利用高压气态介质作为喷水引擎动力的方法及其装置制造方法及图纸

一种利用高压气态介质作为喷水引擎动力的方法及装置，该方法包括以下步骤：先将水引入换能容器中；用高压气态介质在换能容器底部水面上施以高压；打开喷嘴，由高压气态介质将水从喷嘴中急速射出。气态介质可以选择高温高压水蒸气、高温高压燃气或压缩空气。实现上述方法的装置，包括换能器组（２）、气态介质升压装置（１）、管路（５）、控制开关组（４）以及控制器（３）和传感器组（８）；将水引入换能器组（２），气态介质升压装置（１）将气态介质（６）进行升压，打开喷嘴开关（４２）将水由喷嘴（２５）急速射出，利用射出水的反作用力而获得动力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械动力装置，特别涉及用于船舶的喷水引擎。
技术介绍
现有技术中的船舶引擎一般采用动力机器的运转模式，即原动机(内燃机或燃气轮机或蒸汽机)将热能变为动能，再通过机械传动装置将动能传递给运动机械装置(螺旋桨或轴流泵)，将水推动或吸入并喷出。这种船舶引擎按照热能——动能——机械能——动能的间接转换方式运作，相对于热能——动能的直接转换方式，存在较大的热能损失和比较复杂的机械结构，因此对能源的利用不充分，效率低，成本高；同时对机械系统的清洁度要求高，维护难。
技术实现思路
本专利技术基于充分利用能量的目的，设计一种利用高压气体作为喷水引擎动力的方法，不通过机械传动装置而使热能的载体——高压气体直接驱动引擎中的水向外喷射，从而实现热能——动能的直接转换，解决了现有技术存在的效率低、成本高、维护难的问题。本专利技术所述的方法是一种利用高压气态介质作为喷水引擎动力的方法，其特征在于该方法包括以下步骤A.先将水引入耐高压的换能容器中，并且完全覆盖位于该换能容器底部的喷嘴，停止引水并关闭引水通道；B.用高压气态介质在换能容器底部水面上施以高压；C.打开喷嘴，由高压气态介质将水从喷嘴中急速射出，利用射出水的反作用力而获得动力；所述气态介质为高温高压气态介质、高温高压燃气或压缩空气。一种实现上述方法的装置，该装置包括耐高压的换能器组、提供高压气态介质的气态介质升压装置、连接该装置各个部分的管路、控制该管路的各控制开关组以及控制上述开关通断的控制器和安装于相关装置上用于为控制器提供实时监测信号的传感器组；所述管路包括连接换能器组的引水管，该引水管上设有引水开关；所述换能器组的底部设有喷嘴，该喷嘴上设有喷嘴开关，所述换能器组上还设有水位传感器；所述内喷管控制开关、喷嘴开关和引水开关采用自动控制开关，由控制器控制；首先将水由引水管引入耐高压的换能器组底部，待水完全覆盖换能器组底部的喷嘴且达到设定位置时，水位传感器向控制器发出电信号，控制器发出控制信号关闭引水开关；由气态介质升压装置将气态介质进行升压，并将其导入换能器组上部的压力室内；当换能器组中的压力达到一定值时，控制器发出控制信号打开喷嘴开关，换能器组中的气态介质将换能器组底部所蓄的水由喷嘴急速射出，利用射出水的反作用力而获得动力；当换能器组中的压力接近于外界压力时，控制器发出控制信号关闭喷嘴开关，同时打开引水开关，进行下一轮工作循环。所述本专利技术的技术方案主要包括以下三种子方案，1、利用高温高压水蒸汽作为喷水引擎的动力；2、利用高温高压燃气作为动力；3、利用压缩气体作为动力。本专利技术所公开的装置中，气态介质升压装置的设置位置可以有两种方式，其中之一是气态介质升压装置设置于换能器组的上部，该气态介质升压装置的升压腔直接与换能器组上部的压力室相通，气态介质升压装置所产生的高压气态介质直接作用于换能器组底部所蓄水的上表面；对于气态介质采用高温高压燃气和压缩气体的可以使用这种方式。另外一种方式是所述气态介质升压装置的升压腔通过内喷管与换能器组上部的压力室相通，该内喷管上由连接升压腔一侧开始依次设有传感器组中的第一压力传感器和内喷管控制开关；在所述换能器组上部的压力室设有第二压力传感器；由气态介质升压装置将气态介质进行升压后，当达到一定压力、第一压力传感器向控制器所发出的电信号也达到了第一设定值时，控制器发出控制信号打开内喷管控制开关，将气态介质由内喷管射入换能器组上部的压力室中，待压力室中的气态介质压力达到第二设定值时，第二压力传感器向控制器所发出电信号，控制器再发出控制信号关闭内喷管控制开关，同时控制器发出控制信号打开喷嘴开关，于是换能器组中的高压气态介质就将换能器组底部所蓄的水由喷嘴急速射出，利用射出水的反作用力而获得动力；当换能器组中的压力接近于外界压力、第二压力传感器向控制器所发出的电信号达到第三设定值时，控制器发出控制信号关闭喷嘴开关，同时打开引水开关，进行下一轮工作循环。无论是气态介质采用的是高温高压水蒸汽、高温高压燃气还是压缩空气，这种方式都可以使用。无论上述三种方案中的任何一种方案，为了使该装置能够保持平稳和持续地输出动力，所述换能器组采用至少两个分换能器，每个分换能器分别配置内喷管控制开关、喷嘴开关和引水开关，所述分换能器所各自配套的内喷管控制开关、喷嘴开关和引水开关由控制器控制而交替工作。由于采用热能——动能直接转换做功的方式，所以效率更高；由于取消了机械传动机构而令结构更紧凑、成本更低；由于锅炉对燃料的要求不高，所以可以使用更廉价的燃料；还由于高压气态介质可以自动清洁系统管路以及做功部件，所以结构更简单可靠还减少了设备维护的强度；总之，本专利技术具有效率高、成本低和节能环保的特点。附图说明图1是本专利技术所述装置的工作原理图。图2是本专利技术采用高温高压燃气作为动力的工作原理图。图3是本专利技术采用压缩空气作为动力的工作原理图。具体实施例方式以下结合附图进一步说明本专利技术的具体实施方法。一种利用高压气态介质作为喷水引擎动力的方法包括以下步骤A.先将水引入耐高压的换能容器中，并且完全覆盖位于该换能容器底部的喷嘴，停止引水并关闭引水通道；B.用高压气态介质在换能容器底部水面上施以高压；C.打开喷嘴，由高压气态介质将水从喷嘴中急速射出，利用射出水的反作用力而获得动力；所述气态介质为高温高压水蒸汽、高温高压燃气或压缩空气。由图1至图3中可看出，一种实现上述方法的装置，该装置包括耐高压的换能器组2、提供高压气态介质6的气态介质升压装置1、连接该装置各个部分的管路5、控制该管路5的各控制开关组4以及控制上述开关通断的控制器3和安装于相关装置上用于为控制器3提供实时监测信号的传感器组8；所述管路5包括连接换能器组2的引水管53，该引水管53上设有引水开关43；所述换能器组2的底部设有喷嘴25，该喷嘴25上设有喷嘴开关42，所述换能器组2上还设有水位传感器84；所述内喷管控制开关41、喷嘴开关42和引水开关43采用自动控制开关，由控制器3控制；首先将水由引水管53引入耐高压的换能器组2底部，待水完全覆盖换能器组2底部的喷嘴25且达到设定位置时，水位传感器84向控制器3发出电信号，控制器3发出控制信号关闭引水开关43；由气态介质升压装置1将气态介质6进行升压，并将其导入换能器组2上部的压力室23内；当换能器组2中的压力达到设定值时，控制器3发出控制信号打开喷嘴开关42，换能器组2中的气态介质6将换能器组2底部所蓄的水由喷嘴25急速射出，利用射出水的反作用力而获得动力；当换能器组2中的压力接近于外界压力时，控制器3发出控制信号关闭喷嘴开关42，同时打开引水开关43，进行下一轮工作循环。所述气态介质6可以采用高温高压水蒸汽61、高温高压燃气62或压缩空气63。由图1和图2中可知，本专利技术所公开的装置中，气态介质升压装置1与换能器组2上部压力室23有两种连接方式其中之一是所述气态介质升压装置1设置于换能器组2的上部，该气态介质升压装置1的升压腔15直接与换能器组2上部的压力室23相通，气态介质升压装置1所产生的高压气态介质直接作用于换能器组2底部所蓄水的上表面；对于气态介质6采用高温高压燃气62和压缩气体63的可以使用这种方式。此种换能器组2的结构根据所选择气态介质6的不同而不同，例如针对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用高压气态介质作为喷水引擎动力的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：Ａ．先将水引入耐高压的换能容器中，达到设定位置并且完全覆盖位于该换能容器底部的喷嘴，停止引水并关闭引水通道；Ｂ．用高压气态介质在换能容器底部水面上施 以高压；Ｃ．打开喷嘴，由高压气态介质将水从喷嘴中急速射出，利用反作用力而获得动力。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鲁生，
申请(专利权)人：黄鲁生，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]