RU2760247C1 - Water jet thrusting apparatus - Google Patents

Water jet thrusting apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2760247C1
RU2760247C1 RU2020136426A RU2020136426A RU2760247C1 RU 2760247 C1 RU2760247 C1 RU 2760247C1 RU 2020136426 A RU2020136426 A RU 2020136426A RU 2020136426 A RU2020136426 A RU 2020136426A RU 2760247 C1 RU2760247 C1 RU 2760247C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hub
pump
power elements
flow channel
shaft
Prior art date
Application number
RU2020136426A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Викторович Шитоев
Original Assignee
Александр Викторович Шитоев
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 Александр Викторович Шитоев filed Critical Александр Викторович Шитоев
Priority to RU2020136426A priority Critical patent/RU2760247C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2760247C1 publication Critical patent/RU2760247C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/46Steering or dynamic anchoring by jets or by rudders carrying jets

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: shipbuilding.SUBSTANCE: invention relates to the field of shipbuilding and can be used in apparatuses providing maneuvering and positioning of ships. The water jet thrusting apparatus includes a flow channel body, a pump containing a shaft and a hub with impeller vanes secured thereon and connected with the channel body by means of power elements. A drive electric engine with a stator and a rotor is placed in the wall of the flow channel, the pump blades are secured on the annular rotor of the electric engine. The hub of the pump is made of two coupled parts with a shaft installed therein. The part of the hub with the blades secured thereon is made movable, and the second part with the power elements is made immovable. The power elements are made in the form of a structure serving as a straightener.EFFECT: dimensions of the thrusting apparatus are reduced and efficiency and reliability thereof are increased.2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения и может быть использована при создании движительных устройств для подруливания, позиционирования и маневрирования судов.The invention relates to the field of shipbuilding and can be used to create propulsion devices for steering, positioning and maneuvering ships.

Известны тоннельные подруливающие устройства (ТПУ) плавучего средства, содержащее в поперечном тоннеле корпуса этого средства движитель, включающий в себя гондолу и гребной вал с гребным винтом, приводной двигатель, размещенный в корпусе судна и кинематически связанный с движителем посредсвом промежуточного вала и зубчатой передачи (см., например, патент РФ №2041134, МПК В63Н 25/46, 1995 г.). Недостатком таких подруливающих устройств является невысокие значения упора на швартовом режиме и повышенные вибрации при работе ТПУ.Known tunnel thrusters (TPU) of a floating vehicle, containing in the transverse tunnel of the body of this means a propeller, including a nacelle and a propeller shaft with a propeller, a drive engine located in the ship's hull and kinematically connected to the propeller by means of an intermediate shaft and a gear train (see ., for example, RF patent No. 2041134, IPC B63N 25/46, 1995). The disadvantage of such thrusters is the low stop values in the mooring mode and increased vibrations during the operation of the TPU.

Недостатков ТПУ лишены, разработанные и в настоящее время выпускаемые рядом отечественных и зарубежных фирм, водометные подруливающие устройства (ВПУ). В этих устройствах насос расположен в вертикальном или горизонтальном канале и затягивает воду из-под днища судна, а затем направляет ее в сторону одного или другого борта. Такая конструкция подруливающего устройства имеет ряд преимуществ по сравнению с ТПУ, а именно:There are no shortcomings of TPU, developed and currently produced by a number of domestic and foreign companies, water jet thrusters (VPU). In these devices, the pump is located in a vertical or horizontal channel and draws in water from under the bottom of the vessel, and then directs it towards one or the other side. This design of the bow thruster has a number of advantages over TPU, namely:

- улучшение маневренности судов;- improving the maneuverability of ships;

- более высокая эффективность на волнении;- higher efficiency on waves;

- уменьшение добавки к буксировочному сопротивлению судна;- reduction of the additive to the towing resistance of the vessel;

- возможность использования на мелкосидящих судах;- the possibility of using on shallow-draft vessels;

- возможность расширения функций и области применения;- the possibility of expanding functions and scope;

- пониженные уровни вибрации и шума.- reduced levels of vibration and noise.

Работа насоса ВПУ в тянущем, наиболее рациональном, с точки зрения равномерности потока, режиме позволяет удовлетворять вышеуказанным требованиям к ПУ по вибрациям и шуму при примерно равном КПД. Данное ВПУ является наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату. ВПУ включает корпус проточного канала, насос, содержащий вал и ступицу с закрепленными на ней лопатками рабочего колеса и соединенную с корпусом канала силовыми элементами, а также приводной электродвигатель, имеющий статор и ротор и связанный с насосом приводным валом (см., например, патент РФ №2248915, МПК В63Н 25/46, 2005 г. ). Данное ВПУ также имеет свои недостатки, обусловленные необходимостью введения в конструкцию приводного вала, длина которого доходит до нескольких метров. Наличие приводного вала вызывает увеличение гидродинамического сопротивления, а также ведет к возрастанию габаритов ВПУ.The operation of the VPU pump in the pulling mode, the most rational from the point of view of flow uniformity, allows satisfying the above-mentioned requirements for the control unit in terms of vibrations and noise at approximately equal efficiency. This VPU is the closest analogue to the claimed invention in terms of technical essence and the achieved result. The VPU includes a flow channel housing, a pump containing a shaft and a hub with impeller blades fixed on it and connected to the channel housing by power elements, as well as a drive electric motor having a stator and a rotor and connected to the pump by a drive shaft (see, for example, RF patent No. 2248915, IPC V63N 25/46, 2005). This VPU also has its drawbacks due to the need to introduce a drive shaft into the structure, the length of which reaches several meters. The presence of the drive shaft causes an increase in the hydrodynamic resistance, and also leads to an increase in the dimensions of the TLU.

Целью настоящего изобретения является снижение габаритов водометного подруливающего устройства, а также повышение его эффективности и надежности.The aim of the present invention is to reduce the size of the jet thruster, as well as to increase its efficiency and reliability.

Указанная цель достигается тем, что в известном изобретении, включающем корпус проточного канала, насос, содержащий вал и ступицу с закрепленными на ней лопатками рабочего колеса и соединенную с корпусом канала силовыми элементами, а также приводной электродвигатель, имеющий статор и ротор, в нем приводной электродвигатель размещен в стенке проточного канала, лопатки насоса закреплены на кольцевом роторе электродвигателя, а ступица гребного винта выполнена из двух состыкованных между собой частей с установленным внутри них валом, при этом часть ступицы с закрепленными на ней лопатками выполнена подвижной, а вторая часть с силовыми элементами - неподвижной. При этом силовые элементы выполнены в виде конструкции, выполняющей роль спрямляющего аппарата.This goal is achieved by the fact that in the known invention, including the housing of the flow channel, a pump containing a shaft and a hub with impeller blades fixed on it and connected to the channel housing by power elements, as well as a drive motor having a stator and a rotor, in it a drive motor is placed in the wall of the flow channel, the pump blades are fixed on the annular rotor of the electric motor, and the propeller hub is made of two docked parts with a shaft installed inside them, while part of the hub with the blades fixed on it is movable, and the second part with power elements - motionless. In this case, the power elements are made in the form of a structure that plays the role of a straightening apparatus.

Предложенная конструкция ВПУ имеет следующие преимущества, по сравнению с известным ВПУ, имеющим привод на валу:The proposed design of the WPU has the following advantages in comparison with the known WPU having a drive on the shaft:

- отсутствие вала обуславливает уменьшение гидравлического сопротивления тракта ВПУ, что приводит к снижению требований по напору насоса и снижению потребляемой мощности;- the absence of a shaft causes a decrease in the hydraulic resistance of the VPU path, which leads to a decrease in the requirements for the pump head and a decrease in power consumption;

- отсутствие вала позволяет организовать с минимальным гидравлическим сопротивлением устройство переориентирования потока;- the absence of a shaft allows organizing a flow reorientation device with a minimum hydraulic resistance;

- отсутствие редуктора повышает надежность устройства;- the absence of a gear increases the reliability of the device;

- в случае применения электродвигателя, расположенного в стенке проточного канала на подводящем участке водопроточного тракта, в машинном отделении плавучего средства освобождается место над ВПУ.- in the case of using an electric motor located in the wall of the flow channel at the inlet section of the water flow path, a space above the TLU is freed up in the engine room of the floating vehicle.

Предлагаемая конструкция водометного подруливающего устройства приведена на фигуре со следующими обозначениями:The proposed design of the jet thruster is shown in the figure with the following designations:

1 - водозаборник;1 - water intake;

2 - проточный канал;2 - flow channel;

3 - корпус проточного канала;3 - flow channel body;

4 - выходные каналы;4 - output channels;

5 - днище плавательного средства;5 - the bottom of the floating means;

6 - заслонки;6 - dampers;

7 - неподвижная часть ступицы;7 - fixed part of the hub;

8 - подвижная часть ступицы;8 - the movable part of the hub;

9 - лопатки рабочего колеса насоса;9 - pump impeller blades;

10 - вал;10 - shaft;

11 - статор электродвигателя;11 - stator of the electric motor;

12 - ротор электродвигателя;12 - the rotor of the electric motor;

13 - силовые элементы.13 - power elements.

Водометное подруливающее устройство (см. фиг.) состоит из водозаборника 1, установленного в днище 5 плавательного средства, вертикального проточного канала 2 и выходных каналов 4, через которые вода выбрасывается в стороны одного или другого борта путем открывания и закрывания заслонок 6. В проточном канале 2 установлен насос с лопатками 9. Данные лопатки с одной стороны закреплены на подвижной части ступицы 8, а с другой стороны - с ротором электродвигателя 12, который, как и статор 11, размещены в корпусе проточного канала 3. Внутри ступицы установлен вал 10, обеспечивающий вращение подвижной части ступицы 8 и объединяющий подвижную 8 и неподвижную часть 7 ступицы. Последняя закреплена на корпусе проточного канала 3 при помощи силовых элементов 13, которые имеют конструкцию, выполняющую роль спрямляющего аппарата.The water jet thruster (see Fig.) Consists of a water intake 1 installed in the bottom 5 of the boat, a vertical flow channel 2 and outlet channels 4 through which water is thrown out to the sides of one or the other side by opening and closing the dampers 6. In the flow channel 2, a pump with blades 9 is installed. These blades, on the one hand, are fixed on the movable part of the hub 8, and on the other hand, with the rotor of the electric motor 12, which, like the stator 11, is located in the housing of the flow channel 3. Inside the hub there is a shaft 10, which provides rotation of the movable part of the hub 8 and combining the movable 8 and the stationary part 7 of the hub. The latter is fixed to the body of the flow channel 3 by means of force elements 13, which have a structure that acts as a straightening device.

Предлагаемое ВПУ работает следующим образом. При включении электродвигателя ротор 12 начинает вращаться, обеспечивая вращение лопаток насоса 9. Водная среда через водозаборник 1 затягивается в проточный канал 2 и далее поступает в один из выходных каналов 4. Водный поток истекает из сопла канала 4, создавая определенное усилие для маневрирования плавучего средства. Направление водного потока обеспечивается открыванием и закрыванием заслонок 6.The proposed WPU works as follows. When the electric motor is turned on, the rotor 12 starts to rotate, providing rotation of the pump blades 9. The water medium is drawn through the water intake 1 into the flow channel 2 and then enters one of the outlet channels 4. The water flow flows out of the nozzle of the channel 4, creating a certain force for maneuvering the floating vehicle. The direction of the water flow is ensured by opening and closing the dampers 6.

Расположение приводного электродвигателя в стенке проточного канала позволяет значительно повысить эффективность работы ВПУ за счет уменьшения гидравлического сопротивления, что обеспечивается удалением из конструкции длинного приводного вала, соединяющего электродвигатель и насос, а также выполнением силовых элементов в виде спрямляющего аппарата. Предлагаемое ВПУ имеет более простую конструкцию, так как из ВПУ исключен редуктор. А это в свою очередь приводит к повышению надежности работы устройства.The location of the drive motor in the wall of the flow channel makes it possible to significantly increase the efficiency of the WPU by reducing the hydraulic resistance, which is ensured by removing from the structure a long drive shaft connecting the electric motor and the pump, as well as making the power elements in the form of a straightening device. The proposed WPU has a simpler design, since the reducer is excluded from the WPU. And this, in turn, leads to an increase in the reliability of the device.

Claims (2)

1. Водометное подруливающее устройство, включающее корпус проточного канала, насос, содержащий вал и ступицу с закрепленными на ней лопатками рабочего колеса и соединенную с корпусом канала силовыми элементами, а также приводной электродвигатель, имеющий статор и ротор, отличающееся тем, что приводной электродвигатель размещен в стенке проточного канала, лопатки насоса закреплены на кольцевом роторе электродвигателя, а ступица насоса выполнена из двух состыкованных между собой частей с установленным внутри них валом, при этом часть ступицы с закрепленными на ней лопатками выполнена подвижной, а вторая часть с силовыми элементами - неподвижной.1. A water jet thruster, which includes a flow channel housing, a pump containing a shaft and a hub with impeller blades fixed on it and connected to the channel housing by power elements, as well as a drive motor having a stator and a rotor, characterized in that the drive motor is located in the wall of the flow channel, the pump blades are fixed on the annular rotor of the electric motor, and the pump hub is made of two docked parts with a shaft installed inside them, while the part of the hub with the blades fixed on it is movable, and the second part with the power elements is fixed. 2. Водометное подруливающее устройство по п.1, отличающееся тем, что силовые элементы выполнены в виде конструкции, выполняющей роль спрямляющего аппарата.2. The jet thruster according to claim 1, characterized in that the power elements are made in the form of a structure that plays the role of a straightening apparatus.
RU2020136426A 2020-11-06 2020-11-06 Water jet thrusting apparatus RU2760247C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020136426A RU2760247C1 (en) 2020-11-06 2020-11-06 Water jet thrusting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020136426A RU2760247C1 (en) 2020-11-06 2020-11-06 Water jet thrusting apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2760247C1 true RU2760247C1 (en) 2021-11-23

Family

ID=78719313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020136426A RU2760247C1 (en) 2020-11-06 2020-11-06 Water jet thrusting apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2760247C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3557736A (en) * 1969-01-10 1971-01-26 Voith Gmbh J M Bow control system for ships
SU1030262A1 (en) * 1982-03-29 1983-07-23 Предприятие П/Я Р-6654 Water-jet lateral motion propelling gear
WO2013026954A1 (en) * 2011-08-19 2013-02-28 Aker Arctic Technology Oy Marine vessel operating in ice-covered waters

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3557736A (en) * 1969-01-10 1971-01-26 Voith Gmbh J M Bow control system for ships
SU1030262A1 (en) * 1982-03-29 1983-07-23 Предприятие П/Я Р-6654 Water-jet lateral motion propelling gear
WO2013026954A1 (en) * 2011-08-19 2013-02-28 Aker Arctic Technology Oy Marine vessel operating in ice-covered waters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6692318B2 (en) Mixed flow pump
CA2810002C (en) Energy generation apparatus for ships
US3805731A (en) Dual pump waterjet
WO2021129460A1 (en) Method and device for reducing wave-making resistance and friction force during ship navigation
US3561392A (en) Unit of propulsion by hydrodynamic reaction
KR101913690B1 (en) Propulsion unit and vessel equipped with the same
US5501072A (en) Combined centrifugal and paddle-wheel side thruster for boats
CN111232173B (en) Double-stator-driven power unit integrated spiral mixed-flow water jet propulsion pump
CN104608897A (en) Marine water spraying type propeller
JP2015107794A (en) Compressed air fluid machine, continuously compressed fluid jetting propulsion apparatus and propulsion system for ship using the same, and propulsion apparatus using gas-liquid mixed fluid machine
RU2760247C1 (en) Water jet thrusting apparatus
RU202268U1 (en) WATER JET STEERING DEVICE
US4672807A (en) Wall thruster and method of operation
CN2306949Y (en) Resistance-reducing speed-increasing energy-saving device for motor-driven ship
US3056374A (en) Auxiliary steering and propulsion unit
KR200441873Y1 (en) The vessel advance device to use the sea water
US4147125A (en) Steering and propulsion means for ships or other vessels
CN102336262A (en) Stud screw impeller propelling device matched with sailing power accelerating device
US8142242B2 (en) Marine propulsion system
US5679037A (en) Stationary screw induction system
CN112124545A (en) Pod propeller capable of improving hydrodynamic performance and arrangement structure thereof
CN108657401B (en) Full-circle rotating guide cover type propulsion device for water vehicles
CN111237216A (en) Centrifugal through-flow water navigation body propulsion device and application
RU2772609C1 (en) Waterjet
RU2770259C1 (en) Electric water jet