一种无轴轮环推进器

本发明涉及船舶推进，具体而言，尤其涉及一种无轴轮环推进器。

背景技术：

1、关于轮缘推进器的实验研究和工程应用，早期的研究大多集中在优化轮缘推进器水动力性能。2004年，美国的schilling robitics公司开发了输入电压600v、功率7.5kw、输出转速1000r/min、额定推力200n的5叶无轴轮缘推进器，其功率相对较小。挪威brunvoll公司研制的100kw大型4叶无轴轮缘推进器，该无轴轮缘推进器通过电机永磁体的旋转带动螺旋桨运转。2006年，荷兰的vander velden marine system公司研制出了7叶无轮毂驱动推进器，并形成螺旋桨直径从0.45～1.05m，输出功率从30～295kw的系列化产品。麻省理工学院林肯实验室与美国sharrow marine公司基于环形螺旋桨这一概念进行合作研究，设计出了多款船用环形螺旋桨产品其中就包括sharrow mxtm，sharrow cx-1tm和sharrow nxtm等型号。2013年sharrow marine公司在美国申请了环形螺旋专利并开发了船用推进器，其声称该推进器可以提高船舶的推进效率并降低噪音。叶礼裕等人对环形螺旋桨进行数学表达设计。但是现有的船用螺旋桨或推进器存在驱动电机占用空间较大的问题，并且由于会在叶片末端产生梢涡，从而导致增加推进器的水动力噪声，还会导致能量损失，降低推进效率。

技术实现思路

1、根据上述提出现有的船用推进器存在的技术问题，而提供一种无轴轮环推进器。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种无轴轮环推进器，包括导管、内环和环状桨叶；所述内环通过轴承转动安装于所述导管内壁；所述内环能够通过永磁电机驱动转动；

4、所述内环内壁上等间距设置有若干所述环状桨叶；

5、所述环状桨叶为未闭合的一体式环形结构，所述环形结构的未闭合端包括连接部ⅰ和连接部ⅱ，所述环状桨叶通过所述连接部ⅰ和所述连接部ⅱ固定安装于所述内环内壁；所述环状桨叶的厚度由所述连接部ⅰ和所述连接部ⅱ向靠近所述内环中心的部分逐渐变薄；

6、所述连接部ⅰ与所述连接部ⅱ安装至所述内环内壁的端面在所述内环的径向截面上的正投影相互错开；所述连接部ⅰ和所述连接部ⅱ安装至所述内环内壁的端面之间有间隔，且分别与相临近的所述内环的侧边缘之间有间隔。

7、进一步地，所述内环内壁上焊接安装有四个所述环状桨叶。

8、进一步地，所述连接部ⅰ和所述连接部ⅱ安装至所述内环内壁的端面，在所述内环的径向截面上的正投影完全错开或有部分重叠。

9、进一步地，所述连接部ⅰ和所述连接部ⅱ安装至所述内环内壁的端面的轴线与所述内环的中心轴线之间的夹角为20～70°。

10、进一步地，所述永磁电机包括安装于所述内环上的带有磁极的环形转子和安装于所述导管内部的电机定子。

11、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

12、本发明提供的无轴轮环推进器，通过无轴的结构设计有效减少毂涡的产生，从而提高推进器的推力，降低了噪声；并且通过环状桨叶的形状设计增强了桨叶的结构强度，保证推进器在复杂的水下环境中能够保持稳定的工作状态，还能够有效减少梢涡的产生，对降低水动力噪声，提高推进效率有重要作用；通过嵌入导管的永磁电机的结构能够减少电机的外部尺寸，并且使整个推进器具有更紧凑的结构，大幅度地减少了推进器系统所占用的船舱空间。

13、基于上述理由本发明还广泛适用于航空、航天、航海及工业能源动力领域的机翼、舵片、叶轮机及泵机叶片。

技术特征：

1.一种无轴轮环推进器，其特征在于，包括导管、内环和环状桨叶；所述内环通过轴承转动安装于所述导管内壁；所述内环能够通过永磁电机驱动转动；

2.根据权利要求1所述的无轴轮环推进器，其特征在于，所述内环内壁上焊接安装有四个所述环状桨叶。

3.根据权利要求1所述的无轴轮环推进器，其特征在于，所述连接部ⅰ和所述连接部ⅱ安装至所述内环内壁的端面，在所述内环的径向截面上的正投影完全错开或有部分重叠。

4.根据权利要求1所述的无轴轮环推进器，其特征在于，所述连接部ⅰ和所述连接部ⅱ安装至所述内环内壁的端面的轴线与所述内环的中心轴线之间的夹角为20～70°。

5.根据权利要求1所述的无轴轮环推进器，其特征在于，所述永磁电机包括安装于所述内环上的带有磁极的环形转子和安装于所述导管内部的电机定子。

技术总结本发明提供一种无轴轮环推进器，包括导管、内环和环状桨叶；所述内环内壁上等间距设置有若干所述环状桨叶；所述环状桨叶为未闭合的一体式环形结构，所述环形结构的未闭合端包括连接部Ⅰ和连接部Ⅱ，所述环状桨叶通过所述连接部Ⅰ和所述连接部Ⅱ固定安装于所述内环内壁；所述环状桨叶的厚度由所述连接部Ⅰ和所述连接部Ⅱ向靠近所述内环中心的部分逐渐变薄；所述连接部Ⅰ与所述连接部Ⅱ安装至所述内环内壁的端面在所述内环的径向截面上的正投影相互错开；所述连接部Ⅰ和所述连接部Ⅱ安装至所述内环内壁的端面之间有间隔，且分别与相临近的所述内环的侧边缘之间有间隔。本发明的技术方案能够显著降低水动力噪声，提高推进效率。技术研发人员：卢雨,李辰然,顾朱浩受保护的技术使用者：大连海事大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12