[发明专利]轮缘驱动的半浸式推进器

说明书

本发明公开了轮缘驱动的半浸式推进器，包括支架组件、流线型转子环、半浸式螺旋桨、扇形定子，所述扇形定子的上部与支架组件相连接；所述流线型转子环内设有永磁体，所述流线型转子环的内侧与半浸式螺旋桨相连接；所述半浸式螺旋桨内侧与桨叶板相连接，所述桨叶板安装在轮毂上；所述轮毂通过水润滑轴承组件与桨叶板和支架组件相配置，定子绕组通电后，与所述永磁体匹配作用，带动所述半浸式螺旋桨旋转，产生推力推动船舶前进。本发明具有结构简单紧凑、推进效率高和噪声振动小等优点，适合应用于高速船舶的推进系统中。

技术领域

本发明属于船舶推进器领域，特别涉及一种结构简单紧凑的轮缘驱动推进器。

背景技术

近年来，随着先进船舶科技的发展，各种高性能船舶对其推进器要求越来越高，传统的轴驱式推进器的劣势逐渐凸显，已经无法更好地满足工作要求。例如：潜艇的轴系穿透耐压壳使其制造成本高昂，轴系产生的振动和噪声严重制约了潜艇的隐身能力；大型运输船舶的船体与推进轴系存在复杂的耦合动力学关系；船体变形引起推进轴系不对中，易导致轴承润滑失效、密封破坏、轴系振动剧烈、联结法兰螺栓断裂，甚至主机曲轴断裂等恶性事故；推进轴系占据了很大的船舶空间，减少了货物运量。这些缺陷导致人们逐渐将目光转向更加先进的推进系统。

目前轮缘驱动推进器为单转子，分为无毂和有毂两种形式。中国专利《船用永磁电机推进器螺旋桨》(CN104326073A)和中国专利《水下空心无毂桨推进器》(CN101546939A)均为单转子无毂式轮缘驱动推进器，这种推进将电机定子设置在圆柱形壳体中，螺旋桨桨叶与电机转子相连后安装在壳体中空部位，电机通电后转子带动桨叶旋转产生推力。这种无毂结构有利于减小阻力和解决杂物或线缆缠绕的问题，但受电机尺寸限制，推进器功率有限。而且现有的轮缘驱动推进器桨叶产生的推力一般由转子两端的轴承承担，轴承承载面积受壳体厚度限制，承载能力较小，推进器全部浸入水中，存在转子搅拌水，水摩擦阻力大和湍流问题，也限制了大功率轮缘推进器的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了提高螺旋桨的推进效率，改善电机气隙在水中引起的转子搅拌水，水摩擦阻力大的问题，提供一种结构简单紧凑、推进效率高和噪声振动小的轮缘驱动的半浸式推进器。

本发明提供一种轮缘驱动的半浸式推进器，包括支架组件、流线型转子环、半浸式螺旋桨、扇形定子，所述扇形定子的上部与支架组件相连接；所述流线型转子环内设有永磁体，所述流线型转子环的内侧与半浸式螺旋桨相连接；所述半浸式螺旋桨内侧与桨叶板相连接，所述桨叶板安装在轮毂上；所述轮毂通过水润滑轴承组件与桨叶板和支架组件相配置，所述扇形定子内的定子绕组通电后，与所述永磁体匹配作用，带动所述半浸式螺旋桨旋转，产生推力推动船舶前进。

进一步，所述支架组件，包括支架、基座、立柱、轮毂套筒，其中：所述支架从基座中向下伸出，与所述轮毂套筒相连；所述轮毂套筒里面的轮毂通过所述水润滑轴承组件与桨叶板相配置。

进一步，所述半浸式螺旋桨外侧与所述流线型转子环相连接，所述半浸式螺旋桨内侧与桨叶板相连接，所述流线型转子环内设有永磁体，与所述扇形定子形成半浸式扇形电机结构，所述定子绕组通电后，带动所述半浸式螺旋桨旋转。

进一步，所述支架组件、桨叶板和轮毂还设置有用于隔离海水侵蚀的涂层。

进一步，所述轮毂从轮毂套筒中插入，所述水润滑轴承组件两端分别支撑桨叶板和轮毂，所述轮毂通过锁紧螺母与轮毂套筒紧固连接。

进一步，所述扇形定子与流线型转子环形成半浸式扇形电机结构，其电机气隙部分暴露在空气环境中。具体的，所述流线型转子环上半部分在空气中，下半部分在水中，其流线翼型结构可减小空气阻力及水阻力。

进一步，所述定子绕组安装在扇形定子的壳体内壁的槽中，所述壳体由定子防护层封闭，封闭部位设置有定子防护层密封圈。