Судовая гребная установка Советский патент 1990 года по МПК B63H1/36 B63H23/04 

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым гребным установкам, и касается усовершенствования известной судовой гребной установки по авт.св. № 954329.

Известна судовая гребная установка, содержащая двигатель, кинематически связанный посредством штока с движителем, включающим кожух с водозаборником, внутри которого шар- нирно закреплена лопасть, шарнирно связанная со штоком, вибратор, который через шток кинематически связан с лопастью, выполненной в виде пустотелого перфорированного в верхней части диска, установленной под днищем судна, при этом охватывающий диск кожух выполнен клинообразным с усеченной цилиндрической полостью, диффузором и клапанами, причем в выступающей над диском передней заостренной части кожуха на внутренней его стенке установлены источники ультразвуковых колебаний и герметичные мембраны, расположенные между этими источниками и диском. Кроме того, она снабжена газоходами, соединяющими выхлопной тракт двигателя с усеченной цилиндрической полостью кожуха и внутренней полостью пустотелого диска.

Недостатком известной судовой гребной установки является то, что она не обеспечивает снижение сопротивления воды движению судна, в результате чего снижается его скорость

Цель изобретения - увеличение скорости судна - достигается тем, что судовая гребная установка снабжена направленными в сторону носа судна и сообщенными с газоходами газоотводными трубами, на передних концах которых смонтированы огр;.л- тели, дополнительными источниками ультразвуковых колебаний с герметично установленными на них мембранами, а также щитами, причем газоотводшю трубы и дополнительные источники ультразвуковых колебаний с чередованием установлены над лопастью передней заостренной части кожуха, а щитки смонтированы на продольных боковых стенках кожуха.

На фиг.1 изображена гребная установка, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - расположение источников ультразвуковых колебаний и газоотводных труб; на фиг.4 - то же, вид сверху.

0

Судовая гребная установка, установленная на судне 1, имеет двигатель 2, вибратор 3, который соединен

с лопастью 4, выполненной в виде

пустотелого перфорированного в верхней части диска, установленного под днищем судна. При этом охватывающий эту лопасть кожух 5 выполнен клинообразным с усеченной внутренней цилиндрической полостью и является фактически супервентилируемым носовым крылом. Судно 1 имеет также кормовое крыло 6 и перо руля 7.

Вибратор 3 установлен на платформе 8, которая расположена на четырех стойках 9, имеющих опоры 10, выполненные в виде гидравлических пружин. Вапоировод 11, установленный в подшипниках 12, связывает двигатель 2 с вибратором 3. Стойки 9 жестко соединены с платформой 13, которая снабжена двумя штоками 14. Штоки 14 шарниром 15 связаны с лопастью 4,

5 помещенной в кожухе 5, который расположен снаружи корпуса судна и снабжен диффузором 16 и водозаборником 17. Лопасть 4 связана с кожухом 5 шарниром 18, расположенным в носовой части кожуха 5. Кожух 5 крепится к корпусу судна с помощью стоек 19. Шахта 20 служит для забора атмосферного воздуха в двигатель 2, который связан с газопроводом 21, снабженным распределительным устройством 22 и клапанами 23. Вдоль днища судна расположены газовые каналы 24, в которых имеются обращенные к воде отверстия 25, что способствует образованию газовой подушки. Газовые каналы 26 расположены в стойках 19 и соединены с газопроводом 21. Газовые каналы 27 (фиг.2) расположены внутри кожуха 5 и соединены с газовыми каналами 26.

5

Газы из каналов 27, перфорированных внутрь кожуха 5, через переходник шарнира 18 могут поступать внутрь пустотелой лопасти 4. Отверстия 28 расположены на поверхности лопасти 4, обращенной к днищу судна Источники ультразвуковых колебаний - сирены 29 и 30 - установлены в носовой части кожуха 5 (фиг.2). Носовые ка- 5 меры 31 кожуха 5, в которых расположены сирены 29 и 30, отделены от воды герметично установленными мембранами 32, с помощью которых ультра0

5

0

0

звуковые колебания могут сообщаться воде.

Сирены 29 и 30 снабжены нагнетательными трубопроводами 33 и 34, соответственно, которые связаны с газопроводом 21. Носовая камера 31 снабжена выпускным трубопроводом 35, выведенным выше ватерлинии судна.

В носовой части кожуха 5 на его наружной передней стенке установлены газоотводные трубы 36, вытянутые в сторону носа судна и снабженные отражателями 37.

На продольных боковых стенках кожуха 5 имеются щитки 38, связанные со стойками 19.

Водозаборник 17, представляющий собой снабженную клапанами входную щель, а также диффузор 16, имеющий клапан 39, позволяют кожуху 5 выполнять функции корпуса вибронасоса, поршнем которого является лопасть 4

Судовая гребная установка работае следующим образом.

Двигатель 2 через валопровод 11 приводит в действие вибратор 3, от которого низкочастотные резонансные колебания с помощью штока 14 передаюся лопасти 4. При выходе лопасти 4 из кожуха 5 она работает как плавниковый движитель, а при входе ее в кожух 5 - как поршень вибронасоса водометного движителя.

Для обеспечения работы в режиме насоса в кожухе 5 имеется водозабор- ник 17, представляющий собой входную щель, снабженную клапаном, который открывается при движении лопасти 4 вверх и закрывается при ее движении вниз, а также диффузор 16, имеющий клапан 39, который закрывается при движении лопасти 4 вверх и открывается при ее движении вниз.

В кожухе 5 также происходит взаимодействие воды с выхлопными газами двигателя 2, благодаря чему происходит ускорение основного потока воды в кожухе при работе его как корпуса насоса. При выходе лопасти 4 из кожуха, т.е. при работе лопасти как плавникового движителя, выхлопные газы препятствуют движению воды от задних кромок диска и кожуха к их центрам и не препятствуют движению воды от боковых кромок к их центрам, т.е. сохраняется движение потока воды внутри кожуха вдоль его продольной оси.

0

За счет одновременного воздействия на лопасть 4 низкочастотных вибраций, сообщаемых ей вибратором 3, и высокочастотных ультразвуковых колебаний, передаваемых ей через воду от сирен 29, на обращенной к днищу судна поверхности диска 4 образуется устойчивая кавитационная каверна и разрежение. Пузырьки газа, выходящие из диска 4 через отверстия 28, попадая под действие ультразвуковых колебаний сирен 29, коагулируются и движутся в направлении к этим сиренам что создает условия для образования устойчивой кавитационной каверны. Образованию каверны способствует также срыв струи с клиновидного носа кожуха 5.

Все это способствует всплытию судна над водой и значительному уменьшению сопротивления его движению.

Одновременно пузырьки газов, выходящие навстречу кожуху 5 из газо- 5 отводных труб 36, попадая под действие ультразвуковых колебаний сирен 30, коагулируются и движутся в направлении к этим сиренам, образуя устойчивую газовую прослойку между кожухом 5 и водной средой. Прослойка вследствие своей податливости принимает наиболее обтекаемую в данный момент форму. За счет этой прослойки значительно снижается сопротивление воды движению кожуха 5 в ней. Щитки 38 препятствуют циркуляции газов вок- руг боковых кромок кожуха 5, что, в свою очередь, способствует сохранению стабильности газовой прослойки.

5

0

0

5

Таким образом, в данном устройстве полезно используются выхлопные газы, образующиеся в двигателе. С помощью выхлопных газов создаются ультразвуковые колебания и образуется газовая подушка. Сам же двигатель 2 приводит в действие вибратор 3, который является не только источником низкочастотных вибраций диска 4, но одновременно и приводом плавниковога движитапя и вибронасоса водометного движителя, которые образуют в комплексе диск 4 и кожух 5. В результате, кроме продольной силы, движущей судно вперед, возникает мощная вертикальная сила, выталкивающая судно из воды и способствующая, таким образом, всплытию судна над водой, после чего оно движется по воде на кожухе 5.

Между последним и водой образована устойчивая гаяовая прослойка, чем значительно снижается сопротивление воды движению судна, а это в,свою очередь позволяет значительно увеличить скорость судна и повысить КПД движителя. Кроме того, применение ультразвука и газовых струй предотвращает обрастание погруженной в воду части судна морскими организмами и водорослями.

Для удобства осуществления прибрежного маневрирования и обеспечения заднего хода судно снабжено также гребным винтом, приводимым в действие двигателем 2 (на чертежах гребно винт условно не показан).

С помощью газораспределительного устройства 22, снабженного клапанами 23, производят изменение направления потока газов при необходимости сообщения судну заднего хода. В этом случае основной движитель судна отключается, и включается гребной винт Одновременно поток газов от двигателя 2 направляется вместо каналов 26 в каналы 24, расположенные вдоль

5

0

5

днища судна и снабженные отверстиями 25 для создания газовой подушки, облегчакнцей движение судна.

Изобретение дает возможность повысить скорость хода судна без увеличения мощности установки и расхода топлива.

Формула изобретения Судовая гребная установка по авт. св. К 954329, отличающаяся тем, что, с целью увеличения скорости судна, она снабжена направленными в сторону носа судна и сообщенными с газоходами газоотводными трубами, на передних концах которых смонтированы отражатели, дополнительными источниками ультразвуковых колебаний с герметично установленными на них мембранами, а также щитками, причем газоотводные трубы и дополнительные источники ультразвуковых колебаний с чередованием установлены .на наружной стенке выступающей над лопастью передней заостренной части кожуха, а щитки смонтированы на продольных боковых стенках кожуха.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым гребным установкам. Цель изобретения - увеличение скорости судна. Гребная установка содержит двигатель 2, вибратор 3, который соединен с лопастью 4, кормовое крыло 6 и перо руля 7. Вибратор 3 установлен на платформе 8, которая расположена на стойках 9, жестко соединенных с платформой 13. Штоки 14 шарниром 15 связаны с лопастью 4, которая связана с кожухом 5 шарниром 18. Кожух 5 снабжен диффузором 16 и водозаборником 17. Вдоль днища судна расположены газовые каналы 24, сообщенные через отверстия 25 с заборным пространством. В носовой части кожуха 5 установлены источники ультразвуковых колебаний - сирены. Носовые камеры кожуха, в которых расположены сирены, отделены от воды герметично установленными мембранами. Сирены снабжены соответственно нагнетательными трубопроводами, которые связаны с газопроводом 21. В носовой части кожуха 5 на его наружной передней стенке установлены газоотводные трубы, вытянутые в сторону носа судна и снабженные отражателями. На продольных боковых стенках кожуха 5 установлены щитки 38, связанные со стойками 19. Двигатель 2 через валопровод 11 приводит в действие вибратор 3, от которого низкочастотные резонансные колебания с помощью штока 14 передаются лопасти 4. При выходе лопасти 4 из кожуха 5 она работает как плавниковый движитель, а при входе ее в кожух 5 она работает как поршень вибронасоса водометного движителя. 4 ил.

13

Фиг.2

4 /

Фиг.Ц