FI90328B - Alus - Google Patents

Description

1 90328

Alus Tämä keksintö liittyy yhdellä potkurilla varustettuun alukseen, joka käsittää: 5 potkuriakselin, joka on sijoitettu rungon pitkit täiseen mediaanitasoon, yläkannen, joka on symmetrinen pitkittäisen mediaani tason suhteen, perän, jolla on ensimmäinen symmetria-akseli rungon 10 poikkileikkauksessa potkurin akselin yläpuolella ja toinen symmetria-akseli rungon poikkileikkauksessa potkurin akselin alapuolella, näiden kahden symmetria-akselin ollessa sijoitettu epäkeskeisesti pitkittäiseen mediaanitasoon nähden, 15 mainitut kaksi symmetria-akselia on sijoitettu erilleen rungon pitkittäissuuntaisesta mediaanitasosta matkan, joka on vähintään 5 % potkurilaikan halkaisijasta.

On hyvin tunnettua, että tavanomainen yksipotkuri-nen alus on varustettu rungon keskiviivalla olevalla pot-20 kurinakselilla, riippumatta siitä, onko se symmetrinen rungon keskiviivan suhteen tai ei. Sellaisen symmetrisen tyyppisen aluksen peräosan alla kehittyvät vesivirrat vir-taavat potkurin lapoihin, alaspäin ylhäältä ja sisäänpäin ulkopuolelta, symmetrisesti aluksen potkurinakselin suh-25 teen, muodostaakseen pystysuoria pyörteitä pitkittäisakse-leiden ympäri. Epäsymmetrisen tyyppisissä aluksissa muodostavat potkurin siipiin menevät vesivirrat epäsymmetrisiä virtoja. Tällä tavoin jakautuu vanavesi monimutkaises-ti purjehduksen aikana.

30 Suuret alukset, joiden syrjäyttämän vesimäärän suh de niiden pituuden, leveyden ja syväyksen tuloon sekä leveys ovat suuret, ovat tulleet yhä yleisemmiksi lastaus-kapasiteetin lisäämiseksi. Johtuen tästä suuresta täyttö-kertoimesta ja suuresta leveydestä ovat potkurilaikan ta-35 sossa edellä mainitusta vanavedestä muodostuvat pystysuo- 2 90323 rat pyörteet pitkittäisakseleiden ympäri yhä lisääntyneet. Nuo pystysuorat pyörteet muodostuvat pareittain aluksen kummallekin puolelle, mikä aiheuttaa, että vanavesi on epätasapainossa potkurilaikan tasossa. Sen lisäksi että 5 tämä pienentää laivan kulkukoneiston hyötysuhdetta, se lisää rungon vastusta.

Näissä olosuhteissa on ollut tarve parantaa las-tauskapasiteettia ja samanaikaisesti vähentää polttoaineen kulutusta purjehduksessa. Molempien vaatimusten täyt-10 täminen on tehnyt laivan kulkukoneiston hyötysuhteen parantamisen välttämättömäksi. Pystysuoria pyörteitä, jotka pienentävät laivan kulkukoneiston hyötysuhdetta, ei ole voitu välttää aluksissa, joiden lastauskapasiteetti on suuri. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on, aluksen tyypistä 15 riippuen, suoritettu järjestelyjä veden virtaussuunnissa potkurin lapoihin.

Esimerkiksi patenttijulkaisu JP 37315/72 selittää menetelmän, jossa aluksen potkurinakseli on sijoitettu laivan rungon keskiviivalle, ja aluksen peräpään kylki on 20 sijoitettu hyvin epäkeskeisesti rungon keskiviivasta. Keskiviivan ja peräpään kyljen kautta kulkevan viivan välinen etäisyys on suurempi kuin säde potkurilaikassa, jonka potkurin lavat muodostavat pyöriessään ja potkurinlaik-ka sijaitsee aluksen yhdellä sivulla, täysin erillään run-25 gon keskiviivasta, ja muodostuneet pyörteet virtaavat potkurin lapojen pyörimiseen nähden vastakkaiseen suuntaan.

Tässä menetelmässä on kuitenkin seuraavat varjopuolet .

Peräpään kyljen kautta kulkevan viivan ja rungon 30 keskiviivan välisen etäisyyden tulee olla suurempi kuin potkurilaikan säde minkä vuoksi rungon keskiviivan etäisyys peräpään kyljestä on pakostakin suuri. Laivan rakennuskustannusten suurenemisen lisäksi vaikuttaa tämä haitallisesti laivan ohjattavuuteen.

3 90328

Lisäksi tulee peräosan yksi puoli tilavuudeltaan erittäin hoikaksi. Tästä on seurauksena, että koneiston asennus on tiukasti rajoitettua ja kuljetuskyky huononee suuresti.

5 Tämän keksinnön päämääränä on saada aikaan alus, jonka kulkukoneiston hyötysuhde on hyvä.

Tämän keksinnön mukaiselle alukselle on tunnusomaista, että potkurin akselin yläpuolella oleva symmetria-akseli ja potkurin akselin alapuolella oleva symmet-10 ria-akseli on sijoitettu samaan linjaan ja muodostavat täten yhden ainoan symmetria-akselin, joka on sijoitettu sivuun rungon pitkittäisestä mediaanitasosta matkan, joka on 5 - 25 % potkurilaikan halkaisijasta. Keksinnön mukaisen aluksen suositettavat suoritusmuodot ilmenevät epäit-15 senäisistä patenttivaatimuksista 2 - 5. Keksinnön muut päämäärät ja edut käyvät ilmi seuraavasta yksityiskohtaisesta selityksestä, joka liittyy oheisiin piirustuksiin.

Kuvio 1 on rungon piirustus, joka esittää tämän keksinnön mukaisen aluksen rungon takaosaa.

20 Kuvio 2 on graafinen vektoridiagrammi, joka esit tää tämän keksinnön mukaista veden sisäänvirtausta potkurilaikan tasossa.

Kuvio 3 on graafinen esitys, joka esittää tämän keksinnön mukaista suhdetta potkurinlapojen veden sisään-25 virtauksen ja potkurin pyörimissuunnan välillä.

Kuvio 4 on pohjakuva, joka esittää tämän keksinnön erään suoritusmuodon yleistä konstruktiota.

Kuvio 5 on kuvion 4 leikkaus X-X.

Kuvio 6 on graafinen esitys, joka kuvaa potkurin-30 akselin ja laivan rungon keskiviivan suhteen epäkeskeisen perän kyljen välisen etäisyyden suhdetta suhteelliseen työntövoimaan verrattuna tekniikan tason alukseen.

Viitaten erityisesti piirustuksiin selitetään nyt erästä tämän keksinnön mukaista suoritusmuotoa.

4 Ο Γ1·

Kuvio 1 esittää rungon piirustusta katsottuna takaa. Viitenumero 1 osoittaa rungon takaosan poikkileik-kausmuotoja. Potkurinakseli 3 on sijoitettu rungon keskiviivalle 2. Potkurinlavat pyörivät myötäpäivään potkurin 5 akselilla 3 muodostaakseen potkurin laikkatason 4, jonka halkaisija on D. Perän päätykylki on sijoitettu epäkes-keisesti rungon keskiviivasta, toisin sanoen rungon perä-osan peräpään runko-osan symmetria-akseli on sijoitettu epäkeskeisesti etäisyydelle d rungon keskiviivasta.

10 Toiseksi selitetään nyt edellä mainitun sijoittelun toimintaa viitaten erityisesti piirustuksen kuvioon 2. Kuvio 2 esittää graafisesti vektoridiagrammia, joka kuvaa veden poikittaista sisäänvirtausta potkurilaikkatasoon 4 katsottuna takaapäin. Veden sisäänvirtauksen vektorit b 15 muodostavat kiertäviä virtauksia, jotka ovat symmetrisiä akselin 7 suhteen. Toisaalta muodostaa laivan rungon keskiviivalle 2 sijoitettu potkurinakseli 3 potkurilaikkata-son 4, joka pyörii myötäpäivään rungon keskiviivalla olevalla akselilla.

20 Piirustuksen kuvio 3 esittää veden sisäänvirtaus- ten suuntien ja potkurin lavan pyörimisen välistä suhdetta. Nuoli 5 esittää kuviossa 2 vektorin b kuvaaman veden sisäänvirtauksen suuntaa. Nuoli 6 esittää potkurin pyörimissuuntaa. Kuten kuviosta 3 selvästi käy ilmi, saavat 25 potkurin lavat veden sisäänvirtauksen nuolen 5 esittämässä suunnassa, sen koko tasossa, vasten sen pyörimissuuntaa, jota esittää nuoli 6. Nuolten 5 ja 6 suunnat ovat toisiinsa nähden täysin vastakkaiset. Tällä käänteisten vesivirtojen vastaanotolla on sellainen vaikutus kuin jos 30 potkurinakselin 3 pyörimisnopeus kasvaisi. Siitä on seurauksena, että edellä mainittu suhde saattaa parantaa laivan kulkukoneiston hyötysuhdetta.

Kuvio 4 on pohjakuva, joka esittää erään tämän keksinnön mukaisen suoritusmuodon yleistä konstruktiota. Ku-35 vio 5 esittää kuvion 4 leikkausta X-X. Kuten kuvioissa 4

5 q n 7 O Q

✓ w v i. U

ja 5 esitetään, on akseli 7, joka kulkee takapään kyljen läpi rungon symmetria-akselilla, sijoitettu epäkeskeises-ti rungon keskiviivaan nähden, ja kannen ääriviiva 8 on symmetrinen rungon keskiviivaan nähden. Tästä on seurauk-5 sena, että tämän tyyppisen laivan oleskelumukavuudet ja ulkonäkö ovat melkein samat kuin tavanomaisissa aluksissa.

Tässä suoritusmuodossa on potkurinakseli 3 sijoitettu laivan rungon keskiviivalle 2, potkurin lavat pyö-10 rivät myötäpäivään ja rungon symmetria-akseli,joka kulkee peräpään kyljen läpi, on sijoitettu vasemmalle puolelle, epäkeskeisesti rungon keskiviivaan nähden. Mahdollinen on myös toinen suoritusmuoto, jossa potkurinakseli 3 on sijoitettu rungon keskiviivalle 2, potkurin lavat pyörivät 15 vastapäivään ja akseli 7 on sijoitettu oikealle puolelle, epäkeskeisesti rungon keskiviivaan nähden. Siinä tapauksessa kuitenkin, että potkurin lavat pyörivät myötäpäivään ja akseli 7 on sijoitettu oikealle puolelle, epäkeskeisesti rungon keskiviivaan nähden, tai jos potkurin lavat pyö-20 rivät vastapäivään tai akseli 7 on sijoitettu vasemmalle puolelle, epäkeskeisesti rungon keskiviivaan nähden, ovat nuo sijoitukset ei-toivottuja, koska potkurin lapojen pyörimissuunta on sama kuin veden sisäänvirtaussuunta, jolloin laivan kulkukoneiston hyötysuhde huononee.

25 Esimerkki

Nyt annetaan tason etäisyyden suhde laivan kulku-koneiston hyötysuhteeseen perustuen vesisäiliökokeisiin ja viitaten erityisesti piirustuksen kuvioon 6. Tason etäisyys on potkurinakselin 3 ja rungon keskiviivan suhteen 30 epäkeskeisesti sijoitetun peräpään kyljen välinen etäisyys. Kuviossa 6 esittää ordinaatta suhdetta HP(0)/ HP(C), missä HP(0) esittää työntäviä hevosvoimia, jotka kehittää moottori, joka on varustettu rungon keskiviivan suhteen epäkeskeisesti sijoitetulla potkurinakselilla, ja HP(C) 35 esittää työntäviä hevosvoimia tavanomaisen laivan mootto- 6 r r. ~ζ ^ Ο rista, joka on varustettu laivan rungon keskiviivalla olevalla potkurinakselilla. Abskissa esittää suhdetta d/D, jossa d on tasoetäisyyttä potkurinakselista peräpään kylkeen ja D on potkurilaikkatason halkaisija.

5 Kuten kuviosta 6 käy selvästi ilmi, kasvaa laivan kulkukoneiston hyötysuhde merkittävästi kun suhde d/D on 5- 25 %. Jos suhde on alle 5 %, ei hyötysuhde kasva. Jos suhde toisaalta on yli 25 %, ei hyötysuhde myöskään kasva. Suhde on kaikkein mieluimmin 10- 25 %. Edellisen li-10 säksi on muiden koetulosten perusteella varmistauduttu siitä, että peräsimen asentoa ei erityisesti tarvittu rajoittaa ja että ohjauskyky ei huonontunut.

Kuten edellä selitettiin, saatiin tällä keksinnöllä, jossa veteen uppoavan rungon takapää pidettiin suurin 15 piirtein symmetrisenä ja se sijoitettiin hiukan epäkes-keisesti rungon keskiviivan suhteen aikaan seuraavat edut.

Pystysuorat pyörteet pitkin pituusakselia, jotka ovat aiheuttaneet suuren aluksen kulkukoneiston hyötysuhteen pienenemisen saatiin parantamaan tätä hyötysuhdetta 20 käyttämällä hyväksi veden sisäänvirtausta potkurin lapoihin suunnassa, joka on vastakkainen potkurin pyörimissuuntaan nähden.

Laivan kulkukoneiston hyötysuhde kasvoi tehokkaimmin antamalla potkurilaikan tason olla aluksen toisella 25 sivulla rungon keskiviivaan nähden, niin että veden si-säänvirtaus aluksen sillä sivulla kiersi vastakkaiseen suuntaan laikkatason pyörimissuuntaan nähden.

Edellä mainitulla sijoittelulla ei ollut juuri mitään vaikutusta ohjattavuuteen, koska peräosan kylki oli 30 sijoitettu vain hiukan epäkeskeisesti rungon keskiviivasta, ja tämän runkomuodon rakennuskustannukset olivat taloudelliset verrattuna epäsymmetriseen aluksen runkoon, koska tämä rungonmuoto on melkein symmetrinen.

Claims (7)

1. 7 90328
2. 1. Yhdellä potkurilla varustettu alus, joka käsittää: 5 potkuriakselin (3), joka on sijoitettu rungon pit kittäiseen mediaanitasoon (2), yläkannen (8), joka on symmetrinen pitkittäisen me-diaanitason suhteen, perän (1), jolla on ensimmäinen symmetria-akseli 10 (7) rungon poikkileikkauksessa potkurin akselin yläpuolel la ja toinen symmetria-akseli rungon poikkileikkauksessa potkurin akselin alapuolella, näiden kahden symmetria-akselin ollessa sijoitettu epäkeskeisesti pitkittäiseen mediaanitasoon nähden, 15 mainitut kaksi symmetria-akselia on sijoitettu erilleen rungon pitkittäissuuntaisesta mediaanitasosta matkan, joka on vähintään 5 % potkurilaikan halkaisijasta, tunnettu siitä, että potkurin akselin yläpuolella oleva symmetria-akseli 20 ja potkurin akselin alapuolella oleva symmetria-akseli on sijoitettu samaan linjaan ja muodostavat täten yhden ainoan symmetria-akselin, joka on sijoitettu sivuun rungon pitkittäisestä mediaanitasosta matkan, joka on 5 - 25 % potkurilaikan halkaisijasta.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alus, tun nettu siitä, että mainittu symmetria-akseli (7) on sijoitettu sivuun rungon pitkittäissuuntaisesta mediaanitasosta (2) matkan, joka on 10 - 15 % potkurilaikan (4) halkaisijasta.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alus, tun nettu siitä, että mainittu symmetria-akseli (7) on aluksen perää takaa katsottaessa sijoitettu vasemmalle puolelle, kun mainittu potkuriakseli (3) pyörii myötäpäivää. 8 r. n 7^0 ✓' U i. o
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alus, tunnettu siitä, että symmetria-akseli (7) on sijoitettu aluksen perää takaa katsottaessa oikealle puolelle, kun 5 mainittu potkuriakseli (3) pyörii vastapäivään.
6. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alus, tunnettu siitä, että mainittu symmetria-akseli (7) on sijoitettu viivalle, joka kulkee aluksen peräpään kyljen läpi.
7. 9. C 3 2 8