Politechnika Gdańska WYDZIAŁ OCEANOTECHNIKI I OKRĘTOWNICTWA 80-952 GDAŃSK, ul.Narutowicza 11/12 INCOWATRANS Układ napędowy i podstawowe wyposażenie płytko zanurzonego statku śródlądowego Gdańsk 2007

Koncepcja Diesel-elektrycznego układu napędowego dla pasażerskiego statku śródlądowego 19 20 11 9 12 13 1 10 18 3 14 15 16 6 5 4 17 10 2 8 Oznaczenia: 1, 2 - Agregaty prądotwórcze, 3 - Silniki elektryczne, 4 - Szafy elektryczne, 5 - Przetworniki częstotliwości, 6 - Pędniki azymutalne, 8 - Silniki hydrauliczne osadzone na przekładniach planetarnych stanowiące mechanizm obrotu, 9 - Chłodnica centralna, 10 - Rury wydechowe, 11 - Pompa wody zaburtowej, 12 - Zbiornik i pompa transportowa oleju smarnego, 13 - Zbiornik i pompa transportowa paliwa, 14 - Pompa balastowa, 15 - Pompa pożarowa, 16 - Pompa zęzowa, 17 – Akumulator, 18 - Zbiornik hydroforowy, 19 - Elektryczny podgrzewacz wody, 20 - Podgrzewacz wody

Schemat ideowy Diesel-elektrycznego układu napędowego i sterowania statku Oznaczenia: 1 – silnik spalinowy tłokowy, 2 – trójfazowa prądnica synchroniczna, 3 – regulator napięcia wzbudzenia prądnicy, 4 – przetwornik częstotliwości, 5 – silnik asynchroniczny klatkowy, 6 – przekładnia zębata kątowa, 7 – śruba okrętowa o skoku stałym, 8 – silnik hydrauliczny o stałej chłonności, 9 – przekładnia zębata walcowa.

Koncepcja Diesel-hydraulicznego układu napędu głównego pchacza 20 19 11 9 12 13 1 18 10 24 14 7 15 21 16 4 6 17 2 22 23 8 10 1 – Silniki spalinowe, 2 - Agregat prądotwórczy, 4 - Szafy elektryczne, 6 - Pędniki azymutalne, 7 - Zbiornik oleju hydraulicznego z zasilaniem, 8 - Silniki hydrauliczne osadzone na przekładniach planetarnych stanowiące mechanizm obrotu, 9 - Chłodnica centralna, 10 - Rury wydechowe, 11 - Pompa wody zaburtowej, 12 - Zbiornik i pompa transportowa oleju smarnego, 13 - Zbiornik i pompa transportowa paliwa, 14 - Pompa balastowa, 15 - Pompa pożarowa, 16 - Pompa zęzowa, 17 – Akumulator, 18 - Zbiornik hydroforowy, 19 - Elektryczny podgrzewacz wody, 20 - Podgrzewacz wody, 21 - Silniki hydrauliczne, 22 - Przekładnia pasowa – redukcyjna, 23 - Pompa hydrauliczna – o zmiennym wydatku, 24 - Generator prądu.

Schemat ideowy układu napędowego i sterowania statku

Porównanie kosztów inwestycyjnych i masy systemów: Porównanie obu prezentowanych układów napędu głównego: Diesel-elektrycznego i Diesel-hydraulicznego Zalety układu Diesel-hydraulicznego w porównaniu do Diesel-elektrycznego:  lepsze zabezpieczenie przed przeciążeniem, dzięki czemu wyższa niezawodność i żywotność zespołów, a zwłaszcza przekładni stożkowej,  wielokrotnie mniejsze wymiary, masa i momenty bezwładności silników hydraulicznych, co umożliwia precyzyjniejsze i szybsze realizowanie manewrów,  niższy koszt inwestycyjny . Wady:  niższa sprawność podczas pracy nominalnej o około 5% i wynikające z tego wyższe koszty eksploatacyjne. Porównanie kosztów inwestycyjnych i masy systemów: 1 – Diesel-elektrycznego z silnikami elektrycznymi umieszczonymi pionowo, 2 – Diesel-hydraulicznego

Projekt wstępny śrubosteru ze śrubą stałą umieszczoną w dyszy KORTA dla statku śródlądowego Parametry: średnica śruby – 850mm maksymalna moc na wale śrubowym pędnika – 170kW

Zespół górny; 5 1 6 2 4 7 3 9 8 12 10 11 1 – szybkoobrotowy silnik hydrauliczny, 2 – sprzęgło, 3 – wał pionowy (zębnika), 4 – pokrywa, 5 – szybkoobrotowy silnik hydrauliczny; 6 – przekładnia planetarna MULTIPROJEKT, 7 – koło zębate, 8 – łożysko wieńcowe, 9 – łożysko baryłkowe dwurzędowe, 10 – uszczelnienie promieniowe, 11 – kołnierz mocujący, 12 – kadłub ( przedstawiony symbolicznie czerwoną linią)

1 Zespół dolny śrubosteru: 1 – łożysko stożkowe, 2 – łożysko baryłkowe wzdłużne, 3 – wał pionowy (zębnika), 4 – łożysko baryłkowe dwurzędowe poprzeczne, 5 – łożysko walcowe, 6 – sprężyny napinające, 7 – pokrywka łożyskowa, 8 – zębnik, 9 – wał poziomy (śrubowy), 10 – łożysko stożkowe – wzdłużne,1 11 – łożysko stożkowe – poprzeczne, 12 – łożysko baryłkowe dwurzędowe poprzeczne, 13 – przewód , 14 – uszczelnienie pochwy wału śrubowego, 15 – koło zębate, 16 – piasta koła zębatego, 17 – kołki, 18 – śruba napędowa, 19 – tarcza zabezpieczająca, 20 – kołpak. 21 – dysza Korta, 3 21 13 7 6 18 2 8 4 5 19 17 20 14 16 15 11 12 9 10

Układ napędowy ze śrubosterem napędzanym silnikiem hydraulicznym Ogólna koncepcja napędu i sterowania członu pchanego statku śródlądowego Proponowane rozmieszczenie podstawowych zespołów układu napędu i sterowania barki. 1 2 3 6 5 4 Układ napędowy ze śrubosterem napędzanym silnikiem hydraulicznym 1 – agregat prądotwórczy; 2 – silnik elektryczny; 3 – pompa hydrauliczna; 4 – zbiornik oleju; 5 – śruboster; 6 – mechanizm obrotu kolumny śrubosteru

Układ napędowy ze śrubosterem napędzanym silnikiem elektrycznym 1 2 7 3 4 5 6 Układ napędowy ze śrubosterem napędzanym silnikiem elektrycznym 1 – agregat prądotwórczy; 2 – silnik elektryczny napędzający pędnik; 3 – przetwornik częstotliwości (falownik); 4 – silnik elektryczny napędzający pompę olejową; 5 – zbiornik oleju; 6 – mechanizm obrotu; 7 – śruboster (dysza obrotowa z pędnikiem).

Koncepcja urządzenia sprzęgającego zestaw pchany segmentów statku śródlądowego i przybrzeżnego 1 2 3 Człony rozchylone względem siebie o ok. 12 stopni 1 - zespół pompowy siłowników głównych, 2 – główny siłownik hydrauliczny, 3 – siłownik hydrauliczny pomocniczy - blokady sworzni w obudowie. W miejscach urządzeń, pokładom nadano przezroczystość

Zespół mechanizmu sprzęgającego 1 2 3 Zespół mechanizmu sprzęgającego 1- główny siłownik hydrauliczny. 2 – siłownik pomocniczy – blokady sworzni, 3 – sworzeń ucha siłownika.

Schemat hydrauliczny napędu i sterowania siłowników głównych urządzenia sprzęgającego

Schemat hydrauliczny napędu i sterowania siłowników sworzni urządzenia sprzęgającego

Projekt wstępny instalacji balastowej i głównych rurociągów na śródokręciu pchacza i barki 1 3 4 6 2 5 1 - instalacja balastowa (kolor błękitny), 2 - doprowadzenie wody słodkiej (niebieski), 3 - zimna woda użytkowa (niebieski), 4 - ciepła woda użytkowa (niebieski), 5 - instalacja ściekowa (czarny), 6 - instalacja ppoż. – hydrantowa (kolor czerwony).

Rozmieszczenie zbiorników na rufie pchacza ZOH ZOP ZOH ZBRPB ZPR ZBR ZPLB ZPPB – zapasowy zbiornik paliwa prawa burta, ZPLB – zapasowy zbiornik paliwa lewa burta, ZPR – rozchodowy zbiornik paliwa, ZPP – przelewowy zbiornik paliwa, ZPS – ściekowy zbiornik paliwa, ZOZ – zapasowy zbiornik oleju, ZOP – zbiornik pozostałości olejowych, ZOH – zbiornik oleju hydraulicznego, ZBR – rufowy zbiornik balastowy, ZBRLB – rufowy zbiornik balastowy lewa burta, ZRBPB – rufowy zbiornik balastowy prawa burta ZOP ZPS ZPP ZOZ ZBRLB

Rozmieszczenie zbiorników na dziobie pchacza ZF ZBDLB ZBDLB ZBDLB – rufowy zbiornik balastowy lewa burta, ZBDPB – rufowy zbiornik balastowy prawa burta, ZWS – zbiornik wody słodkiej, ZF – zbiornik fekaliów ZWS

Projekt wstępny instalacji ciepłej wody użytkowej oraz odprowadzania ścieków Projekt instalacji zimnej wody użytkowej Projekt ciepłej wody użytkowej (cwu). Projekt instalacji ściekowej

Średnie, oszacowane zużycie wody Rodzaj poboru Czas jednorazowego poboru Zalecana temperatura wody Zużyta objętość wody min doby ºC litry umywalka 1,5 - 3 35 5-10 prysznic 6-10 40 50 - 80 średnio na osobę 1 - 20 - 80 hotel pokój z natryskiem 45 70 - 120 restauracja na osobę 12-30

Węzeł cieplny pchacza 1 – główny zbiornik cwu, 2 – wymiennik odbierający ciepło z układu chłodzenia silnika, 3 – wymiennik współpracujący z kotłem na olej opałowy, 4 – pompa załączająca wymiennik nr 2, 5 – pompa załączająca wymiennik nr 3, 6 – mieszacz zabezpieczający, 7 – podgrzewacz elektryczny, 8 – naczynie zbiorcze, 9 – moduł hydroforowy.

Węzeł cieplny barki 1 – główny zbiornik cwu, 2 – wymiennik obierający ciepło z układu chłodzenia silnika, 3 – wymiennik współpracujący z kotłem na olej opałowy, 4 – pompa załączająca wymiennik nr 2, 5 – pompa załączająca wymiennik nr 3, 6 – mieszacz zabezpieczający, 7 – podgrzewacz elektryczny, 8 – naczynie zbiorcze, 9 – moduł hydroforowy

Projekt instalacji wodno - hydrantowej pompy pożarowe zawory hydrantowe rurociągi doprowadzające wodę węże pożarnicze prądownice

Projekt instalacji na dwutlenek węgla do obrony przedziału maszynowego; Projekt wykrywania i sygnalizacji pożaru Butla CO2 (67,5 kg CO2) Zawór butlowy GV97 System uruchamiania Stojak do butli CO2 Dysza CO2 Rurociągi

Koncepcje wyposażenia kotwiczno-cumowniczego dla barki i pchacza Rozmieszczenia wyposażenia kotwiczno cumowniczego pchacza

Koncepcje wyposażenia kotwiczno-cumowniczego dla barki i pchacza Wyposażenie kotwiczne: Dziób: ► 2 kotwice o podwyższonej sile trzymania i masie po 245 kg każda; ► kaliber łańcucha – 11 mm (stal kat.2); ► długość łańcucha kotwicznego – 65 m (dwie sztuki); ► uciąg wciągarki kotwicznej ~4 kN (stal kat.2); Rufa: ► 1 kotwica o podwyższonej sile trzymania i ciężarze ~500 kg; ► lina kotwiczna(zamiast łańcucha) – siła zrywająca 116 kN; ► długość liny kotwicznej– 55 m (+1 m łańcucha); ► uciąg wciągarki kotwicznej ~7 kN; Wyposażenie cumownicze: ► ilość lin – 2; ► długość pojedynczej liny – 99 m; ► obciążenie zrywające – 184,8 kN (liny stalowe); 230,5 kN (liny z włókien sztucznych); ► dobór liny – materiał: PP (polipropylen), siła zrywająca: 264,97 kN, średnica: 44 mm, ciężar: 0,88 kg/mb, producent: Lanex. ► pachołki (po dwa na rufie i na dziobie) o następujących parametrach: dziób: D – 300 mm, L – 590 mm (z rolką kierunkową); rufa: D – 135 mm, L – 450 mm. ► kluzy i przewłoki – dwie na rufie. ► wciągarki (kabestany) cumownicze: na rufie głowice cumownicze na wciągarkach kotwicznych (~7 kN (stal kat.2)), na dziobie głowice cumownicze na wciągarkach kotwicznych (uciąg: ~4 kN (stal kat.2)). Barka Wyposażenie kotwiczne: ► 2 kotwice o podwyższonej sile trzymania i masie po 340 kg każda; ► kaliber łańcucha – 15 mm (stal kat.2); ► długość łańcucha kotwicznego – 65 m (dwie sztuki); ► uciąg wciągarki kotwicznej ~7 kN (stal kat.2); Wyposażenie cumownicze: ► ilość lin – 2; ► długość pojedynczej liny – 99 m; ► obciążenie zrywające – 184,8 kN (liny stalowe); 230,5 kN (liny z włókien sztucznych); ► dobór liny – materiał: PP (polipropylen), siła zrywająca: 264,97 kN, średnica: 44 mm, masa: 0,88 kg/mb, producent: Lanex. ► pachołki (po dwa na rufie i na dziobie) o następujących parametrach: dziób: D – 300 mm, L – 590 mm (z rolką kierunkową); rufa: D – 135 mm, L – 450 mm. ► kluzy i przywłoki – dwie na rufie. ► wciągarki cumownicze: na dziobie głowice cumownicze na wciągarkach kotwicznych (uciąg: ~7 kN (stal kat.2)); na rufie dodatkowo jeden kabestan cumowniczy o uciągu około 3 kN.

Opracowanie projektu koncepcyjnego otwieranej kładki z poręczą między pchaczem a barką Usytuowanie kładki opuszczanej na pokładzie

4 3 5 2 6 1 Rysunek szczegółowy kładki ruchomej, wraz z barierkami towarzyszącymi. 1 – podnoszona kładka; 2 – barierka obrotowa wokół osi pionowej; 3 – szlaban otwarty, współpracujący z kładką; 4 – szlaban ruchomy, blokowany ręcznie; 5 – pokład barki; 6 – pokład pchacza.

1 – stalowy pręt okrągły; 2 – płyta kładki; 3 – tuleja łożyskowa; 7 8 7 6 5 4 Rysunek złożeniowy mechanizmu podnoszenia i opuszczania kładki. 1 – stalowy pręt okrągły; 2 – płyta kładki; 3 – tuleja łożyskowa; 4 – przekładnia kątowa o przełożeniu 1:1; 5 – łożysko baryłkowe, dwurzędowe, dolne; 6 – barierka wykonana z rury stalowej; 7 – łożysko baryłkowe, dwurzędowe górne; 8 – rura stalowa 2 3 1

Widok aksonometryczny na złączone człony statku śródlądowego Projekt koncepcyjny składanych balustrad dwusegmentowego statku śródlądowego Widok aksonometryczny na złączone człony statku śródlądowego

A – profil aluminiowy o wymiarach 60x60 i grubości ścianki 4mm; D Balustrada. A – profil aluminiowy o wymiarach 60x60 i grubości ścianki 4mm; B – panel z poliwęglanu komorowego o wymiarach 1880x875x16; C – ceownik aluminiowy o wymiarach 25x25 i grubości ścianki 3mm; D – ceownik aluminiowy o wymiarach 40x40 i grubości ścianki 5mm

Mechanizm składania blokowania balustrad 4 4 4 3 6 3 2 5 1 4 6 2 1 1 Mechanizm składania balustrad. Poręcze postawione. 1 – podstawa; 2 – żebra usztywniające; 3 – stalowy sworzeń; 4 – słupek aluminiowy; 5 – stalowa wkładka; 6 – pręt blokujący.

Projekt koncepcyjny składanego masztu anteny radarowej dla pchacza dwusegmentowego statku śródlądowego 3 2 1 4 5 1 – stalowy profil prostokątny, 2 – półka stanowiąca podstawę anteny radarowej, 3 – antena radarowa RAYMARINE, 4 – pręt stalowy o średnicy 10mm, 5 – siłownik hydrauliczny

Schemat hydrauliczny sterowania siłownika. 1 – siłownik hydrauliczny; 2 – zawór bezpieczeństwa; 3 – rozdzielacz hydrauliczny, trójpołożeniowy czterodrogowy; 4 – zawór zaporowo zwrotny; 5 – zawór dławiący, regulowany; 6 – gałąź hydrauliczna wysokociśnieniowa; 7 – gałąź hydrauliczna niskociśnieniowa – spływowa; 8 – zawór zaporowo zwrotny, sterowany. 1 2 8 3 5 4 6 7

Wizualizacja przedstawiająca składany maszt anteny radarowej

Projekt wstępny składanego zadaszenia dla statku śródlądowego Widok z góry i z boku na moduł pchacza z zadaszeniem 1 2 1 – okrycie; 2 – lina napinająca.

Konstrukcja zadaszenia. 5 5 4 3 3 1 2 1,2 – ramiona - profil kwadratowy; 3 – ramiona - profil „c”; 4 – okrycie; 5 – profil okrągły.

Projekt wstępny głównych drzwi wejściowych na pchaczu 3 2 6 1 5 4 Prowadnice górne (drzwi otwarte) 1 – prowadnica pozioma; 2 – prowadnica pionowa; 3 – wysięgnik; 4 – sznur silikonowy uszczelniający; 5 – ucho; 6 – łącznik.

Opracowanie projektu wstępnego żurawia łodziowego dla statku śródlądowego 2 3 1 8 4 1 – wygięty profil rurowy będący wysięgnikiem i kolumną obrotową zarazem; 2 – rolki prowadzące usytuowane z boku profilu; 3 – wciągarka ręczna PFAFF SW-WBR; 4 – drążek (przedstawiono dwa położenia); 5 – oprawka łożyskowa; 6 – pokład główny statku z przyspawanymi usztywnieniami; 7 – wspornik główny; 8 – wspornik podpierający. 5 6 7

Dziękuję za uwagę