PL247237B1 - Łódka z hydropłatami i napędem elektrycznym - Google Patents

Abstract

Łódź składa się z wypornościowej deski (1) i jednostki napędowej mocowanej od dołu do deski (1), złożonej z masztu (3) do którego zamocowane są hydropłaty (4 i 6) i pędnik (8) pozostający w zanurzeniu podczas przemieszczania łodzi, oraz wodoszczelnego pakietu zawierającego baterię i elektronikę sterowania pędnikiem (8), który to pakiet jest zamocowany w otwartej od dołu wnęce wykonanej w podstawie wypornościowej deski (1). W podstawie wodoszczelnego pakietu jest wykonane gniazdo montażowe, a górna stopa masztu (3) mocowana jest w gnieździe montażowym po odłączeniu klapki. Wodoszczelny pakiet jest mocowany we wnęce z odstępem od ścian wnęki, tworzącym szczelinę przepływową układu chłodzenia wodoszczelnego pakietu, a podstawa wodoszczelnego pakietu ma podłużne radiatory zwiększające powierzchnię wymiany ciepła z otoczeniem.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest łódka z hydropłatami i napędem elektrycznym, wykonana z deski surfingowej lub innej deski wypornościowej i jednostki napędowej z hydropłatami.

Znane są konstrukcje desek surfingowych z hydropłatami i napędem elektrycznym, które wykorzystują pędnik zamocowany poniżej linii zanurzenia jednostki podczas przemieszczania deski i wodoszczelne komory na baterie i elektronikę wykonane w desce surfingowej. Komory dostępne od góry są zamykane hermetycznie uszczelnionymi klapami. Zwykle kolumna z hydropłatami i elektrycznym układem napędowym montowana jest do spodniej powierzchni deski wypornościowej. Pędnik i hydropłaty są mocowane do kolumny jednostki napędowej, która w zanurzeniu pełni funkcję statecznika pionowego. Istniejące konstrukcje desek pozwalają na demontaż komponentów deski do transportu. Niektóre konstrukcje mają dołączone do deski siedzisko i/lub uchwyt ułatwiający sterowanie deską i utrzymanie równowagi.

Ze zgłoszenia patentowego US 2004139905 znany jest zmotoryzowany wodolot wykonany na bazie deski surfingowej połączonej w różnych konfiguracjach z zasilanym elektrycznie pędnikiem i mechanizmem sterującym. Mechanizm sterujący może posiadać stery przednie z piatem typu Canard i płat główny ze statecznikiem pionowym, do którego zamocowany jest pędnik ze śrubą napędową.

Opis patentowy US2018370600 przedstawia kilka wariantów usytuowania modułu napędowego względem hydropłatów. Moduł napędowy wchodzi w skład autonomicznej jednostki napędowej, która może być przymocowana od dołu do deski bez potrzeby jej modyfikacji. Moduł napędowy ma wodoszczelną obudowę w której umieszczony jest akumulator elektryczny, zdalnie sterowany sterownik i urządzenie napędowe. Do obudowy zamocowane jest dostępne od zewnątrz złącze ładowarki połączone z akumulatorem. Moduł mocowany jest do części jednostki napędowej pozostającej w zanurzeniu podczas przemieszczania.

W zgłoszeniu patentowym US2016185430 w desce od górnej strony deski jest wykonany wodoszczelny przedział z akumulatorem i zespołem sterującym modułem napędowym pozostającym w zanurzeniu.

Zgłoszenie, patentowe US 2015147927 przedstawia zamocowaną przegubowo na dziobie kierownicę w kształcie litery T ułatwiającą manewrowanie deską.

W patencie US6409560 opisana jest zmotoryzowana deska surfingowa z jednostką napędową zamocowaną do podstawy deski. Moduł napędowy i bateria jest umieszczona w wodoszczelnej obudowie jednostki napędowej , Z przodu deski jest zamocowany rozłącznie drążek z uchwytem ułatwiający stabilizację deski i manetką do sterowania silnikiem.

Poważnym problemem w istniejących rozwiązaniach jest chłodzenie baterii i elektroniki sterującej pracą silnika napędowego; Często wykorzystywane jest rozwiązanie w którym przez kolumnę z hydropłatami pobierana jest woda do chłodzenia elektroniki. Po schłodzeniu elektroniki woda wypływa na zewnątrz. Cienkie przewody przez które przepływa pobierana z zewnątrz woda są podatne na zatykanie nieczystościami mogącymi się znajdować w wodzie.

Celem wynalazku, i problemem technicznym jaki rozwiązuje wynalazek, jest modułowa konstrukcja małej jednostki pływającej na hydroskrzydłach, napędzanej pędnikiem elektrycznym, zawierającej elementy podnoszące bezpieczeństwo jej użytkowania, łatwość transportu w stanie rozłożonym, szybką wymianę baterii lub jej ładowanie w przerwach pomiędzy kolejnymi rejsami, chłodzenie powietrzne i wodne pakietu baterii i w czasie pracy i w czasie jej ładowania.

Łódź z hydropłatami i napędem elektrycznym, złożona z wypornościowej deski i jednostki napędowej mocowanej od dołu do wypornościowej deski, złożonej z masztu do którego zamocowane są hydropłaty i pędnik pozostający w zanurzeniu podczas przemieszczania łodzi, oraz wodoszczelnego pakietu zawierającego baterię i elektronikę sterowania pędnikiem według wynalazku charakteryzuje się tym, że wodoszczelny pakiet jest zamocowany w otwartej od dołu wnęce wykonanej w podstawie wypornościowej deski, że w podstawie wodoszczelnego pakietu jest wykonane gniazdo montażowe zamykane klapką, górna stopa masztu mocowana jest w gnieździe montażowym po odłączeniu klapki, wodoszczelny pakiet jest mocowany we wnęce wypornościowej deski z odstępem od ścian wnęki tworzącym szczelinę przepływową układu chłodzenia wodoszczelnego pakietu, a podstawa wodoszczelnego pakietu ma podłużne radiatory zwiększające powierzchnię wymiany ciepła z otoczeniem.

Korzystnym jest, jeżeli wnęka wypornościowej deski ma ściankę górną stanowiącą część pokładu łodzi, w której jest wykonany kanał drenażowo-odpowietrzający.

Korzystnym jest, jeżeli na krawędzi natarcia masztu jest uformowana płaska powierzchnia rozpryskiwacza wody usytuowana prostopadłe do płaszczyzny symetrii masztu, kierującego strugę wody na podstawę wodoszczelnego pakietu.

Korzystnym jest, jeżeli na krawędzi natarcia masztu hydropłatów znajduje się zestaw kilku łukowych powierzchni rozpryskiwacza wody prostopadłych do płaszczyzny symetrii masztu, kierujących strugę wody na podstawę wodoszczelnego pakietu.

Korzystnym jest, jeżeli w przedniej części masztu hydropłatów znajduje się rurka mająca otwór rewizyjny zamknięty od góry korkiem, z otworem wlotowym w jej dolnej części pozostającym pod powierzchnią wody podczas przemieszczania się łodzi i skośnym otworem w górnej części przez którą wypływa woda chłodząca spodnią powierzchnię wodoszczelnego pakietu.

Korzystnym jest, jeżeli w gnieździe montażowym jest zamocowana część łącza nożowego układu zasilania pędnika.

Korzystnym jest, jeżeli klapka zamykająca wodoszczelnie wnękę jest wymienna z końcówką zewnętrznego ładowania baterii.

Korzystnym jest, jeżeli w gnieździe montażowym jest zamocowane gniazdo na wymienną kartę pamięci rejestrującej parametry pracy układu.

Korzystnym jest, jeżeli do wypornościowej deski jest zamocowana sztywno barierka osadzona w parze otworów wykonanych od góry w pobliżu bocznych krawędzi, przy czym wypornościowa deska ma co najmniej trzy pary otworów wykonanych jako zamienne złącza końców barierki. Korzystnym jest także, jeżeli że barierka ma uchwyt z manetką sterowania układem napędowym.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest wytrzymała i funkcjonalna konstrukcja, ergonomiczna barierka, polepszenie warunków chłodzenie wodoszczelnego pakietu z baterią i elektroniką układu sterowania, zamocowanego w podstawie, wypornościowej deski, oraz łatwy montaż i demontaż głównych elementów łódki.

Wynalazek jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia łódkę z hydropłatami i napędem elektrycznym w stanie złożonym w widoku aksonometrycznym z góry. Fig. 2 przedstawia łódkę z fig. 1 w rzucie aksonometrycznym odwróconą spodem do góry, fig. 3 przedstawia łódkę z hydropłatami i napędem elektrycznym rozłożoną na główne elementy składowe, fig. 4 przedstawia łódkę z hydropłatami i napędem elektrycznym w przekroju, fig. 4a przedstawia fragment masztu z alternatywnym rozpryskiwaczem, fig. 4b przedstawia maszt hydropłatów w częściowym przekroju z widocznym kanałem wodnego chłodzenia spodniej powierzchni wodoszczelnego pakietu, fig. 5 przedstawia łódkę z hydropłatami i napędem elektrycznym w położeniu do montażu i demontażu elementów składowych deski.

Głównym elementem łódki z hydropłatami i napędem elektrycznym jest wypornościowa deska (1) i jednostka napędowa mocowana od dołu do wypornościowej deski (1). Jednostka napędowa jest złożona z masztu hydropłatów (3) do którego zamocowane są hydropłat główny (4) i hydropłat pomocniczy (6) i pędnik (8) ze śrubą napędową (9), pozostający w zanurzeniu podczas przemieszczania łodzi. Wypornościowa deska (1) ma wnękę deski (19), wykonaną od strony spodniej powierzchni deski wypornościowej (11), która przeznaczona jest na umieszczenie w niej wodoszczelnego pakietu baterii (2) zawierającego baterię i elektronikę sterowania układem napędowym. Wodoszczelny pakiet baterii (2) po umieszczeniu we wnęce deski (19) jest mocowany śrubowo do wypornościowej deski (1) łapami mocującymi (10), umieszczonymi w dopasowanych do nich wybraniach wypornościowej deski (28).

W podstawie wodoszczelnego pakietu baterii (2) jest wykonane gniazdo montażowe (20) zamykane klapką gniazda montażowego (22). Klapka gniazda montażowego (22) na czas transportu wodoszczelnie zamyka gniazdo montażowe (20), a na czas ładowania baterii, wymieniana jest na końcówkę zewnętrznego ładowania baterii (23), z przewodem zasilającym baterii (24). W gnieździe montażowym (20) jest zamocowana część nożowego łącza, końcówki zewnętrznego ładowania, baterii (23), żeńska część łącza nożowego układu zasilania pędnika (8) i gniazdo wymiennej karty pamięci (40), na wymienną kartę pamięci rejestrującej parametry pracy układu. Wodoszczelny pakiet baterii (2) jest mocowany we wnęce deski (19), z odstępem od ścian wnęki deski (19) tworzącym szczelinę przepływową (12) układu chłodzenia wodoszczelnego pakietu baterii (2), a podstawa wodoszczelnego, pakietu baterii (2) ma podłużne radiatory (31) zwiększające powierzchnię wymiany ciepła z otoczeniem. Wnęka deski (19) ma ściankę górną stanowiącą część pokładu łodzi (15), w której jest wykonany kanał drenażowo-odpowietrzający (17). Górna stopa masztu (21) jednostki napędowej mocowana jest w gnieździe montażowym (20) na wodoszczelnym pakiecie, baterii (2) za pomocą czterech złączy śrubowych (29) po odłączeniu klapki gniazda montażowego (22). Połączenie górnej stopy masztu (21) z gniazdem montażowym (20) jest wodoszczelne.

Maszt (3) ma uformowaną na krawędzi natarcia płaską powierzchnię dynamicznego rozpryskiwacza wody (18), usytuowaną prostopadle do płaszczyzny symetrii masztu, kierującego strugę wody na podstawę wodoszczelnego pakietu baterii (2). W innej wersji wykonania jednostki napędowej, na krawędzi natarcia masztu hydropłatów (3) znajduje się zestaw kilku łukowych powierzchni dynamicznego rozpryskiwacza wody (33) prostopadłych do płaszczyzny symetrii masztu hydropłatów (3). W jeszcze innej wersji wykonania jednostki napędowej, w przedniej części masztu hydropłatów (3) znajduje się rurka wodnego układu chłodzenia baterii (34), koniec rurki wodnego układu chłodzenia (34) jest zamknięty od góry korkiem rewizyjnym (38), z otworem wlotowym wodnego układu chłodzenia (35) w jej dolnej części, pozostający pod powierzchnią wody (39) podczas przemieszczania się łodzi, skośnym otworem wypływowym (36) w górnej części, przez który przepływa woda chłodząca (37), na spodnią powierzchnię wodoszczelnego pakietu baterii (2). Po wyjęciu korka rewizyjnego (38) z rurki wodnego układu chłodzenia baterii (34) jest możliwe jej oczyszczenie z ewentualnych zanieczyszczeń, które się tam znalazły podczas pływania w brudnej wodzie.

Do dolnej stopy masztu (26), przez kształtową końcówkę (27) na kształtowym łączniku (5) przymocowany jest hydropłat główny (4). Hydropłat pomocniczy (6) przymocowany jest do drugiego końca kształtowego łącznika (5). Na maszcie hydropłatów (3) zamocowane jest na stałe gniazdo zasilania (25), pędnika (8), tworząc swoją zewnętrzną powierzchnią prowadnice dla osłony przedniej pędnika (7) i pędnika (8) ze śrubą napędową (9). Wnętrze pędnika (8) jest uszczelnione uszczelką pierścieniową (32) typu o-ring. W tylnej wewnętrznej części stałego gniazda zasilania (25) znajdują się żeńskie elementy połączenia elektrycznego pędnika (8) z elektroniką sterowania układem napędowym i baterią w wodoszczelnym pakiecie baterii (2). Osłona przednia pędnika (7) jest połączona z pędnikiem (8) sprężystymi zatrzaskami lub śrubami.

Do wypornościowej deski (1) jest zamocowana sztywno barierka (13) osadzona na wypornościowej desce (1) w parze otworów (16) wykonanych od góry w pobliżu bocznych krawędzi deski, przy czym wypornościowa deska (1) ma co najmniej trzy pary otworów (16) wykonanych jako zamienne złącza końców barierki (13). Barierka (13), ma uchwyt z manetką (14) sterowania układem napędowym. Barierka (13) jest montowana od góry do deski wypornościowej (1) ułatwia zachowanie równowagi na wypornościowej desce (1) i manewrowanie. Barierka (13) jest montowana i blokowana w wybranej parze otworów (16), co pozwala na dobranie jej położenia zgodnie z preferencjami użytkownika.

Umieszczenie wodoszczelnego pakietu baterii (2) zawierającego baterię i układy elektroniki, we wnęce deski (19) w podstawie wypornościowej deski (1) pozwala na łatwy montaż i demontaż jednostki napędowej z hydropłatami. Podczas transportu gniazdo montażowe (20) wodoszczelnego pakietu baterii (2) zasłonięta jest klapką gniazda montażowego (22). Podczas pływania wypornościowego, wodoszczelny pakiet baterii (2) jest intensywnie chłodzony wodą, a po przejściu na pływanie na hydropłatach chłodzony jest opływającym go powietrzem, głównie od strony spodniej, ale także od góry i z boków, przez powietrze przepływające przez szczelinę przepływową (12) pomiędzy ścianami wnęki deski (19) a wodoszczelnym pakietem baterii (2). Dodatkowo dynamiczny rozpryskiwacz wody (18) lub łukowe powierzchnie dynamicznego rozpryskiwacza wody (33) kierując rozproszony strumień wody na dolną powierzchnię wodoszczelnego pakietu baterii (2) zwiększa intensywność chłodzenia.

Zamykając lub otwierając kanał odpowietrzająco-drenażowy (17) można nieznacznie zwiększyć lub zmniejszyć wyporność wypornościowej deski (1). Podczas ładowania baterii na wypornościowej desce (1) leżącej spodnią powierzchnią deski (11) do góry, po zatkaniu kanału drenażowo-odpowietrzającego (17) można do wnęki deski (19), w której znajduje się wodoszczelny pakiet baterii (2), nalać wody, skutecznie odbierając wytwarzane podczas ładowania ciepło. Wsporniki dystansowe (30) na górnej powierzchni wodoszczelnego pakietu baterii (2) mogą przenosić część obciążenia pokładu łodzi (15), wypornościowej deski (1), przez sztywną obudowę wodoszczelnego pakietu baterii (2), na maszt hydropłatów (3), zwiększając wytrzymałość konstrukcji. Po usunięciu barierki (13) łódź może być wykorzystana jako klasyczna deska surfingowa z napędem elektrycznym.

Spis oznaczeń elementów konstrukcji

- Wypornościowa deska

- Wodoszczelny pakiet baterii

- Maszt hydropłatów

- Hydropłat główny

- Kształtowy łącznik

- Hydropłat pomocniczy

- Osłona przednia pędnika

- Pędnik

- Śruba napędowa

- Łapy mocujące

- Spodnia powierzchnia deski wypornościowej

- Szczelina przepływowa

- Barierka

- Uchwyt z manetką

- Pokład łodzi

- Otwory mocowania barierki

- Kanał drenażowo-odpowietrzający

- Dynamiczny rozpryskiwacz wody

- Wnęka deski

- Gniazdo montażowe

- Górna stopa masztu

- Klapka gniazda montażowego

- Końcówka zewnętrznego ładowania baterii

- Przewód zasilający baterii

- Stałe gniazdo zasilania

- Dolna stopa masztu

- Kształtowa końcówka

- Wybrania wypornościowej deski

- Złącza śrubowe

- Wsporniki dystansowe

- Podłużne radiatory

- Uszczelka pierścieniowa

- Łukowe powierzchnie dynamicznego rozpryskiwacza wody

- Rurka wodnego układu chłodzenia baterii

- Otwór wlotowy wodnego układu chłodzenia wodoszczelnego pakietu baterii

- Skośny otwór wypływowy

- Woda chłodząca

- Korek rewizyjny

- Powierzchnia wody

- Gniazdo wymiennej karty pamięci

Claims (10)

1. Łódź z hydropłatami i napędem elektrycznym, złożona z wypornościowej deski i jednostki napędowej mocowanej od dołu do wypornościowej deski, złożonej z masztu do którego zamocowane są hydropłaty i pędnik pozostający w zanurzeniu podczas przemieszczania łodzi, oraz wodoszczelnego pakietu zawierającego baterię i elektronikę sterowania pędnikiem, znamienna tym, że wodoszczelny pakiet baterii (2) znajduje się w otwartej od dołu wnęce deski (19) w podstawie wypornościowej deski (1), w podstawie wodoszczelnego pakietu baterii (2) znajduje się gniazdo montażowe (20), górna stopa masztu (21) masztu hydropłatów (3) znajduje się w gnieździe montażowym (20), wodoszczelny pakiet baterii (2) znajduje się we wnęce deski (19) wypornościowej deski (1) z odstępem od ścian wnęki deski (19) tworzącym szczelinę przepływową (12), a podstawa wodoszczelnego pakietu baterii (2) ma podłużne radiatory (31).

2. Łódź według zastrz. 1, znamienna tym, że wnęka deski (19) ma ściankę górną stanowiącą część pokładu łodzi (15), w której znajduje się kanał drenażowo-odpowietrzający (17).

3. Łódź według zastrz. 1, znamienna tym, że na krawędzi natarcia masztu hydropłatów (3) znajduje się płaska powierzchnia dynamicznego rozpryskiwacza wody (18) usytuowana prostopadle do płaszczyzny symetrii masztu hydropłatów (3).

4. Łódź według zastrz. 1, znamienna tym, że na krawędzi natarcia masztu hydropłatów (3) znajduje się zestaw kilku łukowych powierzchni dynamicznego rozpryskiwacza wody (33) prostopadłych do płaszczyzny symetrii masztu.

5. Łódź według zastrz. 1, znamienna tym, że w przedniej części masztu hydropłatów (3) znajduje się rurka wodnego układu chłodzenia baterii (34), koniec rurki wodnego układu chłodzenia baterii (34) jest zamknięty od góry korkiem rewizyjnym (38), z otworem wlotowym wodnego układu chłodzenia (35) w jej dolnej części, skośnym otworem wypływowym (36) w górnej części.

6. Łódź według zastrz. 1, znamienna tym, że w gnieździe montażowym (20) znajduje się część nożowego łącza współpracującego z odpowiednimi elementami końcówki zewnętrznego ładowania baterii (23) oraz część żeńska łącza nożowego układu zasilania pędnika (8).

7. Łódź według zastrz. 1, znamienna tym, że w gnieździe montażowym (20) znajduje się gniazdo wymiennej karty pamięci(40) na wymienną kartę pamięci.

8. Łódź według zastrz. 1, znamienna tym, że gniazdo montażowe (20) jest wyposażone w rozłączną klapkę gniazda montażowego (22) i rozłączną końcówką zewnętrznego ładowania baterii (23).

9. Łódź według zastrz. 1, znamienna tym, że w wypornościowej desce (1) znajduje się barierka (13) w parze otworów mocowania barierki (16) znajdujących się w pobliżu bocznych krawędzi wypornościowej deski (1), przy czym wypornościowa deska (1) ma najmniej trzy pary otworów montowania barierki (16), jako zamienne złącza końców barierki (13).

10. Łódź według zastrz. 9, znamienna tym, że barierka (13) ma uchwyt z manetką (14) sterowania układem napędowym.