TWI700215B - 船用推進器 - Google Patents

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Abstract

本發明有關於一種船用推進器，其包含有一個齒輪箱、一個葉輪、一個導流環及一個整流噴嘴。齒輪箱具有一個箱體與一個局部穿設於箱體之傳動軸，葉輪具有一個輪軸與多個葉片，輪軸具有一個呈中空圓管狀之外軸殼及一個呈中空圓管之內軸殼，內、外軸殼之間利用多個肋部連接在一起，其中的內軸殼再與齒輪箱之傳動軸作連接，葉片一體成形於外軸殼之外周面，導流環設於齒輪箱之箱體且將葉輪罩住，整流噴嘴連接導流環之後端，用以提供整流效果。藉此，本發明之船用推進器讓有效進水直徑極大化，以達到提升推進效率的目的。

Description

船用推進器
本發明與船用推進器有關，特別是指一種可提升推進效率之推進器。
一般的船用螺旋槳在結構上包含有一個外軸殼、一個內軸殼及多個槳葉，內軸殼設於外軸殼內且利用多個肋部連接外軸殼之內周面，各個槳葉則是以一體成形的方式連接於外軸殼之外周面。當螺旋槳受到引擎的驅動而高速運轉時，各個槳葉會將水流往後方推擠，並藉由水流往後推擠時所產生的反作用力作為船體的推進動力。
為了讓推進動力能夠進一步提升，傳統的方式係將外軸殼的截面積設計成由前往後逐漸縮減的態樣，使流經該處的水流能夠加速，進而增加對船體所形成的反作用力。但是在實際運用上，因外軸殼以錐狀的態樣呈現，再加上螺旋槳周圍的空間容易受到船型設計或其他因素的影響而有一定的限制，使得槳葉的相關尺寸參數(如傾角或槳距等)會連帶受到限制，如此將造成槳葉難以有效壓縮水流，進而導致推進效率的低落。
本發明之主要目的在於提供一種船用推進器，其能提升推進效率。
為了達成上述主要目的，本發明之推進器包含有一個齒輪箱、一個葉輪、一個導流環及一個整流噴嘴。該齒輪箱具有一個箱體與一根傳動軸，該傳動軸可轉動地穿設於該箱體，該傳動軸之前端位於該箱體內，該傳動軸之後端伸出該箱體外；該葉輪具有一個輪軸，該輪軸具有一個呈中空圓管狀之外軸殼及一個呈中空圓管狀之內軸殼，該內軸殼設於該外軸殼內且利用多個肋部連接該外軸殼，並以同軸方式跟該齒輪箱之傳動軸作連接，使該葉輪被該齒輪箱之傳動軸所驅動而旋轉，此外，該葉輪更具有多個葉片，該等葉片以一體成形的方式設於該外軸殼之外周面；該導流環組設於該齒輪箱之箱體且將該葉輪給罩蓋住，使得該葉輪在旋轉時將水流吸入該導流環內；該整流噴嘴連接於該導流環之後端，用以對吸入該導流環內的水流提供整流效果。
由上述可知，本發明之推進器讓有效進水直徑極大化，以提升推進效率，另外在該導流環的保護之下，該葉輪比較不會傷害到船底附近的魚類、泳客或潛水人員，如此在船艇的吃水深度較淺時亦能適用，而且就算該葉輪沒有完全沉入水中，仍然可以產生推進動力。
較佳地，該整流噴嘴具有一個環部、一個中空軸部及多個整流部，該環部連接該導流環之後端，該中空軸部設於該環部內且同軸接設該葉輪之輪軸的外軸殼，該等整流部連接在該環部與該中空軸部之間且相對於該中空軸部呈等間隔環狀排列。藉此，該整流噴嘴利用該等整流部將該葉輪所帶動的水流形成多道呈直線形的噴射狀態，以利於船艇的推進。
較佳地，該齒輪箱之箱體具有一個錐狀軸部，該錐狀軸部與該葉輪之輪軸之間並未相互接觸而形成一條排氣通道。藉此，當船艇在後退時，引擎所產生的廢氣可以從該排氣通道排出，以免跟水流相互干擾而產生亂流。
較佳地，該葉輪之內軸殼透過一個軸套間接地連接該齒輪箱之傳動軸，該軸套具有一個吸震層與一個包覆該吸震層之金屬層。藉此，當該葉輪在運轉過程中碰撞到異物時，由該吸震層提供吸震效果，以避免該金屬層產生脆裂，同時也保護該傳動軸不會受到損壞。
有關本發明所提供對於船用推進器的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。
申請人首先在此說明，於整篇說明書中，包括以下介紹的實施例以及申請專利範圍的請求項中，有關方向性的名詞皆以圖式中的方向為基準。其次，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之元件標號，代表相同或近似之元件或其結構特徵。
請參閱圖1及圖2，本發明之船用推進器10包含有一個齒輪箱20、一個葉輪30、一個導流環50，以及一個整流噴嘴60。
齒輪箱20具有一個箱體21，箱體21具有一個錐狀軸部22、一個上翼板23、一個下翼板24、一個接頭部25及一個防渦擋板26，其中：錐狀軸部22的截面積由前往後逐漸增加，上翼板23與下翼板24一體地連接於錐狀軸部22之頂、底二側，接頭部25一體地連接於上翼板23之頂端，主要用來跟引擎外殼(此為習知技術，圖中未示)作組裝，防渦擋板26一體地連接於上翼板23與接頭部25之間。此外，齒輪箱20更具有一個減速齒輪組(此為習知技術，圖中未示)與一根傳動軸27，減速齒輪組安裝於箱體21內，用以跟引擎的驅動軸(此為習知技術，圖中未示)作連接，傳動軸27之前端穿設於箱體21之錐狀軸部22內且連接減速齒輪組，傳動軸27之後端伸出箱體21外且具有一個齒部28。藉此，引擎所產生的動力經由驅動軸傳輸至減速齒輪組，經過減速齒輪組的減速之後再傳送至傳動軸27，使傳動軸27產生旋轉。
葉輪30具有一個輪軸31與四個葉片38，如圖3所示，輪軸31具有一個呈中空圓管狀之外軸殼32及一個呈中空圓管狀之內軸殼33，內軸殼33以同軸方式設於外軸殼32內且利用四個肋部37跟外軸殼32連接在一起，該等葉片38一體地連接於外軸殼32之外周面。此外，外軸殼32之後端面一體地往後延伸出一個銜接凸緣34(如圖6所示)，內軸殼33之內周面具有一個擋止凸緣35與四個位於擋止凸緣35前方之定位凹部36(如圖3及圖6所示)。
再如圖2及圖6所示，葉輪30利用一個軸套40間接地連接齒輪箱20之傳動軸27，軸套40具有一個吸震層41與一個包覆吸震層41之金屬層43，吸震層41之外周面具有多個定位凸部42，金屬層43之內周面具有一個齒槽44。在與傳動軸27進行組裝時，軸套40塞設於內軸殼33內且以其後端抵靠於內軸殼33之擋止凸緣35，軸套40一方面利用吸震層41之其中四個定位凸部42以一對一的方式卡接於內軸殼33之四個定位凹部36，另一方面利用金屬層43之齒槽44嚙接於傳動軸27之齒部28，然後在輪軸31之前後二端分別設置一個讓傳動軸27穿設之墊圈46，最後利用一個螺帽47進行鎖固，如此即完成葉輪30與傳動軸27的組裝。藉此，齒輪箱20之傳動軸27即可透過軸套40將引擎的動力傳遞至葉輪30，進而驅使葉輪30運轉，若葉輪30在運轉過程中碰撞到異物時，由吸震層41提供吸震效果，以避免金屬層43產生脆裂，同時也保護傳動軸27不會受到損壞。此外，在完成葉輪30與傳動軸27的組裝之後，輪軸31與箱體21之錐狀軸部22之間並未接觸而形成一條供廢氣排出之排氣通道45(如圖6所示)。
導流環50之外周面的頂緣利用諸如螺絲之類的固定元件53鎖設二個相對之上支架51，每一個上支架51讓防渦擋板26作嵌設且利用諸如螺絲之類的固定元件54進行固定，導流環50之外周面的底緣利用諸如螺絲之類的固定元件55鎖設一個下支架52，下支架52讓下翼板24作嵌設且利用諸如螺絲之類的固定元件56進行固定，如此在組裝完成之後，導流環50會將整個葉輪30給罩蓋住。
如圖2及圖5所示，整流噴嘴60具有一個環部61、一個中空軸部62及八個整流部63。環部61利用諸如螺絲之類的固定元件64鎖固於導流環50之後端，且環部61的截面積由前往後逐漸縮減，中空軸部62設於環部61內，中空軸部62之前端具有一個銜接凹槽65，中空軸部62之銜接凹槽65以同軸方式套接葉輪30之輪軸31的銜接凸緣34(如圖6所示)，該等整流部63一體地連接在環部61與中空軸部62之間且相對於中空軸部62呈等間隔環狀排列。藉此，當水流被葉輪30吸入導流環50內之後，經由整流噴嘴60之八個整流部63引導成八道直線水流，然後再由整流噴嘴60往後噴出，以作為船艇的推進動力。
由上述可知，本發明之船用推進器10與先前技術相較之下具有以下優點：
1) 導流環50利用上、下支架51、52組裝於齒輪箱20之箱體21，再加上葉輪30之輪軸31為非漸縮式的設計，使葉片38的直徑得以變大而增加其所能壓縮的水量，讓有效進水直徑達到極大化的效果，以提升推進效率。
2) 在導流環50的保護之下，葉輪30比較不會傷害到船底附近的魚類、泳客或潛水人員，如此在船艇的吃水深度較淺時亦能適用，因此就算葉輪30沒有完全沉入水中，仍然可以產生推進動力。此外，導流環50由高強度的鋁合金所製成，可以提升耐撞擊能力，進而延長使用壽命。
3) 當船艇在後退時，引擎所產生的廢氣可以從排氣通道45排出，以免跟水流相互干擾而產生亂流。
4) 整流噴嘴60利用八個整流部63將葉輪30所帶動的水流引導成直線形的噴射狀態，因此在葉輪30的後方不易產生渦流，進而提高推進效率。
5) 齒輪箱20之傳動軸27與葉輪30之輪軸31為同軸設置，使引擎的馬力可以有效發揮，並利用軸套40的配置來提供受到外力衝擊時的緩衝效果。
10:船用推進器 20:齒輪箱 21:箱體 22:錐狀軸部 23:上翼板 24:下翼板 25:接頭部 26:防渦擋板 27:傳動軸 28:齒部 30:葉輪 31:輪軸 32:外軸殼 33:內軸殼 34:銜接凸緣 35:擋止凸緣 36:定位凹部 37:肋部 38:葉片 40:軸套 41:吸震層 42:定位凸部 43:金屬層 44:齒槽 45:排氣通道 46:墊圈 47:螺帽 50:導流環 51:上支架 52:下支架 53~56:固定元件 60:整流噴嘴 61:環部 62:中空軸部 63:整流部 64:固定元件 65:銜接凹槽
圖1為本發明之船用推進器的立體圖。 圖2為本發明之船用推進器的立體分解圖。 圖3為本發明之船用推進器所提供之葉輪的端視圖。 圖4為本發明之船用推進器的側視圖。 圖5為本發明之船用推進器的後視圖。 圖6為本發明之船用推進器的局部剖視圖。
10:船用推進器
20:齒輪箱
22:錐狀軸部
23:上翼板
24:下翼板
25:接頭部
26:防渦擋板
30:葉輪
50:導流環
51:上支架
52:下支架
60:整流噴嘴

Claims (8)

  1. 一種船用推進器，包含有：一齒輪箱，具有一箱體與一傳動軸，該傳動軸可轉動地設於該箱體，該傳動軸之前端穿設於該箱體內，該傳動軸之後端伸出該箱體外；一葉輪，具有一輪軸與多個葉片，該輪軸具有一呈中空圓管狀之外軸殼、一呈中空圓管狀之內軸殼及多個肋部，該內軸殼設於該外軸殼內且同軸連接該齒輪箱之傳動軸，該等肋部連接在該外軸殼與該內軸殼之間，該等葉片一體地連接於該輪軸之外軸殼的外周面；一導流環，設於該齒輪箱之箱體且罩設該葉輪；以及一整流噴嘴，連接該導流環之後端，該整流噴嘴具有一環部、一中空軸部及多個整流部，該環部連接該導流環之後端，該中空軸部設於該環部內且同軸接設該葉輪之輪軸的外軸殼，該等整流部連接在該環部與該中空軸部之間且相對於該中空軸部呈等間隔環狀排列。
  2. 如請求項1所述之船用推進器，其中該整流噴嘴之環部的截面積朝遠離該導流環的方向逐漸縮減。
  3. 如請求項1至2中任一項所述之船用推進器，其中該齒輪箱之箱體具有一錐狀軸部，該錐狀軸部與該葉輪之輪軸之間形成一排氣通道。
  4. 如請求項3所述之船用推進器，其中該齒輪箱之箱體更具有一上翼板、一下翼板及一防渦擋板，該上翼板與該下翼板一體地連接於該錐狀軸部之頂、底二側，該防渦擋板一體地連接於該上翼板且位於該導流環的上方；該導流環之外周面的頂緣利用二相對之上支架連接該防渦擋板，該導流環之外周面的底緣利用一下支架連接該下翼板。
  5. 如請求項4所述之船用推進器，其中該齒輪箱之箱體更具有一接頭部，該接頭部一體地連接該上翼板之頂端且位於該防渦擋板的上方。
  6. 如請求項1所述之船用推進器，其中該葉輪之內軸殼透過一軸套間接地連接該齒輪箱之傳動軸。
  7. 如請求項6所述之船用推進器，其中該內軸殼之內周面具有一定位凹部，該軸套之外周面具有一定位凸部，該軸套之定位凸部卡接於該內軸殼之定位凹部。
  8. 如請求項7所述之船用推進器，其中該軸套具有一吸震層與一包覆該吸震層之金屬層，該吸震層之外周面具有該定位凸部，該金屬層連接該傳動軸。
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