Гребной винт гермова

Изобретение относится к судостроению, а именно к вариантам движителей. В трех вариантах гребной винт содержит ступицу с лопастями. В первом варианте форма лопастей винта имеет вид фрагментов трубы, загнутых вокруг ступицы под углом к ее оси. Во втором варианте форма лопастей винта имеет вид полуколец, загнутых по спирали вокруг ступицы вогнутой стороной в сторону вращения винта, а верхние кромки лопастей лежат на поверхности воображаемого цилиндра с радиусом, как у винта. В третьем варианте форма лопастей винта имеет вид фрагментов трубы, загнутых вокруг ступицы, а краями параллельно оси винта. Достигается повышение тяги винта. 3 н.п. ф-лы, 16 ил.

 

Область техники

Изобретение Гребной винт Гермова относится к судостроению, где используется в качестве движителя судна, а также может быть использовано для лопастей ветрогенераторов, гидротурбин, бытовых вентиляторов и других устройств.

Уровень техники

Известны гребные винты с фиксированным шагом различных производителей: винты с прогрессивным шагом, винты аксиально-радиально-переменного шага, например, VEEMSPORTFISH SERIES, MAP Mark-W и другие (Фиг. 9, 10).

Известно техническое решение гребной винт патента Российской Федерации под номером RU 2108265 С1 (Фиг. 11). За счет ступицы, содержащей лопасти выпукло-вогнутого сечения с винтовой поверхностью, чашеобразной формы, у которых угол наклона к оси винта монотонно уменьшается по мере удаления от оси, при этом винтовая поверхность лопастей имеет форму параболы. Вращение этого винта позволяет повысить тягу за счет принудительного направления захваченной лопастями воды вдоль оси винта. Недостатками этого гребного винта являются расширяющие рассеянные струи во внешнее пространство, не в полной мере вовлечена дополнительная масса воды и присоединения потоков созданного центробежной силой, что снижает эффективность тяги.

Наиболее близким к заявленному изобретению является гребной винт конструкции Землякова (РФ №2279992). Гребной винт содержит установленные на ступице осесимметричной формы гребные плоскопрофильные лопасти, каждая из которых выполнена с торцевым гребнем (Фиг. 12). Каждый из этих торцевых гребней соединен с соответствующей лопастью с возможностью изменения фиксируемого угла между его рабочей поверхностью и рабочей поверхностью этой лопасти от 180° до 0°.

Существенными недостатками винта является сложность конструкции и малый КПД. Не решает проблемы концевых вихрей.

Раскрытие изобретения

Изобретение Гребной винт Гермова предназначено для решения технической задачи повышения тяги винта.

При работе винта вода не разбрасывается по сторонам, а направляется только по спирали назад.

Совокупность существенных признаков Характерными особенностями заявляемого винта являются:

- геометрическая форма лопастей, преобразующих окружные скорости в упор, отсутствие перелива через края лопастей, отсутствие концевых вихрей (Фиг. 13, 15);

- увеличенная прочность лопастей из-за спиралевидной формы.

В первом «варианте» упор определяется размерами лопасти. Рабочей является внутренняя поверхность кольца. Кольцевые лопасти расположены вокруг ступицы в виде тонкостенных фрагментов труб. Входные и выходные кромки параллельны друг другу.

Во втором «варианте» упор определяется размерами сильновогнутой рабочей поверхности лопасти, направленной в сторону вращения, и спирально закрученной вокруг ступицы, а также верхним краем лопасти, направленным навстречу потоку воды. Верхний край лопасти разделяет набегающий поток воды и направляет часть его на внутреннюю нагнетающую поверхность лопасти одновременно по всей длине лопасти. Входные и выходные кромки перпендикулярны оси винта.

В третьем «варианте» упор определяется размерами лопасти и расположением краев полукольца. Рабочей является внутренняя поверхность края лопасти. Края полукольца лопасти параллельны и расположены под углом к оси винта.

Сущность изобретения поясняется фигурами 1-16:

Фиг. 1(а, б) - 3D модель винта с кольцевыми лопастями;

Фиг. 2 - 3D модель винта с полукольцевыми лопастями (вариант 2);

Фиг. 3 - 3D модель винта с полукольцевыми лопастями (вариант 3);

Фиг. 4 - чертеж винта с кольцевыми лопастями (вариант 1);

Фиг. 5 - чертеж винта с полукольцевыми лопастями (вариант 2);

Фиг. 6 - чертеж винта с полукольцевыми лопастями (вариант 3);

Фиг. 7 - реальный винт с полукольцевыми лопастями (вариант 2);

Фиг. 8 - реальный винт с кольцевыми лопастями (вариант 1);

Фиг. 9 Гребной винт VEEMSPORTFISH SERIES;

Фиг. 10 Гребной винт MAP Mark-W;

Фиг. 11 Гребной винт патент RU 2108265 С1;

Фиг. 12 Гребной винт конструкции Землякова (РФ №2279992);

Фиг. 13 Концевые вихри обычного винта;

Фиг. 14 Трубка тока обычного винта;

Фиг. 15 Образование вихрей на гребном винте;

Фиг. 16 Стандартные гребные винты Tohatsu.

Осуществление изобретения

Поставленная задача решается особой конструкцией формы лопастей.

В первом «варианте» поперечный разрез лопасти имеет вид кольца. Отсутствие перелива через край лопасти внутри кольца создает увеличенный упор. За счет вращения вокруг своей оси «работает» также и боковая поверхность кольцевой лопасти, обращенная в сторону вращения. Получаются две нагнетающие и две засасывающие поверхности у одной лопасти (фиг. 1).

Во втором «варианте» поперечный разрез лопасти имеет форму полукольца, вогнутой стороной в направлении вращения. Лопасти имеют сильновогнутую нагнетающую поверхность постоянной ширины от корня до верхнего края на всем протяжении. Входящие и выходящие кромки одинаковы. Расстояние между краем и корнем равно диаметру полукольца. Край лопасти незначительно удлинен и лежит на поверхности воображаемого цилиндра с радиусом как у винта. Вода, сдвигаемая корнем и концом лопасти внутрь нагнетающей стороны, концентрируется в середине лопасти и, за счет вращения винтовой поверхности лопасти, направляется вдоль оси без перелива через край лопасти, как если бы она двигалась в трубе по спирали (фиг. 2).

В третьем «варианте» полукольцевая лопасть расположена на ступице так, что ее края наклонены под углом атаки и лежат на ступице вдоль оси винта, верху края лопасти соединяется полукольцом. Плоскости входной и выходной кромок проходят через ось винта (фиг. 3).

Гребной винт работает следующим образом.

При вращении винта вокруг своей оси с продвижением по ходу судна происходит смещение потока воды по спирали назад. Фиг. 14, 15 поясняет образование свободных вихрей на обычных винтах.

В первом «варианте» поток воды захватывается внутренней частью кольца лопасти, создавая трубку тока. Кольцо не дает воде образовать концевые вихри. Кольцевые лопасти расположены под углом атаки вокруг ступицы в виде тонкостенных фрагментов труб, закрученных по спирали вокруг ступицы (фиг. 1).

Во втором «варианте» при вращении винта верхний край лопасти одновременно по всей ее длине смещает весь захваченный объем воды к середине лопасти и назад вдоль оси вращения для создания упора. Такая форма препятствует переливу потока воды через край лопасти и образованию свободных вихрей (фиг. 2).

В третьем «варианте» трубка тока создается полукольцом лопасти. Конструкция лопасти позволяет увеличивать диаметр винта без увеличения ширины полукольца (фиг. 3).

Изготовлены опытные образцы (фиг. 5, 6). Были проведены сравнительные ходовые испытания стандартных винтов (фиг. 16) и заявляемых. У заявляемых винтов увеличение скорости составило от 20 до 40% при равном количестве оборотов.

«Варианты» 1 и 3 имеют одинаковую тягу вперед-назад. Форма лопастей способствует удержанию винтом своего направления под водой (вертикальная устойчивость).

Технико-экономическим преимуществом заявляемого гребного винта является увеличение упора и повышение скорости судов при одинаковых значениях мощности двигателя, уменьшение расхода топлива.

Может быть изготовлено литьевым способом, на прессовом и сварочном оборудовании, на многокоординатном станочном оборудовании.

1. Гребной винт, содержащий ступицу с лопастями, отличающийся тем, что форма лопастей имеет вид фрагментов трубы, загнутых вокруг ступицы под углом к ее оси.

2. Гребной винт, содержащий ступицу с лопастями, отличающийся тем, что форма лопастей имеет вид полуколец, загнутых по спирали вокруг ступицы вогнутой стороной в сторону вращения винта, а верхние кромки лопастей лежат на поверхности воображаемого цилиндра с радиусом, как у винта.

3. Гребной винт, содержащий ступицу с лопастями, отличающийся тем, что форма лопастей имеет вид фрагментов трубы, загнутых вокруг ступицы, а краями параллельно оси винта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для сбора разливов нефти (нефтепродуктов) из-под ледяного покрова, преимущественно арктических водоемов.

Изобретение относится к области судовых движителей и может быть использовано при проектировании малых подводных робототехнических средств. Подводный аппарат с плавниковым движителем содержит корпус, энергетическую установку, механизмы управления и плавниковый движитель, который состоит из последовательности поверхностей с жесткими ребрами, выполняющих перемещения в цепной сцепке, оснащенной шарнирами, которые снабжены торсионными пружинами и демпферами, обеспечивающими возникновение регулируемого гидроупругого эффекта.

Изобретение относится к морской технике, а именно к морской пропульсивной установке. Морская пропульсивная установка содержит впускной направляющий блок для воды, пропульсивное устройство, содержащее корпус и гребной винт, при этом указанный корпус имеет передний его конец, соединенный с указанным впускным направляющим блоком для воды, первый и второй источники привода, сопловой узел, содержащий неподвижное сопло и поворотное сопло, при этом указанное неподвижное сопло имеет передний его конец, обтекатель контрнаправляющего типа, содержащий два отверстия для направления воды, расположенных соответственно на двух противоположных его концах и соответственно искривленных к указанному пропульсивному устройству.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к высокоскоростным судам полупогружного типа, либо к высокоскоростным подводным лодкам, оснащенным гибридными движителями, воздействующими непосредственно на воду.

Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано для судов, предназначенных для работы на акваториях с ограниченными глубинами. Колесный движительно-рулевой комплекс с поворотными плицами размещен в кормовой части корпуса судна и состоит из двух гребных колес симметричной конструкции с винтовыми плицами, которые имеют раздельно управляемый привод.

Изобретение относится к области судостроения, а именно морских движителей, и может быть использовано в качестве движителя на судах различного назначения. Узел соединения композитной лопасти с металлической ступицей гребного винта включает в себя металлическую ступицу, прижимной диск, композитную лопасть и фиксирующие винты.

Изобретение относится к авиации, в частности к конструкциям воздушных винтов, а также к судостроению, в частности к конструкциям ходовых винтов. Движитель содержит распределительный корпус, вал с шестерней для приема вращения от вала отбора мощности и от двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к движителям для надводных и подводных судов, а также может использоваться для боевых торпед. Устройство движителя для надводного и подводного транспорта имеет сигарообразную форму и состоит из расположенных на одной продольной оси переднего шнека и заднего шнека с разнонаправленными сплошными саблевидными лопастями.

Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям для скоростных судов. Движитель для скоростных судов предназначен для обеспечения движения судов с большими скоростями и установлен на корпус судна с плоским днищем и двигателем.

Изобретение относится к судостроению, а именно к судовым движительно-рулевым комплексам. Движительно-рулевой комплекс (ДРК) водоизмещающего судна содержит совокупность взаимодействующих с корпусом судна и установленных в его кормовой части гребного винта и руля, связанных с центральным постом их управления.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к высокоскоростным судам полупогружного типа либо к высокоскоростным подводным лодкам, оснащенным гибридными движителями, воздействующими непосредственно на воду. Гибридный подводный движитель для полупогружного судна либо подводной лодки включает в себя продольный корпус обтекаемой формы, один либо более подводных электрогидроударных (ЭГЭ) на основе эффекта Юткина Л.А. движителей в виде крыльев-пилонов обтекаемой формы в виде двояковыпуклых симметричных лекально сочлененных сферических, цилиндрических либо конических поверхностей вращения либо в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной с размещенными на рабочих поверхностях подводных движителей группами пар электродов-разрядников, рабочие поверхности подводного движителя, на которых формируются высокие и сверхвысокие давления при помощи импульсного электрического разряда, положительные электроды-разрядники выполнены в виде изолированных стержней с оголенными наконечниками, а отрицательные электроды-разрядники выполнены в виде круговых либо многоугольных пластин, изолированных от наружной обтекаемой оболочки подводного ЭГЭ-движителя, энергетическую установку по созданию импульсных напряжений между электродами-разрядниками, водозаборные устройства, одну либо более водометную силовую установку, систему каналов-трубопроводов, соединяющих водозаборные устройства с выпускными соплами. Истекание реактивных водяных струй из поверхностных выпускных сопел от силовой водометной установки направлено вдоль наружной поверхности корпуса полупогружного судна либо подводной лодки в направлении против направления движения аппарата. Полупогружное судно либо подводная лодка оснащена одной либо более маршевыми водометными установками, сблокированными с ЭГЭ-движителями на крыльях-пилонах таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя. Достигается плавное наращивание мощности движущих сил при минимизации гидродинамического сопротивления движущегося судна и, как следствие, увеличение скорости движения судна. 2 н.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к вариантам движителей. В трех вариантах гребной винт содержит ступицу с лопастями. В первом варианте форма лопастей винта имеет вид фрагментов трубы, загнутых вокруг ступицы под углом к ее оси. Во втором варианте форма лопастей винта имеет вид полуколец, загнутых по спирали вокруг ступицы вогнутой стороной в сторону вращения винта, а верхние кромки лопастей лежат на поверхности воображаемого цилиндра с радиусом, как у винта. В третьем варианте форма лопастей винта имеет вид фрагментов трубы, загнутых вокруг ступицы, а краями параллельно оси винта. Достигается повышение тяги винта. 3 н.п. ф-лы, 16 ил.

Наверх