RU2168443C1

RU2168443C1 - Ship's water-jet propeller

Info

Publication number: RU2168443C1
Application number: RU99125590/28A
Authority: RU
Inventors: А.П. Соловьев; Б.И. Турышев
Original assignee: Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2001-06-10

Abstract

FIELD: shipbuilding; water jet propellers with axial-flow pumps. SUBSTANCE: water-jet propeller includes water ducts with inlet and outlet branch pipes, axial-flow pump and flow straightening unit made in form of fins with helical generatrices found on inner surface of water duct before pump in the direction opposite to rotation of pump. EFFECT: increased draft and enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, в частности к водометным движителям судов с осевыми насосами. Позволит увеличить силу тяги движителя и повысить коэффициент полезного действия водометных движителей. The invention relates to shipbuilding, in particular to jet propulsion of ships with axial pumps. It will increase the thrust of the propulsion device and increase the efficiency of water-jet propulsion devices.

Известны водометные движители с осевыми насосами судов на подводных крыльях, СВП скегового типа, полупогружных судов и др. В качестве прототипа выбран водометный движитель [1]. Такие водометные движители (как и прототип) в общем случае содержат водовод с входным и выходным патрубками (отверстиями), осевой насос (или гребной винт) и устройство для спрямления потока, размещенное за насосом (по потоку). Known jet propulsors with axial pumps of hydrofoil vessels, skp type SVPs, semi-submersible vessels, etc. A jet propulsion device has been selected as a prototype [1]. Such water-jet propulsion devices (like the prototype) generally comprise a water conduit with inlet and outlet nozzles (holes), an axial pump (or a propeller) and a flow straightening device located behind the pump (downstream).

Основной недостаток подобных водометных движителей - большие гидравлические потери в водоводе, что существенно сказывается на величине силы тяги движителя и его КПД, как правило, не превышающем 0,6. The main disadvantage of such water-jet propulsion devices is the large hydraulic losses in the water conduit, which significantly affects the magnitude of the thrust force of the propulsion device and its efficiency, as a rule, not exceeding 0.6.

Для некоторой компенсации гидравлических потерь в проточном трубопроводе и тем самым увеличения силы тяги и повышения КПД водометного движителя, в известном устройстве, содержащем водовод с входным и выходным патрубками и осевой насос (гребной винт), на внутренней поверхности водовода до насоса размещены ребра с винтообразными образующими в сторону, противоположную вращению насоса. To somewhat compensate for hydraulic losses in the flow pipe and thereby increase traction and increase the efficiency of the jet propulsion device, in the known device containing a conduit with inlet and outlet nozzles and an axial pump (propeller), ribs with helical constituents are placed on the inner surface of the conduit to the pump in the direction opposite to the rotation of the pump.

Места расположения, геометрические параметры винтообразных ребер (угол закрутки, шаг, высота и др.) определяются в зависимости от формы поперечного сечения, длины водовода и др. и условия параллельности потока на выходе насоса. The locations, geometric parameters of helical ribs (twist angle, pitch, height, etc.) are determined depending on the shape of the cross section, the length of the water conduit, etc., and the conditions for parallel flow at the pump outlet.

Положительный эффект будет вызван тем, что благодаря закручиванию потока до 1,5 раз увеличивается объем воды, засасываемой в водовод движителя. Одновременно растут и гидравлические потери. Однако их относительный рост будет существенно меньшим. Оказывается излишним спрямляющий аппарат за насосом. The positive effect will be caused by the fact that due to the swirling of the flow, the volume of water sucked into the engine's water conduit increases up to 1.5 times. At the same time, hydraulic losses are also increasing. However, their relative growth will be significantly smaller. The straightener behind the pump is redundant.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается от прототипа тем, что:
- в водоводе на внутренней поверхности размещены ребра с винтообразными образующими (по винтовой линии водовода);
- ребра размещены до насоса;
- ребра направлены в сторону, противоположную вращению насоса.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device differs from the prototype in that:
- in the conduit on the inner surface there are ribs with helical formations (along the helix of the conduit);
- ribs placed before the pump;
- the ribs are directed in the opposite direction to the rotation of the pump.

Из близких аналогов рассмотрим водометный движитель, выполненный из двух водозаборников, по которым вода поступает к одному насосу [2]. Недостаток такого движителя тот же - большие гидравлические потери, небольшой КПД. From close analogues, we consider a water-jet propulsion made of two water intakes, through which water flows to one pump [2]. The disadvantage of such an engine is the same - large hydraulic losses, low efficiency.

Предлагаемое устройство изображено на фиг. 1 (дан общий вид). Устройство содержит водовод 1, входной 2 и выходной 3 патрубки, осевой насос 4 и винтообразные ребра 5. The proposed device is shown in FIG. 1 (given a general view). The device comprises a water conduit 1, input 2 and output 3 nozzles, an axial pump 4 and helical ribs 5.

Устройство работает следующим образом. При работе насоса 1 и под действием скоростного напора воды последняя поступает во входной патрубок 2 водовода 1 движителя и, набегая на размещенные в водоводе ребра 5 с винтообразными образующими, закручивается. В результате в центральной части потока по длине водовода возникает пониженное давление, которое приводит к засасыванию в водовод дополнительного объема воды, равного не менее 50% объема воды у существующих водометных движителей. В дальнейшем закрученный поток набегает на лопасти насоса 4. Так как поступающая на лопасти насоса вода закручена с помощью ребер в сторону, противоположную вращению насоса, на выходе насоса образуется параллельный поток, выбрасываемый через патрубок 3. The device operates as follows. When the pump 1 is operating and under the action of a high-speed pressure of water, the latter enters the inlet pipe 2 of the propellant conduit 1 and, running onto the ribs 5 with helical components located in the conduit, twists. As a result, a reduced pressure arises in the central part of the stream along the length of the water conduit, which leads to the suction of an additional volume of water equal to at least 50% of the water volume of the existing water-jet propulsors into the water conduit. Subsequently, the swirling flow runs onto the pump blades 4. Since the water entering the pump blades is swirled with the ribs in the direction opposite to the rotation of the pump, a parallel flow is formed at the pump outlet, which is discharged through the pipe 3.

Таким образом в предлагаемом водометном движителе повышается сила тяги за счет увеличения массы отбрасываемой насосом воды. Одновременно вырастет КПД движителя. Thus, in the proposed water-jet propulsion increases traction due to the increase in the mass of water rejected by the pump. At the same time, the propulsion efficiency will increase.

Использованная информация
1. С.В. Куликов, М.Ф. Храмкин. Водометные движители. - Л.: Судостроение, 1980, с. 11. - прототип.Information used
1. S.V. Kulikov, M.F. Khramkin. Water jets. - L .: Shipbuilding, 1980, p. 11. - a prototype.

2. Авт.свид. СССР 391004, B 63 H 11/02, 1971 г. 2. Autosvid. USSR 391004, B 63 H 11/02, 1971

Claims

A water jet propeller of the vessel, comprising a water conduit with inlet and outlet nozzles, an axial pump and a flow straightener, characterized in that the flow straightener is made in the form of helical ribs placed on the inner surface of the water conduit to the pump in the direction opposite to the rotation of the pump.