CN216508980U - 一种混合动力舵桨推进系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混合动力舵桨推进系统，包括推进器单元以及用于驱动所述推进器单元运转的第一动力单元和第二动力单元，所述第一动力单元用于在所述推进系统高速运行时提供动力，所述第二动力单元用于在所述推进系统高速运行时存储动力并在所述推进系统低速运行时提供动力。本实用新型的混合动力舵桨推进系统，通过设置第一动力单元提供高速航行时的动力，设置第二动力单元在柴油机高速运行时将多余的能量进行回收，通过变频器整流回收储存至电池，并在低速航行时将回收的能力作为动力输出，提高能量利用率。

Description

一种混合动力舵桨推进系统

技术领域

本实用新型涉及船用动力系统技术领域，具体涉及一种混合动力舵桨推进系统。

背景技术

对于采用常规动力推进装置的船舶来说，其柴油机系统无法满足低航速航行即微动航行的要求，解决该现状需增加滑差离合器或可调螺距桨，系统结构复杂，维护成本高。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种混合动力舵桨推进系统，能够在柴油机高速运行时将多余的能量进行回收，并在低速航行时将回收的能量释放，提高能量利用率。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

一种混合动力舵桨推进系统，包括推进器单元以及用于驱动所述推进器单元运转的第一动力单元和第二动力单元，所述第一动力单元用于在所述推进系统高速运行时提供动力，所述第二动力单元用于在所述推进系统高速运行时存储动力并在所述推进系统低速运行时提供动力。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述第一动力单元包括柴油机、离合器以及连接所述离合器与推进器单元的轴系。高速航行时，离合器合排，采油机启动，通过离合器带动轴系运转，进而驱动推进器单元。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述第二动力单元依次包括电机、变频器以及电池，所述电机连接在所述推进器单元和变频器之间，所述变频器用于在所述推进系统高速运行时将交流电变为直流电，并在所述推进系统低速运行时将直流电变为交流电。电机具有工作模式和发电模式，当高速航行时，第一动力单元驱动推进器单元，推进器单元驱动电机运转发电，发的交流电传输至变频器，变频器将其变为直流电并传输给电池，电池将该直流电进行存储，此时电机处于发电模式下；当低速航行时，电池将直流电进行释放，变频器将直流电变为交流电传输给电机，电机转动驱动推进器单元，此时电机处于工作模式下。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述推进器单元包括螺旋桨以及带动所述螺旋桨运转的齿轮装置，所述齿轮装置与所述第一动力单元和第二动力单元连接。即齿轮装置上具有双输入的结构以满足与第一动力单元和第二动力单元连接的要求。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述齿轮装置包括被动锥齿轮以及与所述被动锥齿轮噬合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一动力单元的轴系包括用于带动所述第一锥齿轮转动的第一输入轴，所述第二动力单元包括用于带动所述第二锥齿轮转动的第二输入轴，所述第二输入轴与所述电机的输出轴连接。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述推进系统具有第一工作状态和第二工作状态，所述第一工作状态下，所述柴油机启动，所述离合器合排，所述轴系运转，所述第一输入轴带动所述第一输入轴转动，进而带动所述被动锥齿轮转动，所述推进系统工作，同时所述第二锥齿轮转动，通过第二输入轴带动所述电机发电，所述变频器将所述电机发的交流电变为直流电并传送至所述电池，所述电池存储该直流电。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述第二工作状态下，所述柴油机停止运行，所述离合器脱排，所述电池放出直流电，所述变频器将所述直流电变为交流电并传输至所述电机，所述电机运转，并通过所述第二输入轴带动所述第二锥齿轮转动，进而带动所述被动锥齿轮转动，所述推进系统工作。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述第一工作状态为所述推进系统高速运行时的状态，所述第二工作状态为所述推进系统低速运行时的状态。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述高速运行时的速度为600-1500rpm；所述低速运行时的速度为0-600rpm。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述舵桨为全回转舵桨。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：本实用新型的混合动力舵桨推进系统，通过设置第一动力单元提供高速航行时的动力，设置第二动力单元在柴油机高速运行时将多余的能量进行回收，通过变频器整流回收储存至电池，并在低速航行时将回收的能力作为动力输出，提高能量利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型优选实施例中混合动力舵桨推进系统的结构示意图；

图2为本实用新型优选实施例中舵桨的立体图；

图3为本实用新型优选实施例中齿轮装置的结构图；

其中：舵桨-1，螺旋桨-2，齿轮箱-3，被动锥齿轮-4，第一锥齿轮-5，第二锥齿轮-6，第一输入轴-7，第二输入轴-8，第一动力单元-9，第二动力单元-10。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

参见图1-3，本实施例中的混合动力舵桨推进系统包括推进器单元以及用于驱动推进器单元运转的第一动力单元9和第二动力单元10，其中第一动力单元9用于在推进系统高速运行时提供动力，第二动力单元10用于在推进系统高速运行时存储动力并在推进系统低速运行时提供动力。本实施例中的舵桨1为全回转舵桨1。高速运行和低速运行时的速度可以根据实际情况进行调整，本实施例中高速运行时的速度为600-1500rpm；低速运行时的速度为0-600rpm。

推进器单元包括螺旋桨2以及带动螺旋桨2运转的齿轮装置(齿轮箱3)，齿轮装置与第一动力单元9和第二动力单元10连接。即齿轮装置上具有双输入的结构以满足与第一动力单元9和第二动力单元10连接的要求。

具体的，齿轮装置包括被动锥齿轮4以及与被动锥齿轮4噬合的第一锥齿轮5和第二锥齿轮6，第一动力单元9包括用于带动第一锥齿轮5转动的第一输入轴7，第二动力单元10包括用于带动第二锥齿轮6转动的第二输入轴8，第二输入轴8与第二动力单元10中电机的输出轴连接。

以下详细描述本实施例中第一动力单元9和第二动力单元10的结构：

第一动力单元9包括柴油机、离合器以及连接离合器与推进器单元的轴系，轴系与第一输入轴7连接。高速航行时，离合器合排，采油机启动，通过离合器带动轴系运转，第一输入轴7转动，带动第一锥齿轮5和与其相噬合的被动锥齿轮4转动，进而驱动推进器单元。

第二动力单元10依次包括电机、变频器以及电池，电机连接在推进器单元和变频器之间，变频器用于在推进系统高速运行时将交流电变为直流电，并在推进系统低速运行时将直流电变为交流电。

电机具有工作模式和发电模式，当高速航行时，第一动力单元9驱动推进器单元，推进器单元驱动电机运转发电，发的交流电传输至变频器，变频器将其变为直流电并传输给电池，电池将该直流电进行存储，此时电机处于发电模式下；当低速航行时，电池将直流电进行释放，变频器将直流电变为交流电传输给电机，电机转动驱动推进器单元，此时电机处于工作模式下。所以本实施例中的电池具有放电和存储电的功能，为可充放电电池。

以下简述本实施例中的混合动力舵桨推进系统的工作状态和工作过程：

推进系统具有第一工作状态和第二工作状态，第一工作状态为对应推进系统高速运行时的状态，第二工作状态为对应推进系统低速运行时的状态。

第一工作状态下，柴油机启动，离合器合排，轴系运转，第一输入轴7带动第一输入轴7转动，进而第一锥齿轮5和与其相噬合的被动锥齿轮4转动，推进系统工作，同时与被动锥齿轮4相噬合的第二锥齿轮6转动，通过第二输入轴8带动电机发电，变频器将电机发的交流电变为直流电并传送至电池，电池存储该直流电。

第二工作状态下，柴油机停止运行，离合器脱排，电池放出直流电，变频器将直流电变为交流电并传输至电机，电机运转，并通过第二输入轴8带动第二锥齿轮6转动，进而带动与第二锥齿轮6相噬合的被动锥齿轮4转动，推进系统工作。

本实用新型采用混合动力全回转舵桨推进系统能够解决现有系统中结构复杂、维护成本高的问题，可在柴油机高速运行时将多余的能量进行回收，通过变频器整流回收储存至电池，提高能量利用率。微动航速，提高船舶的操作性：在全回转舵桨低速运行时，变频器将电池内的能量逆变成交流电，提供给电机以驱动螺旋桨低速运行，以保证柴油机怠速以下的使用工况得以实现，此时，柴油机前端的离合器处于脱排阶段；柴油机高速运行时，能量回收：全回转舵桨需高速运转时，柴油机先备车启动后，前端离合器合排驱动全回转舵桨进行工作，当柴油机转速达到高速时，电机的工作模式切换到发电模式，通过变频器将交流电整流成直流电回收储存至电池，以实现节能减排。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力舵桨推进系统，其特征在于，包括推进器单元以及用于驱动所述推进器单元运转的第一动力单元和第二动力单元，所述第一动力单元用于在所述推进系统高速运行时提供动力，所述第二动力单元用于在所述推进系统高速运行时存储动力并在所述推进系统低速运行时提供动力。

2.根据权利要求1所述的混合动力舵桨推进系统，其特征在于，所述第一动力单元包括柴油机、离合器以及连接所述离合器与推进器单元的轴系。

3.根据权利要求2所述的混合动力舵桨推进系统，其特征在于，所述第二动力单元依次包括电机、变频器以及电池，所述电机连接在所述推进器单元和变频器之间，所述变频器用于在所述推进系统高速运行时将交流电变为直流电，并在所述推进系统低速运行时将直流电变为交流电。

4.根据权利要求3所述的混合动力舵桨推进系统，其特征在于，所述推进器单元包括螺旋桨以及带动所述螺旋桨运转的齿轮装置，所述齿轮装置与所述第一动力单元和第二动力单元连接。

5.根据权利要求4所述的混合动力舵桨推进系统，其特征在于，所述齿轮装置包括被动锥齿轮以及与所述被动锥齿轮噬合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一动力单元的轴系包括用于带动所述第一锥齿轮转动的第一输入轴，所述第二动力单元包括用于带动所述第二锥齿轮转动的第二输入轴，所述第二输入轴与所述电机的输出轴连接。

6.根据权利要求5所述的混合动力舵桨推进系统，其特征在于，所述推进系统具有第一工作状态和第二工作状态，所述第一工作状态下，所述柴油机启动，所述离合器合排，所述轴系运转，所述第一输入轴带动所述第一输入轴转动，进而带动所述被动锥齿轮转动，所述推进系统工作，同时所述第二锥齿轮转动，通过第二输入轴带动所述电机发电，所述变频器将所述电机发的交流电变为直流电并传送至所述电池，所述电池存储该直流电。

7.根据权利要求6所述的混合动力舵桨推进系统，其特征在于，所述第二工作状态下，所述柴油机停止运行，所述离合器脱排，所述电池放出直流电，所述变频器将所述直流电变为交流电并传输至所述电机，所述电机运转，并通过所述第二输入轴带动所述第二锥齿轮转动，进而带动所述被动锥齿轮转动，所述推进系统工作。

8.根据权利要求6所述的混合动力舵桨推进系统，其特征在于，所述第一工作状态为所述推进系统高速运行时的状态，所述第二工作状态为所述推进系统低速运行时的状态。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的混合动力舵桨推进系统，其特征在于，所述高速运行时的速度为600-1500rpm；所述低速运行时的速度为0-600rpm。

10.根据权利要求1-8任意一项所述的混合动力舵桨推进系统，其特征在于，所述舵桨为全回转舵桨。

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