CN114735184B - 散热装置、推进器及船舶 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种散热装置、推进器及船舶。该散热装置应用于船舶的推进器，推进器设有推进机架、安装于推进机架的待散热件和螺旋桨，散热装置包括：引流件，与推进机架连接，并位于螺旋桨推动水流的方向上，引流件设有出水口、水道和进水口，进水口与螺旋桨相对，用于接收从螺旋桨推出的水流，水道连通进水口和出水口；导流管，所述导流管的一端插入所述出水口，用于接收从出水口输出的水流，导流管的另一端用于与待散热件连接，并将从出水口输出的水流输送至待散热件，输送至待散热件的水流与待散热件进行热交换。采用上述技术手段的散热装置，可在没有附加水泵的情况下自动的将水流导入到散热件对推进器进行散热。

Description

散热装置、推进器及船舶

技术领域

本申请涉推进器散热领域，特别是涉及散热装置、推进器及船舶。

背景技术

传统的外循环散热采用水泵并联推进器输出轴抽水或水泵外接电源抽水的方式，将水下推进器工作环境中的液态水泵入散热循环系统进行热交换。这两种传统的外循环泵水方式增加了推进器的活动部件，增加了动密封件，提高系统复杂度。水泵外接电源的方式一般还需要将系统的高压电源降压为低压电源为水泵供电，需要增设降压模块实现高压电源降压为低压电源，增加了系统的电子部分的复杂度，还增大了系统的发热量。

发明内容

本申请提供散热装置、推进器及船舶，以实现在不需要附加水泵的情况下散热装置自动的将水流引导到推进器上进行散热，从而大大减小了散热船舶散热系统的复杂度的同时，还有效的提高船舶散热系统散热效率。

为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种散热装置，该散热装置应用于船舶的推进器，推进器设有推进机架、安装于推进机架的待散热件和螺旋桨，散热装置包括：引流件，与推进机架连接，并位于螺旋桨推动水流的方向上，引流件设有出水口、水道和进水口，进水口与螺旋桨相对，用于接收从螺旋桨推出的水流，水道连通进水口和出水口；导流管，导流管的一端与出水口密封对接，用于接收从出水口输出的水流，导流管的另一端用于与待散热件连接，并将从出水口输出的水流输送至待散热件，输送至待散热件的水流与待散热件进行热交换。

其中，引流件包括：旋转轴，一端与推进机架转动连接,出水口设置于旋转轴连接推进机架的一端；引流部，与旋转轴远离出水口一端固定连接，可随旋转轴相对推进机架转动，进水口设置于引流部上；其中，引流部受到水流的偏向力时，引流件围绕旋转轴的轴心旋转。

其中，引流部设置有导向通孔，导向通孔一端朝向螺旋桨，以接收水流；引流部包括导向板，设置于导向通孔内，导向板用于引导水流流经导向通孔，以使进水口与螺旋桨相对。

其中，引流部设置有第一通道，且第一通道与导向通孔相互独立设置，旋转轴沿其轴向设置有第二通道，第一通道与第二通道连通，以形成水道。

其中，引流部相对旋转轴的一侧设置有多个通孔，多个通孔朝向螺旋桨，以形成进水口。

其中，引流部包括相背设置的进水端和呈鳍片状的导向端；其中，旋转轴设置于所述进水端，导向端受到水流的作用，引流件围绕旋转轴的轴心旋转，使得进水口与螺旋桨相对。

其中，进水口设置在进水端上，进水端设置有与进水口连通的第三通道，旋转轴沿其轴向设置有与出水口连通的第三通道，第三通道与第三通道连通，以形成水道。

其中，引流件包括：连接件，其一端与推进机架通过铰链连接；引流管，其一端与连接件背离推进机架一端连接，进水口位于引流管与连接件连接的一端，出水口位于引流管的上；其中，水流产生偏向力作用在引流管的侧壁上，引流件围绕铰链连接的铰接点旋转，使得进水口与螺旋桨相对。

其中，引流件受到水流的偏向力作用后，引流件围绕铰链连接的铰接点转至与水流方向平行，使得进水口与螺旋桨相对。

为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种推进器，该推进器包括上述散热装置。

为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种船舶，该船舶包括上述推进器。

本申请实施例的有益效果是：提供一种散热装置，该散热装置包括引流件和导流管。其中，引流件上设置有进水口、水道和出水口，引流件与推进机架连接。其中，引流件上的进水口始终与螺旋桨保持相对设置，使得螺旋桨运转推出的具有大量动能的部分水流，从进水口进入引流件后，依次经水道、出水口及导流管后，自动的流经推进器上的散热件，并对推进器进行散热。采用上述技术手段的船舶散热系统，大大减小了船舶散热系统的复杂度的同时，还能有效的提高了船舶散热系统的散热效率。

附图说明

图1是本申请散热装置的在船舶上安装布置示意图；

图2是本申请散热装置在推进器上安装布置示意图；

图3是本申请引流件第一实施例的三维结构示意图；

图4是本申请引流件正向视图；

图5是本申请引流件相对于图4的背向视图；

图6是本申请的引流件第二实施例的三维结构示意图；

图7是本申请的引流件第二实施例的一截面示意图；

图8是本申请第三实施例引流件结构示意图；

图9是本申请第三实施例的引流件受力示意图；

图10是本申请第三实施例引流件处于动态平衡示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，均属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请提供了一种散热装置600，如图1、图2、图3、图4及图5所示，图1是本申请散热装置600的在船舶500上安装布置示意图；图2是本申请散热装置600在推进器400上安装布置示意图；图3是本申请引流件第一实施例的三维结构示意图；图4是本申请引流件正向视图；

图5是本申请引流件相对于图4的背向视图；其中，该散热装置600包括：引流件100和导流管40；引流件100设置有：进水口130、水道150及出水口140。

其中，该散热装置600应用于船舶500的推进器400，推进器400设有推进机架10、安装于推进机架10的待散热件20和螺旋桨30。

其中，引流件100与推进机架10连接，并位于螺旋桨30推动水流的方向上即水流流向X1，引流件100设有出水口140、水道150和进水口130，进水口130与螺旋桨30相对，用于接收从螺旋桨30推出的水流，水道150连通进水口130和出水口140。

其中，导流管40的一端与出水口140密封对接，用于接收从出水口140输出的水流，导流管40的另一端用于与待散热件20连接，并将从出水口140输出的水流输送至待散热件20，输送至待散热件20的水流与待散热件20进行热交换。

具体的，引流件100连接在推进机架10上，只要保证引流件100上的进水口130位于螺旋桨30所推动的水流流向X1上，并且螺旋桨30推出的水流能部分进入进水口130即可，其引流件100与推进机架10的连接方式是任意的。从螺旋桨30推出的水流本身自带有一定的动能，该水流通过其本身自带的动能从进水口130流入引流件100，流经引流件100上的水道150和出水口140后，由导流管40将其引流到待散热件20上对推进器400进行散热。

本申请区别于现有技术，在本申请的散热装置600中，散热装置600包括引流件100和导流管40。其中，引流件100上设置有进水口130、水道150和出水口140，引流件100与推进机架10连接。其中，引流件100上的进水口130始终与螺旋桨30保持相对设置，使得螺旋桨30运转推出的具有大量动能的部分水流，从进水口130进入引流件100后，依次经水道150、出水口140及导流管40后，自动的流经推进器400上的散热件，并对推进器400进行散热。采用上述技术手段的船舶500散热系统，大大减小了船舶500散热系统的复杂度的同时，还能有效的提高了船舶500散热系统的散热效率。

可选的，如图3、图4及图5所示，引流件100包括：旋转轴110，一端与推进机架10转动连接,出水口140设置于旋转轴110连接推进机架10的一端；引流部120，与旋转轴110远离出水口140一端固定连接，可随旋转轴110相对推进机架10转动，进水口130设置于引流部120上；其中，引流部120受到水流的偏向力时，引流件100围绕旋转轴110的轴心旋转。

具体的，引流件100包括旋转轴110和引流部120。其中，引流件100通过旋转轴110与推进机架10连接固定，引流部120用于给引流件100引流和导向。旋转轴110与引流部120的连接关系是任意的，它们之间可以是活动的可旋转连接(即引流部120可相对于旋转轴110转动)，也可以是固定连接(即引流部120不可相对于旋转轴110转动。)。值得注意的是，不管引流部120和旋转轴110之间的关系是如何，其必须保证，引流部120或引流件100整体(包括引流部120和旋转轴110)中的任意一个可围绕旋转轴110得轴心旋转，以保证引流部120可以在受到水流得偏向力时，旋转以调整进水口130始终与螺旋桨30相对(即保证进水口130开口始终朝向螺旋桨30推出水流的方向。)。

值得注意的是，引流部120关于经过并平行于旋转轴110轴心和进水口130开口方向的平面对称，其目的在于，使得引流件100在水流的持续作用下，能旋转调向并最终保持在一个方向上(即进水口130正对水流流向X1)动态平衡。

可选的，引流部120设置有导向通孔121，导向通孔121一端朝向螺旋桨30，以接收水流；引流部120包括导向板122，设置于导向通孔121内，导向板122用于引导水流流经导向通孔121，以使进水口130与螺旋桨30相对。

可选的，引流部120设置有第一通道151，且第一通道151与导向通孔121相互独立设置，旋转轴110沿其轴向设置有第二通道152，第一通道151与第二通道152连通，以形成水道150。

可选的，引流部120相对旋转轴110的一侧设置有多个通孔，多个通孔朝向螺旋桨30，以形成进水口130。

结合图3、图4及图5所示，引流件100与推进机架10的连接部位设置成旋转轴110，旋转轴110与引流部120的连接关系是固定连接(即引流部120不可相对于旋转轴110转动)，对应的在推进机架10上设置有与旋转轴110配合的轴孔，引流件100通过旋转轴110与推进机架10进行可旋转连接。其中，引流件100设置成轴对称并且便于导流结构，使得引流件100在受到螺旋桨30推动出的水流的作用力作用时，引流件100会围绕旋转轴110的轴心旋转调向，并使得引流件100的保持在一个方向上(即进水口130正对水流流向X1)动态平衡。

其中，为了便于引流部120的导向，在引流部120上设置有一导向通孔121，导向孔的轴线位于引流部120的对称平面内，对应的在导向通孔121内设置有一导向板122，导向板122与引流部120的对称平面平行。导向通孔121的一端朝向螺旋桨30，以使得螺旋桨30推动的水流部分流经导向通孔121，并使得水流的作用力作用在导向板122上，从带动引流件100旋转调向。其中，为了获得最佳的调向效果，导向板122两侧板面应与引流部120的对称平面平行，且导向板122关于引流部120的对称面对称设置。

具体的，引流部120由导向通孔121朝向螺旋桨30的一端向另一端的垂直于其对称平面的截面逐渐增大，以形成引流部120在其对称平面上的投影呈喇叭状的结构。其中，旋转轴110与引流部120的连接位置应位于引流部120上述截面小的一端，从而使得引流部120在受到水流的作用并最终处于动态平衡时，其上的进水口130始终都会与螺旋桨30保持相对，从而保证水流能够最到限度的流经引流部120的水道150内。

其中，结合图5所示，旋转轴110沿其轴向设置有第二通道152与引流部120内的第一通道151连通，以形成上述水道150。其中，引流部120的内的第一通道151环绕在导向通孔121的四周侧，且第一通道151与导向通孔121是相互独立的。引流部120相对于旋转轴110的另一侧设置有进水口130，螺旋桨30推出的水流由进水口130进入第一通道151，水流通过第一通道151导流由出水口140流到导流管40内，最后到达带散热件进行散热。其中，流经导向通孔121和流经第一通道151的水流互不干扰。

其中，位于引流部120相对于旋转轴110的另一侧的进水口130，具体通过在引流部120相对于旋转轴110的另一侧的表面上开设多个与第一通道151连通的小通孔组合成。其中，多个小通孔结构，形成具有过滤作用的过滤网结构，以提高散热装置600应对复杂水下环境的能力。

区别于现有技术，在第一实施例中，引流件100包括旋转轴110和引流部120，其中，引流部120还具体包括导向通孔121和导向板122等结构，引流部120或引流件100整体(包括引流部120和旋转轴110)中的任意一个可围绕旋转轴110得轴心旋转，旋转轴110与引流部120的连接位置应位于引流部120上述截面小的一端，使得引流件100在受到水流作用时能够实现自动调向，并且最终处于动态平衡时，引流件100上的进水口130始终与水流流向X1相对，从而有效的保证了引流件100的引水量，进而提高散热装置600的整体散热效率。其中，引流件100中的引流部120和旋转轴110均为对称结构，并且在引流部120中还设置有导向通孔121和导向板122，使得引流件100的自动调向并达到动态平衡的速度更快，进而加快了引流件100达到最大引水量的进程，从而进一步提升了散热装置600的散热效率。并且，在本实施例中，进水口130呈滤网结构(具体参照上述内容，此处不再赘述)，使得引流件100所引水流的清洁度大大提升，从而有效的防止应水中杂物而造成散热装置600失效的问题，或有效的防止水中杂物顺着散热装置600到达推进器400而造成推进器400损坏的问题。

可选的，如图6及图7所示，图6是本申请的引流件第二实施例的三维结构示意图；图7是本申请的引流件第二实施例的一截面示意图；引流部120包括相背设置的进水端221和呈鳍片状的导向端222；其中，旋转轴110设置于所述进水端221，导向端222受到水流的作用，引流件100围绕旋转轴110的轴心旋转，使得进水口130与螺旋桨30相对。

可选的，进水口130设置在进水端221上，进水端221设置有与进水口130连通的第三通道153，旋转轴110沿其轴向设置有与出水口140连通的第四通道154，第三通道153与第四通道154连通，以形成水道150。

结合图6所示，旋转轴110与引流部120的连接关系是固定连接(即引流部120不可相对于旋转轴110转动)，引流部120的整体结构设置为关于其对称平面(即上述内容所阐述内容“引流部120关于经过并平行于旋转轴110轴心和进水口130开口方向的平面对称”中的对称平面)对称的流线型水滴状结构，其中，引流部120具体可以划分为两个部分，一部分为进水端221，另一部分为呈鳍片状的导向端222。

具体的，旋转轴110与引流部120连接的位置位于进水端221，其中，导向端222在引流部120延伸方向上的长度长于进水端221，以使得引流件100在水流的持续作用下，能旋转调向并最终保持在一个方向上(即进水口130正对水流流向X1)动态平衡。

其中，螺旋桨30推动的部分水流，从进水口130流经第三通道153和第四通道154并由出水口140流经导流管40，到达带散热件后对待散热件20进行散热。第三通道153设置在进水端221的内部，并且第三通道153在进水端221内部的位置位于旋转轴110靠近进水口130一侧，或与旋转的轴向重合，以防止流进第三通道153的水流对引流部120内部的作用力干扰到水流作用在导向端222的作用力，从而影响引流件100自动调向并到达动态平衡的速度，从而影响散热装置600的散热效率。

区别于第一实施例，在第二实施例中，引流部120整体采用对称的流线型水滴状结构，使得引流部120在受到水流作用而自动导向时，能更加迅速的调整到动态平衡，即散热装置600引水量最大的状态。并且，引流部120的流线型水滴状结构能在很大程度上减小引流部120本身受到的水流的阻力，从而大大的减小船舶500在运行时的行进阻力，进而减小推进器400的功耗负担，从而减小推进器400的发热。且在第二实施例中，第三通道153在进水端221内部的位置位于旋转轴110靠近进水口130一侧，或与旋转的轴向重合，能有效的提高引流件100自动调向并到达动态平衡的速度，从而进一步的提升散热装置600的散热效率。

可选的，如图8所示，图8是本申请第三实施例引流件100结构示意图；其中，引流件100包括：连接件310，其一端与推进机架10通过铰链连接；引流管320，其一端与连接件背离推进机架10一端连接，进水口130位于引流管与连接件连接的一端，出水口位于引流管320的上；其中，水流产生偏向力作用在引流管320的侧壁上，引流件100围绕铰链连接的铰接点旋转，使得进水口130与螺旋桨30相对。

区别于第一实施例和第二实施例，在本实施例中，引流件100通过连接件310与推进机架10铰链连接来实现其与推进机架10可旋转连接，从而实现引流件100的自动调向。

具体的，结合图9及图10所示，图9是本申请第三实施例的引流件受力示意图；图10是本申请第三实施例引流件100处于动态平衡示意图；引流管320管体由于受到水流沿水流流向X1的作用力，其中，水流作用力F1作用在引流管320外侧壁上时，其垂直于引流管320外侧壁上的垂直分力F2拖动引流件100整体围绕连接件310与推进机架10的铰接点旋转使得其最终达到动态平衡状态时，引流管320沿轴向与水流流向X1平行。其中，作用力平行于引流管320轴向分力F3则拖动引流管320远离铰接端，从而使得在连接件310与引流管320整体保持着在同一延展方向上，从而有保证了引流件100能达到动态平衡。

其中，在本实施例中，出水口140可以设置在引流管320远离进水口130的适当位置(图中未标出)，同时水道150设置在引流管320的内部(图中未标出)。

区别于上述的两个实施例，第三实施例的引流件100，在保证了散热装置600的散热性能不受影响的情况下，通过采用结构简单的管状结构的引流管320和连接件310来实现上述实施例中引流件的功能，在保证散热功能和散热效率的前提下还能有效的减少成本。

区别于现有技术，本申请的散热装置600包括引流件100和导流管40。其中，引流件100上设置有进水口130、水道和出水口，引流件100与推进机架10连接。其中，引流件100上的进水口130始终与螺旋桨30保持相对设置，使得螺旋桨30运转推出的具有大量动能的部分水流，从进水口进入引流件100后，依次经水道150、出水口140及导流管40后，自动的流经推进器400上的散热件，并对推进器400进行散热。采用上述技术手段的船舶500散热系统，大大减小了船舶500散热系统的复杂度的同时，还能有效的提高了船舶500散热系统的散热效率。再者，本申请引流件100，是通过螺旋桨30推动水流，让水流具有动能或者依靠水流本身自带的动能，来进行接收水流的，从而使得本申请中的散热装置600不需要附加水泵即可工作，进而有效的减小了船舶500动力系统的功耗负担的同时提高了船舶500散热系统的散热效率。

与此同时，通过引流件100结构的灵活设置(如上述内容所阐述的，这里不再赘述)使得散热装置600可以根据船舶500运行方向或运行状态自动的调整最佳的运行状态(即引流件的动态平衡状态)对船舶500上的待散热件20进行散热，进一步大大的提升了船舶500散热装置600的散热效率。

本申请提供一种推进器400，如图2所示，该推进器400包括上述散热装置600。其中，推进器400设有推进机架10、安装于推进机架10的待散热件20和螺旋桨30。

其中，引流件100与推进机架10连接，并位于螺旋桨30推动水流的方向上即水流流向X1，引流件100设有出水口140、水道150和进水口130，进水口130与螺旋桨30相对，用于接收从螺旋桨30推出的水流，水道150连通进水口130和出水口140。

其中，导流管40的一端插入出水口140，用于接收从出水口140输出的水流，导流管40的另一端用于与待散热件20连接，并将从出水口140输出的水流输送至待散热件20，输送至待散热件20的水流与待散热件20进行热交换。

本申请提供一种船舶500，如图1所示，该船舶500包括上述推进器400，船舶500还包括船体50、储能设备80和控制设备60，所述储能设备80固定于所述船体50，并电连接所述推进器400的原动机，为所述推进器400的原动机提供能量，以使原动机驱动螺旋桨30转动。所述控制设备60连接所述推进器400，以控制所述推进器400的转向，从而实现控制所述船舶500的航向。

值得注意的是，在本文附图仅是为了展示本申请发明产品的结构关系以及连接关系，并不因此限定本申请发明产品的具体结构尺寸。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种散热装置，其特征在于，应用于船舶的推进器，所述推进器设有推进机架、安装于所述推进机架的待散热件和螺旋桨，所述散热装置包括：

引流件，与所述推进机架连接，并位于所述螺旋桨推动水流的方向上，所述引流件设有出水口、水道和进水口，所述水道连通所述进水口和所述出水口，所述进水口始终与所述螺旋桨保持相对设置，所述螺旋桨运转推出的部分水流从所述进水口进入所述引流件后，依次经所述水道和所述出水口输出；

导流管，所述导流管的一端与所述出水口密封对接，用于接收从所述出水口输出的水流，所述导流管的另一端用于与所述待散热件连接，并将从所述出水口输出的水流输送至所述待散热件，输送至所述待散热件的水流与所述待散热件进行热交换；

所述引流件包括：

旋转轴，一端与所述推进机架转动连接,所述出水口设置于所述旋转轴连接所述推进机架的一端；

引流部，与所述旋转轴远离所述出水口一端固定连接，可随所述旋转轴相对所述推进机架转动，所述进水口设置于所述引流部上，所述引流部设置有导向通孔，所述导向通孔一端朝向所述螺旋桨，以接收所述水流；

所述引流部包括导向板，设置于所述导向通孔内，所述导向板用于引导所述水流流经所述导向通孔，以使所述进水口与所述螺旋桨相对；

其中，所述引流部受到所述水流的偏向力时，所述引流件围绕所述旋转轴的轴心旋转；

所述引流部相对所述旋转轴的一侧设置有多个通孔，所述多个通孔朝向所述螺旋桨，以形成所述进水口；

引流部由导向通孔朝向螺旋桨的一端向另一端的垂直于其对称平面的截面逐渐增大，以形成引流部在其对称平面上的投影呈喇叭状的结构，其中，旋转轴与引流部的连接位置位于引流部述截面小的一端。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述引流部设置有第一通道，且所述第一通道与所述导向通孔相互独立设置，所述旋转轴沿其轴向设置有第二通道，所述第一通道与所述第二通道连通，以形成所述水道。

3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述引流部包括相背设置的进水端和呈鳍片状的导向端；其中，所述旋转轴设置于所述进水端，所述导向端受到所述水流的作用，所述引流件围绕所述旋转轴的轴心旋转，使得所述进水口与所述螺旋桨相对。

4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述进水口设置在所述进水端上，所述进水端设置有与所述进水口连通的第三通道，所述旋转轴沿其轴向设置有与所述出水口连通的第四通道，所述第三通道与所述第四通道连通，以形成所述水道。

5.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述引流件包括：

连接件，其一端与所述推进机架通过铰链连接；

引流管，其一端与所述连接件背离所述推进机架一端连接，所述进水口位于所述引流管与所述连接件连接的一端，所述出水口位于所述引流管的上；

其中，所述水流产生偏向力作用在所述引流管的侧壁上，所述引流件围绕所述铰链连接的铰接点旋转，使得所述进水口与所述螺旋桨相对。

6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，所述引流件受到所述水流的偏向力作用后，所述引流件围绕所述铰链连接的铰接点转至与所述水流方向平行，使得所述进水口与所述螺旋桨相对。

7.一种推进器，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的散热装置。

8.一种船舶，其特征在于，包括权利要求7所述的推进器。

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