一种船用旋转叶箱筒推进器的制作方法

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船用旋转叶箱筒推进器。

背景技术：

随着eedi的实施，节能减排已经成为船舶领域的研究热点。而现有船舶推进器大多数面临着能耗高、效率偏低的问题。常规的螺旋桨推进器已经很难满足绿色船舶建设的需要。由螺旋桨工作机理可知：螺旋桨做旋转运动，在推动水流向后运动的同时使其产生了旋转运动。推动流体向后运动是螺旋桨产生推力所必须的，而尾流的旋转运动完全是一种能量浪费。国内外已有多个采用平板作为船舶推进器的专利，现有技术中的船用箱柜推进器通过产生仿生的weis-fogh效应为船舶提供向前的推力。通过该机理设计的推进器固然高效，但依然存在些许不足，首先由于船体向前运动，在推进器张开时逆流前行时，产生较大的阻力，其次在‘相扑与急张’的过程中，易产生横向流，与螺旋桨旋转流相同，也是一种能量的损失。

中国发明专利《一种船用箱柜推进器》(申请号201710995720.x)中公开了一种船用箱柜推进器，利用齿条往复杆带动两片鼓动板周期性张开和闭合，提供向前的推力，但是，两片鼓动板承受载荷较大，在长时间工作时，容易损坏。

技术实现要素：

本发明提供一种船用旋转叶箱筒推进器，将推力载荷均匀分布，避免载荷集中，提高了寿命。

一种船用旋转叶箱筒推进器，包括骨架、轮缘电机和电机齿轮，所述轮缘电机固定在所述骨架上，所述轮缘电机带动所述电机齿轮转动，所述骨架上设置有齿条滑道，其特征在于，还包括齿条往复环和旋转叶，所述齿条往复环包括往复齿条、齿轮框和往复环，所述往复环设置在所述往复齿条端部，所述齿轮框具有多个，多个所述齿轮框沿周向均匀设置于所述往复环内侧，所述旋转叶为三角形叶片，所述旋转叶为三个以上，所述旋转叶顶角之和为°，所述旋转叶底边设有齿轮轴，所述骨架上沿周向均匀设置骨架缺口，所述齿轮框从所述骨架缺口穿过，所述骨架缺口内设有齿轮轴滑道，所述齿轮轴在所述齿轮轴滑道内运动，所述齿轮轴具有四分之一圈齿轮齿，所述齿轮框内一侧设有与所述齿轮轴相对应的齿，所述齿轮轴与所述齿轮框啮合，所述齿轮轴在所述齿轮轴滑道内运动时，所述旋转叶绕所述齿轮轴转动；

所述轮缘电机通过所述电机齿轮带动所述齿条往复环沿所述齿条滑道进行往复运动，所述齿条往复环通过所述齿轮框与所述旋转轴带动所述旋转叶进行往复运动，同时，所述旋转叶绕所述齿轮轴做旋转运动。

进一步地，所述骨架的内侧表面设有棱柱形内壳，所述内壳上设有开口，所述齿轮轴穿过所述开口，并在所述开口内前后运动。

进一步地，所述骨架的外侧表面设有包围架体的圆筒形外壳。

进一步地，所述开口外侧设有水密封隔板，所述水密封隔板紧贴所述内筒的外壁，并随所述旋转轴前后运动。

进一步地，所述旋转叶剖面为翼型。

本发明公开的船用旋转叶箱筒推进器将推动时的载荷分散在多个旋转叶上，有效降低了每个旋转叶承担的载荷，提高了旋转叶的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明公开的旋转叶箱筒推进器的结构示意图；

图2是安装旋转叶箱筒推进器的船舶入水主视图；

图3是安装旋转叶箱筒推进器的船舶俯视图；

图4是旋转叶箱筒推进器总体示意图；

图5旋转叶箱筒推进器分解示意图；

图6是齿条往复环和骨架安装示意图；

图7是齿条往复环示意图；

图8是旋转叶闭合状态下，电机齿轮、旋转叶和齿条往复环安装示意图；

图9是骨架局部放大示意图；

图10是内壳结构示意图；

图11是旋转叶张开状态下，电机齿轮、旋转叶和齿条往复环安装示意图；

图12是旋转叶张开状态下，齿轮框和旋转叶啮合示意图；

图13是旋转叶闭合状态下，齿轮框和旋转叶啮合示意图。

图中，1、侧壁，2、轮缘电机，3、箱筒，4、骨架，5、旋转叶，6、电机齿轮，7、齿条往复环，8、水密封隔板，9、内壳，10、外壳，11、骨架缺口，12、往复齿条，13、齿轮框，14、往复环，15、齿轮轴，16、齿轮轴滑道，17、齿条滑道，18、开口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图5所示，一种船用旋转叶箱筒推进器，包括骨架4、轮缘电机2和电机齿轮6，轮缘电机2固定在骨架4上，轮缘电机2带动电机齿轮6转动，如图6所示，骨架4上设置有齿条滑道17，还包括齿条往复环7和旋转叶5，如图7所示，齿条往复环7包括往复齿条12、齿轮框13和往复环14，往复环14设置在往复齿条12端部，所述齿轮框13具有多个，多个齿轮框13沿周向均匀设置于往复环14内侧，如图9所示，旋转叶5为三角形叶片，旋转叶为三个以上，本实施例中，旋转叶为12个，旋转叶顶角之和为360°，每个旋转叶顶角为30°，旋转叶在闭合状态下组成等边十二边形，旋转叶底边设有齿轮轴15，骨架4上沿周向均匀设置骨架缺口11，齿轮框13从骨架缺口11穿过，骨架缺口11内设有齿轮轴滑道16，齿轮轴15在齿轮轴滑道16内运动，齿轮轴15具有四分之一圈齿轮齿，齿轮框13内设有与齿轮轴相对应的齿，齿轮轴15与齿轮框13啮合，齿轮轴在齿轮轴滑道16内运动时，旋转叶5可绕齿轮轴15转动；

轮缘电机2通过电机齿轮6带动齿条往复环7沿齿条滑道17进行往复运动，齿条往复环7通过齿轮框13与旋转轴15带动旋转叶5进行往复运动，同时，旋转叶5绕齿轮轴15做旋转运动。

如图11所示，齿条往复环向前运动时，旋转叶在水的阻力作用下张开，齿轮轴与齿轮框的啮合位置如图13所示；如图8所示，齿条往复环向后运动时，旋转叶闭合，齿轮轴与齿轮框的啮合位置如图12所示，旋转叶闭合后形成推水面，在齿条往复环带动下，向后推动水流，从而产生向前的推力。这种结构分散了推动水流的载荷，延长了旋转叶的使用寿命。

进一步地，骨架4的内侧表面设有如图10所示的棱柱形内壳9，内壳9上设有开口18，齿轮轴15穿过开口18，并在开口18内前后运动。本实施例中，内壳为十二棱柱，旋转叶闭合后形成的十二边形填充内壳的内部横截面，该十二边形随着齿条往复环向后运动，成为推动水流的有效面积。

进一步地，骨架4的外侧表面设有包围架体的圆筒形外壳10，。

进一步地，开口18外侧设有水密封隔板8，水密封隔板8紧贴内筒9的外壁，并随旋转轴12前后运动，水密封隔板可以进一步提升旋转叶箱筒推进器内部的水密性。

进一步地，旋转叶5剖面为翼型，翼型，即前端圆滑、后端成尖角的形状，这种形状可以使旋转叶在张开状态下阻力较小。

如图4所示，船用旋转叶箱筒推进器通过侧壁1连接在船舶的侧面，连接后的船舶如图2、图3所示，推进器对称布置在船舶两侧，浸入水中，轮缘电机通过电机齿轮带动齿条往复环运动，进而带动旋转叶前后运动，在向后运动的过程中，旋转叶闭合，组成与内壳内部横截面形状相同的十二边形，同时向后推动水流，从而提供向前的推动力。本发明公开的船用旋转叶箱筒推进器将推动时的载荷分散在多个旋转叶上，有效降低了每个旋转叶承担的载荷，提高了旋转叶的使用寿命。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。