CN104015902A - 船用侧鳍推进器 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种船用侧鳍推进器，包括侧鳍叶片、侧鳍叶片中心轴和推进主轴，还包括水密封隔板、侧鳍叶片联接环、滑道和推进旋转轴，水密封隔板与滑道外侧表面紧密连接，所述滑道上设置有滑槽，侧鳍叶片通过侧鳍叶片中心轴与滑槽配合，推进旋转轴与侧鳍叶片联接环连接，推进主轴的一端与推进旋转轴铰接，推进主轴的另一端与动力装置连接，侧鳍叶片通过水密封隔板上设置的衔接缺口伸到水密封隔板外部。为了实现船舶节能的目的，可在船舶平行中体两侧安装本发明，相对传统的螺旋桨推进器而言，本发明不产生尾旋流，能量损失少，效率高。

Description

船用侧鳍推进器

技术领域

本发明涉及一种推进器，尤其涉及一种船用侧鳍推进器。

背景技术

对于现有船舶推进器而言，普遍面临着一个共同的问题，即能耗高、效率偏低。普通螺旋桨普遍存在转速高噪声大，迎水面积大对船舶产生较大的阻力，工艺复杂加工制造难度大等特点。而螺旋桨推进器主要是依靠螺旋桨做旋转运动，在推动流体向后运动的同时使流体产生了旋转运动。推动流体向后运动是螺旋桨产生推力所必须的，而螺旋桨所产生的尾流的旋转运动完全是一种能量浪费。尾流旋转运动所消耗的能量通常能够达到主机功率的15％以上。

国内外已经有很多关于船舶推进器方面的专利，例如美国专利US4102293公布的Devicefor propelling ships，依靠往复轴和叶片的配合运动，可以为船舶提供向前的推力。但依然存在些许不足，首先由于船体向前运动，在推进器张开时逆流前行时，产生较大的阻力，其次在“相扑与急张”的过程中，易产生横向流，这就与螺旋桨旋转流会产生尾旋流相同，也是一种能量的损失，并且其结构相对复杂。

在现如今大力倡导节能减排的大的背景下，开发新型节能推进装置来避免产生不必要的旋转流及横向流成为船舶节能的重要研究课题。

发明内容

本发明的目的是为了避免产生尾旋流及横向流，减少能量损失，提高推进效率，而提供一种船用侧鳍推进器。

本发明的目的是这样实现的：包括侧鳍叶片、侧鳍叶片中心轴和推进主轴，还包括水密封隔板、侧鳍叶片联接环、滑道和推进旋转轴，水密封隔板与滑道外侧表面紧密连接，所述滑道上设置有滑槽，侧鳍叶片通过侧鳍叶片中心轴与滑槽配合，推进旋转轴与侧鳍叶片联接环连接，推进主轴的一端与推进旋转轴铰接，推进主轴的另一端与动力装置连接，侧鳍叶片通过水密封隔板上设置的衔接缺口伸到水密封隔板外部。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.水密封隔板的纵向长度大于两倍的滑道的长度。

2.所述侧鳍叶片中心轴上端和下端是球形结构，中间是圆柱形，所述侧鳍叶片通过侧鳍叶片中心轴与滑槽配合是指侧鳍叶片中心轴的球形结构与滑槽配合。

3.所述侧鳍叶片沿侧鳍叶片中心轴的方向开有与侧鳍叶片形状相适应的通孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，易于实现，侧鳍叶片在推进主轴的作用下可以实现周期性地张开和闭合，当叶片张开时，叶片与船体呈垂直状态并向后运动，推动水流向后运动从而提供向前的推力。当叶片闭合时，叶片紧贴船体表面呈弧形，从而使其产生较小的阻力。本发明在使用过程中不会产生尾旋流及横向流，能力损失小，推进效率高。在船舶平行中体两侧安装使用本发明的船用侧鳍推进器，可以达到船舶节能的目的。

附图说明

图1是本发明总体结构示意图；

图2是本发明侧鳍叶片的结构示意图；

图3是侧鳍叶片内部结构示意图；

图4是本发明的滑槽横剖面图；

图5是本发明的水密封隔板结构示意图；

图6是本发明的运动状态1；

图7是本发明的运动状态2。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1给出了本发明的侧鳍推进器总体结构示意图。使用本发明的前提是在船侧水线下方的船体外壳留有缺口，该缺口宽度与侧鳍叶片1展长严格相同，沿船体纵向长度与推进器冲程相同，水密隔板6随侧鳍推进器同步运动，实现船体水密的作用。本发明主要由侧鳍叶片1、推进旋转轴2、推进主轴3、滑道4、滑槽5及水密封隔板6组成。水密封隔板6与滑道4外侧表面紧密连接，所述滑道4上开有滑槽5，侧鳍叶片1通过侧鳍叶片中心轴7与滑槽5配合，推进旋转轴2与侧鳍叶片联接环8连接，推进主轴3的一端与推进旋转轴2铰接，推进主轴3的另一端与控制电路连接。

推进主轴3为周期性往复式推进轴，除了能够驱动侧鳍叶片1周期性前后运动，还能使其周期性张开与闭合，侧鳍叶片1张开时与船体外壳乘垂直状态，推进主轴3驱动侧鳍叶片1沿滑槽5推动水流向后运动，从而提供向前的推力。当侧鳍叶片1闭合时，实现与船体紧密贴合，由于呈流线形，因而可有效减小其产生的附加阻力。水密封隔板6随推进器同步运动，沿船体纵向长度大于2倍的滑槽5长度。

图2为侧鳍推进器叶片1，为了使推进器能有效旋转，侧鳍叶片中心轴7端部呈球形，下部为圆柱形，外部轮廓与图4中滑槽剖面相同，从而实现侧鳍叶片中心轴7与滑槽5的配合。水密封隔板6紧贴滑道4外沿，实现了水密封。由于侧鳍叶片1较厚，在满足强度要求的前提下。图3给出了对侧鳍叶片进行空心处理后的结构示意图。图4给出了滑槽5的剖面图，水密封隔板6与滑槽5的一端紧密贴合，侧鳍叶片中心轴7的上下两端的截面形状与滑槽5的剖面形状相同，实现侧鳍叶片1在滑槽5上的运动。

图5单独给出了水密封隔板6的结构示意图，通过缺口9实现与侧鳍叶片1紧密衔接，并且侧鳍叶片1能自由旋转。侧鳍叶片中心轴7穿过水密封隔板6上下两侧的端孔10，使得水密封隔板6能够随侧鳍推进器叶片1同步运动。由于水密封隔板6较长，处于滑道4以外的部分可密封于对应位置处的船体外板中，即在船体外板中为水密封隔板6设置空腔滑道。

图6和图7分别给出了该侧鳍推进器的两种运行状态。图6所示为侧鳍叶片1由闭合到张开并向后运动的运动简图，当侧鳍叶片1处于右侧并处于闭合状态，推进主轴3带动侧鳍叶片1以角速度ω顺时针旋转，直到与船体外壳垂直，接着按左侧状态以速度V₁向后运动，来流速度V₀与船速V_p相同，方向与推进器运动方向相同，为使推进器产生迎流并产生向前的推力，向后运动的速度V₁要明显大于来流速度V₀。图7所示的运动状态与图6相反。当推进器运动至最左端时，速度V₁减小为零，推进主轴3带动侧鳍叶片1以角速度ω逆时针旋转直到紧贴船体表面，之后按右侧状态沿滑槽5以速度V₂向右运动，直至运动至最右端。由于推进器以闭合状态向前运动时与来流方向相反，为了避免因侧鳍叶片1表面因速度过大产生空泡、剥蚀等不良影响，速度V₂应远小于速度V₁且与船速V_p接近。

Claims (5)

1.一种船用侧鳍推进器，包括侧鳍叶片、侧鳍叶片中心轴和推进主轴，其特征在于：还包括水密封隔板、侧鳍叶片联接环、滑道和推进旋转轴，水密封隔板与滑道外侧表面紧密连接，所述滑道上设置有滑槽，侧鳍叶片通过侧鳍叶片中心轴与滑槽配合，推进旋转轴与侧鳍叶片联接环连接，推进主轴的一端与推进旋转轴铰接，推进主轴的另一端与动力装置连接，侧鳍叶片通过水密封隔板上设置的衔接缺口伸到水密封隔板外部。

2.根据权利要求1所述的船用侧鳍推进器，其特征在于：水密封隔板的纵向长度大于两倍的滑道的长度。

3.根据权利要求1或2所述的船用侧鳍推进器，其特征在于：所述侧鳍叶片中心轴上端和下端是球形结构，中间是圆柱形，所述侧鳍叶片通过侧鳍叶片中心轴与滑槽配合是指侧鳍叶片中心轴的球形结构与滑槽配合。

4.根据权利要求1或2所述的船用侧鳍推进器，其特征在于：所述侧鳍叶片沿侧鳍叶片中心轴的方向开有与侧鳍叶片形状相适应的通孔。

5.根据权利要求3所述的船用侧鳍推进器，其特征在于：所述侧鳍叶片沿侧鳍叶片中心轴的方向开有与侧鳍叶片形状相适应的通孔。