FI83751C - Dyspropeller. - Google Patents

Description

83751

SUULAKEPOTKURI - DYSPROPELLER

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen suulakepotkuri.

Suulakepotkurissa, jossa sylinterinmuotoinen suulake ympäröi varsinaista potkuria, saavutetaan tavanomaisiin potkurilaitteistoihin nähden huomattavasti parempi työntövoima. Suulakepotkurin epäkohtana voidaan pitää taipumusta tukkeutua suuren jäälautan osuessa siihen ja jäädessä suulakkeen eteen estäen veden pääsyn potkuriin. Tämän seurauksena potkurin aikaansaama työntö vähenee ja potkurila-poihin, akseliin ja laakereihin kohdistuu tällöin suuria rasituksia.

Ennestään tunnetaan suulakepotkurien yhteydessä laitejärjes-telyjä, joilla on pyritty estämään jään tunkeutuminen suulakkeeseen. Tunnetaan ratkaisu, jossa potkurin eteen on suojaksi asetettu suojahäkki. Vaikkakin suojahäkki estää suurehkojen esineiden kulkeutumisen suulakkeen sisälle, aiheuttaa suuren virtausvastuksen heikentäen siten potkurin hyötysuhdetta. Suojaverkkoratkaisujen haittapuolena voidaan myös pitää sitä, että verkosto helposti tukkeutuu jääsohjolla.

Tunnetaan myös laiteratkaisu, jossa potkurisuulakkeen edessä on käytetty toisesta päästään laivarunkoon ja toisesta päästään suulakekehään kiinnitettyjä eviä. Haittana tällöin on suojaevien aiheuttama suuri virtausvastus. Kyseisessä ratkaisussa suojaevät sijaitsevat virtauksen kohtaavilta etureunoiltaan jokseenkin kohtisuorassa virtaukseen nähden. Suuret jääkimpaleet jäävät tällöin eviin kiinni ja tukkivat siten suulakkeen.

Tunnetaan myös laiteratkaisu, jossa potkurisuulake on muotoiltu sisäpinnaltaan sellaiseksi, että potkurilapojen kärki murskaa potkurilavan ja suulakkeen väliin kiilautuvan jäälohkareen. Kyseiset suulakkeen sisäiset epätasaisuudet ·. toimivat kiilautumista estävinä osina ja jäätä murskaavina 2 83751 terinä. Potkurisuulake on voitu myös muodostaa siten, että suulakkeen etureuna ainakin yhdessä kohdassa on vedetty taaksepäin niin, että potkurin siipien etureuna mainitussa kohdassa ulottuu suulakkeen etureunan eteen. Kyseinen järjestely estää jääkimpaleiden pinoutumisen suulakkeen etureunoja vasten. Haittana ratkaisussa voidaan pitää sitä, että järjestely ei estä jääkimpaleiden kulkeutumista suulakkeiden sisälle, vaan suulakkeen sisälle kulkeutuneet jäälohkareet täytyy murskata potkurin suorittaman työn avulla, jolloin propulsiohyötysuhde pienenee.

Keksinnön tarkoituksena on luoda sellainen suulakepotkurijär-jestely, jossa on vältetty edellä mainitut tunnetun tekniikan haitat ja jossa ratkaisussa estetään jäälauttojen kulkeutuminen suulakkeen sisään edestä tai takaa. Keksinnön tarkoituksena on siten aikaansaada suulakepotkuri, joka ylläpitää työntövoimaa vaikeissakin olosuhteissa ja jossa on estetty suurien jäälauttojen kulkeutuminen suulakkeen sisään, jolloin estetään suurien jäälauttojen potkuriin, sen akseliin ja laakereihin kohdistamat rasitukset ja vähennetään suurien jäälauttojen aiheuttamia haittavaikutuksia. Keksinnön tarkoituksena on edelleen luoda suulakepotkuri, jossa vähennetän suulaketta tukkivan jäälautan aiheuttamia haittavaikutuksia siten, että potkurilaitteessa on aina yksi virtaustie jäästä vapaana mahdollistaen virtauksen potkurisuulakkeen sisälle.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella ratkaisulla.

Eräässä edullisessa sovellutuksessa suulakkeen suojaavat elimet käsittävät joukon suulakkeen etureunasta ulkonevia kiinteitä jääpiikkejä, joissa on jäätä leikkaava tai murskaava etureuna. Jääpiikit sovitetaan siten suulakepot-kurin suulakkeen etu- ja/tai takareunaan, että ne aiheuttavat mahdollisimman pienen virtausvastuksen. Jääpiikit kiinnitetään suulakkeeseen esimerkiksi hitsaamalla. Jääpiikkien pituus on vain pieni murto-osa suulakkeen pituudesta.

I: 3 83751

Varustettaessa suulake jäätä murskaavilla jääpiikeillä jäävät lisämateriaalikustannukset vähäisiksi.

Eräässä toisessa sovellutuksessa suulakkeen suojaavat elimet koostuvat suulakkeen etu- ja/tai takareunaan sovitetusta jäänmurskauskehästä, joka on muodostettu edullisesti etureunaltaan jäätä leikkaavaksi. Kyseinen kehä on mieluimmin sovitettu kiinnitysrivoin suulakkeeseen sellaiseen asemaan, että jäänmurskauskehän ja suulakkeen välisen virtaustien tuloaukko on viistossa suulakkeen keskeisakseliin nähden. Jäälautat murskautuvat kehän etureunaan tai jäävät kehän etureunan eteen, jolloin jäänmurskauskehän ja varsinaisen suulakkeen välinen virtaustie pysyy jäästä vapaana.

Keksintöä selostetaan seuravassa tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista suulakepotkuri-laitetta edestäpäin katsottuna, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen suulakepotkurilaitteen sivukuvaa osittain leikattuna, kuvio 3 esittää kuvion 1 leikkausta I-I, kuvio 4 esittää kuviota 3 vastaavaa keksinnön toisen sovellutusmuodon leikkausta, kuvio 5 esittää jäänmurskauskehän edullista profiilimuo-toa, kuvio 6 esittää keksinnön erästä kolmatta sovellutusmuo-toa edestäpäin katsottuna, kuvio 7 esittää kuvion 6 mukaista suulakepotkurilai-tetta sivultapäin katsottuna, kuvio 8 esittää osittaiskuvantona kuvion 6 leikkausta I-I.

Kuviossa 1 on esitetty suulakepotkurilaite 10. Suulakkeen 11 sisällä on potkuri 16, jonka käyttölaitteita ja voiman sisääntuloa ei ole erikseen esitetty. Suulake 11 käsittää ulkopinnan 11a ja sisäpinnan 11b. Sisäpinta on muotoiltu virtausdynaamisesti edulliseksi ja se käsittää kaarevan 4 83751 etureunan llb2, joka liittyy olennaisesti suoraan sisäpuoliseen keskiosuuteen llb^. Suulake voi olla tuettu siten, että suulake on käännettävissä laakerointivälineiden varassa. Edullisesti nämä välineet muodostavat ylätuennan ja alatuennan.

Keksinnön mukainen suulakepotkurilaite 10 käsittää yhdessä sovellutusmuodossa suulakkeen etureunan 12 läheisyyteen sovitetun jäänmurskauskehän 20. Se on edullisimmin sijoitettu suulakkeen 11 etureunan 12 kohdalle siten, että suulakkeen 11 sisälle tuleva virtaus osittain kulkee jäänmurskauskehän 20 ja suulakkeen 11 välistä (nuoli A^) ja osittain jäänmurs-kauskehän 20 rajaaman keskialueen kautta (nuoli A2).

Kehä 20 on kiinnitetty kiinnitysrivoin 21 suulakkeeseen 11. Rivat 21 ovat edullisesti levyjä, joiden sivupinnat ovat suulakkeen 11 keskiakselin x suuntaiset. Tämä järjestely on edullinen pyrittäessä pitämään virtausvastus minimissään. Kuviossa 3 on tarkemmin esitetty kuvioiden 1 ja 2 sovellutus-muodon mukaisen suulakkeen 11 ja jäänmurskauskehän 20 poikkileikkausta. Jäänmurskauskehän etureuna 23 on muodostettu varsin kapeaksi ja jäätä leikkaavaksi. Se tehdään edullisesti pienihalkaisijäisestä pyörötangosta. Kyseinen etureunan 23 pienihalkaisijaisuus edesauttaa jään murskaamista. Etureuna 23 voi olla myös kiilamainen tai terävä. Kehä 20 sijaitsee suulakkeen 11 etureunan 12 edessä ja edullisesti kehän 20 ja suulakkeen 11 väliin jäävän virtaustien 25 tuloaukko 26 on viistossa suulakkeen ja potkurin keskeisakse-liin x nähden. Järjestely edesauttaa suulakkeen pysymistä tukkeutumatta vaikeissakin jääolosuhteissa. Jäälohkareet eivät helposti pääse kiilautumaan jäänmurskauskehän 20 etureunan 23 ja suulakkeen 11 etureunassa 12 olevan pyörätangon 15 väliin, vaan virtaustie 25 pysyy jäästä vapaana. Jos jää pääsee estämään keskeisen virtauksen A2 kulun, jää kuitenkin vielä virtaukselle A^ jäästä vapaa kulku tuloaukon 26 kautta suulakkeen 11 sisälle.

Kuvion 3 sovellutusmuodossa jäänmurskauskehä 20 käsittää 5 83751 pyörötankoon 24 liittyvät levyosat 22a, 22b. Nämä ovat edullisimmin kaarevia muodostaen virtaukselle jouhevan kulun suulakkeen sisälle. Levyosat 22a, 22b liittyvät toisesta päästään pyörötankoon 24 ja toisesta päästä toisiinsa. Suulakkeen 11 puoleinen levy 22b on kiinnitetty rivalla 21 suulakkeen 11 kaarevaan sisäpintaan Hb2· Näin kiinnittää ripa 21 jäänmurskauskehän 20 suulakkeeseen 11. Poikkileikkausmuodoltaan jäänmurskauskehä 20 on ympyrä.

Eräässä toisessa sovellutusmuodossa kehä 20 on valettu yhtenä kappaleena suulakkeen 11 kanssa.

Jäänmurskauskehiä 20 voi olla useita siten, että sekä reunassa 12 että takareunassa 13 on jäänmurskauskehä 20.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön toinen edullinen sovellutus-muoto. Kehä 20' on varsinaisen suulakkeen edessä ja se on tehty verraten pienihalkaisijäisestä pyörötangosta. Kehä 20' on liitetty rivoilla 21' suulakkeen etureunaan 12. Kehä 20' voi olla muodostettu myös siten, että kehän ja suulakkeen välinen virtaustien tuloaukon taso on kohtisuorassa suulakkeeseen tulevaan keskeiseen virtaukseen (A2).

Eräässä kuvioiden esittämättömässä keksinnön sovellutusmuodossa on kehä 20 muodostettu yhtenä kappaleena itse pääsuulakkeen kanssa, jolloin virtauksia varten on virtaustiet muodostettu rei'ittämällä pääsuulake. Reikiä on edullisesti tasavälein. Kehän 20 muodostaa tässä sovellutus-muodossa siten suulakkeen etu- ja/tai takareuna.

Kuviossa 5 on esitetty eräs jäänmurskauskehän 20' ' edullinen poikkileikkausmuoto. Poikkileikkaus muodostuu kaarevasta osuudesta ja siihen nähden vastakkaisella puolella sijaitsevasta terävästä, jäätä murskaavasta reunaosuudesta S2· Edullisesti on tällöin pyörötankoon 24' liitetty kolmioprofiili 40, jossa on terävä etureuna 40a.

Kuvioissa 6-8 on esitetty potkuria 16 ympäröivä suulake 11, 6 83751 joka on varustettu suulakkeen aksiaalisuuntaan etureunan 12 tai takareunan (ei näytetty) ulkopuolelle ulottuvilla jääpiikeillä 30. Jääpiikit 30 on kiinnitetty hitsaamalla sekä suulakkeen ulkopintaan 11a että sen kaarevaan sisäpintaan 11b etureunan 12 tai takareunan 13 läheisyydessä. Ulkopuoleinen suulakepinta 11a on olennaisesti suora pinta. Sisäpuolinen suulakepinta 11b sitä vastoin muodostuu suorasta suulakepintaosuudesta llb^ ja siihen liittyvästä kaarevasta suulakkeen etureunan 12 puoleisesta pintaosuudesta Hb2· Esitetyssä sovellutusmuodossa on kahdeksan tasavälein sijoitettua jääpiikkiä 30. Kukin jääpiikki on muodostettu levyosasta, joka ulkonee suulakereunasta 12. Jääpiikin 30 potkurin puoleinen reuna 31 on terävässä kulmassa β potkuriakselin suuntaiseen akseliin x' nähden. Kulma β on edullisimmin välillä 0-60°. Jääpiikin 30 yläreunan etummainen osa 32 on kulmassa a potkuriakselin suuntaiseen akseliin x*' nähden. Kulma a on edullisesti 20°:n ja 60°:een välillä. Reunoja 31 ja 32 yhdistää jäätä murskaava etureuna 33, joka on olennaisesti kohtisuorassa akseleita x' ja x'' vastaan. Reunaosuuuteen 32 liittyy jokseenkin potkuriakselin suuntainen lyhyehkö reunaosuus 34 ja siihen edelleen suulakkeen 11 etureunan 12 pintaan 11a liittyvä reunaosuus 35. Reunojen 31 ja 32 suuntauksella kasvatetaan jääpiikin kokoa siten, että jääpiikistä tulee lujuudellisesti riittävän vahva. Jääpiikki 30 on kohdissa 37 hitsattu suulakkeeseen 11. Jääpiikin 30 sivupinnat on merkitty numeroilla 36a ja 36b. Jääpiikit 30 voidaan muodostaa myös esimerkiksi valamalla ne yhtenä kappaleena suulakkeen kanssa. Jääpiikit voidaan tehdä myös takomalla.

Jääpiikit 30 toimivat seuraavasti. Kun jäälautta osuu jääpiikkiin 30, vaikuttaa jääpiikki etureunallaan 33 siten, että se murtaa jäälautan. Jos jäälautta on niin suuri, ettei se hajoa, pitävät jääpiikit 30 jäälautan irti suulakkeen 11 etureunasta 12 asennossa, jossa jäälautan ja suulakkeen väliin jää rako, josta vesi pääsee virtaamaan.

Jos jääpiikit 30 on tehty levymäisistä osista, on ne 7 83751 sovitettu suulakkeen 11 etuja/tai takareunoihin 12 ja 13 siten, että jääpiikkien 30 sivupinnat 36a, 36b ovat potkuriakselin suuntaiset. Tällöin jääpiikit 30 muodostavat mahdollisimman pienen virtausvastuksen. Toisessa edullisessa sovellutusmuodossa levymäiset jääpiikit on sovitettu sellaiseen kulmaan suulakkeeseen tulevaan virtaukseen D nähden, että suulakkeeseen ja potkurille tuleva virtaus saadaan pyörteilemään potkurin pyörintäsuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan, jolloin parannetaan potkurin hyötysuhdetta.

Keksinnön mukaisesti voidaan myös jääpiikkejä 30 sovittaa pelkästään suulakkeen 11 takareunaan 13 tai sekä takareunaan 13 että etureunaan 12. Tällöin alusta peruuttaessa jääpiikit vaikuttavat suulakkeen takareunalla 13 murskaten jäälauttoja myös tässä potkurin imusuunnassa. Jääpiikit voidaan myös etureunastaan muotoilla kiilamaisiksi ja teräviksi. Jääpiikki voi myös olla hammasmainen osa.

Keksintö ei rajoitu esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan useita keksinnön muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (14)

1. 8 83751
2. 1. Suulakepotkuri (10) jääolosuhteita varten käsittäen potkuria (16) ympäröivän suulakkeen (11), tunnettu siitä, että suulakkeen (11) etu- ja/tai takareuna käsittää suojaavia elimiä, joiden radiaalisuuntainen sijainti on pääasiallisesti suulakkeen (11) sisäpinnan ulkopuolella ja jotka aksiaalisesta ulottuvat suulakkeen (11) ulkopuolelle siten, että sanotut elimet joko murskaavat elimiin osuvan jäälautan tai jättävät lautan sellaiseen asentoon suulakkeeseen (11) nähden, että jäälautan ja suulakkeen (11) väliin jää vedelle vapaa virtaustie suulakkeen (11) sisälle.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suulakepotkuri (10), tunnettu siitä, että sanotut suojaavat elimet käsittävät jäänmurskauskehän (20) ja että suulakelaitteessa on suulakkeeseen (11) tulevalle virtaukselle ulkoinen virtaustie (25) jäänmurskauskehän (20) ja itse suulakkeen (11) väliinsä rajaaman alueen kautta suulakkeen (11) sisälle sekä keskeinen virtaustie jäänmurskauskehän (20) rajaaman keskeisen alueen läpi siten, että jos jää tukkii keskeisen virtaustien, jää virtaukselle (A^) ulkoinen virtaustie (25) suulakkeen (11) sisälle.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen suulakepotkuri, tunnettu siitä, että suulakkeen (11) etureuna (12) ja/tai takareuna (13) on varustettu jäänmurskauskehällä (20), joka sijaitsee suulakkeen (11) etureunan (12) edessä tai takareunan (13) takana siten, että suulakkeeseen (11) tulevalle virtaukselle muodostuu ulkoinen virtaustie (25) jäänmurskauskehän (20) ja suulakkeen (11) väliin sekä keskeinen virtaustie jäänmurskauskehän (20) rajaaman keskeisen alueen läpi, jolloin jään tukkiessa keskeisen virtaustien jää virtaukselle (A^) ulkoinen virtaustie (25) jäänmurskauskehän (20) ja suulakkeen (11) väliin. 9 83751
5. 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen suulakepotkuri, tunnettu siitä, että jäänmurskauskehä (20) käsittää jäätä murskaavan etureunan (23), joka sijaitsee siten suulakkeeseen (11) nähden, että ulkoisen virtaustien (25) tuloaukko (26) on viistossa suulakkeen keskeisakseliin (x) nähden, jolloin estetään jäälauttojen kiilautuminen jäänmurskauskehän (20) ja suulakkeen (11) väliin.
6. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suulakepot-kuri, tunnettu siitä, että jäänmurskauskehä (20) käsittää jäätä murskaavan terävän etureunan (23).
7. 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suulakepot-kuri, tunnettu siitä, että jäänmurskauskehä (20) käsittää pyörötangon (24) ja siihen sovitetut kaarevat levyt (22a, 22b), jotka toisesta päästään liittyvät toisiinsa, ja että suulakkeen (11) puoleinen levy (22b) on kiinnitetty rivalla (21) suulakkeeseen (11), mieluimmin sen kaarevaan sisäpintaan (llb2)-
8. 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suulakepot-kurilaite, tunnettu siitä, että jäänmurskauskehän (20) poikkileikkausprofiilissa on kaareva takareuna () ja terävä etureuna (S2).
9. 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suulakepot-kurilaite, tunnettu siitä, että jäänmurskauskehä (20) käsittää pyörötangon (20'), joka rivoilla (21') tai vastaavilla on liitetty suulakkeeseen (11).
10. 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suulake-potkurilaite, tunnettu siitä, että suulake (11) käsittää suulakerungossa olevia virtausaukkoja tai porauksia, jotka muodostavat virtaustien suulakkeeseen (11) sisälle tulevalle virtaukselle (A^) jäälautan tukkiessa suulakkeen (11) keskeisen virtaustien. 1 Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suulakepot- 10 83751 kuri (10), tunnettu siitä, että suulakkeen (11) etu- ja/tai takareunassa (12,13) on jääpiikkejä (30), jotka on sovitettu murskaamaan niihin osuva jäälautta ja/tai jotka on sovitettu jättämään se asentoon, jossa jääpiikkien (30) kiinnittämän jäälautan ja suulakkeen (11) väliin jää virtaustie suulakkeen (11) sisälle.
11. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen suulakepotkuri, tunnettu siitä, että jääpiikit (30) ulkonevat suulakereunasta (12 ja/tai 13) ja ovat toisesta päästään kiinnitettyinä suulakereunaan (12 ja/tai 13).
12. 12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen suulakepotkuri, tunnettu siitä, että jääpiikki (30) on kiilamainen tai hammasmainen osa.
13. 13. Jonkin patenttivaatimuksen 10-12 mukainen suulakepotkuri, tunnettu siitä, että jääpiikki (30) on suora levyosa, jolla on yhdensuuntaiset sivupinnat (36a, 36b).
14. 14. Jonkin patenttivaatimuksen 10-13 mukainen suulakepotkuri, tunnettu siitä, että jääpiikki (30) käsittää jäätä murskaavan etureunan (33). 1 Jonkin patenttivaatimuksen 10-14 mukainen suulakepotkuri, tunnettu siitä, että jääpiikki (30) on kiinnitetty suulakkeeseen (11) hitsaamalla ja siten, että se liittyy suulakkeen ulkopuoliseen pintaan (11a) ja suulakkeen potkurin puoleiseen pintaan (11b). il 83751