[發明專利]具有螺旋槳驅動模塊的環圈驅動推力器

無效

• 申請號: 201110408322.6
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN103158850A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: J.F.吉拉斯;G.I.羅斯曼
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: B63H21/17
• 分類號: B63H21/17;H02K29/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝;傅永霄

技術領域

本發明一般地涉及用于船只等的推進系統的環圈驅動推力器（RDT）。更具體地，本發明涉及用于RDT的永磁體無刷馬達。

背景技術

在環圈驅動推力器中，電磁馬達整體集成有螺旋槳葉片推進器。在典型的RDT中，轉子組件被整體集成在螺旋槳葉片的外直徑端部處，并且定子組件被整體集成到圍繞螺旋槳葉片的靜止環形殼體中。定子組件以電磁方式導致轉子組件旋轉并且用螺旋槳葉片產生推進性推力。殼體通過柱臺（pylon）連接到船只，該柱臺繞豎直軸線旋轉使得RDT能夠以單個單元的方式提供推進和轉向。

RDT對于浸沒操作是有利的，因為電磁馬達被從推進器的中心去除。在這種構造中，定子組件的電激活部件被定位在殼體中從而被容易地絕緣。而且，馬達被定為成使得最小化液壓阻力。具體地，定子組件定位在環形殼體中，并且轉子組件定為成緊鄰殼體，位于葉片的外直徑處。然而，定子和轉子組件在被浸沒時仍然暴露于液壓阻力。因此，希望降低轉子和定子組件的厚度以進一步最小化流體動力學損耗。

典型的RDT在定子組件中采用常規的帶槽定子芯部。然而，在這些設計中，難以將多個繞組容納在窄且淺的槽中，所述窄且淺的槽被需要以實現有利的厚度尺寸。用于降低定子芯部厚度的另一種提議包括使用無槽定子繞組好螺旋纏繞定子芯部疊片。該定子組件設計昂貴，難以制造并且僅適用于小型馬達。因此，需要一種永磁體馬達構造，其在能夠被容易且便宜制造的構造中具有有利的液壓阻力性質。

發明內容

本發明涉及具有螺旋槳驅動模塊的環圈驅動推力器。所述環圈驅動推力器包括環形殼體、推進器組件、磁性轉子組件和定子組件。所述環形殼體限定沿軸線延伸的流動路徑。所述推進器組件被支撐在所述環形殼體中并且包括從所述流動路徑的所述軸線徑向地延伸的多個螺旋槳葉片，所述螺旋槳葉片構造成繞所述軸線旋轉。所述磁性轉子組件被安裝到所述螺旋槳葉片的徑向外端。所述定子組件包括多個間隔的螺旋槳驅動模塊，所述間隔的螺旋槳驅動模塊被安裝到所述環形殼體的內圓周表面。所述螺旋槳驅動模塊構造成給所述磁性轉子組件提供電磁扭矩。

附圖說明

圖1是連接到水運船只的船體的環圈驅動推力器（RDT）的透視圖。

圖2是在剖面2-2剖切的圖1的環圈驅動推力器的船尾視圖，示出了包括多個電磁定子栓的螺旋槳驅動模塊。

圖3是在剖面3-3剖切的圖2的環圈驅動推力器的側剖視圖，示出了多個電磁定子栓的定子芯部和轉子芯部。

圖4是在剖面2-2剖切的圖1的環圈驅動推力器的替代性船尾視圖，示出了包括多個線性驅動致動器的螺旋槳驅動模塊。

圖5是在剖面5-5剖切的圖4的環圈驅動推力器的側剖視圖，示出了線性驅動致動器的轉子芯部和定子芯部。

具體實施方式

圖1是連接到水運船只12的船尾的環圈驅動推力器（RDT）10的透視圖。水運船只12可包括任何常規的船只，例如漂浮船或者水下潛艇。在所示的實施例中，船只12包括船體，該船體具有船尾肋板14和龍骨16。在操作中，船只12定位成使得龍骨16被浸沒并且船尾肋板14被部分地浸沒在水中或任何其他流體中，從而完全地浸沒RDT?10。RDT?10通過柱臺18在船尾肋板14的下面和龍骨16的尾部被安裝到船只12的船體。RDT?10包括殼體20、螺旋槳22、轂24、環圈26以及前、尾整流罩28A和28B。RDT?10也可被稱為是集成的馬達螺旋槳（IMP）。

RDT?10通過螺旋槳22的旋轉向船只12提供推進性動力。RDT?10在龍骨16后面繞柱臺18旋轉以使船只12轉向。RDT?10在例如從船只12內提供的外部動力源的作用下在柱臺18上旋轉。整體集成到環圈26和殼體20中的電磁馬達使螺旋槳22旋轉。定子芯部被安裝到殼體20內并且通過柱臺18從船只12接收電功率。來自定子芯部的磁性力被傳遞到安裝在環圈26上的轉子芯部。環圈26驅動螺旋槳在殼體20內的轂24上旋轉。前整流罩28A和尾整流罩28B為殼體20、環圈26、定子芯部和轉子芯部提供流體動力學防護。

RDT?10?給船只12提供了流體動力學優勢，因為電磁馬達被從設置在殼體20中的流動路徑的中心移除。這樣，轂24對于殼體20中的流體動力學阻力的影響被最小化。還希望降低殼體20的流體動力學阻力。本發明的RDT?10采用了定子芯部中的螺旋槳驅動模塊，其在環圈26和殼體20之間繞轉子芯部間隔以降低定子芯部的截面區域。間隔的螺旋槳驅動模塊形成了通道，其降低了RDT?10所產生的流體動力學阻力。