CN101888948A - 推力发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供不加大螺旋桨直径也能够实现高输出的推力发生装置。解决手段是，配置于水中，通过喷射水发生推力的该推力发生装置(10)，具备设置多个电枢线圈(24)的管状定子(11)、以及配置于定子(11)的径向内侧，设置与多个电枢线圈(24)分别对应的永久磁体(28)的圆环状的多个转子(12、13)，多个转子(12、13)串联配置于其旋转轴线方向，具有分别向径向内侧突出的螺旋桨叶(27b、47b)。

Description

推力发生装置

技术领域

本发明涉及发生船舶推进力用的推力发生装置。

背景技术

近年来由于能源资源不足等问题，船舶要求提高发生推力用的推进装置的效率。该推进装置在船舶上搭载的设备类正在逐渐从油压式替换为电动式的当前情况下，不是采用直接连接于主机的已有的类型的设备，而是越来越多采用由电动机发生推力的类型的设备。例如美国专利第6692319号公报公开了在环状电动机转子上设置向径向内侧突出的螺旋桨叶的潜水舰/潜水艇用的推进装置。如果采用这种推进装置，利用螺旋桨叶的旋转，水流通过环状电动机所划定的空间喷射，发生推进力。

发明内容

考虑要将美国专利第6692319号公报公开的潜水舰/潜水艇用的推进装置使用于例如通常的船舶的情况下，船舶到港靠岸时，必须使从船舶向下方突出的推进装置不触及海底。于是，由于在螺旋桨叶的径向外侧配置着环状电动机，因此不能够使螺旋桨直径太大。但是如果螺旋桨直径小，则推进力也小，因此就发生推进装置的效率和输出不够的问题。

因此本发明的目的在于，提供不加大螺旋桨直径也能够以高效率实现高输出的推力发生装置。

本发明的推力发生装置是配置于水中，通过喷射水发生推力的推力发生装置，其特征在于，具备设置多个线圈的管状定子、以及配置于所述定子的径向内侧，设置与所述多个线圈分别对应的磁体的圆环状的多个转子，所述多个转子串联配置于其旋转轴线方向，具有分别向径向内侧突出的螺旋桨叶。

如果采用上述结构，则由于流入各线圈的电流产生的磁场，设置磁体的各转子旋转，多个螺旋桨叶旋转。这些螺旋桨叶串联配置于其旋转轴线方向(水流方向)，因此能够利用多个螺旋桨叶连续喷射流入管状的定子内的水，得到十分的推力。而且由于设置多个螺旋桨叶，负荷被各螺旋桨叶分散分担，因此涡空等的发生也受到抑制。从而即使不加大螺旋桨直径，也能够高效率地发生推力。

也可以所述多个转子形成相对于上游侧的所述螺旋桨叶，下游侧的所述螺旋桨叶逆向旋转的结构。

如果采用上述结构，则即使是在上游侧的螺旋桨叶上，产生对推进有贡献的直进流和对推进没有贡献的旋流，该旋流也被逆向旋转的下游侧的螺旋桨叶引导为直进流。因此能够进一步提高推力发生效率。

也可以还具备配置于所述转子的中心轴线上的轮毂。

如果采用上述结构，则由管状的定子划定的圆筒状空间的中心区域被轮毂占有，作用于螺旋桨叶的水流的流路面积变小，流速增大。因此推力发生装置的推进力增大，能够进一步提高推力发生效率。

也可以所述轮毂是连接于所述定子的固定轮毂，所述固定轮毂的直径比所述各螺旋桨叶的径向内侧的由各螺旋桨叶前端规定的直径小，而形成所述多个螺旋桨叶沿着所述固定轮毂的外周面旋转的结构。

如果采用上述结构，则固定轮毂设置固定于转子的中心轴线上，螺旋桨叶以与固定轮毂分离的状态旋转，因此转子的重量小，能够进一步提高推力发生效率。

也可以还具备将水流引向所述螺旋桨叶的导流叶片，所述导流叶片将定子与所述固定轮毂连结着固定设置。

如果采用上述结构，则通过导流叶片的水流被引导向螺旋桨叶的一面流入，因此能够使螺旋桨叶高效率旋转。而且由于导流叶片兼作将固定轮毂连接于定子用的构件，所以能够谋求减少零部件数目。

也可以所述轮毂是连接于所述螺旋桨叶的径向内侧的前端，与所述螺旋桨叶成一整体旋转的旋转轮毂，所述旋转轮毂分别与所述各螺旋桨叶对应地设置多个，形成其各个相互独立旋转的结构。

如果采用上述结构，则采用在螺旋桨叶上连接旋转轮毂的结构，能够使各螺旋桨叶相互独立地自由旋转。

也可以所述轮毂具有从上游侧向下游侧外径扩大的形状。

如果采用上述结构，则从上游向下游，流路截面积逐步变小，利用螺旋桨叶喷射的水流的流速增加。从而，推力发生装置的推进力增大，能够进一步提高推力发生效率。

也可以所述轮毂比所述定子的下游端更向下游侧突出地延长。

如果采用上述结构，则利用螺旋桨叶喷射的水流通过定子的下游端也暂时由轮毂引导。因此能够防止由于尾流(wake flow)导致推进力下降，能够进一步提高推力发生效率。

也可以所述定子的与所述多个转子分别对应的各部分在水流方向上相互串联连接，而且可分解开来。

如果采用上述结构，则能够分解为具有定子和转子的一个个单元，更加便于维修保养。

也可以所述定子具有分别收容所述多个线圈的圆环状的多个壳体和介于所述各壳体间设置，外周面上形成凹部的环状连结构件，所述环状连结构件的所述凹部的侧壁与所述壳体用螺杆连结。

如果采用上述结构，则只要在环状连结构件的凹部取下螺杆，就能够容易地分解为具有定子和转子的一个个单元，更加容易维修保养。

也可以还具备与所述转子的侧面以及外周面相对配置，支持推力方向和径向的负荷的水润滑轴承、在比所述各螺旋桨叶靠下游的位置的所述定子上，形成取入通过所述螺旋桨叶的水的取水口、以及将流入所述取水口的水引向所述水润滑轴承的导水管。

如果采用上述结构，则由于采用不使用润滑油的水润滑轴承，不用担心对海洋等的污染，同时可以不要润滑油的密封结构，也不需要复杂的维修保养。而且由于取水口的位置与水润滑轴承的位置之间的静压差，不使用泵也能够对水润滑轴承提供水，能够减少零部件数目，同时不需要驱动泵用的动力，能够提高装置整体的能量利用效率。也可以使用泵作为对水润滑轴承供水用的压力源。

也可以所述导水管和与所述转子的上游侧端面相对的所述水润滑轴承的端面上形成水排出孔连通。

如果采用上述结构，则借助于从水排出孔排出的水流，能够对抗施加于转子的推力方向的负荷，能够减少转子上游侧端面上的摩擦阻力。

也可以所述导水管形成在所述推力发生装置被安装于安装对象上的状态下被配置于所述安装对象内部的结构。

如果采用上述结构，则导水管不露出地处于安装对象的保护下，因此能够防止其遭受水中存在的异物的损坏。

附图说明

图1是本发明第1实施形态的推力发生装置的纵剖面图。

图2是图1的II-II线的剖面图。

图3是图1所示的推力发生装置的一部分的放大剖面图。

图4是表示图1所示的推力发生装置的一部分的分解立体图。

图5是表示图1所示的推力发生装置的环状连结构件的立体图。

图6是本发明第2实施形态的推力发生装置的纵剖面图。

图7是本发明第3实施形态的推力发生装置的纵剖面图。

图8是本发明第4实施形态的推力发生装置的纵剖面图。

图9是本发明第5实施形态的推力发生装置的纵剖面图。

图10是本发明第6实施形态的推力发生装置的纵剖面图。

图11是本发明第7实施形态的推力发生装置的纵剖面图。

图12是本发明第8实施形态的推力发生装置的纵剖面图。

图13是本发明第9实施形态的推力发生装置的纵剖面图。

图14是本发明第10实施形态的推力发生装置的纵剖面图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施形态进行说明。

第1实施形态

图1是本发明第1实施形态的推力发生装置10的纵剖面图。图2是图1的II-II线的剖面图。图3是图1所示的推力发生装置10的一部分的放大剖面图。图4是表示图1所示的推力发生装置10的一部分的分解立体图。图5是表示图1所示的推力发生装置10的环状连结构件17的立体图。

如图1和图2所示，推力发生装置10被安装于在水上或水中能够相对于水移动的移动体上，例如可用铅直方向作为旋转轴线C旋转地安装于从船舶底部向下方突出的抗压杆1下端部。也就是说，推力发生装置10通过以旋转轴线C为中心旋转以能够操作船舶的舵(方向)。该推力发生装置10具备固定于抗压杆1的管状定子11、以及在该定子11径向内侧串联配置于水流方向的一对环状转子12、13。也就是说，在推力发生装置10中，一对环状电动机单元16、18串联配置于转子12、13的旋转轴线方向上。定子11是从上游侧依序由流入侧筒体14、环状轴承支持构件15、第1电动机单元16的固定部分、环状连结构件17、第2电动机单元18的固定部分、环状轴承支持构件19、以及流出侧筒体20连结构成的。

如图3所示，第1电动机单元16具有带法兰的圆筒形状的第1壳体21，第1壳体21的水流方向中央的环状切口部21a上配置构成磁通通路的定子铁芯23，定子铁芯23上卷绕电枢线圈24。该电枢线圈24通过在抗压杆1内配线的典型(未图示)连接于船舶内设置的电源(未图示)。第1壳体21的外周开口用圆筒状的第2壳体22封闭。定子铁芯23的内周面安装具有绝缘性和耐水性的涡流损失小的材料构成的薄的金属容器25。金属容器25的径向内侧保持若干间隙配置构成转子12的一部分的叶轮26。

如图3和图4所示，叶轮26具有在外周面形成环状凹部26c的圆环部26a、以及从该圆环部26a的内周端向水流方向两端突出的锷部26b。在环状凹部26c埋设作为磁通通路的轭铁29。多个永久磁体28与定子铁芯23对应地在圆周方向上等间隔地埋设于该轭铁29。

在叶轮26内周面上安装螺旋桨构件27。螺旋桨构件27具有内嵌固定于叶轮26上的圆筒部27a、以及从圆筒部27a的内周面在圆周方向上保持相等间隔，向径向内侧突出的多个螺旋桨叶27b。也就是说，螺旋桨叶27b的径向内侧的前端为自由端。又，连接相对的螺旋桨叶27b的径向内侧的前端的直径比下述固定轮毂41的外径稍大。从而，螺旋桨叶27b形成能够以相对于固定轮毂41的外周面合适的顶隙旋转的结构。

如图1所示，固定轮毂41固定设置于大致为圆筒状的螺旋桨构件27、47的中心轴线上，设置为连续贯通上游侧的螺旋桨构件27的中心与下游侧的螺旋桨构件47的中心。固定轮毂41具有向着水流方向直径逐步扩大的扩径前端部41a、连接扩径前端部41a的下游侧，外径在水流方向上大致相同的圆筒部41b、以及连接圆筒部41b的下游侧，向着水流方向直径逐步缩小的缩颈后端部41c，形成流线型的中空构件。固定轮毂41的上游端与定子11的上游端在水流方向上的位置大致一致，固定轮毂41的下游端与定子11的下游端在水流方向上的位置大致一致。固定轮毂41通过配置于比定子11的上游端稍偏下游一侧的导流叶片42固定于流入侧筒体14。导流叶片42向螺旋桨叶27b的倾斜方向的相反方向倾斜，起着引导水流的作用，同时也起着保护其不受水流中的木片等损坏用的导流栅格的作用。

如图3所示，在定子11和转子12之间设置一对水润滑轴承30、37，旋转自如地支持转子12。水润滑轴承30、37相对于叶轮26的圆环部26a的两侧面以及锷部26b的外周面配置，支持对转子12起作用的推力方向和径向的负荷。又，水润滑轴承30、37，其叶轮26的与锷部26b相反一侧的面、及外周面通过O型环45支持于第1壳体21。上游侧的水润滑轴承30的与叶轮26的圆环部26a相反一侧的面通过O型环46支持于环状轴承支持构件15。下游侧的水润滑轴承37的与叶轮26的圆环部26a相反一侧的面通过O型环47支持于环状连接构件17。通过这样配置O型环46、47，不但能够有密封作用，而且能够弹性地吸收径向和推力方向的负荷，缓和冲击力。

水润滑轴承30、37具备圆弧状的基部31、38、基部31、38中安装于与叶轮26的圆环部26a相对的面上的推进滑动构件32、39、以及基部31中与叶轮26的锷部26b相对的面上安装的径向滑动构件33、40。推进滑动构件32、39的与叶轮26相对的面上，在圆周方向上等间隔地设置在径向上延伸的槽部32a、39a。推力滑动构件32、39以及径向滑动构件33、40的表面用陶瓷形成。但是也可以推力滑动构件32、39以及径向滑动构件33、40本身采用实心陶瓷构件。

上游侧的环状轴承支持构件15上形成与下述导水管36连通的导水流路15a。该环状轴承支持构件15在与上游侧的水润滑轴承30相对的端面上设置与导水流路15a连通的开口15b。上游侧的水润滑轴承30上，与环状轴承支持构件15相对的面上设置与开15b连通的圆弧状的凹入的共同空间31a。上游侧的水润滑轴承30中与叶轮26的圆环部26a相对的端面上，在周方向上等间隔地形成多个水排出孔34，这些水排出孔34与一个共同空间31a连通。而且水润滑轴承30、37配置于比第1壳体21的上游端以及下游端更向叶轮26一侧凹进的位置，环状轴承支持构件15以及环状连结构件17形成适于嵌合在该凹入的台阶上的形状。

如图5所示，环状连结构件17在其外周面上残留有安装部17g，形成凹部17a。即安装部17g被设置为遮住凹部17a的圆周方向的一部分。安装部17g上形成一条导水流路17b和多个螺丝孔17d。螺丝孔17d中插入将圆环连结构件17固定于抗压杆1的螺杆B1(参考图3)。导水流路17b形成为L截面形状(参考图1)。在第2电动机单元18的与上游侧的水润滑轴承30相对的端面上，设置与导流水路17b连通的开口17c。在凹部17a的两侧壁上形成用螺杆将环状连结构件17固定于第1和第2电动机单元16、18的第1壳体用的螺丝孔17e、17f。也就是说，凹部17a是在螺丝孔17e、17f装卸螺杆时需要的操作空间。而且凹部17a用盖43(参考图1)关闭。

如图1所示，第2电动机单元18的基本结构与第1电动机单元16大致相同，因此详细说明省略。但是，第2电动机单元18的转子13上设置的螺旋桨叶47b向设置于第1电动机单元16的转子12上的螺旋桨叶27b的倾斜的相反方向倾斜设置。而且第2电动机单元18的转子13形成相对于第1电动机单元16的转子12反转的结构。以此使得下游侧的螺旋桨叶47b相对于上游侧的螺旋桨叶27b反向旋转，由上游侧的螺旋桨叶27b产生的旋流被下游侧的螺旋桨叶47b引导为直进流，上游侧的螺旋桨叶27b产生的旋流的能量被下游侧的螺旋桨叶47b回收。这样构成螺旋桨叶27b、螺旋桨叶47b在水流方向上串列配置的窜连式推力发生装置10。

又在第2电动机单元18的下游侧的环状轴承支持构件19形成向配置一对螺旋桨叶27b的主流路R开口的取水口19b。而且该取水口19b在比下游侧的螺旋桨叶47b更下游的位置上形成于定子11，在环状轴承支持构件19上设置从取水口19b向Y轴面贯通的导水流路19a。在该导水流路19a的外周侧的开口连接导水管36的一端。导水管36向另一端侧分叉为2，其一分叉端连接于比下游侧的螺旋桨叶47b位于更上游的环状连接构件17的导水流路17b，其另一分叉端连接于比上游侧的螺旋桨叶27b更靠上游的位置上的环状轴承支持构件15的引水流路15a上。该导水管36通过配置于抗压杆1的内部得到保护。转子12、13旋转驱动时，螺旋桨叶47b的下游侧的水流压力比上游侧的水流压力高，因此借助于该压力差，即使不使用泵也能够将通过主流路R的水从取水口19b引向导水管36，通过导水流路15a、17b提供给水润滑轴承30、37。

下面对推力发生装置10的动作进行说明。如图1所示，第1电动机单元16的电枢线圈24与第2电动机单元18的电枢线圈24通以相反方向的电流，上游侧的转子12与下游侧的转子13相互逆向旋转时，上游侧的螺旋桨叶27b与下游侧的螺旋桨叶47b相互逆向旋转。于是，能够借助于上游侧的螺旋桨叶27b从图1中的左侧将水吸入定子11内的主流路R。该水流沿着流线型的固定轮毂41被引向径向外侧，由于流路面积减小，流速增加。而且该水流被导流叶片42引导以适当的流入角度射向上游侧的螺旋桨叶27b，在该螺旋桨叶27b生成对推进有贡献的直进流和对推进没有贡献的旋流。接着，该旋流的能量被逆向旋转的下游侧的螺旋桨叶47b回收形成直径流。而且同下游侧的螺旋桨叶47b压力增加的水流沿着固定轮毂41流动，从定子11的下游端向后方喷射。

如果采用如上所述的结构，则在水流方向的上游侧和下游侧串列配置螺旋桨叶27b、47b，因此被引向管状定子11内的水被螺旋桨叶27b、47b连续喷射，能够得到充分的推进力。而且螺旋桨叶27b、47b设置多个，因此承担的负荷被分别分散于上下游的螺旋桨叶27b、47b，所以也能够抑制涡空等现象的发生。又，由于下游侧的螺旋桨叶47b向对于上游侧的螺旋桨叶27b逆向旋转，所以即使是在上游侧的螺旋桨叶27b发生直进流和旋流，其旋流的能量也能够由逆向旋转的下游侧的螺旋桨叶47b回收。

而且由管状定子11划定的主流路R的中心区域被固定轮毂41占有，作用于螺旋桨叶27b、47b的水流的流路面积减小，流速增加。又，固定轮毂41固定设置于转子12、13的中心轴线上，螺旋桨叶27b、47b以与固定轮毂41分离的状态旋转，因此转子12、13的重量小。而且上游侧的水润滑轴承30的水排出孔34与叶轮26的上游侧端面相对，利用从水排出孔34排出的水流，能够对抗施加于叶轮26的推力方向的负荷，能够减小叶轮的上游侧端面上的摩擦阻力。借助于此，即使是螺旋桨不采用大直径也能够高效率地产生推进力。

又，由于将水流引向螺旋桨叶27b的导流叶片42兼作将固定轮毂41连接于定子11用的构件，所以能够谋求减少零部件数目。而且由于采用不用润滑油的水润滑轴承30、37，因此不用担心海洋等受到污染，同时不需要润滑油的密封结构，也可以不要进行维修保养。而且能够利用取水口19b的位置与水润滑轴承30、37的位置之间的静压差，不用泵也能够对水润滑轴承30、37供水，能够减少零部件数目，同时也不需要驱动泵用的动力，能够提高装置的总体能量利用效率。

而且定子11的与多个转子12、13分别对应的各部分、即第1和第2电动机单元16、18通过环状连接构件17在水流方向上串列配置，可以取下螺杆B2将环状连接构件17取下将其分解开来，因此能够便于维修保养，而且便于组装。又，在本实施形态中，导流叶片42只设置于各螺旋桨叶27b、47b上游，上游侧的螺旋桨叶27b与下游侧的螺旋桨叶47b之间不设置导流叶片，因此可以缩短两螺旋桨叶27b、47b之间的距离，可以缩小水流方向上装置的尺寸。借助于此，可以减少抗压杆1以铅直方向为旋转轴线旋转时的旋转转矩。

还有，为了提高整流特性，也可以在上游侧的螺旋桨叶27b与下游侧的螺旋桨叶47b之间以及/或比各螺旋桨叶27b、47b更下游侧设置导流叶片。又，本实施形态不使用泵作为对水润滑轴承30、37供水的压力源，但是也可以只在螺旋桨叶开始旋转驱动时或强制对水润滑轴承进行供水时使用泵，又可以在全部运行区间使用泵。

第2实施形态

图6是本发明第2实施形态的推力发生装置100的纵剖面图。还有，对与上述实施形态相同的结构标以相同的符号并省略其说明。如图6所示，本实施形态的推力发生装置100具备从上游侧向下游侧外径逐步扩大的形状的固定轮毂141。

固定轮毂141具有向着水流方向扩大直径的扩径前端部141a、连接于扩径前端部141a的下游侧，从上游侧向下游侧外径逐步扩大的圆锥筒部141b、连接圆锥筒部141b下游侧，在水流方向上外径大致相同的圆筒部141c、以及连接于圆筒部141c的下游侧向水流方向急剧缩小直径的缩径后端部141d。固定轮毂141的上游端与定子11的上游端在水流方向上的位置大致一致，固定轮毂141的下游端与定子11的下游端在水流方向上的位置大致一致。

螺旋桨叶127b、147b的径向内侧的前端配置为沿着固定轮毂141的外周面具有合适的顶隙。在上游侧的螺旋桨叶127b的上游侧，设置导流叶片42，固定轮毂141的前部通过导流叶片42固定于流入侧筒体14。又，在下游侧的螺旋桨叶147b的下游侧设置导流叶片150，固定轮毂141的后部通过导流叶片150固定于流出侧筒体20。导流叶片150的位置也可以是在上游侧的螺旋桨叶127b与下游侧的螺旋桨叶147b之间。

如果采用上述结构，则从上游向下游主流路R的流路面积逐渐减小，利用螺旋桨叶127b、147b喷射的水流的流速增大。从而，推力发生装置100的推进力增加，能够进一步提高推力发生效率。

第3实施形态

图7是本发明第3实施形态的推力发生装置200的纵剖面图。还有，对与上述实施形态相同的结构标以相同的符号并省略其说明。如图7所示，本实施形态的推力发生装置200具备向定子11的下游端更下游侧延长的固定轮毂241。

固定轮毂241具有向水流方向直径扩大的扩径前端部241a、连接于扩径前端部241a的下游侧外径在水流方向上大致相同的圆筒部241b、以及连接于圆筒部241b向着水流方向直径缩小的缩径后端部241c。固定轮毂241的上游端与定子11的上游端在水流方向上的位置大致一致。固定轮毂241中比定子11的下游端更向下游侧突出的部分由圆筒部241b的后部与缩径后端部241c构成。

如果采用上述结构，由螺旋桨叶27b、47b喷射的水流即使是通过定子11下游端也暂时由固定轮毂241引导。因此能够防止由于尾流(wake flow)发生而导致推进力下降，能够进一步提高推力发生效率。

第4实施形态

图8是本发明第4实施形态的推力发生装置300的纵剖面图。还有，对与上述实施形态相同的结构标以相同的符号并省略其说明。如图8所示，本实施形态的推力发生装置300具备从上游侧向下游侧外径扩大，而且向比定子11的下游端更向下游的一侧延长的固定轮毂341。

固定轮毂341具备向水流方向直径扩大的扩径前端部341a、在扩径前端部341a的下游侧上连接着，从上游侧向下游侧外径扩大的圆锥筒部341b、在圆锥筒部341b的下游侧连接，外径在水流方向上大致相同的圆筒部341c、以及在圆筒部341c的下游侧连接，向着水流方向直径缩小的缩径后端部341d。固定轮毂341的上游端与定子11的上游端在水流方向上的位置大致一致。固定轮毂341中比定子11的下游端更向下游侧突出的部分由圆筒部341c的后部和缩径后端部341d构成。

第5实施形态

图9是本发明第5实施形态的推力发生装置400的纵剖面图。还有，对与上述实施形态相同的结构标以相同的符号并省略其说明。如图9所示，本实施形态的推力发生装置400具备轮毂串列体460。轮毂串列体460是从上游侧向下游侧依序串列设置前固定轮毂461、前旋转轮毂462、中间固定轮毂463、后旋转轮毂464、后固定轮毂465构成的，各轮毂相互之间在水流方向上保持一些间隙配置。也就是说，轮毂串列体460是各轮毂461～465的总集合体，与第1实施形态的轮毂41形成为大致相同的外形。

前固定轮毂461通过前导流叶片42固定于流入侧筒体14。前旋转轮毂462连接于螺旋桨叶427b的径向内侧的前端，与螺旋桨叶427b成一整体旋转。中间固定轮毂463通过中间导流叶片470固定于环状连接构件17。后旋转轮毂464连接于螺旋桨叶447b的径向内侧的前端，与螺旋桨叶447b成一整体旋转。后固定轮毂465通过后导流叶片450固定于流出侧筒体20。各螺旋桨叶427b、447b分别独立地连接于各旋转轮毂462、464，因此下游侧的螺旋桨叶447b能够相对于上游侧的螺旋桨叶427b逆向旋转。

如果采取上述结构，则螺旋桨叶427b、447b利用旋转轮毂462、464连接，因此螺旋桨叶427b、447b的强度得到提高。因此能够将螺旋桨叶427b、447b做得薄，能够谋求螺旋桨叶427b、447b的高性能化，提高推进性能。还有，作为变形例，设置中间导流叶片470的情况下，也可以形成利用中间导流叶片470对从上游侧的螺旋桨叶427b流出的旋流进行整流，使下游侧的螺旋桨叶447b在与上游侧的螺旋桨叶427b相同的方向上旋转的结构。又，该变形例也可以使用于其他实施形态。

第6实施形态

图10是本发明第6实施形态的推力发生装置500的纵剖面图。还有，对与上述实施形态相同的结构标以相同的符号并省略其说明。如图10所示，本实施形态的推力发生装置500具备将第5实施形态(图9)的轮毂串列体变更为从上游侧向下游侧外径扩大，而且向比定子11的下游端更下游的一侧延长的形状的轮毂串列体560。

轮毂串列体560是从上游侧向下游侧依序排列前固定轮毂561、前旋转轮毂562、中间固定轮毂563、后旋转轮毂564、后固定轮毂565构成的，从前固定轮毂561到后旋转轮毂564，轮毂串列体560的外径逐步扩大。固定轮毂565比定子11的下游端更向下游侧突出直径逐渐缩小。

第7实施形态

图11是本发明第7实施形态的推力发生装置600的纵剖面图。还有，对与上述实施形态相同的结构标以相同的符号并省略其说明。如图11所示，本实施形态的推力发生装置600取消第5实施形态(图9)中的螺旋桨叶427b、447b间的中央导流叶片470。与此同时，形成取消中间固定轮毂463的结构。也就是说，本实施形态的轮毂串列体660形成前旋转轮毂662与后旋转轮毂664的对置面保持一些间隙相互靠近的结构。

第8实施形态

图12是本发明第8实施形态的推力发生装置700的纵剖面图。还有，对与上述实施形态相同的结构标以相同的符号并省略其说明。如图12所示，本实施形态的推力发生装置700具备将第7实施形态(图11)的轮毂串列体变更为从上游侧向下游侧外径扩大而且向比定子11的下游端更向下游的一侧延长的形状的轮毂串列体760。

轮毂串列体760是从上游侧开始依序排列固定轮毂561。旋转轮毂762、旋转轮毂764、固定轮毂565构成的。从固定轮毂561到旋转轮毂764，轮毂串列体760的外径逐步扩大。固定轮毂565向定子11的下游端更下游的一端突出，直径逐渐缩小。

第9实施形态

图13是本发明第9实施形态的推力发生装置800的纵剖面图。还有，对与上述实施形态相同的结构标以相同的符号并省略其说明。如图13所示，本实施形态的推力发生装置800是不存在导流叶片的结构，具备轮毂串列体860。轮毂串列体860由在水流方向上保持一些间隙配置的一对选择轮毂861、862构成。旋转轮毂861、862分别连接于螺旋桨叶427b、447b的径向内侧的前端，与螺旋桨叶427b、447b成一整体旋转。各螺旋桨叶427b、447b分别独立地连接在各旋转轮毂861、862，因此下游侧的螺旋桨叶447b能够相对于上游侧的螺旋桨叶427b逆向旋转。又，轮毂串列体860的上游端位于比定子11的上游端更向下游侧的位置，轮毂串列体860的下游端位于比定子11的下游端更向上游侧的位置。

第10实施形态

图14是本发明第10实施形态的推力发生装置900的纵剖面图。还有，对与上述实施形态相同的结构标以相同的符号并省略其说明。如图14所示，本实施形态的推力发生装置900在转子12、13的中心轴线上不存在轮毂。与此同时，导流叶片42以及螺旋桨叶927b、947b的径向内侧的前端成为自由端。若采用这种结构，则不存在轮毂，因此能够减少整个装置的总重量。

还有，上述各实施形态的推力发生装置例示了在通常的船舶上安装的推力发生装置，但是只要是安装于能够在水上或水中对水相对移动的移动体上的装置即可，也可以使用于潜水艇、拖轮、停留在水上一定位置的调查船或石油开采钻井架等。

Claims (13)

1.一种推力发生装置，配置于水中，通过喷射水发生推力，其特征在于，

具备设置多个线圈的管状定子、以及配置于所述定子的径向内侧，设置与所述多个线圈分别对应的磁体的圆环状的多个转子，

所述多个转子串联配置于其旋转轴线方向，具有分别向径向内侧突出的螺旋桨叶。

2.根据权利要求1所述的推力发生装置，其特征在于，所述多个转子形成相对于上游侧的所述螺旋桨叶，下游侧的所述螺旋桨叶逆向旋转的结构。

3.根据权利要求1所述的推力发生装置，其特征在于，还具备配置于所述转子的中心轴线上的轮毂。

4.根据权利要求3所述的推力发生装置，其特征在于，

所述轮毂是连接于所述定子的固定轮毂，

所述固定轮毂的直径比所述各螺旋桨叶的径向内侧的由各螺旋桨叶前端规定的直径小，而形成所述多个螺旋桨叶沿着所述固定轮毂的外周面旋转的结构。

5.根据权利要求4所述的推力发生装置，其特征在于，

还具备将水流引向所述螺旋桨叶的导流叶片，

所述导流叶片将定子与所述固定轮毂连结着固定设置。

6.根据权利要求3所述的推力发生装置，其特征在于，

所述轮毂是连接于所述螺旋桨叶的径向内侧的前端，与所述螺旋桨叶成一整体旋转的旋转轮毂，

所述旋转轮毂分别与所述各螺旋桨叶对应地设置多个，形成其各个相互独立旋转的结构。

7.根据权利要求3所述的推力发生装置，其特征在于，所述轮毂具有从上游侧向下游侧外径扩大的形状。

8.根据权利要求3所述的推力发生装置，其特征在于，所述轮毂比所述定子的下游端更向下游侧突出地延长。

9.根据权利要求1所述的推力发生装置，其特征在于，所述定子的与所述多个转子分别对应的各部分在水流方向上相互串联连接，而且可分解开来。

10.根据权利要求9所述的推力发生装置，其特征在于，

所述定子具有分别收容所述多个线圈的圆环状的多个壳体、以及介于所述各壳体间设置，外周面上形成凹部的环状连结构件，

所述环状连结构件的所述凹部的侧壁与所述壳体用螺杆紧固。

11.根据权利要求1所述的推力发生装置，其特征在于，还具备

与所述转子的侧面以及外周面相对配置，支持推力方向和径向的负荷的水润滑轴承、

在比所述各螺旋桨叶更靠下游的位置形成所述定子，取入通过所述螺旋桨叶的水的取水口、以及

将流入所述取水口的水引向所述水润滑轴承的导水管。

12.根据权利要求11所述的推力发生装置，其特征在于，所述导水管和与所述转子的上游侧端面相对的所述水润滑轴承的端面上形成的水排出孔连通。

13.根据权利要求11所述的推力发生装置，其特征在于，所述导水管形成所述推力发生装置在被安装于安装对象上的状态下被配置于所述安装对象内部的结构。

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