NL1020217C1 - Elektrische voortstuwings- en watergenerator-eenheid voor zeilschepen. - Google Patents

Description

]

Elektrische voortstuwings- en watergenerator-eenheid voor zeilschepen.

De uitvinding heeft betrekking op intrekbare en draaibare elektrische voortstuwingseenheden voor zeilschepen. Onder zeil kan een eenheid bovendien als 5 wind - watergenerator functioneren.

Probleemstelling: Bij grotere zeiljachten bestaat veelal de wens bij schipper -eigenaren om hun zeiljacht alleen te kunnen varen en onafhankelijk te zijn van een (professionele) bemanning, ook tijdens het manoeuvreren van het jacht in havens en sluizen.

10 Tevens bestaat de behoefte om onder zeil gebruik te kunnen maken van systemen die het comfort aan boord verhogen zoals airconditioning, elektrisch koken, koel- en vriesinstallaties, audio- en videoinstallaties, was- droogmachines en dergelijke.

Om de prestaties van het zeiljacht niet negatief te beïnvloeden moet bovendien het gewicht van de voortstuwingsinstallatie zo laag mogelijk worden gehouden.

15 De oplossing is gezocht in een diesel elektrische voortstuwingsinstallatie.

Diesel elektrische voorstuwing heeft zich reeds jaren bewezen in de beroepsvaart, bij sleepboten en grote motoijachten. De bestaande diesel elektrische voortstuwingsinstallaties voldoen echter niet aan de eisen die voor snelle lichtgewicht zeiljachten gesteld worden vooral ten aanzien van de invloed van de installatie op het 20 gewicht en de stabiliteit van het jacht.

Met de uitvinding van de elektrische voortstuwings- en watergenerator-eenheden voor zeilschepen wordt het volgende beoogd: 1 - Een ten alle tijden uiterst eenvoudige manoeuvreerbaarheid van het schip bij het afmeren in (jacht)havens en sluizen.

25 2 - Het opwekken van elektrische energie tijdens het zeilen.

3 - Een geli jk of lager gewicht van de diesel elektrische voortstuwingsinstallatie in vergelijking met een conventionele directe diesel - propeller voortstuwing.

4 - Geen waterweerstand van de schroef (schroeven) tijdens het zeilen, resulterend in een hogere snelheid onder zeil.

30 5 - Een hoge efficiëntie bij voortstuwing van het zeiljacht op de motor, resulterend in een aanzienlijke brandstof besparing.

De werking van de elektrische voortstuwings- en watergenerator-eenheid voor zeilschepen is als volgt: Grotere zeiljachten worden uitgerust met twee voorstuwingseenheden, één voor, en één achter in de rompbodem van het schip, 102021? ' 2 waarbij de voortstuwingseenheden de traditionele boeg- en hek-schroeven overbodig maken.

Als de eenheden niet in gebruik zijn worden deze volledig ingetrokken binnen de romp van het zeilschip, waarbij geen weerstand wordt ondervonden van de 5 scheepsschroef tijdens het zeilen. Hierdoor kan een zeer geavanceerde en efficiënte scheepsschroef gekozen worden. Zo een scheepsschroef in combinatie met een elektrische aandrijfinotor en een dieselgenerator maakt een brandstofbesparing van ca. 40% mogelijk in vergelijking met een conventionele direct aangedreven dieselmotor -(klap)schroef combinatie.

10 Bij voorstuwing op de motor wordt één eenheid neergelaten, de eenheid is zo gedimensioneerd dat een kruissnelheid van 80% van de rompsnelheid in zeegang bereikt kan worden. In zwaar weer en als een hogere snelheid vereist is, worden beide eenheden neergelaten ten behoeve van de voortstuwing.

Voor het manoeuvreren in (jacht)havens en sluizen worden beide eenheden 15 neergelaten en functioneren als 360° (2 x 180°) draaibare boeg- en hek -schroeven met een continue regelbare stuwdruk (voor- en achterwaarts). Hierdoor kan door één persoon het zeilschip worden afgemeerd.

Voor het genereren van elektrische energie onder zeil wordt één van de eenheden neergelaten en drijft de schroef de elektromotor aan die dan als watergenerator de 20 elektrische energie levert voor de elektrische systemen en het laden van de scheepsaccu’s.

Om het gewicht van de voortstuwingseenheden zo laag mogelijk te houden is veelal gebruik gemaakt van composiet materialen zoals glasvezel en of koolstofvezel versterkte kunststoffen en kunststof componenten zoals tandwielen en lagers. Omdat 25 bestaande elektromotoren die worden gebruikt voor elektrische voortstuwing van schepen veel te groot en zwaar zijn voor toepassing in zeilschepen is gekozen voor een geavanceerde, vloeistof gekoelde, lichte en compacte “permanent-magnet” synchrone elektromotor.

Omdat de totale diesel elektrische voorstuwingsinstallatie is opgebouwd uit 30 dieselgeneratoren, regelaars voor de elektromotoren en de voortstuwingseenheden kunnen de verschillende componenten zo in het zeilschip geplaatst worden zodat een optimale gewichtsverdeling en trim bereikt wordt.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van een in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van de constructie volgens de uitvinding.

' i / « 3

Fig. 1 toont schematisch een doorsnede van het zijaanzicht op de eenheid volgens de uitvinding, waarbij de eenheid binnen de scheepsromp is ingetrokken. Ter wille van de duidelijkheid van de figuur zijn bepaalde onderdelen weggelaten.

Als de eenheid in de behuizing 5 is ingetrokken in de romp steekt er geen 5 onderdeel van de eenheid onder bodem 7 van de scheepsromp uit. De bodemplaat 6 is gemaakt van de uitsnede uit de (composiet) rompbodem 7 zodat de vorm van de romp ter plaatse volledig behouden blijft.

Fig. 2 toont schematisch een doorsnede van het zijaanzicht op de eenheid volgens de uitvinding, waarbij de eenheid onder de scheepsromp is neergelaten. Als de eenheid is 10 neergelaten fungeert de uitvinding als voorstuwingseenheid of als watergeneratoreenheid.

De eenheid omvat een met koolstofVezel versterkte kunststof scheepsschroef 1, die via een staartstuk 2 verbonden is aan een met glasvezel versterkte kunststof stuurtrommel 3 die doormiddel van een hefcilinder 4 in de behuizing gevormd door een 15 met glasvezel versterkte kunststof buis 5 in de romp ingetrokken of neergelaten kan worden.

In de neergelaten stand bevinden de scheepsschroef 1, het staartstuk 2 en de bodemplaat 6 zich in het water onder de romp terwijl de onderkant van de stuurtrommel 3 gelijk ligt met de onderkant van de romp 7.

20 In de stuurtrommel 3 bevind zich, in een waterdicht compartiment, de elektromotor 8 die de schroef 1 aandrijft via het koppelstuk 9.

In de getoonde stand kan de stuurtrommel 3 doormiddel van een drietal vingers van koolstofVezel versterkt kunststof, waarvan er twee (10 en 11) getoond zijn in de figuur, 180° naar stuurboord en 180° naar bakboord gedraaid worden.

25 De stuurmotor 12 verzorgd via een tweetal pulley’s met tandriem 13, een kunststof tandwiel 14 en een kunststof tandkrans 15 met de daaraan bevestigde vingers (10 en 11) de draaiing van de stuurtrommel 3.

Om de wrijving tussen de stuurtrommel 3 en de buis 5, tijdens zowel het draaien als het heffen, te verminderen wordt gebruik gemaakt van teflon kunststof glijringen (16 30 en 17).

Om de stuwkracht van de schroef 1 bij lage snelheid, bijvoorbeeld tijdens het manoeuvreren, te verhogen wordt gebruik gemaakt van een straalpijp 18 van glasvezel en of koolstofVezel versterkt kunststof.

Claims (10)

1. Zeilschip, met het kenmerk, dat het voorzien is van elektrische voortstuwings-en watergenerator-eenheden. Een elektrische voortstuwings- en watergenerator-eenheid 5 omvat een behuizing, in de vorm van een ronde buis, met een daar in een roteerbaar bevestigde stuurtrommel met een aan die trommel doormiddel van een staartstuk bevestigde schroef. De stuurtrommel kan doormiddel van een hefcilinder in twee posities worden geplaatst. Tn de eerste positie zijn stuurtrommel en schroef volledig in de behuizing 10 ingetrokken zodanig dat de bodemplaat zich in één lijn met de rompbodem van het schip bevindt en dat geen waterweerstand van de eenheid ondervonden wordt. In de tweede positie zijn stuurtrommel en schroef neergelaten in de behuizing zodanig dat de schroef, straalbuis en bodemplaat onder de romp uitsteken en de onderkant van de stuurtrommel zich in één lijn met de rompbodem van het schip bevindt, 15 in deze positie fungeert de eenheid of als voortstuwingseenheid of als watergenerator eenheid. Als de eenheid als voorstuwingseenheid fungeert zijn de stuurtrommel met schroef draaibaar en wel 180° naar stuurboord en 180° naar bakboord.

2. Elektrische voortstuwings- en watergenerator-eenheden volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat één eenheid voor en één eenheid achter in de rompbodem van het 20 zeilschip is aangebracht.

3. Elektrische voortstuwings- en watergenerator-eenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de behuizing en stuurtrommel zijn vervaardigd van glasvezel versterkt kunststof.

4. Elektrische voortstuwings- en watergenerator-eenheid volgens conclusie 1, met 25 het kenmerk, dat een koolstof versterkt kunststof schroef doormiddel van een staartstuk aan de stuurtrommel is aangebracht.

5. Elektrische voortstuwings- en watergenerator-eenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stuurtrommel, staartstuk en schroef doormiddel van een hydraulische hefcilinder in de behuizing kan worden ingetrokken of neergelaten.

6. Elektrische voortstuwings- en watergenerator-eenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat zich in de stuurtrommel de elektro-motor - generator bevindt die via een koppelstuk en staartstuk de schroef aandrijft of aangedreven wordt. 1020217

7. Elektrische voortstuwings- en watergenerator-eenheid volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de stuurtrommel, staartstuk en schroef doormiddel van drie met koolstofVezel versterkte kunststof vingers gedraaid kan worden.

8. Elektrische voortstuwings- en watergenerator-eenheid volgens conclusie 6, 5 met het kenmerk, dat de drie vingers bevestigd zijn aan een kunststof tandkrans, die doormiddel van een kunststof tandwiel en een tweetal pulley’s met tandriem door een elektromotor kan worden aangedreven.

9. Elektrische voortstuwings- en watergenerator -eenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de composiet bodemplaat via een met glasvezel en of koolstofVezel 10 versterkte straalbuis aan de onderzijde van de stuurtrommel is aangebracht.

10. Elektrische voortstuwings- en watergenerator -eenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stuurtrommel via teflon kunststof glijringen in de behuizing gelagerd is. i ; !. Li' s