一种全回转推进装置的制作方法

本发明属于船舶推进器技术领域，具体涉及一种全回转推进装置。

背景技术：

目前，各国都把发展的重点转向海洋领域，而对于海洋中重要的船舶来说，要想使船体保持恒定的速度前进，必须给船体一定的推力，使其能够克服船体在前进过程中的阻力，这个能够推动船体前进的部件我们称之为推进器。推进器是船舶上的重要部件，也是船体前进的动力来源装置，它可以将其他形式的能源转化成船体前进的推力。正是因为推进器在船舶上的重要作用，人类对船舶推进器的研究经久不息。船舶推进器的发展也经历了多个时期的演化，推进器逐步走向形式多样、性能优越、效率越来越高的发展方向。

螺旋桨推进器是现在船舶应用最广泛的一种推进器形式，螺旋桨又称车叶，主要由桨叶组成，根据使用范围和使用条件的不同，采用不同的桨叶数目，一般有三叶、四叶、五叶的螺旋桨，各个叶片隔有相同的角度，桨叶的数目越多，吸收的功率越高。一般情况下，螺旋桨安装在船尾，通过毂这个元件将螺旋桨和艉轴连接起来。

螺旋桨推进器在低速度下工作时，效率较高，在较高速度时，能量损失比较大，主要是来源于以下几个方面造成的能量损失：来源于轴向诱导速度的能量损失，用螺旋桨推进时，这部分的损失是无法避免的，它的损失量与添加在螺旋桨载荷的大小成正比，只能通过采取措施最大限度的将损失减小；来源于周向诱导速度的能量损失，其损失量也正比于螺旋桨载荷；来源于剖面阻力的能量损失，在桨叶旋转时和水摩擦作用产生的能量损失；来源于附体阻力的能量损失，在工作时螺旋桨与航体之间相互作用产生的能量损失。

此外，螺旋桨推进器在使用的时候，还存在效率低、噪声大、螺旋桨容易被海藻缠住的缺点。针对上述问题，王太航在专利(公开号为cn204415696u)中提出了一种新型船舶推进器，该推进器的外壳为光滑流线型，在水中推进时阻力小，过滤网可防止异物进入壳体内损坏螺旋桨，连续的螺旋叶片能使推水能力大大增加，推进效率高；出水部位设有集水器，集水器外侧面设有喷水管，喷水管的出水口处设置有电磁阀，通过电磁阀可控制喷水管出水口的开闭，进而控制排水方向，能控制航向更精确。虽然在一定程度上解决了螺旋桨推进器效率低、螺旋桨容易被海藻缠住的问题，但是效率和喷水推进器相比仍然很低，而且噪声大，不利于在海中隐藏起来。

另外一种目前使用较多的是喷水推进器，由于喷水推进器能与船体设计匹配安装在船体内，因而能避免水下螺旋桨容易产生碰损的危险；喷水推进器的另一优点是可浅吃水航行。在性能和可靠性方面喷水推进器比传统的螺旋桨推进方式更优越。喷水推进所提供的快捷的加速性、高航速、浅吃水航行、无可比拟的操纵性和舒适安静的航程这些方面的优势，使喷水推进器成为高速船(渡船、工作船、巡逻艇和游艇)的主要推进手段。但是大功率喷水推进装置通常无法实现矢量推进。此外，普通船舶的采用螺旋桨推进，转向方式多为舵转向。船舶前进中通过产生一个攻角，产生船舶转向力矩。航速一定时，转向力矩的大小与舵角的大小有关，一般船舶的舵转角最大不超过35度，因此，由舵产生的转向力矩有限，并且，在航速较低时舵的转向效果很低，此外舵还会增加船舶航行阻力。

所以本装置结合了矢量推进和喷水推进，提出了一种全回转推进装置，全回转推进方式有操纵性好的优点，尤其在低速状态下，本装置的操纵性远好于舵，甚至可实现原地旋转，并且全回转推进是无舵结构，附体阻力小。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可实现360度回转的全回转推进装置，该装置通过泵桨将水流吸入推进器，向后方喷出，推动船舶前进。通过驱动可360度回转的喷口，使船舶有较好的回转性和倒车性。

本发明的目的是这样实现的：

一种全回转推进装置，由推进器喷口7、推进器进水口11、推进器外壳12、离心桨和转向装置组成，全回转推进装置通过连接结构14和船尾底板1相连，全回转推进装置位于船尾底板1的下方，其中离心桨包括离心桨桨轴6和离心桨桨叶8，其中转向装置由转向驱动齿轮3、转向电机4和转向齿轮5组成，所述的离心桨桨轴6与水平面垂直，离心桨桨轴6通过传动齿轮和船舶发动机传动轴相连，发动机传动轴带动离心桨桨叶8工作，水流在离心桨的作用下从推进器进水口11中被吸入，其中推进器进水口11在推进器底部且方向向下，经离心桨桨叶8的加速，从推进器喷口7中喷出；转向电机4工作，带动驱动齿轮3旋转，然后带动与推进器外壳12固定连接的转向齿轮5的旋转，从而改变推进器喷口7的方向，最终使推进器喷口7以离心桨桨轴6为轴心实现360度回旋。

所述的推进器外壳12外部安装有整流罩2。

所述的全回转推进器的转向驱动齿轮3与转向齿轮5相啮合，转向驱动齿轮3的中心、转向齿轮5的中心和推进器喷口7的中心在水平面的投影点在同一条直线上。

所述的离心桨和推进器外壳12相互独立，在推进器喷口7的回转过程中，离心桨的工作不受影响。

所述的推进器喷口7与推进器外壳12固定连接，转向时推进器喷口7随推进器外壳12旋转，推进器外壳12通过连接结构14悬挂于船尾底板1下，推进器外壳12以离心桨桨轴6为旋转轴做全方位回转。

所述的推进器进水口11处安装有截流板9。

所述的推进器喷口7、推进器进水口11、推进器外壳12、整流罩2、截流板9固定连接。

所述的连接结构14由上连接盘18、下连接盘19、轴承滚珠15、密封层16、滑槽组成，其中密封层16位于推进器外壳12与船尾底板1之间，推进器外壳12和船尾底板1之间通过上连接盘18和下连接盘19相连接，两个连接盘之间包含有轴承滚珠15和滑槽。

本发明的有益效果在于：

本发明具有操纵性好的优点，尤其在低速状态下，其操纵性远好于舵，甚至可实现原地旋转；并且全回转推进属于无舵结构，附体阻力小；此外，喷水推进方式有噪音低，推进效率高的优点，但大功率喷水推进装置通常无法实现矢量推进，所以本装置结合了矢量推进和喷水推进，具有较好的实际应用前景。

附图说明

图1为本发明装置侧剖示意图。

图2为本发明装置正视示意图。

图3为发明装置底部示意图。

图4为发明装置的连接结构和转向装置的局部示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的描述：

实施例1

如图1到图4所示，一种全回转推进装置，它是一种全回转喷水推进装置，该装置由推进器喷口7、推进器进水口11、推进器外壳12、离心桨和转向装置组成，其中离心桨包括离心桨桨轴6和离心桨桨叶8，其中转向装置由转向驱动齿轮3、转向电机4和转向齿轮5组成。推进器离心桨与另外四部分独立工作。推进器底部为推进器进水口11，水流在离心桨的作用下从推进器进水口11被吸入，经离心桨桨叶8加速，从推进器喷口7喷出。推进器喷口7与推进器外壳12固定连接，经转向驱动齿轮3带动和推进器外壳12固定连接的转向齿轮5，实现以离心桨桨轴6为旋转轴做360度回转。推进器喷口7在转向过程中不会对离心桨的工作产生影响。在推进器进水口11设置有截流板9，提高了船舶航行时推进器进水口11的水压，改善推进器进水口11的流场，提高推进效率，减少桨空化。推进器外壳12外部设有整流罩2，减小了推进器前进中受到的阻力。

推进器外壳12通过连接结构14和船体连接，以离心桨桨轴6为旋转轴做全方位回转。推进器外壳12外部固联一个转向齿轮5，和转向驱动齿轮3啮合，转向驱动齿轮3的中心、转向齿轮5的中心和推进器喷口7的中心在水平面的投影点在同一条直线上。

离心桨桨轴6与水平面垂直，推进器进水口11方向向下。

推进器喷口7和推进器外壳12固定连接，转向时推进器喷口7随推进器外壳12旋转。

推进器外壳12和船体通过上连接盘18和下连接盘19相连接，上连接盘18和船体的船尾底板1固定连接，下连接盘19和推进器外壳12固定连接，两个连接盘之间通过轴承滚珠15和滑槽来减小推进器转向时的摩擦阻力，并且，连接处设置多个密封层16，保证推进器外壳12与船体之间形成一个水密的舱室，方便工作人员布置检查舱口。

实施例2

如图1到图4所示，本发明涉及一种可实现360度回转的全回转推进装置，该装置由推进器喷口7、推进器进水口11、推进器外壳12、离心桨和转向装置组成，全回转推进装置通过连接结构14和船尾底板1相连，全回转推进装置位于船尾底板1的下方，其中离心桨包括离心桨桨轴6和离心桨桨叶8，其中转向装置由转向驱动齿轮3、转向电机4和转向齿轮5组成。

所述的连接结构14、离心桨桨轴6、转向齿轮5、转向驱动齿轮3从左到右依次排布，离心桨桨轴6与水平面垂直，离心桨桨轴6通过传动齿轮和船舶发动机传动轴相连，发动机传动轴带动离心桨桨叶8工作，水流在离心桨的作用下从推进器进水口11中被吸入，其中推进器进水口11在推进器底部且方向向下，经离心桨桨叶8的加速，从推进器喷口7中喷出。

全回转推进器的转向驱动齿轮3与转向齿轮5相啮合，转向驱动齿轮3的中心、转向齿轮5的中心和推进器喷口7中心在水平面的投影点在同一条直线上。转向电机4工作，带动驱动齿轮3旋转，然后带动与推进器外壳12固定连接的转向齿轮5的旋转，从而改变推进器喷口7的方向，最终使推进器喷口7以离心桨桨轴6为轴心实现360度回旋。推进器喷口7与推进器外壳12固定连接，转向时推进器喷口7随推进器外壳12旋转。

推进器外壳12通过连接结构14悬挂于船尾底板1下，推进器外壳12以离心桨桨轴6为旋转轴做全方位回转。推进器外壳12外部安装有整流罩2，整流罩2减小推进器前进中受到的阻力。

全回转推进器的转向驱动齿轮3与转向齿轮5相啮合，转向驱动齿轮3的中心、转向齿轮5的中心和推进器喷口7中心在水平面的投影点在同一条直线上。

离心桨和推进器外壳12相互独立，在推进器喷口7的回转过程中，离心桨的工作不受影响。

推进器喷口7、推进器进水口12、推进器外壳12、整流罩2、截流板9固定连接。

推进器进水口12处安装有截流板9，截流板9的作用是改善进水口流场分布、提高推进效率、减少桨空化。

连接结构14由上连接盘18、下连接盘19、轴承滚珠15、密封层16、滑槽组成，其中密封层16位于推进器外壳12与船尾底板1之间，密封环16保证推进器外壳12与船体的船尾底板1之间形成一个水密的舱室，工作人员检查工作时只需要打开推进器检查舱口盖13和船底板检查口盖20，操作起来更方便。推进器外壳12和船尾底板1之间通过上连接盘18和下连接盘19相连接，两个连接盘之间包含有轴承滚珠15和滑槽，两个连接盘通过安装轴承滚珠15和滑槽来减小推进器转向时的摩擦阻力。

离心桨桨轴的外侧安装有密封环10，离心桨桨轴6分别穿过船尾底板1和螺旋桨桨叶8，通过4个左右对称的密封环10，保证了离心桨桨轴6和船尾底板1、螺旋桨桨叶8之间固定连接在一起，也保证了整个装置的密封性。

如图4所示，转向齿轮驱动轴17位于转向驱动齿轮3的正上方且固定相连，转向驱动齿轮3的右边是转向齿轮5。

这里必须指出的是，本发明中给出的其他未说明的结构因为都是本领域的公知结构，根据本发明所述的名称或功能，本领域技术人员就能够找到相关记载的文献，因此未做进一步说明。本方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术。