唧筒驅動式船舶及其驅動方法

2023-09-15 00:00:10 6

專利名稱：唧筒驅動式船舶及其驅動方法
技術領域：
本發明涉及一種水下驅動裝置，特別涉及利用唧筒原理驅 動船舶的方法和由唧筒驅動的船舶。
背景技術：
船舶推進技術一般包括螺旋槳推水、軸流泵噴水、氣壓噴 水、磁流體噴水等方式，這幾種推進方式，都必須依靠動力裝置完成， 所以，都需要消耗大量的能源，特別是在能量轉換的過程中存在著效 率低的問題，而且它們推進效果也不十分理想，並且，這幾種方式完 全依靠機械動力， 一旦動力出現故障，船舶就將無法運行，可靠性比 較差。此外，除氣壓噴水方式外，其他都不適用於泥沙多的淺水域
發明內容
本發明提供一種唧筒驅動式船舶以及驅動的方法，採用唧 筒做為驅動機構，，汲水和壓水，利用水噴射產生的反作用力推動船舶 運行，解決現有技術中必須消耗大量能源、能量轉換效率低以及船舶
運行必須依賴動力裝置的技術問題；同時解決在泥沙多的淺水域推進 船舶的問題。
本發明解決上述技術問題的方法包括以下步驟
A. 首先在船體上設置唧筒，唧筒出口連接在船體的主噴射管路的 前端，唧筒進口暴露於船體外，該主噴射管路的末端設置在船 舶尾部，在主噴射管路的末端設置單向閥；
B. 抽拉唧筒的活動部，由唧筒的進口吸入流體物質到唧筒中；
C. 推壓唧筒的活動部，將唧筒中的流體物質全部推射到主噴射管 路中。
動作原理唧筒往復，完成汲水、壓水兩個動作；當抽拉唧筒 的活動部時，出口單向閥關閉，唧筒內形成真空，外部的水通過打開 的進口單向閥被汲入；當唧筒內的水受壓，進口單向閥關閉，同時出 口單向閥打開，水就進入主噴射管路並通過末端向外噴射，產生反作 用力，其推力大小等於水總質量與射速之積，推動船舶運動。
本發明中唧筒的作用有兩個，其中之一就是當所述船體的船幫 部分採用氣嚢結構，在步驟A設置上，由船體的主噴射管路上分支出
一連接船幫氣嚢的輔助氣管路，在輔助氣管路和主噴射管路上各設置
控制閥；步驟B和C中所述的流體物質為氣體，步驟C將流體物質推 射到主噴射管路後，主噴射管路中的控制閥關閉，輔助氣管路上的控 制閥打開，氣體沿輔助氣管路進入船幫氣嚢，給氣嚢充氣。
其二是當所述步驟B和C中所述的流體物質為水，步驟C將水 推射到主噴射管路後，主噴射管路末端的單向閥打開，這部分水全部 由主噴射管路末端噴出，從而產生反作用力，推動船舶運動。
步驟A中設置的唧筒至少為兩個，各唧筒的活動部通過聯動機構 連接，聯動機構控制各唧筒活動部的相同動作按順序依次完成，唧筒 的活動部由人力或動力裝置驅動。
解決上述技術問題的裝置包括船體；在船體上設置有唧筒，在船 體上設有主噴射管路，唧筒出口連接主噴射管路的前端，進口暴露於 船體外，主噴射管^^的末端^:置在船尾部，末端的管口朝向與船頭相 背，主噴射管路上設有單向閥。
所述唧筒為至少兩個，各唧筒的活動部通過聯動機構連接，各唧 筒活動部的上始點相對於其中一隻唧筒的整個往復運動過程均勻錯 開，各唧筒進口均連接主噴射管路的前端。所述主噴射管路的末端為 至少兩個，各末端分別設有單向閥；所述主噴射管路各末端均設有方 向控制閥門，該方向控制閥門的控制機構設有船體上；所述主噴射管 路末端設有縮口的噴嘴，該噴嘴上設有可調控其角度和口徑的噴嘴控 制裝置；所述方向控制閥門為電控閥門或手動閥門，所述控制機構為 電控機構或手動控制機構。所述主噴射管路設在船體中的船幫或者船 底；所述活動部由人力或動力驅動裝置驅動。
使用兩個唧筒交替工作時，汲水和壓水同時進行，令噴水推進過 程連貫。控制噴嘴的方向可實現轉向；或者，當有兩個或以上噴嘴時， 控制其中一個或幾個噴嘴的開閉，同樣可以實現轉向。
本發明採用上述技術方案改進後的這種新型船舶，具有人力或者 動力兩重驅動方式，安全可靠，節省能源，而且，推進的效率也大大 提高，也完全改變了傳統船舶必須依賴動力驅動裝置的問題，同時，
尤其適合在泥沙多的淺水域使用。


圖l是本發明唧筒驅動式船舶的俯視示意圖。
圖2是本發明唧筒驅動式船舶的工作原理示意圖。 圖3是本發明採用多唧筒方式的工作原理示意圖。 圖4是本發明採用動力裝置驅動方式的工作原理示意圖。
具體實施方式
結合上述

本發明的具體實施例。
這種利用唧筒原理推進船舶的方法包括以下步驟
A. 首先在船體上設置唧筒，唧筒出口連接在船體的主噴射管路的 前端，唧筒進口暴露於船體外，該主噴射管路的末端設置在船 舶尾部，在主噴射管路的末端設置單向閥；
B. 抽拉唧筒的活動部，由唧筒的進口吸入流體物質到唧筒中；
C. 推壓唧筒的活動部，將唧筒中的流體物質全部推射到主噴射管 路中。
本發明中唧筒的作用有兩個，其中之一就是當所述船體的船幫 部分採用氣嚢結構，在步驟A設置上，由船體的主噴射管路上分支出 一連接船幫氣嚢的輔助氣管路，在輔助氣管路和主噴射管路上各設置 控制閥；在未入水的準備階段，唧筒可以做為氣筒使用，也就是步驟 B和C中所述的流體物質為氣體，步驟C將流體物質推射到主噴射管 路後，主噴射管路中的控制閥關閉，輔助氣管路上的控制閥打開，氣 體沿輔助氣管路進入船幫氣嚢，給氣嚢充氣。
其二是當船舶入水後，唧筒做為船舶的推動裝置使用，所述步 驟B和C中所述的流體物質為水，步驟C將水推射到主噴射管路後， 主噴射管路末端的單向閥打開，這部分水全部由主噴射管路末端噴 出，從而產生反作用力，推動船舶運動。
步驟A中設置的唧筒至少為兩個，各唧筒的活動部通過聯動機構 連接，聯動機構控制各唧筒活動部的相同動作按順序依次完成；唧筒 的活動部由人力或動力裝置驅動。當使用多個唧筒時，由聯動機構控 制各唧筒的工作順序，各唧筒汲水、壓水時機均勻錯開，保持動力的
連續性。唧筒可以採用活塞式的唧筒，也可以採用伸縮氣嚢式的唧筒， 唧筒的進水和出水也是靠唧筒自身進、出口的單向閥控制。
由圖1和圖2中可知，這種唧筒驅動式船舶，在船體10上設置
有唧筒20,在船體10上設有主噴射管路30,唧筒20出口 21連接主 噴射管路30的前端32,其進口 (圖中未顯示)暴露於船體10夕卜， 主噴射管路30的末端31設置在船尾部，末端31的管口朝向與船頭 相背，主噴射管路30上設有單向閥40。
本發明所述唧筒驅動式船舶的動作原理唧筒20往復，完成汲 水、壓水兩個動作；當抽拉唧筒20的活動部時，唧筒20內形成真空， 外部的水被汲入；當唧筒20內的水受壓並通過主噴射管路末端31向 外噴射時，產生反作用力，其推力大小等於水總質量與射速之積，推 動船舶運動。
由圖1中可知，本發明中的唧筒20除做為船舶推進裝置使用這 個主要功能外，也可以做為氣筒使用，當所述船體10的船幫12為氣 嚢時，所述主噴射管路30的中部設有連通該氣嚢的輔助氣管路33， 該輔助氣管路33上設有進氣閥門34,在主噴射管路30上設有控制 閥35。採用氣嚢不但可以減少船舶在水中的運行阻力，而且還便於 攜帶。在這個設計方案中，唧筒20還可以用來為船體10打氣，需要 打氣時，關閉控制閥35，打開進氣閥門34，此時，才喿縱唧筒20往返 運動，可以實現為氣嚢打氣的功能。
由圖3中可知，所述唧筒20為至少兩個，各唧筒20的活動部 22通過聯動機構50連接，各唧筒20活動部22的上始點相對於其中 一隻唧筒的整個往復運動過程均勻錯開，各唧筒20出口 21均連接主 噴射管路30的前端32。當使用兩個以上的唧筒20時，各唧筒20交 替工作，汲水和壓水同時進行，令噴水推進過程連貫，船舶動力不間 斷，而且，運行平穩。對於多唧筒的情況，主噴射管路30的前端32 應該設計為較大口徑或者是有擴口的，必須容納多唧筒出口的連接， 再或者做成一個容器，各唧筒出口均連通該容器。聯動機構50可以 採用拉繩、曲軸/連杆或者偏心輪等聯動方式，上述均為現有技術， 這裡不再贅述。 由圖2中可知，所述主噴射管路30的末端31為至少兩個，各末 端31分別設有單向閥40;所述主噴射管路30各末端31均設有方向 控制閥門60，該方向控制閥門60的控制機構61設有船體10上；所 述主噴射管路30末端31設有縮口的噴嘴36,該噴嘴36上設有可調 控其角度和口徑的噴嘴控制裝置(圖中未顯示)；所述方向控制閥門 60為電控闊門或手動閥門，所述控制機構61為電控機構或手動控制 機構。設置兩個主噴射管路末端31,可以保證船舶運動的方向，減 少船舶的蛇行運動，比單末端的容易控制方向。設置噴嘴36不但可 以提高水流射出的速度，提高推進能力，調節噴嘴36的口徑，就可 以調節水流噴射的速度，從而調節船舶的速度。而且控制噴嘴36的 方向可實現轉向；，當有兩個或以上末端31或噴嘴36時，控制其中一 個或幾個末端31上方向控制閥門60的開閉，同樣可以實現轉向。
所述主噴射管路30設在船體10中的船幫12或者船底11;所述 活動部22由人力(如圖1所示)或動力驅動裝置70驅動(如圖4所 示)。本發明的適用範圍包括用於淺水域的各種小型船舶、用於運輸 的大型船舶以及用於小型潛水器，當使用在小型潛水器上時，主噴射 管路30可以設在船體10的兩側船幫12上，當在水面船舶上使用時， 主噴射管路30設在船體10的船底11下，也就是將主噴射管路30置 於水中，唧筒20的進口也置於水中。另外，人力驅動可用於小型舟 艇。動力驅動可用於各種船舶。動力驅動裝置70可以是電動機、內 燃機或者利用壓縮空氣帶動唧筒往復運動。
權利要求
1.一種利用唧筒原理推進船舶的方法，其特徵在於該方法包括以下步驟A.首先在船體上設置唧筒，唧筒出口連接在船體的主噴射管路的前端，唧筒進口暴露於船體外，該主噴射管路的末端設置在船舶尾部，在主噴射管路的末端設置單向閥；B.抽拉唧筒的活動部，由唧筒的進口吸入流體物質到唧筒中；C.推壓唧筒的活動部，將唧筒中的流體物質全部推射到主噴射管路中。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述船體的船幫部分 採用氣嚢結構，在步驟A設置上，由船體的主噴射管路上分支出 一連接船幫氣嚢的輔助氣管路，在輔助氣管路和主噴射管路上各 設置控制閥；步驟B和C中所述的流體物質為氣體，步驟C將流 體物質推射到主噴射管路後，主噴射管路中的控制閥關閉，輔助 氣管路上的控制閥打開，氣體沿輔助氣管路進入船幫氣嚢，給氣 嚢充氣。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟B和C中所 述的流體物質為水，步驟C將水推射到主噴射管路後，主噴射管 路末端的單向閥打開，這部分水全部由主噴射管路末端噴出，從 而產生反作用力，推動船舶運動。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述利用唧筒原理推進船舶的方法， 其特徵在於步驟A中設置的唧筒至少為兩個，各唧筒的活動部 通過聯動機構連接，聯動4幾構控制各唧筒活動部的相同動作按順 序依次完成。
5. 根據權利要求1所述利用唧筒原理推進船舶的方法，其特徵在於 唧筒的活動部由人力或動力裝置驅動。
6. —種唧筒驅動式船舶，包括船體(10);其特徵在於在船體(IO) 上設置有唧筒(20),在船體(10)上設有主噴射管路(30),唧 筒(20 )出口 ( n )連接主噴射管路(30 )的前端(32 ),其進口 暴露於船體(10 )外，主噴射管路(30 )的末端(31 )設置在船尾部，末端(31)的管口朝向與船頭相背，主噴射管路(30)上 設有單向閥(40)。
7.根據權利要求6所述唧筒驅動式船舶，其特徵在於所述船體(10 ) 的船幫(12)為氣嚢，所述主噴射管路(30)的中部設有連通該 氣嚢的輔助氣管路(33 )，該輔助氣管路(33 )上設有進氣閥門(34 )， 在主噴射管路(30 )上設有控制閥(35 )。
8. 根據權利要求6所述唧筒驅動式船舶，其特徵在於所述唧筒(20 ) 為至少兩個，各唧筒(20)的活動部(22)通過聯動機構(50) 連接，各唧筒(20)活動部(22)的上始點相對於其中一隻唧筒 的整個往復運動過程均勻錯開，各唧筒(20)出口 (21)均連接 主噴射管路(30)的前端(32)。
9. 根據權利要求6至8中任一項所述唧筒驅動式船舶，其特徵在於 所述主噴射管路(30)的末端(31)為至少兩個，各末端(31) 分別設有單向閥(40 );所述主噴射管路(30 )各末端(31 )均設 有方向控制閥門(60)，該方向控制閥門(60)的控制才幾構(61) 設有船體(10 )上；所述主噴射管路(30 )末端(31)設有縮口 的噴嘴(36 ),該噴嘴(36 )上設有可調控其角度和口徑的噴嘴控 制裝置；所述方向控制閥門(60)為電控閥門或手動閥門，所述 控制機構(61)為電控機構或手動控制機構。
10. 根據權利要求6所述唧筒驅動式船舶，其特徵在於所述主噴射 管路(30)設在船體(10)中的船幫(12)或者船底(11);所述 活動部(")由人力或動力驅動裝置(70)驅動。
全文摘要
一種利用唧筒原理推進船舶的裝置及方法包括以下步驟首先在船體上設置唧筒，唧筒出口連接在船體的主噴射管路的前端，唧筒進口暴露於船體外，該主噴射管路的末端設置在船舶尾部，在主噴射管路的末端設置單向閥；抽拉唧筒的活動部，由唧筒的進口吸入流體物質到唧筒中；推壓唧筒的活動部，將唧筒中的流體物質全部推射到主噴射管路中。本發明採用上述技術方案改進後的這種新型船舶，具有人力或者動力兩重驅動方式，安全可靠，節省能源，而且，推進的效率也大大提高，也完全改變了傳統船舶必須依賴動力驅動裝置的問題。
文檔編號B63H11/06GK101168383SQ20071012453
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月13日 優先權日2007年11月13日
發明者歡 黃, 欣 黃 申請人:黃 歡;黃 欣