CN103318393B - 运行器螺旋导压式驱动叶轮 - Google Patents
运行器螺旋导压式驱动叶轮 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103318393B CN103318393B CN201210078447.1A CN201210078447A CN103318393B CN 103318393 B CN103318393 B CN 103318393B CN 201210078447 A CN201210078447 A CN 201210078447A CN 103318393 B CN103318393 B CN 103318393B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- performer
- impeller
- vane
- front vane
- blade
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000153246 Anteros Species 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
本发明公开了一种运行器螺旋导压式驱动叶轮，包括运行器和前叶轮；在运行器前端锥体部外侧安装用于疏导外在介体因速度而产生的压强的前叶轮，前叶片安装于运行器前椎体外表的前叶轮上，前叶片在前叶轮的锥面上呈螺旋布置，前叶片的前端偏向旋转方向，前叶片表面为凹槽形，凹槽方向朝向前叶轮的旋转方向，前叶片的内外侧边缘的连线垂直于运行器的轴心，前叶片的形状呈麻花状扭曲；本发明能改变现下运行器在快速行驶时产生的逆向压差，改变前进阻力随速度的平方而增加这一状况，疏导运行器前端应增加行驶速度时产生外在介体的舜时压强，并利用疏导作用而获得前行推力，满足当前运行器在行驶速度上限上提高的要求。
Description
技术领域
本发明属于水下(如潜艇等)和空气中(如飞机等)运行器的行驶驱动领域，特别是一种运行器螺旋导压式驱动叶轮。
背景技术
目前，常用的水下运行器的驱动是在运行器的后端运用螺旋浆进行驱动，这一驱动方法是利用螺旋浆叶片的斜面着力叶片后的外在介体产生压强推送运行器前进，这样，随着行驶速度的增加，运行体前端的水(液)外在介体的舜时压强会不断增强，运行器后端的负压强也同时增强，其运行只能在前、后两端的逆向压差中进行，反作用力越来越大，前进阻力和行驶难度不断增加，行驶相同的距离所耗的能量会因为速度的增加而增加，前进阻力与速度的平方成正比，运行器行驶时很容易遭受到速度的上限。
目前，常用的空气中运行器推进也是在后端或两侧，虽然冲压式推进能得到强大的推进压强，但随着速度而增加的前端外在介体的舜时压强终究没法克服，在超音速行驶时极其耗能并产生强大的阻力激波，阻碍高速行驶。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改变现下运行器在快速行驶时产生的逆向压差，改变前进阻力随速度的平方而增加这一状况，疏导运行器前端应增加行驶速度时产生外在介体的舜时压强，并利用疏导作用而获得前行推力，使行驶阻力改变为只随速度增加而增加，行驶相同距离的耗能不随速度的增加而增加，满足当前运行器在行驶速度上限上提高的要求的运行器螺旋导压式驱动叶轮。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种运行器螺旋导压式驱动叶轮，包括运行器和前叶轮；在运行器前端锥体部外侧安装用于疏导外在介体因速度而产生的压强的前叶轮，前叶片安装于运行器前椎体外表的前叶轮上，前叶片在前叶轮的锥面上呈螺旋布置，前叶片的前端偏向旋转方向，前叶片表面为凹槽形，凹槽方向朝向前叶轮的旋转方向，前叶片的内外侧边缘的连线垂直于运行器的轴心，前叶片的形状呈麻花状扭曲。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
改变运行器行驶过程中产生的前后端外在介体的逆向压差，通过导压作用产生顺向压差，由于前后端不产生逆向压差，也就不需要用以克服这一高压差所产生的无为高耗能，前行的阻力只随速度的增加而增加(原有后端推进装置的前行阻力随速度的平方而增加)，行驶相同的距离几乎不会因为速度的增加而增加，它改变了能耗状况，并可及大地提高行驶速度的上限。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明安装前叶轮和后叶轮的结构的侧视图.
图2是本发明安装前叶轮和后叶轮的结构的前视图.
图3是本发明安装前叶轮和后叶轮的结构的后视图.
图4是本发明安装前叶轮和后叶轮以及能量反生装置的侧视图.
图5是本发明安装前叶轮和后叶轮以及能量反生装置的前视图.
图6是本发明的介体流向示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明一种运行器螺旋导压式驱动叶轮，包括运行器1和前叶轮2；在运行器1前端锥体部外侧安装用于疏导外在介体因速度而产生的压强的前叶轮2，前叶片4安装于运行器1前椎体外表的前叶轮2上，前叶片4在前叶轮2的锥面上呈螺旋布置，前叶片4的前端偏向旋转方向，前叶片4表面为凹槽形，凹槽方向朝向前叶轮2的旋转方向，前叶片4的内外侧边缘的连线垂直于运行器1的轴心，前叶片4的形状呈麻花状扭曲，前叶片4在前叶轮2轴向断面上的布置角度为60度～120度。
运行器1后端的锥体上安装用于使外在介体向心作用而填补运行器行去后的负压空间的后叶轮3，后叶片5安装在运行器1后锥体外表的后叶轮3上，后叶片5在后叶轮3的锥面上呈螺旋布置，后叶片5的前端偏向旋转方向，后叶片5向旋转方向弯曲，后叶片5在后叶轮3轴向断面上的布置角度为15度～30度。
在前叶轮2上安装能量反生装置6，能量反生装置6为与前叶片4相同的叶片，长度小于前叶片4，安装在前叶片4的前端，凹槽方向与前叶片4相反，能量反生装置6的作用扭矩超前于前叶轮2的转速。
本发明疏导运行器1前端外在介体的舜时压强，把运行器1前端的介体引向运行器1外侧和后端，改变运行器1前后外在介体的逆向压差状况，在运行器1前端安装一个螺旋导压式驱动叶轮，在运行器1后端安装一个螺旋导压式向心驱动叶轮。
其一是：把运行器1前端设计为锥形，锥体外侧的叶轮采用螺旋式叶轮(形状如同麻花钻的凹槽，叶片按锥形可改变为前宽后窄)，叶片附于锥体叶轮外侧，叶片在运行器1前后轴向上的角度是前端偏向顺转方向，当叶轮顺转时，前端的水流(或空气)介体就沿叶片凹槽沿锥面角度向运行器1的外侧并向后主动滑流疏导，利用叶片对后滑介体的方向性压强作用而着力，促使运行器1前行，这样，运行器1前端的外在介体就不会产生舜时压强堆积，但叶片敷在锥面上的角度外倾使被疏导的介体受叶片的着力方向不是正后方，这会产生一些无效耗能，再把叶片的后端在运行器1外侧处拐角转向正后方，拐角产生的阻力压强能对叶片产生前行推力的增加。这一方法其实就是参考麻花钻的钻槽，麻花钻是把材料进行切割后(液气体不需要切割)把废料通过凹槽导引(疏导)出来而进行推进的，不产生前端压强，不需要依靠强大的压强力把钻头前端的废料推挤出外侧。
其二是：运行器1后端也设计为锥形(凹弧形锥体)，在锥形外侧再加装一个向心叶轮，叶片在运行器1前后轴向上的角度是前端偏向顺转方向，以得到顺转时的前滑势能，叶片在轴心内外方向上的角度是叶片外端偏向顺转方向以得到外在介体的向心压强，这样，运行前进时留有的负压空间可得到主动补充，向心“水流(空气)”介体就冲击后端锥面，增加后端的顺向压强，促进运行器1前行。
为了防止运行器1自身滚动(自体滚动的不便和摩擦阻力耗能很大)，可以把前后轮的转向对称，并加装鳍(阻止旋转及平衡作用)和导向舵。
在水下行驶时由于前进驱动所需耗能小于介体疏导至外侧的耗能，可利用能量反生装置给予运行器1人为阻力(前后叶轮都可以装)，即在叶轮的外侧在远离叶轮轴心处安装阻力片，这样可以以较小的阻力获得较大的动力势能。反之，在空气中运行时可增大叶片面积以得到叶片着力的空气量。
结合附图，本发明运行器螺旋导压式驱动叶轮是安装在运行器前端和后端两部分，运行器1可按要求任选前端一种或前后端两种同时使用。运行器1在使用这一叶轮时，其前端、后端必须设计为锥体形状，螺旋导压式驱动叶轮是安装在运行器前后端的锥形体上，其前叶轮2主要作用是把运行器1前端的外在介体(液或气)导向运行器1的外侧和后端，其后叶轮3主要是把运行器1外侧的介体(液或气)迫使向心，在后端锥面上以及后叶片上产生一个向心集中压强驱动运行器1前行。
如图1至图3运行器1前端设计为锥形，前叶轮采用螺旋导压叶轮，前叶片4如同麻花钻的钻槽，叶片可前宽后窄，装置于叶轮锥体上，叶片在运行器前后轴向上的角度是叶片前端偏向旋转方向，当叶轮顺时针旋转，前端外在介体(液或气)随螺旋凹槽沿锥面角向运行器1外侧和后侧滑移，产生离心后滑势，离心后滑的介体(液或气)与叶轮凹面间由于受叶片的作用力产生方向压强，叶片着力于介体而促使运行器前进，这样运行器1前端的外在介体被主动疏导至运动器1的外侧并向后释放压力，运行器1前端就不产生舜时压强。
在空气中的飞行器，尤其是超音速飞行器，前端加装螺旋导压叶轮，飞行器前端的舜时压强得到疏导，疏导过程同样能得到进行推力，因压强的疏导可破除超音速产生的激波阻力。若要在空气升空行驶，应增大叶片的表面积以得到空气量的着力。
如图4至图5运行器1后端设计为弧凹形锥体，后叶轮3采用螺旋导压式向心驱动叶轮，后叶片5外端倒向旋转方向，在旋转时以促使外侧介体向心，叶片在运行器前后轴向上的角度是叶片前端偏向旋转方向，后叶轮采用反时针方向旋转，可以平衡自转，当叶轮旋转时，外在介体(液或气)向心并向后释放压力，这样既能填补运行体行去后的真空负压，又能利用向心的介体(液或气)产生的压强向后释放压力，作用运行器1的后锥面和叶片面，促进运行器1前行，使运行器1在顺向压差下行驶。
在螺旋导压式驱动叶轮的前端加装一个能量反生装置6，可获得阻力对疏导作用提供反制力，同时可获得能量补给；当运行器前进时，能量反生装置6的叶片上产生阻力，根据叶片的方向产生旋转作用，要求旋转作用的扭矩超前于前叶轮2的转速。
这一技术发明可优先考虑对水中航行器的行驶改进，因为在密度较高的液体中行驶，很容易遭受速度上限。也可以在此基础上设计在水下承载的水面上载物平台(如船、艇和航母等)的改进性运行器。
Claims (5)
1.一种运行器螺旋导压式驱动叶轮，其特征在于，包括运行器[1]和前叶轮[2]；在运行器[1]前端锥体部外侧安装用于疏导外在介体因速度而产生的压强的前叶轮[2]，前叶片[4]安装于运行器[1]前锥体外表的前叶轮[2]上，前叶片[4]在前叶轮[2]的锥面上呈螺旋布置，前叶片[4]的前端偏向旋转方向，前叶片[4]表面为凹槽形，凹槽方向朝向前叶轮[2]的旋转方向，前叶片[4]的内外侧边缘的连线垂直于运行器[1]的轴心，前叶片[4]的形状呈麻花状扭曲；运行器[1]后端的锥体上安装用于使外在介体向心作用而填补运行器行去后的负压空间的后叶轮[3]，后叶片[5]安装在运行器[1]后锥体外表的后叶轮[3]上，后叶片[5]在后叶轮[3]的锥面上呈螺旋布置，后叶片[5]的前端偏向旋转方向，后叶片[5]向旋转方向弯曲。
2.根据权利要求1所述的一种运行器螺旋导压式驱动叶轮，其特征在于，在前叶轮[2]上安装能量反生装置[6]，能量反生装置[6]为与前叶片[4]相同的叶片，长度小于前叶片[4]，安装在前叶片[4]的前端，凹槽方向与前叶片[4]相反，能量反生装置[6]的作用扭矩超前于前叶轮[2]的转速。
3.根据权利要求1或2所述的一种运行器螺旋导压式驱动叶轮，其特征在于，前叶片[4]在前叶轮[2]轴向断面上的布置角度为60度～120度。
4.根据权利要求1或2所述的一种运行器螺旋导压式驱动叶轮，其特征在于，后叶片[5]在后叶轮[3]轴向断面上的布置角度为15度～30度。
5.根据权利要求3所述的一种运行器螺旋导压式驱动叶轮，其特征在于，后叶片[5]在后叶轮[3]轴向断面上的布置角度为15度～30度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210078447.1A CN103318393B (zh) | 2012-03-23 | 2012-03-23 | 运行器螺旋导压式驱动叶轮 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210078447.1A CN103318393B (zh) | 2012-03-23 | 2012-03-23 | 运行器螺旋导压式驱动叶轮 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103318393A CN103318393A (zh) | 2013-09-25 |
| CN103318393B true CN103318393B (zh) | 2016-03-30 |
Family
ID=49187513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210078447.1A Expired - Fee Related CN103318393B (zh) | 2012-03-23 | 2012-03-23 | 运行器螺旋导压式驱动叶轮 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103318393B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105480408B (zh) * | 2016-01-19 | 2018-05-25 | 邱俊 | 空气动力装置 |
| CN107355638A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-11-17 | 无锡康柏斯机械科技有限公司 | 一种多驱动式管道机器人载体结构 |
| CN107856843B (zh) | 2017-11-16 | 2020-02-07 | 唐良伦 | 一种飞行器叶轮及飞行器 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3041992A (en) * | 1960-05-10 | 1962-07-03 | United Aircraft Corp | Low drag submarine |
| DE2841089A1 (de) * | 1978-09-21 | 1980-04-03 | Luigi Colani | Zur umwandlung der dreharbeit in schubarbeit dienende schraube |
| CN2283612Y (zh) * | 1993-07-29 | 1998-06-10 | 宁建锦 | 安装在船首的转子式节能装置 |
| CN2421246Y (zh) * | 2000-04-07 | 2001-02-28 | 崔孟雷 | 钻锥式螺旋桨 |
| CN2910793Y (zh) * | 2006-04-24 | 2007-06-13 | 陈文坚 | 船舶圆柱形螺旋叶片推进器 |
-
2012
- 2012-03-23 CN CN201210078447.1A patent/CN103318393B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3041992A (en) * | 1960-05-10 | 1962-07-03 | United Aircraft Corp | Low drag submarine |
| DE2841089A1 (de) * | 1978-09-21 | 1980-04-03 | Luigi Colani | Zur umwandlung der dreharbeit in schubarbeit dienende schraube |
| CN2283612Y (zh) * | 1993-07-29 | 1998-06-10 | 宁建锦 | 安装在船首的转子式节能装置 |
| CN2421246Y (zh) * | 2000-04-07 | 2001-02-28 | 崔孟雷 | 钻锥式螺旋桨 |
| CN2910793Y (zh) * | 2006-04-24 | 2007-06-13 | 陈文坚 | 船舶圆柱形螺旋叶片推进器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103318393A (zh) | 2013-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104973266B (zh) | 基于吻切锥理论的滑翔-巡航两级乘波体设计方法 | |
| CN103318393B (zh) | 运行器螺旋导压式驱动叶轮 | |
| CN103786853A (zh) | 水下航行体的扭矩自平衡组合推进器 | |
| CN105947197B (zh) | 一种具有双整流断阶结构的水陆两栖飞机 | |
| CN204297058U (zh) | 一种高升力翼飞机 | |
| CN106081029B (zh) | 正反向等推力导管推进器 | |
| CN106915425A (zh) | 一种纵向滚筒式船舶辅推装置 | |
| CN204297056U (zh) | 一种高升力机翼 | |
| CN103395489B (zh) | 仿鱼形襟翼式船舵装置 | |
| CN204801442U (zh) | 一种基于车轮获得前进动力的水陆两用汽车 | |
| CN104443356B (zh) | 一种带半转机构升力翼 | |
| CN203372384U (zh) | 船舶气动推进系统 | |
| CN103085956A (zh) | 前驱流体助力船 | |
| CN104773043A (zh) | 一种矢量喷水推进式水陆两用装置及其工作方法 | |
| CN105034727A (zh) | 一种离心泵式喷水推进水陆两用装置及其工作方法 | |
| CN109178190A (zh) | 一种具有多层水翼构造的水翼艇 | |
| CN204279408U (zh) | 一种气垫船风斗倒车系统 | |
| CN101565048A (zh) | 仿生式火车 | |
| CN204774445U (zh) | 一种离心泵式喷水推进水陆两用装置 | |
| CN204674321U (zh) | 轻型垂直起降飞行汽车 | |
| CN207292168U (zh) | 一种车辆 | |
| CN111216813A (zh) | 赛车尾翼及赛车 | |
| CN204078051U (zh) | 一种船体逆水动能稳定转换器 | |
| RU162707U1 (ru) | Плавающая машина | |
| CN204567178U (zh) | 一种矢量喷水推进式水陆两用装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160330 |