CN112537430A - 船舶推进装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工作可靠、推进效率高且制造成本低的船舶推进装置，包括空毂电机以及设置在空毂电机两端的前导流罩和后导流罩，空毂电机包括外壳以及转动设置在外壳中的筒状导流函，外壳内壁上设有电机定子，导流函的外壁上设有电机转子；所述导流函的内壁上绕中心轴周向均布设有不少于三只离合座；离合座上设有中心线平行于导流函径向的离合齿圈，离合座上在离合齿圈中心线处设有安装孔，安装孔中穿设有离合定位柱，离合定位柱上依次可拆卸地套设有调整齿盘与桨叶单元，后导流罩包括与空毂电机相连接的筒状罩壳，罩壳中心线处设有中心柱，中心柱上周向设有至少四个边沿与罩壳内壁相连接的螺旋板，螺旋板的螺旋方向与驱动叶片的螺旋方向反向。

Description

船舶推进装置

技术领域

本发明涉及一种船舶推进装置，特别是一种带整流增压的空毂推进装置。属于船舶推进技术领域。

背景技术

目前空毂推进器的螺旋桨桨叶的安装方式，都是固定安装在空毂推进器电机转子的导流函里，桨叶相对于电机转子径向夹角是固定的，即螺旋桨的螺距时固定的，不可以调整。

同级别船舶，由于船体的设计不同，对螺旋桨中螺旋角与船型的匹配差别很大，螺旋角增大，螺距也就增大，也就是说，同一桨叶，改变螺旋桨中的螺旋角，就是改变螺旋桨的螺距。在产品生产中，螺旋桨的螺旋角设计是根据图纸，通过理论计算得出最佳螺旋角，由于实际船舶与理论设计存在误差，因此实际船舶在行驶过程中的最佳螺旋角与理论设计并不能完全吻合，有时误差还比较大。螺旋桨的螺旋角大了，电机扭矩增大，容易引起电机堵转；螺旋桨螺旋角小了，电机的额定功率不能全部被螺旋桨吸收，从而产生无功功率，同样降低了电机的工作效率，而且还会影响船舶电站内的电网品质。

上述问题通过可调桨虽然可以解决，但是可调桨机构复杂，价格昂贵，特别是空毂推进装置电机转子的内孔就是螺旋桨的安装孔，因此没有空间位置安装可调桨的桨叶旋转机构。

另外，由于螺旋桨是通过旋转惯性，将水流输送出去，因此，出水水柱为螺旋形，其旋转分量，不能够有效推进船舶前进，为无功分量，也降低了推进效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种工作可靠、推进效率高且制造成本低的船舶推进装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种船舶推进装置，包括空毂电机以及设置在空毂电机两端的前导流罩和后导流罩，空毂电机包括外壳以及转动设置在外壳中的筒状导流函，外壳内壁上设有电机定子，导流函的外壁上设有电机转子；

所述导流函的内壁上绕中心轴周向均布设有不少于三只离合座；离合座上设有中心线平行于导流函径向的离合齿圈，离合座上在离合齿圈中心线处设有安装孔，安装孔中穿设有离合定位柱，离合定位柱上依次可拆卸地套设有调整齿盘与桨叶单元，调整齿盘上设有与离合齿圈相啮合的上齿圈，调整齿盘上相对设有两个以离合定位柱中心轴线为圆心的圆弧形的第一调整孔，离合座上设有与两个第一调整孔分别配合的螺纹定位孔；调整齿盘上设有与上齿圈同轴的下齿圈，下齿圈的齿形与上齿圈一致，且上齿圈与下齿圈的齿牙位置一一对应或上齿圈与下齿圈之间相邻二齿径向形成3/4齿形偏角、或1/2齿形偏角、或1/4齿形偏角；

桨叶单元包括叶片安装座，叶片安装座上设有与离合定位柱相配合的连接孔，叶片安装座上设有两个分别与两个第一调整孔相配合的以离合定位柱中心轴线为圆心的圆弧形的第二调整孔，叶片安装座上设有与调节齿盘的下齿圈相配合的叶片安装座，叶片安装座上设有驱动叶片；两个穿过叶片安装座以及调整齿盘的锁紧螺钉分别嵌入两个螺纹定位孔中以将桨叶单元及调整齿盘定位锁紧，使得各个驱动叶片呈螺旋状分布；

后导流罩包括与空毂电机相连接的筒状罩壳，罩壳中心线处设有中心柱，中心柱上周向设有至少四个边沿与罩壳内壁相连接的螺旋板，螺旋板的螺旋方向与驱动叶片的螺旋方向反向，螺旋板间的螺距与驱动叶片间的螺距相同，螺旋板的沿中心柱的轴向长度与驱动叶片轴向长度相同。

作为一种优选的方案，所述中心柱靠近导流函的一端截面为二次抛物线形。

作为一种优选的方案，相邻两个所述螺旋板与中心柱及罩壳围成的螺旋形函孔为整流函，整流函的数量为桨叶的数量2倍加1或减1。

作为一种优选的方案，所述第一调整孔两端与调整齿盘的圆心连线的圆心角为15°。

作为一种优选的方案，所述离合座上的安装孔与离合定位柱的配合为过渡配合；叶片安装座上的连接孔与离合定位柱的配合为过渡配合。

作为一种优选的方案，所述第二调整孔两端与叶片安装座的圆心连线的圆心角为90°。

作为一种优选的方案，所述叶片安装座的轴线外圆周上设有分度线以及分度数值，离合座的轴向外圆周上设有一道指示桨叶的螺旋角数值的分度指示线。

作为一种优选的方案，所述上齿圈与下齿圈的齿数都不少于100个。

本发明的有益效果是：

本发明的驱动桨叶螺距在安装过程中调整方便，在实际工作中，通过对驱动桨叶螺距的调整，不但能满足船舶螺旋桨与电机之间最佳功率匹配，还能够适应同级别不同船型的船舶，避免一种螺旋桨只适应一个船型的设计，从而提高了螺旋桨的使用范围和使用效率，且制造成本低廉。本发明利用齿形离合器将螺旋桨的驱动桨叶，固定在空毂推进器的导流函中，利用齿形离合器，不仅使螺旋桨的螺旋角能够得到较精确的控制，而且齿形离合器利用啮合的牙型，可以有效地传递螺旋桨桨叶的扭矩，在齿形离合器之间，增加了一只调整齿盘，选择调整齿盘上下齿面叠加后，上下齿圈之间的相邻二齿在径向形成偏角可设定选配，从而能够精确地调整螺旋桨的螺距，确保电机使用的安全性并能大大提高有用功；且通过在后导流罩内设置整流函结构，将推进装置的出水旋转水流整流成直线水流，即将无用功转化为有用功，进一步提高了船舶的推进效率。

由于中心柱靠近导流函的一端截面为二次抛物线形，能有效减少水阻，以提高船舶的推进效率。

由于相邻两个所述螺旋板与中心柱及罩壳围成的螺旋形函孔为整流函，整流函的数量为桨叶的数量2倍加1或减1，能够更好地将推进装置的出水旋转水流整流成直线水流，减少水流能量损耗，进一步提高了船舶的推进效率。

附图说明

图1、船舶推进装置结构示意图

图2、调整齿盘的结构示意图

图3、桨叶单元的主视结构示意图

图4、桨叶单元的俯视结构示意图

图5、后导流罩的右视图

图中：1、后导流罩，2、外壳，3、电机定子，4、电机转子，5、调整齿盘，51、上齿圈，52、第一调整孔，53、齿盘定位孔，54、齿盘凹槽，55、下齿圈，6、桨叶单元，61、叶片安装座，62、桨叶齿盘，63、连接孔，64、桨叶凹槽，65、驱动叶片，66、第二调整孔，7、离合定位柱，8、导流函，9、前导流罩，10、空毂电机，11、离合器座，12、螺旋板，13、中心柱，14、罩壳，15、整流函。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。

如图1-5所示，一种船舶推进装置，包括空毂电机10以及设置在空毂电机10两端的前导流罩9和后导流罩1，空毂电机10包括外壳2以及转动设置在外壳2中的筒状导流函8，外壳2内壁上设有电机定子3，导流函8的外壁上设有电机转子4；

导流函8的内壁上绕中心轴周向均布设有不少于三只离合座11；离合座11上设有中心线平行于导流函8径向的离合齿圈，离合座11上在离合齿圈中心线处设有安装孔，安装孔中穿设有离合定位柱7，离合座11上的安装孔与离合定位柱7的配合为过渡配合。离合定位柱7上依次可拆卸地套设有调整齿盘5与桨叶单元6。

调整齿盘5上设有与离合定位柱7相配合的齿盘定位孔53。调整齿盘5上设有与离合齿圈相啮合的上齿圈51，调整齿盘5上相对设有两个以离合定位柱7中心轴线为圆心的圆弧形的第一调整孔52，第一调整孔52两端与调整齿盘5的圆心连线的圆心角为15°。

离合座11上设有与两个第一调整孔52分别配合的螺纹定位孔；调整齿盘5上设有与上齿圈51同轴的下齿圈55，下齿圈55的齿形与上齿圈51一致，上齿圈51与下齿圈55的齿数都为120个。且上齿圈51与下齿圈55的齿牙位置一一对应或上齿圈51与下齿圈55之间相邻二齿径向形成3/4齿形偏角、或1/2齿形偏角、或1/4齿形偏角；离合定位柱7中设有轴向通孔，所述离合定位柱7上对应于上齿圈51与下齿圈55处分别设有若干与轴向通孔相贯通的径向通孔。调整齿盘5的上表面上在上齿圈51内侧设有齿盘凹槽54，调整齿盘5的下表面上在下齿圈55内侧也设有齿盘凹槽54。

桨叶单元6包括叶片安装座61，叶片安装座61上设有与离合定位柱7相配合的连接孔63，叶片安装座61上的连接孔63与离合定位柱7的配合为过渡配合。叶片安装座61上设有两个分别与两个第一调整孔52相配合的以离合定位柱7中心轴线为圆心的圆弧形的第二调整孔66，第二调整孔66两端与叶片安装座61的圆心连线的圆心角为90°。叶片安装座61上设有与调节齿盘的下齿圈55相配合的桨叶齿圈61，叶片安装座61上在桨叶齿圈61内侧设有桨叶凹槽64，叶片安装座61上设有驱动叶片65；两个穿过叶片安装座61以及调整齿盘5的锁紧螺钉分别嵌入两个螺纹定位孔中以将桨叶单元6及调整齿盘5定位锁紧，使得各个驱动叶片65呈螺旋状分布。叶片安装座61的轴线外圆周上设有分度线以及分度数值，离合座11的轴向外圆周上设有一道指示桨叶的螺旋角数值的分度指示线。

后导流罩1包括与空毂电机相连接的筒状罩壳14，罩壳14中心线处设有中心柱13，中心柱13上周向设有至少四个边沿与罩壳14内壁相连接的螺旋板12，螺旋板12的螺旋方向与驱动叶片65的螺旋方向反向，螺旋板12间的螺距与驱动叶片65间的螺距相同，螺旋板12的沿中心柱13的轴向长度与驱动叶片65轴向长度相同。中心柱12靠近导流函8的一端截面为二次抛物线形。相邻两个所述螺旋板12与中心柱13及罩壳14围成的螺旋形函孔为整流函15，整流函15的数量为桨叶的数量2倍加1。

上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种船舶推进装置，包括空毂电机以及设置在空毂电机两端的前导流罩和后导流罩，空毂电机包括外壳以及转动设置在外壳中的筒状导流函，外壳内壁上设有电机定子，导流函的外壁上设有电机转子；

其特征在于：所述导流函的内壁上绕中心轴周向均布设有不少于三只离合座；离合座上设有中心线平行于导流函径向的离合齿圈，离合座上在离合齿圈中心线处设有安装孔，安装孔中穿设有离合定位柱，离合定位柱上依次可拆卸地套设有调整齿盘与桨叶单元，调整齿盘上设有与离合齿圈相啮合的上齿圈，调整齿盘上相对设有两个以离合定位柱中心轴线为圆心的圆弧形的第一调整孔，离合座上设有与两个第一调整孔分别配合的螺纹定位孔；调整齿盘上设有与上齿圈同轴的下齿圈，下齿圈的齿形与上齿圈一致，且上齿圈与下齿圈的齿牙位置一一对应或上齿圈与下齿圈之间相邻二齿径向形成3/4齿形偏角、或1/2齿形偏角、或1/4齿形偏角；

桨叶单元包括叶片安装座，叶片安装座上设有与离合定位柱相配合的连接孔，叶片安装座上设有两个分别与两个第一调整孔相配合的以离合定位柱中心轴线为圆心的圆弧形的第二调整孔，叶片安装座上设有与调节齿盘的下齿圈相配合的叶片安装座，叶片安装座上设有驱动叶片；两个穿过叶片安装座以及调整齿盘的锁紧螺钉分别嵌入两个螺纹定位孔中以将桨叶单元及调整齿盘定位锁紧，使得各个驱动叶片呈螺旋状分布；

后导流罩包括与空毂电机相连接的筒状罩壳，罩壳中心线处设有中心柱，中心柱上周向设有至少四个边沿与罩壳内壁相连接的螺旋板，螺旋板的螺旋方向与驱动叶片的螺旋方向反向，螺旋板间的螺距与驱动叶片间的螺距相同，螺旋板的沿中心柱的轴向长度与驱动叶片轴向长度相同。

2.如权利要求1所述的一种船舶推进装置，其特征在于：所述中心柱靠近导流函的一端截面为二次抛物线形。

3.如权利要求1所述的一种船舶推进装置，其特征在于：相邻两个所述螺旋板与中心柱及罩壳围成的螺旋形函孔为整流函，整流函的数量为桨叶的数量2倍加1或减1。

4.如权利要求1所述的一种船舶推进装置，其特征在于：所述第一调整孔两端与调整齿盘的圆心连线的圆心角为15°。

5.如权利要求1所述的一种船舶推进装置，其特征在于：所述离合座上的安装孔与离合定位柱的配合为过渡配合；叶片安装座上的连接孔与离合定位柱的配合为过渡配合。

6.如权利要求1所述的一种船舶推进装置，其特征在于：所述第二调整孔两端与叶片安装座的圆心连线的圆心角为90°。

7.如权利要求1-6中任一项所述的一种船舶推进装置，其特征在于：所述叶片安装座的轴线外圆周上设有分度线以及分度数值，离合座的轴向外圆周上设有一道指示桨叶的螺旋角数值的分度指示线。

8.如权利要求1-6中任一项所述的一种船舶推进装置，其特征在于：所述上齿圈与下齿圈的齿数都不少于100个。

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