Импеллер для транспортного средства Российский патент 2020 года по МПК B63H11/08 F04D3/00 

Заявляемое изобретение относится к транспорту и может быть использовано на воздушном или водном транспорте, в частности, на судах на воздушной подушке с воздушным приводом.

Известен реактивный движитель, работающий действием выталкиваемой воды или воздуха с применением центробежного насоса, вращающегося в цилиндрической трубе, установленной в кожухе. Струи воды или воздуха засасываются и выталкиваются с поворотом на 180° /а.с. СССР №24258, МПК В63Н 11/08, 1931 /.

Недостатком этого технического решения является низкий КПД из-за использования в конструкции движителя осевого вентилятора.

Другой аналог заявляемого изобретения - кольцевидное колесо для водометного двигателя, содержащее лопасти крыльчатки, полый цилиндр и подшипник, установленный на корпусе транспортного средства. Лопасти приводятся в движение посредством вала, соединенного с центральными частями лопастей и установленного на подшипниках в корпусе транспортного средства /патент США №4713027(A), м. кл. В63Н 11/08, 1987/.

Вал и ступица рабочего колеса создают механическое препятствие потоку и нарушают ламинарное течение воды, что обуславливает пониженный КПД этого устройства.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения по технической сущности и достигаемому результату является импеллер для транспортного средства, содержащий полый цилиндр, лопасти, равномерно закрепленные на внутренней поверхности цилиндра, и подшипник, установленный между корпусом транспортного средства и полым цилиндром с внешней стороны /патент РФ №111834, м. кл. В63Н 11/00 /.

У известного устройства с потоком жидкости или воздуха взаимодействуют лопасти, корпус транспортного средства и небольшая часть полого цилиндра. Хороший КПД обусловлен минимизацией механических помех потоку воды. Недостаток импеллера - неполное использование им мощности воздушного потока.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение коэффициента полезного действия импеллера за счет повышения эффективности использования воздушного потока при создании реактивной тяги.

Для достижения указанного технического результата известное устройство, содержащее полый цилиндр и лопасти, закрепленные на внутренней поверхности цилиндра, согласно изобретению, снабжено полым конусом с патрубком в его основании, конус размещен в полости цилиндра соосно с ним и смонтирован на лопастях при помощи патрубка.

Целесообразно привод лопастей осуществлять посредством насадки на вал двигателя, закрепленной на внутренней поверхности конуса.

Для повышения эффективности использования воздушного потока при создании реактивной тяги импеллер оснащен спрямляющим приспособлением, которое изготовлено из двух дополнительных полых цилиндров с разными диаметрами. Эти цилиндры, внешний и внутренний, расположены соосно с образованием кольцевой щели между ними. В щели размещены радиальные продольные направляющие стенки, которые разбивают ее на каналы. Торец внешнего цилиндра сопряжен с основанием цилиндра, а торец внутреннего цилиндра сопряжен с торцом патрубка. Приспособление зафиксировано на корпусе транспортного средства или двигателя.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Импеллер для транспортного средства имеет полый цилиндр 1 и лопасти 2, которые закреплены на внутренней поверхности цилиндра 1.

В полости цилиндра 1 соосно с ним размещен полый конус 3 с патрубком 4 в его основании. Конус 3 смонтирован на лопастях 2 при помощи патрубка 4. На внутренней поверхности конуса 3 закреплена любым известным способом насадка 5 на вал 6 двигателя /на фиг. не показан/.

Импеллер может иметь спрямляющее приспособление, которое изготовлено из двух дополнительных полых цилиндров 7 и 8, с разными диаметрами. Эти цилиндры, внешний 7 и внутренний 8, расположены соосно с образованием кольцевой щели 9 между ними. В щели 9 размещены радиальные продольные направляющие стенки 10, которые разбивают ее на каналы. Торец цилиндра 7 сопряжен с основанием цилиндра 1. Торец цилиндра 8 сопряжен с торцом патрубка 4. Приспособление зафиксировано на корпусе транспортного средства или на двигателе /на фиг. не показано/.

Вся конструкция импеллера может быть выполнена из полимерных композиционных материалов, обеспечивающих максимальную эффективность использования воздушного потока при создании реактивной тяги.

Импеллер для транспортного средства действует следующим образом. При включении двигателя вал 6 передает вращение через насадку 5 и конус 3 лопастям 2 и цилиндру 1, которые воздействуют на воздух, находящийся в контакте с ними. Воздух, находящийся перед лопастями 2, захватывается в межлопаточные полости и движется вдоль оси вращения цилиндра 1. Вращение лопастей 2 создает разряжение с тыльной стороны от направления движения за счет сжатия воздуха спереди. Воздух, находящийся во внутреннем объеме цилиндра 1, движется к лопастям 2 за счет образовавшегося вакуума в межлопаточном пространстве и поджимается к внутренней поверхности цилиндра 1 центробежной силой и конусом 3. Воздух, двигаясь по оси цилиндра 1, перед кольцевым зазором между внутренней поверхностью цилиндра 1 и патрубком 4 заполняет межлопаточное пространство в сжатом виде. На выходе из зазора сжатый воздух попадает в каналы кольцевой щели 9 спрямляющего приспособления, где закрученный вращением лопастей 2 воздух выравнивается по направлению движения, повышая таким образом эффективность использования воздушного потока для создания реактивной тяги и увеличивая коэффициент полезного действия движителя для транспортного средства

Изготовлен опытный образец движителя, который успешно проходит испытания.

Изобретение относится к движительным устройства, которые могут быть использованы на воздушном или водном транспорте. Импеллер для транспортного средства содержит полый цилиндр и лопасти, которые закреплены на внутренней поверхности цилиндра. Также импеллер снабжен полым конусом с патрубком в его основании. Конус размещен в полости цилиндра соосно с ним и смонтирован на лопастях при помощи патрубка. Достигается повышение КПД импеллера. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Импеллер для транспортного средства, содержащий полый цилиндр и лопасти, закрепленные на внутренней поверхности цилиндра, отличающийся тем, что импеллер снабжен полым конусом с патрубком в его основании, при этом конус размещен в полости цилиндра соосно с ним и смонтирован на лопастях при помощи патрубка.

2. Импеллер по п.1, отличающийся тем, что привод лопастей осуществляют посредством насадки на вал двигателя, закрепленной на внутренней поверхности конуса.

3. Импеллер по п.1, отличающийся тем, что он оснащен спрямляющим приспособлением, изготовленным из двух дополнительных полых цилиндров с разными диаметрами, расположенных соосно с образованием кольцевой щели между ними, и размещенных в щели радиальных продольных направляющих стенок, разбивающих ее на каналы, при этом торец внешнего дополнительного цилиндра сопряжен с основанием цилиндра, а торец внутреннего дополнительного цилиндра сопряжен с торцом патрубка, причем приспособление зафиксировано на корпусе транспортного средства или двигателя.