Устройство для использования энергии качки судна
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИЙ КАЧЮ СУДНА, содержащее переметцающнйся относительно корпуса судна груз, кинематически связанный с рабочим валом, на котором закреплены маховик и потребитель энергии, отличающееся тем, что t с целью повышения эффективности его работы путем увеличения количества энергии, используемой потребителем, в нем груз снабжен колесами с ребордами, посредством которых он Подвижно сопряжен с рельсовыми путями, которыми снабжен корпус судна, причем эти пути изогнуты в плоскости шпангоута и диаметральной плоскости по дуге окружности, а вышеуказанная кинематическая связь груза с рабочим валом содержит зубчатый сектор, закрепленный на грузе, и две обгонные муфты, закрепленные на рабочем валу, при этом эти муфты одна - непосредственно , а другая - через паразитную шестерню выполнены с зацеплением с упомянутым зубчатым сектором .
1 (19) i4!) СООЗ СОВЕТСНИХ
ONINhl
РЕСПУЬЛИН
4 (Я) (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н As TopcNoMY сецдтвльствМ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
AO ДЕЛМ4 ИЗСВРЕТЕНИИ И OTHIPbfTHA (21) 3604422/27-1Ф (22) 03.05.83 (46) 30.04.85. Бюл. Ф !6 (72) Д.Н. Николаев (53) 629.32.532.582.5(088.8) (56) Патент ФРГ У 3309446, кл. В 63 Н 19!02, 09.12.82. (54)(57) rCzrOACXSO ДНН nCnOSaaOВАНИЯ ЭНЕРГИИ КАЧКИ СУДНА, содержащее перемещающийся относительно корпуса судна груз, кинематически связанный с рабочим валом. на котором закреплены маховик и потребитель энергии, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения эффективности его работы путем увеличения количества энергии, нспользуемой потребителем, в нем груз снабжен колесами с ребордами, посредством которых он подвижно сопряжен с рельсовыми путями, которыми снабжен корпус судна, причем эти пути изогнуты в плоскости шпангоута и диаметральной плоскости по дуге окружности, а вышеуказанная кинематическая связь груза с рабочим валом содержит зубчатый сектор, закрепленный на грузе, и две обгонные муфты, закрепленные на рабочем валу, при этом эти муфты одна — непосредственно, а другая — через паразитную шестерню выполнены с зацеплением с упомянутым зубчатым сектором.
1152882
Изобретение относится к. судостроению, в частности к устройствам для использования энергии качки судна.
Цель изобретения - повьппение эф. фективности работы устройства путем увеличения количества энергии качки, используемой потребителем.
На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство с подвешенным грузом, общий вид; на фиг. 2 - узел Х фиг, 1; на фиг. 3схема работы устройства при качке; на фиг. 4 — устройство с перекатывающимся грузом, общий .вид; на фиг. 5 — сечение А-А на фиг. 4; на фиг. 6 — сечение Б-Б на фиг. 5.
Устройство (фиг. 1) состоит из силового привода, пускораэгонных средств и потребителя энергии, Силовой привод содержит емкость с грузом 1 (в дальнейшем — просто груз) и осью 2, подвешенных на подшипниках 3 в отсеке корпуса судна. На грузе закреплен зубчатый венец 4, образующий сектор колеса с радиусом
:до оси 2. Колебания груза ограниче.ны амортизирующим упором 5 и могут быть застопорены в ДП стопором 6.
На рабочий вал 7, вращающийся в подшипниках 8, посажены первая
9 и вторая 10 муфты обгона. Ведущие части муфт с зубчатыми колесами имеют кулачки одинакового направления и посажены на рабочий вал скользяще, а ступицы ведомых втулок — жестко. Зубчатый венец сектора находится в непосредственном зацеплении с первой муфтой 9 обгона и паразитной шестерней 11, вращающейся на оси 12 в подшипниках
13- Вторая муфта 10 обгона находится в зацеплении с шестерней
Диаметр начальнык окружностей зубчатого зацепления муфт 9 и 10 и шестерни 11 одинаковый, а длина зубьев венца шестерни 11 двойная против длины зубьев муфт 9 и 10.
Таким образом, обгонные муфты вращаются всегда с одинаковой угловой скоростью, но в противоположном направлении и вращают рабочий вал только в одном направлении.
Пускоразгонный механизм состоит иэ маховика 14 на рабочем валу между двух.нормально разомкнутых муфт 15 и 1б.
Потребитель 17 энергии (гребной вмят, генератор и пр.) подключают20
Работа устройства.
55 ся к рабочему валу через мультипликаторную коробку 18 передач.
Предусматривается также работа обгонных муфт не непосредственно от сектора, а от повьппающей их обороты передачи.
Поскольку снимаемая устройством мощность пропорциональна весу груза силового привода, предусматривается использование веса перевозимых судном грузов в трюмах и танках (водяного балласта, топлива и пр.) в качестве рабочих грузов для устройства. В связи с этим рабочие грузы могут не только подвешиваться, но и перекатываться, как показано на фиг. 4.
В отсеке корпуса судна 19 перевозимый груз перемещается в трюмгруз 20, перекатывающийся при крене по дуге окружности радиуса R на подрессоренных тележках 21 по рельсам 22 вокруг геометрической оси 0-0, лежащей в ДП. На трюм-грузе 20 закреплен зубчатый венец 23 с радиусом начальной окружности длиной до оси 0-0. Силовой привод в этом варианте также содержит спаренные шестерню-звездочку 24 и звездочку-шестерню 25 с осями 2б и 27 вращения, закрепленными на переборке 28, бесконечную цепь 29, общий или индивидуальный рабочий вал 30 с первой 31 и второй 32 муфтами обгона на нем и паразитную шестерню 33, Звездочка-шестерня
25 находится в одновременном зацеплении с муфтой 31 обгона и паразитной шестерней 33, а последняя — с муфтой обгона 32.
Силовой привод имеет амортизирующий упор 34, ограничивающий угол поворота трюм-груза при крене. Колеса тележек имеют реборды, препятствующие сдвигу трюм-груза вдоль оси
0-0. Стопор трюм-груза, разгоннопусковой механизм и потребитель энергии аналогичны описанным ранее (не показаны). Для увелйчения оборотов рабочего вала введена мульти- . пликаторная передача, а роль зубчатого сектора выполняет звеэдочкашестерня 25. Работа силового привода с перекатывающимся трюм-грузом аналогична работе с подвешенным грузом.
3 11528
Механизм получения полезной работы и снижения амплитуд качки состо-ит из трех этапов.
Первый этап. Пуск рабочего вала вхолостую. Начало бортовой качки судна. Маховик 14 муфтой 15 отключен от неподвижного рабочего вала
7, груз 1 силового привода освобождают от стопора 6. При накренении судна под действием внешних сил 10 (ветра и волн) на один из бортов груз 1 под влиянием сил веса и энергии остается в прежнем положении свободного нодвеса>вследствие чего ведущее колесо обгонной муфты 9 начинает обегать зубчатый взнец 4 неподвижного груза {фиг. 3), передавая вращение рабочему валу, например, но часовой стрелке. В это время, вторая обгонная муфта 10, вращаемая паразиткой шестерней 11 в противоположном нанравлении, отключается. После того, как угловая скорость накренения начинает уменьшаться против достигнутой максимальной, первая муфта 9 также отключается, а рабочий вал продолжает вращаться по инерции с равнозамедленной угловой скоростью. Судно под влиянием накопленной потенциальной энергии восстанавливающего момента начинает выпрямляться в обратную сторону, и рабочий вал получает импульс вращения уже от второй муфты 1О обгона.
Процесс повторяется на ЛБ и продолжается до тех пор, пока часть рабочего вала (до маховика) не наберет., максимально возможные при данном угле крена обороты.
Второй этап. Накопление махови- 40 ком кинетической энергии. Качка продолжаегся и усиливается. Посредством муфты 15 к вращающемуся раба" чему валу подключается маховик 14, для разгона которого необходимо шриложить крутящий момент. Этот
45 момент образуется за счет усилия, возникающего в зацеплении венца 4, например, с муфтой 9 обгона при макренении судна на ПБ. Усилие поворачивает груз 1 на некоторый
50 угол о от вертикали,.после чего поворот груза прекращается, и муфта 9 снова начинает обегать венец 4, о,038 G 82 4 т.е. раскручивать вал, но уже нагруженный маховиком. По замедлении накренения, угловая скорость рабочего вала оказывается большей, чем у муфты 9, и последняя отключается. Тогда груз устремляется с ускорением вниз, что приводит к повторному включению муфты 9 до возвращения . груза в исходное положение свободного подвеса и достижения судном максимального угла 8 крена. При выпрямлении судна и достижения им необходимой скорости включается муфта 10. и рабочий вал получает энергию вращения уже за счет потенциальной энергии, накопленной судном. Накренение на ЛБ происходит аналогично описанному для ПБ, íî рабочий вал вращается муфтой 10. Третий этап. Работа с полезной нагрузкой. По достижении маховиком установившихся оборотов, муфтой 16 через коробку 18 передач подключается потребитель t7 энергии. Ра-. бота силового привода при этом идентична его работе во втором этапе, но только с большим углом подъема груза 4, так как он является мерилом нагрузки рабочего вала. При этом отбираемая устройством полезная мощность связана с углами качки судна следующей формулой мощносTH" 2l5?832 Г г / 4152882 :Риг с J- ьй zman /yew рабане /ила Боло с знгргии мох1хйикап Олггиии ни@Я Работа с /7 5-ий arrron ° g N Eurronwe+ue 1152882
