Патент на изобретение №2219100

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2219100 (13) C2
(51) МПК 7
B63H11/10, B63H11/103
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.03.2011 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 2001123506/11, 22.08.2001

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

22.08.2001

(43) Дата публикации заявки: 10.07.2003

(45) Опубликовано: 20.12.2003

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
КУЛИКОВ С.В., ХРАМКИН М.Ф. Водометные движители. Третье изд. – Л.: Судостроение, 1980, п.1.2, с.34 и 35, рис.1.27-1.29. SU 100529 А, 07.07.1955. SU 1630959 A1, 28.02.1991. US 3575127 А, 13.04.1971. GB 1545222 А, 02.05.1979.

Адрес для переписки:

197045, Санкт-Петербург, П-45, Ушаковская наб., 17/1, к.377, А.П.Соловьеву

(72) Автор(ы):

Соловьев А.П.

(73) Патентообладатель(и):

Соловьев Александр Петрович

(54) ВОДОМЕТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС СУДНА С ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ НАСОСАМИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям судов и других плавсредств. Устройство содержит расположенные в корме судна два центробежных насоса с водозаборными патрубками и сопловыми отверстиями. Водозаборные патрубки размещены побортно. Часть кормовой внутренней обшивки патрубка выполнена в виде выпуклой поверхности крыла, а противолежащая ему часть носовой обшивки патрубка параллельна хорде крыла и имеет искусственную шероховатость. Угол между диаметральной плоскостью судна и хордой крыла составляет 45-90o. Изобретение позволяет повысить силу тяги на 25-35% и КПД движительного комплекса. 2 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям судов и других плавсредств. Позволяет получить дополнительную тягу не менее 25-35% от упора водометного движителя с центробежным насосом, повысить КПД движителя. Может быть использовано и для маневрирования судна.

Известны водометные движители с центробежными насосами [С.В.Куликов, М. Ф.Храмкин. Водометные движители (теория и расчет). Издание третье. – Л.: Судостроение, п.1.2, I], содержащие насос, входной патрубок и выходное отверстие с соплом. Выбраны в качестве прототипа. Недостатки прототипа: большие гидравлические потери внутри водоводов и малый КПД (0,5-0,6), а также нерациональное использование кинетической энергии воды в водоводах.

Технический результат предлагаемого устройства – повышение силы тяги и КПД движительного комплекса за счет более рационального конструирования водометного движителя и использования кинетической энергии потока в них.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем расположенные в корме судна два центробежных насоса с водозаборными патрубками и сопловыми отверстиями, водозаборные патрубки размещены побортно, при этом часть кормовой внутренней обшивки патрубка выполнена в виде выпуклой поверхности крыла, а противолежащая ему часть носовой обшивки патрубка параллельна хорде “крыла” и имеет искусственную шероховатость, причем угол между диаметральной плоскостью судна и хордой “крыла” составляет 45-90o.

Заявленное устройство отличается от прототипа тем, что
водозаборные патрубки размещены побортно;
часть кормовой внутренней обшивки патрубка выполнена в виде выпуклой поверхности крыла;
противолежащая “крылу” часть носовой обшивки патрубка параллельна хорде “крыла” и имеет искусственную шероховатость;
угол между диаметральной плоскостью судна и хордой “крыла” составляет 45-90o.

Других близких аналогов не обнаружено.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена общая схема устройства; на фиг.2 – водозаборный патрубок (вид по борту). На них показана корма судна 1. Устройство содержит: 2 – центробежные насосы, 3 – водозаборный патрубок, 4 – приемная (конфузорная часть) водозаборного патрубка 3, 5 – выпуклая (крыльевая) часть внутренней кормовой обшивки патрубка 3, 6 – выходное сопловое отверстие, 7 – часть внутренней носовой обшивки патрубка с искусственной шероховатостью.

Устройство работает следующим образом. С пуском насосов 2 забортная вода засасывается в водозаборные патрубки 3. В конфузорной части 4 патрубка поток ускоряется. При обтекании выпуклой части 5 на ней, как на крыле, появляется подъемная сила, перпендикулярная “хорде крыла” 5. Ее проекция на диаметральную плоскость судна дает дополнительную тягу. Шероховатость 7 носовой обшивки патрубка способствует падению скорости ее обтекания и тем самым повышению давления на эту обшивку. Вода из насоса 2 выбрасывается в направлении движения судна через выходное сопловое отверстие 6, создавая реактивную часть силы тяги судна.

Выбор конструктивных элементов устройства зависит от кормовых обводов судна, его осадки и т.п. Очевидно, что эффект изобретения во многом определяется углом между “хордой крыла” и ДП судна. Оценим величину этого эффекта. Возьмем судно с двумя водометными движителями, каждый с тягой Т=40,7 Кн. Скорость движения V=34 узла (16,2 м/с). Расход воды каждого насоса 3 м3/с. Поперечное сечение водозаборного патрубка 3 в месте размещения выпуклой части обшивки 5 прямоугольное (высота h=0,5 м, ширина b=0,6 м). Длина “крыла” l=1 м, толщина “крыла” t=0,1 м. Скорость обтекания “крыла” водой Vкр=10 м/с.

Величина подъемной силы на обоих “крыльях” комплекса составит
P=2Vкр 2SкрCy/2=210001020,51,01,2=120 Кн,
где Sкр – площадь “крыла”, Су= 1,2 – коэффициент подъемной силы. При площади искусственной шероховатости, равной площади “крыла”, к подъемной силе Р добавится сила давления на носовую часть обшивки патрубка в месте нанесения шероховатости пропорционально коэффициенту Сщ=0,1. Тогда суммарная сила, перпендикулярная хорде “крыла”, будет равна Рсум=130,0 Кн.

Предположим, что в результате внесения дополнительного гидравлического сопротивления в водометный движитель за счет образования выпуклости обшивки и искусственной шероховатости тяга насоса от реактивной струи уменьшилась на 50%. Вычислим прирост скорости движения судна с предлагаемым комплексом по формуле
В результате вычислений для углов =45-90o получим прирост скорости движения судна, равный 4,0-8,5 узлам. При этом повысится и КПД движительного комплекса.

Таким образом, предложенное устройство дает возможность сравнительно простыми техническими средствами существенно повысить силу тяги судна с водометными движителями (или снизить расход топлива) и КПД движительного комплекса.

Формула изобретения

Водометный движительный комплекс судна с центробежными насосами, содержащий расположенные в корме судна два центробежных насоса с водозаборными патрубками и сопловыми отверстиями, отличающийся тем, что водозаборные патрубки размещены побортно, при этом часть кормовой внутренней обшивки патрубка выполнена в виде выпуклой поверхности крыла, а противолежащая ему часть носовой обшивки патрубка параллельна хорде крыла и имеет искусственную шероховатость, причем угол между диаметральной плоскостью судна и хордой крыла составляет 45-90.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2


MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 23.08.2006

Извещение опубликовано: 27.07.2007 БИ: 21/2007


Categories: BD_2219000-2219999