FI76748B - Till fartyg fast ansluten motorpropeller. - Google Patents

Description

1 76748

Laivaan kiinteästi liittyvä moottoripotkuri

Keksintö koskee sähkökäyttöistä patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista potkuria vesikulkuneuvoja var-5 ten.

Jo ennestään tunnetaan moottoripotkureita, joissa potkuri pyörii suuttimessa, jossa on kehän ympäri sijoitettu staattorin käämitys. Potkurin lapojen päät on yhdistetty toisiinsa laipalla. Laippaan on sijoitettu samoin 10 sen kehän ympäri sijoitettuina kestomagneetteja moottorin magnetoimiseksi. Tällaista moottoripotkuria selostetaan DE-patenttihakemuksessa P 3 246 730.3 ja sillä saadaan huomattava hyötysuhteen paraneminen potkurin navasta käytettäviin käyttölaitteisiin verrattuna (vrt. DE-patenttia 15 688 114) .

Lisäksi tiedetään, että potkurin kierrosluvun pienentäminen esimerkiksi 58 kierrokseen minuutissa halkaisijan kasvaessa 9 metriin parantaa hyötysuhdetta noin 15% (vrt. STG-vuosikirja 1980, s 130 eteenpäin). Rakenteeltaan 20 tavanomaisissa laivoissa olevan rakennesyväyksen vuoksi potkurin halkaisijan suurentaminen optimaalisiin arvoihin ei ole yleensä mahdollista. Tällöin on nimenomaan huomioitava rajat, kun laiva liikkuu tietyillä väylillä, joilla on määrätyt vedensyvyydet.

25 Keksinnön tehtävänä onkin sen vuoksi saada aikaan alussa kuvattua tyyppiä oleva rakenne, jolla päästään optimaaliseen työntöhyötysuhteeseen potkurin mittojen ollessa maksimaaliset.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaan patentti-30 vaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaisella järjestelyllä.

Muita keksintöön liittyviä rakenteita esitetään ala-patenttivaatimuksissa.

Keksinnön mukaisella laitteella saadaan huomattavia etuja. Kun staattorin käämitys sijoitetaan moottoripotku-35 riin mukautettuun laivan peräosaan, potkurin halkaisija voidaan hyödyntää maksimaalisesti. Hyötysuhdetta voidaan 2 76748 parantaa vielä lisää, jos laivan ulkolevytys, joka on kaksi potkuria käsittävässä laivassa yli 50% potkurimoot-torin ympärillä, muodostetaan tunneliksi. Tämä osatunneli voidaan sulkea suutinrenkaalla. Akselihylsyn ja akseliput-5 ken jäädessä pois ja muotoilemalla laivan perä vastaavasti päästään tasaiseen vastaanvirtaukseen. Tällöin kokonais-työntöhyötysuhde nousee.

Piirustuksessa esitetään keksinnön mukaisia rakenne-esimerkkejä. Tällöin 10 kuva 1 on perspektiivi kaksipotkurisen laivan perästä.

kuva 2 esittää etukuvana laivan perään yhdistettyä kaksoispotkurirakennetta, kuva 3 esittää etukuvana yksipotkurisen laivan perää, kuva 4 on sivukuva moottoripotkurista säteittäis-15 kenttäkoneena, kuva 5 esittää roottori- ja staattorirakenteita, kuva 6 on sivukuva potkurista kaksoisroottorin käsittävänä aksiaalikenttäkoneena, kuva 7 esittää suurennettuna kuvan 6 kaksoisroot-20 toria, ja kuva 8 on muunnelma säteittäiskenttäkaksoisrootto- rista.

Kuvasta 1 voidaan nähdä, että molemmat potkurit 1 ja 2 on sijoitettu laivan perään 3 niin, että ne pyörivät 25 tunnelin muotoisessa syvennyksessä 4. Koska laivan perä 3 on tehty erityisenä kölin jatkeen 5 evärakenteena, potkurit 1 ja 2 pystytään sijoittamaan tunneliin yli 50%. Potkurien täydellistä ympärikotelointia varten osatunneliin voidaan liitttää osasuutinrengas 6. Tämä laivan perän 3 30 rakenteellisesti yksinkertaisempi muoto saa aikaan potku rien 1 ja 2 tasoitetun vastaanvirtauksen ja voi edullisessa tapauksessa nostaa kokonaistyöntöhyötysuhdetta noin 20%.

Kuvasta 2 nähdään vielä selvemmin, että potkurit 1 ja 2 on yhdistetty kiinteästi laivan perään 3. Tunnelin 35 muotoisia syvennyksiä 4 täydennetään suutinrenkailla 6, niin että staattorin käämitykset voidaan jakaa tasaisesti potkurien kehälle. Kuvassa 2 on esitetty potkurien akselien 7 tukemiseen tarkoitetut akselituet 8, jotka on liitetty

II

3 76748 kiinteästi laivan levyihin. Laivan perän tämän rakenteen ansiosta laivan rakennesyväystä ei ylitetä edes silloin, kun potkurien halkaisijat ovat optimaaliset.

Kuvat 3 ja 4 esittävät yksipotkurisen laivan perää.

5 Potkuri 10 pyörii konstruktiosyistä johtuen niin, että vain noin 1/3 sen kehästä on laivan perään 11 kiinteästi liittyvässä tunnelissa 12, ja suutinrengas 13 muodostaa noin 2/3.

Potkurin akselin 14 laakerointi ja työntövoimien 10 vastaanottaminen voi tapahtua puoliriippuperäsimen 16 kiinteässä osassa 15, vaihtoehtoisesti myös peräsimen lapaan 17 liittyvässä ulokkeessa. Säteisvoimia voidaan ottaa vastaan nivelvarsilla 18.

Staattorin käämitys 19 on, kuten kuvassa 4 esite-15 tään, sijoitettu tunnelin 12 ja suutinrenkaan 13 osalle jaettuna. Moottorin magnetointi tapahtuu kestomagneeteilla 20, jotka on samoin järjestetty potkurin kehän ympäri laippaan 21. Staattorin käämityksen 19 syöttäminen tapahtuu edullisesti erillisestä generaattorista ja laivan verkkojän-20 nitettä vastaavalla jännitteellä. Tällöin on pääkoneen mennessä epäkuntoon mahdollista järjestää take-home-käyttö laivan verkkogeneraattoreilla ja muuttajilla.

Jotta potkurisuihku potkurin suutinrenkaan 22 takana saadaan pyörrevirrattomaksi, kuten kuvat 5a ja 5b esittävät, 25 laivan ulkolevytys päättyy paikallisesti staattorin käämityksen 23 takana, mutta virtaviivaisesti muodostetun potku-rilaipan 22 pään edessä (kuva 5a).

Laivan ulkolevytys voi olla muodostettu katkaisureunana tai palteena 24, myös irrotettavana (kuva 5b). Tätä raken-30 netta käsitellään lähemmin seuraavan kuvaselostuksen avulla.

Kuvassa 6 nähdään rakennemuunnelma, jossa potkurin 25 lapojen päät on yhdistetty rengaslevyyn 26. Toisiinsa nähden vastakkaisiin rengaspintoihin on upotettu kehälle jaettuina kestomagneetit 27, 28. Rengaslevy 26 pyörii osa-35 tunnelin ja suutinrenkaan rengasurassa 29 näiden rakenteiden seinämien ollessa vastaavasti vahvempia. Roottori on 4 76748 tehty tällöin aksiaalikenttäkaksoisroottorina. Rengas-uran 29 molemmille puolille on järjestetty staattorin käämitykset 30, 31. Potkurin akseli 32 on laakeroitu sekä peräsimen kiinteään osaan 33 että myös nivelvarsien 34 5 avulla laivan ulkolevytykseen työntö- ja poikittaisvoi-mien vastaanottamiseksi. Rengaslevyn 26 ja rengasuran 29 välinen rako on virtaava ja varustettu sisääntulossa paksulla tiivisteellä 35, joka estää epäpuhtaudet.

Kuvasta 7, joka esittää kuvassa 6 ympyrällä merkit-10 tyä osaa suurennettuna, käy selville, että takimmainen staattorin käämitys 31 on sijoitettu rengaspalteeseen 36, jonka pää 37 on veden vastuksen pienentämiseksi virtaviivainen. Potkurin huollon ja korjaamisen helpottamiseksi rengaspalle 36 voidaan irrottaa perän suuntaan. Liitossau-15 ma voi olla tällöin keskellä ulokerengasta 38. Ulokeren- kaaseen voidaan veden puolelle järjestää kehäaukot 39 ren-gasraon huuhtelemisen ja moottorin jäähdyttämisen takaamiseksi .

Lisäksi kuvan 8 mukaisessa rakennemuunnelmassa ku-20 vassa 6 näkyvä rengaslevy ja rengasura on tehty L-muotoi-siksi potkurin akseliin nähden yhdensuuntaisilla vaste-osilla, jolloin sähköllä toimivat komponentit on sijoitettu vaakasuoriin osiin. Potkurin 40 lapojen päihin on nytkin yhdistetty rengaslevy 41, jolla on tosin vaakasuora, 25 potkurin akseliin nähden yhdensuuntainen vaste 42. Tässä on toisiinsa nähden päällekkäin vastakkaiset ja kestomagneettien 43, 44 kehälle sijoitetut pinnat. Tässä säteit-täiskenttäkaksoisroottorina toimivan L-muotoisen roottorin käsittävässä rengasurassa laivan perän osatunnelissa ja 30 suutinrenkaassa on roottorin magneetteja vastapäätä olevissa pinnoissa staattorin käämitykset 46, 47.

Potkurin lapojen päät voidaan ohjata tiiviisti tunnelin ja suutinrenkaan sisäseinämään. Roottorin säteittäis-osan 41 käsittävä rengasura voidaan sitävastoin tehdä 35 suhteellisen leväksi ja sen sisääntulossa on nytkin paksu tiiviste 48.

I! 5 76748

Staattorin käämitykset 46, 47 on sijoitettu laivan perään esimerkiksi ruuvipulteilla 49 yhdistettyyn rengas-palteeseen 50. Täten potkurin 40 huolto ja korjaaminen on helpompaa. Myös tällöin rengaspalteeseen voidaan järjes-5 tää veden puolelle aukot 51.

Claims (12)

1. 6 76748
2. 1. Kestomagnetoinnilla potkurin lapojen päät yhdistävässä laipassa ja paikallisesti kiinteäksi järjestetyllä 5 staattorin käämityksellä varustettu sähkökäyttöinen potkuri vesikulkuneuvoja varten, jossa staattorin ja roottorin välinen rengasrako on virtaava, tunnettu siitä, että potkuri (1, 10) on ainakin osittain sijoitettu laivan perään kiinteästi liittyvään tunneliin (4, 12), joka 10 on suljettu suutinrenkaalla (6, 13) potkurin kehän jäljellä olevassa osassa, jolloin potkurin akselin (7, 14) laakerointiin käytetään laivan ulkolevytykseen ja peräsimen lapaan (17) kiinnitettyjä akselitukia (8, 18) ja/tai akselikiinnitystä peräsinlevyn (16) kiinteässä osassa (15). 15 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkökäyttöinen potkuri, tunnettu siitä, että säteittäiskenttä-konekäytössä staattorin käämitys ja kestomagneetit on upotettu potkurilaippaan tunnelin ja suutinrenkaan seinämään.
3. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sähkökäyttöinen 20 potkuri, tunnettu siitä, että suutinrengas (6, 13) on muodostettu jako-osasuuttimena.
4. 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sähkökäyttöinen potkuri, tunnettu siitä, että tunnelin (4, 12) ja suutinrenkaan (6, 13) perän puoleinen pää päättyy roottori- 25 laipan (22) perän puoleisen reunan eteen ja on muodostettu katkaisureunana tai palteena (24).
5. 5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sähkökäyttöinen potkuri, tunnettu siitä, että roottorilaippa on muodostettu virtaviivaisena.
6. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkökäyttöinen potkuri, tunnettu siitä, että tunnelin ja suutinrenkaan sisäseinämässä on säteittäinen rengasura (29), jonka sivurajapintoihin on kiinnitetty staattorin käämitykset (30, 31), ja että potkurin lapojen päihin yhdistetty 35 roottori menee rengasuraan säteittäisenä rengaslevynä (26) ja on varustettu staattorin käämityksiä vastapäätä olevilla herätysmagneeteilla (27, 28). Il 7 76748
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen sähkökäyttöinen potkuri, tunnettu siitä/ että rengasuran (29) ja rengaslevyn (26) väliin on järjestetty paksu tiiviste (35).
8. 8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen sähkökäyttöinen 5 potkuri, tunnettu siitä, että tunnelin ja suutin- renkaan seinämän rengasura (45) ja sen kanssa yhdessä toimiva rengaslevy (41) on muodostettu L-muotoiseksi aksiaalisella vasteosalla (42) , jolloin staattorin käämitykset (46, 47) ja herätysmagneetit (43, 44) on järjestetty aksi-10 aaliseen osaan toisiaan vastapäätä.
9. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen sähkökäyttöinen potkuri, tunnettu siitä, että rengasuran aksiaalinen vasteosa (42) toisiaan vastapäätä olevine staattorin käämityksineen (46, 47) on sijoitettu pallerenkaana (50) 15 muodostettuun rakenneosaan, joka voidaan kiinnittää perän suunnasta laivan perään.
10. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen sähkökäyttöinen potkuri, tunnettu siitä, että pallerengas (50) on veden vastuksen pienentämiseksi muodostettu virtavii-20 vaiseksi.
11. 11. Patenttivaatimuksen 6 ja 8 mukainen sähkökäyttöinen potkuri, tunnettu siitä, että rengasura (45) ja sen aksiaalinen vasteosa (42) on yhdistetty kehä-aukoilla (51) ympärillä olevaan veteen.
12. 12. Patenttivaatimuksen 6 mukainen sähkökäyttöinen potkuri, tunnettu siitä, että takimmainen staattorin käämitys (31) on sijoitettu palteen muotoiseen rakenneosaan (36), joka on yhdistetty irrotettavana rakenteena laivan perään. 8 76748