CN113120204A - 一种船用串列推进器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用串列推进器，包括支架、导管、动力部，压力部和电动部，所述导管的内圆周壁上设置有齿轮槽，所述传动齿轮与设置在所述第一缘毂上的第一缘毂齿轮外啮合传动；所述传动齿轮与设置在所述第二缘毂上的第二缘毂齿轮外啮合传动。本发明通过气压腔内挡板两侧的压力不同推动挡板进行旋转运动，从而驱动挡板、第一缘毂和第一桨叶做旋转运动，然后第一缘毂通过传动齿轮驱动第二缘毂以相同方向旋转，从而使第一桨叶和第二桨叶以相同的方向旋转，共同推动水流向后运动，以提供向前的推力，具有占用空间小、重量轻、成本低的优点，并且解决了串列桨由于安装在同一旋转轴上而带来的对前后桨性能的影响，改善了推进性能。

Description

一种船用串列推进器

技术领域

本发明涉及船用推进器技术领域，尤其涉及一种船用串列推进器。

背景技术

现有串列桨主要位于船尾，采用轴式推进布局，前后桨均安装在同一旋转轴上，容易受船尾不均匀伴流的影响，从而对前后桨的性能带来不利影响。此外，轴式推进方式占用较大的舱容空间，布置不灵活。而新型的轮缘推进器通过导管内部的轮缘电机直接驱动桨叶旋转，轮缘电机存在重量大、成本高的缺点，从而降低了其综合性能。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种船用串列推进器，解决了现有串列桨由于安装在同一旋转轴上而带来的对前后桨性能的不利影响和占用空间大，重量大、成本高的缺点，具体如下：

一种船用串列推进器，包括支架、导管、动力部，压力部和电动部，

所述导管与所述支架固定连接，所述导管内部设置有动力部；

所述动力部包括第一桨部、第二桨部、传动齿轮以及挡板；所述第一桨部包括环状的第一缘毂、若干第一桨叶；所述第二桨部包括环状的第二缘毂、若干第二桨叶；

所述第一缘毂设置在导管的内部并能够绕导管的轴线转动，所述第一缘毂的外圆周壁与导管的内壁间设有气压腔，所述挡板设置于所述气压腔内，一端沿着第一缘毂轴向与第一缘毂外圆周壁固定连接，另一端与导管的内壁相接触，若干第一桨叶周向均匀的固定在所述第一缘毂的内圆周壁上；

所述导管的内圆周壁上还设置有周向分布的若干齿轮槽，所述传动齿轮设置于所述齿轮槽内部，所述传动齿轮的齿轮轴固定于所述齿轮槽侧壁上并且与所述导管的轴线互相平行，所述传动齿轮与设置在所述第一缘毂上的第一缘毂齿轮啮合传动；

所述第二缘毂设置在导管的内部并能够绕导管的轴线转动，所述传动齿轮与设置在所述第二缘毂上的第二缘毂齿轮啮合传动；若干第二桨叶周向均匀的固定在所述第二缘毂的内圆周壁上；

所述电动部包括驱动装置和往复隔板；所述驱动装置设置在支架内部并与所述往复隔板连接，所述驱动装置能够驱动所述往复隔板往复运动以实现所述往复隔板与第一缘毂的外圆周壁的接触和分离；当往复隔板与第一缘毂的外圆周壁接触时，所述往复隔板和挡板将所述气压腔分隔成第一气压腔和第二气压腔；

所述压力部包括第一通气管路和第二通气管路；所述第一通气管路与所述第一气压腔连通，所述第二通气管路与所述第二气压腔连通，所述第一通气管路与高压气源连接用于向所述第一气压腔注入气体，所述第二通气管路用于排出所述第二气压腔内的气体。

进一步的，所述导管上设置有供所述第一缘毂转动的第一环形槽，所述第一环形槽在其两侧壁上沿导管轴向方向相对设置有环形第一滑轨道；所述第一缘毂两端侧壁上分别设置与所述第一滑轨道配合的环形第一轨道槽；所述第一滑轨道能够插入所述第一轨道槽内以实现所述第一缘毂与所述导管的转动。

进一步的，所述导管上设置有供所述第二缘毂转动的第二环形槽，所述第二环形槽在其两侧壁上沿导管轴向方向相对设置有环形第二滑轨道；所述第二缘毂两端侧壁上分别设置与所述第二滑轨道配合的环形第二轨道槽；所述第二滑轨道能够插入所述第二轨道槽内以实现所述第二缘毂与所述导管的转动。

进一步的，所述气压腔为第一缘毂外圆周壁与所述第一环形槽内壁之间的封闭空间。

进一步的，所述导管外表面上设置沿其轴线方向设置的往复隔板开孔，所述往复隔板通过所述往复隔板开孔做往复运动。

进一步的，所述往复隔板开孔两侧分别设置第一接口和第二接口；所述第一通气管路与所述第一接口连接，以与第一气压腔连通；所述第二通气管路与所述第一接口连接，以与第二气压腔连通。

进一步的，所述第一轨道槽与所述第一缘毂之间形成第一壁面；所述第一缘毂齿轮设置于所述第一壁面外圆周壁上，以实现所述传动齿轮与所述第一缘毂齿轮之间的外啮合传动；所述第一缘毂齿轮的轴线与所述第一缘毂的轴线重合。

进一步的，所述第二轨道槽与所述第二缘毂之间形成第二壁面；所述第二缘毂齿轮设置于所述第二壁面外圆周壁上，以实现所述传动齿轮与所述第二缘毂齿轮之间的啮合传动；所述第二缘毂齿轮的轴线与所述第二缘毂的轴线重合。

进一步的，所述第一桨叶第二桨叶形成有叶错角。

有益效果：本发明所公开的一种船用串列推进器，通过设置气压腔，通过挡板两侧气压腔的压力不同推动挡板进行旋转运动，从而驱动挡板，第一缘毂和第一桨叶做旋转运动，然后第一缘毂通过传动齿轮驱动第二缘毂以相同方向旋转，从而使第一桨叶和第二桨叶以相同的方向旋转，共同推动水流向后运动，以提供向前的推力，本发明具有占用空间小，重量轻，成本低的优点，并且解决了的串列桨由于安装在同一旋转轴上而带来的对前后桨性能的影响，改善了推进性能。

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为本发明船用串列推进器纵向布置图；

图2为本发明船用串列推进器A-A横向剖视图；

图3为本发明船用串列推进器B-B横向剖视图；

图4为本发明船用串列推进器导管外观示意图；

图5为本发明船用串列推进器内部斜视三维示意图；

图6为本发明船用串列推进器第一缘毂分解图；

图7为本发明船用串列推进器第二缘毂分解图；

图8为本发明船用串列推进器导管分解图。

其中：3、支架；4、导管；5、气压腔；5a、第一气压腔；5b、第二气压腔；6、第一缘毂；7、第一桨叶；8、第二缘毂；9、第二桨叶；10、传动齿轮；11、第一通气管路；12、第二通气管路；13、往复隔板；14、驱动装置；15、挡板；16、第一接口；17、第二接口；18、往复隔板开孔；19、第一缘毂齿轮；20、第二缘毂齿轮；21、第一滑轨道；22、第二滑轨道；23、齿轮槽；24、第一轨道槽；25、第二轨道槽；26、第一壁面；27、第二壁面。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，且类似地，可将第二元件为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元件，但其不是同一元件。

本发明所公开的一种船用串列推进器，如附图1和图5和图8所示，包括支架3、导管4、动力部，压力部和电动部，

所述导管4与所述支架3固定连接，所述导管4内部设置有动力部；

优选的，所述动力部包括第一桨部、第二桨部、2个传动齿轮10以及挡板15；

优选的，如附图2所示，所述第一桨部包括环状的第一缘毂6、4个第一桨叶7；所述第一缘毂6设置在导管4的内部并能够绕导管4的轴线转动，所述导管4上设置有供所述第一缘毂6转动的第一环形槽，所述第一环形槽在其两侧壁上沿导管4轴向方向相对设置有环形第一滑轨道21，所述第一缘毂6两端侧壁上分别设置与所述第一滑轨道21配合的环形第一轨道槽24，所述第一滑轨道21能够插入所述第一轨道槽24内以实现所述第一缘毂6与所述导管4的转动；本实施例中采用的第一滑轨道21第一轨道槽24的结构，有效的减轻了第一桨部的重量，使其工作更加轻便。

优选的，如附图6所示，所述第一缘毂6的外圆周壁与导管4的内壁间设有气压腔5，所述气压腔5为第一缘毂6外圆周壁与所述第一环形槽内壁之间的封闭空间；所述挡板15设置于所述气压腔5内，一端沿着第一缘毂6轴向与第一缘毂6外圆周壁固定连接，另一端与导管4的内壁相接触，4个第一桨叶7周向均匀的固定的在所述第一缘毂6的内圆周壁上；

优选的，所述导管4的内圆周壁上还设置有位于导管4同一直径上的2个齿轮槽23，所述传动齿轮10设置于所述齿轮槽23内部，所述传动齿轮10的齿轮轴固定于所述齿轮槽23侧壁上并且与所述导管4的轴线互相平行，实现所述传动齿轮10与设置在所述第一缘毂6上的第一缘毂齿轮19外啮合传动；所述第一轨道槽24与所述第一缘毂5之间形成第一壁面26，所述第一缘毂齿轮19设置于所述第一壁面外圆周壁上，以实现所述传动齿轮10与所述第一缘毂齿轮19的外啮合传动；所述第一缘毂齿轮19的轴线与所述第一缘毂6的轴线重合；本实施例中的两个传动齿轮10设置于所述导管4同一直径的两侧，能够使得整个机构受力平稳。

所述第二桨部包括第二缘毂8、4个第二桨叶9，如附图3所示；所述第二缘毂8设置在导管4的内部并能够绕导管4的轴线转动，所述导管4上设置有供所述第二缘毂8转动的第二环形槽，所述第二环形槽在其两侧壁上沿导管4轴向方向相对设置有环形第二滑轨道22；所述第二缘毂8两端侧壁上分别设置与所述第二滑轨道22配合的环形第二轨道槽25；所述第二滑轨道22能够插入所述第二轨道槽25内以实现所述第二缘毂8与所述导管4的转动。本实施例中采用的第二滑轨道22和第二轨道槽25的结构，有效的减轻了第二桨部的重量，使其工作更加轻便，如附图7所示。

所述传动齿轮10与设置在所述第二缘毂8上的第二缘毂齿轮20外啮合传动；所述第二轨道槽25与所述第二缘毂8之间形成第二壁面27，所述第二缘毂齿轮设置于所述第二壁面27外圆周壁上，以实现所述传动齿轮10与所述第二缘毂齿轮20之间的外啮合传动。4个第二桨叶9周向均匀的固定的在所述第二缘毂8的内圆周壁上，所述第二桨叶9滞后于相邻的第一桨叶7一个角度，形成有叶错角。

优选的，所述电动部包括驱动装置14和往复隔板13；所述驱动装置14设置在支架3内部并与所述往复隔板13连接，所述驱动装置14能够驱动所述往复隔板13往复运动以实现所述往复隔板13与第一缘毂6的外圆周壁的接触和分离；当往复隔板13与第一缘毂6的外圆周壁接触时，所述往复隔板13和挡板15将所述气压腔5分隔成第一气压腔5a和第二气压腔5b，本实施例中的驱动装置14采用的是常用的一种往复式直线电机来带动往复隔板13做与第一缘毂6的外圆周壁的接触和分离的往复运动，如附图2所示。

优选的，所述压力部包括第一通气管路11和第二通气管路12；所述第一通气管路11与所述第一气压腔5a连通，所述第二通气管路12与所述第二气压腔5b连通，所述第一通气管路11与高压气源连接用于向所述第一气压腔5a注入惰性高压气体，所述第二通气管路12用于排出所述第二气压腔5b内的惰性高压气体，本实施例中的利用挡板两侧气压腔中压力不同来驱动挡板运动，从而带动整个导管进行运动的设计，大大减轻了推进器整体的重量，降低了成本。

优选的，所述导管4外表面上设置沿其轴线方向设置的往复隔板开孔18，所述往复隔板13通过所述往复隔板开孔18做往复运动，所述往复隔板开孔18两侧分别设置第一接口16和第二接口17，如附图4所示；所述第一通气管路11与所述第一接口16连接，以与第一气压腔5a连通；所述第二通气管路12与所述第一接口16连接，以与第二气压腔5b连通。

具体的，在本实施例中，往复式直线电机驱动往复隔板做运动，当所示往复隔板经由往复隔板开孔运动到紧贴第一缘毂是，往复隔板和挡板将气压腔分隔为第一气压腔和第二气压腔两部分，所示第一气压腔通过第一接口与第一通气管路连通，以向第一气压腔内注入高压惰性气体，所示第二气压腔通过第二接口与第二通气管路连通，以使第二气压腔内的气体排出；因此在挡板两侧形成压力差，从而驱动挡板，第一缘毂和第一桨叶做旋转运动；所述第一缘毂的旋转运动带动与第一缘毂齿轮内啮合的传动齿轮向同一方向做旋转运动，进而传动齿轮通过与其内啮合的第二缘毂齿轮带动第二缘毂向同一方向做旋转运动，通过以上传动实现第一缘毂和第二缘毂以相同的方向旋转，第一缘毂和第二缘毂带动第一桨叶和第二桨叶旋转，推动水流进而为推进器提供动力。

当所述挡板做旋转运动至往复隔板位置时，往复隔板在常用的往复式直线电机驱动下远离第一缘毂外圆周壁，从而使挡板顺利通过，当挡板通过往复隔板位置时，往复式直线电机驱动往复隔板再次运动到紧贴缘毂，在此过程中，第一气压腔和第二气压腔的容积随挡板的位置动态变化。

就本实施例而言，针对导管4采用分段式组装或局部拆卸的方式，将第一缘毂6、第二缘毂8和传动齿轮10安装到导管4上。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种船用串列推进器，其特征在于，包括支架(3)、导管(4)、动力部，压力部和电动部，所述导管(4)与所述支架(3)固定连接，所述导管(4)内部设置有动力部；

所述动力部包括第一桨部、第二桨部、若干传动齿轮(10)以及挡板(15)；

所述第一桨部包括环状的第一缘毂(6)、若干第一桨叶(7)；所述第二桨部包括环状的第二缘毂(8)、若干第二桨叶(9)；

所述第一缘毂(6)设置在导管(4)的内部并能够绕导管(4)的轴线转动，所述第一缘毂(6)的外圆周壁与导管(4)的内壁间设有气压腔(5)，所述挡板(15)设置于所述气压腔(5)内，一端沿着第一缘毂(6)轴向与第一缘毂(6)外圆周壁固定连接，另一端与导管(4)的内壁相接触，若干第一桨叶(7)周向均匀的固定在所述第一缘毂(6)的内圆周壁上；

所述导管(4)的内圆周壁上还设置有周向分布的若干齿轮槽(23)，所述传动齿轮(10)设置于所述齿轮槽(23)内部，所述传动齿轮(10)的齿轮轴固定于所述齿轮槽(23)侧壁上并且与所述导管(4)的轴线互相平行，所述传动齿轮(10)与设置在所述第一缘毂(6)上的第一缘毂齿轮(19)啮合传动；

所述第二缘毂(8)设置在导管(4)的内部并能够绕导管(4)的轴线转动，所述传动齿轮(10)与设置在所述第二缘毂(8)上的第二缘毂齿轮(20)啮合传动；若干第二桨叶(9)周向均匀的固定在所述第二缘毂(8)的内圆周壁上；

所述电动部包括驱动装置(14)和往复隔板(13)；所述驱动装置(14)设置在支架(3)内部并与所述往复隔板(13)连接，所述驱动装置(14)能够驱动所述往复隔板(13)往复运动以实现所述往复隔板(13)与第一缘毂(6)的外圆周壁的接触和分离；当往复隔板(13)与第一缘毂(6)的外圆周壁接触时，所述往复隔板(13)和挡板(15)将所述气压腔(5)分隔成第一气压腔(5a)和第二气压腔(5b)；

所述压力部包括第一通气管路(11)和第二通气管路(12)；所述第一通气管路(11)与所述第一气压腔(5a)连通，所述第二通气管路(12)与所述第二气压腔(5b)连通，所述第一通气管路(11)与高压气源连接用于向所述第一气压腔(5a)注入气体，所述第二通气管路(12)用于排出所述第二气压腔(5b)内的气体。

2.根据权利要求1所述的一种船用串列推进器，其特征在于，所述导管(4)上设置有供所述第一缘毂(6)转动的第一环形槽，所述第一环形槽在其两侧壁上沿导管(4)轴向方向相对设置有环形第一滑轨道(21)；所述第一缘毂(6)两端侧壁上分别设置与所述第一滑轨道(21)配合的环形第一轨道槽(24)；所述第一滑轨道(21)能够插入所述第一轨道槽(24)内以实现所述第一缘毂(6)与所述导管(4)的转动。

3.根据权利要求1所述的一种船用串列推进器，其特征在于，所述导管(4)上设置有供所述第二缘毂(8)转动的第二环形槽，所述第二环形槽在其两侧壁上沿导管(4)轴向方向相对设置有环形第二滑轨道(22)；所述第二缘毂(8)两端侧壁上分别设置与所述第二滑轨道(22)配合的环形第二轨道槽(25)；所述第二滑轨道(22)能够插入所述第二轨道槽(25)内以实现所述第二缘毂(8)与所述导管(4)的转动。

4.根据权利要求2所述的一种船用串列推进器，其特征在于，所述气压腔(5)为第一缘毂(6)外圆周壁与所述第一环形槽内壁之间的封闭空间。

5.根据权利要求1所述的一种船用串列推进器，其特征在于，所述导管(4)外表面上设置沿其轴线方向设置的往复隔板开孔(18)，所述往复隔板(13)通过所述往复隔板开孔(18)做往复运动。

6.根据权利要求5所述的一种船用串列推进器，其特征在于，所述往复隔板开孔(18)两侧分别设置第一接口(16)和第二接口(17)；所述第一通气管路(11)与所述第一接口(16)连接，以与第一气压腔(5a)连通；所述第二通气管路(12)与所述第一接口(16)连接，以与第二气压腔(5b)连通。

7.根据权利要求2所述的一种船用串列推进器，其特征在于，所述第一轨道槽(24)与所述第一缘毂(6)内圆周壁之间形成第一壁面(26)；所述第一缘毂齿轮(19)设置于所述第一壁面(26)外圆周壁上，以实现所述传动齿轮(10)与所述第一缘毂齿轮(19)之间的外啮合传动；所述第一缘毂齿轮(19)的轴线与所述第一缘毂(6)的轴线重合。

8.根据权利要求3所述的一种船用串列推进器，其特征在于，所述第二轨道槽(25)与所述第二缘毂(8)内圆周壁之间形成第二壁面(27)；所述第二缘毂齿轮(20)设置于所述第二壁面(27)外圆周壁上，以实现所述传动齿轮(10)与所述第二缘毂齿轮(20)之间的啮合传动；所述第二缘毂齿轮(20)的轴线与所述第二缘毂(8)的轴线重合。

9.根据权利要求1所述的一种船用串列推进器，其特征在于，所述第一桨叶(7)和第二桨叶(9)形成有叶错角。

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