CN113460279A - 一种电磁动力射流推进器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种电磁动力射流推进器，这种射流推进器取了消螺旋桨，避免了水流转动消耗的无用功；采用宽大活动隔板，低速横向平推，挤压水流，从船舶前方吸水，从船舶尾部喷水，造成推进器前后倍增的水压差。宽大活动隔板抽吸和挤压水流时速度较低，可以提高能效。这样就可以实现：1.消除船舶推进器螺旋桨，以避免船舶对水生动植物的危害；2.舍弃螺旋桨，消除它驱动水流旋转浪费的能量；3.提高船舶推进器的动力，提高推进器的能效；4.减小船舶前进的阻力，提高船舶的速度的目标。

Description

一种电磁动力射流推进器
技术领域
本发明属于水面船舶及水下潜艇及其它航行器领域，具体涉及一种电磁动力射流推进器。
背景技术
当今最先进的船舶推进器主要分螺旋桨推进器、泵喷推进器两类。螺旋桨推进器，都需要螺旋桨先驱动水流旋转，才能对水流形成向后的推力；过程中螺旋桨转动和水流的转动，把大量动能浪费在无意义的旋转运动，转化成了内摩擦热能，导致浪费了很多能量。而且船舶高速旋转的螺旋桨，会对水生动物产生严重的伤害。
现有的泵喷推进器多数是活塞式的，例如专利公布号CN203889039U、CN1260092C、CN104554685A、CN106809361B等提出的推进器，活塞横截面比较小，横截面积小，推动水流的面积就小，要产生足够的推力，活塞运动的行程必须很大，活塞运动的速度必须大，船舶推进器的推力和喷射水流的速度成正比，能耗和喷射水流的速度的平方成正比，推动水流的速度越快，能耗越高，能效越低。
为了解决上述问题，我们2021年1月，在专利公布号CN 112977779 A的申请，提出了一种运用类似鱼尾的摆桨挤压水流工作的射流推进器，可以提高船舶推进器的动力，提高推进器的能效；减小船舶前进的阻力，提高船舶的速度；同时可以取消船舶推进器螺旋桨，以避免船舶对水生动植物的危害；消除驱动水流旋转浪费的能量。但是该方案摆桨受力很大，比较容易折断，对摆桨的材料要求很高，只能在小型船舶使用。
本发明的目的是，提出一种电磁动力射流推进器，1.消除船舶推进器螺旋桨，以避免船舶对水生动物的危害；2.舍弃螺旋桨，消除它驱动水流旋转浪费的能量；3.增大推动水流的面积，提高推进器的驱动力；4.降低推动水流的速度，提高推进器的能效；5.在船舶前方营造负压区，减小船舶前进的阻力，提高船舶的速度。
发明内容
本发明提出了一种电磁动力射流推进器。
理论依据是：
1.取消螺旋桨，不再驱动水流旋转，就可以避免旋转动能转化成内摩擦热能，可以减少能量浪费；
2. 虽然船舶推进器的推力和能耗都和单位时间喷射水流的质量成正比，但是推力和喷射水流的速度成正比，能耗和喷射水流的速度的平方成正比。所以推动水流的速度越快，能耗增加越快，推进器能效越低。所以要提高能效，就应该降低推动水流的速度，加大单位时间喷射水流的流量，推动水流的桨叶或面板面积越大越好，速度越小越好。
3.影响船舶速度的最重要因素是船头水的阻力，减小船舶前进阻力的最好方法，是在船舶前方营造一个负水压区，这样不仅消除了前进阻力，还会对船舶产生向前的拉力。
本发明的技术方案
为了提高推进器的能效，本发明，取消螺旋桨，采用大面积的活动隔板2，在推进仓1低速横向挤压水体，像章鱼一样在推进器前方吸水，向船舶后方喷射水流工作。
具体从如下四个方面提高推进器效能：
1.取消螺旋桨，消除水流转动消耗的能量；
2.设立推进仓1，采用大面积的活动隔板2，在推进仓里，低速横向挤压水体，像章鱼一样从推进器前方吸水，向船舶后方喷射。因为活动隔板是横向运动的，所以面积可以很大，巨大的活动隔板即便用较低的速度挤压水流，也能产生很大的后喷水流流量。因为流量大，流速低，从而可以减小能量消耗，提高能效；
3. 巨大活动隔板向后挤压水流的同时，也在船舶前方形成很大的负压的吸水区，对船舶产生向前的拉力，减小船舶前进阻力，使得推进器推力倍增；
4.为了简化机械结构，本发明采用电磁动力驱动，活动隔板2由碳纤维增强的橡胶材料制成，上面密排强力永磁磁铁7，把推进仓1分隔成了两个隔离的仓室，两个仓室的前方有都单向吸水阀4，后方都有单向出水阀6。推进仓1侧壁内设置强力电磁铁8；交替周期性地变换电磁铁8电流的方向和强度，可以改变电磁铁8磁场的方向和强度，交替周期性地吸引或排斥布满强力磁铁7的活动隔板2，驱动活动隔板2交替周期性地压缩或扩张活动隔板2两侧仓内的水，从前方吸水，向后方喷水，像章鱼一样工作。
这种射流推进器取了消螺旋桨，避免了水流转动消耗的无用功；采用宽大活动隔板，低速横向平推，挤压水流，从船舶前方吸水，向船舶尾部喷水，造成推进器前后倍增的水压差。宽大活动隔板抽吸和挤压水流时速度较低，可以提高能效。这样就可以：1.消除船舶推进器螺旋桨，以避免船舶对水生动物的危害；2.舍弃螺旋桨，消除它驱动水流旋转浪费的能量；3.增大推动水流的面积，提高推进器的驱动力；4.降低推动水流的速度，提高推进器的能效；5.在船舶前方营造负压区，减小船舶前进的阻力，提高船舶的速度；6. 采用电磁动力驱动，简化了机械结构，消除了零件间传动的摩擦阻力，提高了设备效能。
附图说明
图1为本发明一种具体实施例的推进仓1的主剖视图，左视图，俯剖视图；
图2为本发明的多个推进仓1组合的电磁动力射流推进器的剖视的俯视图；
图3为本发明一种电磁动力射流推进器在水面船舶安置位置的3个示意图
图4为本发明一种电磁动力射流推进器在潜艇的安置位置示意图，也是说明书摘要的附图。
其中：1.推进仓；2.活动隔板；3.吸水口，4.单向进水阀；5.喷水口；6.单向出水阀；7.强力磁铁；8.强力电磁铁，9. 导水槽。
具体实施方案：
如图1所示，是本发明一种电磁动力射流推进器的一个具体实施例，它包括一个推进仓1，推进仓1前方有吸水口3，吸水口3上有单向进水阀4，推进仓1的后方有单向出水阀6，单向出水阀6后面是喷水口5；单向进水阀4和单向出水阀6之间有一个布满强力磁铁7的活动隔板2，活动隔板2把推进仓1分隔成了两个隔离的仓室，两个仓室的前方有都单向吸水阀4，后方都有单向出水阀6。推进仓1侧壁内设置强力电磁铁8；交替周期性地变换电磁铁8电流的方向和强度，可以改变电磁铁8磁场的方向和强度，交替周期性地吸引或排斥布满强力磁铁7的活动隔板2，驱动活动隔板2压缩或扩张活动隔板2两侧仓内的空间；扩张活动隔板2一侧仓内的空间，会在这一侧仓内产生负压，吸开单向进水阀4，闭合这一侧仓后的单向出水阀6，在推进仓1前方形成负压，从吸水口3吸水，对船舶产生向前拉力；压缩活动隔板2一侧仓内的空间，会在这一侧仓内产生正压，压迫闭合这一侧仓前的单向吸水阀4，冲开单向出水阀6，向推进仓1后方喷水，对船舶产生向前推力。
单向进水阀4可以是活动页板，推进仓1内是负压时，打开；推进仓1内是正压时，闭合。
单向出水阀6也可以是活动页板，推进仓1内是负压时，闭合；推进仓1内是正压时，打开。
活动隔板2由碳纤维增强的橡胶材料制成，上面密排强力永磁磁铁7。
如图1俯视图，也是推进器活动隔板2工作过程的示意图，
当电磁铁8驱动活动隔板2从下向上推动时，活动隔板2在推进仓1下部空间形成负压，导致推进仓1下部仓室单向进水阀4敞开，单向出水阀6关闭，开始从吸水口3吸水；
此时，活动隔板2在推进仓1上方仓室形成正压，导致上方仓室单向进水阀4关闭，单向出水阀6敞开，推进仓1上方仓室向后方喷水。
图2为本发明的多个推进仓1组合成的电磁动力射流推进器的剖视的俯视图。多个推进仓1并排组合在一起成为一个大推力船舶推进器，动力倍增。控制电磁铁8的电流正反交替工作，每个推进仓1的活动隔板2，都反复交替地抽吸挤压水流，在船舶前方吸水，向船舶后方喷水，可以为船舶提供强劲的动力。
图3为本发明一种电磁动力射流推进器的3个安装位置的示意图。推进仓1可以安装在船底内部，方便从船头吸水，向船尾喷射；也可以安装在船体两侧。
如图4所示，本发明一种电磁动力射流推进器，在潜艇上，可以安置在艇身两侧，也可以安置在潜艇内部。可以大幅度降低推进器噪音。
本发明的意义在于：1.消除船舶推进器螺旋桨，以避免船舶对水生动物的危害；2.舍弃螺旋桨，消除它驱动水流旋转浪费的能量；3.增大推动水流的面积，提高推进器的驱动力；4.降低推动水流的速度，提高推进器的能效；5.在船舶前方营造负压区，减小船舶前进的阻力，更利于提高船舶行驶的速度；6. 采用电磁动力驱动，简化了机械结构，消除了零件间传动的摩擦阻力，提高了设备效能。无论对潜艇还是水面船舶，这种推进器具有很高的应用价值和广阔的市场前景。
上面结合附图，对本发明进行了示例性的描述。显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进或未经改进，将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种电磁动力射流推进器，包括推进仓（1），推进仓（1）前方有吸水口（3），吸水口（3）上有单向进水阀（4）；推进仓（1）后方有单向出水阀（6），单向出水阀（6）后面是喷水口（5），其特征在于，单向进水阀（4）和单向出水阀（6）之间有一个布满强力磁铁（7）的活动隔板（2），推进仓1侧壁内设置强力电磁铁（8）；交替周期性地变换电磁铁（8）电流的方向和强度，可以改变电磁铁（8）磁场的方向和强度，交替周期性地吸引或排斥布满强力磁铁（7）的活动隔板（2），驱动活动隔板（2）压缩或扩张活动隔板（2）两侧仓内的空间；扩张活动隔板（2）一侧仓内的空间，会在这一侧仓内产生负压，会吸开单向进水阀（4），会闭合这一侧仓后的单向出水阀（6），从推进仓（1）前方吸水，对船舶产生向前拉力；压缩活动隔板（2）一侧仓内的空间，会在这一侧仓内产生正压，会闭合这一侧仓前的单向吸水阀（4），冲开单向出水阀（6），向从喷水口（5）向后方喷水，对船舶产生向前推力。
2.根据权利要求1所述的电磁动力射流推进器，其特征在于，活动隔板（2）把推进仓（1）分隔成了两个隔离的仓室，两个仓室的前方有都单向吸水阀（4），后方都有单向出水阀（6）。
3.根据权利要求1所述的电磁动力射流推进器，其特征在于：推进仓1侧壁内设置强力电磁铁（8），交替周期性地变换电磁铁（8）电流的方向和强度，可以改变电磁铁（8）磁场的方向和强度。
4.根据权利要求1所述的电磁动力射流推进器，其特征在于，活动隔板（2）由预埋碳纤维的橡胶材料制成，上面密排强力永磁磁铁（7）。
5.根据权利要求1所述的电磁动力射流推进器，其特征在于，多个推进仓（1）可以组合在一起，可以使推进器驱动力倍增。
6.根据权利要求1所述的电磁动力射流推进器，其特征在于，推进仓（1）可以安装在船底内部，方便从船头吸水，向船尾喷射；也可以安装在船体两侧。
7.根据权利要求1所述的电磁动力射流推进器，其特征在于，在潜艇上，推进仓（1）可以安置在艇身两侧，也可以安置在潜艇内部，可以大幅度降低推进器噪音。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114056528A (zh) * 2021-12-14 2022-02-18 湖南高精特电装备有限公司 一种循环电磁射流装置的控制系统及控制方法

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