СУДОВОЙ ВОЛНОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ Советский патент 1994 года по МПК B63H1/37 

Изобретение относится к судостроению, а именно к волновым движителям, и предназначено для сообщения движения судам преимущественно подводного типа.

Цель изобретения - повышение КПД движителя путем уменьшения рассеивания магнитного поля между силовыми элементами привода.

На фиг.1 представлен движитель в станине с местным разрезом; на фиг.2 - работающий движитель, общий вид; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - принципиальная электрическая схема подключения обмоток пластин к источникам электропитания.

Волновой движитель содержит корпус 1 с коническим участком 2, на котором по периметрам поперечных сечений выполнены магнитные силовые элементы 3 кольцевой формы, помещенные между двумя слоями эластичной гибкой оболочки 4 по поверхности конического участка 2 и частично на цилиндрической части корпуса 1.

Каждый силовой элемент 3 состоит из кольцевой замкнутой на себя системы тонких пластин 5 электротехнической стали, каждая из которых состоит из двух тарелок 6 со скошенными внутрь кромками, которые образуют по периметру пластины 5 паз 7 для витков обмотки 8, закрепленной в пазу 7 с помощью электроизолирующей оболочки 9 из ленточного материала, намотанного на жгут обмотки.

Тарелки 6 соединены между собой в пластине 5 с помощью, например, точечной сварки и имеют клинообразное сечение вершиной клина внутрь кольца элемента 3, благодаря чему грани клина пластины 5 по радиальным плоскостям элемента 3 могут плотно прилегать друг к другу. Форма пластин может быть произвольной, например овальной, прямоугольной со скошенными углами, круглой.

В пластинах 5 выполнены отверстия 10, которые образуют круговые сверления в теле магнитопровода каждого силового элемента 3, таких сверлений может быть выполнено несколько в зависимости от размеров пластин 5. Эти сверления предназначены для размещения в них эластичных, например резиновых, жгутов меньшего, чем отверстие 10 диаметра, которые направляют движения пластин 5 при их относительном смещении в процессе работы.

Обмотки 8 всех пластин 5 соединены между собой через одну и образуют две согласные системы, одну на постоянном токе, питаемую от, например, двухполупериодного выпрямителя, а вторую на переменном токе от фазы сети, к которой подключен соответствующий выпрямитель. Обмотки 8 пластин 5 постоянного тока между собой и обмотки 8 пластин 5 переменного тока между собой соединены согласно последовательно или согласно параллельно в соответствии с заданной мощностью движителя, чередуясь пластинами 5, т.е. между листами с обмоткой переменного тока помещена пластина 5 с обмоткой постоянного тока и наоборот, образуя таким образом две замкнутые на себя магнитных цепи: постоянного и переменного тока.

Соединительные провода 11 между обмотками 8 каждой системы пластин 5 выполнены гибкими и подсоединены к обмоткам 8 в их торцовых частях.

Все силовые элементы 3 помещены между двумя слоями эластичной, например резиновой гибкой оболочки 4, которая разделена промежуточными перемычками 12 слоев между элементами 3, образуя внешнюю на корпусе 1 силовую оболочку. Число силовых элементов 3 может быть произвольным в зависимости от размеров корпуса судна, но всегда кратно числу фаз напряжения источника электропитания на борту судна.

Силовые элементы 3 выводами обмоток 8 отдельно постоянного и переменного тока подсоединены к сети электропитания в направлении порядка следования фаз напряжения на элементах к вершине конической части корпуса судна.

А, В, С - фазовые концевые силовые элементы и соответствующие фазы сети электропитания трехфазного источника напряжения; U_в - направление бегущих волн эластичной оболочки движителя; U - направление скорости судна под действием тяги.

Блок электропитания является типовым источником электропитания заданной мощности с приводом от маршевого двигателя на борту судна с возможностью регулирования частоты напряжения, например, путем изменения скорости вращения маршевого двигателя. Коммутационная аппаратура для электросхемы движителя также является типовой.

При включении электропитания на обмотке 8 пластины 5 силовых элементов 3 в результате смены притяжения на отталкивание между пластинами 5 вследствие изменения направления тока по обмоткам переменного тока данной фазы силовой элемент 3 совершает периодическое колебательное сокращение - расширение на величину, определяемую числом пластин 5 и диаметром всего элемента 3.

Вместе с силовым элементом 3 совершает периодические расширении или сжатия и эластичная оболочка 4, в которой он помещен. Так как силовые элементы 3 включены под многофазное напряжение, т.е. между ними по длине конического участка 2 корпуса 1 выполнен сдвиг фаз, то по поверхности эластичной оболочки 4 от основания конического участка 2 к ее вершине образуется бегущая волна деформации со скоростью, определяемой частотой напряжения электропитания, т.е. скоростью вращения маршевого двигателя.

Так как бегущая волна деформации эластичной оболочки 4 увлекает за собой прилежащие слои окружающей воды, то в результате реакции судно получает тягу в противоположном направлении, т.е. в сторону основания конического участка 2 корпуса 1.

Величина тяги определяется площадью поверхности эластичной оболочки 4, мощностью силовых элементов 3, частотой напряжения электропитания.

Изобретение относится к судостроению, а именно к волновым движителям, и предназначено для сообщения движения судам преимущественно подводного типа. Цель изобретения - повышение КПД двигателя путем уменьшения рассеивания магнитного поля между силовыми элементами привода. Движитель включает в себя систему магнитных силовых элементов, установленных на корпусе и помещенных в эластичную оболочку 4. Каждый силовой элемент образован из пластин 5 с обмотками 8 по периметру этих пластин 5, поочередно подключенными к источнику постоянного тока и соответствующей фазе переменного многофазного тока в порядке следования фаз по направлению к вершине корпуса. При осуществлении электропитания силовых элементов они совершают периодические сокращения или расширения, вызывая соответствующие деформации своих участков эластичной оболочки 4, что создает на поверхности корпуса, на котором установлены элементы, бегущую волну деформации эластичной оболочки 4, которая увлекает за собой окружающие прилежащие слои воды, что и создает реактивную тягу движителя. 5 ил.

СУДОВОЙ ВОЛНОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ, содержащий корпус в виде тела вращения, кормовой участок которого выполнен с уменьшающимся к кормовой оконечности диаметром поперечного сечения, охватывающую этот корпус гибкую эластичную оболочку, а также магнитные силовые элементы привода, размещенные между корпусом и оболочкой и установленные вдоль корпуса по периметрам поперечных сечений с зазором между собой, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения рассеивания магнитного поля между силовыми элементами привода, магнитные силовые элементы привода выполнены в виде пластин с обмотками по их периметрам, установленных в радиальных плоскостях корпуса движителя, причем обмотки пластин, расположенных по периметру каждого поперечного сечения корпуса движителя, подключены поочередно к источнику постоянного тока и соответствующей фазе многофазного источника тока.