FI97352B

FI97352B - Wind-powered and/or electrically powered boat

Info

Publication number: FI97352B
Application number: FI912398A
Authority: FI
Inventors: Tapio Rissanen
Original assignee: Tapio Rissanen
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1996-08-30
Also published as: FI97352C; FI912398A0; FI912398A

Description

9735297352

TUULI- JA/TAI SÄHKÖVOIMALLA KULKEVA ALUSWIND AND / OR ELECTRIC VESSEL

Keksinnön kohteena on tuuli- ja/tai sähkövoimalla kulkeva alus, johon kuuluu aluksen mastoon akselin välityksellä 5 pyörivästi kiinnitetty tuulipotkuri, johon kuuluu useita, akselin suhteen säteittäisesti vierekkäin sijoitettuja, lataustehon mukaan säädettäviä lapoja, joka tuulipotkuri on yhdistetty latauslaitteeseen, joka on yhdistetty alukseen sijoitettuihin akkuihin niiden varaamiseksi, ja aluksen 10 akkuihin liitetty ainakin sähkökäyttöinen potkuri.The invention relates to a wind and / or electric vessel comprising a wind turbine rotatably mounted to the mast of the vessel via a shaft 5, comprising a plurality of radially adjacent axially adjacent, power-adjustable blades, which wind turbine is connected to a charging device connected to batteries located on the vessel. to charge them, and at least an electric propeller connected to the batteries of the ship 10.

Purjeveneissä ja purjealuksissa hyödynnetään tuulivoimaa käyttämällä veneiden ja aluksien mastoihin kiinnitettyjä purjeita. On myös olemassa erilaisia laitteistoja, jotka 15 kiinnitetään mastoihin tai vastaaviin, ja jotka saatetaan pyörimään tuulen voimalla. Tämä pyörintäliike käytetään hyväksi aluksen liikuttamisessa siirtämällä voima suoraan veden alla olevaan potkuriin tai lataamalla sen avulla aluksen akkuja. Akkujen avulla voidaan tämän jälkeen käyttää . 20 veden alla olevaa potkuria esim. siirrettäessä alusta vasta- tuuleen, satama-alueella tai sillan ali. Nykyisissä laitteistoissa käytetään tuulipotkureita, joissa on vain kaksi lapaa. Eteenpäinvievänä voimana on tuulipotkurin pyörimisestä saatava voima, eikä purjevaikutusta muodostu. Sama epä-25 kohta on myös muissa monimutkaisissa laitteistoissa, jotka : perustuvat siihen, että osa laitteistosta saatetaan pyöri mään pystysuuntaisen akselin ympäri.Sailboats and sailing vessels utilize wind power by using sails attached to the masts of boats and ships. There are also various devices which are attached to masts or the like and which are made to rotate by the force of the wind. This rotational motion is exploited to move the vessel by transferring power directly to an underwater propeller or by using it to charge the vessel’s batteries. The batteries can then be used. 20 underwater propellers, e.g. when moving the vessel upwind, in the port area or under a bridge. Current equipment uses wind turbines with only two blades. The driving force is the force resulting from the rotation of the wind turbine, and no sailing effect is formed. The same point-25 is also present in other complex equipment which: is based on the fact that part of the equipment is rotated about a vertical axis.

Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin alus, jonka avulla 30 poistetaan nykyisiin aluksiin liittyviä epäkohtia. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin alus, jossa tuulipotkurin purjevoima ja myös tuulipotkurin pyörivä liike hyödynnetään tehokkaasti. Edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin alus, joka on helppokäyttöinen, yksinkertai-35 nen ja toimintavarma rakenteeltaan.The object of the invention is to provide a vessel by means of which the drawbacks associated with existing vessels are eliminated. In particular, the object of the invention is to provide a vessel in which the sailing force of a wind propeller and also the rotational movement of a wind propeller is utilized efficiently. It is a further object of the invention to provide a vessel which is easy to use, simple and reliable in construction.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan aluksella, jolle on tun- 2 97352 nusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.The object of the invention is achieved by a vessel which is characterized by what is stated in the claims.

Keksinnön mukaisessa aluksessa tuulipotkurin lapojen lapa-kulmat on järjestetty säädettäviksi tarvittavan purjevoiman 5 ja lataustehon mukaan siten, että tuulipotkurin vierekkäiset lavat ovat kiinni-asennossa vastakkain ja/tai päällekkäin ja muodostavat yhtenäisen rakenteen. Tällöin tuulen purjevoimaa ja tuulipotkurin pyörivää liikettä hyödynnetään tarkoituksenmukaisesti. Lavat pyörittävät akselia ja sen välityksellä 10 voima siirtyy voimansiirtolaitteiston avulla latauslaitteeseen, joka lataa aluksen akkuja. Akuista saatavan virran avulla voidaan liikuttaa sähkökäyttöistä veden alla olevaa potkuria. Tuulipotkuri toimii myös tavanomaisena purjeena, jolloin veden alla olevaa potkuria ei välttämättä tarvitse 15 samanaikaisesti käyttää vaan tuulipotkurin pyörimisenergia voidaan varastoida akkuihin. Tuulipotkuri toimii haluttaessa myös aluksen ollessa ankkurissa, jolloin aluksen akkuja voidaan ladata tarpeen mukaan.In the vessel according to the invention, the blade angles of the wind turbine blades are arranged to be adjustable according to the required sailing force 5 and the charging power, so that the adjacent blades of the wind propeller are opposite and / or superimposed in the closed position and form a uniform structure. In this case, the sailing power of the wind and the rotating movement of the wind propeller are utilized appropriately. The blades rotate the shaft and through it the force 10 is transmitted by means of a transmission device to a charger which charges the ship's batteries. The current from the batteries can be used to move the electric underwater propeller. The wind propeller also functions as a conventional sail, so that the underwater propeller does not necessarily have to be operated simultaneously, but the rotational energy of the wind propeller can be stored in the batteries. If desired, the wind turbine also works when the ship is at anchor, so that the ship's batteries can be charged as needed.

. 20 Lapojen asentoa säätämällä saadaan aluksen nopeus sopivaksi, sillä tarvittaessa osa tuulesta saadaan ohjatuksi lapojen välisistä raoista potkurin läpi. Vierekkäisten lapojen ollessa vastakkain ja/tai päällekkäin kiinni-asennossa ne muodostavat yhtenäisen rakenteen, joka toimii tehokkaana 25 purjepintana. Aluksen ollessa ankkurissa voidaan lapojen : asentoja säätämällä saada mahdollisimman tehokkasti akut ladatuiksi. Tätä tarkoitusta varten alukseen kuuluu edullisesti myös tuulen suuntaa osoittava laite ja tähän laitteeseen yhdistetty säätöelin, joiden avulla tuulipotkuria 30 saadaan käännetyksi edulliseen kulmaan tuulen ja aluksen suunnan suhteen sekä aluksen ollessa liikkeellä että sen ollessa ankkurissa.. 20 Adjusting the position of the blades makes the speed of the vessel suitable, because if necessary, part of the wind can be directed from the gaps between the blades through the propeller. When the adjacent blades face and / or overlap in the closed position, they form a unitary structure that acts as an effective sail surface. When the vessel is at anchor, the batteries can be charged as efficiently as possible by adjusting the positions of the blades. For this purpose, the vessel preferably also includes a wind direction indicating device and an adjusting member connected to this device, by means of which the wind propeller 30 is turned at an advantageous angle with respect to the wind and the vessel direction both when the vessel is moving and at anchor.

Seuraavaksi keksintöä selvitetään tarkemmin viittaamalla 35 oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää erästä sovellusta keksinnön mukaisesta aluksesta kaaviomaisesti esitettynä sivulta katsottuna, ti 3 97352 kuva 2 esittää kuvan 1 mukaista alusta päältä katsottuna, kuva 3 esittää erästä sovellusta keksinnön mukaisen aluksen tuulipotkurista edestä katsottuna, ja kuva 4 esittää kuvan 1 mukaisen aluksen tuulipotkurin kiin-5 nittämistä mastoon sivulta katsottuna ja poikkileikattuna.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows an embodiment of a vessel according to the invention in a schematic side view, i.e. Fig. 3 97352 Fig. 2 shows a top view of the vessel according to Fig. 1, Fig. 3 shows a front view of a vessel according to the invention. 4 shows a side view and a cross-section of the attachment of the wind turbine of the ship according to Fig. 1 to the mast.

Kuvien esittämässä sovelluksessa aluksen 1 keskiosaan on kiinnitetty masto 2 ja mastoon on kiinnitetty aluksen poi-kittaissuuntaisesti pyörivä tuulipotkuri 3. Tuulipotkurin 10 muodostavat akseliin 7 säteittäisesti kiinnitetyt lavat 8, joiden lapakulma on järjestetty akselin suhteen säädettäväksi. Lavat on sijoitettu vierekkäin säännöllisin välein siten, että vierekkäisten lapojen reunat ovat vastakkain tai mahdollisesti jopa päällekkäin potkurin ollessa kiinni-15 asennossa. Lapakulmaa säätämällä saadaan lapojen välisten rakojen kokoa säädetyksi halutulla tavalla. Akseli on kiinnitetty mastoon laakereiden 11 avulla kääntyvästi. Laitteeseen kuuluu lisäksi rajoittimet (ei esitetty kuvissa), joiden avulla potkurin kääntymiskulma voidaan säätää tietty-20 jen arvojen väliin esim. siten, ettei potkuri pääse käänty- « mään aluksen etuosaan. Tuulipotkuri voidaan haluttaessa lukita paikalleen ja myös siten, ettei se pyöri.In the embodiment shown in the figures, a mast 2 is attached to the central part of the vessel 1 and a transverse rotating wind turbine 3 is attached to the mast. The blades are placed side by side at regular intervals so that the edges of the adjacent blades face or possibly even overlap when the propeller is in the closed-15 position. By adjusting the blade angle, the size of the gaps between the blades can be adjusted as desired. The shaft is pivotally attached to the mast by means of bearings 11. The device also includes stops (not shown in the figures) by means of which the angle of rotation of the propeller can be adjusted between certain values, e.g. so that the propeller cannot turn to the front of the vessel. If desired, the wind turbine can be locked in place and also so that it does not rotate.

Kuvan 4 mukaisesti latauslaite 4, edullisesti vaihtovirtala-25 turi, on sijoitettu tässä sovelluksessa maston 2 päähän.According to Fig. 4, the charging device 4, preferably the AC current 25, is located in the end of the mast 2 in this application.

: Laitteistoon kuuluu edelleen hammaspyörä 12, jonka avulla akselin pyörintäliike välitetään latauslaitteeseen. Lataus-laite on yhdistetty johtojen avulla akkuihin 5, jotka on sijoitettu aluksen takaosaan. Akut puolestaan on yhdistetty 30 sähkömoottoriin 13, johon potkuri 6 on kiinnitetty. Keksinnön muussa sovelluksessa latauslaite voidaan sijoittaa muuhun paikkaan ja voimansiirtoelimien avulla välittää akselin liike sinne. Tarkoituksenmukaista on kuitenkin latauslaitteen sijoittaminen akselin läheisyyteen.: The apparatus further comprises a gear 12, by means of which the rotational movement of the shaft is transmitted to the charger. The charger is connected by wires to batteries 5 located in the stern of the vessel. The batteries, in turn, are connected 30 to an electric motor 13 to which the propeller 6 is attached. In another embodiment of the invention, the loading device can be located elsewhere and the movement of the shaft can be transmitted there by means of the transmission elements. However, it is expedient to place the charger close to the shaft.

Aluksen kannelle on sijoitettu tuulen suuntaa osoittava laite 9, joka tässä tapauksessa on suuntaviiri. Suuntaviiri 35 4 97352 on yhdistetty säätöelimeen ja kääntökoneistoon 10 tuulipot-kurin suunnan kääntämiseksi halutulla tavalla ottaen huomioon tuulen suunta ja voimakkuus. Tuulipotkurin optimaalinen suunta voidaan säätää manuaalisesti tai automaattisesti 5 laitteistoon kuuluvalla tietokoneella, joka on ohjelmoitu kääntämään tuulipotkurin edulliseen kulmaan. Kuvan 4 mukaisesti kääntökoneistoon kuuluu hammaskehä, joka on järjestetty kääntämään akselin suojakuorta ja moottori hammaskehän liikuttamiseksi.A wind direction indicating device 9 is placed on the deck of the ship, which in this case is a directional flag. The directional flag 35 4 97352 is connected to the control member and the turning mechanism 10 for reversing the direction of the wind turbine as desired, taking into account the direction and strength of the wind. The optimal direction of the wind turbine can be adjusted manually or automatically by a computer 5 in the system, which is programmed to turn the wind turbine to a favorable angle. According to Figure 4, the turning mechanism comprises a gear ring arranged to turn the shaft cover and a motor for moving the gear ring.

1010

Masto on kiinnitetty alukseen nivelletysti, joten voidaan helposti kaataa silloin kun mastoa ei tarvita tai se on tiellä. Akkujen avulla siirryttäessä kuten siltoja tai vastaavia alitettaessa, satama-alueella liikuttaessa ja 15 vastatuuleen liikuttaessa on masto yleensä alaskaadettuna tai ainakin tuulipotkuri on kytketty pois toiminnasta.The mast is articulated to the vessel, so it can be easily toppled when the mast is not needed or is in the way. When moving with batteries such as under bridges or the like, when moving in the port area and when moving against the headwind, the mast is usually lowered or at least the wind turbine is switched off.

Kuvassa esitetty alus on ns. katamaratyyppinen, jolloin alus on rakenteeltaan vakaa aallokossa, jolloin saavutetaan 20 tuulipotkurin käytölle tarkoituksenmukaiset olosuhteet niin merellä kuin satamassakin. Miehistötilat 14 ja ohjaustilat 15 ohjauslaitteineen on sijoitettu aluksen etuosaan pois tuulipotkurin tieltä ja tuulipotkuri ei pääse kääntymään näiden tilojen yläpuolelle. Ohjaamon ja hyttien katot voi-25 daan varustaa valokennoilla, joilla saadaan myös akkuja : ladatuiksi.The vessel shown in the figure is the so-called catamaran-type, in which case the vessel is structurally stable in waves, whereby the conditions suitable for the use of 20 wind turbines are achieved both at sea and in port. The crew compartments 14 and the control compartments 15 with their control devices are located at the front of the vessel out of the way of the wind turbine and the wind propeller cannot turn above these compartments. The roofs of the cab and cabs can be equipped with photocells, which can also be used to charge the batteries.

Keksintöä ei rajata esitettyyn edulliseen sovellukseen vaan se voi vaihdella patenttivaatimuksien muodostaman keksinnöl-30 lisen ajatuksen puitteissa.The invention is not limited to the preferred embodiment shown, but may vary within the scope of the inventive idea formed by the claims.

IlIl

Claims

1. A vehicle (1) with wind and / or electric power, to which belongs a wind propeller (3), which is fixedly rotatable to the mast (2) of the vehicle by means of a shaft (7), to which several relative to the shaft (7) radially positioned next to each other, according to the charge power adjustable propeller blades (8), which wind propellers are connected to a charging device (4) which is connected to the accumulators (5) present in the vehicle for their charging, and the vehicle coupled to the accumulators at least electrically driven propellers (6), characterized in that the blade angles (8) of the propeller blade (3) are arranged to be adjustable according to the necessary sailing force, so that the wind propellers adjacent to each other are in final position against each other. and / or on top of each other, forming a uniform structure, in which both the sail force of the wind and the rotary movement of the wind propeller are utilized endlessly. · 20

2. A vehicle according to claim 1, characterized in that the vehicle includes a device (9) which shows the wind direction, and a control means (10) coupled to this device for turning the direction of the wind propeller (3) at an advantageous angle. in relation to the direction of the wind and the vehicle.