CN1032526A - 水上运输工具的喷水驱动装置 - Google Patents

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弗兰茨·克罗特尔曼
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Skei Altair GmbH & Co. kg
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    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B63H11/02—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
    • B63H11/10—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof
    • B63H11/101—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof having means for deflecting jet into a propulsive direction substantially parallel to the plane of the pump outlet opening
    • B63H11/102—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof having means for deflecting jet into a propulsive direction substantially parallel to the plane of the pump outlet opening the inlet opening and the outlet opening of the pump being substantially coplanar

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Abstract

本发明涉及的是一种水上运输工具的喷水驱动 装置，它有一个半轴流式工作轮，一个装在工作轮后 面的导向器和一个装在水上运输工具机体内的筒形 外壳(4)，外壳用来收集压力升高了的水和安装工作 轮与导向器。通过导向器(3)最大程度地将被输送水 的流动能转换成压力能。此外，至少在外壳上设一个 出口喷嘴(5)，用来作为所输送水的出口，并将水排入 运输工具周围的水中。

Description

本发明涉及一种按权利要求1所述类型的喷水驱动装置，用于驱动尤其是用于操纵水上运输工具。因此，它所涉及的是一种带泵的喷水驱动装置，泵安装在水上运输工具的机体内（DE-OS2757454）。水上运输工具尤其是指船。
本发明的目的是设计一种所述类型的喷水驱动装置，它能将转弯和紊流损失减至最小值。
达到此目的的措施首先如权利要求1特征部分所述，这些特征是应用于所述类型的驱动装置中的。从属权利要求使本发明通过最佳方式得以完善。
按本发明对所述类型的喷水驱动装置的设计，将泵的工作轮中起初主要以速度能形式存在的能量转换成压力能，所以在离开导向器进入筒形外壳（Topfgehaeuse）中时有较高的压力势可供使用。在此筒形外壳中速度能限至最小值，从而可使转弯和紊流损失减低到最小值。
以下借助于附图所示的实施例来说明本发明。其中
图1    按本发明的“筒式泵”中央纵剖面（上图）和水平剖面（下图），
图2    图1所示实施例的改型，所表示的视图同图1，
图3    由工作轮和导向器组成的四个机组装在同一外壳中而构成的按本发明的喷水驱动装置，所表示的视图同图1，
图4    由工作轮和导向器组成的两个机组装在同一个基本上是圆柱形的外壳中而构成的按本发明的喷水驱动装置，所表示的视图同图1。
图1表示了一种按本发明的筒式泵，它有两个出口或出口喷嘴5。周围的水经设在船体上的一个中心入口管1，被吸入可旋转地装在此管道中的半轴流式工作轮2中，驱动装置安装成使由箭头A所示之入流方向处于垂直状态。水流离开工作轮2后进入一个所谓的导向器3中，在那里将原先以速度能形式存在的能量转换成压力能，因此离开导向器进入筒形外壳4中时有较高的压力势可供使用。在筒形外壳4中的速度能被限至最小值，从而可使转弯和紊流损失减小到最低值。在筒形外壳中具有压力的水可经两个喷嘴5喷出。通过将两个喷嘴5在x-x平面的两侧等距离地平行安装，可以在沿圆周360°转向时无需大的操纵力矩，在直线行驶时没有不应产生的控制力矩。
两个喷嘴5彼此平行地装在径向平面x-x两侧，它们距此平面的距距相等，它们的出口方向向下倾斜。导向器3的出口和出口喷嘴5之间在筒形外壳4的内腔通过最短的途径联系，并使转弯尽可能小。图中筒形外壳的内腔用网纹状图形表示。符号6表示内装有锥齿轮传动装置的壳体，通过这一传动装置将驱动能量传给工作轮2。在安装状态下，带有锥齿轮传动装置之从动齿轮的工作轮2的传动轴7是垂直的。整个驱动装置可通过筒形外壳4上相应的轴承，绕传动轴7的纵轴线转360°，以便能通过改变俯视图（图1下图之横剖面）中两股喷水B的流出方向，来改变装有此驱动装置的水上运输工具的行驶方向。
图2所示驱动装置与图1的区别在于，用一个对称于径向平面x-x安装的水平方向的出口喷嘴5，代替两个向下倾斜彼此平行的出口喷嘴。其它部分两种方案相同。
在图3所示的方案中，各由一个装在入口管1中的工作轮2和一个导向器3组成的四个机组装在一个公共的筒形外壳4中，筒形外壳基本上是矩形的。沿着筒形外壳的纵轴线Y-Y（见图3下部的俯视图，即水平剖面）彼此相邻地装设这些机组。每两个机组之间设一个出口喷嘴5。四个机组设了三个出口喷嘴5，也就是说，出口喷嘴5的数量比机组数少1。出口喷嘴5的流出方向沿水平彼此平行。此外壳也可绕轴线回转360°，此时，外壳的回转轴线与图3上部所画的各工作轮旋转轴线相平行，且位于它们的中央，在安装状态下处于垂直位置。这种方案可用于较大的船上，以便馨幢痉⒚鞯姆椒ㄇ筒僮菟恰６杂谛⌒痛唬残瓮饪?刚性地固定在船尾上便足够了。机组和出口的数量可根据使用情况确定。重要之点在于，为了不产生力矩，出口喷嘴5应相对于x-x轴线或平面对称设置，如图1和2中所示，此平面应是船的纵轴线或纵向平面。不应当出现不希望有的控制力矩，否则必须用适当方式加以补偿。由筒形外壳4的相对尺寸清楚地显示出本发明的优点，即所有的出口喷嘴均有相同的喷水情况，而与它们相对于机组的配置无关。如若在筒形外壳4中存在着大的流速和至少设有两个出口喷嘴的情况下，则由于一个或多个工作轮的恒定的旋转方向，而会使出口喷嘴的流动情况产生显著的差别。
在图4所示方案中，两个机组装在一个基本上是圆柱形的外壳4中，每个机组各有一个装在各入口管1中的工作轮2，它们是对转的，而且在一个直径方向上彼此相邻。机组通过固定在筒形外壳4中的导向器3进行输送，由导向器来的几乎没有速度但压力提高了的水，经过唯一的一个沿径向和水平的出口喷嘴喷出。筒形外壳4可绕一根轴线回转360°，此轴线和工作轮旋转轴线一样，在安装状态下是垂直的。当例如进行清理工作时，工作轮2应暂时反转，为此设置了两个出口5a、5b。
为了用于船的操纵，也可以不采用上述可回转的筒形外壳4，而在喷水出口处装设可摆动的操纵闸板，改变它的位置可改变水流排出方向，从而对船进行操纵。
在任何情况下，重要的是使在筒形外壳4中的水具有尽可能低的流速和尽可能高的压力，从而可使流动损失特别小。水从筒形外壳排出时不应产生不希望有的控制力矩。这里所介绍的水力驱动装置结构紧凑，安装方便。

Claims (14)

1、一种水上运输工具的喷水驱动装置，它有一个半轴流式工作轮、一个连接在工作轮后面的导向器和一个安装在水上运输工具机体内的装有工作轮和导向器的外壳，其特征为：通过导向器(3)最大程度地将所输送水的流动能量转变为压力能，设计成筒形的外壳(4)用来收集压力升高了的水，并经由至少一个外壳上的喷嘴(5)将所输送的水排入此运输工具周围的水中。
2、按照权利要求1所述之喷水驱动装置，其特征为：出口喷嘴（5）的出口孔位于运输工具的轮廓内。
3、按照权利要求1或2所述之喷水驱动装置，其特征为：外壳（4）有一个径向出口喷嘴（5）。
4、按照权利要求1或2所述之喷水驱动装置，其特征为：外壳（4）有两个彼此平行的出口喷嘴，它们位于一个径向平面的两侧，并与之等距。
5、按照权利要求1至4之一所述之喷水驱动装置，其特征为：在驱动装置处于安装状态下，出口喷嘴（5）是水平的。
6、按照权利要求1至4之一所述之喷水驱动装置，其特征为：在安装状态下，出口喷嘴（5）向下倾斜。
7、按照权利要求1至6之一所述之喷水驱动装置，其特征为：工作轮（2）的传动轴和外壳（4）的水入流孔（1）的入流方向是同轴的;在安装状态下，传动轴和入流孔的纵轴线是垂直的。
8、按照权利要求1至7之一所述之喷水驱动装置，其特征为：由工作轮和导向器构成的多个机组装在一个公共的外壳（4）中，外壳上有多个机组的入口孔和一个或多个出口孔。
9、按照权利要求8所述之喷水驱动装置，其特征为：由工作轮（2）和导向器（3）构成的两个机组沿一个径向平面彼此相邻地装在一个公共的圆柱形外壳（4）中;对每个机组，外壳上各有一个入流孔，两个机组共用一个出口喷嘴，入流孔和出口喷嘴的纵轴线彼此正交，在安装状态下，入流孔是垂直的。
10、按照权利要求8所述之喷水驱动装置，其特征为：至少有三个由工作轮（2）和导向器（3）构成的机组装在一个公共的基本上是矩形的外壳（4）中，这些机组沿外壳纵向彼此相邻，它们中的每两个将水输送至一个装在它们两者之间的公共出口喷嘴中，所以喷嘴数量比机组数少1，在安装状态下，出口喷嘴的纵轴线是水平的，机组的纵轴线是垂直的。
11、按照权利要求1至10之一所述之喷水驱动装置，其特征为：外壳可绕一根轴线强迫回转，此轴线至少大体垂直于出口喷嘴的纵轴线。
12、按照权利要求11所述之喷水驱动装置，其特征为：外壳可回转直至360°。
13、按照权利要求1至12之一所述之喷水驱动装置，其特征为：出口喷嘴（5）的出口孔设有可摆动的操纵闸板。
14、按照权利要求1至13之一所述之喷水驱动装置，其特征为：工作轮的输送方向可短时逆转。
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