[发明专利]一种船舶动力装置及船舶

说明书

技术领域

本发明涉及运输设施技术领域，尤其涉及一种船舶动力装置及船舶。

背景技术

传统单轴推进的内河运输船舶动力系统通常包括两部分：如图1所示，设于船艉部的主推装置2’和设于船艏部水线下方的直道式侧推装置1’。主推装置2’作为主推进方式，主要通过柴油机21’驱动螺旋桨24’实现船舶航行、以及通过转舵装置25’的舵机驱动舵叶以控制航行方向。直道式侧推装置1’一般包括成对安装的螺旋桨12’和螺旋桨12’的驱动机构11’，螺旋桨12’置于船艏水线下的船体4’上开设的直通式隧道中与水连通，驱动机构11’位于船艏舱内；直道式侧推装置1’的驱动方式通常有两种，一种为柴油机经过减速传动机构驱动螺旋桨运行，另一种为电动机经过减速传动机构驱动螺旋桨运行。单轴推进船只的转弯和靠泊工作需要在柴油机驱动螺旋桨、舵机转动舵叶以摆动船尾和直道式侧推装置摆动船头的共同作用下实现。

上述传统的单轴推进的内河运输船舶动力系统存在以下缺陷：

1、直道式侧推装置1’的螺旋桨12’位于隧道内与水连通，需要处于水位线下才能发挥作用，因此在运输船轻载状态下，由于船艏吃水较浅，无法使用直道式侧推装置摆动船头。

2、直道式侧推装置1’的螺旋桨12’位于隧道内与水连通，因此在船艏部设计时需要开通一直通式隧道，造成船体结构复杂，设计要求高。

3、直道式侧推装置1’的驱动力配置方面来说，存在以下问题：如果采用柴油机驱动，除了柴油机外还需安装排气管路系统、通风系统和外循环水冷却管路系统等，存在结构庞大、占据船艏舱内较大的舱容空间的问题；而且重量较重，制约了船艏设计时的灵活性；另外工作时振动和噪声大，还存在排气污染情况，影响了船艏部工作环境；如果采用电动机驱动方式，虽然可以有效减少占用船艏舱的舱容空间的问题，以及解决柴油机工作所存在的振动大、噪声大、排气污染等问题，但需要在船用电站装机容量上单独考虑，会导致船用电站增大，不利于节能运行。

4、主推装置2’的结构设备多，动力从柴油机21’输出经联轴器、减速箱22’、传动轴系23’后，再传递到螺旋桨24’，安装位置限定，系统设备占用较长的船体结构及较大的船体空间，有效装货容积率比较低，同时导致船体建造成本高。

5、由于采用主机推进方式，船只转弯或靠泊码头时，船尾的摆动受限于舵叶的摆动角度限制(一般为±35°)，使得船舶操纵性不高，此时柴油机的有效功率的效率非常低，导致装机功率比正常航行的推进需求功率要大很多，同时此种工作状态下，柴油机工况差、消耗高、排放差，总体经济性能差。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种位于船艏的侧推装置占用空间小、性能可靠、可以降低船体设计难度的船舶动力装置；

本发明的另一个目的在于提出一种位于船艉的主推装置结构简单紧凑、操作灵活、更节能的船舶动力装置；

本发明的再一个目的在于提出一种船体结构简单、操作灵活、成本低的船舶。

为达上述目的，一方面，本发明提出如下技术方案：

一种船舶动力装置，包括侧推装置，侧推装置包括设置于船艏底部的第一电机系统、螺旋桨和两条沿船体横向设置的推水通道，两条推水通道位于螺旋桨两侧且位于螺旋桨的桨叶上方，两条推水通道之间设置有水流换向机构，第一电机系统用于驱动螺旋桨转动，水流换向机构用于使得其中一条与船艏摆动方向相反的推水通道处于导通状态同时使得另一条与船艏摆动方向相同的推水通道处于封堵状态，由螺旋桨的桨叶吸入的水通过与船艏摆动方向相反的推水通道排出。

进一步地，所述推水通道上设置有导流装置。

进一步地，所述船舶动力装置还包括设置于所述船艉底部的主推装置，所述主推装置包括第二电机系统和至少一台全回转推进装置，所述全回转推进装置为全回转舵桨推进器或全回转吊舱推进器，每台所述全回转推进装置由一所述第二电机系统驱动。

进一步地，所述船舶动力装置还包括发电机组，所述发电机组用于为所述第一电机系统和/或所述第二电机系统供电。

进一步地，所述发电机组的发动机为柴油发动机或燃气发动机。

进一步地，所述第一电机系统包括依次电连接的第一滤波器、第一变频器和第一电机，所述第一电机用于驱动所述螺旋桨转动。

进一步地，所述第一电机为永磁同步电机。

进一步地，所述第二电机系统包括依次电连接的第二滤波器、第二变频器和第二电机，述第二电机用于驱动所述全回转推进装置。

进一步地，所述第二电机为永磁同步电机。

另一方面，本发明提出如下技术方案：