Гидрореактивный движитель Советский патент 1992 года по МПК B63H11/14 

Фаг.1

Изобретение относится к судостроению, в частности к водометным движителям для судов.

Цель изобретения - повышение КПД движителя,

Указанная цель достигается тем, что гидрореактивный движитель содержит профилированную трубу с размещенной в ней камерой сгорания, средства ввода и воспламенения топлива, а также клапан, расположенный в торцевой стенке камеры, при этом камера сгорания выполнена по форме параболоида вращения. Движитель снабжен центральным телом каплеобразной формы и профилированным кольцом, установленным в профилированной трубе с возможностью его перемещения в осевом направлении с образованием эжекторных сопл,

На фиг. 1 изображен предлагаемый движитель, продольный разрез: на фиг 2 - 4 - такты рабочего цикла, на фиг 5 и 6 - движитель на режимах разгона и полного хода, продольные сечения.

Гидрореактивный движитель содержит водопроточную профилированную трубу 1, внутренняя поверхность которой образует водопроточный канал. Передний торец 2 трубы является водозаборником с входным сечением I. По оси профилированной трубы установлен отражатель 3, закрепленный с помощью профилированных пилонов 4 и 5 и снабженный клапаном 6. Внутренняя поверхность отражателя имеет форму параболоида вращения. Вогнутая поверхность клапана также выполнена по форме параболоида вращения и в закрытом положении клапана сопрягается с поверхностью отражателя 3. Клапан 6 поддерживается в нормально открытом положении подпружиненными штоками 7.

В фокусе параболоида установлено средство 8 для воспламенения топлива, соединенное с генератором (не показан) проводами 9, проложенными внутри пилона 4. Через нижний пилон проходит канал 10, предназначенный для подачи в камеру сгорания топлива (например, смеси горючего газа с воздухом). Канал 10 заканчивается обратным клапаном 11

Соосно с профилированной трубой установлено центральное тело 12 каплеобразной формы. Пространство между центральным телом 12 и отражателем 3 является камерой 13 сгорания движителя Центральное тело крепится к профилированной трубе 1 пилонами 14. имеющими в сечении аэродинамический профиль.

Для регулирования гидравлического сечения водопроточного канала служит профилированное кольцо 15, которое установлено с возможностью его перемещения в осевом направлении с помощью специальных тяг (не показаны).

Особенностью конструкции предлагаемого устройства является то, что параболический отражатель 3 образует соосные эжекторные сопла с центральным телом 12 с одной стороны и с профилированной тру0 бой 1 с другой стороны

Гидрореактивный движитель работает в пульсирующем режиме, при этом рабочий цикл движителя состоит из трех тактов: 1-й такт - впуск топлива; 2-й такт - воспламене5 ние топлива, расширение газов, выбрасывание воды из камеры сгорания: 3-й такт - выпуск продуктов сгорания, заполнение камеры сгорания новой порцией воды.

Движитель работает следующим обра0 зом

Набегающий поток забортной воды поступает через водозаборник 2 в водопроточный канал I профилированной трубы 1. где он разделяется надвое, один поток через

5 канал II и открытый клапан 6 поступает в камеру 13 сгорания, другой - в кольцевой канал III, образованный профилированной трубой 1 и отражателем 3.

В заполненную водой камеру 13 сгора0 ния по каналу 10 через открытый клапан 11 подается порция топлива, которая в виде пузыря под действием архимедовой силы поднимается в слое воды. В тот момент, когда разрядник устройства 8 для воспламе5 нения топлива оказывается внутри пузыря топлива, на электроды подается электрический импульс, воспламеняющий топливо. Продукты сгорания, расширяясь, подобно поршню, с ускорением выбрасывают жид0 кость из камеры 13 через кольцевое сопло IV. При этом под действием развивающегося давления клапан 6 закрывается и поверхность отражателя 3 воспринимает силу жидкости, как полезный упор

5

Высокоскоростной поток жидкости, выбрасываемый из сопла IV, эжектирует жидкость, находящуюся в канале III, передавая ей часть кинетической энергии в соответст0 вии с законом сохранения момента количества движения.

После выброса жидкости в камере 13 возникает некоторое разрежение, под действием которого, а также под действием

5 подпружиненных штоков 7 и скоростного напора набегающего потока клапан 6 открывается. Поток жидкости, поступающий по каналу II через открытый клапан 6, выталкивает из камеры 13 остатки продуктов сгорания топлива

Ускорению процесса заполнения камеры 13 новой порцией воды способствует также то, что поток жидкости в канале IV, приобретя в результате эжектирования определенный импульс, продолжает двигать- ся по инерции. При этом в период такта Впуск поток в канале II сам является эжектирующим по отношению к потоку жидкости,-находящемуся в канале IV. Таким образом потоки жидкости в каналах II и IV попеременно становятся по отношению друг к другу то эжектирующими, то эжекти- руемыми.

После заполнения камеры 13 сгорания водой производится подача в нее новой порции топлива, и цикл повторяется.

Режим работы движителя регулируется варьированием частоты и объема порций топлива, подаваемого в камеру сгорания. Частота подачи электрических импульсов на разрядник устройства 8 для воспламенения топлива автоматически синхронизируется с частотой подачи топлива.

Обеспечение оптимальных гидродинамических характеристик движителя как на режиме разгона, так и на скорости полного хода достигается перемещением подвижного кольца 15 вдоль водопроточной трубы 1. В режиме разгона (фиг. 5) кольцо 15 располагается в кормовой части трубы. При этом канал III полностью открыт, что обеспечивает необходимый расход воды через канал при относительно малой скорости потока. На режиме полного хода (фиг. 6). когда скорость набегающего потока высока, кольцо сдвинуто вперед, что уменьшает гидравлическое сечение канала III. Таким образом обеспечиваются примерно равные и достаточные расходы воды при движении судна на режимах разгона и полного хода с сохранением в обоих случаях оптимальной скорости выброса потока воды из сопла и поддержание тем самым на высоком уровне КПД движителя.

Достоинством предложенного гидрореактивного движителя является то, что он характеризуется более высоким КПД по сравнению с известными водометными движителями пульсирующего типа. Формула изобретения Гидрореактивный движитель, содержащий водопроточную трубу с размещенной в ней камерой сгорания, в которой установлены средства ввода и воспламенения топлива и клапан, расположенный в ее торцевой стенке, отличающийся тем, что с целью повышения КПД движителя, он снабжен профилированным кольцом, профилированной трубой и центральным телом каплеобразной формы, при этом камера сгорания выполнена по форме параболоида вращения, профилированная труба, камера сгорания и центральное тело расположены концентрично с образованием эжекторных сопл, а профилированное кольцо установлено в профилированной трубе с возможностью его перемещения в осевом направлении.

Изобретение относится к судостроению, а именно к гидрореактивным движите- лям для судна. Цель изобретения - повышение КПД движителя. Гидрореактивный движитель содержит водопроточную трубу 1 с размещенной в ней камерой 13 сгорания, в которой установлены средства ввода и воспламенения топлива - запальная свеча 8, и клапан 6, расположенный в ее торцовой стенке. Движитель имеет профилированное кольцо 15 и центральное тело 12 каплеобразной формы. Камера сгорания выполнена по форме параболоида вращения. Профилированная труба, камера сгорания и центральное тело расположены концентрично с образованием эжекторных сопл, а профилированное кольцо установлено в профилированной трубе с возможностью его перемещения в осевом направлении.6 ил.

Фиг. I

Фиг. 3

Фиг. 4

15

Фиг. 5