Аэрогидродинамический пропеллер

 

Использование: при изготовлении воздушных пропеллеров, вентиляторов, других воздушных движителей, а также гребных винтов для речных и морских судов, исполнительных органов жидкостных или газовых насосов. Сущность изобретения: пропеллер выполнен в виде решетчатого диска, каждая ячейка которого снабжена лопастным элементом, выполненным в виде пластины, отогнутой относительно радиальной линии в плоскости вращения под углом к окружной скорости. Каждая ячейка решетчатого диска выполнена в виде сквозного отверстия в диске. Такой пропеллер позволяет уменьшить осевые габариты и снизить уровень шума. 1 ил.

Изобретение относится к области аэрогидромеханики и может быть применено при изготовлении воздушных пропеллеров, вентиляторов, других воздушных движителей, гребных винтов для речных и морских судов, исполнительных органов жидкостных или газовых насосов и т.п.

Известно устройство судового гребного винта [1] содержащее ступицу и радиально закрепленные на ней лопасти с кольцевой насадкой.

Недостатки известного устройства большие габариты винта в направлении, перпендикулярном плоскости его вращения, а также повышенная шумность при его работе.

Наиболее близким по сути к решаемой задаче, прототипом, является устройство судового гребного винта [2] содержащее ступицу с радиально закрепленным на ней первым рядом лопастей с профилированным бандажным кольцом на концах этих лопастей и второй ряд лопастей, радиально закрепленных с внешней стороны упомянутого бандажного кольца, и периферийное бандажное кольцо на концах второго ряда лопастей.

Недостатки известного устройства большие габариты винта в направлении, перпендикулярном плоскости его вращения, что затрудняет его использование, например, в системах охлаждения микроэлектронных устройств, повышенная шумность.

Цель изобретения уменьшение габаритов аэрогидродинамического пропеллера, уменьшение его шумности.

Цель достигается тем, что аэрогидродинамический пропеллер, содержащий ступицу, ось вращения и лопастные элементы, установленные под углом к вектору окружной скорости, выполнен в виде решетчатого диска, каждая ячейка которого снабжена лопастным элементом, выполненным в виде пластины, отогнутой относительно радиальной линии в плоскости вращения под углом к окружной скорости. Каждая ячейка решетчатого диска выполнена в виде сквозного отверстия.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков и достигаемым результатом заключается в том, что каждая консольная лопасть традиционного пропеллера или винта заменена решетчатым диском с множеством маленьких лопастных поверхностей, суммарно выполняющих роль упомянутых больших лопастей в устройстве прототипе.

На чертеже показан аэрогидродинамический пропеллер.

Аэрогидродинамический пропеллер содержит решетчатый диск 1, ступицу (ось вращения) 2. Каждая ячейка решетки выполнена в виде сквозного отверстия 3 в диске 1 и снабжена лопастным элементом 4, выполненным в виде пластины, отогнутой относительно радиальной линии в плоскости вращения под углом к окружной скорости вращающегося диска. Угол установки пластинок в каждой из ячеек целесообразно выбирать следующим образом. Консольную лопасть пропеллера, например вентилятора, форма которой рассчитана традиционными методами аэродинамики, разбивается сеткой на множество элементарных пикселей ячеек. Каждый пиксель плоскопараллельным переносом проектируется на плоскость, которая является основанием предлагаемого пропеллера. Поверхность пикселя после переноса и образует поверхность упоминаемой выше пластинки.

Аэрогидродинамический пропеллер работает следующим образом. При вращении пропеллера каждая из множества маленьких пластинок-лопастей 4, установленных под углом к вектору линейной скорости их движения, захватывает частицы жидкости или воздуха с одной из сторон решетчатого диска 1 и заставляет их двигаться через отверстие 3 в направлении к другой стороне упомянутого диска 1.

Предлагаемая конструкция аэрогидродинамического пропеллера позволяет уменьшить его габариты (толщину) в осевом направлении, что важно, например, для решения задач миниатюризации вентиляторов для систем охлаждения электронных блоков вычислительных машин и т.п. При ее использовании в судостроении обеспечивается снижение шумности гребного винта, так как прокачиваемая через винт вода разбивается множеством вышеуказанных решеток-отверстий на мелкие струи и обеспечивается однородность потока перекачиваемой жидкости.

Дополнительным преимуществом предлагаемой конструкции является расширение возможностей по дизайну, например путем выполнения решетчатого диска в виде различных по конфигурации тел вращения, обеспечения специальных световых эффектов при установке на лопастных поверхностях потолочного вентилятора светоотражающих зеркал и др.

Формула изобретения

АЭРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ПРОПЕЛЛЕР, содержащий ступицу, ось вращения и лопастные элементы, установленные под углом к вектору окружной скорости, отличающийся тем, что он выполнен в виде решетчатого диска, каждая ячейка которого снабжена лопастным элементом, выполненным в виде пластины, отогнутой относительно радиальной линии в плоскости вращения под углом к окружной скорости.

РИСУНКИ

Рисунок 1