CN101168383A - 唧筒驱动式船舶及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种利用唧筒原理推进船舶的装置及方法包括以下步骤：首先在船体上设置唧筒，唧筒出口连接在船体的主喷射管路的前端，唧筒进口暴露于船体外，该主喷射管路的末端设置在船舶尾部，在主喷射管路的末端设置单向阀；抽拉唧筒的活动部，由唧筒的进口吸入流体物质到唧筒中；推压唧筒的活动部，将唧筒中的流体物质全部推射到主喷射管路中。本发明采用上述技术方案改进后的这种新型船舶，具有人力或者动力两重驱动方式，安全可靠，节省能源，而且，推进的效率也大大提高，也完全改变了传统船舶必须依赖动力驱动装置的问题。

Description

唧筒驱动式船舶及其驱动方法

技术领域  本发明涉及一种水下驱动装置，特别涉及利用唧筒原理驱动船舶的方法和由唧筒驱动的船舶。

背景技术  船舶推进技术一般包括螺旋桨推水、轴流泵喷水、气压喷水、磁流体喷水等方式，这几种推进方式，都必须依靠动力装置完成，所以，都需要消耗大量的能源，特别是在能量转换的过程中存在着效率低的问题，而且它们推进效果也不十分理想，并且，这几种方式完全依靠机械动力，一旦动力出现故障，船舶就将无法运行，可靠性比较差。此外，除气压喷水方式外，其他都不适用于泥沙多的浅水域。

发明内容  本发明提供一种唧筒驱动式船舶以及驱动的方法，采用唧筒做为驱动机构，汲水和压水，利用水喷射产生的反作用力推动船舶运行，解决现有技术中必须消耗大量能源、能量转换效率低以及船舶运行必须依赖动力装置的技术问题；同时解决在泥沙多的浅水域推进船舶的问题。

本发明解决上述技术问题的方法包括以下步骤：

A.首先在船体上设置唧筒，唧筒出口连接在船体的主喷射管路的前端，唧筒进口暴露于船体外，该主喷射管路的末端设置在船舶尾部，在主喷射管路的末端设置单向阀；

B.抽拉唧筒的活动部，由唧筒的进口吸入流体物质到唧筒中；

C.推压唧筒的活动部，将唧筒中的流体物质全部推射到主喷射管路中。

动作原理：唧筒往复，完成汲水、压水两个动作；当抽拉唧筒的活动部时，出口单向阀关闭，唧筒内形成真空，外部的水通过打开的进口单向阀被汲入；当唧筒内的水受压，进口单向阀关闭，同时出口单向阀打开，水就进入主喷射管路并通过末端向外喷射，产生反作用力，其推力大小等于水总质量与射速之积，推动船舶运动。

本发明中唧筒的作用有两个，其中之一就是当：所述船体的船帮部分采用气囊结构，在步骤A设置上，由船体的主喷射管路上分支出一连接船帮气囊的辅助气管路，在辅助气管路和主喷射管路上各设置控制阀；步骤B和C中所述的流体物质为气体，步骤C将流体物质推射到主喷射管路后，主喷射管路中的控制阀关闭，辅助气管路上的控制阀打开，气体沿辅助气管路进入船帮气囊，给气囊充气。

其二是当：所述步骤B和C中所述的流体物质为水，步骤C将水推射到主喷射管路后，主喷射管路末端的单向阀打开，这部分水全部由主喷射管路末端喷出，从而产生反作用力，推动船舶运动。

步骤A中设置的唧筒至少为两个，各唧筒的活动部通过联动机构连接，联动机构控制各唧筒活动部的相同动作按顺序依次完成，唧筒的活动部由人力或动力装置驱动。

解决上述技术问题的装置包括船体；在船体上设置有唧筒，在船体上设有主喷射管路，唧筒出口连接主喷射管路的前端，进口暴露于船体外，主喷射管路的末端设置在船尾部，末端的管口朝向与船头相背，主喷射管路上设有单向阀。

所述唧筒为至少两个，各唧筒的活动部通过联动机构连接，各唧筒活动部的上始点相对于其中一只唧筒的整个往复运动过程均匀错开，各唧筒进口均连接主喷射管路的前端。所述主喷射管路的末端为至少两个，各末端分别设有单向阀；所述主喷射管路各末端均设有方向控制阀门，该方向控制阀门的控制机构设有船体上；所述主喷射管路末端设有缩口的喷嘴，该喷嘴上设有可调控其角度和口径的喷嘴控制装置；所述方向控制阀门为电控阀门或手动阀门，所述控制机构为电控机构或手动控制机构。所述主喷射管路设在船体中的船帮或者船底；所述活动部由人力或动力驱动装置驱动。

使用两个唧筒交替工作时，汲水和压水同时进行，令喷水推进过程连贯。控制喷嘴的方向可实现转向；或者，当有两个或以上喷嘴时，控制其中一个或几个喷嘴的开闭，同样可以实现转向。

本发明采用上述技术方案改进后的这种新型船舶，具有人力或者动力两重驱动方式，安全可靠，节省能源，而且，推进的效率也大大提高，也完全改变了传统船舶必须依赖动力驱动装置的问题，同时，尤其适合在泥沙多的浅水域使用。

附图说明

图1是本发明唧筒驱动式船舶的俯视示意图。

图2是本发明唧筒驱动式船舶的工作原理示意图。

图3是本发明采用多唧筒方式的工作原理示意图。

图4是本发明采用动力装置驱动方式的工作原理示意图。

具体实施方式  结合上述附图说明本发明的具体实施例。

这种利用唧筒原理推进船舶的方法包括以下步骤：

A.首先在船体上设置唧筒，唧筒出口连接在船体的主喷射管路的前端，唧筒进口暴露于船体外，该主喷射管路的末端设置在船舶尾部，在主喷射管路的末端设置单向阀；

B.抽拉唧筒的活动部，由唧筒的进口吸入流体物质到唧筒中；

C.推压唧筒的活动部，将唧筒中的流体物质全部推射到主喷射管路中。

本发明中唧筒的作用有两个，其中之一就是当：所述船体的船帮部分采用气囊结构，在步骤A设置上，由船体的主喷射管路上分支出一连接船帮气囊的辅助气管路，在辅助气管路和主喷射管路上各设置控制阀；在未入水的准备阶段，唧筒可以做为气筒使用，也就是步骤B和C中所述的流体物质为气体，步骤C将流体物质推射到主喷射管路后，主喷射管路中的控制阀关闭，辅助气管路上的控制阀打开，气体沿辅助气管路进入船帮气囊，给气囊充气。

其二是当：船舶入水后，唧筒做为船舶的推动装置使用，所述步骤B和C中所述的流体物质为水，步骤C将水推射到主喷射管路后，主喷射管路末端的单向阀打开，这部分水全部由主喷射管路末端喷出，从而产生反作用力，推动船舶运动。

步骤A中设置的唧筒至少为两个，各唧筒的活动部通过联动机构连接，联动机构控制各唧筒活动部的相同动作按顺序依次完成；唧筒的活动部由人力或动力装置驱动。当使用多个唧筒时，由联动机构控制各唧筒的工作顺序，各唧筒汲水、压水时机均匀错开，保持动力的连续性。唧筒可以采用活塞式的唧筒，也可以采用伸缩气囊式的唧筒，唧筒的进水和出水也是靠唧筒自身进、出口的单向阀控制。

由图1和图2中可知，这种唧筒驱动式船舶，在船体10上设置有唧筒20，在船体10上设有主喷射管路30，唧筒20出口21连接主喷射管路30的前端32，其进口(图中未显示)暴露于船体10外，主喷射管路30的末端31设置在船尾部，末端31的管口朝向与船头相背，主喷射管路30上设有单向阀40。

本发明所述唧筒驱动式船舶的动作原理：唧筒20往复，完成汲水、压水两个动作；当抽拉唧筒20的活动部时，唧筒20内形成真空，外部的水被汲入；当唧筒20内的水受压并通过主喷射管路末端31向外喷射时，产生反作用力，其推力大小等于水总质量与射速之积，推动船舶运动。

由图1中可知，本发明中的唧筒20除做为船舶推进装置使用这个主要功能外，也可以做为气筒使用，当所述船体10的船帮12为气囊时，所述主喷射管路30的中部设有连通该气囊的辅助气管路33，该辅助气管路33上设有进气阀门34，在主喷射管路30上设有控制阀35。采用气囊不但可以减少船舶在水中的运行阻力，而且还便于携带。在这个设计方案中，唧筒20还可以用来为船体10打气，需要打气时，关闭控制阀35，打开进气阀门34，此时，操纵唧筒20往返运动，可以实现为气囊打气的功能。

由图3中可知，所述唧筒20为至少两个，各唧筒20的活动部22通过联动机构50连接，各唧筒20活动部22的上始点相对于其中一只唧筒的整个往复运动过程均匀错开，各唧筒20出口21均连接主喷射管路30的前端32。当使用两个以上的唧筒20时，各唧筒20交替工作，汲水和压水同时进行，令喷水推进过程连贯，船舶动力不间断，而且，运行平稳。对于多唧筒的情况，主喷射管路30的前端32应该设计为较大口径或者是有扩口的，必须容纳多唧筒出口的连接，再或者做成一个容器，各唧筒出口均连通该容器。联动机构50可以采用拉绳、曲轴/连杆或者偏心轮等联动方式，上述均为现有技术，这里不再赘述。

由图2中可知，所述主喷射管路30的末端31为至少两个，各末端31分别设有单向阀40；所述主喷射管路30各末端31均设有方向控制阀门60，该方向控制阀门60的控制机构61设有船体10上；所述主喷射管路30末端31设有缩口的喷嘴36，该喷嘴36上设有可调控其角度和口径的喷嘴控制装置(图中未显示)；所述方向控制阀门60为电控阀门或手动阀门，所述控制机构61为电控机构或手动控制机构。设置两个主喷射管路末端31，可以保证船舶运动的方向，减少船舶的蛇行运动，比单末端的容易控制方向。设置喷嘴36不但可以提高水流射出的速度，提高推进能力，调节喷嘴36的口径，就可以调节水流喷射的速度，从而调节船舶的速度。而且控制喷嘴36的方向可实现转向；当有两个或以上末端31或喷嘴36时，控制其中一个或几个末端31上方向控制阀门60的开闭，同样可以实现转向。

所述主喷射管路30设在船体10中的船帮12或者船底11；所述活动部22由人力(如图1所示)或动力驱动装置70驱动(如图4所示)。本发明的适用范围包括用于浅水域的各种小型船舶、用于运输的大型船舶以及用于小型潜水器，当使用在小型潜水器上时，主喷射管路30可以设在船体10的两侧船帮12上，当在水面船舶上使用时，主喷射管路30设在船体10的船底11下，也就是将主喷射管路30置于水中，唧筒20的进口也置于水中。另外，人力驱动可用于小型舟艇。动力驱动可用于各种船舶。动力驱动装置70可以是电动机、内燃机或者利用压缩空气带动唧筒往复运动。

Claims (10)

1.一种利用唧筒原理推进船舶的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

A.首先在船体上设置唧筒，唧筒出口连接在船体的主喷射管路的前端，唧筒进口暴露于船体外，该主喷射管路的末端设置在船舶尾部，在主喷射管路的末端设置单向阀；

B.抽拉唧筒的活动部，由唧筒的进口吸入流体物质到唧筒中；

C.推压唧筒的活动部，将唧筒中的流体物质全部推射到主喷射管路中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述船体的船帮部分采用气囊结构，在步骤A设置上，由船体的主喷射管路上分支出一连接船帮气囊的辅助气管路，在辅助气管路和主喷射管路上各设置控制阀；步骤B和C中所述的流体物质为气体，步骤C将流体物质推射到主喷射管路后，主喷射管路中的控制阀关闭，辅助气管路上的控制阀打开，气体沿辅助气管路进入船帮气囊，给气囊充气。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤B和C中所述的流体物质为水，步骤C将水推射到主喷射管路后，主喷射管路末端的单向阀打开，这部分水全部由主喷射管路末端喷出，从而产生反作用力，推动船舶运动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述利用唧筒原理推进船舶的方法，其特征在于：步骤A中设置的唧筒至少为两个，各唧筒的活动部通过联动机构连接，联动机构控制各唧筒活动部的相同动作按顺序依次完成。

5.根据权利要求1所述利用唧筒原理推进船舶的方法，其特征在于：唧筒的活动部由人力或动力装置驱动。

6.一种唧筒驱动式船舶，包括船体(10)；其特征在于：在船体(10)上设置有唧筒(20)，在船体(10)上设有主喷射管路(30)，唧筒(20)出口(21)连接主喷射管路(30)的前端(32)，其进口暴露于船体(10)外，主喷射管路(30)的末端(31)设置在船尾部，末端(31)的管口朝向与船头相背，主喷射管路(30)上设有单向阀(40)。

7.根据权利要求6所述唧筒驱动式船舶，其特征在于：所述船体(10)的船帮(12)为气囊，所述主喷射管路(30)的中部设有连通该气囊的辅助气管路(33)，该辅助气管路(33)上设有进气阀门(34)，在主喷射管路(30)上设有控制阀(35)。

8.根据权利要求6所述唧筒驱动式船舶，其特征在于：所述唧筒(20)为至少两个，各唧筒(20)的活动部(22)通过联动机构(50)连接，各唧筒(20)活动部(22)的上始点相对于其中一只唧筒的整个往复运动过程均匀错开，各唧筒(20)出口(21)均连接主喷射管路(30)的前端(32)。

9.根据权利要求6至8中任一项所述唧筒驱动式船舶，其特征在于：所述主喷射管路(30)的末端(31)为至少两个，各末端(31)分别设有单向阀(40)；所述主喷射管路(30)各末端(31)均设有方向控制阀门(60)，该方向控制阀门(60)的控制机构(61)设有船体(10)上；所述主喷射管路(30)末端(31)设有缩口的喷嘴(36)，该喷嘴(36)上设有可调控其角度和口径的喷嘴控制装置；所述方向控制阀门(60)为电控阀门或手动阀门，所述控制机构(61)为电控机构或手动控制机构。

10.根据权利要求6所述唧筒驱动式船舶，其特征在于：所述主喷射管路(30)设在船体(10)中的船帮(12)或者船底(11)；所述活动部(22)由人力或动力驱动装置(70)驱动。

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