CN102101526B - 水下涡旋推进器 - Google Patents

Abstract

一种综合的水下涡旋推进器。其主要特征是动力作用使涡施涡旋推进器内部的“叶片与叶片筒架”发生旋转，对水体持续地进行长距离、长时间地三维涢旋加速、加压，制造集速涡施水流，籍助水体反作用力成为新型、强力旳推进器。“叶片与叶片筒架”中包括叶片，叶片筒架，推进器外筒壳体，主轴，及支承，其中涡旋叶片设置成长条、流线型、连续的螺旋型式。与现有传统的螺旋桨比较，将叶片的旋转作用力(包括单轴七叶高弯角螺旋桨推进器，还有发展改进的空间)改革为完全立体的三维涡旋作用力，极大地提高了水体的反作用力。在机械装置中，有各组的多级变速齿轮箱、伞形齿轮箱、万向节实现安装多组涡旋推进器，使船体提高船速、操纵自如、快速进退、快速转弯，具有高效(动力转化率高)，低噪(声)，(结构)安全、灵活(行驶)。适应于各种不同类型船体(商船、舰船、潜艇、航母以及可遥控水下鱼雷、侦察艇等推进器，……)规模的需求。

Description

水下涡旋推进器

技术领域：

本发明涉及一种综合的水下涡旋推进器及其装置，在动力作用下，由推进器筒体内特种叶片和叶片筒架旋转，产生三维空间的涡旋作用力的方法，产生涡旋水流推动船体行驶。

技术背景：

当前水面、水下船体的行驶，依靠二、三百多年来的几乎是二维平面空间旋转的螺旋桨，对水的反作用力来推动船体行驶，这种螺旋桨最根本的，也是难以克服的缺陷：螺旋桨叶面迎面阻力大，动力转化效率低(指动力旋转力转化为水体推动力的效率比)，行驶慢，噪声大，水波横向扩散快，特别是用于军事方面这个缺陷是致命的。为了克服上述缺陷，本发明对传统的螺旋桨工作原理，进行重大的改革，(1)、把二维平面旋转空间，改革为完全、充分的立体涡旋三维空间，提高了叶片对水体的“质量—空间—时间—能量—动量”作用，以制造高效、强力、集束式的涡旋水流；(2)把传统的—机(动力机)—推(推进器)及主传动轴同时承受“轴向力”和“旋转力”的方法进行分离，改革为由推进器外壳与船体直接走接承受“轴向力”和主传动轴仅承受“旋转力”的方法，实施一机多推进器连接传动装置，使水体的反作用力转化为推动船体具有更高效、更快、更静、更灵活地行驶。

发明内容：

本发明的目的是要提出一种新型的充分符合水动力学作用原理，以特殊的涡旋叶片(对水体)的三维立体涡旋作用空间，替代现有传统螺旋桨(对水体)的二维平面作用空间。本发明的涡旋推进器，能很好地应用新涡旋动力学原理，充分发挥涡旋叶片和叶片筒架的旋转(对水体)产生三维涡旋空间作用，也就是说“涡旋叶片和叶片筒架”是一种以长条的流线型、连续的、螺旋式的新型构造，它以叶片侧面(或以较小的锐角)迎向水体，在叶片筒架内涡旋空间的，以较长的“空间—时间”施以涡旋加速度，提高了对水体的“质量—能量—动量—时间—空间”作用，产生高压的集束式的涡旋水流，同时还具有极大限度地减小了水体对叶片阻力、克服叶片后的真空(产生噪音源)现象，提高了动力转化推力的效率，还以集束涡旋流方式排水，极大地减小横向水波(水波的波动向中心集束)，直到足够运处才散开。此外又通过配套的系列的机械传动装置和设施，使船体实现提高船体行驶速度、操纵自如、快速进退、灵活转弯；具有高速、高效、安全、隐形、灵活的目的。

本发明的水下涡旋推进器及其工作方法，其特征有：

1、—种综合的水下涡旋推进器，推进器筒体内，包括涡旋推进器构造、工作方法和系列传动连接装置。其主要特征是动力作用使涡施涡旋推进器内部的“叶片与叶片筒架”发生旋转，对水体拄续地进行长距离、长时间地三维涢旋加速、加压，制造集速涡施水流，籍助水体反作用力成为新型、强力旳推进器。所述的“叶片与叶片筒架”包括叶片，叶片筒架，推进器外筒壳体，主轴，及支承，其中涡旋叶片设置成长条、流线型、连续的螺旋型式。

2、所述的水下涡旋推进器，包括工作方法和传动连接装置，其特征在于所述的伞形齿轮箱和万向节联动工作方法，通过(1)主动、从动伞形齿轮和二个万向节的动紧密配合，成为仅传递“旋转力”和改变旋转力方向的装置；

(2)涡旋推进器外壳与船体连接传递“轴向力”，便于实施一机(动力机)多推(推进器)装置，

3、所述的水下涡旋推进器，包括的连接装置，其特征在于所说的伞形齿轮变速箱和万向节，通过主动、从动伞形齿轮的紧密楔合，成为仅传递旋转力及不传递轴向力，以连续、接力方式改变传递旋转力的方向。

4、所述的水下涡旋推进器，包括连接装置，其特征在于所说的叶片对水体的三维空间工作原理，也可以逆向为水体(汽、风、其他动力等)对叶片的三维空间工作，由叶片带动轴杆转速，成为水(风、汽等)轮机等类似设施。

本发明的水下涡旋推进器的方法，积极效果是：

充分地利用新涡旋动力学原理，使推进器的叶片对水体的作用从二维空间引向三维涡旋空间形成涡旋水流，实现了对传统螺旋桨工作方式实现重大的改革，极大地增加船体行驶速度、船体的灵活性、船体的静音性、节省动力资源。其中：

1、涡旋推进器的“叶片和筒架”，以三维涡旋方向对水体作用力，提高了叶片对水体的“质量—能量—动量—空间—时间”的作用，产生强大的涡旋水流，具有动力转化效率高、速度快、阻力小、噪声极低等优点。

2、通过船体安装大于二个以上的可改变方向和速度的推进器(—机多推(推进器)工作，通过调节单个推进器转速差和正反旋转方向，使船体高速、平稳地行驶，快速地进退，灵活地转弯。

3、在每一条工作传递线上，设置有二个多级变速齿轮箱、伞形齿轮箱和二个万向节等设施，可以在驾驶室内任意操控齿轮转速和方向，使船体设施具有安装灵活性、维修容易、工作可靠。

附图说明：

图1：涡旋叶片构造及安装示意图

图2：涡旋推进器安装流程示意图

图3：涡旋推进器工作布置示意图

图4：多级变速齿轮箱构造及安装示意图

图5：万向节构造示意图

图6：伞形齿轮箱构造示意图

其中标号：1.叶片(奇数)及其安装剖面；2.叶片筒架(水果瓣内衬)；3.推进器外筒壳体；4.1^#(柱式)方向止推轴承及支承；5.2^#(柱式)止推轴承及支承；6.主轴及支承；7.惯性平衡轮；8.内止推轴承套及支座；9.外止推轴承套及支座；10.轴承密封套；11.连轴杆加固套；12.主动齿轮；13.滑移齿轮；14.滑移齿轮轴杆；15.从动齿轮；16.主动连杆；17.主动万向节箍；18.从动万向节箍；19.从动连杆；20.1^#伞形齿轮箱；21.2^#伞形齿轮箱；22.多级变速齿轮箱(设：主多级变速齿轮箱、分变速齿轮箱)；23.定位弹簧；24.拉线(或拉杆)；25.橄榄齿轮拨叉器；26.主动伞形齿轮；27.从动伞形齿轮；28.推进器防护栏罩及连杆支座；29.动力设备；30.推进器连接外套座；31.推进器及水平尾舵与船体连接支架；32.万向节；33.涡旋推进器；34.垂直尾舵；35.水平尾舵；36.船体。

具体实施方式，以上结合实施实例附图对发明的技术方案作进一步说明。

如图1，所示为本发明对涡旋推进器及其作用方法示意图。在于所说的半封闭推进器筒内，长条流线型螺旋式叶片1，叶片筒架2，连动轴杆19，连接为整体。叶片1和叶片筒架2通过剖面(A-A)表示了叶片对水体产生最小阻力，叶片背后的环向进水，使水体在叶筒架2周边先旋转，然后引向中心形成涡旋，克服了由真空噪源；剖面(B-B)表示叶片1和叶片筒架2的三维涡旋转动，从大半径到小半径变化约半封闭涡旋空间中，对水体实施长距离长时间的三维涡旋加速、加压；剖面(C-C)表示涡旋水流的排出，保诗着由边界问中心的径向涡旋运动，防止水波的横向扩散的干扰；剖面(D-D)使叶片筒架2通过内、外止推轴承套及支座8、9将受到的水体反作用力传给推进器外筒壳体3，为维持转动的惯性及平衡，叶片筒架2内设有惯性平衡轮7；整个连接及其工作过程，形成强大、高压、静音涡旋水流，使水水的反作用力可靠、安全地转矣为堆动力，实施涡旋推进器功能。

如图2，所示为涡旋推进器工作流程示意图，由动力设备(设施)29，通过主轴连杆6、16、19与二组多级变速箱22，二组球形万向节32，涡旋推进器33，最后通过涡旋推进器33、水平尾舵34，支座架31、垂直厇航35与船体36连接，传递水反作用力。这样将传统的由主传动轴同时承受“轴向力”和“旋转力”的方法可靠地分离，便于实施“一机(动力机)多推(推进器)”工作，体现了力学传递的合理性

如图3所示为涡旋推进器与船体的几种方式安装示意图，其特征在于所说的

1、一机一推(推进器)，适用于中、小型船体，船体转向依靠船舵。

2、一机三推(推进器)适用于中型船体，多个推进器可以左右调节转速快慢和正反方向，灵活进退和转向，船舵作用为备用(以下同)。

3、一机多推(推进器)适用于大型、超级型、航母等船体。

如图4，所示为多级齿轮变速箱构造示意图，其特征在于所说的采用主动、从动、滑移齿轮的楔合进行变速工作，其中主动齿轮12，滑移齿轮13，从动齿轮15，齿轮表面分有若干阶梯的等距的不同半径齿轮，其间可通过拉线(拉杆)24，定位弹簧23、调节拨叉器25、操控各组齿轮13的移动，可以调整传速比及正反转速(用于船体转向)，籍此灵活地调整船体行驶速度和转弯方向。

如图5，所示为球形万向节示意图，其特征在于所说的采用球形套内设置主动万向节半圆型套箍17、从动万向节半圆型套箍18，仅能用于传递转速，不承受连杆轴向推力，同时通过二个球形万向节的连动作用，调整非直线连杆及不可预测因素造成非正常力，保证推进器工作的可靠性和稳定性。

如图6所示为伞形齿轮箱安装示意图，其特征在于所说的伞形齿轮箱内(一个)主动伞形齿轮26与(多个)从动伞形齿轮27之间的不同楔合传递力的方法，有：三齿轮式、二齿轮式形式，使一个主动伞形齿轮驱动下，沿正交轴的另外三个方向传递转动力，也就是说通过伞形齿轮的设置可以改变传递旋转作用力方向连续带动(多机)推进器。

所述的水下涡旋推进器，包括连接装置，其特征在于“涡旋叶片和叶片筒架”的叶片是一种以长条的流线型、连续的、螺旋式的新型构造，也可以逆向为水体(汽、风、其他动力等)对叶片的类似设施，亦属本发明保护之列。

Claims (2)

1.一种船舶推进装置，包括动力设备(29)、多级变速齿轮箱(22)、球形万向节(32)、连杆、涡旋推进器(33)、船体连接支架(31)、垂直尾舵(34)和水平尾舵(35)；

所述多级变速齿轮箱(22)一端与所述动力设备(29)相连，另一端与所述涡旋推进器(33)相连；

所述球形万向节(32)有两组，所述多级变速齿轮箱(22)和所述涡旋推进器(33)通过三节连杆相连，三节连杆通过两组所述球形万向节(32)相连；

每组所述球形万向节(32)包括主动万向节半圆型套箍(17)、从动万向节半圆型套箍(18)，与所述主动万向节半圆型套箍(17)相连的连杆为主动连杆(16)，与所述从动万向节半圆型套箍(18)相连的连杆为从动连杆(19)，所述球形万向节(32)仅能用于传递转速及改变转速方向，不承受连杆轴向推力；

所述涡旋推进器(33)包括叶片(1)、叶片筒架(2)和推进器外筒壳体(3)，所述叶片(1)为奇数个，所述叶片筒架(2)具有水果瓣内衬；

所述涡旋推进器(33)通过所述船体连接支架(31)连接在船体(36)底部；

所述船体连接支架(31)后侧设置有垂直尾舵(34)，所述涡旋推进器(33)上设置有水平尾舵(35)。

2.根据权利要求1所述的船舶推进装置，其特征在于，所述叶片(1)为长条流线型螺旋式，所述推进器外筒壳体(3)内，长条流线型螺旋式叶片(1)和叶片筒架(2)连接为整体。