FI123862B - Vesialus - Google Patents

Vesialus Download PDF

Info

Publication number
FI123862B
FI123862B FI20086175A FI20086175A FI123862B FI 123862 B FI123862 B FI 123862B FI 20086175 A FI20086175 A FI 20086175A FI 20086175 A FI20086175 A FI 20086175A FI 123862 B FI123862 B FI 123862B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cylinder
vertically arranged
vertical
exhaust
water craft
Prior art date
Application number
FI20086175A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20086175A (fi
FI20086175A0 (fi
Inventor
Oskar Levander
Original Assignee
Waertsilae Finland Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waertsilae Finland Oy filed Critical Waertsilae Finland Oy
Publication of FI20086175A0 publication Critical patent/FI20086175A0/fi
Priority to FI20086175A priority Critical patent/FI123862B/fi
Priority to KR1020117014906A priority patent/KR20110097911A/ko
Priority to EP09799659A priority patent/EP2358588B1/en
Priority to US13/133,612 priority patent/US8539894B2/en
Priority to JP2011539065A priority patent/JP5553841B2/ja
Priority to PCT/FI2009/050970 priority patent/WO2010066946A2/en
Priority to CN200980148896.5A priority patent/CN102239082B/zh
Priority to CN201410047834.8A priority patent/CN103950531B/zh
Publication of FI20086175A publication Critical patent/FI20086175A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI123862B publication Critical patent/FI123862B/fi

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
    • B63H9/02—Marine propulsion provided directly by wind power using Magnus effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/32—Arrangements of propulsion power-unit exhaust uptakes; Funnels peculiar to vessels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels
    • Y02T70/5236—Renewable or hybrid-electric solutions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

VESIALUS
Tekniikan ala 5 Esillä oleva keksintö koskee vesialusta, joka käsittää rungon ja propulsiojärjestelyn, jossa on polttomoottori, pakokaasujärjestely ja propulsioyksikkö, joka vesialus on edelleen varustettu ainakin yhdellä pystysuuntaan järjestetyllä sylinterillä, jolla on pystysuuntainen akseli, 10 joka pystysuuntaan järjestetty sylinteri on sovitettu pyörimään pystysuuntaisen akselinsa ympäri patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaisesti.
Taustaa 15
Pystysuuntaan järjestetyillä pyörivillä sylintereillä varustetut vesialukset ovat ennestään tunnettuja. Tuulessa pyörivä sylinteri synnyttää painetta suorissa kulmissa suhteessa tuulen suuntaan. Tämä periaate tunnetaan Magnuksen 20 lakina tai Magnus-efektinä. Kyseinen sylinteri tai roottori kehittää tuulessa pyöriessään matalan ja korkean paineen sylinterin vastakkaisille puolille.
Tuulen osuessa pyörivään/kiertävään sylinteriin sivulta, 25 toinen sylinteripinnan puoli liikkuu luonnollisesti tuulta vastaan ja toinen puoli tuulen suuntaan. Tuulen suuntaan liikkuvalla puolella on hyvin vähän kitkaa ja tuulta vastaan liikkuvalla puolella on runsaasti kitkaa.
30 Tuulta vastaan liikkuvalla puolella tuulen nopeutta vastustaa sylinterin sivulla olevan ilman nopeus, joka siten hidastaa tuulen nopeutta. Tämä tarkoittaa paineen nousua. Sylinterin toisella puolella tuulen nopeus yhdistyy sylinterin viereisten ilmakerrosten nopeuteen, jonka seurauksena paine laskee. Tämän 35 seurauksena syntyy suuri voima korkeamman paineen puolelta 2 matalamman paineen puolelle, mikä sivutuulessa kehittää vesialusta liikuttavan eteenpäin suuntautuvan työntövoiman.
Edellä esitetty kuvaa Magnus-e f e kt i i n perustuvaa 5 propulsiojärjestelmää tai Flettner-roottoria, joka on nimetty keksijänsä tohtori Anton Flettnerin mukaan.
Kyseisestä Flettner-roottorista ei ole hyötyä vastaisissa tai myötäisissä tuulissa. Flettner-roottori kehittää ylimääräisen 10 tuulivastuksen lisätessään tuulessa laivan poikkileikkauspinta-alaa avomerellä operoitaessa.
Keksinnön yhteenveto 15 Eräänä keksinnön tavoitteena on välttää tekniikan tason haittapuolet ja aikaansaada vesialus, jossa on välineet lisäämään vesialuksen eteenpäin vievää työntövoimaa merellä sopivissa tuuliolosuhteissa. Tämä tavoite saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella vesialuksella.
20
Keksinnön perusajatuksena on integroida pystysuuntaan järjestetty sylinteri, eli Flettner-roottori, vesialukseen ilman mitään huomattavaa tai merkittävää lisäystä tuulipinta-alassa, eli lähinnä vesialuksen sivupinta-alassa ja 25 etupoikkipinta-alassa. Pystysuuntaan järjestetty sylinteri on järjestetty vesialuksen jonkin pystysuuntaisen hyötyrakenteen yhteyteen tai se on integroitu siihen. Siten pystysuuntaan järjestetty sylinteri ei muodosta pystysuuntaisesta hyötyrakenteesta erillään olevaa rakennetta.
30
Kyseinen pystysuuntainen hyötyrakenne käsittää edullisesti osan pakokaasujärjestelystä, kuten esimerkiksi pakoputken. Tällä tavalla pystysuuntaan järjestetty sylinteri ei sinänsä muodosta vesialukseen mitään olennaista lisärakennetta. Tällä 35 myös mahdollistetaan esimerkiksi pakokaa sujärjestelyn 3 järjestäminen eri tavoin suhteessa pystysuuntaan järjestettyyn sylinteriin.
Kun vesialuksen pakokaasujärjestely käsittää pakoputken, 5 vesialuksessa hyödynnetty pystysuuntainen hyötyrakenne on edullisesti pakoputki, jolloin pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan järjestää pakoputken ympärille. Edellä käsiteltyjen etujen lisäksi tämä parantaa vesialuksen rakennetta. Edelleen pystysuuntaan järjestetty sylinteri voi 10 muodostaa savupiipun pakoputkelle.
Pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan myös edullisesti varustaa tukisylinterillä, joka on järjestetty pakoputken ympärille. Tukisylinteri voi siten muodostaa savupiipun 15 pakoputkelle.
Toinen edullinen vaihtoehto vesialuksen pystysuuntaisen hyötyrakenteen ollessa pakoputki on, että pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan järjestää toimimaan suoraan 20 pakoputkena. Näin vältetään yleisesti ylimääräiset rakenteet vesialuksella.
Pystysuuntainen hyötyrakenne on siten periaatteessa vesialuksessa jo oleva pystysuuntainen rakenne, eli johonkin 25 muuhun käyttöön suunniteltu rakenne.
Pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan edullisesti järjestää pakokaasujärjestelyn muiden osien, kuten esimerkiksi äänenvaimentimen, ympärille tilan säästämiseksi.
30
Muotoilu- ja rakennesyistä on edullista, että pystysuuntaan järjestetty sylinteri ulottuu olennaisesti samalle korkeudelle kuin vesialuksen pystysuuntainen hyötyrakenne. Pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan tukea kehysrakenteella, joka on 35 järjestetty pystysuuntaisen sylinterin päälle.
4
Pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan myös järjestää ulottumaan kehysrakenteen läpi, mikä parantaa mahdollisuuksia hyödyntää kehysrakenteen muotoa.
5
Kun kehysrakenne on järjestetty pystysuuntaan järjestetyn sylinterin päälle ja pakoputken yläosan ympärille, kehysrakenne voidaan muotoilla suuntaamaan pakokaasut pakoputkesta tiettyyn haluttuun suuntaan.
10
Edelleen kehysrakenne voidaan muotoilla minimoimaan vesialuksen vastatuulen vastusta.
Kehysrakenne on edullisesti suunnattu vaakasuuntaan ja se 15 ulottuu vesialuksen pituussuuntaisesti virtaviivaisen muotoilun aikaansaamiseksi.
Esillä olevan keksinnön mukaisen vesialuksen edulliset ominaispiirteet ilmenevät patenttivaatimuksista 2-11.
20
Piirustusten lyhyt kuvaus
Seuraavassa keksintöä kuvataan vain esimerkinomaisesti viitaten oheisiin kaavamaisiin piirustuksiin, joista 25
Kuviossa 1 esitetään esillä olevan keksinnön yleinen periaate, Kuviossa 2 esitetään esillä olevan keksinnön ensimmäinen suoritusmuoto,
Kuviossa 3 esitetään ensimmäinen suoritusmuoto 30 yks ityiskohtaisemmin,
Kuvi ossa 4 esitetään esillä olevan keksinnän toinen suoritusmuoto,
Kuviossa 5 esitetään esillä olevan keksinnön kolmas suoritusmuoto, 5
Kuviossa 6 esitetään esillä olevan keksinnön neljäs suoritusmuoto,
Kuviossa 7 esitetään esillä olevan keksinnön viides suoritusmuoto, 5 Kuviossa 8 esitetään viides suoritusmuoto yksityiskohtaisemmin,
Kuviossa 9 esitetään yksityiskohtaisesti vaihtoehto viidennelle suoritusmuodolle.
10 Yksityiskohtainen kuvaus
Kuviossa 1 on esitetty esillä olevan keksinnön yleinen
periaate. Pystysuuntaan järjestetty sylinteri on merkitty viitenumerolla 6 ja sen pystysuuntainen akseli viitenumerolla 15 7. Kolme samansuuntaista nuolta kuvaa viitemerkinnällä W
esitettyä tuulta, kaareva nuoli R pystysuuntaan järjestetyn sylinterin 6 pyörimissuuntaa pystysuuntaisen akselinsa 7 ympäri, viitemerkintä F Magnus-efektin synnyttämää voimaa tai eteenpäin suuntautuvaa työntövoimaa ja viitemerkintä D tämän 20 seurauksena olevaa vesialuksen (ei esitetty) liikkeen suuntaa.
Sivutuuli W tarttuu pystysuuntaan järjestettyyn sylinteriin 6, jota pyörittää sen pystysuuntaisen akselin 7 ympäri moottori (ei esitetty) suuntaan R, jolloin Magnus-efekti aikaansaa 25 paineen nousun pystysuuntaan järjestetyn sylinterin 6 toisella puolella ja paineen laskun tai imun vastakkaisella puolella. Tämän seurauksena syntyy voima F, tai eteenpäin suuntautuva työntövoima, joka liikuttaa vesialusta eteenpäin suuntaan D.
30 Pystysuuntaan järjestetyn sylinterin pinta voi olla ns. ihomainen pinta, vaikka tätä ei ole esitetty kuviossa 1. Tämä on edullista edellyttäen, että tuulen virtaus seuraa paremmin pystysuuntaan järjestettyä sylinteriä, jos erikoispinta kehittää pieniä pyörteitä. Pyörteet eivät irtaannu 6 pystysuuntaan järjestetystä sylinteristä yhtä helposti kuin laminaarinen virtaus.
Yllä kuvattu toiminto soveltuu vesialukselle avomerellä 5 operoitaessa. Pystysuuntaan järjestetyn sylinterin 6 pyörintä voi tietenkin tapahtua myös vastakkaiseen suuntaan, jolloin se synnyttää vastaavasti vastakkaissuuntaisen työntövoiman.
Kuvio 2 esittää vesialusta 1, joka käsittää rungon 2 sekä 10 polttomoottorista 3, pakokaasujärjestelystä 4 ja propulsioyksiköstä 5 koostuvan propulsiojärjestelyn. Tässä ensimmäisessä suoritusmuodossa pakokaasujärjestelyn on esitetty koostuvan kahdesta pakoputkesta 41. Edelleen vesialus käsittää kaksi pystysuuntaan järjestettyä sylinteriä 6, jotka 15 molemmat on järjestetty pyöritettäviksi pystysuuntaisen akselinsa 7 ympäri (kuvio 1). Kumpikin pystysuuntaan järjestetty sylinteri on järjestetty vesialuksen 1 pystysuuntaisen hyötyrakenteen yhteyteen tai integroitu siihen.
20 Tässä suoritusmuodossa pystysuuntainen hyötyrakenne on pakoputki 41, jolloin pystysuuntainen sylinteri 6 on järjestetty pakoputken 41 ympärille. Kuvion 2 pakokaasujärjestelyssä 4 on kaksi pakoputkea 41 ja kumpikin on 25 varustettu pystysuuntaan järjestetyllä sylinterillä 6. Pystysuuntaan järjestettyjä sylintereitä 6 pyöritetään moottorilla (ei esitetty) kuvion 1 yhteydessä kuvatun toiminnan aikaansaamiseksi. Pakoputken tulisi tavallisesti ulottua hieman pystysuuntaan järjestettyä sylinteriä 30 korkeammalle.
Pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan järjestää yhden tai useamman pystysuuntaisen hyötyrakenteen ympärille, esimerkiksi yhden tai useamman pakoputken ympärille riippuen 35 pakokaasujärjestelyn rakenteesta.
7
Kuvio 3 esittää kuvion 2 ensimmäistä suoritusmuotoa yksityiskohtaisemmin. Vesialuksen 1 pakokaasujärjestelyyn 4 kuuluu kaksi pakoputkea 41, joista kummankin ympärille on 5 asennettu pystysuuntaan järjestetty sylinteri 6 pyörimään oman pystysuuntaisen akselinsa 7 (kuvio 1) ja vastaavan pakoputken 41 ympäri. Toisaalta pakoputket 41 toimivat pystysuuntaan järjestettyjen sylinterien 6 tukirakenteena. Toisaalta taas pystysuuntaan järjestetyt sylinterit 6 toimivat pakoputkien 41 10 savupiippuina.
Tällä tavoin pystysuuntaan järjestetyt sylinterit on järjestetty vesialuksen pystysuuntaisen hyötyrakenteen yhteyteen tai ne on integroitu siihen. Tästä johtuen 15 pystysuuntaan järjestetyt sylinterit eivät olennaisesti lisää tuulipinta-alaa, eli periaatteessa vesialuksen sivupinta-alaa ja etupoikkileikkauksen pinta-alaa verrattuna vesialukseen ilman mainittuja pystysuuntaan järjestettyjä sylintereitä. Myöskään vesialuksen profiilissa ei ole mitään erillistä 20 lisättyä rakennetta. Pakoputken tulisi tavallisesti ulottua hieman pystysuuntaan järjestettyä sylinteriä korkeammalle.
Pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan järjestää yhden tai useamman pystysuuntaisen hyötyrakenteen ympärille, 25 esimerkiksi yhden tai useamman pakoputken ympärille riippuen pakokaasujärjestelyn rakenteesta.
Kuvio 4 esittää esillä olevan keksinnön erään toisen suoritusmuodon. Tässä suoritusmuodossa vesialuksen 1 30 pakokaasujärjestely 4 on varustettu kahdella pakoputkella 41, joista kummankin ympärille on asennettu pystysuuntaan järjestetty sylinteri 6 pyörimään pystysuuntaisen akselinsa 7 (kuvio 1) ja vastaavan pakoputken 41 ympäri. Pakoputket 41 on järjestetty kummankin pystysuuntaan järjestetyn sylinterin 6 8 tukisylinterin 61 sisäpuolelle. Tukisylinterit 61 muodostavat savupiipun pakoputkille 41.
Näin pystysuuntaan järjestetyt sylinterit on järjestetty 5 vesialuksen pystysuuntaisen hyötyrakenteen yhteyteen tai ne on integroitu siihen. Tästä johtuen pystysuuntaan järjestetyt sylinterit eivät olennaisesti lisää tuulipinta-alaa, eli periaatteessa vesialuksen sivupinta-alaa ja etupoikkipinta-alaa verrattuna vesialukseen ilman mainittuja pystysuuntaan 10 järjestettyjä sylintereitä. Myöskään vesialuksen profiilissa ei ole mitään erillistä lisättyä rakennetta. Pakoputken tulisi tavallisesti ulottua hieman pystysuuntaan järjestettyä sylinteriä ja tukisylinteriä korkeammalle.
15 Pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan järjestää yhden tai useamman pystysuuntaisen hyötyrakenteen ympärille, esimerkiksi yhden tai useamman pakoputken ympärille, riippuen pakokaasuj ärj estelyn rakenteesta.
20 Kuvio 5 esittää esillä olevan keksinnön erään kolmannen suoritusmuodon. Tässä suoritusmuodossa vesialuksen 1 pakokaasujärjestely 4 koostuu kahdesta pakoputkesta 41, joista kummankin ympärille on asennettu pystysuuntaan järjestetty sylinteri 6 pyörimään pystysuuntaisen akselinsa 7 (kuvio 1) ja 25 vastaavan pakoputken 41 ympäri. Pakoputket 41 on järjestetty erikseen oman pystysuuntaan järjestetyn sylinteränsä 6 tukisylinterin 61 sisälle. Tukisylinterit 61 muodostavat savupiipun pakoputkille 41. Pakokaasujärjestely 4 käsittää lisäksi ääne nvaime ntimia 42. Tilan säästämiseksi 30 äänenvaimentimet 42 on myös järjestetty pystysuuntaan järjestettyjen sylinterien 6 sisälle.
Näin pystysuuntaan järjestetyt sylinterit on järjestetty vesialuksen pystysuuntaisen hyötyrakenteen yhteyteen tai ne on 35 integroitu siihen. Tästä johtuen pystysuuntaan järjestetyt 9 sylinterit eivät olennaisesti lisää tuulipinta-alaa, eli periaatteessa vesialuksen sivupinta-alaa ja etupoikkipinta-alaa, verrattuna vesialukseen ilman mainittuja pystysuuntaan järjestettyjä sylintereitä. Myöskään vesialuksen profiilissa 5 ei ole mitään erillistä lisättyä rakennetta. Pakoputken tulisi tavallisesti ulottua hieman korkeammalle.
Pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan järjestää yhden tai useamman pystysuuntaisen hyötyrakenteen ympärille, 10 esimerkiksi yhden tai useamman pakoputken ympärille, riippuen pakokaasuj ärj estelyn rakenteesta.
Kuvio 6 esittää esillä olevan keksinnön erään neljännen suoritusmuodon. Tässä suoritusmuodossa vesialuksen 1 15 pakokaasujärjestelyyn 4 kuuluu kaksi pakoputkea 41. Kumpikin pakoputki 41 muodostuu pystysuuntaan järjestetystä sylinteristä 6 järjestettynä pyörimään pystysuuntaisen akselinsa 7 ympäri. Pystysuuntaan järjestetty sylinteri on siten järjestetty toimimaan pakoputkena 41.
20 Tällä tavoin pystysuuntaan järjestetyt sylinterit on suoraan integroitu vesialuksen pystysuuntaiseen hyötyrakenteeseen. Tästä johtuen pystysuuntaan järjestetyt sylinterit eivät olennaisesti lisää tuulipinta-alaa, eli periaatteessa 25 vesialuksen sivupinta-alaa ja etupoikkipinta-alaa, verrattuna vesialukseen ilman mainittuja pystysuuntaan järjestettyjä sylintereitä. Myöskään vesialuksen profiilissa ei ole mitään erillistä lisättyä rakennetta. Rakenteesta riippuen tuulipinta-alan lisäys verrattuna siihen, että on vain pelkkä 30 pakoputki, voi olla hyvinkin vähäinen.
Pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan integroida suoraan yhteen tai useampaan pystysuuntaiseen hyötyrakenteeseen, joka käsittää esimerkiksi yhden tai useamman pakoputken riippuen 35 pakokaasujärjestelyn rakenteesta.
10
Kuvio 7 esittää vesialusta 1, joka käsittää rungon sekä polttomoottorista 3, pakokaasujärjestelystä 4 ja propulsioyksiköstä 5 koostuvan propulsiojärjestelyn. Tässä 5 viidennessä suoritusmuodossa pakokaasujärjestelyyn on esitetty kuuluvan kaksi pakoputkea 41. Edelleen vesialus käsittää kaksi pystysuuntaan järjestettyä sylinteriä 6, jotka on järjestetty pyöritettäviksi pystysuuntaisten akseliensa 7 (kuvio 1) ympäri. Pystysuuntaan järjestetty sylinteri on järjestetty 10 vesialuksen 1 pystysuuntaisen hyötyrakenteen yhteyteen tai se on integroitu siihen.
Tässä suoritusmuodossa pystysuuntainen hyötyrakenne on pakoputki 41, jolloin pystysuuntaan järjestetty sylinteri 6 on 15 järjestetty pakoputken 41 ympärille. Kuvion 2 pakokaasujärjestelyssä 4 on kaksi pakoputkea 41, joista kumpikin on varustettu pystysuuntaan järjestetyllä sylinterillä 6. Pystysuuntaan järjestettyjä sylintereitä 6 pyöritetään moottorilla (ei esitetty) kuvion 1 yhteydessä 20 kuvatun toiminnan aikaansaamiseksi.
Tässä suoritusmuodossa pystysuuntaan järjestetyt sylinterit 6 ulottuvat yleisesti samaan korkeuteen vesialuksen 1 pystysuuntaisen hyötyrakenteen pystysuuntaisen korkeuden 25 kanssa. Erityisesti tässä suoritusmuodossa kaksi pystysuuntaan järjestettyä sylinteriä 6, ja näin ollen myös kaksi pakoputkea 41, on sovitettu tuettaviksi kehysrakenteella 8, joka on järjestetty pystysuuntaan järjestettyjen sy1intereiden yläpäähän. Kehysrakenne 8 käsittää etuosan 81 (kohti 30 vesialuksen 1 keulaa), olennaisesti vaakasuuntaisen osan 82, joka ulottuu pakoputkia 41/pystysuuntaan järjestettyjä sylintereitä 6 pitkin, sekä takaosan 83 (kohti vesialuksen 1 perää). Kehysrakenne 8 on yleisesti ottaen vaakasuuntainen ja ulottuu vesialuksen 1 pituussuuntaisesti. Tässä 35 suoritusmuodossa kehysrakenne 8 on järjestetty pystysuuntaan 11 järjestettyjen sylintereiden 6 päälle. Pakoputken pitäisi tavallisesti ulottua hieman pystysuuntaan järjestettyä sylinteriä korkeammalle.
5 Siten on edullista muotoilla kehysrakenne 8 sellaiseksi, että se suuntaa tuulivirtauksen johtamaan pakokaasut pakoputkista 41 tiettyyn toivottuun suuntaan. Edelleen on edullista muotoilla kehysrakenne 8 niin, että vesialuksen 1 vastatuulen vastus minimoituu. Se ei myöskään estä tuulta tarttumasta 10 pystysuuntaan järjestettyihin sylintereihin 6. Muotoilusta riippuen se voidaan tehdä tuulivirtausta stabiloivaksi. Kehysrakenne voi olla myös pyöristetyn kaaren tai pyöristetyn kaaren osan muotoinen virtaviivaisen muotoilun aikaansaamiseksi. Kehysrakennetta voidaan käyttää myös 15 estämään ilman virtaus sylinterin yläosan yli nostetun paineen puolelta alennetun paineen, eli imun, puolelle (kuvio 1).
Pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan järjestää yhden tai useamman pystysuuntaisen hyötyrakenteen ympärille, 20 esimerkiksi yhden tai useamman pakoputken ympärille riippuen pakokaasujärjestelyn rakenteesta.
Kuvio 8 esittää kuvion 7 viidettä suoritusmuotoa yksityiskohtaisemmin. Vesialuksen 1 pakokaasujärjestely 4 on 25 varustettu kahdella pakoputkella 41, joiden kummankin ympärille on asennettu pystysuuntaan järjestetty sylinteri 6 pyörimään pystysuuntaisen akselinsa 7 (kuvio 1) ja vastaavan pakoputken 41 ympäri. Toisaalta pakoputket 41 toimivat pystysuuntaan järjestettyjen sylintereiden 6 tukirakenteena. 30 Toisaalta taas pystysuuntaan järjestetyt sylinterit toimivat pakoputkien 41 savupiippuina. Tämä vastaa edellä käsiteltyä ensimmäistä suoritusmuotoa.
Pystysuuntaan järjestetyt sylinterit 6 ulottuvat yleisesti 35 ottaen samalle korkeudelle vesialuksen 1 pystysuuntaisen 12 hyötyrakenteen pystysuuntaisen korkeuden kanssa. Kaksi pystysuuntaan järjestettyä sylinteriä 6, ja näin ollen myös kaksi pakoputkea 41, on sovitettu tuettaviksi kehysrakenteella 8, joka on järjestetty pystysuuntaan järjestettyjen 5 sylintereiden yläpäähän. Kehysrakenne 8 käsittää etuosan 81 (kohti vesialuksen 1 keulaa), olennaisesti vaakasuuntaisen osan 82, joka ulottuu pakoputkia 41/pystysuuntaan järjestettyjä sylintereitä 6 pitkin sekä takaosan 83 (kohti vesialuksen 1 perää) . Kehysrakenne 8 on yleisesti ottaen 10 vaakasuuntainen ja ulottuu vesialuksen 1 pituussuuntaisesti ja se on järjestetty pystysuuntaan järjestettyjen sylintereiden 6 päälle. Kehysrakenne 8 voi käsittää esimerkiksi kaksi vaakasuuntaista kaarta, joiden välissä on tukiosa, joka on järjestetty pystysuuntaan järjestettyjen sylintereiden päälle.
15 Pakoputken pitäisi tavallisesti ulottua hieman pystysuuntaan järjestettyä sylinteriä ja tukisylinteriä korkeammalle.
Siten on edullista muotoilla kehysrakenne 8 sellaiseksi, että se suuntaa tuulivirtauksen johtamaan pakokaasut pakoputkista 20 41 tiettyyn toivottuun suuntaan. Edelleen on edullista muotoilla kehysrakenne 8 niin, että vesialuksen 1 vastatuulen vastus minimoituu. Se ei myöskään estä tuulta tarttumasta pystysuuntaan järjestettyihin sylintereihin 6. Muotoilusta riippuen se voidaan tehdä tuulivirtausta stabiloivaksi.
25 Kehysrakenne voi olla myös pyöristetyn kaaren tai pyöristetyn kaaren osan muotoinen virtaviivaisen muotoilun aikaansaamiseksi. Kehysrakennetta voidaan käyttää myös estämään ilman virtaus sylinterin yläosan yli nostetun paineen puolelta alennetun paineen eli imun puolelle (kuvio 1).
30
Pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan järjestää yhden tai useamman pystysuuntaisen hyötyrakenteen ympärille, esimerkiksi yhden tai useamman pakoputken ympärille riippuen pakokaasuj ärj estelyn rakenteesta.
35 13
Kuviossa 9 on esitetty kuvion 7 viides suoritusmuoto yksityiskohtaisemmin ja kuvattu myös vaihtoehtoinen kehysrakennejärjestely 8. Tässä suoritusmuodossa vesialuksen 1 pakokaasujärjestelyyn 4 kuuluu kaksi pakoputkea 41, joiden 5 kummankin ympärille on asennettu pystysuuntaan järjestetty sylinteri 6 pyörimään pystysuuntaisen akselinsa 7 (kuvio 1) ja vastaavan pakoputken 41 ympäri. Pakoputket 41 on järjestetty erikseen oman pystysuuntaan järjestetyn sylinteränsä 6 tukisylinterin 61 sisälle. Tukisylinterit 61 muodostavat 10 savupiipun pakoputkille 41. Tämä vastaa edellä käsiteltyä toista suoritusmuotoa.
Kaksi pystysuuntaan järjestettyä sylinteriä ulottuu yleisesti ottaen samalle korkeudelle vesialuksen 1 pystysuuntaisen 15 hyötyrakenteen pystysuuntaisen korkeuden kanssa. Pakoputken pitäisi tavallisesti ulottua hieman pystysuuntaan järjestettyä sylinteriä ja tukisylinteriä korkeammalle.
Tässä suoritusmuodossa kaksi pystysuuntaan järjestettyä 20 syl interiä, 6 ja näin ollen myös kaksi pakoputkea 41, on järjestetty ulottumaan kehysrakenteen 8 läpi. Kehysrakenne 8 käsittää etuosan 81 (kohti vesialuksen 1 keulaa), olennaisesti vaakasuuntaisen osan 82, joka ulottuu pakoputkia 41/pystysuuntaan järjestettyjä sylintereitä 6 pitkin sekä 25 takaosan 83 (kohti vesialuksen 1 perää). Kehysrakenne 8 on yleisesti ottaen vaakasuuntainen ja ulottuu vesialuksen 1 pituussuuntaisesti. Kehysrakenne voi olla myös pyöristetyn kaaren tai pyöristetyn kaaren osan muotoinen virtaviivaisen rakenteen aikaansaamiseksi.
30
Kehysrakenne 8 on edullista muotoilla minimoimaan vesialuksen 1 vastatuulen vastus. Kehysrakenne 8 voi toimia myös ilmanohjaimena suuntaamaan tuulen virtaus pystysuuntaan järjestettyjen sylintereiden 6 ympäri. Se ei myöskään estä 35 tuulta tarttumasta pystysuuntaan järjestettyihin sylintereihin 14 6. Muotoilusta riippuen se voidaan tehdä tuulivirtausta stabiloivaksi. Kehysrakenne 8 voi käsittää esimerkiksi kaksi vaakasuuntaista kehysosaa, joiden välissä on tuulen virtausta ohjaava osa, jonka läpi pystysuuntaan järjestetyt sylinterit 5 ulottuvat. Kehysrakennetta voidaan käyttää myös estämään ilman virtaus sylinterin yläosan yli nostetun paineen puolelta alennetun paineen, eli imun, puolelle (kuvio 1).
Pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan järjestää yhden 10 tai useamman pystysuuntaisen hyötyrakenteen ympärille, esimerkiksi yhden tai useamman pakoputken ympärille, riippuen pakokaasuj ärj estelyn rakenteesta.
Pystysuuntaan järjestetty sylinteri, eli Flettner-roottori, 15 voidaan myös lisätä muihin jo vesialuksissa oleviin pystysuuntaisiin rakenteisiin. Pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan järjestää esimerkiksi vesialuksen maston yhteyteen tai integroida siihen, jolloin saadaan yksi tai useampia niin sanottuja Flettner-roottoreita ilman mitään 20 olennaista vesialuksen profiiliin lisättyä rakennetta. Selvää on, että pystysuuntaan järjestetty sylinteri voidaan myös järjestää yhteen tai useampaan mainittuun muuhun jo olemassa olevaan pystysuuntaiseen rakenteeseen riippuen vesialuksen rakenteesta.
25
Polttomoottorien, pakokaasujärjestelyjen ja propulsioyksiköiden lukumäärä voi vaihdella. Siitä johtuen myös esimerkiksi pakoputkien, äänenvaimentimien jne. lukumäärä voi vaihdella samoin kuin vesialuksen minkä tahansa 30 pystysuuntaisten sylintereiden, eli Flettner-roottoreiden, hyödyntämien pystysuuntaisten hyötyrakenteiden lukumäärä. Vastaavalla tavalla runkokaarien lukumäärä voi vaihdella myös riippuen siitä, kuinka ne on järjestetty suhteessa pystysuuntaan järjestettyihin sylintereihin. Pystysuuntaan 35 järjestettyjen sylintereiden on kuvattu olevan moottorien 15 pyörittämiä. Luonnollisesti voidaan käyttää erilaisia pyörityslaitteitä.
Selityksen tarkoitus on selventää keksinnön perusajatusta. 5 Keksintö voi yksityiskohtien suhteen vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (7)

1. Vesialus, joka käsittää rungon (2) ja polttomoottorista (3), pakokaasujärjestelystä (4) ja propulsioyksiköstä (5) 5 koostuvan propulsiojärjestelyn, joka vesialus (1) on edelleen varustettu ainakin yhdellä pystysuuntaan järjestetyllä sylinterillä (6), jolla on pystysuuntainen akseli (7), joka pystysuuntaan järjestetty sylinteri on sovitettu pyörimään pystysuuntaisen akselinsa ympäri ja joka pystysuuntaan 10 järjestetty sylinteri on järjestetty vesialuksen (1) pystysuuntaisen hyötyrakenteen ympärille, joka pystysuuntainen hyötyrakenne käsittää osan pakokaasujärjestelystä (4), tunnettu siitä, että vesialuksen (1) pakokaasujärjestely (4) käsittää pakoputken (41) ja äänenvaimentimen (42), ja että 15 pystysuuntaan järjestetty sylinteri (6) on järjestetty pakoputken (41) ja äänenvaimentimen (42) ympärille.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vesialus, tunnettu siitä, että pystysuuntaan järjestetty sylinteri (6) on varustettu 20 tukisylinterillä (61), joka on järjestetty pakoputken (41) ja äänenvaimentimen (42) ympärille.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vesialus, tunnettu siitä, että pystysuuntaan järjestetty sylinteri (6) ulottuu yleisesti 25 ottaen samalle korkeudelle kuin vesialuksen (1) pystysuuntainen hyötyrakenne, ja että pystysuuntaan järjestetty sylinteri (6) on tuettu pystysuuntaan järjestetyn sylinterin (6) yläpään yhteyteen järjestetyn kehysrakenteen (8) avulla. 30
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vesialus, tunnettu siitä, että pystysuuntaan järjestetty sylinteri (6) ulottuu yleisesti ottaen samalle korkeudelle kuin vesialuksen (1) pystysuuntainen hyötyrakenne, ja että pystysuuntaan 35 järjestetty sylinteri (6) on järjestetty ulottumaan pystysuuntaan järjestetyn sylinterin (6) yläpään yhteyteen järjestetyn kehysrakenteen (8) läpi.
5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen vesialus, tunnettu 5 siitä, että kehysrakenteen (8) muoto on sellainen, että se suuntaa pakokaasut pakoputkesta (41) tiettyyn haluttuun suuntaan.
6. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen vesialus, tunnettu
10 Siitä, että kehysrakenteen (8) muoto on sellainen, että se minimoi vastatuulen vastuksen.
7. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen vesialus, tunnettu siitä, että kehysrakenne (8) on suunnattu vaakasuuntaisesti ja 15 se ulottuu vesialuksen (1) pituussuuntaisesti.
FI20086175A 2008-12-08 2008-12-08 Vesialus FI123862B (fi)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20086175A FI123862B (fi) 2008-12-08 2008-12-08 Vesialus
JP2011539065A JP5553841B2 (ja) 2008-12-08 2009-12-02 鉛直配置された回転シリンダを備えた船舶
EP09799659A EP2358588B1 (en) 2008-12-08 2009-12-02 Marine vessel
US13/133,612 US8539894B2 (en) 2008-12-08 2009-12-02 Marine vessel provided with vertically arranged revolving cylinders
KR1020117014906A KR20110097911A (ko) 2008-12-08 2009-12-02 수직으로 배열된 회전 실린더가 제공되는 선박
PCT/FI2009/050970 WO2010066946A2 (en) 2008-12-08 2009-12-02 Marine vessel
CN200980148896.5A CN102239082B (zh) 2008-12-08 2009-12-02 设置有竖直布置的旋转筒体的船舶
CN201410047834.8A CN103950531B (zh) 2008-12-08 2009-12-02 设置有竖直布置的旋转筒体的船舶

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20086175A FI123862B (fi) 2008-12-08 2008-12-08 Vesialus
FI20086175 2008-12-08

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20086175A0 FI20086175A0 (fi) 2008-12-08
FI20086175A FI20086175A (fi) 2010-06-09
FI123862B true FI123862B (fi) 2013-11-29

Family

ID=40240574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20086175A FI123862B (fi) 2008-12-08 2008-12-08 Vesialus

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8539894B2 (fi)
EP (1) EP2358588B1 (fi)
JP (1) JP5553841B2 (fi)
KR (1) KR20110097911A (fi)
CN (2) CN102239082B (fi)
FI (1) FI123862B (fi)
WO (1) WO2010066946A2 (fi)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9027490B2 (en) * 2010-02-15 2015-05-12 Jørn Paul WINKLER Vessel comprising a stowable magnus-effect rotor
DE102010040919A1 (de) * 2010-09-16 2012-03-22 Aloys Wobben Magnus-Rotor mit Führungsrollenabdeckung
DE102010040917A1 (de) 2010-09-16 2012-03-22 Aloys Wobben Magnus-Rotor
DE102010040906A1 (de) * 2010-09-16 2012-03-22 Aloys Wobben Magnus-Rotor
DE102010040901A1 (de) * 2010-09-16 2012-03-22 Aloys Wobben Magnus-Rotor
DE102010040903A1 (de) * 2010-09-16 2012-03-22 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben eines Schiffes, insbesondere eines Frachtschiffes, mit wenigstens einem Magnus-Rotor
DE102010040920A1 (de) * 2010-09-16 2012-03-22 Aloys Wobben Schiff, insbesondere Frachtschiff, mit einem Magnus-Rotor
DE102010040911A1 (de) * 2010-09-16 2012-03-22 Aloys Wobben Magnus-Rotor
US8776705B2 (en) * 2011-08-31 2014-07-15 Poulsen Hybrid, Llc Magnus rotor ship propulsion system
CN105545607B (zh) * 2016-01-14 2019-08-09 中国船舶科学研究中心上海分部 一种船用风力助推装置
US10118696B1 (en) 2016-03-31 2018-11-06 Steven M. Hoffberg Steerable rotating projectile
CN107128470B (zh) * 2017-05-18 2023-07-04 中国海洋大学 一种套用在船舶烟囱外的马格努斯风帆
EP3409573B1 (en) * 2017-06-02 2020-07-01 Anemoi Marine Technologies Limited A transport
KR102033030B1 (ko) * 2018-02-23 2019-10-16 목포대학교산학협력단 풍력추진 기능이 구비된 선박
KR101962795B1 (ko) * 2018-02-23 2019-07-31 목포대학교산학협력단 풍력추진 기능이 구비된 선박
KR101962796B1 (ko) * 2018-02-23 2019-03-27 목포대학교산학협력단 풍력추진 기능이 구비된 선박
US11712637B1 (en) 2018-03-23 2023-08-01 Steven M. Hoffberg Steerable disk or ball
RU183370U1 (ru) * 2018-04-15 2018-09-19 Виталий Алексеевич Пелешенко Роторное судно
RU183212U1 (ru) * 2018-07-23 2018-09-13 Виталий Алексеевич Пелешенко Роторное судно
CN114132432A (zh) * 2021-11-29 2022-03-04 沪东中华造船(集团)有限公司 一种透气桅风帆装置及应用该透气桅风帆的lng运输船舶
KR102442095B1 (ko) * 2022-05-23 2022-09-08 한국해양과학기술원 직립 연료탱크 기반 추진보조 로터세일 시스템 및 탑재 선박

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2713392A (en) 1950-05-11 1955-07-19 Karman Theodore Von Wind motor
JPS5755292A (en) * 1980-09-18 1982-04-02 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Auxiliary propulsion device of ship
JPS57140293A (en) * 1981-02-23 1982-08-30 Sanshin Ind Co Ltd Exhausting noise silencing structure for outboard engine
US4398895A (en) 1981-05-14 1983-08-16 Asker Gunnar C F Wind propulsion devices
US4602584A (en) * 1984-06-12 1986-07-29 Henry North Propulsion device for a ship
JPS62203897A (ja) 1986-02-28 1987-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 煙突を帆柱に兼用した船舶
JPH0774033B2 (ja) * 1987-02-10 1995-08-09 三信工業株式会社 船外機の排気装置
US5514014A (en) * 1993-10-04 1996-05-07 Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha Outboard drive transmission
DE19530362C1 (de) 1995-08-18 1996-10-31 Thyssen Nordseewerke Gmbh Vorrichtung zur Abgas- und Abluftführung auf Schiffen
WO2005075820A1 (ja) * 2004-02-09 2005-08-18 Mekaro Akita Co.,Ltd マグナス型風力発電装置
DE102005028447B4 (de) * 2005-06-17 2009-12-17 Wobben, Aloys Schiff

Also Published As

Publication number Publication date
JP5553841B2 (ja) 2014-07-16
FI20086175A (fi) 2010-06-09
EP2358588A2 (en) 2011-08-24
US8539894B2 (en) 2013-09-24
CN103950531A (zh) 2014-07-30
CN102239082B (zh) 2014-04-09
KR20110097911A (ko) 2011-08-31
JP2012510923A (ja) 2012-05-17
CN102239082A (zh) 2011-11-09
CN103950531B (zh) 2016-09-14
WO2010066946A3 (en) 2010-07-29
WO2010066946A2 (en) 2010-06-17
FI20086175A0 (fi) 2008-12-08
US20110232555A1 (en) 2011-09-29
EP2358588B1 (en) 2012-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI123862B (fi) Vesialus
FI121170B (fi) Alus
JP5047955B2 (ja) 船舶
EP2338783A1 (en) Twin skeg ship
WO2015093048A1 (ja) 船尾用ダクト、船尾用付加物、船尾用ダクトの設計方法、及び船尾用ダクトを装備した船舶
JP6548062B2 (ja) 船尾用ダクト、船尾用付加物、船尾用ダクトの設計方法、及び船尾用ダクトを装備した船舶
JP2015116850A5 (fi)
CN1440346A (zh) 用于船用螺旋桨的防空泡管筒
KR20240043462A (ko) 선박의 굴뚝을 활용한 윙 세일
KR102376325B1 (ko) 선박
CN2910795Y (zh) 半浸桨推进装置
RU2292287C2 (ru) Усовершенствованное парусное вооружение
KR20240013455A (ko) 선박용 러더

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123862

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed