EA023077B1 - Propeller screw - Google Patents
Propeller screw Download PDFInfo
- Publication number
- EA023077B1 EA023077B1 EA201201095A EA201201095A EA023077B1 EA 023077 B1 EA023077 B1 EA 023077B1 EA 201201095 A EA201201095 A EA 201201095A EA 201201095 A EA201201095 A EA 201201095A EA 023077 B1 EA023077 B1 EA 023077B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- blade
- cavitation
- propeller
- blades
- screw
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение может быть использовано в качестве движителя для надводных, подводных и воздушных судов, аэроглиссеров, судов на воздушной подушке.The invention can be used as a propulsion device for surface, underwater and aircraft, airplanes, hovercraft.
Известны гребные винты, являющиеся судовым движителем - специальные механизмы судна, создающие движущую силу, или полезную тягу, которая необходима для преодоления сопротивления окружающей среды движению судна и для обеспечения его поступательного движения. Они преобразуют энергию вращения гребного вала, связанного с главными двигателями и судовыми движителями, в энергию поступательного движения судна (А.М.Басин Ходкость и управляемость судов. Часть 2. Судовые движители. М., Транспорт, 1964 г.). Основными характеристиками гребных винтов являются количество лопастей, их форма, угол разворота лопасти в сторону от плоскости винта, габариты, материалы, из которых они изготавливаются, и т.п.Known propellers, which are a ship propulsion - special vessel mechanisms that create a driving force, or useful traction, which is necessary to overcome the environmental resistance of the movement of the vessel and to ensure its forward movement. They convert the energy of rotation of the propeller shaft, associated with the main engines and ship propulsion, into the energy of the forward motion of the vessel (A.M. Basin Propulsion and controllability of ships. Part 2. Ship propulsion. M., Transport, 1964). The main characteristics of the propellers are the number of blades, their shape, the angle of rotation of the blades away from the plane of the screw, dimensions, materials from which they are made, etc.
Недостатком всех известных гребных винтов до сих пор является получение эффекта кавитации при их работе и, как следствие, - шумный ход, увеличивающийся при увеличении скорости судна, потеря мощности, быстрый износ лопастей. Когда жидкость подвергается давлению ниже порогового (напряжению растяжения), тогда целостность ее потока нарушается и образуются парообразные полости. Это явление называется кавитацией. Местное давление жидкости в некоторой точке падает ниже величины, соответствующей давлению насыщения при данной окружающей температуре, жидкость переходит в другое состояние, образуя, в основном, фазовые пустоты, которые называются кавитационными пузырями. Физический процесс кавитации близок процессу закипания жидкости. При кавитации среднее давление жидкости выше давления насыщенного пара, а падение давления носит локальный характер. Ведущую роль в образовании пузырьков при кавитации играют газы, выделяющиеся внутрь образовывающихся пузырьков. Эти газы всегда содержатся в жидкости и при местном снижении давления начинают интенсивно выделяться внутрь указанных пузырьков. Поскольку под воздействием переменного местного давления жидкости пузырьки могут резко сжиматься и расширяться, то температура газа внутри пузырьков колеблется в широких пределах и может достигать нескольких сот градусов по Цельсию. Имеются расчётные данные, что температура внутри пузырьков может достигать 1500°С. В растворенных в жидкости газах содержится больше кислорода в процентном отношении, чем в воздухе, и поэтому газы в пузырьках при кавитации химически более агрессивны, чем атмосферный воздух.The drawback of all known propellers is still the effect of cavitation during their operation and, as a result, a noisy move that increases with increasing speed of the vessel, loss of power, rapid wear of the blades. When the liquid is subjected to pressure below the threshold (tensile stress), then the integrity of its flow is violated and vaporous cavities are formed. This phenomenon is called cavitation. The local liquid pressure at a certain point drops below the value corresponding to the saturation pressure at a given ambient temperature, the liquid goes into another state, forming mainly phase voids, which are called cavitation bubbles. The physical process of cavitation is close to the process of boiling a liquid. During cavitation, the average liquid pressure is higher than the saturated vapor pressure, and the pressure drop is local in nature. The leading role in the formation of bubbles during cavitation is played by the gases released into the resulting bubbles. These gases are always contained in the liquid and, with a local decrease in pressure, begin to be intensively released inside these bubbles. Since the bubbles can contract and expand sharply under the influence of variable local liquid pressure, the gas temperature inside the bubbles varies widely and can reach several hundred degrees Celsius. There is calculated data that the temperature inside the bubbles can reach 1500 ° C. The gases dissolved in the liquid contain more oxygen as a percentage than in air, and therefore the gases in the bubbles during cavitation are chemically more aggressive than atmospheric air.
Возникновение кавитационных каверн на лопастях гребного винта приводит к изменению его гидродинамических характеристик и к эрозионному разрушению лопастей, сопровождается звуковым излучением в широком спектре частот. Возникая в свободных вихрях, сходящих с концов лопастей и ступицы гребного винта, при увеличении скорости судна кавитация распространяется по засасывающей стороне лопастей от их концов к корню. Первоначально кавитация охватывает только часть ширины лопасти вблизи входящей кромки или в районе ее наибольшей толщины. По мере дальнейшего роста скорости (снижения числа кавитации) кавитационной каверны распространяются вдоль хорды лопасти и при некотором значении скорости захватывают лопасть полностью. При больших скоростях каверны выходят за пределы лопасти. Если винт работает в неравномерном потоке, возможны вспышки кавитации и на нагнетающей стороне. Режимы, при которых каверны охватывают только часть поверхности лопасти и замыкаются на ней, не сопровождаются изменением кривых действия винта и называются 1-й стадией кавитации. На этой стадии наиболее вероятно возникновение эрозии. При более интенсивном развитии кавитации за счет ухудшения гидродинамического качества профилей и стеснения потока кавернами снижаются упор, момент и КПД винта. Этим режимам соответствует 2-я стадия кавитации. Когда каверны простираются за пределы лопасти, иногда называют суперкавитацией. Чтобы избежать кавитации лопастей, при проектировании гребных винтов увеличивают дисковое отношение винта.The occurrence of cavitation cavities on the propeller blades leads to a change in its hydrodynamic characteristics and to erosive destruction of the blades, accompanied by sound radiation in a wide spectrum of frequencies. Arising in free vortices coming from the ends of the blades and the hub of the propeller, with an increase in the speed of the vessel, cavitation propagates along the suction side of the blades from their ends to the root. Initially, cavitation covers only part of the width of the blade near the incoming edge or in the region of its greatest thickness. As the velocity increases further (cavitation decreases), cavitation cavities propagate along the chord of the blade and, at a certain speed, capture the blade completely. At high speeds, the caverns extend beyond the limits of the blade. If the screw operates in an uneven flow, cavitation flashes are possible on the discharge side. The modes in which caverns cover only part of the surface of the blade and close on it are not accompanied by a change in the action curves of the screw and are called the first stage of cavitation. At this stage, erosion is most likely to occur. With a more intensive development of cavitation due to the deterioration of the hydrodynamic quality of the profiles and the restriction of the flow by caverns, the stop, torque and efficiency of the screw are reduced. These modes correspond to the 2nd stage of cavitation. When caverns extend beyond the limits of the blade, they are sometimes called supercavitation. To avoid cavitation of the blades, when designing the propellers, the disk ratio of the screw is increased.
Техническим результатом изобретения является уменьшение воздействия кавитации на гребной винт при работе за счет создания защиты лопасти из ламинарного потока жидкости.The technical result of the invention is to reduce the effect of cavitation on the propeller during operation by creating a blade protection from the laminar fluid flow.
Технический результат достигается за счет того, что в гребном винте, содержащем муфту, прикрепленными к ней лопастями (от одного и более) с рабочей кромкой, каждая из лопастей выполнена с дополнительными водорезами, расположенными на передней поверхности лопасти по направлению ее движения от рабочей кромки винта.The technical result is achieved due to the fact that in the propeller containing the coupling, blades attached to it (from one or more) with a working edge, each of the blades is made with additional water cutters located on the front surface of the blade in the direction of its movement from the working edge of the screw .
На фиг. 1 представлен общий вид четырехлопастного гребного винта, причем, отмечаем, что здесь мог быть представлен гребной винт с любым количеством лопастей; фиг. 2 - рабочая кромка винта, фронтальный вид.In FIG. 1 shows a general view of a four-blade propeller, moreover, we note that a propeller with any number of blades could be represented here; FIG. 2 - working edge of the screw, front view.
Гребной винт (фиг. 1), состоящий из лопастей 1 (от одного и более), жестко прикрепленных к муфте, насаженной на конец гребного вала 2. Данное техническое решение может быть использовано для гребных винтов с любым количеством лопастей. На передней плоскости лопастей 1 от ее передней рабочей кромки расположены водорезы 3 по направлению движения лопасти таким образом, что они создают направляющие для прохождения беспрепятственно по ним обтекающей жидкости. Кромка водореза 3 заострена (фиг. 2), она также является рабочей и предназначена для отсечения от близлежащего к рабочей кромке лопасти 1 пласта водной среды части жидкости и придачи ей направления беспрепятственного движения по направляющим лопасти. На фиг. 1 и 2 схематично изображены только по четыре водореза 3 на каждой лопасти. Оптимальное количество водорезов их форма и расположение на поверхности лопасти для каждого грибного винта зависит от вида лопасти, от его габаритов и задаваемых скоростныхRowing screw (Fig. 1), consisting of blades 1 (from one or more), rigidly attached to the coupling, mounted on the end of the propeller shaft 2. This technical solution can be used for propellers with any number of blades. On the front plane of the blades 1 from its front working edge are water cutters 3 in the direction of movement of the blades so that they create guides for the flow of the flowing fluid around them freely. The edge of the water cutter 3 is pointed (Fig. 2), it is also working and is designed to cut off a part of the liquid medium adjacent to the working edge of the blade 1 of the formation 1 layer and give it the direction of unhindered movement along the guide vanes. In FIG. 1 and 2 schematically depict only four water cutters 3 on each blade. The optimal number of water cutters, their shape and location on the surface of the blade for each mushroom screw, depends on the type of blade, on its size and set speed
- 1 023077 характеристик судну.- 1 023077 characteristics of the vessel.
Гребной винт работает следующим образом. Винт, состоящий из муфты и прикрепленных к ней лопастей числом от 1 и более, насаживается на конец гребного вала 2, приводимого во вращение судовым двигателем. При вращении винта каждая лопасть вследствие своего уклона будет отбрасывать воду назад; реакция этой отбрасываемой воды и заставляет корабль двигаться. Одновременно кромка водореза отсекает от близлежащего к рабочей кромке лопасти 1 пласта водной среды части жидкости и придает ей направление беспрепятственного движения по направляющим лопасти, образованным водорезами 3. Поверхность лопасти обтекается равномерным слоем жидкости, которая становится защитой от кавитации и уменьшает ее воздействие на поверхность лопасти.The propeller operates as follows. A screw, consisting of a coupling and blades attached to it with a number of 1 or more, is mounted on the end of the propeller shaft 2, driven into rotation by a marine engine. When the screw rotates, each blade due to its slope will throw water back; the reaction of this discarded water makes the ship move. At the same time, the edge of the water cutter cuts off a part of the liquid that is adjacent to the blade edge of the blade 1 of the formation of the aqueous medium and gives it the direction of unhindered movement along the blade guides formed by the water cutters 3. The surface of the blade is wrapped in a uniform layer of liquid, which becomes protection against cavitation and reduces its effect on the surface of the blade.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KZ20110794 | 2011-07-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201201095A1 EA201201095A1 (en) | 2013-02-28 |
EA023077B1 true EA023077B1 (en) | 2016-04-29 |
Family
ID=47890745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201201095A EA023077B1 (en) | 2011-07-14 | 2012-06-19 | Propeller screw |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA023077B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61189900U (en) * | 1985-05-17 | 1986-11-26 | ||
SU1539139A1 (en) * | 1987-10-12 | 1990-01-30 | Предприятие П/Я А-1944 | Propeller |
RU2067062C1 (en) * | 1991-04-01 | 1996-09-27 | Петр Алексеевич Макаров | Propeller |
KR100625849B1 (en) * | 2004-10-14 | 2006-09-20 | 부산대학교 산학협력단 | Marine Screw Propeller with Riblet Surface |
-
2012
- 2012-06-19 EA EA201201095A patent/EA023077B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61189900U (en) * | 1985-05-17 | 1986-11-26 | ||
SU1539139A1 (en) * | 1987-10-12 | 1990-01-30 | Предприятие П/Я А-1944 | Propeller |
RU2067062C1 (en) * | 1991-04-01 | 1996-09-27 | Петр Алексеевич Макаров | Propeller |
KR100625849B1 (en) * | 2004-10-14 | 2006-09-20 | 부산대학교 산학협력단 | Marine Screw Propeller with Riblet Surface |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201201095A1 (en) | 2013-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20120116098A (en) | Propulsion apparatus for ship and ship having the same | |
KR20150050918A (en) | Propulsion apparatus | |
WO2008044941A2 (en) | Method, system and apparatus for producing a potential over a body | |
RU2391249C2 (en) | Propulsor | |
RU2317225C2 (en) | Marine propeller | |
US3759213A (en) | Tangential flow pulse jet pump propulsion for water craft | |
KR101225169B1 (en) | Propulsion apparatus and ship including the same | |
US3385374A (en) | Marine propeller | |
EA023077B1 (en) | Propeller screw | |
KR20150140093A (en) | Ship having a structure to prevent an injury in root portion of a propeller | |
KR200480863Y1 (en) | Propeller for Ship | |
WO2017150299A1 (en) | Horizontal axis rotor and boat equipped with said rotor | |
KR100923533B1 (en) | The ship propeller formed a groove | |
Harte et al. | An application of paddlewheel propulsion to a high speed craft | |
US20070014669A1 (en) | Centrifugal engine | |
CN117326057A (en) | Head-jet tail-jet water-borne airship | |
KR20180023670A (en) | Blade for propeller with auxiliary blade | |
KR102647301B1 (en) | Movable type pre-swirl stator | |
US20210199012A1 (en) | Cavitation and noise reduction in axial flow rotors | |
US20230113792A1 (en) | System and Method for Marine Propulsion With Low Acoustic Noise | |
RU2800037C1 (en) | Low speed jet propulsion unit | |
KR20160027557A (en) | Propulsion system for ship | |
CN104648640A (en) | Pulsating screw propeller | |
RU2617889C1 (en) | Water vessel undercarriage reliability increasing device | |
RU2390463C1 (en) | Churilin's water propeller for surface and subwater vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM |