一種新型噴水推進泵裝置的倒角方形噴口的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型噴水推進栗裝置的倒角方形噴口，屬于船舶工程技術領域。
【背景技術】
[0002]噴水推進栗裝置是一種有別于螺旋槳推進的新型的特種動力裝置，噴水推進的推力是通過推進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備分配和改變噴流的方向來實現船舶的操縱。噴水推進栗裝置在滑行艇、穿浪艇等高性能艦船上有著廣泛的應用。噴水推進栗裝置的推力是通過推進栗噴出的水流的反作用力來獲得的。噴口作為噴水推進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一步將水流的壓能轉換成動能，提高水流的流速進而獲得更高的推力。若噴口設計得當，則水流通過其噴出時能量損失較小，噴水推進裝置可以獲得較大推力，進而提高裝置的推進效率;相反，如果噴口設計不當，則會導致整個噴栗裝置的推進效率降低。目前噴水推進栗裝置噴口形式單一。授權實用新型專利2013207904436“噴水推進軸流栗可調式噴口”公開了一種可調式噴口，通過軸承改變噴口與栗體之間距離進而實現可調式噴口。授權實用新型專利2007200584893“一種噴水推進船舶的轉航裝置”提出了一種前沿與推進栗連接的推進栗噴口及與推進栗噴口相配的舵殼，舵殼前沿通過連接件與推進栗噴口的后沿配合接觸，舵殼以連接件為中心可繞推進栗噴口擺動，所述舵殼的前沿與推進栗噴口的后沿為弧面配合，推進栗噴口的內表面為光順弧面結構。由于該專利栗出口與噴口過渡形狀變化復雜，影響整體噴水推進裝置水力性能。
[0003]從目前應用來看，噴水推進裝置噴口的形狀均為圓形，易導致圓形中心流速較高，其他處流速低，影響裝置水力性能發揮。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對現有噴水推進栗裝置噴口對整個裝置性能提升的不足，提供了一種噴水推進栗裝置的倒角方形噴口。
[0005]本發明的目的是這樣實現的，一種新型噴水推進栗裝置的倒角方形噴口，包括安裝在推進栗內導葉出口的倒角方形噴口，其特征是:所述倒角方形噴口的進口斷面為圓形，且進口斷面的直徑與導葉的導葉出口斷面直徑相等;所述倒角方形噴口的出口斷面為倒角方形;倒角方形噴口的進口斷面和出口斷面之間的過渡為三次樣條曲線過渡。
[0006]所述出口斷面倒角方形的名義長與名義寬的比值為1.3。
[0007]所述出口斷面倒角方形的倒角半徑為推進栗內葉輪室出口斷面半徑的0.083倍。
[0008]所述出口斷面的面積為推進栗內葉輪室出口斷面面積的0.15倍。
[0009]所述倒角方形噴口沿軸線方向的長度等于0.315個推進栗內葉輪室出口斷面直徑。
[0010]本發明結構合理簡單、生產制造容易、使用方便，通過本發明，
倒角方形噴口安裝在推進栗的導葉出口，倒角方形噴口的進口斷面為圓形，進口斷面的直徑與導葉的導葉出口斷面直徑相等；出口斷面為倒角方形，倒角方形的名義長(a)與名義寬(b)的比值為1.3，倒角的半徑(R)等于0.083倍的推進栗內葉輪室出口斷面半徑，S卩，且出口斷面的面積為推進栗內葉輪室出口斷面面積的0.15倍。倒角方形噴口進口斷面和出口斷面之間的過渡為三次樣條曲線過渡。倒角方形噴口沿軸線方向的長度(L)等于0.315個葉輪出口斷面直徑。
[0011]本發明運用流體力學原理、空間幾何學和噴水推進栗設計理論，對噴水推進栗噴口進行了創新，倒角方形噴口出口斷面采用倒角方形，是對傳統噴口形式的創新，對倒角方形噴口出口斷面的面積和名義長寬比進行優化設計，再加之對倒角方形噴口進出口斷面之間過度形式和噴口長度的適當選擇，使從噴水推進栗流出的高速水體在其噴出時更為均勻，產生更大的推力，提高噴水推進栗裝置的推進效率。這種倒角方形噴口的出口采用倒角方形的內輪廓，并且它的斷面面積也被優化設計，這樣使得噴水推進栗裝置在安裝倒角方形噴口后整個裝置的效率和推力都有顯著的提高。
[0012]綜上，本發明結構上合理、簡單并且科學，是基于流體力學原理、空間幾何學和噴水推進栗設計理論，對噴水推進栗裝置的創新，所述倒角方形噴口，通過合理的過水斷面設計，使從噴栗流出的高速水體在其噴出時產生較大的反作用力，提高裝置的推進效率。
[0013]眾所周知，噴水推進栗裝置具有推進效率高、噪音和振動小，傳動結構簡單等諸多優點，因此在商用高速船舶和軍用艦船上得到廣泛應用。噴口作為噴水推進栗裝置中的重要組成部分，其主要作用是將旋轉栗的機械能轉化為水流的動能等，并將水流噴出以獲得推力。若噴口設計得當，則水流通過其噴出時可以產生較大的反作用力，進而提高裝置的推進效率;相反，則會導致整個噴栗裝置的推進效率降低。通過本發明的新型噴水推進栗裝置的倒角方形噴口，水流通過其噴出時可以產生較大的反作用力，進而提高裝置的推進效率。
[0014]隨著噴水推進栗裝置相比于螺旋槳推進的優勢逐漸顯現，噴水推進栗裝置在高速艦艇領域的應用會越來越廣泛優勢。由于社會發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，因此本專利的應用和實施，對于噴水推進栗裝置的推進效率有顯著的效果，這將會產生較大的經濟價值和社會效益。
【附圖說明】
[0015]圖1是安裝有倒角方形噴口的噴水推進栗單線圖。
[0016]圖2是本發明倒角方形噴口縱斷面單線圖。
[0017]圖3是本發明倒角方形噴口出口斷面單線圖。
[0018]圖中:I倒角方形噴口、2推進栗導葉、3推進栗葉輪、4進水流道、5導葉出口斷面、6葉輪室出口斷面、7進口斷面、8出口斷面。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖以及【附圖說明】對本發明作進一步的說明。
[0020]附圖中，箭頭為水流側方向，進水流道4與噴水推進栗連接，推進栗葉輪3設置于噴水推進栗內的葉輪室內。
[0021]如圖中，倒角方形噴口I安裝在噴水推進栗的推進栗導葉2出口，倒角方形噴口 I的進口斷面7直徑與推進栗導葉2的導葉出口斷面5直徑相等，倒角方形噴口 I的出口斷面8為倒角方形，出口斷面8的名義長與名義寬的比值為1.3，其倒角半徑為0.083倍的葉輪室出口斷面6半徑，出口斷面的面積為0.15倍的葉輪室出口斷面6面積，倒角方形噴口 I沿軸線方向的長度等于0.315個推進栗內推進栗葉輪3的葉輪出口斷面6直徑，即倒角方形噴口 I的進口斷面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，倒角方形噴口 I的進口斷面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，我們可以將倒角方形噴口 I沿軸線方向的長度設定為L，如圖3中，我們可以將出口斷面8的名義長設定為a，出口斷面8的名義寬設定為b，出口斷面8倒角方形半徑為R。根據上述，L等于0.315個推進栗內推進栗葉輪3的葉輪出口斷面6直徑，a與b的比值為1.3，R等于0.083倍的葉輪室出口斷面6半徑。
【主權項】
1.一種新型噴水推進栗裝置的倒角方形噴口，包括安裝在推進栗內推進栗導葉(2)出口的倒角方形噴口(1)，其特征是:所述倒角方形噴口(I)的進口斷面(7)為圓形，且進口斷面(7)的直徑與推進栗導葉(2)的導葉出口斷面(5)直徑相等;所述倒角方形噴口(I)的出口斷面(8)為倒角方形;倒角方形噴口(I)的進口斷面(7)和出口斷面(8)之間的過渡為三次樣條曲線過渡。2.根據權利要求1所述的一種新型噴水推進栗裝置的倒角方形噴口，其特征是:所述出口斷面(8)倒角方形的名義長與名義寬的比值為1.3。3.根據權利要求1所述的一種新型噴水推進栗裝置的倒角方形噴口，其特征是:所述出口斷面(8)倒角方形的倒角半徑為推進栗內葉輪室出口斷面(6)半徑的0.083倍。4.根據權利要求1所述的一種新型噴水推進栗裝置的倒角方形噴口，其特征是:所述出口斷面(8)的面積為推進栗內葉輪室出口斷面(6)面積的0.15倍。5.根據權利要求1所述的一種新型噴水推進栗裝置的倒角方形噴口，其特征是:所述倒角方形噴口(I)沿軸線方向的長度等于0.315個推進栗內葉輪室出口斷面(6)直徑。
【專利摘要】本發明涉及一種新型噴水推進泵裝置的倒角方形噴口，屬于船舶工程技術領域，包括安裝在推進泵內導葉出口的倒角方形噴口，其特征是：所述倒角方形噴口的進口斷面為圓形，且進口斷面的直徑與導葉的導葉出口斷面直徑相等；所述倒角方形噴口的出口斷面為倒角方形；倒角方形噴口的進口斷面和出口斷面之間的過渡為三次樣條曲線過渡。本發明結構合理簡單、生產制造容易、使用方便，本發明結構上合理、簡單并且科學，是基于流體力學原理、空間幾何學和噴水推進泵設計理論，對噴水推進泵裝置的創新，所述倒角方形噴口，通過合理的過水斷面設計，使從噴泵流出的高速水體在其噴出時產生較大的反作用力，提高裝置的推進效率。
【IPC分類】F04D29/52, B63H11/08
【公開號】CN105545818
【申請號】CN201610060845
【發明人】成立, 夏臣智, 袁紅彥, 宋希杰, 焦偉軒, 李穎源, 周濟人, 劉超, 羅燦
【申請人】揚州大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月29日