CN108639296A - 一种船体贯通船用喷水推进器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种船体贯通船用喷水推进器，包括氨气罐、锅炉、燃烧室、喷油泵、油箱、进水管、喷水管和单向阀；所述氨气罐通过第一单向阀与锅炉相通，所述燃烧室设置在锅炉的下面，所述油箱通过喷油泵与燃烧室相通，进水管、第二单向阀、锅炉、第三单向阀、喷水管依次连接。本发明不需要叶轮，也不需要喷水泵，水流平稳，噪音低，效率较高，本发明船用喷水推进器的装置中，主要设备有蒸汽锅炉，喷油泵，氨气罐等组成，其他均是管路、电磁阀等，设备简单，重量轻，造价较低；本发明船用喷水推进器机械结构简单，没有复杂的传动机构，维修起来较为方便，且故障率较低。

Description

一种船体贯通船用喷水推进器

技术领域

本发明涉及一种喷水推进器，尤其涉及一种船用喷水推进器。

背景技术

船舶推进器应用最广的是螺旋桨推进，螺旋桨工作时结构噪声较大，局部振动较为剧烈，而且螺旋桨旋转产生涡流，这部分能量是不能被利用的，这就造成了螺旋管工作效率较低。近年来，以喷水泵为中心的喷水推进装置，在一些高性能船舶上得到了应用，其较于螺旋桨推进工作振动小、水中噪音较小，抗空泡性能较好，吃水浅，传动机构简单等。

但是，以喷水泵为中心的推进装置也存在不足。

第一，喷水管道非常容易吸进各种杂物，缠绕在叶轴上，导致管道堵塞，叶轮转动不畅，推进效率降低。

第二，推进泵叶轮的拆换比螺旋桨复杂，维修困难。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种不需要叶轮，也不需要喷水泵，具有水流平稳、噪音低、效率高的船体贯通船用喷水推进器。

本发明的目的是这样实现的：

一种船体贯通船用喷水推进器，包括氨气罐、锅炉、燃烧室、喷油泵、油箱、进水管、喷水管和单向阀；所述氨气罐通过第一单向阀与锅炉相通，所述燃烧室设置在锅炉的下面，所述油箱通过喷油泵与燃烧室相通，进水管、第二单向阀、锅炉、第三单向阀、喷水管依次连接。

本发明还包括这样一些特征：

1.所述进水管固定在船首板上，所述喷水管固定在船尾板上，所述燃烧室固定在船底板上，所述氨气罐固定在甲板上；

2.所述锅炉与燃烧室之间设置有传热的钢质板材；

3.所述单向阀为电磁阀；

4.所述燃烧室还设置有烟道和空气泵。

本发明提出了一种贯穿船体的喷水推进器，利用氨气易溶于水和加热易挥发的特性，应用于喷水推进装置中，实现吸水喷水的周期运动，船舶受到流体的反作用力而向前运动，本发明避免了流体旋转所引起的能量损失，大大提高了推进效率。

本发明的船体贯穿船用喷水推进器由船体、氨气罐、第一单向阀、锅炉、喷油泵、油箱、喷水管、第三单向阀、第二单向阀、进水管、输油管、燃烧室、船底板、船尾板、船首板、甲板构成。此推进装置依靠船底板固劳在船尾部，燃烧室固定安装在船底板上，锅炉与燃烧室相连，中间有可传热的钢制板材隔开，喷水管与锅炉相连通，喷水管固定安装在船尾板上，第三单向阀安装于喷水管之中，进水管与锅炉相连通，进水管固定安装于船首板上，第二单向阀安装于进水管之中，油箱与喷油泵相连，喷油泵与燃烧室相连通，油箱与喷油泵固定安装于船舶内部，氨气罐通过第一单向阀与锅炉相连通，氨气罐固定安装在甲板上，整个装置位于船体内。

本发明的船体贯通喷水推进器由进/喷水管、蒸汽锅炉、氨气装置、输油装置、基座五部分组成。其中进/喷水管的结构包括喷水管、第三单向阀、第二单向阀、进水管，与锅炉相连；蒸汽锅炉的结构包括锅炉和燃烧室；氨气装置由氨气罐、第一单向阀组成，与锅炉相连；输油装置的各个结构包括喷油泵、油箱、输油管，与燃烧室相连；基座包括船体、船底板、船尾板、船首板、甲板。

本发明提出的喷水推进器，基本工作过程是：

锅炉中预留一部分水，氨气从氨气罐通过第一单向阀被泵入锅炉中，在常温下，氨气极易溶于水，导致锅炉内压力降低。

于是水从进水管涌入，由于第二单向阀的存在，水只能单向流动，水进入锅炉内平衡了内外的气压差。此时燃烧室内燃料开始燃烧，输油装置不断向燃烧室输入燃料，产生的热量传递到上层的锅炉内。

于是在高温下，溶于水的氨气的挥发性增强，且锅炉内蒸汽开始增多，导致锅炉内压力增大，水通过第三单向阀向后喷出，船体受到反作用力向前行驶。

由于存在管道底部高于锅炉内底，锅炉内的水还会剩余一部分，此时停止燃料的供应，待冷却至一定程度，再泵入氨气。由此可以实现吸水、喷水的循环，船舶就可以不断前进。

蒸汽锅炉是本发明的核心设备，在蒸汽锅炉中，实现了氨气和水的物化反应，并能将燃料的化学能转化为水的压能和动能。蒸汽锅炉由上部的锅炉和下部的燃烧室组成，外连着水管、油管和气管，此外还有烟道和空气泵入装置位于蒸汽锅炉另一侧，这两个结构与燃烧室相接。此外与之相连的单向阀为电磁阀，不同的工作时段会受到通断控制调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明的船用喷水推进器利用了氨气和水的相互作用，即氨气在常温下易溶于水，在高温下易挥发。使锅炉腔内相继产生负压和正压，负压吸水，正压产生高速射流。这种工作原理不需要叶轮，也不需要喷水泵，水流平稳，噪音低，效率较高。

2)本发明船用喷水推进器的装置中，主要设备有蒸汽锅炉，喷油泵，氨气罐等组成，其他均是管路、电磁阀等，设备简单，重量轻，造价较低。

3)本发明船用喷水推进器机械结构简单，没有复杂的传动机构，维修起来较为方便，且故障率较低。

附图说明

图1是船用喷水推进器左视图；

图2是船用喷水推进器蒸汽锅炉左剖视图；

图3是船用喷水推进器输油装置剖面图；

图4是船用喷水推进器中气相液相流体的流动示意图；

图5是船用喷水推进器吸水之前的状态；

图6是船用喷水推进器吸水之后的状态。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种船体贯通船用喷水推进器，包括氨气罐2、锅炉4、燃烧室12、喷油泵5、油箱6、进水管10、喷水管7和单向阀；所述氨气罐2通过第一单向阀3与锅炉4相通，所述燃烧室12设置在锅炉4的下面，所述油箱6通过喷油泵5与燃烧室12相通，进水管10、第二单向阀9、锅炉4、第三单向阀8、喷水管7依次连接。所述进水管10固定在船首板15上，所述喷水管7固定在船尾板14上，所述燃烧室12固定在船底板13上，所述氨气罐2固定在甲板16上；所述锅炉4与燃烧室12之间设置有传热的钢质板材；所述单向阀为电磁阀；所述燃烧室12还设置有烟道和空气泵。

图1给出了本发明船用喷水推进器的工作原理示意图。

本喷水推进器工作过程由以下几个步骤组成(1)泵入氨气：氨气从氨气罐2中通过第一单向阀3输入到锅炉4中，氨气迅速溶于水造成锅炉产生负压(2)吸水过程：水从进水管10中通过第二单向阀9流入锅炉4中，第二单向阀10关闭，随后燃烧室中燃料开始燃烧，油箱6中的燃料经过喷油泵5再通过输油管11进入到燃烧室中(3)喷水过程：锅炉4中溶于水的氨气经过加热产生挥发，并且产生了大量蒸汽，锅炉中产生正压，水经过第三单向阀8从喷水管7高速喷出，船体受到反作用力向前行驶(4)冷却过程：锅炉4中的液面低于喷水管7时，同时喷油泵5停止工作，待蒸汽锅炉4冷却到一定程度，再次泵入氨气，实现循环工作。应用了氨气和水的物化反应以及蒸汽锅炉的加热和冷却达到吸水和喷水的目的。应用对电磁单向阀的调节实现了气相和液相流体的单向流动，从而实现推进器的吸水喷水。利用氨气常温易溶于水、溶于水中高温易挥发的特性加速了船用喷水推进器吸喷水的过程。船体贯通的设计使得船体内外流体的流向保持一致，加速了吸水进程。

图2给出了船舶尾部的装置的组成图。

本发明的船体贯通船用喷水推进器的船尾部主要由氨气罐，锅炉4，燃烧室12、喷水管组成7，此外辅助设备还包括液体阀、空气阀、烟道、空气管、火花塞、储水箱，蒸汽阀，空气泵等。

图3给出了输油装置的剖面图。

输油装置包括喷油泵5、油箱6、输油管11。在喷油泵5中，偏心轮带动活塞下行时，下容腔容积变小，进油阀关闭而出油阀打开，将油泵至上容腔；当偏心轮离开推杆，活塞由于弹簧的回拉作用上行，出油阀关闭而进油阀打开，上油腔容积变小将油泵至输油管中，下油腔由于容积变大产生负压，燃油从油箱中进入下油腔中，然后偏心轮带动活塞再次下行重复以上过程。

图4给出了推进器内部气相液相流体的流动示意图。

在本发明中气体和液体均为单向流动，这是由于第一单向阀3、第三单向阀8、第一单向阀9的作用，气体和液体都会经过蒸汽锅炉进行物化反应，最终将化学能转化为水的压能和动能，最终作用于船体。

图5给出了推进器吸水之前的状态图。

在此时的状态下，锅炉4中仅有少量的水，向蒸炉4中泵入氨气，在常温下，氨气以700：1的比例溶于水，迅速造成锅炉内产生负压，水被吸入。

图6给出了推进器吸水之后的状态图。

在此时的状态下，锅炉内已大部分充满水，第一单向阀3已关闭，燃烧室12中即将点燃燃料。

综上所述：一种船体贯通船用喷水推进器。它是对传统意义上船用推进器的创新，主要由船体1、氨气罐2、第一单向阀3、锅炉4、喷油泵5、油箱6、喷水管7、第三单向阀8、第二单向阀9、进水管10、输油管11、燃烧室12、船底板13、船尾板14、船首板15、甲板16构成。将其安装在船尾部，利用了氨气常温下易溶于水和溶于水中高温下易挥发的特性，在蒸汽锅炉中产生物化反应，炉内的负压与正压的反复出现，使得船舶吸水喷水的过程得以持续，喷水过程令船舶获得了行驶的动力。他将主机与推进器合为一体，没有复杂的机械结构，传动机构较为简单易于维修，而且此船用喷水推进器不需要叶轮，也不需要喷水泵，具有水流平稳、噪音低、效率高的特点。

Claims (9)

1.一种船体贯通船用喷水推进器，其特征是：包括氨气罐、锅炉、燃烧室、喷油泵、油箱、进水管、喷水管和单向阀；所述氨气罐通过第一单向阀与锅炉相通，所述燃烧室设置在锅炉的下面，所述油箱通过喷油泵与燃烧室相通，进水管、第二单向阀、锅炉、第三单向阀、喷水管依次连接。

2.根据权利要求1所述的船体贯通船用喷水推进器，其特征是：所述进水管固定在船首板上，所述喷水管固定在船尾板上，所述燃烧室固定在船底板上，所述氨气罐固定在甲板上。

3.根据权利要求1或2所述的船体贯通船用喷水推进器，其特征是：所述锅炉与燃烧室之间设置有传热的钢质板材。

4.根据权利要求1或2所述的船体贯通船用喷水推进器，其特征是：所述单向阀为电磁阀。

5.根据权利要求3所述的船体贯通船用喷水推进器，其特征是：所述单向阀为电磁阀。

6.根据权利要求1或2所述的船体贯通船用喷水推进器，其特征是：所述燃烧室还设置有烟道和空气泵。

7.根据权利要求3所述的船体贯通船用喷水推进器，其特征是：所述燃烧室还设置有烟道和空气泵。

8.根据权利要求4所述的船体贯通船用喷水推进器，其特征是：所述燃烧室还设置有烟道和空气泵。

9.根据权利要求5所述的船体贯通船用喷水推进器，其特征是：所述燃烧室还设置有烟道和空气泵。