FI90328C - Alus - Google Patents

Description

1 90328

Alus

Tama keksintti liittyy yhdelia potkurilla varustet-tuun alukseen, joka kasittaa: 5 potkuriakselin, joka on sijoitettu rungon pitkit- taiseen mediaanitasoon, yiakannen, joka on symmetrinen pitkittaisen mediaa-nitason suhteen, peran, jolla on enslmmainen symmetria-akseli rungon 10 poikkileikkauksessa potkurin akselin yiapuolella ja tornen symmetria-akseli rungon poikkileikkauksessa potkurin akselin alapuolella, nåiden kahden symmetria-akselin ollessa sijoitettu epakeskeisesti pitkittaiseen mediaanitasoon nahden, 15 mainitut kaksi symmetria-akselia on sijoitettu erilleen rungon pitkittaissuuntaisesta mediaanitasosta matkan, joka on vahintaan 5 % potkurilaikan halkaisijasta.

On hyvin tunnettua, etta tavanomainen yksipotkuri-nen alus on varustettu rungon keskiviivalla olevalla pot-20 kurinakselilla, riippumatta siita, onko se symmetrinen rungon keskiviivan suhteen tai ei. Sellaisen symmetrisen tyyppisen aluksen peraosan alla kehittyvat vesivirrat vir-taavat potkurin lapoihin, alaspdin ylhaaita ja sisaanpain ulkopuolelta, symmetrisesti aluksen potkurinakselin suh-25 teen, muodostaakseen pystysuoria pyOrteita pitkittaisakse-leiden ympari. Epasymmetrisen tyyppisissa aluksissa muo-dostavat potkurin siipiin menevat vesivirrat epasymmetri-sia virtoja. Talla tavoin jakautuu vanavesi monimutkaises-ti purjehduksen aikana.

30 Suuret alukset, jolden syrjayttaman vesimaaran suh- de niiden pituuden, leveyden ja syvayksen tuloon seka le-veys ovat suuret, ovat tulleet yha yleisemmiksi lastaus-kapasiteetin lisaamiseksi. Johtuen tasta suuresta tayttO-kertoimesta ja suuresta leveydesta ovat potkurilaikan ta-35 sossa edelia mainitusta vanavedesta muodostuvat pystysuo- 2 90323 rat pyOrteet pitkittaisakseleiden ympSri yha lisaantyneet. Nuo pystysuorat pydrteet muodostuvat pareittain aluksen kummallekin puolelle, mika aiheuttaa, etta vanavesi on epatasapainossa potkurilaikan tasossa. Sen lisaksi etta 5 tama pienentaa laivan kulkukoneiston hyOtysuhdetta, se lisaa rungon vastusta.

Naissa olosuhteissa on ollut tarve parantaa las-tauskapasiteettia ja samanaikaisesti vahentaa polttoai-neen kulutusta purjehduksessa. Molempien vaatimusten tayt-10 taminen on tehnyt laivan kulkukoneiston hytttysuhteen pa-rantamisen vaittamattfimaksi. Pystysuoria pyttrteita, jotka pienentavat laivan kulkukoneiston hytttysuhdetta, ei ole voitu vaittaa aluksissa, joiden lastauskapasiteetti on suuri. Taman ongelman ratkaisemiseksi on, aluksen tyypista 15 riippuen, suoritettu jarjestelyja veden virtaussuunnissa potkurin lapoihin.

Esimerkiksi patenttijulkaisu JP 37315/72 selittaa menetelman, jossa aluksen potkurinakseli on sijoitettu laivan rungon keskiviivalle, ja aluksen perapaan kylki on 20 sijoitettu hyvin epakeskeisesti rungon keskiviivasta. Keskiviivan ja perapaan kyljen kautta kulkevan viivan va-linen etåisyys on suurempi kuin sade potkurilaikassa, jon-ka potkurin lavat muodostavat pyOriessaan ja potkurinlaik-ka sijaitsee aluksen yhdelia sivulla, taysin eriliaan run-25 gon keskiviivasta, ja muodostuneet pyttrteet virtaavat potkurin lapojen pyfirimiseen nahden vastakkaiseen suuntaan.

Tassa menetelmassa on kuitenkin seuraavat varjopuo- let.

Perapaan kyljen kautta kulkevan viivan ja rungon 30 keskiviivan vaiisen etaisyyden tulee olla suurempi kuin potkurilaikan sade minka vuoksi rungon keskiviivan etai-syys perapaan kyljesta on pakostakin suuri. Laivan raken-nuskustannusten suurenemisen lisaksi vaikuttaa tama hai-tallisesti laivan ohjattavuuteen.

3 90328

Lisaksi tulee perSosan yksi puoli tilavuudeltaan erittain hoikaksi. T3sta on seurauksena, etta koneiston asennus on tiukasti rajoitettua ja kuljetuskyky huononee suuresti.

5 Taman keksinnOn paamaarana on saada aikaan alus, jonka kulkukoneiston hyOtysuhde on hyva.

Taman keksinnOn mukaiselle alukselle on tunnus-omaista, etta potkurin akselin yiapuolella oleva symmet-ria-akseli ja potkurin akselin alapuolella oleva symmet-10 ria-akseli on sijoitettu samaan linjaan ja muodostavat taten yhden ainoan symmetria-akselin, joka on sijoitettu sivuun rungon pitkittaisesta mediaanitasosta matkan, joka on 5 - 25 % potkurilaikan halkaisijasta. KeksinnOn mukai-sen aluksen suositettavat suoritusmuodot ilmenevat epait-15 senaisista patenttivaatimuksista 2 - 5. KeksinnOn muut paamaarat ja edut kayvat ilmi seuraavasta yksityiskohtai-sesta selityksesta, joka liittyy oheisiin piirustuksiin.

Kuvio 1 on rungon piirustus, joka esittaa taman keksinnOn mukaisen aluksen rungon takaosaa.

20 Kuvio 2 on graafinen vektoridiagrammi, joka esit taa taman keksinnOn mukaista veden sisaanvirtausta potkurilaikan tasossa.

Kuvio 3 on graafinen esitys, joka esittaa taman keksinnOn mukaista suhdetta potkurinlapojen veden sisaan-25 virtauksen ja potkurin pyOrimissuunnan vaiilia.

Kuvio 4 on pohjakuva, joka esittaa taman keksinnOn eråan suoritusmuodon yleista konstruktiota.

Kuvio 5 on kuvion 4 leikkaus X-X.

Kuvio 6 on graafinen esitys, joka kuvaa potkurin-30 akselin ja laivan rungon keskiviivan suhteen epakeskeisen peran kyljen valisen etaisyyden suhdetta suhteelliseen tyOntOvoimaan verrattuna tekniikan tason alukseen.

Viitaten erityisesti piirustuksiin selitetaan nyt erasta taman keksinnOn mukaista suoritusmuotoa.

4 Ο Γ1·

Kuvio 1 esittaa rungon piirustusta katsottuna ta-kaa. Viitenumero 1 osoittaa rungon takaosan poikkileik-kausmuotoja. Potkurinakseli 3 on sijoitettu rungon keski-viivalle 2. Potkurinlavat pyOrivat mybtapaivaan potkurin 5 akselilla 3 muodostaakseen potkurin laikkatason 4, jonka halkaisija on D. Peran paatykylki on sijoitettu epakes-keisesti rungon keskiviivasta, toisin sanoen rungon pera-osan perapaan runko-osan symmetria-akseli on sijoitettu epakeskeisesti etaisyydelle d rungon keskiviivasta.

10 Toiseksi selitetaan nyt edelia mainitun sijoittelun toimintaa viitaten erityisesti piirustuksen kuvioon 2. Kuvio 2 esittaa graafisesti vektoridiagrammia, joka kuvaa veden poikittaista sisaanvirtausta potkurilaikkatasoon 4 katsottuna takaapain. Veden sisaanvirtauksen vektorit b 15 muodostavat kiertavia virtauksia, jotka ovat symmetrisia akselin 7 suhteen. Toisaalta muodostaa laivan rungon kes-kiviivalle 2 sijoitettu potkurinakseli 3 potkurilaikkata-son 4, joka pyOrii myOtapaivaan rungon keskiviivalla ole-valla akselilla.

20 Piirustuksen kuvio 3 esittaa veden sisaanvirtaus- ten suuntien ja potkurin lavan pyttrimisen vaiista suhdet-ta. Nuoli 5 esittaa kuviossa 2 vektorin b kuvaaman veden sisaanvirtauksen suuntaa. Nuoli 6 esittaa potkurin pyOri-missuuntaa. Kuten kuviosta 3 selvasti kay ilmi, saavat 25 potkurin lavat veden sisaanvirtauksen nuolen 5 esittamas-sa suunnassa, sen koko tasossa, vasten sen pybrimissuun-taa, jota esittaa nuoli 6. Nuolten 5 ja 6 suunnat ovat toisiinsa nahden taysin vastakkaiset. Taiia kaanteisten vesivirtojen vastaanotolla on sellainen vaikutus kuin jos 30 potkurinakselin 3 pyOrimisnopeus kasvaisi. Siita on seu-rauksena, etta edelia mainittu suhde saattaa parantaa laivan kulkukoneiston hyOtysuhdetta.

Kuvio 4 on pohjakuva, joka esittaa eraan taman kek-sinndn mukaisen suoritusmuodon yleista konstruktiota. Ku-35 vio 5 esittaa kuvion 4 leikkausta X-X. Kuten kuvioissa 4

5 Q η 7 O Q

✓ w v i. U

ja 5 esitetaan, on akseli 7, joka kulkee takapaan kyljen lapi rungon symmetria-akselilla, sijoitettu epakeskeises-ti rungon keskiviivaan nahden, ja kannen aariviiva 8 on symmetrinen rungon keskiviivaan nahden. Tasta on seurauk-5 sena, etta taman tyyppisen laivan oleskelumukavuudet ja ulkonakG ovat melkein samat kuin tavanomaisissa aluksis-sa.

T3ssa suoritusmuodossa on potkurinakseli 3 sijoitettu laivan rungon keskiviivalle 2, potkurin lavat pyG-10 rivat myotapaivaan ja rungon symmetria-akseli,joka kulkee perapaan kyljen lapi, on sijoitettu vasenunalle puolelle, epakeskeisesti rungon keskiviivaan nahden. Mahdollinen on myGs toinen suoritusmuoto, jossa potkurinakseli 3 on sijoitettu rungon keskiviivalle 2, potkurin lavat pyGrivat 15 vastapaivaan ja akseli 7 on sijoitettu oikealle puolelle, epakeskeisesti rungon keskiviivaan nahden. Siina tapauk-sessa kuitenkin, etta potkurin lavat pyGrivat myotapaivaan ja akseli 7 on sijoitettu oikealle puolelle, epakeskeisesti rungon keskiviivaan nahden, tai jos potkurin lavat pyO-20 rivat vastapaivaan tai akseli 7 on sijoitettu vasemmalle puolelle, epakeskeisesti rungon keskiviivaan nahden, ovat nuo sijoitukset ei-toivottuja, koska potkurin lapojen pyO-rimissuunta on sama kuin veden sisaanvirtaussuunta, jol-loin laivan kulkukoneiston hyGtysuhde huononee.

25 Esimerkki

Nyt annetaan tason etaisyyden suhde laivan kulkukoneiston hyGtysuhteeseen perustuen vesisailiOkokeisiin ja viitaten erityisesti piirustuksen kuvioon 6. Tason etai-syys on potkurinakselin 3 ja rungon keskiviivan suhteen 30 epakeskeisesti sijoitetun perapaan kyljen vaiinen etai-syys. Kuviossa 6 esittaa ordinaatta suhdetta HP(0)/ HP(C), missa HP(0) esittaa tyGntavia hevosvoimia, jotka kehittaa moottori, joka on varustettu rungon keskiviivan suhteen epakeskeisesti sijoitetulla potkurinakselilla, ja HP(C) 35 esittaa tyGntavia hevosvoimia tavanomaisen laivan mootto- 6 r r. ~ζ ^ Ο rista, joka on varustettu laivan rungon keskiviivalla ole-valla potkurinakselilla. Abskissa esittaa suhdetta d/D, jossa d on tasoetaisyytta potkurinakselista perSpaan kyl-keen ja D on potkurilaikkatason halkaisija.

5 Kuten kuviosta 6 k3y selvasti ilmi, kasvaa laivan kulkukoneiston hyOtysuhde merkittåvasti kun suhde d/D on 5- 25 %. Jos suhde on alle 5 %, ei hyiJtysuhde kasva. Jos suhde toisaalta on yli 25 %, ei hyiJtysuhde mydskaSn kasva. Suhde on kaikkein mieluimmin 10- 25 %. Edellisen li-10 saksi on muiden koetulosten perusteella varmistauduttu siita, etta perSsimen asentoa ei erityisesti tarvittu ra-joittaa ja etta ohjauskyky ei huonontunut.

Kuten edelia selitettiin, saatiin talla keksinniJl-la, jossa veteen uppoavan rungon takapaa pidettiin suurin 15 piirtein symmetrisena ja se sijoitettiin hiukan epakes-keisesti rungon keskiviivan suhteen aikaan seuraavat edut.

Pystysuorat pydrteet pitkin pituusakselia, jotka ovat aiheuttaneet suuren aluksen kulkukoneiston hytttysuh-teen pienenemisen saatiin parantamaan tata hydtysuhdetta 20 kayttamaiia hyvaksi veden sisaanvirtausta potkurin lapoi-hin suunnassa, joka on vastakkainen potkurin pyOriraissuun-taan nahden.

Laivan kulkukoneiston hyiJtysuhde kasvoi tehokkaim-min antamalla potkurilaikan tason olla aluksen toisella 25 sivulla rungon keskiviivaan nahden, niin etta veden si-saanvirtaus aluksen silia sivulla kiersi vastakkaiseen suuntaan laikkatason pyfirimissuuntaan nahden.

Edelia mainitulla sijoittelulla ei ollut juuri mi-taan vaikutusta ohjattavuuteen, koska peraosan kylki oli 30 sijoitettu vain hiukan epakeskeisesti rungon keskiviivas-ta, ja taman runkomuodon rakennuskustannukset olivat ta-loudelliset verrattuna epasymmetriseen aluksen runkoon, koska tama rungonmuoto on melkein symmetrinen.

Claims (7)

1. 7 90328
2. 1. Yhdelia potkurilla varustettu alus, joka kasit- taa: 5 potkuriakselin (3), joka on sijoitettu rungon pit- kittåiseen mediaanitasoon (2), yiakannen (8), joka on symmetrinen pitkittaisen me-diaanitason suhteen, peran (1), jolla on ensimm&inen symmetria-akseli 10 (7) rungon poikkileikkauksessa potkurin akselin yiapuolel- la ja toinen symmetria-akseli rungon poikkileikkauksessa potkurin akselin alapuolella, naiden kahden symmetria-ak-selin ollessa sijoitettu epakeskeisesti pitkittaiseen mediaanitasoon nahden, 15 mainitut kaksi symmetria-akselia on sijoitettu erilleen rungon pitkittaissuuntaisesta mediaanitasosta matkan, joka on vahintaan 5 % potkurilaikan halkaisijasta, tunnettu siita, etta potkurin akselin ylépuolella oleva symmetria-akseli 20 ja potkurin akselin alapuolella oleva symmetria-akseli on sijoitettu samaan linjaan ja muodostavat taten yhden ai-noan symmetria-akselin, joka on sijoitettu sivuun rungon pitkittaisesta mediaanitasosta matkan, joka on 5 - 25 % potkurilaikan halkaisijasta.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alus, tun nettu siita, etta mainittu symmetria-akseli (7) on sijoitettu sivuun rungon pitkittaissuuntaisesta mediaanitasosta (2) matkan, joka on 10 - 15 % potkurilaikan (4) halkaisijasta.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alus, tun nettu siita, etta mainittu symmetria-akseli (7) on aluksen peraa takaa katsottaessa sijoitettu vasemmalle puolelle, kun mainittu potkuriakseli (3) pyOrii mytttapai-vaa. 8 r. η 7^ο ✓' U i. o
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alus, t u n -n e t t u siita, etta symmetria-akseli (7) on sijoitettu aluksen peraa takaa katsottaessa oikealle puolelle, kun 5 mainittu potkuriakseli (3) pyOrii vastapålvaSn.
6. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alus, tun- n e t t u siita, etta mainittu symmetria-akseli (7) on sijoitettu viivalle, joka kulkee aluksen perapaan kyljen iapi.
7. 9. C 3 2 8