СКУЛОВОЙ КИЛЬ Российский патент 2001 года по МПК B63B3/38 F03B13/16 

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях мореходных судов, при этом, использование предлагаемого устройства позволяет получить дополнительный источник энергии за счет утилизации волновой энергии, вызывающей качку корабля.

Известна волновая энергетическая установка, содержащая шарнирно соединенные поплавки и размещенные над и под шарниром деформируемые камеры переменного объема, подключенные к энергетическим аппаратам (см. а.с. СССР N 1213239, F 03 В 13/20, 1986).

Недостаток этого решения - невозможность его использования в качестве скулового киля (успокоителя качки), поскольку невозможна жесткая фиксация одного поплавка относительно другого и, соответственно, не оказывается сопротивление качке корабля с борта на борт, кроме того, у известной конструкции будет велико сопротивление движению корабля.

Известен также скуловой киль, выполненный в виде лопасти, размещенной на подводной части корпуса судна (см. Морской словарь, М., Транспорт, 1965, 114 с.).

Недостаток этого решения - ограниченные функциональные возможности устройства.

Задача, на решение которой направлено заявленное решение, выражается в расширении функциональных возможностей устройства.

Технический результат, получаемый при решении функциональной задачи, может быть определен как обеспечение возможности получения дополнительной энергии.

Поставленная задача решается тем, что скуловой киль, выполненный в виде лопасти, размещенной на подводной части корпуса судна, отличается тем, что лопасть скреплена с корпусом судна шарнирно, с возможностью поворота относительно горизонтальной оси, при этом, одна из поверхностей лопасти шарнирно связана со снабженным поршнем, штоком гидроцилиндра, шарнирно связанного с корпусом судна, при этом полости гидроцилиндра по обе стороны поршня связаны с гидроаккумулятором, при этом скуловые кили размещены симметрично относительно продольной оси корпуса судна.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".

Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи:
Признак ..."лопасть скреплена с корпусом судна шарнирно, с возможностью поворота" придает лопасти подвижность и, тем самым, обеспечивает возможность "снятия" энергии, воспринимаемой лопастью при ее взаимодействии с окружающей водной средой.

Признак, определяющий ориентировку оси поворота лопасти, обеспечивает возможность утилизации энергии боковой качки судна.

Признаки "одна из поверхностей лопасти шарнирно связана со снабженным поршнем, штоком гидроцилиндра, шарнирно связанного с корпусом судна", описывают механизм, обеспечивающий преобразование "качательных" движений лопасти в механическую энергию.

Признак "полости гидроцилиндра по обе стороны поршня связаны с источником рабочего тела" обеспечивают возможность фиксации лопасти в заданном положении и даже возможность активного противодействия качке путем соответствующего движения лопастей.

Признак "скуловые кили размещены симметрично относительно продольной оси корпуса судна" обеспечивает симметричность усилий на корпус судна, возникающих при работе устройства.

На чертеже схематически показано заявленное устройство.

На чертеже показаны борт 1 судна, лопасть 2, шарниры 3, шток 4, цилиндр 5, гидроаккумулятор 6, гидрораспределительный узел 7, патрубки 8 и 9, трубопроводы 10, поршень 11, редуктор 12, поверхность моря 13.

Лопасть 2 шарнирно связана с корпусом судна с возможностью поворота относительно горизонтальной оси за счет шарнира 3. Шток 4 и цилиндр 5 образуют гидроцилиндр двустороннего действия, полости которого, расположенные по обе стороны поршня 11, через патрубки 8 и 9 и трубопроводы 10 связаны с гидрораспределительным узлом 7 гидроаккумулятора 6. Корпус цилиндра 5 и конец штока 4, посредством шарниров 3 связаны, соответственно, с бортом судна и лопастью 2.

В качестве гидрораспределительного узла 7 может быть использован любое устройство аналогичного назначения, удовлетворяющее по своим характеристикам условиям работы и имеющее дистанционное, предпочтительно автоматизированное управление переключением каналов. В качестве трубопроводов 10 использованы шланги высокого давления. В качестве редуктора 12 используется клапанное устройство известной конструкции, обеспечивающее подачу в трубопровод 10 жидкости с давлением меньшим, чем в гидроаккумуляторе.

Заявленное устройство работает следующим образом.

При работе устройства в режиме энергоустановки.

Гидрораспределительный узел 7 находится в состоянии, обеспечивающем последовательно выброс жидкости, сжимаемой в полости гидроцилиндра 5, в полость гидроаккумулятора 6 через патрубок 8 и соответствующий трубопровод 10, и обратный сброс (заполнение) в полость гидроцилиндра 5 жидкости под малым давлением из полости гидроаккумулятора 6 через редуктор 12, патрубок 8 и соответствующий трубопровод 10. При этом лопасть 2 имеет полную свободу движения.

Когда в результате боковой качки соответствующий борт 1 корабля глубже погружается в воду, на лопасть 2 действует гидродинамическая сила, стремящаяся повернуть лопасть свободным концом к поверхности моря 13. Это приводит к движению поршня 11 внутрь цилиндра 5 и затем сбросу сжатой жидкости в полость гидроаккумулятора 6, при движении корпуса корабля в обратную сторону, поршень уходит вниз, а полость цилиндра заполняется рабочей жидкостью под малым давлением, далее все повторяется. Таким образом обеспечивается постоянная "подкачка" гидроаккумулятора сжатой жидкостью, которую используют для привода соответствующих машин и механизмов или других целей.

При работе устройства в режиме скулового киля.

Гидрораспределительный узел 7 находится в состоянии, обеспечивающем подвод жидкости высокого давления из полости гидроаккумулятора 6 в полости гидроцилиндра 5 (по обе стороны поршня 11). При этом лопасть 2 зафиксирована под определенным углом к корпусу судна.

Когда в результате боковой качки соответствующий борт 1 корабля, глубже погружается в воду, на лопасти 2 возникает гидродинамическая сила, стремящаяся воспрепятствовать такому повороту корпуса корабля. При этом гидроцилиндр жестко фиксирует положение лопасти 2.

Изобретение относится к судостроению и касается создания скуловых судовых килей, позволяющих утилизацию волновой энергии. Скуловой киль выполнен в виде лопасти, размещенной на подворной части корпуса судна. Лопасть скреплена с корпусом судна шарнирно, с возможностью поворота относительно горизонтальной оси. Одна из поверхностей лопасти шарнирно связана со штоком гидроцилиндра, снабженным поршнем. Гидроцилиндр шарнирно связан с корпусом судна. Полости гидроцилиндра по обе стороны поршня связаны с гидроаккумулятором. Скуловые кили размещены симметрично относительно продольной оси корпуса судна. Технический результат реализации изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства при обеспечении возможности получения дополнительной энергии. 1 ил.

Скуловой киль, выполненный в виде лопасти, размещенной на подводной части корпуса судна, отличающийся тем, что лопасть скреплена с корпусом судна шарнирно, с возможностью поворота относительно горизонтальной оси, при этом одна из поверхностей лопасти шарнирно связана со снабженным поршнем штоком гидроцилиндра, шарнирно связанного с корпусом судна, при этом полости гидроцилиндра по обе стороны поршня связаны с гидроаккумулятором, при этом скуловые кили размещены симметрично относительно продольной оси корпуса судна.