Двигатель плавсредства (варианты)

Изобретение относится к двигателям плавсредств маломерного флота, преимущественно к парусным судам. Двигатель плавсредства содержит вертикально расположенный вал, кинематически связанный с гребным винтом. Двигатель установлен над восходящим потоком воздуха от пламени источника открытого огня, например горелок. Каждая лопасть выполнена посредством изгиба по радиусу на угол 80° прямоугольного листа из жаропрочного материала, например титанового сплава. Двигатель вместе с источником огня, например горелками, закреплен на откидываемой за корму раме или на корме плавсредства. Согласно первому варианту лопасти закреплены на валу по кругу. Во втором варианте лопасти размещены параллельно и установлены на стойках под углом 45° к восходящему потоку воздуха от пламени источника открытого огня. В третьем варианте двигатель плавсредства содержит одну лопасть, установленную в плоскости под углом 45° к восходящему потоку воздуха от пламени источника открытого огня нижним ребром отвесно на двух стойках, с размещением ее геометрического центра над восходящим потоком воздуха от пламени источника открытого огня, например горелки. Техническим результатом является обеспечение возможности передвижения парусных судов при полном штиле. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к двигателям для плавсредств, в том числе и для парусных судов.

Известен ветродвигатель, связанный посредством вала с крыльчатым движителем (патент ГДР №272635, кл. В 63 Н 13/00, 1989).

Известен также ветродвигатель, предложенный для судна, по патенту RU 2030323, В 63 Н 13/00, принятый за прототип.

Недостатком прототипа является увеличение кинематических связей и передач, что приводит к уменьшению их общего КПД и соответственно к потере мощности на движение, а также создает аварийность положения в случае длительного безветрия или поломки маршевого двигателя.

Технический результат достигается тем, что суда с ветродвигателем, парусные и другие плавсредства укомплектовываются двигателем по предлагаемому изобретению, снабженным источником открытого огня, от пламени которого в вертикально восходящем потоке воздуха и размещается предлагаемый двигатель с лопастями на вращающемся валу или без вала, в котором усилие восходящего потока воздуха от пламени передается на корпус плавсредства посредством жестко установленной одной или нескольких лопастей, изменяющих направление восходящего потока воздуха на горизонтальный.

Изобретение поясняется чертежами:

Фиг.1 - (вид слева) изображен двигатель с лопастями на валу вращения, усилия которого передаются на гребной винт посредством гибкого вала.

Фиг.2 - (вид слева) изображен двигатель с жестко установленными лопастями на рамке, размещенной под углом 45° к восходящему потоку.

Фиг.3 - (вид слева) двигатель с одной жестко установленной лопастью.

Двигатель (фиг.1) (п.1, 2 формулы) содержит лопасти 1, закрепленные под углом 45° к вертикально восходящему потоку воздуха от пламени открытого огня на валу 2, который передает вращение через гибкий вал 3 на гребной винт 4 при помощи втулки 5, а вал 2 покоится, например, в радиальноупорных подшипниках 6, установленных на откидываемой раме 7, снабженной упорными подкосами 8, с размещенными по кругу горелками 9 на раме 7.

С целью пожарной безопасности рама 7 выполняется из металлических труб, откидываемой за корму, и снабжена проушинами 10 и шкворнями 11 для закрепления к кронштейнам 12, установленным на кормовой части плавсредства на необходимой высоте от ватерлинии.

Двигатель (фиг.2) (п.3 Формулы) состоит из нескольких лопастей 1, установленных параллельно друг другу с шагом, равным ширине лопасти на рамке 15, перпендикулярно к ней, причем рамка 15 устанавливается на стойках 14 под углом 45° к раме 7, с размещением лопастей 1 в рабочее положение, т.е. под углом 45° к восходящему потоку воздуха от пламени горелок 9.

В двигателе (фиг.3) (п.4 Формулы) над пламенем костра одной или нескольких горенок 9, размещают на стойках 14 одну необходимого размера лопасть 1, которую выполняют с изгибом по радиусу на угол 80°-90° и устанавливают нижним ребром отвесно, а геометрический центр лопасти 1 располагают над горелкой 9.

На непожароопасных плавсредствах, например, из металлических корпусов рама 7 может устанавливаться непосредственно на корме или над кормой плавсредства.

Горелки 9 располагают под лопастями 1 на достаточном удалении для обеспечения формирования восходящего потока воздуха, а также для уменьшения температурного воздействия на лопасти 1.

Сами лопасти во всех трех вариантах могут быть выполнены плоскими, а с целью увеличения КПД двигателя эти пластины изгибают в поперечном сечении по радиусу на 80-90° и размещают в плоскости под углом 45° к восходящему потоку воздуха от пламени открытого огня одним ребром отвесно для плавного изменения восходящего потока воздуха с вертикального на горизонтальный с целью получения наибольшей тяги.

Лопасти выполняются из любых жаропрочных материалов, например из титановых сплавов, с целью обеспечения легкости, прочности, простоты изготовления и долговечности.

Двигатель работает следующим образом: для размещения его в рабочее положение откидывают раму 7, включают розжиг горелок 9, восходящий поток от пламени работающих горелок 9 воздействует на лопасти 1:

в двигателе (фиг.1) (п.1, 2 Формулы) лопасти 1, установленные на валу 2, вращают вал 2, который через гибкий вал 3 приводит в движение гребной винт 4, превращая вертикальный поток воздуха пламени в горизонтальное перемещение плавсредства;

в двигателе (фиг.2) (п.3 Формулы) воздействие восходящего потока воздуха от пламени на лопасти 1, передается через рамку 15, затем через стойки 14 на корпус плавсредства и вызывает его горизонтальное перемещение;

в двигателе (фиг.3) (п.4 Формулы) восходящий поток воздуха от пламени воздействует на одну достаточного размера и установленную своим геометрическим центром над горелкой 9 или костром попасть 1, усилие восходящего потока воздуха на лопасть 1 через стойки 14 передается на корпус плавсредства и вызывает его горизонтальное перемещение.

Предлагаемый двигатель позволяет передвигаться при полном штиле и выйти из аварийной ситуации.

1. Двигатель плавсредства, содержащий вертикально расположенный вал, кинематически связанный с гребным винтом, и закрепленные на валу по кругу лопасти, отличающийся тем, что он установлен над восходящим потоком воздуха от пламени источника открытого огня, например горелок, каждая лопасть выполнена посредством изгиба по радиусу на угол 80° прямоугольного листа из жаропрочного материала, например титанового сплава, при этом двигатель вместе с источником огня, например горелками, закреплен на откидываемой за корму раме или на корме плавсредства.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что его вал кинематически связан с гребным винтом посредством гибкого вала.

3. Двигатель плавсредства, содержащий лопасти, выполненные изгибом по радиусу на угол 80° прямоугольного листа из жаропрочного материала, например титанового сплава, которые размещены параллельно и установлены на стойках под углом 45° к восходящему потоку воздуха от пламени источника открытого огня, который вместе со стойками закреплен на откидываемой за корму раме или на корме плавсредства.

4. Двигатель плавсредства, содержащий единственную лопасть, полученную изгибом по радиусу на угол 80° прямоугольного листа из жаропрочного материала, например титанового сплава, установленную в плоскости под углом 45° к восходящему потоку воздуха от пламени источника открытого огня нижним ребром отвесно на двух стойках, с размещением ее геометрического центра над восходящим потоком воздуха от пламени источника открытого огня, например горелки, который вместе с лопастью закреплен на откидываемой за корму раме или на корме плавсредства.