水下集流排水动力机构制造技术

本发明专利技术——水下集流动力排水机构，主要适用于在液态中行进物体的运行动力，其特点是在水中，动力机构安置在运行体的前头部位及表层。本机构能利用排水造成间接置换的方式产生动力，排除前方阻力，使其可以高速高效行进。其优点是不受液态深浅等压力限制，较比一般后驱动力节能、速度快、浪花小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于快速运行物体排除迎面流体阻力的动力装置，特别涉及到集流排水动力机构。
技术介绍
当今舰船、潜艇、鱼雷等水中航行体，其动力装置基本都设在运行体的后面。正是因为后驱动力的能量损耗加上船舶等头前受到主要的兴波阻力、摩擦阻力，使得效率大大降低，并且其阻力随其速度的增长成几何倍数加大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一个置换运行原理的动力方式和相应的一个系列动力机构。本专利技术的技术方案是在水下和水面运行体的水下部分的头前最大横截面的前面设置一个外横截面不小于主体头前最大横截面且平行于运行方向的套。套内设较大横截面积排水装置，形成立体向后排水而产生运行的集流动力机构和运行体在水下部分的前、尖头处开始所在的表层面上，向运行体的最大横截面处甚至到达运行体的中后部，顺序安置多个向后排水动力级的形成表层面动力机构，或以上两种合并的动力机构。附图说明附图1.基本外形示意图附图2.轴流式结构示意简图附图3.混流式结构示意简图附图4.水流加速与可留面积关系示意图附图5.舰船应用简化结构示意图附图6.简化结构变化示意简图(二)附图7.简化结构变化示意简图(三)附图8.底下排水动力示意简图附图9.主体圆尖头为扁形的两种电磁动力结附图复两面极、扁尖、头单极主体附图11水面前下排(一)(二)附图12主体截面为扁菱形动力示意图附图13主体U、V形面动力示意图附图14主体四周面动力示意图级动力具体实施例方式一、结构竖导流片③按一定规则分布在主体⑤的头前表面上，并且支撑固定着集流套①，在集流套①的后口与主体⑤之间的竖导流片上成环状安装着横导流片④叶片桨 (螺旋桨)②安装在主体接近尖头的同心轴线上，并处在集流套①的前口的内圆之中。(见附图1)二、运行机理在动力叶片桨的作用下，把集流套①口内前端的水连续排向后方。 后面的竖导流片③处在主体⑤前头表面上，与集流套①内表面连接，竖导流片的前端能顺水流承接动力桨排出带有沿叶片桨旋转倾向的水流，最大限度减少因环状流动产生的能量损失。并顺流弯曲导流，使之流向正后方达到提高排水效率的目的，且起到连接固定集流套的作用。经动力桨作用的水流经主体⑤的表面竖导流片③与集流套①的内表面结合形成的带弧形通道，在主体最大截面处前，集流套后口之间能尽量平行，运行方向向后流出产生反作用力，拉动主体向前运行。这里横导流片④起到分层排出，是用自身的导向并与主体⑤ 表面竖导流片③及集流套①的内表面配合，使得被排出的水更平稳更趋于向后以获取最大的动力效果(如果以上条件已经很好，横导流片可以不用)。三、要求在集流套前口内的动力部分应尽量安在靠前适当位置。主体前出水部位的水流尽量向后，否则会因角度太向四周与集流套外前面流到的水流相干扰，从而影响推动力。但一般不可能完全平行流向正后方，因为对主体来说有可能会加大水的摩擦力。集流套制作安装要中正，桶状外表面前端应微大于后端，这样可以减少一定的摩擦力。内表面光滑平整(以能减少摩擦力为好)，内表面后端与外壁形成的角度尽量要小些长些，以利向后平稳排水。从集流套内前端与动力桨之间位置的最小空间截面起，向后的水流通空腔部分，各段的截面积应尽量相同(这是一级动力)。作为动力的叶片桨要选择好的材料、形状和角度等，应做到在极端运行转速下能高效排水，不产生气蚀湍流现象。竖导流片一般垂直于主体头部表面，安放在主体前表面与集流套之间，其前头端与动力叶片保持最小距离，与叶片角度成接近90度左右(以叶片桨排水最初流向为准)，切实做到最佳承接，并与集流套管内最小直径处后连接，其往后的趋向于主体轴线平行。在这样的空间中流动的水能平稳快速通过，并可以因拐弯产生反作用力。横导流片最大直径不得大于集流套，一般处在集流套后出水口处、竖导流片已经轴向平直地方的上端。横导流片可以是一个，也可以多个，其作用是分层引导水流尽量平稳的贴着主体向后平直流出，减少直接向四周散开的角度。实际上部分起到了集流套的延续功能。集流动力装置在运行中最大的特点是航速快、浪花小， 并且高效节能。四、说明在集流套内部主动流过的水因改变方向而消耗的能量不大。在这里，集流套外直径要求不小于主体的最大截面，应该是大于的好(本专利技术的所有示意图中集流套的横截面积均大于主体)。这是因为过主体前面的水必然从主体最大截面处流过，无形中， 增大了截面积的尺寸。由于这地方水流的高涨，对于快速前进的主体，其集流套外表面的水是平行流过的，到了这里就是一个障碍，也是必须克服的阻力。如果管套加大了，就能多罩住一些这个高涨出来的那部分范围。也可以说为了排好这些多出的水必须更大范围多排一些。还需要说明的是，管套所能罩住的能起作用的范围会因水流离开的距离而缩小。集流套的长度不得小于螺旋桨的直径尺寸。横导流片实际上也起到了延缓缩小的作用。竖导流片的作用是把叶片桨产生压力水流的方向，从与前进方向成角度，顺势承接通过，并在流通的过程中转到正确向后的方面上来。并且对集流套管起固定支撑作用。横导流片的作用是造成一种导引水流减少向四周扩散的角度，并分层排开，从横向上稳定水流减少外阻力。 总起来讲，是用主体前的表面、集流管内壁、竖导流片与横导流片组合后形成并排的弯曲管道，形成近似锥状或圆台状的流通空间。在动力桨的作用下，产生主动的内部水流。形成对主体最大截面来说单独前进时挤压前方的近似并大大优于的排水状态。之所以说优于是因为主体前头单独前进时贴近主体头表面的水流得快是对前方大范围的挤压，而现在是管道内单方向内部作用的主动排水，这是质的不同，并且管的内周范围的流速快，排水容易并且排量大，这与动力桨有关。而且在高速勻速行驶时，由于惯性作用也节能。动力叶片桨有可能制成螺旋桨状，也可以制成回转面成碗状。螺旋桨状压力大， 但似乎不如碗状排水量大。如果要求运行速度快，则前头要尖长，集流套直径大些，也要长些，像轴流泵式样(如附图幻，而“碗状”排水量大些，但航行速度可能慢。主体头部不必制得尖长，相对叶片桨小些，集流套也可制得短些，并且内径最小处向后多凹一些以利排水。适合载重量大体积大的运行体，但速度慢些。我们看到整个集流动力系统很像一台轴流泵或混流泵的主要部分，制造时可以参考这类泵的情况。在极端上讲，轴流式的水动力流动方向比较直接，有利于快速运行。如果要求承载量大些、运行速度不那么快的，主体可以粗大，其尖头也可制成粗短些，相应的集流套也可粗短些，这就是在另一个极端上的混流泵式样(如附图幻，混流式的叶片桨回转面呈近似“碗状”较小些，相应与水接触面大，但水流线是弯曲的，不直接。因为竖导流片接近螺旋桨处，最大外边略大于螺旋桨直径，所以如果外边上不加集流套，应该说也能起到一定的作用。但因直接与周围水发生作用，减少了定向性，其排阻效果会有所下降。单从图纸上看，螺旋桨前中间的尖头与集流套前口的角度差不多，但从实际的立体角度看，螺旋桨前尖头所占的空间比集流套前口要小得多，这也是一种资源浪费。所以， 螺旋桨前尖头的角度可以大一些，这对于主体的尖头有利，也就是说，从主体最大截面向前的角度可以小些，这样，主体占领的空间较大，而水过了螺旋桨再往后因角度小更有利于向后排出，有利前进。另外，集流套前口到动力桨这段距离因为动力桨产生的是吸入作用，压力要小些，对尖头的阻力不会比外围大。集流套内径形状是根据主体最大截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．本专利技术涉及到的是在水中（主要是海水）运行体的一种新的动力形式与机构，主要安装在运行体（船、潜水艇、鱼雷等）运行方向的头、前部在水面以下部位，在水中能主动产生沿运行体从前方的前、尖头部，向运行体最大横截面方向及以后流动的水流，以产生使运行体高效运行效果的动力机构。

【技术特征摘要】
1.本发明涉及到的是在水中(主要是海水)运行体的一种新的动力形式与机构，主要安装在运行体(船、潜水艇、鱼雷等)运行方向的头、前部在水面以下部位，在水中能主动产生沿运行体从前方的前、尖头部，向运行体最大横截面方向及以后流动的水流，以产生使运行体高效运行效果的动力机构。2.如权力1所述其他部分①安装在运行体沿运动方向有凸出部分前方表面上，在水中能主动产生向后的水流， 产生动力效果和达到降低振动效果的机构。②安装在运行体沿侧面凸出面和特意支出部分的侧面上，在水中能主动产生向后的水流，起到带动、加强主体运行效果的动力机构。③安装在水面运行体的底下部，在水中沿主体表面能主动产生向后流动的水流，达到能使主体前进，产生动力效果的机构。④安装在运行体运行方向的侧面上，在水中能沿运行体表面产生向后流动的水流，使运行体得以前进，产生动力效果的机构。3.如权力要求1与权力要求2所述，在水中产生水沿运行体表面由前向后流动而形成动力效果的机构可分别为不小于主体最大横截面的立体排水机构与沿运行体表面或特意支出面从前、尖头顺延到其中后部表面的一级和两级以上的连续排水机构。4.如权力要求书1、2中③、3所述不小于主体最大横截面的立体排水机构其外观特点为筒套状，前后口顺应在水中安装在运行主体的头、前部，一般为主体前最大横截面前方， 外观截面积不小于主体前的最大横截面积；横截面除圆形外也可分为对称的两面与一面或别种形状，其外观特征在于套的两口前后间相应位置点连线的角度与运行体的前进方向平行且平滑，并且外观的横截面处处相同，但为减少水的外摩擦力、其后口尺寸可以微减。其内里面包含的排水动力机构分为两类一类为螺旋桨动力类要求螺旋桨直径尽量大些；为了提高排水效率应有适当的竖导流片，其特征为主要垂...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯永刚，
申请(专利权)人：冯永刚，
类型：发明
国别省市：12