[發明專利]一種船用電磁對轉有轂式輪緣噴水推進器

在審

• 申請號: 201710375036.1
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107226189A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 朱漢華;李小軍;劉寒秋;周棟彬;張新卓
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B63H11/08
• 分類號: B63H11/08;B63H21/17
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 王丹,劉琰

技術領域

本發明涉及船舶推進器技術領域，尤其涉及一種船用電磁對轉有轂式輪緣噴水推進器。

背景技術

隨著船舶推進裝置性能的要求越來越高，傳統的軸槳式驅動裝置部件多，船艙占用空間大、能量損耗大、軸系振動和噪聲控制困難。尤其是船艇、潛艇等緊湊型船舶，其船艙空間有限，同時要求機動性高、軸系穩定可靠等。而噴水推進器具有回轉半徑小，船舶艙內噪聲和振動低，以及結構簡單等一系列優點，廣泛應用于游艇、氣墊船以及軍事艦艇等船型。現有噴水推進器多采用泵軸推進方式，槳葉固定在軸轂上，其缺點明顯：泵軸在運轉過程中振動噪音大，占用艙室空間大；槳葉固定在軸轂上，容易被吸入的雜物打傷，影響艦船安全性。

目前無軸緣輪螺旋槳裝置還未應用到噴水推進器上，對于已公開的一些無軸緣輪螺旋槳裝置都是采用吊艙形式，懸掛在船舶尾部。公開號CN104326073A公開了一種船用永磁電機推進器螺旋槳，這種推進裝置將電機定子設置在圓柱形殼體內，螺旋槳槳葉與電機轉子相連后安裝在殼體中空部位，電機通電后帶動槳葉旋轉產生推力。該裝置是安裝在船尾，并沒有與噴水推進器相結合，未能充分利用噴水推進器的優點。而傳統噴水推進器多采用泵軸驅動形式，公開號CN102285441A描述了噴水推進泵的一般結構：包括泵體和泵軸，泵體由圓筒狀中間段和分置于其兩端的與其固接的噴口段和進流段組成，泵內內置與泵體同軸設置的泵軸，依靠泵軸轉動帶動葉輪旋轉，起到抽吸、噴出流體作用，產生推力。CN203604267A公開了一種噴水推進泵，其轉動葉輪固定在泵軸上，以葉輪為界將推進泵劃分為聯通泵體進水口的進水區和用于出水的出水區，進一步整合泵內流道，以達到優化泵內流場，提高推進效率的目的。但是其固有的泵軸決定了其泵內流場受到嚴重擾亂，推進效率難以得到大幅度提升，且水草等雜物容易纏繞甚至打壞泵軸及槳葉，安全性差。

上述公開專利針對噴水推進器內部結構做了優化，卻未從根本上解決其泵軸振動噪音大、槳葉強度低這幾個根本問題。有專利公開了電磁無軸輪緣螺旋槳推進器，但又由于防護、密封、結構強度等原因，一直未在噴水推進器上得以應用。本發明首次在噴水推進器上采用了無軸緣輪螺旋槳裝置，用無軸緣輪螺旋槳取代了傳統泵軸驅動形式，采用了槳葉可拆卸設計，并設計了詳細的軸承、密封等裝置，在有效提高推進效率的同時，極大地降低了振動和噪音，增強了槳葉的強度，保證了艦船安全性。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中推進效率低，振動噪音大，槳葉強度低等缺陷，提供一種船用電磁對轉有轂式輪緣噴水推進器。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供一種船用電磁對轉有轂式輪緣噴水推進器，包括噴水管、環形永磁體電機裝置、對轉輪緣螺旋槳、軸承組件和密封組件；其中，噴水管包括殼體和設置在殼體兩端的出水端和進水端；環形永磁體電機裝置和對轉輪緣螺旋槳設置在殼體上靠近出水端的位置；對轉輪緣螺旋槳包括一級輪緣螺旋槳和二級輪緣螺旋槳，一級輪緣螺旋槳和二級輪緣螺旋槳之間通過軸承組件相互連接；環形永磁體電機裝置設置有兩個，分別設置在一級輪緣螺旋槳和二級輪緣螺旋槳外部的殼體上；環形永磁體電機裝置和軸承組件上均設置有密封組件；環形永磁體電機裝置通電后產生旋轉磁場，對轉輪緣螺旋槳在旋轉磁場中受力轉動以產生推力，推動船舶前進。

進一步地，本發明的環形永磁體電機裝置包括相互固定連接的定子部件和轉子部件，轉子部件設置在環形永磁體電機裝置的內環位置，定子部件設置在環形永磁體電機裝置的外環位置；環形永磁體電機裝置的最外側設置有固定外板。

進一步地，本發明的定子部件包括定子鐵芯環和電機線圈繞組，定子鐵芯環通過固定外板固定在船體上，定子鐵芯內壁與轉子部件的外壁相連。

進一步地，本發明的轉子部件包括由內環向外環依次設置的漿葉板、轉子環、永磁體和轉子軸套；一級輪緣螺旋槳和二級輪緣螺旋槳分別通過槳葉板固定在轉子環內壁，轉子環外壁套著轉子環軸套；轉子環軸套外壁與軸承部件相對，且轉子環軸套外壁與軸承部件之間設置有間隙；通電后間隙中充滿水，形成動壓水膜。

進一步地，本發明的軸承組件包括軸向推力滑動軸承、徑向滑動軸承、滾動軸承和承壓板；軸向推力滑動軸承和徑向滑動軸承采用水潤滑的方式，滾動軸承采用油潤滑的方式；軸向推力滑動軸承的兩側分別與固定外板和承壓板連接，承壓板固定在轉子環外壁上，承壓板與徑向滑動軸承之間設置有間隙。