本實用新型涉及船舶動力技術(shù)領(lǐng)域，提供一種船舶動力裝置，尤其是提供帶有噴水器的船舶動力輔助加力裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的船舶航行時主要靠船舶尾部螺旋槳來推動船體前行，船舶轉(zhuǎn)彎依靠船舶尾部的方向舵來實現(xiàn)。為了提高船舶航行速度、加大航載力和船舶航行轉(zhuǎn)彎的靈活性，現(xiàn)有船舶也有增設(shè)噴射裝置的，例如在船舶的尾部設(shè)置噴口，噴水或其它介質(zhì)。這樣的加力裝置加力效果較差，尤其是對于船體轉(zhuǎn)彎沒有太大作用，現(xiàn)有技術(shù)中的艦船在入港時，常常需要用拖船頂推靠岸，很是麻煩。

本申請人在專利號為201520806789.X，名稱為“一種船舶動力系統(tǒng)中帶有的輔助加力裝置”的專利中公開了一種輔助加力裝置，其是在船舶前部乃至于中部船體兩側(cè)板上安裝弧形板體的噴水耳，還設(shè)置噴水裝置，其中的噴水嘴向著噴水耳的朝向船舶所述側(cè)板的噴水耳板體的內(nèi)側(cè)弧形板面噴水，從而使得船體獲得一個向后的推動力。如果開啟單側(cè)噴水裝置，即可讓船體轉(zhuǎn)彎或平衡使船體傾斜的浪頭的作用力讓艦船平穩(wěn)航行。這種輔助加力裝置的確可以起到很好的作用，但是，噴水裝置的噴水方向是固定的，不能根據(jù)浪頭的大小、航行、轉(zhuǎn)彎的具體情況調(diào)整輔助動力的施加方向，靈活性不足。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于改進現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶有噴水器的船舶動力輔助加力裝置，其加力更加靈活，可根據(jù)風浪對于船體兩側(cè)推力的大小調(diào)整噴水裝置的噴水方向，加大船舶的航載力，更加增強船舶的抗風浪能力和轉(zhuǎn)彎性能。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種帶有噴水器的船舶動力輔助加力裝置，包括：噴水裝置、動力裝置和傳動機構(gòu)，所述噴水裝置包括一噴水器和一輸水裝置；

所述噴水器成對地對稱安裝在船舶兩側(cè)的外側(cè)壁上，位于吃水線以下，所述噴水器可在水平面上轉(zhuǎn)動地固定在船舶側(cè)壁上以改變噴水器的噴水嘴的朝向，使得噴水器可在水平面上設(shè)定角度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)向船后方乃至于側(cè)向噴水的方向而給船舶方向不同的輔助推動力，該噴水器與所述動力裝置通過所述傳動機構(gòu)連接，使得該噴水器上的噴水嘴能夠在水平面上在所述設(shè)定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動而調(diào)節(jié)噴水方向；

該輸水裝置包括一吸水泵，該吸水泵的吸入口連接吸水管，該吸水泵的排水口連接導(dǎo)水管，該導(dǎo)水管連接所述噴水器的進水口。

使用中所述吸水管插入水中，吸水泵啟動，使得噴水器向著船體的后面或側(cè)后面乃至側(cè)面噴水，從而產(chǎn)生對于船體的推動力，以此給船舶增加輔助動力。

所述噴水器水平轉(zhuǎn)動的設(shè)定角度范圍可以是使得所述噴水器上的噴水嘴朝向后方和側(cè)方以及上述兩個極限角度位置之間的90°范圍中的一個位置，使得所述噴水嘴在朝向船舶后面和朝向船舶的側(cè)面之間變化。

所述噴水器與船體側(cè)壁的可轉(zhuǎn)動連接結(jié)構(gòu)可以是：包括在船體吃水線以下外壁上設(shè)置的軸承架，在該軸承架上豎向設(shè)置一轉(zhuǎn)軸，所述噴水器設(shè)置在該轉(zhuǎn)軸上，該轉(zhuǎn)軸通過傳動機構(gòu)連接動力裝置。

具體地，所述軸承架可以是：包括一固定架和一上軸架，所述固定架和上軸架與船體側(cè)壁固連，固定架在下，上軸架在上，安裝所述噴水器的一豎向的轉(zhuǎn)軸通過軸承固定在所述固定架和上軸架，位于固定架和上軸架之間。

所述噴水器與固定架和上軸架之間可以設(shè)有間隙。

所述輸水裝置中還可以包括一高壓噴水泵，該高壓噴水泵的入口連接所述導(dǎo)水管，高壓噴水泵的出口通過一軟管連接所述噴水器的入口。

關(guān)于輸水裝置的一個優(yōu)選方案是，所述高壓噴水泵的出口上設(shè)置的所述軟管，從船體的吃水線上方的側(cè)壁穿出，連接置于吃水線以下的所述噴水器的入口。

連接所述噴水器的豎向轉(zhuǎn)軸和動力裝置的所述傳動機構(gòu)可以是普通的減速傳動機構(gòu)。一個優(yōu)選方案是，所述傳動機構(gòu)為間歇傳動機構(gòu)。

該間歇傳動機構(gòu)包括減速器和間歇機構(gòu)，所述動力裝置為電機或液壓傳動裝置，電機的輸出軸或液壓傳動裝置中液壓泵的輸出軸連接所述減速器的輸入軸，減速器的輸出軸連接一摩擦輪機構(gòu)的主動軸，摩擦輪機構(gòu)的從動軸連接間歇機構(gòu)的輸入軸，間歇機構(gòu)的輸出軸直接或間接地與固定在船體側(cè)壁上的噴水器的轉(zhuǎn)軸連接。

所述間歇機構(gòu)包括一固定在一機架上的間歇轉(zhuǎn)軸，該間歇轉(zhuǎn)軸為輸入軸和輸出軸合二為一的轉(zhuǎn)軸，在該間歇轉(zhuǎn)軸上固設(shè)一齒輪，在機架上設(shè)有頂簧，該頂簧的位置為：當所述齒輪轉(zhuǎn)動時，每個輪齒經(jīng)過該頂簧時，都要與該頂簧頂?shù)纸佑|，使得所述間歇轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速降低，繼而使得連接該傳動機構(gòu)的固設(shè)所述噴水器的所述轉(zhuǎn)軸以間歇式運動方式帶動噴水器做調(diào)整噴水方向的運動。

所述傳動機構(gòu)可以設(shè)置在所述船體外側(cè)的軸承架上，例如，構(gòu)成軸承架的所述固定架為一封閉的密封箱體，所述傳動機構(gòu)以及電機設(shè)置在該箱體中，為使得水平設(shè)置的電機軸與豎直設(shè)置的固設(shè)噴水器的轉(zhuǎn)軸連接，所述傳動機構(gòu)中還包括一轉(zhuǎn)向機構(gòu)，其輸入軸連接所述間歇轉(zhuǎn)軸，其輸入軸連接所述轉(zhuǎn)軸。

該轉(zhuǎn)向機構(gòu)可以是傘齒輪機構(gòu)，所述傘齒輪機構(gòu)中的主動軸連接所述間歇轉(zhuǎn)軸，從動軸密封地從該密封箱體中伸出，連接所述噴水器的轉(zhuǎn)軸。

所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)也可以是萬向聯(lián)軸節(jié)。

動力裝置的輸出軸可輸出正反兩個方向的轉(zhuǎn)動，即可使得噴水器雙向轉(zhuǎn)動，來回調(diào)節(jié)至適合的位置。

在所述間歇機構(gòu)中，所述頂簧為兩個，相對于所述間歇轉(zhuǎn)軸的軸心對稱布置，所述間歇轉(zhuǎn)軸上的齒輪，其上的輪齒和齒間均為兩兩相對設(shè)置，使得兩個頂簧既能夠同時頂?shù)纸佑|所述齒輪上相對的兩個輪齒，又能夠同時處于所述齒輪上相對的兩個齒間。

在所述間歇機構(gòu)中，構(gòu)成所述頂簧的弧形板與所述齒輪接觸的部分在所述齒輪轉(zhuǎn)動方向上為對稱形狀。這樣可以使得齒輪正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)都能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的間隙運動。

所述頂簧的與齒輪接觸的部分的形狀為圓柱面形狀，兩個頂簧的圓柱面的中心在一條直線上，該直線穿過間歇轉(zhuǎn)軸的軸心。

在所述間歇機構(gòu)中，一個優(yōu)選方案是：在所述機架上設(shè)置一圓截面的筒體，所述間歇轉(zhuǎn)軸及其上的所述齒輪同心地置于該筒體中，所述頂簧固定在所述筒體的內(nèi)壁上。

所述頂簧為一段弧形板，優(yōu)選為彈簧鋼制作，所述頂簧和筒體的結(jié)合結(jié)構(gòu)可以是：該弧形板的一端形成固定端，與所述筒體內(nèi)壁固連，該弧形板的另一端為懸空端，其與所述筒體內(nèi)壁之間留有一間隙，用于頂簧頂?shù)州嘄X彈性變形之用。

在所述傳動機構(gòu)中，可以在所述電機的輸出軸和所述減速器的輸入軸之間再設(shè)置一摩擦輪機構(gòu)，該摩擦輪機構(gòu)中的主動軸連接電機輸出軸或液壓傳動裝置中液壓泵的輸出軸，從動軸連接減速器的輸入軸。

進一步地，所述吸水泵的吸水管的吸水口設(shè)置在船體的后側(cè)面。這樣的設(shè)計比起吸水口設(shè)置在船體前側(cè)具有優(yōu)越性。如果吸水口在船體的前側(cè)，吸水導(dǎo)致船體前側(cè)的水面降低，這樣就會導(dǎo)致旋流，影響船舶的行駛，而將吸水口設(shè)置在船體的后側(cè)，這樣的不利影響就不會產(chǎn)生。

為了適應(yīng)較高的吃水線，在吃水線下較高的船前部兩側(cè)的側(cè)板上，可上下設(shè)置若干對所述噴水器。

如果船舶較長，還可以在船舶兩側(cè)的所述側(cè)板上對稱地從前向后設(shè)置若干對所述噴水器。為了防止前面的噴水器噴出的水在后面的噴水器處產(chǎn)生漩渦，前后噴水器可以上下錯開設(shè)置。

一個優(yōu)選方案中，從前向后設(shè)置三個噴水器，三個噴水器，其高低位置最好是：最前面一個噴水器在最靠近吃水線的最高處。三個噴水器，中間一個位置最低。最后面的噴水器的高度與最前面的噴水器同等高度或者在最前一個噴水器和中間一個噴水器之間。

對于有若干對噴水器的情況，同一側(cè)設(shè)置一個所述吸水泵，其上的導(dǎo)水管為多個支管并聯(lián)，每一個支管連接一個噴水器。也可以是每個噴水器連接一個吸水泵。

高壓噴水泵的設(shè)置與吸水泵設(shè)置情況可以是相同的，可以是一個噴水器連接一個高壓噴水泵，也可以是幾個噴水器通過支管連接一個高壓噴水泵。

本實用新型提供的帶有噴水器的船舶動力輔助加力裝置，結(jié)構(gòu)簡單，但可以實現(xiàn)配合船舶的動力系統(tǒng)提供輔助加力，本輔助加力裝置具有如下優(yōu)點：

1.本輔助加力裝置使用起來十分方便，只要啟動吸水泵或者再加上高壓噴水泵，通過噴水器向船體的后面噴出高速水流，就可以提供推進力，為船舶的前行提供助力。

2.本輔助加力裝置在船體的側(cè)面形成的高速射流層不僅可以提供輔助推進力，還可以減小水體對于船舶側(cè)壁的壓力，從而減小水體對于船體側(cè)壁的摩擦力，這也能夠為船舶的行駛產(chǎn)生有益的影響。

3.本輔助加力裝置通過調(diào)節(jié)噴水器的噴水角度，可以在船舶轉(zhuǎn)彎時起到很好的助力作用，可使船舶轉(zhuǎn)彎更加安全可靠，當船舶需要轉(zhuǎn)彎時，啟動轉(zhuǎn)彎外手一側(cè)的輔助加力裝置，在方向舵的配合下，船體就可以平穩(wěn)地轉(zhuǎn)彎。

4.本輔助加力裝置可以使船舶方便地入港靠岸。當船舶需要靠岸時，可以將船舶一側(cè)的噴水器開啟，并調(diào)節(jié)噴水器的噴水角度與船體側(cè)壁垂直，這樣，就可以使得船舶橫向行駛而靠岸，無需現(xiàn)有頂推幫助船舶靠岸的拖船。

5.本輔助加力裝置能夠平衡船身，如果遇上側(cè)風要掀翻船舶時，可以立即開啟與來風相對一側(cè)的輔助加力裝置，以平衡側(cè)風，這樣，能夠保證船舶在側(cè)風中平穩(wěn)而不傾斜，有效防止船舶側(cè)翻事故的發(fā)生。

下面通過附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的船舶動力系統(tǒng)中帶有的輔助加力裝置在船上設(shè)置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1a為圖1的D部的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖，顯示在支撐噴水器的固定架密封箱體內(nèi)設(shè)置的噴水器動力裝置和傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。

圖2為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為所述輔助加力裝置在船體上安裝的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為在船體上下設(shè)置兩個噴水器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為在船體前后設(shè)置三個噴水器的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為在船體前后設(shè)置三個噴水器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為將高壓水泵設(shè)置在吃水線以上的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本帶有噴水器的船舶動力輔助加力裝置中的傳動機構(gòu)中間歇機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示為本實用新型提供的帶有噴水器的船舶動力輔助加力裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)，該輔助加力裝置成對地安裝在船體C兩側(cè)壁上，位于吃水線A以下。每個輔助加力裝置包括噴水裝置、動力裝置和傳動機構(gòu)。

噴水裝置包括一噴水器5和一輸水裝置；

噴水器5可在水平面上轉(zhuǎn)動地固定在船舶外側(cè)壁上以改變噴水器的噴水嘴的朝向，使得噴水器可在水平面上設(shè)定角度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)向船后方乃至于側(cè)向噴水而給船舶方向不同的輔助推動力，該噴水器5與動力裝置通過傳動機構(gòu)連接，使得該噴水器5上的噴水嘴能夠在水平面上在所述設(shè)定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)噴水的方向。

如圖1至圖3所示，該輸水裝置包括一吸水泵2，該吸水泵2的吸入口連接吸水管1，該吸水泵2的排水口連接導(dǎo)水管3，該導(dǎo)水管3連接一高壓噴水泵4的入口，高壓噴水泵4的出口通過軟管41穿過船體側(cè)壁連接噴水器5的進水口。吸水管1設(shè)置在船體C外側(cè)壁上，一端插入水中，其另一端穿過船體側(cè)壁進入船體內(nèi)與吸水泵2的吸入口連接。吸水泵2啟動，將水吸上來，通過導(dǎo)水管3給高壓噴水泵4，高壓噴水泵通過軟管41穿出船體側(cè)壁，連接噴水器5的入口，然后從噴水器5的出口噴出，使得噴水器5向著船體的后面噴水，從而產(chǎn)生對于船體的推動力，以此給船舶增加輔助動力。

噴水器5水平轉(zhuǎn)動的設(shè)定角度范圍可以是使得噴水嘴朝向后方和側(cè)方以及上述兩個極限角度位置之間的90°范圍（參見圖2），使得噴水嘴從朝向船舶后面到朝向船舶的側(cè)面。當船體一側(cè)的噴水器5轉(zhuǎn)到與船體側(cè)壁的切線成大約90°時，可以給船體提供一側(cè)向推力，繼而可以推動船體橫向移動，由此實現(xiàn)船舶靠岸而無需使用拖船的目的。

在輸水裝置中設(shè)置高壓噴水泵4，而噴水器5設(shè)置在吃水線以下，如果高壓水泵4在船體內(nèi)吃水線以下，連接的軟管41要在吃水線以下的船體側(cè)壁穿出，其接口等設(shè)置于水下不方便，因此，在船體內(nèi)，該高壓噴水泵4連接的軟管3’可以從船體的吃水線以上的側(cè)壁穿出，然后向下延伸連接噴水器的入口，如圖7所示。

船舶的主動力是設(shè)于船尾的螺旋槳B。

如圖1所示，所述吸水泵2的吸水管1的吸水口設(shè)置在船體的后側(cè)面。

為了適應(yīng)較高的吃水線，在吃水線下較高的船側(cè)壁上，可上下設(shè)置若干對噴水器，如圖4所示。對于吃水線較高的船舶，如果采用一個高度較高的噴水器也可以，但是，這樣就可能會使得噴水器在高度方向上的噴水的均勻性很難保證，這樣，產(chǎn)生推動力的效果就不能保證，而在高度方向上設(shè)置幾個噴水器，就可以保證在整個吃水線高度上的噴水強度的均勻性，推動的效果就可以得到保證。在該實施例中，為了簡化結(jié)構(gòu)，同側(cè)的兩個噴水裝置共用一個吸水泵，吸水泵的排水口連接的導(dǎo)水管3為并列的兩個支管，分別連接一個噴水器。

如圖5和圖6所示，在船舶船身較長的情況下，可以從前向后設(shè)置若干對噴水器。在本實施例中，同側(cè)前后設(shè)置三個噴水器，三個噴水器連接的導(dǎo)水管3上各設(shè)置一個吸水泵2。而三個噴水器，其高低位置最好是：最前面一個噴水器在最靠近吃水線的最高處。三個噴水器，中間一個位置最低。最后面的噴水器位置在最前面一個噴水器和中間一個噴水器之間的高度。這樣，可以使得助力均勻，助力效果較好。最前面的噴水器在最高處，用于控制船舶的行駛方向、轉(zhuǎn)彎、直行，有利于船舶抵抗風浪。最后的噴水器在船舶靠岸時提供側(cè)向助力，而中間的噴水器在起到平衡和穩(wěn)定船身方面有很好的效果。

對于有若干對噴水器的情況，同一側(cè)設(shè)置一個所述吸水泵，其上的導(dǎo)水管為多個支管并聯(lián)，每一個支管連接一個噴水器。

也可以不在所述噴水器與導(dǎo)水管之間設(shè)置增壓水泵，如果吸水泵的壓頭足夠大的話。

如圖1所示，噴水器與船體側(cè)壁的可轉(zhuǎn)動連接結(jié)構(gòu)是：包括在船體吃水線以下外壁上設(shè)置的軸承架，為兩個，上下設(shè)置，在下的為固定架51，在上的為上軸架52，在固定架51和上軸架52上豎向設(shè)置一轉(zhuǎn)軸53，所述噴水器5設(shè)置在該轉(zhuǎn)軸53上，該轉(zhuǎn)軸53通過傳動機構(gòu)連接動力裝置。噴水器5與固定架51和上軸架52之間設(shè)有間隙。

如圖1和圖1a所示，固定架51為一密封的箱體，傳動機構(gòu)和動力裝置電機都設(shè)置在固定架51的箱體中。所述傳動機構(gòu)為間歇傳動機構(gòu)。

該間歇傳動機構(gòu)包括減速器和間歇機構(gòu)，所述動力裝置為電機101，電機101的輸出軸連接減速器102的輸入軸，減速器102的輸出軸連接一摩擦輪機構(gòu)的主動軸103，摩擦輪機構(gòu)的從動軸104連接間歇機構(gòu)105的輸入軸，間歇機構(gòu)的輸出軸連接一傘齒輪機構(gòu)的主動輪所在的主動軸106，傘齒輪機構(gòu)的從動輪所在的從動軸107穿出固定架51的箱體與支撐在固定架和上軸架之間的噴水器5的轉(zhuǎn)軸53連接。

傘齒輪機構(gòu)的主要作用是轉(zhuǎn)向。由于噴水器的轉(zhuǎn)軸是豎向的，如果電機的也是豎向設(shè)置，會使得固定架51的箱體縱向很高，這樣的結(jié)構(gòu)會影響船舶的行駛。電機橫向設(shè)置，就需要有一個轉(zhuǎn)向機構(gòu)連接轉(zhuǎn)軸。同樣能夠起到轉(zhuǎn)向作用的機構(gòu)都可以替代傘齒輪機構(gòu)，例如萬向聯(lián)軸器等。

如圖1a和圖8所示，間歇機構(gòu)105包括一固定在一機架上的間歇轉(zhuǎn)軸1050，該間歇轉(zhuǎn)軸1050上固設(shè)一齒輪1051，在機架也就是一圓截面的筒體1052的內(nèi)壁上設(shè)有兩個頂簧1053，相對于間歇轉(zhuǎn)軸1050的軸心對稱布置。間歇轉(zhuǎn)軸1050及其上的齒輪1051同心地置于該筒體1052中，該頂簧1053的位置為：當齒輪1051轉(zhuǎn)動時，每個輪齒經(jīng)過該頂簧時，都要與該頂簧頂?shù)纸佑|，產(chǎn)生摩擦，使得所述間歇轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速降低，由此，齒輪1051的轉(zhuǎn)動情況就是：當輪齒轉(zhuǎn)過頂簧1053時，轉(zhuǎn)速變慢，當齒間轉(zhuǎn)過頂簧1053時，轉(zhuǎn)速正常，繼而與齒輪1051連接的間歇轉(zhuǎn)軸1050就形成時快時慢的轉(zhuǎn)動形式。由此，就可以使得連接噴水器的轉(zhuǎn)軸53以這樣的間歇式運動方式帶動噴水器做調(diào)整噴水角度的運動。這樣的運動，特別適合于在水下的噴水器的調(diào)角度動作。間歇轉(zhuǎn)軸1050的間歇運動通過在傳動機構(gòu)中設(shè)置的摩擦輪機構(gòu)做丟轉(zhuǎn)來協(xié)調(diào)。

頂簧1053可以是由板彈簧彎制而成的弧形板，該弧形板的一端形成固定端，與所述筒體內(nèi)壁固連，該弧形板的另一端為懸空端，其與所述筒體內(nèi)壁之間留有一間隙，提供彈性變形量。頂簧1053與齒輪1051接觸的部分在所述齒輪轉(zhuǎn)動方向上形狀對稱。這樣的對稱結(jié)構(gòu)使得本間歇機構(gòu)可以雙向調(diào)速。

本間歇機構(gòu)與現(xiàn)有的諸如棘輪機構(gòu)這樣的間歇機構(gòu)比較具有雙向間歇運動的特點，比起如槽輪機構(gòu)或間歇齒輪機構(gòu)比較，具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊的特點；另外，本間歇機構(gòu)快慢交替的頻率決定于齒輪的齒數(shù)，如果希望交替更頻繁一些，可以增加齒輪的齒數(shù)，現(xiàn)有技術(shù)中任何一種間歇機構(gòu)，都不可能如同本間歇機構(gòu)那樣容易實現(xiàn)如此頻繁的快慢交替。

在所述傳動機構(gòu)中，還可以在所述電機的輸出軸和所述減速器的輸入軸之間再設(shè)置一摩擦輪機構(gòu)，該摩擦輪機構(gòu)中的主動軸連接電機輸出軸，從動軸連接減速器的輸入軸。

在上述實施例中，動力裝置是電機，實際應(yīng)用中，動力裝置還可以的液壓傳動裝置，液壓傳動裝置中設(shè)有的液壓泵的轉(zhuǎn)軸作為替代電機的輸出軸連接所述傳動機構(gòu)。