CN110329475A - 一种船用箱筒推进器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用箱筒推进器，包括刚性骨架、轮缘电机、电机齿轮、往复齿条和两片半圆形鼓动板，轮缘电机通过电机齿轮带动往复齿条周期性前后运动，两片半圆形鼓动板嵌套在旋转轴上，旋转轴固定在往复齿条上，两片半圆形鼓动板随着往复齿条前后运动，并在水阻力的作用下，张开和闭合，张开时推动水流，从而产生向前的推动力。

Description

一种船用箱筒推进器

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船用箱筒推进器。

背景技术

随着EEDI的实施，节能减排已经成为船舶领域的研究热点。而现有船舶推进器大多数面临着能耗高、效率偏低的问题。常规的螺旋桨推进器已经很难满足绿色船舶建设的需要。由螺旋桨工作机理可知：螺旋桨做旋转运动，在推动水流向后运动的同时使其产生了旋转运动。推动流体向后运动是螺旋桨产生推力所必须的，而尾流的旋转运动完全是一种能量浪费。国内外已有多个采用平板作为船舶推进器的专利，现有技术中的船用箱柜推进器通过产生仿生的Weis-Fogh效应为船舶提供向前的推力。通过该机理设计的推进器固然高效，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，与螺旋桨旋转流相同，也是一种能量的损失。

中国发明专利《一种船用箱柜推进器》(申请号201710995720.X)中公开了一种船用箱柜推进器，利用齿条往复杆带动鼓动板周期性张开和闭合，提供向前的推力，但是，为了实现鼓动板的张开和闭合，这种箱柜推进器采用方柜内壳和方形鼓动板，使推进器横截面的一部分面积无法利用，推水面积较小，推动水流的效率较低。

发明内容

本发明提供一种船用箱筒推进器，在实现鼓动板张开和闭合的基础上，进一步克服推水面积较小的问题。最大程度利用推进器的横截面，提高推动水流的效率。

一种船用箱筒推进器，包括刚性骨架、轮缘电机、电机齿轮、往复齿条，所述轮缘电机固定在所述刚性骨架上，所述轮缘电机带动所述电机齿轮转动，所述刚性骨架包括两个结构相同的架体，每个所述架体上设置有滑道，所述往复齿条可沿所述滑道滑动，所述轮缘电机通过所述电机齿轮带动所述往复齿条沿所述滑道进行往复运动，还包括两块半圆形鼓动板，两块所述半圆形鼓动板可转动的连接在旋转轴上，所述旋转轴端部设有齿轮，所述齿轮具有四分之一圈齿轮齿，所述往复齿条上设有齿条框，所述齿条框内一侧设有与所述齿轮对应的齿，所述齿轮与所述齿条框啮合，所述半圆形鼓动板在所述往复齿条的带动下沿所述滑道做周期性前后运动，向前运动时，两块所述半圆形鼓动板闭合，向后运动时，两块半圆形鼓动板张开，向后推动水流。

进一步地，所述刚性骨架的内侧表面设有包围架体的圆筒形内壳，所述内壳上设有开口，所述旋转轴穿过所述开口，并在所述开口内前后运动。

进一步地，所述刚性骨架的外侧表面设有包围架体的圆筒形外壳。

进一步地，所述开口外侧设有水密封隔板，所述水密封隔板紧贴所述内筒的外壁，并随所述旋转轴前后运动。

进一步地，所述半圆形鼓动板剖面为翼型。

本发明提供一种船用箱筒推进器，采用两片半圆形鼓动板，推动水流获得推力，在实现鼓动板张开和闭合的基础上，进一步克服推水面积较小的问题。最大程度利用推进器的横截面，提高推动水流的效率，而且，本发明采用了圆筒形内壳，在箱筒推进器前进和推动水流的过程中，圆筒形内壳的阻力小于方筒形内壳，从而提高了船舶动力的利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明公开的船用箱筒推进器结构示意图；

图2是安装箱筒推进器的船舶主视图；

图3是安装箱筒推进器的船舶俯视图；

图4是箱筒推进器分解图；

图5是往复齿条及骨架半切图；

图6是往复齿条和半圆形鼓动板组合示意图；

图7是两块半圆形鼓动板组合示意图；

图8是半圆形鼓动板张开状态下整体分解图；

图9是半圆形鼓动板-水密封隔板-往复齿条连接示意图；

图10是往复齿条端部齿条框示意图；

图11是半圆形鼓动板张开状态下旋转轴端部齿轮与齿条框啮合示意图，为了展示清楚，半圆形鼓动板与旋转轴并未画出；

图12是内壳示意图；

图13是半圆形鼓动板闭合状态下整体示意图；

图14是半圆形鼓动板闭合状态下俯视图；

图15是半圆形鼓动板闭合状态下旋转轴端部齿轮与齿条框啮合示意图；

图16是船用箱筒推进器整体示意图；

图17是一块半圆形鼓动板和一个往复齿条的连接示意图；

图18是另一块半圆形鼓动板和另一个往复齿条的连接示意图，图17所示结构与图18所示结构组成图6所示结构；

图19是一块半圆形鼓动板和旋转轴示意图；

图20是另一块半圆形鼓动板和旋转轴示意图，图20所示结构与图19所示结构组成图7所示结构。

图中：1、侧壁，2、轮缘电机，3、箱筒，4、刚性骨架，5、半圆形鼓动板，6、电机齿轮，7、往复齿条，8、水密封隔板，9、内壳，10、外壳，11滑道，12、旋转轴，13、齿轮，14、齿条框，15开口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图4所示，本发明公开的一种船用箱筒推进器，包括刚性骨架4、轮缘电机2、电机齿轮6、往复齿条7，轮缘电机2固定在刚性骨架4上，轮缘电机2电动电机齿轮转动，刚性骨架4包括两个结构相同的架体，如图5所示，每个架体上设置有滑道11，往复齿条7可沿滑道11滑动，轮缘电机2通过电机齿轮6带动往复齿条7沿滑道11进行往复运动，还包括两块半圆形鼓动板5，如图6、图7、图17-20所示，两块半圆形鼓动板5可转动的连接在旋转轴12上，旋转轴12端部设有齿轮13，齿轮13具有四分之一圈齿轮齿，往复齿条7上设有齿条框14，齿条框内一侧设有与齿轮13对应的齿，齿轮13与齿条框14啮合，半圆形鼓动板5在往复齿条7的带动下沿滑道做周期性前后运动，向前运动时，两块半圆形固定板5闭合，向后运动时，两块半圆形鼓动板5张开，向后推动水流。

轮缘电机带动电机齿轮向两个方向转动，进而带动往复齿条进行周期性前后运动，往复齿条上的鼓动板随之进行运动，如图13所示，往复齿条在向前运动时，两片半圆形鼓动板闭合，如图8所示，往复齿条向后运动时，两片半圆形鼓动板张开，旋转轴端部的齿轮为不完全齿轮，如图10所示，齿条框内一侧设有对应的齿，旋转轴和齿条框啮合后，限制了旋转轴的可旋转角度在90度范围内，即两片半圆形鼓动板的闭合和张开状态之间的范围内，两片半圆形鼓动板闭合时，旋转轴与齿条框在如图15所示位置啮合，两片半圆形鼓动板张开时，旋转轴与齿条框在如图11所示位置啮合，两片半圆形鼓动板以张开的形式随齿条向后运动，同时向后推动水流，从而提供向前的推力。圆形的鼓动板可以最大程度的利用推进器的横截面，以最大的面积推动水流，

进一步地，刚性骨架4的内侧表面设有包围架体的圆筒形内壳9，如图12所示，内壳9上设有开口15，旋转轴12穿过开口15，并在开口15内前后运动。

进一步地，刚性骨架4的外侧表面设有包围架体的圆筒形外壳10。

进一步地，如图4所示，开口15外侧设有水密封隔板8，水密封隔板8紧贴内筒9的外壁，并随旋转轴12前后运动。旋转轴与水密封隔板的连接关系如图9所示，旋转轴依次穿过内筒和水密封隔板后，与往复齿条啮合，旋转轴沿着开口运动，水密封隔板的长度为开口长度的2倍，并且水密封隔板随着旋转轴前后运动，可以保证内壳的水密封性。

进一步地，如图14所示，半圆形鼓动板5剖面为翼型，翼型，即前端圆滑、后端成尖角的形状，这种形状可以使鼓动板在闭合状态下阻力较小。

如图16所示，船用箱筒推进器通过侧壁1连接在船舶的侧面，连接后的船舶如图2、图3所示，推进器对称布置在船舶两侧，浸入水中，轮缘电机通过电机齿轮带动往复齿条运动，进而带动鼓动板前后运动，由于水的阻力，鼓动板在向前运动中会闭合，在向后运动中会张开，张开时的鼓动板向后推动水流，从而对船舶产生向前的推力。本发明采用两片半圆形鼓动板通过旋转轴嵌套连接的结构，解决了圆形鼓动板的张开与闭合，同时最大限度的利用推进器的横截面积，为船舶提供最大的推动力，不仅如此，本发明采用了圆筒形内壳，在箱筒推进器前进和推动水流的过程中，圆筒形内壳的阻力小于方筒形内壳，从而提高了船舶动力的利用效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种船用箱筒推进器，包括刚性骨架(4)、轮缘电机(2)、电机齿轮(6)、往复齿条(7)，所述轮缘电机(2)固定在所述刚性骨架(4)上，所述轮缘电机(2)带动所述电机齿轮(6)转动，所述刚性骨架(4)包括两个结构相同的架体，每个所述架体上设置有滑道(11)，所述往复齿条(7)可沿所述滑道(11)滑动，所述轮缘电机(2)通过所述电机齿轮(6)带动所述往复齿条(7)沿所述滑道(11)进行往复运动，其特征在于，还包括两块半圆形鼓动板(5)，两块所述半圆形鼓动板(5)可转动的连接在旋转轴(12)上，所述旋转轴(12)端部设有齿轮(13)，所述齿轮(13)具有四分之一圈齿轮齿，所述往复齿条(7)上设有齿条框(14)，所述齿条框(14)内一侧设有与所述齿轮(13)对应的齿，所述齿轮(13)与所述齿条框(14)啮合，所述半圆形鼓动板(5)在所述往复齿条(7)的带动下沿所述滑道(11)做周期性前后运动，向前运动时，两块所述半圆形鼓动板(5)闭合，向后运动时，两块半圆形鼓动板(5)张开，向后推动水流。

2.根据权利要求1所述的一种船用箱筒推进器，其特征在于，所述刚性骨架(4)的内侧表面设有包围架体的圆筒形内壳(9)，所述内壳(9)上设有开口(15)，所述旋转轴(12)穿过所述开口(15)，并在所述开口(15)内前后运动。

3.根据权利要求1所述的一种船用箱筒推进器，其特征在于，所述刚性骨架(4)的外侧表面设有包围架体的圆筒形外壳(10)。

4.根据权利要求2所述的一种船用箱筒推进器，其特征在于，所述开口(15)外侧设有水密封隔板(8)，所述水密封隔板(8)紧贴所述内筒(9)的外壁，并随所述旋转轴(12)前后运动。

5.根据权利要求1所述的一种船用箱筒推进器，其特征在于，所述半圆形鼓动板(5)剖面为翼型。