SE516560C2 - Drivaggregat i en båt innefattande motroterande, dragande propellrar anordnade på ett undervattenshus med aktre roderblad och avgasutblås samt drivinstallation med två sådana drivaggregat - Google Patents

Description

20 25 30 flstaessu 2 totalverkningsgrad och bättre prestanda utan även förenklad installation och lägre installationsvikt.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att propellrama är dragande propellrar, som är anordnade på undervattenshusets föröver vända sida, att undervattenshuset i sin akterkant uppbär ett kring en vertikal axel svängbart roderblad och att undervat- tenshuset i sitt akterut vända åndparti uppvisar ett avgasutblås för utsläpp av avgaser från en till propellerdrevet ansluten förbränningsmotor, vilket akterut vända ändparti är så utformat, att en skänn bildas mellan det aktra nedre ändpartiet av roderbladet och en avgasutblåsöppning.

En fördel med dragande istället för skjutande propellrar på ett utombordsdrev är bl a att propellrarna arbetar i ostört vatten, eftersom undervattenshuset ligger bakom propellrarna. Detta skapar då även utrymme för ett avgasutblås i akterkanten av undervattenshuset, vilket medför att man bl a kan utnyttja den ej ektorverkan, som det forbiströmmande vattnet utövar på de utströmmande avgasema på samma sätt som när avgasema leds ut genom propellemaven på skjutande propellrar. När avga- sema leds ut i bakkant av undervattenshuset i stället för genom naven kan navdia- metern och därmed hela propellerdiametem reduceras, vilket är fördelaktigt i flera avseenden. Dels minskas massan och masskraftema och dels minskas utrymmesbe- hovet under skrovets botten, vilket innebär att undervattenshuset kan utformas kor- tare i vertikalled och följaktligen lättare än om skjutande propellrar med avgasut- lopp i naven skull användas.

Det är tidigare känt att tillsammans med styrbara utombordsdrev utnyttja en propel- lerkombination 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 kurvkörning, så att viss sladd uppstår, vilket är väsentligt hos mindre båtar för att hindra skrovet att tip- pa utåt. Det har emellertid visat sig hydrodynamiskt fördelaktigt att även i stora båtar, som inte är tippningskänsliga vid kurvköming, anordna en dubbelpropeller- 10 15 20 25 30 sm salsa 3 kombination med en kaviterande akterpropeller tillsammans med ett fast utom- bordsdrev med skjutande propellrar.

Uppfinningen beskrivs närmare med hänvisning till på bifogade ritningar visade ut- fóringsexempel, där fig.1 visar en schematisk, delvis uppskuren sidovy av en utfo- ringsfonn 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 utfóringsfonn av ett drivaggregat enligt uppfinningen, fig.5 en perspektivvy av en drivinstallation innefattande två drivaggregat enligt fig.4, fig.6 ett diagram över totalverkningsgraden for ettdrivag- gregat enligt uppfinningen j ämförd med en konventionell inombordsinstallation och fig.7 ett diagram illustrerande hastighetsökningen hos en båt med drivaggregat en- ligt uppfinningen i förhållande till en båt med en konventionell inombordsinstalla- tion.

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 båtskrov. Ett undervattenshus 5 uppvisar en fástplatta 7, vilken är infäst 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 l5a och blad l5b 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 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 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 10 15 20 25 1~6 5 6 0 4 plan med bakkanten av husdelens 21 sidoytor, så att en jämn övergång erhålls mel- lan husdelen 21 och roderklaffen 22. Tillsammans sträcker sig dessa bägge över tor- pedens 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 ej ektorverkan som uppstå vid köming medverkar till minimalt avgasmottryck. Så- som framgår av figurema är torpeden i sin bakkant utformad med en skänn 27 mot roderklaffen 22 för att avskänna 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 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 båt- bottenytan så påverkas även längden i vertikalled hos undervattenshuset av propel- lerdiametem, vilket innebär att ju mindre propellerdiametem är desto kortare behö- ver 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 fástplatta 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 förutbestämt övre fartområde akterpropellern ar- betar kaviterande, medan fórpropellern arbetar icke-kaviterande, 10 15 20 25 30 :s 1,e saa 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 under- vattenshuset 5. Vid dubbelmontage av dreven kan med fördel icke visade organ an- ordnas, 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 fiingerar istället som bromsklaffar 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 akterspegeln 31. F ramkanten 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 båtskrov med två drev av det slag som visas i fig. 4, vilka är monterade på akterspegeln på lika av- stånd från mittlinj en 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 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 i"f5T6 560 6 illustreras på motsvarande sätt hastighetsökningen hos en båt med drivaggregat en- ligt uppfinningen i förhållande till samma båt med en konventionell inombordsin- stallation. Av diagrammet framgår exempelvis att om toppfarten hos en båt med drivaggregat enligt uppfinningen är 40 knop med en viss motorbestyckning, så är toppfarten för samma båt och motorbestyckning men med en konventionell inom- bordsinstallation ca 35 knop.

Claims (11)

10 15 20 25 o n o - f a o u a Q ao o a ; ¿¿5_1/_5«- 553 -.I='.=:I a' 7 Patentkrav

1. Drivaggregat i en båt, innefattande ett på utsidan om 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 axeln är drivbart förbunden, känne- tecknat av att propellrama är dragande propellrar, som är anordnade på undervat- tenshusets föröver vända sida, att undervattenshuset i sin akterkant uppbär ett kring en vertikal axel svängbart roderblad och att undervattenshuset i sitt akterut vända ändparti uppvisar ett avgasutblås för utsläpp av avgaser från en till propellerdrevet ansluten fórbränningsmotor, vilket akterut vända ändparti är så utformat, att en skärm bildas mellan det aktra nedre ändpartiet av roderbladet och en avgasutblås- öppning.

2. Drivaggregat enligt lcav l, kännetecknat av att undervattenshuset har ett nedre torpedliknande parti, i vilket propelleraxlarna är lagrade och i vars akterut vända ände avgasutblåset är anordnat.

3. Drivaggregat enligt krav 2, kännetecknat av att undervattenshuset har ett övre parti med vingprofil, som är förbundet med det torpedliknande partiet och som i sin akterkant uppbär det kring en vertikal axel svängbara roderbladet, vilket bildar en vingklaffliknande förlängning akterut av partiet med vingprofil.

4. Drivaggregat enligt krav 3, kännetecknat av att det torpedliknande partiets längd är åtminstone i det närmaste lika med summan av längdema av partiet med vingpro- fil och roderbladet.

5. Drivaggregat enligt krav 4, kännetecknat av att skärmen bildar en förlängning av det torpedliknande partiets akterut vända ändparti. 10 15 20 ø n n o o o u n Q u :n o a sg,15r 550 f 8

6. Drivaggregat enligt något av kraven 1-5, kännetecknat av att propellrama är ut- formade med nav, vars största diameter är mindre än det torpedlílmande partiets största diameter.

7. Drivaggregat enligt krav 6, kännetecknat av att den största navdiametem hos propellrama är ca 20% av propellerdiametem.

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

9. Drivaggregat enligt något av kraven 1-7, kännetecknat av att undervattenshuset är förbundet med ett drevben, som är fixerat mot en akterspegel hos skrovet och att en kavitationsplatta är anordnad i övergången mellan undervattenshuset och drevbe- net, vilken kavitationsplatta har en främre ändkant, som anligger mot en yta på ak- terspegeln.

10. Drivaggregat enligt något av kraven 1-9, kännetecknat av att propellramas bladareor är så anpassade till varandra, att åtminstone under vissa driftsförhållanden akterpropellern arbetar kaviterande, när förpropellem arbetar kavitationsfiitt.

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