CN212149259U - 一种导管推进器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及船舶推进技术，具体涉及一种导管推进器。一种导管推进器，包括：导管，所述导管的内周面形成有环形缺口，所述导管上延伸有支撑件；叶轮组件，所述叶轮组件包括叶轮，所述叶轮通过叶轮轴转动安装在所述支撑件上，所述叶轮的外周形成有外圈，所述外圈位于所述环形缺口内；驱动单元，所述驱动单元包括定子和转子，所述转子固定设置在所述外圈上，所述定子与所述转子间隙配合。本实用新型的导管推进器，叶轮的外周不存在间隙，可有效提高推力和效率；叶轮转动安装在与导管固定连接的支撑件上，可无需使用大尺寸水下轴承。解决了现有技术中的导管推进器动力差、推进效率低、结构复杂、体积大、成本高的技术问题。

Description

一种导管推进器

技术领域

本实用新型涉及船舶推进技术，具体涉及一种导管推进器。

背景技术

水下推进器通过旋转叶片或喷水来产生推力，用来驱动工具前行，现有的水下螺旋桨式推进器一般都有电机或叶片轴及联轴节等传动装置，限于实际使用的局限，有多种结构。现有技术中，应用较为广泛的船舶推进方式是螺旋桨推进，包括普通螺旋桨推进器、导管螺旋桨推进器等，导管螺旋桨推进器相较于普通螺旋桨推进器可大大提高推力和效率。

当前船用导管推进器主要分为两种，一种是当前民用市场使用比较多的，由船内机输出动力经过传动轴输出到螺旋桨，在螺旋桨的外部安装有导管，这种方式结构简单，实现技术难度低，相比无导管的结构推进效率有明显提升，特别是在泊系船上静推力大幅提升，但是由于动力需要依靠变速箱和传动轴较远距离的传输，传动效率比较低，加上导管后船的舵效明显下降，船的机动性下降明显。另一种是军用潜艇使用的无轴推进器，该方案是目前最先进船用推进器的代表，主要方案是电动机的定子直接安装在推进器导管上，电机转子和叶轮一体，水流直接从电机转子中间喷出，该方案有着效率高，噪音低等很多优点，但是也有着一些缺点，技术难度大，结构复杂，特别超大尺寸的水下轴承技术决定了几乎无法民用，且军用推进器需要采用磁悬浮轴承来支承转子，价格超高，不具备通用性。

实用新型内容

为了解决现有技术中的导管推进器动力差、推进效率低、结构复杂、体积大、成本高的技术问题，本实用新型提出一种导管推进器，解决了上述技术问题。本实用新型的技术方案如下：

一种导管推进器，包括：导管，所述导管的内周面形成有环形缺口，所述导管上延伸有支撑件；叶轮组件，所述叶轮组件包括叶轮，所述叶轮通过叶轮轴转动安装在所述支撑件上，所述叶轮的外周形成有外圈，所述外圈位于所述环形缺口内；驱动单元，所述驱动单元包括定子和转子，所述转子固定设置在所述外圈上，所述定子与所述转子间隙配合。

本实用新型的导管推进器，通过设置导管的内周面形成环形缺口，叶轮外周的外圈位于环形缺口内，即外圈位于导管的内周面上，叶轮的外周不存在间隙，可有效提高推力和效率；叶轮转动安装在与导管固定连接的支撑件上，可无需使用大尺寸水下轴承，生产成本低，技术难度小，效率高、噪音低，适合民用推进，特别适合于小功率的电动推进。

作为本实用新型的另一个实施例，所述支撑件为固定在所述导管轴向外侧的支撑架。

作为本实用新型的另一个实施例，所述叶轮轴轴向安装在所述支撑件上，所述叶轮可转动地安装在所述叶轮轴上。

作为本实用新型的另一个实施例，所述导管呈中空状，所述定子固定装配在所述导管内并位于所述转子的外周。

作为本实用新型的另一个实施例，还包括操作部，所述操作部带动所述导管偏转以改变推进方向。

作为本实用新型的另一个实施例，所述叶轮组件的出流一侧转动安装有舵板，所述舵板沿轴线转动以控制喷流方向。

作为本实用新型的另一个实施例，所述舵板通过转轴可转动地安装在所述导管上，所述转轴竖直设置并与所述叶轮的轴线相交。

作为本实用新型的另一个实施例，还包括操作部，所述操作部带动所述舵板转动以改变推进方向。

基于上述结构，本实用新型所能实现的技术效果为：

1.本实用新型的导管推进器，通过设置导管的内周面形成环形缺口，叶轮外周的外圈位于环形缺口内，即外圈位于导管的内周面上，叶轮的外周不存在间隙，可有效提高推力和效率；叶轮转动安装在与导管固定连接的支撑件上，可无需使用大尺寸水下轴承，生产成本低，技术难度小，效率高、噪音低，适合民用推进，特别适合于小功率的电动推进；

2.本实用新型的导管推进器，保留了传统导管推进的高效的优点，去掉了传统导管推进复杂低效的传动系统；保留了无轴推进的高效低噪音的优点，但是又大幅的降低了生产成本，使之可以商业化；

3.本实用新型的导管推进器，通过设置转子设置在外圈上，定子安装在导管内并与转子间隙配合，可驱动单元工作时，转子可带动其内的叶轮转动，起到喷流推进的作用；

4.本实用新型的导管推进器，通过设置操作部带动导管偏转，则叶轮组件和驱动单元也随之偏转，水流方向改变，可改变推进方向；除此之外，还可在叶轮组件的出流一侧安装舵板，通过转动舵板以改变喷流方向，进而改变推进方向，操作部可仅带动舵板转动，即可改变推进方向，操作更加方便。

附图说明

图1为本实用新型的实施例一的导管推进器的结构示意图；

图2为实施例一的导管推进器的剖面图；

图3为带操作部的导管推进器的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例二的导管推进器的结构示意图；

图中：1-导管；11-导管前段；12-导管后段；13-连接部；14-环形缺口；15-连接凸耳；2-叶轮组件；21-叶轮；211-叶片；212-外圈；213-内圈；22-叶轮轴；23-轴承；3-驱动单元；31-定子；32-转子；321-永磁体；322-导磁环；4-支撑件；5-传动杆；6-操作部；7-舵板；71-转轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例一

如图1-3所示，本实施例提供了一种导管推进器，包括导管1，叶轮组件2和驱动单元3，叶轮组件2转动装配在导管1的内周，并与导管1之间间隙配合，驱动单元3用于驱动叶轮组件2相对于导管1转动。

导管1呈中空环状，导管1可一体成型或分体设置，本实施例中，导管1为分体设置，导管1包括导管前段11和导管后段12，导管前段11和导管后段12的径向外端固定连接，导管前段11和导管后段12之间形成环形腔体，导管前段11和导管后段12的径向内端存有环形缺口14，导管1的径向外端延伸有连接部13，以方便与传动杆5连接。

叶轮组件2设置在导管1的内侧，其可相对于导管1转动以提供推力。叶轮组件2包括叶轮21和叶轮轴22，叶轮21通过轴承23转动安装在叶轮轴22上，叶轮21的外周位于环形缺口14内。具体地，叶轮21包括多个叶片211、外圈212和内圈213，多个叶片211沿周向均匀分布，所有叶片211的外端均与外圈212的内周面固定连接或一体成型，所有叶片211的内端均与内圈213的外周面固定连接或一体成型。内圈213通过轴承23转动设置在叶轮轴22上，外圈212位于环形缺口14内。优选地，外圈212的内周面与导管1的内周面位于同一面上。

叶轮轴22安装在支撑件4形成固定支撑，可省去磁悬浮轴承，降低了成本。支撑件4固定设置在导管1上，本实施例中，支撑件4包括3个支撑臂，3个支撑臂径向延伸且周向均匀分布，3个支撑臂的径向外端与导管1固定连接或一体成型，3个支撑臂的径向内端相交且交点位于导管1的圆心上，叶轮轴22安装在支撑件4上并沿轴线延伸。通过设置支撑件4，可安装叶轮轴22，而无需设置磁悬浮轴承，有效降低了导管推进器的成本。

驱动单元3设置在导管1和叶轮组件2之间，以带动叶轮组件2相对于导管1转动。驱动单元3包括定子31和转子32，定子31容纳在导管1的环形腔体内并与导管1的内壁固定连接，转子32固定设置在外圈212的外周面并与定子31间隙配合，转子32带动叶轮31转动。具体地，转子32包括由内到外层叠的导磁环322和永磁体321，永磁体321与定子31之间存有间隙。

为了控制推力方向，导管1的连接部13连接有传动杆5，传动杆5的远离导管1的一端连接有操作部6，通过操作操作部6带动传动杆5转动，可带动导管1偏转以改变推进器的推进方向。优选地，操作部6可以是操作手柄。当导管推进器被用于船舶时，导管1被安装在船底，操作部6可设置在船舱内，传动杆5穿过船体传动连接导管1和操作部6。

基于上述结构，本实施例的工作原理为：当需要导管推进器推进船舶时，接通驱动单元3的电源，转子32带动叶轮21相对于导管1和定子31转动，叶轮21转动以实现进水排水，为船舶提供推力。还可通过操作操作部6，来带动导管1偏摆，以改变推力方向，进而改变船舶的行驶方向。

实施例二

如图4所示，本实施例的导管推进器与实施例一基本相同，区别仅在于，本实施例中，导管推进器设置有舵板7，通过调整舵板7的位置来控制叶轮21的喷流方向，以改变推力方向，进而改变船舶的行驶方向。

舵板7设置在叶轮21的出流一侧，舵板7被转动装配，舵板7的偏摆角度不同，叶轮21的喷流方向不同，可实现更好的舵效。本实施例中，舵板7通过转轴71转动连接在导管1上。具体地，导管1的位于出流一侧的外壁上延伸有两个连接凸耳15，舵板7固定设置在转轴71上，转轴71的两端与两个连接凸耳15转动连接。优选地，转轴71为竖直设置，转轴71设置在舵板7的端部。优选地，转轴71与叶轮21的轴线垂直相交，舵板7的竖直长度不大于叶轮21的外径。支撑件4可设置在导管1的位于进流一侧的外壁上。

本实施例中，传动杆可与舵板7的转轴71连接，操作操作部，操作部通过传动杆带动舵板7转动以改变喷流方向，进而改变推进方向。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型的宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种导管推进器，其特征在于，包括：

导管(1)，所述导管(1)的内周面形成有环形缺口(14)，所述导管(1)上延伸有支撑件(4)；

叶轮组件(2)，所述叶轮组件(2)包括叶轮(21)，所述叶轮(21)通过叶轮轴(22)转动安装在所述支撑件(4)上，所述叶轮(21)的外周形成有外圈(212)，所述外圈(212)位于所述环形缺口(14)内；

驱动单元(3)，所述驱动单元(3)包括定子(31)和转子(32)，所述转子(32)固定设置在所述外圈(212)上，所述定子(31)与所述转子(32)间隙配合。

2.根据权利要求1所述的一种导管推进器，其特征在于，所述支撑件(4)为固定在所述导管(1)轴向外侧的支撑架。

3.根据权利要求1或2所述的一种导管推进器，其特征在于，所述叶轮轴(22)轴向安装在所述支撑件(4)上，所述叶轮(21)可转动地安装在所述叶轮轴(22)上。

4.根据权利要求1所述的一种导管推进器，其特征在于，所述导管(1)呈中空状，所述定子(31)固定装配在所述导管(1)内并位于所述转子(32)的外周。

5.根据权利要求1所述的一种导管推进器，其特征在于，还包括操作部(6)，所述操作部(6)带动所述导管(1)偏转以改变推进方向。

6.根据权利要求1所述的一种导管推进器，其特征在于，所述叶轮组件(2)的出流一侧转动安装有舵板(7)，所述舵板(7)沿轴线转动以控制喷流方向。

7.根据权利要求6所述的一种导管推进器，其特征在于，所述舵板(7)通过转轴(71)可转动地安装在所述导管(1)上，所述转轴(71)竖直设置并与所述叶轮(21)的轴线相交。

8.根据权利要求6或7所述的一种导管推进器，其特征在于，还包括操作部，所述操作部带动所述舵板(7)转动以改变推进方向。

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