RU2330791C2 - Пропеллер шпади (варианты) и развертка его лопастей - Google Patents
Пропеллер шпади (варианты) и развертка его лопастей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2330791C2 RU2330791C2 RU2006109976/11A RU2006109976A RU2330791C2 RU 2330791 C2 RU2330791 C2 RU 2330791C2 RU 2006109976/11 A RU2006109976/11 A RU 2006109976/11A RU 2006109976 A RU2006109976 A RU 2006109976A RU 2330791 C2 RU2330791 C2 RU 2330791C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- propeller
- blades
- blade
- rotation
- spiral
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 2
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000012856 packing Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
- B63H1/14—Propellers
- B63H1/26—Blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
- B63H1/14—Propellers
- B63H1/26—Blades
- B63H1/265—Blades each blade being constituted by a surface enclosing an empty space, e.g. forming a closed loop
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
- B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
- B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
- B64B1/24—Arrangement of propulsion plant
- B64B1/30—Arrangement of propellers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
- F03D1/0633—Rotors characterised by their aerodynamic shape of the blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/06—Rotors
- F03D3/061—Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2250/00—Geometry
- F05B2250/20—Geometry three-dimensional
- F05B2250/25—Geometry three-dimensional helical
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам преобразования механической энергии в текучей среде и может быть использовано в качестве гребных и воздушных винтов двигателей и движителей. Пропеллер включает лопасти, каждая из которых имеет начальный участок прямой саблевидности и конечный участок обратной саблевидности. В первом варианте пропеллер имеет с двухсторонним креплением три и более лопастей, окончания которых соединены друг с другом посредством кольцевой насадки. Во втором варианте пропеллер имеет две лопасти, образующие поверхность Мебиуса. Ометаемая поверхность имеет овальную форму вращения, вытянутую вдоль оси пропеллера. Лопасти могут быть выполнены путем изгиба плоского листового материала спиралевидной формы. В 2-х-лопастном пропеллере окончания лопастей сопряжены в единое целое. Участки поверхности каждой лопасти, расположенные на оси вращения пропеллера, развернуты по отношению друг к другу на 90 градусов. Лопасти соединены друг с другом непосредственно, или посредством кольцевой насадки, или на удлинителе приводного вала. Развертка лопастей пропеллера представляет собой плоскую единую фигуру, состоящую из спиралевидных элементов. Группа изобретений позволяет упростить технологию изготовления пропеллера. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 12 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам преобразования механической энергии в текучей среде, в частности жидкости и газа, и может быть использовано в качестве гребных и воздушных винтов двигателей и движителей кораблей, летательных аппаратов (дирижаблей), ветроустановок, бытовых вентиляторов и других бытовых предметов; игрушек и пр.
Известно рабочее колесо двигателя текучей среды, содержащее упругую ленточную лопасть с односторонней поверхностью Мебиуса, закрепленной на радиальных стержнях перпендикулярно приводному валу [авторское свидетельство СССР, №1305430, МПК F03D 1/06, 30.09.85 г.].
Однако такому устройству присуща сложность конструкции, недостаточно высокий КПД и шум, обусловленный наличием радиальных стержней или махов, которые не участвуют в создании полезных аэродинамических усилий.
Наиболее эффективными в настоящее время считаются многолопастные винты с саблевидными лопастями, закрепленными консольно. Незакрепленные концы лопастей отогнуты назад по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения [авторское свидетельство СССР, №1711664, МПК В64С 11/00, 24.10.86 г.].
Существенным недостатком таких винтов является низкая надежность и сложность изготовления, обусловленная односторонним консольным креплением саблевидных лопастей с большим удлинением и кривизной; значительный уровень шума при работе; низкий КПД на единицу площади лопасти; большая масса и габариты конструкции.
Технической задачей изобретения является упрощение технологии изготовления лопастей пропеллера, уменьшение размеров лопастей и, соответственно, их металлоемкости при одновременном увеличении создаваемой ими тяги без снижения прочности и эффективности.
Заявляется пропеллер (вариант 1), содержащий саблевидные лопасти, закрепленные на ступице приводного вала и отогнутые назад по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения, отличающийся тем, что пропеллер имеет три и более лопастей с двухсторонним креплением; начальный участок каждой лопасти имеет прямую саблевидность, при которой передняя кромка лопасти отогнута назад по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения и плавно переходит в конечный участок обратной саблевидности, при которой передняя кромка лопасти отогнута вперед по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения; окончания лопастей соединены друг с другом посредством кольцевой насадки с обеспечением возможности укрепления окончаний лопастей под заданным углом атаки и расположения окончаний лопастей в непосредственной близости друг от друга.
Совокупность лопастей пропеллера образует осесимметричную фигуру.
Угол атаки α начального участка лопасти прямой саблевидности может быть больше угла атаки β конца лопасти обратной саблевидности, например, у ветродвигателя. Но также угол атаки α начального участка лопасти прямой саблевидности может быть меньше угла атаки β конца лопасти обратной саблевидности, например, у движителя.
При вращении пропеллера ометаемая поверхность имеет овальную форму вращения, вытянутую вдоль оси пропеллера.
Плоская развертка поверхности лопасти пропеллера имеет спиралевидную форму.
Технологии изготовления лопастей любые известные, но также лопасти могут быть выполнены путем изгиба плоского листового материала развертки спиралевидной формы.
Пропеллер (вариант 2), содержащий саблевидные лопасти, закрепленные на ступице приводного вала и отогнутые назад по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения, отличающийся тем, что пропеллер имеет две лопасти, замкнутые конечными участками друг на друга; начальный участок каждой лопасти имеет прямую саблевидность, при которой передняя кромка лопасти отогнута назад по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения, и плавно переходит в конечный участок обратной саблевидности, при которой передняя кромка лопасти отогнута вперед по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения; окончания лопастей сопряжены в единое целое с обеспечением плавного перехода между поверхностями обеих лопастей так, что обе лопасти образуют единую спиралевидную поверхность Мебиуса, характеризующуюся однократным перегибом поверхности; при этом участки поверхности каждой лопасти, расположенные на оси вращения пропеллера, развернуты по отношению друг к другу на 90 градусов и ось пропеллера и поверхность конечных участков обеих лопастей по оси пропеллера находятся в одной плоскости.
В заявляемом изобретении две лопасти пропеллера представляют собой единую поверхность в виде односторонней поверхности Мебиуса, характеризующейся однократным перегибом поверхности; при этом участки поверхности каждой лопасти, расположенные на оси вращения пропеллера, развернуты по отношению друг к другу на 90 градусов, и ось пропеллера и конечный участок по оси пропеллера, принадлежащий обеим лопастям, находятся в одной плоскости.
Пропеллер по второму варианту также образует осесимметричную фигуру. Также в двухлопастном пропеллере плоская развертка поверхности лопасти имеет спиралевидную форму. Соответственно, двухлопастной пропеллер может быть получен путем перегиба тонкого листового материала плоской спиралевидной формы.
В заявляемом пропеллере окончания лопастей соединены друг с другом непосредственно, или посредством кольцевой насадки, или на удлинителе приводного вала.
Заявителю не известны плоские развертки лопастей рабочих колес, турбин, пропеллеров сложного аэродинамического профиля.
Заявляется плоская развертка лопастей пропеллера, которая характеризуется тем, что развертка всей совокупности лопастей пропеллера представляет собой единую цельную плоскую фигуру, состоящую из спиралевидных элементов, образующих симметричную фигуру с одним и более отверстиями под посадочный размер ступицы приводного вала пропеллера. Например, три спиралевидных элемента образуют осесимметричную фигуру с осевым отверстием под посадочный размер ступицы приводного вала трехлопастного пропеллера.
Для двухлопастного пропеллера представлены различные развертки: из двух спиралевидных элементов:
- развертка двухлопастного пропеллера представляет собой единую цельную плоскую фигуру, состоящую из двух спиралевидных элементов, образующих осесимметричную фигуру с отверстиями на незамкнутых концах спиралевидных элементов под посадочный размер ступицы приводного вала пропеллера;
- развертка двухлопастного пропеллера представляет собой единую цельную плоскую фигуру, состоящую из двух спиралевидных элементов, образующих осесимметричную фигуру с осевым отверстием под посадочный размер ступицы приводного вала пропеллера;
- развертка двухлопастного пропеллера представляет собой единую цельную плоскую фигуру, состоящую из двух спиралевидных элементов вида двухфокусной спирали, симметричную относительно линии, перпендикулярной касательной к кромке плоской фигуры в ее средней части, с отверстиями на незамкнутых концах спиралевидных элементов под посадочный размер ступицы приводного вала пропеллера.
Сущность изобретения поясняется фигурами 1-12.
На фигуре 1 изображен трехлопастной пропеллер по первому варианту, на фигуре 2 - вид трехлопастного пропеллера по оси. На фигурах 3-6 показаны двухлопастные пропеллеры (второй вариант) разного типа объединения окончаний лопастей. На фигуре 7 - вид двухлопастного пропеллера по оси. На фигурах 8-12 показаны примеры плоских разверток лопастей пропеллера по его обоим вариантам.
Предлагаемый пропеллер для двигателей и движителей текучей среды содержит ступицу 1 с приводным валом 2, крепежным винтом 3 и саблевидными лопастями 4. Ступица или лопасти осевым отверстием 5 установлены на валу 2 с обеспечением прямой саблевидности на начальном участке 6 лопасти и угла атаки α. Прямая саблевидность характеризуется тем, что передняя кромка 7 лопасти отогнута назад по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения и соответствует традиционному изготовлению саблевидных лопастей. Участок 6 прямой саблевидности плавно переходит к конечному участку 8 обратной саблевидности, то есть с обеспечением такой формы лопасти, при которой передняя кромка лопасти отогнута вперед по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения (фигуры 1 и 2). Лопасти своими окончаниями, принадлежащими конечным участкам, жестко соединены друг с другом любым известным способом, исходя из технологических возможностей (резьбовое соединение посредством отверстий 9 на концах лопастей; сварка; клепка; с помощью вспомогательной кольцевой насадки 10). Указанные способы скрепления лопастей идентичны для функционирования заявленного пропеллера.
Скрепление конечных участков 8 лопастей различно и приводит к осуществлению пропеллера в двух вариантах.
В двухлопастном пропеллере начальные участки 6 лопасти отверстиями 5 насажены на ступицу и закреплены винтом 3. Поверхность 12 лопастей по месту крепления на ступице расположена перпендикулярно оси пропеллера. Окончания 13 лопастей развернуты на 90° по отношению к началу лопасти, находятся в одной плоскости с осью пропеллера и жестко соединены друг с другом с образованием осесимметричной фигуры. Например, окончания лопастей накладываются и соединяются между собой точечной сваркой (фигуры 3, 7).
Скрепление окончаний лопастей обеспечивает жесткую и прочную конструкцию, в том числе с применением тонкого стального листового материала, пластмассы, композиционных материалов. Форма лопастей с плавным переходом между их поверхностями плавно изменяет угол атаки и сопротивление набегающего потока текучей среды от максимума до минимума на окончаниях лопастей. Такое перераспределение потока обеспечивает повышение к.п.д. в широком диапазоне скоростей по сравнению с известными устройствами того же назначения.
При сборке двухлопастного пропеллера окончания лопастей могут быть закреплены с помощью кольцевой насадки 10 или удлинителя вала 11 по оси пропеллера, которые облегчают доступ к креплению лопастей на ступице 1. Размер крепежных элементов не изменяет аэродинамику лопастей (фигуры 4, 5).
При скреплении окончаний обеих лопастей заявленного пропеллера лопасти образуют поверхность Мебиуса. Исходя из этого обе лопасти пропеллера могут быть получены путем однократного изгиба одной плоской спиралевидной детали с отверстиями на концах для закрепления детали на ступице с образованием двух лопастей (фигура 6). Наглядным пояснением конструкции такой лопасти служит плоская развертка на фигурах 8 и 9. На фигуре 8 плоская фигура состоит из двух спиралевидных элементов, образующих осесимметричную фигуру с отверстиями 5 на незамкнутых концах спиралевидных элементов под посадочный размер ступицы приводного вала пропеллера. На фигуре 9 представлена плоская развертка двухлопастного пропеллера, состоящая из двух спиралевидных элементов вида двухфокусной спирали, симметричная относительно линии, перпендикулярной касательной к кромке плоской фигуры в ее средней части, с отверстиями 5 на незамкнутых концах спиралевидных элементов под посадочный размер ступицы приводного вала пропеллера. Аналогичная конструкция пропеллера может быть получена из плоской детали, имеющей развертку, показанную на фигуре 10. Развертка состоит из двух спиралевидных элементов, образующих осесимметричную фигуру с осевым отверстиями 5 под посадочный размер ступицы приводного вала пропеллера, а отверстия 9 на концах фигуры служат для скрепления окончаний лопастей друг с другом.
По сравнению с ленточной лопастью по авторскому свидетельству СССР №1305430 спиралевидная поверхность лопасти обеспечивает форму лопастей с плавным изменением угла атаки; конструктивную прочность лопастей; уменьшение габаритов и массы пропеллера при одновременном значительном повышении к.п.д. и обеспечении практически бесшумной работы; уменьшается диаметр сметаемой поверхности. Для ленточной лопасти недостижимо получение лопасти заявленной формы и, как следствие, недостижимы вышеуказанные преимущества.
Вариантом изобретения является трехлопастной пропеллер (фигура 1). Окончания лопастей также объединяются коаксиально вблизи оси пропеллера посредством кольцевой насадки 10, которая, с одной стороны, облегчает доступ к средствам крепления ступицы (фигура 2), с другой стороны, ее применение практически не изменяет аэродинамику лопастей, а также позволяет закреплять окончания лопастей под определенным углом атаки, выбор которого соответствует общепринятой практике. Трехлопастной пропеллер с учетом вида преобразования энергии, например, от лопасти на вал, как у ветродвигателя, или при передаче вращения на лопасти может иметь угол атаки α>β или β>α, где α - это угол атаки начального участка лопасти, а β - угол атаки конца лопасти.
Работа заявленного пропеллера в двух вариантах в качестве гребного винта происходит следующим образом.
При вращении приводного вала 2 и ступицы 1 с текучей средой начинают взаимодействовать участки лопастей прямой стреловидности 6, у которых угол атаки меньше, чем у лопастей обратной стреловидности 8 (α<β). Благодаря этому происходит плавное ускорение окружающей текучей среды, которая набирает максимальную скорость только на выходе из устройства на концах лопастей. Совокупность траекторий наружных кромок лопастей образует преимущественно овальную фигуру, вытянутую вдоль оси пропеллера. Чем больше удлинение пропеллера вдоль оси, тем более плавное ускорение среды осуществляется пропеллером. Поскольку лопасти закреплены с обоих концов: на ступице 1 и окончаниями друг с другом, то конструкция получается довольно легкой и жесткой, несмотря на большое удлинение вдоль оси вращения 0-0', которое обеспечивает небольшой распределенный градиент давлений в текучей среде, а следовательно, небольшой уровень шума, кавитации и турбулентности, что существенно увеличивает КПД и положительно влияет на общую техническую эффективность предложенного устройства.
Пропеллеры могут быть изготовлены любым известным технологическим приемом, например литьем, ковкой. Технологически легко трехлопастной пропеллер может быть согнут из плоского тонкого листового материала, например стали (фигуры 11, 12), в виде детали, представляющей собой единую цельную плоскую фигуру, состоящую из спиралевидных элементов, образующих осесимметричную фигуру, с одним осевым отверстием 5 под посадочный размер ступицы приводного вала пропеллера и крепежными отверстиями 9.
В качестве образующих спиралей могут использоваться Архимедова спираль, гиперболическая и логарифмическая спирали, эвольвенты, циклоиды и другие подходящие кривые, которые выбираются в зависимости от конкретного назначения предложенного устройства.
Приведенные данные были подтверждены натурными испытаниями опытных образцов бытовых вентиляторов на основе плоских разверток фиг.9, 10, 11, которые обеспечивали узко фокусированную воздушную струю с низким уровнем шума вплоть до 6000 об/мин и небольшими производственными затратами, доступными любой частной мастерской, а следовательно, и заводам, занимающимся производством малошумящих гребных винтов подводных лодок, ветроэнергетических установок, самолетов и т.п.
Claims (22)
1. Пропеллер, содержащий саблевидные лопасти, закрепленные на ступице приводного вала и отогнутые назад по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения, отличающийся тем, что пропеллер имеет три и более лопастей с двухсторонним креплением; начальный участок каждой лопасти имеет прямую саблевидность, при которой передняя кромка лопасти отогнута назад по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения и плавно переходит в конечный участок обратной саблевидности, при которой передняя кромка лопасти отогнута вперед по отношению к направлению вращения с обеспечением плавного изменения угла атаки лопасти, окончания лопастей соединены друг с другом посредством кольцевой насадки с обеспечением расположения окончаний лопастей в непосредственной близости друг от друга и с обеспечением возможности укрепления окончаний лопастей под заданным углом атаки β, отличающимся от угла атаки α начальных участков лопастей.
2. Пропеллер по п.1, отличающийся тем, что совокупность лопастей образует осесимметричную фигуру.
3. Пропеллер по п.1, отличающийся тем, что для двигателя угол атаки α начального участка лопасти прямой саблевидности больше угла атаки β конца лопасти обратной саблевидности.
4. Пропеллер по п.1, отличающийся тем, что для движителя угол атаки α начального участка лопасти прямой саблевидности меньше угла атаки β конца лопасти обратной саблевидности.
5. Пропеллер по п.1, отличающийся тем, что совокупность траекторий наружных кромок лопастей образует ометаемую поверхность, преимущественно овальной формы вращения, вытянутую вдоль оси пропеллера.
6. Пропеллер по п.1, отличающийся тем, что плоская развертка поверхности лопасти имеет спиралевидную форму.
7. Пропеллер по п.1, отличающийся тем, что лопасти выполнены путем изгиба тонкого листового материала плоской спиралевидной формы.
8. Пропеллер, содержащий саблевидные лопасти, закрепленные на ступице приводного вала и отогнутые назад по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения, отличающийся тем, что пропеллер имеет две лопасти, замкнутые конечными участками друг на друга; начальный участок каждой лопасти имеет прямую саблевидность, при которой передняя кромка лопасти отогнута назад по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения, и плавно переходит в конечный участок обратной саблевидности, при которой передняя кромка лопасти отогнута вперед по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения; окончания лопастей сопряжены в единое целое с обеспечением плавного перехода между поверхностями обеих лопастей так, что обе лопасти образуют единую поверхность Мебиуса, характеризующуюся однократным перегибом поверхности; при этом участки поверхности каждой лопасти, расположенные на оси вращения пропеллера, развернуты по отношению друг к другу на 90°, и ось пропеллера и поверхность конечных участков обеих лопастей по оси пропеллера находятся в одной плоскости.
9. Пропеллер по п.8, отличающийся тем, что две лопасти пропеллера представляют собой единую поверхность в виде поверхности Мебиуса, характеризующуюся однократным перегибом поверхности; при этом участки поверхности каждой лопасти, расположенные на оси вращения пропеллера, развернуты по отношению друг к другу на 90°, и ось пропеллера и конечный участок по оси пропеллера, принадлежащий обеим лопастям, находятся в одной плоскости.
10. Пропеллер по п.8, отличающийся тем, что совокупность лопастей образует осесимметричную фигуру.
11. Пропеллер по п.8, отличающийся тем, что совокупность траекторий наружных кромок лопастей образует сметаемую поверхность, преимущественно овальной формы вращения, вытянутую вдоль оси пропеллера.
12. Пропеллер по п.8, отличающийся тем, что плоская развертка поверхности лопасти имеет спиралевидную форму.
13. Пропеллер по п.8, отличающийся тем, что окончания лопастей соединены друг с другом непосредственно.
14. Пропеллер по п.8, отличающийся тем, что окончания лопастей соединены друг с другом посредством кольцевой насадки или удлинителя вала.
15. Пропеллер по п.8, отличающийся тем, что лопасти выполнены путем изгиба тонкого листового материала плоской спиралевидной формы.
16. Развертка лопастей пропеллера по любому из пп.1-15, характеризующаяся тем, что развертка всей совокупности лопастей пропеллера представляет собой единую цельную плоскую фигуру, состоящую из спиралевидных элементов, образующих симметричную фигуру с одним и более отверстиями под посадочный размер ступицы приводного вала пропеллера.
17. Развертка по п.16, отличающаяся тем, что спиралевидные элементы образуют осесимметричную фигуру с осевым отверстием под посадочный размер ступицы приводного вала пропеллера.
18. Развертка по п.16, отличающаяся тем, что она состоит из трех спиралевидных элементов.
19. Развертка по п.16, отличающаяся тем, что она состоит из двух спиралевидных элементов.
20. Развертка по п.16, отличающаяся тем, что развертка двухлопастного пропеллера представляет собой единую цельную плоскую фигуру, состоящую из двух спиралевидных элементов, образующих осесимметричную фигуру с осевым отверстием под посадочный размер ступицы приводного вала пропеллера.
21. Развертка по п.16, отличающаяся тем, что развертка двухлопастного пропеллера представляет собой единую цельную плоскую фигуру, состоящую из двух спиралевидных элементов, образующих осесимметричную фигуру с отверстиями на незамкнутых концах спиралевидных элементов под посадочный размер ступицы приводного вала пропеллера.
22. Развертка по п.16, отличающаяся тем, что развертка двухлопастного пропеллера представляет собой единую цельную плоскую фигуру, состоящую из двух спиралевидных элементов вида двухфокусной спирали, симметричную относительно линии, перпендикулярной касательной к кромке плоской фигуры в ее средней части, с отверстиями на незамкнутых концах спиралевидных элементов под посадочный размер ступицы приводного вала пропеллера.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006109976/11A RU2330791C2 (ru) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | Пропеллер шпади (варианты) и развертка его лопастей |
| JP2009502712A JP2009531227A (ja) | 2006-03-28 | 2007-03-09 | スクリュープロペラ及びスクリュープロペラの羽根のインボリュート |
| EP20070747852 EP2028102A4 (de) | 2006-03-28 | 2007-03-09 | Shpadi-propeller (varianten) und die evolvente seiner schaufeln |
| PCT/RU2007/000121 WO2007111532A1 (fr) | 2006-03-28 | 2007-03-09 | Hélice de shpadi (et variantes) et développante de ces pales |
| CN2007800198006A CN101772453B (zh) | 2006-03-28 | 2007-03-09 | 螺旋桨 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006109976/11A RU2330791C2 (ru) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | Пропеллер шпади (варианты) и развертка его лопастей |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006109976A RU2006109976A (ru) | 2006-07-10 |
| RU2330791C2 true RU2330791C2 (ru) | 2008-08-10 |
Family
ID=36830607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006109976/11A RU2330791C2 (ru) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | Пропеллер шпади (варианты) и развертка его лопастей |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2028102A4 (ru) |
| JP (1) | JP2009531227A (ru) |
| CN (1) | CN101772453B (ru) |
| RU (1) | RU2330791C2 (ru) |
| WO (1) | WO2007111532A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509683C2 (ru) * | 2012-02-27 | 2014-03-20 | Андрей Леонидович Шпади | Пропеллер (варианты) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0710318D0 (en) * | 2007-05-30 | 2007-07-11 | Isis Innovation | Water turbine |
| FR2946096B1 (fr) * | 2009-05-26 | 2011-09-23 | Roty Et Fils Ets | Eolienne. |
| GB2474080B (en) * | 2009-10-05 | 2015-09-02 | Elemental Engineering Ag | Generator |
| ES1073831Y (es) * | 2010-10-01 | 2011-05-17 | Jecsalis Dissenys I Patents S L | Helice de turbina acuatica |
| GB2495285B (en) * | 2011-10-03 | 2016-04-20 | Michael Charles Gilbert | Axial flow turbine impeller - hydrospinna |
| DE102012203138A1 (de) | 2012-02-29 | 2013-08-29 | Josef Moser | Rotor für vertikale Windkraftanlage |
| SE539772C2 (sv) * | 2013-07-23 | 2017-11-28 | Kullander Thomas | Ändupphängd spiralrotor |
| DE202014104399U1 (de) | 2014-09-16 | 2014-11-20 | Jürgen Vogel | Windkraftanlagen mit Spiralflügeln |
| CN106043640A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-10-26 | 陈立 | 3d曲线形螺旋桨桨叶 |
| CN106184716A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-12-07 | 陈立 | 同轴曲斜桨推进器 |
| WO2018085986A1 (zh) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | 刘作华 | 一种强化流体混沌混合的刚柔组合式搅拌桨 |
| CN108506160A (zh) * | 2017-02-24 | 2018-09-07 | 关隆股份有限公司 | 流体驱动的动力装置 |
| JPWO2018194105A1 (ja) * | 2017-04-19 | 2020-04-30 | 株式会社ドリームバード | 垂直軸型タービン |
| DE102018100511A1 (de) * | 2018-01-11 | 2019-07-11 | Mehmet Güncü | Rotorblatt für Windkraftanlagen |
| DE102020131271A1 (de) | 2020-11-25 | 2022-05-25 | Daniela Neldner | Wasserkraftturbine |
| JP7131871B1 (ja) * | 2021-05-10 | 2022-09-06 | 明久 松園 | 対称流線翼渦巻式風車 |
| CN114215675B (zh) * | 2021-11-25 | 2022-12-02 | 清华大学 | 二阶扭转的Darrieus叶轮及水轮机 |
| CN114104266A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-01 | 亿航智能设备（广州）有限公司 | 一种螺旋桨、动力组件和飞行器 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB130983A (ru) * | 1900-01-01 | |||
| NL26818C (ru) * | ||||
| US527866A (en) * | 1894-10-23 | Windmill | ||
| US868220A (en) * | 1907-04-04 | 1907-10-15 | Julian Portelli | Propeller. |
| GB234683A (en) * | 1924-09-06 | 1925-06-04 | Gudolf Poverud | Improvements in and relating to propellors and the like for aerial and other propulsion, extracting or forcing liquids or gases |
| US2106928A (en) * | 1937-06-30 | 1938-02-01 | Charles M Lee | Air or water craft propulsion |
| FR1065181A (fr) * | 1952-10-30 | 1954-05-20 | Appareil utilisable dans un milieu fluide comme propulseur ou récepteur | |
| SU868103A1 (ru) * | 1979-12-14 | 1981-09-30 | Тюменское Специализированное Монтажное Управление Треста "Уралмонтажавтоматика" | Ветроколесо |
| US4445817A (en) * | 1981-08-06 | 1984-05-01 | Wethern Richard J | Propeller construction |
| SU1305430A1 (ru) | 1985-09-30 | 1987-04-23 | В.В. Каминский и Г.Г. Исакаев | Рабочее колесо двигател |
| US5405246A (en) * | 1992-03-19 | 1995-04-11 | Goldberg; Steven B. | Vertical-axis wind turbine with a twisted blade configuration |
| RU2042414C1 (ru) * | 1992-04-28 | 1995-08-27 | Малое предприятие "Двойная Спираль-АвиаПолис" | Рабочий орган смесителя |
| US6106232A (en) * | 1998-02-26 | 2000-08-22 | Wagner; Thomas V. | Propeller structure |
| WO2003021105A1 (de) * | 2001-09-04 | 2003-03-13 | Neue Spulentechnologie Beteiligungs Ag | Strömungskraftmaschine |
| CN1886563A (zh) | 2003-12-29 | 2006-12-27 | 珀·卡尔森 | 具有紧固装置的建筑板材 |
-
2006
- 2006-03-28 RU RU2006109976/11A patent/RU2330791C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-03-09 JP JP2009502712A patent/JP2009531227A/ja active Pending
- 2007-03-09 CN CN2007800198006A patent/CN101772453B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-03-09 WO PCT/RU2007/000121 patent/WO2007111532A1/ru active Application Filing
- 2007-03-09 EP EP20070747852 patent/EP2028102A4/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509683C2 (ru) * | 2012-02-27 | 2014-03-20 | Андрей Леонидович Шпади | Пропеллер (варианты) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2007111532A1 (fr) | 2007-10-04 |
| EP2028102A4 (de) | 2013-07-17 |
| JP2009531227A (ja) | 2009-09-03 |
| CN101772453B (zh) | 2013-05-01 |
| RU2006109976A (ru) | 2006-07-10 |
| EP2028102A1 (de) | 2009-02-25 |
| CN101772453A (zh) | 2010-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2330791C2 (ru) | Пропеллер шпади (варианты) и развертка его лопастей | |
| AU766263B2 (en) | A single or multi-bladed rotor | |
| CN100353053C (zh) | 垂直轴式风力涡轮机 | |
| RU2386854C2 (ru) | Ветровая турбина | |
| US8905706B2 (en) | Vortex propeller | |
| US8770941B2 (en) | Blade orientation of an impeller or propeller | |
| KR100874046B1 (ko) | 자유 흐름수 터빈 | |
| EP2547904B1 (en) | Propeller blade | |
| US20110299991A1 (en) | Screw propeller (variants) and the involute of the blades thereof | |
| US8240998B2 (en) | Fluid movement device with method | |
| US10690112B2 (en) | Fluid turbine rotor blade with winglet design | |
| JP2007529662A (ja) | タービンおよびそのためのローター | |
| WO2007148645A1 (ja) | 空気調和機の室外機 | |
| WO2008002338A2 (en) | Rotary fluid dynamic utility structure | |
| JPWO2018194105A1 (ja) | 垂直軸型タービン | |
| US20100266414A1 (en) | Fluid energy converter | |
| US20140161615A1 (en) | Water Turbine Propeller | |
| US9217332B2 (en) | Uni-directional axial turbine blade assembly | |
| GB2450684A (en) | Windturbine in a built-up area | |
| JP2009299650A (ja) | 整流型流体車 | |
| JPWO2007017930A1 (ja) | マグナス型風力発電装置 | |
| US20130136613A1 (en) | Propeller/impeller blade apparatus | |
| RU2381144C2 (ru) | Способ увеличения эффективности лопастного винта | |
| JP5780636B2 (ja) | 曲板または円筒を前縁とする平板羽根の軸流タービン風車 | |
| UA146544U (uk) | Спосіб безшумного перетворення руху енергетичного потоку в механічну енергію і безшумного перетворення механічної енергії в рух енергетичного потоку |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090329 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110427 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160329 |