[发明专利]一种外驱动式船用推进系统

说明书

本发明提供了一种外驱动式船用推进系统，包括封装于船体壳体内部的主机轴系部分，以及在船体底部并安装在船体壳体以外的推进器部分；主机轴系部分包括一发动机，发动机转轴上固定有一旋转主轴，旋转主轴上设置有驱动齿轮；推进器部分设有封装推进器的环状管道外壳体，管道外壳体设置有豁口，且在豁口处设置有支撑座用来固定驱动齿轮，管道外壳体内圈固定有推进器管道轴承，推进器管道轴承内圈安装有推进器管道，推进器管道的内圈均匀固定有若干推进器叶片，且推进器管道的外圈固定有推进器管道外齿轮，推进器管道外齿轮与驱动齿轮啮合。本发明提供的推进系统水动力性能优良，同时大大提高了灵活性。

技术领域

本发明涉及船舶动力设计领域，尤其涉及一种外驱动式船用推进系统。

背景技术

现有船舶推进器主要为螺旋桨，其中包括最常规的开敞式螺旋桨等等一些形式的推进器。而目前现有的推进器大都采用转轴直接驱动桨叶的形式工作，这样严重限制了推进器叶片设计的自由，原因在于这种直接式轴驱动形式的螺旋桨小半径位置处需要很大的厚度，同时对推力的贡献又很小，局部又容易产生涡流；此外，在直接式轴驱动形式的螺旋桨叶梢位置处大都开敞，这又会引起三维翼效应，即在螺旋桨叶梢存在自叶面向叶背方向的横向绕流，这种绕流影响了原本优良的翼型特性，减小了叶片两侧的压力差，扰乱了叶梢附近的流场；轴系扭振问题同样是这种推进形式需要面对的一个问题；最后，低转速大直径的螺旋桨可以提高推进效率，然而直接驱动其运转的低转速主机需要很长的冲程，则主机的体积很大，不利于布置，而使用中高转速的主机又需要使用齿轮箱来降低输出的转速，低效且繁琐。

发明内容

本发明提供了一种外驱动式船用推进系统，包括封装于船体壳体内部的主机轴系部分，以及在船体底部并安装在船体壳体以外的推进器部分；

所述主机轴系部分包括一发动机，发动机的转轴上固定有一向船尾方向延伸的旋转主轴，旋转主轴上设置有驱动齿轮；

所述推进器部分设有封装推进器的环状管道外壳体，管道外壳体设置有豁口，且在豁口处设置有支撑座用来固定驱动齿轮，

管道外壳体内圈固定有推进器管道轴承，推进器管道轴承内圈安装有推进器管道，推进器管道的内圈均匀固定有若干推进器叶片，推进器叶片的尾部固定在推进器管道的内圈，末梢向推进器管道的轴心线聚拢，且推进器管道的外圈固定有推进器管道外齿轮，推进器管道外齿轮与驱动齿轮啮合。

进一步的，管道外壳体上部与船体壳体密封连接，以使管道外壳体与船体壳体合为一体。

进一步的，推进器管道轴承设置有一圈开口，推进器管道外齿轮通过推进器管道轴承的开口外露并与驱动齿轮所啮合。

进一步的，推进器管道轴承与推进器管道的连接处采用滚珠和/或滑油进行润滑。

进一步的，推进器叶片、推进器管道以及推进器管道外齿轮铸造加工为一体。

进一步的，驱动齿轮以无键连接的方式安装在旋转主轴末端。

进一步的，各推进器叶片为锥形叶片或螺旋形叶片。

进一步的，驱动齿轮及发动机之间的旋转主轴安装在一系列主轴轴承中。

本发明提供的一种新型的船用推进系统，重点在于其用于推进的叶片与其外侧的导管以及再外侧的齿轮设计为一体，靠主机驱动轴带动齿轮从推进器叶片的外侧驱动其转动并产生推力，推动船舶前进。本发明的优点在于：

(1)本设计中的叶片根部在最大半径位置，并且叶梢与导管合为一体，这样有效限制了三维翼效应；其次，对推力贡献较大的叶切面所在位置处所受力的力矩较小，而力矩较大处为推力贡献较小的半径位置，这本身导致了叶片内部更小的受力，从而有更低的强度需求；