Устройство для использования энергии качки судна

(19) ггг 4 Рг УД 4 фственный ЙОмит ЛАМ ИЗОЬРЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕ(54)(57) УСР 0 ЙСВ 0 ДДЯ ИСПОПйЭ 0 ВАНИЯ ЭНЕРГИИ КАЧКИ СУДНА, содержащее перемещающийся относительнокорпуса судна груз, кинеиатическисвязанный 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 повышенияэффективности его работы путем увеличения количества энергии, нспользуемой потребителем, в нем грузснабжен колесами с ребордами, посредством которых он подвижно сопряжен с рельсовыми путями, которымиснабжен корпус судна, причем этипути изогнуты в плоскости шпангоута и диаметральной плоскости по дуге окружности, а вышеуказаннаякинематическая связь груза с рабочим валом содержит зубчатый сектор,закрепленный на грузе, и две обгонные муфты, закрепленные на рабочемвалу, при этом эти муфты одна - непосредственно, а другая - через паразитную шестерню выполнены с зацеплением с упомянутым зубчатым сектором.20 25 30 35 40 45 50 55 Работа устройства. Изобретение относится к. судостроению, в частности к устройствам дляиспользования энергии качки судна.Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства путемувеличения количества энергии качки, используемой потребителем,На фиг, 1 схематически изображено предлагаемое устройство с подвешенным грузом, общий вид; нафиг. 2 - узел Х фиг, 1; на фиг. 3 схема работы устройства при качке;на фиг. 4 - устройство с перекатывающимся грузом, общий вид; нафиг. 5 - сечение А-А на фиг. 4; нафиг. 6 - сечение Б-Б на фиг. 5.Устройство (фиг. 1) состоит изсилового привода, пускораэгонныхсредств 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. Нагрузе закреплен зубчатый венец 4,образующий сектор колеса с радиусомдо оси 2. Колебания груза ограничены амортизирующим упором 5 и могутбыть застопорены в ДП стопором 6.На рабочий вал 7, вращающийся вподшипниках 8, посажены первая9 и вторая 10 муфты обгона. Ведущие части муфт с зубатыми колесами имеют кулачки одинакового направления и посажены на рабочий валскользяще, а ступицы ведомых втулок - жестко. Зубчатый венец сектора находится в непосредственномзацеплении с первой муфтой 9 обгона и паразитной шестерней 11, вращающейся на оси 12 в подшипниках13. Вторая муфта 10 обгона находится в зацеплении с шестерней 11.Диаметр начальньв окружностей зубчатого зацепления муфт 9 и 10 ишестерни 11 одинаковый, а длиназубьев венца шестерни 11 двойнаяпротив длины зубьев муфт 9 и 10.Таким образом, обгонные муфты вращаются всегда с одинаковой угловойскоростью, но в противоположномнаправлении и вращают рабочий валтолько в одном направлении,Пускоразгонный механизм состоитиэ маховика 14 на рабочем валумежду двух нормально разомкнутыхмуФУ 15 и 1 б,Потребитель 17 энергии (гребнойамит, генератор и пр.) подключаются к рабочему валу через мультипликаторную коробку 18 передач.Предусматривается также работа обгонных муфт не непосредственно от сектора, а от повышающей их обороты передачи.Поскольку снимаемая устройством мощность пропорциональна весугруза силового привода, предусматривается использование веса перевозимых судном грузов в трюмах и танках (водяного балласта, топливаи пр.) в качестве рабочих грузовдля устройства. В связи с этим рабочие грузы могут не толькоподвешиваться, 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 Кна подрессоренных тележках 21 порельсам 22 вокруг геометрическойоси 0-0, лежащей в ДП, На трюм-грузе 20 закреплен зубчатый венец 23с радиусом начальной окружности длиной до оси 0-0. Силовой приводв этом варианте также содержит спаренные шестерню-звездочку 24 извездочку-шестерню 25 с осями 2 би 27 вращения, закрепленными напереборке 28, бесконечную цепь 29,общий или индивидуальный рабочийвал 30 с первой 31 и второй 32 муфтами обгона на нем и паразитнуюшестерню ЗЗ, Звездочка-шестерня25 находится в одновременном зацеплении с муфтой 31 обгона и паразитной шестерней 33, а последняя - смуфтой 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 уведйчения оборотов рабочего вала введена мульти- . пдикаторная передача, а роль зубчатого сектора выполняет звеэдочкашестерня 25. Работа силового привода с перекатывающимся трюм-грузом аналогична работе с подвешенным грузом.30 3 11528Механизм получения полезной рабо"ты и снижения амплитуд качки состоит из трех этапов,Первый этап. Пуск рабочего валавхолостую. Начало бортовой качкисудна. Маховик 14 муфтой 15 отключен от неподвижного рабочего вала7, груз 1 силового привода освобождают от стопора 6. При накренениисудна под действием внешних сил 10(ветра и волн) на один из бортовгруз 1 под влиянием сил веса и энергии остается в прежнем положениисвободного нодвесавследствие чеговедущее 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 направлении, отключается. После того, как угловая скорость накренения начинает уменьшаться против достигнутой максимальной,первая муфта 9 также отключается,а рабочий вал продолжает вращатьсяпо инерции с равнозамедленной угловой скоростью. Судно под влияниемнакопленной потенциальной энергиивосстанавливающего момента начинаетвыпрямляться в обратную сторону,и рабочий вал получает импульс вращения уже от второй муфты 1 О обгона.Процесс повторяется на ЛБ и продолжается до тех пор, пока часть рабочего вала (до маховика) не наберет.,максимально возможные при данномугле крена обороты.Второй этап. Накопление махови 40ком кинетической энергии. Качкапродолжаегся и усиливается. Посредством муфты 15 к вращающемуся раба"чему валу подключается маховик 14,для разгона которого необходимоприложить крутящий момент. Этот45момент образуется за счет усилия,возникающего в зацеплении венца 4,например, с муфтой 9 обгона примакренении судна на ПБ. Усилие поворачивает груз 1 на некоторый50угол о от вертикали, после чего поворот груза прекращается, и муфта 9снова начинает обегать венец 4, О,О 5 В аЕГ(1-созЫ 1+Ев сЭ м кбт, отбираемая устройствомполезная мощность на рабо-чем валу перед потребителем энергии, кВт,КПД механических передачдо потребителя энергии;масса рабочего груза, кг;расстояние от оси подвесадо ЦТ рабочего груза, м;угол поворота груза от вертикали;угол, рад.;угол крена (или диФФерента)судна при качке;период качки, с. где И Се -82 4т.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 6 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, но рабочий вал вращается муфтой 10,Третий этап. Работа с полезной нагрузкой. По достижении маховиком установившихся оборотов, муфтой 16 через коробку 18 передач подключается потребитель 17 энергии. Работа 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 мощности,е152882 3 ск ра 3 ане 2 Зола 3 юалос Х-ыи ял Ам ЯФю 7 А 8 1 енес нов быпрямянии Мор ФвиенмнвЩ цып ОЛРЗЯОО нОЯ 7 Д