Лопастной судовой движитель Российский патент 2019 года по МПК B63H1/00 

Область техники

Изобретение лопастной судовой движитель относится к транспортированию судов и прочих плавучих средств; оборудование для них.

Уровень техники

Известен гусеничный движитель - движитель самоходных машин, в котором тяговое усилие создается за счет перематывания гусеничных лент. В литературе встречается название - Гусеничная платформа. Гусеничный движитель обеспечивает повышенную проходимость. Большая площадь соприкосновения гусениц с почвой позволяет обеспечить низкое среднее давление на грунт - 11,8-118 кН/м² (0,12-1,2 кгс/см²), то есть меньше давления ноги человека. Тем самым гусеничный движитель предохраняется от глубокого погружения в грунт.

Недостатками этого технического решения являются следующие факторы:

1. Быстрый износ трущихся деталей (проушины, пальцы)

2. Поломки траков при неравномерной нагрузке

3. Попадания снега и камней между гусеницами и катками Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Гусеничный_движитель

Известно гребное колесо - вид движителя, используемый с древних времен для приведения в движение судов. Представляет собой большое колесо, снабженное лопастями (плицами), которые погружаются в воду. Гребное колесо по конструкции аналогично водяному колесу, с той лишь разницей, что не вода приводит колесо в движение, а колесо используется для движения. Существует две основные разновидности гребных колес:

- кормовые, расположенные за кормой судна. Может представлять собой как одно широкое колесо, так и два независимых;

- бортовые, попарно размещающиеся с бортов корабля.

Гребные колеса, приводимые в движение с помощью паровых машин, были преобладающими двигательными установками в военном флоте в первой половине XIX века. К концу века, гребные колеса были полностью вытеснены более эффективными гребными винтами.

Недостатками этого технического решения являются следующие факторы:

1. Основная проблема при использовании гребного колеса - при сильной бортовой качке правое и левое гребное колесо поочередно полностью выходит из воды и, соответственно, погружается в воду слишком глубоко, судно рыскает, делая нормальное движение невозможным. Также при сильном волнении колеса подвергаются большим динамическим нагрузкам, выводящим их из строя.

2. Низкий коэффициент полезного действия - около 30% (КПД уже первых удачных гребных винтов - до 40%).

3. вес, чем у винта и, следовательно, - большее водоизмещение судна и расход топлива.

4. зависимость от осадки судна.

5. Применение гребных колес требует размещать ходовые машины выше ватерлинии, что также уменьшает доступные полезные объемы, а на военном флоте - увеличивает уязвимость машинного отделения.

6. Бортовые колеса требуют больших обносов, увеличивающих габариты судна, уменьшающих полезную площадь палубы.

7. Кормовые колеса менее эффективны гидродинамически, увеличивая сопротивление корпуса, из под которого они как бы откачивают воду.

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Гребное_колесо

Известно водяное колесо - механическое устройство для преобразования энергии падающей воды (гидроэнергии) в энергию вращательного движения с тем, чтобы на оси колеса можно было совершать работу. При подъеме воды на некоторый уровень в ней запасается соответствующая этому уровню потенциальная энергия, поэтому падающая вода может совершать работу. Обратное преобразование применяется в гребных колесах, используемых в качестве движителя на судах.

Различают три основных вида водяного колеса для преобразования гидроэнергии в энергию вращательного движения:

- подливное (нижнебойное) водяное колесо (нория), КПД до 35%;

- наливное (верхнебойное), КПД до 85%;

- среднебойное, КПД до 75%;

Недостатками этого технического решения являются следующие факторы:

Низкое КПД и малая мощность

https://ru.wikipedia.org/wiki/Водное_колесо

Сущность

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание движущей силы для движения надводного судна по воде.

Для решения этой технической задачи предлагается лопастной судовой движитель.

Лопастной судовой движитель, с лопастями, закрепленных на звеньях цепной передачи шлицевым соединением, цепные передачи зафиксированы на профилированных колесах с зубьями вдоль корпуса судна, установленных на осях, жестко закрепленных на корпусе судна, силовая установка через редуктор воспроизводит крутящий момент на ведущую ось. Лопасти лопастного судового движителя закреплены на звеньях цепной передачи шлицевым соединением, на уровне осадка судна, при движении, оказывают давление на водную массу, что создает тяговое усилие, которое воспроизводит движущую силу для судна, на уровне ватерлинии лопасти осуществляют холостой ход.

Других известных технических решений аналогичного назначения с подобной совокупностью существенных признаков при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителем не обнаружено. Совокупность существенных признаков заявляемого лопастного судового движителя не следует явным образом из изученного уровня техники, имеет существенные отличия от рассмотренных аналогов. Механизм работы лопастного судового движителя предполагает высокий КПД, решает вопрос оптимального использования энергетического ресурса в судоходстве, отличительным от ранее разработанных способов. Настоящее изобретение может быть соотнесено с гусеничным движителем, по признаку увеличения площади сцепления траков с забралами за грунт и землю. Также механизмом работы лопастного судового движителя могут быть оснащены баржевые и паромные переправы, что предполагает их эффективное использование от существующих на данное время способов. Поэтому заявитель считает, что заявляемый лопастной судовой движитель соответствует критерию «новизна» и имеет изобретательский уровень. Лопастной судовой движитель может быть изготовлен на известном оборудовании из известного материала, поэтому он соответствует критерию «промышленная применимость».

Основные технические особенности и преимущества предлагаемого технического решения описаны в представленном предпочтительном варианте осуществления.

Объем защиты изобретения не ограничивается описанным примером, а включает различные варианты исполнения в соответствии с общей концепцией. В частности, воспроизведение движущей силы для судна за счет тягового усилия созданного по средствам давления на водную массу лопастным судовым движителем на одном уровне.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами. На Фиг. 1 показаны общий вид и устройство лопастного судового движителя, и его размещение в условной модели судна. На Фиг. 2-3 крепление лопасти на звеньях цепной передачи шлицевым соединением.

На фигурах обозначены: лопасти 1, закрепленных на звеньях цепной передачи 2 шлицевым соединением 3, цепные передачи зафиксированы на профилированных колесах с зубьями 4 вдоль корпуса судна 5, установленных на осях 6, жестко закрепленных на корпусе судна 5, силовая установка 7, редуктор 8.

Силовая установка 7, через редуктор 8, воспроизводит крутящий момент на одну из осей 6, на осях 6 установлены профилированные колеса с зубьями 4, на которых зафиксированы цепные передачи 2, на звеньях цепной передачи шлицевым соединением 3 закреплены лопасти 1, которые на нижнем рабочем уровне, при движении, оказываю давление на водную массу, что создает тяговое усилие, которое воспроизводит движущую силу для судна 5.

Осуществление изобретения

Работает речной лопастной судовой движитель в одном режиме.

Лопастной судовой движитель, с лопастями, закрепленных на звеньях цепной передачи шлицевым соединением, цепные передачи зафиксированы на профилированных колесах с зубьями, установленных на осях, жестко закрепленных на корпусе судне. Силовая установка, редуктор, воспроизводящие крутящий момент на ведущую ось.

Лопасти, на нижнем рабочем уровне, при движении, оказываю давление на водную массу, что создает тяговое усилие, которое воспроизводит движущую силу для судна, на котором жестко закреплен лопастной судовой движитель.

Выбором конструктивных решений, можно устанавливать различные размеры элементов лопастного судового движителя, данных в настоящем описании, в том числе и лопасти, могут иметь вогнутый контур по виду черпака, и располагаться либо в спектре корпуса судна, как представлено на чертежах к настоящему описанию, либо снаружи корпуса судна.

Изобретение относится к судостроению, а именно к транспортированию судов и оборудованию для них. Лопастной судовой движитель состоит из лопастей, закрепленных на звеньях цепной передачи. Цепные передачи зафиксированы на профилированных колесах с зубьями вдоль корпуса судна, установленных на осях, жестко закрепленных на корпусе судна. Внутри корпуса судна установлены силовая установка и редуктор. Крепление лопастей к звеньям цепной передачи осуществляется при помощи шлицевого соединения, а силовая установка через редуктор воспроизводит крутящий момент на ведущую ось. Достигается высокий КПД. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Лопастной судовой движитель, состоящий из лопастей, закрепленных на звеньях цепной передачи, при этом цепные передачи зафиксированы на профилированных колесах с зубьями вдоль корпуса судна, установленных на осях, жестко закрепленных на корпусе судна, при этом внутри корпуса судна установлены силовая установка и редуктор, отличающийся тем, что крепление лопастей к звеньям цепной передачи осуществляется при помощи шлицевого соединения, а силовая установка через редуктор воспроизводит крутящий момент на ведущую ось.

2. Лопастной судовой движитель, лопасти которого закреплены на звеньях цепной передачи по п.1, отличающийся тем, что на уровне осадка корпуса судна, при движении, оказывает давление на водную массу, что создает тяговое усилие, которое воспроизводит движущую силу для судна.

3. Лопастной судовой движитель, лопасти которого закреплены на звеньях цепной передачи по п.1, отличающийся тем, что на уровне ватерлинии лопасти осуществляют холостой ход.