[發明專利]一種對轉輪緣推進器及采用該推進器的水中行進工具

在審

• 申請號: 202110110560.2
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112829911A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 王前進
• 申請（專利權）人: 武漢波依邁科技有限公司
• 主分類號: B63H1/16
• 分類號: B63H1/16;B63H21/17;H02K5/124
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 徐瑛

本發明公開了一種對轉輪緣推進器，包括殼體、前導管及后導管；所述前導管呈中空、喇叭狀結構，大端部內環中固定安裝有第一螺旋槳；所述后導管呈圓柱環狀結構，內環中固定安裝有第二螺旋槳；所述前導管的小端部與后導管活動對接在一起，再通過軸承固定在殼體兩側的端蓋中；所述前導管及后導管由驅動裝置提供動力帶動實現相互反向對轉。本發明充分利用文丘里效應及其管道的結構特點，突破常規設計，合理布局，極好地解決了輪緣推進器中大功率的定、轉子與有限的安裝空間之間的矛盾，在保證輪緣推進器小體積的同時，大大提高了其推進功率及推進效率，且利用雙螺旋槳對轉的運動方式，充分利用流體的渦動能量，進一步提升了推進器的推進效率。

技術領域

本發明屬于機械工程密封領域，尤其涉及一種具有自調節性且適合高轉速的密封結構及采用該對轉密封總成的對轉推進器。

技術背景

作為一種有效的船舶推進節能方案，對轉螺旋槳一直備受關注，所述對轉螺旋槳就是在螺旋槳推進軸線上，一前一后布置兩個螺旋槳，前面的螺旋槳直徑大于后面的螺旋槳直徑，且兩個螺旋槳的旋轉方向相反，我們知道，在傳統的單螺旋槳推進系統中，螺旋槳尾流中的渦動能量是無法被利用的，而在對轉螺旋槳推進系統中，前螺旋槳產生的未被利用的渦動能量在后螺旋槳上得到利用，轉化為有效的推進動力，雖然對轉推進系統有利于減小尾流的旋轉損失，提高推進效率，但存在軸系復雜，制造難度大，制造和維修費用高等明顯缺點，而且這種對轉螺旋槳葉梢部位存在較明顯的空泡現象，具有輻射噪音大，臨界航速低的缺點，需要在螺旋槳外側加裝導管，用于屏蔽螺旋槳及內流道產生的噪聲。

中國專利《對轉無軸輪緣驅動推進器》(CN105109650B)公開了一種對轉推進器，該推進器采用滑動軸承，利用海水冷卻電機，適合水質比較好的環境，但對于渾濁、沙粒較多的環境，如果不對軸承及兩轉軸對轉連接處進行密封保護，進入間隙中沙粒會嚴重影響零部件的性能及壽命，需要一種能同時承擔徑向載荷及軸向載荷的對轉密封部件；且這種推進器從結構上不難發現，其電機定子、轉子的安裝空間極其有限，而電機的功率與體積有直接的關系，且為了減少水阻，要求導管盡可能薄，進一步限制了電機部分的安裝空間，因此推進器功率也受到極大的限制，成為限制輪緣推進系統大功率化的關鍵技術瓶頸之一。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種具有自調節性且適合高轉速的對轉密封總成及采用該結構的對轉推進器。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種對轉輪緣推進器，包括殼體、前導管及后導管；所述前導管呈中空、喇叭狀結構，大端部內環中固定安裝有第一螺旋槳；所述后導管呈圓柱環狀結構，內環中固定安裝有第二螺旋槳；所述前導管的小端部與后導管活動對接，連為一體的前導管及后導管通過軸承固定在殼體兩側的端蓋中；所述前導管及后導管由驅動裝置提供動力，實現相互反向旋轉；其有益效果在于：所述前導管呈中空、喇叭狀的結構，在運行過程中，流體從大端部進入，經過漸變部，速度因為涌流截面積變化地關系而上升，在最窄處時，速度達到最大值，靜態壓力達到最小值，使得流體從小端部高速噴出，通過利用文丘里效應增大了出水口的噴射速度，提高了推進效率，特別需要指出的是所述前導管的喇叭狀縮口變徑的小端部與后導管活動連接在一起，極大地增大了動力驅動部分的安裝空間，眾所周知，驅動裝置的體積與輸出功率有很大的關系，特別是電動機，電動機體積越大，所能提供的功率也就越大，該對轉輪緣推進器突破常規設計，合理布局，極好地解決了輪緣推進器中大功率的驅動裝置與狹小安裝空間之間的矛盾，在保證輪緣推進器小體積的同時，大大提高了其推進功率及推進效率；且前導管與后導管對轉運動的方式，第一螺旋槳與第二螺旋槳的旋轉方向相反，不但消除了單螺旋槳旋轉啟動時的傾倒力矩，還將單螺旋槳推進系統中尾流的渦動能量無法被利用的能量在后一螺旋槳上得到了利用，轉化為有效推進動力。