ДВИЖИТЕЛЬ СУДНА Российский патент 1997 года по МПК B63H5/14 B63H11/10 

Изобретение относится к водному транспорту, в частности к движителям судов, и может использоваться в качестве средства активного управления, резервного движения и основного средства движения, в том числе в составе многодвижительной пропульсивной установки.

Известен принятый в качестве ближайшего аналога движитель, содержащий цилиндрический корпус с размещенным внутри него на неподвижном основании рабочим колесом и отклоняющие поток воды перед и после рабочего колеса соответственно входной и выходной патрубки, один из которых выполнен поворотным (С. В. Куликов, М.Ф.Храмкин "Водометные движители", Л. Судостроение, 1980 г. стр. 36, рис. 1.30).

При работе известного движителя не обеспечивается восприятие им набегающего потока воды, что снижает его КПД. Кроме того, не обеспечивается закрытие отверстий входного и выходного патрубков, что снижает надежность движителя в сложных условиях плавания, например, во льду или на мелководье.

Предложенное изобретение предназначено для решения задачи частичного использования набегающего потока без существенного увеличения гидродинамического сопротивлении проточного канала движителя и корпуса судна для повышения гидродинамического КПД движителя, а также упрощения его конструкции и повышения надежности.

Технический результат достигается тем, что в известном движителе второй патрубок также выполнен поворотным, причем отстояние осей поворота каждого патрубка от наружной поверхности корпуса судна в пределах осевого размера патрубка не превышает радиуса рабочего колеса.

Дополнительно оси поворота патрубков могут совпадать. Могут совпадать также плоскости симметрии патрубков. Входное и выходное сечения патрубков могут быть расположены по одну сторону оси рабочего колеса. Выходной патрубок может быть выполнен с внутренним каналом постоянного сечения. В отдельных вариантах выполнения движителя его корпус может быть жестко соединен с корпусом судна и сопряжен с патрубками посредством подшипников либо выполнен поворотным совместно с патрубками.

На чертеже схематически изображен продольный разрез движителя.

Движитель судна содержит цилиндрический корпус 1 с размещенным внутри него на неподвижном основании 2 рабочим колесом 3, имеющим приводной вал 4, а также входной 5 и выходной 6 патрубки, сопряженные с корпусом 1 посредством подшипников 7. Патрубки 5, 6, внутренние поверхности которых образуют изогнутые водопроточные каналы (при необходимости с водонаправляющими лопатками внутри), выполнены поворотными по крайней мере на 180^o относительно осей 8 от приводов 9, которые могут быть гидравлическими или иными известными. В предпочтительном варианте выполнения оси 8 приводов 9 и патрубков 5, 6 совпадают между собой и с осью вращения рабочего колеса 3. Как входной, так и выходной патрубки могут иметь в зависимости от назначения движителя каналы переменного или постоянного сечения с совпадающими плоскостями симметрии патрубков, входное и выходное сечения которых расположены по одну сторону оси рабочего колеса 3. В других вариантах выполнения плоскости симметрии патрубков и соответствующие входное и выходное сечения могут быть повернуты друг относительно друга, например, на 90^o для бортового всасывания или выброса воды в зависимости от назначения движителя или его расположения в корпусе судна 10. Корпус 1 движителя может быть жестко соединен с корпусом 10 судна, как показано на фиг. 1, или выполнен за одно целое с патрубками 5 и 6 поворотным от отдельного или единого и патрубком привода при неподвижном во всех случаях креплении рабочего колеса 3 (с сохранением возможности его вращения) на пилоне 11 к корпусу 10 судна. Возможно также выполнение патрубков 5, 6 поворотными от единого привода. Во всех вариантах выполнения движителя отстояние каждой из осей поворота патрубков от наружной поверхности корпуса судна в пределах осевого размера патрубка не превышает радиуса рабочего колеса 3.

При работе движителя поток воды всасывается рабочим колесом 3 в водопроточный канал через входной патрубок, например, 5 с восприятием скоростного напора внешнего потока, обтекающего корпус 10 судна, частью поперечного сечения канала цилиндрического корпуса 1, выступающего на наружные обводы корпуса судна. Ускоренный рабочим колесом 3 поток выбрасывается через выходной патрубок 6 под минимальным относительно наружной поверхности корпуса судна углом, создавая тягу с максимально возможным КПД. При выполнении привода рабочего колеса реверсивным направление потока в проточной части движителя меняется (вместе с назначением патрубков 5, 6). При этом характеристики проточной части могут быть выбраны такими, чтобы сохранить величину тяги движителя при реверсе.

При использовании движителя в качестве подруливающего устройства с поперечным расположением в корпусе судна внешние контуры движителя при сохранении всех вышеописанных преимуществ последнего могут не выступать за обводы корпуса судна, т.е. практически не создавать внешнего сопротивления.

При бездействии движителя поворотом приводов 9 на 180^o патрубки 5, 6 устанавливаются в положение, при котором их тыльные части полностью перекрывают входное и выходное отверстия движителя, образуя его обтекаемый внешний кожух, который имеет минимальное гидродинамическое сопротивление и не требует применения дополнительных конструкций для закрытия вырезов в обшивке судна, поскольку наружные контуры патрубков 5, 6 в открытом и закрытом положениях идентичны. Частично выступающий за обводы корпуса судна движитель вместе с приводами занимает минимальный объем в междудонном пространстве судна, что особенно существенно для малых судов.

Использование: водный транспорт, движители судов для активного управления или движения, в том числе - резервного. Сущность изобретения: в движителе, содержащем цилиндрический корпус с размещенным внутри него рабочим колесом входной и выходной патрубки выполнены поворотными по крайней мере на 180^o. Корпус движителя частью поперечного сечения выступает за обводы корпуса судна. Оси поворота патрубков и их плоскости симметрии могут совпадать, а их входное и выходное сечения могут располагаться по одну сторону оси рабочего колеса. Частичное использование при работе движителя набегающего потока воды повышает его КПД, а закрытие при неработающем движителе входного и выходного отверстий в корпусе судна повышает пропульсивный КПД последнего. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Движитель судна, содержащий цилиндрический корпус с размещенным внутри него на неподвижном основании рабочим колесом и отклоняющие поток входной и выходной патрубки, один из которых выполнен поворотным, отличающийся тем, что второй патрубок также выполнен поворотным, при этом отстояние каждой из осей поворота от наружной поверхности корпуса судна в пределах осевого размера патрубка не превышает радиуса рабочего колеса. 2. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что оси поворота патрубков совпадают. 3. Движитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что плоскости симметрии патрубков совпадают. 4. Движитель по пп. 1 3, отличающийся тем, что входное и выходное сечения соответствующих патрубков расположены по одну сторону оси рабочего колеса. 5. Движитель по пп. 1 4, отличающийся тем, что выходной патрубок выполнен с каналом постоянного сечения. 6. Движитель по пп. 1 5, отличающийся тем, что его корпус жестко соединен с корпусом судна и сопряжен с патрубками посредством подшипников. 7. Движитель по пп. 1 5, отличающийся тем, что его корпус выполнен поворотным совместно с патрубками.