一种低温升水下推进器制造技术

本发明专利技术公开了一种低温升水下推进器，包括导管及位于导管内的永磁电机、轮辋块和螺旋桨，永磁电机包括定子和位于定子内的转子，转子与定子之间形成有第一间隙；轮辋块与转子相连，且轮辋块与导管内壁之间形成有第二间隙，第二间隙与第一间隙相连通形成包裹住定子的端部和外侧表面的且供冷却液流动的间隙流道；螺旋桨位于转子内部且与转子相连。本发明专利技术可以极大的降低电机的整体温度，均衡推进器整体温度，提高水下推进器的整体可靠性，可在大功率民用船和军用船上产生较好的预期效果。民用船和军用船上产生较好的预期效果。民用船和军用船上产生较好的预期效果。

【技术实现步骤摘要】
一种低温升水下推进器


[0001]本专利技术涉及船舶与海洋工程
，具体涉及一种低温升水下推进器。

技术介绍

[0002]随着海洋船舶技术、电力技术、水上贸易的迅速发展，船舶对推进装置的要求越来越高。传统的轴系系统噪声大、能量损耗大、占用空间大，已无法满足现在的水下推进要求。水下推进器的问世很好的解决了这一问题，作为一种新型的推进器，水下推进器可使电机直接驱动桨叶旋转。
[0003]水下推进器具有高功率密度、高推进效率、高机动性等优点。但推进器导管内部空间有限，电机体积小，损耗密度大，且定子护套存在涡流损耗大及导热系数低的问题，使得推进器电机温度较高。由于定转子间隙流域主要经过有效铁芯部分，在绕组端部的热量不容易散出，使推进器整体温度分部不均匀，极易发生热胀冷缩现象；此外，在一些噪声要求高的场合，定子外表面还需要增加隔热的声学隐身材料等，使得推进器通过机壳散热困难，降低了水下推进器的整体可靠性，影响了水下推进器的综合性能。如CN205652318U和CN213109744U只考虑了间隙内的水流流经有效铁芯部分，并未考虑到对推进器电机端部温度过高的问题，专利CN112849383A利用润滑液冷却电机，但存在结构密封复杂，容易漏液等问题。
[0004]因此如何降低推进器电机端部温度，均衡推进器整体温度成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种可均衡推进器整体温度的低温升水下推进器，从而克服现有技术的不足。
[0006]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：一种低温升水下推进器，包括：导管；永磁电机，位于所述导管内，其包括定子和转子，所述转子位于定子内，且与定子之间形成有第一间隙；轮辋块，位于所述导管内，且位于转子的端部两侧且与所述转子相连，所述轮辋块与所述导管内壁之间形成有第二间隙，所述第二间隙与所述第一间隙相连通形成包裹住所述定子的端部和外侧表面的且供冷却液流动的间隙流道；螺旋桨，位于所述转子内部且与所述转子相连；所述定子在通电后驱动所述转子旋转，所述转子带动所述轮辋块和所述螺旋桨旋转，所述间隙流道的进出口在所述螺旋桨的转动下形成压差，所述冷却液在所述压差的作用下在所述间隙流道内流动对所述定子的端部和外侧表面进行整体散热。
[0007]在一优选实施例中，所述推进器还包括：润滑轴承，其包括润滑轴向轴承和润滑径向轴承，所述润滑轴向轴承和润滑径向
轴承均固定于导管内壁内且分别位于所述轮辋块的侧方和上方，所述轮辋块的侧边与所述润滑轴向轴承之间、所述轮辋块的上端面与所述润滑径向轴承之间至少形成有所述第二间隙的一部分。
[0008]在一优选实施例中，所述推进器还包括：散热环，所述散热环设置于所述定子的前后两侧，所述散热环与所述轮辋块之间形成有所述第二间隙的另一部分。
[0009]在一优选实施例中，所述散热环与第二间隙接触的外壁面上开设有至少一条散热沟槽。
[0010]在一优选实施例中，所述散热沟槽为多条相同心设置的环状沟槽，每条散热沟槽由散热环与第二间隙接触的外壁面沿轴向凹陷形成，且多条所述散热沟槽在散热环与第二间隙接触的外壁面上沿径向间隔分布。
[0011]在一优选实施例中，所述散热沟槽为多条在散热环的内壁面上沿周向间隔分布的沟槽，每条所述散热沟槽在散热环的内壁面上沿轴向延伸设置，且每条散热沟槽自散热环的内壁面向外倾斜凹陷设置，且所述散热沟槽的倾斜方向与所述轮辋块的旋转方向相反。
[0012]在一优选实施例中，所述定子包括定子铁芯和绕制于所述定子铁芯上的定子绕组；所述转子包括永磁体和转子环，所述永磁体嵌在所述转子环上，所述轮辋块与所述转子环相连。
[0013]在一优选实施例中，所述定子的内表面和所述转子的外表面分别包裹有防水护套，所述防水护套采用防水且抗腐蚀的复合材料。
[0014]在一优选实施例中，所述螺旋桨包括多个分体的桨叶，每个所述桨叶可拆卸地安装于所述转子环的内壁面上。
[0015]在一优选实施例中，所述润滑轴向轴承和润滑径向轴承与第二间隙相接触的侧壁面上开设有微沟槽。
[0016]与现有技术相比较，本专利技术的有益效果至少在于：1、本专利技术提供了一种新的间隙流道结构形式，间隙水流流经推进器电机的端部，且环绕于电机定子组件的周围，利用螺旋桨在间隙进出口形成的水压差，在所设计的间隙流道内形成环流，进行强迫冷却电机和润滑轴承，整体结构简单，对电机的冷却性能优异，解决了现有技术中大功率推进器电机温升大、推进器整体温度分布不均匀的问题。这种新型间隙的水下推进器能在大功率民用船和军用船上产生较好的预期效果。
[0017]2、本专利技术对靠近电机端部的散热环上与水流接触的外壁面进行开散热沟槽处理，一方面有助于增加散热环与水流的接触面积，加快间隙流道中的水流流速，进而加速电机端部热量散失，另一方面也有助于清理间隙流道中水流的杂质。
[0018]3、本专利技术将电机定子、转子的密封防护护套采用防水、质量轻、强度大、绝缘性和抗腐蚀性好的复合材料，极大的减少护套涡流，可以极大的降低电机的整体温度，均衡推进器整体温度，提高水下推进器的整体可靠性。
[0019]4、本专利技术将永磁电机与螺旋桨、导管有机结合形成一个模块化单元,且将螺旋桨以每一个桨叶为一个制造单位，以模块化分块的形式加工，装配时将其逐个装配到转子环上，这种螺旋桨加工容易,安装方便，装配性好，灵活性高，易于在水面平台上安装。
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术一典型实施方案中一种低温升水下推进器的剖面示意图；图2为本专利技术一典型实施方案中一种低温升水下推进器的前轴向侧视图；图3为本专利技术一典型实施方案中一种低温升水下推进器的前轴向侧视剖面图；图4为图1的k处的局部放大结构示意图；图5a为本专利技术散热环内壁面散热沟槽的第一种实施例结构示意图；图5b为图5a在A
‑
A方向的剖面示意图；图6a为本专利技术散热环内壁面散热沟槽的第二种实施例结构示意图；图6b为图6a在B
‑
B方向的剖面示意图；图7a为润滑轴向轴承上设置微沟槽的结构示意图；图7b为润滑径向轴承上设置微沟槽的结构示意图。
[0022]附图标记：1、前端盖，2
‑
前轴承垫圈，3
‑
前润滑轴向轴承，4
‑
前润滑径向轴承，5
‑
前散热环，511
‑
开槽壁面，512
‑
环形槽，521
‑
开槽壁面，522
‑
斜状槽，6
‑
定子绕组，7
‑
定子防水护套，8
‑
后散热环，9
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温升水下推进器，其特征在于，所述低温升水下推进器包括：导管；永磁电机，位于所述导管内，其包括定子和转子，所述转子位于定子内，且与定子之间形成有第一间隙；轮辋块，位于所述导管内，且位于转子的端部两侧且与所述转子相连，所述轮辋块与所述导管内壁之间形成有第二间隙，所述第二间隙与所述第一间隙相连通形成包裹住所述定子的端部和外侧表面的且供冷却液流动的间隙流道；螺旋桨，位于所述转子内部且与所述转子相连；所述定子在通电后驱动所述转子旋转，所述转子带动所述轮辋块和所述螺旋桨旋转，所述间隙流道的进出口在所述螺旋桨的转动下形成压差，所述冷却液在所述压差的作用下在所述间隙流道内流动对所述定子的端部和外侧表面进行整体散热。2.根据权利要求1所述的一种低温升水下推进器，其特征在于，所述低温升水下推进器还包括：润滑轴承，其包括润滑轴向轴承和润滑径向轴承，所述润滑轴向轴承和润滑径向轴承均固定于导管内壁内且分别位于所述轮辋块的侧方和上方，所述轮辋块的侧边与所述润滑轴向轴承之间、所述轮辋块的上端面与所述润滑径向轴承之间至少形成有所述第二间隙的一部分。3.根据权利要求2所述的一种低温升水下推进器，其特征在于，所述低温升水下推进器还包括：散热环，所述散热环设置于所述定子的前后两侧，所述散热环与所述轮辋块之间形成有所述第二间隙的另一部分。4.根据权利要求3所述的一种低温升水下推进器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈进华，白逢辉，张驰，张杰，高云鹏，徐姚，王冬杰，蒋哲，虞冠杰，乔海，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：