专利名称：多功能船舶推进器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种船舶的动力装置及其控制方法，尤其是一种利用向水中喷水所产生的水流反常现象而设计的船舶动力装置，且该船舶动力装置除了作为动力装置外还具有排除漏水、救火等功能。
背景技术：
现在船舶的螺旋桨和舵置于船后，桨彀和舵都会增加船的阻力，用于支撑桨和舵的材料和重量也额外增加，在风浪中船体摆动或与外物碰撞都可能造成桨或舵断裂现象， 桨和舵维修都很麻烦。螺旋桨向后排水会存在推力减额现象，也就变相增加船阻力，抗风浪性能不好，航向不易控制，容易发生翻船事故。船舶倒行时航向控制困难，制动距离比较长， 定常回转直径也大。航行中紧急避让能力差。在后方操纵的驾驶者观察前方视野也不太好。 对于拖船来说，船后的尾流冲击船后面，使船行驶速度减小。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种多功能船舶推进器及其控制方法，该多功能船舶推进器能够提高船舶的推进效率和船舶的操纵性能，同时当船舶遇到因各种原因引起的漏水或着火时，该多功能船舶推进器可以快速进行自救，避免沉船或失火事故发生。本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种多功能船舶推进器，具有进水管、喷水管、水泵和主机，所述主机驱动水泵运行，所述进水管具有进水口，(1、进水口下部略向前伸，可以阻止其下部水来流，而更大减小其上部压强)所述进水口伸出船外并与船外水体相通，所述水泵连通所述进水管和喷水管，所述喷水管具有喷水口，所述喷水口位于船舶底部，所述喷水口向下且由上至下向前倾斜。喷水管的喷水口喷出的水流，可以对船产生向前的推动力。所述进水管位于船舶前底部，所述进水管呈与船前行方向平行设置，且进水口位于船前方，所述水泵置于船舶内舱前下方，所述喷水管位于船舶前底部。进水管和喷水管都很短，故水力损耗很小，管内水重量也很小，进水口向前方可以减小水对船的阻力，还可减小船前水的压强力，同时使船产生向前吸力。由于推动船向前的多功能船舶推进器(动力点)在前头，船的转向非常灵活快速，现在船不能及时避让而发生碰撞情况，采用该多功能船舶推进器的船舶有可能避免，同时航向稳定性也很好，抗外界干扰强，操舵次数减少。现在船舶螺旋桨在船后，当回转时船体向外漂移，因此船舶定常回转直径很大，采用该多功能船舶推进器的船舶推力点在船前方，回转时船体向内漂移，因此船舶定常回转直径更小。驾驶室设在船前部对驾驶者观察前方视野也很好。所述喷水口不凸出船舶底面，因此喷水口保护性好。所述船舶外底面上设有阻流器，所述阻流器位于喷水口的后方。由于喷水管的喷水口喷出的水流得反常现象(当船移动时)还可以在船底部形成旋涡流，这种旋涡流不会对船底部产生向后摩擦阻力，反而可以加设阻流器来增大向前推力，也就是说喷水管喷水后不仅可以得到使船向前的推力，而且尾流会以漩涡形式与船同步向前移动，故而可以利用漩涡流再次获得向前推力，所以推进效率大幅提高。船舶行驶中，水是喷向船舶前底部，使该处水压强增大，船舶的浮力也相应增加， 同时漩涡流尾流向上冲击也能增大船舶向上浮力。所述船舶的船体前下部后段制成内凹的四分之一圆形，该处内凹的四分之一圆形船体位于与漩涡流接触处，船舶行驶时，该处漩涡流与船舶同步向前，该处内凹的四分之一圆形船体不会受到水的阻力，推进效率相应增加。所述水泵设有两台，分别为吸水泵和出水泵，所述吸水泵具有吸水叶轮，所述出水泵具有出水叶轮，所述吸水叶轮和出水叶轮同轴连接且转动方向相反，所述吸水泵和出水泵之间设有防漏管，所述防漏管一端连通船舶内舱且其另一端连通吸水泵和出水泵，所述进水管上设有第一阀门，所述喷水管上设有第二阀门，所述防漏管上设有第三阀门。设有消防管，喷水管上位于第二阀门内侧的任意点设置有第四阀门，所述第四阀门控制消防管与喷水管间的通断。一种多功能船舶推进器的控制方法所述多功能船舶推进器具有以下控制方法①、正常航行A、船舶向前行驶所述第一、二阀门打开，所述第三阀门关闭，主机驱动吸水泵和出水泵，吸水叶轮和出水叶轮同时转动，吸水叶轮将船外水体吸入进水管并经吸水泵达防漏管再进入出水泵，出水叶轮转动将水甩出喷水管的喷水口形成喷水，由上至下向前倾斜喷出的水流形成对船舶向前的推力，使船舶向前行驶；B、改变船舶航向保持喷水管与竖直平面的夹角不变并转动喷水管以改变船舶的航向；C、倒船所述进水管呈与船前行方向平行设置，且进水口位于船前方，将A中的吸水叶轮和出水叶轮反向转动，从而使原出水泵和喷水管变为现吸水泵和进水管，使原吸水泵和进水管变为现出水泵和喷水管，现喷水管向前喷水，从而对船舶产生向后的推力使船舶倒船，停船能力比现在更好，而且倒船的航向更好掌握。②、排除舱内漏水船舶发生碰撞，触礁或风浪过大，而发生舱内进水时，第二、三阀门打开，吸水泵将舱内漏水经漏水管达出水泵，第一阀门关闭或者调节第一阀门进适量水与漏水合并，出水泵将水甩出喷水管的喷水口，以使船舶在正常行驶的状态下将舱内漏水排除，只要漏水量不大于最大排水量，船就不会沉没，漏水过大时也可以赢得更多时间， 漏水量大时，第一阀门是关闭的，漏水量过小时，调节第一阀门进适量水与漏水合并增大流量，可以提高船速，在防漏排水中，船舶可以前进或倒退，任意行驶，像没有发生漏水一样。③、灭火第一、四阀门打开，第二、三阀门关闭，主机驱动吸水泵和出水泵，吸水叶轮将船外水体吸入进水管并经吸水泵达防漏管再进入出水泵，出水叶轮转动将水从消防管喷出用以灭火，由于多功能船舶推进器具有排除舱内漏水功能，故不必担心舱内积水过多发生沉船，一般情况下，现有技术中船舶所采用的救火措施是另外添加水泵进行灭火，而本发明采用的是一机多用。本发明的有益效果是本发明所述的多功能船舶推进器主要是利用向水中喷水所产生的水流反常现象而设计，主要由装有第一阀门的进水管、装有第二阀门的喷水管、装有第三阀门的防漏管、水泵和主机构成，通过对各阀门的启闭控制以及对吸水泵和出水泵的运行控制，达到使船舶前行、后退以及排除舱内漏水的目的，并通过转动喷水管来达到船舶转向的目的，通过设置的第四阀门与消防管连通，还具有灭火的功能，实现了一机多用的目的，此外该多功能船舶推进器由于其结构和安装位置还具有下述优点由于推动船向前的多功能船舶推进器(动力点)在前头，船的转向非常灵活快速，现在船不能及时避让而发生碰撞情况，采用该多功能船舶推进器的船舶有可能避免，同时航向稳定性也很好，抗外界干扰强，操舵次数减少；现在船舶螺旋桨在船后，当回转时船体向外漂移，因此船舶定常回转直径很大，采用该多功能船舶推进器的船舶推力点在船前方，回转时船体向内漂移，因此船舶定常回转直径更小；倒船时进水管变为喷水管，水直接向前喷出，停船能力比现有的船更好，而且倒船的航向更好掌握；现在的船遇到较大风浪时航向不容易掌握，容易发生翻船事故，采用该多功能船舶推进器的船舶很轻松就可以控制航向避免翻船事故；采用该多功能船舶推进器的船舶可以减少用于支撑桨和舵的额外长度和重量；驾驶室设在船前方对驾驶者观察前方视野也很好。
图1为本发明的多功能船舶推进器安装于船舶的示意图；图2为本发明的多功能船舶推进器分解结构示意图；图3为本发明所述向水中喷水所产生的水流反常现象示意图。
具体实施例方式实施例一种多功能船舶推进器，如图1所示，具有进水管1、喷水管2、水泵和主机，所述主机驱动水泵运行，所述进水管1具有进水口 11，所述进水口伸出船外并与船外水体相通，所述水泵连通所述进水管和喷水管，所述喷水管2具有喷水口 21，所述喷水口位于船舶底部，所述喷水口向下且由上至下向前倾斜。结合图1和图2，所述水泵设有两台，分别为吸水泵3和出水泵4，所述吸水泵具有吸水叶轮，所述出水泵具有出水叶轮，所述吸水叶轮和出水叶轮同轴连接且转动方向相反， 所述吸水泵3和出水泵4之间设有防漏管5，所述防漏管一端连通船舶内舱且其另一端连通吸水泵和出水泵，所述进水管1上设有第一阀门12，所述喷水管2上设有第二阀门22，所述防漏管5上设有第三阀门51。该多功能船舶推进器的核心就是喷水管的喷水口向水中喷出的水流的反常现象， 以及反常现象所产生的效能，这种效能是本发明中重要的，也是必不可少的部分，所以下面结合图3介绍这种喷水的反常现象只要保持喷水管喷出水呈V字型，其角度大约90度，当喷水管的水流a在空气中向b方向喷水时，它的方向是固定的，在任何条件不变时，将喷水管放入水中，这时喷水的方向不是向b方向，而是向c方向，其有近80度左右改变，喷水口得到的水反作用力不是d方向，而是e方向，也就是说虽然喷水管是向b方向喷水，但得到的水的反作用力是向e方向的推动力。由于上述反常现象，喷水管的喷水口喷出的水流，可以对船产生向前的推动力。所述进水管1位于船舶前底部，所述进水管呈与船前行方向平行设置，且进水口 11位于船前方，所述水泵置于船舶内舱前下方，所述喷水管2位于船舶前底部。进水管和喷水管都很短，故水力损耗很小，管内水重量也很小，进水口向前方可以减小水对船的阻力，还可减小船前水的压强力，同时使船产生向前吸力。由于推动船向前的多功能船舶推进器 (动力点)在前头，船的转向非常灵活快速，现在船不能及时避让而发生碰撞情况，采用该多功能船舶推进器的船舶有可能避免，同时航向稳定性也很好，抗外界干扰强，操舵次数减少。现在船舶螺旋桨在船后，当回转时船体向外漂移，因此船舶定常回转直径很大，采用该多功能船舶推进器的船舶推力点在船前方，回转时船体向内漂移，因此船舶定常回转直径更小。驾驶室设在船前部对驾驶者观察前方视野也很好。所述喷水口 21不凸出船舶底面，因此喷水口保护性好。所述船舶外底面上设有阻流器6，所述阻流器位于喷水口 21的后方。由于喷水管的喷水口喷出的水流得反常现象还可以在船底部形成旋涡流，这种旋涡流不会对船底部产生向后摩擦阻力，反而可以加设阻流器来增大向前推力，也就是说喷水管喷水后不仅可以得到使船向前的推力，而且尾流会以漩涡形式与船同步向前移动，故而可以利用漩涡流再次获得向前推力，所以推进效率大幅提高。船舶行驶中，水是喷向船舶前底部，使该处水压强增大，船舶的浮力也相应增加， 同时漩涡流尾流向上冲击也能增大船舶向上浮力。所述船舶的船体前下部后段制成内凹的四分之一圆形7，该处内凹的四分之一圆形船体位于与漩涡流接触处，船舶行驶时，该处漩涡流与船舶同步向前，该处内凹的四分之一圆形船体不会受到水的阻力，推进效率相应增加。设有消防管，喷水管上位于第二阀门内侧的任意点设置有第四阀门，所述第四阀门控制消防管与喷水管间的通断。该多功能船舶推进器具有以下控制方法①、正常航行A、船舶向前行驶所述第一、二阀门12、22打开，所述第三阀门51关闭，主机驱动吸水泵3和出水泵4，吸水叶轮和出水叶轮同时转动，吸水叶轮将船外水体吸入进水管1并经吸水泵3达防漏管5再进入出水泵4，出水叶轮转动将水甩出喷水管2的喷水口 21形成喷水，由上至下向前倾斜喷出的水流形成对船舶向前的推力，使船舶向前行驶；B、改变船舶航向保持喷水管2与竖直平面的夹角不变并转动喷水管以改变船舶的航向；C、倒船所述进水管1呈与船前行方向平行设置，且进水口 11位于船前方，将A中的吸水叶轮和出水叶轮反向转动，从而使原出水泵4和喷水管2变为现吸水泵和进水管，使原吸水泵3和进水管1变为现出水泵和喷水管，现喷水管向前喷水，从而对船舶产生向后的推力使船舶倒船；停船能力比现在更好，而且倒船的航向更好掌握。②、排除舱内漏水船舶发生碰撞，触礁或风浪过大，而发生舱内进水时，第二、三阀门22、51打开，吸水泵3将舱内漏水经漏水管5达出水泵4，第一阀门12关闭或者调节第一阀门进适量水与漏水合并，出水泵4将水甩出喷水管2的喷水口 21，以使船舶在正常行驶的状态下将舱内漏水排除；只要漏水量不大于最大排水量，船就不会沉没，漏水过大时也可以赢得更多时间。漏水量大时，第一阀门是关闭的，漏水量过小时，调节第一阀门进适量水与漏水合并增大流量，可以提高船速，在防漏排水中，船舶可以前进或倒退，任意行驶，像没有发生漏水一样。③、灭火第一阀门12和第四阀门打开，第二、三阀门22、51关闭，主机驱动吸水泵3和出水泵4，吸水叶轮将船外水体吸入进水管1并经吸水泵3达防漏管5再进入出水泵 4，出水叶轮转动将水从消防管喷出用以灭火。由于多功能船舶推进器具有排除舱内漏水功能，故不必担心舱内积水过多发生沉船。一般情况下，现有技术中船舶所采用的救火措施是另外添加水泵进行灭火，而本发明采用的是一机多用。 综上所述，该多功能船舶推进器能够提高船舶的推进效率和船舶的操纵性能，同时当船舶遇到因各种原因引起的漏水或着火时，该多功能船舶推进器可以快速进行自救， 避免沉船或失火事故发生。
权利要求
1.一种多功能船舶推进器，其特征在于具有进水管(1)、喷水管O)、水泵和主机，所述主机驱动水泵运行，所述进水管(1)具有进水口(11)，所述进水口伸出船外并与船外水体相通，所述水泵连通所述进水管和喷水管，所述喷水管( 具有喷水口(21)，所述喷水口位于船舶底部，所述喷水口向下且由上至下向前倾斜。
2.根据权利要求1所述的多功能船舶推进器，其特征在于所述进水管(1)位于船舶前底部，所述进水管呈与船前行方向平行设置，且进水口(11)位于船前方，所述水泵置于船舶内舱前下方，所述喷水管(2)位于船舶前底部。
3.根据权利要求1所述的多功能船舶推进器，其特征在于所述喷水口不凸出船舶底面。
4.根据权利要求1所述的多功能船舶推进器，其特征在于所述船舶外底面上设有阻流器(6)，所述阻流器位于喷水口的后方。
5.根据权利要求1所述的多功能船舶推进器，其特征在于所述船舶的船体前下部后段制成内凹的四分之一圆形(7)。
6.根据权利要求1所述的多功能船舶推进器，其特征在于所述水泵设有两台，分别为吸水泵(3)和出水泵G)，所述吸水泵具有吸水叶轮，所述出水泵具有出水叶轮，所述吸水叶轮和出水叶轮同轴连接且转动方向相反，所述吸水泵C3)和出水泵(4)之间设有防漏管 (5)，所述防漏管一端连通船舶内舱且其另一端连通吸水泵和出水泵，所述进水管(1)上设有第一阀门(12)，所述喷水管( 上设有第二阀门(22)，所述防漏管( 上设有第三阀门 (51)。
7.根据权利要求6所述的多功能船舶推进器，其特征在于设有消防管，喷水管上位于第二阀门内侧的任意点设置有第四阀门，所述第四阀门控制消防管与喷水管间的通断。
8.一种根据权利要求7所述的多功能船舶推进器的控制方法，其特征在于所述多功能船舶推进器具有以下控制方法①、正常航行A、船舶向前行驶所述第一、二阀门(12、22)打开，所述第三阀门(51)关闭，主机驱动吸水泵(3)和出水泵G)，吸水叶轮和出水叶轮同时转动，吸水叶轮将船外水体吸入进水管 (1)并经吸水泵C3)达防漏管( 再进入出水泵G)，出水叶轮转动将水甩出喷水管(2)的喷水口形成喷水，由上至下向前倾斜喷出的水流形成对船舶向前的推力，使船舶向前行驶；B、改变船舶航向保持喷水管(2)与竖直平面的夹角不变并转动喷水管以改变船舶的航向；C、倒船所述进水管(1)呈与船前行方向平行设置，且进水口(11)位于船前方，将A中的吸水叶轮和出水叶轮反向转动，从而使原出水泵(4)和喷水管(2)变为现吸水泵和进水管，使原吸水泵C3)和进水管(1)变为现出水泵和喷水管，现喷水管向前喷水，从而对船舶产生向后的推力使船舶倒船；②、排除舱内漏水舱内进水时，第二、三阀门(22、51)打开，吸水泵(3)将舱内漏水经漏水管( 达出水泵G)，第一阀门(1 关闭或者调节第一阀门进适量水与漏水合并，出水泵(4)将水甩出喷水管O)的喷水口(21)，以使船舶在正常行驶的状态下将舱内漏水排除；③、灭火第一阀门(12)和第四阀门打开，第二、三阀门(22、51)关闭，主机驱动吸水泵 (3)和出水泵G)，吸水叶轮将船外水体吸入进水管(1)并经吸水泵(3)达防漏管(5)再进入出水泵(4)，出水叶轮转动将水从消防管喷出用以灭火。
全文摘要
本发明公开了一种多功能船舶推进器及其控制方法，该多功能船舶推进器主要是利用向水中喷水所产生的水流反常现象而设计，主要由装有第一阀门的进水管、装有第二阀门的喷水管、装有第三阀门的防漏管、水泵和主机构成，通过对各阀门的启闭控制以及对吸水泵和出水泵的运行控制，达到使船舶前行、后退以及排除舱内漏水的目的，并通过转动喷水管来达到船舶转向的目的，通过设置的第四阀门与消防管连通，还具有灭火的功能，实现了一机多用的目的。
文档编号B63H11/04GK102464102SQ201010562398
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者张统中 申请人:张统中