NO159988B - Fremdrifts- og styreanordning som styrer retningen av en propellstraale. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en fremdrifts- og styreanordning som styrer retningen av en propellstråle, for montering under bunnpartiet av et skrog av et vannfartøy, omfattende en propell og en fast propelldyse som omgir propellen, en propellaksel hvorpå propellen er montert, et girhus hvori propellakselen er lagret og som inneholder et kjeglehjulgir som forbinder propellakselen med drivakselen som forløper vinkelrett på propellakselen, et rørformet bærestag som omgir drivakselen og har sin nedre ende forbundet med girhuset for understøttelse av girhuset og en øvre ende innrettet til å monteres roterbart i en åpning i det nevnte bunnparti av vannfartøyets skrog med rotasjonsaksen av bærestaget forløpende vertikalt og propellakselen forløpende i det vesentlige i horisontal retning.

Propellanordninger av denne art anvendes i stadig større utstrekning. Det kan f.eks. henvises til GB 1 407 559,

SE 140 053 og NP 148 327.

Fig. 1 på vedlagte tegning viser skjematisk og som eksempel, et sideriss av en konvensjonell utførelse av et propellaggregat av den omtalte art. Som nevnt ovenfor, omfatter dette propellaggregat en propell 1 som er omgitt av en fast, konsentrisk propelldyse 2, og som er montert på en propellaksel som er lagret i et vekslerhus 3. Dette vekslerhus 3 omfatter en vinkelveksler, gjennom hvilken propellakselen er koblet til en vertikal drivaksel som strekker seg gjennom et rørformet bærestag 4 som ved sin nedre ende er forbundet til og mottar vekslerhuset

3. Den øvre ende av bærestaget 4 er montert i en åpning 5 i en bunndel 6 av det bare delvis viste skroget 7 av det aktuelle flytefartøy. Drivakselen 4 som strekker seg gjennom bærestaget 4 kan kobles til en innenfor skroget anordnet drivmaskin 8, til drift av propellen. Videre finnes det inne i skroget en med 9 betegnet dreiemaskin som kan kobles til det i monteringsanordningen dreibart lagrede bærestag 4, slik at hele den enhet som er dannet av bærestaget 4, vekslerhuset 3, propelldysen 2 og propellen 1 kan dreies om en med drivakselen sammenfallende vertikal dreieakse. Derved kan propellkraften innstilles i en hvilken som helst ønsket retning.

Som vist skjematisk på fig. 1 har den fra propelldysen 2 utgående av propellen 1 produserte propellstråle en viss diver-gerende spredning. I stillestående vann er propellstrålens spredningsvinkel a ca. 10°. Som følge av denne spredning oppstår ved de fleste installasjoner av et propellaggregat av denne art, visse energitap, såkalte interferenstap som følge av at propellstrålen vil stryke over skrogets platebeklednings-flater. Ved anvendelse av propellaggregat av denne art på offshore-plattformer, som ofte har en relativt komplisert undervannskropp bestående av et flertall i avstand fra hverandre anordnede pontonger, kan interferenstap også oppstå ved at propellstrålen fra et propellaggregat som er montert på en pontong, treffer en annen pontong. Slike offshore-plattformer er videre som regel forsynt med flere propellaggregater, hvor det kan forekomme at propellstrålen fra et propellaggregat vil påvirke arbeidsforholdene for andre propellaggregater som er beliggende nedstrøms av det førstnevnte aggregat. Også dette gir opphav til interferenstap.

Til sammen resulterer de ovennevnte interferenstap i at den tilgjengelige nettoenergi fra de installerte propellaggregater blir mindre enn den bruttoenergi som man teoretisk skulle oppnå ved summering av den maksimale propellenergi for hvert propellaggregat, hvis de antas å arbeide i stillestående vann. Det innses videre at disse interferenstap vil variere i størrelse, avhengig av hvilken retning de forskjellige propellaggregater har. For en typisk installasjon bruker energitapet å være i størrelsesorden 10 - 20%, men for visse konfigurasjoner og innstillinger av propellaggregatene, kan det oppstå enda større tap, opp til 30%.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er derfor å frem-stille et propellaggregat av den innledningsvis nevnte art som er slik utformet at de forannevnte interferenstap elimineres eller i det minste reduseres vesentlig.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved at propelldysen er ved sin utløpsende utstyrt med stasjonære, i det vesentlige horisontalt forløpende ledeskovler som er anordnet på skrå i forhold til propellakselens retning for å avbøye en dannet propellstrøm og som forlater propelldysen etter rotasjon av propellen på skrå nedover i forhold til propellakselens retning, og at propelldysen ved sin utløpsende også er utstyrt med stasjonære i det vesentlige radiale ledeskovler for å eliminere rotasjonsbevegelse i propellstrømmen.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 er en illustrasjon av et konvensjonelt propellaggregat, fig. 2 viser skjematisk et sideriss lik det i fig. 1 av en første utførelse av et propellaggregat ifølge oppfinnelsen, fig. 3 viser på lignende måte en annen utførelse av et propellaggregat ifølge oppfinnelsen, fig. 4 viser på lignende måte en tredje utførelse av et propellaggregat ifølge oppfinnelsen, og fig. 5, 6 og 7 viser en spesielt fordelaktig utførelse av den prinsippielt viste utførelse i fig. 2.

Det i fig. 2 som eksempel og skjematisk viste propellaggregat ifølge oppfinnelsen er for en stor del utformet på

helt konvensjonell måte, f.eks. som vist i fig. 1. Ved ut-førelsen av et propellaggregat ifølge oppfinnelsen som vist i fig. 2, er imidlertid propelldysen 2 ved sin utløpsende ned-strøms propellen 1, forsynt med et sett lederskovler 10 som er utformet og anordnet slik at de retter den utgående propellstrålen noe på skrå nedover i forhold til propellakselens retning. Lederskovlene burde være innstillbare, slik at propellstrålens avledingsvinkel kan varieres. Således kan det være fordelaktig å anordne to sett av lederskovler etter hverandre, hvorav de oppstrøms beliggende lederskovler er faste, mens de nedstrøms beliggende lederskovler er innstillbare for variering av propellstrålens avledingsvinkel.

Ved den i fig. 3 viste utførelse av et propellaggregat ifølge oppfinnelsen oppnås et lignende resultat ved at propelldysen 2 er skråstilt slik at dens senterakse danner en vinkel noe på skrå nedover i forhold til propellakselen.

Ved den i fig. 4 viste utførelse av et propellaggregat ifølge oppfinnelsen oppnås en på skrå nedadrettet propellstråle ved at propelldysen 2, ved sin utløpsende, er forlenget med et skrått nedadrettet munnstykke 11.

Vinkelen mellom den utgående propellstrålens retning og propellakselens retning velges fortrinnsvis i området 5 - 15°, f.eks. ca. 10°. Ved å rette propellstrålen noe på skrå nedover, oppstår naturligvis en viss reduksjon av propellstrålens horisontale energikomponent, men innenfor det nevnte intervall blir denne reduksjon bare i størrelsesorden 1-3%. Under anvendelse av en anordning med lederskovler oppstår det også et visst energitap som følge av den strømningsmotstand som lederskovlene forår-saker .

Det har dog vist seg at det ved hjelp av en spesiell ut-forming av en avledende lederskovlanordning for propellstrålen ved propelldysens utløpsende er det mulig å eliminere de ovenfor angitte ulemper, slik at den ønskede avledingen av propellstrålen kan skje helt uten trykkenergitap eller bare med en mindre økning, ca. 1%, av den nominelle trykkenergi, sammen-lignet med når det ikke finnes noen lederskovlanordning.

Fig. 5, 6 og 7 viser som eksempel en utførelse av en

særlig fordelaktig lederskovlanordning, hvor fig. 5 viser anordningen sett rett bakfra, fig. 6 viser et snitt gjennom anordningen langs linjen VI-VI i fig. 5, og fig. 7 viser et snitt gjennom én av lederskovlene langs linjen VII-VII i fig. 5.

Denne spesielle lederskovlanordning omfatter både et antall horisontale lederskovler 11, som er skråstilte for avleding av propellstrålen i retning på skrå nedover, og et antall radiale lederskovler 12 sif har til oppgave å eliminere den av propellen frembragte rotasjonsbevegelse av propellstrålen. Lederskovlene 11 og 12 holdes oppe av en ytre ring 13 som er festet til utløpsenden av den i fig. 6 skjematisk og delvis viste propelldyse 2 og en indre ring 14.

Både de horisontale lederskovler 11 og de radiale lederskovler 12 har fortrinnsvis en krum, vingeformet profil som vist i fig. 6, resp. fig. 7. Avledingsvinkelen & for de horisontale lederskovlene 11 kan ligge innenfor området 5 - 20°, mens de radiale lederskovlenes 12 avledingsvinkel TTf.eks. kan være i størrelsesorden 2°.

Både av konstruktive og funksjonsmessige grunner har det vist seg fordelaktig å plassere de horisontale lederskovler 11 1 det vesentlige bare innenfor den øvre halvdel av propelldysens

2 utløpsåpning, mens de radiale lederskovler 12 er plassert i

det vesentlige i den nedre halvdel av propelldysens 2 utløps-åpning .

Ved den i fig. 5-7 viste utførelse er dessuten ringen 13 forsynt langs omkretsens øvre del, med en "lueskygge"-formet skjerm 15, dvs. en innover mot propelldysens 2 senteraksel skrånende rettet plateflens som medvirker til å avlede propellstrålen i retning på skrå nedover.

Ved den i fig. 5-7 viste utførelse er de horisontale lederskovler 11 og de radiale lederskovler 12 anordnet i det vesentlige i samme plan, men dette er ikke et absolutt krav, fordi de kan også være anordnet i forskjellige plan, f.eks. kan de radiale lederskovler være plassert oppstrøms for de horisontale lederskovler. Det skal også forstås at også andre utførelser av en lederskovlanordning med både horisontale og radiale lederskovler er mulig.

Det skal også forstås at de forskjellige utførelser for innstilling av den utgående propellstrålen noe på skrå nedover som vist i fig. 2-7 kan tenkes anvendt samtidig i ulike kombinasjoner med hverandre.

Claims (6)

1. Fremdrifts-og styreanordning som styrer retningen av en propellstråle, for montering under bunnpartiet av et skrog av et vannfartøy, omfattende en propell (1) og en fast propelldyse (2) som omgir propellen, en propellaksel hvorpå propellen er montert, et girhus (3) hvori propellakselen er lagret og som inneholder et kjeglehjulgir som forbinder propellakselen med drivakselen som forløper vinkelrett på propellakselen, et rørformet bærestag (4) som omgir drivakselen og har sin nedre ende forbundet med girhuset (3) for understøttelse av girhuset og en øvre ende innrettet til å monteres roterbart i en åpning (5) i det nevnte bunnparti (6) av vannfartøyets skrog (7) med rotasjonsaksen av bærestaget forløpende vertikalt og propellakselen forløpende i det vesentlige i horisontal retning, karakterisert ved at propelldysen (2) er ved sin utløpsende utstyrt med stasjonære, i det vesentlige horisontalt forløpende ledeskovler (11) som er anordnet på skrå i forhold til propellakselens retning for å avbøye en dannet propellstrøm og som forlater propelldysen etter rotasjon av propellen på skrå nedover i forhold til propellakselens retning, og at propelldysen (2) ved sin utløpsende også er utstyrt med stasjonære i det vesentlige radiale ledeskovler (12) for å eliminere rotasjonsbevegelse i propel1strømmen.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at propellstrømmen som forlater dysen danner en vinkel mellom 5° og 15° med propellakselens retning.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at de horisontale ledeskovler (11) er plassert i det vesentlige i den øvre halvdel av utløpet av propelldysen (2) og at de radiale ledeskovler (12) er anordnet hovedsakelig i den nedre halvdel av utløpet av propelldysen (2).

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at de horisontale ledeskovler (11) er skråstilt med en . utløpsvinkel på 5° - 20°.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at propelldysen (2) er utstyrt langs den øvre del av sin utløpskant med en flens (15) som skråner innover mot dysens senterakse.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at de horisontale (11) og radiale (12) ledeskovler har et svakt krummet, vingeformet tverrsnitt.