CN102632983A - 往复式桨叶装置在船舰体的应用 - Google Patents

Abstract

本发明为往复式桨叶装置在船舰体的应用，本发明的目的就是将一种效率高、以桨叶面推水方式应用与船舰；同时，它也使船舰可以象汽车一样运行，即可前进，也可后退，也可转弯；以避免或减少象泰克坦尼号类似事件的发生。往复式桨叶装置在船舰体的应用技术方案为，包括船壳和动力系统，特征是，船舰体设有滑道，往复式桨叶装置桨叶柱端位于船舰体滑道内，船舰体动力系统与往复式桨叶装置的滚筒相联接。往复式桨叶装置滚筒与船舰体动力系统相联接，滚筒设有传动带，传动带经过滑轮与桨叶柱相联接，桨叶与桨叶柱相联接，桨叶柱上设有换向器，桨叶柱端位于船舰体滑道内；或叶柱端设有横梁，横梁端位于滑道内。

Description

往复式桨叶装置在船舰体的应用

技术领域：

本发明涉及船舰领域，特别是涉及一种往复式桨叶推水运行在船舰的应用。

背景技术：

目前船舰运行仍然是已有百年历史的后置螺旋桨推动船舰运行，依靠船舵调整前进方向；由于只能前进不能后退，船舵调整方向缓慢，出现了象泰克坦尼号等客轮及很多油轮触礁及沉没事件；类似事件目前仍时有发生。

后置螺旋桨推动船舰运行，最大的优点是可靠性强；但从功率利用方面来看，动力轴输出功率作用于螺旋桨约只有30-40％的有效功率；其中，螺旋桨在旋转中除产生向后推力外，同时也产生横向推力而白自浪费并影响后推力的效率，此项动力轴输出功率损失在50％左右；由于螺旋桨后置，船体后部往往较宽且螺旋桨工作时，船体两侧水流倒流船尾，使动力轴输有效出功率又有损失。

据电视介绍，世界大型集装箱轮船、大型油轮、矿物散货船所用螺旋桨90％均由德国制造；首先设计形状要求高，否则，螺旋桨运行时易产生汽化；其次，制造过程、工艺要求很高，全凭人工把握；首先将铜融化后注入模具内，成败关键在注入20分钟的状况，全凭模具工人的经验；铸造成型后再经人工打磨；生产工艺复杂，生产成本相当高。

以人工划桨推动船体运行这一古老方式在一些地方仍在使用，它不能适应现代化需要，只能在一些不发达或受自然条件的地方或作为旅游项目仍在使用；虽然古老，但桨划水，尤其是整个浆面垂直推水，仍然是一个有效功率极高方式。

发明内容：

本发明为往复式桨叶装置在船舰体的应用，发明的目的就是将一种效率高、以桨叶面推水方式应用与船舰；同时，它也使船舰可以象汽车一样运行，即可前进，也可后退，也可转弯；以避免或减少象泰克坦尼号类似事件的发生。

往复式桨叶装置在船舰体的应用技术方案为，包括船壳和动力系统，特征是，船舰体设有滑道，往复式桨叶装置桨叶柱端位于船舰体滑道内，船舰体动力系统与往复式桨叶装置的滚筒相联接。

往复式桨叶装置滚筒与船舰体动力系统相联接，滚筒设有传动带，传动带经过滑轮与桨叶柱相联接，桨叶与桨叶柱相联接，桨叶柱上设有换向器，桨叶柱端位于船舰体滑道内；或桨叶柱端设有横梁，横梁端位于滑道内。

船舰体既水中运行体统称，也包括如船、舰、游艇等依靠自身提供动力的人造水中运行体。

滚筒即可是钢丝绳滚筒，也可是皮带滚筒。

传动带既动力传动带，其即可是钢丝绳、铁环链条、传送皮带、绳索(绳，或绳上有节或扣)等。

桨叶是在动力作用下推动水体运行从而推动船体运行的物件，它既可是矩形或圆角矩形等具有一定形状的硬性板块状物件；如：桨叶为矩形或圆角矩形硬性板块，桨叶一边设有环或钩，桨叶通过环或钩连接在桨叶柱上，桨叶可以围绕桨叶柱转动。

桨叶柱设有环或钩，通过环或钩将桨叶连接在桨叶柱上；桨叶柱设有换向器，通过换向器的转动控制桨叶的转向。

换向器为十字型，在横杆和竖杆之间以联接杆固定联接，联接杆位于桨叶柱内并随横、竖杆而转动，换向器控制桨叶转向.

动力系统即可是柴汽油提供动力，也可是电力提供动力；动力系统与滚筒相联接，其运行采用电梯运行方式，既启动、加速、匀速、减速、停止；如对某楼层向上到达，然后再由此楼层向下至某楼层位置，如此往复；直到发布停止运行命令为止；往复式桨叶装置船舰滚筒运行采用电梯运行方式，既启动、加速、匀速、减速、停止；如此往复，动力系统为滚筒提供动力，滚筒带动传动带运行，传动带牵引桨叶柱、桨叶柱带动桨叶推水运行，从而推动船舰运行；通过换向器，使船舰前进或后退。

往复式桨叶装置在船舰的应用。

往复式桨叶装置可设在船舰两侧，或设在船舰底部，或设在船舰底部两侧。

工作原理：

往复式桨叶装置设在船舰底部两侧，滚筒为钢丝绳滚筒，传动带为钢丝绳；船舰体设有滑道，船舰体动力系统与钢丝绳滚筒相联接，钢丝绳滚筒上钢丝绳经过滑轮与桨叶柱相联接，两个桨叶分别通过环连接在桨叶柱上，桨叶柱上设有换向器，叶柱端设有横梁，横梁端船舰体位于滑道内。

船舰向前运行；设桨叶由A点向B点运行(图2)，此时船舰为向前，桨叶柱上换向器横杆位于A向面，竖杆位于B向面。

钢丝绳滚筒由船舰体获得动力而转动，钢丝绳滚筒上钢丝绳经过滑轮转向牵引桨叶柱由A点向B点运行，桨叶随桨叶柱运行，桨叶由于换向器横杆挡住而成一字型随桨叶柱向B点推水运行；钢丝绳滚筒运行采用电梯运行方式，既启动、加速、匀速、减速、停止；钢丝绳、桨叶柱和桨叶同样经启动、加速、匀速、减速、停止运行至B点；在整个过程中桨叶始终向B点推水运行从而推动船舰向前运行；运行至B点后，钢丝绳滚筒运行再采用电梯运行方式，由B点向A点运行；此时，由于桨叶柱上换向器竖杆位于B向面，桨叶运行受水的阻力围绕桨叶柱转动至两桨叶平行位后并继续随桨叶柱运行至A点停止；钢丝绳滚筒不停的采用电梯运行方式运行，桨叶柱和桨叶不停的由A点向B点运行，由于水的阻力使桨叶围绕桨叶柱转动至一字型随桨叶柱向B点推水运行至B点后；再由B点向A点运行；如此循环，从而不停的推动船舰向前运行。

船舰向后运行。

将桨叶柱上换向器横杆位通过C点受力(C点受力可通过杠杆与调向手闸相连接，类似挂前进、后退档)调向于B向面，换向器竖杆位随之转动被调向于A向面；起点是B点，桨叶由B点向A点运行；钢丝绳滚筒由船舰体获得动力而转动，钢丝绳经过滑轮转向牵引桨叶柱由B点向A点运行，由于桨叶柱上换向器横杆位于B向面，桨叶由于换向器横杆挡住而成一字型随桨叶柱向A点推水运行；同样钢丝绳滚筒运行采用电梯运行方式，既启动、加速、匀速、减速、停止；钢丝绳、桨叶柱和桨叶同样经启动、加速、匀速、减速、停止运行至A点；在整个过程中桨叶始终向A点推水运行从而推动船舰向后运行；桨叶随桨叶柱运行至A点停止后，再由A点向B点运行，桨叶运行受水的阻力围绕桨叶柱转动至平行位后并继续随桨叶柱运行至B点停止后，再由B点向A点运行，由于水的阻力使桨叶围绕桨叶柱转动至一字型随桨叶柱向A点推水运行至A点后；再由A点向B点运行；如此循环，从而不停的推动船舰向后运行。

附图说明：

图1为两侧设有往复式桨叶装置船舰体底部结构示意图；

图2为往复式桨叶装置位于船舰体滑道结构示意图；

图3为往复式桨叶装置中钢丝绳滚筒、钢丝绳、滑轮、桨叶结构示意图；

图4、5为钢丝绳、桨叶、桨叶柱、横梁、换向器及受力点、滑道(两面)结构示意图；

图6、图7为桨叶运行受水的阻力围绕桨叶柱转动至平行位后主视、俯视结构示意图；

图8、图9、图10分别为钢丝绳、桨叶柱、换向器相互关系右视、主视、左视结构示意图；

图11、图12、图13、图14、图15分别为换向器仰视、右视、主视、左视、俯视及换向受力点结构示意图；

图16、图17桨叶钩及桨叶柱环示意图。

具体实施方式：

往复式桨叶装置2设在船舰1底部两侧，滚筒4为钢丝绳滚筒4，传动带6为钢丝绳6。

船舰1体设有滑道10，动力系统与钢丝绳滚筒4相联接，钢丝绳滚筒4上钢丝绳6经过滑轮5与桨叶柱7相联接，两桨叶3通过环11连接在桨叶柱7钩12上，桨叶柱7上设有换向器8，桨叶柱7端设有横梁9，横梁9端位于滑道10内。

船舰1向前运行。

设桨叶3由A点向B点开始运行，此时船舰1为向前，桨叶柱7上换向器8横杆位于A向面。

钢丝绳滚筒4由船舰1体获得动力而转动，钢丝绳滚筒4上钢丝绳6经过滑轮5转向牵引桨叶柱7由A点向B点运行，横梁9端沿滑道10内运行，两桨叶3由于换向器8横杆挡住而成一字型随桨叶柱7向B点推水运行；钢丝绳滚筒4运行采用电梯运行方式，既启动、加速、匀速、减速、停止；钢丝绳6、桨叶柱7和桨叶3同样经启动、加速、匀速、减速、停止动行至B点；在整个过程中桨叶3始终向B点推水运行从而推动船舰1向前运行；运行至B点后，钢丝绳滚筒4运行再采用电梯运行方式，由B点向A点运行；此时，由于桨叶柱7上换向器8竖杆位于B向面，两桨叶3运行受水的阻力围绕桨叶柱7转动至平行位后并继续随桨叶柱7运行至A点停止；钢丝绳滚筒4不停的采用电梯运行方式运行，桨叶柱7和两桨叶3不停的由A点向B点运行，由于水的阻力使两桨叶3围绕桨叶柱7转动至一字型随桨叶柱7向B点推水运行至B点后；再由B点向A点运行；如此循环，从而不停的推动船舰1向前运行。

船舰1向后运行。

将桨叶柱7上换向器8横杆位通过C点受力(C点受力通过杠杆与调向手闸相连接进行调向)调向于B向面，换向器竖杆位随之转动被调向于A向面；起点是B点，桨叶3由B点向A点运行；钢丝绳滚筒4由船舰1体获得动力而转动，钢丝绳3经过滑轮5转向牵引桨叶柱7由B点向A点运行，由于桨叶柱7上换向器8横杆位于B向面，两桨叶3由于换向器8横杆挡住而成一字型随桨叶柱7向A点推水运行；同样钢丝绳滚筒4运行采用电梯运行方式，既启动、加速、匀速、减速、停止；钢丝绳6、桨叶柱7和桨叶3同样经启动、加速、匀速、减速、停止运行至A点；在整个过程中两桨叶3始终向A点推水运行从而推动船舰1向后运行；桨叶3随桨叶柱7运行至A点停止后，再由A点向B点运行，两桨叶3运行受水的阻力围绕桨叶柱7转动至平行位后并继续随桨叶柱7运行至B点停止后，再由B点向A点运行，由于水的阻力使两桨叶3围绕桨叶柱7转动至一字型随桨叶柱7向A点推水运行至A点后；再由A点向B点运行；如此循环，从而不停的推动船舰1向后运行。

从往复式桨叶装置2结构、工作原理和工作过程来看，其特点：

1、从零配件看，配件少。

滚筒、传动带、滑轮、桨叶、桨叶柱、换向器加上横梁计7件。

2、从结构看，结构简单。

船舰体设滑道，动力系统与滚筒相联接，滚筒传动带经过滑轮与桨叶柱相联接，桨叶与桨叶柱相联接，桨叶柱上设有换向器，桨叶柱端位于船舰体滑道内；或叶柱端设有横梁，横梁端位于滑道内。

3、从工作原理和工作过程看，也是简单。

船舰体提供动力与滚筒，滚筒传动带经过滑轮牵引桨叶柱在船舰体滑道内运行，桨叶柱带动桨叶推水从而推动船舰运行；通过换向器调整前进和后退。

4、从以上3点来看，实施、使用和维护比较简单。

由于简单，所以可靠性也比较强，尤其采用电梯运行方式；实施、使用和维护更简单，可靠性更强。

5、较螺旋桨制造简单，生产成本相当低。

据电视台介绍，世界大型集装箱轮船、大型油轮、矿物散货船所用螺旋桨90％均由德国制造，首先设计形状要求高，否则，螺旋桨运行时易产生气化；其次，制造过程、工艺要求很高，全凭人工把握；首先将铜融化后注入模具内，成败关键在注入20分钟的状况，全凭模具工人的经验；成功后再经人工打磨；生产成本相当高；相当于往复式桨叶装置而言，制造实施相当简单。

从往复式桨叶装置船舰运行来看，使用方便，效率高，生产成本相当低。

1、运行使用方便、安全，可以有效避免或减少象泰克坦尼号等客轮类似事件的发生。

船舰即可向前运行，也可向后运行或运行时停船；在向后运行时，只要将换向器调整即可；在船舰调向拐弯时，只需将一侧往复式桨叶装置停止运行或后倒，另一侧复式桨叶装置向前或停止运行即可；由于有了上述功能，可以有效避免或减少象泰克坦尼号等客轮及很多油轮触礁及沉没事件类似事件的发生。

2、如采用往复式桨叶装置除使用方便，效率高，生产成本低外，可减少对外依存度；同时可提高我国船占有率并提高我国就业率。

3、可以提高有效功率并有利于船速的提高。

由于带有往复式桨叶装置运行的船舰不设螺旋桨，传动带牵引整个桨叶面垂直推水，回复时桨叶并拢阻力较小，有效功率将大大提高；由于不设船舵和螺旋桨，船尾设计如鱼尾状，从而更能提高有效功率并有利于船速的提高，这一点对大型船舰如集装箱轮船、大型油轮、矿物散货船、航空母舰尤为重要。

4、易安装、制造，也可和螺旋桨或船舵混合使用。

往复式桨叶装置即可设在船舰底部，也可设在船舰两侧；对于大型船舰如航空母舰采用更好，因钢丝绳荷载力大，可靠性强，相对功率也大；也可采用多组往复式桨叶装置设在船舰底部和两侧以提高使用效能和提高速度。设计时，既可以单独采用往复式桨叶装置推动船舰运行；也可与螺旋桨或船舵混合使用共同推动船舰运行。

Claims (2)

1.往复式桨叶装置(2)在船舰体(1)的应用，包括船壳和动力系统，特征是，船舰体(1)设有滑道(10)，往复式桨叶装置(2)桨叶柱(7)端位于船舰体(1)滑道(10)内，或桨叶柱(7)端设有横梁(9)，横梁(9)端位于滑道(10)内；

所述的船舰体(1)动力系统与往复式桨叶装置(2)的滚筒(4)相联接，滚筒(4)设有传动带(6)，传动带(6)经过滑轮(5)与桨叶柱(7)相联接，桨叶(3)与桨叶柱(7)相联接，桨叶(3)可以围绕桨叶柱(7)转动；桨叶柱(7)上设有换向器(8)；

所述的船舰体(1)动力系统运行采用电梯运行方式，既启动、加速、匀速、减速、停止，如此往复。

2.按权利要求1所述的往复式桨叶装置(2)在船舰体(1)的应用，特征是，所述的往复式桨叶装置(2)设在船舰体(1)底部两侧，所述的滚筒(4)为钢丝绳滚筒(4)；所述的传动带(6)，为钢丝绳(6)；所述的桨叶为矩形(3)；

动力系统与钢丝绳滚筒(4)相联接，钢丝绳滚筒(4)上钢丝绳(6)经过滑轮(5)与桨叶柱(7)相联接，两桨叶(3)通过环(11)连接在桨叶柱(7)钩(12)上，桨叶柱(7)横梁(9)端位于滑道(10)内。

船舰体(1)向前运行。

设桨叶(3)由A点向B点运行，此时船舰体(1)为向前，桨叶柱(7)上换向器(8)横杆位于A向面。

钢丝绳滚筒(4)由船舰体(1)动力系统获得动力而转动，钢丝绳滚筒(4)上钢丝绳(6)经过滑轮(5)转向牵引桨叶柱(7)由A点向B点运行，横梁(9)端沿滑道(10)内运行，两桨叶(3)由于换向器(8)横杆挡住而成一字型随桨叶柱(7)向B点推水运行；钢丝绳滚筒(4)运行采用电梯运行方式，既启动、加速、匀速、减速、停止；钢丝绳(6)、桨叶柱(7)和桨叶(3)同样经启动、加速、匀速、减速、停止运行至B点；在整个过程中桨叶(3)始终向B点推水运行从而推动船舰体(1)向前运行；运行至B点后，钢丝绳滚筒(4)运行再采用电梯运行方式，由B点向A点运行；此时，由于桨叶柱(7)上换向器(8)竖杆位于B向面，两桨叶(3)运行受水的阻力围绕桨叶柱(7)转动至平行位后并继续随桨叶柱(7)运行至A点停止；钢丝绳滚筒(4)不停的采用电梯运行方式运行，桨叶柱(7)和两桨叶(3)不停的由A点向B点运行，由于水的阻力使两桨叶(3)围绕桨叶柱(7)转动至一字型随桨叶柱(7)向B点推水运行至B点后；再由B点向A点运行；如此循环，从而不停的推动船舰体(1)向前运行。

船舰体(1)向后运行。

将桨叶柱(7)上换向器(8)横杆位通过C点受力(C点受力通过杠杆与调向手闸相连接进行调向)调向于B向面，换向器(8)竖杆位随之转动被调向于A向面；起点是B点，桨叶(3)由B点向A点运行；钢丝绳滚筒(4)由船舰体(1)获得动力而转动，钢丝绳(6)经过滑轮(5)转向牵引桨叶柱(7)由B点向A点运行，由于桨叶柱(7)上换向器(8)横杆位于B向面，两桨叶(3)由于换向器(8)横杆挡住而成一字型随桨叶柱(7)向A点推水运行；同样钢丝绳滚筒(4)运行采用电梯运行方式，既启动、加速、匀速、减速、停止；钢丝绳(6)、桨叶柱(7)和桨叶(3)同样经启动、加速、匀速、减速、停止运行至A点；在整个过程中两桨叶(3)始终向A点推水运行从而推动船舰体(1)向后运行；桨叶(3)随桨叶柱(7)运行至A点停止后，再由A点向B点运行，两桨叶(3)运行受水的阻力围绕桨叶柱(7)转动至平行位后并继续随桨叶柱(7)运行至B点停止后，再由B点向A点运行，由于水的阻力使两桨叶(3)围绕桨叶柱(7)转动至一字型随桨叶柱(7)向A点推水运行至A点后；再由A点向B点运行；如此循环，从而不停的推动船舰体(1)向后运行。

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