CN107140162B - 磁悬浮推进器及潜艇 - Google Patents

Abstract

本发明涉及潜水设备及潜水机械领域，尤其是涉及一种磁悬浮推进器及潜艇。磁悬浮推进器包括定子、转子和排水扇叶；定子与转子通过磁力连接；排水扇叶以转子的轴线为中心轴均匀设置在转子的外侧。潜艇包括艇体；艇体的一端有进水口；艇体上与进水口相对的一端有主排水口；艇体内的两侧有水腔；进水口分别与两个水腔连通；主排水口分别与两个水腔连通；主排水口内有磁悬浮推进器。本发明通过磁力连接的定子和转子来实现对潜艇的水流的吸入和排出，减少动力的阻力；将磁悬浮推进器设置在主排水口内，能够将水的阻力变成动力，同时将水腔内的水通过磁悬浮推进器从主排水口内排出，再次形成动力，使得潜艇的速度得到大幅度提升。

Description

磁悬浮推进器及潜艇

技术领域

本发明涉及潜水设备及潜水机械领域，尤其是涉及一种磁悬浮推进器及潜艇。

背景技术

潜艇或称潜水船、潜舰是能够在水下运行的舰艇。[1]潜艇的种类繁多，形制各异，小到全自动或一两人操作、作业时间数小时的小型民用潜水探测器，大至可装载数百人、连续潜航3-6个月的俄罗斯台风级核潜艇。按体积可分为大型(主要为军用)、中型或小型(袖珍潜艇、潜水器)和水下自动机械装置等。

潜艇主要由艇体、操纵系统、动力装置、武器系统、导航系统、探测系统、通信设备、水声对抗设备、救生设备和居住生活设施等构成。

在现有的动力装置中,一般采用柴电动力或核动力。而在艇体的设计与动力装置的配合，无法消除水阻力，且行进速度不够快，变向速度不够灵活。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁悬浮推进器及潜艇，以解决现有技术中存在的技术问题。

本发明提供的磁悬浮推进器，包括定子、转子和排水扇叶；

所述定子与所述转子通过磁力连接，能够带动所述转子进行转动；

所述排水扇叶设置在所述转子外侧，能够通过转动将水从所述排水扇叶的一侧排向另一侧。

进一步的，所述定子与所述转子之间的磁力为电磁。

进一步的，所述排水扇叶为多片。

本发明还提供了一种潜艇，其包括艇体；

所述艇体的一端设置有进水口；

所述艇体上与所述进水口相对的一端设置有主排水口；

所述艇体内的两侧设置有水腔；

所述进水口分别与两个所述水腔连通；

所述主排水口分别与两个所述水腔连通；

所述主排水口内设置有上述的磁悬浮推进器，能够将所述水腔内的水通过所述排水口排出。

进一步的，所述水腔上设置有后倾斜排水口；

所述后倾斜排水口内设置有所述磁悬浮推进器；

所述后倾斜排水口的入水口设置在所述后倾斜排水口靠近所述进水口的一端，出水口设置在所述后倾斜排水口靠近所述主排水口的一端。

进一步的，所述后倾斜排水口为多个，在分别设置在两个水腔上，且以所述艇体的对称面为中心对称设置。

进一步的，所述艇体靠近所述进水口的一端和靠近所述主排水口的一端均设置有横向水腔；

所述横向水腔内设置有磁悬浮侧推器，用于改变所述艇体的航行或实现所述艇体的横向移动。

进一步的，所述艇体靠近所述进水口的一端和靠近所述主排水口的一端均设置有垂直水腔；

所述垂直水腔内设置有磁悬浮加速器，用于实现所述艇体的快速沉浮。

进一步的，所述进水口处设置有防护网，用于防止杂物进入所述水腔内。

进一步的，所述主排水口设置有平形防护网，用于防止倒退行驶时杂物进入所述水腔内。

本发明提供的磁悬浮推进器及潜艇，通过磁力连接的定子和转子来实现对潜艇的水流的吸入和排出，减少动力的阻力；通过在艇体上设置进水口和主排水孔，将磁悬浮推进器设置在主排水口内，能够将艇体前方的水吸入到水腔内，将水的阻力变成动力，同时将水腔内的水通过磁悬浮推进器从主排水口内排出，再次形成动力，使得潜艇的速度得到大幅度提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例提供的磁悬浮推进器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种磁悬浮推进器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的磁悬浮推进器的侧视图；

图4为为本发明实施例提供的潜艇的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的潜艇的后倾斜排水口的位置示意图；

图6为本发明实施例提供的潜艇的横向水腔的位置示意图；

图7为本发明实施例提供的潜艇的垂直水腔的位置示意图。

附图标记：

图中，1：排水扇叶；2：转子；3：定子；4：平形防护网；5：磁悬浮推进器；6：主排水口；7：艇体；8：横向水腔；9：水腔；10：进水口；11：防护网；12：后倾斜排水口；13：垂直水腔；14：磁悬浮侧推器；15：磁悬浮加速器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图1所示，本发明提供了一种磁悬浮推进器，包括定子3、转子2和排水扇叶1；

所述定子3与所述转子2通过磁力连接，能够带动所述转子2进行转动；

所述排水扇叶1设置在所述转子2外侧，能够通过转动将水从所述排水扇叶1的一侧排向另一侧。

定子3固定后，通过磁力带动转子2进行转动，进而带动固定设置在转子2上的排水扇叶1转动，通过排水扇叶1推动水从排水扇叶1的一侧移动到另一侧，进而在转子2转动较快，排水扇叶1转动较快时，水的阻力会带动排水扇叶1移动，进而会形成推进力。

在本实施例中，排水扇叶1的结构与风扇的结构相似。

在本实施例中，磁悬浮推进器排水扇叶1最佳采用碳纤维材料，重量轻，强度高，耐腐蚀等优点。需要指出的是，磁悬浮推进器的排水扇叶1也可采用其他材料。

将本实施例中的磁悬浮推进器设置在潜艇中，能够实现一侧吸水一侧排水，进而消除了水对潜艇的阻力，且将水阻力变为了水动力，即在潜艇的前方是吸水动力，后方为排水动力，使得潜艇在两个动力的作用下，速度成倍提升，极大的增大了潜艇的速度。

优选的实施方式为，所述定子3与所述转子2之间的磁力为电磁。

在本实施例中，定子3与转子2之间的磁力为电磁，这样的设置，能够使得定子3与转子2之间的磁力大小可控，也就能够实现对潜艇的行进速度进行控制。

优选的实施方式为，所述排水扇叶1为多片。

在本实施例中，排水扇叶1的数量为四片，且四片排水扇叶1以转子2为轴线均匀设置。

需要指出的是，本实施例中，排水扇叶1为四片，但其不仅仅局限于四片，其还可以是更少的三片、两片，也可以是更多的五片、八片、十片等，也就是说，其数量可以不做具体限定，而根据实际的需求进行确定。

本发明还提供了一种潜艇，如图2-5所示，其包括艇体7；

所述艇体7的一端设置有进水口10；

所述艇体7上与所述进水口10相对的一端设置有主排水口6；

所述艇体7内的两侧设置有水腔9；

所述进水口10分别与两个所述水腔9连通；

所述主排水口6分别与两个所述水腔9连通；

所述主排水口6内设置有上述的磁悬浮推进器5，能够将所述水腔9内的水通过所述排水口排出。

在本实施例中，在艇体7的前端设置有进水口10，在艇体7的后端设置有主排水口6，在进水口10和主排水口6之间通过水腔9连通。

在本实施例中，水腔9为两个，分别设置在艇体7的左右两侧，左右两侧的水腔9与进水口10和主排水口6通过构成一个完整的水循环系统。

在本实施例中，在主排水口6出设置磁悬浮推进器5，通过磁悬浮推进器5的作用，将艇体7前方的水通过进水口10吸入到水腔9内，再将水腔9内的水通过主排水口6排出，进而实现在艇体7前方形成对艇体7的吸力，在艇体7的后方形成对艇体7的推力的功能，进一步的增加了潜艇的行进速度。

在本实施例中，进水口10较宽，便于吸水，形成水吸力。

优选的实施方式为，所述水腔9上设置有后倾斜排水口12；

所述后倾斜排水口12内设置有所述磁悬浮推进器5；

所述后倾斜排水口12的入水口设置在所述后倾斜排水口12靠近所述进水口10的一端，出水口设置在所述后倾斜排水口12靠近所述主排水口6的一端。

在本实施例中，左右两个水腔9上均设置有后倾斜排水口12，且在后倾斜排水口12中设置有磁悬浮推进器5，通过磁悬浮推进器5将水腔9内的水向艇体7的侧后方排出。左右两侧水腔9中均设置后倾斜排水口12，两个后倾斜排水口12的侧推力抵消后，能够产生向前的推力，与设置在艇体7后端的主排水口6一起推动艇体7前进。

也就是说，左右两侧水腔9设有后倾斜排水口12，在两侧的后倾斜排水口12中均设置磁悬浮推进器5，两侧和后尾部头同时排水，使前头的水阻力变为水吸引力，整个潜艇的前后左右同时加力，可比传统推进器提升数倍或数十倍。

优选的实施方式为，所述后倾斜排水口12为多个，在分别设置在两个水腔9上，且以所述艇体7的对称面为中心对称设置。

在本实施例中，后倾斜排水口12设置为多个，且在两个水腔9上设置的数量相同，分别以艇体7为中心对称设置。

这样的设置，能够增加潜艇的推进力，使得潜艇的行进速度进一步得到提升，且由于后倾斜排水口12对称设置，会将侧推力抵消，不会影响到潜艇的方向。

优选的实施方式为，所述艇体7靠近所述进水口10的一端和靠近所述主排水口6的一端均设置有横向水腔8；

所述横向水腔8内设置有磁悬浮侧推器14，用于改变所述艇体7的航行或实现所述艇体7的横向移动。

在本实施例中，在潜艇的前后各设一个横向水腔8，水腔9内装有磁悬浮侧推器14，前后侧推器在相反方向旋转可使潜艇迅速转向，同一方向旋转可迅速躲避前后纵向来的鱼雷和导弹攻击，并靠泊灵敏。

在本实施例中，磁悬浮侧推器14与磁悬浮推进器5的结构和形状均相同，均为定子3、转子2和排水扇叶1构成，能够利用电磁力使得转子2转动，进而将水从艇体7的左侧排向右侧，或者将水从艇体7的右侧排向左侧。

优选的实施方式为，所述艇体7靠近所述进水口10的一端和靠近所述主排水口6的一端均设置有垂直水腔13；

所述垂直水腔13内设置有磁悬浮加速器15，用于实现所述艇体7的快速沉浮。

在本实施例中，前后各设垂直水腔13，水腔9内装磁悬浮加速器15，加速器与压舱水同步，可使潜艇的沉浮速度加快，可迅速躲避障碍物和鱼雷及导弹的横向攻击。

同理，在本实施例中，磁悬浮加速器15的结构和形状也均与磁悬浮的结构和形状相同，均为定子3、转子2和排水扇叶1构成，能够利用电磁力使得转子2转动，进而将水从艇体7的上侧排向下侧，或者将水从艇体7的下侧排向上侧。

优选的实施方式为，所述进水口10处设置有防护网11，用于防止杂物进入所述水腔9内。

在本实施例中，在进水口10处设置有防护网11，通过防护网11能够有效的防止杂物进入到水腔9内，进而影响到主排水口6或后倾斜排水口12的磁悬浮推进器5的正常工作。

在本实施例中，防护网11为丝网，其网目为1-5cm为宜，太大的话，起不到防护的作用，太小又会增加进水阻力，进而影响到潜艇的正常行驶速度。

优选的实施方式为，所述主排水口6设置有平形防护网4，用于防止倒退行驶时杂物进入所述水腔9内。

在本实施例中，主排水口6上设置有平形防护网4，能够在潜艇倒退行驶时，防止水中的杂物进入到水腔9内。

在本实施例中，后倾斜排水口12上也设置有平形防护网4，能够在潜艇倒退行驶时，防止水中的杂物进入到水腔9内。

在本实施例中，横向水腔8的两端也设置有平形防护网4，能够在潜艇拐弯或侧移时，防止水中的杂物进入到水腔9内。

在本实施例中，垂直水腔13的两端也设置有平形防护网4，能够在潜艇上升或下降时，防止水中的杂物进入到水腔9内。

本发明无需其他传动系统，只与发动机连接相匹配发电机，磁悬浮定子3安装在排水口的潜艇舱内，磁悬浮转子2螺旋推进器装在排水口内，进水口10前端设置有防鱼类，渔网及杂物遮挡装置，为防止进入水腔9内，各排水口也设有防护装置，防止倒车杂物进入水腔9。

其优点：制造成本低，重量轻，结构简单，机械故障低安全可靠，可避免螺旋桨被渔网缠绕和水封漏水等风险，低能耗，后期维护成本低，功率输出利用率高，低噪音，环保，可比传统潜艇速度提高数倍或数十倍，大大提高攻击速度，可躲避纵向和横向的鱼雷及导弹攻击等优点。

需要指出的是，本发明提供的方案中，除垂直水腔加速器外，均可用在其他船舶上。

本发明提供的磁悬浮推进器及潜艇，通过磁力连接的定子3和转子2来实现对潜艇的水流的吸入和排出，减少动力的阻力；通过在艇体7上设置进水口10和主排水孔，将磁悬浮推进器5设置在主排水口6内，能够将艇体7前方的水吸入到水腔9内，将水的阻力变成动力，同时将水腔9内的水通过磁悬浮推进器5从主排水口6内排出，再次形成动力，使得潜艇的速度得到大幅度提升。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种潜艇，其特征在于，包括艇体；

所述艇体的一端设置有进水口；

所述艇体上与所述进水口相对的一端设置有主排水口；

所述艇体内的两侧设置有水腔；

所述进水口分别与两个所述水腔连通；

所述主排水口分别与两个所述水腔连通；

所述主排水口内设置有磁悬浮推进器，能够将所述水腔内的水通过所述排水口排出；

所述磁悬浮推进器包括定子、转子和排水扇叶；

所述定子与所述转子通过磁力连接，能够带动所述转子进行转动；

所述排水扇叶设置在所述转子外侧，能够通过转动将水从所述排水扇叶的一侧排向另一侧；

所述水腔上设置有后倾斜排水口；

所述后倾斜排水口内设置有所述磁悬浮推进器；

所述后倾斜排水口的入水口设置在所述后倾斜排水口靠近所述进水口的一端，出水口设置在所述后倾斜排水口靠近所述主排水口的一端。

2.根据权利要求1所述的潜艇，其特征在于，所述定子与所述转子之间的磁力为电磁。

3.根据权利要求1所述的潜艇，其特征在于，所述排水扇叶为多片。

4.根据权利要求1所述的潜艇，其特征在于，所述后倾斜排水口为多个，在分别设置在两个水腔上，且以所述艇体的对称面为中心对称设置。

5.根据权利要求1所述的潜艇，其特征在于，所述艇体靠近所述进水口的一端和靠近所述主排水口的一端均设置有横向水腔；

所述横向水腔内设置有磁悬浮侧推器，用于改变所述艇体的航行或实现所述艇体的横向移动。

6.根据权利要求1所述的潜艇，其特征在于，所述艇体靠近所述进水口的一端和靠近所述主排水口的一端均设置有垂直水腔；

所述垂直水腔内设置有磁悬浮加速器，用于实现所述艇体的快速沉浮。

7.根据权利要求1所述的潜艇，其特征在于，所述进水口处设置有防护网，用于防止杂物进入所述水腔内。

8.根据权利要求1所述的潜艇，其特征在于，所述主排水口设置有平形防护网，用于防止倒退行驶时杂物进入所述水腔内。