CN114435573A - 一种船用涡轮推进器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及船用设备领域，尤其涉及一种船用涡轮推进器，包括：驱动装置、双螺旋涡轮和喷流罩，所述驱动装置安装在船体上，驱动装置输出端与双螺旋涡轮输入端连接，双螺旋涡轮输出端与喷流罩输入端连接，双螺旋涡轮和喷流罩为一体结构，所述双螺旋涡轮包括两组单螺旋外壳，单螺旋外壳为带锥度螺旋结构，两组单螺旋外壳互为喷流罩中心轴对称设置，本发明通过使用双螺旋涡轮可以增大推进器与水的接触面，降低螺旋桨径向和切向速度的产生，将能量集中在轴向输出，从而具备推进功能。

Description

一种船用涡轮推进器
技术领域
本发明涉及船用设备领域，尤其涉及一种船用涡轮推进器。
背景技术
世界海洋工程与科技发展所呈现的海洋开发技术和设备不断进步，推动海洋资源全面开发利用，海洋能源开发利用已成为各海洋国家发展的重要支柱。
船舶作为海洋经济的主要交通工具，其最为常用的推进方式是采用螺旋桨推进器，利用叶片旋转运动方式，提供船舶前进的动力。随着船舶向大型化、高速化发展，船舶对螺旋桨的动力要求也日益提高。
如申请号：CN201721910476.4公开的一种大型螺旋桨，包括安装套、基础螺旋桨和安装叶片，所述安装套的中心设置有固定卡，且安装套的外侧设置有安装座，所述安装座的外侧设置有紧压卡，所述基础螺旋桨设置于安装座的一侧，且基础螺旋桨的表面设置有安装卡，所述安装卡的内部镶嵌有防腐密封板，且防腐密封板的内部设置有锌块，所述防腐密封板的边缘设置有凸块，所述安装座和紧压卡分别通过第一紧压螺栓和第二紧压螺栓与安装套之间相互固定。
如申请号：CN201721913318.4公开的一种纤维复合材料的船用螺旋桨，包括连接轴、第一缓冲层、支撑层和第二缓冲层，所述连接轴的外表面设置有螺旋桨叶，且连接轴的内部设置有连接孔，所述连接轴的前端设置有固定管，且固定管的体壁上设置有套管，所述套管的内部设置有连接弹簧，所述第一缓冲层设置在螺旋桨叶片的内部，且第一缓冲层的内部设置有第一支撑板，所述支撑层设置在第一缓冲层的下表面，且支撑层的内部设置有支撑杆，所述第二缓冲层设置在支撑层的下表面，且第二缓冲层的内部设置有第二支撑板。
现有技术中，现有船舶螺旋桨推进效率低，传统三叶螺旋桨的推进系数为0.4，传统六叶螺旋桨的推进系数为0.6，并且采用螺旋桨形式，如图2，出水口速度分散，分为轴向、径向和切向三个方向，其中只有轴向速度提供动力，径向和切向方向未提供动力，能量耗散高。
为了解决现有技术问题，本发明提出一种船用涡轮推进器。
发明内容
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种船用涡轮推进器，包括：驱动装置、双螺旋涡轮和喷流罩，所述驱动装置安装在船体上，驱动装置输出端与双螺旋涡轮输入端连接，双螺旋涡轮输出端与喷流罩输入端连接，双螺旋涡轮和喷流罩为一体结构，所述双螺旋涡轮包括两组单螺旋外壳，单螺旋外壳为带锥度螺旋结构，两组单螺旋外壳互为喷流罩中心轴对称设置。
优选地，所述驱动装置包括：电机和减速器，所述电机和减速器安装在船体上，电机输出端与减速器输入端连接，减速器输出端与双螺旋涡轮输入端连接。
优选地，所述双螺旋涡轮窄口端为输入端，双螺旋涡轮宽口端为输出端，所述双螺旋涡轮窄口端与减速器输出端连接，双螺旋涡轮宽口端与喷流罩输入端连接。
优选地，所述喷流罩宽口端为输入端，喷流罩窄口端为输出端，所述喷流罩宽口端与双螺旋涡轮宽口端连接，喷流罩窄口端可向外界喷射由双螺旋涡轮吸入的流体。
优选地，所述喷流罩宽口端开口角度为180度。
优选地，所述喷流罩内设置有导流叶片，导流叶片设置有多组，导流叶片呈螺旋状，导流叶片固定安装在喷流罩内壁。
优选地，所述单螺旋外壳形状为带锥度的螺旋结构，锥度为1:1—1:3。
优选地，所述两组单螺旋外壳的相邻面处间距相等。
优选地，所述单螺旋外壳螺旋圈数为0.5—1圈。
优选地，所述喷流罩窄口端孔径为喷流罩宽口端孔径的1/2-2/3。
本发明的优点在于：本发明提供了一种船用涡轮推进器，具有以下优点：
本发明采用涡轮加涵道形式，使涡轮外圈的进水口相较于螺旋桨平面进水量更大，出水口速度更加集中，采用涡轮，对海洋环境、生物破坏小，通过使用导流叶片，可以对从涡轮吸入的水进行物理加速，加速过程中，能量耗散低，提高了推进效率，通过使用电动机提供动力，降低了船舶尾气污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明涡轮加速过程的示意图；
图2为传统螺旋桨加速过程的示意图；
图3为本发明结构轴侧图；
图4为本发明涡轮的结构轴侧图；
图5为本发明喷流罩的结构轴侧图；
图6为本发明导流叶片的结构示意图；
图7为本发明剖面示意图；
其中：
1、双螺旋涡轮；2、喷流罩；11、单螺旋外壳；21、导流叶片。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一，结合图1-图6进行说明：
一种船用涡轮推进器，包括：驱动装置、双螺旋涡轮1和喷流罩2，所述驱动装置安装在船体上，驱动装置输出端与双螺旋涡轮1输入端连接，双螺旋涡轮1输出端与喷流罩2输入端连接，双螺旋涡轮1和喷流罩2为一体结构，所述双螺旋涡轮1包括两组单螺旋外壳11，单螺旋外壳11为带锥度螺旋结构，两组单螺旋外壳11互为喷流罩2中心轴对称设置；
驱动装置包括：电机和减速器，所述电机和减速器安装在船体上，电机输出端与减速器输入端连接，减速器输出端与双螺旋涡轮1输入端连接；
所述双螺旋涡轮1窄口端为输入端，双螺旋涡轮1宽口端为输出端，所述双螺旋涡轮1窄口端与减速器输出端连接，双螺旋涡轮1宽口端与喷流罩2输入端连接；
所述喷流罩2宽口端为输入端，喷流罩2窄口端为输出端，所述喷流罩2宽口端与双螺旋涡轮1宽口端连接，喷流罩2窄口端可向外界喷射由双螺旋涡轮1吸入的流体；
所述喷流罩2宽口端开口角度为180度；
单螺旋外壳11形状为带锥度的螺旋结构，锥度为1:3；
所述两组单螺旋外壳11的相邻面处间距相等；所述单螺旋外壳11螺旋圈数为1圈；
所述喷流罩2窄口端孔径为喷流罩2宽口端孔径的1/2；
如此设置，使用驱动装置带动双螺旋涡轮1和喷流罩2旋转，随着双螺旋涡轮1旋转，双螺旋涡轮1内部水压增大，从而使双螺旋涡轮1内部的水从喷流罩2的窄口端喷出，通过改变单螺旋外壳的锥度和曲率可以适应不同的航行速度，使用电动机提供动力，可以有效的减少船舶的尾气排放。
实施例二，结合图1-图6进行说明：
一种船用涡轮推进器，包括：驱动装置、双螺旋涡轮1和喷流罩2，所述驱动装置安装在船体上，驱动装置输出端与双螺旋涡轮1输入端连接，双螺旋涡轮1输出端与喷流罩2输入端连接，双螺旋涡轮1和喷流罩2为一体结构，所述双螺旋涡轮1包括两组单螺旋外壳11，单螺旋外壳11为带锥度螺旋结构，两组单螺旋外壳11互为喷流罩2中心轴对称设置；
驱动装置包括：电机和减速器，所述电机和减速器安装在船体上，电机输出端与减速器输入端连接，减速器输出端与双螺旋涡轮1输入端连接；
所述双螺旋涡轮1窄口端为输入端，双螺旋涡轮1宽口端为输出端，所述双螺旋涡轮1窄口端与减速器输出端连接，双螺旋涡轮1宽口端与喷流罩2输入端连接；
所述喷流罩2宽口端为输入端，喷流罩2窄口端为输出端，所述喷流罩2宽口端与双螺旋涡轮1宽口端连接，喷流罩2窄口端可向外界喷射由双螺旋涡轮1吸入的流体；
所述喷流罩2宽口端开口角度为180度；
所述喷流罩2内设置有导流叶片21，导流叶片21设置有多组，导流叶片21呈螺旋状，导流叶片21固定安装在喷流罩2内壁；
单螺旋外壳11形状为带锥度的螺旋结构，锥度为1:3；
所述两组单螺旋外壳11的相邻面处间距相等；所述单螺旋外壳11螺旋圈数为1圈；
所述喷流罩2窄口端孔径为喷流罩2宽口端孔径的1/2；
如此设置，在实施例一的基础上在喷流罩2内增加了导流叶片21，导流叶片21可实现喷流罩2内的物理加速，使水从外界吸入到双螺旋涡轮1再到喷流罩2内，再从喷流罩2排出，水吸入到双螺旋涡轮1时的初始速度为V1，通过双螺旋涡轮1加速，此时速度为V2，再通过喷流罩2内的导流叶片21加速，速度为V3。
实施例三，结合图1-图6进行说明：
一种船用涡轮推进器，包括：驱动装置、双螺旋涡轮1和喷流罩2，所述驱动装置安装在船体上，驱动装置输出端与双螺旋涡轮1输入端连接，双螺旋涡轮1输出端与喷流罩2输入端连接，双螺旋涡轮1和喷流罩2为一体结构，所述双螺旋涡轮1包括两组单螺旋外壳11，单螺旋外壳11为带锥度螺旋结构，两组单螺旋外壳11互为喷流罩2中心轴对称设置；
驱动装置包括：电机和减速器，所述电机和减速器安装在船体上，电机输出端与减速器输入端连接，减速器输出端与双螺旋涡轮1输入端连接；
所述双螺旋涡轮1窄口端为输入端，双螺旋涡轮1宽口端为输出端，所述双螺旋涡轮1窄口端与减速器输出端连接，双螺旋涡轮1宽口端与喷流罩2输入端连接；
所述喷流罩2宽口端为输入端，喷流罩2窄口端为输出端，所述喷流罩2宽口端与双螺旋涡轮1宽口端连接，喷流罩2窄口端可向外界喷射由双螺旋涡轮1吸入的流体；
所述喷流罩2宽口端开口角度为180度；
所述喷流罩2内设置有导流叶片21，导流叶片21设置有多组，导流叶片21呈螺旋状，导流叶片21固定安装在喷流罩2内壁；
单螺旋外壳11形状为带锥度的螺旋结构，锥度为1:1；
所述两组单螺旋外壳11的相邻面处间距相等；所述单螺旋外壳11螺旋圈数为1圈；
所述喷流罩2窄口端孔径为喷流罩2宽口端孔径的1/2；
如此设置，相比于实施例二，调整了单螺旋外壳11的锥度，在相同转速下，更适合低速航行船舶推进，可以有效减小涡轮自身阻力。
实施例四，结合图1-图6进行说明：
一种船用涡轮推进器，包括：驱动装置、双螺旋涡轮1和喷流罩2，所述驱动装置安装在船体上，驱动装置输出端与双螺旋涡轮1输入端连接，双螺旋涡轮1输出端与喷流罩2输入端连接，双螺旋涡轮1和喷流罩2为一体结构，所述双螺旋涡轮1包括两组单螺旋外壳11，单螺旋外壳11为带锥度螺旋结构，两组单螺旋外壳11互为喷流罩2中心轴对称设置；
驱动装置包括：电机和减速器，所述电机和减速器安装在船体上，电机输出端与减速器输入端连接，减速器输出端与双螺旋涡轮1输入端连接；
所述双螺旋涡轮1窄口端为输入端，双螺旋涡轮1宽口端为输出端，所述双螺旋涡轮1窄口端与减速器输出端连接，双螺旋涡轮1宽口端与喷流罩2输入端连接；
所述喷流罩2宽口端为输入端，喷流罩2窄口端为输出端，所述喷流罩2宽口端与双螺旋涡轮1宽口端连接，喷流罩2窄口端可向外界喷射由双螺旋涡轮1吸入的流体；
所述喷流罩2宽口端开口角度为180度；
所述喷流罩2内设置有导流叶片21，导流叶片21设置有多组，导流叶片21呈螺旋状，导流叶片21固定安装在喷流罩2内壁；
单螺旋外壳11形状为带锥度的螺旋结构，锥度为1:3；
所述两组单螺旋外壳11的相邻面处间距相等；所述单螺旋外壳11螺旋圈数为0.5圈；
所述喷流罩2窄口端孔径为喷流罩2宽口端孔径的1/4；
如此设置，相比于实施例二，调整了单螺旋外壳11螺旋圈数为0.5圈，在相同的转速下，更适合高速航行船舶推进。
实施例五，结合图1-图6进行说明：
一种船用涡轮推进器，包括：驱动装置、双螺旋涡轮1和喷流罩2，所述驱动装置安装在船体上，驱动装置输出端与双螺旋涡轮1输入端连接，双螺旋涡轮1输出端与喷流罩2输入端连接，双螺旋涡轮1和喷流罩2为一体结构，所述双螺旋涡轮1包括两组单螺旋外壳11，单螺旋外壳11为带锥度螺旋结构，两组单螺旋外壳11互为喷流罩2中心轴对称设置；
驱动装置包括：电机和减速器，所述电机和减速器安装在船体上，电机输出端与减速器输入端连接，减速器输出端与双螺旋涡轮1输入端连接；
所述双螺旋涡轮1窄口端为输入端，双螺旋涡轮1宽口端为输出端，所述双螺旋涡轮1窄口端与减速器输出端连接，双螺旋涡轮1宽口端与喷流罩2输入端连接；
所述喷流罩2宽口端为输入端，喷流罩2窄口端为输出端，所述喷流罩2宽口端与双螺旋涡轮1宽口端连接，喷流罩2窄口端可向外界喷射由双螺旋涡轮1吸入的流体；
所述喷流罩2宽口端开口角度为180度；
所述喷流罩2内设置有导流叶片21，导流叶片21设置有多组，导流叶片21呈螺旋状，导流叶片21固定安装在喷流罩2内壁；
单螺旋外壳11形状为带锥度的螺旋结构，锥度为1:3；
所述两组单螺旋外壳11的相邻面处间距相等；所述单螺旋外壳11螺旋圈数为1圈；
所述喷流罩2窄口端孔径为喷流罩2宽口端孔径的2/3；
如此设置，在实施例二的基础上，扩大了喷流罩2宽口端的孔径，以致从喷流罩2宽口端喷射的水量更多，推进能力更强。
工作方式：一种船用涡轮推进器，所述驱动装置安装在船体上，驱动装置输出端与双螺旋涡轮1输入端连接，双螺旋涡轮1输出端与喷流罩2输入端连接，双螺旋涡轮1和喷流罩2为一体结构，所述双螺旋涡轮1包括两组单螺旋外壳11，单螺旋外壳11为带锥度螺旋结构，两组单螺旋外壳11互为喷流罩2中心轴对称设置；驱动装置包括：电机和减速器，所述电机和减速器安装在船体上，电机输出端与减速器输入端连接，减速器输出端与双螺旋涡轮1输入端连接；所述双螺旋涡轮1窄口端为输入端，双螺旋涡轮1宽口端为输出端，所述双螺旋涡轮1窄口端与减速器输出端连接，双螺旋涡轮1宽口端与喷流罩2输入端连接；所述喷流罩2宽口端为输入端，喷流罩2窄口端为输出端，所述喷流罩2宽口端与双螺旋涡轮1宽口端连接，喷流罩2窄口端可向外界喷射由双螺旋涡轮1吸入的流体；所述喷流罩2宽口端开口角度为180度；所述喷流罩2内设置有导流叶片21，导流叶片21设置有多组，导流叶片21呈螺旋状，导流叶片21固定安装在喷流罩2内壁；单螺旋外壳11形状为带锥度的螺旋结构，锥度为1:3；所述两组单螺旋外壳11的相邻面处间距相等；所述单螺旋外壳11螺旋圈数为1圈；所述喷流罩2窄口端孔径为喷流罩2宽口端孔径的1/2；
使用时，驱动装置带动双螺旋涡轮1旋转，双螺旋涡轮1开口在旋转的情况下可以将外界的水源吸入到双螺旋涡轮1内，使双螺旋涡轮1内的压强增大，由于单螺旋外壳11为带锥度螺旋结构，且两组单螺旋外壳11的相邻面处间距相等，双螺旋涡轮1内的水顺着单螺旋外壳11的螺旋结构，从双螺旋涡轮1窄口端流向双螺旋涡轮1宽口端，随后水流入喷流罩2宽口端，在通过螺旋结构的导流叶片21，给流入的水进行二次加速，最后被二次加速的水从喷流罩2窄口端喷出，喷流罩2宽口端开口角度越大，喷流罩2内存储的水便会越多。
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 (10)

1.一种船用涡轮推进器，其特征在于，包括：驱动装置、双螺旋涡轮(1)和喷流罩(2)，所述驱动装置安装在船体上，驱动装置输出端与双螺旋涡轮(1)输入端连接，双螺旋涡轮(1)输出端与喷流罩(2)输入端连接，双螺旋涡轮(1)和喷流罩(2)为一体结构，所述双螺旋涡轮(1)包括两组单螺旋外壳(11)，单螺旋外壳(11)为带锥度螺旋结构，两组单螺旋外壳(11)互为喷流罩(2)中心轴对称设置。
2.根据权利要求1所述的一种船用涡轮推进器，其特征在于，所述驱动装置包括：电机和减速器，所述电机和减速器安装在船体上，电机输出端与减速器输入端连接，减速器输出端与双螺旋涡轮(1)输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种船用涡轮推进器，其特征在于，所述双螺旋涡轮(1)窄口端为输入端，双螺旋涡轮(1)宽口端为输出端，所述双螺旋涡轮(1)窄口端与减速器输出端连接，双螺旋涡轮(1)宽口端与喷流罩(2)输入端连接。
4.根据权利要求3所述的一种船用涡轮推进器，其特征在于，所述喷流罩(2)宽口端为输入端，喷流罩(2)窄口端为输出端，所述喷流罩(2)宽口端与双螺旋涡轮(1)宽口端连接，喷流罩(2)窄口端可向外界喷射由双螺旋涡轮(1)吸入的流体。
5.根据权利要求4所述的一种船用涡轮推进器，其特征在于，所述喷流罩(2)宽口端开口角度为180度。
6.根据权利要求4所述的一种船用涡轮推进器，其特征在于，所述喷流罩(2)内设置有导流叶片(21)，导流叶片(21)设置有3组，导流叶片(21)呈螺旋状，导流叶片(21)固定安装在喷流罩(2)内壁。
7.根据权利要求1所述的一种船用涡轮推进器，其特征在于，所述单螺旋外壳(11)形状为带锥度的螺旋结构，锥度为1:1—1:3。
8.根据权利要求1所述的一种船用涡轮推进器，其特征在于，所述两组单螺旋外壳(11)的相邻面处间距相等。
9.根据权利要求1所述的一种船用涡轮推进器，其特征在于，所述单螺旋外壳(11)螺旋圈数为0.5—1圈。
10.根据权利要求1所述的一种船用涡轮推进器，其特征在于，所述喷流罩(2)窄口端孔径为喷流罩(2)宽口端孔径的1/2-2/3。
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