全周旋转导罩式水上载具推进装置的制作方法

本发明涉及一种全周旋转导罩式水上载具推进装置，尤指一种可避免碰触水中异物且具提升推进效率、低噪音的环保推进装置。

背景技术：

传统的水上载具(船舶)大多是采用螺旋桨作为主要的驱动组件，较常见的是将螺旋桨设置于船体(船壳)后方水平面下方，并将一片状的船舵设置于该螺旋桨所驱动的水流路径上，藉以达到驱动该水上载具(船舶)移动并控制方向的目的；但在实际应用上，上述螺旋桨由于是设置于船体(船壳)外部并直接与外部的水相接触，而驱动该螺旋桨的内燃机(引擎)则必须设置于船体(船壳)内或上方的水面上，因此随着该船体(船壳)愈大，由该内燃机(引擎)衔接该螺旋桨的传动轴所延伸的路径必然愈长，致使该传动轴中心往往产生非预期性的偏斜，导致运转时会产生震动及各种谐振情形，除了会造成动力损耗而影响动力传输的效率外，亦会严重影响航行时的稳定性；再者，上述直接伸入水中的螺旋桨转动时拍打水流会产生大量的噪音，不但会破坏环境的清静，亦难以应用于特殊的(军用)无声潜行等场合，且该螺旋桨于航行的过程中亦容易碰触水中的异物(如：渔网、缆绳)而造成故障状况并令水中生物易受伤害或因水中生物而造成损坏，形成应用上的各种缺失。

在中国台湾专利公告第550210号专利案中揭露了一种水喷射推进式船外机，其主要包括：一驱动源(引擎)；一传达前述驱动源的驱动力用的驱动系(驱动轴、驱动齿轮、从动齿轮、动叶轮轴)：一固定于装载前述驱动源的外壳，并具有吸入口和吐出口的曲管状的通路壁(推进装置)；一内装于前述通路壁的吐出口近旁的导叶片；及一被包围于前述通路壁而由前述驱动系所加以旋转的动叶轮，形成缠绕于其轮毂的螺旋状翼(叶片)，该螺旋状翼外周缘部接近于前述通路壁内周面，且前缘外周部朝前述吸入口侧展延；藉由该驱动源经由该驱动系带动动叶轮将外部的水由该吸入口导入，再通过该动叶轮由吐出口流出，而可对该通路壁及船体(船壳)形成推进的力量。

然而，此种装置由于仍是以螺旋桨直接作用于船体外部的水流而产生驱动力，因此严格来说仍属于一种前述传统螺旋桨的应用变化，虽然利用将动叶轮(螺旋桨)、导叶片设置于吸入外壳、泵外壳、吐出外壳内部等设计，可减少碰触水底的异物或水中生物而造成损坏的机会，但仍难以完全避免；且亦无法克服噪音破坏环境的应用缺失。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种全周旋转导罩式水上载具推进装置，其主要是于船体内部产生一驱动水流，并使该驱动水流经由一连接管复合的内、外管分流成内、外驱动水流而导引至一结合固定于船体外部的主导流管，利用该内、外驱动水流分别于该主导流管中产生一次及二次高速引流，进而可提升通过该主导流管内部的主水流流速，并使该主导流管产生推力以驱动船体移动，其藉由取消传统外露于船体外部的螺旋桨结构，可有效避免螺旋桨于水中绞缠异物(渔网、缆绳)或撞击水中生物而造成损害故障情形。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种全周旋转导罩式水上载具推进装置，其是将原动机及泵设置于船体内部，以供导入船体外部的水形成该驱动水流，因此其扩散于船体外部及水中的噪音将降低，可有效减少水中环境受噪音的影响及污染，且其可依需要而便利于对该原动机及泵等噪声源进行隔音加工，使其获得较佳的静音效果，以因应特殊的需求场合。

本发明还要解决的技术问题在于提供一种全周旋转导罩式水上载具推进装置，其由于无需以船体内部的动力机构驱动位于船体外部的螺旋桨结构，因此不具有过长的传动轴结构，亦不会有传动轴歪斜所造成的震动及各种谐振情形，同时使船上机具的布置更具弹性空间。因此可使动力的传输更有效率，亦能确保航行时的平稳。

为解决上述问题，本发明所实行的技术手段包括：一连接管，是由相同中心的一内管及一外管复合而成，该连接管的一端是设置于船体的船壳内部并衔接默认的驱动水流，使该驱动水流于分别流入内、外管之后形成内、外驱动水流，而该连接管的另一端是向船壳外部延伸；一支撑及转向总成，是设置于该船壳内部并连结于该连接管，该支撑及转向总成至少具有一动力源、一连结该动力源与该连接管的转向齿轮组，使该连接管能受该动力源的驱动而枢转。

一主导流管，其于顶部设有一外导水口衔接套合于该连接管伸出船壳外的一端部，于该主导流管内是为一前、后横向贯通且连通于该外导水口的容置空间，于该容置空间内固设有一中间导流喷嘴，该中间导流喷嘴二端分别设有相连通的一中间导流入水口及一中间导流出水口，该中间导流入水口是完整衔接该容置空间一端开口，以供导入主导流管的水形成一主水流，且该中间导流入水口及中间导流出水口之间设有一朝向中段内径渐缩的中间导流喷嘴流道，以供加速该主水流的流速。

该中间导流喷嘴于中段外周缘设有一外环槽，于该外环槽顶侧设有一通孔，该通孔是供该内管通过并延伸至该中间导流喷嘴流道中段，另于该中间导流喷嘴流道中设有一次引流内喷嘴，该一次引流内喷嘴顶侧设有一内入水口，该内入水口是套合衔接于该内管，以供导入该内驱动水流，该一次引流内喷嘴于朝向该中间导流出水口的一侧设有一内出水口，该内入水口与内出水口之间设有一朝向中段内径渐缩的喷嘴流道，以供加速该内驱动水流的流速后再由该内出水口导出，而该中间导流喷嘴于朝向该中间导流出水口一端外周侧套设一二次引流外环喷嘴，于该二次引流外环喷嘴二侧分别布设有多个相连通的外入水口、外出水口，各外入水口是连通于该中间导流喷嘴的外环槽，以供导入该外驱动水流。

于各外入水口、外出水口之间设有朝向中段内径渐缩的外喷嘴流道，以供加速该外驱动水流的流速后再由该外出水口导出，利用该内出水口导出加速后的内驱动水流，以及该外出水口导出加速后的外驱动水流推动加速该中间导流喷嘴接近该中间导流出水口一侧的水流速度，可使该中间导流出水口一端压力小于该中间导流入水口一端压力，进而能进一步增加通过该中间导流出水口的主水流流速，并藉以产生推动船体的动力。

依上述结构，其中该连接管是贯穿一船壳结构件，且该船壳结构件是能密合嵌固于船体尾端的船壳结构上。

依上述结构，其中该连接管中段横设有一外结合部，该外结合部是能贴近于该船壳结构件外表侧。

依上述结构，其中该船壳结构件于远离该外结合部的一侧设有一间隙板，该间隙板是紧密盖合于该船壳结构件表面，而该连接管的外结合部与该船壳结构件之间设有一间隙板，该间隙板是能紧密贴合于该船壳结构件接近船体外部的一侧。

依上述结构，其中该主导流管外表侧设有一导流支架，于该导流支架上设有一能贴合固定于该外结合部的结合部。

依上述结构，其中该主导流管于接近该中间导流出水口的一端侧另结合一挡止套环，该挡止套环是能阻挡该外环喷嘴向外松脱。

依上述结构，其中该转向齿轮组至少是由一受该动力源驱动而能转动的驱动齿轮，及一与该驱动齿轮相啮合的传动齿轮所组成，且该传动齿轮是套合于该连接管周侧，并形成同步枢转的结合固定。

依上述结构，其中该连接管是经由一入水导管连通于一设置于船体内部的泵，该泵是经由一预设的动力源(马达)驱动，而能唧取船体外部的水加压形成该驱动水流并输送至该连接管。

依上述结构，其中该船壳底部设有一具开口的海底阀箱，该海底阀箱是与该泵相连通。

依上述结构，其中该入水导管是由相同中心的一内导管及一外导管复合而成，该内导管一端是连通于该内管，该外导管一端是连通于该外管。

依上述结构，其中该泵是经由一导水管连通于该入水导管。

依上述结构，其中该入水导管中段具有一弯折角度，使入水导管的一端与连接管的一端得以对应结合。

附图说明

图1是本发明的立体分解结构图。

图2a是本发明的主导流管的第一种实施形态立体分解结构图。

图2b是本发明的主导流管的第二种实施形态立体分解结构图。

图3是本发明的侧视组合剖面图。

图4是本发明的组合外观图。

图5是本发明于实际应用时与相关组件结合的结构示意图。

图6是本发明的各水流路径示意图。

附图标记说明

1.....入水导管

11....内导管

12....外导管

13....入水导管固定环

130....防水轴套

2.....连接管

21....内管

22....外管

23....外结合部

24....间隙板

3.....支撑及转向总成

3a....转向齿轮组

31....支撑及转向壳罩

32....驱动齿轮

33....传动齿轮

331...销

332...连接管固定环

34....动力源

4.....主导流管

41....导流支架

411...结合部

412...外导水口

42....一次引流内喷嘴

421...内入水口

422...内出水口

43....中间导流喷嘴

431...中间导流入水口

432...中间导流出水口

433...通孔

434...外环槽

44....二次引流外环喷嘴

441...外入水口

442...外出水口

443...外喷嘴流道

45....外环喷嘴挡止套环

46....容置空间

5.....船壳结构件

51....通孔

52....连接管支撑防水轴承环

6.....船体

60....船壳

601...海底阀箱

7.....泵

71....原动机

72....导水管

a.....驱动水流

a1....外驱动水流

a11...加速后的外驱动水流

a2....内驱动水流

a21...加速后的内驱动水流

b.....主水流

b1....加速后的主水流

具体实施方式

请参第1至5图所示，可知本发明的主要结构包括：连接管2、支撑及转向总成3及主导流管4等部份；其中该连接管2是由相同中心的一内管21及一外管22复合而成。

在实际应用时，该连接管2是可贯穿一船壳结构件5上默认的通孔51，且以该船壳结构件5密合嵌固于一预设船体6尾端的船壳60上，使该连接管2的一端是设置于船壳60内部，而该连接管2的另一端是向船壳60外部延伸，而于该连接管2中段横设有一外结合部23，该外结合部23是贴近于该船壳结构件5的外表侧。

另于该通孔51的二端侧分别设有套合于该连接管2中段的一连接管支撑防水轴承环52及一间隙板24，该连接管支撑防水轴承环52是紧密盖合于该船壳结构件5接近船体6内部的一侧，而该间隙板24则是设置于该外结合部23与该船壳结构件5之间，藉由该二者紧密贴合于该船壳结构件5表面，而可形成该连接管2与该船壳结构件5之间的密合防水效果。

在一个可行的实施例中，于该船体6内部可设置一受预设原动机71(如马达、引擎等)驱动的泵7，且于船壳60底部设有一具开口的海底阀箱601，该海底阀箱601是与该泵7相连通，使该原动机71可受控制而驱动该泵7唧取船体6外部的水，再加压形成一驱动水流，该驱动水流是经由一导水管72导引输出。

而该连接管2则是经由一入水导管1衔接该导水管72引入该驱动水流，在实际应用时，该入水导管1可依该导水管72的延伸位置而具有一弯折角度，该入水导管1是由相同中心的一内导管11及一外导管12复合而成，该内导管11一端是连通于该内管21，该外导管12一端是连通于该外管22，使该驱动水流分别流入内导管11、内管21及外导管12、外管22之后可形成内、外驱动水流，且在该内导管11与内管21的衔接部位，以及外导管12与外管22的衔接部位，分别设有适当的防水轴套130及入水导管固定环13，以辅助衔接。

一支撑及转向总成3是设置于该船壳结构件5接近船体6内部(远离该间隙板24)的一侧并连结于该连接管2，该支撑及转向总成3至少具有一动力源34、一连结该动力源34与该连接管2的转向齿轮组3a，且于该转向齿轮组3a外周侧设有一支撑转向壳罩31。

在一个可行的实施例中，该转向齿轮组3a至少是由一受该动力源34驱动而能转动的驱动齿轮32，及一与该驱动齿轮32相啮合的传动齿轮33所组成，且该传动齿轮33是套合于该连接管2周侧，并利用一销331贯穿固定，以及一连接管固定环332的衔接固定，形成同步枢转的结合固定，使该动力源34能经由该转向齿轮组3a驱动该连接管2枢转。

该主导流管4于顶部前后端设有一导流支架41，于该导流支架41上设有一能贴合固定于该外结合部23上的结合部411，且于该结合部411上设有一外导水口412可衔接套合于该连接管2伸出船壳60外的一端部；于该主导流管4内是为一前、后横向贯通且连通于该外导水口412的容置空间46，于该容置空间46内固设有一中间导流喷嘴43，该中间导流喷嘴43二端设有相连通的一中间导流入水口431及一中间导流出水口432，该中间导流入水口431是完整衔接该容置空间46一端开口，以供导入外部的水形成一主水流，且该中间导流入水口431及中间导流出水口432之间，设有一由中间导流喷嘴43的两端朝向中段渐缩的中间导流喷嘴流道内径，以供该主水流通过该中间导流喷嘴导流时,得以产生加快流速的效果；该中间导流喷嘴43于中段外周缘设有一外环槽434，于该外环槽434顶侧设有一通孔433，该通孔433是供该内管21通过并延伸至该中间导流喷嘴流道中段。

另于该中间导流喷嘴流道中设有一次引流内喷嘴42，该一次引流内喷嘴42顶侧设有一内入水口421可套合衔接于该内管21，以供导入该内驱动水流，该一次引流内喷嘴42于朝向该中间导流出水口432的一侧设有一内出水口422，且于该内入水口421与内出水口422之间设有一朝向中段内径渐缩的内喷嘴流道，以供加速该内驱动水流的流速后再由该一次内出水口422导出。

而该中间导流喷嘴43于朝向该中间导流出水口432一端外周侧套设有二次引流外环喷嘴44，于该二次引流外环喷嘴44二侧分别布设有多个相连通的外入水口441、外出水口442，各外入水口441是连通于该中间导流喷嘴43的外环槽434，以供导入该外管22流入的外驱动水流，于各外入水口441、外出水口442之间设有朝向中段内径渐缩的外喷嘴流道443，以供加速该外驱动水流的流速后再由该外出水口442导出，且该外喷嘴流道443的断面可依需求而设计成不同几何形(如第2a图及第2b图所分别揭示的第一种及第二种实施形态)。

该主导流管4于接近该中间导流出水口432的一端侧另结合有外环喷嘴挡止套环45，该挡止套环45是能阻挡该二次引流外环喷嘴44向外松脱。

请参第6图所示，可知本发明于操作时，该驱动水流a由该入水导管1引入后，可分别流入该内导管11、内管21形成内驱动水流a2，以及流入该外导管12、外管22形成外驱动水流a1；其中该内驱动水流a2经由该内喷嘴流道加速其流速后再由该内出水口442导出该加速后的内驱动水流a21；而该外驱动水流a1经由该外喷嘴流道加速其流速后再由该外出水口442导出该加速后的外驱动水流a11，该加速后的内驱动水流a21与该加速后的外驱动水流a11可推动该中间导流喷嘴43接近该中间导流出水口432一侧的水流速度。

依照伯努利定律的应用可知：在一个连续固定的流场中，当流体的流速增加时，流体的压力会下降；据此，将造成该中间导流出水口432一端的流体往外的流速较中间导流入水口431为快，且中间导流入水口431的压力较中间导流出水口432为大，如此一来，该主水流b必然会产生一由该中间导流入水口431快速流向该中间导流出水口432的压力，且该主水流b于通过该中间导流喷嘴流道时会再增加其流速，该加速后的主水流b1可由该中间导流出水口432导出，最后，藉由上述加速后的主水流b1、加速后的内驱动水流a21及加速后的外驱动水流a11共同产生推动该主导流管4连动该船体6的动力。

而该动力源34则可受控制而经由该齿轮组3a驱动该连接管2(经该外结合部23、结合部411)带动该主导流管4枢转，藉以改变驱动该船体6的动力方向，而可达到船体6转向航行的功能。

本发明的上述结构具有下列特点：

改善传统外露于船体外部的螺旋桨结构，可有效避免螺旋桨于水中绞缠异物(渔网、缆绳)或撞击水中生物而造成损害故障情形。

将原动机及泵等噪声源设置于船体内部，并可依需要进行隔音加工，因此其扩散于船体外部及水中的噪音较为微小，可有效减少噪音对环境的影响及污染，使其具有极佳的静音效果，更可满足特殊(军事)的需求场合。

无需以船体内部的动力机构驱动位于船体外部的螺旋桨结构，因此不具有过长的传动轴结构，不会有传动轴歪斜所造成的震动及各种谐振情形，可使动力的传输更有效率，并确保航行时的平稳。

先利用喷嘴加速内、外驱动水流之后，再由该加速后的内、外驱动水流于该主导流管的一端提升该主水流的流速，使该主水流可以更有效率地通过该主导流管，藉以形成更佳的驱度效率。

综合以上所述，本发明全周旋转导罩式水上载具推进装置确可达成提升推进效率、避免碰触水中异物且降低运转噪音的功效。