CN109774908A - 适用于船舶的混合推进装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于船舶的混合推进装置，沿船长方向左右两侧对称布置多个进气管道，每个进气管道尾部都连接有1个气体喷口，每个气体喷口朝向与船舶尾部喷口同向，每个气体喷口内置在进水管道中，每个进气管道竖直放置于船体内，每个进气管道的上端垂直于甲板并向上穿过甲板，尾部喷口放置在船舶尾部且与进水管道的尾部紧密连接，每个进水管道的上部管口处设置一涡轮。本发明提供的适用于船舶的混合推进装置技术较之于螺旋桨推进、喷水推进、金属/水反应冲压推进以及喷气推进等推进方式，具有诸多优势。该推进技术以高压气体为动力源，不受空化、空蚀影响，高速航行环境下具有良好的运行性能。
Description
技术领域
本发明属于推进装置领域，具体涉及一种适用于船舶的混合推进装置。
背景技术
近年来，随着结构优化设计和减阻技术的飞速发展，高性能舰船的航行速度得到了大幅提高，同时也带来了新的问题和挑战，即传统水下推进装置在高速航行环境下运行性能较差。一般螺旋桨推进把航行体运行速度限制在 50 节以内，超过该值后，由于液体空化的影响将导致叶轮机械的推力及推进效率迅速下降，并且空蚀对叶片的破坏作用较为严重，因此开发适用于高速运行环境的水下推进装置成为一种迫切需求。
发明内容
1、所要解决的技术问题：
现有的舰船的传统水下推进装置在高速航行环境下运行性能较差。一般螺旋桨推进把航行体运行速度限制在 50 节以内，速度超过50节后，由于液体空化的影响将导致叶轮机械的推力及推进效率迅速下降，并且空蚀对叶片的破坏作用较为严重。
2、技术方案：
为了解决以上问题，本发明提供了一种适用于船舶的混合推进装置，沿船长方向左右两侧对称布置多个进气管道，所述每个进气管道尾部都连接有个气体喷口，还包括进水管道、尾部喷口，每个所述的气体喷口朝向与船舶尾部喷口同向，每个所述的气体喷口内置在进水管道中，每个所述进气管道竖直放置于船体内，每个所述的进气管道的上端垂直于甲板并向上穿过甲板，所述进水管道放置在传统螺旋桨的尾轴所在的直线上且进水管道前后贯穿整个船体，所述尾部喷口放置在船舶尾部且与进水管道的尾部紧密连接，每个进水管道的上部管口处设置一涡轮。
每侧所述的进气管道有3个。
每一侧的三个气体喷口分别被放置在不同的水平面上，靠近船尾的气体喷口被放置在进水管道内靠上处，靠近船首的气体喷口被放置在进水管道内靠下处，而在这两者之间的气体喷口被放置在进水管道内的中部
所述气体喷口内设有一个半径与进气管窄管半径相同的圆管，将其截面严密密封后在其上安装多个小喷嘴，所述小喷嘴在其截面呈圆环状分布且每个小喷嘴的角度沿圆周切向向内侧倾斜度，所述小喷嘴的朝向与船舶尾部喷口同向。
所述的小喷嘴为6个。
所述的进水管道分为上下两端，上端为宽管，下端为窄管，窄管与宽管接口处紧密连接。
每个进气管道高于甲板的部分在管口处通过直角弯管接口连接一个平行于船长方向的圆管，管口朝向船头方向，且管道直径与宽管直径相同，同侧的进气管道后一个进气口要比前一个进气口高，管口与管口连接处均紧密连接。
所述同侧的进气管道后一个进气口要比前一个进气口高出1/2宽管直径的高度。
所述涡轮的旋转轴平行于进气管道的上部外径管竖直放置。
所述进水管道的管径由进水口这一端向尾部由小逐渐增大，在接近尾部喷口时迅速由大减小到与尾部喷口管径大小一致。
3、有益效果：
本发明提供的适用于船舶的混合推进装置技术较之于螺旋桨推进、喷水推进、金属/水反应冲压推进以及喷气推进等推进方式，具有诸多优势。该推进技术以高压气体为动力源，不受空化、空蚀影响，高速航行环境下具有良好的运行性能。
附图说明
图1是本发明的侧视图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本发明气体喷口的轮廓图。
图4是本发明气体喷口的俯视图。
具体实施方式
下面通过附图来对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种适用于船舶的混合推进装置，沿船长方向左右两侧对称布置多个进气管道1，所述每个进气管道1尾部都连接有1个气体喷口3，还包括进水管道5、尾部喷口4，每个所述的气体喷口3朝向与船舶尾部喷口4同向，每个所述的气体喷口3内置在进水管道5中，每个所述进气管道1竖直放置于船体内，每个所述的进气管道1的上端垂直于甲板并向上穿过甲板，所述进水管道5放置在传统螺旋桨的尾轴所在的直线上且进水管道5前后贯穿整个船体，所述尾部喷口4放置在船舶尾部且与进水管道5的尾部紧密连接，每个进水管道1的上部管口处设置一涡轮2。
当涡轮2高速旋转时让更多的气体从进气管道1被吸入，被吸入气体从气体喷口3快速喷出；而进气管道1吸入气体的同时由于吸入推力的原因给予船舶前进的动力以及气体喷口3高压喷出与水流充分融合，最后从船舶尾部喷口4喷射形成的反推力就构成了船舶前进的主要动力来源。
本发明中每侧所述的进气管道1有3个。
如图1和图2所示，每一侧的三个气体喷口3分别被放置在不同的水平面上，靠近船尾的气体喷口被放置在进水管道内靠上处，靠近船首的气体喷口被放置在进水管道内靠下处，而在这两者之间的气体喷口被放置在进水管道内的中部。气体喷口3位置的放置能够有效的避开前一个喷口对后一个喷口喷射造成的阻碍作用。
如图3和图4所示，所述气体喷口3内设有一个半径与进气管窄管半径相同的圆管，将其截面严密密封后在其上安装多个小喷嘴，所述小喷嘴在其截面呈圆环状分布且每个小喷嘴的角度沿圆周切向向内侧倾斜3度，所述小喷嘴的朝向与船舶尾部喷口4同向。所述气体喷口3设计及位置布置优点在于：气体喷口3能够让气体更加快速、充分的与水流融合。
本发明中小喷嘴为6个。
如图1所示，所述的进水管道1分为上下两端，上端为宽管，下端为窄管，窄管与宽管接口处紧密连接。被吸入气体从宽管进入管径较小的窄管时，气体压力增大，最后以较高的压力从窄管尾部的气体喷口3快速喷出；而宽管吸入气体的同时由于吸入推力的原因给予船舶前进的动力以及气体经窄管增压后从气体喷口高压喷出与水流充分融合，最后从船舶尾部喷口4喷射形成的反推力就构成了船舶前进的主要动力来源。
每个进气管道1高于甲板的部分在管口处通过直角弯管接口连接一个平行于船长方向的圆管，管口朝向船头方向，且管道直径与宽管直径相同，同侧的进气管道1后一个进气口要比前一个进气口高，管口与管口连接处均紧密连接。这样设计主要是为了防止雨天雨水从进气口流入导致涡轮2进水发生故障，减小吸气时前一个进气开口对后一个进气口造成的阻碍作用，以及在吸入气体的同时由于吸入推力的原因为船舶提供一部分前进动力。
为了更好的效果，所述同侧的进气管道1后一个进气口要比前一个进气口高出1/2宽管直径的高度。所述涡轮2的旋转轴平行于进气管道1的上部外径管竖直放置。
所述进水管道5的管径由进水口这一端向尾部由小逐渐增大，在接近尾部喷口4时迅速由大减小到与尾部喷口4管径大小一致。进水管道5同时也是气水混合管道，它放置在传统螺旋桨的尾轴所在的直线上且前后贯穿整个船体，进水管道5与所贯穿的部分皆为紧密连接；管径由进水口这一端向尾部由小逐渐增大，在接近尾部喷口时管径迅速由大减小到与尾部喷口管径大小一致；在船舶前进时，水流从所在船舶首部的进水管管口流入与从各个气体喷口喷出的高压气体进行充分的融合后在进水管道内匀速流动，最后经船舶尾部喷口时压力迅速增加从而高压快速喷出。进水管道5这样设计能够缓解气水混合物对管壁的压力，从而保证气水混合物在进水管道内匀速流动。
尾部喷口4放置在船舶尾部且与进水管道5的尾部进行紧密连接。当气水混合物从尾部喷口4喷出后通过舵叶6左右调节来控制船舶前进的方向。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
Claims (10)
1.一种适用于船舶的混合推进装置，其特征在于：沿船长方向左右两侧对称布置多个进气管道（1），所述每个进气管道（1）尾部都连接有1个气体喷口（3），还包括进水管道（5）、尾部喷口（4），每个所述的气体喷口（3）朝向与船舶尾部喷口（4）同向，每个所述的气体喷口（3）内置在进水管道（5）中，每个所述进气管道（1）竖直放置于船体内，每个所述的进气管道（1）的上端垂直于甲板并向上穿过甲板，所述进水管道（5）放置在传统螺旋桨的尾轴所在的直线上且进水管道（5）前后贯穿整个船体，所述尾部喷口（4）放置在船舶尾部且与进水管道（5）的尾部紧密连接，每个进水管道（1）的上部管口处设置一涡轮（2）。
2.如权利要求1任一权利要求所述的适用于船舶的混合推进装置，其特征在于：每侧所述的进气管道（1）有3个。
3.如权利要求1或2所述的适用于船舶的混合推进装置，其特征在于：每一侧的三个气体喷口（3）分别被放置在不同的水平面上，靠近船尾的气体喷口被放置在进水管道内靠上处，靠近船首的气体喷口被放置在进水管道内靠下处，而在这两者之间的气体喷口被放置在进水管道内的中部。
4.如权利要求3所述的适用于船舶的混合推进装置，其特征在于：所述气体喷口（3）内设有一个半径与进气管窄管半径相同的圆管，将其截面严密密封后在其上安装多个小喷嘴，所述小喷嘴在其截面呈圆环状分布且每个小喷嘴的角度沿圆周切向向内侧倾斜3度，所述小喷嘴的朝向与船舶尾部喷口（4）同向。
5.如权利要求4所述的适用于船舶的混合推进装置，其特征在于：所述的小喷嘴为6个。
6.如权利要求1-2、4-5任一权利要求所述的适用于船舶的混合推进装置，其特征在于：所述的进水管道（1）分为上下两端，上端为宽管，下端为窄管，窄管与宽管接口处紧密连接。
7.如权利要求1-2、4-5任一权利要求所述的适用于船舶的混合推进装置，其特征在于：每个进气管道（1）高于甲板的部分在管口处通过直角弯管接口连接一个平行于船长方向的圆管，管口朝向船头方向，且管道直径与宽管直径相同，同侧的进气管道（1）后一个进气口要比前一个进气口高，管口与管口连接处均紧密连接。
8.如权利要求7所述的适用于船舶的混合推进装置，其特征在于：所述同侧的进气管道（1）后一个进气口要比前一个进气口高出1/2宽管直径的高度。
9.如权利要求1-2、4-5、8任一权利要求所述的适用于船舶的混合推进装置，其特征在于：所述涡轮（2）的旋转轴平行于进气管道（1）的上部外径管竖直放置。
10.如权利要求1-2、4-5、8任一权利要求所述的适用于船舶的混合推进装置，其特征在于：所述进水管道（5）的管径由进水口这一端向尾部由小逐渐增大，在接近尾部喷口（4）时迅速由大减小到与尾部喷口（4）管径大小一致。
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2019
- 2019-01-30 CN CN201910090874.3A patent/CN109774908A/zh not_active Withdrawn
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