[发明专利]无轴泵喷矢量推进装置

说明书

本发明提供了一种无轴泵喷矢量推进装置，用于驱动水下航行体航行，包括导管、固定设于导管内的轮毂、可旋转地设置于导管内的集成电机转子、与集成电机转子集成的叶轮、设置于叶轮的进流侧的前置导叶以及设置于叶轮的出流侧的用于控制水下航行体转向的转舵机构。前置导叶与转舵机构均与轮毂连接。如此设置，使得前置导叶与转舵机构一体化，解决了现有无轴泵喷推进器操纵性差的问题，同时也能减少水下航行体的附体，有利于减少水下航行体的航行阻力，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于船舶推进器领域，具体涉及一种高度集成、高效、低噪声、具有优异机动性能的无轴泵喷矢量推进装置。

背景技术

目前，无论是在民用船舶，还是在军用舰艇，综合电力系统技术愈来愈显示出强劲的发展势头，对舰船动力平台的设计具有划时代的意义，代表了舰船动力系统未来的发展方向。集成电机推进装置是电力集成的一个重要模块和综合电力系统高度集成化的体现，是电机、电气工程、控制工程、动力工程与工程热物理、材料科学与工程、机械工程、船舶与海洋工程等多个学科综合、交叉和渗透而形成的新的研究领域，在实现电力推进高效性、低辐射噪声、高功率密度和优异的机动性等方面起到了重要作用。

为了降低水下航行体的噪声，取消了传统轴系结构的无轴泵喷推进器得到了广泛青睐。但是，目前的无轴泵喷推进器大多结构复杂，难以采用传统回转装置实现优异操纵性，机动性较差。

其中，申请号为CN201810882491.5的专利申请，公开了一种新型无轴结构泵喷式推进器，包括推进器导叶、叶轮、轮毂、支撑环、导管、电机定子、电机转子。导管内部设置推进器导叶，推进器导叶的一端指向导管的轴线，另一端与导管固定相连。导管的内表面上挖设有环形的安装槽，所述电机定子设置在导管内部且位于安装槽对应的位置。支撑环伸入安装槽内，所述叶轮的根部设置有轮毂，叶轮的梢部连接至支撑环，支撑环的内表面与导管的内表面齐平。电机转子均匀设置在支撑环的外表面以与电机定子产生磁力作用；还包括轮毂附属结构，所述轮毂附属结构用于固定连接至基础设备，以使轮毂可以套设在轮毂附属结构外侧旋转运动；还包括防水壳层，所述防水壳层至少设置在导管与支撑环之间以防止水与电机定子和电机转子接触。该无轴结构泵喷式推进器结构复杂，不能实现多自由度的转向功能。

申请号为CN201610019456.1的专利申请，公开了一种新型前置侧斜导叶式泵喷推进器，包括前置侧斜导叶、后置叶轮、环状导管、支撑轴承、旋转轴。其中导叶轮毂和后置叶轮均同轴设置于环状导管的内部；前置侧斜导叶均匀倾斜设置于导叶轮毂的外壁并与环状导管固定连接。旋转轴依次同轴穿过导叶轮毂和后置叶轮，旋转轴末端设置有导流帽，后置叶轮位于导叶轮毂和导流帽之间。后置叶轮固定套接于旋转轴外部并由旋转轴驱动做功，旋转轴通过的滑动支撑轴承同轴支撑于导叶轮毂内部。该推进器通过设置前置侧斜导叶降低了航行噪音，但是结构复杂，水下航行体的体积、重量大，不利于对水下航行体的控制，机动性较差。

有鉴于此，有必要设计一种改进的无轴泵喷矢量推进装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效率、低噪声、抗空化、结构紧凑、具有优异的操纵性、高度集成的、有利于提高水下航行体的机动性的无轴泵喷矢量推进装置。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种无轴泵喷矢量推进装置，用于驱动水下航行体航行，包括导管、固定设于所述导管内的轮毂、可旋转地设置于所述导管内的集成电机转子、与所述集成电机转子集成的叶轮、设置于所述叶轮的进流侧的前置导叶以及设置于所述叶轮的出流侧的用于控制水下航行体转向的转舵机构；所述前置导叶与所述转舵机构均与所述轮毂连接。

作为本发明的进一步改进，当所述水下航行体直航时，所述转舵机构保持静止不动；当所述水下航行体需要转向时，控制所述转舵机构偏转产生使水下航行体转向的偏转力。