моторное судно

Формула изобретения

Моторное судно, содержащее корпус, каюту, кокпит, внутренний пост управления, силовую энергетическую установку, размещенную в моторном отделении корпуса, кинематически связанную с гребным винтом, механизмами управления, отличающееся тем, что силовая энергетическая установка выполнена в форме нескольких одинаковых по конструкции блоков, каждый из которых представляет собой пустотелый тор, установленный вертикально, имеющий внутри верхней части клапан, а в нижней части соединенный с впускной и выпускной полостями лопастного двигателя, причем роторы всех лопастных двигателей закреплены на общем валу, который через разобщительную муфту и редуктор прямого и обратного хода соединен с гребным винтом, а с другой стороны соединен с генератором для зарядки аккумуляторных батарей и питания электродвигателей вспомогательных агрегатов, кроме того, в средней части каждый тор имеет с одной стороны водотрубный нагреватель, топка которого имеет выпускную трубу и связана с насосным узлом, включающим в себя воздухонагнетатель, форсунку, насос подачи жидкого топлива, приводимые в движение электродвигателем, питаемым от аккумуляторных батарей или от генератора, воспламеняющее устройство; с другой стороны водотрубный охладитель, который связан с системой охлаждения, имеющей компрессор, приводимый в движение электродвигателем, питаемым от аккумуляторных батарей или от генератора, радиатор охлаждения, фильтр-осушитель, капиллярную насадку, открывающуюся внутрь корпуса-испарителя, соединенных между собой трубопроводами, терморегулятор, включенный в цепь электродвигателя привода компрессора, причем система охлаждения заполнена фреоном, кроме того, внутренняя полость каждого тора заполнена низкокипящей жидкостью, являющейся рабочим телом силовой энергетической установки, механизмы управления которой связаны с системой регулирования подачи топлива и воздуха водотрубного нагревателя и системой регулирования степени охлаждения водотрубного охладителя.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к области водного транспорта и может найти применение в качестве водоизмещающего судна.

Известен прогулочный катер "Бриджит", корпус, каюта, открытый кокпит, подвесной лодочный мотор. Длина - 4,8 м, ширина 2,0 м, высота борта 0,9 м, мощность двигателя 80 л.с., скорость движения 50 км/час.

/Х.Баадер, Разъездные, туристские и спортивные катера. Л., Судостроение, 1976, с.98-100./

Недостатками прогулочного катера "Бриджит" являются: большой расход топлива и его ограниченный запас, большие тепловые потери в двигателе, потери на трение в механизмах двигателя, сильное загрязнение окружающей среды выхлопными газами.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией прогулочного катера и его двигателем.

Известен также туристский катер "Бойеро", содержащий корпус с остроскулыми обводами, закрытый кокпит, носовую каюту, двигатель, размещенный внутри корпуса и кинематически связанный с гребным винтом, внутренний и наружный посты управления. Длина 7,0 м, ширина 2,5 м, мощность двигателя 120 л.с., максимальная скорость движения 35 км/час, расход топлива 18 л при 3/4 максимальной скорости.

/Там же, с.123-125./

Известный туристский катер "Бойеро", как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату, принят за прототип.

Недостатками известного туристского катера "Бойеро", принятого за прототип, являются: большой расход топлива, небольшая скорость движения, большие тепловые потери в двигателе.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией корпуса судна и его двигателем.

Целью настоящего изобретения является повышение технических характеристик водоизмещающего судна.

Указанная цель согласно изобретения обеспечивается тем, что двигатель заменен силовой энергетической установкой, выполненной в форме нескольких, одинаковых по конструкции, блоков, каждый из которых представляет собой пустотелый тор, установленный вертикально, имеющий внутри верхней части клапан, а в нижней части - соединенный с впускной и выпускной полостями лопастного двигателя, причем ротора всех лопастных двигателей закреплены на общем валу, который через разобщительную муфту и редуктор прямого и обратного хода соединен с гребным винтом, а с другой стороны соединен с генератором для зарядки аккумуляторных батарей и питания электродвигателей вспомогательных агрегатов, кроме того в средней части каждый тор имеет с одной стороны водотрубный нагреватель, топка которого имеет выпускную трубу и связана с насосным узлом, включающим в себя воздухонагнетатель, форсунку, насос подачи жидкого топлива, приводимые в движение электродвигателем, питаемым от аккумуляторных батарей или от генератора, воспламеняющее устройство, с другой стороны - водотрубный охладитель, связанный с системой охлаждения, имеющей компрессор, приводимый в движение электродвигателем, питаемым от аккумуляторных батарей или от генератора, радиатор охлаждения, фильтр-осушитель, капиллярную насадку, открывающуюся внутрь корпуса-испарителя, соединенных между собой трубопроводами, терморегулятор, включенный в цепь электродвигателя привода компрессора, причем система охлаждения заполнена фреоном, кроме того внутренняя полость каждого тора заполнена низкокипящей жидкостью, являющейся рабочий телом силовой энергетической установки, механизмы управления которой связаны с системой регулирования подачи топлива и воздуха водотрубного нагревателя и системой регулирования степени охлаждения водотрубного охладителя.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображен общий вид моторного судна, на фигуре 2 - общий вид силовой энергетической установки, на фигуре 5 - вид на силовую энергетическую установку опереди, на фигуре 4 - разрез по АА фигуры 3, на фигуре 5 - разрез по ББ фигуры 5, на фигуре 6 - принципиальная схема силовой энергетической установки.

Моторное судно содержит корпус 1, каюту 2, внутренний пост управления 5, силовую энергетическую установку 4, разобщительную муфту 5, редуктор прямого и обратного хода 6 и гребной винт 7. В задней части корпуса установлен руль 8. Силовая энергетическая установка выполнена из нескольких, одинаковых по конструкции, блоков 9. Каждый блок представляет собой пустотелый тор 10, установленный вертикально, имеющий внутри верхней части клапан 11, а в нижней части - соединенный с впускной 12 и выпускной 15 полостями лопастного двигателя, содержащего корпус 14, внутрь которого вставлен ротор 15. Ротор имеет радиальные пазы, в которые вставлены подпружиненные лопасти 16, продольная ось которого смещена относительно продольной оси корпуса. Роторы всех лопастных двигателей закреплены на общем валу 17, который с одной стороны соединен с генератором электрического тока 18, а с другой стороны кинематически связан с гребным валом. В средней части каждый тор имеет с одной стороны водотрубный нагреватель, а с другой стороны - водотрубный охладитель. Водотрубный нагреватель содержит корпус 19, внутри которого пропущены водяные трубы 20 тора, топку 21, соединенную с насосным узлом 22, включающим в себя воздухонагнетатель 23, топливный насос, приводимые в движение электродвигателем 24, питаемым от аккумуляторной батареи или от генератора, форсунку 25 и воспламеняющее устройство 26. Корпус нагревателя оканчивается выпускной трубой 27. Водотрубный охладитель содержит корпус 28 (испаритель), компрессор 29, приводимый в движение электродвигателем 30, питаемым от аккумуляторных батарей или от генератора, радиатор охлаждения 31, фильтр-осушитель 32, капиллярную насадку 33, открывающуюся внутрь корпуса-испарителя, соединенных между собой трубопроводами, регулятор охлаждения 34, установленный на корпусе-испарителе и включенный в цепь электродвигателя привода компрессора вместе с пускающим устройством 35. Система заполнена фреоном, а все ее узлы размещены в шкафу 36. Внутрь каждого из торов залита низкокипящая жидкость 37, являющаяся рабочим телом силовой энергетической установки. Состав низкокипящей жидкости может быть: СН₄, Ar, С3НВ в воде; этиловый эфир 50%, углеводородов низкокипящих 45%, изопропилиитрата 5%; спирт технический 70%, вода 30% и другие. Механизмы управления силовой энергетической установкой связаны с системами регулирования подачи топлива, воздуха, а также степени охлаждения.

Работа моторного судна

Перед запуском силовой энергетической установки 4 необходимо повернуть ручку разобщительной муфты 5 и отсоединить от нее гребной винт 7. Подключить электродвигатели 24, 30 к аккумуляторным батареям (не показаны). При этом газообразный фреон засасывается компрессором 29 из корпуса-испарителя 28, сжимается, нагревается и в жидком виде поступает в радиатор охлаждения 31. Охлажденный жидкий фреон проходит через фильтр-осушитель 52 и поступает в капиллярную насадку 33, где и распыляется внутрь корпуса-испарителя 28, отбирая тепло от стенок водяных труб 20 и, тем самым, охлаждая низкокипящую жидкость 37. В это же время электродвигатель 24, питаемый от аккумуляторных батарей, приводит в движение насосный узел 22. В топку 21 впрыскивается топливо через форсунку 25 и подается воздух воздухонагнетателем 23. В топке 21 топливо смешивается с воздухом и зажигается воспламеняющим устройством 26. Нагретые газы проходят вверх между водяными трубами 20 тора, разогревая низкокипящую жидкость 37, которая с одной стороны нагревается и расширяется, а с другой стороны охлаждается и уменьшается в объеме. При небольшом нагревании низкокипящая жидкость закипает, превращается в пар, давление в левой части тора и на лопасти 16 лопастного двигателя увеличивается, последние начинают поворачиваться и вращают вал 17. Пройдя через корпус 14 лопастного двигателя, низкокипящая жидкость охлаждается в водяных трубах 20 водотрубного охладителя, ее давление и объем уменьшаются и через клапан 11 она снова поступает в зону нагрева. Клапан 11 обеспечивает движение низкокипящей жидкости 37 только в одном направлении (на фигуре 6 показано стрелками). Скорость движения низкокипящей жидкости в торе регулируется степенью нагрева и охлаждения. Остальные блоки 9 работают также. Для более быстрого запуска силовой энергетической установки можно дополнительно поворачивать вал 17 генератором 18, подавая на него ток от аккумуляторных батарей, используя его в качестве электродвигателя. Как только вал 17 наберет необходимые обороты, электродвигатели 24, 30 отключаются от аккумуляторных батарей и подключаются к цепи генератора 18. Затем необходимо повернуть ручку редуктора 6 в ту или иную сторону в зависимости от направления движения, а затем ручкой разобщительной муфты 5 соединить вал 17 с гребным винтом 7. После чего судно начнет движение в необходимом направлении. Регулируя подачу топлива и воздуха в топку 21, а также степень охлаждения можно изменять частоту вращения вала 17 и гребного винта 7, соответственно скорость движения судна. Мощность на валу 17 регулируется включением или отключением одного или нескольких блоков 9 силовой энергетической установки 4. Для остановки силовой энергетической установки необходимо отключить электродвигатели 24, 30, остановить подачу воздуха и топлива и прекратить нагрев и охлаждение рабочего тела. После чего вал 17 остановится,

Положительный эффект: экономия топлива, меньшие тепловые потери, так как нет необходимости нагревать рабочее тело до высокой температуры, упрощение конструкции силовой установки, меньшее загрязнение окружающей среды.