CN112498642B - 一种旋流无轴泵船舶推进系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋流无轴泵船舶推进系统，该系统包括前导流器、推进器以及后导流器。所述前导流器、推进器、后导流器均为环形水流通道式结构。通过设有具有多个独立的环形均压水流通道的导流器和具有多个相互独立的螺旋施压水流通道的推进器，提高了水流的稳定性，避免发生激烈窜流，以及增大了水流与推进器的接触面积和水流流经行程，避免缘部绕流，大大提高了转换效率。同时还具有减少振动和降低了噪音的效果，提高了船舶的稳定性和隐蔽性。

Description

一种旋流无轴泵船舶推进系统

技术领域

本发明涉及船舶动力设备，具体涉及一种旋流无轴泵船舶推进系统，属于船舶机械设备技术领域。

背景技术

船舶推进器，是指船舶推进装置中的能量变化器。它将发动机产生的动力转变成船舶行进的推力，以克服船舶在水中航行的阻力，推动船的行进。最常见的是螺旋桨，此外还有明轮、喷水推进器、喷气推进器、导管推进器和平旋推进器等。广义上讲，推进器也包括依靠人力或风力驱动船舶前进的篙、桨、橹、纤和帆等。船舶推进器是推动船舶前进的机构。它是把自然力、人力或机械能转换成船舶推力的能量转换器。推进器按作用方式可分为主动式和反应式两类。靠人力或风力驱船前进的纤、帆(见帆船)等为主动式，桨、橹、明轮、喷水推进器、螺旋桨等为反应式。现代运输船舶大多采用反应式推进器，应用最广的是螺旋桨。

由桨毂和若干径向地固定于毂上的桨叶所组成的推进器，俗称车叶。螺旋桨安装于船尾水线以下，由主机(见船舶动力装置)获得动力而旋转，将水推向船后，利用水的反作用力推船前进。螺旋桨构造简单、重量轻、效率高，在水线以下而受到保护。

螺旋桨是现代船舶的主要推进工具，现在大多数船舶是用螺旋桨来推进的。螺旋桨又有许多类型。按照桨叶多少，螺旋桨有2、3或4个桨叶，甚至更多。一般桨叶数目越多吸收功率越大。按照构造不同，螺旋桨分为定(桨)距和变距螺旋桨两大类。定距螺旋桨，螺距是固定不变的，其特点是构造简单，重量轻，所以在船舶上得到广泛应用。变距螺旋桨，螺距是可以调节的，通过螺旋桨变距机构，有液压或电力驱动来调节螺距。最初使用的是双距螺旋桨。高速时用高距，低速时用低距，以后又逐步增加了桨距的数目。

近年来，随着世界各国之间贸易的加强，海上货运量增加，船舶数量及吨位也随之上升，传统船舶推进系统已经逐渐显出它的不足，无法更好地满足使用需求。在传统推进系统中，主机、推进轴系、螺旋桨等是不可或缺的装置。而随着主机单机功率的增大，其体积也随之增大，推进轴系的长度也不断加长，甚至能够达到几十米乃至上百米。使得部分船舱被占用，导致空间利用率低下。同时，由于推进轴系长度的增加，其结构也日趋复杂，在能力传递过程中损耗也随之增大，传递效率降低，增加了船舶的设计难度和建造成本。进而导致人们逐渐将目光转向更加先进的无轴推进系统。

无轴推进系统是指无需穿透船体的推进装置，其在全电力推进系统的基础上进行创新，采用有别于现有电力推进系统的结构设计，避免了吊舱式、全回转式等电力推进系统存在结构复杂、轴系占用空间大、传输效率低、易发生故障等缺点。无轴轮缘驱动推进器是无轴推进系统的最主要部件，其一般包括转子轴承、桨叶、固定轴承、多磁极定子、外壳等组成。其固定轴承位于旋转环两侧，用于确定旋转环的轴向位置，传递桨叶旋转产生的推力，而电机部分位于两个固定轴承之间，螺旋桨桨叶与电机转子通过旋转环相连接，以径向联结取代轴向联结，使得螺旋桨和电机成为不可分离的集成整体。工作时，转子带动螺旋桨桨叶相对于多磁极定子旋转，旋转部件无密封装置，使得桨叶旋转带动的水流能够通过冷却水孔进入电机，在润滑轴承的同时还能够降低电机的工作温度。与传统的推进系统相比较，无轴轮缘驱动推进系统在船舶设计、推进性能、减振降噪、制造维护等方面都有诸多优势，具有提高船舶推进效率、提高空间利用率、提高舰船隐蔽性等优点。

目前现有的无轴轮缘推进器，桨叶相互间是分离式的设置在转子上，桨叶相互之间的距离空间相对较大，在旋转推进过程中，水流易形成在桨叶缘部形成缘部绕流(使得相当一部分水流不会对桨叶产生作用力)，同时在桨叶旋转搅动的作用下，水流相互之间也会发生激烈的窜流，导致产生较大的振动和降低了桨叶和水流之间的作用力，使得电能转换为推进机械能的效率不高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种旋流无轴泵船舶推进系统，该系统通过在推进器的前后增设具有多个独立均压水流通道的导流器，有利于提高进入推进器的水流的稳定性，避免发生激烈窜流；同时将该推进器的所有桨叶的一端在推进器的环心处连接在一起，并且以该环心为中心，沿着径向方向设置有多个同心环的环板，多个环板可将任意一片桨叶沿径向分隔成多个叶段。多个环板和多个桨叶的交叉式设计使得该推进器上沿径向方向形成了若干个相互独立且有序分布的螺旋施压水流通道。即，在整个推进器的环面上，水流均需通过螺旋施压水流通道流经推进器，进而对推进器产生作用力，避免缘部绕流，大大提高了转换效率。同时，水流通过独立分布的水流通道也避免了水流相互间产生激烈的窜流，避免了振动的发生以及进一步降低了噪音的发生，提高了稳定性和隐蔽性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案具体如下所述：

一种旋流无轴泵船舶推进系统，该系统包括前导流器、推进器以及后导流器。所述前导流器、推进器、后导流器均为环形水流通道式结构。组合状态时，所述前导流器的后环面连接着推进器的前环面。所述推进器的后环面连接着后导流器的前环面，并且所述前导流器的环心、推进器的环心、后导流器的环心均位于同一轴线上。所述前导流器和后导流器上均开设有若干个相互独立的均压水流通道。所述推进器上开设有若干个相互独立的螺旋施压水流通道。

作为优选，所述推进器包括定子、转子以及泵推桨。所述定子、转子均为圆环状结构。所述泵推桨为具有螺旋施压水流通道的轮状结构。所述转子套接设置在定子的内环中，所述泵推桨套接设置在转子的内环中，并且所述泵推桨的环心与转子的环心相重合。

作为优选，泵推桨包括若干块环板和若干片扇叶。所述环板为环形板状结构，所述扇叶为扇形片状结构。若干片所述扇叶的内端均在泵推桨环心处汇集并相互固定连接在一起。若干片所述扇叶的外端均向外延伸后固定在转子的内环壁上。在泵推桨的环形面内，沿着顺时针方向或逆时针方向，若干片所述扇叶的扇面均呈倾斜式设计，即所述扇叶的外端与转子的内环壁的相交线为一条从转子内环壁上部倾斜延伸至转子内环壁下部的弧线。所述环板呈同心环式设置在转子的内环中，并且环板与若干片扇叶均相交联。任意相邻的两片扇叶的扇面、环板的板面以及转子的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的螺旋施压水流通道。

作为优选，若干块环板的数量为1-100块，优选为5-80块，更优选为8-50块。

作为优选，若干片扇叶的数量为2-100片，优选为5-80块，更优选为8-50片。

作为优选，所述推进器还包括轴承。所述轴承设置在定子和转子之间。所述轴承包括外圈、内圈以及滚动体。所述外圈固定在定子上。所述内圈固定在转子上。所述滚动体设置在外圈和内圈之间，并且滚动体连接着外圈和内圈。

作为优选，所述滚动体为滚珠，所述外圈的内壁上和所述内圈的外壁上相对式的设置有匹配滚珠的圆形凹槽。

作为优选，所述定子的内环壁上开设有外固定槽。所述转子的外环壁上开设有内固定槽。所述外圈固定在外固定槽内。所述内圈固定在内固定槽内。

作为优选，所述外固定槽开设在定子的内环壁的上缘部和下缘部。所述内固定槽开设在转子的外环壁的上缘部和下缘部。即所述定子和转子之间通过两组轴承相连接。

作为优选，所述前导流器包括前壳体、前通道壁和前环形通道壁。所述前壳体为圆形环状结构。所述前通道壁为条形板状结构或变形弯曲状结构。所述前环形通道壁为环形片状结构或变形弯曲片状结构。在前壳体的内环中设置有若干块前通道壁和若干块前环形通道壁。若干块所述前通道壁的内端均在前壳体环心处汇集并相互固定连接在一起。若干块所述前通道壁的外端均向外延伸后固定在前壳体的内环壁上。若干块所述前环形通道壁呈同心环式设置在前壳体的内环中，并且前环形通道壁与若干块所述前通道壁均相交联。任意相邻的两块前通道壁的板面、前环形通道壁的环面以及前壳体的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的环形均压水流通道。

作为优选，若干块前通道壁的数量为1-100块，优选为5-80块，更优选为8-50块。

作为优选，若干片前环形通道壁的数量为2-100片，优选为5-80块，更优选为8-50片。

作为优选，所述前导流器还包括前环耳。所述前环耳为环形板状结构。所述前环耳呈站立式套接设置在前导流器的外环壁上。所述前环耳上开设有若干个连接孔，若干个连接孔在前环耳的板面上均匀分布。通过前环耳和螺栓将前导流器固定在推进器的前环面上。

作为优选，所述后导流器包括后壳体、后通道壁和后环形通道壁。所述后壳体为圆形环状结构。所述后通道壁为条形板状结构或变形弯曲状结构。所述后环形通道壁为环形片状结构或变形弯曲片状结构。在后壳体的内环中设置有若干块后通道壁和若干块后环形通道壁。若干块所述后通道壁的内端均在后壳体环心处汇集并相互固定连接在一起。若干块所述后通道壁的外端均向外延伸后固定在后壳体的内环壁上。多块所述后环形通道壁呈同心环式设置在后壳体的内环中，并且后环形通道壁与若干块所述后通道壁均相交联。任意相邻的两块后通道壁的板面、后环形通道壁的环面以及后壳体的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的环形均压水流通道。

作为优选，若干块后通道壁的数量为1-100块，优选为5-80块，更优选为8-50块。

作为优选，若干片后环形通道壁的数量为2-100片，优选为5-80片，更优选为8-50片。

作为优选，所述后导流器还包括后环耳。所述后环耳为环形板状结构。所述后环耳呈站立式套接设置在后导流器的外环壁上。所述后环耳上开设有若干个连接孔，若干个连接孔在后环耳的板面上均匀分布。通过后环耳和螺栓将后导流器固定在推进器的后环面上。

作为优选，在推进器的前环面上，泵推桨的环板和扇叶以推进器的环心为中心整体向外突出形成一个圆锥形凸起。在推进器的后环面上，泵推桨的环板和扇叶以推进器的环心为中心整体向内凹陷形成一个圆锥形凹槽。

作为优选，在前导流器的后环面上，所述前通道壁和前环形通道壁以前导流器的环心为中心整体向内凹陷形成一个圆锥形凹槽。

作为优选，在后导流器的前环面上，所述后通道壁和后环形通道壁以后导流器的环心为中心整体向外突出形成一个圆锥形凸起。

在现有技术中，现有的无轴轮缘推进器，桨叶相互间是分离式的设置在转子上，桨叶相互之间的距离空间相对较大，在旋转推进过程中，水流易形成在桨叶缘部形成缘部绕流，使得相当一部分水流直接染过桨叶而不会对桨叶产生有效的作用力，同时在桨叶旋转搅动的作用下，水流相互之间也会发生激烈的窜流，导致产生较大的振动和降低了桨叶和水流之间的作用力，使得电能转换为推进机械能的效率不高。

在本发明中，提供了一种旋流无轴泵船舶推进系统，该系统包括前导流器、推进器以及后导流器。所述前导流器、推进器、后导流器均为环形水流通道式结构。该装置通过在推进器的前后增设具有若干个独立均压水流通道的导流器，有利于提高进入推进器的水流的稳定性，避免发生激烈窜流；同时将该推进器的所有桨叶的一端在推进器的环心处连接在一起，并且以该环心为中心，沿着径向方向设置有多个同心环的环板，多个环板可将任意一片桨叶沿径向分隔成多个叶段。多个环板和多个桨叶的交叉式设计使得该推进器上沿径向方向形成了若干个相互独立且有序分布的螺旋施压水流通道。即，在整个推进器的环面上，水流均需通过螺旋施压水流通道流经推进器，进而对推进器产生作用力，避免缘部绕流，大大提高了转换效率。同时，水流通过独立分布的水流通道也避免了水流相互间产生激烈的窜流，避免了振动的发生以及进一步降低了噪音的发生，提高了稳定性和隐蔽性。

在本发明中，推进器包括定子、转子以及泵推桨。所述定子、转子均为圆环状结构。所述定子为电机定子。转子和定子之间通过轴承连接，轮状的泵推桨固定在转子的内环中。在磁力的作用下，转子相对于定子进行自转动，进而带动泵推桨旋转，泵推桨搅动水流产出推动了推动船舶前行。

在本发明中，泵推桨包括若干块环板和若干片扇叶。所述环为环形板状结构，所述扇叶为扇形片状结构。在转子的内环中，若干片扇叶沿顺时针或逆时针方向均匀分布在内环中，其中，若干片扇叶的内端(指向转子环心的一端)汇聚在转子环心所在的轴向线上，并且在该处固定连接在一起。而若干片扇叶的外端(指向转子内环壁的一端)则固定在转子的内环壁上。转子的内环壁是具有一定高度的，若干片扇叶的外端与转子的内环壁的连接线是一条从转子内环壁的上部(靠近内环壁上端缘部)沿着环壁的壁面倾斜延伸至内环壁的下部(靠近内环壁下端缘部)的弧线。即任意一片扇叶从转子的环心到转子的内环壁之间的叶面(扇叶的叶面)是一个从上向下倾斜延伸的弧形面。任意相邻两片扇叶的前述弧形面与任意相邻的两块环板之间共同构成了一个贯穿转子前、后环面的螺旋施压水流通道。该螺旋施压水流通道一方面增加了水流流经泵推桨的行程，另一方面，水流产生的径向力作用在环板上，可以使得更多的径向力转化为轴向力用于推进船舶前行。更进一步的，若干个均匀分布的相互独立的螺旋施压水流通道能够最大程度的防止水流从扇叶的缘部绕流，以便于泵推桨转化产生更大的轴向力，同时，相互独立的水流通道之间流经的多股水流在流出泵推桨之前被隔离开来，相互之间不会受到桨叶的旋转而发生碰撞和窜流，进而导致振动的发生和影响泵推桨转化产生轴向力的效果。

在本发明中，所述导流器(前导流器、后导流器)包括壳体(前壳体、后壳体)、通道壁(前通道壁、后通道壁)和环形通道壁(前环形通道壁、后环形通道壁)。所述壳体为圆形环状结构。所述通道壁为条形板状结构或变形弯曲状结构。所述环形通道壁为环形片状结构或变形弯曲片状结构。在壳体的内环中设置有若干块通道壁和若干块环形通道壁。若干块所述通道壁的内端均在壳体环心处汇集并相互固定连接在一起。若干块所述通道壁的外端均向外延伸后固定在壳体的内环壁上。若干块所述环形通道壁呈同心环式设置在壳体的内环中，并且环形通道壁与若干块所述通道壁均相交联。任意相邻的两块通道壁的板面、相邻两块环形通道壁的环面以及壳体的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的环形均压水流通道。通过在泵推桨的前、后设置导流器，一方面可以使得船舶在前进或者后退的过程中，将受到船舶行进或者风浪造成的不定向流动的湍急水流通过导流器进行疏导变为定向且稳定的单一水流，进而防止过急的水流直接进入泵推器，导致泵推器产生振动影响泵推器的正常工作，以及防止水流直接长时间直接撞击泵推器而造成泵推器的形变甚至损坏。另一方面，多环形均压水流通道的导流器的设置还能够起到拦截水中杂物的作用，避免杂物以及部分体型较大的水生生物卷入到泵推器中。

进一步的，在推进器的前环面上，泵推桨的环板和扇叶以推进器的环心为中心整体向外突出形成一个圆锥形凸起。在推进器的后环面上，泵推桨的环板和扇叶以推进器的环心为中心整体向内凹陷形成一个圆锥形凹槽。在前导流器的后环面上，所述前通道壁和前环形通道壁以前导流器的环心为中心整体向内凹陷形成一个圆锥形凹槽。在后导流器的前环面上，所述后通道壁和后环形通道壁以后导流器的环心为中心整体向外突出形成一个圆锥形凸起。组合状态时，前导流器后环面的圆锥形凹槽与泵推桨前环面的圆锥形凸起相吻合。所述后导流器前环面的圆锥形凸起与泵推桨后环面的圆锥形凹槽相吻合。而前导流器的后环面和后导流器的后环面则为平面式设计。需要说明的是，泵推桨的环板、前导流器前通道壁以及后导流器的后通道壁可以与径向的环面(包括泵推桨、前导流器、后导流器的环面)垂直，也可以具有一定的偏离角度(沿轴向方向)。前、后导流器的通道壁具有一定偏离角可以增大流经泵推桨的水流流速，有利于泵推桨转化更大的轴向力。而泵推桨的通道壁具有一定的偏离角，有利于增大水流与泵推桨的接触面积，进而转化更大的轴向力(提高转化效率)。

在本发明中，所述定子和转子之间通过轴承相连接。所述轴承为滚珠式斜角推力轴承，包括外圈、内圈和滚珠(滚动体)。滚珠活动式嵌在外圈的内壁和内圈的外壁之间。外圈的内壁上和内圈的外壁上相对式的设置有匹配滚珠的圆形凹槽。内圈在滚珠的作用下可相对于外圈自由转动。在定子的内环壁上开设有外固定槽。在转子的外环壁上开设有内固定槽。将外圈固定在外固定槽内。将内圈固定在内固定槽内。

进一步地，在定子的内环壁的上缘部和下缘部(即定子环体的两侧缘部)均设置有外固定槽。在转子的外环壁的上缘部和下缘部(即转子环体的两侧缘部)均设置有内固定槽。定子内环壁上缘部的外固定槽对应转子外环壁上缘部的内固定槽。定子内环壁下缘部的外固定槽对应转子外环壁下缘部的内固定槽。即所述定子和转子之间通过两组轴承相连接。

在本发明中，导流器(前导流器和后导流器)的环体外壁上设置有竖式环耳(前环耳和后环耳)。在环耳上开设有连接孔，同时在定子(或者推进器的其他固定部件上)的环体的前后侧也开设有相对应的连接孔，探后采用螺栓即可将导流器固定在推进器的两端面上。

在本发明中，所述“前、后”等方位名词中，前后方向指的是船舶前行过程中水流相对于无轴泵推系统的流动方向，水流流来的方向为前，水流流去的方向为后。同理，在描述装置环体(包括导流器、泵推桨、定子、转子、环板、通道壁等的环体)的“上、下”位置时，上方指的是靠近水流流来的方向一侧。下方指的是靠近水流流去的方向一侧。

在本发明中，所述若干块环板的数量为1-100块，优选为5-80块，更优选为8-50块。所述环板的厚度为0.1-200cm，优选为1-150cm，更优选为10-100cm。

在本发明中，所述若干片扇叶的数量为2-100片，优选为5-80块，更优选为8-50片。所述若干块前通道壁的数量为1-100块，优选为5-80块，更优选为8-50块。所述前通道壁的厚度为0.1-200cm，优选为1-150cm，更优选为10-100cm。

在本发明中，所述若干片前环形通道壁的数量为2-100片，优选为5-80块，更优选为8-50片。所述若干块后通道壁的数量为1-100块，优选为5-80块，更优选为8-50块。

在本发明中，所述若干片后环形通道壁的数量为2-100片，优选为5-80块，更优选为8-50片。所述后通道壁的厚度为0.1-200cm，优选为1-150cm，更优选为10-100cm。

在本发明中，所述前导流器的环面的直径为0.1-30m，优选为0.5-20m，更优选为1-10m。其厚度为0.5-30m，优选为1-25m，更优选为2-20m。

在本发明中，所述后导流器的环面的直径为0.1-30m，优选为0.5-20m，更优选为1-10m。其厚度为0.5-30m，优选为1-25m，更优选为2-20m。

在本发明中，所述泵推桨的环面的直径为0.1-30m，优选为0.5-20m，更优选为1-10m。其厚度为0.5-30m，优选为1-25m，更优选为2-20m。

与现有技术相比较，本发明具有如下有益技术效果：

1、本发明的旋流无轴泵船舶推进系统在推进器的前、后设置有多环形均压水流通道的导流器，一方面将受到船舶行进或者风浪造成的不定向流动的湍急水流通过导流器进行疏导变为定向且稳定的单一水流，进而防止过急的水流直接进入泵推器，导致泵推器产生振动影响泵推器的正常工作，以及防止水流直接长时间直接撞击泵推器而造成泵推器的形变甚至损坏。另一方面，多环形均压水流通道的导流器的设置还能够起到拦截水中杂物的作用，避免杂物以及部分体型较大的水生生物卷入到泵推器中。

2、本发明的旋流无轴泵船舶推进系统的推进器是无轴推进器，其中，推进器的泵推桨是由多个呈同心环设置的环板和多片倾斜设置的扇叶交叉连接后具有多个相互独立的螺旋施压水流通道的泵推桨。一方面增加了水流流经泵推桨的行程，另一方面，水流产生的径向力作用在环板上，可以使得更多的径向力转化为轴向力用于推进船舶前行。相互独立的螺旋施压水流通道能够最大程度的防止水流从扇叶的缘部绕流，以便于泵推桨转化产生更大的轴向力，同时，相互独立的水流通道之间流经的多股水流在流出泵推桨之前被隔离开来，相互之间不会受到桨叶的旋转而发生碰撞和窜流，进而导致振动的发生和影响泵推桨转化产生轴向力的效果。

3、本发明的旋流无轴泵船舶推进系统设计巧妙，结构简单，成本低，可以大规模生产，并且能够适应多种不同规格的船舶使用，具有巨大推广前景和经济效益。

附图说明

图1为本发明所述推进器(凹面)的整体结构示意图。

图2为本发明所述推进器(凸面)的整体结构示意图。

图3为本发明所述推进器半剖结构示意图。

图4为本发明所述泵推桨(凹面)的整体结构示意图。

图5为本发明所述泵推桨(凸面)的整体结构示意图。

图6为本发明所述泵推桨半剖结构示意图。

图7为本发明所述前导流器的结构示意图。

图8为本发明所述前导流器半剖结构示意图。

图9为本发明所述后导流器的结构示意图。

图10为本发明所述后导流器的正视结构图。

图11为本发明所述定子的结构示意图。

图12为本发明所述轴承的结构示意图。

图13为本发明所述定子和轴承连接后的剖视图。

附图标记：1：前导流器；101：前壳体；102：前通道壁；103：前环形通道壁；104：前环耳；2：推进器；201：定子；20101：外固定槽；202：转子；20201：内固定槽；203：泵推桨；20301：环板；20302：扇叶；204：轴承；20401：外圈；20402：内圈；20403：滚动体；3：后导流器；301：后壳体；302：后通道壁；303：后环形通道壁；304：后环耳；A：前、后导流器的环形均压水流通道；B：推进器的螺旋施压水流通道。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。

一种旋流无轴泵船舶推进系统，该系统包括前导流器1、推进器2以及后导流器3。所述前导流器1、推进器2、后导流器3均为环形水流通道式结构。组合状态时，所述前导流器1的后环面连接着推进器2的前环面。所述推进器2的后环面连接着后导流器3的前环面，并且所述前导流器1的环心、推进器2的环心、后导流器3的环心均位于同一轴线上。所述前导流器1和后导流器3上均开设有若干个相互独立的环形均压水流通道。所述推进器2上开设有若干个相互独立的螺旋施压水流通道。

作为优选，所述推进器2包括定子201、转子202以及泵推桨203。所述定子201、转子202均为圆环状结构。所述泵推桨203为具有螺旋施压水流通道的轮状结构。所述转子202套接设置在定子201的内环中，所述泵推桨203套接设置在转子202的内环中，并且所述泵推桨203的环心与转子202的环心相重合。

作为优选，泵推桨203包括若干块环板20301和若干片扇叶20302。所述环板20301为环形板状结构，所述扇叶20302为扇形片状结构。若干片所述扇叶20302的内端均在泵推桨203环心处汇集并相互固定连接在一起。若干片所述扇叶20302的外端均向外延伸后固定在转子202的内环壁上。在泵推桨203的环形面内，沿着顺时针方向或逆时针方向，若干片所述扇叶20302的扇面均呈倾斜式设计，即所述扇叶20302的外端与转子202的内环壁的相交线为一条从转子202内环壁上部倾斜延伸至转子202内环壁下部的弧线。所述环板20301呈同心环式设置在转子202的内环中，并且环板20301与若干片扇叶20302均相交联。任意相邻的两片扇叶20302的扇面、环板20301的板面以及转子202的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的螺旋施压水流通道。

作为优选，若干块环板20301的数量为1-100块，优选为5-80块，更优选为8-50块。

作为优选，若干片扇叶20302的数量为2-100片，优选为5-80块，更优选为8-50片。

作为优选，所述推进器2还包括轴承204。所述轴承204设置在定子201和转子202之间。所述轴承204包括外圈20401、内圈20402以及滚动体20403。所述外圈20401固定在定子201上。所述内圈20402固定在转子202上。所述滚动体20403设置在外圈20401和内圈20402之间，并且滚动体20403连接着外圈20401和内圈20402。

作为优选，所述滚动体20403为滚珠，所述外圈20401的内壁上和所述内圈20402的外壁上相对式的设置有匹配滚珠的圆形凹槽。

作为优选，所述定子201的内环壁上开设有外固定槽20101。所述转子202的外环壁上开设有内固定槽20201。所述外圈20401固定在外固定槽20101内。所述内圈20402固定在内固定槽20201内。

作为优选，所述外固定槽20101开设在定子201的内环壁的上缘部和下缘部。所述内固定槽20201开设在转子202的外环壁的上缘部和下缘部。即所述定子201和转子202之间通过两组轴承204相连接。

作为优选，所述前导流器1包括前壳体101、前通道壁102和前环形通道壁103。所述前壳体101为圆形环状结构。所述前通道壁102为条形板状结构或变形弯曲状结构。所述前环形通道壁103为环形片状结构或变形弯曲片状结构。在前壳体101的内环中设置有若干块前通道壁102和若干块前环形通道壁103。若干块所述前通道壁102的内端均在前壳体101环心处汇集并相互固定连接在一起。若干块所述前通道壁102的外端均向外延伸后固定在前壳体101的内环壁上。若干块所述前环形通道壁103呈同心环式设置在前壳体101的内环中，并且前环形通道壁103与若干块所述前通道壁102均相交联。任意相邻的两块前通道壁102的板面、前环形通道壁103的环面以及前壳体101的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的环形均压水流通道。

作为优选，若干块前通道壁102的数量为1-100块，优选为5-80块，更优选为8-50块。

作为优选，若干片前环形通道壁103的数量为2-100片，优选为5-80块，更优选为8-50片。

作为优选，所述前导流器1还包括前环耳104。所述前环耳104为环形板状结构。所述前环耳104呈站立式套接设置在前导流器1的外环壁上。所述前环耳104上开设有若干个连接孔，若干个连接孔在前环耳104的板面上均匀分布。通过前环耳104和螺栓将前导流器1固定在推进器2的前环面上。

作为优选，所述后导流器3包括后壳体301、后通道壁302和后环形通道壁303。所述后壳体301为圆形环状结构。所述后通道壁302为条形板状结构或变形弯曲状结构。所述后环形通道壁303为环形片状结构或变形弯曲片状结构。在后壳体301的内环中设置有若干块后通道壁302和若干块后环形通道壁303。若干块所述后通道壁302的内端均在后壳体301环心处汇集并相互固定连接在一起。若干块所述后通道壁302的外端均向外延伸后固定在后壳体301的内环壁上。多块所述后环形通道壁303呈同心环式设置在后壳体301的内环中，并且后环形通道壁303与若干块所述后通道壁302均相交联。任意相邻的两块后通道壁302的板面、后环形通道壁303的环面以及后壳体301的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的环形均压水流通道。

作为优选，若干块后通道壁302的数量为1-100块，优选为5-80块，更优选为8-50块。

作为优选，若干片后环形通道壁303的数量为2-100片，优选为5-80块，更优选为8-50片。

作为优选，所述后导流器3还包括后环耳304。所述后环耳304为环形板状结构。所述后环耳304呈站立式套接设置在后导流器3的外环壁上。所述后环耳304上开设有若干个连接孔，若干个连接孔在后环耳304的板面上均匀分布。通过后环耳304和螺栓将后导流器3固定在推进器2的后环面上。

作为优选，在推进器2的前环面上，泵推桨203的环板20301和扇叶20302以推进器2的环心为中心整体向外突出形成一个圆锥形凸起。在推进器2的后环面上，泵推桨203的环板20301和扇叶20302以推进器2的环心为中心整体向内凹陷形成一个圆锥形凹槽。

作为优选，在前导流器1的后环面上，所述前通道壁102和前环形通道壁103以前导流器1的环心为中心整体向内凹陷形成一个圆锥形凹槽。

作为优选，在后导流器3的前环面上，所述后通道壁302和后环形通道壁303以后导流器3的环心为中心整体向外突出形成一个圆锥形凸起。

实施例1

如图1-13所示，一种旋流无轴泵船舶推进系统，该系统包括前导流器1、推进器2以及后导流器3。所述前导流器1、推进器2、后导流器3均为环形水流通道式结构。组合状态时，所述前导流器1的后环面连接着推进器2的前环面。所述推进器2的后环面连接着后导流器3的前环面，并且所述前导流器1的环心、推进器2的环心、后导流器3的环心均位于同一轴线上。所述前导流器1和后导流器3上均开设有若干个相互独立的环形均压水流通道。所述推进器2上开设有若干个相互独立的螺旋施压水流通道。

实施例2

重复实施例1，如图1-3所示，只是所述推进器2包括定子201、转子202以及泵推桨203。所述定子201、转子202均为圆环状结构。所述泵推桨203为具有螺旋施压水流通道的轮状结构。所述转子202套接设置在定子201的内环中，所述泵推桨203套接设置在转子202的内环中，并且所述泵推桨203的环心与转子202的环心相重合。

实施例3

重复实施例2，如图4所示，只是泵推桨203包括若干块环板20301和若干片扇叶20302。所述环板20301为环形板状结构，所述扇叶20302为扇形片状结构。若干片所述扇叶20302的内端均在泵推桨203环心处汇集并相互固定连接在一起。若干片所述扇叶20302的外端均向外延伸后固定在转子202的内环壁上。在泵推桨203的环形面内，沿着顺时针方向或逆时针方向，若干片所述扇叶20302的扇面均呈倾斜式设计，即所述扇叶20302的外端与转子202的内环壁的相交线为一条从转子202内环壁上部倾斜延伸至转子202内环壁下部的弧线。所述环板20301呈同心环式设置在转子202的内环中，并且环板20301与若干片扇叶20302均相交联。任意相邻的两片扇叶20302的扇面、环板20301的板面以及转子202的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的螺旋施压水流通道。

实施例4

重复实施例3，只是若干块环板20301的数量为6块。若干片扇叶8片。

实施例5

重复实施例4，如图12所示，只是所述推进器2还包括轴承204。所述轴承204设置在定子201和转子202之间。所述轴承204包括外圈20401、内圈20402以及滚动体20403。所述外圈20401固定在定子201上。所述内圈20402固定在转子202上。所述滚动体20403设置在外圈20401和内圈20402之间，并且滚动体20403连接着外圈20401和内圈20402。

实施例6

重复实施例5，只是所述滚动体20403为滚珠，所述外圈20401的内壁上和所述内圈20402的外壁上相对式的设置有匹配滚珠的圆形凹槽。

实施例7

重复实施例6，如图6和11所示，只是所述定子201的内环壁上开设有外固定槽20101。所述转子202的外环壁上开设有内固定槽20201。所述外圈20401固定在外固定槽20101内。所述内圈20402固定在内固定槽20201内。

实施例8

重复实施例7，只是所述外固定槽20101开设在定子201的内环壁的上缘部和下缘部。所述内固定槽20201开设在转子202的外环壁的上缘部和下缘部。即所述定子201和转子202之间通过两组轴承204相连接。

实施例9

重复实施例8，如图7-8所示，只是所述前导流器1包括前壳体101、前通道壁102和前环形通道壁103。所述前壳体101为圆形环状结构。所述前通道壁102为条形板状结构或变形弯曲状结构。所述前环形通道壁103为环形片状结构或变形弯曲片状结构。在前壳体101的内环中设置有若干块前通道壁102和若干块前环形通道壁103。若干块所述前通道壁102的内端均在前壳体101环心处汇集并相互固定连接在一起。若干块所述前通道壁102的外端均向外延伸后固定在前壳体101的内环壁上。若干块所述前环形通道壁103呈同心环式设置在前壳体101的内环中，并且前环形通道壁103与若干块所述前通道壁102均相交联。任意相邻的两块前通道壁102的板面、前环形通道壁103的环面以及前壳体101的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的环形均压水流通道。

实施例10

重复实施例9，只是若干块前通道壁102的数量为4块。若干片前环形通道壁103的数量为5片。

实施例11

重复实施例10，只是所述前导流器1还包括前环耳104。所述前环耳104为环形板状结构。所述前环耳104呈站立式套接设置在前导流器1的外环壁上。所述前环耳104上开设有若干个连接孔，若干个连接孔在前环耳104的板面上均匀分布。通过前环耳104和螺栓将前导流器1固定在推进器2的前环面上。

实施例12

重复实施例11，如图9-10所示，只是所述后导流器3包括后壳体301、后通道壁302和后环形通道壁303。所述后壳体301为圆形环状结构。所述后通道壁302为条形板状结构或变形弯曲状结构。所述后环形通道壁303为环形片状结构或变形弯曲片状结构。在后壳体301的内环中设置有若干块后通道壁302和若干块后环形通道壁303。若干块所述后通道壁302的内端均在后壳体301环心处汇集并相互固定连接在一起。若干块所述后通道壁302的外端均向外延伸后固定在后壳体301的内环壁上。多块所述后环形通道壁303呈同心环式设置在后壳体301的内环中，并且后环形通道壁303与若干块所述后通道壁302均相交联。任意相邻的两块后通道壁302的板面、后环形通道壁303的环面以及后壳体301的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的环形均压水流通道。

实施例13

重复实施例12，只是若干块后通道壁302的数量为4块。若干片后环形通道壁303的数量为5片。

实施例14

重复实施例13，只是所述后导流器3还包括后环耳304。所述后环耳304为环形板状结构。所述后环耳304呈站立式套接设置在后导流器3的外环壁上。所述后环耳304上开设有若干个连接孔，若干个连接孔在后环耳304的板面上均匀分布。通过后环耳304和螺栓将后导流器3固定在推进器2的后环面上。

实施例15

重复实施例14，如图1-2所示，只是在推进器2的前环面上，泵推桨203的环板20301和扇叶20302以推进器2的环心为中心整体向外突出形成一个圆锥形凸起。在推进器2的后环面上，泵推桨203的环板20301和扇叶20302以推进器2的环心为中心整体向内凹陷形成一个圆锥形凹槽。

实施例16

重复实施例15，如图9所示，只是在前导流器1的后环面上，所述前通道壁102和前环形通道壁103以前导流器1的环心为中心整体向内凹陷形成一个圆锥形凹槽。

实施例17

重复实施例16，如图7所示，只是在后导流器3的前环面上，所述后通道壁302和后环形通道壁303以后导流器3的环心为中心整体向外突出形成一个圆锥形凸起。

Claims (26)

1.一种旋流无轴泵船舶推进系统，其特征在于：该系统包括前导流器（1）、推进器（2）以及后导流器（3）；所述前导流器（1）、推进器（2）和后导流器（3）均为环形水流通道式结构；组合状态时，所述前导流器（1）的后环面连接着推进器（2）的前环面；所述推进器（2）的后环面连接着后导流器（3）的前环面，并且所述前导流器（1）的环心、推进器（2）的环心和后导流器（3）的环心均位于同一轴线上；所述前导流器（1）和后导流器（3）上均开设有若干个相互独立的环形均压水流通道；所述推进器（2）上开设有若干个相互独立的螺旋施压水流通道。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述推进器（2）包括定子（201）、转子（202）以及泵推桨（203）；所述定子（201）和转子（202）均为圆环状结构；所述泵推桨（203）为具有螺旋施压水流通道的轮状结构；所述转子（202）套接设置在定子（201）的内环中，所述泵推桨（203）套接设置在转子（202）的内环中，并且所述泵推桨（203）的环心与转子（202）的环心相重合。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：泵推桨（203）包括若干块环板（20301）和若干片扇叶（20302）；所述环板（20301）为环形板状结构，所述扇叶（20302）为扇形片状结构；若干片所述扇叶（20302）的内端均在泵推桨（203）环心处汇集并相互固定连接在一起；若干片所述扇叶（20302）的外端均向外延伸后固定在转子（202）的内环壁上；在泵推桨（203）的环形面内，沿着顺时针方向或逆时针方向，若干片所述扇叶（20302）的扇面均呈倾斜式设计，即所述扇叶（20302）的外端与转子（202）的内环壁的相交线为一条从转子（202）内环壁上部倾斜延伸至转子（202）内环壁下部的弧线；所述环板（20301）呈同心环式设置在转子（202）的内环中，并且环板（20301）与若干片扇叶（20302）均相交联；任意相邻的两片扇叶（20302）的扇面、环板（20301）的板面以及转子（202）的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的螺旋施压水流通道。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：若干块环板（20301）的数量为1-100块；若干片扇叶（20302）的数量为2-100片。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：若干块环板（20301）的数量为5-80块；若干片扇叶（20302）的数量为5-80片。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：若干块环板（20301）的数量为8-50块；若干片扇叶（20302）的数量为8-50片。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述推进器（2）还包括轴承（204）；所述轴承（204）设置在定子（201）和转子（202）之间；所述轴承（204）包括外圈（20401）、内圈（20402）以及滚动体（20403）；所述外圈（20401）固定在定子（201）上；所述内圈（20402）固定在转子（202）上；所述滚动体（20403）设置在外圈（20401）和内圈（20402）之间，并且滚动体（20403）连接着外圈（20401）和内圈（20402）。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述滚动体（20403）为滚珠，所述外圈（20401）的内壁上和所述内圈（20402）的外壁上相对式的设置有匹配滚珠的圆形凹槽。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述定子（201）的内环壁上开设有外固定槽（20101）；所述转子（202）的外环壁上开设有内固定槽（20201）；所述外圈（20401）固定在外固定槽（20101）内；所述内圈（20402）固定在内固定槽（20201）内。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述外固定槽（20101）开设在定子（201）的内环壁的上缘部和下缘部；所述内固定槽（20201）开设在转子（202）的外环壁的上缘部和下缘部；即所述定子（201）和转子（202）之间通过两组轴承（204）相连接。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的系统，其特征在于：所述前导流器（1）包括前壳体（101）、前通道壁（102）和前环形通道壁（103）；所述前壳体（101）为圆形环状结构；所述前通道壁（102）为条形板状结构或变形弯曲状结构；所述前环形通道壁（103）为环形片状结构或变形弯曲片状结构；在前壳体（101）的内环中设置有若干块前通道壁（102）和若干块前环形通道壁（103）；若干块所述前通道壁（102）的内端均在前壳体（101）环心处汇集并相互固定连接在一起；若干块所述前通道壁（102）的外端均向外延伸后固定在前壳体（101）的内环壁上；若干块所述前环形通道壁（103）呈同心环式设置在前壳体（101）的内环中，并且前环形通道壁（103）与若干块所述前通道壁（102）均相交联；任意相邻的两块前通道壁（102）的板面、前环形通道壁（103）的环面以及前壳体（101）的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的环形均压水流通道。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：若干块前通道壁（102）的数量为1-100块；若干片前环形通道壁（103）的数量为2-100片。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：若干块前通道壁（102）的数量为5-80块；若干片前环形通道壁（103）的数量为5-80片。

14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：若干块前通道壁（102）的数量为8-50块；若干片前环形通道壁（103）的数量为8-50片。

15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：所述前导流器（1）还包括前环耳（104）；所述前环耳（104）为环形板状结构；所述前环耳（104）呈站立式套接设置在前导流器（1）的外环壁上；所述前环耳（104）上开设有若干个连接孔，若干个连接孔在前环耳（104）的板面上均匀分布；通过前环耳（104）和螺栓将前导流器（1）固定在推进器（2）的前环面上。

16.根据权利要求1-10、12-15中任一项所述的系统，其特征在于：所述后导流器（3）包括后壳体（301）、后通道壁（302）和后环形通道壁（303）；所述后壳体（301）为圆形环状结构；所述后通道壁（302）为条形板状结构或变形弯曲状结构；所述后环形通道壁（303）为环形片状结构或变形弯曲片状结构；在后壳体（301）的内环中设置有若干块后通道壁（302）和若干块后环形通道壁（303）；若干块所述后通道壁（302）的内端均在后壳体（301）环心处汇集并相互固定连接在一起；若干块所述后通道壁（302）的外端均向外延伸后固定在后壳体（301）的内环壁上；多块所述后环形通道壁（303）呈同心环式设置在后壳体（301）的内环中，并且后环形通道壁（303）与若干块所述后通道壁（302）均相交联；任意相邻的两块后通道壁（302）的板面、后环形通道壁（303）的环面以及后壳体（301）的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的环形均压水流通道。

17.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：所述后导流器（3）包括后壳体（301）、后通道壁（302）和后环形通道壁（303）；所述后壳体（301）为圆形环状结构；所述后通道壁（302）为条形板状结构或变形弯曲状结构；所述后环形通道壁（303）为环形片状结构或变形弯曲片状结构；在后壳体（301）的内环中设置有若干块后通道壁（302）和若干块后环形通道壁（303）；若干块所述后通道壁（302）的内端均在后壳体（301）环心处汇集并相互固定连接在一起；若干块所述后通道壁（302）的外端均向外延伸后固定在后壳体（301）的内环壁上；多块所述后环形通道壁（303）呈同心环式设置在后壳体（301）的内环中，并且后环形通道壁（303）与若干块所述后通道壁（302）均相交联；任意相邻的两块后通道壁（302）的板面、后环形通道壁（303）的环面以及后壳体（301）的内环壁之间共同构成了若干个相互独立的环形均压水流通道。

18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于：若干块后通道壁（302）的数量为1-100块；若干片后环形通道壁（303）的数量为2-100片。

19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于：若干块后通道壁（302）的数量为1-100块；若干片后环形通道壁（303）的数量为2-100片。

20.根据权利要求18或19所述的系统，其特征在于：若干块后通道壁（302）的数量为5-80块；若干片后环形通道壁（303）的数量为5-80片。

21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于：若干块后通道壁（302）的数量为8-50块；若干片后环形通道壁（303）的数量为8-50片。

22.根据权利要求16所述的系统，其特征在于：所述后导流器（3）还包括后环耳（304）；所述后环耳（304）为环形板状结构；所述后环耳（304）呈站立式套接设置在后导流器（3）的外环壁上；所述后环耳（304）上开设有若干个连接孔，若干个连接孔在后环耳（304）的板面上均匀分布；通过后环耳（304）和螺栓将后导流器（3）固定在推进器（2）的后环面上。

23.根据权利要求17所述的系统，其特征在于：所述后导流器（3）还包括后环耳（304）；所述后环耳（304）为环形板状结构；所述后环耳（304）呈站立式套接设置在后导流器（3）的外环壁上；所述后环耳（304）上开设有若干个连接孔，若干个连接孔在后环耳（304）的板面上均匀分布；通过后环耳（304）和螺栓将后导流器（3）固定在推进器（2）的后环面上。

24.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：在推进器（2）的前环面上，泵推桨（203）的环板（20301）和扇叶（20302）以推进器（2）的环心为中心整体向外突出形成一个圆锥形凸起；在推进器（2）的后环面上，泵推桨（203）的环板（20301）和扇叶（20302）以推进器（2）的环心为中心整体向内凹陷形成一个圆锥形凹槽。

25.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：在前导流器（1）的后环面上，所述前通道壁（102）和前环形通道壁（103）以前导流器（1）的环心为中心整体向内凹陷形成一个圆锥形凹槽。

26.根据权利要求16所述的系统，其特征在于：在后导流器（3）的前环面上，所述后通道壁（302）和后环形通道壁（303）以后导流器（3）的环心为中心整体向外突出形成一个圆锥形凸起。

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