РЕАКТИВНЫЙ ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК B63H11/14 B63H11/08 

Изобретение относится к судостроению, а именно к гидрореактивным движителям, и может быть использовано на скоростных судах и моторных лодках.

Наиболее близким к изобретению является гидрореактивный двухступенчатый движитель, содержащий корпус, первую ступень в виде смесителя, в центре которого установлено коленообразное воздушное сопло, и вторую ступень с каналами подвода воды, на конце которого закреплено реактивное сопло с насадком.

Работа этого движителя характеризуется прерывистой реактивной тягой из-за того, что воздух входит в поток под углом 90^o, а также пониженным КПД из-за бокового подвода воздуха и гидропотерь в водометном тракте.

Технический результат изобретения повышение тяги движителя.

Технический результат достигается тем, что в первой ступени за смесителем установлено реактивное сопло, а вторая ступень выполнена с каналом подвода воды. Кроме того, на смесителе может быть выполнено 48 отверстий, расположенных под углом 45^o к его оси, а в полости канала подвода газов установлен сопловый аппарат с профилированными лопатками, а выполнение корпуса возможно с водозаборником, в котором расположена заслонка, установленная на двух полуосях, соединенных с рычагом поворота с помощью валика.

На фиг. 1 изображен движитель, продольный разрез; на фиг. 2 то же, вид сверху.

Движитель содержит корпус 1, на котором установлен центробежный насос 2. Корпус имеет фланец "а" для крепления движителя, отлитый заодно с корпусом (фиг. 2). На корпусе закреплено реактивное сопло 3 с насадком 4. Движитель имеет две ступени: внутреннюю I и наружную II, образующие три канала: первый канал "б" подвода отработанных газов; второй канал "в" подвода воды к насосу 2; третий канал "г" подвода воды от насоса в полость первой ступени 1 (фиг. 1). Канал "б" имеет горловину "д", отлитую заодно с корпусом 1. С помощью трубы 5 горловина сообщается с выхлопным патрубком рабочих цилиндров мотокомпрессора. В первом канале установлен сопловый аппарат 6 (фиг. 1).

Канал "в" имеет водозаборник "Е", отлитый заодно с корпусом 1. В канале "в" установлена заслонка 7, которая закреплена на двух полуосях 8, вращающихся в отверстиях бобышек "Ж". На корпусе 1 имеется бобышка "И", в отверстии которой установлен валик 9, соединенный штифтом 10 с полуосью 8 заслонки. На валик посажен рычаг 11 с тросиком 12, который соединен с рукояткой управления мотокомпрессора. На входе водозаборника "Е" закреплена решетка 13, предохраняющая канал "в" и насос 2 от засорения. На корпусе 1 выполнено окно, куда установлен насос 2 (фиг. 1).

В корпус 1 установлены детали первой ступени, соединенные между собой сваркой. По стенкам всех каналов установлены уплотнительные кольца 14. Первая ступень содержит реактивное сопло 15, трубу 16 и смеситель 17, на котором выполнено 48 отверстий "К" под углом 45^o к оси контура 1. На конце сопла 15 приварен сопловый аппарат 6. В центре смесителя 17 установлено коленообразное воздушное сопло 18, выполненное литьем заодно с корпусом 1. С помощью трубы 19 сопло 18 сообщается с патрубком, установленным на цилиндрах компрессора (фиг. 1).

Центробежный насос содержит корпус 20 и диффузор "Л", отлитые заодно между собой (фиг. 1 и 2). В корпусе расточено отверстие, куда запрессована втулка 21, служащая опорой для вала 22. На вал напрессован ротор 23. Заодно с ротором отлиты шесть лопастей "М". На конце вала навинчена гайка 24, внутри которой выполнено квадратное гнездо с рессорой 25, соединенной с валом кривошипа мотокомпрессора. Ротор закрыт крышкой 26, которая имеет канал "Н", сообщающийся с каналом "в". С помощью диффузора "Л" и крышки насос устанавливается на окнах, расточенных на корпусе 1, и крепится на фланце "а" корпуса 1 (фиг.2).

При погружении движителя в воду ее уровень не должен превышать продольной оси движителя. При этом водозаборник "Е" заполнен водой. При запуске мотокомпрессора канал "в" перекрыт заслонкой 7 (фиг. 1).

Вращение от кривошипа компрессора передается на ротор 23 через рессору 25. При вращении ротора на малых оборотах (1000 1500 об/мин) в канале "в" образуется разрежение. С помощью рычага 11 и тросика 12 на оборотах 1500 - 2000 об/мин заслонка приоткрывает канал "в", вода заполняет канал "Н" и полость ротора. Под действием центробежных сил вода выбрасывается в диффузор "Л" и под давлением 2,5 кг/см² поступает в полость канала "Г", откуда истекает через отверстия "К" в полость первой ступени 1. При скорости 14,5 м/с вода превращается в мелкие капли, которые смешиваются с воздухом.

Из мотокомпрессора по трубе 19 воздух с давлением 3,6 кг/см² поступает в полость сопла 18, где давление снижается до 2,3 кг/см² за счет сужения канала сопла. Энергия давления воздуха преобразуется в энергию струи, которая, истекая с большой скоростью, захватывает капли воды и разгоняет их от скорости 14,5 м/с до 26 м/с. Масса воды и воздуха движется в канале первой ступени, повышая скорость до 32 м/с за счет сужения канала сопла 15 и снижения давления до 1,9 2,0 кг/см². При скорости 32 м/с и давлении 2 кг/см² образуется реактивная тяга 98 кг на срезе сопла 15.

Отработанный газ с давлением 4,0 кг/см² по трубе 5 поступает из рабочих цилиндров мотокомпрессора в полость канала "б" второй ступени II. При наличии соплового аппарата 6 отработанные газы равномерно распределяются по окружности канала "б". Сопловый аппарат незначительно повышает скорость газов за счет профилирования лопаток. С помощью соплового аппарата в полости сопла 3 смешиваются газы с массой, истекающей из полости первой ступени 1. В полости сопла 3 давление газов понижается от 4,0 кг/см² до 1,9 кг/см², повышая скорость массы от 32 до 54 м/с. При такой скорости и давлении 1,9 кг/см² поток выбрасываемой массы создает на срезе реактивного насадка 4 реактивную силу 182 кг, двигающую судно.

Использование: судостроение, гидрореактивные движители судов и моторных лодок. Сущность изобретения: в реактивном двухступенчатом движителе, содержащем первую ступень в виде смесителя с коленообразным воздушным соплом и вторую ступень с каналами подвода воды и реактивным соплом, в первой ступене за смесителем установлено реактивное сопло, а вторая ступень выполнена с каналом подвода отработанных газов двигателя, соединенным с каналом подвода воды. Возможна установка на смесителе 48 отверстий, расположенных под углом 45^o к его оси, установка в плоскости канала подвода газов соплового аппарата с профилированными лопатками и выполнение корпуса с водозаборником, в котором расположена заслонка, соединенная с рычагом поворота. Использование изобретения повышает полезную тягу и КПД движителя. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Реактивный двухступенчатый движитель, содержащий корпус, первый контур в виде смесителя, в центре которого установлено коленообразное воздушное сопло, и второй контур с каналами подвода воды, на конце которого закреплено реактивное сопло с насадком, отличающийся тем, что в первом контуре за смесителем установлено реактивное сопло, а второй контур выполнен с каналом подвода отработанных газов двигателя, соединенным с каналом подводы воды. 2. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что на смесителе выполнено 48 отверстий, расположенных под углом 45^o к его оси. 3. Движитель по п.1, отличающийся тем, что в плоскости канала подвода газов установлен сопловый аппарат с профилированными лопатками. 4. Движитель по п.1, отличающийся тем, что его корпус выполнен с водозаборником, в котором расположена заслонка, установленная на двух полуосях, соединенных с рычагом поворота с помощью валика.