Судно

Реферат: Судно містить призначену для приводу рушія енергетичну установку й вітрогенераторну установку. До складу вітрогенераторної установки входить хоча б один розташований у носовій частині судна поперед надбудови, встановлений на колоні достатньої висоти вітродвигун, призначений для приводу від створюваного рухом судна повітряного потоку, що набігає. UA 90200 U (12) UA 90200 U UA 90200 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до суднобудування й може бути застосована при створенні суден з вітрогенераторними установками. Відоме судно, що містить призначену для приводу рушія енергетичну установку, до складу якої входять двигун внутрішнього згоряння, кінематично зв'язаний з електрогенератором, і електродвигун, кінематично зв'язаний із гребним гвинтом і електрично зв'язаний з електрогенератором, і додатковий працюючий від вітрогенераторів електродвигун, кінематично зв'язаний із другим гребним гвинтом (Патент РФ на винахід № 2053925, В63Н 13/00, опубл. 10.02.1996). Однак до гребних гвинтів відомого судна неминуче підводиться різна потужність, що приводить до їхньої неузгодженої роботи й неефективного використання додаткової енергії. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення судна, що містить призначену для приводу рушія енергетичну установку й вітрогенераторну установку, шляхом виконання вітрогенераторної установки у вигляді хоча б одного, розташованого в носовій частині судна поперед надбудови встановленого на колоні достатньої висоти вітродвигуна, призначеного для приводу від повітряного потоку, що набігає, створюваного рухом судна; при цьому до складу вітрогенераторної установки можуть входити установлені на розташованих в діаметральній площині колонах лопатеві вітродвигуни з горизонтальною віссю обертання, розміри лопатей яких такі, що є положення лопатей, при якому при виді на судно в плані відстань по горизонталі між проекціями кінців лопатей не перевищує ширини судна, або пари лопатевих вітродвигунів з горизонтальною віссю обертання різного напрямку обертання можуть бути розташовані побортно, причому лопатеві вітродвигуни з горизонтальною віссю обертання різного напрямку обертання можуть бути розташовані парами один за іншим у корму на відстані, при якому деформації при обертанні на максимальних обертах і від хитавиці судна на хвилюванні виключають зіткнення лопатей послідовно розташованих вітродвигунів, або до складу вітрогенераторної установки можуть входити установлені на розташованій в діаметральній площині колоні роторні вітродвигуни з вертикальною віссю обертання, діаметри ротора яких не перевищує двох ширин судна, або два установлених побортно на колонах двокрилових роторних вітродвигунів з вертикальною віссю обертання протилежного обертання зі зсувом по фазі на 90 градусів, радіус ротора яких не перевищує ширини судна. Пропоновані вдосконалення забезпечують ефективне використання зустрічного потоку повітря, що набігає, від руху судна, а також від зустрічного вітру, для виробітку додаткової електричної енергії, що може бути використана як для забезпечення умов життєдіяльності на судні, так і для приводу електродвигунів, що забезпечують рух судна, сприяючи зниженню витрати палива. Судно містить призначену для приводу рушія енергетичну установку й вітрогенераторну установку, до складу якої входить хоча б один розташований у носовій частині судна поперед надбудови, встановлений на колоні (щоглі, вишці, вежі й т.п.) достатньої висоти вітродвигун, призначений для приводу від створюваного рухом судна повітряного потоку, що набігає. Достатня висота колони - це така висота її, при якій елементи встановленого на цій колоні вітродвигуна можуть вільно переміщатися при нормальній роботі, не зачіпаючи установлені на палубі судна пристрої. До складу вітрогенераторної установки може входити хоча б один установлений на розташованій в діаметральній площині колоні лопатевий вітродвигун із горизонтальною віссю обертання, розміри лопатей якого такі, що є положення лопатей, при якому при виді на судно в плані відстань по горизонталі між проекціями кінців лопатей не перевищує ширини судна. До складу вітрогенераторної установки може входити хоча б одна пара установлених на розташованих в діаметральній площині колонах лопатевих вітродвигунів з горизонтальною віссю обертання різного напрямку обертання, розташованих один за іншим у корму на відстані, при якій деформації при обертанні на максимальних обертах і від хитавиці судна на хвилюванні виключають зіткнення лопатей послідовно розташованих вітродвигунів. У варіанті до складу вітрогенераторної установки можуть входити два установлених на побортно змонтованих колонах дволопатевих вітродвигуни з горизонтальною віссю обертання різного напрямку обертання, довжина лопатей яких не перевищує ширини судна, при цьому до складу вітрогенераторної установки можуть входити дві пари дволопатевих вітродвигунів, причому друга пара розташована на відстані в корму від першої, при якому деформації при обертанні на максимальних обертах і від хитавиці судна на хвилюванні виключають зіткнення лопат послідовно розташованих ветродвигунів, а лопаті послідовно розташованих вітродвигунів обертаються в протилежних напрямках. У варіанті до складу вітрогенераторної установки може входити хоча б один установлений на розташованій в діаметральній площині колоні роторний вітродвигун із вертикальною віссю обертання, діаметр ротора якого не перевищує двох ширин судна, або до складу вітрогенераторнаї установки можуть входити два установлених побортно 1 UA 90200 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 на колонах двокрилових роторних вітродвигуни з вертикальною віссю обертання протилежного обертання зі зсувом по фазі на 90 градусів, радіус ротора яких не перевищує ширини судна. На фіг. 1 і 2 показані відповідно види збоку й попереду судна з одним установленим у носовій частині поперед надбудови на розташованій в діаметральній площині колоні лопатевим вітродвигуном з горизонтальною віссю обертання; на а фіг. 3 і 4 показані відповідно види збоку й попереду судна з парою установлених у носовій частині поперед надбудови на розташованих в діаметральній площині колонах лопатевих вітродвигунів з горизонтальною віссю обертання різного напрямку обертання, розташованих один за іншим у корму; на а фіг. 5 і 6 показані відповідно види збоку й спереду судна із двома встановленими на побортно змонтованих колонах дволопатевими вітродвигунами з горизонтальною віссю обертання різного напрямку обертання; на а фіг. 7 і 8 показані відповідно види збоку й попереду судна із двома парами розташованих побортно дволопатевих вітродвигунів з горизонтальною віссю обертання; на фіг. 9 показаний вид збоку судна із двома встановленими побортно дволопатевими вітродвигунами з горизонтальною віссю обертання різного напрямку обертання й з парою аналогічних вітродвигунів, розташованих на відстані в напрямку до корми, що забезпечує відсутність збурювань повітряного потоку від лопатей першої пари вітродвигунів; на фіг. 10 показаний вид у плані судна з одним установлений на розташованій в діаметральній площині колоні у носовій частині поперед надбудови лопатевим вітродвигуном з горизонтальною віссю обертання з можливістю підвертання його вісі обертання в горизонтальній площині; на фіг. 11 і 12 показані відповідно види збоку й попереду судна з одним установлений на розташованій в діаметральній площині колоні у носовій частині поперед надбудови роторним вітродвигуном з вертикальною віссю обертання; на фіг. 13 і 14 показані відповідно види збоку й попереду судна із двома розташованими побортно в носовій частині поперед надбудови роторними вітродвигунами з вертикальною віссю обертання. Судно має корпус 1, обладнаний всіма передбаченими класифікаційними організаціями пристроями, необхідними для того, щоб судно було морехідним (властиво судном) і могло виконувати своє призначення, а саме надбудову 2, палубні й вантажні механізми, трюми і їхнє встаткування й т.п. Судно має призначену для приводу рушія енергетичну установку. Судно має також вітрогенераторну установку, до складу якої входить хоча б один, розташований у носовій частині судна поперед надбудови встановлений на колоні 3 достатні висоти ветродвигатель, призначений для привода від створюваного рухом судна повітряного потоку, що набігає. Вітрогенераторна установка може бути виконана в різних варіантах. Показаний на фіг. 1 і 2 варіант вітрогенераторної установки має розташований у носовій частині судна поперед надбудови 2, установлений на розташованій в діаметральній площині колоні 3 достатньої висоти один лопатевий (наприклад трилопатевий) вітродвигун із горизонтальною віссю обертання, а розміри його лопатей 4 такі, що є положення лопатей, при якому при виді на судно в плані відстань по горизонталі між проекціями кінців лопатей не перевищує ширини судна Показаний на фіг. 3 і 4 варіант вітрогенераторної установки має розташовану в носовій частині судна поперед надбудови 2 пару розташованих на установлених в діаметральній площині колонах 3 достатньої висоти лопатевих (наприклад трилопатевих) вітродвигунів з горизонтальною віссю обертання різного напрямку обертання, розташованих один за іншим у корму на відстані, при якій деформації при обертанні на максимальних обертах і від хитавиці судна на хвилюванні виключають зіткнення лопатей 4 одного вітродвигуна й лопатей 5 іншого вітродвигуна, послідовно розташованих один за одним, причому розміри лопатей 4 і 5 такі, що є положення лопатей, при якому при виді на судно в плані відстань по горизонталі між проекціями кінців лопат не перевищує ширини судна. Показаний на фіг. 5 і 6 варіант вітрогенераторної установки має два встановлених на побортно на змонтованих колонах 3 достатньої висоти дволопатевих вітродвигуни з горизонтальною віссю обертання різного напрямку обертання, причому довжина лопатей 6 і 7 кожного з вітродвигунів не перевищує ширини судна. Показаний на фіг. 7 і 8 варіант вітрогенераторної установки має дві пари розташованих на змонтованих побортно колонах 3 достатньої висоти дволопатевих ветродвигунів з горизонтальною віссю обертання різного напрямку обертання, причому довжина лопатей 6 і 7 однієї пари й 8 і 9 іншої пари кожного з вітродвигунів не перевищує ширини судна, і друга пара вітродвигунів розташована на відстані в корму від першої, при якій деформації при обертанні на максимальних обертах і від хитавиці судна на хвилюванні виключають зіткнення лопатей 6 і 8 та 7 і 9 послідовно розташованих вітродвигунів, а лопаті 6 і 8 та 7 і 9 послідовно розташованих вітродвигунів обертаються в протилежних напрямках. 2 UA 90200 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Показаний на фіг. 9 варіант вітрогенераторної установки має два встановлених на побортно змонтованих колонах 3 достатньої висоти дволопатевих вітродвигуни з горизонтальною віссю обертання різного напрямку обертання, причому довжина лопатей 6 і 7 кожного з вітродвигунів не перевищує ширини судна, а на відстані в напрямку до корми, що забезпечує відсутність збурювань повітряного потоку від лопатей 6 і 7 розташована пара аналогічних вітродвигунів з горизонтальною віссю обертання з лопатями 10 і 11. Лопатеві вітродвигуни з горизонтальною віссю обертання можуть бути встановлені з можливістю підгортання їхніх осей обертання в горизонтальній площині на розрахунковий кут до 45 градусів, наприклад показаний на фіг. 10 варіант вітрогенераторної установки має лопатевий (наприклад трилопатевий) вітродвигун із горизонтальною віссю обертання з лопатями 4, установлений на розташованій в діаметральній площині колоні 3 достатньої висоти, обладнаній пристроєм повороту колони 3 для використання природного вітру з курсових кутів від 0 градусів до 45 градусів на обидва борти. Вимпельний вітер (\/вимп) - це сумарний вітер від підсумовування векторів зустрічного вітру від ходу судна (\/встр) і природного вітру (\/прир), тобто по погоді. Показаний на фіг. 11 і 12 варіант вітрогенераторної установки має розташований у носовій частині судна поперед надбудови 2, установлений на розташованій в діаметральній площині колоні 3 один роторний вітродвигун з вертикальною віссю обертання із крилами 12, діаметр ротора якого не перевищує двох ширин судна. Показаний на фіг. 13 і 14 варіант вітрогенераторної установки має два розташованих побортно в носовій частині судна поперед надбудови 2 установлених на колонах 3 двокрилових (із крильми 13 і 14 відповідно) роторних вітродвигуни з вертикальною віссю обертання протилежного обертання зі зсувом по фазі на 90 градусів, радіус ротора яких не перевищує ширини судна. Наведені обмеження стосовно діаметрів і радіусів роторних вітродвигунів з вертикальною віссю обертання забезпечує наявність положення роторів з виступаючими за ширину судна частинами тільки з одного борта, для можливості стояти "чистим бортом" до стінки для здійснення вантажних операцій. Втілення корисної моделі не обмежується тільки показаними на фіг. 1-14 варіантами, можливі різні інші варіанти комбінування вітродвигунів. Електрогенератори можуть бути приєднані до валів своїх вітродвигунів безпосередньо або через механічну передачу. Оскільки вітродвигуни призначені для приводу від повітряного потоку, що набігає, то їхні осі обертання переважно паралельні або збігаються з діаметральною площиною судна. Судно обладнане засобами автоматичного приведення параметрів електричного струму, вироблюваного генераторами, що приводяться від вітродвигунів, до стандартних, застосовуваних на судні. Під час руху судна навіть убезвітряну погоду утворюється зустрічний потік повітря, що набігає, що приводить в обертання вітродвигуни, які у свою чергу, приводять електрогенератори, що виробляють електричний струм; цей струм приводять до стандартних параметрів за допомогою відповідних засобів, після чого отримана електроенергія може бути використана як у пропульсивних цілях (для приводу пропульсивного електродвигуна, кінематично зв'язаного із гребним гвинтом, забезпечуючи додаткову електроенергію), так і для забезпечення умов життєдіяльності на судні (обігрів, опалення, освітлення, вентиляція й т.п.). Зустрічний вітер сприяє виробітку додаткової електроенергії. При наявності бічного вітру цей бічний вітер складається з повітряним потоком, що набігає, і результуючий повітряний потік може бути ефективно утилізований у випадку установки лопатевих вітродвигунів з горизонтальною віссю обертання з можливістю підгортання їхніх осей обертання в горизонтальній площині на розрахунковий кут до 45 градусів. Роторні вітродвигуни з вертикальною віссю повертати немає необхідності, оскільки вони "ловлять" вітер з будь-якого напрямку. При експлуатації судна за рахунок використання зустрічного потоку повітря від руху судна, що набігає, й зустрічного вітру забезпечується зниження витрати палива на рух судна й на забезпечення умов життєдіяльності на судні. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Судно, що містить призначену для приводу рушія енергетичну установку й вітрогенераторну установку, яке відрізняється тим, що до складу вітрогенераторної установки входить хоча б один розташований у носовій частині судна поперед надбудови, встановлений на колоні достатньої висоти вітродвигун, призначений для приводу від створюваного рухом судна повітряного потоку, що набігає. 3 UA 90200 U 5 10 15 20 25 2. Судно за п. 1, яке відрізняється тим, що до складу вітрогенераторної установки входить хоча б один установлений на розташованій в діаметральній площині колоні лопатевий вітродвигун із горизонтальною віссю обертання, а розміри лопатей такі, що є положення лопатей, при якому при виді на судно в плані відстань по горизонталі між проекціями кінців лопатей не перевищує ширини судна. 3. Судно за п. 2, яке відрізняється тим, що до складу вітрогенераторної установки входить хоча б одна пара установлених на розташованих в діаметральній площині колонах лопатевих вітродвигунів з горизонтальною віссю обертання різного напрямку обертання, розташованих один за іншим у корму на відстані, при якій деформації при обертанні на максимальних обертах і від хитавиці судна на хвилюванні виключають зіткнення лопатей послідовно розташованих вітродвигунів. 4. Судно за п. 1, яке відрізняється тим, що до складу вітрогенераторної установки входять два установлені на побортно змонтованих колонах дволопатеві вітродвигуни з горизонтальною віссю обертання різного напрямку обертання, а довжина лопатей не перевищує ширини судна. 5. Судно за п. 4, яке відрізняється тим, що складу вітрогенераторної установки входять дві пари дволопатевих вітродвигунів з горизонтальною віссю обертання, причому друга пара розташована на відстані в корму від першої, при якій деформації при обертанні на максимальних обертах і від хитавиці судна на хвилюванні виключають зіткнення лопатей послідовно розташованих вітродвигунів, а лопаті послідовно розташованих вітродвигунів обертаються в протилежних напрямках. 6. Судно за п. 1, яке відрізняється тим, що до складу вітрогенераторної установки входить хоча б один установлений на розташованій в діаметральній площині колоні роторний вітродвигун із вертикальною віссю обертання, діаметр ротора якого не перевищує двох ширин судна. 7. Судно за п. 1, яке відрізняється тим, що до складу вітрогенераторної установки входять два установлених побортно на колонах двокрилових роторних вітродвигуни з вертикальною віссю обертання протилежного обертання зі зсувом по фазі на 90 градусів, радіус ротора яких не перевищує ширини судна. 4 UA 90200 U 5 UA 90200 U 6 UA 90200 U 7 UA 90200 U 8 UA 90200 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9