[实用新型]离心推进器

说明书

技术领域

本实用新型属于一种以周围的水为介质用喷射即反作用原理作为船舶的推进与操舵装置技术领域。

背景技术

传统的普遍使用的船舶推进器首推螺旋桨，螺旋浆工作时，  其主轴、叶片座及支承物在水中产生一定的阻力，而其产生的离心力(离心力大小与叶片螺旋角的大小成正比)无法转化为推力。螺旋桨工作时，主要靠离叶片根部较远的部位高强度作功，叶片根部和端部线速度相差很大，甚至致使根部叶片间隙间产生回流而形成阻力，从而由于上述种种原因使得传统的螺旋桨推进器工作效率偏低，大约只有80％左右。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高效率的离心推进器。

本实用新型是这样实现的，参见图1～2，一种离心推进器，它具有主轴(5)，同轴线套接在主轴(5)上的叶轮(3)和带有轴向进水口(6)与径向出水口(1)的外壳(2)，其中主轴(5)通过轴承装置在进水口(6)轴向对应的外壳(2)壳体上，此外，它还具有一个带径向吸水口(9)和轴向出水口(7)的吸水箱(8)，所述吸水箱(8)的出水口(7)的口径大小与上述外壳(2)的进水口(6)的口径大小匹配，吸水箱(8)之箱体与外壳(2)之壳体通过螺栓(4)轴向层叠连接，使吸水箱(8)的出水口(7)与外壳(2)的进水口(6)同轴线管通连接并使吸水箱(8)的吸水口(9)与外壳(2)的排水口(1)彼此开口朝向相反。上述外壳(2)的排水口(1)的管心线与上述叶轮(3)之轮轴即主轴(5)的对应截面径线重叠。由此构成的本实用新型的这种离心推进器由于如上述除具有传统叶轮泵水结构外还具有一个附加的吸水箱，该吸水箱的吸水口与叶轮壳体的排水口开口朝向相反，当离心叶轮工作时，它在推进器壳体的控制下吸入水与排出水所产生的反作用力方向相同，从而构成一种推动合力。根据牛顿第三定律，此时吸水口与排水口分别产生的吸力和推力有多大，与此同时产生的拉力和反推力就有多大，此外，本设计的离心推进器没有水下工作的轴承装置，若将推进器安装时使其能在一定角度范围转动就可替代传统的舵机构，使用寿命也因结构简化而延长。如若将其安装时作180°可旋转调整，则可以使之实现进退不掉头，若同时在船两侧对应加装推进器，则尤其适用于要求作快速反应的军用舰艇。同时又由于上述本设计的离心推进器的外壳的排水口管心线与叶轮轮轴的对应面径线重叠，即排水口设在壳体径向一侧，其整体主视图呈图2所示的国字形(也可以呈如图4～6所示的凸字形)而非b字形传统壳体从而使得本设计的离心推进器的工作效率大幅提高，达到90％以上。本设计的离心推进器的效率的确认依据如下：参见图3所示的传统水泵工作时的力学线性图示。叶轮旋转一周所排出的介质最远的要绕叶轮所在泵体内腔360°周边距离才能达到第一排箭头位置，其所付出的作用力角度总和为64980°图6为本水泵工作时的力学线性图示，它的叶轮旋转一周所排出的介质输送到同排箭头位置时，所付出的作用力角度总和仅为8190°

附：数据计算式

1°+2°+3°…+360°＝64980°

(1°+2°+3°…+90°×2＝8190°

两者对比，后者在完成同一个量时本设计之叶轮在泵体内的付出成倍减少，依据柏努利方程，本设计与前者相比在同一单位时间内还可以增加介质输送量，否则，泵腔内不能保持恒定压强，依传统水泵设计水从叶轮切线方向甩出，能在泵腔内形成与叶轮运转方向一致的旋转水流，为防止水流无限循环而设置死点A。参见图3和图6，脱离叶轮的介质其流动方向与叶轮运转方向无必然联系，图中的曲线是受外壳的压抑形成的，流体运动的方向仅取决于排泄口在何位置，叶轮工作时，同时向周围等量作功，等量排出介质，在泵体内不管内壁形状如何必然产生平衡压强，不存在产生环形方向的压强传递。据此可以认为叶轮所作的功为同时朝射线方向传递或消散，图4和图5就是根据这个道理将出水口移至与叶轮中心线重合的位置，将死点A置于泵体中部所绘出的力学线性分析图。依据帕斯卡定理和力的平衡原理可以推断；叶轮排出的介质也必然会以泵腔的中部为无形死点，左右两边的介质以互为相反的方向、相等的压强，各绕半圆腔道后汇合朝同一方向进入排泄管道(参见图6)。