專利名稱：可燃氣體在水下燃燒作功的方法及船用發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用可燃氣體在水下燃燒作功的方法及根據此方法而制成的水下動力裝置，特別是水面、水下艦船用發(fā)動機。
背景技術：
關于可燃氣體在水下與水直接接觸并燃燒作功的方法，現在還未見有類似報道；現有的艦船用發(fā)動機，除核動力發(fā)動機、氣墊船和水面飛機外，大多采用活塞式內燃機，驅動螺旋槳或水泵噴水產生推力，使船前進。這種方式設備復雜、笨重，造價高，效率低，噪聲大。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種利用可燃氣體在水下容器中燃燒時產生的大流量高速水流做功的方法，并根據上述方法而設計制成的艦船用發(fā)動機。


圖1是本方法的示意圖，在充滿水和可燃氣體的水下密封容器1的兩端沒有單向閥2和單向閥3，當可燃氣體4在容器1中燃燒時，產生劇烈膨脹將水5從單向閥3噴出，產生反沖推力。當燃燒結束溫度降低時，容器1內產生負壓，將水從單向閥2吸入，產生正向吸引力。單向閥2和單向閥3的工作流體流向一致時，可產生向單向閥2方向運動的合力。單向閥2和單向閥3的工作流體流向平行時，可產生以密封容器1的中心為圓心的旋轉力。
具體實施例方式
圖2是本發(fā)動機的實施例之一的示意圖，在一根管狀空腔4的兩端裝有單向閥5和單向閥6，燃燒室10作為管狀空腔4的一部分設在靠近單向閥5的一端，燃燒室10內裝有火花塞7、進氣閥8和排氣閥9。由進氣閥8輸入可燃氣體到燃燒室10，經火花塞7點火后，氣體燃燒產生的高壓使水柱11從單向閥6噴出，產生反沖推力，隨著燃燒結束和殘留氣體的溫度降低，管狀空腔4內形成負壓，迫使單向閥5打開，將水吸入產生正向吸引力，管狀空腔4第二次向單向閥5方向運動，發(fā)動機完成第一次循環(huán)，繼續(xù)循環(huán)可重復工作。
單向閥5也兼有排氣閥9的功能。
管狀空腔4及在其上安裝的附屬部件可以看作一個將傳統(tǒng)的發(fā)動機、推進器合二為一的獨立的水下推動裝置，其中管狀空腔4的橫截面不同、長度不同或將多個獨立的水下推動裝置并列使用時，可組成輸出功率不同的發(fā)動機。
這個獨立的水下推進裝置也可以與船底結合，隱蔽安裝在船底的夾層中，與船底形成一體化結構，在船體前后或兩側分別露出進水口和排水口，節(jié)省船艙空間，并加強船艙強度。
與現有的艦船用活塞式內燃機相比，本發(fā)明增加了利用收縮力做功的功能。而現有的內燃機只能利用膨脹力，對收縮力是無法利用的。
這種水下船用發(fā)動機與相同功率的內燃機相比，所用零部件數量少于活塞式內燃機的十分之一，因結構簡單、重量輕，壽命也長，并且省去了螺旋槳、變速箱和舵系，船速可大幅提高。
圖三是本發(fā)明的實施例之二的示意圖，它主要用于在陸地上固定使用的發(fā)動機，如用于抽水、發(fā)電、加工等用途的發(fā)動機。
在一個敞口的固定容器1內裝滿水并有一個柱狀空心鋼桶9，在鋼桶9上有進氣閥2，筒狀活塞10套在缸筒9上，與缸筒9保持密封并可自由上下運動。筒狀活塞10上設有排氣閥5和用于動力輸出的齒條4，可單向旋轉的(如自行車飛輪)齒輪6和7分別作為齒條4上沖和下沖時傳輸動力的裝置，將動力傳輸到動力輸出軸上，其工作原理為在容器內1充滿水，可燃氣體由進氣閥2進入筒狀活塞10內，火花塞8點燃可燃氣體，劇烈膨脹使筒狀活塞10的上沖齒條帶動單向齒輪6轉動，動力由主軸輸出，但燃燒結束時，筒狀活塞內溫度降低，形成負壓，使筒狀活塞下沖，齒條帶動單向齒輪7將動力從主軸輸出，排氣閥5打開，將乏汽排出，完成一次工作循環(huán)，重復循環(huán)可使發(fā)動機連續(xù)工作。排氣閥5和進氣閥2可使用電磁閥或機械閥，單向齒輪7和單向齒輪6與動力輸出軸之間可用齒輪偶合。
在敞口的固定容器1內并列安裝多個柱狀空心鋼桶9、進氣閥2、筒狀活塞10、動力輸出的齒條4、單向旋轉的齒輪6和7時，或筒狀活塞10的內徑不同時，可組成輸出功率不同的發(fā)動機。
權利要求
1.一種利用可燃氣體在水下容器中燃燒產生的大容量高速水流作功方法，其特征是在充滿水和可燃氣體的水下密封容器1的兩端設有單向閥2和單向閥3，當可燃氣體4在容器1中燃燒時，產生劇烈膨脹將水5從單向閥3噴出，產生反沖推力。當燃燒結束溫度降低時，容器1內產生負壓，將水從單向閥2吸入，產生正向吸引力。單向閥2和單向閥3的工作流體流向一致時，可產生向單向閥2方向運動的合力。單向閥2和單向閥3的工作流體流向平行時，可產生以密封容器1的中心為圓心的旋轉力。
2.一種按照權利要求1所述的方法而制作的船用發(fā)動機，其特征是在管狀空腔4的兩端裝有單向閥5和單向閥6，燃燒室10作為管狀空腔4的一部分設在靠近單向閥5的一端，燃燒室10內裝有火花塞7，進氣閥8和排氣閥9。
3.一種如權利要求2所述的船用發(fā)動機，其特征是由進氣閥8輸入可燃氣體到燃燒室10，經火花塞7點火后，氣體燃燒產生的高壓使水柱11從單向閥6噴出，產生反沖推力，隨著燃燒結束和殘留氣體的溫度降低，管狀空腔4內形成負壓，迫使單向閥5打開，將水吸入，產生正向吸引力，完成一次作功循環(huán)。
4.一種如權利要求2所述的船用發(fā)動機，其特征是與現有的艦船用活塞式內燃機相比，本發(fā)明增加了利用收縮力做功的功能。而現有的內燃機只能利用膨脹力，對收縮力是無法利用的
5.按照權利要求2所述的發(fā)動機，其特征是管狀空腔4及在其上安裝的附屬部件可以看作一個將傳統(tǒng)的發(fā)動機、推進器合二為一的獨立的水下推動裝置，其中管狀空腔4的橫截面不同、長度不同或將多個獨立的水下推動裝置并列使用時，可組成輸出功率不同的發(fā)動機。
6.按照權利要求5所述的發(fā)動機，其特征是這個獨立的水下推進裝置也可以與船底結合，隱蔽安裝在船底的夾層中，與船底形成一體化結構，在船體前后分別露出進水口和排水口，節(jié)省船艙空間。
7.一種如按權利要求1所述的方法制作的在陸地上固定使用的發(fā)動機，其特征是在一個敞口的固定容器1內裝滿水并有一個柱狀空心鋼桶9，在鋼桶9上有進氣閥2，筒狀活塞10套在缸筒9上，與缸筒9保持密封并可自由上下運動。筒狀活塞10上設有排氣閥5和用于動力輸出的齒條4，可單向旋轉的(如自行車飛輪)齒輪6和7分別作為齒條4上沖和下沖時傳輸動力的裝置，將動力傳輸到動力輸出軸上，
8.一種如權利要求7所述的發(fā)動機，其工作原理為在容器內1充滿水，可燃氣體由進氣閥2進入筒狀活塞10內，火花塞8點燃可燃氣體，劇烈膨脹使筒狀活塞10的上沖齒條帶動單向齒輪6轉動，動力由主軸輸出，但燃燒結束時，筒狀活塞內溫度降低，形成負壓，使筒狀活塞下沖，齒條帶動單向齒輪7將動力從主軸輸出，排氣閥5打開，將乏汽排出，完成一次工作循環(huán)，重復循環(huán)可使發(fā)動機連續(xù)工作。排氣閥5和進氣閥2可使用電磁閥或機械閥，單向齒輪7和單向齒輪6與動力輸出軸之間可用齒輪偶合。
9.一種如按權利要求7所述陸地上固定使用的發(fā)動機，其特征是在敞口的固定容器1內并列安裝多個柱狀空心鋼桶9、進氣閥2、筒狀活塞10、動力輸出的齒條4、單向旋轉的齒輪6和7時，或筒狀活塞10的內機內徑不同時，可組成輸出功率不同的發(fā)動機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用可燃氣體在水中燃燒作功的方法及根據此方法而制成的水下動力裝置，特別是水面、水下艦船用發(fā)動機。與現有的艦船用活塞式內燃機相比，本發(fā)明增加了利用收縮力做功的功能。而現有的內燃機只能利用膨脹力，對收縮力是無法利用的。這種水下船用發(fā)動機與相同功率的內燃機相比，所用零部件數量和重量僅為活塞式內燃機的十分之一，因結構簡單、重量輕，壽命也長，并且省去了螺旋槳、變速箱和舵系，船速可大幅提高。造價僅為現有的艦船用活塞式內燃機的十分之一。用上述方法制成的陸地上固定使用的發(fā)動機，也可作為抽水，發(fā)電，加工等動力裝置。
文檔編號F02K7/00GK1492137SQ0214659
公開日2004年4月28日 申請日期2002年10月24日 優(yōu)先權日2002年10月24日
發(fā)明者李源, 李慶明, 李 源 申請人:李源, 李慶明, 李 源