[發明專利]五元組合船用泵噴水推進器系統

無效

• 申請號: 201110007532.4
• 申請日: 2011-01-01
• 公開（公告）號: CN102114908A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 趙明
• 申請（專利權）人: 趙明
• 主分類號: B63H11/08
• 分類號: B63H11/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及提供一個五元組合船用(超強)泵噴水推進器系統的構造。“五元”是指：在申請號2010102804444.7《四元組合船用泵噴水推進器系統》的基礎上再增加第五元，構成新系統，以滿足現代高速船大型化、高速化，需極強勁推進力的要求和節能，合理設計結構工藝性好，取代現在極廣泛采用的船用單一軸流泵或混流泵噴水推進器。

二、背景技術

2.1《泵噴推進器》一文中指出“采用泵噴推進的潛艇與采用大側斜螺旋槳推進的潛艇相比，最大的優點是可以大幅降低潛艇推進器的輻射噪聲，提高潛艇的低噪聲航速”。潛艇向高航速、安靜方向發展之后：“如果仍舊采用傳統的單七葉大側斜螺旋槳推進，則由于螺旋槳的負荷過大，槳葉將提前出現空化，使核潛艇的低噪聲航速下降；另外，如果為了推遲空泡現象的產生，必須加大螺旋槳的面積，則導致螺旋槳的效率下降，噪聲增大”。從正反二個方面，都深刻分析傳統的螺旋槳，在高航速下存在的難題，極其難以解決。于是，國外創新了“泵噴推進器”。(王天奎唐登海文)

2.2《泵噴推進器》上述一文中，也指出美國用這種創新泵，難解決的問題還很多：“構造復雜、重量大，……是普通螺旋槳的2～3倍，對艇體配平、艇體尾部的結構強度和推進器軸系的震動等帶來較大的影響”；更因結構比螺旋槳復雜得多，必須“應用新材料和先進的制造技術，造成制造成本高，是泵噴推進器的最大缺陷。”最最值得關注是：其轉速僅僅只有130轉/分，極低極低，因而泵體勢必十分龐大！上述種種情況表明：美國最先進的《泵噴推進器——低噪聲的核潛艇推進方式》還有重大的缺陷！(王天奎?唐登海文)

2.3泵噴水推進船的優越性引述。“傳統的螺旋槳推進系統是艦艇的主要噪聲源，噴水推進器泵能夠在較高速度時減少數10-20dB聲信號，同時還可降低艦艇的空氣噪聲和振動等。高速航行可消除空泡影響，顯著降低油耗。在制造、保養、維修等方面，噴水推進裝置也具有優勢。”“比如噴水推進可以無級變速，駐航和倒航，甚至可以原地回轉，使用雙機雙槳甚至船舶橫移，堪比水中直機……凡要求高航速，噴水推進比螺旋槳合適。噴水推進符合隱身的要求。噴水推進更適合近海復雜區域的高度靈活操縱需要。”

2.4《船舶推進器水動力學》(董世湯等4人編著)指出：“螺旋槳因在水中旋轉會出現空化問題”“槳運轉在復雜的伴流中”，其171頁進而指出：“近幾十年來，船舶向大型化和高速化方向發展，使螺旋槳和舵的空泡、空泡剝蝕和船舶的振動問題日益變得突出。”第224頁指出：“螺旋槳空泡還是強大的噪聲源，這對軍用艦艇的隱蔽性是一項重要的挑戰。”第287頁對船舶尾部復雜的外流場又作出許多分析。而噴水推進原理與之截然不同，從船前方吸水向后方噴出，借水流反作用力推船前進，因而不存在槳周圍復雜的外流場。從中可見，以創新的泵噴水推進器取代傳統螺旋槳的重要性。

2.5《日本TSL——新型超高速船開發》一文指出：“噴水推進比螺旋槳效率更高”而開發“高效率大功率噴水泵”是創造新型超高速船關鍵所在。這是日本七大造船巨頭企業，聯合攻關長達6年之久，所得出的極其寶貴結論！美方公司在2009年11月26日的電子郵件中說：“不要以為我們用了幾百年的螺旋槳已經很完美了。其實效能非常低……尤其在高速的時候，螺旋槳簡直成了卡住船舶往前進的阻力！”電子郵件中還說：“用于船舶的軸流推進器，也就是目前較為通用的水噴射泵。”此外，近年也采用混流泵。另見國內最最著名噴水推進專家王立祥論文，也指出“用于噴水推進的泵型主要是軸流泵和導葉式混流泵，離心泵用得很少。”(引自《噴水推進及噴水推進泵》一文)

2.6單一軸流泵的缺陷：它“只能產生較小壓力，因為這里幾何沒有輻向的流體流動，并且，離心力是位在垂直于表面的平面上的，而流體就是沿著這些表面流動的，所以離心力不做功。”“軸流式泵在低壓力的條件下，能保證有大的排量”(引自《泵與通風機》李有章譯16頁及120頁)。另外，日本·小河內美男著《機械設計圖表集》第圖表3-11表明：當混流泵的比轉速為85時，泵揚程才8米，而軸流泵的比轉速更大，在125～300之間，揚程更低。換言之：泵出口的流速很慢而流量則很大。但按船推力方程，推力與流速的平方成正比劇增，所以軸流泵出口的流速慢，極不利船獲取高航速。這些資料與本系統，只所以采用多級軸流泵串接相關。