RU2743261C1

RU2743261C1 - Watercraft propeller system

Info

Publication number: RU2743261C1
Application number: RU2020125378A
Authority: RU
Inventors: Кирилл Александрович Галайда; Сергей Александрович Захаров; Валентин Валерьевич Горда; Яна Юрьевна Соловьёва
Original assignee: Акционерное общество "Центр судоремонта "Звездочка" (АО "ЦС "Звездочка")
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2021-02-16

Abstract

FIELD: shipbuilding.SUBSTANCE: invention relates to shipbuilding and can be used in watercraft propeller system structures including drive engine and ship propeller. Watercraft propeller system includes a single propelling unit in the form of a stationary gondola with at least one electric motor located in it, containing a stator and a rotor, and a hub with propeller blades fixed on it, as well as a casing for accommodating the unit, in which the gondola is connected to this body by power elements. Electric motor rotor installed on the outer surface of the annular stator, is aligned with the hub, while at least one power element is hollow.EFFECT: design simplification of the propeller system, increasing its efficiency and reducing vibroacoustic oscillation.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях судовых движительных комплексов, включающих как приводной двигатель, так и сам судовой движитель.The invention relates to the field of shipbuilding and can be used in the structures of ship propulsion systems, including both the drive engine and the ship propulsion unit itself.

Известен движительный комплекс плавучего средства, содержащий приводной двигатель с двумя гребными винтами, установленными в гондоле на стойке обтекателей в сквозном канале (см. патент США №7789032, кл. 114/151, опубл. 07 сентября 2010 г.). Недостатком известной конструкции движительного комплекса является низкий к.п.д., обусловленный большими гидравлическими потерями в стойке обтекателей.Known propulsion system floating means, containing a drive engine with two propellers installed in the nacelle on the rack of the fairings in the through channel (see US patent No. 7789032, class 114/151, publ. September 07, 2010). The disadvantage of the known design of the propulsion system is the low efficiency, due to high hydraulic losses in the fairing strut.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является движительный комплекс плавучего средства, включающий двигательно-движительный агрегат в виде неподвижной гондолы с размещенным в ней электрическим двигателем, содержащим статор и ротор, и ступицы с закрепленными на ней лопастями гребного винта, а также корпуса для размещения агрегата, в котором гондола соединена с этим корпусом силовыми элементами (см. патент РФ №2519610, МПК B63H 25/00, 2014 год). Недостатком известной конструкции движительного комплекса является повышенная сложность комплекса, обусловленная необходимостью введения узла для передачи крутящего момента с вала электродвигателя на ступицу гребного винта, что ведет к снижению к.п.д. комплекса, и повышенный уровень виброакустических колебаний, возникающих при его работе.The closest to the claimed invention in terms of the technical essence and the achieved result is the propulsion system of the floating vehicle, including the propulsion unit in the form of a stationary nacelle with an electric motor placed in it, containing a stator and a rotor, and a hub with propeller blades fixed on it, as well as housing for housing the unit, in which the nacelle is connected to this housing by power elements (see RF patent No. 2519610, IPC B63H 25/00, 2014). The disadvantage of the known design of the propulsion complex is the increased complexity of the complex, due to the need to introduce a unit for transmitting torque from the electric motor shaft to the propeller hub, which leads to a decrease in efficiency. complex, and an increased level of vibroacoustic vibrations arising during its operation.

Цель настоящего изобретения - упрощение конструкции движительного комплекса, повышение егоКПД и снижение виброакустических колебаний.The purpose of the present invention is to simplify the design of the propulsion system, increase its efficiency and reduce vibroacoustic vibrations.

Указанная цель достигается тем, что в известном движительном комплексе плавучего средства, включающего единый двигательно-движительный агрегат в виде неподвижной гондолы с размещенным в ней, по крайней мере, одним электрическим двигателем, содержащим статор и ротор, и ступицы с закрепленными на ней лопастями гребного винта, а также корпуса для размещения агрегата, в котором гондола соединена с этим корпусом силовыми элементами, в нем ротор электрического двигателя, установленный на наружной поверхности кольцевого статора, совмещен со ступицей, при этом, по крайней мере, один силовой элемент выполнен полым. Совмещение ротора электрического двигателя со ступицей позволяет исключить необходимость введения в конструкцию движительного комплекса узла для передачи крутящего момента с вала электродвигателя на ступицу гребного винта. Это существенно упрощает конструкцию движительного комплекса и соответственно повышает его КПД. Хотя бы один силовой элемент должен быть выполнен полым для передачи электроэнергии от внешнего источника к электрическому двигателю. Другие силовые элементы также могут быть выполнены пустотелыми, например, для передачи в гондолу смазывающих веществ или для прокладки кабелей регистрирующей аппаратуры.This goal is achieved by the fact that in the known propulsion system of a floating vehicle, including a single propulsion unit in the form of a stationary nacelle with at least one electric motor located in it, containing a stator and a rotor, and a hub with propeller blades fixed to it , as well as a housing for accommodating the unit, in which the nacelle is connected to this housing by power elements, the rotor of the electric motor installed on the outer surface of the annular stator is aligned with the hub, and at least one power element is made hollow. The combination of the rotor of the electric motor with the hub eliminates the need to introduce a unit into the design of the propulsion complex for transferring torque from the electric motor shaft to the propeller hub. This greatly simplifies the design of the propulsion system and, accordingly, increases its efficiency. At least one power element must be hollow in order to transfer electricity from an external source to an electric motor. Other power elements can also be made hollow, for example, for transferring lubricants to the nacelle or for laying cables for recording equipment.

Главный вид предлагаемой конструкции приведен на фигуре со следующими обозначениями:The main view of the proposed design is shown in the figure with the following designations:

1 - корпус движительного комплекса;1 - the body of the propulsion complex;

2 - гондола;2 - gondola;

3 - лопасти гребного винта;3 - propeller blades;

4 - силовые элементы;4 - power elements;

5 - ротор электродвигателя;5 - the rotor of the electric motor;

6 - статор электродвигателя.6 - stator of the electric motor.

Предлагаемый движительный комплекс плавательного средства состоит из корпуса 1, в котором установлена гондола 2 с использованием силовых элементов 4. Количество этих элементов определяется прочностными требованиями к комплексу и необходимостью подведения внутрь гондолы электроэнергии и иных объектов. Допустим вариант с одним силовым элементом, выполненным в виде пилона, на котором подвешивается гондола 2. Внутри гондолы 2 размещен электродвигатель, состоящий из статора 6 и ротора 5, установленного на наружной поверхности статора 6. В этом случае ротор 5 выполняет роль ступицы гребного винта, на которой закреплены лопасти 3. На фигуре приведен вариант конструкции, когда в гондоле размещены два электрических двигателя, две ступицы, совмещенные с роторами 5 и два гребных винта с лопастями 3. Количество гребных винтов определяется тактико-техническими характеристиками разрабатываемого движительного комплекса, но в реальной конструкции количество гребных винтов варьируется в диапазоне от одного до пяти.The proposed propulsion system of the floating facility consists of a body 1, in which a gondola 2 is installed using power elements 4. The number of these elements is determined by the strength requirements for the complex and the need to supply electricity and other objects inside the gondola. Suppose a variant with one power element made in the form of a pylon, on which the nacelle 2 is suspended. Inside the nacelle 2 there is an electric motor, consisting of a stator 6 and a rotor 5 mounted on the outer surface of the stator 6. In this case, the rotor 5 acts as a propeller hub, on which the blades are fixed 3. The figure shows a design option when two electric motors are placed in the nacelle, two hubs combined with rotors 5 and two propellers with blades 3. The number of propellers is determined by the tactical and technical characteristics of the propulsion system being developed, but in reality designs, the number of propellers varies from one to five.

Движительный комплекс работает следующим образом. При включении электродвигателей (одного или нескольких) гребными винтами создается упор, обеспечивающий силу тяги для плавучего средства. Совмещение ступицы гребного винта с ротором электродвигателя существенно упрощает конструкцию движительного комплекса и повышает его КПД, а исключение из конструкции передаточных механизмом позволяет снизить уровень виброакустических колебаний, что обеспечивает малошумную работу движительного комплекса.The propulsion complex works as follows. When the electric motors (one or more) are turned on, the propellers create an emphasis that provides traction for the floating vehicle. The combination of the propeller hub with the rotor of the electric motor significantly simplifies the design of the propulsion system and increases its efficiency, and the elimination of the transmission mechanism from the design allows the level of vibroacoustic vibrations to be reduced, which ensures low-noise operation of the propulsion system.

Claims

The propulsion system of the floating vehicle, including a single propulsion and propulsion unit in the form of a fixed nacelle with at least one electric motor located in it, containing a stator and a rotor, and a hub with propeller blades fixed on it, as well as a housing for accommodating the unit, in which the nacelle is connected to this housing by power elements, characterized in that the rotor of the electric motor mounted on the outer surface of the annular stator is aligned with the hub, and at least one power element is hollow.