SE449280B

SE449280B - TURBIN DEVICE FOR DRIVING GENERATORS ON SAIL BATTERIES

Info

Publication number: SE449280B
Application number: SE8305956A
Authority: SE
Inventors: Bror Gustaf Herman Hardestam; John Erik Valter Nilsson
Original assignee: Bror Gustaf Herman Hardestam; John Erik Valter Nilsson
Priority date: 1983-10-31
Filing date: 1983-10-31
Publication date: 1987-04-13
Also published as: SE8305956D0; DE3471633D1; EP0144297A1; SE8305956L; EP0144297B1

Description

G1 10 15 20 25 30 35 449 280 2 utföringsexempel. Fig 1 visar från sidan och delvis i sektion en turbinanordning enligt uppfinningen. Fig 2 visar anordningen enligt fig 1 ovanifrån. Fig 3 visar anordningen enligt fig 1 och 2 framifrån och fig 4 åskådliggör turbinskovlarnas sektion och lutning på olika avstånd från turbinnavets centrumaxel. G1 10 15 20 25 30 35 449 280 2 working examples. Fig. 1 shows from the side and partly in section a turbine device according to the invention. Fig. 2 shows the device according to Fig. 1 from above. Fig. 3 shows the device according to Figs. 1 and 2 from the front and Fig. 4 illustrates the section and slope of the turbine blades different distances from the center axis of the turbine hub.

Fig l visar ett hus 10, vilket är framställt av lämpligt plastmaterial och avsmalnar mot sina motsatta ändar. På avstånd från sin på ritningen vänstra ände är huset 10 tvärt avhugget och den främre delen, som bildar ett turbinhjulsnav ll, är ovridbart fäst på en 10.Fig. 1 shows a housing 10, which is made of suitable plastic material and tapers towards its opposite ends. At a distance from its left end in the drawing the housing 10 is abruptly cut off and the front part, which forms a turbine wheel hub ll, is non-rotatably attached to one 10.

Med hålighetens 13 invändiga väggar är fästplattor 14 axel 12, vilken inskjuter i en hålighet 13 i huset förbundna och två av dessa plattor 14 har mitt för var- andra belägna, med husets 10 längsgående centrumaxel koaxiella öppningar med kullager 15, medelst vilka turbin- hjulsaxcln 12 är roterbart lagrad i huset 10. Ytterligare kullager kan som synes vara anordnade, om så erfordras.With the inner walls of the cavity 13 are mounting plates 14 shaft 12, which inserts into a cavity 13 in the housing connected and two of these plates 14 have in the middle of each second located, with the longitudinal center axis of the housing 10 coaxial openings with ball bearings 15, by means of which turbine the wheel axle 12 is rotatably mounted in the housing 10. Further ball bearings can apparently be arranged, if required.

I hàligheten 13 är ett i en vinkelväxel, som generellt betecknas med 16, ingående kugghjul ovridbart fäst på axeln 12, vilket kugghjul hopkuggar med vinkelväxelns andra kugghjul över en sned kuggning, vilket andra kugg- hjul är fäst i änden på en axel 19, som bildar kuggväxelns utgångsaxel och är anordnad vinkelrätt mot axeln 12.In the cavity 13 is one in an angular gear, as generally denoted by 16, included gears non-rotatably attached shaft 12, which gear gears with the bevel gear other gears over an oblique gear, which other gears wheels are attached to the end of a shaft 19, which forms the gear output shaft and is arranged perpendicular to the shaft 12.

Axel 19 sträcker sig genom ett rör 18, vilket är anordnat i ett strömlinjeformat långsträckt hölje eller organ 17. Axel 19 sträcker sig upp till en icke visad generator.Shaft 19 extends through a tube 18, which is arranged in a streamlined elongate housing or member Shaft 19 extends up to a generator (not shown).

Det långsträckta organet 17 bildar turbinanordningens bärorgan och är avsedd att förbindas med en lämplig del av segelbåten, företrädesvis dennas akterspegel.The elongate member 17 forms the turbine device support means and is intended to be connected to a suitable part of the sailboat, preferably its transom.

Navet ll uppbär, såsom framgår av fig 1, turbin- hjulet, som består av fyra skovlar, vilkas lutningsvinkel relativt navets längdriktning förändras enligt fig 4, som visar skovlarna i cylindersnitt. Det framgår, att skovellutningen minskar med tilltagande diameter och att likaså skovelbladens tjocklek minskar med tilltagande diameter. Av avgörande betydelse är den ring 21, som 10 l5 20 30 35 449 280 3 är förbunden med skovelbladens 20 från navet ll vända ändar. Ringen 21 har formen av en stympad hålkon med den större diametern vänd bakåt mot huset 10. I tvär- sektion har ringen 2l flygplansvingeprofil. Enligt fig 3 är de fria skoveländarna infällda i ringen 21. Detta sätt för förbindning av ringen 21 med skovlarna har visat sig fördelaktigt i praktiken men givetvis kan nav, skovlar och ring framställas i ett stycke genom pressning.The hub 11 carries, as shown in Fig. 1, the turbine the wheel, which consists of four blades, the angle of inclination of which relative to the longitudinal direction of the hub changes according to Fig. 4, showing the blades in cylinder section. It appears that the blade inclination decreases with increasing diameter and that the thickness of the paddle blades also decreases with increasing diameter. Of crucial importance is the ring 21, which 10 l5 20 30 35 449 280 3 are connected to the vane blades 20 from the hub 11 facing ends. The ring 21 has the shape of a truncated hollow cone the larger diameter facing backwards towards the housing 10. In transverse section has the ring 2l aircraft wing profile. According to Fig. 3 are the free blade ends recessed in the ring 21. This means for connecting the ring 21 to the vanes proved beneficial in practice but of course can hubs, blades and ring are made in one piece through pressing.

För förbindning av anordningen enligt uppfinningen med båten kan denna ha en fästanordning, bestående av dels en platta med fyra bulthål och en rörhylsa med två spännskruvar, dels ett rör med rörhylsa med två spänn- skruvar. Den sistnämnda rörhylsan trädes utanpå det växelns utgående axel l9 omgivande röret 18. Med en dylik fästanordning kan anordningen enligt uppfinningen appliceras på de flesta båtskrovs akterspegel, oberoende av akterspegelns lutning eller fribordshöjd. _ Huvudändamålet med uppfinningen är, såsom framgår av ovanstående, att driva en generator för alstring av elektrisk ström men genom att förse exempelvis axeln l9 mellan vinkelväxeln 16 och generatorn med en givare och anordna en lämplig elektrisk eller mekanisk avkänn- ingsanordning för givaren kan turbínen också utnyttjas som släplogg för indikering av fart och seglad sträcka.For connecting the device according to the invention with the boat, this can have a fastening device, consisting of partly a plate with four bolt holes and a pipe sleeve with two clamping screws, as well as a pipe with a pipe sleeve with two clamps screws. The latter pipe sleeve is stepped on top of it the output shaft of the gear unit 19 surrounding the tube 18. With a Such a fastening device can be the device according to the invention applied to the hull mirror of most hulls, independently of the slope or freeboard height of the transom. _ The main object of the invention is, as will be apparent of the above, to operate a generator for generation of electric current but by supplying for example the shaft 19 between the bevel gear 16 and the generator with a sensor and provide a suitable electrical or mechanical sensor device for the sensor, the turbine can also be used as a trailer log for indicating speed and distance sailed.

Anordningen enligt uppfinningen framställes till övervägande delen av plastmaterial, företrädesvis ar- merat plastmaterial men vissa delar kan bestå av metall, till exempel fästplattor och kullager. I ett praktiskt utförande har det långsträckta organet l7 en längd av 1.000 mm och turbinhjulet en diameter av 140 mm. Användbar effekt erhålles inom ett fartområde från 4 till 7 knop.The device according to the invention is manufactured to predominantly of plastic material, preferably reinforced plastic material but some parts may consist of metal, for example mounting plates and ball bearings. In a practical embodiment, the elongate member 17 has a length of 1,000 mm and the turbine wheel has a diameter of 140 mm. Useful power is obtained within a speed range from 4 to 7 knots.

Vid exempelvis farten 6 knop har en avgiven effekt från generatorn av 41 W vid 15 V och 2,7 A uppmätts. Den maximala verkningsgraden bör ligga runt 70%, vilket innebär en uteffekt från generatorn på 55-60 watt vid ca 6 knop. Denna effekt räcker väl till för laddning L!! 449 280 4 av ett batteri, som i sin tur matar lanterner, instru- mentbelysning etc. Genom den enkla åtgärden att efter seglingens påbörjande fästa anordningen enligt uppfin- ningen på båtskrovet på angivet sätt och ansluta gene- ratorns utgâng till batterikretsen, bibehâlles batteriet alltid laddat.At, for example, the speed of 6 knots has a given effect from the generator of 41 W at 15 V and 2.7 A is measured. The maximum efficiency should be around 70%, which means an output power from the generator of 55-60 watts at about 6 knots. This effect is sufficient for charging L !! 449 280 4 of a battery, which in turn feeds lanterns, instru- ment lighting etc. Through the simple action that after beginning of the sailing fastening device according to the invention the hull of the boat in the specified manner and connect the rator output to the battery circuit, the battery is maintained always charged.

Claims

10 15 20 25 449 280 PATENT CLAIMS

A turbine device for driving generators on sailboats, comprising a housing (10) with a turbine wheel (11, 20, 21) at one end, a tubular, elongate, rigid member (17), which is releasably attachable on the hull and at one end the housing (10) with the turbine wheel (11, 20, 21) below the water surface carries an angular gear (16) enclosed in the housing (10) with an input shaft (12) which supports the turbine wheel (11, 20, 21), and an output shaft (19), which is connected to a transmission shaft mounted in the tubular member (17), which is connected to the generator, characterized by a ring (21) having the main shape of a truncated cone, and aircraft wing profiled ring wall section, which ring is attached around the turbine wheel vanes (20) and connected thereto coaxially with the center axis of the housing (10) with the larger ring diameter closest to the housing (10) to maximize flow through the turbine wheel.

2. A turbine device according to claim 1, characterized in that the housing (10) and a turbine wheel hub (II) attached to the input shaft of the angular gear together form a smooth, tapered body towards its opposite ends.

3. A turbine device according to claim 1 or 2, characterized in that a device, consisting of a sensor on the output shaft (19) of the angular gear, a mechanical or electrical sensor and a transducer is arranged to indicate boat speed and sailing distance.