RU2133209C1 - Движитель плавучего средства - Google Patents
Движитель плавучего средства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2133209C1 RU2133209C1 RU97118919A RU97118919A RU2133209C1 RU 2133209 C1 RU2133209 C1 RU 2133209C1 RU 97118919 A RU97118919 A RU 97118919A RU 97118919 A RU97118919 A RU 97118919A RU 2133209 C1 RU2133209 C1 RU 2133209C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- channel
- area
- passage
- water craft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Изобретение относится к судостроению, в частности к движителям плавучих средств. Движитель плавучего средства содержит сквозной канал, имеющий форму щели и расположенный вблизи корпуса плавучего средства, установленный в сквозном канале по крайней мере один пластинчатый ротор, привод ротора. Ротор не менее чем на половину углублен в полость одной из стенок канала, а ометаемая ротором поверхность и противоположная стенка сквозного канала имеют зазор. Площадь входного отверстия сквозного канала выполнена больше 1,2 площади выходного отверстия. В корневом сечении пластин ротора выполнены вырезы, ширина которых от оси ротора не более 0,85 радиуса ометаемой поверхности ротором. Достигается снижение энергозатрат при создании тяги движителем. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области судостроения, конкретнее к движителям плавучих средств, позволяющим снизить энергозатраты при создании тяги.
Известен движитель плавучего средства (см. патент Германии N 114798, публ. 08.11.1900), содержащий сквозной канал, имеющий форму щели и расположенный вблизи корпуса плавучего средства, установленный в сквозном канале по крайней мере один пластинчатый ротор, привод ротора, причем ротор не менее чем на половину углублен в полость одной из стенок канала, а ометаемая ротором поверхность и противоположная стенка сквозного канала имеют зазор. Это устройство принято в качестве прототипа.
Как следует из описания к данному изобретению, при увеличении зазора, образующегося между ометаемой ротором поверхностью и противоположной стенкой канала, от нуля до удвоенной высоты выступающей из плоскости в канал части ометаемой поверхности ротором тяга движителя увеличивается на 80 - 100%. При дальнейшем увеличении относительной величины зазора повышение тяги движителя не ощущалось.
Целью данного изобретения является снижение энергозатрат при создании тяги движителем.
Решение этой цели достигается тем, что в движителе плавучего средства, содержащем сквозной канал, имеющий форму щели, и расположенном вблизи корпуса плавучего средства, установленный в сквозном канале по крайней мере один пластинчатый ротор, привод ротора, причем ротор не менее чем на половину углублен в полость одной из стенок канала, а ометаемая ротором поверхность и противоположная стенка сквозного канала имеют зазор, площадь входного отверстия сквозного канала выполнена больше 1,2 площади выходного отверстия канала, а в корневом сечении пластин ротора выполнены вырезы, ширина которых от оси ротора не более 0,85 радиуса ометаемой поверхности ротором.
Число лопастей ротора выбирают из условия
где n - число лопастей ротора;
a - высота лопасти;
R - радиус ометаемой поверхности ротором.
где n - число лопастей ротора;
a - высота лопасти;
R - радиус ометаемой поверхности ротором.
На противоположных стенках сквозного канала установлены по крайней мере два симметричных ротора, причем расстояние между стенками сквозного канала в районе установки роторов не менее 2,4 высоты выступающей из плоскости в канал части ометаемой поверхности ротором.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где дано:
на фиг.1 - продольный разрез плавучего средства;
на фиг.2 - сечение А-А по фиг.1;
на фиг.3 - сечение Б-Б по фиг.2;
на фиг.4 - сечение Б-Б (вариант) по фиг.2.
на фиг.1 - продольный разрез плавучего средства;
на фиг.2 - сечение А-А по фиг.1;
на фиг.3 - сечение Б-Б по фиг.2;
на фиг.4 - сечение Б-Б (вариант) по фиг.2.
Плавучее средство содержит корпус 1 и движитель 2, установленный вблизи корпуса 1. Движитель 2 может быть установлен как в носовой части, так и в корме корпуса 1 или совместно, как показано на фиг. 1 и 2. Движитель 2 образует сквозной канал 3, имеющий форму щели, который сообщается с окружающей средой посредством отверстий. Движитель 2 установлен на корпусе 1 со стороны одного из отверстий с зазором, образующим верхнюю и нижнюю щели. Площадь входного отверстия сквозного канала 3 выполнена больше 1,2 площади выходного отверстия. В канале 3 устанавливают пластинчатые роторы 4 для создания потока в канале 3 с реверсом посредством привода (на чертежах не указан). Каждый ротор 4 имеет пластинчатые лопасти 5, которые могут быть различной конфигурации: плоские (как показано на фиг. 4 и 5), S-образные, лопатообразные и т.п. В корневом сечении пластин 5 выполнены вырезы, ширина которых от оси ротора 4 не более 0,85 радиуса R ометаемой поверхности ротором 4. Число n лопастей 5 на каждом роторе 4 может быть два и более, причем число n выбирают из условия
где a - высота лопасти 5 от радиуса R до кромки выреза (фиг. 3 и 4). На противоположных стенках сквозного канала 3 могут быть установлены два симметричных ротора 4, причем расстояние H между стенками канала 3 в районе установки роторов 4 не менее 2,4 высоты h выступающей из плоскости в канал 3 части ометаемой поверхности ротором 4 (фиг.1).
где a - высота лопасти 5 от радиуса R до кромки выреза (фиг. 3 и 4). На противоположных стенках сквозного канала 3 могут быть установлены два симметричных ротора 4, причем расстояние H между стенками канала 3 в районе установки роторов 4 не менее 2,4 высоты h выступающей из плоскости в канал 3 части ометаемой поверхности ротором 4 (фиг.1).
Стрелками на чертежах показаны направления набегающего потока и потока внутри канала 3, а также направление вращения роторов 4.
Движитель 2 плавучего средства работает следующим образом. Для создания движения плавучего средства роторы 4 вращают, как показано стрелками на фиг. 1, посредством приводов (на чертежах не показаны). При вращении роторы 4 создают поток в каналах 3 посредством забора воды из окружающей среды через входные отверстия и выброса ее через выходные отверстия. В результате каждый движитель 2 создает тягу, приводящую в движение плавучее средство. Как показали эксперименты, проводимые в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете (СПбГМТУ), целесообразно площадь входного отверстия сквозного канала 3 выполнять более 1,2 площади выходного отверстия. Это позволяет более эффективно использовать канал 3 при создании тяги, а следовательно, снижает энергозатраты.
Также целесообразно в корневом сечении пластин 5 выполнить вырезы, ширина которых от оси ротора 4 не более 0,85 радиуса R ометаемой поверхности ротором 4. Как показали эксперименты в гидродинамической трубе СПбГМТУ, при вращении роторов 4 с увеличением ширины вырезов в лопастях 5 происходило увеличение удельной тяги движителя 2 (т.е. отношение тяги движителя 2 к мощности, затрачиваемой на вращение роторов 4). Это объясняется тем, что при вращении ротора 4 лопасть 5 проходит как снаружи от стенки канала 3, создавая тягу движителя 2, так и внутри ниши стенки, где реализуются только затраты энергии на преодоление гидравлического сопротивления в нише, которая имеет минимальный зазор к ометаемой поверхности ротором 4. Кроме того, при выполнении вырезов в лопастях 5 осуществляется перетекание воды через них, уменьшая тем самым подпор, что снижает существенно энергозатраты на вращение ротора 4.
В дополнение к этому, как показали эксперименты в СПбГМТУ, целесообразно число n лопастей 5 выбирать из условия
При увеличении числа n эффективность начинает резко падать. Это вызвано тем, что при большем числе n происходит взаимовлияние лопастей 5 друг на друга при вращении ротора 4, приводящее к снижению эффективности движителя 2.
При увеличении числа n эффективность начинает резко падать. Это вызвано тем, что при большем числе n происходит взаимовлияние лопастей 5 друг на друга при вращении ротора 4, приводящее к снижению эффективности движителя 2.
Следует отметить, что при установке двух симметричных роторов 4 на противоположных стенках сквозного канала 3 с расстоянием H между стенками сквозного канала 3 в районе установки роторов 4 не менее 2,4 высоты h, выступающей из плоскости в канал 3 части ометаемой поверхности ротором 4, может быть еще больше повышена эффективность предлагаемого движителя 2. Как показали эксперименты в СПбГМТУ, движитель 2 с двумя симметричными роторами 4 эффективен с отношения h/H ≥ 2,4 по сравнению с прототипом, где это отношение при одном роторе 4 h/H ≥ 3. Причем тяга, создаваемая двумя симметричными роторами 4, больше, чем удвоенная величина тяги одиночного ротора 4 при одинаковых энергозатратах. Это вызвано тем, что при вращении двух симметричных роторов 4 повышается влияние эжекции, а также снижается влияние противоположной стенки канала 3 для каждого ротора 4, что повышает эффективность движителя 2 по сравнению с прототипом.
В результате при равных основных геометрических и кинематических параметрах предложенный движитель плавучего средства позволяет получать необходимую тягу для движения при меньших затратах энергии по сравнению с прототипом.
Claims (2)
1. Движитель плавучего средства, содержащий сквозной канал, имеющий форму щели и расположенный вблизи корпуса плавучего средства, установленный в сквозном канале по крайней мере один пластинчатый ротор, привод ротора, причем ротор не менее чем на половину углублен в полость одной из стенок канала, а ометаемая ротором поверхность и противоположная стенка сквозного канала имеют зазор, отличающийся тем, что площадь входного отверстия сквозного канала выполнена больше 1,2 площади выходного отверстия канала, а в корневом сечении пластин ротора выполнены вырезы, ширина которых от оси ротора не более 0,85 радиуса ометаемой поверхности ротором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97118919A RU2133209C1 (ru) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | Движитель плавучего средства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97118919A RU2133209C1 (ru) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | Движитель плавучего средства |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2133209C1 true RU2133209C1 (ru) | 1999-07-20 |
Family
ID=20198991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97118919A RU2133209C1 (ru) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | Движитель плавучего средства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2133209C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2467916C1 (ru) * | 2011-05-18 | 2012-11-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Движитель плавучего средства |
-
1997
- 1997-11-05 RU RU97118919A patent/RU2133209C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2467916C1 (ru) * | 2011-05-18 | 2012-11-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Движитель плавучего средства |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8206113B2 (en) | Method and apparatus for converting marine wave energy by means of a difference in flow resistance form factors into electricity | |
US20140265335A1 (en) | Ultra high efficiency power generation system and water turbine | |
US4459117A (en) | Liquid jet propulsion | |
JP2008522674A (ja) | 波生成装置 | |
US4913670A (en) | Blade-like profiled device for acting on a gaseous or liquid fluid flow | |
RU2133209C1 (ru) | Движитель плавучего средства | |
KR970005061B1 (ko) | 워터 제트 추진 모듈 | |
US5501072A (en) | Combined centrifugal and paddle-wheel side thruster for boats | |
JPH06500285A (ja) | 覆い付き帆船用プロペラシステム | |
EP3249215B1 (en) | Turbine for converting the kinetic energy of the flow of a fluid medium into a rotation of a turbine rotor | |
RU2390463C1 (ru) | Гребной винт для надводного и подводного транспорта чурилина с.н. | |
US4510879A (en) | Anti-cavitation rudder blade | |
RU2148525C1 (ru) | Роторно-пластинчатый водометный движитель | |
RU2238873C2 (ru) | Нос судна | |
US6855018B2 (en) | Propulsion system for boats | |
CN220662831U (zh) | 一种船用螺旋桨的防护机构 | |
CN217260624U (zh) | 半浸桨涵道推进器 | |
JP2013129408A (ja) | 船舶および船舶製造方法 | |
WO2016077898A1 (pt) | Disposição em sistema de geração de energia elétrica com turbinas hidráulicas em embarcações e método de operação do sistema | |
KR101422151B1 (ko) | 에너지 회수 장치를 구비한 선박 | |
SU1643310A1 (ru) | Корпус судна | |
RU2031051C1 (ru) | Ротор водометного движителя | |
CN109606598A (zh) | 推进器及用该推进器的两栖登陆艇 | |
CN109955665A (zh) | 两栖推进器 | |
CN117550015A (zh) | 船舶 |