[發明專利]一種單桅桿式潛航器一體化進排氣裝置

有效

• 申請號: 201110251669.4
• 申請日: 2011-08-29
• 公開（公告）號: CN102953794A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 胡志強;衣瑞文;尹遠;鄭榮;林揚
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: F01N13/12
• 分類號: F01N13/12;F02M35/10
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

技術領域

本發明涉及采用內燃機為動力的水下近水面長航時、長航程無人潛航器的進排氣系統，具體地說是一種單桅桿式潛航器一體化進排氣裝置。

背景技術

內燃機為動力的水下近水面長航時、長航程無人潛航器屬于一種新型的水下機器人。水下機器人作為一種水下觀測、作業平臺，已經廣泛應用在海洋、湖泊、水庫、河流、大型容器等水下場所，在海洋科學研究、海洋工程、海洋資源勘探、救助打撈、漁業養殖、堤壩檢修等水下場所得到了廣泛的應用。

傳統的水下機器人采用蓄電池或燃料電池或外接電源作為動力，使用過程中不需要從空氣中吸入大量新鮮空氣也不需要向空氣中排放大量廢氣。因此，這種傳統的水下機器人不需要進排氣系統。這種傳統的水下機器人無法實現水下高速度(僅為3-5節)、長航時(僅為十幾小時)、長航程航行(僅為一兩百海里)。而內燃機為動力的新型水下無人潛航器由于采用內燃機為動力，因而可以實現水下高速度(可達30節)、長航時(可達一個月或數月)、長航程航行(可達上千至數千海里)。

內燃機動力水下無人潛航器長時間在水下航行，而內燃機燃燒需要充足的氧氣以及及時排出燃燒產生的廢氣，這就需要解決水下與水面之間的空氣循環這個核心問題。此外，由于水面受到風等作用時會產生波浪，加上潛航器自身近水面定深航行的狀態變化會導致桅桿進排氣口經常淹沒在水中為進排氣帶來危險。第三，內燃機工作過程中會產生大量熱量，若不能及時散發熱量則會引起內燃機功率大幅下降。最后，由于潛航器的尺度限制，則要求桅桿進排氣裝置具有體積小、強度大、流體阻力小的特點。

發明內容

為了解決水下無人潛航器由于安全可靠進排氣需求導致的整體航行性能受限及內燃機系統功能受限等影響，本發明的目的在于提供一種單桅桿式潛航器一體化進排氣裝置。該進排氣裝置通過將進排氣系統整合進單桅桿中，并按照翼型原理優化桅桿的外形，實現了結構緊湊、阻力小、強度大、水下進排氣可靠的功能。

本發明的另一目的在于提供一種單桅桿式潛航器一體化進排氣裝置。該進排氣裝置有效地防止了水進入進、排氣口。

本發明的再一目的在于提供一種單桅桿式潛航器一體化進排氣裝置。該進排氣裝置將熱交換系統整合進單桅桿中，解決了水下無人潛航器的散熱問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

(定稿后的權利要求內容)

本發明的優點與積極效果為：

1.本發明將進氣與排氣裝置組合在一起整合到桅桿中，并用可拆式復合材料導流罩包覆，形成適合水下無人潛航器使用的結構緊湊的小尺度桅桿，滿足強度要求同時減少阻力。

2.本發明采用的進氣擋板、排氣擋板采用直流電機驅動，控制簡單，實現了進排氣裝置與外界的及時隔絕。

3.本發明包含的熱交換系統，通過風機抽風、散熱銅管海水冷卻最后回到進氣筒內的裝置解決了水下無人潛航器的散熱問題。

4.本發明將進排氣裝置分為上下兩部分，上部為可拆式桅桿下部為固定式底座，中間通過法蘭連接并密封，實現了進排氣裝置的可拆卸功能。

5.本發明采用進氣保護罩以及可上下自由滑動的進氣浮閥，能夠有效地防止水進入進氣筒；

6.本發明采用的排氣單向閥能夠有效地防止水倒灌進排氣筒。

附圖說明

圖1為本發明的結構原理圖；

圖2為本發明的結構示意圖；

圖3為圖2中的A-A剖面圖；

圖4為圖2中B處的局部放大圖；

圖5為本發明的立體結構示意圖；