CN102267554A

CN102267554A - 船舶的喷水混流推进体

Info

Publication number: CN102267554A
Application number: CN2011101599524A
Authority: CN
Inventors: 孙志伟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-05-30
Filing date: 2011-05-29
Publication date: 2011-12-07

Abstract

本发明公开了船舶的喷水混流推进体，用于解决外挂式喷水混流推进系统的结构和功能的进一步优化，及其推进功率和推进效率的进一步提高问题，主要由导管和套管组成，导管伸入套管从而构成混流器，导管的出口部分是射流管，导管的进口部分是喇叭口，喇叭口的外缘与套管的外廓面对接，套管以射流管的喷水口为界分作两部分，套管的出口部分是混流管，混流管跟伴流道连通，伴流道的进水口是在套管的外廓面上。导管的喇叭口不仅能够减少喷水推进部分的水力损失，而且能够区隔和改善喷水推进部分与混流推进部分的进流流场，从而降低了兴波阻力并提高了推进效率。伴流道的弯道能够促使射流效应所产生的负压差转化成推进力，因而混流推进部分能够回收一部分喷射功率并转化成推进功率。

Description

船舶的喷水混流推进体

技术领域

本发明属于船舶推进技术领域，具体地说是一种用于进一步回收船舶的外挂式喷水推进系统的喷水能量，用以进一步改善船舶及其外挂式喷水推进系统的流场，用来进一步提高船舶的推进功率和推进效率的喷水混流推进体。

背景技术

船舶导流推进系统可以分为三种：一种是艏艉导流推进系统，包括艏艉导流管和推进泵等；一种是舯艉导流推进系统，或者说是内置式喷水推进系统；另一种是艉艉导流推进系统，这是外挂式喷水推进系统，如喷水推进组合体、泵喷推进器和导管桨等。

外挂式喷水推进系统与内置式喷水推进系统相比，虽然其在增推减阻上的综合效益要稍差一些，但是它具有结构简单和安装方便的优点，因而有利于船舶的模块化设计、建造和维修，从而降低了各种成本。这是外挂式喷水推进系统存在的必要性。

船舶导流推进系统的混流装置(专利申请200810174080.7)，或者说混流器，能够改善船舶及其推进系统的流场从而降低了船舶的兴波阻力，能够回收导流推进系统的一部分喷水能量从而提高了船舶的推进功率和推进效率。

外挂式喷水推进系统在加装混流器后，可称为外挂式喷水混流推进系统。

双体导管桨是外挂式喷水混流推进系统的一种具体应用。双体导管就是一个开缝导管。所说的开缝增举作用，实质上是射流泵的推进效应。双体导管的结构缺陷导致了其内部的射流(或者说混流)效应比较弱因而其混流推进效应也比较弱，不利于推进功率和推进效率的进一步提高。如果双体导管是两个错层导管，这实际上就是一种简单的混流器。这种混流器，结构过于简单，功能没能优化，因而不仅几乎没有推进效用，而且所产生的负压差在一定程度上还恶化了船舶的艉部流场以及导管桨的进流流场。

现有技术没有公开外挂式喷水混流推进系统进行结构优化和功能优化的技术方案，没有解决外挂式喷水混流推进系统的推进功率和推进效率的进一步提高问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，现有的外挂式喷水混流推进系统的结构和功能需要进一步优化，其推进功率和推进效率需要进一步提高。

为了解决在现有技术中存在的上述问题，本发明是采用下述技术方案来实现的：船舶的喷水混流推进体，主要由导管和套管组成，导管伸入套管从而构成混流器，导管的出口部分是射流管，导管的进口部分是喇叭口，喇叭口的外缘与套管的外廓面对接，套管以射流管的喷水口为界分作两部分，套管的出口部分是混流管，混流管跟伴流道连通，伴流道的进水口是在套管的外廓面上。

本发明还具有以下技术特征：

所述的套管，其进口部分是伴流管，导管的外壁面与伴流管共同构成伴流道，喇叭口的外缘与伴流管的前端共同构成伴流道的进水口。喇叭口的内外壁面能够减少水力损失，其外壁面能够产生推进力。

所述的喇叭口的内外壁面，它们之间是中空的或者是填充有低密度物质，如泡沫塑料。

所述的喇叭口，其外缘与套管的外壁面对接，在套管的外壁面上有伴流道的进水口。这样就能够促使进流不利干涉转变为进流有利干涉，而且能够使伴流道的弯道产生推进力。

所述的伴流道，是由伴流管独自构成的，伴流管具有弯管，导管穿过弯管。虽然这种伴流道的结构比较复杂，水力损失也稍大些，但是能够满足对伴流道的进水口进行定向布置的要求。弯管可以减少水力损失，其内壁面能够产生推进力。

所述的伴流道是由伴流管独自构成的，在伴流管的外侧，套管和导管之间是中空的或者是填充有低密度物质，如泡沫塑料。

所述的伴流道的进水口，有格栅。该格栅不仅有阻挡异物的作用，而且还有加强结构的作用。

所述的导管和套管，它们之间有相互连接的管支架。该支架有连接和固定作用

所述的导管，在喇叭口和射流管之间具有叶轮。导管和叶轮就组成了最简单的喷水推进器，如导管桨或泵喷推进器。

所述的导管，其内部有对叶轮及其驱动轴进行定位的轴支架。这样能够减少叶轮及其驱动轴的震动。

所述的喷水混流推进体，其外侧有体支架，用于喷水混流推进体与船体之间的连接、固定或定位。

所述的格栅或支架，其片体的横截面是流线型的。这样能够减少水力损失。

在上述技术方案中，外挂式喷水混流推进系统的结构和功能得到进一步优化，形成了有机统一的和大功高效的喷水混流推进体。

上述技术方案的有益效果是，导管的喇叭口不仅能够减少喷水推进部分的水力损失，而且能够区隔和改善喷水推进部分与混流推进部分的进流流场，从而促使进流不利干涉转变为进流有利干涉，因而降低了兴波阻力并提高了推进效率。伴流道的弯道能够促使射流效应所产生的负压差转化成推进力，因而混流推进部分能够回收一部分喷射功率并转化成推进功率。所以说，喷水混流推进体能够大大提高外挂式喷水混流推进系统的推进功率和推进效率。在相同的推进工况下，喷水混流推进体与单纯的外挂式喷水推进系统相比，其推进功率和推进效率可以提高一倍左右。

附图说明

图1是喷水混流推进体及其伴流道的环状进水口的纵剖图。

图2是喷水混流推进体及其伴流管的弯管的纵剖图。

图中符号代表的意义：1、导管，2、套管，3、射流管，3.1、喷水口4、喇叭口，5、混流管，6、伴流管，6.1弯管，7、伴流道，7.1、进水口及其格栅，8、体支架，9、管支架，10、轴支架，11、轴管，12、轴承及密封圈，13、驱动轴，14、叶轮，15、格栅或支架。

具体实施

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

实施例一

如图1所示，船舶的喷水混流推进体主要由导管1和套管2组成，导管1伸入套管2从而构成了混流器。导管1的出口部分是射流管3，导管1的进口部分是喇叭口4，喇叭口4的外缘与套管2的外廓面对接。套管2以射流管3的喷水口3.1为界分作两部分，其出口部分是混流管5，其进口部分是伴流管6。导管1的外壁面与伴流管6共同构成伴流道7，喇叭口4的外缘与伴流管6的前端之间是伴流道7的进水口及其格栅7.1。套管2的外壁面有体支架8，与船体连接和固定。套管2与导管1之间有管支架9进行连接和固定。在喇叭口内有轴支架10，用于轴管11的固定，轴管11通过轴承及密封圈12对驱动轴13进行定位，从而减少轴管11、驱动轴13以及叶轮14的震动。如果该推进体是用在鱼雷、潜艇或深潜器上，那么它可以没有体支架8，而代之以喇叭口4前方的格栅或支架15。

当叶轮10正向旋转时，喷水推进部分就有机械功率输入，从而有推进功率和喷射功率输出。一部分喷射功率通过混流推进部分得以回收并转化为推进功率。混流推进部分的工作原理是：喷水在混流管5里形成射流效应从而产生负压差，该负压差使在伴流道7里的伴流速度增大从而在喇叭口4的外壁面上产生了推进力。在船舶正车前进时，喷水推进部分的进流所产生的诱导速度及诱导压力对混流推进部分来说是一种有利干涉。混流推进部分能够变废为宝或者说化害为利。因此，喷水混流推进体的推进功率和推进效率能够大大提高。

当叶轮10反向旋转时，喷水推进部分也有功率输入，从而有倒车功率和喷射功率输出。这种喷水与船体相互作用，其中一部分喷射功率转化为负倒车功率，从而降低了船舶的倒车功率和倒车效率。在船舶倒车后退时，混流推进部分基本上不起作用。

实施例二

如图2所示，船舶的喷水混流推进体主要由导管1和套管2组成，导管1伸入套管2从而构成混流器。导管1的出口部分是射流管3，导管的进口部分是喇叭口4。喇叭口4的外缘与套管2的外壁面对接，在套管2的外壁面上有伴流道7的进水口及其格栅7.1。套管2以射流管3的喷水口3.1为界分作两部分，其出口部分是混流管5，混流管5与伴流道7相通。伴流道7是由伴流管6独自构成的，伴流管6具有弯管6.1，导管1穿过弯管6.1。套管2的外壁面有体支架8，与船体连接和固定。套管2与导管1之间有管支架9进行连接和固定。在喇叭口内有轴支架10，用于轴管11的固定，轴管11通过轴承及密封圈12对驱动轴13进行定位，从而减少轴管11、驱动轴13以及叶轮14的震动。

当叶轮10正向旋转时，喷水推进部分有功率输入，从而有推进功率和喷射功率输出。一部分喷射功率通过混流推进部分得以回收并转化为推进功率。混流推进部分的工作原理是：喷水在混流管5里形成射流效应从而产生负压差，该负压差使伴流道7里的伴流流速增大从而在伴流管6的弯管6.1里产生了推进力。在船舶正车前进时，喷水推进部分的进流所产生的诱导速度及诱导压力对混流推进部分来说是一种有利干涉。混流推进部分能够变废为宝或者化害为利。所以说，喷水混流推进体的推进功率和推进效率能够大大提高。

当叶轮10反向旋转时，喷水混流推进体的喷水推进部分有功率输入，从而有倒车功率和喷射功率输出。这种喷水与船体相互作用，其中一部分喷射功率就转化为负倒车功率，从而降低了船舶的倒车功率和倒车效率。在船舶倒车后退时，混流推进部分基本上不起作用。

Claims

1.船舶的喷水混流推进体，其特征是：主要由导管和套管组成，导管伸入套管从而构成混流器，导管的出口部分是射流管，导管的进口部分是喇叭口，喇叭口的外缘与套管的外廓面对接，套管以射流管的喷水口为界分作两部分，套管的出口部分是混流管，混流管跟伴流道连通，伴流道的进水口是在套管的外廓面上。

2.如权利要求1所述的船舶的喷水混流推进体，其特征是：套管的进口部分是伴流管，导管的外壁面与伴流管共同构成伴流道，喇叭口的外缘与伴流管的前端共同构成伴流道的进水口。

3.如权利要求2所述的船舶的喷水混流推进体，其特征是：喇叭口的内外壁面之间是中空的或者是填充有低密度物质，如泡沫塑料。

4.如权利要求1所述的船舶的喷水混流推进体，其特征是：喇叭口的外缘与套管的外壁面对接，在套管的外壁面上有伴流道的进水口。

5.如权利要求4所述的船舶的喷水混流推进体，其特征是：伴流道是由伴流管独自构成的，伴流管具有弯管，导管穿过弯管。

6.如权利要求1、2、3、4或5所述的船舶的喷水混流推进体，其特征是：伴流道的进水口有格栅。

7.如权利要求1、2、3、4或5所述的船舶的喷水混流推进体，其特征是：导管和套管之间有起连接和固定作用的管支架。

8.如权利要求1、2、3、4或5所述的船舶的喷水混流推进体，其特征是：在喇叭口和射流管之间具有叶轮，导管和叶轮就组成了最简单的喷水推进器。

9.如权利要求1、2、3、4或5所述的船舶的喷水混流推进体，其特征是：导管的内部有对叶轮及其驱动轴进行定位的轴支架。

10.如权利要求1、2、3、4或5所述的船舶的喷水混流推进体，其特征是：喷水混流推进体的外侧有体支架，它用于喷水混流推进体与船体之间的连接、固定或定位。