FI75126C - Baotens bottenkonstruktion. - Google Patents

Description

χ 75126

VENEEN POHJARAKENNE - BATENS BOTTENKONSTRUKTION

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty veneen pohjarakenne.

5 Poikittaisten portaiden käyttö on liukuveneen pohjarakenteena, jolloin liukuva pinta muodostuu kahdesta tai useammasta osasta, on tunnettua veden vastuksen pienentämiseksi, US 3331347. Tällöin vene liu'ussa nousee portaiden vaikutuksesta siten, että märkäpinta 10 pienenee. Suurimpana haittana em. pohjarakenteessa on, että veden iskut tuntuvat kovina.

Edellä mainittua kovuutta on pyritty poistamaan V-pohjäisi 1 la porrasrakentei1 la, GB 922199 ja FI 750133. Näillä saavutetaan tietty parannus veneen 15 kovuuteen V-pohjan ansiosta. Kuitenkin, juuri johtuen V-pohjasta, märkäpinta liu'ussa kasvaa, koska pohjan kaltevuus aiheuttaa poikittaissuuntaisia virtauksia ja vene kulkee syvemmällä. V-pohjaporrasrakenteel la veneen 1iukuominaisuudet ovat kuitenkin paremmat kuin 20 tavanomaisella, nousulistoil la varustetulla sileällä V-pohjaveneellä. Heikkoutena on sivuttaisista virtauksista johtuva veden vastuksen lisääntyminen sekä samasta syystä johtuvat heikot kaarreominaisuudet.

Julkaisussa FI 750133 porrastettuun pohjaraken-25 teeseen kuuluu useita kaarevia portaita, joissa porras-kulma on sovitettu veden oletetun virtauksen mukaan veneen pohjan jokaisessa osassa. Porrastasojen ollessa sileät veden virtausviivat ovat kaarevia, jolloin portaat muodostetaan siten, että veden virtaussuunta veneen 30 liikkuessa liu'ussa on olennaisesti kohtisuorassa niin suurta osaa portaasta kuin mahdollista vastaan. Tämä johtaa portaiden suureen lukumäärään ja monimutkaiseen rakenteeseen.

Em. julkaisujen esittämissä pöhjarakenteissa 35 on suurimpana heikkoutena veden sivuttaiset virtaukset olennaisesti koko rungon alueella, mikä virtaus aiheut- 2 75126 taa märkäpinnan kasvua. Kuitenkin mainituilla rakenteilla vene saadaan "irtoamaan" vedestä osittain, jolloin kitka vähenee ja nopeus kasvaa, mutta juuri sivuttaisten virtausten johdosta veneen ajo-ominaisuudet, ohjautu-5 vuus, vakavuus ja käyttäytyminen kovassa aallokossa, ovat heikot.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esille veneen pohjarakenne, jolla on hyvä 10 ajettavuus eri olosuhteissa, hyvä kuormankantokyky ja joka on taloudellinen, tehon tarvetta vähentävä.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan patenttivaatimuksiin.

Keksinnön mukaisessa pohjarakenteessa pohjan 15 molempiin puoliskoihin eli kölilinjan kummallekin puolelle kuuluu 2-4 porrasta, joissa portaiden etureuna on suunnattu pääasiassa suoraviivaisena veneen laidasta viistosti taaksepäin kohti kölilinjaa portaan ollessa korkeimmillaan lähellä laitaa ja madaltuen köliin päin 20 ja kaartuen portaan kölin puoleiseksi pääksi. Tällöin pohjan alta sivulle pyrkivä vesi saadaan syntyvien paine-erojen avulla taittumaan pohjan alle kantavaksi elementiksi. Veden laidoilta ulosvirtaamisen estämiseksi voidaan apuna käyttää myös nousulistoja.

25 Esitetyssä rakenteessa portaat muodostavat useampiportaisen kiihdyttimen, jossa veden virtausnopeus kasvaa huomattavasti veden pakkautuessa keskelle pohjaa. Näin keksinnön mukaisessa porrasrakenteessa pääidea on virtauksen pitäminen pohjassa kiinni eikä irrottami-30 nen, kuten kaikissa aikaisemmissa porraspohjamuunnel-missa.

Vaikka virtaus saadaankin pysymään olennaisesti kiinni pohjassa, portaiden ansiosta ja alipaineen vaikutuksesta pohjan lähellä syntyy pyörteitä ja poreilua, 35 pieniä ilmakuplia, jotka vähentävät veneen pohjan ja veden välistä kitkaa.

V-pohja-veneissä veden virtaus on aina kölistä 3 75126 ulos laitoihin päin, vaikka peräänpäin mentäessä virtaus kääntyykin enemmän kölin suuntaiseksi mutta ei yhdensuuntaiseksi kölin kanssa.

Keksinnön mukaisessa pohjarakenteessa portaiden 5 lukumäärä on 2 - 4, edullisesti 3. Lisäksi pohjarakenteeseen kuuluu edullisesti nousulistat, joita ei aiemmin porrasrakenteiden yhteydessä tunneta. Nousulistoja on pohjan kummallakin puoliskolla 2-6, edullisesti 3-5 kpl.

10 Tunnettuun tekniikkaan nähden nousulistat asennetaan edullisesti "väärinpäin" eli nousulistojen pohjaa vastaa jyrkempi ja kapeampi osa tulee kölin puolelle. Tällöin nousulistat tehokkaasti estävät veden virtausta ulospäin ja vene kantaa paremmin.

15 Portaiden pääasiassa suoraviivaiset reunat muodostavat kölilinjan kanssa venekohtaisesti vaihtele-vat kulmat, jotka vaihtelevat 200-60° välillä.

Portaiden kö1inpuoleinen pää alkaa sopivasti vähän matkan päästä kölistä siten, että kölilinjan 20 kummallekin puolelle jää olennaisesti koko veneen pituudelle ulottuva sileä, portaista vapaa alue. Tällä estetään kavitaatiota ja taataan potkurille tasainen toiminta .

Kuvatulla porrasrakenteella, jossa on nousulis-25 tat, listat estävät veden virtauksen sivuillepäm ja porrasrakenteeseen portaan jälkeiseen tilaan muodostuva alipaine aiheuttaa veden virtauksen köliin päin.

Eräässä keksinnön mukaisessa porraspohjasr.a porras muodostuu siten, että kölin puoleinen pää on ^ oleellisesti kölin suuntainen etäisyyden päässä kölistä ja pohjan reunan puoleinen pää oleellisesti pohjan reunan suuntainen etäisyyden päässä reunasta, em. etäisyyden ollessa 5-20% edullisesti noin 10% pohjan puoliskon leveydestä. Päiden korkeus muuttuu tasaisesti peräs-35 tä keulaan päin siten, että päät alkavat tasaisesti peruspinnan tasosta ja kasvavat keulaanpäin kääntyen pyöreämuotoisesti portaan reunaksi etuosassa. Portaan 4 75126 reunan leveys muuttuu tasaisesti pohjan keskeltä reunaa kohti. Näin olennaisesti pystysuorat portaan reuna ja päät muodostavat tasaisesti kasvavan ja vähenevän porrasrakenteen reunuksen, joka on korkein portaan 5 reunan ja pohjan puoleisen pään pyöreämuotoisessa yhtymäkohdassa.

Keksinnön mukaisessa pohjarakenteessa portaat muodostuvat sopivasti siten, että ajatellusta veneen pohjan peruspinnasta portaat nousevat ylöspäin. Tällöin 10 portaiden kohdalla V-kulman kasvaessa laitaan päin kohtauskulma kasvaa. Vaikka kohtauskulma muuttuu suuremmaksi ei se aiheuta pohjan kovuuden lisäystä, koska samalla kasvaa myös pohjan V-kulma, joka taas pehmentää kulkua.

15 Keksinnön mukaisessa laitteessa nousulistat taipuvat sopivasti veneen keulassa pääasiassa pallelin-jan suuntaisina kohti kölilinjaa ulottuen olennaisesti kölilinjaan saakka. Näin nousulistat ohjaavat keularois-keet veneen alle tasoittaen veneen kulkua.

20 Eräässä sovellutuksessa laidan ja pohjan yhtymä kohdassa pallelinjan kohdalle portaiden ulomman pään ulkopuolelle on muodostettu pääasiassa veneen koko pituudelle ulottuva alaspäin kovera pinta tai kouru. Kouru ohjaa pohjan aiheuttamat sivusuuntaiset roiskeet 25 alaspäin ja näin vähentää veden köliä vastaan kohtisuoria virtauksia.

Eräässä sovellutuksessa porrastasot ovat olennaisesti samansuuntaiset. Eräässä toisessa sovellutuksessa porrastasot ovat eri suuntaiset siten, että koh-50 tauskulma on suurin takimmaisessa portaassa ja pienin etummaisessa portaassa.

Eräässä keksinnön sovellutuksessa patenttivaatimuksien mukainen porrasrakenne on sijoitettu purje- tai muuhun köliveneeseen. Myös uppoumarunkoisissa veneis-3 5 sä ja aluksissa keksinnön mukaisella veneenpohjalla on esitetynlaiset suotuisat vaikutukset veneen ominaisuuksiin.

5 75126

Keksinnön mukaisella pohjarakenteella saavutetaan veneen pohjassa tapahtuvassa vesivirtauksessa muutos niin, että pääasiassa kaikki vesi virtaa ulos veneen perästä. Sivuille tulevat virtaukset on lähes 5 eliminoitu. Näin veneen vajoaminen ja kulku syvällä estyy, pohjan märkäpinta pienenee huomattavasti ja vene kulkee kevyemmin. Veneestä tulee lähes tunnoton suurillekin kuorman vaihteluille.

Edellä kuvatusta porrasrakenteesta johtuen 10 portailla on venettä trimmaava vaikutus. Kun perä painuu alemmas, kohtauskulma laidoilla kasvaa, jolloin syntyy ylöspäin vaikuttavia voimia. Näin vene pysyy kuormasta ja aallokosta riippumatta lähes samassa asennossa.

Itsetrimmautuvuuden ansiosta vene kulkee aina 15 edu11isimmassa asennossa ja esitetyn nousul is toi 1 la varustetun porrasrakenteen ansiosta märkäpinta liu'ussa on mahdollisimman pieni. Samoin eteen ja sivuille suuntautuvat roiskeet saadaan estetyiksi, jolloin niihin kuluva energia säästyy. Näistä seikoista johtuen tarvit-20 tava moottoriteho pienenee ja nopeus kasvaa, jolloin taloudellisuus paranee huomattavasti. Käytännön kokeissa on havaittu edellä esitetyt ajo-ominaisuudet, lähes tunnottomuus kuorman vaihteluille ja aallokolle sekä täydellä vauhdilla erittäin jyrkissä kurveissa todettu 25 vakavuus.

Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaamalla, joissa kuva 1 esittää perspektiivikuvaa V-pohjaveneestä, joka on varustettu keksinnön mukaisilla portailla 30 ja nähtynä vinosti perästä ja altapäin, kuva 2 esittää leikkauskuvaa laivan 1 veneestä ja kuva 3 esittää veden virtausta keksinnön mukaisessa veneen pohjarakenteessa sekä tavanomaisessa V-pohjaraken-teessa.

35 Kuvan 1 veneen runko koostuu kölistä 1, laidas ta 2, peräpeilistä 3 ja pohjan peruspinnasta 4. Perus-pintaan 4 on tehty keksinnön mukaiset portaat 5. Portaat 6 751 26 5 nousevat peruspinnasta 4 ylöspäin niin, että ne muodostuvat pystyistä, tasaisesti keulaanpäin kasvavista kö 1inpuoleisesta päästä 6, veneen laidan puoleisesta päästä 7, päiden 6 ja 7 välissä, tasaisesti kölistä 5 reunaanpäin kasvavasta portaan reunasta 8 sekä näiden muodostaman reunuksen 6, 7, 8 rajoittamasta porrastasos-ta 18. Portaiden 5 pintaan on kiinnitetty toistensa ja pallelinjan 9 kanssa yhdensuuntaiset kaksi nousulis-taa 10. Nousulistat alkavat portaan takareunasta eli 10 edellisen portaaan reunasta 8 ja perimmäiset peräpeilin 3 kohdalta. Nousulistojen etureuna on etäisyyden päässä portaan reunasta 8. Etummaiset nousulistojen osat 11 kaartuvat pallelinjan 9 suuntaisina ja loppuvat etäisyyden päähän kölistä 1.

15 Portaiden 5 ja kölin 1 väliin jää olennaisesti sileä pohjan alue 12. Portaiden 5 ja pallelinjan 9 välissä on alaspäin kovera pinta tai kouru 13.

Kuvassa 2 on kuvan 1 pohjarakenteen leikkausku-vio linjaa II-1I pitkin. Numerointi sama kuin kuvassa 20 1. Nousulistat 10 on asennettu pohjaa vasten "väärin päin" eli siten, että kölin 1 puoleinen tahko 19 on kapeampi ja pystysuorempi kuin laidan 2 puoleinen tahko 20.

Kuvassa 3 on esitetty veden virtaussuunnat 25 keksinnön mukaisessa veneen pohjarakenteessa A sekä tavanomaisessa nousulistoin varustetussa V-pohjaraken-teessa B.

Tavanomaisessa V-po!i jara.kenteessa B veden virtaus on keulassa 14 jyrkästi poispäin kölilinjasta 30 1 taipuen perää kohti enemmän kölilinjan suuntaiseksi ollen kuitenkin koko ajan poispäin kölilinjasta.

Keksinnön mukaisessa V-nohjarakenteessa A, johon kuuluu sekä portaat 5 että nousulistat 10 veden virtaus on seuraava. Keulassa 14 etummaiset nousul.ist.o-IS* ien osat 11 ohjaavat keularoiskeet veneen alle. Ensimmäiseen portaaseen 15 osuvaan virtaukseen vaikuttaa alipaine, jonka vaikutuksesta virtaus ohjautuu pääasias- 75126 7 sa portaan reunaa pitkin köliin päin. Samanlainen virtaus tapahtuu myös keskimmäisessä 16 ja viimeisessä 17 portaassa. Näin veneen alla oleva vesi pääasiassa purkautuu ulos veneen perästä. Olennaisesti sileä pohjan 5 alue 12 keskellä kölin 1 molemmilla puolilla takaa potkurin häiriöttömän toiminnan. Alaspäin kovera kouru 13 ohjaa reunoille päin mahdollisesti tulevat roiskeet alaspäin.

Edellä esitetystä virtauksesta johtuen vene 10 kantaa hyvin, koska vesi pakkautuu pohjan alle eikä roisku pohjan alta joka suuntaan. Näin veden vastus vähenee ja vene kulkee kevyemmin. Porrastasojen 18 ollessa erisuuntaiset niin, että kohtauskulma on pienin ensimmäisellä portaalla 15 ja suurin viimeisellä portaal-15 la 17, esitetty pohjarakenne säätää liu'ussa olevan veneen edullisimpaan ajoasentoon. Kuorman kasvaessa kohtauskulma pyrkii kasvamaan, mikä taas aiheuttaa vastavoiman, joka nostaa venettä ylöspäin. Tästä johtuen vene on lähes tunnoton kuorman vaihteluille. Samalla 20 periaatteella pohja toimii myös kovassa aallokossa ja pehmentää veneen kulkua.

Vaikka keksintöä on selostettu pääasiassa koskien plaanaavia V-pohjaveneitä, sen sisältämät keksinnölliset rakenteet soveltuvat yhtä hyvin käytettäväk-25 si purjeveneissä sekä uppoumarunkoisissa veneissä ja aluksissa. Keksintö ei siten rajoitu edellä esitettyihin sovellutusesimerkkeihin, vaan sen sovellutukset voivat vaihdella patenttivaatimuksien rajaaman ajatuksen puitteissa.

30 35

Claims (4)

8 75126

1. Veneen pohjarakenne, johon kuuluu ainakin kaksi peräkkäistä porrasta (5), tunnettu siitä, 5 että pohjarakenteeseen kuuluu rakenneyhdistelmä, johon kuuluu portaita 2-4, edullisesti 3 pohjan kummassakin puoliskossa; pääasiassa suoraviivainen portaanreuna (8), joka kaareutuu pyöreänmuotoisesti portaan kölin puoleiseksi pääksi (6) etäisyyden päässä kölistä portaan- 10 reunan (8) kasvaessa tasaisesti kölistä (1) laitaan päin; pääasiassa suoraviivaisen portaanreunan ja kölin (1) muodostama kulma on 20 - 60°, edullisesti 30 -45°; jolloin rakenteen avulla veden virtaus pohjan alla kääntyy kohti kölilinjaa virtauksen pysyessä poh- 15 jassa kiinni.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pohjarakenne, tunnettu siitä, että rakenteeseen kuuluu veden ulospäin virtauksen estämiseksi nousulistoja (10), joissa edullisesti kölin (1) puoleinen tahko 20 (19) on kapeampi ja laidan puoleinen tahko (20) leve ämpi .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen veneen pohjarakenne, tunnettu siitä, että portaiden (5) kölin (1) puoleinen pää (6) sijaitsee etäisyyden 25 päässä kölilinjasta laidan suuntaan siten, että köli-linjan molemmille puolille muodostuu pääasiassa sileä alue (12) olennaisesti veneen koko pituudelle.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen veneen pohjarakenne, tunnettu siitä, että 30 portaanreunan (8) pääasiassa suoraviivaisen osan ja kölin (1) muodostama kulma on suurin takimmaisessa portaassa ja pienin etummaisessa portaassa. 35