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

Изобретение предназначено для сообщения движения судам преимущественно подводного типа и может быть использовано в качестве движителя подводных лодок.

Цель изобретения - повышение КПД путем уменьшения тепловых потерь.

На фиг. 1 показано судно с электрогидравлическим движителем на цилиндрической и конической поверхности корпуса, частичный разрез; на фиг.2 - то же, с возбужденной бегущей волной по поверхности эластичной оболочки движителя; на фиг. 3 - судно с электрогидравлическим движителем, поперечный разрез; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3.

Корпус 1 электрогидравлического судового движителя имеет цилиндрическую и коническую части с кормовой оконечностью 2, на которых выполнены два слоя эластичной оболочки: внешней 3 и внутренней 4, облегающий корпус 1. Между оболочками выполнены перегородки из эластичного материала, кольцевые 5 и продольные 6, которые разделяют полость двухстенной эластичной оболочки на секции-камеры 7. Внутри каждой камеры 7 укреплены пары электроразрядных электродов 8, установленные в пробках 9 и проходящие через корпус 1 и слой 4 оболочки. Все пары электродов 8 кольцевой системы подключены между собой параллельно.

В одной из камер 7 каждой кольцевой системы укреплен формирователь разрядов, состоящий из одного электрода 8 пары и контакта на упругом токоподводе 10, образующем с электродом 8 пару нормально разомкнутых контактов. Токоподвод 10 имеет вывод 11 через элекроизолирующую пробку 12 в корпусе 1 и слое 4 эластичной оболочки. Все камеры 7 заполнены, например, водой или другой жидкостью, мало разлагающейся в процессе электрогидравлического эффекта.

Кольцевые группы пар электродов 8 подключены к источнику электрического напряжения на борту судна (на чертежах не показан) через формирователи разрядов на токоподводах 10 с помощью типовой коммутационной аппаратуры, выполненной, например, на тиристорах. При этом формирователь разрядов первой кольцевой системы пар электродов помещен в камере 7 последней из кольцевых систем данной ступени движителя, число которых может быть произвольным и определяется конкретными условиями применения, т.е. размерами судна. Токоподвод 10 формирователя разрядов выполнен в толще стенки перегородки 5 каждой кольцевой системы или в непосредственной близости от нее с возможностью смещения вместе с перегородкой 5 в сторону электрода 8 соответствующей пары электроразрядника до замыкания на него.

Выводы 11 токоподводов 10 формирователей разрядов и выводы 13 от электродов 8 пар электроразрядников через электроизолирующие пробки 9 и 12 подключены к схеме электропитания с помощью электроизолированных проводов.

Материалом эластичных слоев 3 и 4, эластичных перегородок 5 и 6 может быть резина, фторопласт, другие полимеры в зависимости от назначения и размеров движителя. Электроды 8 могут быть стальными, медными, платиновыми и другими в зависимости от рода жидкости, заполняющей полости камер 7.

В результате электрического разряда на всех парах электродов 8 в камерах 7 первой кольцевой системы одновременно образуются ударные волны вокруг каждой из пар электродов 8 в каждой камере 7 первой кольцевой системе, которые раздают во все стороны, кроме внутренней, имеющей под собой жесткий корпус 1, эластичные камеры 7, что приводит к вздутию кольцевой системы камер 7 по внешней оболочке 3. При этом перегородки 5, разделяющие кольцевые системы камер 7 с кольцевыми системами пар электродов 8, раздвигаются в противоположные стороны, наклоняя токоподвод 10 очередной кольцевой системы к электроду 8 этой очередной кольцевой системы до замыкания в момент начала фазы "схлопывания" предыдущих разрядов.

В результате замыкания токоподвода 10 на электрод 8 очередной кольцевой системы срабатывает формирователь разрядов этой очередной системы пар электродов 8, что сопровождается разрядом и ударной волной во второй кольцевой системе камер 7, которая раздается по внешней оболочке 3. При этом спад давления в предыдущей кольцевой системе камер 7 вследствие "схлопывания" компенсируется раздвижением перегородок 5 и стягиванием внутрь по первой кольцевой системе камер внешней оболочки 3, что приводит к образованию и распространению по направлению следования очередных разрядов в очередных кольцевых системах камер бегущей волны деформации внешней оболочки 3, так как вторая кольцевая система камер в результате отклонения кольцевой перегородки 5 в сторону третьей кольцевой системы замыкает ее токоподвод 10 формирователя разрядов на электрод 8 третьей системы пар электродов и так далее до последней кольцевой системы разрядников данной ступени, формирователь разрядов которой размещен в первой кольцевой системе камер, т. к. после достижения волной деформации эластичной оболочки 3 до последней системы камер 7 данной ступени процесс распространения бегущей волны продолжится и распространится на вторую ступень движителя и одновременно возобновится на первой ступени. Данный процесс охватывает все ступени движителя и периодически повторяется в течение всего времени электропитания движителя.

Так как бегущая волна деформации эластичной оболочки 3 увлекает за собой прилежащие слои окружающей среды (воды), то в результате реакции судно получает тягу движителя в противоположном направлении, т.е. в сторону основания конической части корпуса 1.

Величина тяги определяется площадью поверхности эластичной оболочки 2, числом ступеней движителя, числом и размерами кольцевых систем камер 7 в ступени, физико-химическими характеристиками жидкости, заполняющей камеры, величиной напряжения и мощностью источника электропитания.

Так как разряды в камерах 7 изолированы от внешней среды стенками эластичной оболочки 3, то это предотвращает полную передачу теплоты разряда внешней среде, т.е. обеспечивается повышение КПД за счет сохранения теплоты в жидкости камер 7. Чрезмерное перегревание камер предотвращается их частичным охлаждением в потоке окружающей среды, а эластичность самой оболочки 3 позволяет ей соответственно увеличивать размеры при возрастании объема жидкости в процессе нагревания при работе движителя.

Ступени движителя могут быть выполнены практически по всей поверхности судна, что обеспечивает заданную площадь поверхности движителя, т.е. достигается любая заданная величина тяги движителя.

Изобретение относится к судостроению, а именно к электрогидравлическим судовым движителям. Цель изобретения - повышение КПД движителя. Движитель имеет корпус с охватывающей его двухслойной эластичной оболочкой, состоящей из слоев 3, 4 и разделенной внутренними перегородками 5 на камеры 7, заполненные жидкостью, например водой. В камерах 7 размещены пары электроразрядных электродов 8 и формирователи электрических разрядов, соединенные с блоком электропитания на борту судна с помощью коммутационной аппаратуры, выполненной, например, на тиристорах. При включении электропитания движителя разряды в камерах раздают внешнюю эластичную оболочку, образуя бегущую волну деформации по эластичной оболочке, которая увлекает за собой прилежащие слои окружающей среды, создавая реактивную тягу движителя. 4 ил.

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СУДОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ, содержащий корпус с установленными на нем группами пар электроразрядных электродов с формирователями разрядов, выполненных в виде пар нормально разомкнутых контактов, причем пары электродов каждой группы расположены по периметру одного из поперечных сечений корпуса и посредством формирователей разрядов электрически связаны с источником напряжения, формирователь разрядов ближайшей к носу корпуса группы пар электродов установлен за наиболее удавленной от носа корпуса группой пар электродов, а формирователи разрядов остальных групп пар электродов установлены в районах расположения последних, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения тепловых потерь, корпус снабжен охватывающей его двухслойной оболочкой с внутренними эластичными перегородками, образующими камеры, заполненные жидкостью с электрической прочностью, соответствующей пробивному напряжению на указанных электродах, каждая пара электродов размещена в соответствующей камере, при этом один из контактов каждого формирователя разрядов связан с внутренней эластичной перегородкой камеры, а другой контакт установлен на одном из пары электроразрядном электроде.