Колесно-лопаточный движитель
Изобретение относится к водному и наземному транспорту и касается создания движителей. Колесно-лопаточный движитель содержит два колеса одинакового диаметра, одно из которых снабжено шестеренкой. Колеса соединены коленвалом, сдвиг валов которого не превышает радиуса одного колеса. Лопатки расположены на полуосях между колесами, при этом на нижних кромках лопаток могут быть установлены лопасти. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении коэффициента полезного действия движителя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники
Изобретение относится к движителям для водного и наземного транспорта.
Предшествующий уровень техники
Известен колесно-лопаточный движитель (патент RU №2245278 С1), содержащий два параллельно расположенных колеса одинакового диаметра, расстояние между осями которых не превышает диаметр колеса, и лопатки, расположенные между колесами, каждая из которых соединена с каждым колесом полуосью вращения. Прототип обладает двумя существенными недостатками: 1) каждое колесо имеет свою отдельную ось вращения, 2) на больших скоростях вращения, за счет эффекта кавитации, КПД прототипа падает (подобно гребному винту).
Раскрытие изобретения
С целью устранения указанных недостатков колеса колесно-лопаточного движителя расположены на одном коленвалу со сдвигом параллельных валов, не превышающим радиуса одного колеса, а лопатки расположены между ними в нижней части (на кромках), снабжены дополнительными антикавитационными лопастями, обеспечивающими контакт с водой по отдельным дорожкам.
Пояснения к фигурам
Предложенное техническое решение поясняется фигурами, где:
фиг.1 - вид сбоку, фиг.2 - вид спереди (показаны только две лопатки), фиг.3 - вид одной из лопаток с центральной лопастью и фиг.4 - спарка движителя (без лопастей). Цифрами на фигурах обозначены: 1 - ведущее колесо, 2 - ведомое колесо, 3 - лопатки, 4 - полуоси, 5 - лопасти, 6 - коленвал, 7 - шестеренка ведущего колеса, 8 - подшипник скольжения, 9 - двигатель, 10 - рычаг и 11 - скребок.
Работа колесно-лопаточного движителя
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Привод от двигателя 9 через шестеренку 7 передается на ведущее колесо 1. Лопатки 3, вращаясь параллельно друг другу, через полуоси 4 передают вращение на колесо 2. Угол атаки лопаток относительно воды или грунта регулируется поворотом коленвала 6 (на угол α вокруг своей оси) и осуществляется с помощью рычага 10. При разгоне транспортного средства в водной среде за счет угла атаки (α), последнее полностью приподнимается над водой. Сопротивление движению транспортного средства уменьшается, скорость возрастает. В этот момент с помощью коленвала 6 лопатки 3 разворачивают до вертикального положения (α≤90°). Площадь соприкосновения лопаток с водой уменьшается и колесно-лопаточный движитель начинает контактировать с водой исключительно лопастями. Для уменьшения эффекта кавитации (образование каверн под лопатками) на больших скоростях вращения движителя нужно либо уменьшить количество лопаток, либо каждой лопатке создать свою водную колею (дорожку) движения. Поэтому лопасти, выполненные на нижних кромках лопаток, расположены на разных расстояниях от ведущего (ведомого) колеса. Желательно, чтобы соседние лопатки (следующие друг за другом) имели лопасти, максимально удаленные друг от друга, т.е. располагались не на соседних дорожках. А количество дорожек желательно чтобы совпадало с количеством лопаток. Необходимо отметить, что на больших оборотах угол атаки лопаток (α) может превышать 90°. В этом случае лопасти отталкиваются от воды своими торцевыми поверхностями. При этом для увеличения этих опорных поверхностей лопасти в нижней части могут быть утолщены или загнуты. На фиг.4 схематично изображена спарка предложенного движителя без лопастей и некоторых элементов конструкции (загромождающих фигуру). На фиг.1 (вид сбоку) показаны скребки 11 для двухсторонней самоочистки лопаток от грязи при движении, например, по глине.
Применение изобретения
Предложенный движитель может быть использован для создания ветро- и гидроэлектрогенераторов.
1. Колесно-лопаточный движитель, содержащий два параллельно расположенных колеса одинакового диаметра и лопатки, расположенные между колесами, каждая из которых соединена с каждым колесом полуосью вращения, отличающийся тем, что колеса, одно из которых снабжено приводной шестеренкой, расположены на коленвале, сдвиг валов которого не превышает радиуса колеса.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на нижней кромке каждой лопатки установлена лопасть.
