РОТОРНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ Российский патент 2009 года по МПК B63H1/02 B63H5/04 

Описание патента на изобретение RU2359862C2

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к усовершенствованию роторного движителя для надводных судов. Известен роторный движитель /1/, содержащий соединенный с приводом вращения диск с ободом, по периметру которого установлены под углом к ободу лопатки, выполненные треугольной формы в плане, и имеют профиль крыла, с острой передней и тупой задней кромкой; острая кромка каждой лопатки обращена к ободу ротора в направлении его вращения. Недостатком конструкции является малая эффективность каждой лопатки, требующей большой скорости вращения и повышенной мощности двигателя.

Известна лопасть воздушного винта /2/, где профиль сечения лопасти образован пересечением двух парабол: У11X1/2, У2=2R0+K2X1/2, где передняя острая кромка закруглена радиусом Ri. Недостатком является то, что лопасть не адаптирована к использованию в водной среде.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Содержащий ступицу с лопостями в количестве от 3 до 8 движитель, вращающий ось ступицы, где для повышения эффективности роторного движителя профиль лопасти образуется пересечением двух парабол: У11X1/2; У2=2R0+K2X1/2, где 3≤К1≥1, К2=/0,4-0,8/К1; острая кромка закруглена на расстоянии R от пересечения парабол окружностью радиусом R≥R0 для повышения прочности. Начальный радиус

R0 выбирается из значения R0≤Rc, где Rс - радиус ступицы, и вписывается в теле ступицы /ФИГ.1, закругление не показано/; угол атаки выбирается из величины α≥15°; конец лопасти загнут на угол β≥30° для увеличения производительности, используя центробежный поток и направляя его в рабочее русло, и для снижения кавитации при входе лопасти в воду.

На фИГ.1 изображена лопасть 1, укрепленная к ступице 5 с осью вращения 6. Лопасть 1 имеет вентиляционные отверстия 2 радиусом R≤R0, загиб конца лопасти 4 и продольные наплывы наподобие синусоиды 3, служащие для уменьшения кавитации; на ФИГ.2 изображен вид в лопасти 1, продольные наплывы изображены наподобие синусоиды, где А=(2÷4) см - половина высоты наплыва, Т=(2÷4) см - расстояние между наплывами; 4 - загиб лопасти.

На ФИГ.3 изображен роторный движитель с лопастями 1, укрепленными к ступице 5 с осью вращения 6, которая удерживается выносными штангами 11, в теле одной из которых проходит несущий вал 12, передающий момент вращения от двигателя 13, расположенного в корме судна 15. Лопасти 1 имеют вентиляционные отверстия 2, загиб конца лопасти 4, а боковые стороны лопасти замкнуты кольцом для уменьшения свободных колебаний. На ФИГ.4 изображен схематично роторный движитель с лопастями 1, ступицей 5, укрепленной на оси 6, которая в свою очередь удерживается выносными штангами 11, в теле одной из которых проходит гибкий несущий вал 12, передающий момент вращения от двигателя 13, расположенного в корме судна 15. Боковые стороны лопасти 1 замкнуты кольцом 7 для снижения свободных колебаний. Роторный движитель установлен в цилиндрическую капсулу 16, имеющую снизу вырез для водовода 8 и для выходного сопла 9, к которому крепятся рули 10, выполняющие в совокупности роль подобия водометного движителя /3/. Роторный движитель повышает КПД более 30% по сравнению с /1/.

РАБОТА РОТОРНОГО ДВИЖИТЕЛЯ

Лопасть роторного движителя, вращаясь от движителя 13, находящегося в корме судна 15, через несущий вал 12 придает кинетическую энергию воде. Лопасть при этом плавно входит в воду - вначале загиб 4, потом сама параболообразная лопасть, уменьшая тем самым гидравлический удар. Вентиляционные отверстия 2 выпускают воздух /ФИГ.3/. Нагнетающая сторона лопасти за счет продольных синусоидальных наплывов резко снижает образование вакуумных пузырьков, снижая кавитацию более 30% по сравнению с /1/. Боковые стороны лопастей охвачены кольцом, снижающим свободные колебания более 20%. Выносные штанги 11 могут отслеживать уровень воды при осадке судна.

Работа роторного движителя, заключенного в цилиндрическую капсулу /ФИГ.4/, являющегося водометным движителем

Водовод 8 служит для забора воды и подвода к лопастям 1. Сопло 9 предназначено для суживания струи воды на выходе движителя с целью повышения его скорости в 1,6÷1,8 в полости лопасти 1. Рулевое устройство 10 обеспечивает управляемость судном путем отклонения струи воды. Задний ход возможен изменением направления вращения лопастей на обратный. Лопасти могут изготавливаться из стали ООХ12НЗД и др. Продольные синусоидальные наплывы возможно изготавливать с использованием литья под давлением, ковки, эпоксидной смолы и др. Проведенные сравнительные испытания макетов лопастей показали повышение КПД более 20% и снижение свободных колебаний более 30 % по сравнению с /1/.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. ПАТЕНТ №2107009 от 6.07.1998 г.

2. ПАТЕНТ № 2228882 от 20.05.2004 г.

3. «15 ПРОЕКТОВ СУДОВ» СПРАВОЧНИК, Д.А.КУРБАТОВ, ЛЕНИНГРАД, СУДОСТР. 1985 г.

Похожие патенты RU2359862C2

название год авторы номер документа
ГРЕБНОЙ ВИНТ 2006
  • Востропятов Иван Давыдович
RU2314968C1
ЛОПАСТЬ ВОЗДУШНОГО ВИНТА, ПАРАБОЛА В АЭРОДИНАМИКЕ 2004
  • Востропятов Иван Давыдович
RU2278058C2
ВЕРТОЛЕТ 2006
  • Востропятов Иван Давыдович
RU2309873C1
САМОЛЕТ 2005
  • Востропятов Иван Давыдович
RU2307048C1
ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР 2007
  • Востропятов Иван Давыдович
RU2362911C2
ВОЗДУШНЫЙ ВИНТ 2006
  • Востропятов Иван Давыдович
RU2318698C1
ВЕРТОЛЕТ 2006
  • Востропятов Иван Давыдович
RU2333867C2
РОТОРНАЯ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2006
  • Востропятов Иван Давыдович
RU2325552C1
ВЕСЛО 2008
  • Востропятов Иван Давыдович
RU2373105C1
ГРЕБНОЙ ВИНТ 2001
RU2228878C2

Реферат патента 2009 года РОТОРНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ

Изобретение относится к корабельным роторным движителям. Роторный движитель имеет ступицу с присоединенными лопастями, имеющими профиль, образованный пересечением двух парабол, сопрягаемых в районе задней кромки полуокружностью, вписанной в ступицу. Передняя кромка имеет закругление. Конец лопасти имеет загиб на угол β≥30°. В лопасти ближе к ступице имеются вентиляционные отверстия. Боковые стороны лопастей замкнуты кольцом. Изобретение направлено на увеличение тяги при снижении шума и подавлении кавитации. 1 з.п ф-лы, 4 ил.

Формула изобретения RU 2 359 862 C2

1. Роторный движитель, содержащий тело ступицы с лопастями в количестве от 3 до 8, вращаемое от двигателя, отличающийся тем, что профиль каждой лопасти образован пересечением двух парабол Y1=K1X1/2, Y2=2R0+K2Х1/2, где 3≤K1≥1, K2=0,4÷0,8K1, кромка пересечения парабол вписана в тело ступицы и закруглена радиусом R≥R0, где начальный радиус R0 выбран из величины R0≤RC, где RC радиус тела ступицы, каждая лопасть имеет вентиляционные отверстия радиусом R≤R0, продольные наплывы на нагнетающей стороне, угол атаки α≥15° и конец, который загнут на угол β≥30° в направлении вращения, при этом боковые стороны лопастей замкнуты кольцом.

2. Роторный движитель по п.1, отличающийся тем, что лопасти размещены в цилиндрической капсуле, имеющей водовод, подающий воду на лопасти, выходное сопло и рули, обеспечивающие управляемость и задний ход при изменении вращения лопастей на обратный.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2359862C2

РОТОРНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ 1992
  • Кузьмин Анатолий Иванович
RU2107009C1
Судовое гребное колесо 1933
  • Шостак С.С.
SU35598A1
GB 1901122475 А, 16.10.1902
1972
SU414627A1

RU 2 359 862 C2

Авторы

Востропятов Иван Давыдович

Даты

2009-06-27Публикация

2007-07-23Подача