本實(shí)用新型屬于船只應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種船用呼吸式動(dòng)力裝置。

背景技術(shù)：

船舶的航行需要?jiǎng)恿?，常用的?dòng)力裝置是以明輪、螺旋槳及噴水方式實(shí)現(xiàn)的。明輪與螺旋槳是直接以旋轉(zhuǎn)方式向后推水來驅(qū)動(dòng)，明輪方式因一部分推力耗費(fèi)在上下方向上而導(dǎo)致前后方向上推進(jìn)效率低下，螺旋槳相比明輪有所改進(jìn)，但螺旋槳轉(zhuǎn)速過高時(shí)會(huì)在槳葉附近產(chǎn)生空泡效應(yīng)，此時(shí)螺旋槳相當(dāng)于先推動(dòng)氣體再推動(dòng)水，這也導(dǎo)致推進(jìn)效率下降。而現(xiàn)有的噴水方式，往往也是以傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)水泵實(shí)現(xiàn)的，這些過程中不可避免地存在動(dòng)力損失的環(huán)節(jié)，效率不高。

以點(diǎn)燃燃料與空氣的混合氣，氣體膨脹做功的方式，是人類將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的主要手段，傳統(tǒng)的船用動(dòng)力裝置如活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)，是利用膨脹氣體做功轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器；或者使用燃料發(fā)電(活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)合發(fā)電機(jī)和自由活塞式發(fā)電機(jī))，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)推進(jìn)。而直接使用膨脹氣體做功，將水噴出，產(chǎn)生推力，是效率最高的一種方式，本裝置意在實(shí)現(xiàn)這種方式。同時(shí)，利用了工作過程中產(chǎn)生的壓差，實(shí)現(xiàn)從前部吸水，獲得拉力，更高效地利用了燃?xì)饽芰俊?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種船用呼吸式動(dòng)力裝置，可以提高燃料做功效率的一種新型動(dòng)力裝置。

本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

本實(shí)用新型的第一方面涉及一種船用呼吸式推進(jìn)裝置，包括以下部件：

燃燒室7，所述燃燒室7具有第一換氣閥1、第二換氣閥2、噴嘴5和火花塞6，所述燃燒室7的底部開設(shè)有氣孔；

儲(chǔ)水室8，其通過所述氣孔與所述燃燒室7流體導(dǎo)通連接；

隔水浮子10，其通過浮子支架11限定在所述儲(chǔ)水室8的內(nèi)頂部，并且能可移動(dòng)式密封住所述氣孔；

導(dǎo)向管9，與所述儲(chǔ)水室8的底部成倒T型連接并與所述儲(chǔ)水室8流體導(dǎo)通，所述導(dǎo)向管9具有前開口段和后開口段，其中前開口段內(nèi)設(shè)有單向進(jìn)水閥3。

本實(shí)用新型的第一方面的優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述前開口的截面積大于后開口的截面積。

本實(shí)用新型的第一方面的優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述導(dǎo)向管9的后開口段與水平面成一定角度，形成翹尾端。這樣做的好處是將進(jìn)入導(dǎo)向管9內(nèi)的氣體從該翹尾端排出。

本實(shí)用新型的第一方面的優(yōu)選的實(shí)施方案中，后開口段內(nèi)設(shè)有單向排水閥4。

本實(shí)用新型的第二方面涉及一種船用呼吸式推進(jìn)裝置的操作方法，該船用呼吸式推進(jìn)裝置在所述后開口段設(shè)有單向排水閥4，包括以下呼吸循環(huán)操作步驟：

A、將所述燃燒室7內(nèi)充滿新鮮空氣，關(guān)閉所述燃燒室7的所述第一換氣閥1和所述第二換氣閥2，打開所述噴嘴5將燃油霧化噴入所述燃燒室7，由所述火花塞6點(diǎn)燃，燃燒室內(nèi)的氣體膨脹增壓，由于氣體壓力大于氣水界面處對(duì)應(yīng)的外部水壓，故增壓氣體通過氣孔將所述隔水浮子10下壓導(dǎo)致氣孔打開，增壓氣體進(jìn)入所述儲(chǔ)水室8并壓迫儲(chǔ)水室8內(nèi)的水下行到導(dǎo)向管9中，并導(dǎo)致所述單向進(jìn)水閥3關(guān)閉，所述單向排水閥4打開，所述導(dǎo)向管9和所述儲(chǔ)水室8內(nèi)的水只能通過所述單向排水閥4向后噴出，產(chǎn)生推力，推動(dòng)所述船用呼吸式推進(jìn)裝置前進(jìn)，此為“呼”的過程；然后，

B、打開所述第一換氣閥1和所述第二換氣閥2，所述燃燒室7內(nèi)廢氣排出，壓力迅速與外界大氣壓平衡并且外部新鮮空氣進(jìn)入燃燒室，所述儲(chǔ)水室8內(nèi)的氣水界面處壓力小于同深度的外部水壓，外部水壓將所述單向排水閥4關(guān)閉并將所述單向進(jìn)水閥3打開，水只能從所述單向進(jìn)水閥3吸入，產(chǎn)生拉力，拉動(dòng)所述船用呼吸式推進(jìn)裝置前進(jìn)，此為“吸”的過程，該過程中所述儲(chǔ)水室8內(nèi)氣水界面升高直至所述隔水浮子11上浮堵住所述氣孔，封閉燃燒室，然后進(jìn)入新的呼吸循環(huán)。

本實(shí)用新型的第二方面的優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟A的“呼”的過程的結(jié)束時(shí)機(jī)為以下二者之一：

燃燒室內(nèi)氣體膨脹到極限；或者，

燃燒室內(nèi)氣體未膨脹到極限。

本實(shí)用新型的第二方面的一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟A的“呼”的過程中，通過精確設(shè)計(jì)燃燒室和儲(chǔ)水室容積，并控制燃料供給，使燃燒室內(nèi)氣體膨脹到極限時(shí)，氣體還未進(jìn)入導(dǎo)向管，此時(shí)結(jié)束“呼”的過程；此種過程可達(dá)到最優(yōu)熱效率。

本實(shí)用新型的第二方面的另一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟A的“呼”的過程中，通過加大燃料供給，燃燒室內(nèi)氣體膨脹更劇烈，燃燒室內(nèi)氣體未膨脹到極限，但即將進(jìn)入導(dǎo)向管，通過控制打開排氣閥，結(jié)束“呼”的過程。此種過程由于未能使氣體膨脹到極限，故犧牲一定的能量，但可獲得較大推力。

本實(shí)用新型的第三方面涉及一種船用呼吸式推進(jìn)裝置的操作方法，該船用呼吸式推進(jìn)裝置的所述前開口的截面積大于后開口的截面積，包括以下呼吸循環(huán)操作步驟：

A、將所述燃燒室7內(nèi)充滿新鮮空氣，關(guān)閉所述燃燒室7的所述第一換氣閥(1)和所述第二換氣閥2，打開所述噴嘴5將燃油霧化噴入所述燃燒室7，由所述火花塞6點(diǎn)燃，燃燒室內(nèi)的氣體膨脹增壓，由于氣體壓力大于氣水界面處對(duì)應(yīng)的外部水壓，故增壓氣體通過氣孔將所述隔水浮子10下壓導(dǎo)致氣孔打開，增壓氣體進(jìn)入所述儲(chǔ)水室8并壓迫儲(chǔ)水室8內(nèi)的水下行到導(dǎo)向管9中，并導(dǎo)致所述單向進(jìn)水閥3關(guān)閉，所述導(dǎo)向管9和所述儲(chǔ)水室8內(nèi)的水只能通過所述后開口段向后噴出，產(chǎn)生推力，推動(dòng)所述船用呼吸式推進(jìn)裝置前進(jìn)，此為“呼”的過程；然后，

B、打開所述第一換氣閥1和所述第二換氣閥2，所述燃燒室7內(nèi)廢氣排出，壓力迅速與外界大氣壓平衡并且外部新鮮空氣進(jìn)入燃燒室，所述儲(chǔ)水室8內(nèi)的氣水界面處壓力小于同深度的外部水壓，外部水壓將所述單向進(jìn)水閥3打開且同時(shí)從所述單向進(jìn)水閥3和所述后開口段吸入，由于前開口的截面積大于后開口的截面積，外部水壓強(qiáng)乘以前后開口截面積之差則產(chǎn)生向前的拉力，拉動(dòng)所述船用呼吸式推進(jìn)裝置前進(jìn)，此為“吸”的過程，該過程中所述儲(chǔ)水室8內(nèi)氣水界面升高直至所述隔水浮子11上浮堵住所述氣孔，封閉燃燒室，然后進(jìn)入新的呼吸循環(huán)。

本實(shí)用新型的第三方面的優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟A的“呼”的過程的結(jié)束時(shí)機(jī)為以下二者之一：

燃燒室內(nèi)氣體膨脹到極限；或者，

燃燒室內(nèi)氣體未膨脹到極限。

本實(shí)用新型有益效果：

本裝置采用燃?xì)馀蛎浿苯油苿?dòng)噴水，沒有各種能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)帶來的損失，同時(shí)排氣時(shí)從前方吸水，也能產(chǎn)生拉力，更有效地利用能量，“呼”“吸”過程都能向前做功，在需要大推力的時(shí)候，可在燃燒室內(nèi)氣體未膨脹到極限時(shí)就啟動(dòng)排氣過程，通過適當(dāng)犧牲效率來換取大功率。同時(shí)，由于噴水推進(jìn)沒有空泡效應(yīng)等影響推進(jìn)效率的麻煩，有望成為新一代節(jié)能高效，可適應(yīng)高速航行的推進(jìn)裝置。

附圖說明

圖1是本裝置第一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本裝置第一種結(jié)構(gòu)換氣狀態(tài)；

圖3是本裝置第一種結(jié)構(gòu)點(diǎn)火狀態(tài)；

圖4是本裝置第一種結(jié)構(gòu)做功—噴水(呼)過程；

圖5是本裝置第一種結(jié)構(gòu)換氣--吸水(吸)過程；

圖6是本裝置第二種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本裝置第二種結(jié)構(gòu)換氣狀態(tài)；

圖8是本裝置第二種結(jié)構(gòu)點(diǎn)火狀態(tài)；

圖9是本裝置第二種結(jié)構(gòu)做功—噴水(呼)過程；

圖10是本裝置第二種結(jié)構(gòu)換氣--吸水(吸)過程。

圖中：1-第一換氣閥，2-第二換氣閥，3-單向進(jìn)水閥，4-單向排水閥，5-噴嘴，6-火花塞，7-燃燒室，8-儲(chǔ)水室，9-導(dǎo)向管，10-隔水浮子，11-浮子支架。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例旨在說明本實(shí)用新型的內(nèi)容，而不是對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的進(jìn)一步限定。

實(shí)施例1

一種船用呼吸式推進(jìn)裝置，包括以下部件：

燃燒室7，所述燃燒室7具有第一換氣閥1、第二換氣閥2、噴嘴5和火花塞6，所述燃燒室7的底部開設(shè)有氣孔；

儲(chǔ)水室8，其通過所述氣孔與所述燃燒室7流體導(dǎo)通連接；

隔水浮子10，其通過浮子支架11限定在所述儲(chǔ)水室8的內(nèi)頂部，并且能可移動(dòng)式密封住所述氣孔；

導(dǎo)向管9，與所述儲(chǔ)水室8的底部成倒T型連接并與所述儲(chǔ)水室8流體導(dǎo)通，所述導(dǎo)向管9具有前開口段和后開口段，其中前開口段內(nèi)設(shè)有單向進(jìn)水閥3。

本實(shí)施例中，后開口段內(nèi)設(shè)有單向排水閥4。

該船用呼吸式推進(jìn)裝置的操作方法，包括以下呼吸循環(huán)操作步驟：

A、將所述燃燒室7內(nèi)充滿新鮮空氣，關(guān)閉所述燃燒室7的所述第一換氣閥1和所述第二換氣閥2，打開所述噴嘴5將燃油霧化噴入所述燃燒室7，由所述火花塞6點(diǎn)燃，燃燒室內(nèi)的氣體膨脹增壓，由于氣體壓力大于氣水界面處對(duì)應(yīng)的外部水壓，故增壓氣體通過氣孔將所述隔水浮子10下壓導(dǎo)致氣孔打開，增壓氣體進(jìn)入所述儲(chǔ)水室8并壓迫儲(chǔ)水室8內(nèi)的水下行到導(dǎo)向管9中，并導(dǎo)致所述單向進(jìn)水閥3關(guān)閉，所述單向排水閥4打開，所述導(dǎo)向管9和所述儲(chǔ)水室8內(nèi)的水只能通過所述單向排水閥4向后噴出，產(chǎn)生推力，推動(dòng)所述船用呼吸式推進(jìn)裝置前進(jìn)，此為“呼”的過程；然后，

B、打開所述第一換氣閥1和所述第二換氣閥2，所述燃燒室7內(nèi)廢氣排出，壓力迅速與外界大氣壓平衡并且外部新鮮空氣進(jìn)入燃燒室，所述儲(chǔ)水室8內(nèi)的氣水界面處壓力小于同深度的外部水壓，外部水壓將所述單向排水閥4關(guān)閉并將所述單向進(jìn)水閥3打開，水只能從所述單向進(jìn)水閥3吸入，產(chǎn)生拉力，拉動(dòng)所述船用呼吸式推進(jìn)裝置前進(jìn)，此為“吸”的過程，該過程中所述儲(chǔ)水室8內(nèi)氣水界面升高直至所述隔水浮子11上浮堵住所述氣孔，封閉燃燒室，然后進(jìn)入新的呼吸循環(huán)。

實(shí)施例2

一種船用呼吸式推進(jìn)裝置，包括以下部件：

燃燒室7，所述燃燒室7具有第一換氣閥1、第二換氣閥2、噴嘴5和火花塞6，所述燃燒室7的底部開設(shè)有氣孔；

儲(chǔ)水室8，其通過所述氣孔與所述燃燒室7流體導(dǎo)通連接；

隔水浮子10，其通過浮子支架11限定在所述儲(chǔ)水室8的內(nèi)頂部，并且能可移動(dòng)式密封住所述氣孔；

導(dǎo)向管9，與所述儲(chǔ)水室8的底部成倒T型連接并與所述儲(chǔ)水室8流體導(dǎo)通，所述導(dǎo)向管9具有前開口段和后開口段，其中前開口段內(nèi)設(shè)有單向進(jìn)水閥3。

該船用呼吸式推進(jìn)裝置的操作方法，包括以下呼吸循環(huán)操作步驟：

A、將所述燃燒室7內(nèi)充滿新鮮空氣，關(guān)閉所述燃燒室7的所述第一換氣閥1和所述第二換氣閥2，打開所述噴嘴5將燃油霧化噴入所述燃燒室7，由所述火花塞6點(diǎn)燃，燃燒室內(nèi)的氣體膨脹增壓，由于氣體壓力大于氣水界面處對(duì)應(yīng)的外部水壓，故增壓氣體通過氣孔將所述隔水浮子10下壓導(dǎo)致氣孔打開，增壓氣體進(jìn)入所述儲(chǔ)水室8并壓迫儲(chǔ)水室8內(nèi)的水下行到導(dǎo)向管9中，并導(dǎo)致所述單向進(jìn)水閥3關(guān)閉，所述導(dǎo)向管9和所述儲(chǔ)水室8內(nèi)的水只能通過所述后開口段向后噴出，產(chǎn)生推力，推動(dòng)所述船用呼吸式推進(jìn)裝置前進(jìn)，此為“呼”的過程；然后，

B、打開所述第一換氣閥1和所述第二換氣閥2，所述燃燒室7內(nèi)廢氣排出，壓力迅速與外界大氣壓平衡并且外部新鮮空氣進(jìn)入燃燒室，所述儲(chǔ)水室8內(nèi)的氣水界面處壓力小于同深度的外部水壓，外部水壓將所述單向進(jìn)水閥3打開且同時(shí)從所述單向進(jìn)水閥3和所述后開口段吸入，由于前開口的截面積大于后開口的截面積，外部水壓強(qiáng)乘以前后開口截面積之差則產(chǎn)生向前的拉力，拉動(dòng)所述船用呼吸式推進(jìn)裝置前進(jìn)，此為“吸”的過程，該過程中所述儲(chǔ)水室8內(nèi)氣水界面升高直至所述隔水浮子11上浮堵住所述氣孔，封閉燃燒室，然后進(jìn)入新的呼吸循環(huán)。