一種新型噴水推進(jìn)泵裝置的橢圓形噴口的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型噴水推進(jìn)栗裝置的橢圓形噴口，屬于船舶工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]噴水推進(jìn)栗裝置是一種有別于螺旋槳推進(jìn)的新型的特種動力裝置，噴水推進(jìn)的推力是通過推進(jìn)水栗噴出的水流的反作用力來獲得的，并通過操縱舵及倒舵設(shè)備分配和改變噴流的方向來實現(xiàn)船舶的操縱。噴水推進(jìn)栗裝置在滑行艇、穿浪艇等高性能艦船上有著廣泛的應(yīng)用。噴水推進(jìn)栗裝置的推力是通過推進(jìn)栗噴出的水流的反作用力來獲得的。噴口作為噴水推進(jìn)栗裝置中的重要組成部分，其主要作用是通過幾何上的收縮進(jìn)一步將水流的壓能轉(zhuǎn)換成動能，提高水流的流速進(jìn)而獲得更高的推力。若噴口設(shè)計得當(dāng)，則水流通過其噴出時能量損失較小，噴水推進(jìn)裝置可以獲得較大推力，進(jìn)而提高裝置的推進(jìn)效率;相反，如果噴口設(shè)計不當(dāng)，則會導(dǎo)致整個噴栗裝置的推進(jìn)效率降低。目前噴水推進(jìn)栗裝置噴口形式單一。授權(quán)實用新型專利2013207904436“噴水推進(jìn)軸流栗可調(diào)式噴口”公開了一種可調(diào)式噴口，通過軸承改變噴口與栗體之間距離進(jìn)而實現(xiàn)可調(diào)式噴口。授權(quán)實用新型專利2007200584893“一種噴水推進(jìn)船舶的轉(zhuǎn)航裝置”提出了一種前沿與推進(jìn)栗連接的推進(jìn)栗噴口及與推進(jìn)栗噴口相配的舵殼，舵殼前沿通過連接件與推進(jìn)栗噴口的后沿配合接觸，舵殼以連接件為中心可繞推進(jìn)栗噴口擺動，所述舵殼的前沿與推進(jìn)栗噴口的后沿為弧面配合，推進(jìn)栗噴口的內(nèi)表面為光順弧面結(jié)構(gòu)。由于該專利栗出口與噴口過渡形狀變化復(fù)雜，影響整體噴水推進(jìn)裝置水力性能。
[0003]從目前應(yīng)用來看，噴水推進(jìn)裝置噴口的形狀均為圓形，易導(dǎo)致圓形中心流速較高，其他處流速低，影響裝置水力性能發(fā)揮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有噴水推進(jìn)栗裝置噴口對整個裝置性能提升的不足，提供了一種新型噴水推進(jìn)栗裝置的橢圓形噴口。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種新型噴水推進(jìn)栗裝置的橢圓形噴口，包括安裝在推進(jìn)栗內(nèi)推進(jìn)栗導(dǎo)葉出口的橢圓形噴口，其特征是:所述橢圓形噴口的進(jìn)口斷面為圓形，且進(jìn)口斷面的直徑與推進(jìn)栗導(dǎo)葉的導(dǎo)葉出口斷面直徑相等;所述橢圓形噴口的出口斷面為橢圓形;橢圓形噴口的進(jìn)口斷面和出口斷面之間的過渡為三次樣條曲線過渡。
[0006]所述出口斷面橢圓形的半長軸和半短軸的比值為1.3。
[0007]所述出口斷面的面積為推進(jìn)栗內(nèi)葉輪室出口斷面面積的0.15倍。
[0008]所述橢圓形噴口沿軸線方向的長度等于0.315個推進(jìn)栗內(nèi)葉輪室出口斷面直徑。
[0009]本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理簡單、生產(chǎn)制造容易、使用方便，通過本發(fā)明，橢圓形噴口安裝在推進(jìn)栗的推進(jìn)栗導(dǎo)葉出口，橢圓形噴口的進(jìn)口斷面為圓形，橢圓形噴口的進(jìn)口斷面的直徑與推進(jìn)栗導(dǎo)葉的出口斷面直徑相等;橢圓形噴口的出口斷面為橢圓形，出口斷面的半長軸
(a)和半短軸(b)的比值為1.3，且出口斷面的面積為葉輪室出口斷面(推進(jìn)栗內(nèi)推進(jìn)栗葉輪的葉輪出口斷面)面積的0.15倍。橢圓形噴口進(jìn)口斷面和出口斷面之間的過渡為三次樣條曲線過渡。橢圓形噴口沿軸線方向的長度(L)等于0.315個葉輪室出口斷面(推進(jìn)栗內(nèi)推進(jìn)栗葉輪的葉輪出口斷面)直徑。這種橢圓形噴口的出口采用橢圓形的內(nèi)輪廓，并且它的斷面面積進(jìn)行了水力優(yōu)化，使得噴水推進(jìn)栗裝置在安裝橢圓形噴口后整個裝置的效率和推力都有顯者的提尚。
[0010]噴水推進(jìn)栗裝置通過進(jìn)水流道吸水，通過栗葉輪的作用加速加壓，再經(jīng)過導(dǎo)葉的整流作用，形成一定帶旋轉(zhuǎn)環(huán)量的螺旋狀噴射流動，在本發(fā)明的作用下，逐步將螺旋狀高壓高速水體流動改變?yōu)閿嗝媪魉倬鶆虻纳淞髁飨虼髿夂?，形成噴水推進(jìn)裝置推力。
[0011]本發(fā)明運用流體力學(xué)原理、空間幾何學(xué)和噴水推進(jìn)栗設(shè)計理論，對噴水推進(jìn)栗噴口的創(chuàng)新，橢圓形噴口出口斷面采用橢圓形，是對傳統(tǒng)噴口形式的創(chuàng)新，對橢圓形噴口出口斷面的面積和長短軸比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，再加之對橢圓形噴口進(jìn)出口斷面之間過度形式和噴口長度的適當(dāng)選擇，使從噴水推進(jìn)栗流出的高速水體在其噴出時更為均勻，產(chǎn)生更大的推力，提高噴水推進(jìn)栗裝置的推進(jìn)效率。
[0012]綜上，本發(fā)明結(jié)構(gòu)上合理、簡單并且科學(xué)，是基于流體力學(xué)原理、空間幾何學(xué)和噴水推進(jìn)栗設(shè)計理論，對噴水推進(jìn)栗裝置的創(chuàng)新，所述直線漸縮過渡圓噴口，通過合理的過水?dāng)嗝嬖O(shè)計，使從噴栗流出的高速水體在其噴出時產(chǎn)生較大的反作用力，提高裝置的推進(jìn)效率。
[0013]眾所周知，噴水推進(jìn)栗裝置具有推進(jìn)效率高、噪音和振動小，傳動結(jié)構(gòu)簡單等諸多優(yōu)點，因此在商用高速船舶和軍用艦船上得到廣泛應(yīng)用。噴口作為噴水推進(jìn)栗裝置中的重要組成部分，其主要作用是將旋轉(zhuǎn)栗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為水流的動能等，并將水流噴出以獲得推力。若噴口設(shè)計得當(dāng)，則水流通過其噴出時可以產(chǎn)生較大的反作用力，進(jìn)而提高裝置的推進(jìn)效率;相反，則會導(dǎo)致整個噴栗裝置的推進(jìn)效率降低。通過本發(fā)明的新型噴水推進(jìn)栗裝置的橢圓形噴口，水流通過其噴出時可以產(chǎn)生較大的反作用力，進(jìn)而提高裝置的推進(jìn)效率。
[0014]隨著噴水推進(jìn)栗裝置相比于螺旋槳推進(jìn)的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，噴水推進(jìn)栗裝置在高速艦艇領(lǐng)域的應(yīng)用會越來越廣泛優(yōu)勢。由于社會發(fā)展需求及人們生活水平的提高等因素，國家對高速艦艇的要求也在逐漸提高。因此本專利可應(yīng)用和實施，對于噴水推進(jìn)栗裝置的推進(jìn)效率有顯著的效果。這將會產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)價值和社會效益。
【附圖說明】
[0015]圖1是安裝有橢圓形噴口的噴水推進(jìn)栗單線圖。
[0016]圖2是本發(fā)明橢圓形噴口縱斷面單線圖。
[0017]圖3是本發(fā)明橢圓形噴口出口斷面單線圖。
[0018]圖中:I橢圓形噴口、2推進(jìn)栗導(dǎo)葉、3推進(jìn)栗葉輪、4進(jìn)水流道、5導(dǎo)葉出口斷面、6葉輪室出口斷面、7進(jìn)口斷面、8出口斷面。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖以及【附圖說明】對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0020]附圖中，箭頭為水流側(cè)方向，進(jìn)水流道4與噴水推進(jìn)栗連接，推進(jìn)栗葉輪3設(shè)置于噴水推進(jìn)栗內(nèi)的葉輪室內(nèi)。
[0021]如圖中，橢圓形噴口I安裝在噴水推進(jìn)栗的推進(jìn)栗導(dǎo)葉2出口，橢圓形噴口 I的進(jìn)口斷面7直徑與推進(jìn)栗導(dǎo)葉2的導(dǎo)葉出口斷面5直徑相等，橢圓形噴口 I的出口斷面8為橢圓形，出口斷面8橢圓形的半長軸與半短軸比值為1.3，出口斷面8的面積為0.15倍的葉輪室出口斷面6面積，橢圓形噴口 I的進(jìn)口斷面7和出口斷面8之間的長度為0.315倍的葉輪室出口斷面6直徑，橢圓形噴口 I的進(jìn)口斷面7和出口斷面8之間的過渡形線為三次樣條曲線。
[0022]如圖2中，我們可以將橢圓形噴口I沿軸線方向的長度設(shè)定為L，如圖3中，我們可以將出口斷面8的半長軸設(shè)定為a，出口斷面8的半短軸設(shè)定為b，根據(jù)上述，，L等于0.315個推進(jìn)栗內(nèi)葉輪室出口斷面6直徑，a與b的比值為1.3。
【主權(quán)項】
1.一種新型噴水推進(jìn)栗裝置的橢圓形噴口，包括安裝在推進(jìn)栗內(nèi)推進(jìn)栗導(dǎo)葉(2)出口的橢圓形噴口(I)，其特征是:所述橢圓形噴口(I)的進(jìn)口斷面(7)為圓形，且進(jìn)口斷面(7)的直徑與推進(jìn)栗導(dǎo)葉(2)的導(dǎo)葉出口斷面(5)直徑相等;所述橢圓形噴口(I)的出口斷面(8)為橢圓形;橢圓形噴口(I)的進(jìn)口斷面(7)和出口斷面(8)之間的過渡為三次樣條曲線過渡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型噴水推進(jìn)栗裝置的橢圓形噴口，其特征是:所述出口斷面(8)橢圓形的半長軸和半短軸的比值為1.3。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型噴水推進(jìn)栗裝置的橢圓形噴口，其特征是:所述出口斷面(8)的面積為推進(jìn)栗內(nèi)葉輪室出口斷面(6)面積的0.15倍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型噴水推進(jìn)栗裝置的橢圓形噴口，其特征是:所述橢圓形噴口(I)沿軸線方向的長度等于0.315個推進(jìn)栗內(nèi)葉輪室出口斷面(6)直徑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型噴水推進(jìn)泵裝置的橢圓形噴口，屬于船舶工程技術(shù)領(lǐng)域，包括安裝在推進(jìn)泵內(nèi)推進(jìn)泵導(dǎo)葉出口的橢圓形噴口，其特征是：所述橢圓形噴口的進(jìn)口斷面為圓形，且進(jìn)口斷面的直徑與推進(jìn)泵導(dǎo)葉的導(dǎo)葉出口斷面直徑相等；所述橢圓形噴口的出口斷面為橢圓形；橢圓形噴口的進(jìn)口斷面和出口斷面之間的過渡為三次樣條曲線過渡。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理簡單、生產(chǎn)制造容易、使用方便，本發(fā)明結(jié)構(gòu)上合理、簡單并且科學(xué)，是基于流體力學(xué)原理、空間幾何學(xué)和噴水推進(jìn)泵設(shè)計理論，對噴水推進(jìn)泵裝置的創(chuàng)新，所述直線漸縮過渡圓噴口，通過合理的過水?dāng)嗝嬖O(shè)計，使從噴泵流出的高速水體在其噴出時產(chǎn)生較大的反作用力，提高裝置的推進(jìn)效率。
【IPC分類】B63H11/08, F04D29/52
【公開號】CN105545817
【申請?zhí)枴緾N201610060844
【發(fā)明人】成立, 夏臣智, 袁紅彥, 祁衛(wèi)軍, 劉超, 周濟(jì)人, 金燕, 楊帆
【申請人】揚州大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月29日