CN1032300C - 船用推进装置 - Google Patents

Abstract

一种船用推进装置(10)，其中一个发动机(12)被安装在一个浮壳(15)中，该浮壳可以连接到一个需要推进的船舶(40)上，并通过一个简单的传动系统(13和18)驱动螺旋桨(20)。为便于转向，可用枢轴安装件(37)将装置(10)安装于确定的位置，并且装置(10)本身可安装有转向部件(22)和(42)，这样它可以相对于船舶而独立地调动位置。为便于现场维修，浮壳(15)的制造尺寸允许留有环绕发动机(12)的通道。

Description

本发明涉及船用推进装置和方法。

本发明特别适于但并非限于用在小船和驳船的推进上。为便于说明，将参照这种特殊用途进行说明。然而，应该理解，本发明还可用于其它船舶，如舰艇和气垫船等。做为限定，术语“小船”被用来表示任何形式的船舶，包括上述的船舶。

船舶推进通常由一个主机如蒸汽机、内燃机或电动机驱动一个完全潜入水中的水平轴螺旋桨来实现。如果主机或发动机安装在船内，其安装位置必须位于螺旋桨的轴线上，并且船体尾部向内逐渐尖细，以便水流入螺旋桨。由于这些要求的影响，损失了许多安装主机的空间，并且拆换和维修发动机的通道也常常受到限制。此外还需要另外提供转向装置，通常是采用舵的形式。

另一种推进方案是采用舷外马达，其中一个安装在上部的发动机和一个安装在下部的螺旋桨均置于一个公共支架上，该支架可绕一大至垂直枢轴摆动以便转向。发动机和螺旋桨必须由传动系统连接，而这样的传动系统可能是复杂的、昂贵的并且难以保养。由于舷外马达的自浮性极小并且悬挂在船的尾部，从而可能严重危及与其相接的小船的平衡性。用于推进重型驳船和类似船舶的这类大功率舷外马达很重，需要用起重机进行拆装。

实际上，类似驳船等船舶需要用拖船来移动，这类船可能要有相当一部分停泊时间。在这过程中，虽然减少了驳船队所需要的主机数量，但也存在着其它问题。一个拖船必须建造得如同一个独立的小船一样，既要有船员居住设备又要足够大使其具备海上工作能力。这样为拖船提供动力的每台主机的造价十分高。

把拖船与驳船连接起来时也会遇到一些常见的问题。如果用缆绳连接拖船与驳船，则两个船可独自地随波运动，但降低了拖船对驳船的操纵能力。如果用垂直枢轴连接或刚性连接拖船和驳船，可大大提高操纵性能，但波浪作用在拖船壳体上的相互作用载荷也相当大。

本发明的目的在于减少上述缺陷，并提供一促可靠的、行之有效的推进装置。本发明的其它目的和优点可通过下述的描述而明显看出。

考虑到上述的以及其它的目的，本发明还可以推广到适于船舶舷外连接的无人驾驶船用推进装置，使船舶可以在水中被推进。所说的无人驾驶船用推进装置包括：

船用推进部件；

一个驱动所述推进部件的主机；

连接所述主机和推进部件的传动装置；

一个用于承载所述主机和推进部件的浮壳，推进部件驱动水流，所说的浮壳有一个安装所述主机和所述传动装置的水下部分和一个向上伸展并具有相对较小的水平剖面积的水上部分，以及

在浮壳上有一个将无人驾驶船用推进装置与船相接的连接件。

该连接件最好能限制它所连接的无人驾驶船用推进装置与船之间绕横向轴的相对运动，借此可在无人驾驶推进装置和船舶之间传递浮力载荷。

更进一步地，该连接件包括一个垂直转向枢轴，浮壳可绕该轴相对船体转动，这样通过转动浮壳，船可以实现转向。此外，可在浮壳和船体之间布置转向作动装置，如转向作动器，用于转动浮壳。当然，根据需要，也可以采用其它浮壳安装方式，如刚性连接方式。方向控制部件如舵或螺旋桨导管可枢轴地安装在浮壳上，使其可绕一个基本垂直的枢轴转动，这样通过浮壳的单独运动可以实现船的转向。此外，这样也可增强船舶的机动性。

推进部件可以是喷水射流式或类似的装置，但为了简便，推进部件最好采用一个螺旋桨。主机可以被安装在浮壳内，其输出轴是本上与螺旋桨轴同轴，采用这种直接传动轴既经济又简单。当然，如果需要也可采用其它传动形式如Z形转动。链条传动和齿轮传动。根据需要，主机可以包括一个控制螺旋桨速度和方向的减速器和/或换向器齿轮箱，并且最好安装一个承受螺旋桨推力的止推轴承。

主机可视需要采用任意类型，如电动机、液压马达或蒸汽机。但最好采用内燃机，这样可减少船上所需的主机辅助装置。如果需要，辅助装置诸如发动机燃油箱、浮壳的舱底泵、浮壳的通风设备以及马达冷却装置均可包括在推进装置中，这样推进装置基本上是一个自我独立的装置，并且必要时可独立于船体工作。

主机还可以具有一个传动装置，其中包括一个使所需马达与所需螺旋桨速度匹配的齿轮箱，一个脱离驱动的离合器以及用于选择向前或向后驱动的换向齿轮箱。传动装置最好采用一个与发动机直接耦合的标准船用传动装置，这样可利用标准件，同时可减小主机的长度，另外这样也可利用推力轴承将推进力传递到浮壳上。更进步地，主机和/或船的传动装置上装有遥控部件，由此在船上便可控制其工况。

如必要，浮壳可以任意进水，而浮壳与防水主机配合使用。不过，浮壳最好制成一个基本防水的壳体，其所有有效的开口都在额定工作水浸高度之上，从而可采用标准主机并且浮壳的排水量足以承载推进装置。浮壳的水上部分和水下部分最好具有基本相同的水平截面，这样可减少由于船的垂直运动而引起的浮壳排水量变化。为减小浮壳在水中运动时的流体阻力，从水上部分到水下部分的水平截面最好是水滴形。主机可以大致安装在浮壳的中部，纵向侧壁可以是平直的并紧邻在主机旁，这样可减小浮壳的水平截面。如考虑现场维修，可在纵向侧壁与主机之间留出足够的空间，以便人体可通行于主机相对的两侧，为便于通行，还可在主机和侧壁之间留出步行通道。

水上部分在吃水线上的干舷应尽量小，但水上部分的高度应在推进装置与满载船连接时足以保持其上端在水面之上，这样可以在水上部分设置一些给主机供气的空气孔，使需要供气的主机可以正常地工作。空气孔和其它通向浮壳外部的开口可设置盖板或挡板之类的封闭件，以防在推进装置不工作时水流进去。

如果需要，可将浮壳制成一定的排水量和形状，使其如同一个稳定的船一样可以独立船舶而漂浮。因此它可以被置于与船相邻的可连接位置，而极少需要重型提升设备。浮壳上可在需要位置上配置压舱物，用以调整推进装置的重量或载荷的分布。在浮壳内表面与主机之间可根据选定的部位留出间隔，从而在主机周围形成一个维修通道，这样可保证在维修和修理时浮壳仍保持水密状态。

浮壳上可设置诸如滑动装置一类的垂直调整部件，这样可以调整推进装置相对于船体的高度。因此，在船载变化过程中，螺旋桨相对水面的位置可以调整到一个理想值。为了调整推进装置与船舶的相对高度，可以在推进装置与船之间安装一个垂直调整作动装置。

浮壳上还可以装有浮力控制部件，如压载水舱和泵，由此可有选择地改变推进装置的排水量，使得在连接过程中推进装置与船上下对齐。

从另一方面看，本发明又属于一种推进船舶的方法，包括：

提供一种如上所述的无人驾驶船用推进装置；

把所述无人驾驶推进装置浮向船舶；

将所述浮壳与该船连接，然后

开动所述主机推进该船。

为便于理解和实施本发明，以下将参照附图说明本发明的最佳实施例。其中，

图1是本发明船用推进装置的一个剖视图；

图2是图1所示船用推进装置的俯视图；

图3是图1和图2所示船用推进装置的后视图。

参见图1、2和3，船用推进装置10包括一个主机装置11，主机装置由内燃机12和船用传动装置13组成，并安装在浮壳15内由轨道14支承。一个船艉管16从浮壳后部伸出，支承可在其中转动的螺旋桨轴17，并通过万向节轴18与船用传动装置13连接。螺旋桨轴17的后端支承着一个螺旋桨20。轴封21用于防止水以艉管16流人浮亮15。安装在螺旋桨20外周的导管22可在特殊工况下增加桨的推力，其上下部与浮壳枢轴连接，从而可向两侧摆动以实现推进装置10的转向。

浮壳15上制有一平底23，以便在存放或用卡车等工具运输时，可稳定地支承推进装置10。浮壳15的前壁24制成平滑曲面以减小流体阻力，而侧壁25为锥形并在浮壳的后边形成一个凿形的垂直边26，以减小对流向桨20的水流的阻力。

在浮壳的顶部30上开有一足够大的通道口27以便拆除或更换主机装置11，工作时，该通道口用一个防护盖31盖上。在盖31上制有一个进气口32和一个排气管33用的通孔。固体平衡器34置于主机装置11的下部，以调整推进装置10的重量和平衡。

连接枢轴35被连接在前壁24上并通过枢轴销37连接到一个由船上伸出的座架36上。船的座架36与船40制成一体或者永久地或临时地连接到需要附加推进装置的船舶上。座架36最好与船40连接在一定的高度上，使平底23与船40的龙骨41平齐或高于龙骨。这样，被动船的吃水深度大于或等于主动船吃水深度。在导管22和浮壳15之间连接一个喷管式转向作动机构42，使浮壳横向摆动以实现转向。

安装推进装置10时，可将其放入水中并浮起到一定位置，使其安装枢轴35与船的座架36对齐，然后装入枢轴销37。之后，连接一个转向作动机构43与控制索(图中未显示)，则推进装置10准备工作了。如果需要把推进装置10送到船舶40处，可以通过控制其本身的马达12并通过喷管式作动机构42转动浮壳15，使推进装置10如同一只船一样独立运动。

显然，尽管本发明是借助上述实施例描述的，但所有对于本专业技术人员显而易见的这样或那样改进和变换均应视为属于本发明的范围内，如权利要求所限制的范围。

Claims (16)

1.船用推进装置，包括一个在脱离船舶情况下适于航行的浮壳，一个包封在该浮壳内并适于驱动推进器总成的主机以及用于将所述浮壳有选择地联接于船尾的连接装置，其特征在于所述连接装置包括连接于前壁(24)上的连接枢轴(35)、一对跟船(40)一体制成的或永久或临时连接的座架(36)以及一对枢轴销(37)，借助一垂直调整装置或诸如压载水舱和泵的浮力控制装置的调节，将该对连接枢轴(35)的外/内端面跟该对座架(36)的内/外端面彼此啮合，再用所述枢轴销(37)将所述连接枢轴跟所述座架铰接在一起，使所述连接装置支承所述浮壳(15)，从而能绕舶中心线操纵船舶运动，并使所述浮壳和所述船舶不能相对垂直运动，藉此在所述浮壳和船舶之间传递浮力载荷。

2.按权利要求1所述的船舶推进装置，其特征在于，所述浮壳在其正常的下沉部分和水上部分具有大致相同的水平截面。

3.按权利要求2所述的船舶推进装置，其特征在于，所述浮壳在所述整个正常的下沉部分和水上部分具有大致不变的水滴形水平截面。

4.按权利要求3所述的船舶推进装置，其特征在于，所述主机大致配置在所述浮壳中部，所述浮壳的纵向侧壁部分是平直的，且紧邻主机。

5.按权利要求4所述的船舶推进装置，其特征在于，纵向侧壁和主机之间留有充分的间隔，以允许人体通行于主机相反两侧。

6.按权利要求5所述的船舶推进装置，其特征在于，所述侧壁和主机之间留有一个人行道。

7.按前述权利要求中任一项所述的船舶推进装置，其特征在于，所述水上部分的高度在所述浮壳与装载船连接时，足以保持其上端高于水面。

8.按权利要求7所述的船舶推进装置，其特征在于，在接近水上部分顶端处，设有为所述主机供气用的通气管。

9.按权利要求1所述的船舶推进装置，其特征在于，所述连接装置包括一个转向枢轴，其转向轴线大致垂直，另外，在所述浮壳与船舶之间设有相连的转向操作装置。

10.按权利要求1所述的船舶推进装置，其特征在于，所述推进器总成是一船舶推进器，所述主机安装成其输出轴线基本上和推进器轴线共轴。

11.按权利要求1所述的船舶推进装置，其特征在于，它包括与浮壳相连的方向控制装置。

12.按权利要求11所述的船舶推进装置，其特征在于，所述方向控制装置选自一个舵或以枢轴安装在浮壳上绕基本垂直轴线作旋转运动的一个螺旋浆导管。

13.按权利要求1所述的船舶推进装置，其特征在于，还包括操作主机的遥控装置。

14.按权利要求1所述的船舶推进装置，其特征在于，所述主机是一台内燃机，其燃油箱由所述浮壳支承。

15.按权利要求14所述的船舶推进装置，其特征在于，所述浮壳上所有与外界相通的空气孔均设有封闭装置。

16.一种船舶推进的方法，包括：

提供一台如权利要求1所述的船舶推进装置；

将所述船舶推进装置浮移到船舶；

将所述浮壳与所述船舶连接，然后

开动所述主机推进该船。

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