电动船舶对转桨推进装置整体和艉管结构分别有舱内和水下，艉管有环保润滑油水润滑电动机作为主机直接带动传动比为3∶1～40∶1的齿轮箱再与高效、节能的对转桨共同组合的可实现无碳零排放(或低碳排放)符合国家能源和环保政策的并适用各种类型与功率的世界最先进的船舶推进装置。由于电动机本身具有正、倒车及变频调速功能，故齿轮箱只有降速及动力分流两大功能，加上箱内零件全部对称布置，电动机将动力一直线经过齿轮箱传递到两对转桨。因此结构更简单、紧凑、运转平稳、噪声低，还具有自动调整适应和过载保护能力。采用最简单液压冷却方式确保齿轮箱及艉管安全可靠工作。本发明专利技术节能值可达15～20％，提高航速与推进效率10～12％，是现代船舶推进升级换代最环保最理想的方案。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机动船舶动力装置，是在申请专利技术专利“船舶对转桨推进装置”基础上以电动机(直流或交流)作为主机直接带动传动比3:1?40:1的齿轮箱再与高效、节能的对转桨共同组合的可实现无碳零排放(或减少碳排放)符合国家能源和环保政策的并适用各种类型与功率的世界最先进的船舶动力推进装置。本专利技术的对转桨技术是结合中国船舶现状的创新和发展，它使用对转桨能回收一个螺旋桨损失的旋转能量，经过多年来在同一条船相同功率及工况条件下安装传统推进装置及对转桨推进装置，经过几条不同类型船舶的对比试验、实船航行，大量数据证明对转桨船具有著节能、提高推进效率和航速的优点。本装置通过机舱内电动机(直流或交流)与高弹性联轴节相连再带动齿轮箱，由于电动机本身具有正、倒车及变频调速功能，故齿轮箱内省略了常规的正、倒车液压离合器，仅有降速及动力分流两大功能，甚至有些船舶电动机不需降速只经过动力分流机构直接与两对转桨匹配。加上箱内零件全部对称布置，电动机将动力一直线经过高弹性联轴节和齿轮箱传递到两对转桨，因此整个动力装置结构更简单、紧凑、运转平稳、噪声低，还具有自动调整适应和过载保护能力。电动机的电源可以是船用发电机组或磁力发电，有些船也可以在铅酸电池基础上发展到磷酸铁锂电池、镍氢电池或其他电池、超级电容、太阳能、风能或其他可再生清洁能源，实现最优化用电模式。关于电动机若选用交流电机大功率船舶则用发电机组供电，但环保与排放差于直流电机，若用直流电机则其控制器和调速器是关键。在选用电池作为电源时铅酸电池体积大，重量重，带来船舶稳性问题，旅客和电池设备比例失调，而且要求船上配备充电装置；如果用锂电池体积小，但成本高，价贵，选用低电压则电流大安全性差，选用高电压，电流小，但体积大，船上难以布置成本高，因此其安全性和各项指标和电机控制器的安全保障都是世界攻克的难题。电动船舶对转桨推进装置整体结构一是安装在机仓内或安装在水中，当安装在水中时，一般适用较小功率，电动机和齿轮箱合并在一个箱内省略高弹性联轴节。在较大功率时，允许电动机，高弹性联轴节，齿轮箱分开安装省略艉管条件是良好密封。当放在舱内安装时齿轮箱加装润滑油冷却系统，当安放在水中时省略润滑由冷却系统。艉管结构分为水润滑和油润滑。本专利技术电动对转桨推进装置整体和艉管结构节能15-20 %，提高航速和推进效率10-12%，是现代船舶推进升级换代最环保，节能的理想方案。
技术介绍
传统推进装置是由机舱内的发动机连接具有正、倒车及变速功能的齿轮箱，通过中间轴、艉轴带动单螺旋桨，不具备节能效应，此外齿轮箱噪声、振动大、齿轮传递功率损失大、轴承负荷大、结构复杂、制造成本高，不具备自动适应能力等。本专利技术前申请的专利技术专利“船舶对转桨推进装置”对上述传统推进装置作了重大的创新；其对转齿轮箱直接取代传统齿轮箱达到大量节能……等众多创新特色，但它是用在发动机为柴油机的船舶，其齿轮箱分为两腔，结构上不够紧凑，轴系承受推力和轴向固定上有待改进，在齿轮箱内零件连接上表达不够清楚，此外水润滑和油润滑艉管结构复杂，成本高应予创新改进。本专利技术是在传统技术和07专利技术专利的历史背景下产生的，采用直流(或交流)电动机为主机的船舶对转桨推进装置整体和艉管结构。
技术实现思路
本专利技术与传统推进装置的最大区别是使用不增加任何额外功率消耗下同时具备降速和动力分流二大功能的齿轮箱，由直流(或交流)电动机经过高弹性联轴节带动齿轮箱再通过艉轴直接与对转桨相连。也可以由电动机不降速直接经过动力分流机构与两对转桨匹配。本专利技术的电动船舶对转桨推进装置整体和艉管结构比传统技术更简单、紧凑，它连接的对转桨具有自动调整适应和过载保护能力，在任何工况下都达到最佳节能值，而且倒车推力接近正车推力，航行特别安全，而且当一桨损坏时，另一桨能弥补其功率损失，故特别适用军用船舶。因齿轮箱零部件相对中心线均为对称布置故轴承负荷小，运转平稳，噪声低，其适应性，安全可靠性，实用性更强，可实现无碳零排放(或低碳排放)符合国家能源和环保政策。本专利技术整体结构安装在机仓内时齿轮箱加装润滑油冷却系统包括油泵，(油泵与溢流伐可放在齿轮箱内，也可放在箱外，旁通伐与精滤器合并在一个精滤器内，如果油泵本身带调压伐则可省略溢流伐)，过滤器，旁通伐，溢流伐，冷却器，水泵等。由于冷却系统部分零部件可放在齿轮箱内，又省略油泵主动齿轮，故比传统技术和07专利结构简单且创新，节能值更高。当整体结构安装在水中时，尤其较小功率时不仅省略润滑油冷却系统而且电机与齿轮箱合并一个箱内省略高弹性联轴节，其中段固定在船艉可以翻转，螺旋桨露出水面维修方便，上段操纵手柄实现360°全回转，结构特别紧凑是本专利技术最突出的创新结构。此外本专利技术的齿轮箱和轴系结构为承受准力及轴向固定加装推力轴承，其作用一是减少齿轮箱的推力，二是维持轴向固定使运转安全可靠。外轴与艉管之间，内轴与外轴之间安放不同类型轴承大大降低成本而且运转寿命长，安全可靠也是一项创新。当然也可以在艉管和外轴之间安放合金轴承，但成本大。本专利技术的艉管结构1.米用油润滑时，齿轮箱后面两输出轴外轴和内轴相反方向旋转，输出外轴与齿轮箱后面的外联轴法兰连接，外轴再与第一螺旋桨连接，输出内轴一端安装内联轴节，内联轴节两端分别安装一推力轴承外轴与艉管之间安装推力轴承，内轴另一端连接第二螺旋桨，外轴与艉管之间，内轴与外轴之间均安装同一类型或不同类型轴承，艉管两端与外轴连接处加装可靠密封装置。艉管两端通过哈夫与船体焊接或螺钉连接，可防止艉管焊接变形，艉管人字架和舵。2.采用水润滑时，外轴内表面和艉管内表面安装水润滑特殊轴承，和使水润滑特殊轴承达到无限使用寿命的不锈钢特殊装置，而艉管一端用哈夫与船体或人字架焊接或螺钉连接，艉管两端的密封，前密封由水润滑艉轴密封装置内的特殊密封封水，而后密封由艉管后部的骨架油封封水，艉部人字架另一端装舵，而水润滑艉轴密封装置的润滑水由经过过滤的一定压力和排量的水泵供水，不污染江面，使生态环境得到最大保护。【附图说明】下面结合附图详细描述本专利技术的实施例，以便更清楚地了解本专利技术的目的、特点和优点。图1是传统座舱机推进装置示意图；图2是07专利技术专利“船舶对转桨推进装置”示意图；图3是本专利技术电动船舶对转桨推进装置整体和艉管结构一实施例的侧视结构示意图；图4是本专利技术电动船舶对转桨推进装置整体和艉管结构齿轮箱I号方案侧视结构示意图；图5是本专利技术电动船舶对转桨推进装置整体和艉管结构齿轮箱2号方案侧视结构示意图；图6是本专利技术电动船舶对转桨推进装置整体和艉管结构齿轮箱3号方案侧视结构示意图；图7是本专利技术电动船舶对转桨推进装置整体和艉管结构齿轮箱4号方案侧视结构示意图；图8是本专利技术船艉系统油润滑侧视结构示意图；图9是本专利技术船艉系统水润滑侧视结构示意图；...
【技术保护点】
一种电动船舶对转桨推进装置整体和艉管结构包括固定在机舱艉部出口处的齿轮箱，以及与齿轮箱两输出轴末端经艉轴系统分别安装的两相反方向旋转螺旋桨，即对转桨。电动船舶对转桨推进装置整机和艉管结构其特征在于，所述齿轮箱按传动比不同分成四个方案实施，分别说明如下：①所述齿轮箱1号方案其特征在于安装在高弹性联轴节出轴另一端的太阳轮，与太阳轮啮合的两行星轮，一安装在行星轮轴上的行星架和行星轴另一端的另两个行星轮，一与另两个行星轮啮合的另一太阳轮以及与另一太阳轮螺接的输出外轴，与行星架固连的输出内轴。在行星架和内联轴节两端安装推力轴承。一安装在高弹性联轴节出轴端与一加长前太阳轮啮合的油泵被动齿轮，一与油泵被动齿轮连接的齿轮油泵，一安装在齿轮箱端盖内侧上的粗过滤器，润滑油由齿轮箱进入粗过滤器再进入油泵吸口，经油泵输送至冷却器，一路分支经溢流伐回齿轮箱，经冷却后的润滑油到精滤器(旁通伐)回齿轮箱。②所述齿轮箱2号方案其牲在于一安装在高弹性联轴节出轴另一端的太阳轮，与太阳轮啮合的两行星轮，安装在两行星轮轴上的行星架，一与两行星轮啮合的内齿圈，与行星架固连的输出外轴，与内齿圈固连的输出内轴。在内齿圈和内联轴节两端安装推力轴承。一安装在高弹性联轴节出轴另一端的太阳轮前面的油泵主动齿轮，一与油泵主动齿轮啮合的油泵被动齿轮，一与油泵被动齿轮连接的油泵，一安装在齿轮箱端盖内侧的粗过滤器，润滑油由齿轮箱进入粗过滤器再进入油泵吸口，经油泵输送至冷却器一路分支经溢流伐回齿轮箱，经冷却后的润滑油到精滤器(旁通伐)回齿轮箱。③所述齿轮箱3号方案其特征在于一安装在高弹性联轴节出轴另一端的太阳轮，一分别与太阳轮啮合的两行星轮，一安装在两行星轮轴上的行星架，一分别与两行星轮啮合的内齿圈，内齿圈作前腔输出轴，其后腔与1号方案相同。在行星架和内联轴节两端安装推力轴承。一安装在高弹性联轴节出轴端与加长前太阳轮啮合的油泵被动齿轮，一与油泵被动齿轮连接的齿轮油泵，一安装在齿轮箱端盖内侧上的粗过滤器，润滑油由齿轮箱进入粗过滤器再入油泵吸口，经油泵输送至冷却器一路分支经溢流伐回齿轮箱，经冷却后的润滑油到精滤器(旁通伐)回齿轮箱。④所述齿轮箱4号方案其特征在于前腔与3号方案前腔相同，后腔与2号方案相同。⑤电动机的电源可以是船用发电机组或磁力发电，有些船也可以在铅酸电池基础上发展到磷酸铁锂电池，镍氢电池或其他电池、超级电容、太阳能、风能或其他可再生清洁能源，实现最优化用电模式。对大功率船舶用交流电机作主动力可用发电机组供电，用直流电机则用控制器和调速器，交流电机用变频器，根据不同船舶要求并以安全可靠为前提选用铅酸电池，锂电池或其他电池，选用合适电压，电流，在齿轮箱上设置转速，温度，油压传感器。⑥电动船舶对转桨推进装置整体和艉管结构，安装在机仓内包括电动机，高弹性联轴节，齿轮箱，艉管和两对转桨。安装在水中，当大功率时上述结构省略艉管，良好密封。当小功率时电动机与齿轮箱合并在一个箱内，省略高弹性联轴节，箱体下安放小舵箱体后面装第一第二螺旋桨，中段可安装在艉部固定，并且可翻转将对转桨露出水面便于检修。电线电缆通过管子到上部控制箱，有手柄操作实现360°全回转。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖鑫生，
申请(专利权)人：肖鑫生，
类型：发明
国别省市：上海;31
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