CN112121386A - 一种层流推进器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及游泳设备技术领域，公开了一种层流推进器，包括上壳体、下壳体和隔板，隔板将下壳体的内腔分隔成两个腔体，下壳体的左右两侧均设有第一入水口，下壳体的上侧设有第一出水口，上壳体的下侧设有与第一出水口连通的第二入水口，上壳体的前侧设有第二出水口，第一入水口处设有用于单向吸入水流的吸水组件，下壳体的内腔内设有多个能将从第一入水口进入的水流引向第一出水口的第一导流片，上壳体的内腔内设有多个能将从第二入水口进入的水流引向第二出水口的第二导流片。本发明具有能使水流形成层式流动，且工作效率高和推流效果好的优点。

Description

一种层流推进器

技术领域

本发明涉及游泳设备技术领域，特别是涉及一种层流推进器。

背景技术

无边际泳池，即通过水力推动装置控制水流方向，以形成定向的水流排向游泳者，在游泳者向前游动时，被水力推动装置的水流冲击向往后推动，使得游泳者不会向前移动，即游泳者通过逆流在泳池中游泳，以此来达到游泳运动的目的，与跑步机类似，因为水流的推动作用，游泳者游不到泳池的边，所以叫无边际泳池。无边际泳池由于具有灵活的建造方式及占用更小的空间，因此在小花园或庭院很受欢迎；现有的水力推动装置通常是通过叶片旋转吸入和排出，导致入水口和出水口处容易形成漩涡，安全性低，且水力推动装置通常是在泳池的底部吸水，在泳池的顶部排水，使得水力推动装置吸入水流的部分吸力与从排出的水流的部分推力抵消，导致水力推动装置排出的水流的推力不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种层流推进器，能使水流形成层式流动，且工作效率高和推流效果好。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种层流推进器，包括上壳体、下壳体和隔板，所述隔板将所述下壳体的内腔分隔成两个腔体，所述下壳体的左右两侧均设有第一入水口，所述下壳体的上侧设有第一出水口，所述上壳体的下侧设有与所述第一出水口连通的第二入水口，所述上壳体的前侧设有第二出水口，所述第一入水口处设有用于单向吸入水流的吸水组件，所述下壳体的内腔内设有多个能将从所述第一入水口进入的水流引向所述第一出水口的第一导流片，所述上壳体的内腔内设有多个能将从所述第二入水口进入的水流引向所述第二出水口的第二导流片。

作为本发明优选的方案，所述第一导流片为圆弧片，所述第一导流片的圆心角为90度，所述第一导流片的一端指向所述第一入水口，所述第一导流片的另一端指向所述第一出水口，多个所述第一导流片自下而上间隔均匀布置，且所述第一导流片与所述第一入水口的距离随所述第一导流片的高度增大而逐渐减小。

作为本发明优选的方案，所述第二导流片为圆弧片，所述第二导流片的圆心角为90度，所述第二导流片的一端指向所述第二入水口，所述第二导流片的另一端指向所述第二出水口，多个所述第二导流片自下而上间隔均匀布置，且所述第二导流片与所述第二出水口的距离随所述第一导流片的高度增大而逐渐增大。

作为本发明优选的方案，所述第一出水口的区域投影位于左右两侧的所述第一导流片的范围内。

作为本发明优选的方案，所述第一导流片靠近所述第一出水口的一端连接有第一隔片，所述第二导流片靠近所述第二出水口的一端连接有第二隔片。

作为本发明优选的方案，所述第一出水口和第二出水口处均设有可供水流流过的蜂窝板。

作为本发明优选的方案，所述吸水组件包括螺旋桨、定子叶片、转轴和驱动单元，所述定子叶片和所述驱动单元均设置在所述下壳体上，所述驱动单元的动力输出端和所述转轴连接，所述螺旋桨与所述转轴连接且位于所述下壳体内。

作为本发明优选的方案，两个所述吸水组件中的所述转轴为同一转轴，所述转轴的一端与所述驱动单元连接，所述转轴的另一端连接有导流柱。

作为本发明优选的方案，所述吸水组件还包括进水框架，所述进水框架上设有喇叭导流口，所述进水框架设有两个，两个所述进水框架的小径端分别设置在所述下壳体的左右两端。

作为本发明优选的方案，所述进水框架和所述定子叶片之间设有支撑板，所述支撑板固设在所述定子叶片上，所述支撑板上设有轴承孔，所述轴承孔通过轴承和所述转轴转动连接。

本发明实施例一种层流推进器与现有技术相比，其有益效果在于：

(1)吸水组件启动时，外部水流从左右两侧的第一入水口吸入至下壳体内，水流经过第一导流片换向流入上壳体内，再经过第二导流片换向从第二出水口排出，从而将水流从左右流动状态转至向前流动状态，当层流推进器用于泳池内时，泳池内的水流形成内循环，通过层流推进器将底部左右两侧的水流吸入内再将水流换向至顶部并向前排出，从而在有限的空间内让水流形成定向层式流动，水流流速输出平稳，能耗低，且增大了游泳者游泳时的阻力，使游泳者犹如在水流柔和的河流内游泳，体验感好；

(2)本发明通过第一导流片和第二导流片的设置，实现了水流流动方向的换向，还减少水流之间相互干扰；

(3)本发明通过多个导流片的设置，能将水流分离形成多层层流，避免水流由于冲击力过大而在导流片转角处形成湍流，从而分散水流的冲击，减少水流的能耗损失，提高了层流推进器的工作效率；

(4)本发明通过入水口和出水口的设置，将吸入的水流的区域和排出的水流的区域分离，避免由于吸入的水流的区域和排出的水流的区域相交而导致只有部分水流形成内循环，且能避免吸入的水流和排出的水流之间相互造成影响，提高排出的水流的速度，提高层流推进器的推流效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种层流推进器的结构示意图；

图2是吸水组件的结构示意图；

图3是第一导流片的结构示意图；

图4是第二导流片的结构示意图；

图中，1、上壳体；2、下壳体；3、隔板；4、吸水组件；41、螺旋桨；42、定子叶片；43、转轴；44、驱动单元；45、进水框架；46、支撑板；47、导流柱；5、第一导流片；6、第二导流片；7、第一隔片；8、第二隔片；9、蜂窝板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图4所示，本发明实施例优选实施例的一种层流推进器的优选实施例，其包括上壳体1、下壳体2和隔板3，所述隔板3将所述下壳体2的内腔分隔成两个腔体，所述下壳体2的左右两侧均设有第一入水口，所述下壳体2的上侧设有第一出水口，所述上壳体1的下侧设有与所述第一出水口连通的第二入水口，所述上壳体1的前侧设有第二出水口，所述第一入水口处设有用于单向吸入水流的吸水组件4，所述下壳体2的内腔内设有多个能将从所述第一入水口进入的水流引向所述第一出水口的第一导流片5，所述上壳体1的内腔内设有多个能将从所述第二入水口进入的水流引向所述第二出水口的第二导流片6。

由此，吸水组件4启动时，外部水流从左右两侧的第一入水口吸入至下壳体2内，水流经过第一导流片5换向流入上壳体1内，再经过第二导流片6换向从第二出水口排出，从而将水流从左右流动状态转至向前流动状态，当层流推进器用于泳池内时，泳池内的水流形成内循环，通过层流推进器将底部左右两侧的水流吸入内再将水流换向至顶部并向前排出，从而在有限的空间内让水流形成定向层式流动，水流流速输出平稳，能耗低，且增大了游泳者游泳时的阻力，使游泳者犹如在水流柔和的河流内游泳，体验感好。

其中，本发明通过第一导流片5和第二导流片6的设置，实现了水流流动方向的换向，还减少水流之间相互干扰；通过多个导流片的设置，能将水流分离形成多层层流，避免水流由于冲击力过大而在导流片转角处形成湍流，从而分散水流的冲击，减少水流的能耗损失，提高了层流推进器的工作效率；通过入水口和出水口的设置，将吸入的水流的区域和排出的水流的区域分离，避免由于吸入的水流的区域和排出的水流的区域相交而导致只有部分水流形成内循环，且能避免吸入的水流和排出的水流之间相互造成影响，提高排出的水流的速度，提高层流推进器的推流效果。

示例性的，所述第一导流片5为圆弧片，所述第一导流片5的圆心角为90度，所述第一导流片5的一端指向所述第一入水口，所述第一导流片5的另一端指向所述第一出水口，所述第一导流片5设有多个，多个所述第一导流片5自下而上间隔均匀布置，且所述第一导流片5与所述第一入水口的距离随所述第一导流片5的高度增大而逐渐减小；由此，使水流经过第一导流片5换向流入上壳体1内，从而将水流从左右流动状态转至向上流动状态，实现了水流第一次换向。

示例性的，所述第二导流片6为圆弧片，所述第二导流片6的圆心角为90度，所述第二导流片6的一端指向所述第二入水口，所述第二导流片6的另一端指向所述第二出水口，所述第二导流片6设有多个，多个所述第二导流片6自下而上间隔均匀布置，且所述第二导流片6与所述第二出水口的距离随所述第一导流片5的高度增大而逐渐增大；由此，使水流经过第二导流片6换向排出，从而将水流从向上流动状态转至向前流动状态，实现了水流第二次换向。

示例性的，所述第一出水口的区域投影位于左右两侧的所述第一导流片5的范围内；由此，使位于顶层的第一导流片5与第一出水口之间的水流流量适当，避免水流由于冲击力过大而在导流片转角处形成湍流，从而减少水流的能耗损失，提高了层流推进器的工作效率。

示例性的，所述第一导流片5靠近所述第一出水口的一端连接有第一隔片7，所述第二导流片6靠近所述第二出水口的一端连接有第二隔片8；由此，进一步减少导流片之间的水流相互干扰。

示例性的，所述第一出水口和第二出水口处均设有可供水流流过的蜂窝板9，具体的，所述蜂窝板9包括框架和具有若干蜂窝状的过水孔的蜂窝芯板，所述框架设置在所述蜂窝芯板的四周，蜂窝板9的过水孔朝向和水流流动方向相同；这样的设计，能有效地消除第一出水口处的横向水流和第二出水口处的竖向水流，还能减小其他方向的水流，使第一出水口处的水流向上流动和第二出水口处的水流向前流动；由此，蜂窝板9能对流出的水流进行整流使其更加均匀，通过在两个出水口处设有蜂窝板9，能对水流进行二级整流，使水流能均匀地排出，减少水流的冲击力，使水流的流动更柔和，提高游泳者的舒适性。

示例性的，所述吸水组件4包括螺旋桨41、定子叶片42、转轴43和驱动单元44，所述定子叶片42和所述驱动单元44均固设在所述下壳体2上，所述驱动单元44的动力输出端和所述转轴43连接，所述驱动单元44优选为马达，所述螺旋桨41与所述转轴43连接且位于所述下壳体2内；具体的，所述定子叶片42设有两个且分别设置在所述螺旋桨41的左右两侧，所述驱动单元44位于外侧的所述定子叶片42的外部，所述定子叶片42上设有可供所述转轴43穿过的避让孔，两个所述吸水组件4中的所述螺旋桨41的旋向相反；由于水流从四面八方被吸入入水口内，水流之间必然有不同方向的流动，导致水流汇合处容易形成漩涡，通过定子叶片42的设置，能阻断了漩涡的流线，从而削弱漩涡，还能有效地削弱螺旋桨41转动时水流产生的漩涡，提高游泳者的舒适性；同时，使螺旋桨41不暴露在层流推进器的外部，防止螺旋桨41旋转时对游泳者造成伤害，安全性高。

示例性的，两个所述吸水组件4中的所述转轴43为同一转轴43，所述转轴43的一端与所述驱动单元44连接，所述转轴43的另一端连接有导流柱47；由此，通过转轴43的设置，实现了螺旋桨41同步转动，避免由于两个螺旋桨41吸水水流的时间差而增加了水流动能的损耗；且通过导流柱47的设置，减小水流对吸水组件4的冲击，同时，使流入层流推进器内的水流的流动速度加快。

示例性的，所述吸水组件4还包括进水框架45，所述进水框架45上设有喇叭导流口，所述进水框架45设有两个，两个所述进水框架45的小径端分别设置在所述下壳体2的左右两端；由此，通过逐渐减小导流口的口径，使流入层流推进器内的水流的流动速度加快，提高了水流的动能，提高了流出层流推进器的水流的速度。

示例性的，所述进水框架45和所述定子叶片42之间设有支撑板46，所述支撑板46固设在所述定子叶片42上，所述支撑板46上设有轴承孔，所述轴承孔通过轴承和所述转轴43转动连接；由此，减少水流对转轴43的影响，提高转轴43的稳定性。

在本发明的描述中，应当理解的是，除非另有明确的规定和限定，本发明中采用术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种层流推进器，其特征在于，包括上壳体、下壳体和隔板，所述隔板将所述下壳体的内腔分隔成两个腔体，所述下壳体的左右两侧均设有第一入水口，所述下壳体的上侧设有第一出水口，所述上壳体的下侧设有与所述第一出水口连通的第二入水口，所述上壳体的前侧设有第二出水口，所述第一入水口处设有用于单向吸入水流的吸水组件，所述下壳体的内腔内设有多个能将从所述第一入水口进入的水流引向所述第一出水口的第一导流片，所述上壳体的内腔内设有多个能将从所述第二入水口进入的水流引向所述第二出水口的第二导流片。

2.如权利要求1所述的层流推进器，其特征在于，所述第一导流片为圆弧片，所述第一导流片的圆心角为90度，所述第一导流片的一端指向所述第一入水口，所述第一导流片的另一端指向所述第一出水口，多个所述第一导流片自下而上间隔均匀布置，且所述第一导流片与所述第一入水口的距离随所述第一导流片的高度增大而逐渐减小。

3.如权利要求1所述的层流推进器，其特征在于，所述第二导流片为圆弧片，所述第二导流片的圆心角为90度，所述第二导流片的一端指向所述第二入水口，所述第二导流片的另一端指向所述第二出水口，多个所述第二导流片自下而上间隔均匀布置，且所述第二导流片与所述第二出水口的距离随所述第一导流片的高度增大而逐渐增大。

4.如权利要求1所述的层流推进器，其特征在于，所述第一出水口的区域投影位于左右两侧的所述第一导流片的范围内。

5.如权利要求1所述的层流推进器，其特征在于，所述第一导流片靠近所述第一出水口的一端连接有第一隔片，所述第二导流片靠近所述第二出水口的一端连接有第二隔片。

6.如权利要求1所述的层流推进器，其特征在于，所述第一出水口和第二出水口处均设有可供水流流过的蜂窝板。

7.如权利要求1所述的层流推进器，其特征在于，所述吸水组件包括螺旋桨、定子叶片、转轴和驱动单元，所述定子叶片和所述驱动单元均设置在所述下壳体上，所述驱动单元的动力输出端和所述转轴连接，所述螺旋桨与所述转轴连接且位于所述下壳体内。

8.如权利要求7所述的层流推进器，其特征在于，两个所述吸水组件中的所述转轴为同一转轴，所述转轴的一端与所述驱动单元连接，所述转轴的另一端连接有导流柱。

9.如权利要求7所述的层流推进器，其特征在于，所述吸水组件还包括进水框架，所述进水框架上设有喇叭导流口，所述进水框架设有两个，两个所述进水框架的小径端分别设置在所述下壳体的左右两端。

10.如权利要求7所述的层流推进器，其特征在于，所述进水框架和所述定子叶片之间设有支撑板，所述支撑板固设在所述定子叶片上，所述支撑板上设有轴承孔，所述轴承孔通过轴承和所述转轴转动连接。

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