技术领域
[0001] 本
发明涉及
船舶动
力装置技术领域，特别是涉及一种推进器。
背景技术
[0002] 在现有的船舶动力装置中，船舶动力机械主要以
汽轮机和
内燃机为主。
[0003] 汽轮机动力装置主要由高压缸，低压缸，
联轴器，
齿轮减速箱和轴系等组成，利用
蒸汽冲击
叶轮使其旋转，从而带动推进器产生推力。汽轮机动力装置具有运行平稳，可燃用劣质油的特点，但其系统复杂，重量大，运行噪音大，热效率低，某些运动部件由于运转惯性过大而难以平衡，且其
燃料一般为重油，产生的废气容易导致环境污染，因此极大的限制了其应用场合。
[0004] 而以内燃机为主的动力机械，内燃机械效率低，
活塞排放的废气和
水箱冷却器会带走大量的热量，有效功率在30％左右。且内燃机为主的推进器在运行过程中，同样具有较大噪声以及产生大量污染环境的尾气。
发明内容
[0005] (一)要解决的技术问题
[0006] 本发明旨在至少解决前述背景技术中的技术问题之一。
[0007] 为此，本发明提出了一种推进器，该推进器通过
热声发动机将外部
热能转化为往复式的机械能，从而驱动推进单元产生推力，该推进器结构简单，运行可靠，经济性高，对环境友好等优点，在船舶的推进系统方面具有广阔的应用潜力。
[0008] (二)技术方案
[0009] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种推进器，包括：至少一个热声发动机以及推进单元；
[0010] 所述热声发动机包括依次连接热端换热器、
回热器以及主冷却器，所述热端换热器、所述回热器以及所述主冷却器设置在第一连接管内部，所述推进单元与所述主冷却器连接。
[0011] 其中，所述推进单元包括第一活塞、
第二活塞以及用于吸入液体和排出液体的第四连接管；
[0012] 所述第一连接管通过第一进气单向
阀与气库的进气口连接；
[0013] 所述气库的出气口通过第二连接管与第三连接管连通，所述第三连接管与所述第一连接管连通；
[0014] 所述第一活塞和所述第二活塞均设置在所述第三连接管内，所述第一活塞上设置有第一感应
单向阀；
[0015] 所述第二活塞通过第一
活塞杆与所述第一活塞连接，所述第三连接管中间
位置设置有第一
挡板，所述第二活塞与所述第一挡板之间设置有第一弹性件；
[0016] 所述第三连接管与所述第四连接管连通。
[0017] 其中，所述第三连接管包括第三连接管上端连接管和第三连接管下端连接管；
[0018] 所述气库的出气口通过所述第二连接管与所述第三连接管上端连接管连通，所述第三连接管上端连接管与所述第一连接管连通；
[0019] 所述第一活塞设置在所述第三连接管上端连接管，所述第二活塞设置在所述第三连接管下端连接管；
[0020] 所述第三连接管下端连接管与所述第四连接管连通。
[0021] 其中，所述热声发动机的数量为两个；
[0022] 两个所述热声发动机均设置在所述第一连接管内部，两个所述热声发动机均用于为所述推进单元提供驱动力。
[0023] 其中，所述推进单元的数量为两个；
[0024] 两个所述热声发动机均用于为两个所述推进单元提供驱动力。
[0025] 其中，所述推进单元包括第三活塞、第四活塞以及用于吸入液体和排出液体的第六连接管；
[0026] 所述第三活塞和所述第四活塞均设置在所述第五连接管内，所述第三活塞上设置有第二感应单向阀和第二进气单向阀；
[0027] 所述第三活塞通过第二活塞杆与所述第四活塞连接，所述第五连接管中间位置设置有第二挡板，所述第四活塞与所述第二挡板之间设置有第二弹性件；
[0028] 所述第五连接管与所述第六连接管连通。
[0029] 其中，所述第五连接管包括第五连接管上端连接管和第五连接管下端连接管；
[0030] 所述第三活塞设置在所述第五连接管上端连接管，所述第四活塞设置在所述第五连接管下端连接管；
[0031] 所述第五连接管下端连接管与所述第六连接管连通。
[0032] 其中，所述热声发动机的数量为两个；
[0033] 所述第五活塞和所述第六活塞均设置在所述第七连接管内，所述第五活塞通过第三活塞杆和所述第六活塞连接；
[0034] 所述第七连接管中间位置设置有第三挡板，以将所述第七连接管分为第七连接管上部区域和第七连接管下部区域；
[0035] 第一个热声发动机与所述第七连接管上部区域构成气体回路，第二个热声发动机与所述第七连接管下部区域构成气体回路；
[0036] 所述第七连接管的一端与所述第八连接管连通；
[0037] 所述第七连接管的另一端与所述第九连接管连通。
[0038] 其中，所述第五活塞设置在所述第七连接管上部区域，所述第六活塞设置在所述第七连接管下部区域。
[0039] 其中，第一个热声发动机与所述第七连接管上部区域通过第三进气单向阀和第一单向阀构成气体回路，第二个热声发动机与所述第七连接管下部区域通过第四进气单向阀和第二单向阀构成气体回路；
[0040] 所述第三进气单向阀与所述第二单向阀采用阀
门联动，所述第一单向阀与所述第四进气单向阀采用阀门联动；
[0041] 所述第三进气单向阀与所述第二单向阀均处于工作状态时，所述第一单向阀与所述第四进气单向阀均处于关闭状态；
[0042] 所述第三进气单向阀与所述第二单向阀均处于关闭状态时，所述第一单向阀与所述第四进气单向阀均处于工作状态。
[0043] (三)有益效果
[0044] 与
现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0045] 本发明提供的推进器，通过将热能转变为往复气体的机械能，利用往复的机械能驱动推进单元产生推力，结构简单，成本低，效率高，
稳定性可靠性强，相比其他型式的推进器，具有更好的应用前景。
附图说明
[0046] 图1为本发明
实施例一种推进器的结构示意图；
[0047] 图2为本发明另一实施例一种推进器的结构示意图；
[0048] 图3为本发明再一实施例一种推进器的结构示意图；
[0049] 图4为本发明又一实施例一种推进器的结构示意图；
[0050] 图中：1-热声发动机；101-第一连接管；102-热端换热器；103-回热器；104-主冷却器；2-第一进气单向阀；3-第二连接管；4-第三连接管上端连接管；5-第一活塞；6-第一感应单向阀；7-第一弹性件；8-第三连接管下端连接管；9-第一活塞杆；10-第二活塞；11-第四连接管；12-第一进水阀；13-第一出水阀；14-气库；15-第三活塞；16-第四活塞；17-第六连接管；18-第二进气单向阀；19-第二感应单向阀；20-第五连接管下端连接管；21-第五连接管上端连接管；22-第二活塞杆；23-第二弹性件；24-第二进水阀；25-第二出水阀；26-第七连接管上部区域；27-第五活塞；28-第六活塞；29-第七连接管下部区域；30-第三进水阀；31-第八连接管；32-第三出水阀；33-第三进气单向阀；34-第一单向阀；35-第十连接管；36-第三活塞杆；37-第十一连接管；38-第二单向阀；39-第四进气单向阀；40-第四进水阀；41-第九连接管；42-第四出水阀。
具体实施方式
[0051] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0052] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0053] 下面首先结合附图1至图4具体描述本发明实施例的一种推进器。
[0054] 本发明实施例提供的推进器包括：至少一个热声发动机1以及推进单元；
[0055] 所述热声发动机包括依次连接热端换热器、回热器以及主冷却器，所述热端换热器、所述回热器以及所述主冷却器设置在第一连接管内部；所述推进单元与所述主冷却器连接。
[0056] 需要说明的是，热声发动机1包括依次连接的热端换热器102、回热器103以及主冷却器104。其中，热端换热器102用于接受外部热量；主冷却器104用于带走回热器室温端的热量，从而在回热器103的轴向产生很大的
温度梯度；回热器103用于被加热的工质气体在其中产生热声振荡，把热能变成机械能，以产生往复式的压力波。
[0057] 实施例1
[0058] 图1为本发明实施例一种推进器的结构示意图，如图1所示，第一连接管101内放置第一进气单向阀2，第一连接管101通过第一进气单向阀2与气库14的进气口连接，气库14的出气口通过第二连接管3与第三连接管的第一端连通，同时第三连接管的第二端旁第一连接管101连通，第三连接管中间位置设置有第一挡板；第三连接管的第三端与第四连接管11连通。
[0059] 在本发明实施例中第三连接管包括第三连接管上端连接管4和第三连接管下端连接管8；气库14的出气口通过第二连接管3与第三连接管上端连接管4连通，第三连接管上端连接管4与第一连接管101连通；第一活塞5设置在第三连接管上端连接管4，第二活塞10设置在第三连接管下端连接管8；第三连接管下端连接管8与第四连接管11连通。其中，第一挡板用于把第三连接管上端连接管4和第三连接管下端连接管8完全隔离开来，以防止气体工质通过第三连接管上端连接管4进入第三连接管下端连接管8。
[0060] 第一感应单向阀6安置于第一活塞5上，第一活塞5通过第一活塞杆9与第二活塞10固连。第一挡板和第三连接管下端连接管8之间设置第一弹性件7，其中，第一弹性件为板簧。第一进水阀12和第一出水阀13分别安置于第四连接管11的首尾两端。
[0061] 以下对该推进器的工作原理进行具体说明，该推进器工作时，热声发动机产生往复式的压力波，当第一进气单向阀2的压力
波动幅值大于第一进气单向阀2的压力临界开度值时，第一进气单向阀2开启，气体工质进入气库14，并通过第二连接管3进入第三连接管上端连接管4，第三连接管上端连接管4内的压力逐渐升高，从而推动第一活塞5向上移动，第一活塞5通过第一活塞杆9拉动第二活塞10向上移动，从而通过第一进水阀12吸水；当第一活塞5运动至上
顶点时，第一感应单向阀6打开，第三连接管上端连接管4内部的气体工质通过第一感应单向阀6依次进入第一连接管101，以实现气体工质循环流动，同时，第二活塞10在板簧的作用下向下移动，从而通过第一出水阀13排水以产生推力，第二活塞10通过第一活塞杆9拉动第一活塞5向下运动，当第一活塞5运动至下顶点时第一感应单向阀6关闭，以此循环往复。
[0062] 该实施例结构简单，运行可靠，经济性高，可有效的解决船只在水面上的推进问题。
[0063] 实施例2
[0064] 图2为本发明另一实施例一种推进器的结构示意图，如图2所示，所述热声发动机的数量为两个；两个所述热声发动机均设置在所述第一连接管内部；两个所述热声发动机均用于为所述推进单元提供驱动力。
[0065] 所述推进单元包括第三活塞15、第四活塞16以及用于吸入液体和排出液体的第六连接管17；
[0066] 所述第三活塞15和所述第四活塞16均设置在所述第五连接管内，所述第三活塞15上设置有第二感应单向阀19和第二进气单向阀18；
[0067] 所述第三活塞15与所述第四活塞16连接，所述第三活塞15与所述第四活塞16之间设置有第二挡板，所述第四活塞16与所述第二挡板之间设置有第二弹性件23；
[0068] 所述第五连接管与所述第六连接管17连通。
[0069] 其中，第五连接管中间位置设置有第二挡板，第五连接管包括第五连接管上端连接管21和第五连接管下端连接管20；第五连接管上端连接管21和第五连接管下端连接管20连通；第三活塞18设置在第五连接管上端连接管21，第四活塞16设置在第五连接管下端连接管20。其中，第二挡板用于把第五连接管上端连接管21和第五连接管下端连接管20完全隔离开来，以防止气体工质通过第五连接管上端连接管21进入第五连接管下端连接管20。
[0070] 第二进水阀24和第二出水阀25分别安置于第六连接管17的首尾两端。其中，第二弹性件为板簧。
[0071] 当该推进器工作时，热声发动机产生往复式的压力波，当第二进气单向阀18前的压力波动幅值大于第二进气单向阀18的压力临界开度值时，第二进气单向阀18开启，气体工质进入第五连接管上端连接管21，第五连接管上端连接管21内的压力逐渐升高，从而推动第三活塞15向上移动，第三活塞15通过第二活塞杆22拉动第四活塞16向上移动，从而通过第二进水阀24吸水；当第三活塞15运动至上顶点时，第二感应单向阀19打开，第五连接管上端连接管21内的气体工质通过第二感应单向阀19进入第一连接管101，实现气体循环。同时，第四活塞16在板簧力的作用下向下移动，从而通过第二出水阀25排水产生推力，第四活塞16通过第二活塞杆22拉动第三活塞15向下运动，当第三活塞15运动至下顶点时，第二感应单向阀19关闭，以此循环往复。
[0072] 与实施例1相比，该结构的可输出更大推力，同时简化了装置结构，更加有效解决了船只在水面上推力不足的问题。
[0073] 实施例3
[0074] 图3为本发明再一实施例一种推进器的结构示意图，如图3所示，所述推进单元的数量为两个；两个所述热声发动机均用于为两个所述推进单元提供驱动力。
[0075] 与实施例2相比，推进部分采用了对置形式，增大了输出的推力，提高了系统热利用效率。同时推进部分的对置布置缓解了系统震动，使得运行更为平稳。其余部分与实施例二相同，相同之处不再赘述。
[0076] 实施例4
[0077] 图4为本发明又一实施例一种推进器的结构示意图，如图4所示，所述热声发动机的数量为两个；
[0078] 所述第五活塞27和所述第六活塞28均设置在所述第七连接管内；
[0079] 所述第五活塞27和所述第六活塞28连接；
[0080] 所述第七连接管中间位置设置有第三挡板，以将所述第七连接管分为第七连接管上部区域26和第七连接管下部区域29；
[0081] 第一个热声发动机与所述第七连接管上部区域26构成气体回路，第二个热声发动机与所述第七连接管下部区域29构成气体回路；
[0082] 所述第七连接管的一端与所述第八连接管31连通；
[0083] 所述第七连接管的另一端与所述第九连接管41连通。
[0084] 可以理解的是，第五活塞27设置在第七连接管上部区域26，第六活塞28设置在第七连接管下部区域29。
[0085] 第一个热声发动机与第七连接管上部区域26通过第三进气单向阀33和第一单向阀34构成气体回路，第二个热声发动机与第七连接管下部区域29通过第四进气单向阀39和第二单向阀38构成气体回路。
[0086] 需要说明的是，第七连接管上部区域26、第十连接管35以及第一个热声发动机的第一连接管依次首尾连通，第一单向阀34设置在第十连接管35内部，第三进气单向阀33设置在第一个热声发动机的第一连接管内部；
[0087] 第七连接管下部区域29、第十一连接管37以及第二个热声发动机的第一连接管依次首尾连通，第二单向阀38设置在第十一连接管37内部，第四进气单向阀39设置在第二个热声发动机的第一连接管内部。
[0088] 图4中第三进气单向阀33与第四进气单向阀39，第二单向阀38和第一单向阀34分别采用阀门联动，即当一个阀门工作的时候，另一个阀门始终关闭；第三进气单向阀33与第二单向阀38，第一单向阀34与第四进气单向阀39分别采用阀门联动，即两个阀门同时工作或关闭。
[0089] 其中，第三挡板用于把第七连接管上部区域26和第七连接管下部区域29完全隔离开来，以防止气体工质通过第七连接管上部区域26进入第七连接管下部区域29。第七连接管下部区域29与第九连接管41连通，第七连接管上部区域26与第八连接管31连通。
[0090] 其中，第三进水阀30和第三出水阀32分别安置于第八连接管的首尾两端，第四进水阀40和第四出水阀42分别安置于第九连接管41的首尾两端。
[0091] 当第三进气单向阀33工作时，第二单向阀38工作，第一单向阀34与第四进气单向阀39始终关闭。当第三进气单向阀33前的压力波动幅值大于第三进气单向阀33的压力临界开度值时，第三进气单向阀33开启，气体工质进入第七连接管上部区域26，第七连接管上部区域26内的压力逐渐升高，从而推动第五活塞27向上移动，第五活塞27通过第三活塞杆36与第六活塞28固连，使得第六活塞28向上移动。第七连接管下部区域29内的气体工质通过第二单向阀38进入第二个热声发动机。此时第四进水阀40吸水，第三出水阀32排水，该推进器产生推力。
[0092] 当第四进气单向阀39工作时，第一单向阀34工作，第三进气单向阀33和第二单向阀38始终关闭。当第四进气单向阀39前的压力波动幅值大于第四进气单向阀39的压力临界开度值时，第四进气单向阀39开启，气体工质进入第七连接管下部区域29，第七连接管下部区域29内部的压力逐渐升高，从而推动第六活塞28向下移动，相应地第五活塞27向下移动。第七连接管上部区域26内的气体工质通过第一单向阀34进入第一个热声发动机。此时第三进水阀30吸水，第四出水阀42排水，该推进器产生推力。
[0093] 相比于上述各实施例，该实施例第六活塞28下侧与第五活塞27上侧之间的外界
水体压力可自动平衡，使得该实施例不再受水位限制，适用水位范围更广，同时推动力更强，可有效的解决船只在水面上以及深海里的推进问题。
[0094] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
