CN220010062U - 一种无轴径向磁通电机驱动的推进器 - Google Patents

Abstract

本申请属于船舶推进器技术领域，具体涉及一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，该推进器包括外壳、径向磁通电机、螺旋桨和导流罩，其中，径向磁通电机安装于外壳的内侧，螺旋桨安装于径向磁通电机的内侧，径向磁通电机包括转子组件和定子组件，转子组件外周与定子组件内周直接抵接，导流罩可拆卸安装于定子组件的两侧，并与外壳轴向方向的两侧抵接。本申请中的转子组件与定子组件直接无需设置轴承等结构，简化了推进器的结构和尺寸，降低了生产难度和生产成本，可更好地满足小型设备的使用要求。本申请具有加工组装简单、体积小巧、结构紧凑、通用性强的优点。

Description

一种无轴径向磁通电机驱动的推进器

技术领域

本申请属于船舶推进器技术领域，具体涉及一种无轴径向磁通电机驱动的推进器。

背景技术

现有的推进器大都是通过电机输出轴带动螺旋桨叶片转动，从而起到推进的作用。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、吨位也随之提升。

但随着船舶大型化的发展，传统船舶推进系统已经逐渐显现出它的劣势，无法更好地满足工作要求。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，推进轴系的长度更是增至几十米甚至百米，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，结构日趋复杂，在能量传递过程中损耗增大，传递效率降低，增加了船舶的设计难度和建造成本。这些缺陷导致人们逐渐将目光转向更加先进的无轴推进系统。

而且，水下使用的推进器的推进轴处需进行密封，结构复杂，加工组装困难。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，以解决现有有轴推进器的结构复杂、加工组装困难、建设成本高、设计难度大、传递效率低等问题。

本申请的实施例可以通过以下技术方案实现：

一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，包括外壳、径向磁通电机和螺旋桨，所述径向磁通电机安装于外壳的内侧，所述螺旋桨安装于所述径向磁通电机的内侧，所述径向磁通电机包括转子组件和定子组件，所述转子组件可在所述定子组件内侧旋转。

所述转子组件外周与所述定子组件内周直接抵接；

所述推进器还包括导流罩，所述导流罩可拆卸连接于所述定子组件的两侧，并与所述外壳轴向方向的两侧抵接。

进一步地，所述转子组件包括多个永磁体和第一固定件，所述永磁体安装于所述第一固定件的内部；

所述第一固定件为圆筒状结构，包括转子壳盖和转子外壳，所述转子外壳为圆筒状结构，所述转子外壳包括与所述永磁体一一对应的盲孔，该盲孔沿所述转子外壳轴向方向延伸，所述永磁体容置于该盲孔内；所述转子壳盖为圆环状结构，所述转子壳盖可拆卸连接于所述转子外壳沿其轴向方向的一侧。

进一步地，所述转子壳盖和所述转子外壳由高分子水润滑轴承材料制成。

进一步地，所述定子组件包括定子线圈和定子内衬，所述定子线圈安装于所述定子内衬与所述外壳之间；

所述定子内衬为类圆筒状结构，所述转子组件容置于所述定子内衬轴向方向的通孔内，所述定子内衬外侧开设有沿其周向方向环绕的环形凹槽；所述外壳为圆筒状结构，所述外壳与该环形凹槽配合形成容纳所述定子线圈的圆筒状空腔。

进一步地，所述定子组件还包括线路板和至少一个传感器，所述线路板与所述传感器容置于所述圆筒状空腔内；

所述传感器与所述定子线圈固定连接，所述线路板通过焊接的方式与所述传感器电气连接；

所述外壳与所述定子内衬之间进行灌胶处理并形成灌胶体。

进一步地，所述径向磁通电机还包括转子限位件，所述转子限位件位于所述定子组件轴向方向的两侧；

所述转子限位件包括一个第一转子限位板和第二转子限位板，所述第一转子限位板与所述第二转子限位板对向设置于所述定子内衬的两侧；

所述第二转子限位板为圆环状结构，其外周固定连接于所述定子内衬的内侧壁的端部；所述第一转子限位板为圆环状结构，所述第一转子限位板与所述定子内衬可拆卸连接。

优选地，所述第一转子限位板内环朝向所述定子内衬的一侧设置有圆筒状凸起，该圆筒状凸起深入所述定子内衬的通孔内并与所述定子内衬的内侧壁接触。

进一步地，所述第一转子限位板通过第二螺钉与所述定子内衬螺旋连接。

所述外壳轴向方向的一侧与所述第一转子限位板抵接，另一侧直接与所述导流罩抵接。

进一步地，所述导流罩通过第一螺钉与所述定子内衬螺旋连接。

本申请的实施例提供的一种无轴径向磁通电机驱动的推进器至少具有以下有益效果：

(1)本申请中的推进器还包括导流罩，导流罩可保护径向磁通电机，减少推进器行进过程中的水流阻力；

(2)本申请中的第一固定件由高分子水润滑轴承材料制成，一方面，该材料具有良好的润滑耐磨性能，使得第一固定件可替代传统轴承，无需进行密封，而且简化了推进器的结构和尺寸，降低了生产难度和生产成本，使得推进器的整体结构更加简单紧凑、体积更加小巧、安装控件要求低，可更好地满足小型设备的使用要求；另一方面，该材料具有良好的耐腐蚀效果，使得该推进器既可在淡水环境下使用，又可在海水环境下使用，极大地拓展了设备的使用场景，延长了推进器的使用寿命。

附图说明

图1为本申请中一种无轴径向磁通电机驱动的推进器的整体结构图；

图2为本申请中一种无轴径向磁通电机驱动的推进器另一角度的整体结构图

图3为本申请中一种无轴径向磁通电机驱动的推进器的爆炸视图；

图4为图2沿A-A向的剖面图；

图5为图4中B区域的放大图。

附图标记：1、第一螺钉，2、导流罩，3、永磁体，4、第一转子限位板，5、螺旋桨，6、外壳，7、定子线圈，8、传感器，9、线路板，10、第二螺钉，11、灌胶体，12、转子壳盖，13、转子外壳，14、定子内衬，15、第二转子限位板，16、接线口。

具体实施方式

以下，基于优选的实施方式并参照附图对本申请进行进一步说明。

本说明书中词汇是为了说明本申请的实施例而使用的，但不是试图要限制本申请。除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可以具体理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请实施例中的描述中，为了方便理解，放大或者缩小了图纸上的各种构件，但这种做法不是为了限制本申请的保护范围。

本申请提供了一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，具体地，图1、图2和图3示出了该推进器的整体结构图和爆炸视图，如图1、图2和图3所示，该推进器包括外壳6、螺旋桨5和径向磁通电机，外壳6安装在径向磁通电机的外侧，螺旋桨5安装于径向磁通电机的内侧。

具体地，如图5所示，径向磁通电机包括定子组件和转子组件，转子组件安装于定子组件的内侧并与定子组件活动连接，螺旋桨5固定安装于转子组件的内侧。当电流通过定子组件时，定子组件通电产生的磁场会感应转子组件中的导体，使得导体中产生电流，这个电流会在转子组件中产生磁场，与定子组件产生的磁场相互作用，导致转子组件带动螺旋桨5同步转动。

具体地，本申请中通过在转子组件与螺旋桨5之间灌胶的方式实现两者的固定连接，而且通过灌胶的方式可以实现良好的密封效果。

进一步地，转子组件包括多个永磁体3和第一固定件，永磁体3安装于第一固定件的内部。

具体地，如图3和图5所示，第一固定件为圆筒状结构，其包括转子壳盖12和转子外壳13，转子外壳13为圆筒状结构，转子外壳13包括与永磁体3一一对应的盲孔，该盲孔沿转子外壳13轴向方向延伸，永磁体3容置于该盲孔内；转子壳盖12为圆环状结构，转子壳盖12可拆卸连接于转子外壳13沿其轴向方向的一侧，从而实现永磁体3与第一固定件的稳定连接。

在本申请的其他实施例中，转子外壳13包括与永磁体3一一对应的通孔，该通孔沿转子外壳13轴向方向延伸，永磁体3容置于该通孔内，转子壳盖12的数量为两个，转子壳盖12可拆卸连接于转子外壳13沿其轴向方向的两侧。

进一步地，本申请中的螺旋桨5包括圆环和叶片，叶片连接于圆环的内侧，并与圆环组成一体化结构。

可以想象的是，叶片可以通过焊接、胶接或螺旋连接的方式与圆环组成一体化结构。

进一步地，定子组件包括定子线圈7和定子内衬14，定子线圈7安装于定子内衬14与外壳6之间。

具体地，定子内衬14为类圆筒状结构，转子组件容置于定子内衬14轴向方向的通孔内，定子内衬14外侧开设有沿其周向方向环绕的环形凹槽；外壳6为圆筒状结构，外壳6与该环形凹槽配合形成容纳定子线圈7的圆筒状空腔。

进一步地，外壳6与定子内衬14的外周平齐。

进一步地，如图3和图5所示，定子组件还包括线路板9和至少一个传感器8，线路板9与传感器8容置于上述空腔内。具体地，定子线圈7通过传感器8与线路板9连接，传感器8用于检测螺旋桨5的旋转是否正常。

具体地，传感器8通过粘接的方式与定子线圈7连接，线路板9通过焊接的方式与传感器8连接。

进一步地，如图4所示，传感器8、定子线圈7的线路通过接线口16汇总连接在一起，接线口16伸出外壳6与外界进行连接通信。

进一步地，外壳6与定子内衬14之间需进行进行灌胶处理并形成灌胶体11，一方面，可以进一步实现定子线圈7、传感器8、线路板9与外壳6、定子内衬14的固定，另一方面，可以实现定子组件的密封，防止其内部的定子线圈7、传感器8、线路板9与液体接触。

具体地，本申请中的传感器8为霍尔传感器。

进一步地，传感器8的个数可根据实际使用情况增多或减少，传感器8的位置可根据实际使用情况改变，无论传感器8的个数及位置如何改变，只要保证传感器8的一端与线路板9连接即可。

在本申请的一些优选的实施例中，线路板9为一整个圆环结构，即线路板9对应的圆心角等于360°。此时为实现线路板9与圆筒状空腔的安装，线路板9可加工为两个圆心角为180°的半圆环结构单元，也可加工为一个圆心角为180°的半圆环结构单元和多个小于圆心角为180°的半圆环结构单元，或者若干个小于圆心角为180°的半圆环结构单元。

在本申请的另外一些实施例中，当线路板9对应的圆心角小于或等于180°时，此线路板9可直接加工成对应角度的一个结构，而无需拆分成多个结构单元；当线路板9对应的圆心角大于180°且小于360°时，此线路板9需加工成小于或等于180°的两个或多个结构单元。

在本申请的一些优选的实施例中，定子线圈7为一整个圆环结构，即定子线圈7对应的圆心角等于360°。此时为实现定子线圈7与圆筒状空腔的安装，定子线圈7可加工为两个圆心角为180°的半圆环结构单元，也可加工为一个圆心角为180°的半圆环结构单元和多个小于圆心角为180°的半圆环结构单元，或者若干个小于圆心角为180°的半圆环结构单元。

在本申请的一些优选的实施例中，当定子线圈7对应的圆心角小于或等于180°时，此定子线圈7可直接加工成对应角度的一个结构，而无需拆分成多个结构单元；当定子线圈7对应的圆心角大于180°且小于360°时，此定子线圈7需加工成小于或等于180°的两个或多个结构单元。

进一步地，由于转子组件在定子组件中旋转时，为防止转子组件沿定子组件轴向移动，该径向磁通电机还包括转子限位件。

具体地，如图3所示，转子限位件包括一个第一转子限位板4和第二转子限位板15，第一转子限位板4与第二转子限位板15位于定子组件轴向方向的两侧。

具体地，第二转子限位板15为圆环状结构，其外周固定连接于定子内衬14的内侧壁的端部上。

可以想象的是，第二转子限位板15可以通过胶接、焊接或一体成型等方式与定子内衬14固定连接。本申请中，第二转子限位板15通过一体成型的方式实现与定子内衬14的固定连接，具有加工方便、装配简单的优点。

具体地，第一转子限位板4为圆环状结构，其与定子内衬14可拆卸连接，从而实现其与第二转子限位板15的配合，进而限制转子组件沿定子组件方向的轴向位移。

具体地，如图3所示，本申请中第一转子限位板4通过第二螺钉10与定子内衬14可拆卸连接。进一步地，第二螺钉穿过第一转子限位板4与定子内衬14螺旋连接。

在本申请的一些优选的实施例中，第一转子限位板4内环朝向定子内衬14的一侧设置有圆筒状凸起，该凸起与定子内衬14的内侧壁接触，可进一步实现第一转子限位板4与定子内衬14的稳定连接，防止第一转子限位板4沿定子内衬14径向位移。

在本申请的一些其他实施例中，转子限位件包括两个第一转子限位板4，第一转子限位板4位于定子组件轴向方向的两侧。

现有推进器中的定子组件与转子组件之间需要设置轴承等结构，以减少转子组件旋转过程中对定子组件的磨损，而且定子组件和/或转子组件需要设置凹槽等结构以安装轴承，存在结构复杂、加工难度高的问题。而本申请中定子组件与转子组件直接无需设置轴承等结构，转子组件外周与定子组件内周直接抵接。

具体地，本申请中的第一固定件由高分子水润滑轴承材料制成，该材料为一种新型高分子材料。一方面，该材料具有良好的润滑耐磨性能，使得第一固定件可替代传统的轴承，无需进行密封，而且简化了推进器的结构和尺寸，降低了生产难度和生产成本，使得推进器的整体结构更加简单紧凑、体积更加小巧、安装控件要求低，可更好地满足小型设备的使用要求；另一方面，该材料具有良好的耐腐蚀效果，使得该推进器既可在淡水环境下使用，又可在海水环境下使用，极大地拓展了设备的使用场景，延长了推进器的使用寿命。

在本申请的一些优选的实施例中，该推进器还包括导流罩2，导流罩2的外表面为弧形，导流罩2可保护径向磁通电机，减少推进器行进过程中的水流阻力。

具体地，导流罩2位于径向磁通电机沿其轴向方向的两侧，其中，一侧的导流罩2通过第一转子限位板4与定子内衬14可拆卸连接，另一侧的导流罩2直接与定子内衬14可拆卸连接，从而限制径向磁通电机沿其轴向方向的位移。

具体地，本申请中导流罩2通过第一螺钉1与定子内衬14可拆卸连接。

进一步地，外壳6为圆筒形结构，定子组件与外壳6内侧固定连接，外壳6沿其轴向方向的一侧与第一转子限位板4抵接，另一侧与导流罩2抵接。

具体地，本申请中通过灌胶的方式实现定子组件与外壳6固定连接，而且灌胶进一步加强定子组件的密封效果。

以上对本申请的具体实施方式作了详细介绍，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本申请权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，包括外壳(6)、径向磁通电机和螺旋桨(5)，所述径向磁通电机安装于外壳(6)的内侧，所述螺旋桨(5)安装于所述径向磁通电机的内侧，所述径向磁通电机包括转子组件和定子组件，所述转子组件可在所述定子组件内侧旋转，其特征在于：

所述转子组件外周与所述定子组件内周直接抵接；

所述推进器还包括导流罩(2)，所述导流罩(2)可拆卸连接于所述定子组件的两侧，并与所述外壳(6)轴向方向的两侧抵接。

2.根据权利要求1所述的一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，其特征在于：

所述转子组件包括多个永磁体(3)和第一固定件，所述永磁体(3)安装于所述第一固定件的内部；

所述第一固定件为圆筒状结构，包括转子壳盖(12)和转子外壳(13)，所述转子外壳(13)为圆筒状结构，所述转子外壳(13)包括与所述永磁体(3)一一对应的盲孔，该盲孔沿所述转子外壳(13)轴向方向延伸，所述永磁体(3)容置于该盲孔内；所述转子壳盖(12)为圆环状结构，所述转子壳盖(12)可拆卸连接于所述转子外壳(13)沿其轴向方向的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，其特征在于：

所述转子壳盖(12)和所述转子外壳(13)由高分子水润滑轴承材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，其特征在于：

所述定子组件包括定子线圈(7)和定子内衬(14)，所述定子线圈(7)安装于所述定子内衬(14)与所述外壳(6)之间；

所述定子内衬(14)为类圆筒状结构，所述转子组件容置于所述定子内衬(14)轴向方向的通孔内，所述定子内衬(14)外侧开设有沿其周向方向环绕的环形凹槽；所述外壳(6)为圆筒状结构，所述外壳(6)与该环形凹槽配合形成容纳所述定子线圈(7)的圆筒状空腔。

5.根据权利要求4所述的一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，其特征在于：

所述定子组件还包括线路板(9)和至少一个传感器(8)，所述线路板(9)与所述传感器(8)容置于所述圆筒状空腔内；

所述传感器(8)与所述定子线圈(7)固定连接，所述线路板(9)通过焊接的方式与所述传感器(8)电气连接；

所述外壳(6)与所述定子内衬(14)之间进行灌胶处理并形成灌胶体(11)。

6.根据权利要求4所述的一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，其特征在于：

所述径向磁通电机还包括转子限位件，所述转子限位件位于所述定子组件轴向方向的两侧；

所述转子限位件包括一个第一转子限位板(4)和第二转子限位板(15)，所述第一转子限位板(4)与所述第二转子限位板(15)对向设置于所述定子内衬(14)的两侧；

所述第二转子限位板(15)为圆环状结构，其外周固定连接于所述定子内衬(14)的内侧壁的端部；所述第一转子限位板(4)为圆环状结构，所述第一转子限位板(4)与所述定子内衬(14)可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，其特征在于：

所述第一转子限位板(4)内环朝向所述定子内衬(14)的一侧设置有圆筒状凸起，该圆筒状凸起深入所述定子内衬(14)的通孔内并与所述定子内衬(14)的内侧壁接触。

8.根据权利要求6所述的一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，其特征在于：

所述第一转子限位板(4)通过第二螺钉(10)与所述定子内衬(14)螺旋连接。

9.根据权利要求6所述的一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，其特征在于：

所述外壳(6)轴向方向的一侧与所述第一转子限位板(4)抵接，另一侧直接与所述导流罩(2)抵接。

10.根据权利要求4所述的一种无轴径向磁通电机驱动的推进器，其特征在于：

所述导流罩(2)通过第一螺钉(1)与所述定子内衬(14)螺旋连接。