FI109778B - Aluksen työntövoiman aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin - Google Patents

Description

109778

Aluksen työntövoiman aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin - Väg-bildningsenergiabsorberare vid fartygets framdrivning 5 Keksintö liittyy hydrodynamiikan alueeseen ja erityisesti se koskee aluksen työntövoiman aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimenninta asennettuna keulan etupuolelle.

Nykytilanteessa aluksen työntöongelma on ratkaistu aallonmuodostuksen aiheutta- 10 man energiahäviön osittaiseksi pienentämiseksi asentamalla etupäähän juhmurikeula tai johdin tai johdinjärjestelmä aluksen sisään, alkaen keulasta ja päätyen sivuille tai aluksen perään. Tämä aiheuttaa kuitenkin merkittävää kitkahäviöiden kasvua, johtuen johtimen suuresta pituudesta ja johtimen tilavuuden aiheuttamasta uppouman pienenemisestä siinä tapauksessa, että johtimet ulottuvat aluksen koko pituuden osalle.

15 Näin ollen työntövoima uppouman tai kuljetetun tilavuuden kuutiometriä kohden (HP/m^) kasvaa, toisin sanoen, saamme vähemmän kuljetuskapasiteettia samaa voimaa kohden, mikä tarkoittaa samaa kuin polttoaineöljyn ja voiteluaineiden kulutuksen kasvu samaa kuljetettua lastikapasiteettia kohden.

20 Nämä ongelmat on ratkaistu keksinnön mukaisella rakenteella, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

• Juhmurikeula vähentää kuitenkin myös aallonmuodostusvastusta, mutta sen avulla ! saavutettu vähennys on suhteessa pienempi kuin se vähennys, joka saadaan aikaan : *'' .25 ehdotetulla aallonmuodostuksen vaimenninjärjestetyllä.

I · · [y. Tästä johtuen nykytason mukainen käytäntö ei ole käytännössä yhtä taloudellinen verrattuna ehdotettuun keksintöön. Tässä keksinnössä aluksen uppouma säilytetään , , muuttumattomana, jolloin rungon tehokkuus paranee, johtuen työntövastuksen pie- • tl [:30 nenemisestä aallonmuodostusenergian vaimentimen asennuksen avulla. Koska näin • · ···* saavutettu tehokkuus on paljon suurempi kuin aikaisemman tavan mukaan saavutettu • tehokkuus, edellä mainitulla tavalla tämä keksintö saa aikaan aallonmuodostusvas- ."'. tuksen huomattavan vähenemisen.

• · ' · ’ ‘35 Keksintöä selitetään seuraavassa kuvailevalla tavalla ja viitaten oheisiin piirroksiin.

• · 2 109778

Kuvio 1 esittää keksinnön ensimmäisen toteutusmuodon mukaisesti aluksen sivu-näkymää keulan kohdalla, johon ehdotettu johdin-aallonmuodostusenergian vaimennin on asennettu.

5 Kuvio 2 esittää tasokuvan kuvion 1 leikkauksesta A-A.

Kuvio 3 esittää etunäkymän kuvion 1 leikkauksesta B-B.

Kuvio 4 esittää keksinnön vaihtoehtoisen toteutusmuodon mukaisesti sivunäkymän 10 aluksen keulan kohdalta, johon ehdotettu johdin-aallonmuodostusenergian vaimennin on asennettu, jaettuna keulassa kahdeksi osaksi, jotka ulottuvat aluksen kummallekin puolelle.

Kuvio 5 esittää tasokuvan kuvion 4 leikkauksesta C-C.

15

Kuvio 6 esittää etukuvan kuvion 4 leikkauksesta D-D.

Oheisissa piirroksissa kuvatut eri kohdat on lueteltu seuraavassa järjestyksessä, joka vastaa niiden viitenumerolta oheisissa piirroksissa.

20 1. Alus tai runko.

2. Keulan etupuolelle sijoitettu ulkoinen kanavanomainen johdin-aallonmuodos- 1.:: tusenergian vaimennin.

: 3. Tuki-javahvistusosat.

; ; : 25 4. Johtimen 2 haarat, jotka ulottuvat keulan kummallekin puolelle.

·*·’: Keksinnön ensimmäisen toteutusmuodon mukaisesti ulkoinen johdin, erityisesti ka- nava, asennetaan aluksen keulan etupuolelle, ulottuen aluksen vesilinjan alapuolelle tai alapuolelle ja yläpuolelle. Tämä kanavajohdin-aallonmuodostusenergian vai-... 30 mennin on määrätyn pituinen keksinnön tarkoituksen toteuttamiseksi, toisin sanoen aallonmuodostusenergiahäviöiden vaimentamiseksi tai pienentämiseksi. Kun meri-·’ vesi tulee sisään ainakin yhdestä tai useammasta sisääntuloaukosta ja purkautuu ai- : : : nakin yhdestä tai useammasta poistoaukosta, aluksen aallonmuodostus vähenee.

35 Tapa, jolla keksintöä sovelletaan käytäntöön, on kuvattu kuvioissa 1-3, joissa on “' ‘. esitetty sivunäkymä, leikkaus A-A ja leikkaus B-B. Sivunäkymä esittää myös tämän ulkoisen johtimen-aallonmuodostusenergian vaimentunen 2 korkeuden sekä johtimen etäisyyden aluksen 1 ulkokyljestä.

3 109778 Tämä johdin-aallonmuodostusenergian vaimennin ulottuu keksinnön vaihtoehtoisen toteutusmuodon mukaisesti keulan taakse, jakautuen ainakin kahteen haaraan, joilla kummallakin on yksi ulostuloaukko kummassakin haarassa.

5 Keksinnön vielä yhden vaihtoehtoisen toteutusmuodon mukaisesti on mahdollista jättää haaroista pois eteenpäin ulottuva johdinosa siten, että merivesi tulee suoraan ainakin yhteen haaraan, joka ulottuu aluksen kyljen puolelle ja purkautuu ainakin yhden ulostuloaukon kautta.

10 Tästä johtuen aluksen meriveteen työntymisen aiheuttama aallonmuodostusenergian häviö vaimenee ja pienenee. Näin ollen tarvitaan entistä vähemmän tehoa samaa aluksen uppoumaa varten ja lastitilavuusyksikön kuljettaminen on siten halvempi.

Johtimen tukiosat 3 tukevat tätä ulkopuolista kanavajohdinta 2 runkoon 1, johtimen 15 itsensä ja/tai haarojen 4 ulottuessa molemmille kyljille hydrodynaamisesti muotoiltuina, jotta tällä järjestelyllä saataisiin aikaan paras mahdollinen tehokkuus.

Tällä tavalla pääsemme aallonmuodostuksen pienenemiseen, mikä johtaa edellä kuvatulla tavalla tapahtuvan vaimentumisen avulla entistä taloudellisempaan kuljetuk-20 seen, koska aallonmuodostuksen väheneminen johtaa aluksen kokonaistyöntövas-tuksen pienenemiseen, mikä merkitsee samalla työntövoiman vastaavaa vähenemistä ja lopulta myös polttoaineöljyn ja voiteluaineiden vähenemiseen samaa uppoumaa ja » # ::: nopeutta kohden.

; 25 Kanavajohtimen koko ja hydrodynaaminen muoto (jos vaaditaan) sekä tukiosien :'hydrodynaaminen muoto ja tämän ulkoisen johtimen-aallonmuodostuksen vaimenti-. men etäisyys keskiviivasta riippuu aluksen koosta, rakenteesta tai risteilynopeudesta ja uppoumasta.

... 30 Tässä yhteydessä on huomattava, että joko yksi ainoa kanava 2 tai kanava 2 jaettuna ;.. kahteen haaraan 4 tai jopa pelkästään kaksi haaraa 4 voivat olla aina sisääntuloau- \ kosta ulostuloaukkoon tai -aukkoihin saakka minkä tahansa halutun lineaarisen tai : \ : kaarevan muotoisia ja ne voivat olla joko ympärysrakenteeltaan täysin kiinteitä tai niissä voi olla joissakin osissa aukkoja, esim. pystysuorasti rajoittuvissa ylä- ja/tai ’. 35 alasivuissa. Aukkoja ja/tai rakoja ja/tai uria voi sijoittaa halutun määrän, halutun ·’, muotoisina ja halutulla tavalla järjestettyinä paineiden tasaamiseksi virtausalueelle sisääntuloaukon tai -aukkojen ja ulostuloaukon tai -aukkojen väliselle alueelle.

4 109778

On myös huomattava, että keksinnön kuvatun toteutusmuodon mukaisesti osa kummastakin aallonmuodostusenergian vaimentimesta 2, jotka on asennettu keulan etupuolelle ja/tai edellä mainitun keulan takaosaan ulottuvista haaroista 4 on rakennettavissa rungon yhteyteen, millä muutetaan sopivalla tavalla keulan geometriaa, 5 samalla kun on myös mahdollista, että johdin tai haarat asennetaan runkoon yhdistettynä nykyiseen keulan juhmuritekniikkaan.

Kaikki edellä mainitut tosiseikat pätevät tietysti sekä pystysuorakeulaisiin aluksiin että myös aluksiin, joiden keula on kallistettu mihin tahansa haluttuun kulmaan. On 10 ymmärrettävä myös, että ehdotettu järjestely, joka koskee aallonmuodustusenergian vaimentunen edullista asentamista, on yhtä pätevä alukseen aluksen ollessa joko täysin tai osittain kuormattuna ja riippumatta painolastitilanteesta.

Keksintöä voi soveltaa käytäntöön käyttäen mitä tahansa muotoa, rakennetta tai ko-15 koa.

Tämän selityksen yhteydessä olevat kuviot (piirrokset) eivät muodosta mitään keksintöä rajoittavaa kokonaisuutta, ne ainoastaan kuvailevat sitä.

j 20 Mikään sellainen muu muunnos, joka ei muodosta uutta keksintövaihetta eikä sisällä uuden keksinnön osia, ei rajoita tämän keksinnön mukaisten patenttivaatimusten sisältämiä oikeuksia.

i · · •,: · Keksinnön rakenne toteutetaan muotoraudoilla ja teräslevyillä tai jollakin muulla i :': 25 halutulla tavalla muotoilluilla materiaaleilla.

Niiden mitat ovat riippuvaisia suhteesta aluksen mittoihin ja sen rakenteeseen tai . ·: ·. haluttuun risteilynopeuteen.

... 30 Termillä "johdin" ei tarkoiteta pelkästään pyöreän osuuden kohtaa, vaan mitä tahansa ; | poikittaista tai pitkittäistä kohtaa, tämän ollessa joko pysyvä tai yhtenevä tai haarau- ' ·' ' tuva osuus tai kahden tai useamman osuuden yhdistelmä.

Ehdotettu keksintö vaikuttaa energiahäviöiden absorboitumiseen aallonmuodostuk-*. 35 sella.

j 5 109778

Termillä "tukiosat" tarkoitetaan teräksisiä rakenneosia, joita käytetään keulan ulkopuolisen tai tai osittain laivan rungon sisällä olevan kanavan kannattamiseksi, olivatpa nämä tukiosat hydrodynaamisesti muotoiltuja tai eivät.

Claims (12)

1. Aluksen työntövoiman aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin (2) asennettuna keulan (1) etupuolelle, tunnettu siitä, että se käsittää ulkoisen kanavan (2, 4), joka sisältää ainakin yhden sisäänottoaukon keulan etupuolella ja ainakin yh- 5 den ulostuloaukon, väylän ollessa rajattuna meriveden virtausta varten mainitun si-sääntuloaukon ja ulostuloaukon välillä, mainitun kanavan ulottuessa vesilinjatason alapuolelle tai ala- ja yläpuolelle, jolloin mainitusta ainakin yhdestä sisääntulo-aukosta sisään tuleva ja mainitusta ainakin yhdestä ulostuloaukosta poistuva merivesi saa aikaan aallonmuodostushäviön vähenemisen. 10

2. Vägbildningsenergiabsorberare vid fartygets framdrivning enligt patentkrav 1, v. 20 kännetecknad av att nämnda kanal (2, 4), som sträcker sig akter om boglinjen, är ,! uppdelad i ätminstone tvä ben (4), varvid varje sidoben uppvisar ätminstone en in- ' ' lopps- och ätminstone en utloppsöppning för strömningen av havsvatten. ' . ” 3. Vägbildningsenergiabsorberare vid fartygets framdrivning enligt patentkrav 1 25 eller 2, kännetecknad av att nämnda kanal och/eller nämnda akter om boglinjen an-ordnade ätminstone tvä ben (4) uppvisar en konstant eller divergerande eller kon-, 1 · ·. vergent sektion eller en kombination av tvä eller flera sektioner. 35 ; : 4. Vägbildningsenergiabsorberare vid fartygets framdrivning enligt nägot av de ·...· 30 föregäende patentkraven 2-3, kännetecknad av att den innefattar, akter om boglin jen, ätminstone tvä i längdled sig sträckande ben (4), där varje ben innefattar ätminstone en utloppsöppning för strömning av havsvatten, varvid nämnda strömning av havsvatten direkt införs i nämnda ätminstone tvä ben (4), vilka sträcker sig pä varde-ra sidan om bogen. 9 109778

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aluksen työntövoiman aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin, tunnettu siitä, että siinä mainittu kanava (2, 4) ulottuu keulaviivasta taaksepäin ja jakautuu ainakin kahdeksi haaraksi (4) siten, että kummassakin kylkihaarassa on ainakin yksi sisääntuloaukko ja ainakin yksi ulostuloaukko 15 meriveden virtausta varten.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen aluksen työntövoiman aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin, tunnettu siitä, että siinä mainitulla kanavalla ja/tai mainitulla keulalinjan takaosalla on ainakin kaksi haaraa (4), joissa on pysyvä 20 tai yhtenevä tai haaroittava osuus tai näiden kahden yhdistelmä tai useita eri osuuksia.

* · » · · > * · : .·. 4. Jonkin edellä olevista patenttivaatimuksista 2-3 mukainen aluksen työntövoi- : man aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin, tunnettu siitä, että siinä on * # · ['·'·] 25 välittömästi keulalinjan takana ainakin kaksi pitkittäis suuntaan ulottuvaa mainittua haaraa (4), jossa kussakin haarassa on ainakin yksi ulostuloaukko merivesivirtaa :ti;* varten, mainitun merivesivirran tullessa suoraan mainittuun vähintään kahteen haa-‘ ‘ raan (4), jotka ulottuvat keulan kummallekin puolelle. v : 30 5. Jonkin edellä olevista patenttivaatimuksen 1-4 mukainen aluksen työntövoiman v : aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin, tunnettu siitä, että siinä koko , ]·, mainitun kanavan pituudella tai osalla mainittua kanavan pituutta, joka ulottuu -1 mainitusta ainakin yhdestä sisääntuloaukosta mainittuun ainakin yhteen ulostuloauk- ': ‘ koon ja/tai mainittuun suoraan keulalinjan takana olevaan kahteen haaraan (4) ulottu- 35 valle osuudelle, on hydrodynaaminen muoto pituussuunnassa pitkin yhtä osuutta tai ':' ‘: koko ympärystään. 7 109778

5. Vägbildningsenergiabsorberare vid fartygets framdrivning enligt nägot av de föregäende patentkraven 1-4, kännetecknad av att hela längden eller ett parti av längden hos kanalen, som sträcker sig frän nämnda ätminstone ena inloppsöppning tili nämnda ätminstone ena utloppsöppning och/eller direkt akter om boglinjen, sträc- 5 ker sig som ätminstone tvä ben (4) med en hydrodynamisk utformning i längdriktningen längs ett parti av eller hela dess omkrets.

6. Vägbildningsenergiabsorberare vid fartygets framdrivning enligt nägot av de föregäende patentkraven 1-5, kännetecknad av att passagen som avgränsas för havs- 10 vattnets strömning mellan nämnda ätminstone ena inlopps- och nämnda ätminstone ena utloppsöppning innefattar öppningar och/eller slitsar och/eller styrflänsar av önskat antal, form och arrangemang, varvid öppningama och/eller slitsama och/eller styrflänsama ästadkommer en balansering av trycken. 15 7. Vägbildningsenergiabsorberare vid fartygets framdrivning enligt nägot av de föregäende patentkraven 1-6, kännetecknad av att ett parti av nämnda framför bo-gen monterade kanal och/eller nämnda akter om bogen sig sträckande ben är inforli-vade i fartyget, för att därigenom pä lämpligt sätt forma bogens geometri. 20 8. Vägbildningsenergiabsorberare vid fartygets framdrivning enligt nägot av de föregäende patentkraven 1-7, kännetecknad av att nämnda absorberare är monterad pä ett fartyg i kombination med befmtlig bulbbogteknologi. • · I · ·,· · 9. Vägbildningsenergiabsorberare vid fartygets framdrivning enligt nägot av de ; : 25 föregäende patentkraven 1-8, kännetecknad av att nämnda passage för havsvattnets ;"'; strömning mellan nämnda ätminstone ena inloppsöppning fram tili ätminstone en av ti* ['. ’; nämnda utloppsöppningar hos nämnda antingen enda kanal eller kanal med nämnda ; ·. ben (4), som sträcker sig pä vardera sidan om derma, uppvisar en rak eller krökt form och uppvisar en i omkretsled kompakt konstruktion över hela sin längd. ·;. 30 I I

6. Jonkin edellä olevista patenttivaatimuksista 1-5 mukainen aluksen työntövoiman aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin, tunnettu siitä, että siinä mainitun ainakin yhden sisääntuloaukon ja mainitun ainakin yhden ulostuloaukon välissä oleva merivesivirralle rajattu kanava käsittää pitkittäissuuntaan ulottuvan au- 5 kon ja/tai rakoja ja/tai uria, joita on haluttu lukumäärä ja joiden muoto ja järjestely on halutun mukainen, mainittujen aukkojen ja/tai rakojen ja/tai urien saadessa aikaan ! paineiden tasoituksen.

6 109778

7. Jonkin edellä olevista patenttivaatimuksista 1-6 mukainen aluksen työntövoi-10 man aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin, tunnettu siitä, että siinä mainitun keulan edessä olevan kanavan ja/tai mainitun keulan taakse ulottuvien haarojen yksi osuus on liitetty aluksen rakenteeseen, sen muotoillessa siten sopivalla tavalla keulan geometriaa. i

8. Jonkin edellä olevista patenttivaatimuksista 1-7 mukainen aluksen työntövoi man aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin, tunnettu siitä, että siinä mainittu vaimennin on asennettu alukseen nykyisen tekniikan mukaisen juhmuri-keulan yhteyteen.

9. Jonkin edellä olevista patenttivaatimuksista 1-8 mukainen aluksen työntövoi man aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin, tunnettu siitä, että siinä mainittu merivesivirtaa varten oleva kanava, mainitun ainakin yhden sisääntuloaukon > · ::: ja ainakin yhden mainitun, joko yhden kanavan, tai mainitut sen kummallekin puolel- :.: · le ulottuvat haarat käsittävän kanavan, ulostuloaukon välillä on muodoltaan joko li- 25 neaarinen tai kaareva ja ympärysrakenteeltaan kompakti koko pituudeltaan. I « ·

10. Vägbildningsenergiabsorberare vid fartygets framdrivning enligt nägot av de t · ‘ föregäende patentkraven 1-9, kännetecknad av att nämnda passage för havsvattnets : strömning mellan nämnda ätminstone ena inloppsöppning fram tili ätminstone en av ' ’ ’: nämnda utloppsöppningar hos nämnda antingen enda kanal eller kanal med nämnda \ 35 ben (4), som sträcker sig pä vardera sidan om derma, uppvisar en rak eller krökt form ‘, och är helt eller delvis öppen pä vardera av sinä vertikalt avgränsade Övre och/eller t · < ·· nedre sidor. 10 109778

10. Jonkin edellä olevista patenttivaatimuksista 1-9 mukainen aluksen työntövoi-man aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin, tunnettu siitä, että siinä mainittu merivesivirtaa varten oleva kanava, mainitun ainakin yhden sisääntuloaukon ... 30 ja ainakin yhden mainitun, joko yhden kanavan tai mainitut sen kummallekin puolel- !,. le ulottuvat haarat (4) käsittävän kanavan, ulostuloaukon välillä, on muodoltaan joko lineaarinen tai kaareva ja on kokonaan tai osittain auki kummaltakin sen pystysuo-: raan rajatulta ylä- ja/tai alapuolelta. ’. 35 11. Jonkin edellä olevista patenttivaatimuksista 1-10 mukainen aluksen työntövoi- man aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin, tunnettu siitä, että siinä aluksen keulalinja, johon mainittu aallonmuodostusenergian vaimennin on asennettu, 8 109778 voi olla samansuuntainen kuin luonnollinen pystysuora linja tai missä kulmassa tahansa siihen nähden, kun aluksen oletetaan olevan tyynen veden olosuhteissa.

12. Jonkin edellä olevista patenttivaatimuksista 1-11 mukainen aluksen työntövoi-5 man aiheuttaman aallonmuodostusenergian vaimennin, tunnettu siitä, että siinä, mikäli tarpeen, mainittu johdin asennetaan alukseen vaakasuoraan ulottuvien tukien (3) varaan, jotka joko ovat tai eivät ole muodoltaan hydrodynaamisia veden virtauksen suuntaan. 10 1. Vägbildningsenergiabsorberare (2) vid fartygets framdrivning, vilken är monte- rad pä bogen (1), kännetecknad av att den innefattar en kanal (2, 4) utvändigt pä farkosten, som innefattar ätminstone en inloppsöppning ffamför bogen och ätminsto-ne en utloppsöppning, en passage som är avgränsad för strömning av havsvatten mel-lan nämnda inlopps- och nämnda utloppsöppning, varvid kanalen sträcker sig under 15 eller under och över vattenlinjen, där havsvatten strömmar in genom nämnda ätmins-V: tone ena inloppsöppning och strömmar ut genom nämnda ätminstone ena utlopps- öppning och ästadkommer en reduktion av vägbildningsförlustema.

11. Vagbildningsenergiabsorberare vid fartygets framdrivning enligt nägot av de föregäende patentkraven 1-10, kännetecknad av att fartygets boglinje, pä vilken vägbildningsenergiabsorberaren är monterad, kan vara parallell med eller ha nägon önskad lutning mot vertikallinjen, da fartyget betraktas i tillständ med lugnt hav. 5

12. Vagbildningsenergiabsorberare vid fartygets framdrivning enligt nägot av de föregäende patentkraven 1-11, kännetecknad av att, om sä är nödvändigt, nämnda kanal är monterad pä fartyget med hjälp av stödelement (3), med eller utan hydro-dynamisk utformning i vattnets strömningsriktning. t · * · · • · · * · · * · · · * « · • ft * » • · · t · » · » ‘ t · • »· » · · · » * »·