一种气体减阻支撑的对转式电力推进器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种气体减阻支撑的对转式电力推进器，包括：环形壳体和推进单元，所述推进单元包括：轮缘式电机、气体减阻系统、螺旋桨和轴系组件。采用一前一后同轴布置的二个轮缘式永磁无刷电机，各驱动一个螺旋桨，形成电力驱动的组合式对转螺旋桨，旋向相反，但是推力方向一致，共同推动船舶前进。布置于后方的螺旋桨吸收了前方螺旋桨尾涡的能量，提高了整体的推进效率，起到对转桨的效果。电机置于水中，直接带动螺旋桨转动，省去了电机到螺旋桨之间的传动环节，转子和螺旋桨由轴系支撑，并将推力传递到电机和船体上。

【技术实现步骤摘要】
一种气体减阻支撑的对转式电力推进器
本技术属于船舶轮机中船用推进器
，具体涉及一种气体减阻支撑的对转式电力推进器。
技术介绍
随着电力推进技术的发展，电力推进系统越来越多地应用于船舶上。常见的电力推进系统包括变速齿轮箱、轴系（含轴、联轴器、各种轴承和轴承座、艉管密封）、螺旋桨等；电力推进系统的推进方式是由电动机带动变速齿轮箱减速后，驱动轴系和螺旋桨旋转，产生船舶前进或后退的推力。这种推进方式存在以下问题：结构复杂，零件众多，故障率高、占用空间大、重量重；推进效率低：电机与螺旋桨之间通过齿轮、轴系等部件传动，齿轮啮合产生能量损失，同时轴承通常为滑动轴承，摩擦力大，摩擦功耗大；以上传动环节，产生了中间传动损耗，降低了系统的推进效率；传动齿轮啮合产生振动并引发噪声，其次，水流流经轴系和水下附体后，产生紊流，螺旋桨在紊流中旋转，产生激振和空泡，空泡爆裂产生噪声。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提出了一种气体减阻支撑的对转式电力推进器，采用一前一后同轴布置的二个轮缘式永磁无刷电机，各驱动一个螺旋桨，形成电力驱动的组合式对转螺旋桨，旋向相反，但是推力方向一致，共同推动船舶前进。布置于后方的螺旋桨吸收了前方螺旋桨尾涡的能量，提高了整体的推进效率，起到对转桨的效果。电机置于水中，直接带动螺旋桨转动，省去了电机到螺旋桨之间的传动环节，转子和螺旋桨由轴系支撑，并将推力传递到电机和船体上。为至少解决上述技术问题之一，本技术采取的技术方案为：一种气体减阻支撑的对转式电力推进器，其特征在于，包括：环形壳体和推进单元，所述推进单元包括：轮缘式电机、气体减阻系统、螺旋桨和轴系组件，所述气体减阻系统用于将气体导入至所述轮缘式电机的定子组件与转子组件的气隙中，所述螺旋桨的一端与所述转子组件相连，所述螺旋桨的另一端与所述轴系组件相连，所述轴系组件与所述环形壳体相连；正转推进单元和反转推进单元前后同轴并列设置于所述环形壳体内；所述正转推进单元的螺旋桨与所述反转推进单元的螺旋桨的旋向相反，用于产生同样方向的推力。进一步的，所述轮缘式电机包括：定子组件、转子组件和端面法兰，所述定子组件的两端分别设有所述端面法兰，所述端面法兰固定于所述环形壳体上，且所述定子组件固定于两端的所述端面法兰的内侧台阶的上方，所述转子组件位于所述定子组件的内侧且位于两端的所述端面法兰之间。进一步的，所述气体减阻系统包括：气路和气阀，所述气路设置于所述端面法兰的内部，且所述气路的进气口与位于所述环形壳体上的气阀相连通，所述气路的出气口分别与所述气隙和所述转子组件与端面法兰之间的间隙相连通。进一步的，所述气阀连接有供气装置。进一步的，所述轴系组件包括：螺旋桨轴、轴承组、轴承座和支撑辐条，所述螺旋桨轴的一端与所述螺旋桨相连，所述螺旋桨轴的另一端通过轴承组设置于所述轴承座上，所述轴承座通过支撑辐条与所述端面法兰相连。进一步的，所述轴承组装配于所述轴承座内，所述螺旋桨轴与轴承座之间采用水润滑或油润滑方式中的一种或几种。进一步的，采用油润滑方式时，所述螺旋桨轴与轴承座之间具有密封件。进一步的，所述对转式电力推进器还包括节能附体，其包括：防护罩和稳流板，所述环形壳体的两端分别设有所述防护罩，所述稳流板设置于所述环形壳体上且与前进方向平行或呈一定角度设置。进一步的，所述正转推进单元和反转推进单元分别包括：多级所述推进单元。进一步的，所述轮缘式电机为轮缘式永磁无刷电机。本技术的有益效果至少包括：1）首先，本技术采用了永磁无刷电机，电机效率高；其次，电机转子直接驱动螺旋桨转动，不再需要任何中间传动环节，降低了传动损耗；第三，采用对转桨型式，后桨吸收前桨周向能量，效率进一步提高；第四、采用了气体减阻系统，降低了推进器与水的摩擦功耗，以上措施，均提高了推进效率；2）由于转子直接驱动螺旋桨，消除了传统推进型式中齿轮箱齿轮啮合带来的振动与噪声；3）电机直接驱动螺旋桨，取消了中间传动环节，结构更加简单，可靠性更高，另外，由于电机置于水下，节省了舱内空间；4）本技术采用了二台电机和二套螺旋桨，即二级推进单元，功率密度更高；另外，还可以通过更多级推进单元的组合，达到更高的功率密度和更大的推力。附图说明图1为本技术对转式电力推进器立体图。图2为图1的主视图。图3为图2的A-A向剖视图。图4为本技术气体减阻系统结构示意图。图5为本技术桨毂与螺旋桨轴一体结构示意图一。图6为本技术桨毂与螺旋桨轴一体结构示意图二。图7为本技术桨毂与螺旋桨轴分体结构示意图一。图8为本技术桨毂与螺旋桨轴分体结构示意图二。图9为本技术节能附体结构示意图。图10为本技术多种不同横截面形状的稳流板结构示意图a-f。图11为本技术的多级推进单元的电力推进器结构示意图。其中，环形壳体1，推进单元2，定子组件及转子组件301，端面法兰302，气体减阻系统4，气路401，气阀402，气路元件403，螺旋桨5，桨毂501，桨叶502，叶梢法兰503，螺旋桨轴6，轴承组7，轴承座8，支撑辐条9，密封件10，防护罩11，稳流板12。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合具体实施例对本技术作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。图1为本技术对转式电力推进器立体图，图2为图1的主视图，图3为图2的A-A向剖视图，参照图1-3所示，本技术所述一种气体减阻支撑的对转式电力推进器，主要包括：环形壳体和推进单元，所述推进单元包括：轮缘式电机、气体减阻系统、螺旋桨和轴系组件，所述气体减阻系统用于将气体导入至所述轮缘式电机的定子组件与转子组件的气隙中，所述螺旋桨的一端与所述转子组件相连，所述螺旋桨的另一端与所述轴系组件相连，所述轴系组件与所述环形壳体相连；正转推进单元和反转推进单元前后同轴并列设置于所述环形壳体内；所述正转推进单元的螺旋桨与所述反转推进单元的螺旋桨的旋向相反，用于产生同样方向的推力。在本技术的该实施例中，二台电机前后串列，同轴布置，各驱动一个螺旋桨。前桨正转，后桨反转，且前后螺旋桨的旋向相反，使得推力方向一致，后桨吸收前桨的周向涡流能量，形成对转桨，提高了推进效率，前后螺旋桨的叶数和螺距分布等桨叶参数，需要进行水动力优化设计来确定。如图3所示，本技术采用轮缘式永磁无刷电机，取代了传统的他励式三相异步电动机。所述轮缘式电机由定子组件、转子组件、机壳和端面法兰组成。电机定子组件为铁芯和线圈组成，整体灌封密封绝缘胶，与水隔绝并起到绝缘的作用，转子内含永磁体并灌封密封，防止水进入转子内部腐蚀永磁体，且转子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体减阻支撑的对转式电力推进器，其特征在于，包括：环形壳体和推进单元，所述推进单元包括：轮缘式电机、气体减阻系统、螺旋桨和轴系组件，所述气体减阻系统用于将气体导入至所述轮缘式电机的定子组件与转子组件的气隙中，所述螺旋桨的一端与所述转子组件相连，所述螺旋桨的另一端与所述轴系组件相连，所述轴系组件与所述环形壳体相连；/n正转推进单元和反转推进单元前后同轴并列设置于所述环形壳体内；/n所述正转推进单元的螺旋桨与所述反转推进单元的螺旋桨的旋向相反，用于产生同样方向的推力。/n

【技术特征摘要】
1.一种气体减阻支撑的对转式电力推进器，其特征在于，包括：环形壳体和推进单元，所述推进单元包括：轮缘式电机、气体减阻系统、螺旋桨和轴系组件，所述气体减阻系统用于将气体导入至所述轮缘式电机的定子组件与转子组件的气隙中，所述螺旋桨的一端与所述转子组件相连，所述螺旋桨的另一端与所述轴系组件相连，所述轴系组件与所述环形壳体相连；
正转推进单元和反转推进单元前后同轴并列设置于所述环形壳体内；
所述正转推进单元的螺旋桨与所述反转推进单元的螺旋桨的旋向相反，用于产生同样方向的推力。


2.根据权利要求1所述的对转式电力推进器，其特征在于，所述轮缘式电机包括：定子组件、转子组件和端面法兰，所述定子组件的两端分别设有所述端面法兰，所述端面法兰固定于所述环形壳体上，且所述定子组件固定于两端的所述端面法兰的内侧台阶的上方，所述转子组件位于所述定子组件的内侧且位于两端的所述端面法兰之间。


3.根据权利要求2所述的对转式电力推进器，其特征在于，所述气体减阻系统包括：气路和气阀，所述气路设置于所述端面法兰的内部，且所述气路的进气口与位于所述环形壳体上的气阀相连通，所述气路的出气口分别与所述气隙和所述转子组件与端面法兰之间的间隙相连通。


4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑锐聪，肖燕燕，邱湘瑶，郭望渠，
申请(专利权)人：广州海工船舶设备有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44