FI67062C - Segelregleringssystem - Google Patents

Description

67062

PURJEENSÄÄTÖJÄRJESTELMÄ - SEGELREGLERINGSSYSTEM

Keksintö kohdistuu purjeensäätöjärjestelmään purjealuksessa, joka käsittää maston, mastoon kiinnitetyn haruksen, haruk-seen liitetyn purjeen, kierrettävän puomin, johon purjeen jaluspiste on liitetty, sekä purjeen säätölaitteita.

Nykyaikaisissa purjealuksissa käytetään etupäässä kahta erilaista purjetyyppiä, nimittäin mastopurjeita ja haruspurjei-ta. Haruspurje on yleensä kolmion muotoinen ja tunnusomaista sille on, että sen etureuna on yhdistetty mastosta aluksen kanteen vedettyyn harukseen ja sen alareuna on yhden tai useamman jaluksen avulla yhdistetty aluksen rungon ns. jaluskohtiin. Haruspurjeen säätö tapahtuu muuttamalla jaluksen purjetta ohjaavan osan pituutta, jolloin sekä purjeen muoto että sen asento aluksen runkoon nähden muuttuu. On tunnettua liittää haruspurjeen jaluspiste puomiin ja säätää purjeen asentoa suhteessa tuulen suuntaan muuttamalla puomin asentoa. Tällöin puomi voi olla tuettu mastoon, kuten on esitetty patenttijulkaisussa US 4 263 861 .

Tunnetuissa ratkaisuissa on monta epäkohtaa. Vakavin niistä on, että tunnetut haruspurjeen puomit ovat vapaasti kiertyviä useassa tasossa, minkä seurauksena puomin täydelliseen hallintaan tarvitaan aluksen rungossa useita puomin tukipisteitä. Purje on tällöin vaikeasti säädettävissä, minkä lisäksi tarvitaan poikittainen levanki eli jaluskisko tai useita jaluskohtia ja muita purjeensäätölaitteita. Tällaista laitelraaa on esitetty patenttijulkaisussa CH 630 017. Asennettuina kannelle nämä laitteet vievät tilaa ja aiheuttavat hankaluuksia 1iikkumisesteinä. Tällaisella tukipisteiden järjestelyllä ei kaikkia puomin asentoja myöskään ole saavutettavissa. Tunnettujen purjeensäätöjärjestelmien avulla on esimerkiksi ollut vaikeaa hallita purjen takareunan kireyttä, minkä seurauksena purjeen pussin säätäminen optimaaliseen muotoon on aiheuttanut ongelmia.

2 67062

Keksinnön tarkoituksena on luoda parannettu purjeensäätö-järjestelmä, josta edellä mainitut epäkohdat on poistettu. Tämä saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella järjestelmällä. Tukemalla puomi aluksen kanteen ainoastaan sen kier-toakselin kohdalla saavutetaan, että puomin vapaa pää puomin kiertyessä liikkuu kiertoakselin suhteen kohtisuorassa tasossa, jolloin purjeen hallinta tulee huomattavasti yksinkertaisemmaksi. Koska puomi on tuettu ainoastaan yhdestä pisteestä, säätölaitteita ja jaluskohtia ei tarvita kannella, joka näin ollen voidaan pitää vapaana ylimääräistä liikkumista haittaavista laitteista. Purjeen asento tuulen suhteen on helposti säädettävissä, ainoastaan puomia kiertämällä. Keksinnön mukainen ratkaisu perustuu ensisijaisesti siihen, että puomin kulmaa sen kiertoakseliin nähden ei tarvitse muuttaa. Tämä perussovellutusmuoto antaa yleensä täysin riittävät purjeensäätömahdollisuudet, mutta jos halutaan vielä tätä kehittynempää purjeensäätöjärjestelmää, voidaan keksinnön puitteissa myös tehdä puomin ja sen kiertoakselin välinen kulma säädettäväksi. Tällöin on huomattava, että mainitun kulman säädön on tapahduttava puomin kannessa laakeroitua kiertopylvästä tukipisteenä käyttäen. Mainittujen säätötoimenpiteiden lisäksi voidaan purjeen pussia säätää myös purjeen jaluksen avulla. Tähän tarkoitukseen voidaan puomiin liittää jaluksen kelauslaite. Valitsemalla puomin pylvään kiertoakselin kallistuskulma siten, että akselin jatke kulkee purjeen huipun läpi, saavutetaan se etu, että puomin kiertäminen ei vaikuta purjeen takareunan kireyteen.

Valitsemalla pylvään kiertoakselin ja maston välisen vaakasuoran etäisyyden ja vastaavan maston ja haruksen välisen etäisyyden suhteen arvoksi vähintäin 0,6:1 kannen tasolla, saavutetaan aerodynamisia etuja puomin kiertyessä keskiasen-nostaan. Tällöin nimittäin purjeen pussin syvyys kasvaa, mikä on edullista tuulen tullessa sivusta tai takaa. Optimaalinen tilanne saavutetaan edellä mainitun suhteen ollessa (0,6...0,8):1.

3 67062

Kokonaisvaltainen purjeensäätöjärjestelmä käsittää myös laitteita purjepinnan pienentämiseksi, mikä tietyissä tuuli-olosuhteissa on välttämätöntä. Pienentäminen on mahdollista suorittaa esimerkiksi kiertämällä purje sinänsä tunnetulla tavalla haruksen ympäri. Tällöin täytyy jaluksen pituutta samanaikaisesti säätää vastaavasti. Jotta jaluksen vetokulma pysyisi muuttumattomana, on myös puomissa oleva jaluskohta siirrettävä. Tämä voidaan toteuttaa järjestämällä puomiin laitteita jaluskohdan siirtämiseksi puomin pituussuunnassa.

On mahdollista säätää purjeen pussia myös muuttamalla purjeen etureunan taivutusta. Tämä tapahtuu keksinnön mukaisesti muuttamalla haruksen jännitystä, esimerkiksi harukseen liitetyn kiristyslaitteen avulla. Tällaisen laitteen käyttö parantaa huomattavasti keksinnön mukaisen säätöjärjestelmän käyttökelpoisuutta. Koska keksintöä on tarkoitus soveltaa etenkin alukseen, jonka purJeensäätöjärjestelmä on pitkälti automatisoitu, on olemassa vaara, että automaattiset säätölaitteet aiheuttavat ylikuormitustilanteita. Tämän välttämiseksi on syytä liittää Järjestelmän haruksen kiristyslait-teeseen, takilan ylikuormitussuoja.

Y1ikuormitussuoja voi toimia esimerkiksi hydraulisesti tai jousivoimalla. Laitteen toiminta perustuu siihen, että takilaan kohdistuvat kuormitukset välittyvät harukseen. Välittyvä voima pyrkii vetämään harusta ylöspäin. Ylikuormituslait-teessa on joustoelementti, joka varren välityksellä on yhdistetty harukseen. Kun haruksessa vaikuttava voima saavuttaa tietyn ennalta määrätyn arvon laite joustaa, minkä seurauksena harus pitenee ja purjeen etureuna taipuu. Tällöin purjeeseen ja samalla takilaan kohdistuva kuormitus pienenee ja takila purjeineen säilyy ehjänä. Kuormituksen pienetessä ylikuormitussuoja palautuu alkuperäiseen asentoonsa.

Koska purjeen pussin muotoa on mahdollista säätää sekä jaluksen avulla että muuttamalla purjeen etureunan taivutus- 4 67062 ta, keksinnön mukaisessa järjestelmässä käytettävälle purjeelle ei tarvitse valmistusvaiheessa antaa pussimaista muotoa. Käytettäessä keksinnön mukaisessa järjestelmässä tasomaista purjetta mahdollistetaan purjeen laskostumaton kiertyminen haruksen ympäri. Näin voidaan purjeen elinikää pidentää. Kaikista järjestelmän säätölaitteista voidaan tehdä moottorikäyttöiset. Näin koko järjestelmä on kaukosäädettävä esimerkiksi aluksen komentosillalta. Järjestelmä voidaan myös automatisoida tai tehdä mikroprosessoriohjatuksi, ja sitä voidaan luonnollisesti soveltaa sekä yksi- että useampimastoisiin aluksiin.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää sivukuvaa aluksen keulaosasta, jossa on keksinnön mukainen purjeensäätöjärjestelmä, kuvio 2 esittää ylhäältäpäin katsottuna miten puomin kiertäminen vaikuttaa purjeen muotoon, - kuvio 3 esittää jaluksen säätömekanismia puomissa.

Piirustuksessa viitenumero 1 tarkoittaa alusta ja 2 aluksen mastoa. Maston 2 ja aluksen kannen 3 välille on vedetty harus 4, joka yhtyy kanteen pisteessä 5. Kanteen 3 on kier-tyvästi laakeroitu pylväs 6. Pylvään 6 kiertoakselin 7 kallistuskulma on merkitty kirjaimella a. Pylvääseen 6 on liitetty puomi 8, joka muodostaa pylvään kiertoakselin 7 kanssa kulman b. Kulma b on keksinnön perussovellutusmuodos-sa kiinteä, mutta pylvääseen 6 voidaan myös liittää laitteet 21, joiden avulla kulmaa b voidaan tarvittaessa muuttaa. Puomi 8 kiertyy pylvään 6 mukana siten, että puomin vapaa pää 9 liikkuu akselin 7 suhteen kohtisuorassa tasossa 10. Harukseen 4 on sinänsä tunnetulla tavalla liitetty purje 11, jonka jaluspiste 18 yhden tai useamman jaluksen 12 avulla on liitetty puomiin 8. Jalus 12 kohtaa puomin ns. jaluskohdassa 13. Kulma a valitaan mieluimmin siten, että kiertoakselin 7 jatke kulkee purjeen 11 huipun 14 läpi.

5 67062

Purje on täysin hallinnassa, mikäli seuraavia kolmea parametriä pystytään säätämään: purjeen kulma-asento suhteessa tuuleen, purjeen pussin muoto sekä purjepinnan koko. Purjeen säätö tapahtuu keksinnön mukaisesti seuraavasti. Purjeen 11 asentoa suhteessa tuulen suuntaan säädetään kiertämällä pylvästä 6 ja sen mukana siihen liitettyä puomia Θ. Jos kulma a on valittu kuvion 1 esittämällä tavalla, purjeen 11 takareunan 15 kireys pysyy muuttumattomana.

Purjeen pussin muoto on keksinnön mukaisesti säädettävissä usealla eri tavalla. Pylvään 6 sijainti on valittu niin, että purjeen 11 pussin muoto horisontaalisuunnassa automaattisesti tulee ainakin lähes optimaaliseksi puomia 8 kiertäessä. Tämä asia on kaavamaisesti esitetty kuviossa 2. Kuviossa 2 on esitetty puomin 8 kolme asentoa 8a, 8b ja 8c ylhäältä katsottuna. Puomin asentoja 8a, 8b ja 8c vastaavat purjeen muodot on merkitty 11a, 11b ja 11c. Purjeen 11 pussin muotoon vaikuttavat myös muut säätölaitteet. Muuttamalla jaluksen 12 puomin ja purjeen välistä pituutta vaikutetaan purjeen 11 takareunan 15 jännitykseen.

Jaluksen 12 säätöön tarvitaan puomissa 8 säätölaitteet. Yksi tapa järjestää jaluksen säätömekanismi puomissa on kaavio-maisesti esitetty kuviossa 3* Jalus 12 muodostaa säädettävän silmukan 22, joka kulkee konekäyttöisen vintturin 16 kautta. Puomin 8 jaluskohdassa on jalusvaunu 20, joka liikkuu kiskoa 25 myöten puomin 8 pituussuunnassa. Jalusvaunussa 20 voi olla kaukosäädöllä ohjattava jaluslukko 27. Sen ollessa kiin-niasennossaan voidaan jalusvaunua siirtää puomin 8 pituussuunnassa vintturin 16 avulla ilman, että purjeen 11 ja puomin 8 välisen jalusosan pituus muuttuu. Haluttaessa muuttaa äskenmainitun jalusosan pituutta siirretään jalussilmukan pituudensäätöpyörää 23 sopivan käyttölaitteen, esim. hydrau-lisylinterin 24 avulla.

Toinen tapa säätää purjeen pystysuuntaista pussin muotoa on muuttaa haruksen 4 jännitystä esimerkiksi harukseen järjes- 6 67062 tetyn kiristyslaitteen 17 avulla. Tällöin vaikutetaan purjeen etureunan muotoon. Kiristyslaitteeseen 17 on yhdistetty takilan ylikuormitussuoja, jota piirustuksessa on vain kaa-viomaisesti esitetty hydraulipiirin 26 muodossa. Jos kulma b on säädettävä» voidaan myös muuttamalla tätä kulmaa vaikuttaa purjeen pussin muotoon. Kolmas hallittava parametri eli purjepinnan koko on keksinnön mukaisesti säädettävissä kiertämällä purje sinänsä tunnetun säätölaitteen 19 avulla haruksen 4 ympäri. Jotta jaluksen 12 vetokulma tällöin pysyisi muuttumattomana» on jalusvaunun 20 asemaa muutettava puomin pituussuunnassa, esimerkiksi käyttämällä kuviossa 3 esitettyä laitteistoa.

Keksintö ei rajoitu esitettyyn sovellutusmuotoon, vaan useita keksinnön muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

\

Claims (9)

1. Purjeensäätöjärjestelmä purjealuksessa (1), joka käsittää maston (2), mastoon kiinnitetyn haruksen (4), harukseen liitetyn purjeen (11), kierrettävän puomin (8), johon purjeen jaluspiste (18) on liitetty, sekä purjeen säätölaitteita, jossa järjestelmässä puomi (8) on tuettu ainoastaan aluksen (1) kanteen (3) tai vastaavaan maston etupuolella olevaan kohtaan kiertyvästi laakeroituun pylvääseen (6) tai vastaavaan, tunnettu siitä, että puomi (8) muodostaa mieluimmin säädettävissä olevan kulman (b) pylvään (6) kiertoakselin (7) kanssa, että puomi (8) on järjestetty kiertymään pylvään (6) mukana ylläpitämällä kiinteää kulmaa (b) puomin (8) ja kiertoakselin (7) välillä, ja että mainittu kiertoakseli (7) on maston (2) ja haruksen (4) muodostamassa tasossa tai sen läheisyydessä sekä on siten kallistettu, että sen kuviteltu jatke kulkee purjeen huipun (14) läpi tai sen välittömässä läheisyydessä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen purjeensäätöjärjestelmä, tunnettu siitä, että pylvään kiertoakselin (7) ja maston (2) välisen vaakasuoran etäisyyden suhde vastaavaan maston (2) ja haruksen (4) väliseen etäisyyteen aluksen kannen (3) tasolla on vähintään 0,6:1.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen purjeensäätöjärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu suhde on (0,6...0,8):1.

4. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen purjeen-säätöjärjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu myös laitteita (19) purjepinnan pienentämiseksi kiertämällä purje (11) sinänsä tunnetulla tavalla haruksen (4) ympäri.

5. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen purjeen-säätöjärjestelmä, tunnettu siitä, että purjeen (11) taivutuksen muoto on säädettävissä muuttamalla mainitun haruksen 8 67062 (4) jännitystä, mieluimmin harukseen liitetyn kiristyslait-teen (17) avulla.

6. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen purjeen-säätöjärjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu myös aluksen takilan ylikuormitussuoja (26), joka mieluimmin on yhdistetty mainittuun kiristyslaitteeseen (17).

7. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen purjeen-säätöjärjestelmä tunnettu siitä, että puomissa (8) on laitteita (16,20,22-25,27) purjeen (11) jaluskohdan (13) siirtämiseksi puomin (8) pituussuunnassa.

7 PATENTTIVAATIMUKSET 6 70 6 2

8. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen purjeen-säätöjärjestelmä, tunnettu siitä, että siihen kuuluva purje (11) on tasomainen.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen purjeensäätöjärjestelmä, tunnettu siitä, että purjepussin muoto on järjestetty säädettäväksi muuttamalla puomin (8) ja kiertoakselin (7) välistä kulmaa (b). 9 67062