FI102880B - Koneikko- ja propulsiolaitesovitelma nopeakulkuisia aluksia varten - Google Patents

Description

102880

Koneikko- ja propulsiolaitesovitelma nopeakulkuisia aluksia varten Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon 5 mukainen sovitelma vesisuihkupropulsiolaitteen ja sen kaa-suturbiinikäytön sijoittamiseksi alukseen.

Laivojen yleisin propulsiolaite on tavanomainen potkurijär-jestelmä, jolla päästäänkin yleensä hyvään hyötysuhteeseen. 10 Potkurikäytön ja niitä käyttävien koneikkojen rakenne ovat hyvin tunnettuja ja niiden rakenne on pitkälle vakiintunut, joten rakenteet ovat luotettavia. Potkurikäytöllä on kuitenkin erityisesti nopeakulkuisissa aluksissa useita heikkouksia. Yhtenä haittana voidaan pitää potkurin hyötysuh-15 detta. Perinteisellä potkurilla hyötysuhden laskee kun aluksen nopeus ylittää 25 - 30 solmua, joten potkurikäyttö soveltuu huonosti nopeisiin aluksiin. Potkurikäytön ongelmana on lisäksi potkurin aikaansaamat värinät aluksen rungossa ja muissa rakenteissa. Nämä värinät rasittavat alusta 20 ja vähentävät matkustaja-alusten matkustusmukavuutta. Nopeuden kasvaessa värinät luonnollisesti lisääntyvät ja siirtyvät korkeammille taajuuksille. Potkuripropulsion haittana on edelleen sen huono soveltuvuus matalassa kulkeviin aluksiin.

25

Potkurikäytön haittojen välttämiseksi nopeissa ja matala-I kulkuisissa aluksissa käytetään nykyisin yleisesti ve- '.*.* sisuihkupropulsiota, jota kutsutaan yleisesti myös ve sisuihkuksi tai jetiksi. Vesisuihkulaitteessa on pumppupe-30 sä, josta lähtee imukanava aluksen alle ja suihkukanava aluksen perään. Pumppupesässä olevaa juoksupyörää käytetään tavallisesti aluksen keulapuolelle sijoitetulla koneikolla, * ja juoksupyörän käyttöakseli kulkee imukanavan seinämän :*:* läpi.

35

Vesisuihkulaitteen etuina on suhteellisen hyvä hyötysuhde ja erittäin tasainen käynti, koska juoksupyörä antaa ve- Γ 102880 2 sisuihkulle tasaisen nopeuden ja juoksupyörän siipien suuri lukumäärä tasoittaa käyntiä. Vesisuihkulaitteilla päästään jopa 70% hyötysuhteeseen suurilla nopeuksilla, joten tämän propulsiotavan käyttö on luonnollista nopeakulkuisissa 5 aluksissa.

Edellä kuvatun kaltaisella propulsio- ja koneikkojärjeste-lyllä on useita heikkouksia. Juoksupyörän käyttöakseli on aksiaalivirtauspumppuun perustuvissa laitteissa vesisuihku-10 laitteen imupuolella ja aiheuttaa häiriöitä veden virtauksessa juoksupyörälle. Pumpun pesä tulee melko korkealle rungon sisään, jolloin se tyhjenee osittain vedestä aluksen seisoessa. Liikkeelle lähdettäessä tarvitaan suuria kierroslukuja ennen kuin laite alkaa imeä vettä ja propulsio 15 saadaan aikaan. Suurella kierrosluvulla saadaan luonnolli sesti suuri työntövoima, joten aluksen käsittely pienissä nopeuksissa ja laituroitaessa on vaikeaa. Propulsiolaitteen käyttökoneikko on sijoitettava tällä asennustavalla moni-runkoaluksissa ponttooneihin, jolloin niissä on oltava 20 riittävästi tilaa koneistoa varten. Koneen ilma- ja pako-kaasukanavat on johdettava ylös ponttoonin ja aluksen rungon välisessä uumassa. Koska suuritehoisten koneiden vaatima ilmamäärä ja tuottama pakokaasumäärä on suuri, uumasta tulee leveä tarvittavien suuriläpimittaisten kanavien takia : V 25 eikä uumaa voida suunnitella kulkuvastuksen kannalta opti-·.· * maalisesti. Nämä kanavat vievät myös kansitilaa yläpuoli- silta kansilta ja koska ne on sijoitettava aluksen ulkoseinille, ikkunallisten hyttien määrä vähenee. Kanavien vaatimaa tilaa lisää vielä se, että ne on äänieristettävä. 30 : .·. Saksalaisessa patenttihakemuksessa 41 05 755 on kuvattu • · vesisulhkupropulsiojärjestelmä, jossa osa edellä kuvatun ’·*. . koneistojärjestelyn haitoista on vältetty. Tässä laitteessa vettä pumpataan keskipakopumpulla. Vesi imetään pumpulle 35 normaaliin tapaan suoralla imukanavalla aluksen alta juok-V supyörän keskiosaan. Keskipakopumpussa virtaus kääntyy 102880 3 sivulle ja paineputki johdetaan aluksen sivulle, jossa se kääntyy taaksepäin. Kone on sijoitettu välittömästi pumppu-pesän taakse. Aksiaalipumppua käytettäessä pumpun käyttöak-seli on helppo viedä tällä tavalla juoksupyörälle.

5 DE-julkaisussa 41 05 755 kuvatulla laitteella on kuitenkin useita heikkouksia, joiden takia se ei sovellu suuriin aluksiin. Propulsiolaitteen kone on sijoitettu pumppupesän kanssa samalle tasolle, jolloin se tulee monirunkoaluksissa 10 ponttoonin sisään pumppupesän ja peräpeilin väliselle alueelle. Koska pumppupesää ei voida viedä kovin pitkälle eteen, koneelle jää varsin vähän tilaa. Kone on asennettava vinoon asentoon, koska pumpulle tuleva alhaalta vinosti nouseva imuputki on saatava tulemaan suoraan pumpulle sen 15 keskiakselin suuntaisesti. Vino asennus ja ahdas asennustila estävät suuren koneen käytön, koska suuret laivadieselit on asennettava tarkasti lähes vaakasuoraan asentoon. Tämä järjestely sopii siten vain veneisiin ja pienaluksiin, joissa konetehon tarve on riittävän pieni ja voidaan käyt-20 tää koneita, jotka voidaan asentaa haluttuun asentoon ja jotka sopivat piennen tilaan. Tällä koneikkojärjestelyllä ei voida myöskään välttää kaasuturbiinien ilma- ja pako-kaasukanavien viemistä kansien ja ponttoonin uuman kautta, jolloin SWATH-aluksissa ponttoonin uumaa ei voida kaventaa • V 25 riittävästi ilma- ja pakokaasukanavien vaatiman tilan ta- \'\ | kia. Koska paineputki on ohjattu veneen sivulle, siitä :*:*· tulee monimutkainen ja putkessa olevat mutkat aiheuttavat tunnetusti virtaushäviöitä.

30 Keskipakopumppuun perustuvalla vesisuihkulaitteella varus- . #.# tetun aluksen käsittely on sivulle avautuvien paineputkien • · takia hankalaa. Koska paineputket ovat aluksen kyljillä, • » '·* . alusta ei voida ohjata kääntämällä paineputken päätä aluk sen keskiakseliin nähden. Niinpä ohjaus on toteutettu si-35 ten, että suihkun suuntaa muutetaan aluksen kulkusuuntaan nähden, jolloin suuntaamalla toinen suihkuista loivemmin 102880 4 taaksepäin tai hieman eteenpäin alus saadaan kääntymään eri suuntiin vaikuttavien suihkujen vaikutuksesta. Kun suihkut asetetaan puhaltamaan täysin vastakkaisiin suuntiin, alus saadaan kääntymään lähes paikoillaan, mutta normaalissa 5 ajossa ohjausliikkeet pienentävät eteenpäin kuljettavaa tehoa. Koska suihkut tulevat ulos aluksen sivuilta, tällaista järjestelyä ei voida missään tapauksessa hyväksyä kaupallisiin satamiin liikennöivissä aluksissa, joissa alus kiinnittyy laituriin kyljittäin, koska kylkisuihkut puhal-10 tavat veden helposti laiturille.

Saksalaisessa hakemuksessa 41 05 755 kuvatulla laitteella ei voida siten ratkaista vesisuihkupropulsiolaitteeseen liittyviä ongelmia suurissa nopeakulkuisissa aluksissa.

15 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan koneikko- ja propulsiolaitesovitelma suuria nopeakulkuisia aluksia varten, jotka käyttävät pääkoneinaan kaasuturbiineja.

20 Keksintö perustuu siihen, että vesisuihkulaitteen virtauksen aikaansaavaa pumppua käytetään pumpun painepuolelta juoksupyörälle tulevalla akselilla, jota pyöritetään alukseen pumppupesän takapuolelle ja paineputken yläpuolelle sijoitetulla kaasuturbiinilla.

: V 25 • · *. Keksinnön yhden edullisen suoritusmuodon mukaan kaasutur- :Y biini asennetaan aluksen vesilinjan yläpuolella olevalle kannelle, jolloin sovitelma soveltuu suuriin ja nopeisiin aluksiin, joiden nopeus on yli 30 solmua ja pääkoneina ovat 30 kaasuturbiinit, erityisesti monirunkoaluksiin kuten SWATH- : .·. ja katamaran-aluksiin sekä FOIL CAT-tyyppisiin aluksiin.

• · ··· • ·· « · . Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle sovitelmalle 4 4 v.‘ on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 : 35 tunnusmerkkiosassa.

• I · 4 I · · · • « · 4 102880 5

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

Keksinnön-mukaisessa laitteessa vesi voidaan johtaa häi-riöttömästi vesisuihkulaitteen juoksupyörälle, koska käyt-5 tävä akseli ei sekoita tulevan veden virtausta. Tästä syystä kavitointiongelmat juoksupyörässä ovat vähäisemmät, koska painepuoli kestää paremmin käyttävän akselin häiriöt. Pumpun pesä voidaan asentaa syvemmälle veteen ja haluttaessa imuputki voidaan jättää kokonaan pois ja vesi ottaa 10 suoraan pumppupesään. Tämä parantaa suurikokoisen vesisuihkulaitteen ominaisuuksia pienillä tehoilla koska laite alkaa imeä pienemmillä kierrosnopeuksilla kuin perinteinen laite, jossa pumppupesä on yleensä asennettu vesilinjaan. Vesisuihkulaitteen pienistä massavirroista on hyötyä eten-15 kin laituroinneissa, työntöä saadaan aikaan pienilläkin tehoilla. Imuputki voidaan suunnitella suoremmaksi ja lyhyemmäksi, jolloin häviöt imuputkessa pienenevät. Laite mahdollistaa alusten peräpeilin nostamisen miltei kokonaan veden pinnan yläpuolelle. Tämä vähentää aluksen kulkuvas-20 tusta. Uuden vesisuihkulaitteen painepuoli voidaan myös nostaa vesilinjan yläpuolelle perinteistä laitetta helpommin.

Kaasuturbiinit asennetaan ylemmille kansille kuin perin- : - 25 teistä vesisuihkulaitetta ja koneistojärjestelyä käyttävis- • · sä aluksissa. Kun kaasuturbiinit asennetaan ponttonien si- « · ·.· jasta ylemmälle kannelle, voidaan turbiinien haalaukset hoitaa helpommin, usein autokansi sijaitsee turbiinihuoneen vieressä. Konehuoneet (turbiinihuoneet) voidaan uudessa 30 versiossa rakentaa hyvinkin pieniksi ns. turbiinikomeroik-: si. Pienet turbiinitilat mahdollistavat äänieristysmodulin t 9 *··· poisjättämisen, mikä keventää alusta. Turbiinien imu- ja • · '. . pakokaasukanavat lyhenevät verrattuna perinteiseen asennuk- ·.·. seen minkä ansiosta turbiinien häviöt pienenevät ja kanavi- ’·,,, 35 en vedot on helpompi toteuttaa.

• * 6 102880 SWATH-aluksille keksinnön mukaisella sovitelmalla saadaan varteenotettava propulsiolaite. Vesisuihkulaite asennetaan SWATH:in ponttoniin niin alas kuin mahdollista ja painepuo-li johdetaan vesirajaan tai hieman vesirajan yläpuolelle, 5 jolloin paineputkesta tulee normaalia pidempi. Pönttööni muotoillaan laitteen imuaukon jälkeen kulkuvastuksen kannalta mahdollisimman optimaalisesti. Tällä tavalla saavutetaan huomattavia etuja aluksen kulkuvastuksen kannalta optimaalisesti muotoilulla ponttoonin uumaosalla, eli 10 "startilla", jonka leveys määräytyy nyt vaadittavan lujuuden mukaan eikä perinteisesti asennettujen kaasuturblinien ilma- ja pakokaasukanavien mukaan. Keksinnön mukaisessa asennustavassa uumaosan läpi kulkee vain pumpun käyttöakse-li ja vesisuihkulaitteen paineputki. Perinteinen vesisuih-15 kulaite ponttooniin asennettuine koneineen ei oikeastaan sovellu puhtaaseen SWATH-alukseen.

Yhden keksinnön suositusmuodon avulla saadaan aikaan edullinen propulsiojärjestely FOIL CAT-tyyppisiin aluksiin.

20 Tässä ratkaisussa käytetään monivaiheista aksiaalipumppua ja imuaukko ja pumppupesä voidaan sijoittaa kantosiiven tukirakenteisiin. Ratkaisun erityisenä etuna on se, että pumpun ensimmäiset siipikehät saadaan erittäin syvälle veteen, jolloin vesisuihkulaite toimii hyvin erittäin pie-: * 25 nillä tehoillakin.

i a f · · • · ··· ♦ • a v Konehuone siirtyy perään ja näin mahdollisimman kauas pal velu- ja oleskelutiloista ja aluksen konelstotilat pienenevät. Vesisuihkulaitteen ohjailulaitteet jäävät kone-30 huoneosan alle suojaan, eikä mitään erillisiä suojia oh-: jainlaitteille tarvitse rakentaa. Laituroinnit perä edellä /·· onnistuvat paremmin, kun vesisuihkulaitteet ovat reilusti i · perärampin keulapuolella, jolloin peräramppi suojaa paine-v. puolen putkia ja ohjainlaitteita.

35

Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin oheisten piirus- « ? · ’ iti

I 4 I

7 102880 tusten avulla.

Kuvio 1 esittää katamaran-alusta, jossa on keksinnön mukainen propulsio- ja koneikkojärjestely.

5

Kuvio 2 on leikkaus kuvion 1 aluksesta pääkannen kohdalta.

Kuvio 3 on leikkaus kuvion 1 aluksesta ponttoonien kohdalta.

10

Kuvio 4 esittää kuvion 1 tyyppisen aluksen propulsiolait-teistoa ja koneistoa yksityiskohtaisemmin.

Kuvio 5 esittää kuvion l tyyppisen propulsiolaitteiston 15 vaihtoehtoista suoritusmuotoa.

Kuvio 6 esittää kuvion 5 suoritusmuotoa, jossa vesisuih-kulaitteen pumppuna on monivaiheinen aksiaalipumppu.

20 Kuvio 7 esittää kuvion 4 tapaan SWATH-aluksen propulsiolai-te- ja koneistojärjestelyä sivulta.

Kuvio 8 esittää takaa propulsiolaitteen sijoittumista SWATH-aluksen ponttooniin.

25

Kuvio 9 esittää esittää kuvion 4 tapaan FOIL CAT-aluksen Γ·*: monivaihepumpun käsittävää propulsiolaitejärjestelyä sivul- :·. ta.

• ♦ • · · • ♦ • · ; .·. 30 Kuvio 10 esittää takaa FOIL CAT-aluksen monivaihepumpun kä- • « · *·|·* sittävää propulsiolaitejärjestelyä.

• · ·

Seuraavassa ponttoonin peräpeilillä tarkoitetaan sen vesi- « « < 'linjan yläpuolella tai vesilinjassa olevaa aluksen kul-35 kusuunnassa taaimmaista osaa.

• i I < « t· 8 102880

Kuvioissa 1 - 3 on esitetty sivukuvana katamaran-alus 1, johon on asennettu keksinnön mukainen propulsio- ja koneik-kojärjestelmä. Aluksen 1 kummankin ponttoonin 13 sisään on sijoitettu vesisuihkulaite, jota käytetään aluksen perä-5 osaan sijoitetulla kaasuturbiinilla 10. vesisuihkulaitteen imuputki 4 avautuu ponttoonin 13 alle ja johtaa suoraan pumppupesään 2, johon on sijoitettu aksiaalipumpun juoksu-pyörä 3. Juoksupyörän 3 akseli on samassa kulmassa vaakatasoon nähden kuin imuputki 4. Juoksupyörän 3 painepuolella 10 pumppupesästä 2 lähtee paineputki 5, joka kääntyy vaakasuoraan asentoon ja päättyy ponttoonin 13 peräpeilissä vesilinjan 7 yläpuolella käännettävään suuttimeen 6, jota kääntämällä vesisuihkun suuntaa ja siten myös alusta 1 voidaan ohjata. Pumppupesä 2 on lähes kokonaan vesilinjan 7 15 alapuolella kun alus on paikallaan. Kuvioissa esitetty vesilinja 7 on kulkevan aluksen vesilinja sillä alus nousee nopeuden kasvaessa hieman ylös vedestä. Tällöin suihkulait-teen imu ja aluksen nopeus pitävät pumppupesän täynnä vettä. Paikallaan olevan aluksen vesilinja on suunnilleen 20 paineputken 5 keskilinjan kohdalla.

Vesisuihkulaite ja kaasuturbiinikoneikko on esitetty yksityiskohtaisemmin kuviossa 4. Pumpun juoksupyörä 3 on esitetty ainoastaan viivakuviona ja vesisuihkulaitteen sisällä 25 oleva käyttöakselin 8 osa on kuvattu juoksupyörän 3 kes- kiakselia ja imuputken 4 ja käyttöakselin 8 keskilinjaa ku-• V vaavalla viivalla 16. Juoksupyörän 3 käyttöakseli 8 tuodaan juoksupyörän 3 painepuolelle paineputken 5 seinämän läpi :*·[: läpiviennin 14 kautta. Akselilinja 16 on suora juoksu- : 30 pyörästä akselin 8 päässä olevaan vaihdelaatikkoon 9 asti.

··· ·

Vaihdel aa tikko 9 on jo aluksen pääkannen tasolla, joten ponttoonin 13 sisällä on ainoastaan vesisuihkulaite ja osa käyttöakselista 8. Kaasuturbiini 10 on asennettu käyttöak-;;; selin 8 kanssa samansuuntaiseksi, jolloin alennusvaihteena vt ‘ 35 voidaan käyttää edullista vaihdetta, jossa käyttävä ja käy- ;Y: tetty akseli ovat samansuuntaiset. Tällaisen asennuksen • · · « · • · • · · • · · • · • · « I · f I « • · · • · ^ • « 9 102880 mahdollistaa se, että kaasuturbiinia 10 voidaan käyttää missä asennossa tahansa. Turbiinin 10 ja akselilinjan 16 kulma vaakatasoon nähden riippuu tietenkin aluksen rakenteesta, mutta asennuskulma on yleensä välillä 15 - 70®, 5 jotta juoksupyörä 3, imuputki 4 ja paineputki 5 saadaan liitettyä jouhevasti keskenään ilman virtausvastusta lisääviä suuria kulmia. Kaasuturbiini 10 on asennettu aluksen 1 perään viimeiseksi, jolloin sen sijainti ei häiritse millään tavalla aluksen 1 palvelutiloja ja tilantarve on mah-10 dollisimman pieni. Kuten kuviosta 2 nähdään, turbiinien 10 konehuoneet 12 vievät vain vähän tilaa aluksen perän nurkissa, missä tila on muutoin vaikeasti hyödynnettävissä. Turbiiniin 10 pakokaasukanava on lyhyt ja avautuu kansi-tasojen yläpuolelle aluksen peräosassa, joten pakomelun 15 kantautuminen aluksen etuosaan on mahdollisimman vähäistä. Koska pakokanavat 11 voidaan suunnitella suurihalkaisijai-siksi ja lyhyiksi, niihin voidaan tehdä tehokas äänenvai-mennus pakovastusta kasvattamatta. Samoin ilmakanavat voidaan tehdä riittävän suurihalkaisijaisiksi.

20

Aluksen 1 alimman kannen eli tässä tapauksessa pääkannen takaosa 15 ulottuu ponttoonin 13 peräpeilin taakse ja oh-jainsuuttimen 6 yläpuolelle. Kannen takaosa 15 suojaa siten vesisuihkua ja estää sen leviämisen hallitsemattomasti 25 ympäristöön. Kansi suojaa myös suutinta 6.

« * · ( • · · · ·· · • Kuvioissa 5 ja 6 on esitetty vaihtoehtoinen koneikkojärjes-tely. Tässä kaasuturbiini 10 on sijoitettu vaihdelaatikon 9 :*·*: etupuolelle ja vaihdelaatikon molemmat akselin ovat samalla • · : ;·; 30 puolella. Kaasuturbiinin 10 akseli on liitetty vaihdelaati- • * · · kon ensiöakseliin välityksen 23 kautta. Tämä välitys 23 voi olla suora tai siinä voi olla sopiva välityssuhde mikäli kaasuturbiinin 10 kierroslukua on pudotettava ennen vaihde-laatikkoa. Kahdessa portaassa tapahtuvan kierrosluvun alen- « · · *·] ' 35 nuksen avulla voidaan vaihdelaatikoksi 9 valita vaihdelaa- :V: tikko, jonka välityssuhde on pienempi. Välityssuhteeltaan • · • · 10 102880 pienemmät vaihdelaatikot ovat halvempia ja yksikertaisemman rakenteensa takia myös tavallisesti kestävämpiä.

Tässä konelkkoratkalsussa kaasuturbilni 10 tulee osittain 5 pääkannen 15 tason alapuolelle ja konehuone ulottuu osittain ponttoonitilaan. Siten tämä ratkaisu soveltuu katama-ran- ja FOIL CAT-tyyppisiin aluksiin, joissa ponttoonit levenevät ylöspäin ja niissä on riittävästi tilaa kaasutur-biinla 10 varten. Kaasuturbilni 10 on sijoitettu tässä 10 ratkaisussa siten, että sen ulosottoakseli osoittaa aluksen peräosaan päin päinvastoin kuin kuvion 4 ratkaisussa. Tätä asennustapaa käyttämällä aluksen peräosasta ponttoonien 13 jälkeen saadaan lyhyempi, koska turbiini 10 ja vaihdelaa-tikko 9 saadaan lyhyempään tilaan. Vaikka kaasuturbilni 10 15 onkin tässä ratkaisussa alempana, ilmanottoputki 24 ja pakokanava li saadaan kannen 15 yläpuolelle, jossa niiden sijoittelu on helppoa. Ilmaottoputkl 24 päättyy aluksen sivuille sijoitettuihin suuriläpimittaisiin ilmaottoaukkoi-hin 25 ja pakokanava 11 aivan aluksen takaosaan kansiraken-20 teiden yläpuolelle, siten pakomelu ja pakokaasut eivät häiritse matkustajatiloja.

Kuvion 6 ratkaisu on muuten edellä olevan kaltainen, mutta siinä vesisuihkulaitteen pumppuna on monivaiheinen aksiaa-25 lipumppu. Tällaisessa pumpussa pumppupesä 2 on likimain suora lieriö ja sen sisään on sovitettu useita peräkkäisiä M · :juoksupyöriä 21. Pumppupesä 2 on pidempi kuin edellä esite- : 1·· tyssä vesisuihkulaitteessa ja ensimmäinen juoksupyörä 22 on f2: erittäin syvällä vedessä. Monivaihepumpun yksi etu on se, ; 30 että ensimmäinen juoksupyörä 22 pakottaa vettä seuraaville #«· # /r. juoksupyörille 21, jolloin pumpusta saadaan työntövoimaa pienilläkin kierrosluvuilla, mikä helpottaa oleellisesti aluksen käsittelyä satamissa ja hitailla nopeuksilla.

• « I

« 1 1 • « « ,' 35 Kuvioissa 7 ja 8 on esitetty SWATH-alus, jossa on keksinnön -V; mukainen sovitelma. SWATH-aluksen pönttööni koostuu vesi- • · · » 1 * · • · i • « · ♦ · 2 • 1 11 102880 linjan 7 alapuolella olevasta kellukeosasta 17, joka liittyy kapean uuman 18 välityksellä aluksen pääosaan 19. Kel-lukeosa on muotoiltu siten, että sen kulkuvastus vedessä on mahdollisimman pieni ja uuman paksuus pyritään sekin pitä-5 mään mahdollisimman pienenä kulkuvastuksen minimoimiseksi. Kuvioista 7 ja 8 näkyy selvästi kuinka keksinnön mukaisen sovitelman avulla propulsiolaite saadaan sovitettua pont-tooniin siten, että ponttooniosa 17, 18 voidaan muotoilla lähes vapaasti ainoastaan kulkuvastuksen minimointi huomi-10 oon ottaen. Tässä suoritusmuodossa kaasuturbiini 10 on edullisinta asentaa vaihdelaatikon 9 taakse, koska uumassa 18 ei ole tilaa turbiinille ja sen pako- ja ilmanottokan-ville.

15 Vesisuihkulaitteen pumppupesä 2 on sijoitettu kellukeosan 17 sisään jolloin se on aina vesilinjan 7 alapuolella ja imuputkesta 4 tulee erittäin lyhyt. Paineputki 5 avautuu vesilinjan 7 yläpuolelle ponttoonin uumaosan 18 takapäässä, joten paineputkesta 5 tulee pidempi kuin katamaran-aluksen 20 tapauksessa. Koneistojärjestely kaasuturbiiineineen 10 vaihteineen 9 ja käyttöakseleineen 8 on muuten samanlainen kuin katamaran-aluksessa, mutta käyttöakselista 8 tulee hieman pidempi, koska kaasuturbiini on sijoitettava ponttoonin uumaosan 18 yläpuolelle. Tällä järjestelyllä uuma-25 osassa 18 kulkee vain käyttöakseli 8 ja paineputki 5 ja ' · * *!'j uumasta voidaan tehdä käytännössä niin kapea kuin se on i V rakenteellisesti mahdollista. Ponttooniosan peräpeili 20 • * • *·· saadaan myös nousemaan jouhevasti ylös vedestä, koska pro- * · j '/· pulsiolaitteisto ja koneikko eivät rajoita peräpeilin muo- ; 30 toilua.

« · · · ♦ f · « ♦ * 7 r · }

Kuvioissa 9 ja 10 on esitetty edelleen yksi keksinnön edul- , linen suoritusmuoto. Koneikkojärjestely itsessään on sama- • ► ···, klaltainen kuin kuvioissa 4, 7, ja 8 esitetyissä aluksissa 35 vaihdelaatikon 9 takana olevine kaasuturbiineineen 10.

V.* Tässä propulsiolaitteisto on kuitenkin sovitettu ns. FOIL

> » * « « » 12 102880 CAT-alukseen, joten imuputken 4 ja pumppupesän 2 sijoittelu poikkeaa edellä kuvatuista suoritusmuodoista. FOIL CAT-aluksessa on kaksi ponttoonia 29 kuten tavallisessa katama-ran-aluksessakin, mutta ne ovat matalampia ja ponttonien 29 5 alaosa on muotoiltu tasaiseksi. Kummankin ponttoonin alla on kantosiivet 26, jotka liittyvät tukirakenteen 27 välityksellä ponttooneihin 29. Aluksen liikkuessa nopeasti se nousee ponttoonien 29 varasta kantosiipien 26 varaan. Tällöin vesilinja siirtyy paikallaan olevan aluksen vesilinjan 10 7 kohdalta liikkuvan aluksen vesilinjan 28 kohdalle. Täl löin ponttoonit 29 ovat kokonaan veden yläpuolella. FOIL CAT-aluksessa imuputki 4 on sijoitettava kantosiiven 26 tukirakenteeseen 27 liikkuvan aluksen vesilinjan 28 alapuolelle, jotta pumppupesään 2 saadaan aluksen liikkuessa 15 vettä. Jos käytetään monivaihepumppua kuten kuviossa 9, pumppupesä 2 saadaan helposti hyvin lähelle imuputken 4 suuta ja pumpun ensimmäinen juoksupyörä tulee hyvin syvälle veteen ja pumppupesä on ainakin osittain liikkuvan aluksen vesilinjan 28 alapuolella. Imuaukko saadaan suunnattua suo-20 raan aluksen kulkusuuntaa vasten, jolloin vesi työntyy tehokkaasti pumpulle aluksen liikkuessa. Tämän rakenteen mahdollistaa se, että aluksen rungon alapuolelle on joka ··'·, tapauksessa kantosiipien tukirakenne 27, joten imuputkea 4 • · ' varten ei tarvitse tehdä erillisiä kulkuvastusta lisääviä 25 tukirakenteita.

• · · • i » · • · i.i i Edellä esitettyjen lisäksi tällä keksinnöllä on muitakin • ·· v : suoritusmuotoja.

30 Keksintöä voidaan soveltaa muihinkin nopeakulkuisiin kaa- suturbiinikäyttöisiin aluksiin, jolloin tärkeimmäksi eduksi (/.a tulee se, että turbiinin konehuone saadaan pieneen tilaan ja aluksen peräosaan, missä se häiritsee kaikkein vähiten *·;·* aluksen muiden tilojen hyötykäyttöä. Kaasuturbiinia ei 35 välttämättä tarvitse asentaa vinoon asentoon, mutta jos n» turbiinin ja juoksupyörän akseleiden välillä on kulmaero, « · 13 102880 joudutaan käyttämään kulmavaihdetta tai jotain muuta tapaa siirtää turbiinin teho kulman yli. Kulmavaihde on kuitenkin kalliimpi kuin yksinkertainen alennusvaihde ja sen hyötysuhde on tavallisesti huonompi. Samalle käyttöakselille 5 on helppo haluttaessa kytkeä useita kaasuturbiineja. Pro-pulsiolaitteen pumppuna käytetään moniovaiheisia aksiaali-pumppuja, tai ns. mixed flow-pumppuja, joissa vesi lähtee pumpun juoksupyörältä osittain myös radiaalisuuntaan. Pääasiallisin virtaussuunta on kuitenkin virtauskanaviston 10 keskiaksellin suunta siten, että pumppupesä 2 jakaa kana-viston selvästi painepuoleen ja imupuoleen.

• 1 ♦ • · • · • · « • ♦ · • 1 · · • · · • · · • · · • · · • ♦ » ·«· ··· « 1 « * ♦ · • ♦ • · 1 • · · • · « · · • φ • · • · « · «

Claims (10)

102880

1. Koneikko- ja propulsiolaitesovitelma erityisesti nopeakulkuisia aluksia (1) varten, joka sovitelma käsittää 5 - aluksen (1) rungon sisäpuolelle sijoitetun pump-pupesän {2), - ainakin yhden pumppupesään (2) sijoitetun juok- 10 supyörän (3), joka muodostaa yhdessä pumppupesän (2) kanssa pumpun, jolla saadaan aikaan pääasiallisesti aksiaalisuuntainen virtaus, - aluksen (1) rungon alapuolelle avautuvan, pump- 15 pupesään (2) johtavan imuputken (4) veden syöttä miseksi juoksupyörälle (3), - pumppupesästä (2) lähtevän paineputken (5), j oka avautuu aluksen (1) peräosaan, 20 - akselin (8), joka on sovitettu kulkemaan paine-putken (5) seinämän läpi juoksupyörälle (3) sen .; painepuolelta juoksupyörän (3) pyörittämiseksi ja ·’ veden pumppaamiseksi pumppupesästä (2) paineputken ·* " 25 (5) kautta ulos, • · • « « • · • · :.·· tunnettu siitä, että m ·· j ♦ · • · i - aluksen (1) voimalaitteena on ainakin yksi kaa- . 30 suturbiini (10), jolla pyöritetään akselia (8) ja ··· joka on sovitettu aluksen (1) peräosaan painele kanavan (5) ulostuloaukon yläpuolelle ja pumppu- *·*.· pesän (2) takapuolelle, • · · 9 · • · • · .··. 35 - aluksen (1) konehuone(et) (12) on sijoitettu ai- nakin osittain aluksen ponttoonien (13) peräpeilin • · • · 15 102880 taakse, ja - pumppupesä (2) on ainakin osittain vesilinjan alapuolella ja varustettu lyhyellä imuputkella 5 (4).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma katamaranaluk-sia tai vastaavia monirunkoaluksia varten, joissa on pont-tooniosa (13), jonka varassa alus kulkee, tunnettu 10 siitä, että kaasuturbiini (10) ja sen alennusvaihde (9) on sijoitettu aluksessa (1) ponttooniosan (13) yläpuolelle.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sovitelma monirunkoaluksia varten, tunnettu siitä, että laitteiston 15 kaasuturbiini (10) ja alennusvaihde (9) on sijoitettu aluk sen peräosaan ponttoonien peräpeilin (20) taakse.

4. Patenttivaatimuksen l mukainen sovitelma SWATH-aluksia varten, joissa on ponttooniosa, joka käsittää vesilinjan 20 (7) alapuolella olevan kellukkeen (17) jonka varassa alus kulkee, ja kellukkeen (17) alukseen (19) liittävän uuman (18), tunnettu siitä, että kaasuturbiini (10) ja sen alennusvaihde (9) on sijoitettu aluksessa (1) uuman (18) yläpuolelle. 25

: ' 5. Jonkin edellä olevan vaatimuksen mukainen sovitelma, • · tunnettu Siitä, että kaasuturbiinin (10) asennus- • · · ·* kulma on 15 - 70° vaakatasoon nähden. : 30

6. Jonkin edellä olevan vaatimuksen mukainen sovitelma, ··« tunnettu siitä, että pumppupesä (2) on ainakin /. osittain paikallaan olevan aluksen (1) vesilinjan alapuo- ;*y lella. Γ";

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sovitelma, tunnet tu siitä, että paineputki (5) avautuu uuman (18) kohdalla ie 102880 vesilinjaan (7) tai sen yläpuolelle.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 tai 5-6 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että alennusvaihteen 5 (9) sisäänmenoakseli ja ulostuloakseli ovat vaihteen (9) samalla puolella ja kaasuturbiini (10) on vaihteen (9) etupuolella ja pumppupesän (2) takana.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen sovi- 10 telma FOIL CAT-aluksessa, tunnettu siitä, että imuputki (4) ja pumppupesä (2) on sijoitettu aluksen taaemman kantosiiven (26) tukirakenteeseen (27) siten, että imuputki osoittaa aluksen kulkusuuntaan ja pumppupesä (2) on ainakin osoittain liikkuvan aluksen vesilinjan (28) 15 alapuolella.

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että propulsiolaitteen pumppuna käytetään monivaihepumppua, joka käsittää useita pe- 20 räkkäisiä juoksupyöriä (21, 22). I « > r I | I t • · J · · • · · • ·· · ··· I · · * · · « • · · • · · ·· · • · · * · « • · « • · • · · • · · • · ·**'· I • · ··· I * · * · • · · « · · • · · * Φ • · 17 102880