RU2709962C1 - Annular electric propulsion device - Google Patents

Annular electric propulsion device Download PDF

Info

Publication number
RU2709962C1
RU2709962C1 RU2018122835A RU2018122835A RU2709962C1 RU 2709962 C1 RU2709962 C1 RU 2709962C1 RU 2018122835 A RU2018122835 A RU 2018122835A RU 2018122835 A RU2018122835 A RU 2018122835A RU 2709962 C1 RU2709962 C1 RU 2709962C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blades
electric motor
rotor
propulsion device
axes
Prior art date
Application number
RU2018122835A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Федорович Васильев
Александр Викторович Шитоев
Алексей Витальевич Бушуев
Original Assignee
Акционерное общество "Центр судоремонта "Звездочка" (АО "ЦС "Звездочка")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Центр судоремонта "Звездочка" (АО "ЦС "Звездочка") filed Critical Акционерное общество "Центр судоремонта "Звездочка" (АО "ЦС "Звездочка")
Priority to RU2018122835A priority Critical patent/RU2709962C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2709962C1 publication Critical patent/RU2709962C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/14Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in non-rotating ducts or rings, e.g. adjustable for steering purpose

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

FIELD: shipbuilding.SUBSTANCE: invention relates to shipbuilding and can be used in designs of ship propulsors and devices for active control of floating facilities. Circular electro-propulsion-propulsive device includes electric motor, which consists of annular stator and annular rotor, as well as blades installed on rotor with organization of their rotation around own axes. Blades are installed with the possibility of their rotational motions around own axes at any specified angle, including continuous movements of blades.EFFECT: broader functional capabilities of the device and higher efficiency thereof.5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях судовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами.The invention relates to the field of shipbuilding and can be used in the construction of ship propulsors and devices for active control of swimming means.

Известно движительное устройство, включающее электродвигатель, установленный на оси водопроточного канала, и гребной винт, закрепленный на валу электродвигателя (см. Э.П. Лебедев и др. «Средства активного управления судами», Ленинград, изд. «Судостроение», 1969 г., стр. 114-115). Недостатком известного устройства является низкая его эффективность из-за высокого гидравлического сопротивления электродвигателя в водопроточном канале.A propulsion device is known that includes an electric motor mounted on the axis of a water-flowing channel and a propeller mounted on an electric motor shaft (see EP Lebedev et al. “Means of active control of ships”, Leningrad, publ. Sudostroenie, 1969) , pp. 114-115). A disadvantage of the known device is its low efficiency due to the high hydraulic resistance of the electric motor in the water flow channel.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является кольцевое электро- двигательно-движительное устройство (КЭДДУ), включающее электродвигатель, состоящий из кольцевого статора и кольцевого ротора, на котором установлены лопасти (см. патент RU №2187017, кл. F03D 3/00, 2002 г. ). Недостатком известной конструкции является ограниченные функциональные возможности. Данное устройство обеспечивает только создание упора и регулирование его величины в зависимости от частоты вращения лопастей.The closest to the claimed invention in technical essence and the achieved result is a ring electric motor-propulsion device (CEDDU), comprising an electric motor consisting of a ring stator and a ring rotor on which the blades are mounted (see patent RU No. 2187017, class F03D 3 / 00, 2002). A disadvantage of the known design is limited functionality. This device provides only the creation of emphasis and the regulation of its magnitude depending on the frequency of rotation of the blades.

Техническим результатом настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение его к.п.д.The technical result of the present invention is to expand the functionality of the device and increase its efficiency

Указанный результат достигается тем, что в известном кольцевом электро-двигательно-движительном устройстве, включающем электродвигатель, состоящий из кольцевого статора и кольцевого ротора, а также лопастей, связанных с ротором и имеющих одну степень свободы, в нем лопасти установлены с возможностью совершения ими вращательных движений вокруг собственных осей. Лопасти устройства могут быть размещены либо параллельно друг другу и центральной оси устройства или под углом к ней, либо находится в одной плоскости перпендикулярно центральной оси устройства. Во втором случае вершины лопастей направлены в сторону центральной оси устройства или в сторону, противоположную от этой оси. Вращательные движения лопастей могут осуществляться разнонаправленно, например, при помощи самостоятельных приводных устройств, установленных на каждой лопасти в районе ее крепления к ротору и связанных с внешней системой управления. Следует отметить, что вращательные движения могут быть организованы как на определенный угол с последующей фиксацией лопасти в этом положении, так и непрерывные движения лопасти вокруг своей оси без остановки.This result is achieved by the fact that in the known ring electric motor-propulsion device, including an electric motor, consisting of a ring stator and a ring rotor, as well as blades associated with the rotor and having one degree of freedom, the blades are installed in it with the possibility of performing rotational movements around own axes. The blades of the device can be placed either parallel to each other and the central axis of the device or at an angle to it, or is in the same plane perpendicular to the central axis of the device. In the second case, the tops of the blades are directed towards the central axis of the device or to the side opposite from this axis. Rotational movements of the blades can be carried out in different directions, for example, using independent drive devices installed on each blade in the area of its attachment to the rotor and connected with an external control system. It should be noted that rotational movements can be organized both at a certain angle with subsequent fixation of the blade in this position, and continuous movement of the blade around its axis without stopping.

Организация разнонаправленных вращательных движений лопастей позволяет изменять вектор упора, создаваемого устройством, что приводит к изменению направления движения плавательного средства, на котором установлено это устройство. Вращательные движения лопастей могут быть созданы при помощи различных механизмов, например, самостоятельных приводных устройств, установленных на каждой лопасти в районе ее крепления к ротору, или при помощи шарнирного механического привода. Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает создание упора и выполняет одновременно роль рулевого устройства.The organization of multidirectional rotational movements of the blades allows you to change the stop vector created by the device, which leads to a change in the direction of movement of the swimming means on which this device is installed. Rotational movements of the blades can be created using various mechanisms, for example, independent drive devices installed on each blade in the area of its attachment to the rotor, or using a hinged mechanical drive. Thus, the claimed technical solution provides an emphasis and simultaneously serves as a steering device.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1, 2 показаны КЭДДУ с лопастями, расположенными перпендикулярно центральной оси устройства, а на фиг. 3, 4 - КЭДДУ с лопастями, установленными параллельно центральной оси устройства и под углом к ней. На данных фигурах использованы следующие обозначения:The invention is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1, 2 shows CEDDU with blades located perpendicular to the central axis of the device, and in FIG. 3, 4 - KEDDU with blades mounted parallel to the central axis of the device and at an angle to it. The following notation is used on these figures:

1 - кольцевой ротор;1 - ring rotor;

2 - кольцевой статор;2 - ring stator;

3 - лопасть;3 - blade;

4 - центральная ось устройства;4 - the central axis of the device;

5 - приводное устройство;5 - drive device;

6 - вершина лопасти;6 - top of the blade;

7 - ось лопасти;7 - axis of the blade;

8 - ось приводного устройства.8 - axis of the drive device.

Кольцевое электро- двигательно-движительное устройство состоит (см. фигуры 1-4) из неподвижного статора 1, на котором размещен подвижный ротор 2 с установленными на нем лопастями 3 с возможностью совершения ими вращательных движений вокруг собственных осей. Лопасти в пространстве могут быть расположены, как в одной плоскости (фиг. 1, 2) перпендикулярно центральной оси 4 устройства, так и параллельно друг другу и параллельно центральной оси 4 этого устройства (фиг. 3) или под углом к ней α (фиг. 4). В первом случае вершины 6 лопастей 3 могут быть направлены в сторону центральной оси 4 (фиг. 1) или в сторону, противоположную от центральной оси 4 устройства (фиг. 2). Вращательные движения лопастей 3 могут быть осуществлены с помощью различных механизмов, например, приводных устройств 5, например, электродвигателей, установленных на каждой лопасти 3 в районе ее крепления к ротору 2. Для этого в роторе изготавливается полость, в которой размещена ось приводного устройства 8 и ось лопасти 7. Вращательное движение с оси 8 на ось 7 может передаваться при помощи углового редуктора (на фигуре не показан) или другим способом. При повороте оси 8 приводного устройства 5 поворачивается ось 7 лопасти 3. Подвод электропитания к устройствам 5 производится через скользящий контакт (на фигурах не показан). В качестве приводного устройства может быть использован также шарнирный механический привод, имеющий более сложную конструкцию, в отличие от кольцевого приводного устройства 5.The ring electromotive-propulsion device consists (see Figures 1-4) of a fixed stator 1, on which a movable rotor 2 with blades 3 mounted on it is placed with the possibility of performing rotational movements around its own axes. The blades in space can be located both in the same plane (Fig. 1, 2) perpendicular to the central axis 4 of the device, and parallel to each other and parallel to the central axis 4 of this device (Fig. 3) or at an angle α to it (Fig. 4). In the first case, the tops 6 of the blades 3 can be directed towards the central axis 4 (Fig. 1) or to the side opposite from the central axis 4 of the device (Fig. 2). Rotational movements of the blades 3 can be carried out using various mechanisms, for example, drive devices 5, for example, electric motors mounted on each blade 3 in the region of its attachment to the rotor 2. For this, a cavity is made in the rotor, in which the axis of the drive device 8 and the axis of the blade 7. The rotational movement from axis 8 to axis 7 can be transmitted using an angular gear (not shown in the figure) or in another way. When the axis 8 of the drive device 5 is rotated, the axis 7 of the blade 3 rotates. The power supply to the devices 5 is made through a sliding contact (not shown in the figures). As a drive device can also be used articulated mechanical drive having a more complex structure, in contrast to the ring drive device 5.

КЭДДУ работает следующим образом. При подаче питания на КЭДДУ его ротор 2 начинает вращаться вместе с лопастями 3, создавая упор и обеспечивая поступательное движение плавательному средству. При необходимости, подается сигнал на приводные устройство 5, лопасти 3 поворачиваются и за счет изменения угла атаки в потоке создают усилие, вектор которого не совпадает с направлением движения плавательного средства, что обеспечивает изменение направления его движения, то есть КЭДДУ выполняет еще и роль устройства активного управления этим средством. При непрерывном вращении лопастей вокруг своей оси (возможно и разнонаправленное вращение как одной лопасти, так и каждой лопасти) появляется возможность совершения плавательным средством, на котором установлено заявляемое устройство, сложных маневров, обеспечивая непрерывное изменения курса плавательного средства.CEDDU works as follows. When power is supplied to the QEDDU, its rotor 2 begins to rotate with the blades 3, creating emphasis and providing translational movement to the swimming means. If necessary, a signal is supplied to the drive device 5, the blades 3 are rotated and, due to a change in the angle of attack in the flow, create a force whose vector does not coincide with the direction of movement of the swimming means, which ensures a change in the direction of its movement, that is, CEDDU also acts as an active device managing this tool. With the continuous rotation of the blades around its axis (possibly multidirectional rotation of both one blade and each blade), it becomes possible for the swimming means, on which the inventive device is installed, to perform complex maneuvers, providing a continuous change in the course of the swimming means.

Использование предлагаемого технического решения позволяет расширить его функциональные возможности за счет изменения вектора тяги, а также повысить к.п.д. устройства за счет исключения дополнительных рулевых механизмов.Using the proposed technical solution allows you to expand its functionality by changing the thrust vector, as well as increase efficiency devices due to the exclusion of additional steering mechanisms.

Claims (5)

1. Кольцевое электро-двигательно-движительное устройство, включающее электродвигатель, состоящий из кольцевого статора и кольцевого ротора, а также лопасти, установленные на роторе с организацией их поворота вокруг собственных осей, отличающееся тем, что лопасти установлены с возможностью совершения ими вращательных движений вокруг собственных осей на любой заданный угол, включая непрерывные движения лопастей.1. An annular electric motor-propulsion device comprising an electric motor consisting of an annular stator and an annular rotor, as well as blades mounted on the rotor with the organization of their rotation around their own axes, characterized in that the blades are installed with the possibility of them to perform rotational movements around their own axes at any given angle, including continuous motion of the blades. 2. Кольцевое электро-двигательно-движительное устройство по п.1, отличающееся тем, что лопасти размещены параллельно друг другу и центральной оси устройства или под углом к ней.2. The ring electric motor-propulsion device according to claim 1, characterized in that the blades are placed parallel to each other and to the central axis of the device or at an angle to it. 3. Кольцевое электро-двигательно-движительное устройство по п.1, отличающееся тем, что вращательные движения лопастей осуществляются при помощи самостоятельных приводных устройств, установленных на каждой лопасти в районе ее крепления к ротору.3. The ring electric motor-propulsion device according to claim 1, characterized in that the rotational movements of the blades are carried out using independent drive devices installed on each blade in the region of its attachment to the rotor. 4. Кольцевое электро-двигательно-движительное устройство по п.3, отличающееся тем, что самостоятельные приводные устройства связаны с внешней системой управления.4. The ring electric motor-propulsion device according to claim 3, characterized in that the independent drive devices are connected to an external control system. 5. Кольцевое электро-двигательно-движительное устройство по п.3, отличающееся тем, что самостоятельные приводные устройства выполнены с возможностью придания лопастям вращательных движений вокруг собственных осей разнонаправленно.5. The ring electric motor-propulsion device according to claim 3, characterized in that the independent drive devices are configured to give the blades rotational movements around their own axes in different directions.
RU2018122835A 2018-06-22 2018-06-22 Annular electric propulsion device RU2709962C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122835A RU2709962C1 (en) 2018-06-22 2018-06-22 Annular electric propulsion device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122835A RU2709962C1 (en) 2018-06-22 2018-06-22 Annular electric propulsion device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2709962C1 true RU2709962C1 (en) 2019-12-23

Family

ID=69022944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018122835A RU2709962C1 (en) 2018-06-22 2018-06-22 Annular electric propulsion device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2709962C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5306183A (en) * 1993-02-25 1994-04-26 Harbor Branch Oceanographic Institute Inc. Propulsion systems for submarine vessels
RU2482010C2 (en) * 2010-11-01 2013-05-20 Владимир Михайлович Палецких Method of producing flapping motion and flapping screw to this end
RU2531631C2 (en) * 2013-01-17 2014-10-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Ring propulsor
RU2658199C1 (en) * 2017-09-13 2018-06-19 Акционерное общество "Центр судоремонта "Звездочка" (АО "ЦС "Звездочка") Controllable pitch propeller

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5306183A (en) * 1993-02-25 1994-04-26 Harbor Branch Oceanographic Institute Inc. Propulsion systems for submarine vessels
RU2482010C2 (en) * 2010-11-01 2013-05-20 Владимир Михайлович Палецких Method of producing flapping motion and flapping screw to this end
RU2531631C2 (en) * 2013-01-17 2014-10-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Ring propulsor
RU2658199C1 (en) * 2017-09-13 2018-06-19 Акционерное общество "Центр судоремонта "Звездочка" (АО "ЦС "Звездочка") Controllable pitch propeller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2234439C2 (en) Drive system for surface ship propeller and method of motion and control in heading
RU2005134950A (en) METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING A SHIP
US3639077A (en) Belt-driven pi-pitch cycloidal propeller
DK1177130T3 (en) Electric helm with small installation height
RU2009137114A (en) WAVE POWER PLANT
RU2709962C1 (en) Annular electric propulsion device
CN207129124U (en) Propulsion plant and submarine navigation device
KR101261867B1 (en) Pod type propulsion device and ship with the same
RU2721035C1 (en) Thruster for watercraft movement
RU2670341C1 (en) Engine-propulsion module of ring structure
US2178555A (en) Safety mechanism for improving the dirigibility of ships, submarines, and aircraft
KR20140049733A (en) Propulsion apparatus for vessel
ES2373711T3 (en) AUXILIARY TIMON IN AN ELECTRIC AZIMUTAL PROPULSOR FOR QUICK NAVIGATION BOATS AND OPERATING PROCEDURE FOR THE AUXILIARY TIMON.
RU2783719C1 (en) Propulsion and propulsion installation of underwater vehicle
ES2423184T3 (en) Submarine
GB2520015A (en) Modular marine thruster
RU2667421C1 (en) Additional propulsion ship device combined with thrust unit
US2349286A (en) Propellers for multiple propeller ships
KR20230086255A (en) Propulsor Devices for Submarine Works
RU2617321C1 (en) Fin propulsor of vessel
US712677A (en) Marine propulsion.
JPS61178290A (en) Propulsion device for submarine boat and the like
CN109625215A (en) Underwater vector propelling screws and submarine navigation device
KR20120118119A (en) Ship with one shaft for propeller and rudder
KR101245735B1 (en) Counter rotating propulsion azimuth thruster and ship having the same