一种水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113148086A(43)申请公布日2021.07.23(21)申请号202010883569.2(22)申请日2020.08.28(66)本国优先权数据202010796721.32020.08.10CN(71)申请人西北工业大学地址710068陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人高文君乔亚斐龚翔宇王嘉熠郝钰吕亚国胡剑平刘振刚吴丁毅刘振侠(74)专利代理机构西安恒泰知识产权代理事务所61216代理人李婷(51)Int.Cl.B63H1/28(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置(57)摘要本发明公开一种水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置，包括壳体、电机舱体、主螺旋桨，所述的壳体位于主螺旋桨外部，电机舱体设置在壳体一侧，推进装置还包括被动螺旋桨、支撑架，所述的主螺旋桨安装在电机舱体的转轴上，电机舱体设置在支撑架的前端，并通过支撑架与壳体一端相连，被动螺旋桨设置在壳体另一端；主动螺旋桨通过电机舱体带动旋转，形成具有轴向速度以及旋转的周向速度的流体，流体进入被动螺旋桨形成运动水流，产生附加推动力。本发明提取并利用主流流体的周向旋流能量，将无效能量转化为有效能量；适当降低主流流体的轴向速度；通过外流道流体的流动增加产生推力的工质流量，提高推进装置的推力，实现功率提取‑释放一体化。CN113148086ACN113148086A权利要求书1/1页1.一种水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置，包括壳体(3)、电机舱体(4)、主螺旋浆(1)，所述的壳体(3)位于主螺旋浆(1)外部，电机舱体(4)设置在壳体(3)一侧，其特征在于：还包括被动螺旋桨(2)、支撑架(6)，所述的主螺旋浆(1)安装在电机舱体(4)的转轴上，电机舱体(4)设置在支撑架(6)的前端，并通过支撑架(6)与壳体(3)一端相连，被动螺旋桨(2)设置在壳体(3)另一端；主动螺旋桨(1)通过电机舱体(4)带动旋转，形成具有轴向速度以及旋转的周向速度的流体，流体进入被动螺旋桨(2)形成运动水流，产生附加推动力。2.如权利要求1所述的一种水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置，其特征在于：所述的被动螺旋桨(2)包括内叶轮(7)、中介壳体(12)、外廓叶轮(8)，内叶轮(7)均匀分布在中介壳体(12)内侧形成内流道，外廓叶轮(8)均匀分布在中介壳体(12)外侧形成外流道。3.如权利要求1或2所述的水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置，其特征在于：所述的壳体(3)、电机舱体(4)、主螺旋浆(1)、被动螺旋浆(2)同轴设置。4.如权利要求1或2所述的水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置，其特征在于：所述的电机舱体(4)设置在支撑架(6)的前端，并通过支撑架(6)固定在壳体(3)一侧轴心上。5.如权利要求4所述的水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置，如其特征在于：所述的壳体(3)的后端轴心位置设置有支撑轴(10)，支撑轴(10)与被动螺旋浆(2)轴向连接。6.如权利要求5所述的水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置，其特征在于：所述的支撑轴(10)一端与尾部固定装置(11)相连，用于对被动螺旋桨轴向定位。7.如权利要求2所述的水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置，其特征在于：所述的内叶轮(7)的形状为被动螺旋浆的旋转轴到外扩廓叶轮经过15度扭转的自由延伸面。8.如权利要求2所述的水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置，其特征在于：所述的外廓叶轮(8)的螺距比为0.8，后倾角为10度，直径为0.25m盘面比为0.85。9.如权利要求1‑4任意一项所述的水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置，所述的被动螺旋桨(2)通过轴承(9)设置在支撑轴(10)上，轴承(9)内圈与支撑轴(10)之间为过盈配合。10.如权利要求6所述的水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置，其特征在于：所述的尾部固定装置(11)内的用于紧固的螺纹方向与被动螺旋桨运行时的旋转方向相同。2CN113148086A说明书1/6页一种水下螺旋桨旋流能量提取与利用的推进装置技术领域[0001]本发明属于航海技术领域，涉及一种能提高普通水下螺旋桨推进器能量利用率的技术。背景技术[0002]目前，船舶、船艇、潜航器等水上、水下航行器普遍采用螺旋桨及喷水推进两种方式产生动力。在这两种动力方式中，螺旋桨都是产生动力的核心。螺旋桨推进器通过桨叶在水中旋转，将发动机转动能量转化为水向后运动的动能，利用动量定理，产生推力。[0003]但是，目前为止，无论是在何种螺旋桨结构中，无论螺旋桨桨叶进行何种优化，在螺旋桨工作时，从螺旋桨流出的水流除了具有沿螺旋桨轴线向后的轴向速度，都伴随有跟