專利名稱：用于海輪尤其是高速船的推進裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于高速船的新型噴水推進系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術狀況現(xiàn)有噴水推進系統(tǒng)包括各種螺旋槳(固定螺距或可變螺距)、葉面開孔螺旋槳、噴水推進器和空氣螺旋槳。
葉面開孔螺旋槳和空氣螺旋槳在高速時具有良好的推進效率，但往往在低速時效率差，且操縱性能差。葉面開孔螺旋槳還往往會有振動問題的缺陷。
普通螺旋槳(特別是可變螺距螺旋槳)在大約40節(jié)以下的速度具有良好的推進效率。它們通常不在40節(jié)以上使用。
噴水推進器與螺旋槳和葉面開孔螺旋槳相比更為可靠，而且不存在任何振動問題。噴水推進器在高速時的推進效率比葉面開孔螺旋槳低，但是它們在低速時通常具有更高的推進效率和操縱能力。
上述所有的推進系統(tǒng)都有以下的缺點，即其旋轉相對于水流皆為90度。
申請人了解挪威專利號913921、WO93/08075和英國專利號1090062。這些系統(tǒng)均采用以與水流相同方向轉動的槳輪之類。
本發(fā)明概況本發(fā)明噴水推進器也采用以與水流相同方向轉動的槳輪，但該槳輪被裝在一關閉的泵腔內(nèi)，其作用相當于一葉輪。這就使系統(tǒng)的作用相當于一噴水推進器，而不同于前述系統(tǒng)的情況。
采用本發(fā)明噴水推進器，可實現(xiàn)在高速時的推進效率與葉面開孔螺旋槳相似或更好，同時實現(xiàn)在低速時與目前的噴水推進器相比具有相似或更好的可靠性、操縱性和推進效率。
目前的系統(tǒng)，其問題就在于難以在一個很大的速度范圍內(nèi)保持一很高的推進效率。本發(fā)明的槳輪以與水流相同方向轉動的這一事實使得水與槳輪之間的相對運動在所有速度處均大致保持為常數(shù)。這就能在一個很大的速度范圍內(nèi)保持一很高的推進效率。
本發(fā)明采用將槳輪裝入一密閉的泵腔并將它用作一葉輪來實現(xiàn)該目標。由于槳輪的這種配置，將通過泵腔增加對于水流的壓力和速度。
方向控制與目前的噴水推進器相似，可通過采用方向舵改變出口中水流的方向來實現(xiàn)。
倒車則與一般的噴水推進器一樣，可通過采用反向管道進行。
通過以下描述并結合附圖和所附權利要求書，將進一步理解本發(fā)明的優(yōu)點和特點。
附圖簡要說明
圖1、2和3示出本發(fā)明尤其是一用于推進高速船的噴水推進器的一個僅僅作為代表性的實施例的配置。
圖1和圖2示出本發(fā)明一實施例的局部剖視側面圖，其中圖1表示系統(tǒng)在倒車情況下，而圖2表示系統(tǒng)在高速情況下。
圖3表示系統(tǒng)俯視圖。
實施例概述一槳輪1被裝入一基本密閉的泵腔11并作為一葉輪。
該泵腔11前面裝有一進水口8，后面裝有一出水口4。該泵腔11以這樣一種方式形成，即進水口8與出水口4之間的下部2與槳輪1保持靠近并迫使水改變方向并順著泵腔11的下部2直至通過出水口4被排出。
泵腔11的下部2在該區(qū)域中與槳輪1保持緊密靠近，這就可防止水從葉片7逸出，并照離心原理導致水的壓力和速度增加。
泵腔11的上部3因其功能只是密閉泵腔11，故可設計成與槳輪1有一適當距離。由于該泵腔除進水口8和出水口4外可以說是完全密閉的，故當水通過出水口4排出時在該泵腔11中產(chǎn)生一真空。然后按照置換原理，該真空通過進水口8將新的水吸入泵腔11。
為了對泵腔11中的真空進行控制，最好通過將槳輪軸9作成中空并通過孔10從中空軸到葉片7之間的每個腔配置一空氣入口。然后可使空氣通過一調(diào)節(jié)閥與系統(tǒng)相連，藉以對真空程度進行控制。
當船停泊或以低速驅動時，必須提高真空度以將足夠的水吸入泵腔11。當船以高速驅動時，即通過船穿過水的運動將水迫入泵腔內(nèi)，而該泵腔中的真空度則可降低。
對于船速和發(fā)動機轉數(shù)的各種組合，均有一最佳的真空程度。
這可以通過一計算機采用船速和發(fā)動機轉數(shù)作為輸入加以控制。
通過這樣達到的效果與通過一可變螺距螺旋槳達到的效果十分相似。
采用一與水流一起轉動的槳輪來代替轉動方向與水流成90度的一般葉輪將使我們能避免由與水流成90度的轉動所產(chǎn)生的問題。
本發(fā)明的噴水推進器沒有產(chǎn)生摩擦的水下部分。僅有的摩擦損失來自泵腔的下部和出水口。
計算和試驗已表明本發(fā)明的噴水推進器可以比目前的噴水推進器做得更小、更輕。此外，該系統(tǒng)的建造和維護均十分簡單。
為了避免空泡問題，一般的噴水推進器在高船速時必須降低進入該噴水推進器的水流速度。這是通過一象擴散器那樣形成的進水口實現(xiàn)的，并導致一很大的進水口。本發(fā)明的噴水推進器可以與船速相同的速度將水吸入噴水推進器，這就使我們能采用比一般噴水推進器小得多的進水口。
本發(fā)明的噴水推進器可用與目前的噴水推進器相同的材料來制作。
對于各種不同的發(fā)動機和不同大小的船，槳輪的尺寸、形狀和數(shù)量可以如一般噴水推進器和螺旋槳中同樣方式來進行調(diào)節(jié)。
權利要求
1.一種用于海輪尤其是高速船的推進裝置，其特征在于，包括一可換置的槳輪裝置，尤其是一裝在一基本密閉的泵腔(11)中的槳輪(1)，所述泵腔前面有一進水口(8)而后面有一出水口(4)，所述槳輪(1)作為一葉輪，更具體地說是作為一噴水葉輪。
2.如權利要求1所述的用于高速船的推進裝置，其特征在于，在所述進水口(8)與所述出水口(4)之間的泵腔(2)下部靠近所述槳輪(1)安裝，藉以防止水從葉片(7)逸出，并從而迫使水在通過所述出水口(4)排出前改變方向。
3.如權利要求1或2所述的用于高速船的推進裝置，其特征在于，所述由葉片(7)引起的被迫改變水的方向并因此而增加對于水的壓力和速度是按照離心原理進行的。
4.如權利要求1或3所述的用于高速船的推進裝置，其特征在于，所述泵腔(11)和所述槳輪(1)在將水從出水口(4)排出時，通過一除所述進水口(8)和所述出水口(4)外基本上完全密閉的泵腔(11)在所述泵腔(11)中產(chǎn)生一真空。
5.如權利要求1或4所述的用于高速船的推進裝置，其特征在于，所述泵腔(11)中產(chǎn)生的真空按照置換原理將水通過所述進水口(8)吸入所述泵腔(11)。
6.如權利要求1或5所述的用于高速船的推進裝置，其特征在于，所述泵腔(11)內(nèi)通過一調(diào)節(jié)閥包括有一進氣口，藉以可對所述泵腔(11)中的真空度加以控制，以使推進效率最佳化。
7.如以上權利要求中任一項所述的用于高速船的推進裝置，其特征在于，所述進氣口通過一真空軸(9)與所述泵腔(11)相連，所述軸(9)對于每對葉片(7)設有至少一個連通開口(10)。
8.如以上權利要求中任一項所述的用于高速船的推進裝置，其特征在于，所述基本密閉的泵腔(11)具有一導致圓柱形并包括一帶有多個例如四個葉片狀部件(7)，在所述泵腔的所述進水口(8)與所述出水口(4)之間設有一配置在所述泵腔(11)的下部的拱形表面(2)。
9.用于海輪尤其是高速船的推進裝置，包括一安裝在一具有一流體入口和一流體出口的腔中的可置換裝置，其特征在于，所述可置換裝置(1)裝有多個葉片狀部件(7)，所述泵腔(11)在所述進水口(8)與所述出水口(4)之間設有一所述葉片狀部件(7)在置換時基本密封地通過的拱形表面(2)，故所述流體在一第一葉片狀部件的引導側受到一位移并在通過所述出水口(4)排出之前改變方向，而在所述第一葉片狀部件(7)的后側則產(chǎn)生一通過所述進水口(8)吸入流體的負壓。
10.將一槳輪泵用作海輪尤其是高速船的推進裝置，具體來說用作一噴水推進器。
全文摘要
用于海輪尤其是高速船的推進裝置,其特點是一槳輪(1)被裝在一密閉的泵腔(11)中并作為一噴水推進器。泵腔和槳輪形成為使系統(tǒng)按照離心原理和置換原理的組合作為一個泵。可通過一空氣閥對泵腔(11)中的真空度進行控制使推進效率最佳化?？刂品较蛳涤稍诔鏊?4)中的小的方向舵通過出水口(4)改變水流的方向來進行的。倒車則通過與一般噴水推進器系統(tǒng)相似的反向管道(6)來進行。
文檔編號B63H11/11GK1187793SQ96194713
公開日1998年7月15日 申請日期1996年5月31日 優(yōu)先權日1995年6月15日
發(fā)明者J·R·卡爾森 申請人:輕工藝設計聯(lián)合股份有限公司