[发明专利]推进装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种推进装置。

背景技术

现有技术的推进装置通常包括外壳、电机、轴和螺旋桨。外壳旋转地附连至船只的船体。电机设置在外壳内。轴穿过电机并且通过轴承被可旋转地支撑在外壳内。螺旋桨附连至从外壳突出的轴的外端。在需要低速下的高推力的推进装置中，还有一个围绕螺旋桨的边缘的环形外罩。环形外罩附连至外壳的上部和一个或若干个被支撑在外壳处的叶片。环形外罩形成具有用于水的从环形外罩的第一端到第二端的轴向流径的中间管。螺旋桨产生的推力在低速下被外罩放大。这种情形使得在低速下螺旋桨产生60％的总推力，外罩产生40％的总推力。外罩被用在用于石油钻探的所谓的动态定位(Dynamic Positioning)(DP)船只中。在这种船只中有若干个推进装置，并且船只通过推进装置保持位置稳定。因此需要低速下的大推力，以在风大浪急的海面中将船只持续地保持在合适位置。外壳仅在低速下，即仅在大约小于约15海里/小时的速度下，增加螺旋桨产生的推力。

世界知识产权组织专利公报99/14113公开了一种推进系统的一个示例，该推进系统包括外壳、电机、轴、螺旋桨和围绕螺旋桨的边缘的环形外罩。该系统将特别用于在结冰条件下行驶的船只。该系统包括被旋转地支撑在船只的船体处的支柱、被附连至该支柱的鱼雷形外壳、在该外壳内的驱动轴和电机、被附连至传动轴的外端部的螺旋桨和围绕螺旋桨的喷嘴。喷嘴有进水口和出水口。可旋转的桨叶或叶片被附连至喷嘴的进水口外的传动轴的最外端，用于在冰进入喷嘴前击碎和/或压碎冰。

这种现有技术的推进装置包括外壳、在外壳内的电机和在外壳外的由电机驱动的螺旋桨，这种现有技术的推进装置的问题在于，在低速下缺乏扭矩。外壳内电机的直径被限制，并且外壳内电机的长度也被限制。围绕螺旋桨外边缘的外罩将在低速下增加装置的推力。然而，在先前提及的DP船只中需要低速下的较大扭矩以及因此需要低速下的较大推力。

现有技术的另一种推进装置基于所谓的边缘驱动/传动装置(rim drive arrangement)。边缘驱动装置包括被设置在螺旋桨的外周边的转子和被设置在围绕螺旋桨的环形外罩内的定子。电机的转子和定子的直径能够被显著地增加，由此电机的扭矩也能够被增加。螺旋桨附连至由轴承支撑在穿过转子和定子的轴向中点的径向平面的两侧的轴。轴和轴承因此在推进装置的内部中的流径内。

美国专利公报2012/0093668公开了一种边缘驱动推力器，该边缘驱动推力器包括环形外罩、推进部件、磁性转子部件和定子部件。环形外罩限定沿轴线延伸的流径。锥形前整流罩连接至外罩的前端，圆柱形后整流罩连接至外罩的后端。推进部件被支撑在外罩内，并且包括从流径的轴线径向延伸的螺旋桨桨叶。螺旋桨桨叶被配置为绕轴线旋转。磁性转子部件被安装至螺旋桨桨叶的径向外端。定子部件包括被安装至环形外罩的内圆周表面的间隔开的螺旋桨驱动模块。螺旋桨驱动模块被配置为向磁性转子部件提供电磁扭矩。在环形外罩的中间有沿轴线延伸的轴，并且环形外罩的两端处有支撑托架，该支撑托架沿从环形外罩的内表面朝向环形外罩的中间的轴线的径向方向延伸。轴在两端由轴承旋转地支撑至支撑托架。

美国专利6,837,757公开了一种边缘驱动推进装置。该装置包括外罩，该外罩由相邻船只的支柱支撑，其被推进装置推进。外罩形成具有用于水的轴向流径的管。管的内表面在外罩的后端处为锥形。圆柱形转子支撑部件位于外罩内中间，并且通过叶片形式的支撑构件阵列支撑在外罩中。转子部件包括轮毂和附连至轮毂的径向螺旋桨桨叶。轮毂通过转子支撑部件内的中间固定支撑轴处的径向轴承可旋转地支撑在转子支撑部件的前端。轴向轴承即推力轴承包括在轮毂的前端处随转子旋转的推力环和被固定至转子支撑部件的固定推力盘。水被用作推力轴承中的润滑介质。

日本专利公报10257752公开了一种用于船只的驱动装置。该驱动装置包括由圆柱形外壳内的轴承旋转地支撑的中央轴和围绕圆柱形外壳的环形外罩。轮毂被安置在中央轴上，螺旋桨桨叶被径向地附连至所述轮毂。联接装置被附连至螺旋桨桨叶的外边缘。若干个转子线圈被设置在联接装置上。定子线圈安置在围绕外壳的环形外罩中。定子线圈或转子线圈由超导材料制造，另一线圈由普通导电材料制造。通过供应电流至定子线圈以便在定子线圈与转子线圈之间产生电磁力，使螺旋桨以及因此也使中央轴旋转。

以上提及的三种现有技术的边缘驱动推进装置的共同点是，经过转子的轴向中点的径向平面与经过位于中央轴的径向轴承之间的轴向中点的径向平面重合。在过去这是实施边缘驱动推进装置的标准方式。