[發明專利]吞吐噴水方法與船舶吞吐噴水推進裝置

無效

• 申請號: 200810090853.3
• 申請日: 2008-04-02
• 公開（公告）號: CN101323367A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 尚德敏
• 申請（專利權）人: 尚德敏
• 主分類號: B63H11/02
• 分類號: B63H11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及交通運輸技術，尤其涉及到船舶的一種吞吐噴水推進技術。

背景技術

目前，世界各國出于軍事和經濟目的，都已經或正在走向海洋，爭相加強和展示海上力量。為提高船舶在高海況下的航行能力，各國普遍的一個重點研究方向就是船舶的大功率和高可靠性的推進裝置。

船舶推進裝置的主體由三部分組成，它們是：主機、傳動系統、推進器。

船舶主機的類型主要有：柴油機裝置、蒸汽輪機裝置、燃氣輪機裝置、核反應堆裝置等，其中，應用最為普遍的是柴油機裝置。目前，各種船舶主機不同程度地存在著設備復雜、體積大、重量大、易出故障、維修困難等問題。

船舶推進器的種類很少，主要就是螺旋槳推進器。近些年來，利用噴水泵的船舶噴水推進器，在一些高性能船上得到應用。螺旋槳推進器工作振動較大，水中噪音較大，抗空泡性能較差，大功率的螺旋槳加工難度大。利用噴水泵的噴水推進器工作振動較小、水中噪音較小、抗空泡性能較好、吃水淺、傳動裝置簡單。

但是，利用噴水泵的噴水推進器有兩個缺點：

一、推進效率低，只有50％～55％。噴水推進的效率由兩部分組成，噴水泵的效率和管道的效率。由于噴水泵水輪對水做功的擾動，噴水管道中的水流是強烈的湍流，有嚴重的流體摩擦損失，造成管道效率低下。

二、噴水泵的葉輪維修困難。噴水管道容易吸進垃圾雜物，堵塞葉輪，葉輪的拆裝、清理麻煩。

總的說來，關于船舶主機，輕便和可靠性的問題還沒有解決；關于船舶推進器，噴水推進器優于螺旋槳推進器，但是，噴水推進器效率低的問題，嚴重困擾著船舶工業的發展。

上述有關船舶推進裝置的背景技術，在以下專著中有詳細描述：

1、徐筱欣，船舶動力系統，上海：上海交通大學出版社，2007

2、邵開文，馬運義，船舶技術與設計概論，北京：國防工業出版社，2005

發明內容

本發明的目的是給出一種吞吐噴水方法，同時給出船舶吞吐噴水推進裝置。

吞吐噴水方法是利用蒸汽與水的兩種相互作用，即蒸汽溶解于水和蒸汽膨脹推動水，使水被吞進或吐出推進器，水被高速吐出推進器時，形成噴射水流，并產生反向作用力。

船舶吞吐噴水推進裝置將船舶主機和噴水推進器融為一體，它有船舶主機功能，但它內部沒有任何運動的機械部件；它有噴水推進器的作用，但它內部沒有噴水泵。船舶吞吐噴水推進裝置具有輕便、大功率、高效率和高可靠性的特點；船舶吞吐噴水推進裝置結構簡單、壽命長、造價低、噪音小。

為達到上述目的，本發明船舶吞吐噴水推進裝置，它主要包括蒸汽鍋爐、主機系統、噴水推進器等三部分。蒸汽鍋爐生產的高溫高壓蒸汽，進入主機系統做功，船下水進入主機系統被加壓后，進入噴水推進器，在噴水推進器出口形成高速射流，向船后噴出，利用噴水的反作用力推進船舶。主機系統由蒸汽噴水器和蒸汽噴水控制器構成，所以，也可以說，本發明船舶吞吐噴水推進裝置主要由蒸汽鍋爐、蒸汽噴水器、蒸汽噴水控制器、噴水推進器等組成。

本發明船舶吞吐噴水推進裝置，基本的工作過程是：

由蒸汽鍋爐生產高溫高壓蒸汽，在蒸汽噴水控制器對相關閥門的控制下，一定量的高溫高壓蒸汽進入蒸汽噴水器；

蒸汽噴水器內的蒸汽與船底進水口處的水，發生溶解作用，船下水通過船底進水口被吸入蒸汽噴水器；

高溫高壓蒸汽在蒸汽噴水器中膨脹做功，吸入到蒸汽噴水器的水被蒸汽加壓，然后從蒸汽噴水器出口輸出高壓水；

高壓水通過管路進入船舶尾部的噴水推進器，噴水推進器是一個漸縮噴管，形成高速射流，向船后噴出，利用反作用力，推動船舶前進。

蒸汽噴水器是本發明的動力機，是一個核心設備。在蒸汽噴水器中，實現蒸汽與水之間的能量傳遞，蒸汽的熱能轉換成水的壓能和動能。蒸汽噴水器的本體是由一個豎管和一個水平管的一端垂直相接構成，水平管的另一端是出水口。豎管上端有進汽口，下端有進水口，進水口穿過船底，置于船下水中。蒸汽噴水器上還有幾個電磁閥。

蒸汽噴水器上的各個電磁閥，都受蒸汽噴水控制器控制。在蒸汽噴水控制器內部，有控制蒸汽噴水器的全部電磁閥開閉的控制電路。各個電磁閥開閉的順序是固定的，而每個電磁閥開閉時間的長短，可通過改變蒸汽噴水控制器內部電路中元件的參數進行調整。

在本發明船舶吞吐噴水推進裝置中，參與做功的流體媒質共有三種，它們是蒸汽、水、空氣。

包括空氣媒質的做功流程，具體說明如下：