[發明專利]一種吊艙式無軸輪緣驅動集成電機推進器

在審

• 申請號: 202011298636.0
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112478118A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 王信軍
• 申請（專利權）人: 四川宏華電氣有限責任公司
• 主分類號: B63H21/17
• 分類號: B63H21/17;B63H5/07;B63H5/14;H02K5/20;H02K1/27;H02K1/18;H02K5/16;H02K7/08;H02K9/19
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種吊艙式無軸輪緣驅動集成電機推進器，在導管內部安裝永磁電機定子和永磁電機轉子，螺旋槳外端連接在轉子支架上，螺旋槳內端固定在中心柱上，永磁電機定子和永磁電機轉子之間設置水隙形成環形電機，在導管內還設置有兩套徑向板條式水潤滑橡膠合金軸承支撐轉子，設置一套軸向板條式水潤滑橡膠合金軸承承受軸向推力。本發明的有益效果是：模塊化，便于安裝，螺旋槳結構剛性高，可以承受較大的載荷，定子繞組供電電纜采用內置設計形式，增加了電纜的安全性；推進器軸承利用螺旋槳形成的水壓差進行強迫水潤滑和冷卻，省去軸承的密封，電機定轉子之間水隙中流過的冷卻水也是通過螺旋槳形成的水壓差來驅動的，整體結構相對簡單。

技術領域

本發明涉及船舶推進器領域，特別是一種吊艙式無軸輪緣驅動集成電機推進器。

背景技術

隨著船舶技術的飛速發展，人們對船舶推進裝置的要求也大大提高，傳統的軸驅式推進器存在諸如噪聲、振動和布局等缺點，已經不能適應水面和水下高性能驅動的要求，因而出現了電機與螺旋槳一體的推進器，目前主要存在實心有榖和空心無榖兩種形式。美國專利文件《IntegralMotor Propulsor Unit For Water Vehicles))(US005220231A)是一種有榖空心軸式集成電機推進器，該推進器是一種導管螺旋槳，在導管內部安裝電機定子繞組，在轉子螺旋槳周向輪緣外部安裝轉子永磁體，同時轉子螺旋槳安裝在一個空心非旋轉軸上，通過徑向軸承和主、輔推力軸承組合固定轉子螺旋槳和傳遞推力。該專利所述的推進器為集成式，其導管、轉子螺旋槳和定子支撐臂與空心非旋轉軸連接成為一個整體，適用于水面或水下平臺的動力定位推進器，但是其結構形式限制了功率，而且作為主推時無法與艉部線型匹配。空心非旋轉軸結構設計有利于形成循環水流潤滑軸承，但是當功率增大以后會帶來強度和結構振動問題。美國專利文件《Shaftless Propeller》(US20070126297A1)，以及中國專利《無軸推進器》(CN1897417A)和《水下空心無榖槳推進器》(CN101546939A)均是一種無榖式空心集成電機推進器，該推進器是在圓柱形開口的流道內安裝帶環形永磁體的轉子葉片，而且在轉子和定子間安裝可傾瓦塊軸承，可以承受相對較高的載荷，空心無榖的結構有利于減小附體阻力和解決防止纏繞問題。但是這種推進器不適用于大功率情況，尤其是當功率達到幾百或幾千千瓦級時，空心無榖結構使每個葉片成為向內凸出的懸臂梁，將會帶來嚴重的結構振動和噪聲問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種結構合理的、適用于大中功率、高航速、與艉部線型匹配良好、結構強度和振動性能優良、且安全可靠的吊艙式無軸輪緣驅動集成電機推進器。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種吊艙式無軸輪緣驅動集成電機推進器，所述推進器是一種導管螺旋槳，包括支撐管、動力源電纜、永磁電機定子、永磁電機轉子、螺旋槳、支撐軸承、中心柱、轉子支架、導管，所述支撐管與導管連接，所述永磁電機定子、永磁電機轉子和支撐軸承均設置在導管腔內，所述動力源電纜一端與永磁電機定子電連接，它的另一端穿過支撐管與回轉裝置的滑環連接，所述永磁電機轉子通過支撐軸承支撐在永磁電機定子內，所述支撐軸承置于轉子支架上，所述水潤滑橡膠合金推力軸承安裝在轉子支架上并與永磁電機轉子連接，所述永磁電機轉子安裝在轉子支架上，所述螺旋槳外端與轉子支架相連，其內端與中心柱相連，所述后導流罩與電機后端蓋連接，所述電機后端蓋和電機后端蓋與支撐軸承連接，所述電機前端蓋兼做前導流罩。

優選地，所述的推進器通過回轉裝置設置在水面船舶的下部。

優選地，所述的永磁電機定子與永磁電機轉子之間設置水隙形成環形電機，冷卻水流過水隙冷卻永磁電機定子內表面和永磁電機轉子外表面。

優選地，所述的轉子支架、螺旋槳和中心柱采用銅合金整體鑄造加工。

優選地，所述的后導流罩、電機后端蓋、電機前端蓋和永磁電機定子相互之間均采用螺栓連接，它們各自的外表面與轉子支架的內表面組成導管。