[发明专利]一种船用电磁对转有毂式轮缘喷水推进器

说明书

技术领域

本发明涉及船舶推进器技术领域，尤其涉及一种船用电磁对转有毂式轮缘喷水推进器。

背景技术

随着船舶推进装置性能的要求越来越高，传统的轴桨式驱动装置部件多，船舱占用空间大、能量损耗大、轴系振动和噪声控制困难。尤其是船艇、潜艇等紧凑型船舶，其船舱空间有限，同时要求机动性高、轴系稳定可靠等。而喷水推进器具有回转半径小，船舶舱内噪声和振动低，以及结构简单等一系列优点，广泛应用于游艇、气垫船以及军事舰艇等船型。现有喷水推进器多采用泵轴推进方式，桨叶固定在轴毂上，其缺点明显：泵轴在运转过程中振动噪音大，占用舱室空间大；桨叶固定在轴毂上，容易被吸入的杂物打伤，影响舰船安全性。

目前无轴缘轮螺旋桨装置还未应用到喷水推进器上，对于已公开的一些无轴缘轮螺旋桨装置都是采用吊舱形式，悬挂在船舶尾部。公开号CN104326073A公开了一种船用永磁电机推进器螺旋桨，这种推进装置将电机定子设置在圆柱形壳体内，螺旋桨桨叶与电机转子相连后安装在壳体中空部位，电机通电后带动桨叶旋转产生推力。该装置是安装在船尾，并没有与喷水推进器相结合，未能充分利用喷水推进器的优点。而传统喷水推进器多采用泵轴驱动形式，公开号CN102285441A描述了喷水推进泵的一般结构：包括泵体和泵轴，泵体由圆筒状中间段和分置于其两端的与其固接的喷口段和进流段组成，泵内内置与泵体同轴设置的泵轴，依靠泵轴转动带动叶轮旋转，起到抽吸、喷出流体作用，产生推力。CN203604267A公开了一种喷水推进泵，其转动叶轮固定在泵轴上，以叶轮为界将推进泵划分为联通泵体进水口的进水区和用于出水的出水区，进一步整合泵内流道，以达到优化泵内流场，提高推进效率的目的。但是其固有的泵轴决定了其泵内流场受到严重扰乱，推进效率难以得到大幅度提升，且水草等杂物容易缠绕甚至打坏泵轴及桨叶，安全性差。

上述公开专利针对喷水推进器内部结构做了优化，却未从根本上解决其泵轴振动噪音大、桨叶强度低这几个根本问题。有专利公开了电磁无轴轮缘螺旋桨推进器，但又由于防护、密封、结构强度等原因，一直未在喷水推进器上得以应用。本发明首次在喷水推进器上采用了无轴缘轮螺旋桨装置，用无轴缘轮螺旋桨取代了传统泵轴驱动形式，采用了桨叶可拆卸设计，并设计了详细的轴承、密封等装置，在有效提高推进效率的同时，极大地降低了振动和噪音，增强了桨叶的强度，保证了舰船安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中推进效率低，振动噪音大，桨叶强度低等缺陷，提供一种船用电磁对转有毂式轮缘喷水推进器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种船用电磁对转有毂式轮缘喷水推进器，包括喷水管、环形永磁体电机装置、对转轮缘螺旋桨、轴承组件和密封组件；其中，喷水管包括壳体和设置在壳体两端的出水端和进水端；环形永磁体电机装置和对转轮缘螺旋桨设置在壳体上靠近出水端的位置；对转轮缘螺旋桨包括一级轮缘螺旋桨和二级轮缘螺旋桨，一级轮缘螺旋桨和二级轮缘螺旋桨之间通过轴承组件相互连接；环形永磁体电机装置设置有两个，分别设置在一级轮缘螺旋桨和二级轮缘螺旋桨外部的壳体上；环形永磁体电机装置和轴承组件上均设置有密封组件；环形永磁体电机装置通电后产生旋转磁场，对转轮缘螺旋桨在旋转磁场中受力转动以产生推力，推动船舶前进。

进一步地，本发明的环形永磁体电机装置包括相互固定连接的定子部件和转子部件，转子部件设置在环形永磁体电机装置的内环位置，定子部件设置在环形永磁体电机装置的外环位置；环形永磁体电机装置的最外侧设置有固定外板。

进一步地，本发明的定子部件包括定子铁芯环和电机线圈绕组，定子铁芯环通过固定外板固定在船体上，定子铁芯内壁与转子部件的外壁相连。

进一步地，本发明的转子部件包括由内环向外环依次设置的浆叶板、转子环、永磁体和转子轴套；一级轮缘螺旋桨和二级轮缘螺旋桨分别通过桨叶板固定在转子环内壁，转子环外壁套着转子环轴套；转子环轴套外壁与轴承部件相对，且转子环轴套外壁与轴承部件之间设置有间隙；通电后间隙中充满水，形成动压水膜。

进一步地，本发明的轴承组件包括轴向推力滑动轴承、径向滑动轴承、滚动轴承和承压板；轴向推力滑动轴承和径向滑动轴承采用水润滑的方式，滚动轴承采用油润滑的方式；轴向推力滑动轴承的两侧分别与固定外板和承压板连接，承压板固定在转子环外壁上，承压板与径向滑动轴承之间设置有间隙。