一种水下喷射式推进器的制造方法
【技术领域】
[0001]动力、机械。
【背景技术】
[0002]喷气式推进，轮船动力。
[0003]
【发明内容】
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利用高压气体在水体和船体之间形成一个压力腔，船体通过高压气体着力于水体，压力腔尾部的水体被加速推出，由喷射口从船体尾部喷出，其反作用力推动船体前进，船体前进的同时，利用导水涵道将水体引导至压力腔尾部的汇水口，汇水口利用水的冲力，将水体汇集于压力腔尾部喷口处，补充已推出的水体，使高压气体始终作用于水体和船体之间；压力腔的高压气体来自于压力腔头部的蒸汽入口，由高速火焰穿过水体带入大量蒸汽从此处进入压力腔；维持推力。
[0004]这种推进器由进气系统、燃烧系统、推力系统三大部份组成；其中燃烧系统和推力系统没有运动部件。
[0005]进气系统:进气系统由进气道、燃气轮机、压缩机、压缩气室、单向气密阀组成。
[0006]进气道:燃气轮机和压缩机为同一进气道，燃气轮机使用气道内的部份空气，尾气直接排在压缩机进气道内，雨水和海浪不得进入进气口，进气口设置要考虑人员安全；
燃气轮机:燃气轮机功率输出要匹配于压缩机，燃气轮机与压缩机同轴，燃气轮机在前，压缩机与燃气轮机首尾相连；轴承安装在燃气轮机头部和压缩机尾部，因此轴承在低温环境下工作。
[0007]压缩机:它由燃气轮机驱动；将新鲜空气和燃气轮机尾气一并吸入，压缩机使压缩空气温度达到柴油燃点以上。
[0008]压缩气室:压缩机后的一个小空间，压缩气室将燃烧室与压缩机隔开，使压缩机不受高温影响；在压缩气室尾部设单向气密阀。
[0009]单向气密阀:当压缩机处于常太工况时，气密阀完全开启，当压缩机停止工作时，气密阀关闭，使燃烧系统气体不能排出，阻止海水灌入高温状态的燃烧系统，避免骤冷造成破坏；单向气密阀完全开启时的进气切面大于燃烧室的气流切面。
[0010]燃烧系统:压缩空气入口、管状燃烧室、火焰喷嘴、外壁冷却水箱组成；由于燃烧系统之后无运动部件，火焰温度不加限制。
[0011]压缩空气入口:在单向气密阀之后，燃烧室头部，出口内径与燃烧室一致，是压缩气室与燃烧室内腔形状的过渡区。
[0012]燃烧室:燃烧室为管状，其横切面大于火焰喷口，燃烧室内壁为耐火材料，中间层为隔热材料，以减少热量损失，外壁为金属壳体，当压缩机正常工作时，燃烧室内压缩气体温度达到柴油燃点，燃烧室头部开始喷射柴油。管状燃烧室将火焰导至火焰喷嘴处。若压缩空气不能使柴油燃烧，则需喷射汽油，电子点火，利用燃烧室加热柴油喷管，使柴油喷嘴喷射燃点温度的柴油，以完成点火。
[0013]外壁冷却水箱:用于冷却燃烧系统外侧的金属壳体，以免热力影响邻近工作区和设备，外壁冷却水箱可用于供热，也可用于蒸馏海水获得饮用水；
推力系统:由火焰喷嘴、小汇水口、压力腔、大汇水口、导水涵道、水气混合物喷射口组成，推力系统在水面以下工作，安装在船的底部。
[0014]火焰喷嘴:火焰喷嘴外围设置一环形汇水口，称小汇水口，利用水的冲力，使水体进入小汇水口并汇于火焰喷嘴喷口处，高速火焰穿过水体，将大量蒸汽带入压力腔。
[0015]压力腔:压力腔内的高压气体来自于压力腔头部的蒸汽入口，由高速火焰穿过水体汇集区并带入大量蒸汽此处进入压力腔；由于压力腔常与海水和蒸汽接触，且工作温度较高，其内壁应采用耐腐蚀材料以保护金属外壳；压力腔具有一定长度，尾部小幅内收，使尾气具有向后喷射的初速度，以免在船速较低的情况下，喷口外气体停滞，形成四散压力，抵减推力；压力腔头部平直区，两侧设有下开口的矩形导水涵道，压力腔内收折线后，两侧矩形涵道过渡为上面连接两侧的三面导水涵道，尾段前设下部汇水挡板，形成下导水涵道，四面导水涵道组合成环形汇水口，称大汇水口，利用水的冲力将水体汇集于压力腔尾气喷口处的大汇水口水体汇集区，水体被加速推出，气体排放受阻，使压力腔头部获更大压力，提高推进效率，大汇水口有效进水面积(或称瓶颈面积)为压力腔喷口面积的130%至150%，以使足量水体汇集于压力腔尾气喷口处的水体汇集区。
[0016]水气混合物喷射口:水气混合物喷射口面积等于大汇水口有效进水面积,为压力腔喷口面积的130%至150%,以便已加速的水气混合物顺利排出，减小磨擦损失。
[0017]导水涵道:导水涵道横切面积等略大于小汇水口和大汇水口面积之和,太大,浪费空间；导水涵道使用下开口的矩形切面，用于排出多余水体，减小阻力，导水涵道入水口设在船体头部的正中，减小船体向两侧的分水量，可减小阻力，导水涵道前部为一体，称总导水涵道，在火焰喷口前包围火焰导管设分水器，分水器将总导水涵道的水体等分，并分别导于压力腔两侧的侧导水涵道，在进入侧导水涵道前，一部份水体进入小汇水口，继而汇集于火焰喷口处，大部份水体进入侧导水涵道，在压力腔尾部前与下汇水挡板组合成环形汇水口，将水体汇集于压力腔喷口处，实现水体着力。若推力系统完全曝露于船体底部，即:两侧无排水腔，则无须考虑导水涵道形状大小，只须设置好小汇口和大汇水口即可。
[0018]【附图说明】:
图1:水下喷气式推进器的推力系统平面图
图1-1，导水涵道入水口 ；图1-2，船体头部；图1-3，总导水涵道；图1-4，分水器；图
1-5，火焰导管；图1-6，火焰喷嘴；图1-7，小汇水口水体汇集区；图1-8，压力腔蒸汽入口；图1-9，压力腔；图1-10，压力腔侧导水涵道；图1-11，压力腔喷口 ；图1-12，大汇水口水体汇集区；图1-13，水气混合物喷口 ；图1-14，船体尾部；图1-15，船体排水腔。
[0019]图2:水下喷气式推进器竖直剖面图
图2-1，小汇水口，图2-2，火焰喷嘴；图2-3，压力腔蒸汽入口，图2-4，压力腔，图2-5，上导水涵道；图2-6，下导水涵道；图2-7，压力腔喷口 ；图2-8，水气混合物喷口 ；图2-9，燃烧室；图2-10，柴油喷射器，图2-11，单向气密阀；图2-12，压缩气室；图2-13，压缩机