I fig.1 betecknar 1 generellt en dxivenhet bestående av en motor la och en back- slagsmekanism lb, vilka är fixerade mot en inneryta 2 på bottnen 4 av båtskrov. Ett undervattenshus 5 uppvisar en fástplatta 7, vilken är infást 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 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.

Propelleraxlama 13 och 14 är lagrade i en torpedliknande del 20 av undervattenshu- set 5. Husdelen 21 mellan torpeden 20 och fástplattan 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 for svängning kring en vertikal svängníngsaxel. Roderklaffens 22 fräinre ändparti 23 har halvcirkulärt tvärsnitt och inskjuter i en halvcirkulär ränna 24, som visas tydligast i fig.3, där styrbords driv- aggregat visas med roderbladet avlägsnat. Roderklaffens sidoytor ligger i framkan- ten i plan med bakkanten av husdelens 21 sidoytor, så att en jänm övergång erhålles 10 15 20 25 516 579 4 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 propellrama 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 köming medverkar till minimalt avgasmottryck. Så- som fiamgår av figurema är torpeden i sin bakkant utformad med en skärm 27 mot roderklaffen 22 för att avskärma roderbladet från avgasströmmen. Genom att avga- sema leds ut genom undervattenshuset och inte genom propellemaven l5a och 16a kan navens diameter och därmed även hela propellems diameter reduceras. Hos styrbara utombordsdrev med skjutande propellrar är normalt navens största diameter lika med största diametem 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 ovantörliggande båtbottenytan så påverkas även längden i vertikalled hos undervattenshuset av pro- pellerdiametem, 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 båtskrovets bottenyta med sin fastplatta 7. Drevet har två propellrar 15och 16, av vilka rörpropellern är trebla- dig, medan akterpropellern 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 förutbestämt övre fartområde akterpropellem arbetar kaviterande, medan förpropellem arbetar icke-kaviterande. 10 15 20 25 :iiz 30 516 579 5 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 fungerar istället som bromsklaffar utan styrverkan.

I fig.4 visas en utföringsfonn av ett propellerdrev enligt uppfmningen, 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 akterspegeln 31. Framkanten av kavitationsplattan 33 är tätad mot aktersspegelns yta så att kavitationsplattan 33 bil- dar en förlängning av båtens botten. Dreveti fig.4 har liksom drevet i fig. 1-3 en tre- bladig fórpropeller 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 mittlirijen 30. ' I diagrammet i fig. 6 illustreras totalverkningsgraden som fimktion av båtens fart fór en och samma båttyp dels med en konventionell inombordsinstallation, dvs raka axlar och enkelpropeller (streckad linje), och dels med de ovan beskrivna drivaggre- V 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 40% jämfört med en konventionell inombordsinstallation. I diagrammet i fig.7 il- *5-16 579 6 lustreras på motsvarande sätt hastighetsökningen hos en båt med drivaggregat enligt uppfinningen i förhållande till samma båt med en konventionell inombordsinstalla- tion. Av diagrammet frarngår exempelvis att om toppfaxten 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 (12)

annu: 10 15 20 25 nu» ; n u n IJ: .in v: I n n n ~ - n | nu m6 5179 - 7 Patentkrav

1. Drivaggregat i en båt, innefattande ett på utsidan av ett båtskrov fast anordnat propellerdrev med en åtminstone i huvudsak vertikal axel, som via en i ett under- vattenshus innesluten vinkelväxel motroterande driver ett par åtminstone i huvudsak horisontella propelleraxlar med varsin propeller, och en på skrovets insida anordnad drivenhet, med vilken den den vertikala axeln är drivbart förbunden, kännetecknat av att propellrarria är dragande och att propellramas bladareor är så anpassade till varandra, att åtminstone under vissa driftsförhållanden akterpropellem arbetar kavi- terande, när förpropellem arbetar kavitationsfiitt.

2. Drivaggregat enligt krav 1, kännetecknat av att ett roderblad är lagrat i under- vattenshuset for svängning kring en vertikal axel akter om propellrama.

3. Drivaggregat enligt krav 2, kännetecknat av att undervattenshuset har ett övre parti med vingprofil och att roderbladet bildar en vingklafllilmande förlängning ak- terut av partiet med vingprofil.

4. Drivaggregat enligt krav 3, kännetecknat av att undervattenshuset har ett nedre torpedliknande parti, som är förbundet med nederkanten av partiet med vingprofil och i vilket propelleraxlama är lagrade.

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

6. Drivaggregat enligt krav 4 eller 5, kännetecknat av att det torpedliknande partiet i i sitt akterut vända ändpaiti uppvisar ett avgasutblås från en fórbränningsmotor, som driver nämnda drivaxel. 10 15 20 25 a a a ; no 516is79 8

7. Drivaggregat enligt krav 6, 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.

8. Drivaggregat enligt något av kraven 1-7, kännetecknat av att propellrarna är ut- formade med nav, vars största diameter är mindre än det torpedliknande partiets största diameter.

9. Drivaggregat enligt krav 8, kännetecknat av att den största navdiametem hos propellrarna är ca. 20% av propellerdiametem.

10. Drivaggregat enligt något av kraven 3-9, kännetecknat av att undervattenshu- sets parti med vingprofil har organ för fixering av partiet mot undersidan av skrovets botten.

11. Drivaggregat enligt något av kraven 3-9, kännetecknat av att undervattenshuset är förbundet med ett drevben, som är fixerat vid en akterspegel hos skrovet och att en kavitationsplatta är anordnad i övergången mellan drevbenet och undervattenshu- set, vilken kavitationsplatta har en främre ändkant, som anligger mot en yta på akterspegeln.

12. Drivinstallation i en båt, innefattande två vid sidan av varandra anordnade driv- aggregat enligt kraven 1-1 1, kännetecknad av att roderbladen är styrbara indivi duellt för att medge roderutslag i motsatta riktningar.