FI90330B - Alus - Google Patents

Description

SO 3 3 O

Alus Käsiteltävä keksintö koskee alusta, jossa on yksi-potkurinen työntö järj es telinä ja joka käsittää: 5 rungon, joka on suunnilleen symmetrinen pystysuun taiseen keskitasoon nähden, joka sisältää rungon keskiviivan; potkurin, joka on sijoitettu sivusuunnassa erilleen mainitusta rungon pystysuuntaisesta keskiviivasta 10 potkurin akselille aluksen kuljettamiseksi ja jonka halkaisija on D.

Kuviossa 1 esitetään poikkileikkaus yksipotkurises-ta aluksen rungosta, jossa on tyypiltään tavanomainen perä. Viitenumero 1 tarkoittaa poikkileikkausmuotoa, 2 run-15 gon keskiviivaa, 3 potkurin akselia, 4 potkurin pyörimis-alan tasoa ja WL kuormitusvesiviivaa. Yleisesti tunnettu asia on, että potkurin akseli järjestetään tavallisesti rungon keskiviivalle tavanomaista yksipotkurista alusta varten.

20 Kun potkurin akseli on sijoitettu tällaiseen asen toon, vesivirtaukset potkurin pyörimisalan tasoon esitetään kuviossa 2. Kuvio 2 esittää tällöin graafisesti veden virtausnopeutta potkurin pyörimisalan tasoon. Kuvio 2(A) esittää vanaveden jakautumista, ja kuvio 2(B) on vektori-25 kaavio veden poikittaisnopeudesta. Käyrä viiva (a) esittää potkurin pyörimisalan tasossa syntyneen vanaveden nopeuden suhdetta aluksen nopeuteen, ja vektori (b) esittää potkurin pyörimisalan tason jokaisessa kohdassa syntyneen vana-vesinopeuden poikittaissuuntaa. Kuten näistä kuvioista 30 voidaan selvästi nähdä, potkurin pyörimisalan tasoon suuntautuvat virtaukset muodostuvat symmetrisiksi virtauksiksi potkurin akseliin 3 nähden. Aluksen liikkuessa vanavesi-virrat ovat tällöin hyvin monimuotoisia. Kuvion 3 esittämällä tavalla vanavesivirrat muodostuvat symmetrisiksi 35 rungon keskiviivalle 2 sijoitettuun potkurin akseliin 3 nähden.

90330

Suuren täyttökertoimen ja myös suuren leveyden omaavien aluksien lukumäärä on kasvanut niiden kuormaus-kyvyn lisäämiseksi. Tästä suuresta täyttökertoimesta ja leveydestä johtuen potkurin pyörimisalan tasossa syntyy 5 edellä mainituista vanavesivirroista pystypyörteitä pit-kittäisakselien ympärillä. Nämä pystypyörteet syntyvät pareittain aluksen molemmille puolille ja saattavat vana-vesivirrat epätasapainoon potkurin pyörimisalan tasossa. Tämä aiheuttaa taas työntötehon vähentymistä ja lisää run-10 gon vastusta. Näin ollen onkin pyritty vähentämään polttoaineen kulutusta ja parantamaan kuormauskykyä. Tämän vaatimuksen täyttämiseksi laivan koneiston kokonaishyötysuh-detta on parannettava.

Käsiteltävän keksinnön eräänä tavoitteena on saada 15 aikaan alus, jolla on suuri koneiston kokonaishyötysuhde.

Käsiteltävän keksinnön mukaiselle alukselle on tunnusomaista, että potkurin keskikohta on sivusuunnassa erillään mainitusta pystysuuntaisesta keskitasosta etäisyyden d verran siten, että suhde 100 % x d/D on alueella 20 noin 5-25 %. Muut keksinnön mukaiselle alukselle tunnusomaiset piirteet ilmenevät epäitsenäisistä vaatimuksista 2-7.

Erästä keksinnön mukaisen aluksen sovellutusmuotoa selvitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin kuvi-25 oihin, joista kuvio 1 on leikkaus ja esittää aikaisemman rakenteen mukaisen aluksen perää takaa katsottuna, kuvio 2 on graafinen esitys ja havainnollistaa veden virtausnopeutta potkurin pyörimisalan tasoon aikaisem-30 man rakenteen mukaisessa aluksessa, kuvio 3 on graafinen esitys ja havainnollistaa vek-torikaaviota vesivirtauksista potkurin pyörimisalan tasossa aikaisemman rakenteen mukaisessa aluksessa, kuvio 4 on leikkaus ja esittää käsiteltävän keksin-35 nön mukaisen aluksen perää takaa katsottuna, 3 SO 330 kuvio 5 esittää vektorikaaviona vesivirtauksia potkurin pyörimisalan tasossa käsiteltävän keksinnön mukaisesti , kuvio 6 on kaavio ja esittää potkurin pyörimisalan 5 tason vesivirtauksien ja potkurin pyörimissuunnan välistä suhdetta käsiteltävän keksinnön mukaisesti, kuvio 7 esittää kaaviona tasokuvia käsiteltävän keksinnön mukaisista rakenteista, ja kuvio 8 on graafinen esitys ja havainnollistaa kä-10 siteltävän keksinnön mukaisen potkurin akselin ja rungon keskiviivan välisen etäisyyden suhdetta potkurin tehoker-toimeen aikaisempaan aluerakenteeseen verrattuna.

Katsottaessa nyt piirustuksia, joissa samat viitenumerot viittaavat aina samoihin tai vastaaviin osiin, 15 kuvio 4 esittää aluksen rungon poikkileikkauksena aluksen perää takaa katsottuna käsiteltävän keksinnön mukaisesti. Kuvion 4 esittämällä tavalla rungon rakenne on symmetrinen rungon keskiviivaan 2 nähden ja potkurin akseli on sijoitettu epäkeskisesti rungon keskiviivaan nähden. Näin ollen 20 potkurin akseliin liittyvät asennuskohdat ovat epäsymmetrisiä .

Seuraavassa selostetaan potkurin akselin sijoittamista tällä tavalla.

Nimenomaan kuvio 5 esittää vektorikaaviona vesivir-25 tojen liikettä aluksen potkurin pyörimisalan tasossa. Kuvion 5 esittämällä tavalla veden virtausvektori (b) on poikittainen nopeuskomponentti, joka on symmetrinen aluksen rungon keskiviivan 2 kohdalla. Potkurin lavat pyörivät myötäpäivään potkurin akselin 3 akselilla akselin 3 olles-30 sa sijoitettu vaakasuoraan rungon keskiviivan oikealle puolelle.

Vesivirtauksien suunnan suhde potkurin pyörimissuuntaan esitetään kuviossa 6. Kuviossa 6 nuoli 5 esittää kuvion 5 vektorilla (b) esitettyä vesivirtauksien suuntaa. 35 Nuoli 6 esittää taas potkurin pyörimissuuntaa.

4 S' O 3 30

Kuten kuviosta 6 käy selville, potkuri ottaa jatkuvasti vastaan vesivirtauksia, joiden liikesuunta on päinvastainen potkurin pyörimissuuntaan nähden. Tästä on seurauksena, että potkurin akselin pyörimisnopeus kasvaa.

5 Toisin sanoen aluksen koneiston kokonaishyötysuhdetta voidaan lisätä sijoittamalla potkurin akseli tällä tavalla.

Kuten edellä on selostettu, koneiston kokonaishyötysuhdetta voidaan lisätä pyörittämällä potkurin akselia myötäpäivään, kun potkurin akseli on sijoitettu aluksen 10 rungon keskiviivan oikealle puolelle, ja pyörittämällä potkurin akselia taas vastapäivään, kun potkurin akseli on sijoitettu rungon vasemmalle puolelle. Muuten esimerkiksi silloin, kun potkurin akseli on sijoitettu rungon oikealle puolelle ja se pyörii vastapäivään, potkurin akselin pyö-15 rimissuunta vastaa vesivirtauksien liikesuuntaa. Näin ollen aluksen koneiston kokonaishyötysuhde laskee. Kun potkurin akseli on sijoitettu aluksen rungon vasemmalle puolelle ja pyörii myötäpäivään, kokonaishyötysuhde laskee myös.

20 Katsottaessa nyt nimenomaan kuviota 7 nähdään taso- kuvina esimerkkejä käsiteltävästä keksinnöstä. Aluksen perässä oleva peräsin on sijoitettu rungon keskiviivalle. Kuvio (A) esittää kaaviona potkurin akselia 3, joka on sijoitettu vaakasuunnassa yhdensuuntaisesti aluksen rungon 25 keskiviivan 2 kanssa ilman vaakakallistumaa. Kuvio (B) esittää kaaviona potkurin akselia 3, jolla on tietty kaltevuus aluksen rungon keskiviivaan nähden. Konehuoneen tilasta ja pääkoneen tehosta riippuu, kumpi rakennetyyppi -(A) tai (B) - valitaan. Testituloksien mukaan tyypin (A) 30 ja (B) välillä ei ole eroa aluksen ohjauskykyyn eikä koneiston kokonaishyötysuhteeseen nähden. Lisäksi ei todettu eroa sellaisen aluksen, jossa potkurin akseli ei ollut aluksen rungon keskiviivalla, ja tavanomaisen sijainnin käsittävän potkurin akselin välillä laivan ohjauskyvyn 3b ollessa kysymyksessä.

5 9 Q 3 3 O

Kuvio 8 esittää kaaviona potkurin akselin 3 ja rungon keskiviivan 2 välisen etäisyyden suhdetta siihen suhteelliseen kokonaishyötysuhteeseen nähden, joka saatiin vesiallastestissä 200 000 tonnin (DWT) malminkuljetusaluk-5 sello. Kuviossa 8 y-akseli esittää suhdetta HP(0)/HP(C), jossa HP(O) tarkoittaa niitä käyttöhevosvoimia, jotka aluksen kone synnyttää potkurin akselin ollessa sijoitettu pois rungon keskiviivalta, ja HP(C) tarkoittaa taas niitä käyttöhevosvoimia, jotka syntyvät potkurin akselin 10 ollessa sijoitettu rungon keskiviivalle, ja x-akseli esittää puolestaan suhdetta d/D, jossa d tarkoittaa potkurin akselin ja aluksen rungon keskiviivan välistä etäisyyttä ja D tarkoittaa potkurin halkaisijaa. Kuten kuviosta 8 voidaan selvästi nähdä, käyttövoimasuhde HP(0)/HP(C) para-15 nee huomattavasti, kun d/D on 5-25 %. Jos tämä suhde on alle 5 %, koneiston kokonaishyötysuhde ei kasva. Toisaalta, jos tämä suhde on yli 25 %, kokonaishyötysuhde ei myöskään kasva. Suhde on siis mieluimmin 10-15 %.

Muut testitulokset osoittivat, ettei peräsimen 20 asentoa jouduttu rajoittamaan tästä potkurin akselin sijoituksesta johtuen, peräsimen asentoon ei kohdistunut siis epäsuotuisia vaikutuksia.

Käsiteltävän keksinnön mukaan aluksen koneiston kokona!shyötysuhdetta voidaan parantaa (noin 10 %) hyödyn-25 tämällä niitä pystypyörteitä, joiden vuoksi tavanomaisen leveän ja suuren täyttökertoimen omaavan aluksen koneiston kokonaishyötysuhde laski. Lisäksi käsiteltävällä keksinnöllä aluksen runkorakenne pystytään pitämään symmetrisenä aluksen molemmilla puolilla.

Claims (7)

1. Alus, jossa on yksipotkurinen työntöjärjestelmä ja joka käsittää: 5 rungon, joka on suunnilleen symmetrinen pystysuun taiseen keskitasoon (2) nähden, joka sisältää rungon keskiviivan; potkurin, joka on sijoitettu sivusuunnassa erilleen mainitusta rungon pystysuuntaisesta keskiviivasta 10 potkurin akselille (3) aluksen kuljettamiseksi ja jonka halkaisija onD, tunnettu siitä, että potkurin keskikohta on sivusuunnassa erillään mainitusta pystysuuntaisesta keskitasosta etäisyyden d verran siten, että suhde 100 % x d/D on alueella noin 5 - 25 %.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alus, tun nettu siitä, että mainittu suhde 100 % x d/D on noin 10 - 25 %.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alus, tunnettu siitä, että potkurin akseli on sijoitettu mai- 20 nitun rungon pystysuuntaisen keskitason oikealle puolelle aluksen perää takaa katsottaessa, ja että aluksessa on välineet potkurin akselin pyörittämiseksi myötäpäivään.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alus, tunnettu siitä, että potkurin akseli on sijoitettu mai- 25 nitun rungon pystysuuntaisen keskitason vasemmalle puolelle aluksen perää takaa katsottaessa, ja että aluksessa on välineet potkurin akselin pyörittämiseksi vastapäivään.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alus, tunnettu siitä, että potkurin akseli on järjestetty 30 oleellisesti vaakasuoraan ja oleellisesti samansuuntai sesti mainitun rungon pystysuuntaisen keskitason kanssa.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alus, tunnettu siitä, että potkurin akseli on järjestetty kulmaan mainittuun rungon pystysuuntaiseen keskitasoon näh- 35 den.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen alus, tunnettu siitä, että potkurin akseli on järjestetty oleellisesti vaakasuoraan.

6 r ί 77Λ j ο ί· ϋ

7. O 3 3 O