FI86831B - Med vindkraften gaoende baot eller farkost. - Google Patents

Description

86831

Tuulivoimalla kulkeva vene tai alus. - Med vindkraften gaende bat eller farkost.

Purjeveneellä tai purjealuksella liikkuminen vaatii melkoista ammattitaitoa purjeiden käsittelyssä. Lisäksi tarvitaan hyvää fyysistä kuntoa. Korkea purjemasto rajoittaa myös liikkumista siltojen alitse. Varavoima-akkujen lataaminen on myös ongelmallista.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudentyyppinen tuulivoimalla kulkeva vene tai alus, jolla voidaan purjehtia samaan tapaan kuin tavanomaisilla purjeveneillä tai -aluksilla, mutta jossa ei esiinny edellä mainittuja haittapuolia.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnöllä oheisissa patenttivaatimuksissa esitettyjen tunnusmerkkien perusteella.

Seuraavassa keksinnön erästä suoritusesimerkkiä selostetaan lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista venettä tai alusta sivulta nähtynä ja kuvio 2 esittää kuvion 1 erästä rakenneyksityiskohtaa suuremmassa mittakaavassa.

Kuvio 3 esittää keksinnön mukaista venettä tai alusta päältä nähtynä, jolloin tuulipotkurin pyörimistason erilaisia säätökulmia on esitetty viivoilla A, B ja C.

Kuvio 4 esittää tuulipotkuria edestä nähtynä.

Esitetyssä tapauksessa on veneen tai aluksen rungossa 1 kaksi paikkaa 2 purjehtijoita varten. Koska keksinnössä ei tarvita naruja purjeiden hallintaa varten, voidaan purjehtijoiden paikat 2 peittää kuomulla 3. Purjehtijoiden paikkojen 2 etupuolelle on runkoon 1 kiinnitetty pystysuuntainen masto 4, 2 86831 jonka yläpäähän on laakeroitu tuulipotkuri 5 vaaka-akselin 6 ympäri pyöriväksi.

Esitetyssä tapauksessa tuulipotkuri 5 voi olla muodoltaan tyypillinen tuulivoimaloissa käytetty potkuri, joka on edestä nähtynä yleiseltä muodoltaan kuviossa 4 esitetyn kaltainen. Esimerkiksi ko. kaksipaikkaisessa veneessä tuulipotkurin 5 lavan pituus voi olla 2 m, jolloin potkuri 5 pyöriessään peittää ympyrän pinta-alan, jonka halkaisija on 4 m. Tällaiseen tuulipotkuriin kohdistuva tuulipaine on jo normaalilla tuulenvoimakkuudella useita kymmeniä kilogrammoja. Muovista valmistettuna tällaisen potkurin paino on tyypillisesti vain noin 4 kg. Akseli 6 on pyörivästi laakeroitu korvakkeisiin 7, jotka on kiinnitetty pystyholkkiin 8, joka on laakereilla 9 laakeroitu pyöriväksi maston 4 yläpään ympärille. Mastoon 4 on kiinnitetty servomoottori 10, joka on järjestetty hammas-hihnan 11 välityksellä kiertämään putkea 8 pystyakselin ympäri. Tällöin myös tuulipotkurin 5 pystysuuntainen pyörimistaso kääntyy tai kiertyy pystyakselin ympäri.

Potkurin 5 pyöritysvoima on johdettu akselilta 6 kartioham-maspyörillä 12 pystyakselille 13 ja siitä edelleen kartio-hammaspyörillä 14 vaaka-akselille 15, jonka ulkopäähän veneen perään on kiinnitetty potkuri 16, joka on muotoiltu ja mitoitettu tunnetulla tavalla toimimaan vesipotkurina. Potkuri 16 voi olla vaihdettava niin, että voidaan valita pienellä tuulella isompi potkuri.

Akseliin 15 liittyy levyjarru 17, jolla purjehtija voi esim. jalkapolkimella painaen jarruttaa potkurin 5 pyörimistä ja tarvittaessa lukita potkurin 5 pyörimättömäksi. Vaihteella 18 voidaan valita potkurien 5 ja 16 välinen pyörimisnopeuksien välinen suhde. Kartiohammaspyörät 12 ja 14 voivat muodostaa tarvittavan ylennysvaihteen. Pyöriessään tuulipotkuri 5 pyörittää myös generaattoria 19, joka lataa akkua 20, josta saadaan sähkövirtaa mm. servomoottorille 10.

3 86831

Olennaista keksinnössä on tuulipotkurin 5 pyörimistason kään-tämismahdollisuus. Sen ansiosta keksinnön mukainen vene tai alus saadaan toimimaan erilaisissa tuuliolosuhteissa olennaisesti samantapaisesti kuin purjealus. Kun tuulen suunta on takaa, asetetaan potkurin 5 pyörimistaso olennaisesti kohtisuoraan tuulen suuntaa vastaan, jolloin potkuri 5 pyöriessään toimii sekä työntöpurjeena että vesipotkurin 16 pyörittäjänä. Kun tuulensuunta on sivulta, säädetään potkurin 5 pyörimistaso terävään kulmaan tuulen suuntaan nähden (esim. taso C kuviossa 3), jolloin tuuli edelleen tehokkaasti pyörittää potkuria, johon kohdistuvalla työntövoimalla on myös eteenpäin suunnattu komponentti. Myös sivutuulella saavutetaan siis tuulipotkurin 5 toiminta kaksoistehtävässä; toimia purjepin-tana ja vesipotkurin 16 pyörittäjänä. Tämä yhdistelmävaikutus saavutetaan myös sivuvastaisessa tuulessa, jolloin ainoa rajoitus on se, ettei potkurin pyörimistason ja tuulen välinen kulma tule niin pieneksi, että potkurin pyörimisteho jyrkästi laskee.

Tuulipotkurin 5 pyörimistaso voidaan järjestää käännettäväksi 360° rajoituksetta. Tällöin tulee purjehtijoiden turvallisuudesta huolehtia järjestämällä riittävä etäisyys paikkojen 2 ja potkurin 5 kärjen lähimmän sijaintikohdan väliin. Myös suojakuvun 3 käyttö lisää turvallisuutta, koska se estää purjehtijaa esim. ojentamasta kättään potkurin 5 mahdolliselle liikeradalle. Eräs mahdollisuus on rajoittaa potkurin 5 pyörimistason kääntämistä kuviossa 3 esitettyjen tasojen A ja B välille, jolloin potkurin pyörimistaso ei pääse paikkojen 2 yläpuolelle. Jos potkurin 5 pyörimistaso viedään riittävän etäälle mastosta 4, voidaan myös tällä rajoitetulla kääntä-misjärjestelyllä kattaa 180° kääntömahdollisuus.

Siltoja alitettaessa voidaan potkuri 5 lukita vaaka-asentoon jarrulla 17. Tällöin voidaan ajaa eteenpäin pyörittämällä potkuria 16 moottorina käytettävällä generaattorilla 19 akun 20 voimalla.

4 86831

Veneen tai aluksen seisoessa potkuri 5 lataa akkuja 20. Vene tai alus voidaan ankkuroida siten, että se kääntyy aina tuulen suuntaan tuulipaineen vaikutuksesta.

Vene tai alus 1 on varustettava kölillä purjeveneestä tunnettuun tapaan. Koska sivuttaiset tuulipaineet pyrkivät voimakkaasti kallistamaan venettä tai alusta, on keksintö edullista toteuttaa siten, että veneen tai aluksen molemmilla puolilla on pönttöönit 21. Esitetyssä tapauksessa ponttoonit 21 on kiinnitetty vaakasuuntaisen varren 22 päihin. Varsi 22 on järjestetty käännettäväksi vaaka-akselin 23 ympäri sopivimmin sähkövoimakäyttöisesti, esim. servomoottorilla. Kun tuulipai-ne kallistaa alusta, voi purjehtija nappia painamalla kääntää puomia 22 ja siten oikaista aluksen rungon 1 kallistuman. Samoin nappia painamalla ja nopeusmittaria seuraten voi purjehtija etsiä edullisimman kulman potkurin 5 pyörimistasolle. Näin ollen purjehtiminen on helppoa ja vaivatonta eikä vaadi ammattitaitoa. Suojakuomun 3 ansiosta purjehtija ei myöskään kastu merenkäynnissä.

Keksinnön eräs ominaisuus on siinä, että peruutusvaihdetta ei välttämättä tarvita, vaan kääntämällä potkurin 5 pyörimistaso 180° saadaan vesipotkuri 16 pyörimään peruutussuuntaan.

Keksintö ei luonnollisestikaan ole rajoittunut edellä esitettyyn suoritusesimerkkiin. Niinpä esim. potkurien 5 ja 16 välinen mekaaninen voimansiirto voidaan korvata sähköisellä tai hydraulisella voimasiirrolla. Servomoottorilla 10 suoritettava potkurin 5 pyörimistason kääntäminen voidaan järjestää suoritettavaksi myös mekaanisesti esim. käsikampia pyörittämällä. Masto 4 voidaan korvata esim. ristikkorakenteisella kehikolla. Monet muutkin rakenteelliset muutokset ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimusten puitteissa.

Keksintöä käytännössä kokeiltaessa on voitu todeta, että alus kulkee suoraan vastatuuleen kun ilmapotkurin pyörimisakseli on aluksen ja tuulen suuntainen.

Claims (1)

1. 5 86831 Patenttivaatimus Tuulivoimalla kulkeva vene tai alus, jossa on - pyörivään akseliin (15) liittyvä vedenalainen potkuri (16), - tuulivoimalla vaaka-akselin ympäri pyöritettävä tuulipotkuri (5), jonka pystysuuntainen pyörimistaso (A) on käännettävissä tai kierrettävissä pystyakselin ympäri veneen tai aluksen (1) suhteen, - elimet (8, 9, 10, 11) tuulipotkurin (5) pyörimistason (A) kääntämiseksi sähköisesti tai mekaanisesti purjehtijan ohjaamana ja riippumattomasti vesipotkurin (16) pyörimistasosta ainakin lähes 180°, sopivimmin 360°, ja - pyörivillä akseleilla (13, 15) toteutettu mekaaninen voimansiirto tuulipotkurin (5) ja vedenalisen potkurin (16) välillä, ja - veneen tai aluksen (1) molemmilla puolilla olevat ponttoonit (21), tunnettu siitä, että mainitun voimansiirtomekanismin (13, 15) pyörivään akseliin (15) liittyy jarru (17), jolla tuulipotkurin (5) pyörimistä voidaan jarruttaa ja jolla tuuli-potkuri (5) voidaan pitää myös pyörimättömänä, ja että tuuli-potkurin (5) pyörimisakseli (6) on pyörivästi laakeroitu korvakkeisiin (7), jotka on kiinnitetty pystyholkkiin (8), joka on laakereilla (9) laakeroitu pyöriväksi maston (4) yläpään ympärille. 6 86831 £§^entkrav En med vindkraft driven bat eller farkost, omfattande: - en undervattenspropeiler (16) pa en roterande axel (15), - en med vindkraft omkring en vagrät axel roterbar vindpropel-ler (5), vars lodräta rotationsplan (A) kan svängas eller vridas omkring en vertikalaxel i förhallande till bäten el-ler farkosten (1), - organ (8, 9, 10, 11) för att svänga vindpropellerns (5) rotationsplan (A) elektrisk eller mekaniskt styrda av seglaren och oberoende av vattenpropellerns (16) rotationsplan atrnins-tone narmelsevis 180°, lämpligast 360°, och - en med roterande axlar (13, 15) förverkligad mekanisk kraft-överföring mellan vindpropellern (5) och undervattenspropel-lern (16), och - pontoner (21) pä bägge sidor om baten eller farkosten (1), kännetecknad därav, att till den nämnda kraftöver-föringsmekanismens (13, 15) roterande axel (15) ansluter sig en broms (17), varmed vindpropellerns (5) rotation kan bromsas och varmed vindpropellern (5) även kan hallas icke-roterande, och att vindpropellerns (5) rotationsaxel (6) är roterbart lagrad i snibbar (7) fästade vid en vertikalhylsa (8), som med lager (9) lagrats att rotera omkring den Övre ändan av en mast (4).