FI122660B

FI122660B - Sisäänvedettävä vesialuksen ohjauspotkuriyksikkö

Info

Publication number: FI122660B
Application number: FI20106382A
Authority: FI
Inventors: Der Kam Aad Van
Original assignee: Waertsilae Finland Oy
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2012-05-15
Also published as: FI20106382A0; KR20140004159A; CN103298691B; JP2014501202A; JP5808428B2; CN103298691A; EP2658775B1; US9266595B2; WO2012089914A1; EP2658775A1; US20130298816A1; KR101581516B1

Description

SISÄÄNVEDETTÄVÄ VESIALUKSEN OHJAUSPOTKURIYKSIKKÖ

Tekniikan ala 5 (001) Esillä oleva keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen sisäänvedettävään ohjauspotkuriyksikköön.

Tekniikan taso 10 (002) Vesialuksissa käytetään erilaisia propulsiojärjestelmiä tai -yksiköitä.

Pääpropulsioyksikkö tai -yksiköt on yleensä järjestetty laivan peräosaan. Pääpropulsioyksikkö voi olla joko kiinteä potkurijärjestely, joka kehittää työntövoimaa vesialuksen pituussuunnassa, tai se voi olla ruoripotkuri tai ohjauspotkuriyksikkö, eli potkurijärjestely, jota voidaan kääntää pystyakselin ympäri. 15 (003) Vesialuksissa on myös muita propulsiojärjestelyjä, joita käytetään pääasiassa esimerkiksi ohjailtaessa alusta satamassa. Yksi tällainen propulsiojärjestelytyyppi on tunnelipotkuri, jota voidaan käyttää sekä laivan keulassa että perässä. Tunnelipotkuri on järjestetty vaakasuoraan tunneliin, joka kulkee 20 poikittain vesialuksen pituussuunnan suhteen vesialuksen rungon läpi koko laivan tai laivan toisen pään avustamiseksi siirtymään sivuttain esim. kun tarkoituksena on tulla laituriin.

(004) Tunnelipotkureita on kehitetty edelleen tekemällä ne sisäänvedettäviksi, eli 25 ohjauspotkuriyksikkö voidaan pitää rungon sisällä, mutta se voidaan myös laskea rungon alapuolelle, eli vesialuksen perusviivan alapuolelle. Kun C\l 5 ohjauspotkuriyksikkö on alaslasketussa asennossa, sitä voidaan kääntää

CVJ

^ pystyakselin ympäri, ja sitä voidaan siten käyttää tuottamaan työntövoimaa mihin ° tahansa haluttuun suuntaan ohjaustarkoituksissa.

™ 30

X

£ (005) Eräänä esimerkkinä tekniikan tason mukaisesta sisäänvedettävästä cm ohjauspotkuriyksiköstä voidaan käsitellä US-patenttia 3,550,547. Julkaisussa S esitetään laivojen lisäohjauslaitteita, joilla saavutetaan parannettu ohjauskyky o syvässä vedessä ja jotka myös ovat käyttökelpoisia liikuttaessa matalassa vedessä,

CM

2 jolloin sivusuuntainen työntölaite on yhdistetty kääntöpotkuriin. Sivusuuntaisen työntölaitteen tunnelin keskiosa yhdessä sinne järjestetyn potkurin kanssa sijoittuu syvennykseen laivan sisälle. Tunnelin keskiosa on rakennettu suuttimeksi, joka on ulotettavissa alaspäin ja se on ulotetussa asemassa käännettävissä 360°.

5 (006) Eräänä toisena esimerkkinä tekniikan tason mukaisesta sisäänvedettävästä ohjauspotkuriyksiköstä voidaan käsitellä US-patenttia 5,522,335. Julkaisussa esitetään vesialuksen lisäohjauspotkuriyksikkö. Lisäohjauspotkuriyksikkö käsittää veteen laskettavan propulsioyksikön, jossa on kotelo ja sen sisälle pyörivästi 10 asennettu potkuri. Umpioitu sähkömoottori on asennettu potkurin ja kotelon välille pyörittämään potkuria työntövoiman synnyttämiseksi. Propulsioyksikön käyttö- ja pyöritysmekanismi on asennettu rungon ja propulsioyksikön päälle.

Propulsioyksikön käyttö- ja pyöritysmekanismia käytetään siirtämään propulsioyksikkö ulos rungosta ja vetämään se rungon sisään ja kääntämään 15 propulsioyksikköä suuntaamaan sen kehittämä työntövoima mihin tahansa haluttuun suuntaan, kun ohjauspotkuriyksikkö on käyttöasemassa. Kun ohjauspotkuriyksikkö on vedetty sisään, se sijoittuu siten, että tunneli ulottuu poikittain rungon läpi. Potkurin pyöriminen sen ollessa sisäänvedetyssä asemassa synnyttää sivusuuntaisen työntövoiman tunnelin läpi.

20 (007) Kumpikin edellä käsitelty julkaisu käsittelee sisäänvedettävää tunnelipotkuria, jossa ohjauspotkuriyksikön potkuri on laskettu alas tunnelin osan kanssa. Toisin sanoen pitkänomainen kartiomainen tai sylinterimäinen tunneliosa siirretään potkurin kanssa vesialuksen kölin alle. Tunneliosan pituus on potkurin 25 halkaisijan luokkaa tai jopa suurempi, eli tarpeeksi pitkä ympäröimään ohjauspotkuriyksikkö kokonaan. Tällainen pitkä tunneliosa kölin alla lisää sekä

C\J

ς tunnelin läpi "pumpattavan" että tunnelin ulkopuolisen veden virtausvastusta. Myös c\i ^ ohjauspotkuriyksikön kääntämiseen tarvittava voima sen ala-asemassa on ° suhteellisen suuri, koska sisäänvedettävä tunneliosa on pitkä.

h- w 30

X

£ (008) Esillä olevan keksinnön eräänä tavoitteena on optimoida sisäänvedettävän cvj tunneliosan rakenne virtausvastuksen minimoimiseksi.

00 00

CD

O

δ

CM

3

Keksinnön kuvaus (009) Keksinnön edellä mainittu tavoite sekä muut tavoitteet toteutuvat vesialuksen sisäänvedettävällä ohjauspotkuriyksiköllä, jossa on tunnelipotkuri ja johon 5 ohjauspotkuriyksikköön kuuluu potkuri, jolla on halkaisija ja akseli ja jota ympäröi sisäänvedettävä tunneliosa, laitteet potkurin käyttämiseksi ja ohjaamiseksi ja laitteet potkurin siirtämiseksi ylä- ja ala-asemiensa välillä, jolla sisäänvedettävällä tunneliosalla on tunneliosan aksiaalisessa suunnassa muuttuva sisähalkaisija, joka sisäänvedettävä tunneliosa on muodostettu suuttimesta ja kahdesta sulkulevystä, eli 10 yläsulkulevystä ja alasulkulevystä, jotka sulkulevyt on järjestetty suuttimen yhteen päähän ja 180 asteen etäisyydelle toisistaan potkurin akselin vastakkaisille puolille ja ulottuen olennaisen aksiaalisesti suuttimen päästä.

(0010) Muut esillä olevan keksinnön mukaiselle sisäänvedettävälle 15 ohjauspotkuriyksikölle ominaiset piirteet ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista.

(0011) Ratkaistessaan ainakin yhden edellä mainituista ongelmista esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan myös lukuisia etuja, joista muutamia on lueteltu 20 seuraavassa: • Sisäänvedettävä tunneliosa, etenkin sen suutin, on lyhyempi kuin tekniikan tason mukaiset rakenteet.

• Lyhyempää suutinta käyttämällä sisäänvedettävää tunneliosaa voidaan modifioida täysin hyödyntämään optimoitua suutinprofiilia (kuten 25 esimerkiksi Rice Speed-suutinta tai Kort-suutinta 19a), kun taas tekniikan tason mukaisesta pitkänomaisesta tunneliosasta ei ole todellista hyötyä

C\J

5 työntövoimaa ajatellen.

(M

^ · Liikkuva massa on paljon kevyempi, o ^ · Ohjausosan ulkoneva ulkopuolinen alue on pienempi, jolloin vastus ja

C\J

30 ohjausmomentti (voima, joka tarvitaan kääntämään £ ohjauspotkuriyksikköä sen alaslasketussa asemassa) on myös paljon oo pienempi.

CO

§ · Keksinnön mukaiset sisäänvedettävät ohjauspotkuriyksiköt ovat erityisen ° hyödyllisiä tuuliturbiinipuistoprojekteissa.

4 (0012) Tulisi kuitenkin ymmärtää, että luetellut edut ovat vain valinnaisia, jolloin se, saavutetaanko eduista yksi vai useampia, riippuu siitä tavasta, jolla keksintö otetaan käyttöön.

5

Piirustusten lyhyt kuvaus (0013) Seuraavassa esillä olevan keksinnön mukaista sisäänvedettävää ohjauspotkuriyksikköä selostetaan yksityiskohtaisemmin viitaten oheisiin kuvioihin, joista 10

Kuviossa 1 on esitetty vesialuksen pituussuuntaisen keskilinjan suuntaisen tason suuntainen pystysuora poikkileikkaus esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesta sisäänvedettävästä ohjauspotkuriyksiköstä, 15 Kuviossa 2 on esitetty kohtisuorassa vesialuksen pituussuuntaiseen keskilinjaan nähden oleva ja pitkin potkuritunnelin akselia kulkevan tason suuntainen, kuvion 1 mukaisen sisäänvedettävän ohjauspotkuriyksikön pystysuora poikkileikkaus,

Kuviossa 3 on esitetty horisontaalinen, osittainen poikkileikkauskuvanto kuvion 1 20 sisäänvedettävästä ohjauspotkuriyksiköstä, jossa näkyy yksityiskohtaisemmin alemman ohjainjärjestelyn rakenne,

Kuviossa 4 on esitetty vaakasuora alakuvanto potkuritunnelista leikattuna tunnelin akselia pitkin ohjauspotkuriyksikön ollessa pois tunnelista, 25

Kuviossa 5 on esitetty horisontaalinen potkuritunnelin yläkuvanto leikattuna tunnelin

CM

^ akselia pitkin, sisäänvedettävän ohjauspotkuriyksikön ollessa laskettuna ala-

CM

. asemaansa,

CM

cp I'-- ^ 30 Kuviossa 6 on esitetty keksinnön mukaisen sisäänvedettävän ohjauspotkuriyksikön

X

£ suurennettu sivuttainen poikkileikkauskuvanto pitkin tunnelin akselia, ja

CM

CO

S Kuviossa 7 on esitetty kaavamainen alakuvanto, jossa on esimerkkejä joidenkin o aukkojen ja potkurikaivon sulkurakenteen muodoista.

CM

5

Piirustusten yksityiskohtainen kuvaus (0014) Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty esillä olevan keksinnön erään edullisen 5 suoritusmuodon mukaisen sisäänvedettävän ohjauspotkuriyksikön kaksi pystysuuntaista poikkileikkauskuvantoa. Kaaret 2 esittävät laivan pohjaa pitkittäissuunnassa eri kohdista. Suoritusmuoto esittää tunnelipotkuria järjestettynä vesialuksen keulaan. Kuitenkin tunnelipotkureita voidaan käytännössä järjestää mihin tahansa pituussuuntaiseen asemaan laivan rungon läpi. Viitenumeroilla 4' ja 10 4" on merkitty ne kaksi osaa vaakasuorasta tunnelista 4, jotka on järjestetty suoriin kulmiin tai poikittain vesialuksen pituussuuntaisen keskilinjan suhteen. Vasemmanpuoleisella tunnelilla 4', eli potkurista vasempaan olevalla tunneliosalla on pienempi halkaisija kuin oikeanpuoleisella tunnelilla 4". Sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö muodostuu pääosin ohjauspotkuriyksikön potkurista 6, jonka 15 oikea kulmavaihde on järjestetty potkurin 6 ohjauspotkuriyksikön rungon 8 sisälle, tukiputken 12 ympäröimästä vetoakselista 10, sähköisestä käyttömoottorista 14, joka tässä kuvatussa suoritusmuodossa on järjestetty vetoakselin 10 yläpäähän, laitteista 16 ohjauspotkuriyksikön siirtämiseksi ylä- ja ala-asemiensa välillä, ja ylemmistä ja alemmista ohjainjärjestelyistä 18 ja 20 sisäänvedettävän 20 ohjauspotkuriyksikön tukemiseksi sitä pystysuunnassa siirrettäessä. Jo tässä vaiheessa olisi kuitenkin ymmärrettävä, että vetoakseli ja sähkömoottori voidaan korvata sähköisellä tai hydraulisella käyttöyksiköllä, joka järjestetään samalle akselille ohjauspotkuriyksikön potkurin 6 kanssa ohjauspotkuriyksikön rungon 8 yhteyteen. Tällaisessa tapauksessa tarvitsee tuoda vain välttämätön sähköinen 25 johdotus tai hydraulinen putkitus alas ohjauspotkuriyksikön rungolle 8. Kuvioissa esitetään sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö sen molemmissa asemissa, eli ylä-

CM

ς ja ala-asemissa.

CVJ

CM

° (0015) Sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö on kiinnitetty tukea antaviin ^ 30 runkorakenteisiin (nämä kattavat kaikki palkit, seinät, kannet, vahvikkeet jne., jotka

X

£ on järjestetty vesialuksen runkoon), joihin viitataan yleisesti viitenumerolla 22, cm kahden erilaisen ohjainjärjestelyn 18 ja 20 avulla. Ylempi ohjainjärjestely on S ohjaintankopari 18, joka kulkee pystysuoraan tunnelitason yläpuolella kahden tukea o o antavan runkorakenteen 22 välillä. Alempi järjestely on ohjainkehyspari 20, joka

C\J

6 kulkee pystysuoraan tunnelin sivuilla (itse asiassa sisäänvedettävän tunneliosan sivuilla) ja on molemmista päistään kiinnitetty tukea antaviin runkorakenteisiin 22.

(0016) Ohjaintangot 18 tukevat moottorin tukikehystä 26, joka on järjestetty 5 pystysuunnassa siirrettäväksi pitkin ohjaintankoja 18. Sähköinen käyttömoottori 14 on kiinnitetty moottorin tukikehykseen 26, kuten myös kääntövaihde 28, joka on varustettu ohjausmoottoreilla 30, joilla ohjauspotkuriyksiköiden potkurien 6 suuntaa voidaan muuttaa, kun potkuri on laskettu ala-asemaansa. Kääntövaihde 28 voidaan kuitenkin järjestää omaan kehykseensä (varsinkin silloin, kun potkurin käyttöä ei ole 10 järjestetty tunnelin ulkopuolelle järjestetyn sähkömoottorin avulla) siten, että kehys itsessään on tuettu ohjaintankoihin 18. Lisäksi on mahdollista, että kääntövaihteen kehys kiinnitetään moottorin tukikehykseen 26.

(0017) Seuraavassa pystysuuntaisen käytön ja ohjauslaitteiden rakennetta 15 kuvataan yksityiskohtaisemmin. Potkurin 6 pystysuora vetoakseli 10 on kytketty yläpäästään sähkömoottoriin 14 ja se ulottuu ohjauspotkuriyksikön rungossa 8 alas kulmavaihteelle. Vetoakselia 10 ympäröi pyörivä putki 11, joka on kytketty yläpäästään kääntövaihteen 28 pyörivään osaan ja alapäästään ohjauspotkuriyksikön runkoon 8. Pyörivä putki 11 on ympäröity ja tuettu laakereilla 20 ei-pyörivään tukiputkeen 12, joka on kiinnitetty yläpäästään moottorin tukikehykseen 26 tai kääntövaihteen 28 ei-pyörivään osaan ja alapäästään työntöpalkkiin 38 (käsitellään myöhemmin yksityiskohtaisemmin). Moottorin tukikehys 26 on myös varustettu koukkumaisilla elimillä 32, jotka toimivat yhdessä liikuteltavien turvakoukkujen 34 kanssa, jotka on kiinnitetty tukea antaviin runkorakenteisiin 22 25 ohjauspotkuriyksikön lukitsemiseksi yläasemaansa.

C\J

£ (0018) Ohjaintankojen 18 alapäät on kiinnitetty pohjalevyyn 36, joka on puolestaan c\i ^ kiinnitetty tukea antaviin runkorakenteisiin 22. Pohjalevy 36 on järjestetty hieman ° tunnelin 4 yläpuolelle. Pohjalevy 36 on myös varustettu ei-pyörivän tukiputken 12

Is- ^ 30 kanssa yhdessä toimivalla vesitiiviillä läpiviennillä, jotta estetään meriveden pääsy

X

£ tilaan, johon sähkömoottori on sijoitettu. Ohjainkehykset 20 on myös kiinnitetty cm yläpäistään samaan pohjalevyyn 36. Ohjainkehysten 20 alapäät on kiinnitetty 2 vesialuksen pohjassa oleviin tukea antaviin runkorakenteisiin 22.

δ

CM

7 (0019) Siten esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen ohjauspotkuriyksikön 6 pystysuuntainen liike on toisaalta tuettu moottorikehyksellä 32 ohjaintankoihin 18, ja toisaalta vaakasuuntaisella työntöpalkilla 38 ohjainkehyksiin 20. Työntöpalkki 38 kulkee poikittain tunnelin 4', 4" suuntaan 5 nähden aivan sisäänvedettävän tunneliosan yläpuolella (käsitellään myöhemmin yksityiskohtaisemmin) niin, että palkin päät on järjestetty V-muotoisiin uriin (käsitellään yksityiskohtaisemmin myöhemmin), jotka on järjestetty pystysuuntaisiin vedenalaisiin ohjainkehyksiin 20. Työntöpalkki 38 on keskeltä kiinnitetty (esitetty tarkemmin kuviossa 5) tukiputkeen 12, joka ympäröi pyörivää putkea 11 ja 10 ohjauspotkuriyksikön potkurin 6 vetoakselia 10. Siten tukiputki 12 kytkee moottorikehyksen 26 ja työntöpalkin 38 pystysuunnassa liikkuvaan vetoakselin tukiyksikköön. Sisäänvedettävää ohjauspotkuriyksikköä siirretään ylös ja alas hydraulisylinteriparin 16 avulla, joka on järjestetty sisäänvedettävän tunneliosan molemmin puolin järjestettyjen ohjainputkien yhteyteen. Sylinterit 16 on kiinnitetty 15 pohjalevyyn 36 ja niiden männät siirtävät moottorikehystä 26 sen ylä- ja ala-asemien välillä. On kuitenkin syytä ymmärtää, että sylinterit voidaan myös asentaa pohjalevyn 36 yläpuolelle, tai korvata ne esimerkiksi muilla moottorikehyksen siirtolaitteilla.

20 (0020) Sisäänvedettävän ohjauspotkuriyksikön alaosa on rakennettu ohjauspotkuriyksikön potkurin 6 ja sen rungon 8 ympärille. Runko 8 on tuettu joko suoraan pyörivän putken 11 alapäähän tai pyörivän putken 11 alapäähän kiinnitettyyn ylempään tukivarteen 42. Kuviossa esitetyssä suoritusmuodossa pyörivän putken 11 alapää ulottuu tukiputken 12 alapäästä työntöpalkin 38 alle siten, 25 että ylempi tukivarsi 42 voidaan kiinnittää siihen. Potkuri on ympäröity sisäänvedettävän tunneliosan suuttimen muotoisella rengasmaisella osalla 44 (jota

C\J

^ tästä lähtien kutsutaan suuttimeksi 44). Suuttimessa on suurempi tuloaukko ja c\i ^ pienempi poistoaukko (virtaus oikealta vasemmalle kuviossa 2), kun potkuri on ala- ° asemassaan. Tulisi ymmärtää, että käytettäessä potkuria 6 tunnelin 4 sisällä,

Is- ^ 30 potkuria 6 voidaan pyörittää molempiin suuntiin, jolloin työntövoima voi vaikuttaa

X

£ kumpaankin suuntaan. Suuttimen 44 aksiaalisuunnassa ulompien kehien tai päiden w sisähalkaisijat vastaavat olennaisesti tunneliosien 4' ja 4" halkaisijoita. Suutin 2 voidaan kiinnittää suoraan ylempään tukivarteen 42 ohjauspotkuriyksikön rungon 8

O

5 yläpuolelle ja alempaan tukivarteen 42 ohjauspotkuriyksikön rungon 8 alapuolelle.

(M

8

Tukivarret 42 ja 46 on järjestetty ohjauspotkuriyksikön rungon 8 vastakkaisille puolille, eli 180 asteen etäisyydelle toisistaan. Sisäänvedettävän tunneliosan ja tukivarren 46 alapuolella on potkurikaivon sulkurakenne 48, jonka tarkoituksena on sulkea vesialuksen pohjassa oleva aukko tai potkurikaivo, kun ohjauspotkuriyksikkö 5 on siirretty yläasemaansa. Potkurikaivon sulkurakenne 48 on kiinnitetty alempaan tukivarteen 46, ja se liikkuu sen mukana pystysuunnassa. Potkurikaivon sulkurakenne 48 voidaan myös kiinnittää suuttimeen 44, joka puolestaan voidaan kiinnittää sekä alempaan tukivarteen 46 että potkurikaivon sulkurakenteeseen 48 tai pelkästään potkurikaivon sulkurakenteeseen 48.

10 (0021) Tunnelipotkurien ja etenkin alaslaskettavien ohjauspotkuriyksiköiden hydrodynaamisten ominaisuuksien parantamiseksi sisäänvedettävä tunneliosa, eli se osa tunnelia 4, joka lasketaan ohjauspotkuriyksikön potkurin 2 kanssa vesialuksen kölin alle ja erityisesti sen suutin 44, on tehty selvästi lyhyemmäksi kuin 15 tekniikan tason mukaisissa rakenteissa. Suoritettujen kokeiden perusteella suuttimen 44 hydrodynaamiset ominaisuudet ovat parhaimmillaan silloin, kun suuttimen pituus on vähemmän kuin 0,7 kertaa potkurin halkaisija, edullisesti noin puolet potkurin halkaisijasta (esim. Rice Speed -suutin tai Kort-suutin 19a). Kuitenkin kaikissa tekniikan tason mukaisissa sisäänvedettävissä 20 ohjauspotkuriyksiköissä on ollut täyspitkä sisäänvedettävä tunneliosa, eli potkurin ylävirran puolelta ohjauspotkuriyksikön rungon ja sen tukirakenteiden jättöpäähän saakka ulottuva tunneli, jolloin päästään vähintään potkurin halkaisijaa vastaavaan pituuteen. Tällainen pitkä tunneliosa lisää sekä virtausvastusta, joka alentaa potkurin tehoa, että kääntömomenttia ja sisäänvedettävän ohjauspotkuriyksikön 25 painoa.

C\J

£ (0022) Kuvio 3 on osittainen vaakasuuntainen poikkileikkauskuvanto esillä olevan c\i . keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesta sisäänvedettävästä

CM

ohjauspotkuriyksiköstä esittäen alemman ohjainjärjestelyn 20 yksityiskohtaisemman ^ 30 rakenteen yhdessä työntöpalkin 38 kanssa. Kuvio 4 on osittainen vaakasuuntainen

X

£ poikkileikkauskuvanto esillä olevan keksinnön mukaisen sisäänvedettävän cm ohjauspotkuriyksikön eräästä edullisesta suoritusmuodosta pitkin tunnelin 4', 4"

CO

g akselia alhaalta katsottuna. Kuviot esittävät ylemmän ja alemman ohjainjärjestelyn δ 18 ja 20 keskinäisen sijoittelun, jotka ohjainjärjestelyt on kiinnitetty tukea antaviin

CM

9 runkorakenteisiin 22. Ylemmät ohjainjärjestelyt 18 ovat edullisesti, mutta ei välttämättä, samassa tasossa pystysuuntaisen vetoakselin ja tukiputken kanssa, kun taas alemmat ohjainjärjestelyt 20 on sijoitettu tietylle etäisyydelle siitä sivuun, eli lähemmäs potkuria. Näin sisäänvedettävän tunneliosan suutin 44 (esitetty kuviossa 5 2) voidaan tehdä lyhyemmäksi ja silti tukea ohjainjärjestelyillä 20 molemmin puolin suutinta. Luonnollisesti alemmat ohjainjärjestelyt voitaisiin sijoittaa kauemmas potkurista, mutta tällainen vaatisi erityisiä tukijärjestelyjä, kuten vaakasuuntaan ulottuvia palkkeja yms. tukemaan lyhyttä suutinta. Toisin sanoen ohjaimet 18 ja 20 eivät ole kohdakkain, vaan kahdella ohjainjärjestelyllä 18 ja 20 on edullisesti tietty 10 säätöpoikkeama tunnelin pituussuunnassa. Kuvioissa on myös esitetty alemman ohjainjärjestelyn, eli ohjainkehyksen 20, yksityiskohtaisempi rakenne. Toisin sanoen kumpikin ohjainkehys 20 muodostaa V-muotoisen uran, joka on varustettu ohjainliuskoilla 52, jotka kulkevat ohjainkehyksen 20 päältä sen pohjaan saakka. Työntöpalkin 38 päät on varustettu työntötyynyillä 50, jotka ovat joko 15 liukuyhteydessä ohjainliuskojen 52 kanssa tai järjestetty pienen välyksen päähän niistä (edullisesti suuruusluokkaa alle 5 mm) riippuen potkurin asemasta (jos yläasemassa, välys voi olla suurempi, kun taas alaslasketussa asemassa välyksen tulisi olla minimaalinen). Toisin sanoen kun potkuri 6 on alaslasketussa tai ala-asemassaan, työntötyynyt 50 ja liuskat 52 kantavat sen työntövoiman, jonka potkuri 20 on kehittänyt, vesialuksen runkoon. 1

Kuviossa 4 on myös esitetty tunneliin 4’, 4” jäävä aukko tai syvennys, kun potkuri sisäänvedettävine tunneliosineen lasketaan alas. Aukko muodostuu rengasmaisesta aukko-osasta 54, joka peittää koko tunnelin kehän ja jonka 25 aksiaalinen ulottuvuus on A ja joka vastaa olennaisesti sisäänvedettävän tunneliosan suutinta ja ylempää ja alempaa aukko-osaa. Ylemmällä aukko-osalla on C\l £ aksiaalinen mitta B, ja se esitetään viitenumerolla 56. Alempi aukko-osa esitetään

CVJ

^ viitenumerolla 57 kuviossa 5. Ylempi aukko-osa 56 sijoittuu tunnelin yläseinämän ° keskelle ja alempi aukko-osa 57 suoraan sen alapuolelle tunnelin pohjaseinämään.

^ 30 Rengasmainen aukko-osa 54 on se osa tunnelia, joka täyttyy sisäänvedettävän

X

£ tunneliosan suuttimella 44 (esitetty kuviossa 2), kun ohjauspotkuriyksikkö on cm yläasemassaan. Ylempää ja alempaa aukko-osaa 56, 57, jotka sijoittuvat keksinnön S eräässä edullisessa suoritusmuodossa tunneliosaan 4", tarvitaan päästämään o työntöpalkin 38 ja/tai ohjauspotkuriyksikön rungon 8 osa (esitetty

CM

10 yksityiskohtaisemmin kuviossa 5) lävitseen, kun ohjauspotkuriyksikkö vedetään sisään. Työntöpalkki 38 ulottuu poikittain tunnelin poikki kehämäisen aukko-osan 54 aksiaalisen mitan A sisällä.

5 (0024) Kuviossa 5 on esitetty esillä olevan keksinnön mukaisen sisäänvedettävän ohjauspotkuriyksikön erään edullisen suoritusmuodon mukainen osittainen, vaakasuuntaan pitkin tunnelin akselia 4', 4" leikattu yläkuvanto, kun ohjauspotkuriyksikkö on laskettu alas. Kuvio esittää kuvioiden 3 ja 4 tavoin, miten työntöpalkin 38 päät on järjestetty V-muotoisiin ohjainkehyksiin 20, ja edelleen, 10 miten työntöpalkissa 38 on tunnelin 4’, 4” pituussuuntaan jatke 38'. Työntöpalkin 38 jatkeessa 38' on aukko 58 vastaanottamaan pyörivää putkea ja potkurin vetoakselia ympäröivä tukiputki. Sen enempää työntöpalkki 38 kuin sen jatkekaan 38' eivät ulotu missään suunnassa sen alueen ulkopuolelle, jonka tunnelin aukko-osat 54, 56 ja 57 (kuviossa 4) peittävät.

15 (0025) Nyt ylemmän ja alemman aukko-osan 56 ja 57 muotoa ja kokoa käsitellään sekä kuvioon 4 että kuvioon 5 viitaten yksityiskohtaisemmin. Tunneliosan 4" ylempää ja alempaa aukko-osaa 56, 57 tarvitaan, koska ohjauspotkuriyksikön runko 8 ja ohjauspotkuriyksikön vetoakselin tukiputki yhdessä tukiputkea varten järjestetyn 20 aukon 58 sisältävän työntöpalkin 38 aksiaalisen jatkeen 38' kanssa on siirrettävä ylä- ja ala-asemiensa välillä. Normaaleissa käyttöolosuhteissa vain työntöpalkin jatkeen 38' on läpäistävä tunnelin 4" yläseinämä, ja sekä ohjauspotkuriyksikön rungon 8 että jatkeen 38' on läpäistävä tunnelin 4" alaseinämä. Siksi jatkeen 38' vaakasuora projektio määrittää ylemmän aukko-osan 56 koon ja muodon, ja 25 ohjauspotkuriyksikön rungon 8 (joka on akselin suunnassa pidempi kuin työntöpalkin jatke 38' esitetyssä esimerkissä) ja työntöpalkin jatkeen 38' yhdistetty

C\J

ς vaakasuuntainen projektio määrittää alemman aukko-osan 57 koon ja muodon.

c\i ^ Ylempi aukko-osa 56 on edullisesti, mutta ei välttämättä, mahdollisimman pieni.

° Edellytyksenä ylemmän aukko-osan 56 mitoitukselle on antaa työntöpalkin jatkeen

Is- ^ 30 38' ja myös potkuriyksikön rungon 8 (jos se olisi poistettava ylöspäin esimerkiksi

X

£ huoltosyistä), joka ulottuu jatkeen 38' vaakasuoran projektion ulkopuolelle, siirtyä w pystysuunnassa tunnelin 4 yläseinämän ohi. Alempi aukko-osa 57 on myös S edullisesti, mutta ei välttämättä, mahdollisimman pieni. Edellytyksenä alemman

O

5 aukko-osan 57 mitoitukselle on, että kaikissa tilanteissa sekä työntöpalkin jatke 38'

(M

11 että ohjauspotkuriyksikön runko 8, joka ulottuu jatkeen 38' vaakasuoran projektion ulkopuolelle, voidaan siirtää sopivan välyksen turvin pystysuunnassa tunnelin 4 alaseinämän ohi. Työntöpalkin jatke 38' ei edullisesti ulotu pituussuunnassa ohjauspotkuriyksikön rungon 8 ohi sen alapuolelta, kuten kuviossa 5 on esitetty. 5 Poikittaissuunnassa työntöpalkin jatke 38' on vain niin leveä kuin sen rakenteellinen lujuus vaatii. Se voi kuitenkin olla leveämpi kuin ohjauspotkuriyksikön runko 8 sen alapuolella. Joka tapauksessa tämä tarkoittaa, että työntöpalkin jatke 38' saattaa lisätä tunnelin aukko-osien 56 ja 57 kokoa ohjauspotkuriyksikön rungon 8 lisäksi. Tavallisesti aukko-osa 56 voidaan mitoittaa vain työntöpalkin jatkeen 38' perusteella, 10 koska ohjauspotkuriyksikön runko 8 ei missään normaalissa käyttöasennossa ohita ylempää aukko-osaa 56. Koska aukko-osien 56 ja 57 kokojen ero ei ole suuri, on edullista kuitenkin järjestää sekä tunnelin 4" ylä- että alaseinämään samalla tavoin mitoitetut aukko-osat 56 ja 57. Kuitenkin myös huolto- ja asennussyistä on edullista pystyä asentamaan ohjauspotkuriyksikkö ylhäältä potkurikaivoon, jolloin 15 ohjauspotkuriyksikön rungon 8 on mentävä myös ylemmän aukko-osan läpi. Siinä tapauksessa on välttämätöntä, että sekä tunneliosan 4" ylä- että alaseinämän aukko-osat 56, 57 ovat samanmuotoiset.

(0026) Lisäksi kuviossa 5 esitetään suutin 44, jonka aksiaalinen mitta on olennaisen 20 lyhyt (verrattavissa mittaan A kuviossa 4) verrattuna koko ohjauspotkuriyksikön pituuteen (verrattavissa mittaan A + B kuviossa 4).

(0027) Kuviossa 6 on esitetty esillä olevan keksinnön mukaisen sisäänvedettävän ohjauspotkuriyksikön erään edullisen suoritusmuodon mukainen suurennettu, 25 pystysuuntaan pitkin tunnelin 4 akselia leikattu kuvanto, kun sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö on yläasemassaan. Tunneliosien 4' ja 4" välillä on

CVJ

ς sisäänvedettävä tunneliosa, joka muodostuu pääasiassa suuttimesta 44. Suutin 44

CVJ

^ on tässä suoritusmuodossa kiinnitetty yläosastaan ylemmän tukivarren 42 ^ yläpäähän ja alaosastaan potkurikaivon sulkurakenteeseen 48 ja/tai alempaan ^ 30 tukivarteen 46. Viitenumero 60 viittaa suuttimen 44 oikeanpuoleiseen päähän, joka

X

£ on kohti laajempaa tunneliosaa 4". Tunneliosan 4" ylä- ja alaseinämien aukko-osat gj suljetaan vastaavilla ylä- ja alasulkulevyillä 62 ja 64. Siten sisäänvedettävä

CO

g tunneliosa muodostuu suuttimesta 44 ja sulkulevyistä 62 ja 64. Molemmat sulkulevyt o 62 ja 64 ovat kaarevia levyjä, joiden sisähalkaisija vastaa tunneliosan 4" halkaisijaa 12 ja muoto aukko-osien 56 ja 57 muotoa (kuviot 4 ja 5) tunneliosassa 4". Sulkulevyt 62 ja 64 ulottuvat tunneliosan 4" suuntaan, jolloin niiden suunta on tavallisesti aksiaalinen eli yhdensuuntainen tunnelin akselin kanssa, paitsi jos tunneliosa 4" on hieman kartiomainen, jolloin sulkulevyjen suunnan voidaan katsoa olevan 5 olennaisen aksiaalinen. Alasulkulevy 64 on edullisesti kiinnitetty potkurikaivon sulkurakenteen 48 yläpinnan ja alemman tukivarren 46 alapään välille. Luonnollisesti on myös mahdollista kiinnittää alasulkulevy 64 potkurikaivon sulkurakenteen 48 päälle niin, että alasulkulevyssä 64 on reikä alempaa tukivartta 46 varten, jolloin potkurikaivon sulkurakenne 48 voidaan kiinnittää suoraan 10 alempaan tukivarteen 46. Myös muita kiinnitysjärjestelyjä voidaan käyttää. Yläsulkulevy 62 on kuviossa 6 esitetyn suoritusmuodon mukaisesti kiinnitetty pyörivän putken 11 alapään ja ylemmän tukivarren 42 yläpään välille. Siten ylä- ja ala sulkulevyt 62 ja 64 on järjestetty suuttimen 44 pään 60 aksiaalisiksi jatkeiksi siten, että ne ovat 180 asteen etäisyydellä toisistaan, eli suuttimen 44 akselin ja 15 sisäänvedettävän tunneliosan vastakkaisilla puolilla. Sulkulevyt 62 ja 64 peittävät yhdessä vähemmän kuin puolet sisäänvedettävän tunneliosan kehästä, edullisesti alle neljäsosan siitä. Käytännössä sulkulevyt 62 ja 64 voidaan kiinnittää, esimerkiksi hitsata, suuttimen 44 päähän 60 siten, että sisäänvedettävä tunneliosa kiinnitetään sulkulevyjen 62 ja 64 avulla ylempään ja alempaan tukivarteen 42 ja 46. On 20 kuitenkin myös mahdollista, että sulkulevyt 62 ja 64 ovat erillisiä ohutlevyelimiä, jotka on itsenäisesti kiinnitetty tukivarsiin 42 ja 46, jolloin suutin 44 on kiinnitetty erikseen tukivarsiin joko suoraan tai välillisten kiinnitysvälineiden, kuten esimerkiksi potkurikaivon sulkurakenteen 48, avulla. Jos pyörivä putki 11 ulottuu alas ohjauspotkuriyksikön rungolle saakka, eli ilman välille sijoittuvaa ylempää tukivartta, 25 on selvää, että sisäänvedettävä tunneliosa kiinnitetään pyörivään putkeen 11.

C\J

£ (0028) Kuvio 7 selventää erilaisissa rakenteissa ohjauspotkuriyksikön

CM

^ pystysuuntaisen liikkeen ylä- ja ala-asemien välillä mahdollistamiseen tarvittavien eri ° aukkojen ja sulkulevyjen muotoja. Uloin aukko 66 esittää aukkoa tai potkurikaivoa, n.

^ 30 jota tarvitaan ehdottomasti vesialuksen pohjassa, jotta ohjauspotkuriyksikkö voidaan

X

£ laskea kölin alle. Kuten on nähtävissä, aukon 66 on sallittava paitsi suuttimen ja cm ohjauspotkuriyksikön rungon 8, myös ohjainkehysten läpipääsy, koska kehykset S ulottuvat lähelle pohjaa, eli vesialuksen peruslinjaa, jotta saadaan paras o mahdollinen tuenta ohjauspotkuriyksikölle, kun se lasketaan ala-asemaansa.

C\J

13

Viitenumero 68 viittaa potkurikaivon sulkurakenteen kehään. Potkurikaivon sulkurakenteen muoto on luonnollisesti sama kuin aukolla 66 lisättynä pienellä käyntivälyksellä. Laivan pohjan teräslevyssä oleva aukko voitaisiin kuitenkin suunnitella vapaammin. Itse asiassa sen tarvitsee olla vain tarpeeksi iso, jotta 5 potkuriyksikön on mahdollista päästä sen läpi. Siten myös sulkurakenne voitaisiin suunnitella vapaammin vastaamaan aukon muotoja. Ja lopuksi, viitenumerolla 70 on merkitty tunnelissa oleva aukko. Toisin sanoen aukkoa 70 tarvitaan mahdollistamaan suuttimen ja ohjauspotkuriyksikön rungon 8 pystysuuntainen liike. Tämän kuvion voidaan myös katsoa kuvaavan ylä- ja alasulkulevyjen 62 ja 64 10 muotoja (kuvio 6), koska sulkulevyt muistuttavat aukon 70 sitä osaa, joka on aukon katkaistun kartio-osan yläpuolella, eli joka vastaa aukko-osia 56, 57 kuviossa 5.

(0029) Olisi ymmärrettävä, että edellä esitetty on vain esimerkinomainen kuvaus uudesta ja keksinnöllisestä sisäänvedettävästä ohjauspotkuriyksiköstä. Tulisi 15 ymmärtää, että vaikka yllä oleva selitys käsittelee tietyntyyppistä sisäänvedettävää ohjauspotkuriyksikköä, sisäänvedettävän ohjauspotkuriyksikön tyyppi ei rajoita keksintöä edellä käsiteltyihin tyyppeihin. On siis selvää, että potkurin käyttö voidaan järjestää alas ohjauspotkuriyksikön runkoon järjestetyn sähkö- tai hydraulimoottorin avulla. On myös selvää, että tunneliosien 4' ja 4" muoto ei rajoita keksintöä, jolloin 20 tunneliosat voivat olla joko lieriömäisiä tai kartiomaisia. Ylläolevan selityksen ei pidä ymmärtää rajoittavan keksintöä millään tavoin, vaan keksinnön koko suojapiiri määritellään ainoastaan oheisissa patenttivaatimuksissa. Ylläolevasta selityksestä olisi ymmärrettävä, että keksinnön erillisiä piirteitä voidaan käyttää muiden erillisten piirteiden yhteydessä, vaikka sellaista yhdistelmää ei olekaan erityisesti esitetty 25 selityksessä tai piirustuksissa.

C\J

δ

(M

CNJ

cp r-

(M

X

cc

CL

C\]

CO

O

δ

CM

Claims

5

1. Vesialuksen sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö, jossa on tunnelipotkuri, joka ohjauspotkuriyksikkö käsittää potkurin (6), jolla on halkaisija, ja akselin ja jota ympäröi sisäänvedettävä tunneliosa, laitteet potkurin (6) käyttämiseksi ja ohjaamiseksi ja laitteet potkurin (6) siirtämiseksi ylä- ja ala-asemiensa välillä, jolla 10 sisäänvedettävällä tunneliosalla on tunneliosan aksiaalisessa suunnassa muuttuva sisähalkaisija, tunnettu siitä, että sisäänvedettävä tunneliosa muodostuu suuttimesta (44) ja kahdesta sulkulevystä, eli yläsulkulevystä (62) ja alasulkulevystä (64), jotka sulkulevyt on järjestetty suuttimen (44) yhteen päähän ja 180 asteen etäisyydelle toisistaan potkurin (6) akselin vastakkaisille puolille ja ne ulottuvat 15 olennaisen aksiaalisesti suuttimen (44) päästä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö, tunnettu siitä, että suuttimen (44) aksiaalinen pituus on vähemmän kuin 0,7 kertaa, edullisesti 0,5 kertaa, potkurin halkaisija. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö, tunnettu siitä, että ylä- ja alasulkulevy (62, 64) peittävät yhdessä vähemmän kuin puolet sisäänvedettävän tunneliosan kehästä, edullisesti alle neljäsosan siitä. 1

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö, tunnettu siitä, että ohjauslaitteet käsittävät siirtolaitteisiin C\J £ tuetun kääntövaihteen (28) ja pyörivän putken (11), joka on liitetty yläpäästään CM ^ kääntövaihteen (28) pyörivään osaan, pyörivän putken (11) kantaessa alapäässään niin sisäänvedettävän tunneliosan kuin potkurinkin (6). w 30

£ 5. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen sisäänvedettävä cv ohjauspotkuriyksikkö, tunnettu siitä, että käyttölaitteet käsittävät S ohjauspotkuriyksikön rungon (8) ja potkurin (6), sisäänvedettävän tunneliosan o ollessa kiinnitetty runkoon (8) ylemmällä ja alemmalla tukivarrella (42, 46). CM

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö, tunnettu siitä, että ylempi tukivarsi (42) on osa pyörivää putkea (11) tai siihen kiinnitetty elin. 5

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö, tunnettu siitä, että yläsulkulevy (62) on kiinnitetty ylempään tukivarteen (42) ja alasulkulevy (64) alempaan tukivarteen (46).

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö, tunnettu siitä, että yläsulkulevy (82) on kiinnitetty pyörivän putken (11) ja ylemmän tukivarren (42) välille.

9. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 5 - 8 mukainen sisäänvedettävä 15 ohjauspotkuriyksikkö, tunnettu siitä, että ainakin yksi sulkulevyistä (62, 64) on kiinnitetty suuttimeen (44), ja että suutin (44) on mainitun ainakin yhden sulkulevyn (62, 64) avulla kiinnitetty vastaavaan ylempään ja/tai alempaan tukivarteen (42, 46).

10. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö, 20 tunnettu siitä, että siirtolaitteet (18, 20) käsittävät ylemmän ohjainjärjestelyn (18) ja alemman ohjainjärjestelyn (20) ylemmän ohjainjärjestelyn tukiessa kääntövaihdetta (28) ja alemman ohjainjärjestelyn tukiessa työntöpalkin (38) välityksellä ei-pyörivää tukiputkea (12), joka ei-pyörivä tukiputki (12) yhdistää kääntövaihteen (28) ja työntöpalkin (38) ja pyörivä putki (11) on tuettu ei-pyörivän putken (12) sisälle. 25

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö, CVI £ tunnettu siitä, että alempi ohjainjärjestely muodostuu kahdesta ohjainkehyksestä c\i ^ (20), jotka on järjestetty suuttimen (44) molemmille sivuille ja kiinnitetty tukea ° antaviin runkorakenteisiin (22), jotka ohjainkehykset (20) ovat sivussa Is- ^ 30 ohjauspotkuriyksikön pystyakselin kautta kulkevasta tasosta. X cc CL cm

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen sisäänvedettävä ohjauspotkuriyksikkö, S tunnettu siitä, että ylempi ohjainjärjestely muodostuu kahdesta ohjaintangosta (18), o jotka on järjestetty tunnelitason yläpuolelle, kiinnitetty tukea antaviin C\J runkorakenteisiin (22) ja järjestetty samaan pystytasoon ohjauspotkuriyksikön pystyakselin kanssa.

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen sisäänvedettävä 5 ohjauspotkuriyksikkö, tunnettu siitä, että tukea antaviin runkorakenteisiin (22) kiinnitetty pohjalevy (36) on järjestetty tunnelitason (4) yläpuolelle, jotka ohjaintankojen (18) alapäät ja ohjainkehysten (20) yläpäät on kiinnitetty pohjalevyyn (36). C\J δ (M (M O h-· (M X en CL (M 00 00 CD O δ (M 5