專(zhuān)利名稱(chēng)：離心推進(jìn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種以周?chē)乃疄榻橘|(zhì)用噴射即反作用原理作為船舶的推進(jìn)與操舵裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的普遍使用的船舶推進(jìn)器首推螺旋槳，螺旋漿工作時(shí)， 其主軸、葉片座及支承物在水中產(chǎn)生一定的阻力，而其產(chǎn)生的離心力(離心力大小與葉片螺旋角的大小成正比)無(wú)法轉(zhuǎn)化為推力。螺旋槳工作時(shí)，主要靠離葉片根部較遠(yuǎn)的部位高強(qiáng)度作功，葉片根部和端部線速度相差很大，甚至致使根部葉片間隙間產(chǎn)生回流而形成阻力，從而由于上述種種原因使得傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)器工作效率偏低，大約只有80％左右。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高效率的離心推進(jìn)器。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，參見(jiàn)圖1～2，一種離心推進(jìn)器，它具有主軸(5)，同軸線套接在主軸(5)上的葉輪(3)和帶有軸向進(jìn)水口(6)與徑向出水口(1)的外殼(2)，其中主軸(5)通過(guò)軸承裝置在進(jìn)水口(6)軸向?qū)?yīng)的外殼(2)殼體上，此外，它還具有一個(gè)帶徑向吸水口(9)和軸向出水口(7)的吸水箱(8)，所述吸水箱(8)的出水口(7)的口徑大小與上述外殼(2)的進(jìn)水口(6)的口徑大小匹配，吸水箱(8)之箱體與外殼(2)之殼體通過(guò)螺栓(4)軸向?qū)盈B連接，使吸水箱(8)的出水口(7)與外殼(2)的進(jìn)水口(6)同軸線管通連接并使吸水箱(8)的吸水口(9)與外殼(2)的排水口(1)彼此開(kāi)口朝向相反。上述外殼(2)的排水口(1)的管心線與上述葉輪(3)之輪軸即主軸(5)的對(duì)應(yīng)截面徑線重疊。由此構(gòu)成的本實(shí)用新型的這種離心推進(jìn)器由于如上述除具有傳統(tǒng)葉輪泵水結(jié)構(gòu)外還具有一個(gè)附加的吸水箱，該吸水箱的吸水口與葉輪殼體的排水口開(kāi)口朝向相反，當(dāng)離心葉輪工作時(shí)，它在推進(jìn)器殼體的控制下吸入水與排出水所產(chǎn)生的反作用力方向相同，從而構(gòu)成一種推動(dòng)合力。根據(jù)牛頓第三定律，此時(shí)吸水口與排水口分別產(chǎn)生的吸力和推力有多大，與此同時(shí)產(chǎn)生的拉力和反推力就有多大，此外，本設(shè)計(jì)的離心推進(jìn)器沒(méi)有水下工作的軸承裝置，若將推進(jìn)器安裝時(shí)使其能在一定角度范圍轉(zhuǎn)動(dòng)就可替代傳統(tǒng)的舵機(jī)構(gòu)，使用壽命也因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化而延長(zhǎng)。如若將其安裝時(shí)作180°可旋轉(zhuǎn)調(diào)整，則可以使之實(shí)現(xiàn)進(jìn)退不掉頭，若同時(shí)在船兩側(cè)對(duì)應(yīng)加裝推進(jìn)器，則尤其適用于要求作快速反應(yīng)的軍用艦艇。同時(shí)又由于上述本設(shè)計(jì)的離心推進(jìn)器的外殼的排水口管心線與葉輪輪軸的對(duì)應(yīng)面徑線重疊，即排水口設(shè)在殼體徑向一側(cè)，其整體主視圖呈圖2所示的國(guó)字形(也可以呈如圖4～6所示的凸字形)而非b字形傳統(tǒng)殼體從而使得本設(shè)計(jì)的離心推進(jìn)器的工作效率大幅提高，達(dá)到90％以上。本設(shè)計(jì)的離心推進(jìn)器的效率的確認(rèn)依據(jù)如下參見(jiàn)圖3所示的傳統(tǒng)水泵工作時(shí)的力學(xué)線性圖示。葉輪旋轉(zhuǎn)一周所排出的介質(zhì)最遠(yuǎn)的要繞葉輪所在泵體內(nèi)腔360°周邊距離才能達(dá)到第一排箭頭位置，其所付出的作用力角度總和為64980°圖6為本水泵工作時(shí)的力學(xué)線性圖示，它的葉輪旋轉(zhuǎn)一周所排出的介質(zhì)輸送到同排箭頭位置時(shí)，所付出的作用力角度總和僅為8190°附數(shù)據(jù)計(jì)算式1°+2°+3°…+360°＝64980°(1°+2°+3°…+90°×2＝8190°兩者對(duì)比，后者在完成同一個(gè)量時(shí)本設(shè)計(jì)之葉輪在泵體內(nèi)的付出成倍減少，依據(jù)柏努利方程，本設(shè)計(jì)與前者相比在同一單位時(shí)間內(nèi)還可以增加介質(zhì)輸送量，否則，泵腔內(nèi)不能保持恒定壓強(qiáng)，依傳統(tǒng)水泵設(shè)計(jì)水從葉輪切線方向甩出，能在泵腔內(nèi)形成與葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)方向一致的旋轉(zhuǎn)水流，為防止水流無(wú)限循環(huán)而設(shè)置死點(diǎn)A。參見(jiàn)圖3和圖6，脫離葉輪的介質(zhì)其流動(dòng)方向與葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)方向無(wú)必然聯(lián)系，圖中的曲線是受外殼的壓抑形成的，流體運(yùn)動(dòng)的方向僅取決于排泄口在何位置，葉輪工作時(shí)，同時(shí)向周?chē)攘孔鞴?，等量排出介質(zhì)，在泵體內(nèi)不管內(nèi)壁形狀如何必然產(chǎn)生平衡壓強(qiáng)，不存在產(chǎn)生環(huán)形方向的壓強(qiáng)傳遞。據(jù)此可以認(rèn)為葉輪所作的功為同時(shí)朝射線方向傳遞或消散，圖4和圖5就是根據(jù)這個(gè)道理將出水口移至與葉輪中心線重合的位置，將死點(diǎn)A置于泵體中部所繪出的力學(xué)線性分析圖。依據(jù)帕斯卡定理和力的平衡原理可以推斷；葉輪排出的介質(zhì)也必然會(huì)以泵腔的中部為無(wú)形死點(diǎn)，左右兩邊的介質(zhì)以互為相反的方向、相等的壓強(qiáng)，各繞半圓腔道后匯合朝同一方向進(jìn)入排泄管道(參見(jiàn)圖6)。
此外力學(xué)線性分析圖中、無(wú)論直線和曲線，都構(gòu)成對(duì)葉輪的反作用力，其中直線為有功損耗，曲線為無(wú)功損耗。圖6所示第一排箭頭與第二排箭頭之間的這一區(qū)域，與圖3所示同一區(qū)域相比，未超出水管直線范圍，且圖6所示這一區(qū)域中葉輪上半圓所作功為圖3所示同區(qū)域葉輪所作功不及，盡管圖6所示這一區(qū)域仍有部份曲線，但與圖3所示相比卻縮短了部分直線。兩者抵銷(xiāo)，圖6所示這一區(qū)域可全部視為直線，則本設(shè)計(jì)的曲線損耗與傳統(tǒng)水泵的曲線損耗的比值為8190∶64980＝0.126∶1。一般資料顯示傳統(tǒng)水泵的效率平均為65％。設(shè)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)損耗為5％。則剩下的30％全部為曲線損耗，這樣本設(shè)計(jì)離心推進(jìn)器的效率為65+30-30×0.126＝91.22即91.22％。


附圖為本實(shí)用新型離心推進(jìn)器一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖1為離心推進(jìn)器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示離心推進(jìn)器的俯視圖；圖3為傳統(tǒng)水泵之水流力學(xué)線性示意圖；圖4～6為本實(shí)用新型的離心推進(jìn)器之水泵部份的水流力學(xué)線性示意圖；
以上圖1～6中，其中1-排水口，2-外殼，3-葉輪，4-螺栓，5-主軸，6-進(jìn)水口，7-出水口，8-吸水箱，9-吸水口，10-死點(diǎn)A。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1-2，本實(shí)用新型的該例離心推進(jìn)器具有一個(gè)帶同軸線進(jìn)水口(6)的鑄鐵葉輪(3)和一個(gè)其內(nèi)腔大小與所述葉輪(3)之大小匹配的扁弧形鋼質(zhì)外殼(2)，外殼(2)圓弧對(duì)應(yīng)一側(cè)為矩形之徑向排水口(1)。使該排水口(1)的管心線與上述外殼(2)內(nèi)之葉輪(3)輪軸即主軸(5)的對(duì)應(yīng)截面之徑線重疊。
外殼(2)具有同軸線進(jìn)水口(6)，對(duì)應(yīng)進(jìn)水口(6)，一個(gè)大小與上述外殼(2)大小匹配的鋼質(zhì)矩形吸水箱(8)通過(guò)螺栓(4)層疊式與外殼(2)固接，該吸水箱(8)連接外殼(2)的一面開(kāi)有與上述外殼(2)之進(jìn)水口(6)口徑大小匹配的出水口(7)，使該出水口(7)與上述外殼(2)之進(jìn)水口(6)同軸線對(duì)應(yīng)管通。該吸水箱(8)朝向外殼(2)排水口(1)一端的另一端為吸水口(9)矩形開(kāi)口。上述葉輪(3)的輪軸即主軸(5)外端軸接外置電動(dòng)機(jī)之輸出軸。由此構(gòu)成的本實(shí)用新型的離心推進(jìn)器經(jīng)樣機(jī)試制試用被證明效果良好，經(jīng)試用其推進(jìn)效率大幅提高，多次試用均顯示達(dá)到90％，增幅10～20％，受到試用單位好評(píng)。
權(quán)利要求1.一種離心推進(jìn)器，其特征在于，它具有主軸(5)，同軸線套接在主軸(5)上的葉輪(3)和帶有軸向進(jìn)水口(6)與徑向出水口(1)的外殼(2)，其中主軸(5)通過(guò)軸承裝置在進(jìn)水口(6)軸向?qū)?yīng)的外殼(2)殼體上，它還具有一個(gè)帶徑向吸水口(9)和軸向出水口(7)的吸水箱(8)，所述吸水箱(8)的出水口(7)的口徑大小與上述外殼(2)的進(jìn)水口(6)的口徑大小匹配，吸水箱(8)之箱體與外殼(2)之殼體通過(guò)螺栓(4)軸向?qū)盈B連接，使吸水箱(8)的出水口(7)與外殼(2)的進(jìn)水口(6)同軸線管通連接并使吸水箱(8)的吸水口(9)與外殼(2)的排水口(1)彼此開(kāi)口朝向相反，此外，上述外殼(2)的排水口(1)的管心線與上述葉輪(3)之輪軸即主軸(5)的對(duì)應(yīng)截面徑線重疊。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型介紹了一種離心推進(jìn)器,屬于以周?chē)乃疄榻橘|(zhì)用噴射即反作用原理作為船舶的推進(jìn)與操舵裝置技術(shù)領(lǐng)域。該推進(jìn)器包括一個(gè)由主軸、葉輪及帶軸向進(jìn)水口和徑向排水口的外殼組成的泵水機(jī)構(gòu)和一其出水口與上述進(jìn)水口同軸線對(duì)接,其吸水口與上述排水口反向開(kāi)口的吸水箱層疊連接而成,利用排水口之泵水與吸水口之吸水形成的同向反作用力構(gòu)成的合力實(shí)現(xiàn)推進(jìn),效率高達(dá)90%以上。
文檔編號(hào)B63H11/00GK2518774SQ01257470
公開(kāi)日2002年10月30日 申請(qǐng)日期2001年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月6日
發(fā)明者易明均 申請(qǐng)人:易明均