587045 五、發明説明(1 ) 【發明所屬之技術領域】 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於船艇之噴水推進裝置,特別是關於適用 於較大型的高速艇的船艇之噴水推進裝置。 【先前技術】 使用於船艇之噴水推進裝置是製作成:利用動葉輪對 於從開設於船底的吸入口所吸入的水進行加壓而變成迴旋 水流,並且又將利用整流板把這個迴旋水流整流成直線水 流而獲得的噴水(water jet)從船尾的噴射部噴射出去,以推 進船艇前進之渦輪型泵浦。 表1是顯示出渦輪型泵浦的動葉輪的基本形式以及典 型的特徵。 表1 :動葉輪的基本形式以及典型的特徵 形式 離心式 斜流式 軸流式 液體流出方向 半徑方向 與軸方向斜交 軸方向 賦予揚程 離心力 離心力;翼片揚力 翼片揚力 揚程Η 高 中 低 吐出量Q 少 中 大 比速度Ns 100〜150 350〜1100 1200〜2000 子午線輪廓 第11圖的 第11圖的C3〜C6 第11圖的C7 C1;C2 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 如表1所示,渦輪型泵浦的動葉輪,可依其揚液的流 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 587045 Α7 Β7 五、發明説明(2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 出方向而區分成三種基本形式。換言之就是,流出方向係 與旋轉軸略成直交,也就是朝向半徑方向的離心式;和流 出方向係與旋轉軸成斜交的斜流式;和流出方向係與旋轉 軸略平行的軸流式。軸流式的動葉輪,朝軸方向流動的液 體主要是受到從動葉輪朝軸方向的揚力而獲得揚程;斜流 式的動葉輪,具有朝半徑方向的動能的液體是受到與該動 能對應的離心力和來自於翼片的揚力而獲得揚程;離心式 的動葉輪,朝半徑方向流動的液體主要是受到離心力而獲 得揚程。因此,一般而言,離心式動葉輪的揚程較高而吐 出量較少,相反地,軸流式動葉輪的揚程較低而吐出量較 大。斜流式動葉輪則是介於兩者之中間。 關於這一點,因爲揚液的流出方向是對應於液體流路 的徑方向上的變化,而這種流路的徑方向上的變化,是可 藉由觀察流路的子午線軌跡圖,也就是子午線流路(以下 ,常稱爲「Μ流路」)而很容易理解。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 所謂“子午線軌跡圖”是指:旋轉體在於子午面(即 ,含旋轉軸的某一平面)上的旋轉軌跡圖。就渦輪型泵浦 的狀況而言,是將構成具有一個以上的流路的圍筒之外殻 與動葉輪之實際上成個別地彎曲變化且又朝圓周方向延伸 的內面輪廓,旋轉投影於含動葉輪的轉軸的平面上,而當 成可顯現出彎曲變化的子午線輪廓(以下,常稱爲「Μ輪 廓」)來表示。 這種Μ輪廓是可利用稱爲“比速度”之無次元的參數 而予以大致上界定出來。所謂“比速度”是相當於:欲將 -6- 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 587045 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(3 ) 單位揚程(1 m )的揚液,予以吐出單位流量(1 m 3/min ) 時所需的渦輪型泵浦的迴轉數(rpm )。現在,若假設設計 迴轉數N ( rpm )時的吐出量爲Q ( m 3/min ),全揚程爲Η (m )的話,比速度N s就可以下列數式表示。 Ns = N*Ql/2/H3/4 第1 2圖是舉例表示傳統的渦輪型泵浦的比速度N s 與Μ輪廓MCI〜MC7的關係。由第1 2圖可知:Η較大但 Q較小的離心式動葉輪(MCI、MC2)的N s約爲100至150的 較小範圍,相反地,Η較小但Q較大的軸流式動葉輪(MC7) 的N s約爲1200至2000的較大範圍。斜流式動葉輪(MC3至 MC6)的揚液的流出方向若是朝靠近半徑方向的方向(MC3 — MC4)的話,N s是從約爲550減少到約爲350,相反地,流 出方向若是朝靠近軸方向的方向(MC5— MC6)的話,N s則 是從約爲600增大到約爲1100。離心式動葉輪的Μ輪廓MCI 、MC2是劃分出吐出側朝徑方向延伸的Μ流路mpl、mp2 ; 斜流式動葉輪的Μ輪廓MC3至MC6是劃分出吐出側朝旋轉 軸斜行的Μ流路mp3至mp6 ;軸流式動葉輪的Μ輪廓MC7是 劃分出吐出側是與旋轉軸大致平行的Μ流路mp7。 曰本特開平1 1 -70894號公報是揭示出:使用具有筒狀的 動葉輪外罩的船艇之噴水推進裝置。這種噴水推進裝置是 可噴射出較低壓力的噴水,較適合大型的低速艇的推進。 日本特開2000- 1 1 8494號公報是揭示出:使用具有鼓狀 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 587045 A7 B7 五、發明説明(4 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 的動葉輪外罩的斜流式動葉輪的船艇之噴水推進裝置。這 種噴水推進裝置與使用軸流式動葉輪的情況相較,雖然是 可噴射出較高壓力的噴水,但是流量這方面則較差,適合 小型和中型的中速艇的推進。 日本實開平卜1 04898號公報是揭示出:倂用了前置式昇 壓器與斜流式動葉輪的船艇之噴水推進裝置。這種噴水推 進裝置可噴射出受到昇壓器昇壓過的較高壓力的噴水,可 適合小型和中型的中速艇以及小型的高速艇的推進。 日本特開平8-253 1 96號公報是揭示出:使用了離心式動 葉輪的船外形的噴水推進裝置。這種噴水推進裝置與使用 斜流式動葉輪的情況相較,可噴射出更高壓力的噴水,但 是在於流量方面則是較差,因此只可適合小型的高速艇的 推進。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 3圖是以子午線軌跡圖來顯示使用於傳統的船艇 之噴水推進裝置的斜流式動葉輪ΙΜΡ-0。這種動葉輪ΙΜΡ-0 是具有:在於直圓錐台狀的旋轉輪轂115上面,捲裝著多片 的旋轉翼片116的結構。輪轂115的外周115a,從上游側(也 就是,小直徑側)的端緣115b起訖下游側(也就是,大直徑 側)的端緣115c的旁邊部115d爲止,是維持著對於輪轂115 的旋轉軸心CL約呈15度至30度的角度延展,在上述旁邊部 11 5d,角度是從約0度至22度之間進行變化。各個翼片116從 子午線軌跡圖來看,其內周緣部116a是沿著輪轂外周115a 延伸,外周緣116b是對於旋轉軸心CL維持著約〇度至22度 的角度延伸下去。利用這種翼片形狀,雖然可以某種程度 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29?公釐) 587045 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(5 ) 地改善斜流式動葉輪的揚程以及流量,但是若想應用到較 一一 一·——-一一―>-·——W—· ' 1 1 用 M ·- —— 〜_ 大型的高速艇,則還是不夠充分。 本發明是有鑒於以上的情事而開發完成的,其目的是 在於提供一種亦可適用於較大型的高速艇的船艇之噴水推 進裝置。 【發明內容】 爲了達成上述目的,本發明是針對於:以作爲包含在 輪轂上捲裝著旋轉翼片的動葉輪的單段型渦輪泵浦來構成 的船艇之噴水推進裝置,其特徵爲: 前述旋轉翼片是具有:誘導連接形的軸流翼片部;與 / γΐκ:軸流翼片部滑順地(即,曲率連續地)相連的斜流翼片 .部;與此斜流翼片部滑順相連的離心翼片部, 前述輪轂之曲率呈連續變化的外周面上,具有緩傾斜 區域和急傾斜區域, I 前述旋轉翼片的軸流翼片部以及斜流翼片部是捲繞在 \(前述輪轂的緩傾斜區域,前述旋轉翼片的離心翼片部是捲 繞在前述輪轂的急傾斜區域。 而且,前述輪轂的外周面的緩傾斜區域是位於急傾斜 區/域的:爲宜。 而且,具有用以收容前述動葉輪的泵浦外罩,前述旋 轉翼片的軸流翼片部是具有面臨前述泵浦外罩的直管部的 下游側的誘導部爲宜。 而且,是具備緩傾斜的吸進流路爲宜。 裝 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(210X297公釐) ^9- 587045 A7 B7 五、發明説明(6 ) 而且,前述旋轉翼片的總片數是4至6片爲宜。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 而且,是具備有配置於前述旋轉翼片的下游的總片數 爲7至9片的固定翼片爲宜。 【發明之實施形態】 茲佐以圖面,說明本發明的較佳實施例如下。首先, 依據第1圖至第7圖,說明本發明的第1實施例。其次, 依據第8圖及第9圖分別說明這個第1實施例的第1及第 2變更例。然後,依據第10圖及第1 1圖,說明本發明 的第2實施例。針對於同一構成要素,均標示相同的圖號 ,並且避免重複的說明。 (第1實施例) 第1圖是顯示裝設了第1實施例的噴水推進裝置PR1的 可作爲高速型船艇1的較爲大型的巡航艇,第2圖至第5圖 則是依序地將噴水推進裝置PR1的重要部分擴大顯示出來。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 噴水推進裝置PR1係如第1圖所示般地,係由:可將從 開設於該船艇1的船底2的後部3的吸入口 5所吸入的水W予 以變成噴水柱W丨,並將這個噴水柱W了朝向船尾6的橫閂後 方吐出的渦輪泵浦部P1 ;和爲了驅動這個泵浦部P1而作爲 驅動部D1被設置於引擎室4內的引擎;和可控制所吐出的噴 水柱W丨的噴射方向以便操控該船艇1的操舵部S1(控制系統 以及操舵系統並未圖示)所構成的。 泵浦部P1係如第2圖所示般地,具有:可從吸入口 5將 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 587045 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7_ 五、發明説明(7 ) 水W吸進來的吸水部Pla ;和將吸進來的水W變成噴水柱 WJ的噴水柱生成部Plb ;和將所生成的噴水柱WJ吐出去的 噴水柱吐出部P1 c。 吸水部Pla係有一吸水罩殼8,藉此,可區劃出與吸入 口 5相連通的吸入流路A。此一吸入流路A係呈緩傾斜且平 滑,很少彎曲,當船艇1滑行時可以吸入流水,而賦予吸進 來的水W推擠的力量。此外,在於吸入口 5張設有一除塵用 濾網7。 噴水柱生成部Plb係如第3圖所示,係由:可藉由令 吸進來的水W迴旋加壓而產生高揚程的迴旋水流的迴旋部 Plbl ;和作爲可將該迴旋水流整流成直線流以獲得噴水柱 WJ的誘導器用的整流部Plb2所構成。 迴旋部P 1 b 1係如第4圖和第5圖所示般地,具有··呈 水平地連結於吸水罩殻8的後端的泵浦罩殼9 ;和內藏在這 個泵浦罩殻9的缽狀擴徑部9a內的動葉輪IMP-1 ;和用來驅 動這個動葉輪IMP-1的主軸11。 動葉輪IMP-1係由:利用固定鍵來固定於主軸11的後部 11a的呈西洋梨狀的輪轂15 ;和一體地形成於這個輪轂15的 外周面的總數爲I片(這種情況的1 = 5)的螺旋狀旋轉翼片 16i(i=l〜I)所構成。在總稱該旋轉翼片時,係以旋轉翼片16 來表不。而且動葉輪IMP-1係與作爲覆緣(shroud)的栗浦罩 殻9共同作用而區劃出總數爲I個的旋轉流路CAi(i=l〜I)。 在總稱該旋轉流路時,係以旋轉流路CA來表示。 主軸11係如第2圖所示般地,是被一個設在吸水罩殼8 裝 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Μ規格(210X297公釐) -ΤΓ- 587045 A7 B7 五、發明説明(8 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的外壁上的軸承1 2所緊密支承,由該軸承1 2處突出的前部 lib是經由軸接頭13而與前述驅動部D1的驅動軸14相連結 〇 整流部Plb2係如第4圖所示,具有:連結在泵浦罩殼9 的後端的吐出罩殻17的前部17a ;和與該吐出罩殻17的前部 17a —體形成的總數爲J片(J = 7〜9)的固定導引翼片18j(j = l 〜J)(在總稱該固定導引翼片時,係以固定導引翼片18來表 示);和用以連結這些固定導引翼片18的內周部,且用來 支承前述主軸11的後端部11c的翼片輪轂19。導引翼片18是 與泵浦罩殻9以及翼片輪轂19共同作用以區劃出總數爲J個 固定流路cBj(j = i〜υ (在總稱該固定流路時,係以固定流 路CB來表示)。這些固定流路CB是經由合流路CC與前述 旋轉流路CA相連通。 噴水柱吐出部Pic係如第3圖所示,係由:吐出罩殼 17的後部17b ;和連結於該吐出罩殻17的後部17b的漏斗狀 的吐出噴嘴20所構成,而區劃出與前述固定流路CB相連通 的吐出流路B。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 操舵部S 1係如第3圖所示般地,包含:在吐出噴嘴20 的吐出端部處被上下的樞支銷21a樞支成可朝左右轉動的偏 向板21 ;和可將這些偏向板21朝左右操舵的推桿(未圖示); 和被突設在偏向板21的左右的樞支銷22a樞支成可朝上下轉 動的反向板22 ;和可將這個反向板22的上下轉動位置’在 於:將偏向板21的朝向斜前方的噴出口 21b予以封塞的船艇 前進用通常位置和將偏向板21的朝向後方的噴出口 21c予以 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 「个2 " ^ 587045 A7 B7 五、發明説明(9 封塞的船艇後退用反轉位置之間進行切換的控制桿(未圖示) 經濟部智慧財產局員工消资合作社印製 其次,佐以第5圖至第7圖,說明動葉輪IMP-1的翼片 形狀。第5圖、第6圖以及第7圖分別是動葉輪IMP-1的立 體圖、正面圖以及子午線軌跡圖。 前述動葉輪IMP-1係如第5圖以及第6圖所示般地,具 有:將五片螺旋狀旋轉翼片16i(i = l〜5)呈軸對稱地捲繞固定 在陀螺狀的輪轂15上面的構造。各旋轉翼片16係具有:將 不等邊的四邊形沿著泵浦罩殼9(第4圖)和輪轂15如第7圖 所示般地加以彎曲後的形狀的子午線軌跡圖。換言之,各 翼片16在於子午線軌跡圖中,係具有:由沿著泵浦罩殼9的 內周彎曲的外側的邊16d ;和沿著輪轂15的外周15c彎曲的 內側的邊16e ;和連結在該內外側的邊16d、16e的上游端 16du、16eu之間的邊16f;和連結在該內外側的邊16d、16e 的下游端16dd、16ed之間的邊16f所區劃而成的不等邊彎曲 四邊形狀。 上述內側的邊16e,是以:輪轂15的從上游端15a往下 游端15b逐漸擴大直徑的外周面15c中的對於旋轉軸心AR 的傾斜較爲和緩的上游側區域15cl的中途點(更詳細地說, 是從上游側端緣15cu起沿著外周15c後退預定的距離d之後 的位置)作爲起點s(也就是,上述上游端16eu),以傾斜較爲 陡峭的下游側區域15c2的後端(也就是,輪轂15的下游側端 緣15cd)作爲終點e(也就是,上述的下游端16ed)。此外,輪 轂外周15c係包含上述上游側區域15c 1以及下游側區域15c2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 587045 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A 7 B7五、發明説明(1〇) ,其整個區域係被形成滑順地(即’曲率連續地)相連。 關於這一點,輪轂外周1 5c相對於旋轉軸心AR,在上游端 15cu係具有10度〜25度的傾斜角,在下游側15cd係具有20 度〜45度的傾斜角。 前述的外邊16d係從其下游端16dd起愈往上游端16du 的話,距離內邊1 6e的間距D愈增大。因此,相對於旋轉軸 心AR的傾斜角,在於下游端16dd處,雖然被設定成較大 ,也就是15度〜30度,但是在於上游端16du則是變的較窄 ,也就是0度〜15度,而且下游側的邊16f以及上游側的邊 1 6g是從輪轂外周1 5c朝斜前方突出一點點,所以是如第4 圖所示般地,上游端16du往上游側突出,而鄰近於泵浦罩 殻9的直管狀前部9b的後端9c的旁邊。又,各旋轉翼片16的 .下游側的邊16f由正面觀察時,係如第6圖所示般地,具有 :從內邊16e的上游端16eu(輪轂外周15c上的起點s)起朝向 輪轂15的順旋轉f方向呈弧狀延伸出去的形狀。 亦即,各旋轉翼片16是由:從輪轂外周15c上的起點s 的下游側旁邊(即,顯示於第7圖的緩傾斜區域15cl的靠近 上游端的部分)起,呈鷹爪狀(從第6圖的正面圖觀察時)也 就是呈螺旋狀地延伸出去,其前端16du從第4圖的側面圖 觀察時,是面臨於泵浦罩殼9的直管狀前部9b的後端9c旁 邊的誘導連接型軸流翼片部16a(以下,簡稱「誘導翼片部」 );和從輪轂外周15c的緩傾斜區域15cl的剩餘部分豎起而 與上述誘導翼片部1 6a滑順地(即,曲率連續地)相連的斜 流翼片部16b ;和從輪轂外周15c的急傾斜區域15c2(第7圖) 本紙張尺度通用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐) :切- (請先閲讀背面之注意事- ♦ 項再填. 裝II 寫本頁) 訂 587045 A7 B7
五、發明説明MO 豎起而與上述斜流翼片部16b滑順地相連的離心翼片部16c 所構成的。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外,亦可將上述誘導翼片部1 6a視爲由:愈位於起點 s的上游側將會愈遠離輪轂1 5的誘導部(被前述上游側的邊 1 6f所區劃出來的三角曲面部分);以及從起點s的下游側 旁邊豎起而與誘導部滑順地相連的軸流翼片部16a的組合。 又,因爲輪轂外周15c的緩傾斜區域15c 1與急傾斜區域 1 5c2之間的曲率是呈連續的變化,所以在設計上並不必界 定出兩者的邊界的位置,但是,也可以視爲:在於從第7 圖所示的輪轂1 5的軸部與從該處起逐漸擴大直徑的傘部的 分歧點起訖輪轂軸部的後端面爲止的地方具有邊界。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如果將輪轂15的上游端15a起訖外周15c上的起點s爲 止的部分與緩傾斜的上游側區域15cl的部分合稱爲前段部 1 5d,將呈急傾斜的其下游側的部分稱爲後段部1 5e的話, 前述斜流翼片部16b是捲繞固定在輪轂前段部15d,其上游 側部分也就是誘導翼片部16a的前端16du係如第4圖所示般 地,較輪轂前段部15d更往前側(上游側)突出。又,前述離 心翼片部l6c是捲繞固定在輪轂後段部15e。 將旋轉翼片16的外邊16d靠近泵浦罩殼9的內周以提高 體積效率。誘導翼片部16a是延伸到吸進流路A,在內側區 劃出較大的流入口以防止纖維等的糾結附著。又,利用其 誘導功能,可增加水W的吸入量,藉由提高其吸入性能, 可提高對於斜流翼片部16b的推擠壓力。承受了這種推擠壓 力後的水W又受到斜流翼片部1 6b的離心力與翼片面的揚 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS〉A4規格(210X297公釐)~~「15 - 587045 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(12) 力的加壓。離心翼片部1 6c因爲其離心力的關係,既可防止 軸動力的增加,又可將壓力與速度能量賦予給水W。如此 一來,噴水推進裝置PR 1不僅吸入性能變好,氣穴也較少, 動葉輪的軸動力特性趨於平坦而容易控制,可構成一種能 夠高速運轉且可用大容量、高揚程運轉的單段型的渦輪泵 浦。 其次,佐以第8圖和第9圖,說明上述第1實施例的 變更例。 第8圖係顯示第1變更例的船艇之噴水推進裝置的動 葉輪IMP-2。這個第1變更例與前述第1實施例的不同點係 在於:具有總數爲4片的旋轉翼片16i(i=l〜6)。 第9圖係顯示第2變更例的船艇之噴水推進裝置的動 葉輪IMP-3。這個第2變更例與前述第1實施例的不同點係 在於:具有總數爲6片的旋轉翼片16i(i=l〜6)。 (第2實施例) 其次,佐以第1 0圖及第1 1圖,說明本發明的第2 實施例。 第1 0圖是顯示第2實施例的船艇之噴水推進裝置PR2 ,而第1 1圖是顯示該噴水推進裝置PR2的推進組件PRU。 噴水推進裝置PR2是製作成可裝卸於高速型船艇的船尾 的船外型推進裝置,包含:從下方將水吸入並且當作噴水 柱往後方噴出,藉以推進船艇的推進組件PRU ;以及被固 定裝設於船尾,可呈一體地支承著下垂的推進組件PRU並 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) 587045 A7 _B7_ 五、發明説明(13) 且予以驅動的驅動部D2。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 驅動部D2是具備:內裝有引擎的舵柄操舵式罩殼Hs ; 和用以將這個罩殼Hs可朝船尾左右轉動地支承的安裝部Fx ,在罩殻Hs係設有一個可將引擎排氣Ex導向下方的縱向 風管D v。 推進組件PRU係由:可將從吸進流路A所吸進來的水 W變換成噴水柱,並將這個噴水柱從吐出流路B往後方吐 出的渦輪泵浦部P2 ;和用來控制所吐出的噴水柱的噴射方 向以便對於船艇進行操舵的操舵部S2(控制系統和操舵系統 並未圖示)所構成的。 泵浦部P2係如第1 1圖所示般地,具有:可從吸進口 5 將水W吸進來的吸水部P2a ;和從吸水W來產生噴水柱的 . 噴水柱生成部P2b ;和可將來自於前述縱向風管Dv的引擎 排氣Ex排出到水中的橫向風管Dh ;和可將噴水柱生成部 P2b內的加壓迴旋流或者位於吸進口 5前方的水W當作引擎 鲁 冷卻水給送到驅動部D2的水冷管路CP。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 吸水部P2a具備吸水罩殼8,藉此可區劃出與吸進口 5 相連通的傾斜的吸進流路A。這個吸進流路A既平滑又少 彎曲,當船艇滑行時可以吸取流水並且對於吸進來的水W 賦予推擠壓力。此外,在於吸進口 5張設有一個除塵用濾網 7 〇 噴水柱生成部P2b係由:可藉由令吸水W迴旋加壓而 產生高揚程的迴旋流的迴旋部P2bl;和可將該迴旋流整流 成直線流而獲得噴水柱之作爲擴散器的整流部P2b2所構成 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -竹- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 587045 A7 B7 五、發明説明(14) 的。 迴旋部P2bl係具有:水平地連結在吸進罩殻8的後端的 泵浦罩殼9 ;和內設在這個泵浦罩殼9的缽狀擴徑部9a內的 動葉輪IMP-4 ;和用來驅動這個動葉輪IMP-4的主軸11。 動葉輪IMP-4係由:以固定鍵來固定於主軸11的後部 1 1 a的呈西洋梨狀的輪轂1 5 ;和呈一體地形成在這個輪轂1 5 的外周之總數I片(這種情況的1 = 5)的螺旋狀旋轉翼片 16j(j = l〜1)(在總稱旋轉翼片的時候,係稱旋轉翼片16)所組 成的,係與作爲覆緣的泵浦罩殼9共同作用而區劃出總數爲 I個的旋轉流路CAi(i=l〜1)(在總稱旋轉流路的時候,係稱 旋轉流路CA)。 主軸11係受到設在吸進罩殻8的外壁上的軸承12所支承 且保持密封狀態,由該處突出來的前部1 lb是經由傘齒輪 113而連結於前述驅動部D2的驅動軸114。 整流部P2b2係具有:連結於泵浦罩殼9的後端的吐出罩 殼17的前部17a ;和呈一體地形成在這個吐出罩殻17的前部 17a的總數爲J片(J = 7〜9)的固定導引翼片18j(j=l〜J)(在 總稱固定導引翼片的時候,係稱固定導引翼片18);和用以 連結這些固定導引翼片18的內周部,並且用來樞支前述主 軸11的後端部11c之翼片輪轂19。導引翼片18係與泵浦罩殼 9以及翼片輪轂19共同作用而區劃出總數爲〗個的固定流路 CBj(j = l〜J)(在總稱固定流路的時候,係稱固定流路CB) 。這些固定流路CB係經由合流路CC與前述旋轉流路CA 相連通。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇Χ297公釐) -18 - I-------批衣------1T-----•線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 587045 A7 B7 五、發明説明(15) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 噴水柱吐出部P2c係由吐出罩殼17的漏斗狀後部17b所 構成的,並且區劃出與前述固定流路CB相連通的吐出流路 B ° 操舵部S2係包含:被樞支於吐出罩殼17上之可朝向噴 水柱噴射部17c上下轉動的反向器122。 茲由以上的說明可知,根據前述第1或第2實施例, 當令船艇1高速航行時,位於船底2或者推進組件PRU的下 側的航行水流W將會從吸進罩殼8的吸進口 5流進來,而被 移送到泵浦罩殼9的動葉輪(IMP-1、IMP-2、IMP-3、IMP-4)( 在總稱動葉輪的時候,係稱動葉輪IMP)。 在於延伸出吸進罩殻8的誘導翼片部16a的外周前端係 形成較大的吸進口,纖維等的異物不會糾纒附著在翼片16 .上。 誘導翼片部16a可發揮誘導的功能,可利用其推力增加 流入到軸心方向上的流體W的吸入量,並且提高對於斜流 翼片部16b的推擠壓力。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因爲誘導翼片部16a可提高吸進的性能,所以斜流翼片 部16b並不會發生局部性的壓力下降,可以防止因氣穴所導 致的振動或噪音。 斜流翼片部16b是利用翼片的揚力和離心力來對於流體 W加壓。離心翼片部16c係針對於已經受到斜流翼片部16b 加壓後的流體更進一步地利用離心力進行加壓之外,又可 防止軸動力的增大。 動葉輪IMP是將以這種方式加壓後的迴旋流送到吐出 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Μ規格(210 X 297公釐) _ Ί9: 587045 A7 _B7___ 五、發明説明(16) 罩殼1 7,而這種迴旋流則受到吐出罩殼1 7的固定導引翼片 18整流成直線流,而成爲噴水柱。 以等間距捲裝在輪轂15上面的I片(1 = 4〜6)的旋轉翼片 1 6是在於主軸11的外周保持軸對稱,所以旋轉平衡度很好 '而且對於流體賦予能量的時候,其體積效率很高。 傳統的離心翼片很難將:用來表現泵浦之對於氣穴的 吸入性能的好壞的“吸入比速度”提昇到超過2000以上, 但是,根據上述實施例,因爲是採用具備了誘導翼片部1 6a 的旋轉翼片1 6,因此可以將動葉輪IMP的“吸入比速度” 提昇到超過UOOmin·1 · (m3/ min)1/2 · m'3/4,藉由這種吸入性 能的提昇,可以防止氣穴,因此能夠達成高速運轉。又, 可利用輕量的推進裝置(PR1 ; PR2)達成高揚程大容量的吐 .出效果,因此也可適用於中型以及大型的高速船艇。 上述實施例的船艇之噴水推進裝置(PR1 ; PR2)係將泵 浦罩殼9從上游側往下游側擴徑成缽狀,並將配設於該處的 動葉輪IMP的螺旋狀旋轉翼片16製作成讓朝向吸進罩殼8側 延伸出去的軸流式的誘導翼片部1 6a與緩傾斜的斜流翼片部 16b與急傾斜的離心翼片部16c平順地連接在一起,因此, 從上游側的誘導翼片部16a起訖下游側的離心翼片部16c爲 止,都被區劃成平滑曲線的旋轉流路CA,可藉由增加位於 翼片入口處的誘導效果而提高吸進性能,而且利用翼片出 口處的離心作用可防止軸動力的大幅地增加。因此,能夠 獲得變動量很少之大容量高揚程的渦輪型泵浦,動葉輪 IMP亦可達成高速運轉。 I紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) Γ2ϋ - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) *1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 587045 A7 B7 五、發明説明(W) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述動葉輪IMP係製作成:將各旋轉翼片16的離心翼 片部1 6c捲繞裝設在斜度較大的輪轂1 5的後段部1 5e ’將斜 流翼片部16b捲繞裝設在斜度較小的輪轂15的前段部15d, 並且在這個斜流翼片部1 6b的上游側’連續地設置一個軸流 狀的誘導翼片部16a以便增加流體的吸入量的結構,因此對 於斜流翼片部1 6b的推擠遷力變高,可防止因氣穴所導致的 振動、噪音。 各螺旋狀翼片16是將其子午線軌跡圖上的外邊16d盡量 地靠近泵浦罩殼9的內周,並且令外邊16d的上游側16du也 就是誘導翼片部1 6a的前端突出到吸進流路A以擴大吸進口 ,藉以提高吸入性能。 將總數爲I片(1 = 4〜6)的旋轉翼片16以等間距且呈軸對 稱地捲裝在輪轂1 5,以提高流體加壓時的體積效率,並且 改善旋轉平衡度。 利用吸進罩殼8來區劃出平滑少彎曲的緩傾斜的吸進流 路A,可改善船艇滑行時的取進流水的效率而增加推擠壓 力。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 前述動葉輪IMP是單一段的結構,與傳統的兩段泵浦 式推進裝置比較之下,更爲輕量,對於應用在高速艇身上 較爲有利。 整流部Plb2、P2b2係在吐出罩殻17與翼片輪轂19之間 ,配設了總數J片U = 7〜9)的固定導引翼片18,而區劃出作 爲從離心方向朝軸心方向的返還流路的固定流路CB ’能夠 防止發生如渦室的那種徑向荷重,因此可減輕振動。 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -21: 587045 A7 B7 五、發明説明(18) 【產業上的可利用性】 經由以上的說明可知,根據本發明,可以獲得能夠適 用於較大型的高速艇的船艇之噴水推進裝置。 【圖面之簡單說明】 第1圖係顯示配置了本發明的第一實施例的噴水推進 裝置的船艇的側面圖。 第2圖係第1圖所示的噴水推進裝置的縱斷面圖。 第3圖係第2圖所示的噴水推進裝置的重要部分的擴 大圖。 第4圖係顯示包含第3圖的噴水推進裝置的重要部分 的5片翼片式動葉輪以及擴散器的詳細圖。 第5圖係第4圖的動葉輪的立體圖。 第6圖係第5圖的動葉輪的正面圖。 第7圖係第5圖的動葉輪的子午線軌跡圖。 第8圖係上述第1實施例的第1變更例的4片翼片式動 葉輪的正面圖。 第9圖係上述第1實施例的第2變更例的6片翼片式動 葉輪的正面圖。 第1 0圖係本發明的第2實施例的船艇之噴水推進裝 置的局部剖開的側面圖。 第1 1圖係第1 0圖的噴水推進裝置的重要部分的縱 斷面圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -以- 587045 A7 B7 五、發明説明(19) 第1 2圖係顯示動葉輪的比速度N S與子午線軌跡輪 廓的關係圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1 3圖係傳統的動葉輪的子午線軌跡圖。 【圖號說明】 1 船艇 2 船底 PR1 ; PR2 噴水推進裝置 3 船底後部 5 吸進口 W 水 WJ 噴水柱 S1 操舵部 P1 泵浦部 Pla 吸水部 Plb 噴水柱生成部 Pic 噴水柱吐出部 8 吸進罩殻 A 吸進流路 7 除塵用濾網 Plbl 迴旋部 Plb2 整流部 9 泵浦罩殻 IMP-1 動葉輪 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 587045 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 主軸 輪轂 螺旋狀旋轉翼片 旋轉流路 軸承 軸接頭 驅動部 驅動軸 吐出罩殼 固定導引翼片 翼片輪轂 固定流路 合流路 吐出噴嘴 吐出端部 偏向板 反向器 21 a、22a 銷 21b 、 21c 噴出口 AR 旋轉軸心 15cl 上游側區域;緩傾斜區域 15c2 下游側區域;急傾斜區域 15c 輪轂外周 16d 外邊 A7 B7 五、發明説明(20) 11 15 16 CA 12 13 D1 14 17 18
19 CB CC 20 20a 21 22 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
587045 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明( 21) 16e 內邊 16a 誘導翼片部 16b 斜流翼片部 16c 離心翼片部 PRU 推進組件 P2 渦輪泵浦部 S2 操舵部 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 -線· 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)