[发明专利]用于海轮尤其是高速船的推进装置

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于高速船的新型喷水推进系统。

现有技术状况

现有喷水推进系统包括各种螺旋桨(固定螺距或可变螺距)、叶面开孔螺旋桨、喷水推进器和空气螺旋桨。

叶面开孔螺旋桨和空气螺旋桨在高速时具有良好的推进效率，但往往在低速时效率差，且操纵性能差。叶面开孔螺旋桨还往往会有振动问题的缺陷。

普通螺旋桨(特别是可变螺距螺旋桨)在大约40节以下的速度具有良好的推进效率。它们通常不在40节以上使用。

喷水推进器与螺旋桨和叶面开孔螺旋桨相比更为可靠，而且不存在任何振动问题。喷水推进器在高速时的推进效率比叶面开孔螺旋桨低，但是它们在低速时通常具有更高的推进效率和操纵能力。

上述所有的推进系统都有以下的缺点，即其旋转相对于水流皆为90度。

申请人了解挪威专利号913921、WO93／08075和英国专利号1090062。这些系统均采用以与水流相同方向转动的桨轮之类。

本发明概况

本发明喷水推进器也采用以与水流相同方向转动的桨轮，但该桨轮被装在一关闭的泵腔内，其作用相当于一叶轮。这就使系统的作用相当于一喷水推进器，而不同于前述系统的情况。

采用本发明喷水推进器，可实现在高速时的推进效率与叶面开孔螺旋桨相似或更好，同时实现在低速时与目前的喷水推进器相比具有相似或更好的可靠性、操纵性和推进效率。

目前的系统，其问题就在于难以在一个很大的速度范围内保持一很高的推进效率。本发明的桨轮以与水流相同方向转动的这一事实使得水与桨轮之间的相对运动在所有速度处均大致保持为常数。这就能在一个很大的速度范围内保持一很高的推进效率。

本发明采用将桨轮装入一密闭的泵腔并将它用作一叶轮来实现该目标。由于桨轮的这种配置，将通过泵腔增加对于水流的压力和速度。

方向控制与目前的喷水推进器相似，可通过采用方向舵改变出口中水流的方向来实现。

倒车则与一般的喷水推进器一样，可通过采用反向管道进行。

通过以下描述并结合附图和所附权利要求书，将进一步理解本发明的优点和特点。

附图简要说明

图1、2和3示出本发明尤其是一用于推进高速船的喷水推进器的一个仅仅作为代表性的实施例的配置。

图1和图2示出本发明一实施例的局部剖视侧面图，其中图1表示系统在倒车情况下，而图2表示系统在高速情况下。

图3表示系统俯视图。

实施例概述

一桨轮1被装入一基本密闭的泵腔11并作为一叶轮。

该泵腔11前面装有一进水口8，后面装有一出水口4。该泵腔11以这样一种方式形成，即进水口8与出水口4之间的下部2与桨轮1保持靠近并迫使水改变方向并顺着泵腔11的下部2直至通过出水口4被排出。

泵腔11的下部2在该区域中与桨轮1保持紧密靠近，这就可防止水从叶片7逸出，并照离心原理导致水的压力和速度增加。

泵腔11的上部3因其功能只是密闭泵腔11，故可设计成与桨轮1有一适当距离。由于该泵腔除进水口8和出水口4外可以说是完全密闭的，故当水通过出水口4排出时在该泵腔11中产生一真空。然后按照置换原理，该真空通过进水口8将新的水吸入泵腔11。

为了对泵腔11中的真空进行控制，最好通过将桨轮轴9作成中空并通过孔10从中空轴到叶片7之间的每个腔配置一空气入口。然后可使空气通过一调节阀与系统相连，藉以对真空程度进行控制。

当船停泊或以低速驱动时，必须提高真空度以将足够的水吸入泵腔11。当船以高速驱动时，即通过船穿过水的运动将水迫入泵腔内，而该泵腔中的真空度则可降低。

对于船速和发动机转数的各种组合，均有一最佳的真空程度。

这可以通过一计算机采用船速和发动机转数作为输入加以控制。

通过这样达到的效果与通过一可变螺距螺旋桨达到的效果十分相似。

采用一与水流一起转动的桨轮来代替转动方向与水流成90度的一般叶轮将使我们能避免由与水流成90度的转动所产生的问题。

本发明的喷水推进器没有产生摩擦的水下部分。仅有的摩擦损失来自泵腔的下部和出水口。

计算和试验已表明本发明的喷水推进器可以比目前的喷水推进器做得更小、更轻。此外，该系统的建造和维护均十分简单。