NO20130165A1 - Fremdriftsenhet for maritimt fartøy omfattende en dyse som oppviser en utskiftbar seksjonert ledende kant på innløpet av dysen - Google Patents

Abstract

Fremdriftsenhet (11) for fremdrift og manøvrering av et maritimt fartøy, hvilken omfatter en dyse (12) forsynt med en seksjonert ledende kant (21) på dysens (12) innløp, hvilken ledende kant (21) er dannet av seksjoner (21a) av et lett ikke-metallisk materiale, samt en frontring (30), hvilken frontring (30) er anordnet mellom dysens hoveddel og den seksjonerte ledende kanten (21) og innrettet for å tilveiebringe festepunkt for seksjonene (21a) til den ledende kanten (21). I alternativ fremdriftsenhet (11) er dysen (12) forsynt med en seksjonert ledende kant (21) på dysens (12) innløp, hvilken ledende kant (21) er dannet av seksjoner (21a) av et lett ikke-metallisk materiale og minst en seksjon (21a) dannet av metall, hvor den minst ene seksjonen (21a) dannet av metall er integrert med stagene (15) foran propellanordningen (13), hvilke stag strekker seg fra periferien av den ledende kanten (21) og inn mot senter av den ledende kanten (21) og forbindes med navet (14) i den andre enden av stagene (15).

Description

Fremdriftsenhet for maritimt fartøy omfattende en dyse som oppviser en utskiftbar seksjonert ledende kant på innløpet av dysen

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder fremdriftsenheter for fremdrift og manøvrering av et fartøy samsvar med innledningen til patentkrav 1 og 2. Spesielt gjelder oppfinnelsen en fremdriftsenhet som er forsynt med en utskiftbar seksjonert ledende kant på innløpet av dysen.

Bakgrunn

Det er kjent fremdriftsenheter omfattende en propelldel som er festet i en omliggende rotordel, i hvilkens periferi det er festet permanentmagneter eller viklinger for dannelse av magnetfelt. Rotordelen utgjør rotoren til en elektrisk motor og er posisjonert på innsiden av en omliggende statordel, hvilken statordel har anordnet magnetanordninger eller viklinger for generering av magnetfelt for å bevirke rotasjon av propelldelen.

US 5,220,231 viser en slik fremdriftsenhet for et vanngående fartøy. Fremdriftsenheten har en sentralt opplagret propelldel, med propellblader som strekker seg radialt mellom en sentral del og en radialt utvendig posisjonert ring som roterer med liten radial avstand fra statordelen.

Det er stadig større fokus på å redusere energibehovet for bruk av alle typer fremdriftsenheter for fremdrift og manøvrering av fartøy. Det stilles stadig strengere krav til utslipp av miljøskadelige gasser og drivstoff utgifte ne er stadigøkende, noe som har ført til et sterkt fokus på utvikling av nye løsninger, blant annet optimalisering av propellblader og utvikling av hybridsystemer for fremdrift av fartøyene.

Fremdriftsenheter er videre forsynt med en ledende kant på innløpet av dysen for å gi den en hydrodynamisk utforming. I dag er de fleste fremdriftsenheter som produseres og benyttes forsynt med en ledende kant som er integrert i selve dysen. Dette er noe som gjør dysen unødvendig tung, samt at den hydrodynamiske utformingen er fast og ikke kan endres. Dette gjør at alle fremdriftsenheter må spesialtilpasses det aktuelle fartøyet de skal benyttes på, samt at det medfører dyrere produksjon av fremdriftsenhetene.

For å løse dette er det naturlig å tenke på segmentering av den ledende kanten.

I GB1472544 er det vist en løsning hvor der både den ledende kanten og den følgende kanten er utskiftbar eller regulerbar. Den ledende kanten kan være seksjonert langs omkretsen og utformet av et annet materiale enn hoveddelen av dysen, så som plast eller glassfiber. Ulemper ved denne publikasjonen er blant annet at den ledende og følgende kanten er innrettet for å festes i forlengelsen av selve dysen, hvilke dyse da må oppvise en åpen ende på hver side. Dette gjør at den ledende eller følgende kanten enten må sveises fast eller at den må skrus fast både fra innsiden og utsiden av dysen. Ved at den ledende og følgende kanten innrettes i forlengelsen av dysen som dette gjør det at dyser ikke kan masseproduseres, men må spesialtilpasses det enkelte fartøyet. Videre vil det at den ledende og følgende kanten anordnes i forlengelsen av dysen medføre at det er fare for lekkasje inn i dysen, spesielt dersom den ledende eller følgende kanten er laget av plast eller glassfiber. Videre vil det dersom den ledende og følgende kanten er justerbar være en ulempe, spesielt ettersom justeringsmidlene for dette (hull og skruer) vil kunne føre til at den ledende og følgende kanten endrer utforming etter en tids bruk, slik at fremdriftsenheten oppviser en annen profil enn opprinnelig tenkt. Dette kan da føre til ugunstige driftsbetingelser for fremdriftsenheten. Det er videre ikke gitt noen indikasjoner på hvilken type fremdriftsenhet denne løsningen skal benyttes på, da det vil være et sentralt punkt hvordan f.eks. fremdriftsenheten skal festes til fartøyet og hvordan propellanordningen er utformet.

Det er også etøkende fokus på å tilveiebringe fremdriftsenheter som er har lavere vekt, er raskere og enklere å håndtere under produksjon, samt er billigere i forhold til kjente løsninger. Selv om fremdriftsenhet skal ha lavere vekt er det viktig at den oppviser tilstrekkelig styrke.

Formål

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremdriftsenhet for fremdrift og manøvrering av et fartøy som løser de ovenfor nevnte ulempene med kjent teknikk.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremdriftsenhet, fortrinnsvis en dreibar fremdriftsenhet, som har lavere vekt sammenlignet med kjent teknikk.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremdriftsenhet med forenklet monteringsprosess gjennom at ledende kanten på innløpet av fremdriftsenhetens dyse, dvs. den hydrodynamiske utformingen, kan monteres til slutt.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremdriftsenhet hvor den ledende kanten på innløpet er lett utskiftbar, slik at man kan skifte hydrodynamisk design på den ledende kanten dersom det erønskelig eller nødvendig pga. endret driftsprofil eller skader.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremdriftsenhet hvor den ledende kanten av dysens innløp er seksjonert i flere deler, slik at hver del blir lett å håndtere og produsere.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremdriftsenhet med tangentielt varierende lengde gjennom at fremdriftsenheten er forsynt med en seksjonert ledende kant dannet av seksjoner med forskjellig lengde i aksiell retning.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremdriftsenhet hvor den ledende kanten er dannet av seksjoner med forskjellig utforming/design (profil) for derigjennom å oppvise varierende lengde i tangentiell retning.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremdriftsenhet hvor seksjoner av den foreliggende oppfinnelsen har ulik utforming/design og lengde for derigjennom å kompensere for varierende innstrømningshastighettil fremdriftsenheten.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremdriftsenhet hvor i det minste en del av den seksjonerte ledende kanten på dysens innløp er av et lettere ikke-metallisk material, noe som vil bidra til lavere total vekt, samt enklere håndtering og produksjon.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremdriftsenhet hvor hele den seksjonerte ledende kanten er dannet av et lettere ikke-metallisk materiale.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremdriftsenhet hvor festing av stag for propellanordningen er integrert i den seksjonerte ledende kanten.

Det er også et formål med den foreliggende oppfinnelsen at festemidler for å feste stag for å holde propellanordningen er skjult bak den seksjonerte ledende kanten.

Oppfinnelsen

Fremdriftsenheter i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1 og.2 Fordelaktige trekk ved fremdriftsenhetene er angitt i de øvrige patentkravene.

I den foreliggende oppfinnelsen er det skapt en fremdriftsenhet for fremdrift og manøvrering av maritime fartøy, hvilken fremdriftsenhet er tilpasset for festing til fartøyets skrog eller en styringsinnretning innrettet for å rotere fremdriftsenheten 0-360 grader, et begrenset antall grader, svingbar bevegelse av fremdriftsenheten, trekke fremdriftsenheten ut/inn av fartøyets skrog eller lignende.

Fremdriftsenheten omfatter en dyse hvori en propellanordning er anordnet drevet gjennom elektrisk eller hydraulisk drift for fremdrift og manøvrering av fartøyet.

Fremdriftsenheten omfatter videre en festeinnretning i form av en hals som strekker seg fra en øvre overflate av dysen og opp i fartøyets skrog eller til styringsinnretninger eller en festeinnretning som omfatter to halser som strekker seg parallelt eller speilvendt om en vertikal sentralakse fra en øvre overflate av fremdriftsenhetens dyse og hvilke halser ender i en festeflens for derigjennom å skape en åpning som gir fremdriftsenheten forbedret hydrodynamisk ytelse.

Fremdriftsenhetens propellanordning kan innrettes på flere måter. Enten ved bruk av stag foran og/eller bak eller ved at propellanordningen er periferiopplagret.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er fremdriftsenheten videre innrettet med en ledende kant som er tilpasset for forenklet monteringsprosess av fremdriftsenheten ved at den ledende kanten på innløpet av dysen, dvs. den hydrodynamiske utformingen, kan monteres til slutt.

Den ledende kanten er videre innrettet for å være utskiftbar, slik at man kan skifte hydrodynamisk design på den ledende kanten dersom det erønskelig eller nødvendig pga. endret driftsprofil eller skader.

Den ledende kanten er videre fortrinnsvis dannet av flere seksjoner, slik at hver seksjon blir lett å håndtere og produsere.

Den ledende kanten kan videre være innrettet for å tilveiebringe en dyse med tangentielt varierende lengde ved at den seksjonerte ledende kanten er dannet ved å kombinere forskjellige design på forskjellige seksjoner.

Den ledende kanten kan videre være innrettet for å tilveiebringe en dyse med tangentielt varierende utforming/design (profil) på den ledende kanten.

Gjennom at den ledende kanten av dysen er dannet av seksjoner med ulik utforming/design og lengde kan man kompensere for varierende innstrømningshastighet til fremdriftsenheten.

I det minste er en del av den ledende kanten dannet av et lettere ikke-metallisk material, så som Polyurethane (PUR) eller lignende, noe som vil bidra til lavere total vekt, samt enklere håndtering og produksjon.

Fordelaktig er hele den ledende kanten dannet av et lettere ikke-metallisk materiale.

Den ledende kanten kan videre dannes på forskjellige måter, hvilket vil bli ytterligere forklart nedenfor.

I en første utføreIsesform er den ledende kanten dannet av en frontring som er integrert med stag for å holde propellanordningen, hvilke stag strekker seg fra periferien av ringen og inn mot senter av ringen og forbindes til navet i den andre enden av stagene. Videre omfatter den ledende kanten en seksjonert del som danner den hydrodynamiske utformingen av innløpet. Frontringen er innrettet for å anordnes mellom hoveddelen av dysen og den seksjonerte delen som danner den hydrodynamiske utformingen av innløpet. Frontringen er fortrinnsvis at et metallisk materiale, så som støpejern, konstruksjonsstål eller lignende, mens den den seksjonerte delen som helhet er dannet av et lettere ikke-metallisk materiale. Frontringen er innrettet for å festes til dysens hoveddel og innrettet for å tilveiebringe festepunkt for seksjonene som danner den ledende kanten, samt ta opp og distribuere kreftene fra staget ut i dysens hoveddel og videre opp i festeinnretningen.

I tillegg vil hele frontringen i mange tilfeller ha støttefunksjon for periferilagre, samt en tetningsfunksjon for oljen som ligger rundt motoren inne i dysen.

Seksjonene er forsynt med festemidler for festing til frontringen og eventuelt innbyrdes festing. I en andre utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen, egnet for fremdriftsenheter som har periferiopplagret propellanordningen er den ledende kanten dannet av en ren frontring ettersom fremdriftsenheter som dette ikke omfatter stag. Videre omfatter den ledende kanten en seksjonert del som danner den hydrodynamiske utformingen av den ledende kanten. En periferiopplagret propellanordning er en lagerinnretning hvor den stasjonære delen av lagerinnretningen er festet til stator og den roterende delen av lagerinnretningen er festet til rotor. Frontringen er som ovenfor innrettet for å anordnes mellom hoveddelen av dysen og den seksjonerte delen som danner den hydrodynamiske utformingen av innløpet. Frontringen er fortrinnsvis at et metallisk materialestøpejern, konstruksjonsstål eller lignende, mens den den seksjonerte delen som helhet er dannet av et lettere ikke-metallisk materiale. Frontringen er forsynt med festemidler for festing til hoveddelen av dysen, mens seksjonene er forsynt med festemidler for festing til frontringen og eventuelt for innbyrdes festing.

I en tredje utførelsesform er en eller flere seksjoner av den ledende kanten integrert med stag for å holde propellanordningen, hvilke stag strekker seg fra periferien av den ledende kanten og inn mot senter av den ledende kant og forbindes med navet i den andre enden av stagene. De seksjonene av den ledende kanten som ikke er integrert med stag er fortrinnsvis dannet av et lettere ikke-metallisk materiale. Seksjonene er videre forsynt med festemidler for festing til hoveddelen av dysen og eventuelt innbyrdes festing. Denne utførelsesformen vil være egnet for fremdriftsenheter hvor man ikke trenger den ovenfor nevnte frontringens tetningsfunksjon. Seksjonene i denne utførelsesformen vil være forsynt med midler for festing til dysen, samt eventuelt for innbyrdes festing.

Med den foreliggende oppfinnelsen vil dermed festemidler for festing av stag, frontring eller annet skjules bak den ledende kanten, noe som gir hydrodynamiske fordeler. Festemidler for stag og frontring er kraftige/store bolter, som det er gunstig å skjule bak en hydrodynamisk glatt overflate. Motstand fra f.eks. bolter som stikker ut, har direkte negativ innvirkning på fremdriftsenhetens effektivitet, slik at det er viktig at dysen ikke omfatter elementer som rager ut inne i dysen. Elementer som rager ut inne i dysen vil videre medføre turbulens og støy i strømningen gjennom dysen.

Videre vil man ved at den ledende kanten omfatter seksjoner av et lett ikke-metallisk materiale oppnå en fremdriftsenhet som har lavere vekt sammenlignet med kjent teknikk.

Et annet moment som er viktig for dreibare fremdriftsenheter er at det kreves minst mulig plass i forbindelse med rotasjon (azimut), noe som kan løses ved at den ledende kanten på innløpet av dysen er kortet inn i de ytterste punktene sett langs en horisontal sentralakse gjennom dysen, når dysen er sett forfra.

Ved at seksjonene til den ledende kanten oppviser forskjellig design kan man tilveiebringe en fremdriftsenhet med en dyse som oppviser en kurvet ledende kant på innløpet av dysen. Her kan det være flere alternative utforminger, når dysen er sett forfra: - dysens lengde er størst ved øvre del av dysen og kortere ved den øvrige utformingen av dysen, - dysens lengde er størst ved øvre del av dysen og kortest ved de ytterste punktene av en horisontal sentralakse gjennom dysen.

Vanligvis, men ikke nødvendigvis, er det fordelaktig at dysens lengde ved nedre del av dysen også noe lengre enn den korteste lengden.

Fordelaktig oppviser dysen en kurvet ledende kant hvor dysen strekker seg med avtagende lengde fra dysens fremste punkt mot den øvrige utformingen av dysen, så som mot dysens nedre del. Eksempelvis er dysen lengst i øvre del av dysen og strekker seg med avtagende lengde mot de ytterste punktene av en horisontal sentralakse gjennom dysen, for deretter å oppviseøkende lengde mot den nederste delen av dysen som har en noe større lengde enn den korteste lengden av dysen.

Gjennom at dysen oppviser økt lengde i øvre del av dysen oppnår man en fremdriftsenhet med større indre plass indre plass i øvre del av fremdriftsenheten slik at man kan benytte eksempelvis sterkere og kraftigere stag for å ta opp krefter slik at man holder akseptabelt spenningsnivå i materialene til dysen og festeinnretningen, noe som vil føre til økt levetid og sikkerhet.

Videre oppnår man ved en kurvet ledende kant redusert plass når fremdriftsenheten skal rotere under skroget, mindre styremoment som kreves for å rotere fremdriftsenheten pga. mindre sidekrefter virker på fremdriftsenheten, samt at man oppnår en lettere fremdriftsenhet. Dette vil resultere i at fremdriftsenheten kan dimensjoneres for mindre styremoment. Desto mindre styremoment fremdriftsenheten må dimensjoneres for desto mindre fremdriftsenhet, noen som vil gi en billigere fremdriftsenhet.

Det å innrette fremdriftsenheten med en kurvet ledende kant på dysen vil ikke medføre mer variasjon i belastningen på propellanordning enn det som er normalt, og vil dermed ikke virke inn på støy og vibrasjoner, samtidig som man oppnår de ovenfor nevnte fordelene.

I andre utførelsesformer i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen så er detønskelig med varierende utforming/lengde på den ledende kanten for å kompensere for tangentielt varierende innstrømningshastighet inn mot den ledende kant. Hvordan denne variasjonen av innstrømningshastighet ser ut vil variere fra fartøy til fartøy, og i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen kan dette enkelt tilpasses i hvert enkelt tilfelle gjennom at den ledende kanten er seksjonert.

Det er veldig typisk at innstrømningshastigheten er minst ved "kl 12", pga. av vannets grensesjikt langs fartøyet. Når innstrømningshastigheten på et gitt punkt er liten er det fordelaktig at fremdriftsenheten oppviser en dyse med et lengre dyseprofil og større diameter på fremste punkt på ledende kant (større åpning på dysen).

På samme måte kan den følgende kanten på utløpet av dyses innrettes. Dette er noe som også vil bidra til en fremdriftsenhet med lavere vekt.

Med den foreliggende oppfinnelsen er det dermed skapt en fremdriftsenhet med komponenter som er enklere å håndtere og produsere, samt enklere montering.

Det er videre skapt en fremdriftsenhet som har lavere vekt pga. at det benyttes ikke-metallisk materiale.

Det er videre skapt en fremdriftsenhet som enklere kan tilpasses de til enhver tid foreliggende spesifikasjoner, ved at den ledende kanten på en enkel måte kan skiftes ut ved skade eller behov for endret driftsprofil.

Ytterligere fordelaktige trekk og detaljer ved den foreliggende oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende eksempelbeskrivelsen.

Eksempel

Den foreliggende oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i detalj med henvisning til de vedlagte figurene, hvor: Figur 1 viser et perspektivriss, sett skrått forfra, av en fremdriftsenhet for fremdrift og manøvrering av et maritimt fartøy i samsvar med en første utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen,

Figur 2 viser et frontriss av fremdriftsenheten i Figur 1,

Figur 3 viser et oppsplittet perspektivriss av fremdriftsenheten i Figur 1,

Figur 4 viser et perspektivriss, sett skrått forfra, av en fremdriftsenhet for fremdrift og manøvrering av et maritimt fartøy i samsvar med en andre utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen,

Figur 5 viser et frontriss av fremdriftsenheten i Figur 4,

Figur 6 viser et oppsplittet perspektivriss av fremdriftsenheten i Figur 4,

Figur 7 viser et perspektivriss, sett skrått forfra, av en fremdriftsenhet for fremdrift og manøvrering av et maritimt fartøy i samsvar med en tredje utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen,

Figur 8 viser et frontriss av fremdriftsenheten i Figur 7,

Figur 9 viser et oppsplittet perspektivriss av fremdriftsenheten i Figur 7, og

Figur 10 viser et tverrsnittriss av en fjerde utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen.

Henviser nå til Figur 1 og 2 som viser en prinsippskisse av første utførelsesform av en fremdriftsenhet 11 for fremdrift og manøvrering av et maritimt fartøy for festing til fartøyets skrog eller en styri ngsi nn retn ing innrettet for å rotere fremdriftsenheten 0-360 grader, svingbar bevegelse, trekke fremdriftsenheten ut/inn av fartøyets skrog eller lignende. Fremdriftsenheten 11 omfatter en rørformet dyse 12 med en propellanordning 13 som har et sentralt nav 14 roterbart opplagret inne i dysen 12 ved hjelp av stag 15,16, innrettet henholdsvis foran og bak navet 14, festet til dysen 12.1 det viste eksempelet er det benyttet to stag 15 foran og fem stag 16 bak, men antallet stag foran og bak kan naturligvis være forskjellig fra dette. Stagenes 15,16 hovedfunksjon er å ta opp krefter.

Som det kan sees i Figur 2, omfatter propellanordningen 13 eksempelvis fire propellblader 13a, men den kan naturligvis omfatte både flere og færre propellblader. Propellbladene 13a strekker seg hovedsakelig radialt mellom det sentrale navet 14 og en ringformet rotordel (ikke vist) som ligger rundt propellanordningen 13, og til hvilken propellbladene 13a er festet. Den ringformete rotordelen er roterbart anbrakt innenfor en statordel (ikke vist), fortrinnsvis i en fordypning inne i dysen 12 slik at rotordelene er plassert utenfor strømningen av vann gjennom dysen 12. Til rotordelens ytre periferi er det anordnet et flertall permanentmagneter. Permanentmagnetene er posisjonert i kort avstand fra et flertall viklinger som er festet til statordelen, på en slik måte at det ved tilføring av elektrisk strøm i viklingene kan genereres magnetfelt for kraftpåvirkning av magnetene, for styrbar og kontrollert rotasjon av rotordelen, og således også propellanordningen 13. Mellom den utvendige flata til rotordelen og en motstående innvendig flate for statordelen, vil det være en spalte som, når fremdriftsenheten 11 er nedsenket i vann, vil fylles med vann. Det eksisterer også løsninger som benytter seg av gass for å erstatte vannet i spalten for å oppnå redusert tap i spalten. Disse trekkene er godt kjent innenfor teknikken.

Fremdriftsenheter 11 som dette er videre forsynt med en festeinnretning 17 for festing av fremdriftsenheten 11 til fartøyets skrog eller styringsinnretninger som nevnt ovenfor.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen omfatter festeinnretningen 17 i samsvar med den første utførelsesformen en hals 18 som er anordnet til en øvre overflate av dysen 12 ved hjelp av egnede festemidler (ikke vist) og som er innrettet med en festeflens 19 på den siden som skal tilkobles et festepunkt på skroget eller en styringsinnretning.

I samsvar med en andre utførelsesform av fremdriftsenheten 11 i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, som vist i Figur 4-6 omfatter festinnretningen 17 to halser 18a-b, hvilke halser 18a-b strekker seg speilvendt eller parallelt om en vertikal sentralakse (sammenfallende med tverrsnittsakse A-A angitt på Figur 5) opp fra dysen 12 før de ender ut i en festeflens 19.

Halsen 18/ halsene 18a-b har fortrinnsvis en utforming som tilsvarer en vinge- eller rorform slik at de er hydrodynamisk optimale slik at de ikke fører til unødig turbulens, støy eller vibrasjoner.

I utførelsesformen med to halser 18a-b, vil halsene 18a-b og festeflensen 19 danne en åpning 20 (Figur 5) over dysen 12 for å tillate strømning av vann som passerer på utsiden av dysen 12.

Det er videre fordelaktig at halsen 18 i den første utførelsesformen og halsene 18a-b i den andre utførelsesformen er anordnet med en avstand fra fronten av dysen 12 for å unngå at vann som kommer på utsiden av dysen 12 treffer halsen(e) 18,18a-b og presses tilbake og inn i dysen 12.

Det er mange fordeler med en festeinnretning 17 hvor det benyttes to halser 18a-b som ender ut i en festeflens 19 slik at det dannes en hydrodynamisk åpning 20. Blant annet vil det betraktelig redusere genereringen av turbulent innstrømning på toppen av dysen 12, noe som vil føre til bedre driftsforhold for fremdriftsenheten 11 og på grunn av dette vil propellanordningen 13 betraktelig oppnå forbedret virkningsgrad, noe som vil betydelig reduserte effektbehov for drift av fremdriftsenheten 11. En annen fordel er redusert vekt for fremdriftsenheten 11 ved at det vil være to halser 18a, b som vil ta opp krefter og vibrasjoner slik at man ikke trenger en massiv hals, samt at disse halsene 18a, b sammen med festeflensen 19 vil skape en stiv konstruksjon. Med bare en hals vil den måtte dimensjoneres for alle krefter og vibrasjoner, noe som dermed vil resultere i en tyngre fremdriftsenhet.

Henviser nå til Figur 1-3 for den første utførelsesformen og Figur 4-6 for den andre utførelsesformen. I samsvar med oppfinnelsen omfatter fremdriftsenheten 11 en dyse 12 med en ledende kant 21 på innløpet til dysen 12 laget i et lett ikke-metallisk materiale, så som Polyurethane (PUR) eller lignende, hvilken ledende kant 21 er dannet av seksjoner 21a for lett håndtering og produksjon. Den ledende kanten 21 er fortrinnsvis tilpasset for montering til dysen 12 til slutt.

Videre er den ledende kanten 21 festet til dysen ved hjelp av egnede midler som gjør den lett avtakbar og derigjennom utskiftbar, hvilket medfører at det er mulig å endre det hydrodynamiske designet (den hydrodynamiske utformingen) på den ledende kanten 21 dersom det er ønskelig eller nødvendig pga. endret driftsprofil eller skader. Fremdriftsenheten 11 omfatter videre en frontring 30, som vist i Figur 3 og 6, til hvilken frontring 30 stagene 15 foran propellanordningen 13 er anordnet. Stagene 15 er anordnet til frontringen 30 ved hjelp av støping, sveising, bolting eller lignende og strekker seg fra periferien av frontringen 30 og inn mot senter av frontringen 30 hvor stagene 15 er festet til navet 14. Frontringen 30 anordnes mellom hoveddelen av dysen 12 og den seksjonerte ledende kanten 21 og er innrettet for å skape et festepunkt for seksjonene 21a til den seksjonerte lendende kanten 21. Videre er frontringen 30 innrettet til å distribuere kreftene som virker på stagene inn i navet 14 og ut i dysens 12 hoveddel. Frontringen 30 er videre forsynt med festemidler (ikke vist) for festing til dysens 12 hoveddel. På denne måten vil innfestingen av frontringen 30 og dermed stagene 15 bli skjult bak den ledende kanten 21.1 eksempelet er det vist to stag, men det er klart at dette kan variere avhengig av applikasjonen.

Seksjonene 21a er videre forsynt med festemidler (ikke vist) for festing til frontringen 30, samt eventuelt for innbyrdes festing.

Siden det bare er hydrodynamiske krefter på den ledende kanten 21 av dysen 12, kan man bruke et lettere ikke-metallisk materiale, så som Polyurethane (PUR) eller lignende, noe som vil virke positivt på den totale vekten, og også gjøre håndtering og produksjon enklere.

Frontringen 30 er dannet av et metallisk materiale, så som støpejern, konstruksjonsstål eller lignende.

Henviser nå til Figur 7-9 som viser en fremdriftsenhet 11 i samsvar med en tredje utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen, hvor fremdriftsenheten 11 omfatteren periferiopplagret propellanordning 13.1 denne utførelsesformen så er frontringen 30 en ren ring 30 uten stag som anordnes mellom hoveddelen av dysen 12 og den ledende kanten 21 dannet av seksjoner 21a.

De øvrige anordnes på samme måte som beskrevet for de to første utførelsesformene. Frontringen 30 i denne utførelsesformen trenger ikke dimensjoneres for stag og krefter forbundet med stagene, slik at i denne utførelsesformen kan også frontringen 30 være dannet av et ikke-metallisk materiale.

Frontringen 30 har videre den funksjonen i den foreliggende oppfinnelsen at den fungerer som støtte til periferilagre, samt en tetningsfunksjon for oljen som ligger rundt motoren inne i dysen.

Frontringen 30 oppviser videre fordelaktig en skrå profil som er tilpasset en indre overflate av dysen 12. Gjennom dette vil skjøten mellom den ledende kanten 21 og dysen 12 på innsiden kunne trekkes helt tilbake til propellanordningen, noe som vil gi maksimal vektbesparelse. Utvendig så må skjøten mellom den lendende kante og dysen trekkes forholdvis langt fram på dysen på grunn av at dysens hals(er) skal forbindes med deler av dysen som er i metall, samt for festing av frontringen til dysen skjer i deler av dysen som er i metall.

Frontringen kan også være dannet av seksjoner for lettere håndtering og produksjon.

Den ledende kanten 21/seksjonene 21a er videre utformet på en slik måte at den er tilpasset for å festes til frontringen 30, samtidig som det skapes en glatt buet overflate fra dysens 12 ytre overflate og til dysens indere overflate etter at seksjonene 21a er montert sammen til en ledende kant 21 på frontringen 30. Dette gjør at innfestningen (boltene) for frontringen 30 og dermed stagene blir skjult bak den ledende kanten 21 dannet av det ikke-metalliske materialet.

Henviser nå til Figur 10 som viser et tversnittriss av en fjerde utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen, som er en alternativ utforming av fremdriftsenheten vist i Figur 4.1 den fjerde utførelsesformen oppviser den ledende kanten 21 varierende tangentiell lengde, hvilket er tilveiebragt ved at den ledende kanten 21 er dannet av seksjoner 21a som har ulik utforming, slik at når seksjonene 21a settes sammen til en sammenhengende ledende kant 21 oppviser dysen 12 en varierende tangentiell lengde. I det viste eksempelet oppviser dysen en kurvet ledende kant, hvor dysens lengde er størst ved øvre del av dysen 12 og har avtagende lengde ned mot dysens 12 nedre punkt for derigjennom å kompensere for lavere innløpshastighet i vannets grensesjikt nær fartøyets skrog.

Claims (15)

1. Fremdriftsenhet (11) for fremdrift og manøvrering av et maritimt fartøy, hvilken omfatter en dyse (12) hvor er anordnet en propellanordning (13,13a), hvilken propellanordning drives elektrisk eller hydraulisk, hvilken fremdriftsenhet (11) omfatter en festeinnretning (17) innrettet for å festes til fartøyets skrog eller til en styri ngsi nn retn ing innrettet for styring og/eller bevegelse av fremdriftsenheten (11), hvilken propellanordning (13) er roterbart anordnet om et nav (14) som er anordnet til dysen (12) ved hjelp av stag (15,16) eller at propellanordningen (13) er en periferiopplagret propellanordning,karakterisert vedat dysen (12) er forsynt med en seksjonert ledende kant (21) på dysens (12) innløp, hvilken ledende kant (21) er dannet av seksjoner (21a) av et lett ikke-metallisk materiale, samt en frontring (30), hvilken frontring (30) er anordnet mellom dysens hoveddel og den seksjonerte ledende kanten (21) og innrettet for å tilveiebringe festepunkt for seksjonene (21a) til den ledende kanten (21).

2. Fremdriftsenhet (11) for fremdrift og manøvrering av et maritimt fartøy, hvilken omfatter en dyse (12) hvor er anordnet en propellanordning (13,13a), hvilken propellanordning drives elektrisk eller hydraulisk, hvilken fremdriftsenhet (11) omfatter en festeinnretning (17) innrettet for å festes til fartøyets skrog eller til en styringsinnretning innrettet for styring og/eller bevegelse av fremdriftsenheten (11), hvilken propellanordning (13) er roterbart anordnet om et nav (14) som er anordnet til dysen (12) ved hjelp av stag (15,16),karakterisert vedat dysen (12) er forsynt med en seksjonert ledende kant (21) på dysens (12) innløp, hvilken ledende kant (21) er dannet av seksjoner (21a) av et lett ikke-metallisk materiale og minst en seksjon (21a) dannet av metall, hvor den minst ene seksjonen (21a) dannet av metall er integrert med stagene (15) foran propellanordningen (13), hvilke stag (15) strekker seg fra periferien av den ledende kanten (21) og inn mot senter av den ledende kanten (21) og forbindes med navet (14) i den andre enden av stagene (15).

3. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat stagene (15) foran propellanordningen (13) er integrert i frontringen (30).

4. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 3,karakterisert vedat stagene (15) er anordnet til frontringen (30) ved hjelp av støping, sveising, bolting eller lignende og strekker seg fra periferien av frontringen (30) og inn mot senter av frontringen (30) hvor stagene (15) er festet til navet (14).

5. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat frontringen (30) oppviser en skrå profil som tilpasset en indre overflate av dysen (12) for å danne en skjøt mellom den ledende kanten (21) og den indre overflaten av dysen (12) som ligger nær propellanordningen (13), samt for å danne en skjøt mellom den ledende kanten (21) og dysen (12) på utsiden trukket forholdvis langt frem pga. halsens/halsenes (18,18a-b) innfesting.

6. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat frontringen (30) er innrettet for å støtte propellanordningens (30) periferilagre, samt tette for olje som ligger rundt motor inne i dysen (12).

7. Fremdriftsenhet i samsvar med ett av patentkravene 1-6,karakterisert vedat dysen (12) oppviser en kurvet ledende kant (21), hvilken medfører at dysens (12) lengde i aksiell retning er størst ved øvre del av dysen (12) og strekker seg med avtagende lengde mot dysens nedre del.

8. Fremdriftsenhet i samsvar med ett av patentkravene 1-6,karakterisert vedat dysens (12) oppviser en kurvet ledende kant (21), hvilken medfører at dysens (12) lengde i aksiell retning strekker seg med avtagende lengde fra den øvre delen til ytterste punkter av en horisontal sentralakse gjennom dysen (12) og medøkende lengde fra de ytterste punktene av den horisontale sentralaksen gjennom dysen (12) til den nedre delen av dysen (12), med dysen (12) sett forfra.

9. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 7,karakterisert vedat den nedre delen av dysen (12) har en kortere lengde enn den øvre delen av dysen (12).

10. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1-9,karakterisert vedat den dysen (12) oppviser en lendende kant (21) med tangentielt varierende utforming på den ledende kanten (12).

11. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat seksjonene (21a) er forsynt med festemidler for festing til frontringen (30).

12. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 2,karakterisert vedat seksjonene (21a) er forsynt med festemidler for festing til dysen (12).

13. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1 eller 2,karakterisert vedat seksjonene (21a) er forsynt med festemidler for innbyrdes festing.

14. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 1 eller 2,karakterisert vedat festeinnretningen (17) er dannet av ett eller to halser (18,18a-b) som ender i en festeflens (19), hvilke halser (18, 18a-b) har en utforming som tilsvarer en vinge- eller rorform slik at de er hydrodynamisk optimale for å unngå unødig turbulens, støy eller vibrasjoner.

15. Fremdriftsenhet i samsvar med patentkrav 14,karakterisert vedat de to halsene (18a-b) strekker seg parallelt eller speilvendt om en vertikal sentralakse fra en øvre overflate av fremdriftsenhetens dyse (12), hvilke halser (18a-b) og festeflens (19) danner en åpning (20) som gir fremdriftsenheten (11) forbedret hydrodynamisk ytelse.