船用復(fù)合鼓動(dòng)噴水推進(jìn)器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供的是一種船用復(fù)合鼓動(dòng)噴水推進(jìn)器，包括噴水筒、第一鼓動(dòng)推進(jìn)器、第二鼓動(dòng)推進(jìn)器、外往復(fù)式主軸和內(nèi)往復(fù)式主軸，所述噴水筒上部分是喇叭形狀、下部分是圓柱形狀，噴水筒上部分設(shè)置有進(jìn)水口，噴水筒下部分內(nèi)側(cè)設(shè)置有滑槽，第一鼓動(dòng)推進(jìn)器和第二鼓動(dòng)推進(jìn)器通過(guò)滑槽安裝在噴水筒內(nèi)，第一鼓動(dòng)推進(jìn)器與外往復(fù)式主軸連接，內(nèi)往復(fù)式主軸貫穿外往復(fù)主軸，內(nèi)往復(fù)主軸的端部連接第二鼓動(dòng)推進(jìn)器。為了實(shí)現(xiàn)船舶節(jié)能的目的，本發(fā)明專利技術(shù)提出了一種新型、高效的船用復(fù)合鼓動(dòng)噴水推進(jìn)器，相對(duì)傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)器而言，本發(fā)明專利技術(shù)不產(chǎn)生尾旋流，能量損失少，效率高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
船用復(fù)合鼓動(dòng)噴水推進(jìn)器
本專利技術(shù)涉及一種推進(jìn)器，尤其涉及一種船用復(fù)合鼓動(dòng)噴水推進(jìn)器。
技術(shù)介紹
螺旋槳做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在推動(dòng)流體向后運(yùn)動(dòng)的同時(shí)使流體產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。推動(dòng)流體向后運(yùn)動(dòng)是螺旋槳產(chǎn)生推力所必須的，而尾流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完全是一種能量浪費(fèi)。尾流旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所消耗的能量通常能夠達(dá)到主機(jī)功率的15％以上。此外，普通螺旋槳普遍存在轉(zhuǎn)速高噪聲大，迎水面積大對(duì)船舶產(chǎn)生較大的阻力，工藝復(fù)雜加工制造難度大。近些年噴水推進(jìn)器取得了顯著地發(fā)展，與常規(guī)螺旋槳相比，噴水推進(jìn)器具有抗空泡性能優(yōu)越，并且噪音小等優(yōu)點(diǎn)。但噴水推進(jìn)器推進(jìn)效率普遍偏低。現(xiàn)有的推進(jìn)器主要是依靠螺旋槳做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在推動(dòng)流體向后運(yùn)動(dòng)的同時(shí)使流體產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。推動(dòng)流體向后運(yùn)動(dòng)是螺旋槳產(chǎn)生推力所必須的，而螺旋槳所產(chǎn)生的尾流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完全是一種能量浪費(fèi)。尾流旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所消耗的能量通常能夠達(dá)到主機(jī)功率的15％以上。此外，普通螺旋槳普遍存在轉(zhuǎn)速高噪聲大，迎水面積大對(duì)船舶產(chǎn)生較大的阻力，工藝復(fù)雜加工制造難度大。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有很多關(guān)于船舶推進(jìn)器方面的專利，例如美國(guó)專利US4102293公布的Deviceforpropellingships，依靠往復(fù)軸和葉片的配合運(yùn)動(dòng)，可以為船舶提供向前的推力。但依然存在些許不足，首先由于船體向前運(yùn)動(dòng)，在推進(jìn)器張開(kāi)時(shí)逆流前行時(shí)，產(chǎn)生較大的阻力，其次在“相撲與急張”的過(guò)程中，易產(chǎn)生橫向流，這就與螺旋槳旋轉(zhuǎn)流會(huì)產(chǎn)生尾旋流相同，也是一種能量的損失，并且其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。在現(xiàn)如今大力倡導(dǎo)節(jié)能減排的大的背景下，開(kāi)發(fā)新型節(jié)能推進(jìn)裝置來(lái)避免產(chǎn)生不必要的旋轉(zhuǎn)流及橫向流成為船舶節(jié)能的重要研究課題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了減少能量損失，提高推進(jìn)效率，而提供一種船用復(fù)合鼓動(dòng)噴水推進(jìn)器。本專利技術(shù)的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括噴水筒、第一鼓動(dòng)推進(jìn)器、第二鼓動(dòng)推進(jìn)器、外往復(fù)式主軸和內(nèi)往復(fù)式主軸，所述噴水筒上部分是喇叭形狀、下部分是圓柱形狀，噴水筒上部分設(shè)置有進(jìn)水口，噴水筒下部分內(nèi)側(cè)設(shè)置有滑槽，第一鼓動(dòng)推進(jìn)器和第二鼓動(dòng)推進(jìn)器通過(guò)滑槽安裝在噴水筒內(nèi)，第一鼓動(dòng)推進(jìn)器與外往復(fù)式主軸連接，內(nèi)往復(fù)式主軸貫穿外往復(fù)主軸，內(nèi)往復(fù)主軸的端部連接第二鼓動(dòng)推進(jìn)器。本專利技術(shù)還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：1.第一鼓動(dòng)推進(jìn)器和第二鼓動(dòng)推進(jìn)器結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)鼓動(dòng)推進(jìn)器都包括兩個(gè)鼓動(dòng)葉片、旋轉(zhuǎn)內(nèi)軸、旋轉(zhuǎn)軸外殼、每個(gè)鼓動(dòng)葉片的一側(cè)有兩個(gè)聯(lián)接環(huán)，兩個(gè)鼓動(dòng)葉片分別通過(guò)聯(lián)接環(huán)交錯(cuò)套在旋轉(zhuǎn)內(nèi)軸上，兩個(gè)聯(lián)接環(huán)中間設(shè)置有扭轉(zhuǎn)彈簧。2.第二鼓動(dòng)推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)軸中間位置設(shè)置平衡針。3.第一鼓動(dòng)推進(jìn)器的兩葉片中間位置設(shè)置凹槽。4.旋轉(zhuǎn)軸外殼上設(shè)置有與聯(lián)接環(huán)相適應(yīng)的缺口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)在保證船舶航行性能的前提下，采用前、后兩個(gè)鼓動(dòng)噴水推進(jìn)器外加噴水筒協(xié)同工作，推動(dòng)水流沿軸向向后運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)船舶平穩(wěn)前行并且可以避免橫向流動(dòng)，從而減少能量損失，使用兩個(gè)推進(jìn)器的推進(jìn)效率高；相對(duì)傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)器而言，本專利技術(shù)不會(huì)產(chǎn)生尾旋流，能量損失少。附圖說(shuō)明圖1(a)是安裝本專利技術(shù)的船舶總體結(jié)構(gòu)示意圖，圖1(b)是圖1(a)船尾局部放大圖；圖2是本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專利技術(shù)的剖視圖；圖4(a)是本專利技術(shù)的1號(hào)鼓動(dòng)推進(jìn)器剖視圖，圖4(b)是圖4(a)的俯視圖；圖5(a)是本專利技術(shù)的2號(hào)鼓動(dòng)推進(jìn)器剖視圖，圖5(b)是圖5(a)的俯視圖；圖6是本專利技術(shù)的1號(hào)鼓動(dòng)推進(jìn)器剛性連接機(jī)構(gòu)示意圖；圖7是本專利技術(shù)的2號(hào)鼓動(dòng)推進(jìn)器剛性連接機(jī)構(gòu)示意圖；圖8是本專利技術(shù)的1號(hào)鼓動(dòng)推進(jìn)器兩葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本專利技術(shù)的2號(hào)鼓動(dòng)推進(jìn)器兩葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本專利技術(shù)的旋轉(zhuǎn)軸外殼的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本專利技術(shù)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)1；圖12是本專利技術(shù)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示：本專利技術(shù)的復(fù)合鼓動(dòng)噴水推進(jìn)器安裝在船尾，圖1(b)為圖1(a)尾部的局部放大圖，從圖中可以看出推進(jìn)器外殼與船尾進(jìn)行無(wú)縫銜接，就整體而言具有良好的流場(chǎng)適配性能。圖2給出了復(fù)合鼓動(dòng)噴水推進(jìn)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖，噴水筒1上部分是喇叭形狀、下部分是圓柱形狀，噴水筒1上部分設(shè)置有進(jìn)水口2，噴水筒下部分內(nèi)側(cè)設(shè)置有滑道，第一鼓動(dòng)推進(jìn)器4和第二鼓動(dòng)推進(jìn)器5通過(guò)滑槽6安裝在噴水筒1內(nèi)，第一鼓動(dòng)推進(jìn)器4與外往復(fù)式主軸7連接，內(nèi)往復(fù)式主軸8貫穿外往復(fù)主軸7，內(nèi)往復(fù)主軸8的端部連接第二鼓動(dòng)推進(jìn)器5。噴水筒1作為推進(jìn)器外殼可對(duì)內(nèi)部來(lái)流起到整流作用，使內(nèi)部來(lái)流變得更為均勻。水流經(jīng)進(jìn)水孔2進(jìn)入水筒。復(fù)合鼓動(dòng)推進(jìn)器3在噴水筒1內(nèi)部做前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖3為本專利技術(shù)的剖視圖，復(fù)合鼓動(dòng)推進(jìn)器由第一鼓動(dòng)推進(jìn)器4即前鼓動(dòng)推進(jìn)器和第二鼓動(dòng)推進(jìn)器5即后鼓動(dòng)推進(jìn)器組成，滑槽6在噴水筒1上。噴水筒1與船體為一整體，前、后鼓動(dòng)推進(jìn)器沿滑槽6分別做前后運(yùn)動(dòng)。當(dāng)推進(jìn)器向后運(yùn)動(dòng)且鼓動(dòng)葉片完全展開(kāi)時(shí)，鼓動(dòng)葉片圓盤實(shí)現(xiàn)與噴水筒圓形橫剖面無(wú)縫銜接，最大限度地推動(dòng)水流向后運(yùn)動(dòng)。圖4(a)和圖5(a)分別給出了第一鼓動(dòng)推進(jìn)器4及第二鼓動(dòng)推進(jìn)器5的剖視圖，均保留一個(gè)葉片11、16，旋轉(zhuǎn)軸外殼12、15亦保留一半。外往復(fù)式主軸7驅(qū)動(dòng)第一鼓動(dòng)推進(jìn)器4前后運(yùn)動(dòng)，內(nèi)往復(fù)式主軸8貫穿外往復(fù)式主軸7驅(qū)動(dòng)第二鼓動(dòng)推進(jìn)器5前后運(yùn)動(dòng)。第一鼓動(dòng)推進(jìn)器和第二鼓動(dòng)推進(jìn)器的扭轉(zhuǎn)彈簧9-1和扭轉(zhuǎn)彈簧9-2的兩端分別與兩個(gè)鼓動(dòng)葉片的聯(lián)接環(huán)固定連接，給兩葉片有相互合攏的趨勢(shì)，確保主軸向前運(yùn)動(dòng)時(shí)兩葉片能夠完全合攏，從而減小相應(yīng)的流體阻力。第二鼓動(dòng)推進(jìn)器5設(shè)置有平衡針13，平衡針13用于確保第二鼓動(dòng)推進(jìn)器5的兩葉片在合攏時(shí)能夠處于船中處。圖4(b)和圖5(b)分別給出了第一鼓動(dòng)推進(jìn)器4及第二鼓動(dòng)推進(jìn)器5的俯視圖，當(dāng)兩個(gè)鼓動(dòng)推進(jìn)器合攏時(shí)內(nèi)部分別出現(xiàn)空腔17及空腔18，當(dāng)鼓動(dòng)推進(jìn)器向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，在空腔17、18內(nèi)水流的作用下張開(kāi)，從而推動(dòng)水流向后運(yùn)動(dòng)并提供向前的推力。圖6和圖7分別為第一鼓動(dòng)推進(jìn)器4及第二鼓動(dòng)推進(jìn)器5的剛性連接件的結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)于第一鼓動(dòng)推進(jìn)器4，剛性連接件由外往復(fù)式主軸7及旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)軸10組成。對(duì)于2號(hào)鼓動(dòng)推進(jìn)器5，剛性連接件由內(nèi)往復(fù)式主軸8、旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)軸14及平衡針13組成。剛性連接件可一體化生產(chǎn)，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，旋轉(zhuǎn)軸外殼通過(guò)焊接的方式與往復(fù)式主軸和旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)軸上下端剛性連接。圖8和圖9分別單獨(dú)給出了第一鼓動(dòng)推進(jìn)器4及第二鼓動(dòng)推進(jìn)器5的的兩個(gè)葉片的結(jié)構(gòu)示意圖，葉片卡槽19、21用來(lái)控制鼓動(dòng)葉片最大張開(kāi)角，與推進(jìn)軸弧線吻合。鼓動(dòng)葉片11與兩個(gè)寬度不同的聯(lián)接環(huán)20相連，鼓動(dòng)葉片16與兩個(gè)寬度不同的聯(lián)接環(huán)22相連，偏內(nèi)的圓環(huán)寬度取偏外圓環(huán)寬度的2/3～3/4。由于連接軸較細(xì)，偏內(nèi)的連接軸較短可保證轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度。圖10為鼓動(dòng)推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)軸外殼12和旋轉(zhuǎn)軸外殼15的結(jié)構(gòu)示意圖，第一、第二鼓動(dòng)推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)軸外殼12和15的結(jié)構(gòu)基本一樣，相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸外殼缺口23與相對(duì)應(yīng)的葉片和聯(lián)接環(huán)的連接件寬度相同，但略小于聯(lián)接環(huán)寬度以實(shí)現(xiàn)密封防止進(jìn)水。圖11和圖12分別給出了復(fù)合鼓動(dòng)推進(jìn)器的兩種主要運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，噴水筒內(nèi)水流速度為V0，圖11是當(dāng)?shù)谝还膭?dòng)推進(jìn)器4即前鼓動(dòng)推進(jìn)器以速度V1推動(dòng)水流向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，第二鼓動(dòng)推進(jìn)器5即后鼓動(dòng)推進(jìn)器合攏并以速度V2向前運(yùn)動(dòng)。圖12所示運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與圖11相反。由于第二鼓動(dòng)推進(jìn)器5的沖程較大，葉片合攏向前運(yùn)動(dòng)歷時(shí)較長(zhǎng)，在此過(guò)程中無(wú)法提供向前的推力，而本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種船用復(fù)合鼓動(dòng)噴水推進(jìn)器，其特征在于：包括噴水筒、第一鼓動(dòng)推進(jìn)器、第二鼓動(dòng)推進(jìn)器、外往復(fù)式主軸和內(nèi)往復(fù)式主軸，所述噴水筒上部分是喇叭形狀、下部分是圓柱形狀，噴水筒上部分設(shè)置有進(jìn)水口，噴水筒下部分內(nèi)側(cè)設(shè)置有滑槽，第一鼓動(dòng)推進(jìn)器和第二鼓動(dòng)推進(jìn)器通過(guò)滑槽安裝在噴水筒內(nèi)，第一鼓動(dòng)推進(jìn)器與外往復(fù)式主軸連接，內(nèi)往復(fù)式主軸貫穿外往復(fù)主軸，內(nèi)往復(fù)主軸的端部連接第二鼓動(dòng)推進(jìn)器。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種船用復(fù)合鼓動(dòng)噴水推進(jìn)器，其特征在于：包括噴水筒、第一鼓動(dòng)推進(jìn)器、第二鼓動(dòng)推進(jìn)器、外往復(fù)式主軸和內(nèi)往復(fù)式主軸，所述噴水筒上部分是喇叭形狀、下部分是圓柱形狀，噴水筒上部分設(shè)置有進(jìn)水口，噴水筒下部分內(nèi)側(cè)設(shè)置有滑槽，第一鼓動(dòng)推進(jìn)器和第二鼓動(dòng)推進(jìn)器通過(guò)滑槽安裝在噴水筒內(nèi)，第一鼓動(dòng)推進(jìn)器與外往復(fù)式主軸連接，內(nèi)往復(fù)式主軸貫穿外往復(fù)式主軸，內(nèi)往復(fù)式主軸的端部連接第二鼓動(dòng)推進(jìn)器，所述第一鼓動(dòng)推進(jìn)器和第二鼓動(dòng)推進(jìn)器結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)鼓動(dòng)推進(jìn)器都包括兩個(gè)鼓動(dòng)葉片、旋轉(zhuǎn)內(nèi)軸、旋轉(zhuǎn)軸外殼、每個(gè)鼓動(dòng)葉片的一側(cè)有兩個(gè)聯(lián)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡安康，侯立勛，王超，韓鳳磊，汪春輝，楊放青，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈爾濱工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：黑龍江;23