RU2359862C2

RU2359862C2 - Rotor mast

Info

Publication number: RU2359862C2
Application number: RU2007127969/11A
Authority: RU
Inventors: Иван Давыдович Востропятов (RU); Иван Давыдович Востропятов
Original assignee: Иван Давыдович Востропятов
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2009-06-27
Also published as: RU2007127969A

Abstract

FIELD: shipbuilding.

SUBSTANCE: invention relates to ship rotor masts. The rotor mast has a boss joined to blades which have a profile, formed by intersection of two parabolas, mated in the region of the rear edge with a semicircle, which enters the boss. The front edge is rounded. The end of the blade is bent at an angle β≥30°. In the blade near the boss, there are ventilation openings. Lateral sides of the blades are closed by a ring.

EFFECT: invention seeks to increase thrust and reduce noise and suppress cavitation.

2 cl, 4 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к усовершенствованию роторного движителя для надводных судов. Известен роторный движитель /1/, содержащий соединенный с приводом вращения диск с ободом, по периметру которого установлены под углом к ободу лопатки, выполненные треугольной формы в плане, и имеют профиль крыла, с острой передней и тупой задней кромкой; острая кромка каждой лопатки обращена к ободу ротора в направлении его вращения. Недостатком конструкции является малая эффективность каждой лопатки, требующей большой скорости вращения и повышенной мощности двигателя.The invention relates to the improvement of a rotary propulsion device for surface ships. Known rotary mover / 1 / comprising a disk connected to a rotational drive with a rim, the perimeter of which are mounted at an angle to the rim of the blade, made triangular in plan and have a wing profile, with a sharp front and blunt trailing edge; the sharp edge of each blade faces the rim of the rotor in the direction of its rotation. The disadvantage of the design is the low efficiency of each blade, requiring a high speed of rotation and increased engine power.

Известна лопасть воздушного винта /2/, где профиль сечения лопасти образован пересечением двух парабол: У₁=К₁X^1/2, У₂=2R₀+K₂X^1/2, где передняя острая кромка закруглена радиусом R_i. Недостатком является то, что лопасть не адаптирована к использованию в водной среде.Known propeller blade / 2 /, where the sectional profile of the blade is formed by the intersection of two parabolas: Y ₁ = K ₁ X ^1/2 , Y ₂ = 2R ₀ + K ₂ X ^1/2 , where the front sharp edge is rounded with a radius R _i . The disadvantage is that the blade is not adapted for use in the aquatic environment.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Содержащий ступицу с лопостями в количестве от 3 до 8 движитель, вращающий ось ступицы, где для повышения эффективности роторного движителя профиль лопасти образуется пересечением двух парабол: У₁=К₁X^1/2; У₂=2R₀+K₂X^1/2, где 3≤К₁≥1, К₂=/0,4-0,8/К₁; острая кромка закруглена на расстоянии R от пересечения парабол окружностью радиусом R≥R₀ для повышения прочности. Начальный радиус A mover containing a hub with blades in an amount from 3 to 8, rotating the hub axis, where, to increase the efficiency of the rotary mover, the blade profile is formed by the intersection of two parabolas: Y ₁ = K ₁ X ^1/2 ; Y ₂ = 2R ₀ + K ₂ X ^1/2 , where 3≤K ₁ ≥1, K ₂ = / 0.4-0.8 / K ₁ ; the sharp edge is rounded off at a distance R from the intersection of the parabolas with a circle of radius R≥R ₀ to increase strength. Start radius

R₀ выбирается из значения R₀≤R_c, где R_с - радиус ступицы, и вписывается в теле ступицы /ФИГ.1, закругление не показано/; угол атаки выбирается из величины α≥15°; конец лопасти загнут на угол β≥30° для увеличения производительности, используя центробежный поток и направляя его в рабочее русло, и для снижения кавитации при входе лопасти в воду.R ₀ is selected from the value R ₀ ≤R _c , where R _с is the radius of the hub, and fits into the body of the hub / FIG.1, the rounding is not shown /; the angle of attack is selected from the value α≥15 °; the end of the blade is bent at an angle β≥30 ° to increase productivity using a centrifugal flow and directing it into the working channel, and to reduce cavitation when the blade enters the water.

На фИГ.1 изображена лопасть 1, укрепленная к ступице 5 с осью вращения 6. Лопасть 1 имеет вентиляционные отверстия 2 радиусом R≤R₀, загиб конца лопасти 4 и продольные наплывы наподобие синусоиды 3, служащие для уменьшения кавитации; на ФИГ.2 изображен вид в лопасти 1, продольные наплывы изображены наподобие синусоиды, где А=(2÷4) см - половина высоты наплыва, Т=(2÷4) см - расстояние между наплывами; 4 - загиб лопасти.Figure 1 shows the blade 1, mounted to the hub 5 with the axis of rotation 6. The blade 1 has ventilation holes 2 of radius R≤R ₀ , the bend of the end of the blade 4 and longitudinal flows like sinusoid 3, which serve to reduce cavitation; figure 2 shows a view of the blade 1, the longitudinal flows are depicted as a sinusoid, where A = (2 ÷ 4) cm is half the height of the influx, T = (2 ÷ 4) cm is the distance between the influxes; 4 - the bend of the blade.

На ФИГ.3 изображен роторный движитель с лопастями 1, укрепленными к ступице 5 с осью вращения 6, которая удерживается выносными штангами 11, в теле одной из которых проходит несущий вал 12, передающий момент вращения от двигателя 13, расположенного в корме судна 15. Лопасти 1 имеют вентиляционные отверстия 2, загиб конца лопасти 4, а боковые стороны лопасти замкнуты кольцом для уменьшения свободных колебаний. На ФИГ.4 изображен схематично роторный движитель с лопастями 1, ступицей 5, укрепленной на оси 6, которая в свою очередь удерживается выносными штангами 11, в теле одной из которых проходит гибкий несущий вал 12, передающий момент вращения от двигателя 13, расположенного в корме судна 15. Боковые стороны лопасти 1 замкнуты кольцом 7 для снижения свободных колебаний. Роторный движитель установлен в цилиндрическую капсулу 16, имеющую снизу вырез для водовода 8 и для выходного сопла 9, к которому крепятся рули 10, выполняющие в совокупности роль подобия водометного движителя /3/. Роторный движитель повышает КПД более 30% по сравнению с /1/.Figure 3 shows the rotary mover with the blades 1, mounted to the hub 5 with the axis of rotation 6, which is held by the extension rods 11, in the body of one of which passes the bearing shaft 12, transmitting the moment of rotation from the engine 13 located in the stern of the vessel 15. The blades 1 have ventilation holes 2, the bend of the end of the blade 4, and the sides of the blade are closed by a ring to reduce free vibrations. Figure 4 shows a schematic illustration of a rotary mover with blades 1, a hub 5 mounted on an axis 6, which in turn is held by extension rods 11, in the body of one of which a flexible bearing shaft 12 passes, transmitting the moment of rotation from the engine 13 located in the stern vessel 15. The lateral sides of the blade 1 are closed by a ring 7 to reduce free vibrations. The rotary mover is installed in a cylindrical capsule 16 having a bottom cut-out for the water conduit 8 and for the outlet nozzle 9, to which the rudders 10 are fastened, which in the aggregate play the role of a water-jet mover / 3 /. The rotary mover increases the efficiency by more than 30% compared to / 1 /.

РАБОТА РОТОРНОГО ДВИЖИТЕЛЯROTARY ENGINE OPERATION

Лопасть роторного движителя, вращаясь от движителя 13, находящегося в корме судна 15, через несущий вал 12 придает кинетическую энергию воде. Лопасть при этом плавно входит в воду - вначале загиб 4, потом сама параболообразная лопасть, уменьшая тем самым гидравлический удар. Вентиляционные отверстия 2 выпускают воздух /ФИГ.3/. Нагнетающая сторона лопасти за счет продольных синусоидальных наплывов резко снижает образование вакуумных пузырьков, снижая кавитацию более 30% по сравнению с /1/. Боковые стороны лопастей охвачены кольцом, снижающим свободные колебания более 20%. Выносные штанги 11 могут отслеживать уровень воды при осадке судна.The blade of the rotary mover, rotating from the mover 13 located in the stern of the vessel 15, through the bearing shaft 12 gives kinetic energy to the water. In this case, the blade smoothly enters the water - at first bend 4, then the parabolic-shaped blade itself, thereby reducing water hammer. The ventilation holes 2 release air /FIG.3/. Due to the longitudinal sinusoidal influx, the pumping side of the blade sharply reduces the formation of vacuum bubbles, reducing cavitation by more than 30% compared to / 1 /. The lateral sides of the blades are covered by a ring that reduces free vibrations by more than 20%. The extension rods 11 can track the water level during draft.

Работа роторного движителя, заключенного в цилиндрическую капсулу /ФИГ.4/, являющегося водометным движителемThe operation of the rotary mover, enclosed in a cylindrical capsule /FIG.4/, which is a jet propulsion

Водовод 8 служит для забора воды и подвода к лопастям 1. Сопло 9 предназначено для суживания струи воды на выходе движителя с целью повышения его скорости в 1,6÷1,8 в полости лопасти 1. Рулевое устройство 10 обеспечивает управляемость судном путем отклонения струи воды. Задний ход возможен изменением направления вращения лопастей на обратный. Лопасти могут изготавливаться из стали ООХ12НЗД и др. Продольные синусоидальные наплывы возможно изготавливать с использованием литья под давлением, ковки, эпоксидной смолы и др. Проведенные сравнительные испытания макетов лопастей показали повышение КПД более 20% и снижение свободных колебаний более 30 % по сравнению с /1/.The water conduit 8 is used for water intake and supply to the blades 1. The nozzle 9 is designed to narrow the jet of water at the output of the propulsion device in order to increase its speed by 1.6 ÷ 1.8 in the cavity of the blade 1. The steering device 10 provides controllability of the vessel by deflecting the jet of water . Reverse is possible by reversing the direction of rotation of the blades. The blades can be made of steel OOKH12NZD and others. Longitudinal sinusoidal flows can be made using injection molding, forging, epoxy resin, etc. Comparative tests of the prototype blades showed an increase in efficiency of more than 20% and a decrease in free vibrations of more than 30% compared to / 1 /.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. ПАТЕНТ №2107009 от 6.07.1998 г.1. PATENT No. 2107009 dated July 6, 1998

2. ПАТЕНТ № 2228882 от 20.05.2004 г.2. PATENT No. 2228882 of 05.20.2004

3. «15 ПРОЕКТОВ СУДОВ» СПРАВОЧНИК, Д.А.КУРБАТОВ, ЛЕНИНГРАД, СУДОСТР. 1985 г.3. "15 PROJECTS OF VESSELS" HANDBOOK, D.A. KURBATOV, LENINGRAD, VESSEL. 1985

Claims

1. A rotary mover containing a hub body with blades in an amount of 3 to 8, rotated from the engine, characterized in that the profile of each blade is formed by the intersection of two parabolas Y ₁ = K ₁ X ^1/2 , Y ₂ = 2R ₀ + K ₂ X ^1/2 , where 3≤K ₁ ≥1, K ₂ = 0.4 ÷ 0.8K ₁ , the intersection edge of the parabolas is inscribed in the body of the hub and rounded with a radius R≥R ₀ , where the initial radius R _{0 is} selected from the value R ₀ ≤R _C , where R _{C is the} radius of the hub body, each blade has ventilation holes with a radius of R≤R ₀ , longitudinal flows on the discharge side, the angle of attack α≥15 ° and the end that is bent at an angle β≥30 ° in the direction of rotation, while the sides of the blades are closed by a ring.

2. The rotary propulsion device according to claim 1, characterized in that the blades are placed in a cylindrical capsule having a water conduit supplying water to the blades, an output nozzle and rudders providing controllability and reverse gear when the rotation of the blades is reversed.