RU2721205C1

RU2721205C1 - Impeller for vehicle

Info

Publication number: RU2721205C1
Application number: RU2018146211A
Authority: RU
Inventors: Виталий Валериевич Кожевин
Original assignee: Виталий Валериевич Кожевин
Priority date: 2018-12-24
Filing date: 2018-12-24
Publication date: 2020-05-18

Abstract

FIELD: transport machine building.

SUBSTANCE: invention relates to propulsion devices, which can be used in air or water transport. Impeller for vehicle comprises hollow cylinder and blades, which are fixed on inner surface of cylinder. Impeller is also equipped with a hollow cone with a branch pipe in its base. Cone is arranged in the cylinder cavity coaxially with it and mounted on the blades by means of a branch pipe.

EFFECT: higher efficiency of impeller.

3 cl, 1 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к транспорту и может быть использовано на воздушном или водном транспорте, в частности, на судах на воздушной подушке с воздушным приводом.The claimed invention relates to transport and can be used in air or water transport, in particular, on air-cushion ships with air drive.

Известен реактивный движитель, работающий действием выталкиваемой воды или воздуха с применением центробежного насоса, вращающегося в цилиндрической трубе, установленной в кожухе. Струи воды или воздуха засасываются и выталкиваются с поворотом на 180° /а.с. СССР №24258, МПК В63Н 11/08, 1931 /.Known jet propulsion operating by the action of pushed water or air using a centrifugal pump rotating in a cylindrical pipe mounted in the casing. The jets of water or air are sucked in and pushed out with a rotation of 180 ° / a.s. USSR No. 24258, IPC B63H 11/08, 1931 /.

Недостатком этого технического решения является низкий КПД из-за использования в конструкции движителя осевого вентилятора.The disadvantage of this technical solution is the low efficiency due to the use of an axial fan in the thruster design.

Другой аналог заявляемого изобретения - кольцевидное колесо для водометного двигателя, содержащее лопасти крыльчатки, полый цилиндр и подшипник, установленный на корпусе транспортного средства. Лопасти приводятся в движение посредством вала, соединенного с центральными частями лопастей и установленного на подшипниках в корпусе транспортного средства /патент США №4713027(A), м. кл. В63Н 11/08, 1987/.Another analogue of the claimed invention is a ring-shaped wheel for a water-jet engine containing impeller blades, a hollow cylinder and a bearing mounted on the vehicle body. The blades are driven by a shaft connected to the central parts of the blades and mounted on bearings in the vehicle body / US patent No. 4713027 (A), m. B63H 11/08, 1987 /.

Вал и ступица рабочего колеса создают механическое препятствие потоку и нарушают ламинарное течение воды, что обуславливает пониженный КПД этого устройства.The shaft and the impeller hub create a mechanical obstacle to the flow and disrupt the laminar flow of water, which leads to a reduced efficiency of this device.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения по технической сущности и достигаемому результату является импеллер для транспортного средства, содержащий полый цилиндр, лопасти, равномерно закрепленные на внутренней поверхности цилиндра, и подшипник, установленный между корпусом транспортного средства и полым цилиндром с внешней стороны /патент РФ №111834, м. кл. В63Н 11/00 /.The closest analogue of the invention according to the technical essence and the achieved result is an impeller for a vehicle containing a hollow cylinder, blades uniformly mounted on the inner surface of the cylinder, and a bearing mounted between the vehicle body and the hollow cylinder from the outside / RF patent No. 111834, m. B63H 11/00 /.

У известного устройства с потоком жидкости или воздуха взаимодействуют лопасти, корпус транспортного средства и небольшая часть полого цилиндра. Хороший КПД обусловлен минимизацией механических помех потоку воды. Недостаток импеллера - неполное использование им мощности воздушного потока.In a known device, the blades, the vehicle body and a small part of the hollow cylinder interact with the flow of liquid or air. Good efficiency is due to the minimization of mechanical interference with the flow of water. A drawback of an impeller is its incomplete use of airflow power.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение коэффициента полезного действия импеллера за счет повышения эффективности использования воздушного потока при создании реактивной тяги.The problem to which the invention is directed, is to increase the efficiency of the impeller by increasing the efficiency of air flow when creating jet thrust.

Для достижения указанного технического результата известное устройство, содержащее полый цилиндр и лопасти, закрепленные на внутренней поверхности цилиндра, согласно изобретению, снабжено полым конусом с патрубком в его основании, конус размещен в полости цилиндра соосно с ним и смонтирован на лопастях при помощи патрубка.To achieve the specified technical result, the known device containing a hollow cylinder and blades mounted on the inner surface of the cylinder, according to the invention, is equipped with a hollow cone with a pipe at its base, the cone is placed in the cylinder cavity coaxially with it and is mounted on the blades using a pipe.

Целесообразно привод лопастей осуществлять посредством насадки на вал двигателя, закрепленной на внутренней поверхности конуса.It is advisable to drive the blades by means of a nozzle on the motor shaft mounted on the inner surface of the cone.

Для повышения эффективности использования воздушного потока при создании реактивной тяги импеллер оснащен спрямляющим приспособлением, которое изготовлено из двух дополнительных полых цилиндров с разными диаметрами. Эти цилиндры, внешний и внутренний, расположены соосно с образованием кольцевой щели между ними. В щели размещены радиальные продольные направляющие стенки, которые разбивают ее на каналы. Торец внешнего цилиндра сопряжен с основанием цилиндра, а торец внутреннего цилиндра сопряжен с торцом патрубка. Приспособление зафиксировано на корпусе транспортного средства или двигателя.In order to increase the efficiency of using air flow when creating jet thrust, the impeller is equipped with a straightening device, which is made of two additional hollow cylinders with different diameters. These cylinders, external and internal, are coaxial with the formation of an annular gap between them. Radial longitudinal guide walls are placed in the slot, which break it into channels. The end of the outer cylinder is mated to the base of the cylinder, and the end of the inner cylinder is mated to the end of the pipe. The device is fixed on the body of the vehicle or engine.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.The invention is illustrated in the drawing, which shows the proposed device, a longitudinal section.

Импеллер для транспортного средства имеет полый цилиндр 1 и лопасти 2, которые закреплены на внутренней поверхности цилиндра 1.The impeller for the vehicle has a hollow cylinder 1 and blades 2, which are fixed on the inner surface of the cylinder 1.

В полости цилиндра 1 соосно с ним размещен полый конус 3 с патрубком 4 в его основании. Конус 3 смонтирован на лопастях 2 при помощи патрубка 4. На внутренней поверхности конуса 3 закреплена любым известным способом насадка 5 на вал 6 двигателя /на фиг. не показан/.In the cavity of the cylinder 1, a hollow cone 3 is placed coaxially with it, with a pipe 4 at its base. The cone 3 is mounted on the blades 2 by means of a nozzle 4. On the inner surface of the cone 3, the nozzle 5 is fixed in any known manner to the motor shaft 6 / in FIG. not shown.

Импеллер может иметь спрямляющее приспособление, которое изготовлено из двух дополнительных полых цилиндров 7 и 8, с разными диаметрами. Эти цилиндры, внешний 7 и внутренний 8, расположены соосно с образованием кольцевой щели 9 между ними. В щели 9 размещены радиальные продольные направляющие стенки 10, которые разбивают ее на каналы. Торец цилиндра 7 сопряжен с основанием цилиндра 1. Торец цилиндра 8 сопряжен с торцом патрубка 4. Приспособление зафиксировано на корпусе транспортного средства или на двигателе /на фиг. не показано/.The impeller may have a straightening device, which is made of two additional hollow cylinders 7 and 8, with different diameters. These cylinders, external 7 and internal 8, are aligned with the formation of an annular gap 9 between them. In the slit 9 there are placed radial longitudinal guide walls 10, which break it into channels. The end face of the cylinder 7 is mated to the base of the cylinder 1. The end face of the cylinder 8 is mated to the end of the nozzle 4. The device is fixed on the vehicle body or on the engine / in FIG. not shown.

Вся конструкция импеллера может быть выполнена из полимерных композиционных материалов, обеспечивающих максимальную эффективность использования воздушного потока при создании реактивной тяги.The entire impeller design can be made of polymer composite materials, providing maximum efficiency in the use of air flow when creating jet thrust.

Импеллер для транспортного средства действует следующим образом. При включении двигателя вал 6 передает вращение через насадку 5 и конус 3 лопастям 2 и цилиндру 1, которые воздействуют на воздух, находящийся в контакте с ними. Воздух, находящийся перед лопастями 2, захватывается в межлопаточные полости и движется вдоль оси вращения цилиндра 1. Вращение лопастей 2 создает разряжение с тыльной стороны от направления движения за счет сжатия воздуха спереди. Воздух, находящийся во внутреннем объеме цилиндра 1, движется к лопастям 2 за счет образовавшегося вакуума в межлопаточном пространстве и поджимается к внутренней поверхности цилиндра 1 центробежной силой и конусом 3. Воздух, двигаясь по оси цилиндра 1, перед кольцевым зазором между внутренней поверхностью цилиндра 1 и патрубком 4 заполняет межлопаточное пространство в сжатом виде. На выходе из зазора сжатый воздух попадает в каналы кольцевой щели 9 спрямляющего приспособления, где закрученный вращением лопастей 2 воздух выравнивается по направлению движения, повышая таким образом эффективность использования воздушного потока для создания реактивной тяги и увеличивая коэффициент полезного действия движителя для транспортного средстваThe impeller for the vehicle operates as follows. When the engine is turned on, the shaft 6 transmits rotation through the nozzle 5 and the cone 3 to the blades 2 and the cylinder 1, which act on the air in contact with them. The air in front of the blades 2, is captured in the interscapular cavity and moves along the axis of rotation of the cylinder 1. The rotation of the blades 2 creates a vacuum from the back side from the direction of movement due to compression of the air in front. The air in the internal volume of the cylinder 1 moves to the blades 2 due to the vacuum formed in the interscapular space and is pressed to the inner surface of the cylinder 1 by centrifugal force and the cone 3. The air moving along the axis of the cylinder 1, in front of the annular gap between the inner surface of the cylinder 1 and pipe 4 fills the interscapular space in a compressed form. At the exit from the gap, compressed air enters the channels of the annular slot 9 of the rectifier, where the air swirled by the rotation of the blades 2 is aligned in the direction of movement, thereby increasing the efficiency of using the air flow to create reactive thrust and increasing the efficiency of the propulsion device for the vehicle

Изготовлен опытный образец движителя, который успешно проходит испытания.A prototype propulsion device was made, which is successfully tested.

Claims

1. The impeller for the vehicle, containing a hollow cylinder and blades mounted on the inner surface of the cylinder, characterized in that the impeller is equipped with a hollow cone with a pipe at its base, while the cone is placed in the cavity of the cylinder coaxially with it and mounted on the blades using a pipe .

2. The impeller according to claim 1, characterized in that the blades are driven by means of a nozzle on the motor shaft mounted on the inner surface of the cone.

3. The impeller according to claim 1, characterized in that it is equipped with a straightening device made of two additional hollow cylinders with different diameters, located coaxially with the formation of an annular gap between them, and placed in the gap of the radial longitudinal guide walls dividing it into channels, wherein the end face of the outer additional cylinder is mated to the base of the cylinder, and the end face of the inner additional cylinder is mated to the end of the nozzle, the fixture being fixed to the vehicle or engine housing.