Планетарная лопаточная машина сергея савкина

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4701151/29 (22) 31.0339 (46) 15.1 0.93 Бюп Ма 37-38 (76) Савкин Сергей Михайлович (54) ПЛАНЕТАРНАЯ ЛОПАТОЧНАЯ МАШИНА

СЕРГЕЯ САВКИНА (57) Использование: в качестве двигателя дпя получения тяговой сипы. Сущность изобретения: на вращающемся диске коаксиапьно установлены по (в) КЦ (и) 2ll0130 3 Ä (51) 5 ГОЗВ17 00 В63Н1 1 окружности лопатки, размещенные в рабочем потоке. Приводное устройство для обеспечения вращения диска отделено им от рабочего потока

Устройство снабжено планетарным механизмом, обеспечивающим вращение лопаток вокруг собственных осей с угловой скоростью, противопопожной по направпению и вдвое меньшей угповой скорости вращения диска. 2 ил, ЬЛ

СР

Ю (Э фЭ

2001303

Ф

Изобретение относится к гидравлическим и газовым машинам и двигателям, а также к водному и воздушному транспорту и может быть использовано как в качестве движителя для получения тяговой силы, так и в качестве рабочего органа, для перемещения жидкОстей и газов или для получения движения от их перемещения, Известна лопаточная машина — устройство для преобразования энергии движущейся капелюМВГ5кидкости или газа в энергию вращающегося вала (например, гидравлическая турбина) или наоборот (например, вентилятор). Передача мощности потоку или прием ее от потока происходят при изменении момента импульса жидкости или газа при проходе через рабочее колесо машины. По принципудействия лопаточные машины подразделяют на активные (свободноструйные) и реактивные (напорност- 20 руйные), Каждый из типов этих лопаточных машин имеет свои недостатки. У активных осевых лопаточных машин в центре потока жидкости или газа находится ступица рабо- 25 чего колеса, оказывающая сопротивление потоку, снижая эффективность работы. Другие типы активных лопаточных к%шин нуждаются в направляющих аппаратах, что приводит к усложнению конструкции и так- 30 же снижает эффективность вследствие сопротивления потоку. У активных лопаточных машин с потоком одновременно взаимодействует только часть лопаток, Известен также судовой крыльчатый 3- > движитель с расположенными на равных угловых расстояниях.на диске (который вращается вокруг вертикальной . оси) удлиненными поворачивающимися лопастями. перпендикулярными диску. Сам диск 40 установлен в одной плоскости с корпусом судна. внутри которого размещен привод.

Таким образом во взаимодействии с жидкостью находятся только лопасти.

Недостатком крыльчатого движителя 45 является то, что лопасти при вращении только эпизодически (дважды эа период) воздействуют на поток. Поэтому эффективность его незначительна и область использования носит ограниченный характер. 50

Целью изобретения является расширение области использования и повышение эффективности эа счет устранения указанных недостатков посредством обеспечения постоянного и одновременного взаимодействия с потоком всех лопаток в одном общем направлении.

Для достижения этой цели в известной лопаточной машине, имеющей лопатки (или лопасти), расположенные перпендикулярно на вращающемся основании (например диске) и взаимодействующие с потоком жидкости или газа в направлении, перпендикулярном оси вращении диска, каждая лопатка также вращается и вокруг своей собственной оси с угловой скоростью

2, противоположной по направлению и вдвое меньшей угловой скорости вращения диска ь1. и = -0,5 в1.

При этом каждая лопатка взаимодействует с потоком жидкости или газа в одном и том же определенном направлении, перпендикулярном оси вращения диска и совпадающим с направлением окружной скорости и радиально повернутой лопатки. Это достигается предварительной установкой каждой лопатки под своим определенным углом а к касательной от вращения оси лопатки на диске.

a=05 р где р — угол установки лопатки на диске по периметру; а — угол установки лопатки на собственной оси относительно касательной.

Таким образом, каждая лопатка взаимодействует с потоком на протяжении всего своего обращения за исключением единственной точки, когда, двигаясь навстречу потоку, она поворачивается к нему ребром.

При работе лопаточной машины .в потоке находятся только лопатки, выступающие на вращающемся, не взаимодействующем с потоком, диске, что максимально снижает сопротивление потоку, не требует подводящих устройств и направляющих аппаратов.

На фиг. 1 представлена схема работы лопаточной машины; на фиг. 2 построены треугольники скоростей для трех режимов работы по основным точкам траектории лопатки на вращающемся диске.

Лопаточная машина с расположенными на равных угловых расстояниях на вращающемся диске лопатками 1 приводится в движение посредством планетарного редуктора или другого устройства (не показано), обеспечивающего соотношение угловых скоростей го2 = 1/2 ñî .

Лопаточная машина работает следующим образом.

При вращении диска каждая лопатка устанавливается в одинаковое положение в одних и тех же точках своей траектории, Так все лопатки в крайнем правом положении (фиг. 1) будут поворачиваться по касательной к своей траектории, а в крайнем левом — перпендикулярно к касательной, Совершив полный оборот на диске, лопатка сделает половину оборота вокруг собственной

2001303 оси и, перевернувшись таким образом. займет положение аналогичное первоначальному. При этом максимальное воздействие на поток будет, оказывать всей своей плоскостью радиально повернутая лопатка. Остальные лопатки будут воздействовать на поток в уменьшающейся вправо степени, вплоть до нулевого значения, когда лопатка поворачивается к потоку ребром, в крайней правой точке траектории. Возможны три режима работы лопаточной машины. Первый — режим передачи энергии от лопаточной машины или тяговый режим. Окружная скорость лопатки превышает абсолютную скорость потока U > ч, Второй режимпередачи энергии к лопаточной машине, т.е. ветряковый режим. который наблюдается, когда величина абсолютной скорости потока превышает величину окружной скорости лопатки u < ч,, И в том и в другом случае система стремится к режиму наименьшего

Формула изобретения

ПЛАНЕТАРНАЯ ЛОПАТОЧНЛЯ MhlllHHA СЕРГЕЯ слвкинл

Планетарная лопаточная машина, содержащая вращающийся диск, консольно установленные на нем по окружности лопатки, размещенные в рабочем потоке, приводное устройство для обеспечения, вращения диска, отделенное последним от рабочего потока, отличающаяся тем, что, с сопротивления, наступающего при уравнивании скорости потока с окружной скоростью лопатки и чо, т.е. режиму нулевой тяги или нулевого угла атаки. Лопатки не взаимо5 действуют с потоком, так как угол атаки во всех положениях лопаток вен нулю, т.е. направление относительной скорости потока wo совпадает с плоскостью лопатки на протяжении всего периода обращения.

10 Таким образом подобно винту лопаточная машина является универсальным устройством для взаимодействия с жидкостью или газом и может иметь такое же широкое применение. При этом, в отличии от винта, 15 у предлагаемой лопаточной машины привод находится не в центре потока. а за его пределами, что существенно повышает эффективность лопаточной машины.

20 (56) Заявка Великобритании N. 995830, кл. В 63 Н 1/10, 1965, целью повышения эффективности путем . обеспечения постоянного и одновременнор5 го взаимодействия с рабочим потоком одних только лопаток, приводное устройство снабжено планетарным механизмом, обеспечивающим вращение лопаток вбкруг собственных осей с угловой скоростью, 30 противоположной по направлению и вдвое. меньшей угловой скорости вращения диска. а !

2001303

Составитель С.Савкин

Техпед М.Моргентал

Корректор Н.Милюкова

Редактор Н. Соколова

Заказ 3122

Производс1венно-издэ1ельский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул Гаг,цзин;. 101

Ч

V, 1ирэж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5