專利名稱：電動船舶對轉槳推進裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機動船舶動力裝置，是在申請發(fā)明專利“船舶對轉槳推進裝置”基礎上以電動機(直流或交流)作為主機直接帶動傳動比3 1 40 1的齒輪箱再與高效、節(jié) 能的對轉槳共同組合的可實現(xiàn)無碳零排放(或減少碳排放)符合國家能源和環(huán)保政策的并 適用各種類型與功率的世界最先進的船舶動力推進裝置。本發(fā)明的對轉槳技術是結合中國船舶現(xiàn)狀的創(chuàng)新和發(fā)展，它使用對轉槳能回收一 個螺旋槳損失的旋轉能量，經過多年來在同一條船相同功率及工況條件下安裝傳統(tǒng)推進裝 置及對轉槳推進裝置，經過幾條不同類型船舶的對比試驗、實船航行，大量數據證明對轉槳 船具有顯著節(jié)能、提高推進效率和航速的優(yōu)點。本裝置通過機艙內電動機(直流或交流)與高彈性聯(lián)軸節(jié)相連再帶動齒輪箱，由 于電動機本身具有正、倒車及變頻調速功能，故齒輪箱內省略了常規(guī)的正、倒車液壓離合 器，僅有降速及動力分流兩大功能，甚至有些船舶電動機不需降速只經過動力分流機構直 接與兩對轉槳匹配。加上箱內零件全部對稱布置，電動機將動力一直線經過高彈性聯(lián)軸節(jié) 和齒輪箱傳遞到兩對轉槳，因此整個動力裝置結構更簡單、緊湊、運轉平穩(wěn)、噪聲低，還具有 自動調整適應和過載保護能力。電動機的電源可以是船用發(fā)電機組或磁力發(fā)電，有些船也可以在鉛酸電池基礎上 發(fā)展到磷酸鐵鋰電池、鎳氫電池或其他電池、超級電容、太陽能、風能或其他可再生清潔能 源，實現(xiàn)最優(yōu)化用電模式。整個艉軸系統(tǒng)采用水潤滑，符合生態(tài)保護要求，也可用油潤滑(采用環(huán)保潤滑 油)。電動對轉槳推進裝置節(jié)能值可達12 15%，提高航速與推進效率10 12%，是 現(xiàn)代船舶推進升級換代最環(huán)保最理想的方案。
背景技術：
傳統(tǒng)推進裝置是由機艙內的發(fā)動機連接具有正、倒車及變速功能的齒輪箱，通過 中間軸、艉軸帶動單螺旋槳，不具備節(jié)能效應，此外齒輪箱噪聲、振動大、齒輪傳遞功率損失 大、軸承負荷大、結構復雜、制造成本高，不具備自動適應能力等。本發(fā)明前申請的發(fā)明專利“船舶對轉槳推進裝置，，對上述傳統(tǒng)推進裝置作了重大 的創(chuàng)新；其對轉齒輪箱直接取代傳統(tǒng)齒輪箱達到大量節(jié)能……等眾多創(chuàng)新特色，但它是用 在發(fā)動機為內燃機的船舶。本發(fā)明是在傳統(tǒng)技術及07發(fā)明專利的歷史背景下產生的。采 用直流(或交流)電動機為主機的船舶推進裝置。
發(fā)明內容
本發(fā)明與傳統(tǒng)推進裝置的最大區(qū)別在于使用了不增加任何額外功率消耗下同時 具備降速和動力分流二大功能的齒輪箱，通過直流(或交流)永磁無刷變頻調速電機經高 彈性聯(lián)軸節(jié)直接帶動該齒輪箱，再通過艉軸(水潤滑或環(huán)保油潤滑)直接與對轉槳相連。甚至有些船舶電動機不需降速只經過動力分流機構直接與兩對轉槳匹配。齒輪箱內零件全部 對稱布置，電動機將動力一直線經過高彈性聯(lián)軸節(jié)和齒輪箱傳遞到兩對轉槳，因此整個動 力裝置結構更簡單、緊湊、軸承負荷小、運轉平穩(wěn)、噪聲低，并具有自動調整適應和過載保護 能力。適應性、安全性、可靠性、實用性、環(huán)保性更強?？蓪崿F(xiàn)無碳零排放(或減少碳排放) 符合國家能源與環(huán)保政策。本發(fā)明電動船舶對轉槳推進裝置包括固定在機艙內與電動機輸出軸通過高彈性聯(lián)軸節(jié)相連的齒輪箱，固定在船艉部與齒輪箱兩相反方向旋轉輸出軸通過兩同心艉軸(采 用水潤滑或環(huán)保油潤滑)與兩對轉螺旋槳連接。
下面結合附圖詳細描述本發(fā)明的實施例，以便更清楚地了解本發(fā)明的目的、特點 和優(yōu)點。圖1是傳統(tǒng)座艙機推進裝置示意圖；圖2是07發(fā)明專利“船舶對轉槳推進裝置”示意圖；圖3是本發(fā)明電動船舶對轉槳推進裝置一實施例的側視結構示意圖；圖4是本發(fā)明電動船舶對轉槳推進裝置齒輪箱1號方案側視結構示意圖；圖5是本發(fā)明電動船舶對轉槳推進裝置齒輪箱2號方案側視結構示意圖；圖6是本發(fā)明電動船舶對轉槳推進裝置齒輪箱3號方案側視結構示意圖；圖7是本發(fā)明電動船舶對轉槳推進裝置齒輪箱4號方案側視結構示意圖；圖8是本發(fā)明船艉系統(tǒng)油潤滑側視結構示意圖；圖9是本發(fā)明船艉系統(tǒng)水潤滑側視結構示意圖；圖10是圖3所示結構另一俯視具體實施例方式為了方便和清楚起見所有附圖中相同符號表示相同的部件和結構。參看圖1，傳統(tǒng) 的座艙機推進裝置包括固定在機艙內的發(fā)動機9A，一端與發(fā)動機飛輪連接的變速齒輪箱 8A，一端與變速齒輪箱出口法蘭螺栓連接的中間傳動軸5A(其中包括隔艙填料函7A和中間 軸承6A) —與中間傳動軸后端連接的艉軸管3A和艉軸4A，一安裝在艉軸4A伸出人字架2A 外的螺旋槳1A。參看圖2，詳見“船舶對轉槳推進裝置”(發(fā)明專利申請?zhí)?200710047212. 5)此處 不作介紹參看圖3，本發(fā)明電動船舶對轉槳推進裝置包括固定在機艙內的直流(或交流) 電動機11，一端與電動機輸出軸相連接的高彈性聯(lián)軸節(jié)10，一端與高彈性聯(lián)軸節(jié)10相連的 齒輪箱9，齒輪箱兩輸出軸分別與外聯(lián)軸節(jié)7和內聯(lián)軸節(jié)8相連，外聯(lián)軸節(jié)7與外軸5相連， 內聯(lián)軸節(jié)8與后槳軸6相連，以及分別安裝在外軸5和后軸槳6末端的同軸線但旋轉方向 相反的第一螺旋槳1和第二螺旋槳2。參看圖4，所述齒輪箱1號方案，速比3 1 5 1 (包括1 1及2 1)，一般 對轉槳為3葉和4葉組合，適用于中小貨船、客船、近海小型客貨船、漁船、工程船。由下述 方式組成電動機11輸出軸經過高彈性聯(lián)軸節(jié)10通過軸121與太陽輪131相連，與太陽輪131嚙合的行星輪141和151，安裝在行星軸161和171的行星架181，行星軸161和171另 一端安裝另一行星輪191和201，與另一行星輪191和201嚙合的另一太陽輪211，與太陽 輪211螺接的輸出外軸261和與行星架181固連的輸出內軸271。參看圖5，所述齒輪箱2號方案，速比5 1 8 1，與之配合的對轉槳為3葉和 4葉組合，適用于小型客貨船、游船、工程船、摩托艇、緝私船等。由下述方式組成電動機11 輸出軸經過高彈性聯(lián)軸節(jié)10通過軸1211與太陽輪1311相連，與太陽輪1311嚙合的行星 輪1411和1511，安裝在行星軸1611和1711的行星架1811，與行星輪1411和1511嚙合的 內齒圈2111，行星架1811與輸出外軸2611固連，內齒圈2111與輸出內軸2711固連。參看圖6，所述齒輪箱3號方案，速比8 1 15 1，與之配合的對轉槳為4葉 與5葉組合或3葉與4葉組合，適用于大型客貨船、核潛艇等。由下述方式組成電動機11 輸出軸經高彈性聯(lián)軸節(jié)10通過軸12III與太陽輪13III相連，行星輪14III和15III與太 陽輪13III嚙合，兩行星輪14III和5III的軸上安裝行星架16111，內齒圈17III與行星輪 14III和15III嚙合，同時作為前腔輸出軸17111。其后腔與圖4后腔相同。參看圖7，所述齒輪箱4號方案，速比15 1 40 1，與之配合的對轉槳可采用 4葉與5葉組合或3葉與4葉組合，適用于高速客輪、游船、賽艇、魚雷快艇、導彈快艇、大型 客貨輪、巡洋艦、核潛艇、航空母艦等。這里3葉與4葉組合的對轉槳適合于小型船，4葉與 5葉組合適合于大型船。由下述方式組成1、前腔與圖6前腔相同；2、后腔與圖5后腔相 同。參看圖8，所述齒輪箱9兩輸出軸26、27，后面組成的艉軸系統(tǒng)由下述方式組成齒 輪箱后面兩輸出軸26、27是相反方向旋轉，輸出外軸26與外聯(lián)軸節(jié)7相連，一安裝在外聯(lián) 軸節(jié)7另一端連接的外軸5，一安裝在外軸5另一端的第一螺旋槳1，后面輸出內軸27 —端 安裝內聯(lián)軸節(jié)8，一安裝在內聯(lián)軸節(jié)8另一端內孔的后槳軸6，一安裝在后槳軸6另一端的 第二螺旋槳2。兩螺旋槳在同一軸線且旋轉方向相反。外軸5外表面安裝軸承28和281， 軸承28和281固定在艉管29和291之間，而艉管29焊在船體上，艉管291焊在人字架3 上，兩艉管29和291之間通過艉軸管4用螺釘連接。用螺釘分別固定軸承28和281，艉管 29和291的前后油封座30和301，艉部人字架3另一端裝舵31。艉部潤滑油用環(huán)保潤滑 油，經0. 2MPa液壓試驗不準漏油。參看圖9，外軸5內表面和艉管29和291的內表面安裝水潤滑特殊軸承28纟和28 #1，而艉管29焊在船體上，艉管291焊在人字架3上，兩艉管29和291之間通過艉軸管4 用螺釘連接。艉管29和291的前后密封座30和301，艉部人字架3另一端裝舵31，艉部用 水潤滑，不污染江面，使生態(tài)環(huán)境得到最大保護。參看圖10，本發(fā)明所述電動對轉槳推進裝置從電動機11經高彈性聯(lián)軸節(jié)10、齒輪箱9、外聯(lián)軸節(jié)7、內聯(lián)軸節(jié)8、后槳軸6、外軸5、第一螺旋槳1、第二螺旋槳2均在船體中心 線上。在船艉部船體中心線兩側可分別安裝一臺所述電動船舶對轉槳推進裝置。
權利要求
一種電動船舶對轉槳推進裝置包括固定在機艙艉部出口處的齒輪箱，以及與齒輪箱兩輸出軸末端經艉軸分別安裝的兩相反方向旋轉螺旋槳，即對轉槳。電動船舶對轉槳推進裝置其特征在于，所述齒輪箱按傳動比不同分成四個方案實施，分別說明如下①所述齒輪箱1號方案其特征在于安裝在高彈性聯(lián)軸節(jié)出軸另一端的太陽輪，與太陽輪嚙合的兩行星輪，一安裝在行星輪軸上的行星架和行星軸另一端的另兩個行星輪，一與另兩個行星輪嚙合的另一太陽輪以及與另一太陽輪螺接的輸出外軸，與行星架固連的輸出內軸。②所述齒輪箱2號方案其特征在于一安裝在高彈性聯(lián)軸節(jié)出軸另一端的太陽輪，與太陽輪嚙合的兩行星輪，安裝在兩行星輪軸上的行星架，一與兩行星輪嚙合的內齒圈，與行星架固連的輸出外軸，與內齒圈固連的輸出內軸。③所述齒輪箱3號方案其特征在于一安裝在高彈性聯(lián)軸節(jié)出軸另一端的太陽輪，一分別與太陽輪嚙合的兩行星輪，一安裝在兩行星輪軸上的行星架，一分別與兩行星輪嚙合的內齒圈，內齒圈作前腔輸出軸，其后腔與1號方案后腔相同。④所述齒輪箱4號方案其特征在于前腔與3號方案前腔相同，后腔與2號方案后腔相同。
2.如權利1所述齒輪箱四個方案實施的兩輸出軸后面的艉軸系統(tǒng)，其特征在于一安裝 在輸出外軸上的外聯(lián)軸節(jié)，一與外聯(lián)軸節(jié)連接的外軸；一安裝在輸出內軸一端的內聯(lián)軸節(jié)， 一安裝在內聯(lián)軸節(jié)另一端內孔的后槳軸，一安裝在外軸另一端的第一螺旋槳，一安裝在后 槳軸另一端的第二螺旋槳，兩螺旋槳在同一軸線且旋轉方向相反。第一螺旋槳與第二螺旋 槳可以是3葉和4葉或4葉和5葉配合或者更多。
3.如權利1所述齒輪箱四個方案實施的兩輸出軸后面的艉軸系統(tǒng)分為環(huán)保油潤滑與 水潤滑兩種。對環(huán)保油潤滑外軸與后槳軸之間用普通軸承，外軸固定用船體或人字架焊接 的艉管內安裝合金軸承；對水潤滑外軸內表面和艉管內表面安裝特殊軸承而艉管分別焊在 船體和人字架上。
4.如權利1、2、3所述電動船舶對轉槳推進裝置其特性在于船艉部船體中心線兩側可 分別安裝一臺所述電動船舶對轉槳推進裝置。
全文摘要
電動船舶對轉槳推進裝置是一種以電動機(直流或交流)作為主機直接帶動傳動比為3∶1～40∶1的齒輪箱再與高效、節(jié)能的對轉槳共同組合的可實現(xiàn)無碳零排放(或減少碳排放)符合國家能源和環(huán)保政策的并適用各種類型與功率的世界最先進的船舶動力推進裝置。由于電動機本身具有正、倒車及變頻調速功能，故齒輪箱只有降速及動力分流兩大功能，甚至電動機不需降速只經過動力分流機構直接帶動兩對轉槳。加上箱內零件全部對稱布置，電動機將動力一直線經過齒輪箱傳遞到兩對轉槳。因此結構更簡單、緊湊、運轉平穩(wěn)、噪聲低，還具有自動調整適應和過載保護能力。整個電動對轉槳推進裝置節(jié)能值可達12～15％，提高航速與推進效率10～12％，是現(xiàn)代船舶推進升級換代最環(huán)保最理想的方案。
文檔編號B63H5/10GK101797976SQ20101014158
公開日2010年8月11日 申請日期2010年4月8日 優(yōu)先權日2010年4月8日
發(fā)明者肖鑫生 申請人:肖鑫生