Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3250
.pdf
образом, что линии 9X, представляющие проекцию хорд указанных лезвий 168, пересекаются в общей точке
169, например, в оси лезвия в положении I (см. рис. 18). Очевидно, что хорды лопастей в положениях II–IV
включительно на нижней стороне плоскости, совпадающей с хордой лопасти в положении V, общей осью 170
и продольной осью лопасти в положении I, образуют с указанной плоскостью углы, равные углам,
образованным хордами лопастей, расположенных напротив друг друга на верхней стороне плоскости, т.е.
лопастей в положениях VI–VIII включительно. Любые две лопасти диаметром 110 градусов, расположенные
аналогичным образом относительно этой плоскости, например, лопасти в положениях II и VIII, образуют пару
лопастей.
Линия 171, 172 пересечения указанной плоскости с любой плоскостью, проходящей через 115 лопастей под
прямым углом к оси 170, т.е. проходящей посередине длины лопастей, в данном случае называется осью
симметрии лопастей.
Основной закон или принцип работы гребного винта указанного выше типа, предназначенного для
эффективной или практической эксплуатации, то есть гребного винта, лопасти которого вращаются вокруг
своей оси, одновременно совершая вращение вокруг общей оси, как указано в моей вышеупомянутой заявке
№ 189751.
что отношение ширины лопасти к диаметру орбиты, описываемое осью рычага длиной 232,175, обеспечивает
надежное удержание главного редуктора 68 за счет того, что шестерня 56 зацепляется с шестернями 106,
расположенными на значительном расстоянии друг от друга относительно оси 170 гребного винта. 70
Надежная фиксация главного редуктора имеет первостепенное значение по следующей причине: как видно на
рис. 25, вектор скорости Vip значительно длиннее вектора скорости VY1p, то есть силы, противодействующие
той части лопасти, которая выходит за пределы орбиты, будут намного больше, чем силы, действующие на ту
часть лопасти, которая находится внутри орбиты. В результате этого процесса возникают напряжения,
стремящиеся вернуть число Пи в исходное положение по часовой стрелке. Это означает, что механизм,
предназначенный для управления и определения точки, в которой должны располагаться
последовательности хорд лопастей, принимает на себя очень большую нагрузку. Я преодолеваю трудности,
связанные с проектированием такого механизма управления, частично за счет уменьшения ширины лопасти,
то есть за счет создания лопасти, ширина которой 90° имеет отношение к диаметру орбиты, как определено в
моей заявке на британский патент, то есть, где отношение ширины лопасти к диаметру орбиты находится в
диапазоне от пяти сотых (0,05) до двух десятых (0,20).
Следует отметить, что развиваемые силы, соответствующие векторам скорости VYp и Vp, изменяются
пропорционально квадрату указанных скоростей; следовательно, очевидно, что увеличение ширины лопасти
на 100 приведет к перемещению точки PI дальше от центра лопасти и, таким образом, значительно увеличит
V, и, наоборот, вектор V1p значительно уменьшится при перемещении точки PI' дальше на 105 от центра
лопасти, т.е. дисбаланс сил, распределенных на той части хорды лопасти, которая выходит за пределы
орбиты, по сравнению с силами внутри орбиты, 110 значительно усилится. Очевидно, что предоставление
мной правильного соотношения лопастей в большинстве случаев решает эту проблему управления. Однако,
на собственном опыте я убедился, что для обеспечения надежной фиксации главной шестерни необходимо
использовать каждое механическое преимущество (115) по указанным причинам. Если этого не сделать, в
валу синхронизации и управления возникнет крутящий момент, который позволит 120 лопастям сместиться со
своего правильного положения относительно точки симметрии, и в этом случае возникнут очень сильные и
резкие вибрации.
Очевидно, что поскольку вал синхронизации и управления 125 составляет примерно одну треть длины
гребного винта, вероятность возникновения крутящего момента в нем сводится к минимуму или, фактически,
полностью исключается. Следовательно, это уменьшение длины указанного лезвия 130 является
определенным фактором и должно находиться в диапазоне от пяти сотых (0,05) до двух десятых (0,20).
Соотношение задействованных приводных шестерен таково, что лопасти вращаются вокруг своих осей со
скоростью, равной половине скорости вращения этих осей вокруг общей оси, то есть, указанное средство
одновременно приводит к тому, что число оборотов лопастей вокруг своих осей становится равным половине
числа оборотов лопастей по их орбите вокруг указанной общей оси. Таким образом, каждая лопасть должна
совершить два полных оборота по своей орбите, прежде чем занять то же положение в пространстве.
Вернемся теперь к принципу работы средства, которое обеспечивает этот результат — вращение лопастей
вокруг своих осей со скоростью, равной половине скорости их вращения вокруг общей оси; и вернемся к
принципу работы средства, с помощью которого можно контролировать положение точки, на которую
направлены хорды лопастей на орбите:
Поскольку планетарные шестерни 56 установлены на верхней части ротора, т.е. на крышке ротора 50, оси
указанных планетарных шестерен вращаются вокруг общей оси 170; кроме того, поскольку планетарные
шестерни 56 входят в зацепление с шестерней 107, жестко закрепленной на внешнем конце вала
синхронизации и управления 108; и, кроме того, поскольку указанные планетарные шестерни 56 также входят
в зацепление с внутренней шестерней синхронизации 106, вращательное движение передается на главный
редуктор 68, который соединен шпонкой с внутренним редуктором 70, к которому прикреплена указанная
внутренняя шестерня 106. Поскольку диаметры 40) шестерен 106 и 107 пропорциональны четырем (4) к
одному (1), скорость вала главной шестерни 67 относительно скорости ротора уменьшается до одной
четверти скорости ротора 49. Главная шестерня 139 входит в зацепление с шестерней 138 лопастей гребного
винта, что приводит к вращению шпинделя 137 лопастей относительно блоков из лигнумвита 136, и поскольку
лопасти гребного винта надежно удерживаются в указанном шпинделе 137 от вращательного движения
прямыми боковыми сторонами 144, лопасти вращаются с той же скоростью, что и шпиндели.
Поскольку отношение диаметров главной шестерни 139 и зубчатых колес лопастей 138 составляет два к
одному, лопасти вращаются в два раза быстрее, чем главная шестерня 139; или, поскольку главная шестерня
вращается в четыре раза медленнее, чем ротор, лопасти вращаются в два раза медленнее, чем ротор.
Практический опыт показывает, что шестерни, утилизированные таким образом, подвергаются минимальному
износу. Таковы средства, влияющие на синхронизацию работы лопастей. Следует отметить, что планетарная
зубчатая передача, предусматривающая вал 232,175, частично решает проблему управления и является
одной из важных особенностей моего настоящего изобретения, что стало возможным благодаря выбору
предложенных средств и, в частности, благодаря расположению частей ротора.
Способ, с помощью которого вал синхронизации и вал управления могут независимо вращаться вокруг оси
170, заключается в следующем:
При вращении колеса 124 вращательное движение передается на прямозубую шестерню 113, которая, в свою
очередь, приводит в действие шестерню 132; та, в свою очередь, приводит в действие косозубую шестерню
129; та, в свою очередь, приводит в действие червячную передачу 126; а та, в свою очередь, приводит в
действие червячную передачу 110, которая соединена шпонкой 115 с диском реверсивной передачи 114, в
пазах которого 116 или 117 находится защелка реверсивной передачи 118, которая, в свою очередь, через
ступицу реверсивной передачи 120 соединена шпонкой с валом синхронизации и управления 108. Очевидно,
что для того, чтобы вал синхронизации и управления 108 вращался относительно оси 170, происходит
вращение главной шестерни 68 и, следовательно, главной шестерни 139 без вращения ротора 49. При
вращении главной шестерни 139 шестерня лезвия 138 вращается, что приводит к вращению шпинделей
лезвий 137 и, следовательно, самих лезвий 142, так что все хорды лезвий могут одновременно менять точку,
на которой они вращаются.
Эта точка может быть изменена на дугу в сто восемьдесят градусов (180°) с помощью реверсивной защелки
118, непосредственно соединенной с валом 108, путем перемещения защелки 118 из выемки 116 в 117 или
наоборот.
Очевидно, что лопатки и их крепления будут создавать очень большую центробежную силу. Для уменьшения
износа подшипников, и особенно блоков 136 и основных подшипниковых блоков 91, а также для обеспечения
надежного зацепления между главной шестерней 139 и шестернями лопастей 138, может быть предусмотрено
стопорное кольцо 141, которое служит для соединения всех лопастей и обеспечения их работы таким
образом, чтобы они поддерживали друг друга и удерживали друг друга на месте относительно указанной
главной шестерни. Благодаря подвесному креплению ротора 49 и главной шестерни 68 на
шарикоподшипниках 74 и обеспечению относительной независимости ротора, главной шестерни 68 и
связанных с ними деталей от вала синхронизации и управления 108 (т.е. под «независимостью»
подразумевается отсутствие их интегрального соединения), износ подшипников сводится к минимуму,
поскольку ротор 49 и связанные с ним детали, очевидно, становятся самодостаточными благодаря
подвесному креплению. Любое смещение ротора 49 и связанных с ним частей относительно оси вала
синхронизации и управления никоим образом не позволит главной шестерне 139 сместиться относительно
шестерни 138.
При использовании кольца 141 оно также функционирует как роликовый подшипник для шпинделей лезвий,
поскольку будет совершать вращательное движение под углом 70° относительно оси 170, установленной на
плавающей опоре.
Нижняя часть главного редуктора 68 и нижняя крышка 65 ротора подвергаются гидростатическому давлению
75, существующему на определенной глубине, на которой может быть расположена указанная часть, а также
гидростатическому давлению, возникающему при вращении самих лопастей. Это давление составляет 80, что
значительно снижает вес, воспринимаемый шариковыми подшипниками 47 и 48, а создаваемое таким
образом выталкивающее усилие, которому способствует уменьшение веса ротора, достигаемое путем
выбрасывания воды центробежной силой, как описано ниже, минимизирует износ подшипников и
обеспечивает эффективную работу гребного винта.
Размещая гребной винт в кольце 90 или корпусе 30, сам винт, очевидно, образует или составляет часть
стенки корпуса 33 поперек отверстия, при этом ни одна его часть не выступает за контур корпуса, за
исключением той части 95 лопастей гребного винта, которая фактически соприкасается с водой. Поскольку
кольцо или кожух 30 закреплены в качестве облицовки отверстия в стенке корпуса 33, очевидно, что край
отверстия предпочтительно расположен в той же плоскости.
То есть, та часть стенки корпуса судна, воплощающего мое изобретение, которая занята гребным винтом,
должна быть плоской, и это является единственным препятствием для проектирования линии обтекаемости
исключительно с учетом минимального сопротивления. Как показано на рис. 4, от носа до кормы могут
простираться тонкие и плавные линии обтекания, и, как показывают 110 линий на рис. 4, грузовое
пространство может быть значительно увеличено. Судно, воплощающее мое изобретение, не требует
каких-либо выступающих частей, представляющих собой «лишнюю длину», для обеспечения места для
крепления или румпеля руля и его частей, — все элементы руля при этом отсутствуют.
Увеличение зазора между винтом и лопастью графически показано положением соответствующих линий
пунктирной линией для установки винтового лопастного винта.
В подшипниках из лигнум-витамина в качестве смазки может использоваться вода, и ее движение через
устройство, воплощающее мое изобретение, может осуществляться следующим образом: через трубу 164
вода может подаваться в углубления 165 между блоками лигнум-витамина 91 в отсек 97, т.е. она будет падать
на элемент ротора 61 и будет находиться между планетарными шестернями и внутренней зубчатой
передачей в камере 206, образованной приводным элементом 51, так что шарикоподшипник 74 будет
получать надлежащую смазку. В процессе работы центробежная сила 70° заставит смазку занять положение
в периферийной части камеры 206. Таким образом, расположение этих частей, как и всего гребного винта,
обеспечивает взаимодействие с работой устройства 75 для создания эффективной системы смазки, при этом
весь гребной винт снабжен смазкой, а смазка подается только в две камеры. 80 Когда гребной винт не
работает, вода поднимается и может в значительной степени заполнить камеру 97, при этом внутри неё
задерживается воздух.
Вращение гребного винта за счет создаваемой центробежной силы 85 выталкивает воду из камеры, как
объяснено выше.
Если какой-либо из лопастей получит повреждение во время нахождения судна между портами в море,
достаточно снять только крышку 207 и ключ 152. Затем снимается гайка лезвия 146, и стержень с резьбовым
концом на одном конце ввинчивается в резьбовое углубление 153 в гайке 151, закрепленной внутри вала
лезвия 95 143. Затем к указанному стержню прикрепляется подходящая леска, и лезвие смещается со
шпинделя 137. Затем используются подходящие средства, чтобы перекинуть руку через борт судна и поднять
опущенную лопасть на палубу, после чего новая лопасть может быть закреплена на штоке или лопасть может
быть надлежащим образом отремонтирована, и процесс замены указанной лопасти может быть обращен
вспять; или, если запас других лопастей недоступен, лопасти в гребном винте могут быть перераспределены,
и необходимые лопасти могут быть удалены для обеспечения необходимого баланса в работе гребного
винта. Очевидно, это позволяет избежать необходимости буксировки в порт, а также дорогостоящих задержек,
связанных с докованием, и связанных с ними затрат и потери времени на эксплуатацию.
115 В случае более серьезных повреждений детали расположены таким образом, что весь винт может быть
разобран на части и поднят на палубу для ремонта, или же винт целиком может быть поднят либо на палубу,
либо на желаемую высоту в камеру 208, и указанная камера может быть предварительно заполнена сжатым
воздухом, при этом камера имеет двойные шлюзовые двери 209 и 210, благодаря чему вода может
поддерживаться на желаемом уровне в указанной камере во время ремонта винта, как в поднятом положении,
так и на месте.
Следует отметить, что в режиме 130 под действием центробежной силы происходит подъем по перегородке
197 и перемещение к периферийной части элемента роторной перегородки 61, где центробежная сила будет
еще больше. После этого вода будет вытесняться центробежной силой через канал 198; лопатки 199,
радиально расположенные по периферии элемента 61 роторной стенки, в значительной степени
способствуют созданию давления вытеснения. Вода также будет поступать через отверстие 202 в полый вал
67; оттуда через отверстие 81 в подшипники 96 и далее в камеру 201; откуда она будет выходить между
зубьями шестерни 139 и 138. Однако некоторое количество воды может следовать по каналу 200 к канавкам
85, а затем выходить через канал 87, проталкиваясь через него под действием центробежной силы и
смешиваясь с водой, поступающей через трубу 164. Вода, которая может достичь канавок 85 над проходом
87, потребует последовательного заполнения канавок и создания давления, достаточного для
восстановления просачивания в каждой канавке, так что проникновение воды будет значительно замедлено.
Наконец, наполнитель 86 дополнительно предотвращает попадание воды на шарикоподшипник 74.
Блоки из лигнумвита 136 лезвий можно смазывать следующим образом:
В качестве альтернативы, отверстия 154 и 155 лопасти винта выведены на ту сторону винта, на которой
создается давление, так что вода будет проходить через эти отверстия в камеры 157 и 158, заполнять их,
затем проходить через каналы 159 и 160 и далее к блокам из лигнум-вита 136, так что все они будут снабжены
водой для смазки указанных подшипников.
Смазка ведущей шестерни и ведущего механизма станет очевидной из описания их конструкции, которая
является важной особенностью моего изобретения. Камера 98 заполнена подходящей смазкой, которая будет
передаваться ведущей шестерней 102 к ведущей шестерне 103. Шариковый подшипник 100, очевидно,
непосредственно контактирует со смазкой в камере 98.
Механизм синхронизации и управления смазывается следующим образом: соответствующая смазка подается
в камеру 203 внутри вала синхронизации и управления 108, которая функционирует как резервуар, откуда она
проходит через канал 204 в камеру 205, занимаемую планетарными шестернями 56. Центробежная сила
заставляет указанную смазку выходить наружу, одновременно смазывая подшипники планетарных передач
56, и /5 постепенно указанная смазка находит свой путь. Работа гребного винта, лопасти которого воплощает
мое изобретение, такова, что лопасть будет выдерживать равномерную нагрузку от точки консольной опоры
до 6 крайней точки выступа и будет характеризоваться тем, что все точки ее длины движутся с одинаковой
скоростью, благодаря чему явление кавитации исключается. Следовательно, поскольку кавитация устранена,
эффективность гребного винта, созданного на основе моего изобретения, не снижается из-за подобных
явлений.
Поскольку режим работы лопатки характеризуется равномерностью скорости по всей ее длине,
проектирование лопатки для достижения заданных характеристик освобождается от противоречивых
требований к сужению концевых участков для компенсации потерь на кончике или конце и их расширению для
устранения кавитации. То есть, конструктор может свободно сужать концы лопаток, чтобы соответствовать
требованиям правильного проектирования с учетом концевых потерь, не увеличивая при этом опасность
кавитации, поскольку явление кавитации устраняется иным способом, чем путем изменения ширины лопатки.
Следует особо отметить, что принцип работы гребного винта 3(0), воплощающего мое изобретение, таков, что
практически не требуется жертвовать принципами правильного проектирования корпуса в отношении
обтекаемых или тонких линий для обеспечения крепления гребного винта. Это в высшей степени
контрастирует с винтовым гребным винтом, принцип работы которого прямо требует его расположения в
кормовой части судна и резкого изгиба обводов корпуса для обеспечения свободного, или, скорее,
максимально свободного, потока к винту, так что оптимальные линии обтекания корпуса невозможны.
Поскольку принцип работы гребного винта, воплощающего мое изобретение, таков, что он может быть
установлен в корпусе в любой его части, т.е. на днище, на бортах, в носовой или кормовой части, становится
возможным избежать использования длинного тяжелого вала, который в соответствии с существующей
практикой влечет за собой относительно большие потери собственного веса, а также создает проблемы с
выравниванием вала относительно гребного механизма и шейки гребного винта.
Поскольку гребной вал, воплощающий мое изобретение, может быть расположен в любой части корпуса в
плоскости, перпендикулярной продольной оси, очевидно, что вал может быть относительно коротким, что
делает возможной установку электродвигателя непосредственно на внутреннем конце этого вала, и,
следовательно, электрические проводники, передающие сигнал от башни к указанному двигателю, могут быть
выведены в любую часть судна, где будет сочтено оптимальным разместить первичный двигатель. Таким
образом, вместо тяжелого, тщательно выровненного вала, используемого в современных конструкциях,
пропеллер, воплощающий мое изобретение, мог бы заменить легкие гибкие электрические кабели.
Важным преимуществом судна, в котором реализовано мое изобретение, благодаря использованию
электрического привода 75, является то, что преодолеваются все трудности, связанные с использованием
высокоскоростных двигателей, таких как дизельные или турбинные двигатели. Очевидно, что в качестве
первичного двигателя может использоваться высокоскоростной двигатель типа 80, который наиболее
эффективно вырабатывает электроэнергию и передает ее на электродвигатель, установленный
непосредственно на внутреннем конце гребного вала. Таким образом, мое изобретение 85 позволяет
адаптировать наиболее эффективные типы двигателей, существующие в настоящее время, для морских
целей.
Судно, воплощающее мое изобретение, отличается замечательной способностью к «быстрому старту», то
есть оно может двигаться на полной скорости по воде за гораздо более короткий промежуток времени, чем
это возможно в настоящее время с помощью гребного винта, предназначенного для аналогичной работы. 95
Кроме того, поскольку гребной винт, воплощающий мое изобретение, может быть расположен на дне судна,
очевидно, что опасность того, что указанный винт будет поднят из воды бурным морем, практически
исключена, а это означает, что опасность ускорения работы механизмов, связанная с таким поднятием из
воды, и большой риск серьезных травм, возникающих в результате этого, исключаются. Таким образом, 1(5)
обеспечивается защита от извлечения винта из воды, а также устраняется большой риск, связанный с
воздействием на винт обломков, плавающих на поверхности или вблизи нее. Таким образом, судно,
воплощающее мое изобретение, обеспечивает важнейший прогресс с точки зрения безопасности.
Еще одна особенность, обусловленная размещением гребного винта в нижней части судна, так что оно всегда
находится под водой, а также тем фактом, что гребной винт, воплощающий мое изобретение, содержит в себе
средства для управления и направления курса судна, заключается в том, что все трудности управления
судном в балластном состоянии устраняются. Как известно, управление судном с рулем под балластом
совершенно отличается от управления тем же судном, когда гребной винт полностью погружен в балласт.
Поскольку руль направления должен удерживаться в заданном положении для компенсации
несбалансированной тяги винта, существует преимущество устранения всех сопротивлений, создаваемых
рулем направления и винтом.
Очевидно, что единственным ограничением при проектировании корпуса является то, что ободок,
окружающий отверстие 7, в котором расположен гребной винт, воплощающий мое изобретение,
предпочтительно должен лежать в одной плоскости, т.е. часть корпуса, в которой расположен гребной винт,
воплощающий мое изобретение, должна представлять собой плоскую поверхность. Однако очевидно, что это
может быть относительно локально в той части, где установлен пропеллер.
Судно с двигателем, воплощающее мое изобретение, характеризуется легкостью управления. Поскольку
рулевое управление идентично движителю, управление не зависит от направления потока воды на отдельный
рулевой механизм, так что управление является вторичным или косвенным результатом, и, следовательно,
тяга всего гребного винта моего изобретения непосредственно используется для маневрирования. Поскольку
направление тяги гребного винта может быть изменено в любом направлении, т.е. в диапазоне трехсот
шестидесяти градусов (360°) без изменения направления движения движителя, очевидно, что нет потери
времени при изменении курса судна из-за изменения направления движения движителя. В случае
обнаружения непосредственной опасности впереди, особенно в условиях тумана, тяга может быть мгновенно
изменена с попутного на полный задний ход. Направление движения приводного механизма в судне,
воплощающем мое изобретение, всегда одно из 105 направлений.
Это позволяет использовать гораздо более легкие механизмы по всей конструкции и исключить все тяжелые
крепления, характерные для очень больших валов, используемых в настоящее время, 10 которые
обязательно должны быть спроектированы с большими габаритами, чтобы быть способными поглощать
напряжения и кинетическую энергию при остановке винта и связанного с ним механизма, а также при запуске
1 1 и немедленном ускорении в противоположном направлении.
Ещё одной очень важной особенностью, касающейся маневренности судна, воплощающего моё изобретение,
является то, что управление судном может быть полностью передано под непосредственный контроль
оператора за штурвалом, то есть он не только контролирует курс судна, но и непосредственно управляет
силой тяги, приводящей судно в движение. Таким образом, все факторы, влияющие на маневренность,
находятся непосредственно в руках оператора за штурвалом без необходимости отдавать команды. 130
приводит к значительной потере скорости из-за дополнительного сопротивления, возникающего из-за
указанного положения руля. Нередко длинные дистанции приходится преодолевать с таким гандикапом.
Принцип работы гребного винта, воплощенного в моем изобретении, очевидно, преодолевает все эти
трудности, и принцип управления остается точно таким же, когда судно находится в балласте, как и когда оно
загружено, и, кроме того, следует особо отметить, что указанное судно, оснащенное моим гребным винтом, не
теряет тягу гребного винта ни из-за своей загрузки, ни из-за недостатка груза.
Для обеспечения надежного погружения гребного винта под нагрузкой очевидно, что в случае винтового
гребного винта его размеры ограничены расстоянием между поверхностью воды и плоскостью днища киля.
Очевидно, что ни одно из этих ограничений не характерно для пропеллера, созданного по моему
изобретению.
Благодаря возможности использования вала для привода гребного винта, воплощенного в моем изобретении,
вал которого расположен в плоскости, практически перпендикулярной продольной оси судна, становится
очевидным, что достигается высокая компактность, и, следовательно, концентрация обеспечивает лучшую
бронезащиту, а также снижает опасность, которая в противном случае грозила бы длинной цели, такой как
длинный приводной вал данной конструкции.
Практический опыт показал, что режим работы судна, сочетающего в себе корпус и винт, воплощенные в
моем изобретении, позволяет значительно уменьшить размер кильватерного следа, благодаря чему судно
может быть спроектировано для работы практически в одной плоскости, то есть дифферент, или
относительное положение носа и кормы, не будет таким значительным, как раньше. Уменьшение размера
кильватерного следа является одним из проявлений взаимодействия между корпусом и винтом. Поскольку
оконечность судна может быть спроектирована таким образом, чтобы обладать достаточной плавучестью и
лучше удерживаться на плаву, отсутствует тенденция к затоплению корпуса в кормовой части и образованию
больших кильватерных следов, которые в настоящее время являются обычным явлением. Кроме того,
уменьшение размеров вихревого следа также обусловлено работой винта.
Фундаментальной особенностью взаимодействия между гребным винтом, воплощающим мое изобретение, и
корпусом судна является то, что мой гребной винт сам по себе составляет часть стенки корпуса, поперек c()
отверстия, занимаемого самим гребным винтом, и благодаря расположению всех частей гребного винта, за
исключением водозахватывающих концов лопастей, внутри внешней линии стенки корпуса становится
возможным очень большое 232,175 -14 232,175 -.
Я заявляю, что то, что я делаю, касается машинного отделения, управляющего движением, и того, каким
образом оно осуществляется.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_232176.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=232176&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB232176A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 12 апреля 1924 года.
232,176 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): январь. 31, 1925. № 2853/25.
Завершено. Принято: 31 мая 1926 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования теплообменников или относящиеся к ним.
Мы, компания TrE GRISCOM-IRVssELL, корпорация, организованная и действующая в соответствии с
законами штата Делавэр, Соединенных Штатов Америки, имеющая место ведения бизнеса по адресу: 90,
Вест-стрит, район Манхэттен, город, округ и штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, правопреемники
Джозефа Прайса, гражданина Соединенных Штатов Америки, проживающего по адресу: 620, Вест-138-стрит,
район Манхэттен, город, округ и штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем о
характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к теплообменным аппаратам и, в частности, к передаче тепла между газом
и жидкостью.
В нашем параллельно рассматриваемом заявлении №...
217,564 В заявке, поданной 12 мая 1924 года, описывается теплообменник, специально предназначенный для
осуществления передачи тепла между двумя жидкими средами, одна из которых является газом. Для
обеспечения эффективной теплопередачи аппарат снабжен удлиненными теплопередающими элементами,
вдоль которых газ при прохождении через аппарат наносится пленкой с целью обеспечения плотного контакта
между всем объемом обрабатываемого газа и теплопередающими поверхностями аппарата. Эта увеличенная
теплопередающая поверхность выполнена в виде ребер из теплопроводящего металла, установленных на
теплопередающих трубках и плотно прилегающих друг к другу на трубках.
Нагревательный элемент аппарата состоит из множества трубчатых элементов, каждый из которых включает
в себя пару трубок, соединенных на одном конце и открывающихся на других концах в соответствующие
распределительные камеры, которые служат для надлежащего направления потока жидкости через трубки.
Настоящее изобретение представляет собой усовершенствование и дальнейшее развитие устройства,
описанного в нашей вышеупомянутой заявке, находящейся на рассмотрении, и обеспечивает улучшенную
конструктивную схему, которая повышает коммерческую полезность устройства. В состав
усовершенствованного устройства 55 входят средства поддержки трубчатых элементов в аппарате.
Изобретение также включает в себя определенные усовершенствования в конструкции, используемой для
направления потока жидкости через трубки нагревательного элемента 60, где благодаря легко
изготавливаемому водяному патрубку обеспечивается значительная гибкость конструкции, в результате чего
устройство может быть легко адаптировано к любым условиям и требованиям, которые могут возникнуть на
практике.
Одной из целей изобретения является обеспечение эффективной теплопередачи путем использования
трубчатых элементов, каждый из которых содержит 70 множеств трубок, перекрываемых каждой из
установленных на них ребер и расположенных таким образом, что в двух проходах нагревательного элемента
находится различное количество трубок.
Этот эффект может быть достигнут путем подачи 75 рабочего вещества более чем в половину трубок
элемента, в результате чего количество трубок, доступных для транспортировки жидкости при ее обратном
прохождении через аппарат, составит менее половины от общего числа 80 трубок в элементе. Таким образом,
скорость потока жидкости через возвратные трубки элемента будет выше, что является преимуществом,
поскольку температура рабочей жидкости, проходящей через возвратные трубки, более или менее равна
температуре обрабатываемого газа. В случае, если рабочим телом является пар, меньшего количества
обратных труб будет достаточно для обработки обратного потока -90°, поскольку значительная часть
жидкости конденсируется во время ее прохождения через начальный участок нагревательного элемента.
Еще одной целью изобретения является обеспечение поддержки трубчатых элементов в аппарате таким
образом, чтобы они постоянно поддерживались по всей своей длине в надлежащем положении относительно
других элементов нагревательного блока, а также в надлежащем выравнивании относительно их концевой
опоры. Этот результат достигается за счет специальных элементов простой и недорогой конструкции,
расположенных таким образом, чтобы поддерживать и выравнивать трубчатые элементы, а также облегчать
извлечение отдельных элементов из нагревательного блока без повреждения ребер или трубок данного
элемента или соседних элементов.
Изобретение также предусматривает распределение рабочей жидкости по нагревательным трубкам в
независимых секциях, так что в одном и том же аппарате могут использоваться два или более независимых
источника подачи жидкости 26.
На прилагаемых чертежах представлен предпочтительный вариант осуществления нашего изобретения, на
котором: Рисунок 1 — продольный разрез теплообменника с оребренными трубками, воплощающего наше
изобретение; Рисунок 2 — продольный разрез устройства, перпендикулярный виду, показанному на рисунке 1;
Рисунки 3–6 — детальные изображения, иллюстрирующие части отдельных элементов нагревательного
блока; Рисунок 7 — поперечный разрез, выполненный по линии 7-7 на рисунке 1 и показывающий конструкцию
водяного столба; Рисунок 8 — поперечный разрез устройства по линии 8-8 на рисунке 1; Рисунок 9 —
поперечный разрез устройства вблизи конца пучка трубок, как показано на рисунке 9-9 на рисунке 1; Рисунок
10 — детальное изображение, показывающее модифицированную форму опоры для нагревательных
элементов; Рисунки 11–14 — детальные изображения, показывающие модифицированные формы
нагревательных элементов и способ их поддержки.
Обращаясь к чертежам, в частности к рисункам 1 и 2, на рисунке 1 показана несущая конструкция,
составляющая каркас аппарата и в которой размещен теплообменный элемент.
Трубки 2 элемента проходят вдоль аппарата и надежно закреплены с одного конца в трубной решетке 3.
Трубки сгруппированы в множество отдельных элементов, каждый элемент состоит из пары трубок,
соединенных на одном конце элемента посредством литого коллектора или камеры 4.
На другом конце аппарата предусмотрен водяной патрубок с соответствующими перегородками 5,
расположенными таким образом, чтобы рабочая жидкость проходила в одном направлении вдоль длины
аппарата через одну трубку каждого элемента и возвращалась в противоположном направлении через другую
трубку элемента.
Соединенные между собой концы трубчатых элементов снабжены выступом или зубцом 6, отлитым как часть
коллектора 75 4. Эти зубцы 6 проходят через соответствующие отверстия, предусмотренные в опорных
полосах 7, которые крепятся к раме аппарата и проходят поперечно вдоль пучка трубок. Каждый зубец 6
имеет скользящую посадку под углом 80 градусов в опорной полосе 7, что позволяет трубчатым элементам
расширяться в продольном направлении. Как показано здесь, для каждого поперечного ряда нагревательных
элементов 85 предусмотрена отдельная опорная полоса 7, так что, если необходимо снять элемент
нагревательного блока, достаточно будет снять лишь одну из опорных полос 7, после чего трубчатый элемент
можно извлечь, не затрагивая другие элементы блока.
Различные опорные планки 7 расположены в заранее определенном положении на раме аппарата, а
отверстия в планках, в которые входят зубцы 6 95 трубчатых элементов, расположены таким образом, чтобы
правильно расположить соответствующие трубчатые элементы в аппарате. За счет поддержки трубчатых
элементов с одного конца в трубной решетке 3 и поддержки их с другого конца с помощью 100 опорных полос
7, создается компактный и прочный трубный пучок, который будет обеспечивать удовлетворительную работу
во всех условиях, которым подвергается данный класс аппаратов на практике. 100 Для увеличения площади
теплопередачи нагревательного элемента каждый из отдельных трубчатых элементов снабжен большим
количеством теплопроводящих ребер 8, как показано на рисунке 110 I, навинченных на трубки, составляющие
элемент, и расположенных в непосредственной близости друг от друга практически по всей длине элемента.
Эти ребра 8 расположены параллельно потоку газа 115, проходящему через аппарат, и служат для
многократного пленочного покрытия всего объема газа, обеспечивая его плотный контакт с
теплопередающими поверхностями, тем самым обеспечивая эффективную передачу тепла между газом 120 и
рабочей жидкостью, проходящей через трубки.
Для облегчения теплопередачи трубки 2 расположены в шахматном порядке относительно потока газа через
аппарат 125. Это достигается путем наклона трубчатых элементов, как показано на рисунке 8, таким образом,
чтобы трубки чередующихся рядов располагались напротив промежутков между трубками остальных рядов. В
показанном здесь аппарате 130 AH 232,i76 элементы наклонены примерно на 30 градусов относительно
вертикали для достижения такого шахматного расположения.
Водонапорная головка, предусмотренная в устройстве, описанном в данном изобретении, позволяет подавать
рабочую жидкость в ряд теплопередающих трубок, соединенных параллельно, а также обеспечивает
возможность последовательного соединения некоторых элементов нагревательного блока.
Данная конструкция выполнена таким образом, что ни один размер аппарата не определяется количеством
трубок, которые необходимо соединить параллельно для обеспечения требуемой теплопередачи, и это
достигается путем организации параллельного соединения всех элементов каждого поперечного ряда, а
также путем параллельного соединения стольких различных поперечных рядов элементов, сколько
необходимо. В результате получается гибкая конструкция, позволяющая адаптировать теплообменник к
любым желаемым условиям эксплуатации без какого-либо ограничения теплопередающей способности
аппарата. Предлагаемая в настоящем изобретении конструкция водонапорной головки обеспечивает
достижение этих результатов и является особенно выгодной с точки зрения изготовления. Разделительные
перегородки в верхней части водонапорной башни, определяющие распределение жидкости по
нагревательным трубкам, выполнены в виде сплошных перегородок, проходящих по всей длине верхней
части водонапорной башни несколько раз, как показано на рисунке 7. На этом рисунке рабочая жидкость
подается через входное отверстие 9, и эта жидкость попадает в камеры 10, образованные сплошной
перегородкой 5.
Трубки, входящие в эти камеры 10, принимают рабочую жидкость, подаваемую через вход 9, и
транспортируют ее в одном направлении по всей длине аппарата, после чего она перенаправляется
посредством соединенных между собой коллекторов 4, расположенных на отдельных элементах, и проходит в
обратном направлении обратно через аппарат и выводится в камеры 11, образованные с другой стороны
перегородки 5. Следует отметить, что все камеры 10 и все камеры 11 сообщаются друг с другом, так что
извилистая перегородка 5 фактически делит пространство в верхней части водонапорной башни всего на две
отдельные камеры 10 и 11.
При таком расположении все элементы каждого поперечного ряда соединены параллельно, а также,
дополнительно, параллельно соединены три разных поперечных ряда элементов. В показанной конструкции
водонапорная головка снабжена двумя перегородками 5, что обеспечивает четырехходовое устройство,
поскольку две группы трубок, связанные с соответствующими перегородками 5, соединены последовательно.
Разумеется, следует понимать, что данная конструкция позволяет соединять любое желаемое количество
групп трубок последовательно, а также обеспечивает соединение любого желаемого количества отдельных
элементов параллельно, при этом элементы, соединенные параллельно, могут располагаться в любом
желаемом количестве рядов. Такая конструкция позволяет изготавливать аппараты любой желаемой ширины
независимо от требований к теплопередаче, которые необходимо соблюдать. Перегородки 5 водонапорной
головки прилегают своими внутренними краями к трубной доске 3.
Камеры 10 и 11, образованные этими перегородками, представляют собой открытые камеры и 80 закрыты
отдельной пластиной 13, прикрепленной болтами к внешним торцам перегородок водонапорной башни, как
показано на рисунке 2.
Помимо поддержки элементов трубки 85 на каждом конце, вдоль всей длины элементов предусмотрена одна
или несколько точек опоры. Для этой цели опорные блоки 14, лучше всего показанные на рисунках 3 и 5,
установлены на 90 трубчатых элементах, расположенных между концами элемента. Эти опорные блоки 14
состоят из пары одинаковых секций, снабженных отверстиями для размещения трубок нагревательного
элемента. Блоки 95 крепятся к элементу с помощью соответствующих средств, таких как соединительная
заклепка 15, показанная на рисунке 5. Вдоль длины трубчатых элементов предусмотрены точки A{,
соответствующие расположению опорных блоков o100 14, элементов рамы 16 (рис. 8), простирающихся по
всей периферии трубчатого пучка. Поверхности этих элементов каркаса, прилегающие к пучку труб, имеют
выемки, как показано на рисунке 8 под номером 17, для размещения опорного блока 14 и, таким образом, для
поддержки и фиксации в правильном положении тех элементов труб, которые составляют внешний ряд
элементов по периметру пучка труб.
Внешние размеры опорных блоков 14 точно соответствуют размерам, которые предполагается занять каждым
из отдельных трубчатых элементов в устройстве 15. По мере сборки последовательных элементов в пучок,
опорные блоки 14 каждого элемента опираются на соответствующие опорные блоки соседних элементов, и
благодаря точному 120 размеру этих блоков они служат не только для поддержки каждого элемента в одной
или нескольких точках по его длине, но и для его правильного позиционирования в аппарате относительно
рамы аппарата и 125 других элементов нагревательного блока.
Соседние файлы в папке патенты