RU2617310C2 - Комбинированный двигательно-движительный комплекс судна - Google Patents
Комбинированный двигательно-движительный комплекс судна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2617310C2 RU2617310C2 RU2015138413A RU2015138413A RU2617310C2 RU 2617310 C2 RU2617310 C2 RU 2617310C2 RU 2015138413 A RU2015138413 A RU 2015138413A RU 2015138413 A RU2015138413 A RU 2015138413A RU 2617310 C2 RU2617310 C2 RU 2617310C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- propeller
- impeller
- blades
- electric motor
- vessel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
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)
- Toys (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса повышения эффективности использования водометных движителей для водоизмещающих судов. Комбинированный двигательно-движительный комплекс судна содержит корпус в виде осесимметричной судовой кольцевой насадки с размещенным в нем реверсивным электродвигателем погружного исполнения и оснащен размещенным вниз по потоку за рабочим колесом, соосно с ним, гребным винтом. Реверсивный электродвигатель имеет вмонтированный в корпус статор и подвижно размещенный в корпусе ротор. Бесступичное рабочее колесо состоит из лопастей, которые закреплены на внутренней стороне кругового кольца. Круговое кольцо подвешено на опорно-упорных конструкциях и закреплено внутри ротора упомянутого электродвигателя. Гребной винт расположен на конце гребного вала, который проходит наряду с дейдвудом. Гребной винт и рабочее колесо оборудованы приводами, которые выполнены с возможностью обеспечения им противоположного вращения и оснащены автономными стопорами, которые выполнены с возможностью обеспечения остановки их вращения независимо друг от друга. Достигается повышение КПД двигательно-движительного комплекса судна на всех режимах эксплуатации судна. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса повышения эффективности использования водометных движителей для водоизмещающих судов.
Известен водометный двигательно-движительный комплекс (ВДДК), содержащий осесимметричный корпус в виде судовой кольцевой насадки и размещенный в нем реверсивный электродвигатель погружного исполнения со статором и подвижно установленным круговым кольцом с закрепленными на его внутренней стороне лопастями, представляющим собой рабочее колесо (РК) движителя, и выполненным как единое целое с ротором упомянутого электродвигателя, закрепленным на круговом кольце с наружной стороны кольца, причем круговое кольцо зафиксировано на опорно-упорных устройствах. Длина лопастей РК составляет 0,4-0,5 внутреннего радиуса кругового кольца, а образующая внутренней поверхности носовой части корпуса на входе потока имеет синусоидальную форму (Патент РФ №2204502 от 20.05.2003 г.) - прототип.
Недостатком известного движительного комплекса является довольно низкий кпд вследствие того, что при работе РК ВДДК часть энергии потока затрачивается на его неизбежную закрутку за РК, что является негативным фактором, приводящим к потерям энергии. Кроме того, сами двигатели подобных движителей имеют значительные ограничения по мощности, что не позволяет их применять на судах среднего и большого водоизмещения в качестве основного двигателя-движителя.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение кпд двигательно-движительного комплекса судна на всех режимах эксплуатации судна, в том числе на судах среднего и большого водоизмещения, за счет сохранения энергии потока, затрачиваемой на закрутку потока, путем устранения указанной закрутки.
Это достигается тем, что комбинированный двигательно-движительный комплекс (КДДК) судна, содержащий корпус в виде осесимметричной судовой кольцевой насадки с размещенным в нем реверсивным электродвигателем погружного исполнения, имеющим вмонтированный в корпус статор и подвижно размещенный в корпусе ротор, бесступичное рабочее колесо, состоящее из лопастей, закрепленных на внутренней стороне кругового кольца, подвешенного на опорно-упорных конструкциях и закрепленного внутри ротора упомянутого электродвигателя, с которым круговое кольцо выполнено как единое целое, по изобретению оснащен размещенным вниз по потоку за рабочим колесом, соосно с ним, гребным винтом (ГВ), расположенным на конце гребного вала, проходящего наряду с дейдвудом сквозь просвет между внутренними концами лопастей рабочего колеса и соединенного с приводным двигателем, размещенным в корпусе судна. Гребной винт установлен с минимальным зазором между концами его лопастей и внутренней поверхностью кольцевой насадки. Причем гребной винт и рабочее колесо оборудованы приводами, выполненными с возможностью обеспечения им противоположного вращения. При этом гребной винт и рабочее колесо оснащены автономными стопорами, выполненными с возможностью обеспечения остановки их вращения независимо друг от друга.
Кроме того, в предпочтительном варианте исполнения зазор между концами лопастей гребного винта и внутренней поверхностью кольцевой насадки составляет 0,01-0,015 радиуса лопасти.
Введение в состав КДДК установленного вниз по потоку за рабочим колесом, соосно с ним, гребного винта, закрепленного на конце приводного вала, проходящего сквозь рабочее колесо в круговом просвете между внутренними концами лопастей рабочего колеса, который соединен с приводным двигателем, позволяет при стопорении ГВ и при работающем РК обеспечить раскрутку потока после рабочего колеса, то есть гребной винт выполняет функцию спрямляющего аппарата потока за рабочим колесом, и тем самым устранить потери энергии потока на его закрутку. При вращении же гребного винта в сторону, противоположную от направления вращения рабочего колеса при застопоренном РК, последний выполняет функцию направляющего аппарата, закручивающего перед гребным винтом набегающий на него поток в направлении, противоположном вращению ГВ. В результате поток на выходе из ГВ оказывается без закрутки. Благодаря этому в обоих режимах работы РК и ГВ обеспечивается сбережение энергии на закрутку потока и, как следствие, - повышение кпд КДДК. В случае одновременного вращения ГВ и РК (в противоположные стороны) при надлежащем выборе частоты вращения РК и ГВ обеспечивается снижение интенсивности закрутки потока. Преимущество такого режима работы движителя состоит в обеспечении высокого значения полной скорости хода судна за счет повышения потребляемой мощности от двух упомянутых двигателей.
Установка ГВ с минимальным зазором между концами его лопастей и внутренней поверхностью корпуса насадки, составляющим 0,01-0,015 радиуса лопасти, позволяет повысить эффективность работы ГВ.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого комбинированного двигательно-движительного комплекса судна, на фиг. 2 - разрез по А-A на фиг. 1 и на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1.
КДДК судна имеет корпус 1 в виде осесимметричной судовой кольцевой насадки, в котором размещен реверсивный электродвигатель погружного исполнения, состоящий из вмонтированного в корпус 1 статора 2 и подвижно размещенного в корпусе 1 ротора 3 реверсивного электродвигателя (фиг. 1). Внутри кольцевой насадки установлено бесступичное рабочее колесо 4, состоящее из лопастей 5, закрепленных на внутренней стороне кругового кольца 6, подвешенного на опорно-упорных конструкциях (на рисунке не показаны). Круговое кольцо 6 закреплено внутри ротора 3 упомянутого электродвигателя, с которым круговое кольцо 6 выполнено как единое целое (фиг. 1, 2). Вниз по потоку за рабочим колесом 4, соосно с ним, размещен лопастной гребной винт 7, который расположен на гребном валу 8, консольно выходящем из приводного двигателя (не показан), размещенного в корпусе судна, и проходящем наряду с дейдвудом сквозь просвет между внутренними концами лопастей 5 рабочего колеса 4. Гребной винт 7 установлен с минимальным зазором между концами его лопастей 9 и внутренней поверхностью корпуса 1 насадки, составляющим 0,01-0,015 радиуса лопасти 9 (фиг. 1). Гребной винт 7 и рабочее колесо 4 оборудованы приводами (не показаны) для обеспечения их противоположного вращения и автономными стопорами (не показаны) для остановки их вращения. Число лопастей гребного винта 7 и рабочего колеса 4 выбирается из условия выполнения требований получения наивысшего кпд.
Дейдвуд 11 предназначен для прохождения вала 8.
Кольцевая насадка крепится к корпусу судна посредством кронштейнов 10.
Работа КДДК судна осуществляется следующим образом. На больших режимах (полной скорости) эксплуатации судна вращается рабочее колесо 4, работающее от реверсивного электродвигателя, на который подается электропитание; гребной винт 7 за рабочим колесом 4 при этом тоже вращается, но в противоположную сторону с помощью гребного вала 8 и приводного электродвигателя, расположенного в корпусе судна. При вращении РК 4 полезный упор создается по аналогии с традиционным гребным винтом. Лопасти противоположно вращающегося ГВ 7 также создают полезный упор, при этом одновременно происходит утилизация энергии потока, идущей на его закрутку от работающего РК 4, что в итоге приводит к существенному повышению кпд КДДК и тяги.
На малых скоростях движения судна по первому варианту работы КДДК, когда вращается только РК 4 от реверсивного электродвигателя, а ГВ 7 за РК 4 застопорен, поток за РК 4 закручивается, что является негативным фактором, свидетельствующим о потерях энергии и, соответственно, о понижении кпд движителя. Одновременно при обтекании потоком воды системы лопастей застопоренного ГВ 7, расположенного за РК 4, на лопастях ГВ 7 также создается упор, а закрутка потока устраняется.
При втором варианте движения судна на малой скорости РК 4 застопорено и предварительно закручивает поток перед вращающимся ГВ 7. В этом случае за счет закрутки потока, противоположной направлению вращения ГВ 7, на последнем создается упор, больший, чем при отсутствии РК 4, и, как следствие, необходимая скорость хода достигается при пониженной частоте вращения ГВ.
При правильно спроектированном ГВ 7 достигается полное устранение закрутки потока, что обеспечивает получение наивысшего кпд.
Число оборотов гребного винта и рабочего колеса при их автономном или совместном вращении выбирается для каждого режима движения судна из условия достижения наибольшей тяги.
Предлагаемый КДДК судна позволяет в зависимости от решаемой задачи снизить энергопотребление или увеличить скорость движения, повышая при этом его кпд в том числе и на судах среднего и большого водоизмещении, что выгодно отличает его от прототипа.
Claims (2)
1. Комбинированный двигательно-движительный комплекс судна, содержащий корпус в виде осесимметричной судовой кольцевой насадки с размещенным в нем реверсивным электродвигателем погружного исполнения, имеющим вмонтированный в корпус статор и подвижно размещенный в корпусе ротор, бесступичное рабочее колесо, состоящее из лопастей, закрепленных на внутренней стороне кругового кольца, подвешенного на опорно-упорных конструкциях и закрепленного внутри ротора упомянутого электродвигателя, с которым круговое кольцо выполнено как единое целое, отличающийся тем, что он оснащен размещенным вниз по потоку за рабочим колесом, соосно с ним, гребным винтом, расположенным на конце гребного вала, проходящего наряду с дейдвудом сквозь просвет между внутренними концами лопастей рабочего колеса и соединенного с приводным двигателем, размещенным в корпусе судна, гребной винт установлен с зазором между концами его лопастей и внутренней поверхностью кольцевой насадки, причем гребной винт и рабочее колесо оборудованы приводами, выполненными с возможностью обеспечения им противоположного вращения, при этом гребной винт и рабочее колесо оснащены автономными стопорами, выполненными с возможностью обеспечения остановки их вращения независимо друг от друга.
2. Комбинированный двигательно-движительный комплекс судна по п.1, отличающийся тем, что зазор между концами лопастей гребного винта и внутренней поверхностью кольцевой насадки составляет 0,01-0,015 радиуса лопасти гребного винта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015138413A RU2617310C2 (ru) | 2015-09-09 | 2015-09-09 | Комбинированный двигательно-движительный комплекс судна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015138413A RU2617310C2 (ru) | 2015-09-09 | 2015-09-09 | Комбинированный двигательно-движительный комплекс судна |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015138413A RU2015138413A (ru) | 2017-03-16 |
RU2617310C2 true RU2617310C2 (ru) | 2017-04-24 |
Family
ID=58454552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015138413A RU2617310C2 (ru) | 2015-09-09 | 2015-09-09 | Комбинированный двигательно-движительный комплекс судна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2617310C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722873C1 (ru) * | 2019-12-30 | 2020-06-04 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Движительный комплекс с кольцевым электродвигателем для подводных аппаратов большой автономности |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1094809A1 (ru) * | 1983-01-03 | 1984-05-30 | Предприятие П/Я Р-6654 | Двигательно-движительный комплекс |
RU2204502C2 (ru) * | 2001-07-18 | 2003-05-20 | Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова | Водометный движительно-двигательный комплекс |
US20110074158A1 (en) * | 2008-05-27 | 2011-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbo-machine having at least two counter-rotatable rotors and having mechanical torque compensation |
CN202414147U (zh) * | 2011-11-21 | 2012-09-05 | 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 | 一种集成推进器 |
-
2015
- 2015-09-09 RU RU2015138413A patent/RU2617310C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1094809A1 (ru) * | 1983-01-03 | 1984-05-30 | Предприятие П/Я Р-6654 | Двигательно-движительный комплекс |
RU2204502C2 (ru) * | 2001-07-18 | 2003-05-20 | Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова | Водометный движительно-двигательный комплекс |
US20110074158A1 (en) * | 2008-05-27 | 2011-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbo-machine having at least two counter-rotatable rotors and having mechanical torque compensation |
CN202414147U (zh) * | 2011-11-21 | 2012-09-05 | 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 | 一种集成推进器 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722873C1 (ru) * | 2019-12-30 | 2020-06-04 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Движительный комплекс с кольцевым электродвигателем для подводных аппаратов большой автономности |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015138413A (ru) | 2017-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1203160B1 (en) | Ribbon drive propulsion system and method | |
US6692318B2 (en) | Mixed flow pump | |
US5181868A (en) | Jet propulsion device for watercraft, aircraft, and circulating pumps | |
KR102033030B1 (ko) | 풍력추진 기능이 구비된 선박 | |
KR101876415B1 (ko) | 추진 장치 | |
HRP20201310T1 (hr) | Propulzijski uređaj s vanbrodskim vodenim mlazom za morska vozila | |
AU2019275542A1 (en) | Marine ducted propeller jet propulsion system | |
JP2015107794A (ja) | 圧縮空気流体機械及び連続圧縮流体噴出推進装置、これを用いた船舶の推進システム、ならびに気液混合流体機械の推進装置。 | |
RU2617310C2 (ru) | Комбинированный двигательно-движительный комплекс судна | |
WO2003037712A1 (fr) | Dispositif de propulsion par jet d'eau utilise dans un bateau | |
RU2519610C1 (ru) | Подруливающее устройство | |
CN107719610A (zh) | 一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器 | |
KR100923533B1 (ko) | 홈이 형성된 선박용 프로펠러 | |
CN107061316A (zh) | 超导磁旋转叶轮及流体推进器 | |
KR20120068250A (ko) | 선박용 덕트 구조체 | |
RU2510357C1 (ru) | Лопастная система водометного движителя | |
CN208377033U (zh) | 一种应用于船外机中的螺旋桨保护套 | |
RU2585207C1 (ru) | Водометный двигательно-движительный комплекс | |
WO1998057848A1 (en) | Contra-rotating ducted impellers | |
CN206397760U (zh) | 超导磁旋转叶轮及流体推进器 | |
RU2537351C2 (ru) | Легконагруженный водометный движитель | |
RU2115589C1 (ru) | Судовая движительно-двигательная установка типа "поворотная колонка" | |
JP2014181016A (ja) | ポンプ、及びウォータージェット推進装置 | |
US7445532B2 (en) | Safe efficient outboard motor assembly | |
KR20160094656A (ko) | 선박용 추진장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180910 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200720 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210204 Effective date: 20210204 |