[发明专利]一种基于机械式传动的船舶鲸尾轮推进器的结构装置

说明书

技术领域

本发明涉及船舶推进技术领域，具体是一种基于机械式传动的船舶鲸尾轮推进器的结构装置。

背景技术

现今，可持续发展的理念和建设资源节约型、环境友好型社会的要求已经深入人心，节能减排也在各行各业越来越受到重视，提高推进效率是船舶领域节能减排的一项重要举措，也是对可持续发展的一个很好的诠释。船舶鲸尾轮推进器采用模拟鲸鱼尾部摆动产生推力的仿生学原理，具有推进效率高，水动力噪声小的特点；船舶鲸尾轮推进器在理论上的推进效率在80％以上，远高于传统的螺旋桨推进器；国际上一些著名的船舶推进器制造商已经开始了鲸尾轮推进器的研发，然而国内在该领域的研究相对空白。

基于上述背景，申请人提出了一种基于机械式传动的船舶鲸尾轮推进器的结构装置，该装置可根据不同工况调节回转轮的转速和叶片的摆动规律，达到较高的推进效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于机械式传动的船舶鲸尾轮推进器的结构装置，改善了该装置的水密性和水下工作的稳定性。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的基于机械式传动的船舶鲸尾轮推进器的结构装置，其包括有机结合在一起的吊舱机构、动力传动机构、带动叶片摆动的凸轮连杆机构，这些机构互相协作，使叶片在回转轮与凸轮连杆的共同作用下摆动，实现在不同工况下都能保持较高的推进效率，提高主机输出功率的利用率，节省燃油的消耗。

所述的带动叶片摆动的凸轮连杆机构，布置在回转轮与竖向转轴之间，该带动叶片摆动的凸轮连杆机构由连杆、凸轮盘、凸轮滚子、扇形齿轮、圆形小齿轮和叶片连接轴组成，其中：凸轮盘设有凸轮槽，用于连杆按其轨迹进行运动；叶片连接轴，其一端为方形尾端，与叶片尾部中心处的方形内孔相连，其另一端为圆形与圆形小齿轮相连；通过回转轮与连杆共同作用控制叶片的摆动，进而来调整叶片的摆动角。

所述的凸轮连杆机构，其凸轮滚子与连杆的一端相互连接布置于凸轮槽内，连杆的另一端和扇形齿轮相连，共同被固定在回转轮上，每个扇形齿轮都与被固定在回转轮上的圆形小齿轮相互啮合，圆形小齿轮的转动带动叶片自转摆动，来调整叶片的摆角。

所述的动力传动机构，由回转轮、竖向转轴、横向转轴和啮合相连的伞形大齿轮、伞形小齿轮组成，其中：竖向转轴通过联轴器与船内主机传动轴相连，同时竖向转轴的另一端与伞形小齿轮通过键连接，伞形大齿轮通过键固定在横向转轴上，回转轮通过平键与横向转轴连接。

所述的防水机构，布置在回转轮处，该防水机构由骨架油封及泛塞密封圈组成，其中：骨架油封和泛塞密封圈套在回转轮上，并与吊舱上壳体和吊舱下壳体内预留的槽道配合。

所述的吊舱机构，主要由螺栓连接的吊舱上壳体与吊舱下壳体组成，其中：上壳体由左壳体与右壳体组成，二者通过铆钉结合在一起。

本发明自主设计了一套完整的基于机械式的鲸尾轮推进器传动装置。并且可以很据给定的摆角曲线规律，设计出相应的鲸尾轮推进器装置，打破了国外对鲸尾轮推进器技术的垄断，具有以下主要的技术效果：

1.机械设计，适应性强。

整个鲸尾轮推进装置都是纯机械机构，竖向转轴通过伞形齿轮将动力传递给横向转轴，进而传递给两侧的回转轮，吊舱内部全部由机械装置构成，其水下工作状态基本稳定，适应能力强，而且整个装置都便于拆卸，维护与更换。

2.节能减排效益高。

将仿生学原理应用到船舶推进上，研发出仿鲸鱼尾鳍摆动产生推力的滚筒式摆线推进器。叶片摆动的规律可由回转轮与凸轮连杆机构共同控制根据所要求的工况进行调整，从而改变叶片的摆动规律，适应更多的工况，理论推进效率可达80％以上，提高了发动机输出功率的利用率，节约了能源，具有良好的节能减排效益。

3.结构精巧，节约空间。

基于机械式传动的船舶鲸尾轮推进装置，结构简单、模块化程度高、大量节省空间，其回转轮以及凸轮连杆等机构对称布置在吊舱壳体两侧，中间竖向转轴通过伞形齿轮将动力传递到横向转轴上，在竖向转轴上的两侧布置了回转轮与凸轮连杆装置，这些装置相互配合紧密，极大地节约了吊舱内部的空间。

4.基于机械式传动的船舶鲸尾轮推进装置，其效率比普通螺旋桨高出10％左右，提高了船舶的运营经济性，同时在节能减排上也有一定的优势。

本发明通过凸轮连杆机构控制叶片的摆动规律，根据叶片的需求的摆动规律，即可设置相应的凸轮连杆机构，结构设计紧凑，很好地实现了叶片的摆动规律以及在水下工作性能，具有良好的应用前景。

附图说明