CN109927871A - 喷水式舰船发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷水式舰船发动机，在船舶或者舰艇1的底部或者底部两侧面按船体的长度安装一个环型水流推进器，环型水流推进器由左通道臂8和右通道臂20，前通道7、后通道10构成环型体，在后通道10中心部位的轴向，向船体行驶的反方向引出T型和环型体直径相同的喷水管30，喷水管径防水密封后通向船体尾部3，为推力喷口5相当于一个涡扇发动机的喷气口。本发明提供的喷水式舰船发动机，该技术解决了目前船舶舰艇沿用的螺旋桨推进器效率低、噪音大、速度低的问题。

Description

喷水式舰船发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机，尤其涉及一种喷水式舰船发动机。

背景技术

现在的船舶舰艇及所有的水上水下的行驶动力源几乎全部是螺旋桨 推进器，螺旋桨是造船行业必备的重要部件，螺旋桨直接影响行驶速度因 为螺旋桨为船提供前进的动力。为了使船能够保持一定的速度在水面或者 水中克服水的阻力前进，螺旋桨给船一个前进的动力。这个前进的动力是 通过螺旋桨的与水的角度旋转而产生的推力。在普通船舶舰艇上面在流体 力学原理上，等同于飞机螺旋桨，飞机的螺旋桨因为效率低、速度慢而被涡扇发动机代替，而船舶以至于舰艇依然沿用螺旋桨。

船舰推进器都采用螺旋桨型推进，这是最原始的推进方式，这种方式 存在着效率低，噪音大制造工艺复杂特别是大型螺旋桨一般包括轮毂、桨 叶、叶根、随边、叶稍和导边，超大型螺旋桨的制造涉及到铸造技术(防 止空泡产生)、机械加工技术等多项难点，特别是形状复杂、精度要求较 高的螺旋桨要用到高端的多轴联动机床设备。这些难以克服的缺点一直困 扰着船舰的推进速度和效率，特别是潜艇，噪音则是致命的难题，为了降 低噪音想尽了所有的方法却减小甚微。其原因就是一个：螺旋桨推进器。 高速旋转的螺旋桨与水流冲击即产生强大的音频振荡又损失了有效的动 能。船舰是要一个直线的轴向推力，可是螺旋桨推进器是由旋转转换为直 线运动，这样有旋转轴成为直线运动其缺点是显而易见的，产生噪音降低 效率是必然的。蜗旋阻力也是螺旋桨难以克服的重要环节。

螺旋桨的构造简单但是制造工艺复杂而且是一种高精度的高品质的 产品，螺旋桨的质量决定船舶、舰艇的一切，而且螺旋桨的直径要受到吃 水深度的限制。由于螺旋桨的质量很大，所以驱动功率也相当可观。从安 全角度上将单螺旋桨的船舶在急转弯的时候，由于螺旋桨的旋转扭力在加 上船舶的离心力很容易造成船舶侧翻事故。在行驶速度上螺旋桨推进器效 率很低所以舰船的速度一直不能达到应有的速度，潜艇的螺旋桨推进器发 出的噪音使得潜艇不能隐身，直接影响国家的安全。

发明内容

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种喷水式舰 船发动机，目的是将螺旋桨的旋转推力改为直线推力，将旋转动力改为直 线动力，以水为动力介质，改造传统旋转电机为直线电机，以大口径的管 腔为水流通道，管壁为定子，以密封防水的转子为水流通道的活塞推出去 的水流的反作用力是船体前进的推力一部分，被活塞吸进来的水流的反作 用力又被用做船体的前进推力，通过管路水流阀门控制，使直线运动的电机无论是正向、反向都产生推力和吸力，直线电机没有变速装置简化了旋 转到直线的多余功耗，提高了航行速度，消除了电机旋转噪音和螺旋桨于 水流产生的蜗旋噪音，其中，具体技术为：

在船舶或者舰艇1的底部或者底部两侧面按船体的长度安装一个环型 水流推进器，环型水流推进器由左通道臂8和右通道臂20，前通道7、后 通道10构成环型体，在后通道10中心部位的轴向，向船体行驶的反方向 引出T型和环型体直径相同的喷水管30，喷水管径防水密封后通向船体尾 部3，为推力喷口5相当于一个涡扇发动机的喷气口；

在环型体靠近后通道部位以相同口径T型联通左通道臂8和右通道臂20构成水流切换通道11，在水流切换通道的中心部位以T型构造相同口 径向船体头部2，设置进水通道4，进水通道4的进水口6在船头部吃水 线下船头的中心位置，伸出船体外，伸出部位与船体内密封，相当于涡扇 发动机的进气口；在水流切换通道11的T口13位置和后通道10的T型口位置12设置相互联动的水流切换阀门14和15,16、17是水流切换阀门 15的两个切换位置，18、19是水流切换阀门14的两个切换位置；在环型 体的其中一个通道臂上，这里以右通道臂为例，将该通道臂设计为管状的 直线磁悬浮电机；31非金属管体，同内径与环型体水流推进器的右臂结合 为右通道臂20，在该臂的船头方向设置位置传感器23，在船尾方向设置 位置传感器22，直线电机的磁悬浮定子安装在非金属管体的内径，长度根 据船体设计，转子是防水设计，兼推水活塞。

上述的喷水式舰船发动机，其中：环型水流推进器的进水口6和推力 喷口5是在水中与水相通，所以环形水流推进器各个管臂保持容水状态， 设初始状态转子21在传感器22的位置，磁悬浮直线电机开始工作，转子 21向位置传感器23位置移动，环型水流推进器右臂的水向前通道7、左 通道臂8加压，同时水流切换阀门14切换到18位置；水流切换阀门15切换到17位置，水流经后通道的左侧进入喷水管30，由喷水口5喷出， 同时通过进水口6，进水管4通过水流切换阀门14进入水流切换通道的右 部分对右通道臂因相当于活塞的转子向前移动造成的负压进行补充。当转 子,21到达位置传感器23，立即反向，向位置传感器22方向移动，环型 水流推进器右臂的水向后通道10，推进形成船体前进的力，同时水流切换阀门14切换到19位置；水流切换阀门15切换到16位置，水流经后通道 的右侧进入喷水管30，由喷水口5喷出，同时通过进水口6，进水管4通 过水流切换阀门14进入水流切换通道的左部分经左通道臂和前通道臂对 右通道臂因相当于活塞的转子向后移动造成的负压进行补充，完成一个循 环过程。

上述的喷水式舰船发动机，其中：在船体后设置喷水管径防水密封后 通向船体尾外部，为推力喷口5相当于一个涡扇发动机的喷气口。在环型 体靠近后通道部位以相同口径设置T型水流切换通道11，在水流切换通道 的中心部位以T型构造相同口径向船体头部设置进水口6在船头部吃水线 下船头的中心位置，伸出船体外吃水线下，伸出部位与船体内密封，相当 于涡扇发动机的进气口。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：该技术解决了目前船舶舰 艇沿用的螺旋桨推进器效率低、噪音大、速度低的问题。减小了船体的吃 水深度解决了船体受吃水深度限制，由于改变了旋转推进的方式，杜绝了 因为轴向扭力造成的船体倾斜，提高了安全性能，特别是降低蜗旋噪音使 得潜艇更具有安全性。

附图说明

图1-4为喷水式舰船发动机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

本发明提供了一种喷水式舰船发动机，在船舶或者舰艇1的底部或者 底部两侧面按船体的长度安装一个环型水流推进器，环型水流推进器由左 通道臂8和右通道臂20，前通道7、后通道10构成环型体，在后通道10 中心部位的轴向，向船体行驶的反方向引出T型和环型体直径相同的喷水 管30，喷水管径防水密封后通向船体外尾部3，为推力喷口5相当于一个 涡扇发动机的喷气口。在环型体靠近后通道部位以相同口径T型联通左通 道臂8和右通道臂20构成水流切换通道11，在水流切换通道的中心部位 以T型构造相同口径向船体头部2，设置进水通道4，进水通道4的进水 口6在船头部吃水线下船头的中心位置，伸出船体外，伸出部位与船体内 密封，相当于涡扇发动机的进气口。在水流切换通道11的T口13位置和 后通道10的T型口位置12设置相互联动的水流切换阀门14和15,16、17 是水流切换阀门15的两个切换位置，18、19是水流切换阀门14的两个 切换位置。在环型体的其中一个通道臂上，这里以右通道臂为例，将该通 道臂设计为管状的直线磁悬浮电机(图2)图中：31非金属管体，同内径 与环型体水流推进器的右臂结合为右通道臂20，在该臂的船头方向设置位 置传感器23，在船尾方向设置位置传感器22，直线电机的磁悬浮定子24 安装在非金属管体的外径，长度根据船体设计，转子是防水设计，兼推水 活塞。

根据图1详细说明喷水式舰船发动机的工作原理：因为环型水流推进 器的进水口6和推力喷口5是在水中与水相通，所以环形水流推进器各个 管臂保持容水状态，设初始状态转子21在传感器22的位置，磁悬浮直线 电机开始工作，转子21向位置传感器23位置移动，环型水流推进器右臂 的水向前通道7、左通道臂8加压，同时水流切换阀门14切换到18位置； 水流切换阀门15切换到17位置，水流经后通道的左侧进入喷水管30，由 喷水口5喷出，同时通过进水口6，进水管4通过水流切换阀门14进入水 流切换通道的右部分对右通道臂因相当于活塞的转子向前移动造成的负 压进行补充。当转子活,21到达位置传感器23，立即反向，向位置传感器 22方向移动，环型水流推进器右臂的水向后通道10、推进形成船体前进 的力31，同时同时水流切换阀门14切换到19位置；水流切换阀门15切 换到16位置，水流经后通道的右侧进入喷水管30，由喷水口5喷出，同 时通过进水口6，进水管4通过水流切换阀门14进入水流切换通道的左部 分经左通道臂和前通道臂对右通道臂因相当于活塞的转子向后移动造成 的负压进行补充，完成一个循环过程。

在船体后设置喷水管径防水密封后通向船体尾部，为推力喷口5相当 于一个涡扇发动机的喷气口。在环型体靠近后通道部位以相同口径设置T 型水流切换通道11，在水流切换通道的中心部位以T型构造相同口径向船 体头部设置进水口6在船头部吃水线下船头的中心位置，伸出船体外，伸 出部位与船体内密封，相当于涡扇发动机的进气口。这里以右通道臂为例， 将该通道臂设计为管状的直线磁悬浮电机(图2)图中：31非金属管体， 同内径与环型体水流推进器的右臂结合为右通道臂20，在该臂的船头方向 设置位置传感器23，在船尾方向设置位置传感器22，直线电机的磁悬浮 定子安装在非金属管体的外径，长度根据船体设计，转子是防水设计，兼 推水活塞。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任 何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改 和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种喷水式舰船发动机，其特征在于：在船舶或者舰艇1的底部或者底部两侧面按船体的长度安装一个环型水流推进器，环型水流推进器由左通道臂8和右通道臂20，前通道7、后通道10构成环型体，在后通道10中心部位的轴向，向船体行驶的反方向引出T型和环型体直径相同的喷水管30，喷水管径防水密封后通向船体尾部3，为推力喷口5相当于一个涡扇发动机的喷气口；

在环型体靠近后通道部位以相同口径T型联通左通道臂8和右通道臂20构成水流切换通道11，在水流切换通道的中心部位以T型构造相同口径向船体头部2，设置进水通道4，进水通道4的进水口6在船头部吃水线下船头的中心位置，伸出船体外，伸出部位与船体内密封，相当于涡扇发动机的进气口；

在水流切换通道11的T口13位置和后通道10的T型口位置12设置相互联动的水流切换阀门14和15,16、17是水流切换阀门15的两个切换位置，18、19是水流切换阀门14的两个切换位置；在环型体的其中一个通道臂上，这里以右通道臂为例，将该通道臂设计为管状的直线磁悬浮电机；31非金属管体，同内径与环型体水流推进器的右臂结合为右通道臂20，在该臂的船头方向设置位置传感器23，在船尾方向设置位置传感器22，直线电机的磁悬浮定子安装在非金属管体的外径，长度根据船体设计，转子是防水设计，兼推水活塞。

2.如权利要求1所述的喷水式舰船发动机，其特征在于：环型水流推进器的进水口6和推力喷口5是在水中与水相通，所以环形水流推进器各个管臂保持容水状态，设初始状态转子21在传感器22的位置，磁悬浮直线电机开始工作，转子21向位置传感器23位置移动，环型水流推进器右臂的水向前通道7、左通道臂8加压，同时水流切换阀门14切换到18位置；水流切换阀门15切换到17位置，水流经后通道的左侧进入喷水管30，由喷水口5喷出，同时通过进水口6，进水管4通过水流切换阀门14进入水流切换通道的右部分对右通道臂因相当于活塞的转子向前移动造成的负压进行补充。当转子活,21到达位置传感器23，立即反向，向位置传感器22方向移动，环型水流推进器右臂的水向后通道10、推进形成船体前进的力31，同时同时水流切换阀门14切换到19位置；水流切换阀门15切换到16位置，水流经后通道的右侧进入喷水管30，由喷水口5喷出，同时通过进水口6，进水管4通过水流切换阀门14进入水流切换通道的左部分经左通道臂和前通道臂对右通道臂因相当于活塞的转子向后移动造成的负压进行补充，完成一个循环过程。

3.如权利要求2所述的喷水式舰船发动机，其特征在于：在船体后设置喷水管径防水密封后通向船体尾部，为推力喷口5相当于一个涡扇发动机的喷气口。在环型体靠近后通道部位以相同口径设置T型水流切换通道11，在水流切换通道的中心部位以T型构造相同口径向船体头部设置进水口6在船头部吃水线下船头的中心位置，伸出船体外，伸出部位与船体内密封，相当于涡扇发动机的进气口。