CN208216967U - 适合于快艇的船舶电力推进装置 - Google Patents

Abstract

一种适合于快艇的船舶电力推进装置，包括液电反应舱和电磁反应舱，所述液电反应舱内设有储液室和混合室，储液室用于存储液电反应的工质,通过设有闸阀的通道与位于其后方的混合室连接，所述混合室内安装有第一电极，其后端为开放的端口；所述电磁反应舱设有圆筒状的壳体，液电反应舱的后部设置在电磁反应舱内，位于所述壳体的前部；壳体的后部安装有第二电极与超导线圈，用作创建电磁场的反应空间。本实用新型推进装置结构设计合理，将液电效应与磁流体推进技术有效的结合在一起，使二者产生协同作用，与现有的推进器相比，能显著提升推进的比冲、速度，并且避免了螺旋推进装置的大回转半径，降低推进系统整体所占空间。

Description

适合于快艇的船舶电力推进装置

技术领域

本实用新型属于船舶技术领域，具体涉及一种适合于快艇的船舶电力推进装置。

背景技术

高压强电场通过液体，由于巨大的能量瞬间释放于放电通道内，通道中的液体就迅速汽化、膨胀并引起爆炸,这就是所谓的液电效应。液电效应是由前苏联科学家尤特金在1955年公布的研究成果，利用在液体中放电产生的机械效应，化学效应，光辐射效应以及声效应的统称，现已被广泛用于机械加工制造、管道清垢、医疗等领域。电磁推进（磁流体推进）是始于近二三十年间的新型船舶推进技术，于上世纪九十年代开始投入实践运行，它使这个磁场中带电海水产生电磁力，并使海水向船尾运动从而产生使船舶向前运动的反作用力。

实用新型内容

本实用新型的技术目的是提供一种结合液电效应和电磁推进技术的多能源混合动力的船舶电力推进系统，其技术方案为：

一种适合于快艇的船舶电力推进装置，其特征在于，包括位于前部的液电反应舱和位于后部的电磁反应舱；

所述液电反应舱内设有储液室和混合室，所述储液室用于存储液电反应的工质,通过设有闸阀的通道与位于其后方的混合室连接，向混合室释放工质，所述混合室用作液电效应的反应空间，内部安装有与电力系统连接的第一电极，其后端为开放的端口；

所述电磁反应舱设有圆筒状的壳体，液电反应舱的后部设置在电磁反应舱内，位于所述壳体的前部；壳体的后部安装有与电力系统连接的第二电极和超导线圈，用作创建电磁场的反应空间；壳体的中部，在对准液电反应舱后方端口的位置设有一挡块，所述挡块的前部设有导流锥，用于分散液电反应舱释放的流体；

液电反应舱的外壁与电磁反应舱壳体内壁之间具有环形的空间，所述环形空间内装有一环形筒体，液电反应舱的外壁与所述环形筒体内壁之间的空间构成了内流道，电磁反应舱壳体的内壁与所述环形筒体外壁之间的空间构成外流道，所述环形的空间的前端为电磁反应舱的进水口，所述内流道的前后两端贯通，外流道的前后两端均设有闸阀，所述闸阀与推进装置的控制系统连接。

在上述方案的基础上，进一步改进或优选的方案还包括：

所述储液室通过真空通道与混合室连接，储液室通过液泵向真空通道内释放工质，真空通道的出口处设有旋转阀，打开旋转阀后，真空通道再向混合室释放工质。

所述挡块由前后两个导流锥一体成型构成，前部导流锥尖端朝向，母线呈凹弧形，后部导流锥的尖端朝后，母线呈凸弧形。

所述环形筒体的轴向截面呈三角形，中部向内凸起，使内流道前部呈渐缩状，后部为渐扩状。

所述第二电极采用筒状电极。

所述电力系统包括：

动力电池组，为推进装置的耗电元器件供电，并设有连接岸电箱的接口；

太阳能电池板或发电机，通过变流器与所述动力电池组连接，向动力电池组输出电能；

电压控制器，安装在动力电池组的输出电路上，用于调节电压。

有益效果：

本实用新型推进装置结构设计合理，将液电效应与磁流体推进技术有效的结合在一起，使二者产生协同作用，与现有的推进器相比，能显著提升推进的比冲、速度，并且避免了螺旋推进装置的大回转半径，降低推进系统整体所占空间。

附图说明

图1为本实用新型推进装置高速阶段的结构示意图；

图2为本实用新型推进装置低速阶段的结构示意图；

图3为推进装置电力系统的组成示意图。

具体实施方式

为了进一步阐明本实用新型的技术方案和工作原理，下面结合附图与具体实施例对本实用新型做详细的介绍。

一种适合于快艇的船舶电力推进装置，包括位于前部的液电反应舱和位于后部的电磁反应舱，如图1、图2所示。

所述液电反应舱内设有储液室和混合室，所述储液室用于存储液电反应的工质1，这里的工质是指氮或加入了少量钾、铯等碱性金属的水。

储液室通过设有闸阀的通道与位于其后方的混合室连接，向混合室释放工质1，储液室的出口端设有抽吸工质1的液泵2。本实施例中，如图1所示，所述储液室通过真空通道与混合室连接，首先通过液泵2向真空通道内释放工质1，真空通道的出口处设有旋转阀3，打开旋转阀3后，真空通道再向混合室释放工质1。所述混合室用作液电效应的反应空间，其前端安装有与推进装置电力系统连接的第一电极4，所述第一电极4为电极丝，混合室后端为开放的端口。

所述电磁反应舱设有圆筒状的壳体，液电反应舱的后部设置在电磁反应舱内，位于所述壳体的前部。所述壳体的后部安装有与电力系统连接的第二电极8与超导线圈，用于创建电磁场7的反应空间，超导线圈通过板材与海水隔开，所述第二电极8为电极板，优选采用筒状电极，这样可以避免喷射时产生大量气泡，在不产生大量气泡的工作情况下，声音会更降低。壳体的中部，在对准液电反应舱后方端口的位置设有一挡块9，所述挡块9由前后两个导流锥一体成型构成，前部导流锥尖端朝前，母线呈凹弧形，后部导流锥的尖端朝后，母线呈凸弧形，所述挡块9用于分散液电反应舱（混合室）释放的流体，使之与从外部进入装置的水体充分混合。

所述液电反应舱的外壁与电磁反应舱壳体内壁之间具有环形的空间，液电反应舱与电磁反应舱之间，在所述环形空间内装有一同轴的环形筒体，液电反应舱的外壁与所述环形筒体内壁之间的空间构成了内流道，电磁反应舱壳体的内壁与所述环形筒体外壁之间的空间构成外流道6，所述环形的空间的前端为电磁反应舱的进水口，所述内流道的前后两端贯通，外流道6的前后两端均设有闸阀5，闸阀5与推进装置的控制系统连接。液电反应舱的外壁为平滑的流线型，所述环形筒体的轴向截面呈三角形，中部向内凸起，使内流道前部形成渐缩的管段，后部为渐扩的管段，所述渐缩的管段用于提升进水的流速。

所述电力系统包括动力电池组111、太阳能电池板112或发电机、电压控制器113、变流器及其控制器等组成部分。动力电池组111为推进装置的耗电元器件供电，包括上述电极，并设有连接岸电箱的接口；所述太阳能电池板112或发电机通过变流器与所述动力电池组111连接，向动力电池组111输出电能；所述电压控制器113安装在动力电池组111的输出电路上，用于调节其输出电压。

推进装置在低速阶段时，液电反应舱不工作，仅电磁反应舱工作，闸阀5打开，内、外流道均投入使用，以减小推进装置在水中的阻力。向第二电极8和所述超导线圈通高压电，流体在方向相互垂直的电场和强磁场作用下，受到洛伦兹力作用,使流体对推进装置产生反作用力，使推进装置本身有一个基本的推动力，此处为现有技术，不再展开描述。

当推进装置处于高速阶段时，闸阀5关闭，液电反应舱启动，液泵2工作，抽出工质1使其与外部流体在混合室内混合，将连接第一电极4的电源开关闭合，则在混合室内发生液电效应，通电的第一电极4产生高压强电场通过液体，由于巨大的能量被瞬间释放，混合室内的液体迅速汽化、膨胀产生小范围爆炸，产生辅助的推进作用，此时推进装置的喷射方式为气液两相型推进，该状态是一个短暂的过程。

在高压强电场作用下，电极间液体中的电子被加速，电离电极附近的液体分子，而液体中被电离出的电子被电极间的强电场加速，对周围液体分子高速撞击，进而电离出更多的电子，形成电子雪崩，进而在液体分子被电离的区域形成等离子体通道。随着电离区域的扩展，在电极间形成放电通道，液体被击穿。放电通道产生后，由于放电电阻很小，将产生几十千安的放电电流，放电电流加热通道周围液体，使液体汽化并迅速向外膨胀，迅速膨胀的气腔外沿在水介质中产生强大的冲击波，冲击波随放电电流和放电时间的不同，以冲量或者冲击压力的方式作用于周围介质。所以在高速阶段，由于附加液电效应产生的带有等离子体的气体与从装置外流入的海水形成紊流，混合成高导电性的末泄流进入电磁反应舱，末泄流速度大于进流速度，流体导电性的提高，会使电磁反应舱的电磁力推进效果大大提升，产生额外的推力，产生协同作用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种适合于快艇的船舶电力推进装置，其特征在于，包括位于前部的液电反应舱和位于后部的电磁反应舱；

所述液电反应舱内设有储液室和混合室，所述储液室用于存储液电反应的工质（1）,通过设有闸阀的通道与位于其后方的混合室连接，向混合室释放工质（1），所述混合室用作液电效应的反应空间，内部安装有与电力系统连接的第一电极（4），其后端为开放的端口；

所述电磁反应舱设有圆筒状的壳体，液电反应舱的后部设置在电磁反应舱内，位于所述壳体的前部；壳体的后部安装有与电力系统连接的第二电极（8）和超导线圈，用作创建电磁场的反应空间；壳体的中部，在对准液电反应舱后方端口的位置设有一挡块（9），所述挡块（9）的前部设有导流锥，用于分散液电反应舱释放的流体；

液电反应舱的外壁与电磁反应舱壳体内壁之间具有环形的空间，所述环形空间内装有一环形筒体，液电反应舱的外壁与所述环形筒体内壁之间的空间构成了内流道，电磁反应舱壳体的内壁与所述环形筒体外壁之间的空间构成外流道（6），所述环形的空间的前端为电磁反应舱的进水口，所述内流道的前后两端贯通，外流道（6）的前后两端均设有闸阀（5），所述闸阀（5）与推进装置的控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种适合于快艇的船舶电力推进装置，其特征在于，所述储液室通过真空通道与混合室连接，储液室通过液泵（2）向真空通道内释放工质（1），真空通道的出口处设有旋转阀（3），打开旋转阀（3）后，真空通道再向混合室释放工质（1）。

3.根据权利要求1所述的一种适合于快艇的船舶电力推进装置，其特征在于，所述挡块（9）由前后两个导流锥一体成型构成，前部导流锥尖端朝向，母线呈凹弧形，后部导流锥的尖端朝后，母线呈凸弧形。

4.根据权利要求1所述的一种适合于快艇的船舶电力推进装置，其特征在于，所述环形筒体的轴向截面呈三角形，中部向内凸起，使内流道前部呈渐缩状，后部为渐扩状。

5.根据权利要求1所述的一种适合于快艇的船舶电力推进装置，其特征在于，所述第二电极（8）采用筒状电极。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种适合于快艇的船舶电力推进装置，其特征在于，所述电力系统包括：

动力电池组，为推进装置的耗电元器件供电，并设有连接岸电箱的接口；

太阳能电池板或发电机，通过变流器与所述动力电池组连接，向动力电池组输出电能；

电压控制器，安装在动力电池组的输出电路上，用于调节电压。