PL122944B1 - Wave engine for boats - Google Patents

Description

*** i) LmaiM Twórca wynalazku: Einar Jakobsen Uprawniony z patentu: Einar Jakobsen, Roven (Norwegia) Silnik falowy do napedu lodzi Przedmiotem wynalazku jest silnik do napedu lodzi przemieszczajacej sie pod wplywem dzia¬ lania fal.Zinane sa silniki do napedu lodizi, np. z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr 2 0218115 i 2 367 765. Elementy przechylu silników wedlug tych patentów sa polaczone obrotowo z ich kon¬ strukcja wispooncza dla przechylania sie wokól osi biegnacej w kierunku poprzecznym w stosunku do kierunku przemieszczania sie lodzi, przy czym kat przechylu elementu przechylnego jest ogra¬ niczony przez ograniczniki usytuowane na kon¬ strukcji wsporczej.Podczas wymierzonego ruchu wzglednego, ele¬ ment przechylny przechyla sie w jedna lub dru¬ ga strone, aby spoczac na jednym z ograniczni¬ ków, wskutek czego dalszy wzgledny ruch powo¬ duje zmiane kierunku przeplywu wody plynacej w kierunku elementów przechylnych, dzieki cze¬ mu woda jest prowadzona wstecznie w kierunku przeciwnym do zadanego kierunku przemieszcze¬ nia sie lodzi, tworzac wskutek tego sile reakcji dzialajaca na element przychylny kierujacy lódz w wymienionym kierunku.W tych silnikach ruch wzgledny nie jest cal¬ kowicie wykorzystany. Wówczas, gdy lódz prze¬ chodzi poprzez fale na grzbiet fali, krawedz sla¬ dowa elementu przechylnego poirusza sie w kie¬ runku ku dolowi w stosunku do osi obrotu na skutek przedniego polozenia osi obrotu na prze¬ chylnym elemencie, dopóki nie spocznie na jed¬ nym z ograniczników.Po nastepnym ruchu lodzi z grzbietu fali po¬ przez nowa fale, krawedz sladowa elementu prze- 5 chyinegO' porusza sie w kierunku ku górze w stosunku do osi obrotu az element przechylny nie spocznie na drugim ograniczniku pod katem, który jest równy wymienionemu wyzej katowi przechylu.U Odleglosc, która l6dz musi pokonac w celu przeniesienia elementu przechylnego z jego spo¬ czynku na jednym ograniczniku na drugi ogra¬ nicznik stanowi nie wykorzystana czesc dostep¬ nej energii fali. Ponadto, uderzenia elementu 15 przechylnego o ograniczniki stanowia niedogod¬ nosc dla zalogi.Celem wynalazku bylo wyeliminowanie wad wystepujacych w dotychczas znanych tego rodza¬ ju silnikach. 20 ' Cel ten zostal osiagniety przez to, ze silnik do napedu znajdujacej sie na wodzie lodzi po¬ siadajacy konstrukcje wsporcza sztywno polaczo¬ na z lodzia i wysiegaijaca koncem do dolu dla umieszczenia jej na wodzie oraz mechanizm na- 25 pedowy z plytowym elementem przechylnym za¬ sadniczo poziomym, przednia czesc którego jeist polaczona z wymienionym koncem konstrukcji wsporczej bedac przystosowana do wykonywania ruchów przechylnych w wyniku wzglednych ru- 80 chów pomiedzy tym elementem a otaczajaca go 122 9443 woda w czasie, gdy lódz wskutek dzialania fal na powierzchni wody podnosi sie i opada zawie¬ ra srodki dla utirzyimywainia w polozeniu neutral¬ nym przechyHnego elementu w czasie, gdy po¬ miedzy tym elementem a otaczajaca go woda nie wystepuja ruchy wzgledne i które wywiera¬ ja sprezyste sily zwrotne na ten przechylny ele¬ ment po jego katowym przemieszczeniu dla do¬ prowadzenia go z powirotem do polozenia neu¬ tralnego.Srodkami do utrzymywania przechylnego ele¬ mentu obrotowo polaczonego z konstrukcja wspor- cza sa wywierajace sile mechanizmy wlaczone pomiedzy konstrukcje wsporcza a przechylny ele- Inprit i* wywiera^^e przeciwnie skierowane sily zwirbtne na teri^ejement przechylny przez jego katowe przemieszczanie.Wykonany z materialu sprezysitego przechylny ^etefneoT jesf 'sztywno polaczony z konstrukcja wsporcza, a sily powrotne sa wynikiem sprezy¬ stosci materialu, z którego jest on wykonany.Mechanizm utnzymaidacy przechylny element i wywierajacy na niego sily stanowia sprezyny lufo silowniki hydrauliczne, których cylindry poprzez odpowiednie przeloty sa polaczone z akumulato¬ rem. W kazdym z przelotów sa umieszczone za¬ wory dla przerywania polaczenia pomiedzy zes¬ polami cylinderntlok i akumulatorami. Silowniki sa polaczone ze zródlem sprezonego plynu hy¬ draulicznego.Sily powrotne dzialajace w obu kierunkach na przechylny element sa dla takiego samego kata przechylu w przyblizeniu jednakowe.Przedmiot wynalazku zostal przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia silnik wedlug wynalazku w widoku z boku, fig. 2 — drugi przyklad wyko¬ nania silnika wedlug wynalazku w widoku z bo¬ ku, zas fig. 3 — dalszy przyklad wykonania sil¬ nika wedlug wynalazku z hydrauliczno-pneuima- tycznym mechanizmem elementu przechylnego.Górny koniec belki lub elementu konstrukcji wsporczej 2 (fig. 1) biegnacy w dól ku wodzie jest trwale polaczony z zewnetrzna powierzchnia dna. Dolny koniec konstrukcji wsporczej 2 jest polaczony trwale z elementem przechylnym 3, którego plaszczyzna plytowa w niebiegowym, neu¬ tralnym polozeniu jest usytuowana w przyblize¬ niu równolegle do plaszczyzny lustra wody.Przechylny element 3 jest wykonany z giet¬ kiego i elastycznego materialu tak, ze zagina sie podczas wymienionego powyzej ruchu wzgledne¬ go, jak zaznaczono na rysunku grubsza przery¬ wana linia, podczas - gdy konstrukcja wsporcza pozostaje sztywna.Alternatywnie, konstrukcja wsporcza 2 jest ela¬ styczna i wygieta, jak uwidoczniono na rysunku za pomoca cienkich kreskowanych linii, dla wy¬ wolania przechylu przechylnego elementu 3 z po¬ lozenia obojetnego, wskutek czego ten gietki u- klad wsporczy absorbuje równiez wstrzas, jesli lódz posuwa sie po mieliznie zapewniajac w ta¬ kim przypadku bezpieczenstwo. 944 , 4 Figura 2 przedstawia inny przyklad wykona¬ nia silnika wedlug wynalazku. Element przechyl¬ ny 4 jest wraz z jego przednia czescia, jak u- widoczmiono, w kierunku przelotowym lodzi, o- 5 'brotowo polaczony do konstrukcji wsporczej 5 wokól poziomej osi.Dla utrzymania elementu przechylnego w po¬ lozeniu obojetnym, jest on zaopatrzony w dwa 0 skierowane ku górze i wstecz (ku tylowi), odpo¬ wiednio ku przodowi rozciagajace sie ramiona 6, 7, kt6rych zewnetrzne konce sa polaczone z kon¬ strukcja wsporcza 5 za pomoca sprezyn 8, 9.Przez wybór sprezyn o wlasciwej charakterysty- _ ce, mozna otrzymac rózne amplitudy dla dwóch kierunków przechylu wówczas, gdy lódz porusza¬ na jest przez fale.Figura 3 przedstawia silnik wedlug wynalazku w jeszcze innym przykladzie wykonania, który 20 jest podoibny do silnika zilustrowanego na fig. 2, ale w którym sprezyny 8, 9 sa zastapione zespo¬ lami cylindrów hydraulicznych 10, 11. Kazjdy zes¬ pól cylindrów hydraulicznych 10, 11 jest pola¬ czony odpowiednio przewodem 12, 13 z odpowied- 25 niim ramieniem 14, 15 odpowiadajacym wyzej wy¬ mienionym ramionom 6, 7 przykladu wykonania z fig. 2. Kazdy zespól cylindrów 10, 11 ma tlok polaczony z jednym koncem tloka 16, 17, które¬ go drugi koniec jest polaczony z konstrukcja 30 wsporcza 18.Kazdy zespól cylindrów 10, 11 jest poprzez prze¬ wód 12, 13 oraz zawór 19, 20 polaczony ze zna¬ nym hydraulicznym akumulatorem 21, 22, który jest zaopatrzony w kryze dzielaca wewnetrzna 35 przestrzen na dwie komory. Zespól cylindrów 10, 11, przewody 12 oraz komora zasobnikowa, któ¬ ra jest z nimi polaczona sa napelnione plynem hydraulicznym, na przyklad olejem. Druga ko¬ mora zasobnikowa akumulatora jest wypelniona 40 sprezonym gazem i poprzez przewód 23, 24 i za¬ wór 25, 26 jest polaczona z pojemnikiem 27, 28 gazu.Przewody 12, 13 laczace zespoly cylindrów 10, 11 i akumulatory 21, 22 sa rozgalezione i pola¬ czone z wylotem pompy 31, której wlot jest polaczony ze zbiornikiem 32 zawierajacym plyn hydrauliczny przewodu 29.Pompa 31 doprowadza czynnik hydrauliczny pod ^ cisnieniem jednym przewodem 12, albo , drugim przewodem 13.Dzialanie silnika jest opisane ponizej najpierw w odniesieniu do rozwiazania przedstawionego na fig. 1. 55 Gdy lódz 1 przemieszcza sie poprzez fale na grzbiet fali, element przechylny 3 wygina sie na skutek swej elastycznosci, a jego krawedz sladowa posuwa sie ku dolowi w stosunku do jego punktu zamocowania, do konstrukcji wspor- 60 czej 2. To powoduje, ze woda bezposrednio po¬ wyzej elementu przechylowego 3 zostaje stloczo¬ na wstecz, co z kolei powoduje wystapienie skie¬ rowanej na lódz 1 sily reakcji ku przodowi.Ody lódz 1 osiada na grzbiecie fali i jej ruch n ku górze zostaje zatrzymany, wówczas jednakze5 122 944 element przechylny 3, nie pozostaje w pozycji odchylonej lecz kolysze sie w kierunku swego obojetnego polozenia dzieki swojej elastycznosci, reagujac ze stopniowo zmniejszajaca sie sila do¬ póki polozenie, to nie zostanie osiagniete.Gdy nastepnie lódz porusza sie w kierunku no¬ wej fali, element przechylny natychmiast zostaje wygiety i jego krawedz sladowa porusza sie ku górze w stosunku dso punktu jego zamocowania powodujac wskutek tego natychmiast wystapienie skierowanej na lódz sily reakcji ku przodowi.Silnik przedstawiony na fig. 2 rózni sie od silnika przedstawionego na fig. 1 tym, ze element przechylny 4 jest sztywny i po przechyle ze swe¬ go obojetnego polozenia zostaje przemieszczony z powrotem do tego polozenia za pomoca sprezyn 8, 9. W celu zapobiezenia zbyt duzej opornosci elementu przechylnego na ruch w góre oiraz wcia¬ gania lodzi pod wode, wlasciwosci sprezynujace sa odpowiednio dostosowane.W czasie dzialania silnika uwidocznionego na fig. 3, przebiegajacego podobnie jak siln% przed¬ stawiony na fig. 1 i 2, zawory 19, 20 sa otwarte podczas, gdy zawory 25, 26 sa zamkniete i pompa 31 nie pracuje. Po zastosowaniu sily na element przechylny 30, która powoduje ruch przeciwny do kierunku obrotu wskazówek zegara elementu przechylnego z jego obojetnego polozenia, olej zostaje wycisniety z zespolu cylindrów 10 do akumulatora 21 poprzez pinzewód 12 na skutek ruchu tloka do cylindra, wskutek tego stopniowo sprezajac gaz w tym akumulatorze i stopniowo zwiekszajac jego cisnienie.Równoczesnie, olej zostaje wypompowany z drugiego akumulatora 22 poprzez przewód 13 do zespolu cylindrów 11, przez co cisnienie gazu w tym akumulatorze 22 zmniejsza sie az do osiag¬ niecia momentu równowagi wokól osi przechylu elementu przechylnego 30. Gdy nie wywiera sie duzej sily na element przechylny, element ten powraca z powrotem do swego obojetnego polo¬ zenia na skutek chwilowego wytracenia z rów¬ nowagi wokól swej osi przechylu.Przez otworzenie jednego lub obydwu zaworów 25, 26 w przewodach 23, 24 wzajemnie laczacych akumulatory 21, 22 i pojemniki 27, 28 gazu zwiek¬ szona zostaje dostepna kolumna gazu powoduje wskutek tego zmiane wlasciwosci sprezynujacej ukladu.Przez zamkniecie zaworów 19, 20 element prze¬ chylny 30 moze byc zamkniety w kazdym za¬ danym polozeniu i za pomoca pompy 21 element przechylny 30 zositaje uruchomiony i nastepnie zamkniety, na przyklad dla opóznienia lodzi przez dzialanie fali. Za pomoca pompy 31 element prze¬ chylny jest stale poruszany z jednego koncowego polozenia w dirugie, przy czym elemient przechyl¬ ny dziala nastepnie jako mechaniczno-hydraulicz- nie uruchamiane urzadzenie napedowe.Zastrzezenia patentowe 1. Silnik falowy do napedu lodzi znajdujacej sie na wodzie, posiadajacy konstrukcje wsporcza 5 sztywno polaczona z lodzia i wysiegajaca kon¬ cem do dolu dla umieszczenia jej na wodzie oraz mechanizm napedowy z plytowym elementem przechylnym, zasadniczo poziomym, przednia czesc którego jest polaczona z wymienionym koncem 10 konstrukcji wsporczej bedac przystosowana do wy¬ konywania ruchów przechylnych w wyniku wzgle¬ dnych ruchów pomiedzy tym elementem a ota¬ czajaca go woda w czasie gdy lódz wskutek dzia¬ lania fal na powierzchni wody podnosi sie i opa¬ da, znamienny tym, ze zawiera srodki dla utrzy¬ mywania w polozeniu neutralnym przechylnego elementu (3, 4, 30) w czasie, gdy pomiedfcy tym elementem a otaczajaca go woda nie wystepuja ruchy wzgledne i które wywieraja -sprezyste sily zwrotne na ten przechyiLny element po jego ka¬ towym przemieszczeniu dla doprowadzenia go z powrotem do polozenia neutralnego. 2. Silnik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze srodkami do utrzymywania przechylnego elemen¬ tu (4, 30) obrotowo polaczonego z konstrukcja wsporcza sa wywierajace sile mechanizmy (8, 9, 10, 11) wlaczone pomiedzy konstrukcje wsporcza (5, 18) a przechylny element (4, 30) i wywierajace przeciwnie skierowane sily zwrotne na ten ele¬ ment przechylny przez jego katowe przemiesz¬ czanie, ^r 3. Silnik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wykonany z materialu sprezystego przechylny ele- ^ ment (3) jest sztywno polaczony z konstrukcja wisporcza (2), przy czym sily powrotne sa wy¬ nikiem sprezystosci materialu, z którego jest on wykonany. 4. Silnik wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze tt mechanizm utrzymujacy przechylny element wy¬ wierajacy na niego sily stanowia sprezyny (8, 9). 5. Silnik wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze mechaniizim do wywierania sily na przechylny ele¬ ment stanowia silowniki (10, 11), których cylin- 45 dry sa poprzez odpowiednie przewody (12, 13) polaczone z akumulatorem (21, 22). 6. Silnik wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze w kazdym z przewodów (12, 13) sa umieszczone zawory (19, 20) dla przerywania polaczenia po- 50 miedzy silownikami (10, 11) a akumulatorami (21,22). 7. Silnik wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze silowniki (10, 11) sa polaczone ze zródlem (31) sprezonego plynu hyfdrauliczmego. 55 8. Silnik wedlug zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, ze sily powrotne dzialajace w obu kierun¬ kach na przechylny element sa dla takiego sa¬ mego kata przechylu w przyblizeniu jednakowe. 9. Silnik wedlug zasitrz. 2 albo 3, znamienny •o tym, ze sily powrotne dzialajace w obu kierun¬ kach na przechylny element sa dla takiego sa¬ mego kata przechylu niejednakowe. a 20 25 90 35 40 45 50122 944 O 22 DN-3, zam. 559/84 Cena 100 zl PL PL PL PL PL PL PL

Claims (1)

1.