CN106516064B - 船用推进器 - Google Patents

Abstract

一种船用推进器，所述船用推进器包括泵和流体供应源，所述船用推进器形成有一流体回路，所述流体回路流经所述泵及所述流体供应源。上述船用推进器，因为内部形成流体回路，冷却流体能够在流体回路中流通，从而与外界环境进行热量交换，实现船用推进器的散热。

Description

船用推进器

技术领域

本发明涉及一种船用推进器。

背景技术

船用推进器通常用在快艇、橡皮艇、帆船等，主要采用发动机或电机作为动力源，无论采用哪种动力源，船用推进器在运作过程中，动力源或其他元件会产生热量，如热量不及时排出，会使得动力源或其他元件的温度上升，影响推进器的性能，甚至会导致损坏推进器，造成推进器无法使用。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种具有冷却结构的船用推进器。

一种船用推进器，所述船用推进器包括动力源、泵和流体供应源，所述船用推进器形成一流体回路，所述流体回路流经所述泵及所述流体供应源。

进一步地，所述流体回路流经所述动力源。

进一步地，所述动力源驱动所述泵。

进一步地，所述泵为包含有驱动机构的泵。

进一步地，所述泵包括主动轮和与所述主动轮啮合的从动轮，所述流体回路流经所述主动轮和所述从动轮。

进一步地，所述泵与所述流体供应源为串联连通。

进一步地，所述船用推进器还包括支撑杆，所述流体回路流经所述支撑杆。

进一步地，所述支撑杆中开设有冷却流体通道，所述冷却流体通道与所述泵串联连通。

进一步地，所述冷却流体通道沿所述支撑杆的纵向开设。

进一步地，所述冷却流体通道在远离所述泵的端部为圆滑过渡。

进一步地，所述船用推进器还包括驱动器和电池，所述流体回路流经所述驱动器和所述电池，所述电池内置电池管理系统。

上述船用推进器，因为内部形成闭循环的流体回路，因此能够在流体回路中流通冷却液体，实现对船用推进器散热，并且，因为设计为闭循环冷却，使得无需从外界水中取得冷却液体，不会因外界水的腐蚀和杂质的影响造成堵塞，无需用清水洗去腐蚀液体或清除堵塞物，减少了维护的成本，增加了使用寿命。

附图说明

图1为本发明第一实施方式的船用推进器的结构示意图。

图2为图1所示推进器的支撑杆沿II-II线的剖视示意图

图3为本图1所示船用推进器的示意图。

图4为本发明第二实施方式的船用推进器的示意图。

图5为本发明第三实施方式的船用推进器的示意图。

图6为本发明第四实施方式的船用推进器的示意图。

图7为本发明第五实施方式的船用推进器的示意图。

图8为本发明第六实施方式的船用推进器的立体分解示意图。

图9为图8所示船用推进器从另一视角的立体分解示意图。

图10为图8所示船用推进器的动力源的分解示意图。

图11为图10所示动力源的散热器、第一端盖与第二端盖的立体组装示意图。

图12为图11所示动力源结构的俯视图。

图13为图11所示动力源结构沿VI-VI线的剖视图。

图14为图8所示船用推进器的泵第二端盖的立体示意图。

图15为图8所示船用推进器的轴套的部分放大示意图。

图16为图15所示轴套沿IX-IX的剖视图。

图17为图8所示船用推进器的部分结构的立体剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供一种船用推进器，其通过泵实现封闭流体回路中的流体流通，从而与外界环境进行热量交换，实现冷却回路流经的元件。请参阅图1至图3，本发明第一实施方式提供一种船用推进器1，其包括动力源101、流体供应源2、驱动器3、电池601、泵4、支撑杆5、螺旋桨6及多根水管7。推进器1内形成一个用于封闭循环流通流体的流体回路，流体回路中的流体由泵4实现流体的流通，流体供应源2提供在流体回路中流通的流体，其中流体可以为冷却用的气体或液体。流体供应源2可以为水箱。支撑杆5起支撑作用，其横截面为水滴形或流线型或圆形。动力源101、驱动器3与电池601为推进器1的关键零部件。电池601内置电池管理系统(BMS)。动力源101可以为电机、发动机等，泵4可为由动力源101驱动的泵或者自带驱动机构的泵，且泵4为能够正反向工作的泵，即泵可以兼容发动机和电机等不同的动力源，泵4正转或反转时，流体相应朝相反方向流通。当泵4为自带驱动机构的泵时，向泵供电后，泵即能开始工作。泵4可为齿轮泵，其包括主动轮91及与主动轮91啮合的从动轮92，流体回路流经主动轮91和从动轮92。在其他实施方式中，泵4不限定于采用齿轮泵。关键零部件不限定为本实施方式中的动力源101、驱动器3与电池601。

流体回路流经需冷却的元件，从而带走所流经的元件的热量，在本实施方式中，通过水管7串联连通流体供应源2与动力源101、动力源101与电池601、电池601与驱动器3、驱动器3与泵4、及泵4与流体供应源2，泵与支撑杆5中的冷却流体通道连通。在其他实施方式中，各个部件之间的连通不限定于采用水管串联连通，例如，在某些元件不是独立的部件时，可以采用开设通道的方式连通。流体供应源2可为独立的部件或者与其他元件设为一体的结构。在其他实施方式中，冷却元件(如驱动器3)可采用直接或通过其他通道间接地与支撑杆5中的冷却流体通道连通，泵4中可只形成一条供流体流动的通道。

在本实施方式中，流体回路流经驱动器3、动力源101、电池601、支撑杆5。支撑杆5沿纵向开设冷却流体通道8，冷却流体通道8成为流体回路的一部分。在本实施方式中，通过水管7串联连接动力源101、流体供应源2、电池601、泵4和驱动器3，泵4与支撑杆5中的冷却流体通道连通，从而使得各部件间串联连通。推进器1在工作时，支撑杆5的部分浸没在水中，支撑杆5中的冷却流体通道同样部分浸没在水中，冷却流体通道中的液体与外界水环境进行热量交换，将热量散发至外部环境，由此降低冷却流体通道中流体的温度，从而使得降低温度后的流体流至流体回路的其他部分，实现冷却回路流经的元件。

根据不同的推进器或推进器在不同的应用可以设置冷却不同的元件，需冷却的元件不限定为上述的动力源101、驱动器3和电池601，例如可以是动力源、驱动器、电路板、电池、或其他电子器件中的一种或多种。

请参阅图4，本发明第二实施方式中的船用推进器，其与第一实施方式的区别在于，第一实施方式中的泵为自带驱动机构的泵，第二实施方式中的泵为由动力源101驱动的泵4。

在其他实施方式中，各元件的排配及连通关系可不限定于本实施方式所示，例如动力源101与流体供应源2可不直接连接，动力源101与流体供应源2之间可以有其他需散热的元件，例如电路板、驱动器、电池等。

在其他实施方式中，进行热交换的方式不限定于将流体回路的部分浸没在水中，例如可以是将整个流体回路浸没在水中。

在其他实施方式中，进行热交换的方式可不限定于在将冷却回路的部分浸没在水中，例如可以是在流体回路的外部设置风扇，利用风冷的方式冷却流体回路中的流体，风扇的设置位置也不限定在特定位置，例如可以设置在流体回路的上部，采用风扇方式冷却回路时，支撑杆中设置通道的结构可省略。

在其他实施方式中，动力源及驱动器可以设置在靠近螺旋桨的一端，用于驱动螺旋桨和/或泵，此时冷却流体回路可以不流经动力源及驱动器，请参阅图5，本发明第三实施方式中的船用推进器的动力源及驱动器位于靠近螺旋桨6的位置，且冷却流体回路未流经动力源及驱动器，本实施方式中，动力源为电机。

在其他实施方式中，动力源可以设置在靠近螺旋桨的一端，用于驱动螺旋桨和/或泵，此时冷却流体回路可以不流经动力源，请参阅图6，本发明第四实施方式中的船用推进器的动力源位于靠近螺旋桨6的位置，且冷却流体回路未流经动力源及电池(包括推进器有电池和没有电池两种情形)，本实施方式中，推进器有电池，但冷却流体回路未流经电池。

在其他实施方式中，冷却流体回路可不流经驱动器，请参阅图7，本发明第五实施方式中的推进器的冷却流体回路流经动力源101、支撑杆5、泵4及流体供应源2，未流经驱动器(包括推进器有驱动器和没有驱动器两种情形)。在本实施方式中，动力源101为发动机，推进器不包含驱动器。

在其他实施方式中，推进器1不限定为带螺旋桨的推进器，即上述冷却回路的结构可应用在不同推进方式的推进器1，例如应用在喷水推进器。

请参阅图8和图9，本发明第六实施方式提供一种船用推进器1，其包括动力源100、流体供应源200、泵300、密封件400、外壳500、轴套600、支撑杆700、螺旋桨800、及若干水管900。流体供应源200设置在动力源100的一侧，用于向船用推进器1提供冷却用的液体。泵300设置在动力源100的下方，通过一水管900将流体供应源200与泵300连通，通过另一水管900将流体供应源200与动力源100连通，以实现液体的流通。密封件400设置在动力源100与泵300之间和/或泵300与支撑杆700之间，用于防止液体漏出。支撑杆700位于泵300的下方，并与泵300连通，使得液体能够在泵300、支撑杆700内流通。轴套600套在支撑杆700上，外壳500套在轴套600和支撑杆700外，并支撑动力源100和泵300。螺旋桨800位于外壳500的下方，并在动力源100的驱动下转动。在本实施方式中，船用推进器1为电动船外机，动力源为电机，流体供应源200为水箱。下面进一步详细地介绍各个部分。

请参阅图10至图17，本发明实施方式中的动力源100包括转子10、定子20、散热器30、动力源第一端盖40、动力源第二端盖50、及两个密封垫60。在本实施方式中，动力源100为外转子电机。转子10包括壳体11、多个收容在壳体11中的磁铁(图未示)、及转轴13。转轴13穿过壳体11的端壁，并插入散热器30，且转轴13与动力源100的中心轴线重合。定子20收容在转子10内，且定子20套设在散热器30上。定子20包括磁芯21和绕在磁芯21上的多个绕组23。多个绕组23在电力的作用下产生磁场，转子10与绕组23产生的磁场相互作用，使得转子10响应于所述磁场而旋转。动力源第一端盖40和动力源第二端盖50分别位于散热器30的两端，两个密封垫60中的一个位于散热器30与动力源第一端盖40之间，另一个位于散热器30与动力源第二端盖50之间。

散热器30大致呈圆柱状，其收容在磁芯21中。散热器30上沿平行其中心轴线方向开设贯穿两端的多个冷却流体通道36。动力源第一端盖40临近散热器30的端面上开设多个第一连通槽41，第一连通槽41呈圆弧状向内圆滑过渡凹陷形成，动力源第一端盖40上还开设有进液通道43和出液通道44，进液通道43和出液通道44均大致呈“└”形。动力源第二端盖50靠近散热器30的端面上开设有多个第二连通槽51，第二连通槽51的形状与第一连通槽41的形状相似，其同样呈圆弧状向内圆滑过渡凹陷形成，两个相邻的冷却流体通道36的一端分别与进液通道43及出液通道44对准，另一端分别与动力源第二端盖50上相邻的两个第二连通槽51对准及连通。除去与进液通道43及出液通道44对准的两个冷却流体通道36外的其他冷却流体通道36，每个冷却流体通道36的一端与动力源第一端盖40的一第一连通槽41对准及连通，另一端与动力源第二端盖50的一第二连通槽51对准及连通，因此，冷却流体通道36、第一连通槽41、第二连通槽51共同形成了能够从进液通道43进入冷却液体及从出液通道44排出冷却液体的冷却通路。

流体供应源200的形状不限，在本实施方式中，流体供应源200为长方体状，其内部用于容纳冷却液体。流体供应源200上开设有流体供应源进水口201、流体供应源出水口203及注入流体的注入口205，流体供应源进水口201与流体供应源出水口203用于连接水管900，以使得冷却液体从水管900进出流体供应源200。流体供应源200可以与动力源外壳固定、或者支撑在动力源顶端、或者安装在其他的支撑平台上。

请同时参阅图9，泵300包括泵第一端盖301、与泵第一端盖301固定的泵第二端盖303、及收容在泵第一端盖301与泵第二端盖303之间的主动齿轮和从动齿轮(主动齿轮和从动齿轮在图中未示出)。泵第二端盖303开设收容槽304。泵第一端盖301层叠设置在泵第二端盖303上，且泵第一端盖301盖住收容槽304，以形成一收容空间，用于收容主动齿轮和从动齿轮。在本实施方式中，泵300为齿轮泵。

泵第二端盖303上开设第一连通孔305、第二连通孔306、第三连通孔307、第四连通孔308。在本实施方式中，第一连通孔305和第二连通孔306分别开设在泵300的相对两侧壁上，且第一连通孔305与收容槽304连通，以使得冷却液体能够经过第一连通孔305进出收容槽304中。第一连通孔305通过水管900与流体供应源进水口201或流体供应源出水口203连通，第二连通孔306通过水管900与动力源的进液通道43或出液通道44连通。动力源的进液通道43及出液通道44中未与第二连通孔306连通的通道通过水管900与流体供应源进水口201及流体供应源出水口203中未与第一连通孔305连通的进/出水口连通。

第三连通孔307为从收容槽304的侧壁的中间部位凹陷形成，以使得第三连通孔307能够避开主动齿轮和从动齿轮。第三连通孔307大致呈弧形，且贯穿泵第二端盖303的两个端面。在其他实施方式中，第三连通孔307可不由收容槽304的侧壁凹陷形成，只需保证第三连通孔307与收容槽304连通即可。

第四连通孔308同样贯通泵第二端盖303的两个端面，且第四连通孔308与第二连通孔306连通。第四连通孔308同样大致呈弧形。在本实施方式中，第四连通孔308临近第二连通孔306和第三连通孔307设置。因此，泵300形成两条互相独立的流道，其中一条流道由第一连通孔305、收容主动轮和从动轮的收容槽304及第三连通孔307组成，另一条流道由第二连通孔306、泵300中连通第二连通孔306与第四连通孔308的通道及第四连通孔308组成。在其他方式中，流经第二连通孔306与第四连通孔308的流道可以不设置在泵300中，而是独立设置，例如采用水管设置在泵300的一侧。

收容槽304的底部开设供一传动轴801穿过的轴孔309，主动齿轮收容在收容槽304中，且中心轴线与轴孔309的中心轴线重合。传动轴801与动力源100连接，且穿过主动齿轮和泵300，以使得在动力源100的驱动下，带动主动齿轮转动，主动齿轮与从动齿轮啮合，主动齿轮驱动从动齿轮旋转。主动齿轮或从动齿轮的旋转方向不同时，使得第一连通孔305和第二连通孔306分别充当泵的进液口和出液口，例如，如主动齿轮绕第一方向旋转时，第一连通孔305为进液口，第二连通孔306为出液口，则主动齿轮绕与第一方向相反的第二方向旋转时，第一连通孔305为出液口，第二连通孔306为进液口。

在其他实施方式中，第三连通孔307与第四连通孔308可只贯穿泵第二端盖303靠近支撑杆700的端面。在其他实施方式中，第一连通孔305、第二连通孔306、第三连通孔307、和第四连通孔308的位置不限于本实施方式中的位置，可以开设在泵300的任意位置。在其他实施方式中，第一连通孔305、第二连通孔306可以开设在泵第一端盖301上，但需保证第一连通孔305与收容槽304连通，第二连通孔306与第四连通孔308连通。在其他实施方式中，泵300可不限定为本实施方式中的齿轮泵。

请同时参阅图10至图17，外壳500大致呈中空的杆状，其内部沿纵向开设有容纳空间501，用于收容轴套600和支撑杆700。外壳500的靠近螺旋桨800的部位开设有若干进水孔502(如图17)，进水孔502与容纳空间501连通，用于在外壳500的一端伸入水中时，水从进水孔502进入外壳500的容纳空间501中。

在本实施方式中，密封件400的数量为两个，且为密封垫。其中一个密封件400位于动力源100与泵第一端盖301之间，另一个密封件400位于泵第二端盖303与支撑杆700之间。位于泵300与支撑杆700之间的密封件400上开设有与第三连通孔307和第四连通孔308相对应的通孔。在其他实施方式中，密封件400不限定于本案中的密封垫，例如可以是密封脂等。密封件400的数量不限于两个，可以为一个、三个或三个以上，密封件400为一个时，密封件400设置在泵300与支撑杆700之间或泵300与动力源100之间。密封件400为三个或三个以上时，可多个密封件400层叠设在泵300与支撑杆700之间和/或泵300与动力源100之间。

支撑杆700大致呈杆状，其在靠近泵300的端面701上开设第五连通孔702和第六连通孔703，并从第五连通孔702和第六连通孔703纵向延伸形成冷却流体通道704，冷却流体通道704延伸至支撑杆700远离泵300的端部，且冷却流体通道704在支撑杆700远离泵300的端部处以较大的曲率圆滑过渡，用以减小流体流通时受到的阻力。支撑杆700沿其中心轴线的方向开设贯通两端的轴孔705，用于供传动轴801穿过。在本实施方式中，第五连通孔702和第六连通孔703的形状大致呈弧形，以使得向内延伸形成的冷却流体通道704的冷却面积增大，即冷却流体通道704的横截面为弧形。在其他实施方式中，为了增加散热的效率，可以在支撑杆上增加散热片，在其他实施方式中，冷却流体通道704可不限定为U形，例如可以为多条纵向设置且相互连通的通道。在其他实施方式中，第五连通孔702与第六连通孔703的形状不限。

支撑杆700伸入外壳500的容纳空间501中，本实施方式中的轴套600为两个，其中一个套在支撑杆700靠近泵300的一端，另一个套在支撑杆700靠近螺旋桨800的一端，且两个轴套600同样收容在外壳500中，支撑杆700通过轴套600定位在外壳500中。支撑杆700的第五连通孔702与泵300的第三连通孔307对准及连通，支撑杆700的第六连通孔703与泵300的第四连通孔308对准及连通。第三连通孔307、第四连通孔308、第五连通孔702及第六连通孔703均为弧形孔。螺旋桨800设置在外壳500远离泵300的端部，并与传动轴801连接，以实现被动力源100驱动旋转。

因此，冷却流体通道36、第一连通槽41、第二连通槽51、流体供应源200、泵300、水管900、支撑杆的冷却流体通道704共同形成流体回路，在船用推进器1使用时，螺旋桨800及外壳500靠近螺旋桨800的一端浸入水中，外壳500上的进水孔502浸没在水中，水从进水孔502进入外壳500的容纳空间501中，以使得支撑杆700靠近螺旋桨800的端部浸没在容纳空间501中的水中，从而对支撑杆700的冷却流体通道704中的液体进行冷却，冷却流体通道704中冷却后的液体被抽至沿流体回路到达泵300和动力源100，以冷却泵300和动力源100，不断实现闭循环冷却。

本实施方式中，由于采用闭循环的流体回路，并将冷却流体通道704的部分浸没在水中的方式散热，使得在冷却循环过程中，无需从外界的水中吸入水，避免吸入腐蚀性的液体或杂质较多的液体，增加船用推进器1的使用寿命。

在其他实施方式中，流体供应源200可以省略，此时，采用水管900连通动力源100与泵300，即第一连通孔305通过水管900与动力源的进液通道43和出液通道44之一连通，第二连通孔306通过水管900与进液通道43和出液通道44之另一连通，并在使用前，向流体回路中注入冷却用的液体。在其他实施方式中，支撑杆700不限于采用本实施方式中的轴套600进行定位。

在其他实施方式中，冷却流体通道704可开在外壳500中，此时支撑杆700可以省略，即可以外用外壳500替代支撑杆700实现支撑作用，冷却流体通道704开设在外壳500中时，外壳500的端面可开设连通孔，以与泵连通，外壳500上可省略进水孔。支撑杆700或外壳500的横截面可为水滴形或流线型或圆形。

在其他实施方式中，可以不局限于冷却动力源和泵，可以用于冷却其他发热元件，仅需将流体回路改为流经其他元件即可，即同样可实现采用闭循环冷却方式冷却其他元件。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种船用推进器，其特征在于：所述船用推进器包括动力源、泵和流体供应源，所述船用推进器内 形成一流体回路，所述流体回路流经所述泵及所述流体供应源；

其中，所述动力源、所述泵及所述流体供应源为串联连通；

其中，所述船用推进器还包括支撑杆，所述流体回路路径为：流体供应源-动力源-泵-支撑杆-泵-流体供应源，或者流体供应源-泵-支撑杆-泵-动力源-流体供应源，所述动力源及所述支撑杆设置在所述泵两侧；

所述船用推进器还包括传动轴和螺旋桨，所述动力源与所述传动轴连接，所述动力源通过所述传动轴驱动所述螺旋桨和所述泵运转，同时为所述螺旋桨和所述泵提供驱动动力。

2.如权利要求1所述的船用推进器，其特征在于：所述流体回路流经所述动力源。

3.如权利要求1所述的船用推进器，其特征在于：所述泵包括主动轮和与所述主动轮啮合的从动轮，所述流体回路流经所述主动轮和所述从动轮。

4.如权利要求1所述的船用推进器，其特征在于：所述支撑杆的端面上开设两个连通孔，并从所述两个连通孔纵向延伸形成冷却流体通道，所述支撑杆沿其中心轴线的方向开设轴孔，所述轴孔与所述冷却流体通道相互隔开，所述冷却流体通道与所述泵串联连通。

5.如权利要求4所述的船用推进器，其特征在于：所述冷却流体通道在远离所述泵的端部为圆滑过渡。

6.如权利要求1所述的船用推进器，其特征在于：所述动力源为电机，所述船用推进器还包括驱动器和电池，所述流体回路流经所述驱动器和所述电池，所述电池内置电池管理系统。

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