PL183666B1 - Propelling system for ships or boats - Google Patents

Abstract

1. Napęd pojazdu wodnego zawierający pędnik w postaci koła łopatkowego wielo-komorowego poziomo osiowego oraz generator pęcherzyków powietrza sprzężony ze źródłem powietrza o podwyższonym ciśnieniu znamienny tym, że składa się z generatora pęcherzyków powietrza (1) zwłaszcza mikroporowatego dyfuzora drobno pęcherzykowego, umieszczonego w toni bezpośrednio pod napędowym poziomo osiowym kołem łopatkowym (2) ze szczelnymi komorami (17) i obejmującego sobą całą jego czynną szerokość (b), przyłączonego na wejściu poprzez doprowadzający kołnierz powietrzny (3) i zawór (19) do eżektora (4) najkorzystniej jedno stopniowego, zasilanego w sprężone powietrze poprzez zasilający kolektor (5) i reduktor ciśnienia (6), z baterii połączonych równolegle zbiorników sprężonego powietrza (7), znajdujących się na pojeździe wodnym (8) i połączonych za pośrednictwem szybko złącznego przyłącza (9) ze znajdującymi się na lądzie sprężarką powietrza (10), dołączoną do tego złącza za pośrednictwem filtra (11) i odwadniacza (12).1. Water vehicle drive including a thruster in the form of a multi-chamber paddle wheel horizontally axial and bubble generator coupled with a source of increased air pressure characterized in that it consists of from an air bubble generator (1) especially microporous fine bubble diffuser, located in the depths directly under the propeller horizontally axial paddle wheel (2) with sealed chambers (17) and embracing the whole its active width (b), attached at the entrance through the supply air collar (3) and valve (19) to ejector (4) most preferably one stepped, compressed air fed through supply manifold (5) and pressure reducer (6), from batteries of parallel connected compressed tanks air (7) on the vehicle aquapark (8) and connected via quickly the union connector (9) with the on an onshore air compressor (10) attached to this connections through a filter (11) and a steam trap (12).

Description

Przedmiotem wynalazku jest napęd pojazdu wodnego, zaopatrzonego w pędnik kołowy łopatkowy poziomo osiowy.The subject of the invention is a water vehicle drive provided with a horizontally axial vane thruster.

Wynalazek dotyczy budowy napędu dla małych statków wodnych i lodzi, przeznaczonych do pływania na wodach osłoniętych śródlądowych z minimalnymi prędkościami.The invention relates to the construction of a propulsion system for small watercraft and boats intended to operate in inland sheltered waters at minimum speeds.

Znany jest i stosowany powszechnie napęd statków śródlądowych dwoma jednakowymi pędnikami, usytuowanymi na śródokręciu na zewnątrz poszycia statku i mającymi postać poziomo osiowych kół łopatkowych wielokomorowych. Pędniki tego typu uzyskują moment obrotowy od napędzanej przez silnik osi sztywnej. Znane rozwiązania napędu przewidują również użycie tylko jednego szerokiego koła łopatkowego bezkomorowego, usytuowanego w tylnej części statku.The propulsion of inland ships with two identical propellers located amidships outside the ship's shell and having the form of horizontally axial multi-chamber paddle wheels is known and commonly used. This type of propulsors gain torque from the rigid axle driven by the motor. Known propulsion solutions also envisage the use of only one wide chamberless paddle wheel located at the rear of the ship.

Znane jest również w technice obróbki wód powierzchniowych ich napowietrzanie przy pomocy generatorów pęcherzyków, będących najczęściej drobno pęcherzykowymi dyfuzorami gazu, sprzężonymi ze źródłem powietrza o podwyższonym w stosunku do atmosferycznego ciśnieniu.It is also known in the art of treating surface waters to aerate them with the use of bubble generators, which are usually fine-bubble gas diffusers coupled with an air source of increased pressure compared to atmospheric pressure.

183 666183 666

Nie są znane rozwiązania napędów jednostek wodnych umożliwiające zastosowanie dyfuzorów gazu do wytwarzania ciągu jednostek pływających.There are no known water craft propulsion solutions enabling the use of gas diffusers to produce a string of watercrafts.

Znany jest również tak zwany „strumieniowy napęd” jednostek pływających, realizowany przy pomocy silnego strumienia wody wyrzucanej z szybkobieżnej pompy turbinowej, jednak obecność tam drobnych pęcherzyków powietrza wywołanych zjawiskiem kawitacji, jest uważana za uboczne i wysoce szkodliwe zjawisko hydro erozyjne.Also known is the so-called "jet drive" of watercrafts, realized with the help of a strong stream of water ejected from a high-speed turbine pump, but the presence of fine air bubbles there caused by the cavitation phenomenon is considered a side effect and highly harmful hydro erosion phenomenon.

Wynalazek rozwiązuje zagadnienie opracowania nowej konstrukcji napędu pęcherzykowego pojazdu wodnego zwłaszcza statku śródlądowego lub łodzi, zapewniającego jego całkowicie cichobieżne, wolne poruszanie się po akwenach zamkniętych śródlądowych, w sposób nie zakłócający tak zwanej „strefy ciszy”.The invention solves the problem of developing a new design of the bubble drive of a water vehicle, especially an inland vessel or a boat, ensuring its completely silent, free movement on closed inland waters, without disturbing the so-called "silence zone".

Napęd pojazdu wodnego, zawierający znany pędnik w postaci koła łopatkowego wielokomorowego poziomo osiowego oraz mający znany generator pęcherzyków powietrza sprzężony ze źródłem powietrza o podwyższonym ciśnieniu, charakterystyczny tym według wynalazku, że składa się z generatora pęcherzyków powietrza zwłaszcza mikroporowatego dyfiizora drobno pęcherzykowego, umieszczonego w toni bezpośrednio pod napędowym poziomo osiowym kołem łopatkowym ze szczelnymi komorami. Dyfuzor obejmuje sobą całą czynną szerokość koła łopatkowego i jest przyłączony na wejściu poprzez doprowadzający kołnierz powietrzny i zawór do eżektora najkorzystniej jedno stopniowego. Jest on zasilany w sprężone powietrze poprzez zasilający kolektor i reduktor ciśnienia, z baterii połączonych równolegle zbiorników sprężonego powietrza, znajdujących się na pojeździe wodnym i połączonych za pośrednictwem szybko złącznego przyłącza, ze znajdującymi się na lądzie sprężarką powietrza, dołączoną do tego złącza za pośrednictwem filtra i odwadniacza. Istotnym jest w napędzie według wynalazku, że generator pęcherzyków powietrza, jest najkorzystniej usytuowany zarówno przed osią pionową koła łopatkowego jak i za tą osią i zasila w sprężone powietrze przynajmniej kilka jednocześnie komór łopatkowego koła, a nadto, że wymieniony generator jest najkorzystniej usytuowany na zewnątrz poszycia kadłuba pojazdu wodnego.Water vehicle propulsion comprising the known propeller in the form of a multi-chamber horizontally axial paddle wheel and having a known air bubble generator coupled to a pressurized air source, characterized according to the invention in that it consists of an air bubble generator, in particular a microporous fine-bubble diffiator, located directly in the water under the driving horizontally axial paddle wheel with sealed chambers. The diffuser covers the entire effective width of the paddle wheel and is connected at the inlet via a supply air flange and valve to the ejector, preferably one stage. It is supplied with compressed air via a supply manifold and a pressure reducer, from a battery of parallel-connected compressed air tanks on the watercraft and connected via a quick-coupling connection to a land-based air compressor connected to this connection via a filter and dehydrator. It is essential in the drive according to the invention that the air bubble generator is preferably located both upstream and downstream of the vertical axis of the paddle wheel and supplies compressed air to at least several chambers of the paddle wheel simultaneously, and that said generator is most preferably located outside the skin. the hull of the water vehicle.

W innej charakterystycznej wersji wykonania napędu pojazdu wodnego według wynalazku istotnym jest że, składa się on z generatora pęcherzyków powietrza zwłaszcza mikroporowatego dyfuzora drobno pęcherzykowego, umieszczonego w toni bezpośrednio pod napędowym poziomo osiowym kołem łopatkowym ze szczelnymi komorami i obejmującego sobą całą jego czynną szerokość. Generator jest przyłączony na wejściu poprzez doprowadzający kołnierz powietrzny i zawór, do wyrównawczego zbiornika powietrza sprężonego, usytuowanego na wyjściu dmuchawy, której elektryczny napędzający silnik jest dołączony do znajdującej się na pojeździe wodnym baterii akumulatorów, dołączonej po przez prostownik - zasilacz do znajdującego się na lądzie źródła energii elektrycznej.In another characteristic version of the water vehicle drive according to the invention, it is essential that it consists of an air bubble generator, in particular a microporous fine-bubble diffuser, located in the depth directly below the driving horizontally axial paddle wheel with sealed chambers and covering its entire active width. The generator is connected at the inlet, through the supply air flange and the valve, to the expansion tank of compressed air, located at the outlet of the blower, the electric driving engine of which is connected to the battery battery on the water vehicle, connected via a rectifier - power supply to a shore-based source electric energy.

Dzięki zastosowaniu w urządzeniu według wynalazku generatora pęcherzyków powietrza zwłaszcza mikroporowatego dyfuzora drobno pęcherzykowego, umieszczonego w toni bezpośrednio pod napędowym poziomo osiowym kołem łopatkowym ze szczelnymi komorami i obejmującego sobą całą jego czynną szerokość, okazało się możliwe autonomiczne poruszanie się pojazdu wodnego z małymi prędkościami. Wydobywające się z dyfuzora liczne drobne pęcherzyki powietrza wypełniają sobą kilka jednocześnie komór obracającego się w osi poziomej koła łopatkowego, zwiększając chwilową wyporność tych komór i powodując tym samym pojawienie się składowej pionowej siły wyporu, która przyłożona do ramienia będącego uśrednionym promieniem koła łopatkowego, tworzy moment obrotowy pędnika. Zastosowanie w układzie napędu według wynalazku batem zbiorników sprężonego powietrza (zasilanych okresowo z lądu) lub baterii akumulatorów energii elektrycznej (doładowywanych okresowo z lądu), czyni jednostkę wyposażoną w napęd według wynalazku, w dość znacznym stopniu autonomiczną.Due to the use of an air bubble generator in the device according to the invention, in particular a microporous fine-bubble diffuser, located in the depths directly under the driving horizontally axial paddle wheel with sealed chambers and covering its entire active width, it has turned out to be possible for the water vehicle to move autonomously at low speeds. Numerous small air bubbles emanating from the diffuser fill several chambers at the same time in the horizontal axis of the paddle wheel, increasing the momentary displacement of these chambers and thus causing the appearance of the vertical buoyancy force component, which, when applied to the arm being the average radius of the paddle wheel, creates a torque propeller. The use of compressed air tanks (periodically recharged from land) or electric energy accumulators (periodically recharged from land) in the propulsion system according to the invention with a whip makes the unit equipped with the propulsion according to the invention quite autonomous.

Wynalazek jest szczegółowo opisany na przykładzie jego wykonania i zobrazowany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uproszczony widok z boku napędu, fig. 2 widok z przodu układu z fig. 1, fig. 3 schemat ideowy blokowy napędu w wykonaniu z baterią butli sprężonego powietrza i fig. 4 schemat ideowy blokowy innej odmiany napędu z baterią akumulatorów.The invention is described in detail on an exemplary embodiment thereof and illustrated in the drawing, in which fig. 1 shows a simplified side view of the drive, fig. 2 a front view of the system from fig. 1, fig. 3 block diagram of the drive in the embodiment with a compressed cylinder battery 4 is a block diagram of another variant of the drive with the battery.

183 666183 666

Jak pokazano na rysunku napęd pojazdu wodnego składa się z generatora pęcherzyków powietrza 1 zwłaszcza mikroporowatego dyfuzora drobno pęcherzykowego, umieszczonego w toni bezpośrednio pod napędowym poziomo osiowym kołem łopatkowym 2 ze szczelnymi komorami 17 i obejmującego sobą całą jego czynną szerokość. Dyfuzor jest przyłączony na wejściu poprzez doprowadzający kołnierz powietrzny 3 i zawór 19 do eżktora 4, najkorzystniej jedno stopniowego, zasilanego w sprężone powietrze poprzez zasilający kolektor 5 i reduktor ciśnienia 6, z baterii połączonych równolegle zbiorników sprężonego powietrza 7. Znajdują się one na pojeździe wodnym i są połączone za pośrednictwem szybko złącznego przyłącza 9 ze znajdującymi się na lądzie sprężarką powietrza 10, dołączoną do tego złącza za pośrednictwem filtra 11 i odwadniacza 12.As shown in the drawing, the water vehicle drive consists of an air bubble generator 1, in particular a microporous fine-bubble diffuser, located in the depth directly below the driving horizontally axial paddle wheel 2 with sealed chambers 17 and covering its entire active width. The diffuser is connected at the inlet via a supply air flange 3 and a valve 19 to the ejector 4, preferably one stage, supplied with compressed air via a supply manifold 5 and a pressure reducer 6, from batteries of parallel connected compressed air tanks 7. They are located on the water vehicle and they are connected via a quick coupling 9 to an ashore air compressor 10 connected to this connection via a filter 11 and a dehydrator 12.

Inne wykonanie napędu pojazdu wodnego, składa się z generatora pęcherzyków powietrza 1 zwłaszcza mikroporowatego dyfuzora drobno pęcherzykowego, umieszczonego w toni bezpośrednio pod napędowym poziomo osiowym kołem łopatkowym 2 ze szczelnymi komorami 17 i obejmującego sobą całąjego czynną szerokość b, przyłączonego na wejściu poprzez doprowadzający kołnierz powietrzny 3 i zawór 19, do wyrównawczego zbiornika 18 powietrza sprężonego. Jest on usytuowany na wyjściu dmuchawy 13, której elektryczny napędzający silnik 14 jest dołączony do znajdującej się na pojeździe wodnym 8 baterii akumulatorów 15, dołączonej po przez prostownik - zasilacz 16 do znajdującego się na lądzie źródła energii elektrycznej UE.Another embodiment of the water vehicle drive consists of an air bubble generator 1, in particular a microporous fine-bubble diffuser, located in the depths directly under the driving horizontally axial paddle wheel 2 with sealed chambers 17 and encompassing its entire active width b, connected at the entrance through a supply air collar 3 and a valve 19, to an expansion tank 18 for compressed air. It is located at the outlet of a blower 13, the electric driving motor of which 14 is connected to a battery bank 15 on the water vehicle 8, connected via a rectifier-power supply 16 to a land-based electric power source UE.

Istotnym jest w napędzie, że generator pęcherzyków powietrza 10 jest najkorzystniej usytuowany zarówno przed osią pionową X-X koła łopatkowego 2 jak i za tą osią i zasila w sprężone powietrze przynajmniej kilka jednocześnie komór 17 łopatkowego koła 2. Generator pęcherzyków powietrza 10, jest najkorzystniej usytuowany na zewnątrz poszycia kadłuba pojazdu wodnego 8.It is essential in the drive that the air bubble generator 10 is most preferably positioned both upstream and downstream of the vertical axis XX of the paddle wheel 2 and supplies compressed air to at least several simultaneously chambers 17 of the paddle wheel 2. The air bubble generator 10 is most preferably located outside. watercraft hull plating 8.

183 666183 666

183 666183 666

FIG.2FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies. Price PLN 2.00.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Napęd pojazdu wodnego zawierający pędnik w postaci koła łopatkowego wielokomorowego poziomo osiowego oraz generator pęcherzyków powietrza sprzężony ze źródłem powietrza o podwyższonym ciśnieniu znamienny tym, że składa się z generatora pęcherzyków powietrza (1) zwłaszcza mikroporowatego dyfuzora drobno pęcherzykowego, umieszczonego w toni bezpośrednio pod napędowym poziomo osiowym kołem łopatkowym (2) ze szczelnymi komorami (17) i obejmującego sobą całąjego czynną szerokość (b), przyłączonego na wejściu poprzez doprowadzający kołnierz powietrzny (3) i zawór (19) do eżektora (4) najkorzystniej jedno stopniowego, zasilanego w sprężone powietrze poprzez zasilający kolektor (5) i reduktor ciśnienia (6), z baterii połączonych równolegle zbiorników sprężonego powietrza (7), znajdujących się na pojeździe wodnym (8) i połączonych za pośrednictwem szybko złącznego przyłącza (9) ze znajdującymi się na lądzie sprężarką powietrza (10), dołączoną do tego złącza za pośrednictwem filtra (11) i odwadniacza (12).1. Water vehicle propulsion including a propeller in the form of a multi-chamber horizontally axial paddle wheel and an air bubble generator coupled with an air source of increased pressure, characterized by the fact that it consists of an air bubble generator (1), especially a microporous fine-bubble diffuser, located in the depths directly under the propulsion a horizontally axial paddle wheel (2) with sealed chambers (17) and embracing its entire effective width (b), connected at the inlet through the supply air flange (3) and the valve (19) to the ejector (4), most preferably one-stage, supplied with pressurized air through the supply manifold (5) and pressure reducer (6), from batteries of parallel-connected compressed air tanks (7) located on the watercraft (8) and connected via a quick-connect connection (9) to the shore-based air compressor (10), connected to this connector via a filter (11) and vice versa adjuvant (12). 2. Napęd według zastrz. 1, znamienny tym, że generator pęcherzyków powietrza (10) jest najkorzystniej usytuowany zarówno przed osią pionową (X-X) koła łopatkowego (2) jak i za tą osią i zasila w sprężone powietrze przynajmniej kilka jednocześnie komór (17) łopatkowego koła (2).2. Drive according to claim The method of claim 1, characterized in that the air bubble generator (10) is most preferably positioned both upstream and downstream of the vertical axis (X-X) of the paddle wheel (2) and supplies compressed air to at least several chambers (17) of the paddle wheel (2) simultaneously. 3. Napęd według zastrz. 1, znamienny tym, że generator pęcherzyków powietrza (10), jest najkorzystniej usytuowany na zewnątrz poszycia kadłuba pojazdu wodnego (8).3. The drive according to claim The method of claim 1, characterized in that the air bubble generator (10) is most preferably located outside the shell of the watercraft hull (8). 4. Napęd pojazdu wodnego, zawierający pędnik w postaci koła łopatkowego wielokomorowego poziomo osiowego oraz generator pęcherzyków powietrza sprzężony ze źródłem powietrza o podwyższonym ciśnieniu znamienny tym, że składa się z generatora pęcherzyków powietrza (1) zwłaszcza mikroporowatego dyfhzora drobnopęcherzykowego, umieszczonego w toni bezpośrednio pod napędowym poziomo osiowym kołem łopatkowym (2) ze szczelnymi komorami (17) i obejmującego sobą całą jego czynną szerokość (b), przyłączonego na wejściu poprzez doprowadzający kołnierz powietrzny (3) i zawór (19), do wyrównawczego zbiornika (18) powietrza sprężonego, usytuowanego na wyjściu dmuchawy (13), której elektryczny napędzający silnik (14) jest dołączony do znajdującej się na pojeździe wodnym (8) batem akumulatorów (15), dołączonej po przez prostownik - zasilacz (16) do znajdującego się na lądzie źródła energii elektrycznej (UE).4. Water vehicle drive, including a propeller in the form of a multi-chamber horizontally axial paddle wheel and an air bubble generator coupled with an air source of increased pressure, characterized by the fact that it consists of an air bubble generator (1), especially a microporous fine-bubble diffuser, located in the depth directly under the propeller a horizontally axial paddle wheel (2) with sealed chambers (17) and embracing its entire effective width (b), connected at the inlet through an air supply flange (3) and a valve (19), to the compensating compressed air tank (18) located at the outlet of the blower (13), the electric driving motor of which (14) is connected to the battery (15) located on the water vehicle (8), connected via a rectifier - power supply (16) to a land-based electricity source (UE ).