本實(shí)用新型涉及運(yùn)輸設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種船舶動(dòng)力裝置及船舶。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)單軸推進(jìn)的內(nèi)河運(yùn)輸船舶動(dòng)力系統(tǒng)通常包括兩部分：如圖1所示，設(shè)于船艉部的主推裝置2’和設(shè)于船艏部水線下方的直道式側(cè)推裝置1’。主推裝置2’作為主推進(jìn)方式，主要通過柴油機(jī)21’驅(qū)動(dòng)螺旋槳24’實(shí)現(xiàn)船舶航行、以及通過轉(zhuǎn)舵裝置25’的舵機(jī)驅(qū)動(dòng)舵葉以控制航行方向。直道式側(cè)推裝置1’一般包括成對(duì)安裝的螺旋槳12’和螺旋槳12’的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11’，螺旋槳12’置于船艏水線下的船體4’上開設(shè)的直通式隧道中與水連通，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11’位于船艏艙內(nèi)；直道式側(cè)推裝置1’的驅(qū)動(dòng)方式通常有兩種，一種為柴油機(jī)經(jīng)過減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)螺旋槳運(yùn)行，另一種為電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)螺旋槳運(yùn)行。單軸推進(jìn)船只的轉(zhuǎn)彎和靠泊工作需要在柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳、舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)舵葉以擺動(dòng)船尾和直道式側(cè)推裝置擺動(dòng)船頭的共同作用下實(shí)現(xiàn)。

上述傳統(tǒng)的單軸推進(jìn)的內(nèi)河運(yùn)輸船舶動(dòng)力系統(tǒng)存在以下缺陷：

1、直道式側(cè)推裝置1’的螺旋槳12’位于隧道內(nèi)與水連通，需要處于水位線下才能發(fā)揮作用，因此在運(yùn)輸船輕載狀態(tài)下，由于船艏吃水較淺，無法使用直道式側(cè)推裝置擺動(dòng)船頭。

2、直道式側(cè)推裝置1’的螺旋槳12’位于隧道內(nèi)與水連通，因此在船艏部設(shè)計(jì)時(shí)需要開通一直通式隧道，造成船體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)要求高。

3、直道式側(cè)推裝置1’的驅(qū)動(dòng)力配置方面來說，存在以下問題：如果采用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，除了柴油機(jī)外還需安裝排氣管路系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和外循環(huán)水冷卻管路系統(tǒng)等，存在結(jié)構(gòu)龐大、占據(jù)船艏艙內(nèi)較大的艙容空間的問題；而且重量較重，制約了船艏設(shè)計(jì)時(shí)的靈活性；另外工作時(shí)振動(dòng)和噪聲大，還存在排氣污染情況，影響了船艏部工作環(huán)境；如果采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，雖然可以有效減少占用船艏艙的艙容空間的問題，以及解決柴油機(jī)工作所存在的振動(dòng)大、噪聲大、排氣污染等問題，但需要在船用電站裝機(jī)容量上單獨(dú)考慮，會(huì)導(dǎo)致船用電站增大，不利于節(jié)能運(yùn)行。

4、主推裝置2’的結(jié)構(gòu)設(shè)備多，動(dòng)力從柴油機(jī)21’輸出經(jīng)聯(lián)軸器、減速箱22’、傳動(dòng)軸系23’后，再傳遞到螺旋槳24’，安裝位置限定，系統(tǒng)設(shè)備占用較長(zhǎng)的船體結(jié)構(gòu)及較大的船體空間，有效裝貨容積率比較低，同時(shí)導(dǎo)致船體建造成本高。

5、由于采用主機(jī)推進(jìn)方式，船只轉(zhuǎn)彎或靠泊碼頭時(shí)，船尾的擺動(dòng)受限于舵葉的擺動(dòng)角度限制(一般為±35°)，使得船舶操縱性不高，此時(shí)柴油機(jī)的有效功率的效率非常低，導(dǎo)致裝機(jī)功率比正常航行的推進(jìn)需求功率要大很多，同時(shí)此種工作狀態(tài)下，柴油機(jī)工況差、消耗高、排放差，總體經(jīng)濟(jì)性能差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種位于船艏的側(cè)推裝置占用空間小、性能可靠、可以降低船體設(shè)計(jì)難度的船舶動(dòng)力裝置；

本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提出一種位于船艉的主推裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、操作靈活、更節(jié)能的船舶動(dòng)力裝置；

本實(shí)用新型的再一個(gè)目的在于提出一種船體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、成本低的船舶。

為達(dá)上述目的，一方面，本實(shí)用新型提出如下技術(shù)方案：

一種船舶動(dòng)力裝置，包括側(cè)推裝置，側(cè)推裝置包括設(shè)置于船艏底部的第一電機(jī)系統(tǒng)、螺旋槳和兩條沿船體橫向設(shè)置的推水通道，兩條推水通道位于螺旋槳兩側(cè)且位于螺旋槳的槳葉上方，兩條推水通道之間設(shè)置有水流換向機(jī)構(gòu)，第一電機(jī)系統(tǒng)用于驅(qū)動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，水流換向機(jī)構(gòu)用于使得其中一條與船艏擺動(dòng)方向相反的推水通道處于導(dǎo)通狀態(tài)同時(shí)使得另一條與船艏擺動(dòng)方向相同的推水通道處于封堵狀態(tài)，由螺旋槳的槳葉吸入的水通過與船艏擺動(dòng)方向相反的推水通道排出。

進(jìn)一步地，所述推水通道上設(shè)置有導(dǎo)流裝置。

進(jìn)一步地，所述船舶動(dòng)力裝置還包括設(shè)置于所述船艉底部的主推裝置，所述主推裝置包括第二電機(jī)系統(tǒng)和至少一臺(tái)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置，所述全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置為全回轉(zhuǎn)舵槳推進(jìn)器或全回轉(zhuǎn)吊艙推進(jìn)器，每臺(tái)所述全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置由一所述第二電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述船舶動(dòng)力裝置還包括發(fā)電機(jī)組，所述發(fā)電機(jī)組用于為所述第一電機(jī)系統(tǒng)和/或所述第二電機(jī)系統(tǒng)供電。

進(jìn)一步地，所述發(fā)電機(jī)組的發(fā)動(dòng)機(jī)為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。

進(jìn)一步地，所述第一電機(jī)系統(tǒng)包括依次電連接的第一濾波器、第一變頻器和第一電機(jī)，所述第一電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述第一電機(jī)為永磁同步電機(jī)。

進(jìn)一步地，所述第二電機(jī)系統(tǒng)包括依次電連接的第二濾波器、第二變頻器和第二電機(jī)，述第二電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置。

進(jìn)一步地，所述第二電機(jī)為永磁同步電機(jī)。

另一方面，本實(shí)用新型提出如下技術(shù)方案：

一種船舶，所述船舶的船體上設(shè)置有如上述任一項(xiàng)所述的船舶動(dòng)力裝置。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

本實(shí)用新型的船舶動(dòng)力裝置的側(cè)推裝置，通過第一電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)來為船艏擺動(dòng)提供動(dòng)力，采用底部吸水式側(cè)推裝置設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)底部吸水，不受河道淺吃水及船舶輕載工況的影響，對(duì)船舶運(yùn)輸業(yè)務(wù)拓展的靈活性提供了保障；結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，不需要船艏部開通直通式的隧道結(jié)構(gòu)、可以簡(jiǎn)化船體結(jié)構(gòu)，降低船體的設(shè)計(jì)難度；且占用空間小、不受安裝位置的限定，在機(jī)艙內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)靈活的布置，減少機(jī)艙占據(jù)的船體空間及結(jié)構(gòu)，有效裝貨容積率得到提高，從而降低船體建造成本；同時(shí)噪聲小、更環(huán)保。

本實(shí)用新型提供的船舶由于采用了上述船舶動(dòng)力裝置，其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單緊湊、操作靈活、節(jié)能環(huán)保。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有船舶動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的船舶動(dòng)力裝置應(yīng)用于船舶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的側(cè)推裝置應(yīng)用于船舶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的船舶動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1’、側(cè)推裝置；2’、主推裝置；4’、船體；11’、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；12’、螺旋槳；21’、柴油機(jī)；22’、減速箱；23’、傳動(dòng)軸系；24’、螺旋槳；25’、轉(zhuǎn)舵裝置；

1、側(cè)推裝置；2、主推裝置；3、發(fā)電機(jī)組；4、船體；11、第一電機(jī)系統(tǒng)；12、螺旋槳；13、推水通道；14、水流換向機(jī)構(gòu)；15、導(dǎo)流裝置；21、第二電機(jī)系統(tǒng)；22、全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置；111、第一濾波器；112、第一變頻器；113、第一電機(jī)；211、第二濾波器；212、第二變頻器；213、第二電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

優(yōu)選實(shí)施例：

本優(yōu)選實(shí)施例提供了一種船舶動(dòng)力裝置，其主要用作內(nèi)河運(yùn)輸船舶的動(dòng)力裝置。如圖2至圖4所示，本實(shí)施例提供的船舶動(dòng)力裝置包括側(cè)推裝置1，側(cè)推裝置1包括設(shè)置于船艏底部的第一電機(jī)系統(tǒng)11、螺旋槳12和兩條沿船體4橫向設(shè)置的推水通道13，兩條推水通道13位于螺旋槳12兩側(cè)且位于螺旋槳12的槳葉上方，兩條推水通道13之間設(shè)置有水流換向機(jī)構(gòu)14，第一電機(jī)系統(tǒng)11用于驅(qū)動(dòng)螺旋槳12轉(zhuǎn)動(dòng)，水流換向機(jī)構(gòu)14用于使得其中一條與船艏擺動(dòng)方向相反的推水通道13處于導(dǎo)通狀態(tài)同時(shí)使得另一條與船艏擺動(dòng)方向相同的推水通道13處于封堵狀態(tài)，由螺旋槳12的槳葉吸入的水通過其中一條與船艏擺動(dòng)方向相反的推水通道13排出。

本實(shí)施例中，第一電機(jī)系統(tǒng)11驅(qū)動(dòng)螺旋槳12轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋槳12從船只底部吸水，并將其吸收的水通過其中一條與船艏擺動(dòng)方向相反的推水通道13排出，例如，當(dāng)船艏需要擺向左時(shí)，水流換向機(jī)構(gòu)14導(dǎo)通位于右側(cè)的推水通道13同時(shí)封堵位于左側(cè)的推水通道13，螺旋槳12從船只底部提起的水從位于右側(cè)的推水通道13排出，對(duì)船艏產(chǎn)生向左推動(dòng)力；當(dāng)船艏需要擺向右時(shí)，水流換向機(jī)構(gòu)14導(dǎo)通位于左側(cè)的推水通道13同時(shí)封堵位于右側(cè)的推水通道13，螺旋槳12從船只底部提起的水從位于左側(cè)的推水通道13排出，對(duì)船艏產(chǎn)生向右推動(dòng)力。

本實(shí)施例提供的側(cè)推裝置1，通過第一電機(jī)系統(tǒng)11驅(qū)動(dòng)螺旋槳12轉(zhuǎn)動(dòng)來為船艏擺動(dòng)提供動(dòng)力，采用底部吸水式側(cè)推裝置1設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)底部吸水，不受河道淺吃水及船舶輕載工況的影響，對(duì)船舶運(yùn)輸業(yè)務(wù)拓展的靈活性提供了保障；結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，不需要船艏部開通直通式的隧道結(jié)構(gòu)、可以簡(jiǎn)化船體4的結(jié)構(gòu)，降低船體4的設(shè)計(jì)難度；且占用空間小、不受安裝位置的限定，在機(jī)艙內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)靈活的布置，減少機(jī)艙占據(jù)的船體4空間及結(jié)構(gòu)，有效裝貨容積率得到提高，從而降低船體4建造成本；同時(shí)噪聲小、更環(huán)保。

水流換向機(jī)構(gòu)14沒有具體限制，可以根據(jù)船艏擺動(dòng)方向的需要導(dǎo)通其中一條推水通道13、封堵另一條推水通道13即可。例如，水流換向機(jī)構(gòu)14包括一擋板和驅(qū)動(dòng)擋板的動(dòng)力組件，動(dòng)力組件根據(jù)控制裝置的指令驅(qū)動(dòng)擋板運(yùn)動(dòng)至其中一條推水通道13的進(jìn)口處以封堵此進(jìn)水通道。例如，水流換向機(jī)構(gòu)14還可以包括兩條推水通道13的進(jìn)口處分別設(shè)置的閥，其中一個(gè)閥在控制裝置的指令下處于打開狀態(tài)，另一個(gè)閥在控制裝置的指令下處于關(guān)閉狀態(tài)。

在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，推水通道13上設(shè)置有導(dǎo)流裝置15，以便于引導(dǎo)水流流向。

在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，船舶動(dòng)力裝置還包括設(shè)置于船艉底部的主推裝置2，主推裝置2包括第二電機(jī)系統(tǒng)21和至少一臺(tái)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置22，全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置22為全回轉(zhuǎn)舵槳推進(jìn)器或全回轉(zhuǎn)吊艙推進(jìn)器，每臺(tái)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置22由一第二電機(jī)系統(tǒng)21驅(qū)動(dòng)。

這種結(jié)構(gòu)的主推裝置2，推進(jìn)角度無死角限制，可全功率360°正反方向旋轉(zhuǎn)操作，確保推力能夠滿足任何的方向要求全額輸出，操控的靈活性高；且主推裝置2的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、占用空間小，安裝位置不受限定，在機(jī)艙內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)靈活的布置，可以提升裝貨容積率、降低船舶成本；同時(shí)，避免了采用柴油機(jī)作為動(dòng)力機(jī)構(gòu)造成的噪聲大、污染大等問題。

在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，船舶動(dòng)力裝置還包括發(fā)電機(jī)組3，發(fā)電機(jī)組3用于為第一電機(jī)系統(tǒng)11和/或第二電機(jī)系統(tǒng)21供電。發(fā)電機(jī)組3的發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選但不局限為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。

第一電機(jī)系統(tǒng)11的結(jié)構(gòu)沒有具體限制，可以驅(qū)動(dòng)螺旋槳12旋轉(zhuǎn)即可。但優(yōu)選地，第一電機(jī)系統(tǒng)11包括依次電連接的第一濾波器111、第一變頻器112和第一電機(jī)113，第一電機(jī)113用于驅(qū)動(dòng)螺旋槳12轉(zhuǎn)動(dòng)。第一電機(jī)113優(yōu)選但不局限為永磁同步電機(jī)。

第二電機(jī)系統(tǒng)21的結(jié)構(gòu)沒有具體限制，可以驅(qū)動(dòng)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置22即可。但優(yōu)選地，第二電機(jī)系統(tǒng)21包括依次電連接的第二濾波器211、第二變頻器212和第二電機(jī)213，第二電機(jī)213用于驅(qū)動(dòng)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置22。第二電機(jī)213優(yōu)選但不局限為永磁同步電機(jī)。

發(fā)電機(jī)組3分別通過機(jī)組控制柜、負(fù)載柜與第一濾波器111、第二濾波器211連接，負(fù)載柜用于分配流經(jīng)各電器元件的電流。該發(fā)電機(jī)組3優(yōu)選為整個(gè)船舶的電站，除主推裝置2和側(cè)推裝置1外，還可同時(shí)為船舶上的其他用電設(shè)備供電。

本實(shí)施例中，無論船艉部或船艏部的推進(jìn)設(shè)備均采用電力驅(qū)動(dòng)方式，配套高效率、高功率因素的永磁同步電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，完全避免了采用柴油機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶來的占用空間大、船體4設(shè)計(jì)困難、布置困難、噪聲大、污染大等問題。統(tǒng)一采用多臺(tái)的柴油或燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組作為能源供應(yīng)，由高度自動(dòng)化、智能化的配電系統(tǒng)管理能源供給，大為有效地降低了整船的裝機(jī)容量，有利于節(jié)能降耗，提高船舶航行的經(jīng)濟(jì)性。

本實(shí)施例還提供一種船舶，所述船舶的船體4上設(shè)置有上述船舶動(dòng)力裝置。

本實(shí)施例提供的船舶由于采用了上述船舶動(dòng)力裝置，其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單緊湊、操作靈活、節(jié)能環(huán)保。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。