一种船用矢量推进装置以及船舶制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种船用矢量推进装置，包括相连接的吸水管和排水管，排水管的排水口高度低于吸水管的进水口高度，所述吸水管上设置有吸水机构，吸水机构用于将船舶前方的水吸入吸水管并从排水管排出，且水流从排水管排出时的流动方向为水平方向。还公开了一种船舶，包括具有船首的船体，所述船体内设置有动力机构和方向控制机构，所述船首的外壁设置有进水口，所述进水口连接有吸水管，吸水管上设置有吸水机构，所述吸水机构与动力机构相连，所述吸水管连接有具有排水口的排水管，排水管的排水口位于船体的下方，水流从排水管排出时的流动方向为水平方向。本发明专利技术的船用矢量推进装置以及船舶能够减小兴波阻力，提高船行速度。

【技术实现步骤摘要】
一种船用矢量推进装置以及船舶
本专利技术属于船动力设备领域，尤其是一种船用矢量推进装置以及船舶。
技术介绍
众所周知，影响船舶行驶的阻力主要来源是船首前方的兴波阻力，其根本原因是当船舶向前行驶时，船首前舱壁对迎面而来的水体产生推压作用力，由于水是液体很容易变形，当它受到船首底舱前壁的挤压作用后就会隆起而形成波浪，从而产生了所谓的兴波阻力。现有技术解决这一问题的主要方案一般有以下几种：(1)采用尖锐船首，切开前方水体，将前方水体分开引导流向船首的两侧，从而减小船首前舱的正面阻力；(2)采用多个狭长船体组成的双体船或多体船，减小船体的迎水横截面，从而减少被挤压的前方水体；(3)采用小水面线船体，减少水面的水体隆起程度，从而减弱水面兴波阻力；(4)把船首的水下部分船体做成向前突出的流线型球鼻艏，使水面线以下较深处水体减缓向上隆起而减小兴波阻力，等等。上述技术方案都是基于“保持船尾推进”的前提下，通过采用辅助技术来减小兴波阻力，并没有直接改变船首前方水体因被挤压而隆起的根本原因，所以这些技术方案对于减小兴波阻力作用有限，反而在不同程度上还使船体的力学结构强度或有效载荷有所降低，制造成本则有所提高。如，双体船虽然较好地减小了兴波阻力，但是船体的力学结构强度大大降低，制造工艺复杂，成本也大大增加，不适用于高强度大运量船舶采用。此外，德国肖特尔推进器公司研制了一种360o旋转的主动舵，安置在船首，作为有动力的方向舵，也可以做推进器。由于这种装置是从船首底部下方吸水，再经过导流板转90°后水平向左右喷出，从而产生方向可调的水平推力控制船舶行驶方向，并没有减少船首前方隆起的水量，所以对于减小船首前方的兴波阻力没有什么作用。此外该主动舵装置依托改变导流板位置而改变喷出水流方向，所喷出的水流力度有限，仅限于提供舵向作用力，不适宜于为船舶行驶所需的推进动力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种船用矢量推进装置以及船舶，可减小兴波阻力，提高船行速度。本专利技术的目的是这样实现的：一种船用矢量推进装置，包括相连接的吸水管和排水管，排水管的排水口高度低于吸水管的进水口高度，所述吸水管上设置有吸水机构，吸水机构用于将船舶前方的水吸入吸水管并从排水管排出，且水流从排水管排出时的流动方向为水平方向。进一步地，所述排水管包括竖直段和水平段，所述竖直段的上端可转动地与吸水管的出水端相连，转动中心为竖直段的中心线，竖直段的下端与水平段相连，且排水管连接有用于驱动竖直段转动的驱动机构。进一步地，所述吸水管的出口设置有水平的上法兰，所述上法兰通过螺栓连接有水平的下法兰，所述下法兰的内径大于竖直段的外径，竖直段的上端设置有转盘，所述转盘的外径大于下法兰的内径，所述转盘位于上法兰和下法兰之间，且转盘可绕自身中心线转动地与上法兰和下法兰配合。进一步地，所述上法兰和下法兰之间设置有限位盘，所述上法兰、下法兰以及限位盘通过螺栓连接，所述限位盘的内径与转盘的外径适配。进一步地，所述驱动机构包括传动轴，所述传动轴的中心线与竖直段的中心线重合，传动轴贯穿竖直段，且上端穿出吸水管的顶壁并设置有传动轮，下端与连接竖直段的其他排水管部分固定连接。进一步地，所述吸水机构包括转轴和叶片，所述叶片位于吸水管内，所述转轴的一端与叶片固定连接，另一端穿出吸水管。一种船舶，包括具有船首的船体，所述船体内设置有动力机构和方向控制机构，所述船首的外壁设置有进水口，所述进水口连接有吸水管，吸水管上设置有吸水机构，所述吸水机构与动力机构相连，所述吸水管连接有具有排水口的排水管，排水管的排水口位于船体的下方，水流从排水管排出时的流动方向为水平方向。进一步地，所述排水管包括竖直段和水平段，所述竖直段的上端可转动地与吸水管的出水端相连，转动中心为竖直段的中心线，竖直段的下端与水平段相连，且排水管连接有用于驱动竖直段转动的驱动机构，所述驱动机构与方向控制机构相连。进一步地，所述吸水管的出口设置有水平的上法兰，所述上法兰通过螺栓连接有水平的下法兰，所述下法兰的内径大于竖直段的外径，竖直段的上端设置有转盘，所述转盘的外径大于下法兰的内径，所述转盘位于上法兰和下法兰之间，且转盘可绕自身中心线转动地与上法兰和下法兰配合。进一步地，所述驱动机构包括传动轴，所述传动轴的中心线与竖直段的中心线重合，传动轴贯穿竖直段，且上端穿出吸水管的顶壁并设置有传动轮，所述传动轮与方向控制机构相连，下端与排水管固定连接。本专利技术的有益效果是：船用矢量推进装置，使用时安装在船首，通过吸水机构将船首前方的水吸走，并将水从船底排出，能够减少船首前方的兴波水量，从而有效减小兴波阻力，特别适用于高速船舶。船舶，采用了上述船用矢量推进装置作为动力，有效减小了船行的兴波阻力，提高船行速度。附图说明图1是本专利技术船用矢量推进装置一种实施例的示意图；图2是本专利技术吸水管另一种实施例的示意图；图3是本专利技术排水管另一种实施例的示意图；图4是本专利技术船舶的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。如图1所示，一种船用矢量推进装置，包括相连接的吸水管1和排水管2，排水管2的排水口高度低于吸水管1的进水口高度，所述吸水管1上设置有吸水机构，吸水机构用于将船舶前方的水吸入吸水管1并从排水管2排出，且水流从排水管2排出时的流动方向为水平方向。使用时，吸水管1安装在船舶船首41内部，用于将船首41前方的水抽走，吸水机构与船舶的动力机构42相连，为抽水提供动力，排水管2用于将吸水管1抽的水重新排至河中或海中，排水管2在排水时，水体产生的反推力可推动船舶前进，作为船行的动力。为了保证船行的稳定，排水管2的排水口高度低于吸水管1的进水口高度，具体地，排水管2的排水口应当低于船舶的船底，同时水流从排水管2排出时的流动方向为水平方向。吸水管1可以是如图1所示的形状，也可以是如图2所示的形状，还可以是其他的形状，只要能够满足使用要求即可。为了控制船舶转向，所述排水管2包括竖直段21和水平段22，所述竖直段21的上端可转动地与吸水管1的出水端相连，转动中心为竖直段21的中心线，竖直段21的下端与水平段22相连，且排水管2连接有用于驱动竖直段21转动的驱动机构。竖直段21转动时会带动整个排水管2同时转动，这样就改变了排水管2排水口的位置，从排水管2中排出的水流方向变化，导致受到河流或海洋水体的反推力方向发生变化，从而改变船舶的航行方向。驱动机构用于驱动竖直段21转动，通过对驱动机构进行合理地控制，可控制竖直段21的转动角度，从而控制船舶的航行方向。具体地，排水管2可以是如图1所示的L形，竖直段21与水平段22直接相连或者采用一段弯曲的过度段相连，也可以是如图2所示的形状，采用形状更加复杂的连接段连接竖直段21和水平段22，只要能够保证使用要求即可。竖直段21可通过轴承等与吸水管1相连，实现竖直段21绕其自身中心线转动，可采用电机等作为驱动机构，电机通过皮带等传动件带动竖直段21转动，作为更加优选的技术方案：所述吸水管1的出口设置有水平的上法兰11，所述上法兰11通过螺栓12连接有水平的下法兰13，所述下法兰13的内径大于竖直段21的外径，竖直段21的上端设置有转盘23，所述转盘23的外径大于下法兰13的内径，所述转盘23位于上法兰11和下法兰13之间，且转盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船用矢量推进装置，其特征在于：包括相连接的吸水管(1)和排水管(2)，排水管(2)的排水口高度低于吸水管(1)的进水口高度，所述吸水管(1)上设置有吸水机构，吸水机构用于将船舶前方的水吸入吸水管(1)并从排水管(2)排出，且水流从排水管(2)排出时的流动方向为水平方向。

【技术特征摘要】
1.一种船用矢量推进装置，其特征在于：包括相连接的吸水管(1)和排水管(2)，排水管(2)的排水口高度低于吸水管(1)的进水口高度，所述吸水管(1)上设置有吸水机构，吸水机构用于将船舶前方的水吸入吸水管(1)并从排水管(2)排出，且水流从排水管(2)排出时的流动方向为水平方向。2.根据权利要求1所述的一种船用矢量推进装置，其特征在于：所述排水管(2)包括竖直段(21)和水平段(22)，所述竖直段(21)的上端可转动地与吸水管(1)的出水端相连，转动中心为竖直段(21)的中心线，竖直段(21)的下端与水平段(22)相连，且排水管(2)连接有用于驱动竖直段(21)转动的驱动机构。3.根据权利要求2所述的一种船用矢量推进装置，其特征在于：所述吸水管(1)的出口设置有水平的上法兰(11)，所述上法兰(11)通过螺栓(12)连接有水平的下法兰(13)，所述下法兰(13)的内径大于竖直段(21)的外径，竖直段(21)的上端设置有转盘(23)，所述转盘(23)的外径大于下法兰(13)的内径，所述转盘(23)位于上法兰(11)和下法兰(13)之间，且转盘(23)可绕自身中心线转动地与上法兰(11)和下法兰(13)配合。4.根据权利要求3所述的一种船用矢量推进装置，其特征在于：所述上法兰(11)和下法兰(13)之间设置有限位盘(14)，所述上法兰(11)、下法兰(13)以及限位盘(14)通过螺栓(12)连接，所述限位盘(14)的内径与转盘(23)的外径适配。5.根据权利要求2所述的一种船用矢量推进装置，其特征在于：所述驱动机构包括传动轴(3)，所述传动轴(3)的中心线与竖直段(21)的中心线重合，传动轴(3)贯穿竖直段(21)，且上端穿出吸水管(1)的顶壁并设置有传动轮(31)，下端与排水管(2)固定连接。6.根据权利要求1所述的一种船用矢量推进装置，其特征在于：所述吸水机...

【专利技术属性】
技术研发人员：周冬祥，
申请(专利权)人：周冬祥，
类型：发明
国别省市：湖北,42