船舶吊艙推進器的制造方法
【專利摘要】本實用新型為一種船舶吊艙推進器，所述推進器包括有殼體，殼體一端設有對轉螺旋槳機構，殼體內設有雙轉子驅動電機和與該電機連接的行星齒輪機構，所述行星齒輪機構與所述對轉螺旋槳機構傳動連接。本實用新型的推進器結構可以使電機轉速提高到常規(guī)吊艙推進器中電機轉速的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，可使得電機的轉速處于一個最佳的工作范圍，提高電機的效率；該結構還可以大大的減小電機及吊艙的體積和重量，以減小吊艙的水阻力；同時第一螺旋槳與與第二螺旋槳轉向相反，通過合理的設計使得尾流中的周向誘導速度趨向于零，能夠提高船舶的推進效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。
【專利說明】船舶吊艙推進器

【技術領域】
[0001]本實用新型是關于一種推進器結構，尤其涉及一種船舶吊艙推進器。

【背景技術】
[0002]吊艙推進器是一種先進的船舶推進裝置，可以避免螺旋槳在航尾復雜的拌流中工作，提高船舶推進效率，節(jié)能減排；同時還可以顯著改善船舶的操作性能，必要時甚至可以讓船舶原地回轉。
[0003]吊艙推進器上的螺旋槳通常有三種驅動方式，分別是水下電機直接驅動、水下油馬達驅動和動力源位于船艙內的原動機通過螺旋錐齒輪副來驅動。
[0004]其中水下電機直接驅動的方式，由于其不占用倉內空間，吊艙可以遠離柴油機或燃氣輪機，在大型船舶上應用較多。但水下電機直接驅動方式存在的問題是，大型船舶螺旋槳的轉速很低，通常結構的電機功率密度不夠理想，電機體積過大，大直徑的吊艙會產生較大的水阻力，影響螺旋槳的推進效率。美軍水面艦艇的解決方案是采用高溫超導電機，但對于大部份民用船舶，此解決方案既存在一個難以逾越的技術壁壘，又存在一個無法承受的成本問題。
[0005]其余兩種驅動方式，由于占用大量艙內空間，很少采用。尤其是采用油泵一油馬達的驅動方式，不僅占用艙內空間，而且傳動效率較低，適應范圍非常有限。
[0006]再者，通常的吊艙推進器上只有一個推進螺旋槳，在螺旋槳的尾流中，既有向后的速度分量，又有繞螺旋槳軸線旋轉的誘導速度分量；其中向后的速度分量產生推進船舶前進的反作用力，而繞螺旋槳軸線旋轉的誘導速度分量除了消耗發(fā)動機的輸出功率之外，不產生任何效益。要比較徹底地解決螺旋槳尾流中的旋轉分量問題，在工程上比較實用的方式是采用雙槳緊貼的對轉螺旋槳。但在上述三種驅動方式中，除了采用油泵一油馬達的驅動方式外，其它兩種驅動方式都較難實現(xiàn)。
[0007]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關行業(yè)的經驗與實踐，提出一種船舶吊艙推進器，以克服現(xiàn)有技術的缺陷。
實用新型內容
[0008]本實用新型的目的在于提供一種船舶吊艙推進器，既不占用艙內空間，又有較高推進效率，以達到改善船舶操作性能、優(yōu)化整體部局和提高推進效率，節(jié)能減排的效果。
[0009]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種船舶吊艙推進器，所述推進器包括有殼體，殼體一端設有對轉螺旋槳機構,殼體內設有雙轉子驅動電機和與該電機連接的行星齒輪機構，所述行星齒輪機構與所述對轉螺旋槳機構傳動連接。
[0010]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述對轉螺旋槳機構由同軸且前后緊貼設置的第一螺旋槳和第二螺旋槳構成；所述雙轉子驅動電機至少包括有同心轉動設置的內轉子和外轉子；所述行星齒輪機構包括有內齒圈、太陽輪和嚙合于內齒圈、太陽輪之間的行星輪；行星輪的行星架連接于第一螺旋槳，內齒圈連接于第二螺旋槳；所述外轉子連接于內齒圈，內轉子連接于太陽輪。
[0011]在本實用新型的一較佳實施方式中，雙轉子驅動電機中的內轉子、外轉子和行星齒輪機構中的太陽輪、行星架、內齒圈均是直接或間接地通過軸承支承在所述殼體內。
[0012]在本實用新型的一較佳實施方式中，第一螺旋槳與第二螺旋槳轉向相反。
[0013]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述雙轉子驅動電機與對轉螺旋槳機構之間設置多級行星齒輪機構。
[0014]由上所述，本實用新型的推進器結構可以使電機轉速提高到常規(guī)吊艙推進器中電機轉速的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，可使得電機的轉速處于一個最佳的工作范圍，提高電機的效率；該結構還可以大大的減小電機及吊艙的體積和重量，以減小吊艙的水阻力；同時第一螺旋槳與與第二螺旋槳轉向相反，通過合理的設計使得尾流中的周向誘導速度趨向于零，能夠提聞船舶的推進效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中:
[0016]圖1:為本實用新型船舶吊艙推進器的立體結構示意圖。
[0017]圖2:為本實用新型船舶吊艙推進器的剖視結構示意圖。

【具體實施方式】
[0018]為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0019]如圖1、圖2所示，本實用新型提出一種船舶吊艙推進器100，所述推進器100包括有殼體9,殼體9 一端設有對轉螺旋槳機構1，殼體9內設有雙轉子驅動電機I和與該電機I連接的行星齒輪機構2，所述行星齒輪機構2與所述對轉螺旋槳機構3傳動連接。
[0020]在本實施方式中，所述對轉螺旋槳機構3由同軸且前后緊貼設置的第一螺旋槳31和第二螺旋槳32構成；所述雙轉子驅動電機I至少包括有同心轉動設置的內轉子11和外轉子12，內轉子11和外轉子12轉向相反；所述行星齒輪機構2包括有內齒圈22、太陽輪21和嚙合于內齒圈22、太陽輪21之間的多個行星輪23 ;行星輪23的行星架24連接于第一螺旋槳31，內齒圈22連接于第二螺旋槳32 ;所述外轉子12連接于內齒圈22，內轉子11連接于太陽輪21。
[0021]本實用新型的推進器結構可以使電機轉速提高到常規(guī)吊艙推進器中電機轉速的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，可使得電機的轉速處于一個最佳的工作范圍，提高電機的效率；該結構還可以大大的減小電機及吊艙的體積和重量，以減小吊艙的水阻力；同時第一螺旋槳與與第二螺旋槳轉向相反，通過合理的設計使得尾流中的周向誘導速度趨向于零，能夠提高船舶的推進效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。
[0022]在本實施方式中，如圖2所示，雙轉子驅動電機中的內轉子、外轉子和行星齒輪機構中的太陽輪、行星架、內齒圈均是通過軸承轉動地設置在所述殼體內；所述殼體為吊艙殼體，第一螺旋槳、第二螺旋槳、行星齒輪機構的太陽輪、行星架、內齒圈及驅動電機中的內、外轉子都具有繞吊艙軸線回轉的自由度，故吊艙的艙壁不承受(除軸承摩擦轉矩之外的)任何軸向力矩；從而對于整個船舶來說只承受用來自吊艙的推進力，而不受任何來自吊艙的轉矩，使得整個船的受力處于一個更佳的狀態(tài)。
[0023]本實用新型中的雙轉子驅動電機為雙轉子對轉電機，對轉電機和對轉螺旋槳機構使得電機的驅動力和水對螺旋槳的反力處于一個動態(tài)平衡狀態(tài)，前后螺旋槳的轉矩趨于相等；當推進機構的工況發(fā)生變化時，該機構自動調整到另一個平衡狀態(tài)，無需任何的外界干涉。
[0024]目前用于船舶推進器的對轉螺旋槳機構，兩個螺旋槳雖然處于對轉狀態(tài)，但是對轉的轉速比是固定的，兩個螺旋槳由同一個齒輪(或其它驅動裝置)帶動；一個螺旋槳隨另一個螺旋槳轉動，整個系統(tǒng)只有一個自由度，當其中一個螺旋槳由于某種原因被固定時，另一個螺旋槳必須停止轉動。這種現(xiàn)有系統(tǒng)不具備自動調整轉速度比的功能，因此也不能自動的達到一個平衡狀態(tài)。
[0025]而本實用新型具有自動調整螺旋槳轉速度的功能，它有兩個自由度，具體說來，當其中的一個螺旋槳被固定時，另一個螺旋槳還可以轉動。這種兩個自由度的功能是由對轉螺旋槳和對轉電機共同實現(xiàn)的。當螺旋槳的工況發(fā)生變化時，整個結構自動調整轉速，達到另一平衡，這是本實用新型的一個最大特點。
[0026]在本實用新型中，第一螺旋槳和第二螺旋槳以相反的方向旋轉，因為第一螺旋槳和第二螺旋槳的尾流旋轉方向相反，其結果是減少了尾流中的旋轉損失。若采用合理的設計，可使尾流中的周向誘導速度為零，使得驅動功率最大限度的用于推進，提高螺旋槳的驅動效率。
[0027]通常螺旋槳的轉速在50-100r/min，而電機的合理轉速在1200_1800r/min，目前大量的船舶采用電機直接驅動螺旋槳的方式，使得電機處于一個非常不利的轉速范圍。而且這種低速電機由于電機本身的特點不得不將驅動電機設計成很大的體積，大大增加了吊艙的水阻力和重量。而本實用新型的推進器，在電機的對轉和行星齒輪機構的共同作用下，可以通過合理的設計傳動比，在保證螺旋槳轉速不變的情況下，使電機處于更合理的轉速范圍，該電機可以設計成更小的體積，從而減小整個吊艙的體積和重量。
[0028]本實用新型中的所述雙轉子驅動電機可以為永磁同步電機，其內轉子上設置有永久磁鐵；或為異步電機，其內轉子上設置有鼠籠；或為異步電機，其內轉子上設置有繞組；或為直流無刷電機，其內轉子上設置有永久磁鐵。
[0029]在本實施方式中，所述雙轉子驅動電機與對轉螺旋槳機構之間可以設置多級行星齒輪機構。
[0030]由上所述，本實用新型的推進器結構可以使電機轉速提高到常規(guī)吊艙推進器中電機轉速的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，可使得電機的轉速處于一個最佳的工作范圍，提高電機的效率；該結構還可以大大的減小電機及吊艙的體積和重量，以減小吊艙的水阻力；同時第一螺旋槳與與第二螺旋槳轉向相反，通過合理的設計使得尾流中的周向誘導速度趨向于零，能夠提高船舶的推進效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。本實用新型的推進器非常適合用作船舶的吊艙式推進器，也適用于普通的船舶推進系統(tǒng)，或用于船舶或平臺的動力定位系統(tǒng)。
[0031]以上所述僅為本實用新型示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。
【權利要求】
1.一種船舶吊艙推進器，其特征在于:所述推進器包括有殼體，殼體一端設有對轉螺旋槳機構，殼體內設有雙轉子驅動電機和與該電機連接的行星齒輪機構，所述行星齒輪機構與所述對轉螺旋槳機構傳動連接。
2.如權利要求1所述的船舶吊艙推進器，其特征在于:所述對轉螺旋槳機構由同軸且前后緊貼設置的第一螺旋槳和第二螺旋槳構成；所述雙轉子驅動電機至少包括有同心轉動設置的內轉子和外轉子；所述行星齒輪機構包括有內齒圈、太陽輪和嚙合于內齒圈、太陽輪之間的行星輪；行星輪的行星架連接于第一螺旋槳，內齒圈連接于第二螺旋槳；所述外轉子連接于內齒圈，內轉子連接于太陽輪。
3.如權利要求2所述的船舶吊艙推進器，其特征在于:雙轉子驅動電機中的內轉子、夕卜轉子和行星齒輪機構中的太陽輪、行星架、內齒圈均是直接或間接地通過軸承支承在所述殼體內。
4.如權利要求2所述的船舶吊艙推進器，其特征在于:第一螺旋槳與第二螺旋槳轉向相反。
5.如權利要求1所述的船舶吊艙推進器，其特征在于:所述雙轉子驅動電機與對轉螺旋槳機構之間設置多級行星齒輪機構。
【文檔編號】B63H23/02GK204056276SQ201420456369
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權日:2014年8月13日
【發(fā)明者】王小椿, 任少英 申請人:北京巴付勒傳動技術有限公司, 天津巴付勒傳動技術有限公司