RU2081785C1

RU2081785C1 - Ship's propeller

Info

Publication number: RU2081785C1
Application number: RU94035821A
Authority: RU
Inventors: Э.М.Д. Мамедов; В.В. Акимов; В.Ф. Васильев; А.В. Ефимов; А.И. Зотиков; И.В. Масалыгин; В.А. Хвостов; Е.Н. Чернов; С.В. Чурбанов
Original assignee: Научно-производственное объединение "Винт"
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1997-06-20
Also published as: RU94035821A

Abstract

FIELD: water transport; ship's propellers for active control or motion including reserve control or motion. SUBSTANCE: propeller has cylindrical housing with working wheel arranged inside it; swivel inlet and outlet branch pipe are turnable through at least 180 deg. Propeller housing extends beyond hull lines by part of its cross section. Axes of turn of branch pipes and planes of symmetry may coincide and their inlet and outlet sections may be located on one side from axis of working wheel. EFFECT: enhanced efficiency of propeller due to use of incoming flow during operation; enhanced propulsive efficiency of propeller due to closing of inlet and outlet holes in ship's hull when propeller is inoperative. 7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к водному транспорту, в частности к движителям судов, и может использоваться в качестве средства активного управления, резервного движения и основного средства движения, в том числе в составе многодвижительной пропульсивной установки. The invention relates to water transport, in particular to ship propulsion, and can be used as a means of active control, backup movement and the main means of movement, including as part of a multi-propulsion propulsion system.

Известен принятый в качестве ближайшего аналога движитель, содержащий цилиндрический корпус с размещенным внутри него на неподвижном основании рабочим колесом и отклоняющие поток воды перед и после рабочего колеса соответственно входной и выходной патрубки, один из которых выполнен поворотным (С. В. Куликов, М.Ф.Храмкин "Водометные движители", Л. Судостроение, 1980 г. стр. 36, рис. 1.30). A propulsion device is known as the closest analogue, comprising a cylindrical body with an impeller placed inside it on a fixed base and deflecting the water flow before and after the impeller, respectively, the inlet and outlet nozzles, one of which is made rotary (S.V. Kulikov, M.F. .Khramkin "Water-jet propulsion", L. Shipbuilding, 1980, p. 36, Fig. 1.30).

При работе известного движителя не обеспечивается восприятие им набегающего потока воды, что снижает его КПД. Кроме того, не обеспечивается закрытие отверстий входного и выходного патрубков, что снижает надежность движителя в сложных условиях плавания, например, во льду или на мелководье. During the work of the known propulsion device, the perception of an oncoming flow of water is not ensured, which reduces its efficiency. In addition, the opening of the inlet and outlet nozzles is not ensured, which reduces the reliability of the propulsion device in difficult sailing conditions, for example, in ice or in shallow water.

Предложенное изобретение предназначено для решения задачи частичного использования набегающего потока без существенного увеличения гидродинамического сопротивлении проточного канала движителя и корпуса судна для повышения гидродинамического КПД движителя, а также упрощения его конструкции и повышения надежности. The proposed invention is intended to solve the problem of partial use of the free flow without a significant increase in the hydrodynamic resistance of the flow channel of the propulsion device and the hull to increase the hydrodynamic efficiency of the propulsion device, as well as simplifying its design and improving reliability.

Технический результат достигается тем, что в известном движителе второй патрубок также выполнен поворотным, причем отстояние осей поворота каждого патрубка от наружной поверхности корпуса судна в пределах осевого размера патрубка не превышает радиуса рабочего колеса. The technical result is achieved by the fact that in the known propulsor the second nozzle is also made rotary, and the distance of the axis of rotation of each nozzle from the outer surface of the hull within the axial size of the nozzle does not exceed the radius of the impeller.

Дополнительно оси поворота патрубков могут совпадать. Могут совпадать также плоскости симметрии патрубков. Входное и выходное сечения патрубков могут быть расположены по одну сторону оси рабочего колеса. Выходной патрубок может быть выполнен с внутренним каналом постоянного сечения. В отдельных вариантах выполнения движителя его корпус может быть жестко соединен с корпусом судна и сопряжен с патрубками посредством подшипников либо выполнен поворотным совместно с патрубками. Additionally, the axis of rotation of the nozzles can match. The symmetry planes of the nozzles may also coincide. The inlet and outlet sections of the nozzles can be located on one side of the impeller axis. The outlet pipe may be made with an internal channel of constant cross section. In certain embodiments of the propulsion device, its hull can be rigidly connected to the hull of the vessel and mated to the nozzles by means of bearings or rotary together with the nozzles.

На чертеже схематически изображен продольный разрез движителя. The drawing schematically shows a longitudinal section of the mover.

Движитель судна содержит цилиндрический корпус 1 с размещенным внутри него на неподвижном основании 2 рабочим колесом 3, имеющим приводной вал 4, а также входной 5 и выходной 6 патрубки, сопряженные с корпусом 1 посредством подшипников 7. Патрубки 5, 6, внутренние поверхности которых образуют изогнутые водопроточные каналы (при необходимости с водонаправляющими лопатками внутри), выполнены поворотными по крайней мере на 180^o относительно осей 8 от приводов 9, которые могут быть гидравлическими или иными известными. В предпочтительном варианте выполнения оси 8 приводов 9 и патрубков 5, 6 совпадают между собой и с осью вращения рабочего колеса 3. Как входной, так и выходной патрубки могут иметь в зависимости от назначения движителя каналы переменного или постоянного сечения с совпадающими плоскостями симметрии патрубков, входное и выходное сечения которых расположены по одну сторону оси рабочего колеса 3. В других вариантах выполнения плоскости симметрии патрубков и соответствующие входное и выходное сечения могут быть повернуты друг относительно друга, например, на 90^o для бортового всасывания или выброса воды в зависимости от назначения движителя или его расположения в корпусе судна 10. Корпус 1 движителя может быть жестко соединен с корпусом 10 судна, как показано на фиг. 1, или выполнен за одно целое с патрубками 5 и 6 поворотным от отдельного или единого и патрубком привода при неподвижном во всех случаях креплении рабочего колеса 3 (с сохранением возможности его вращения) на пилоне 11 к корпусу 10 судна. Возможно также выполнение патрубков 5, 6 поворотными от единого привода. Во всех вариантах выполнения движителя отстояние каждой из осей поворота патрубков от наружной поверхности корпуса судна в пределах осевого размера патрубка не превышает радиуса рабочего колеса 3.The ship mover comprises a cylindrical hull 1 with an impeller 3 located inside it on a fixed base 2, having a drive shaft 4, and also input 5 and output 6 nozzles coupled to the hull 1 by means of bearings 7. The nozzles 5, 6, the inner surfaces of which form curved water-flowing channels (if necessary, with water guide vanes inside), made rotary at least 180 ^o relative to the axis 8 of the actuators 9, which may be hydraulic or other known. In a preferred embodiment, the axis 8 of the actuators 9 and the nozzles 5, 6 coincide with each other and with the axis of rotation of the impeller 3. Both the input and output nozzles may, depending on the destination of the mover, have channels of variable or constant cross-section with matching symmetry planes of the nozzles, the input and output sections which are located on one side of the axis of the impeller 3. In other embodiments, the plane of symmetry of the nozzles and the corresponding input and output sections can be rotated relative to each other and, for example, at 90 ^o for onboard ejection or suction of water depending on the purpose of the propulsion unit or its location in the ship's hull 10. The propulsion unit body 1 can be rigidly connected to the body vessel 10 as shown in FIG. 1, or is made in one piece with the nozzles 5 and 6 rotatable from a separate or integrated drive nozzle with the impeller 3 fixed in all cases (while maintaining the possibility of rotation) on the pylon 11 to the hull 10 of the vessel. It is also possible the execution of pipes 5, 6 rotary from a single drive. In all versions of the propulsion, the distance of each of the axes of rotation of the nozzles from the outer surface of the hull of the vessel within the axial size of the nozzle does not exceed the radius of the impeller 3.

При работе движителя поток воды всасывается рабочим колесом 3 в водопроточный канал через входной патрубок, например, 5 с восприятием скоростного напора внешнего потока, обтекающего корпус 10 судна, частью поперечного сечения канала цилиндрического корпуса 1, выступающего на наружные обводы корпуса судна. Ускоренный рабочим колесом 3 поток выбрасывается через выходной патрубок 6 под минимальным относительно наружной поверхности корпуса судна углом, создавая тягу с максимально возможным КПД. При выполнении привода рабочего колеса реверсивным направление потока в проточной части движителя меняется (вместе с назначением патрубков 5, 6). При этом характеристики проточной части могут быть выбраны такими, чтобы сохранить величину тяги движителя при реверсе. When the mover is operating, the water flow is sucked by the impeller 3 into the water flow channel through the inlet pipe, for example, 5 with the perception of the speed pressure of the external stream flowing around the hull 10 of the vessel, part of the cross section of the channel of the cylindrical hull 1, protruding onto the outer contours of the ship's hull. Accelerated by the impeller 3, the flow is ejected through the outlet pipe 6 at a minimum angle relative to the outer surface of the hull, creating traction with the highest possible efficiency. When the impeller drive is reversed, the direction of flow in the flow part of the mover changes (together with the purpose of the nozzles 5, 6). In this case, the characteristics of the flowing part can be chosen so as to preserve the thrust of the propulsion device during reverse.

При использовании движителя в качестве подруливающего устройства с поперечным расположением в корпусе судна внешние контуры движителя при сохранении всех вышеописанных преимуществ последнего могут не выступать за обводы корпуса судна, т.е. практически не создавать внешнего сопротивления. When using a propulsion device as a thruster with a transverse arrangement in the hull of the vessel, the external contours of the propulsion device, while retaining all the above advantages of the latter, may not protrude over the hull of the vessel, i.e. practically do not create external resistance.

При бездействии движителя поворотом приводов 9 на 180^o патрубки 5, 6 устанавливаются в положение, при котором их тыльные части полностью перекрывают входное и выходное отверстия движителя, образуя его обтекаемый внешний кожух, который имеет минимальное гидродинамическое сопротивление и не требует применения дополнительных конструкций для закрытия вырезов в обшивке судна, поскольку наружные контуры патрубков 5, 6 в открытом и закрытом положениях идентичны. Частично выступающий за обводы корпуса судна движитель вместе с приводами занимает минимальный объем в междудонном пространстве судна, что особенно существенно для малых судов.When the mover is idle, by turning the drives 9 by 180 ^{o, the} nozzles 5, 6 are installed in a position in which their rear parts completely overlap the inlet and outlet openings of the mover, forming its streamlined external casing, which has minimal hydrodynamic resistance and does not require the use of additional structures to close the cutouts in the hull of the vessel, since the outer contours of the nozzles 5, 6 in the open and closed positions are identical. The propulsion partly protruding beyond the hull of the ship’s hull together with the drives occupies the minimum volume in the double bottom space of the ship, which is especially important for small ships.

Claims

1. Ship mover, comprising a cylindrical hull with an impeller placed on it on a fixed base and deflecting the inlet and outlet nozzles, one of which is rotary, characterized in that the second nozzle is also rotary, with each axis of rotation being spaced apart from the outer the surface of the hull within the axial size of the nozzle does not exceed the radius of the impeller.

2. The mover under item 1, characterized in that the axis of rotation of the pipes coincide.

3. The mover according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the plane of symmetry of the pipes coincide.

4. The mover according to paragraphs. 1 to 3, characterized in that the input and output sections of the respective nozzles are located on one side of the axis of the impeller.

5. The mover according to paragraphs. 1 to 4, characterized in that the outlet pipe is made with a channel of constant cross-section.

6. The mover according to paragraphs. 1 to 5, characterized in that its hull is rigidly connected to the hull of the vessel and is coupled to the nozzles by means of bearings.

7. The mover according to paragraphs. 1 to 5, characterized in that its housing is made rotary together with the nozzles.