專利名稱：一種潛艇應(yīng)急驅(qū)動裝置及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潛艇應(yīng)急裝置，尤其是一種鹽度差能驅(qū)動的潛艇應(yīng)急裝置，以及其使用方法。
背景技術(shù)：
對于潛艇來說隱蔽性是至關(guān)重要的，柴油機驅(qū)動潛艇產(chǎn)生的馬達聲是噪聲的主要來源，因此想要提高潛艇的隱蔽性，必須尋求一種低噪聲的驅(qū)動方式。傳統(tǒng)的潛艇是靠螺旋漿來驅(qū)動的，螺旋槳在高速旋轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生很大的空泡噪聲，再加上潛艇本身的動力機械噪聲、水動力噪聲，產(chǎn)生較大的聲信號，很容易被敵人發(fā)現(xiàn)及定位。當潛艇處于這種緊急狀態(tài)下，啟動該裝置，安靜前行一段距離后，脫離敵人聲納系統(tǒng)跟蹤定位，達到隱蔽的目的。但這只是限于在緊急情況下才啟動的應(yīng)急逃生裝置，利用本發(fā)明裝置中鹽度差能產(chǎn)生的壓力再通過噴水推進器噴出后的反推動力使?jié)撏靶械乃俣仁呛苈?，效率低，且其行進距離受到所裝淡水體積的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種潛艇應(yīng)急驅(qū)動裝置，其目的在于利用滲透膜在淡水與海水之間產(chǎn)生鹽度差從而產(chǎn)生壓力差，驅(qū)動水下潛艇前進，達到隱弊的目的。潛艇在水下執(zhí)行任務(wù)時，當遭遇緊急情況需要逃生時，又不能被對方跟蹤定位，關(guān)閉柴油機馬達驅(qū)動的尾部螺旋槳驅(qū)動系統(tǒng)，啟動該應(yīng)急逃生裝置，該發(fā)明裝置所用到的電源均由蓄電池供應(yīng)。首先打開潛艇前部和尾部的閥門，使得海水的壓力壓迫淡水皮囊，淡水有效填充在中空纖維組件中，并產(chǎn)生向尾部流動的趨勢，然后打開潛艇水箱與淡水皮囊夾層中的閥門,將海水引入混合室至灌滿,此時淡水與海水之間由中空纖維膜組件隔開，中空纖維膜組件起滲透作用，產(chǎn)生鹽差能，鹽差能也稱濃度差能，是指淡水和海水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學(xué)電位差能，當?shù)秃Ｋ謩e位于膜兩側(cè)時(中空部分進淡水，外側(cè)為海水)由于滲透膜兩側(cè)的化學(xué)電位差能，80%—90%的淡水向海水滲透，從而海水側(cè)壓力增大。通過這個滲透過程，鹽差勢能轉(zhuǎn)化為壓力勢能。當混合室中的半咸水壓力增大到一定程度時，半咸水通過潛艇尾部的噴水推進裝置噴出，壓力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣葎菽埽a(chǎn)生反作用力，噴水推進器的基本原理與傳統(tǒng)的螺旋槳工作原理相似，都是向與潛艇運動方向相反的方向噴射加速后的水流，使得潛艇受到水流反作用力而產(chǎn)生推力，推動潛艇向前運動。當噴水推進器將半咸水噴到海水中后，淡水皮囊中的水由于滲透作用體積減少，該裝置在啟動后是一個不斷消耗淡水的過程，當?shù)拇M，此裝置不再發(fā)揮作用，但是為了使?jié)撏c之前的重量相等，保證繼續(xù)在水下航行，不浮出水面，在消耗淡水的同時潛艇前部的進水閥門一直保持打開狀態(tài)，以達到及時補充海水的目的，直至隨著淡水的減少海水灌滿箱體，達到平衡。淡水與海水之間用皮囊隔開，不會使二者混合，方便實用，簡單易操作。
本發(fā)明具有以下有益效果:本潛艇應(yīng)急驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)簡單、方便實用容易操作，并且無噪音，不易被敵方發(fā)現(xiàn)。


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圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意1、潛艇水箱，2、淡水囊，3、中空纖維膜組件，4、混合室，5、噴水推進器，6、后部閥門，
7、夾層閥門，8、前部閥門，9、法蘭。
具體實施方式
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一種利用鹽度差能(滲透膜)驅(qū)動潛艇的應(yīng)急裝置，如圖1所示，包括潛艇水箱
1、淡水囊2、中空纖維膜組件3、混合室4、噴水推進器5、前部閥門6、夾層閥門7、前部閥門
8、法蘭9。所述的潛艇水箱I是潛艇外殼，由剛性材料制成，水箱內(nèi)置淡水氣囊2是伸縮性能良好的像皮囊，體積可以隨橡皮囊內(nèi)部淡水量的變化而變化。中空纖維膜組件3與淡水囊2之間用法蘭9相連接，置于混合室4中，放在潛艇尾部，中空纖維膜組件是本裝置的關(guān)鍵部件，它是將一根中空纖維膜折成U型管的形狀，兩頭連接在法蘭上，多根中空纖維膜并聯(lián)并加以固定形成中空纖維膜組件，噴水推進器5與混合室相接，當混合室中半咸水壓力增加時，壓能通過噴嘴轉(zhuǎn)化成速度勢能，產(chǎn)生反動力推動潛艇前行，打開后部閥門6的同時將前部閥門8打開，消耗淡水的同時補充海水進入淡水囊外側(cè)的潛艇水箱中，保證與原來淡水體積保持一致，潛艇不至于浮起，被敵人發(fā)現(xiàn)。在遇到敵情時需要啟用此裝置時，所有的動力裝置關(guān)閉，電動閥門的開啟關(guān)閉可由潛艇上的蓄電池提供電源。本發(fā)明并不受上述實施方式的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種潛艇應(yīng)急驅(qū)動裝置，設(shè)置于一潛艇中，其特征是: 包括:潛艇水箱、淡水囊、中空纖維膜組件、混合室、噴水推進器、后部閥門、夾層閥門、前部閥門和法蘭； 所述潛艇水箱為潛艇殼身部分，所述淡水囊可容納淡水，包含于所述潛艇水箱內(nèi)，所述淡水囊外表與潛艇水箱之間留有夾層； 所述中空纖維膜組件用所述法蘭與所述淡水囊相連接，并置于所述混合室中； 所述噴水推進器位于所述潛艇尾部，并與所述混合室通過所述后部閥門相連接； 所述后部閥門和前部閥門能流入海水，海水能壓迫淡水囊中的淡水，讓所述淡水填充所述中空纖維膜組件，并產(chǎn)生向所述潛艇尾部方向的流動趨勢，所述中空纖維膜組件內(nèi)部的淡水和外部的海水產(chǎn)生差能，所述淡水和所述海水流入所述混合室，并被所述噴水推進器排出所述潛艇。
2.如權(quán)利要求1所述的潛艇應(yīng)急驅(qū)動裝置，其特征是: 所述后部閥門、所述夾層閥門和所述前部閥門都采用蝶閥，且所用電源全部都由所述潛艇的蓄電池供給。
3.如權(quán)利要求1所述的潛艇應(yīng)急驅(qū)動裝置，其特征是: 所述淡水囊由伸縮性能良好的像皮材料制成。
4.如權(quán)利要求1所述的潛艇應(yīng)急驅(qū)動裝置，其特征是: 所述中空纖維膜組件由多個中空纖維膜單元折成U型管形狀組合而成，每個所述中空纖維膜單元的兩端固定于所述法蘭。
5.如權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的潛艇應(yīng)急驅(qū)動裝置的使用方法，其步驟順序包括: 灌裝淡水至所述淡水囊； 打開所述后部閥門和所述前部閥門，讓海水流入，使得海水的壓力壓迫所述淡水囊，并使得所述淡水囊中的淡水填充在所述中空纖維膜組件中，同時產(chǎn)生向所述潛艇尾部的流動趨勢； 打開所述夾層閥門，將海水引入所述混合室至灌滿，引入的海水位于所述中空纖維膜組件外部，與所述中空纖維膜組件內(nèi)部的淡水起滲透作用，產(chǎn)生鹽差能，進而產(chǎn)生壓力勢倉泛。
6.當混合室中的海水和淡水的混合水的水壓力達到一定閾值時，混合水被所述噴水推進裝置噴出，產(chǎn)生反作用力，推動潛艇向前運動。
全文摘要
本發(fā)明是基于利用鹽度差能(滲透膜)的潛艇應(yīng)急驅(qū)動裝置及其使用方法。該裝置將海水引入混合室，當?shù)ㄟ^滲透作用進入海水中時，利用滲透膜在淡水與海水之間的鹽度差能，產(chǎn)生壓力差，在潛艇尾部安裝噴嘴將半咸水通過壓能噴出，沖擊海水產(chǎn)生反作用力推動潛艇前進。本發(fā)明裝置在啟動潛艇過程中噪聲低，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。該應(yīng)急驅(qū)動裝置包括潛艇水箱、水箱內(nèi)置淡水囊、中空纖維膜組件、混合室、噴水推進器、前部閥門、夾層閥門、后部閥門及法蘭等。
文檔編號B63G8/08GK103192967SQ20131009814
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者孫文哲, 聶晶, 李泓坤, 閆飛, 周書敏, 張津 申請人:上海海事大學(xué)