RU2482012C2

RU2482012C2 - Fin propulsor

Info

Publication number: RU2482012C2
Application number: RU2010128532/11A
Authority: RU
Inventors: ВЕРМЕЙДЕН Якоб ГОВЕРТ
Original assignee: А.П. Меллер-Мерск А/С
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2013-05-20
Also published as: ATE546351T1; RU2010128532A; KR20100098684A; PT2222550E; UA98185C2; EP2222550B1; EP2222550A1; DK2222550T3; BRPI0820940A2; WO2009074580A1; ES2387654T3; PL2222550T3; HRP20120428T1; JP2011506173A; US20100291814A1; CN101909984A; CY1112779T1

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to marine propulsion plants. Fin propulsor comprises, at least, one fin and fin drive. Said propulsor is mounted inside ship hull. Said fin translates in lateral direction and is secured to fin shaft. Fin drive comprises crankshaft, drive of oscillation relative to transverse axis for turning said fin about fin shaft and drive of vertical fin displacement in transverse plane relative to fin shaft and ship axis. Aforesaid crankshaft actuates both aforesaid drives. Said drives are engaged with one crankshaft portion and two portions of equal radius and angular position relative to crankshaft rotational axis.

EFFECT: higher reliability and efficiency, simplified design.

11 cl, 10 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к движительной установке для морского судна, в которой средство, применяемое для приведения в движение, включает в себя машущие или колеблющееся подводные крылья или рули.The present invention relates to a propulsion system for a marine vessel, in which the means used for propulsion include flapping or oscillating hydrofoils or rudders.

Согласно одному аспекту настоящее изобретение относится к движительному устройству, обеспеченному внутри корпуса морского судна.In one aspect, the present invention relates to a propulsion device provided within the hull of a marine vessel.

Устройство содержит по меньшей мере один поперечный выдвигаемый плавник движителя, установленный на валу плавника. Средство для привода плавника содержит коленчатый вал, механизм колебаний относительно поперечной оси для поворота плавника вокруг оси вала плавника и механизм перемещения в вертикальной плоскости для перемещения плавника в, по существу, поперечном относительно оси вала плавника и судна направлении.The device includes at least one transverse retractable fin of the propulsion mounted on the shaft of the fin. The fin drive means comprises a crankshaft, an oscillation mechanism relative to the transverse axis for rotating the fin around the axis of the fin shaft, and a vertical movement mechanism for moving the fin in a direction substantially transverse to the axis of the fin shaft and the vessel.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Движительные установки используют много лет, особенно для движения морских судов, и большинство используемых сегодня движительных установок представляют собой движитель с вращающимся гребным винтом. Даже если движительная система с вращающимся гребным винтом обеспечивает очень надежную и простую конструкцию, однако в нормальных условиях она не обеспечивает очень высокий КПД и поэтому предлагались альтернативные движительные установки с целью преодоления этих недостатков.Propulsion systems have been used for many years, especially for the movement of ships, and most propulsion systems used today are propulsion with a rotary propeller. Even if the propulsion system with a rotating propeller provides a very reliable and simple design, however, under normal conditions it does not provide a very high efficiency, and therefore alternative propulsion systems have been proposed to overcome these shortcomings.

Механизмы типа, упомянутого во вступлении, предлагались как альтернатива движительной установке с вращающимся гребным винтом для получения различных преимуществ, таких как увеличенная эффективность и сниженный шум.Mechanisms of the type mentioned in the introduction have been proposed as an alternative to a rotary propeller propulsion system for various advantages, such as increased efficiency and reduced noise.

Патент US 5401196 (TRIANTAFYLLOU), в частности, раскрывает такую движительную установку, в которой расположены один или более плавниковых движителей, которыми манипулируют, чтобы обеспечить движение в выбранном направлении хода. Плавником манипулируют при помощи совместного использования механизма перемещения в вертикальной плоскости и механизма колебаний относительно поперечной оси, при этом механизм перемещения в вертикальной плоскости генерирует колебания плавникового движителя в направлении по существу поперечном выбранному, а механизм колебаний относительно поперечной оси производит маховое движение плавника относительно шарнира для изменения его угла дифферента относительно того же направления хода.US Pat. No. 5,401,196 (TRIANTAFYLLOU), in particular, discloses such a propulsion system in which one or more fin movers are located which are manipulated to provide movement in a selected direction of travel. The fin is manipulated by sharing the vertical movement mechanism and the vibration mechanism with respect to the transverse axis, while the vertical movement mechanism generates vibrations of the fin mover in a direction substantially transverse to the selected one, and the vibration mechanism with respect to the transverse axis swings the fin with respect to the hinge to change its trim angle with respect to the same direction of travel.

Согласно патенту US 5401196 (TRIANTAFYLLOU) значительное увеличение тягового КПД можно получить, используя эту установку в отношении обеспеченных традиционными движительными установками с вращающимся гребным винтом. Такой увеличенный КПД обеспечивается оптимизацией объединенного перемещения механизма перемещения в вертикальной плоскости и механизма колебаний относительно поперечной оси, так что плавниками манипулируют, чтобы они перемещались по схеме, очень похожей на перемещение плавника рыбы.According to US Pat. No. 5,401,196 (TRIANTAFYLLOU), a significant increase in traction efficiency can be obtained using this setup in relation to those provided with traditional propulsion systems with a rotary propeller. This increased efficiency is ensured by optimizing the combined movement of the movement mechanism in the vertical plane and the vibration mechanism relative to the transverse axis, so that the fins are manipulated to move according to a pattern very similar to the movement of the fish fin.

Если даже плавниковые движительные устройства, подобные предлагаемому патентом US 5401196 (TRIANTAFYLLOU), предлагаются для значительного увеличения КПД, такие установки не имеют широкого коммерческого применения для приведения в движение, например, благодаря сложности механизма плавникового движителя, и особенно для приведения в движение морских судов. Следовательно, потребность в дополнительном развитии таких плавниковых движительных установок сохраняется.Even if fin propulsion devices like the one proposed by US Pat. No. 5,401,196 (TRIANTAFYLLOU) are proposed to significantly increase efficiency, such units do not have wide commercial applications for propulsion, for example, due to the complexity of the fin propulsion mechanism, and especially for propelling marine vessels. Therefore, the need for further development of such fin propulsion systems remains.

В FR 1330218 A (BOUIGES) описывается водный велосипед, приводимый в движение при помощи поступательно перемещаемых плавников, где механизм поступательного перемещения или перемещения в вертикальной плоскости, включающий в себя механизм колебаний относительно поперечной оси, закреплены на одном коленчатом кривошипе. Этот механизм, работающий в ограниченной симметрии, подвержен воздействию окружающей среды и, дополнительно, механизм частично погружен ниже ватерлинии.FR 1330218 A (BOUIGES) describes a pedal boat driven by translationally moving fins, where a translational or vertical displacement mechanism including an oscillation mechanism with respect to the transverse axis is mounted on one crank crank. This mechanism, operating in limited symmetry, is exposed to the environment and, in addition, the mechanism is partially submerged below the waterline.

В DE 2849027 A1 (KRAUS HELMUT) описывается универсальный плавниковый приводной механизм, действующий при помощи плавника, расположенного или горизонтально или вертикально.DE 2849027 A1 (KRAUS HELMUT) describes a universal fin drive mechanism acting with a fin located either horizontally or vertically.

В DE 102004004236 A1 (KLUDSZUWEIT ALFRED) описывается движительная установка для лодки, содержащая каркас, колеблющий лопасть, имеющую два параллельных продольных элемента, параллельных оси лодки. Лопасти перемещаются в продольном направлении и не совпадают по фазе, а их концы соединены качающейся серьгой. Передняя серьга имеет рычаг, который может быть соединен с двигателем, а задняя серьга параллельных продольных элементов соединена с гребной лопаткой промежуточным звеном. Промежуточное звено и гребная лопатка могут быть гибкими или могут быть предусмотрен шарнир с пружиной, позволяющей перемещать промежуточную серьгу по углу.DE 10 2004 004 236 A1 (KLUDSZUWEIT ALFRED) describes a propulsion system for a boat, comprising a skeleton, an oscillating blade, having two parallel longitudinal elements parallel to the axis of the boat. The blades move in the longitudinal direction and do not coincide in phase, and their ends are connected by a swinging earring. The front earring has a lever that can be connected to the engine, and the rear earring of the parallel longitudinal elements is connected to the propeller blade by an intermediate link. The intermediate link and the rowing blade may be flexible, or a hinge with a spring may be provided to allow the intermediate earring to be moved in an angle.

WO 03/026954 A1, опубликовано 3 апреля 2003 (Inocean) предлагает установку, использующую синусоидальную схему перемещения для привода в движение или рекуперации энергии. Установка содержит множество жестких элементов корпуса судна, расположенных в ряд и закрепленных с возможностью поворачиваться друг к другу для поворота относительно параллельных осей вращения поперек продольного размера ряда элементов корпуса судна. Установка дополнительно содержит перемещающие устройства для поворота элементов корпуса судна относительно друг друга или перемещающие устройства для рекуперации энергии в результате поворота элементов корпуса судна относительно друг друга.WO 03/026954 A1, published April 3, 2003 (Inocean) proposes an installation using a sinusoidal displacement circuit to drive or recover energy. The installation contains many rigid elements of the hull, arranged in a row and fixed with the possibility of rotation to each other to rotate relative to the parallel axis of rotation across the longitudinal dimension of a number of elements of the hull. The installation further comprises moving devices for rotating the hull elements relative to each other or moving devices for recovering energy as a result of rotation of the hull elements relative to each other.

WO 2006/038808 A1, опубликовано 13 апреля 2006 (Clavis Biopropulsion) предлагает устройство, содержащее по меньшей мере один плавник, поступательно перемещаемый в поперечном направлении. Устройство заключает в себе запускающее и приводное средство, позволяющее по существу свободное колебательное движение плавника. Устройство запускается с помощью импульса, образованного приводным средством, каждый из такого множества циклов и пружин используют для сохранения пульсирующей энергии, обеспеченной приводным средством.WO 2006/038808 A1, published April 13, 2006 (Clavis Biopropulsion) proposes a device comprising at least one fin translationally moving in the transverse direction. The device includes a trigger and a drive means, allowing essentially free oscillatory movement of the fin. The device is triggered by a pulse formed by the drive means, each of so many cycles and springs is used to conserve the pulsating energy provided by the drive means.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить надежную и простую по своей конструкции движительную установку и одновременно обеспечить вариант оптимизации установки, чтобы получить более высокий КПД, чем это возможно у традиционных двигателей с гребными винтами.The objective of the present invention is to provide a reliable and simple in design propulsion system and at the same time provide an option to optimize the installation to obtain a higher efficiency than is possible with traditional engines with propellers.

Согласно настоящему изобретению предлагается движительная установка, обеспечивающая приведение в движение в текучей среде и, особенно, для приведения в движение морского судна. Движительная установка содержит по меньшей мере один плавниковый движитель и средство для привода плавникового движителя.According to the present invention, there is provided a propulsion system for driving in a fluid, and especially for propelling a marine vessel. The propulsion system comprises at least one fin mover and means for driving the fin mover.

Средство для привода плавникового движителя содержит коленчатый вал, механизм колебаний относительно поперечной оси для поворота плавникового движителя вокруг оси вала плавника и механизм перемещения в вертикальной плоскости для поступательного перемещения плавникового движителя в по существу поперечном направлении относительно продольной оси судна и в по существу поперечном в отношении оси вала плавника направлении, причем коленчатый вал приводит в движение и механизм колебаний относительно поперечной оси, и механизм перемещения в вертикальной плоскости.The means for driving the fin mover comprises a crankshaft, an oscillation mechanism relative to the transverse axis for rotating the fin mover around the axis of the fin shaft and a vertical displacement mechanism for translationally moving the fin mover in a substantially transverse direction relative to the longitudinal axis of the vessel and substantially transverse with respect to the axis the shaft of the fin direction, and the crankshaft drives both the oscillation mechanism relative to the transverse axis, and the movement mechanism in the vertical plane.

Как механизмом перемещения в вертикальной плоскости, так и механизмом колебаний относительно поперечной оси управляют с помощью коленчатого вала, соединенного с механизмом перемещения в вертикальной плоскости и механизмом колебаний относительно поперечной оси одним коленом на коленчатом валу или отдельными коленами, имеющими по существу такой же радиус и угловое положение в отношении оси вращения коленчатого вала.Both the vertical movement mechanism and the vibration mechanism relative to the transverse axis are controlled by a crankshaft connected to the vertical movement mechanism and the vibration mechanism relative to the transverse axis by one knee on the crankshaft or by separate knees having essentially the same radius and angular position in relation to the axis of rotation of the crankshaft.

Вследствие этого, так как и механизм перемещения в вертикальной плоскости, и механизм колебаний относительно поперечной оси соединены с одним и тем же или по существу идентичным коленом или коленчатым валом, настоящее изобретение обеспечивает очень простую конструкцию объединенного механизма перемещения в вертикальной плоскости и механизма колебаний относительно поперечной оси и обеспечивает, с одной стороны, вариант конструкции, имеющей относительно небольшое количество компонентов, а с другой стороны, вариант оптимизации движительной установки для работы с более высоким КПД, чем тот, что обеспечен традиционной движительной установкой с гребным винтом, благодаря ее относительно симметричной схеме перемещения.Because of this, since both the vertical movement mechanism and the vibration mechanism with respect to the transverse axis are connected to the same or substantially identical knee or crankshaft, the present invention provides a very simple construction of the combined vertical movement mechanism and the vibration mechanism with respect to the transverse axis and provides, on the one hand, a design with a relatively small number of components, and on the other hand, an option to optimize the propulsion installation to work with higher efficiency than that provided by a traditional propulsion system with a propeller, due to its relatively symmetrical movement pattern.

В предпочтительном варианте осуществления плавниковый движитель закреплен на каретке с помощью вала плавника, позволяя валу плавника и плавнику поворачиваться вокруг своей оси в отношении каретки. Каретка закреплена подвижно в отношении коленчатого вала, так что она может колебаться в направлении к и от коленчатого вала.In a preferred embodiment, the fin mover is fixed to the carriage with a fin shaft, allowing the fin shaft and fin to rotate about its axis with respect to the carriage. The carriage is movably fixed in relation to the crankshaft so that it can oscillate towards and away from the crankshaft.

Механизм перемещения в вертикальной плоскости соединяет каретку с коленом коленчатого вала, а механизм колебаний относительно поперечной оси соединяет вал плавника с коленом коленчатого вала.A vertical movement mechanism connects the carriage to the crankshaft elbow, and a vibration mechanism relative to the transverse axis connects the fin shaft to the crankshaft elbow.

Изобретение особенно предпочтительно, если и механизм перемещения в вертикальной плоскости, и механизм колебаний относительно поперечной оси обеспечены, при помощи общей тяги управления, соединением на одном конце с коленом приводного вала, а на другом конце жестко прикреплены и продолжаются по существу поперек вала колебаний плавника, соединенного с кареткой с возможностью поворачиваться, так что тяга управления при повороте коленчатого вала вынуждает каретку совершать колебательные движения к и от коленчатого вала и в то же время вынуждает поворачивать вал колебаний плавника. Таким образом, количество отдельных компонентов снижено до только очень небольшого количества.The invention is particularly preferable if both the vertical movement mechanism and the oscillation mechanism with respect to the transverse axis are provided, by means of a common control rod, connected at one end to the drive shaft elbow and at the other end are rigidly attached and extend substantially across the fin vibration shaft, connected to the carriage with the ability to rotate, so that the control rod when turning the crankshaft forces the carriage to oscillate to and from the crankshaft and at the same time you needs to rotate the fin vibrations shaft. Thus, the number of individual components is reduced to only a very small amount.

В альтернативном варианте осуществления механизм перемещения в вертикальной плоскости содержит паз в каретке и колено на коленчатом валу, подвижно расположенное в пазу, а механизм колебаний относительно поперечной оси содержит качающую тягу, соединенную на одном конце с валом плавника в по существу поперечном оси вала плавника направлении, а другим своим концом прикрепленную к колену на коленчатом валу, причем качающая тяга является телескопической или соединена с валом колебаний плавника или коленом с помощью скользящей втулки, так что качающая тяга компенсирует изменяемые размеры между валом плавника и коленом и, таким образом, когда коленчатый вал поворачивают, механизм перемещения в вертикальной плоскости вынуждает каретку совершать колебательные движения к и от коленчатого вала и одновременно механизм колебаний относительно поперечной оси вынуждает вал колебаний плавника совершать колебательные движения. Таким образом, силы, вызывающие перемещения в вертикальной плоскости, передаваемые плавникам, в первую очередь передаются механизмом перемещения в вертикальной плоскости механизмом, а силы, вызывающие колебания относительно поперечной оси, передаются механизмом колебаний относительно поперечной оси. При очень малых силах, вызывающих колебания относительно поперечной оси относительно сил, вызывающих перемещения в вертикальной плоскости, обеспечивается возможность более легкой конструкции механизма колебаний относительно поперечной оси.In an alternative embodiment, the vertical movement mechanism comprises a groove in the carriage and an elbow on the crankshaft movably located in the groove, and the oscillation mechanism relative to the transverse axis comprises a swing rod connected at one end to the fin shaft in a direction substantially transverse to the axis of the fin shaft, and its other end attached to the knee on the crankshaft, and the swing rod is telescopic or connected to the shaft of the oscillations of the fin or the knee using a sliding sleeve, so then the swing rod compensates for the variable dimensions between the fin shaft and the knee, and thus, when the crankshaft is rotated, the vertical movement mechanism forces the carriage to oscillate to and from the crankshaft and at the same time the oscillation mechanism relative to the transverse axis forces the fin oscillation shaft to oscillate . Thus, the forces that cause movements in the vertical plane transmitted to the fins are primarily transmitted by the movement mechanism in the vertical plane by the mechanism, and the forces that cause vibrations with respect to the transverse axis are transmitted by the vibration mechanism with respect to the transverse axis. With very small forces causing oscillations about the transverse axis relative to forces causing displacements in the vertical plane, it is possible to more easily design the vibration mechanism relative to the transverse axis.

В дополнительном варианте осуществления вал колебаний плавника и вал плавника являются одним и тем же, обеспечивая очень простую конструкцию, содержащую относительно небольшое количество отдельных компонентов.In a further embodiment, the fin vibration shaft and the fin shaft are one and the same, providing a very simple structure containing a relatively small number of individual components.

В предпочтительном и альтернативном варианте осуществления механизм колебаний относительно поперечной оси содержит синхронизирующее звено, соединяющее вал колебаний плавника с валом плавника, причем указанное синхронизирующее звено служит для синхронизации поворота вала плавника с поворотом вала колебаний плавника. Это дает возможность соединить больше плавников с одним и тем же валом колебаний плавника и механизмом колебаний относительно поперечной оси, а также обеспечивает больше свободы, для адаптации положения плавников к специальным потребностям, например, адаптации размещения конструкции в ограниченном пространстве корпуса морского судна.In a preferred and alternative embodiment, the oscillation mechanism relative to the transverse axis comprises a synchronizing link connecting the fin vibration shaft to the fin shaft, said synchronizing link serving to synchronize the rotation of the fin shaft with the rotation of the fin vibration shaft. This makes it possible to connect more fins with the same fin oscillation shaft and the oscillation mechanism relative to the transverse axis, and also provides more freedom for adapting the position of the fins to special needs, for example, adapting the placement of the structure in the limited space of the hull of a marine vessel.

Тяга управления или качающая тяга, упомянутая выше, может быть жестко соединена с валом колебаний плавника, но в предпочтительном варианте осуществления соединение между тягой управления или качающей тягой и валом колебаний плавника содержит средство регулировки угла между валом колебаний плавника и тягой управления или качающей тягой. Таким образом, обеспечивают простой способ регулировки угла плавника для конкретных потребностей, таких как изменение требуемого направления тяги в случае поворота.The control rod or swing rod mentioned above can be rigidly connected to the fin shaft, but in a preferred embodiment, the connection between the control rod or rock rod and the fin shaft contains means for adjusting the angle between the shaft of the fin and the rod or swing rod. Thus, they provide a simple way to adjust the angle of the fin for specific needs, such as changing the desired direction of traction in the case of rotation.

В очень простом и, следовательно, предпочтительном варианте осуществления вал плавника параллелен валу колебаний плавника.In a very simple and therefore preferred embodiment, the fin shaft is parallel to the fin shaft.

Альтернативно, вал плавника предпочтительно может быть расположен по существу поперек вала колебаний плавника, что обеспечивает возможность приспособить конструкцию привода для конкретных потребностей, например, приспособить конструкцию для размещения в ограниченном пространстве корпуса морского судна.Alternatively, the fin shaft can preferably be positioned substantially transverse to the fin oscillation shaft, which makes it possible to adapt the drive structure to specific needs, for example, to adapt the structure for placement in a limited space of the hull of a marine vessel.

В дополнительном предпочитаемом варианте осуществления движительная установка содержит два или более плавника, соединенных с одним и тем же валом колебаний плавника посредством одного синхронизирующего звена, так что количество отдельных компонентов сохраняется в относительно небольшом количестве.In a further preferred embodiment, the propulsion system comprises two or more fins connected to the same fin shaft by one synchronizing link, so that the number of individual components is kept in a relatively small amount.

Согласно другой задаче настоящего изобретения обеспечен способ привода в движение корабля с помощью движительного устройства согласно идеям данного изобретения.According to another object of the present invention, there is provided a method for driving a ship using a propulsion device in accordance with the teachings of the present invention.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 представляет собой схематический вид сбоку корабля, содержащего плавниковую движительную установку по настоящему изобретению.Figure 1 is a schematic side view of a ship containing a fin propulsion system of the present invention.

Фиг.2 представляет собой схематический вид сверху корабля, показанного на фиг.1.Figure 2 is a schematic top view of the ship shown in figure 1.

Фиг.3 представляет собой детальный вид сбоку одного плавника движительной установки согласно фиг. 1 и 2.FIG. 3 is a detailed side view of one fin of a propulsion system of FIG. 1 and 2.

Фиг.4-10 представляют собой схемы, показывающие различные основные предпочитаемые варианты выполнения механических приводов для плавниковой движительной установки.4-10 are diagrams showing various main preferred embodiments of mechanical drives for a fin propulsion system.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

На фиг.1 показан схематический вид сбоку корабля 1 с плавниками 2, обеспечивающими приведение в движение. Хорошо известно использование таких плавников в плавниковой движительной установке на корабле или любом другом морском судне, а также для приведения в движение в других целях. Основное описание плавниковой движительной установки раскрыто, в частности, в реферате по патенту US 5401196 (TRIANTAFYLLOU), включенного сюда путем ссылки.Figure 1 shows a schematic side view of a ship 1 with fins 2, providing driving. It is well known to use such fins in a fin propulsion system on a ship or any other marine vessel, as well as for propulsion for other purposes. A basic description of a fin propulsion system is disclosed, in particular, in the abstract of US Pat. No. 5,401,196 (TRIANTAFYLLOU), incorporated herein by reference.

На фиг.2 показана схема корабля на виде сверху согласно фиг.1, где установлены два комплекта из трех плавников 2, обеспечивающих движитель корабля 1. Без отхода от настоящего изобретения можно предложить приспособить для движителя, необходимого для конкретных судов, некоторое количество плавников 2 и некоторое количество комплектов плавников, но, как показано на этих чертежах, для погашения поперечных сил, действующих на корпус корабля во время движения, предпочтительно располагать плавники парами, работающими в противоположных фазах.Figure 2 shows the ship diagram in a top view according to figure 1, where two sets of three fins 2 are installed, providing the propulsion of the ship 1. Without departing from the present invention, it can be proposed to adapt for the propulsion needed for specific ships, a certain number of fins 2 and a certain number of sets of fins, but, as shown in these drawings, to offset the transverse forces acting on the hull of the ship during movement, it is preferable to place the fins in pairs operating in opposite phases.

Согласно основным принципам плавникового движителя, например, как раскрыто в патенте US 5401196 (TRIANTAFYLLOU), рули 2 расположены так, что продолжаются из корабля в воду и в варианте осуществления, показывающем плавники 2, продолжаются из корпуса корабля 1 ниже ватерлинии 4 из отверстий 7 (фиг.3). Однако в других вариантах осуществления, не показанных на этих чертежах, плавники 2 могут, альтернативно, продолжаться из корабля в воду в любом месте над ватерлинией 4. Согласно фиг. 2 и 3 показано, что каждый из плавников 2 закреплен на каретке 5 посредством вала 6 плавника, проходящего из плавника 2 сквозь каретку 5, так что каждый плавник 2 может поворачиваться в каретке 5 вокруг вала 6 плавника. Каждая каретка 5 подвижно установлена на корпусе корабля 2 посредством ползуна, позволяющего каретке скользить и совершать возвратно-поступательное перемещение в направлении, по существу поперечном оси 8 симметрии корабля.According to the basic principles of the fin mover, for example, as disclosed in US Pat. No. 5,401,196 (TRIANTAFYLLOU), the rudders 2 are positioned so that they extend from the ship into the water and, in the embodiment showing the fins 2, extend from the ship’s hull 1 below the waterline 4 from the openings 7 ( figure 3). However, in other embodiments not shown in these figures, the fins 2 may alternatively extend from the ship into the water anywhere above the waterline 4. Referring to FIG. 2 and 3, it is shown that each of the fins 2 is fixed to the carriage 5 by means of a fin shaft 6 extending from the fin 2 through the carriage 5, so that each fin 2 can rotate in the carriage 5 around the fin shaft 6. Each carriage 5 is movably mounted on the hull of the ship 2 by means of a slider, which allows the carriage to slide and make a reciprocating movement in a direction substantially transverse to the axis of symmetry 8 of the ship.

Как показано на фиг.2 каждая каретка может вмещать множество плавников 2.As shown in FIG. 2, each carriage can accommodate a plurality of fins 2.

Движительное воздействие на корабль можно получить объединенным перемещением совершающих возвратно-поступательное перемещение плавников 2 в поперечном оси симметрии корабля направлении и одновременным поворотом каждого плавника 2 вокруг его вала 6, а управление углом плавника, по сравнению с его поперечным перемещением в отношении оси 8 симметрии корабля, обеспечивает возможность бесшумного привода движения корабля и/или высокого КПД.The propulsive effect on the ship can be obtained by the combined movement of the fins 2 reciprocating in the transverse axis of symmetry of the ship and the simultaneous rotation of each fin 2 around its shaft 6, and the control of the angle of the fin, compared with its lateral movement relative to the axis of symmetry of the ship, provides the possibility of a silent drive of the ship and / or high efficiency.

На фиг.3 подробно показан один плавник 2, продолжающийся из корпуса корабля 1 в воду. Как упомянуто выше, плавник 2 предпочтительного варианта осуществления изобретения расположен над ватерлинией 4 и, вследствие этого, каретка 5 содержит герметизирующую пластину или каретку 5, герметизирующую отверстие 7 в корпусе.Figure 3 shows in detail one fin 2, continuing from the hull of the ship 1 into the water. As mentioned above, the fin 2 of the preferred embodiment is located above the waterline 4 and, as a result, the carriage 5 comprises a sealing plate or carriage 5, a sealing hole 7 in the housing.

Согласно настоящему изобретению некоторое количество различных принципиальных вариантов выполнения систем привода для плавников 2 раскрыты во всех фиг.4-10.According to the present invention, a number of different principal embodiments of drive systems for fins 2 are disclosed in all of FIGS. 4-10.

Общее для всех этих вариантов состоит в том, что все они содержат коленчатый вал 9, поворачивающийся вокруг своей продольной оси 13, имеющий колено 10 для привода обоих приводных механизмов, приводного механизма перемещения в вертикальной плоскости и приводного механизма колебаний относительно поперечной оси, соответственно.The common feature of all these options is that they all contain a crankshaft 9 that rotates around its longitudinal axis 13, having an elbow 10 for driving both drive mechanisms, a vertical drive mechanism and an oscillation drive relative to the transverse axis, respectively.

Колено 10 по настоящему изобретению может содержать одно колено или два по существу идентичных в отношении их углового положения колена и радиус в отношении центральной оси 13 коленчатого вала 9.The elbow 10 of the present invention may comprise one elbow or two substantially identical with respect to their angular position of the elbow and a radius with respect to the central axis 13 of the crankshaft 9.

Согласно изобретению все другие варианты осуществления дополнительно содержат каретку 5, расположенную подвижно в ползунах 12 и по меньшей мере один плавник 2.According to the invention, all other embodiments further comprise a carriage 5 located movably in the sliders 12 and at least one fin 2.

Движительное воздействие согласно показанным вариантам осуществления заставляет двигаться или приводит в движение корабль в направлении, показанном стрелкой или указателем 17.The propulsive action according to the shown embodiments makes the ship move or set in motion in the direction shown by the arrow or pointer 17.

На фиг.4 показана особенно простая и надежная конструкция движительной установки по настоящему изобретению, в которой и возвратно-поступательное перемещение 14 каретки 5, и колебание плавника 2 относительно поперечной оси обеспечены посредством одной тяги 15 управления, соединенной с одним концом колена 10 на коленчатом валу 9, а другим концом жестко соединенной с валом 6 плавника.Figure 4 shows a particularly simple and reliable design of the propulsion system of the present invention, in which both the reciprocating movement 14 of the carriage 5 and the oscillation of the fin 2 relative to the transverse axis are provided by one control rod 15 connected to one end of the knee 10 on the crankshaft 9, and the other end is rigidly connected to the shaft 6 of the fin.

Когда коленчатый вал 9 поворачивают по стрелке 16, тяга 15 управления действует на каретку 5 подобно штоку поршня в традиционном двигателе внутреннего сгорания и одновременно поворачивает плавник 2 своим валом 6 плавника. Таким образом, и приводной механизм перемещения в вертикальной плоскости, и приводной механизм колебания относительно поперечной оси приводят в движение тягой управления.When the crankshaft 9 is turned in the direction of arrow 16, the control rod 15 acts on the carriage 5 like a piston rod in a traditional internal combustion engine and at the same time rotates fin 2 with its fin shaft 6. Thus, both the drive mechanism of movement in the vertical plane and the drive mechanism of oscillation relative to the transverse axis drive the control rod.

На фиг.5 показан альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения, где вместо тяги управления согласно фиг.4 расположена качающая тяга 18.Figure 5 shows an alternative embodiment of the present invention, where instead of the control rod according to figure 4 is a swing rod 18.

Качающая тяга 18 закреплена на колене 10 посредством скользящего соединения 19, позволяющего ей при повороте коленчатого вала 9 и колена 10 скользить в скользящем соединении 19. В этом варианте осуществления качающую тягу 18 приводит в движение только приводной механизм колебания относительно поперечной оси и, вследствие этого, создает колебание плавника 2 относительно поперечной оси благодаря своему жесткому соединению с осью 6 плавника.The swing rod 18 is fixed to the knee 10 by means of a sliding joint 19, which allows it to slide in the sliding joint 19 when the crankshaft 9 and the knee 10 are rotated. In this embodiment, the swing rod 18 only drives the oscillation drive mechanism with respect to the transverse axis and, therefore, creates oscillation of fin 2 relative to the transverse axis due to its rigid connection with the axis 6 of the fin.

Приводной механизм перемещения в вертикальной плоскости в этом варианте осуществления обеспечен пазом 21, подвижно соединенным с коленом 10, так что при повороте коленчатого вала 9 каретка совершает возвратно-поступательное перемещение, как показано стрелкой 14.The drive mechanism for moving in the vertical plane in this embodiment is provided with a groove 21 movably connected to the knee 10, so that when the crankshaft 9 is rotated, the carriage makes a reciprocating movement, as shown by arrow 14.

На всех фиг.6-8 показан один и тот же главный приводной механизм, показанный на фиг.5, но в этих альтернативных вариантах положение плавника 2 и/или некоторого количества плавников 2 можно видоизменить без изменения конструкции приводного механизма перемещения в вертикальной плоскости и механизма привода колебаний относительно поперечной оси так, чтобы качающая тяга 18, жестко соединенная с валом колебаний 20, вызывала поворот вала 6 плавника и, вследствие этого плавника 2, синхронизирующими звеньями 22, 23.All of Figs. 6-8 show the same main drive mechanism shown in Fig. 5, but in these alternative embodiments, the position of fin 2 and / or a number of fins 2 can be modified without changing the design of the drive mechanism in the vertical plane and the mechanism drive vibrations relative to the transverse axis so that the swing rod 18, rigidly connected to the oscillation shaft 20, causes the shaft 6 to rotate the fin and, as a result, the fin 2, synchronizing links 22, 23.

Подбором длины звеньев 22, 23 можно получить зацепление для конкретных целей.By selecting the length of the links 22, 23, it is possible to obtain engagement for specific purposes.

Принцип добавления синхронизирующих звеньев 22, 23 к механизму привода колебаний относительно поперечной оси можно также, без отхода от настоящего изобретения, использовать в варианте осуществления, показанном на фиг.4, и с тем же результатом.The principle of adding synchronizing links 22, 23 to the vibration drive mechanism relative to the transverse axis can also be used, without departing from the present invention, in the embodiment shown in FIG. 4, and with the same result.

На фиг.9 показан дополнительный вариант осуществления настоящего изобретения, в котором угловые вертикальный и колебательный приводы такие же, как показанный на фиг.4, но при этом угол между плавником 2 и тягой управления 15 можно отрегулировать при помощи линейного двигателя 24, например, гидравлического поршня, расположенного между тягой управления 15 и качающей тягой 25, жестко соединенной с валом 6 плавника. Очевидно, что также возможно приспособить эту конструкцию к вариантам осуществления, упомянутым выше, включением качающей тяги 25 вместо тяги 15 управления. Таким образом, угол между плавником или плавниками 2 и качающей тягой или тягой управления можно оптимизировать для конкретных целей и особенно так, чтобы расположить плавник или рули 2 параллельно движению каретки 5, для того чтобы не получить значительного движительного воздействия.Figure 9 shows an additional embodiment of the present invention, in which the angular vertical and oscillatory drives are the same as shown in figure 4, but the angle between the fin 2 and the control rod 15 can be adjusted using a linear motor 24, for example, a hydraulic a piston located between the control rod 15 and the swing rod 25, rigidly connected to the shaft 6 of the fin. Obviously, it is also possible to adapt this design to the embodiments mentioned above by including a swing rod 25 instead of a control rod 15. Thus, the angle between the fin or fins 2 and the swing rod or control rod can be optimized for specific purposes, and especially so that the fin or rudders 2 are parallel to the movement of the carriage 5, so as not to get a significant driving effect.

Специалисту очевидно, что для регулировки углового положения плавников 2 относительно угла тяги 15 управления или качающей тяги 25 возможны другие альтернативные варианты.One skilled in the art will appreciate that other alternatives are possible to adjust the angular position of the fins 2 relative to the angle of the control rod 15 or the swing rod 25.

На фиг.10 показан другой альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения, в котором зацепление 26 выполнено между валом 6 плавника и валом колебаний 20 плавника, что позволяет плавнику 2 проходить под углом в отношении вала 20 колебаний плавника. В силу этого, зацепление можно выполнить в различных вариантах осуществления, фиг.10 только раскрывает зацепление как закрытый редуктор. На фиг.10 показано, что вал 6 плавника расположен поперек вала 20 колебаний плавника, но очевидно, что зацепления могут быть выполнены для того, чтобы обеспечить другие углы между валом 6 плавника и валом 20 колебаний плавника. В этом варианте осуществления направление скорости 17 отличается от показанного на фиг.4-9.Figure 10 shows another alternative embodiment of the present invention, in which the engagement 26 is made between the shaft 6 of the fin and the shaft of the oscillations 20 of the fin, which allows the fin 2 to pass at an angle with respect to the shaft 20 of the oscillations of the fin. Because of this, engagement can be performed in various embodiments, FIG. 10 only discloses engagement as a closed gearbox. Figure 10 shows that the shaft 6 of the fin is located across the shaft 20 of the oscillations of the fin, but it is obvious that the engagement can be performed in order to provide other angles between the shaft 6 of the fin and the shaft 20 of the oscillations of the fin. In this embodiment, the direction of speed 17 is different from that shown in FIGS. 4-9.

В приведенном выше описании настоящее изобретение описано с учетом его движительного воздействия. Однако специалистам очевидно, что любая плавниковая движительная установка и, вследствие этого, также плавниковая движительная установка согласно изобретению может быть использована для генерирования тяги. Так происходит потому, что при заданной скорости течения/корабля, устройство будет работать как генератор ниже критической скорости коленчатого вала и как движитель выше критической скорости коленчатого вала. Что обеспечивает возможность системе генерировать тягу.In the above description, the present invention is described in view of its motive effect. However, it will be apparent to those skilled in the art that any fin propulsion system and, therefore, also the fin propulsion system according to the invention can be used to generate traction. This is because, at a given current / ship speed, the device will operate as a generator below the critical speed of the crankshaft and as a propulsor above the critical speed of the crankshaft. This makes it possible for the system to generate traction.

Кроме того, направление вертикальной качки может быть любым направлением, включающим горизонтальное направление (как рыба) и вертикальное (как дельфин), если только оно находится под значительным углом к основному заданному направлению тяги, при этом перпендикуляр немного лучше. Ось наклона должна иметь большой угол в обоих упомянутых направлениях, при этом перпендикуляр немного лучше.In addition, the direction of the vertical roll can be any direction, including the horizontal direction (like a fish) and vertical (like a dolphin), provided that it is at a significant angle to the main given direction of traction, while the perpendicular is slightly better. The tilt axis should have a large angle in both of these directions, while the perpendicular is slightly better.

Claims

1. A propulsion device installed inside the hull (1) of a marine vessel, containing at least one translationally translating fin (2) attached to the shaft (6) of the fin, means for driving said fin (2), comprising a cranked a shaft (9), an oscillation mechanism about a transverse axis for rotating said fin (2) about an axis of said fin shaft (6), and a vertical movement mechanism for translationally moving said fin (2) in a substantially transverse direction relative to the specified axis of the specified shaft (6) of the fin and the specified vessel, and the specified crankshaft (9) sets in motion the specified oscillation mechanism relative to the transverse axis and the specified movement mechanism in the vertical plane, characterized in that the specified movement mechanism in the vertical plane, and said oscillation mechanism relative to the transverse axis is connected to one elbow (10) on said crankshaft (9) or to two separate elbows having essentially the same radius and angular polo ix against axis (13) of rotation of said crankshaft (9).

2. A propulsion device according to claim 1, characterized in that said fin shaft (6) is mounted on a carriage (5) that allows said fin shaft (6) and, therefore, said fin (2) can be rotated about its axis relative to said carriage (5) ), and the fact that the specified carriage (5) is movably fixed relative to the specified crankshaft (9), and the specified movement mechanism in the vertical plane connects the specified carriage (5) with the elbow (10) on the specified crankshaft (9), and the specified mechanism oscillations about the transverse axis connects the specified shaft (6) of the fin with the elbow (10) on the specified crankshaft (9).

3. A propulsion device according to claim 1, characterized in that said vertical movement mechanism and said vibration mechanism with respect to the transverse axis are provided by means of a common control rod (15), (18) connected at one end to said elbow (10) the drive shaft, and at the other end attached to and extending in a substantially transverse direction from the shaft (20) of the oscillations of the fin, which is rotatably connected to the specified carriage (5), so that the specified control rod (15), (18), when turning the specified knees atogo shaft (9), forces the carriage (5) oscillate or move translationally to and from said crankshaft (9) and simultaneously forcing rotate said shaft (20) fin oscillations.

4. A propulsion device according to claim 2, characterized in that said vertical movement mechanism comprises a groove (21) in said carriage (5) and an elbow (10) on said crankshaft (9) movably located in said groove (21) ), and the specified oscillation mechanism relative to the transverse axis contains a swing rod (18) attached at one end to and extending essentially in the transverse direction from the specified shaft (20) of the oscillations of the fin and attached at its other end to the knee (10) on the specified crankshaft (9), and The said oscillating rod (18) is telescopic or connected either to the indicated fin shaft (20) or to the indicated elbow by means of the movable sleeve (19), so that the indicated oscillating rod (18) compensates for the dimensional changes between the indicated shaft (6) of the fin and the specified elbow (10) and therefore, when the specified crankshaft (9) is rotated, the specified movement mechanism in the vertical plane forces the carriage (5) to oscillate or move forward to and from the specified crankshaft (9) and simultaneously the specified oscillation mechanism relative to the transverse axis forces the specified shaft (20) of the fin oscillations to rotate.

5. The propulsion device according to claim 3 or 4, characterized in that said shaft (20) of fin vibrations and shaft (6) are one and the same.

6. A propulsion device according to claim 3 or 4, characterized in that said oscillation mechanism with respect to the transverse axis comprises a synchronizing link or engagement (22) connecting said fin shaft (20) of oscillation of the fin with said shaft (6) and said synchronizing link ( 22) is located to synchronize the rotation of the specified shaft (6) of the fin with the rotation of the specified shaft (20) of the oscillations of the fin.

7. A propulsion device according to claim 2 or 4, characterized in that said device comprises means for adjusting the angle between said shaft (20) of the oscillations of the fin and said rod (15), (18) of control or said oscillating rod (15), ( eighteen).

8. The propulsion device according to claim 6, characterized in that said fin shaft (6) is parallel to said fin shaft (20).

9. A propulsion device according to claim 6, characterized in that the engagement is located between said fin shaft (6) and said fin oscillation shaft (20), so that said fin shaft (6) is located at a non-zero angle to said shaft (20) ) fin oscillations.

10. A propulsion device according to claim 6, characterized in that said device comprises two or more fins (6) connected to the same shaft (20) of fin vibrations by means of one or more synchronizing links (22).

11. A method of moving a ship using a propulsion device according to one of the preceding paragraphs, wherein said vertical movement mechanism and said oscillation mechanism relative to the transverse axis are connected to one knee (10) of said crankshaft (9) or two separate knees having, essentially the same radius and angular position relative to the axis of rotation (13) of the specified crankshaft (9).