WO2023139859A1 - 電動推進器 - Google Patents

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WO2023139859A1
WO2023139859A1 PCT/JP2022/038515 JP2022038515W WO2023139859A1 WO 2023139859 A1 WO2023139859 A1 WO 2023139859A1 JP 2022038515 W JP2022038515 W JP 2022038515W WO 2023139859 A1 WO2023139859 A1 WO 2023139859A1
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WO
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support
blade
electric
propulsion device
axis
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PCT/JP2022/038515
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English (en)
French (fr)
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雄貴 森崎
淳二 岩谷
剛 北村
岳彦 今井
泰高 青木
聖 米本
将之 左海
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
    • B64D15/02—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by ducted hot gas or liquid
    • B64D15/04—Hot gas application
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the present disclosure relates to electric propulsion devices.
  • This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2022-7844 filed in Japan on January 21, 2022, the content of which is incorporated herein.
  • This electric propulsion device mainly includes a motor, a plurality of blades that are rotationally driven by the motor, and a duct that covers the blades from the outer peripheral side. Rotation of the blades generates propulsion, enabling the aircraft to fly.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide an electric propulsor that can be operated more stably by suppressing icing.
  • an electric propulsion device includes a hollow shaft extending along an axis and having a shaft flow path extending in the axial direction formed therein; a disk-shaped boss portion which is attached to one side of the hollow shaft in the axial direction and has a space formed therein and is centered on the axis; an electric motor having a rotor core provided on the outer peripheral surface of the hollow shaft, and a stator core covering the rotor core from the outer peripheral side; and a casing in which a housing space is formed that houses the electric motor and communicates with the shaft flow path.
  • a suction port that communicates the outside of the casing with the housing space is formed in a portion of the casing between the blades and the electric motor. formed.
  • an electric propulsion device that can be operated more stably by suppressing icing.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an electric propulsion device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1
  • Fig. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of an electric propulsion device according to a second embodiment of the present disclosure
  • Fig. 10 is a cross-sectional view showing a first modification of the electric propulsion device according to the second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a second modification of the electric propulsion device according to the second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII of FIG. 7
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of an electric propulsion device according to a third embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of an electric propulsion device according to a fourth embodiment of the present disclosure
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of an electric propulsion device according to a fifth embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a diagram showing a first modification of the outlet, which is a modification common to each embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a diagram showing a second modified example of the outlet, which is a modified example common to each embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram showing a third modification of the outlet, which is a modification common to each of the embodiments of the present disclosure;
  • FIG. 10 is a diagram showing a fourth modification of the outlet, which is a modification common to each of the embodiments of the present disclosure;
  • FIG. 10 is a diagram showing a first modification of the blade channel, which is a modification common to each embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram showing a second modification of the blade channel, which is a modification common to each embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram showing a third modification of the blade channel, which is a modification common to each embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram showing a fourth modification of the blade channel, which is a modification common to each embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 (Configuration of electric propulsion device) An electric propulsion device 1 according to a first embodiment of the present disclosure will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. The electric propulsion device 1 is used as a thrust source or a power source, for example, by being mounted on the body or wing of an electric aircraft.
  • the electric propeller 1 includes a hollow shaft 10, a boss portion 20, a spinner 30, a plurality of blades 40, an electric motor 50, a casing 60, a fairing 70, and a bearing device 80.
  • the hollow shaft 10 has a cylindrical shape extending along the axis O, and the space inside thereof forms a shaft flow path 11 .
  • the shaft flow path 11 extends in the axis O direction.
  • the hollow shaft 10 is rotatably supported around the axis O by a bearing device 80 which will be described later.
  • the boss portion 20 is attached to one side of the hollow shaft 10 in the direction of the axis O. As shown in FIG. The boss portion 20 rotates integrally with the hollow shaft 10 .
  • the boss portion 20 has a disc shape centered on the axis O.
  • a space (boss portion flow path 21 ) is formed inside the boss portion 20 .
  • the boss flow path 21 communicates with the shaft flow path 11 described above.
  • a spinner 30 is attached to one side of the boss portion 20 in the direction of the axis O. As shown in FIG. The spinner 30 has a pointed shape extending toward one side in the axis O direction.
  • a plurality of blades 40 are attached to the outer peripheral surface of the boss portion 20 .
  • the plurality of blades 40 extend in the radial direction with respect to the axis O and are arranged at regular intervals in the circumferential direction.
  • the blade 40 has an airfoil cross-sectional shape when viewed from the radial direction.
  • the blades 40 When the hollow shaft 10 and the boss portion 20 rotate, the blades 40 generate an air flow from one side of the axis O to the other side. This air flow is used as the driving force of the electric propulsor 1 .
  • a blade channel 41 is formed inside the blade 40 .
  • the blade channel 41 is appropriately formed by spars and girders inside the blade 40 .
  • the blade channel 41 extends from the radially inner end of the blade 40 to the outlet 42 provided at the radially outer end. More specifically, the blade channel 41 extends along the one side edge (front edge) in the direction of the axis O inside the blade 40 .
  • the radially inner end of the blade channel 41 communicates with the boss channel 21 .
  • the outlet 42 is open radially outward.
  • the shape of the opening of the outlet 42 is appropriately selected from circular, rectangular, triangular, etc., depending on the design and specifications.
  • the electric motor 50 has a rotor core 51 and a stator core 54 .
  • the rotor core 51 is attached to the outer peripheral surface of the hollow shaft 10 .
  • the rotor core 51 has a plurality of permanent magnets 52 and a spider 53 that supports them from the inner peripheral side.
  • the stator core 54 covers the rotor core 51 from the outer peripheral side.
  • the stator core 54 has multiple coils 55 .
  • the stator core 54 is attached to the inner peripheral surface of the casing 60 .
  • a current is supplied to the coil 55 of the stator core 54 , the electromagnetic force generated between the permanent magnet 52 and the coil 55 imparts rotational energy around the axis O to the rotor core 51 .
  • the hollow shaft 10 is rotationally driven around the axis O. As shown in FIG.
  • Casing 60 houses electric motor 50 described above. As shown in FIGS. 1 and 2, the casing 60 includes a front casing 61 located on one side in the direction of the axis O, a rear casing 62 located on the other side, a strut 65, a partition wall 67, a front inner cylinder 66, a strut 68, and a rear inner cylinder 69.
  • Both the front casing 61 and the rear casing 62 are cylindrical with the axis O as the center.
  • a space inside the front casing 61 and the rear casing 62 serves as a storage space 64 .
  • the outer diameter dimension of the front casing 61 is set smaller than the inner diameter dimension of the rear casing 62 .
  • an annular gap is formed between the outer peripheral surface of the front casing 61 and the inner peripheral surface of the rear casing 62 .
  • This gap serves as a suction port 63 for taking in outside air into the accommodation space 64 .
  • the suction port 63 is located between the electric motor 50 and the blades 40 in the direction of the axis O. As shown in FIG. Furthermore, the suction port 63 faces the blade 40 from the other side in the axis O direction. That is, part of the air pressure-fed by the blade 40 directly flows into the suction port 63 .
  • a plurality of struts 65 are arranged in the suction port 63 .
  • the strut 65 extends radially from the outer peripheral surface of the front casing 61 to the inner peripheral surface of the rear casing 62 .
  • a plurality of columns 65 are arranged at intervals in the circumferential direction.
  • an annular partition wall 67 is provided on the inner peripheral side of the front casing 61 .
  • a front inner cylinder 66 is attached to the inner peripheral edge of the partition wall 67 .
  • the front inner cylinder 66 has a cylindrical shape centered on the axis O.
  • a bearing device 80 is attached to the inner peripheral side of the front inner cylinder 66 .
  • this bearing device 80 includes a plurality (two) of journal bearings spaced apart in the axis O direction. Journal bearings support radial loads.
  • a thrust bearing may be included as the bearing device 80 . The thrust bearing supports the load in the direction of the axis O.
  • a plurality of struts 68 and a rear inner cylinder 69 are provided near the end of the rear casing 62 on the other side in the direction of the axis O (that is, the position on the other side in the direction of the axis O relative to the electric motor 50).
  • the struts 68 extend radially and are circumferentially spaced apart.
  • a rear inner cylinder 69 is attached to the end of the strut 68 on the inner peripheral side.
  • the rear inner cylinder 69 has a cylindrical shape centered on the axis O. As shown in FIG.
  • a bearing device 80 is attached to the inner peripheral surface of the rear inner cylinder 69 .
  • This bearing device 80 is one journal bearing as an example.
  • the journal bearing attached to the front inner cylinder 66 and the journal bearing attached to the rear inner cylinder 69 described above rotatably support the hollow shaft 10 .
  • a rotary encoder for measuring the number of revolutions of the hollow shaft 10 may be attached to the rear inner cylinder 69 .
  • fairing configuration An opening on the other side of the casing 60 in the direction of the axis O is covered with a fairing 70 .
  • the fairing 70 has a conical shape centered on the axis O. As shown in FIG. That is, the diameter dimension of the fairing 70 gradually decreases from one side toward the other side in the direction of the axis O. As shown in FIG.
  • the fairing 70 is provided to reduce stagnation and vortices that occur on the trailing side when the electric propulsor 1 is exposed to the air flow.
  • the boss 20 attached to the hollow shaft 10 and the plurality of blades 40 rotate.
  • the rotation of the blade 40 generates an air flow from one side in the direction of the axis O to the other side.
  • the force due to this air flow is used as the driving force of the electric propulsor 1 .
  • the electric propulsion device 1 when used in an aircraft, since it is operated at a high altitude, icing may occur on each part.
  • the attached ice when ice adheres to the surface of the blade 40 , the attached ice changes the outer shape of the blade 40 .
  • the flow of air along the blades 40 is obstructed, making it difficult to generate the required thrust.
  • the electric propulsion device 1 adopts the configuration as described above.
  • the electric propulsion device 1 advances in the direction of the axis O along with the rotation of the blade 40 , air is taken in from the suction port 63 toward the accommodation space 64 in the casing 60 .
  • the components of the air pressure-fed by the blades 40 are taken into the suction port 63 along with the dynamic pressure.
  • the air that has entered the accommodation space 64 from the air outlet 42 first contacts the electric motor 50 .
  • the electric motor 50 generates heat due to internal resistance associated with rotational driving. Heat is exchanged between the air contacting the electric motor 50 and the electric motor 50, and the air is heated. On the one hand, the electric motor 50 is cooled by air. The heated air flows into the fairing 70 through the gaps between the struts 68 mentioned above.
  • the air that has flowed into the fairing 70 then flows through the shaft flow path 11 into the boss flow path 21 .
  • the air that has flowed into the boss channel 21 is distributed to the blade channels 41 of each blade 40 .
  • the blade channel 41 extends inside the blade 40 along the leading edge as described above.
  • the outer diameter dimension of the front casing 61 is set smaller than the inner diameter dimension of the rear casing 62, thereby forming the suction port 63 facing one side in the direction of the axis O.
  • the aspect of the suction port 63 is not limited to the above.
  • the electric propulsion device 101 further includes a heater device 90 .
  • the heater device 90 has a support 91 and a heater member 92 .
  • the support 91 is fixed to the rear inner cylinder 69 .
  • the support 91 is inserted into the hollow shaft 10 from the other side in the direction of the axis O.
  • the support 91 has a cylindrical shape centered on the axis O.
  • the outer diameter dimension of the support 91 is set smaller than the inner diameter dimension of the hollow shaft 10 .
  • the support 91 extends to a position corresponding to the other end of the electric motor 50 in the direction of the axis O. As shown in FIG.
  • a heater member 92 is attached to the inner peripheral surface of the support 91 .
  • the heater member 92 generates heat by being supplied with power from the outside.
  • a ceramic heater, a heating wire, or the like is preferably used as the heater member 92 .
  • the air flowing through the shaft flow path 11 can be heated by the heater member 92 .
  • the temperature of the air flowing from the shaft flow path 11 to the blade flow path 41 via the boss flow path 21 is further increased.
  • a higher anti-icing effect and de-icing effect of the blade 40 can be obtained.
  • the heater member 92 since the heater member 92 is attached to the inner peripheral surface of the cylindrical support 91, a large surface area of the heater member 92 can be secured. In other words, as long as it does not come into contact with the inner peripheral surface of the hollow shaft 10, the outer diameter of the support 91 can be maximized. Therefore, the surface area of the heater member 92 can be increased. Thereby, the heating of the air by the heater member 92 can be further promoted. As a result, the temperature of the air supplied to the blade passages 41 is further increased, making it possible to further improve the anti-icing effect and the de-icing effect.
  • the heater member 92 does not overlap the electric motor 50 in the direction of the axis O, so that heat transfer to the electric motor 50 by the heater member 92 can be minimized. Thereby, the electric motor 50 can be driven more efficiently. As a result, it is possible to further improve the efficiency of the electric propulsion device 1 as a whole.
  • the example in which the heater member 92 is attached to the inner peripheral surface of the tubular support 91 has been described.
  • a support 91 is attached to the inner peripheral side end of a plurality of support members 165 extending radially inward from the rear inner cylinder 69 .
  • the support members 165 are arranged at intervals in the circumferential direction. Air contacts the heater member 92 through the gap between the support members 165 . Also with this configuration, a large surface area of the heater member 92 can be ensured.
  • the support 91 is not limited to a cylindrical shape, and may be rod-shaped extending in the direction of the axis O as shown in FIGS.
  • a heater member 92 is attached to the outer peripheral surface of the support 91 .
  • the support 91 is rod-shaped and the heater member 92 is attached to the outer peripheral surface thereof, the cross-sectional area occupied by the support 91 and the heater member 92 can be kept small with respect to the cross-sectional area of the shaft flow path 11. Thereby, the pressure loss of the air in the shaft flow path 11 can be reduced. As a result, the flow of air toward the blade passages 41 is smoothed, and the anti-icing effect and de-icing effect can be further enhanced.
  • symbol is attached
  • the configuration of the heater device 290 is different from that of the second embodiment.
  • the heater device 290 has a support 291 and a heater member 292 .
  • the support 291 has a cylindrical shape centered on the axis O, and the heater member 292 is attached to the inner peripheral surface of the support 291 .
  • the support 291 and the heater member 292 extend from the other end of the hollow shaft 10 in the direction of the axis O to the interior of the boss 20 (boss flow path 21).
  • the heater device 290 is provided over the entire extension length of the shaft flow path 11 .
  • the electric propulsor 301 according to this embodiment further includes a centrifugal fan 322 provided inside the boss portion 20 in addition to the configuration described in the second embodiment.
  • the centrifugal fan 322 is fixed to a surface inside the boss portion 20 facing the other side in the direction of the axis O. That is, the centrifugal fan 322 rotates together with the boss portion 20 .
  • the centrifugal fan 322 has a disk-shaped disk centered on the axis O, and blades extending radially on the surface of the disk and arranged at intervals in the circumferential direction.
  • the pressure of the air flowing through the shaft flow path 11 can be increased while changing the flow toward the outside in the radial direction.
  • the flow velocity and flow rate of the air toward the blade passages 41 are increased.
  • the anti-icing effect and de-icing effect of the blade 40 can be further improved.
  • the fourth embodiment of the present disclosure has been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present disclosure.
  • the heater device 90 and the centrifugal fan 322 are provided together has been described.
  • the heater device 90 can adopt the configurations described in the modified examples of the second embodiment and the third embodiment.
  • the electric propeller 401 according to this embodiment further includes an axial fan 422 provided on the inner peripheral surface of the hollow shaft 10 in addition to the configuration described in the second embodiment.
  • the axial fan 422 has a plurality of blades radially extending from the inner peripheral surface of the hollow shaft 10 and arranged at intervals in the circumferential direction. When the hollow shaft 10 rotates, the axial fan 422 pumps air from the other side toward the one side in the direction of the axis O. As shown in FIG.
  • the rotation of the axial fan 422 can increase the pressure of the air flowing through the shaft flow path 11 .
  • the anti-icing effect and de-icing effect of the blade 40 can be further improved.
  • the fifth embodiment of the present disclosure has been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present disclosure.
  • the heater device 90 and the axial fan 422 are installed together has been described.
  • the heater device 90 can adopt the configurations described in the modified examples of the second embodiment and the third embodiment.
  • the opening direction of the blowout port 42 may be set so as to blow air from the end of the blade 40 toward the trailing edge side.
  • the air may be blown in the direction of the cords of the blade 40 as indicated by the solid line arrows in FIG. 12, or may be blown obliquely to the cord direction as indicated by the broken line arrows.
  • the outlet 142 may be formed on the blade surface of the blade 40 .
  • a blowout port 242 may be formed at the edge of the blade 40 on the trailing edge side.
  • the blowout port 342 may be open to blow air along the wing tip of the blade 40, or may be opened to blow air slightly away from the wing tip, as shown by the broken line arrow.
  • the blade flow path 41 can adopt each configuration shown in FIGS. 16 to 19.
  • the opening 44 is formed in the girders 43 on the leading edge side. Air flows into the blade passage 41 on the leading edge side through the opening 44 .
  • a plurality of openings 44 may be formed.
  • the electric propulsion device 1 includes a hollow shaft 10 extending along an axis O and having a shaft flow path 11 formed therein extending in the direction of the axis O; a disk-shaped boss portion 20 which is attached to one side of the hollow shaft 10 in the direction of the axis O and has a space formed therein and is centered on the axis O; a rotor core 51 provided on the outer peripheral surface of the hollow shaft 10; and a stator core 54 covering the rotor core 51 from the outer peripheral side.
  • a suction port 63 is formed to communicate with the accommodation space 64, and an air outlet 42 is formed in a region including the radially outer end of the blade 40 to communicate the blade passage 41 with the outside.
  • the electric propeller 1 according to the second aspect is the electric propeller 1 of (1), in which the suction port 63 opens toward one side in the direction of the axis O so as to face the blade 40 .
  • the electric propulsion device 1 is the electric propulsion device 1 of (1) or (2), further comprising a support 91 supported by the casing 60 and inserted into the shaft flow path 11, and a heater member 92 provided on the support 91.
  • the air flowing through the shaft flow path 11 can be heated by the heater member 92 . This makes it possible to obtain a higher anti-icing effect.
  • the electric propulsion device 1 according to the fourth aspect is the electric propulsion device 1 of (3), wherein the support 91 has a cylindrical shape centered on the axis O, and the heater member 92 is attached to the inner peripheral surface of the support 91.
  • the heater member 92 is attached to the inner peripheral surface of the cylindrical support 91, a large surface area of the heater member 92 can be secured.
  • the electric propulsion device 1 is the electric propulsion device 1 of (3) or (4), wherein the support 91 has a cylindrical shape centered on the axis O, and the heater member 92 is attached to the outer peripheral surface of the support 91.
  • the heater member 92 is attached to the outer peripheral surface of the tubular support 91, a larger surface area of the heater member 92 can be secured.
  • the electric propulsion device 1 according to the sixth aspect is the electric propulsion device 1 of (3), wherein the support 91 is rod-shaped centering on the axis O, and the heater member 92 is attached to the outer peripheral surface of the support 91.
  • the support 91 is rod-shaped and the heater member 92 is attached to its outer peripheral surface, so that the cross-sectional areas of the support 91 and the heater member 92 in the shaft flow path 11 can be kept small. Thereby, the pressure loss of the air in the shaft flow path 11 can be reduced.
  • the electric propulsion device 1 according to a seventh aspect is the electric propulsion device 1 according to any one of aspects (3) to (6), in which the support 91 and the heater member 92 extend from the end of the hollow shaft 10 on the other side in the direction of the axis O to the space of the boss portion 20.
  • the heater member 92 extends to the space inside the boss portion 20, it is possible to heat the air in the shaft flow path 11 to a higher temperature. Thereby, a higher anti-icing effect can be obtained.
  • the electric propulsion device 1 according to the eighth aspect is the electric propulsion device 1 according to any one aspect of (1) to (7), and further includes a centrifugal fan 322 fixed to a surface facing the other side in the direction of the axis O inside the boss portion 20 and rotating integrally with the boss portion 20.
  • the electric propulsion device 1 according to the ninth aspect is the electric propulsion device 1 according to any one aspect (1) to (8), further comprising an axial fan 422 provided on the inner surface of the shaft flow path 11.
  • the rotation of the axial fan 422 can increase the flow velocity and flow rate of the air toward the blade passages 41 . Thereby, the anti-icing effect can be further improved.
  • an electric propulsion device that can be operated more stably by suppressing icing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

電動推進器は、軸線方向に延びるシャフト流路が形成された中空シャフトと、内部に空間が形成されたボス部と、内部にボス部の空間と連通するブレード流路が形成された複数のブレードと、電動機と、シャフト流路に連通する収容空間が内部に形成されたケーシングと、を備え、ケーシングにおけるブレードと電動機との間の部分には、ケーシングの外部と収容空間とを連通する吸込口が形成され、ブレードの径方向外側の端部を含む領域には、ブレード流路と外部とを連通する吹出口が形成されている。

Description

電動推進器
　本開示は、電動推進器に関する。
　本願は、２０２２年１月２１日に日本に出願された特願２０２２－７８４４号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、電動推進器を用いた航空機の実用化に向けて研究開発が進められている。電動推進器の一例として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。この電動推進器は、モータと、モータによって回転駆動される複数のブレードと、これらブレードを外周側から覆うダクトと、を主に備えている。ブレードが回転することによって推進力が発生し、航空機の飛行が可能になるとされている。
特開２０１０－２３８２５号公報
　ところで、電動推進器を航空機に用いる場合、高高度で運用されることから、各部へ着氷が生じることがある。特に、ブレードの表面に着氷した場合、必要とされる推進力を発生させることが難しくなってしまう。上記特許文献１に係る装置では、このようなブレードへの着氷に対する対策が講じられていない。このため、電動推進器の安定的な運用に影響を及ぼす虞がある。
　本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、着氷が抑制されることでより安定的に運用することが可能な電動推進器を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示に係る電動推進器は、軸線に沿って延びるとともに、内部に前記軸線方向に延びるシャフト流路が形成された中空シャフトと、該中空シャフトの前記軸線方向一方側に取り付けられ、内部に空間が形成されるとともに前記軸線を中心とする円盤状のボス部と、該ボス部の外周面から径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列され、内部に前記ボス部の前記空間と連通するブレード流路が形成された複数のブレードと、前記中空シャフトの外周面に設けられたロータコア、及び該ロータコアを外周側から覆うステータコアを有する電動機と、前記電動機を収容するとともに前記シャフト流路に連通する収容空間が内部に形成されたケーシングと、を備え、前記ケーシングにおける前記ブレードと前記電動機との間の部分には、前記ケーシングの外部と前記収容空間とを連通する吸込口が形成され、前記ブレードの径方向外側の端部を含む領域には、前記ブレード流路と外部とを連通する吹出口が形成されている。
　本開示によれば、着氷が抑制されることでより安定的に運用することが可能な電動推進器を提供することができる。
本開示の第一実施形態に係る電動推進器の構成を示す断面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図である。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面図である。 本開示の第二実施形態に係る電動推進器の構成を示す断面図である。 本開示の第二実施形態に係る電動推進器の第一変形例を示す断面図である。 図５のＶＩ－ＶＩ線における断面図である。 本開示の第二実施形態に係る電動推進器の第二変形例を示す断面図である。 図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線における断面図である。 本開示の第三実施形態に係る電動推進器の構成を示す断面図である。 本開示の第四実施形態に係る電動推進器の構成を示す断面図である。 本開示の第五実施形態に係る電動推進器の構成を示す断面図である。 本開示の各実施形態に共通する変形例であって、吹出口の第一変形例を示す図である。 本開示の各実施形態に共通する変形例であって、吹出口の第二変形例を示す図である。 本開示の各実施形態に共通する変形例であって、吹出口の第三変形例を示す図である。 本開示の各実施形態に共通する変形例であって、吹出口の第四変形例を示す図である。 本開示の各実施形態に共通する変形例であって、ブレード流路の第一変形例を示す図である。 本開示の各実施形態に共通する変形例であって、ブレード流路の第二変形例を示す図である。 本開示の各実施形態に共通する変形例であって、ブレード流路の第三変形例を示す図である。 本開示の各実施形態に共通する変形例であって、ブレード流路の第四変形例を示す図である。
［第一実施形態］
（電動推進器の構成）
　以下、本開示の第一実施形態に係る電動推進器１について、図１から図３を参照して説明する。電動推進器１は、例えば電動航空機の機体や翼に搭載されることで、推力源や動力源として用いられる。
　図１に示すように、電動推進器１は、中空シャフト１０と、ボス部２０と、スピナー３０と、複数のブレード４０と、電動機５０と、ケーシング６０と、フェアリング７０と、軸受装置８０と、を備えている。
（中空シャフトの構成）
　中空シャフト１０は、軸線Ｏに沿って延びる円筒状をなし、その内部の空間はシャフト流路１１を形成している。シャフト流路１１は、軸線Ｏ方向に延びている。中空シャフト１０は、後述する軸受装置８０によって軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。
（ボス部の構成）
　ボス部２０は、中空シャフト１０の軸線Ｏ方向一方側に取り付けられている。ボス部２０は、中空シャフト１０と一体となって回転する。ボス部２０は、軸線Ｏを中心とする円盤状をなしている。ボス部２０の内部には空間（ボス部流路２１）が形成されている。このボス部流路２１は、上記のシャフト流路１１と連通している。ボス部２０の軸線Ｏ方向一方側にはスピナー３０が取り付けられている。スピナー３０は軸線Ｏ方向一方側に向かって延びる尖頭状をなしている。
（ブレードの構成）
　ボス部２０の外周面には、複数のブレード４０が取り付けられている。これら複数のブレード４０は、軸線Ｏに対する径方向に延びるとともに、周方向に等間隔に配列されている。ブレード４０は、径方向から見て翼型の断面形状を有する。中空シャフト１０、及びボス部２０が回転すると、ブレード４０によって軸線Ｏ方向一方側から他方側に向かって空気の流れが発生する。この空気の流れが電動推進器１の推進力として利用される。
　ブレード４０の内部には、ブレード流路４１が形成されている。ブレード流路４１は、ブレード４０内部のスパーや桁によって適宜形成されている。ブレード流路４１は、ブレード４０の径方向内側の端部から、径方向外側の端部に設けられた吹出口４２まで延びている。より具体的には、ブレード流路４１は、ブレード４０の内側で、軸線Ｏ方向一方側の端縁（前縁）に沿って延びている。なお、ブレード流路４１の径方向内側の端部は、ボス部流路２１と連通している。また、吹出口４２は径方向外側に向かって開口している。吹出口４２の開口形状は、円形や矩形、三角形等のうち、設計や仕様に応じて適宜選択された形状が用いられる。
（電動機の構成）
　電動機５０は、ロータコア５１と、ステータコア５４と、を有している。ロータコア５１は、中空シャフト１０の外周面に取り付けられている。ロータコア５１は、複数の永久磁石５２と、これらを内周側から支持するスパイダー５３と、を有する。ステータコア５４は、ロータコア５１を外周側から覆っている。ステータコア５４は、複数のコイル５５を有する。
　ステータコア５４は、ケーシング６０の内周面に取り付けられている。ステータコア５４のコイル５５に電流が供給されると、永久磁石５２とコイル５５との間で生じる電磁力によってロータコア５１に軸線Ｏ回りの回転エネルギーが与えられる。これにより、中空シャフト１０が軸線Ｏ回りに回転駆動される。
（ケーシングの構成）
　ケーシング６０は、上述の電動機５０を収容している。図１及び図２に示すように、ケーシング６０は、軸線Ｏ方向一方側に位置する前部ケーシング６１と、他方側に位置する後部ケーシング６２と、支柱６５と、隔壁６７と、前部内筒６６と、ストラット６８と、後部内筒６９と、を有する。
　前部ケーシング６１、及び後部ケーシング６２はともに軸線Ｏを中心とする円筒状をなしている。前部ケーシング６１、及び後部ケーシング６２の内側の空間は、収容空間６４とされている。
　前部ケーシング６１の外径寸法は、後部ケーシング６２の内径寸法よりも小さく設定されている。これにより、前部ケーシング６１の外周面と、後部ケーシング６２の内周面との間には、円環状の隙間が形成されている。この隙間は、外部の空気を収容空間６４内に取り込むための吸込口６３とされている。吸込口６３は、軸線Ｏ方向において電動機５０とブレード４０との間に位置している。さらに、吸込口６３は軸線Ｏ方向他方側からブレード４０に対向している。つまり、ブレード４０が圧送する空気の一部は、吸込口６３に直接流入するようになっている。
　図２に示すように、吸込口６３には、複数の支柱６５が配置されている。支柱６５は、前部ケーシング６１の外周面と後部ケーシング６２の内周面とにかけて径方向に延びている。支柱６５は、周方向に間隔をあけて複数配列されている。
　図１に示すように、前部ケーシング６１の内周側には、円環状をなす隔壁６７が設けられている。隔壁６７の内周側の端縁には、前部内筒６６が取り付けられている。前部内筒６６は、軸線Ｏを中心とする円筒状をなしている。前部内筒６６の内周側には、軸受装置８０が取り付けられている。一例として、この軸受装置８０は、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配置された複数（２つ）のジャーナル軸受を含む。ジャーナル軸受は径方向の荷重を支持する。なお、軸受装置８０としてスラスト軸受が含まれていてもよい。スラスト軸受は軸線Ｏ方向の荷重を支持する。
　さらに、後部ケーシング６２の軸線Ｏ方向他方側の端部付近（つまり、電動機５０よりも軸線Ｏ方向他方側の位置）には、複数のストラット６８と、後部内筒６９と、が設けられている。図３に示すように、ストラット６８は径方向に延びるとともに、周方向に間隔をあけて複数配列されている。ストラット６８の内周側の端部には後部内筒６９が取り付けられている。後部内筒６９は軸線Ｏを中心とする円筒状をなしている。
　図１に示すように、後部内筒６９の内周面には、軸受装置８０が取り付けられている。この軸受装置８０は、一例として１つのジャーナル軸受である。上述した前部内筒６６に取り付けられたジャーナル軸受と、後部内筒６９に取り付けられたジャーナル軸受によって中空シャフト１０が回転可能に支持されている。なお、後部内筒６９には、中空シャフト１０の回転数を計測するためのロータリエンコーダが取り付けられていてもよい。
（フェアリングの構成）
　ケーシング６０の軸線Ｏ方向他方側の開口は、フェアリング７０によって覆われている。フェアリング７０は、軸線Ｏを中心とする円錐状をなしている。つまり、軸線Ｏ方向一方側から他方側に向かうに従って、フェアリング７０の径寸法は次第に減少している。フェアリング７０は、電動推進器１が空気の流れに曝されている際に、後流側に生じる淀みや渦を低減するために設けられている。
（作用効果）
　続いて、図１を参照して、電動推進器１の動作について説明する。電動推進器１を運転するに当たっては、まず電動機５０に電力を供給する。電動機５０に電力が供給されると、ロータコア５１とステータコア５４との間で生じる電磁力によって、ロータコア５１側に回転力が与えられる。これにより、ロータコア５１と一体となって中空シャフト１０が軸線Ｏ回りに回転する。
　中空シャフト１０が回転することで、当該中空シャフト１０に取り付けられたボス部２０、及び複数のブレード４０が回転する。ブレード４０が回転することによって、軸線Ｏ方向一方側から他方側に向かう空気の流れが発生する。この空気の流れによる力が、電動推進器１の推進力として用いられる。
　ここで、電動推進器１を航空機に用いる場合、高高度で運用されることから、各部へ着氷が生じることがある。特に、ブレード４０の表面に着氷した場合、付着した氷によって当該ブレード４０の外形が変化してしまう。その結果、ブレード４０に沿う空気の流れが阻害されて、必要とされる推進力を発生させることが難しくなってしまう。
　そこで、本実施形態に係る電動推進器１は上述のような構成を採っている。ブレード４０の回転に伴って、電動推進器１が軸線Ｏ方向一方側に進行すると、吸込口６３からケーシング６０内の収容空間６４に向かって空気が取り込まれる。また、ブレード４０によって圧送された空気の成分も動圧に伴って吸込口６３に取り込まれる。
　さらに、ブレード４０の高速回転に伴って、ブレード４０の端部に設けられた吹出口４２の周囲では静圧が低くなる。つまり、吹出口４２の圧力が低くなることで、圧力が相対的に高い吸込口６３から順に、収容空間６４、フェアリング７０の内部、シャフト流路１１、ボス部流路２１、ブレード流路４１を経て吹出口４２に向かう空気の流れが形成される（図１中の矢印）。
　吹出口４２から収容空間６４内に進入した空気は、まず電動機５０に接触する。電動機５０は、回転駆動に伴う内部抵抗によって発熱している。電動機５０に接触した空気と電動機５０との間で熱交換が行われ、空気は加熱される。一方で、電動機５０は空気によって冷却される。加熱された空気は、上述したストラット６８同士の間の隙間を通じてフェアリング７０内に流れ込む。
　フェアリング７０に流れ込んだ空気は、次いでシャフト流路１１を経てボス部流路２１に流入する。ボス部流路２１に流入した空気は、各ブレード４０のブレード流路４１に分配される。ブレード流路４１は上述のように、ブレード４０の内側で前縁に沿って延びている。これにより、上記のように電動機５０から受熱して高温となって空気が前縁を内側から加熱することになる。その結果、前縁に付着していた氷の温度が上昇して溶融する。また、着氷が未然に防止される。
　このように、ブレード４０の回転に伴って、吸込口６３、収容空間６４、シャフト流路１１を通じて、ブレード流路４１に空気が流れ込む。収容空間６４で電動機５０から受熱するため、ブレード流路４１には高温の空気が流れ込む。これにより、ブレード４０の防氷と、電動機５０の冷却とを両立させることができる。
　さらに、上記構成によれば、吸込口６３が軸線Ｏ方向他方側からブレード４０に対向していることから、当該ブレード４０によって圧送された空気の動圧によって吸込口６３に空気が押し込まれる。これにより、吹出口４２周囲の負圧のみに依存して空気の流れを形成する場合に比べて、より多くの空気を吸込口６３から取り込むことができる。その結果、電動機５０により多くの空気が触れることで冷却効果をさらに高めることができる。同時に、より多くの加熱された空気がブレード流路４１に流れ込むことから、当該ブレード４０の防氷効果をさらに高めることが可能となる。
　以上、本開示の第一実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第一実施形態では、前部ケーシング６１の外径寸法が後部ケーシング６２の内径寸法よりも小さく設定されることで軸線Ｏ方向一方側を向く吸込口６３が形成されている例について説明した。しかしながら、吸込口６３の態様は上記に限定されない。前部ケーシング６１と後部ケーシング６２とを同一の径で形成し、軸線Ｏ方向に隙間をあけることで、径方向に開口する吸込口６３を形成することも可能である。
［第二実施形態］
　次に、本開示の第二実施形態について、図４を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図４に示すように、本実施形態に係る電動推進器１０１は、ヒータ装置９０をさらに備えている。
　ヒータ装置９０は、支持体９１と、ヒータ部材９２と、を有している。支持体９１は、後部内筒６９に固定されている。支持体９１は、中空シャフト１０の内部に軸線Ｏ方向他方側から挿入されている。支持体９１は軸線Ｏを中心とする円筒状をなしている。支持体９１の外径寸法は、中空シャフト１０の内径寸法よりも小さく設定されている。また、支持体９１は、軸線Ｏ方向において電動機５０の他方側の端部に対応する位置まで延びている。
　支持体９１の内周面にはヒータ部材９２が取り付けられている。ヒータ部材９２は、外部からの電力供給により発熱する。ヒータ部材９２として具体的にはセラミックヒータや電熱線等が好適に用いられる。
（作用効果）
　上記構成によれば、シャフト流路１１を流通する空気を、ヒータ部材９２によって加熱することができる。これにより、当該シャフト流路１１からボス部流路２１を経てブレード流路４１に向かう空気の温度がさらに上昇する。その結果、さらに高いブレード４０の防氷効果、除氷効果を得ることが可能となる。
　さらに、上記構成によれば、筒状をなす支持体９１の内周面にヒータ部材９２が取り付けられていることから、ヒータ部材９２の表面積を大きく確保することができる。言い換えると、中空シャフト１０の内周面に接触しない限りにおいて、支持体９１の外径寸法を最大限に大きく確保することができる。したがって、ヒータ部材９２の表面積を大きくすることができる。これにより、当該ヒータ部材９２による空気の加熱をさらに促進することができる。その結果、ブレード流路４１に供給される空気の温度がさらに高くなり、防氷効果、及び除氷効果をさらに向上させることが可能となる。
　また、上記構成によれば、ヒータ部材９２が、軸線Ｏ方向において電動機５０と重複していないことから、当該ヒータ部材９２による電動機５０への熱の移動を最小限に抑えることもできる。これにより、電動機５０をさらに効率的に駆動することができる。その結果、電動推進器１全体としての効率をさらに向上させることが可能となる。
　以上、本開示の第二実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
　例えば、上記第二実施形態では、筒状の支持体９１の内周面にヒータ部材９２が取り付けられている例について説明した。しかしながら、図５と図６に示すように、支持体９１の外周面にヒータ部材９２を取り付けることも可能である。この場合、図６に示すように、後部内筒６９から径方向内側に向かって延びる複数の支持部材１６５の内周側の端部に支持体９１が取り付けられる。支持部材１６５は周方向に間隔をあけて配列されている。支持部材１６５同士の間の隙間を通じて、ヒータ部材９２に空気が接触する。この構成によっても、ヒータ部材９２の表面積を大きく確保することができる。
　さらに、支持体９１は円筒状に限定されず、図７と図８に示すように軸線Ｏ方向に延びる棒状であってもよい。ヒータ部材９２はこの支持体９１の外周面に取り付けられている。この構成によれば、支持体９１が棒状をなし、ヒータ部材９２がその外周面に取り付けられていることから、シャフト流路１１の流路断面積に対して、これら支持体９１、及びヒータ部材９２が占める断面積を小さく抑えることができる。これにより、シャフト流路１１中の空気の圧力損失を低減することができる。その結果、ブレード流路４１に向かう空気の流れが円滑化され、防氷効果、除氷効果をさらに高めることが可能となる。
［第三実施形態］
　続いて、本開示の第三実施形態について、図９を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図９に示すように、本実施形態に係る電動推進器２０１では、ヒータ装置２９０の構成が上記第二実施形態とは異なっている。ヒータ装置２９０は、支持体２９１と、ヒータ部材２９２と、を有する。支持体２９１は軸線Ｏを中心とする円筒状をなし、ヒータ部材２９２は支持体２９１の内周面に取り付けられている。さらに、支持体２９１、及びヒータ部材２９２は、中空シャフト１０の軸線Ｏ方向他方側の端部から、ボス部２０の内部（ボス部流路２１）まで延びている。言い換えると、シャフト流路１１の延在長さの全域にわたってヒータ装置２９０が設けられている。
（作用効果）
　上記構成によれば、ヒータ装置２９０がボス部２０の内部の空間まで延びていることから、シャフト流路１１中の空気がより長い時間にわたってヒータ装置２９０の熱に曝されることになる。これにより、当該空気をより高い温度まで加熱することが可能となる。その結果、ブレード流路４１に向かう空気の温度をより高い状態で維持できるため、ブレード４０におけるさらに高い防氷効果と除氷効果を得ることができる。
　以上、本開示の第三実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、ヒータ装置２９０の外周面と、中空シャフト１０の内周面との間に他の軸受を設けることも可能である。これにより、長尺のヒータ装置２９０を中空シャフト１０の内部でより安定的に支持することが可能となる。
［第四実施形態］
　次いで、本開示の第四実施形態について、図１０を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１０に示すように、本実施形態に係る電動推進器３０１は、第二実施形態で説明した構成に加えて、ボス部２０の内部に設けられた遠心ファン３２２をさらに備えている。
　遠心ファン３２２は、ボス部２０の内部における軸線Ｏ方向他方側を向く面に固定されている。つまり、遠心ファン３２２はボス部２０とともに一体に回転する。詳しくは図示しないが、遠心ファン３２２は、軸線Ｏを中心とする円盤状のディスクと、このディスクの表面上で径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列された翼とを有する。
　上記構成によれば、遠心ファン３２２が回転することで、シャフト流路１１を流れてきた空気の流れを径方向外側に向かう流れに変化させつつ、その圧力を上げることができる。これにより、ブレード流路４１に向かう空気の流速、流量が高まる。その結果、ブレード４０における防氷効果と除氷効果をさらに向上させることができる。
　以上、本開示の第四実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第四実施形態では、ヒータ装置９０と遠心ファン３２２が併設されている例について説明した。しかしながら、ヒータ装置９０を備えずに遠心ファン３２２を設けることも可能である。また、ヒータ装置９０を備える場合には、当該ヒータ装置９０は、第二実施形態の各変形例や第三実施形態で説明した構成を採ることが可能である。
［第五実施形態］
　続いて、本開示の第五実施形態について、図１１を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１１に示すように、本実施形態に係る電動推進器４０１は、第二実施形態で説明した構成に加えて、中空シャフト１０の内周面に設けられた軸流ファン４２２をさらに備えている。
　軸流ファン４２２は、中空シャフト１０の内周面から径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列された複数の翼を有している。中空シャフト１０が回転すると、軸流ファン４２２によって軸線Ｏ方向他方側から一方側に向かって空気が圧送されるように構成されている。
　上記構成によれば、軸流ファン４２２が回転することで、シャフト流路１１を流れる空気の圧力を上げることができる。これにより、当該シャフト流路１１を経てブレード流路４１に向かう空気の流速、流量を高めることができる。その結果、ブレード４０における防氷効果と除氷効果をさらに向上させることができる。
　以上、本開示の第五実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第五実施形態では、ヒータ装置９０と軸流ファン４２２が併設されている例について説明した。しかしながら、ヒータ装置９０を備えずに軸流ファン４２２を設けることも可能である。また、ヒータ装置９０を備える場合には、当該ヒータ装置９０は、第二実施形態の各変形例や第三実施形態で説明した構成を採ることが可能である。
［各実施形態に共通する変形例］
　上記の各実施形態に共通する変形例として、以下のような各構成を採ることが可能である。例えば、上記各実施形態では、吹出口４２が径方向に開口している例について説明した。しかしながら、変形例として図１２に示すように、ブレード４０の端部から後縁側に向かって空気を吹きだすように吹出口４２の開口方向が設定されていてもよい。この場合、図１２中の実線矢印で示すようにブレード４０のコード方向に空気を吹きだしてもよいし、破線矢印で示すようにコード方向に対して斜めに空気を吹きだしてもよい。
　また、図１３に示すように、吹出口１４２はブレード４０の翼面上に形成されていてもよい。さらに、図１４に示すように、吹出口２４２がブレード４０の後縁側の端縁に形成されていてもよい。
　加えて、図１５の実線矢印で示すように、吹出口３４２はブレード４０の翼端に沿って空気を吹き出すように開口していてもよいし、破線矢印で示すように、翼端からわずかに離れるように空気を吹き出すように開口していてもよい。
　さらに、ブレード流路４１は、図１６から図１９に示す各構成を採ることが可能である。図１６の例では、ブレード４０内部で２つの軸線Ｏ方向に間隔をあけて配列された一対の桁４３のうち、前縁側の桁４３に開口部４４が形成されている。この開口部４４を通じて、前縁側のブレード流路４１に空気が流れ込むように構成されている。なお、図１７に示すように、複数の開口部４４を形成してもよい。
　また、図１８に示すように、一対の桁４３に加えて、翼端付近にスパー４５を設けることも可能である。この場合、前縁側の桁４３に形成された２つの開口部４４のうち、内周側の開口部４４を通じてブレード流路４１に空気が流れ込む。翼端に達した空気は外周側の開口部４４を通じて後縁側に吹き出される。なお、図１９に示すように、前縁側の桁４３におけるスパー４５よりも内周側に複数の開口部４４を形成することも可能である。
［付記］
　各実施形態に記載の電動推進器１は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る電動推進器１は、軸線Ｏに沿って延びるとともに、内部に前記軸線Ｏ方向に延びるシャフト流路１１が形成された中空シャフト１０と、該中空シャフト１０の前記軸線Ｏ方向一方側に取り付けられ、内部に空間が形成されるとともに前記軸線Ｏを中心とする円盤状のボス部２０と、該ボス部２０の外周面から径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列され、内部に前記ボス部２０の前記空間と連通するブレード流路４１が形成された複数のブレード４０と、前記中空シャフト１０の外周面に設けられたロータコア５１、及び該ロータコア５１を外周側から覆うステータコア５４を有する電動機５０と、前記電動機５０を収容するとともに前記シャフト流路１１に連通する収容空間６４が内部に形成されたケーシング６０と、を備え、前記ケーシング６０における前記ブレード４０と前記電動機５０との間の部分には、前記ケーシング６０の外部と前記収容空間６４とを連通する吸込口６３が形成され、前記ブレード４０の径方向外側の端部を含む領域には、前記ブレード流路４１と外部とを連通する吹出口４２が形成されている。
　上記構成によれば、ブレード４０の回転に伴って、吸込口６３、収容空間６４、シャフト流路１１を通じて、ブレード流路４１に空気が流れ込む。収容空間６４で電動機５０から受熱するため、ブレード流路４１には高温の空気が流れ込む。これにより、ブレード４０の防氷と、電動機５０の冷却とを実現することができる。
（２）第２の態様に係る電動推進器１は、（１）の電動推進器１であって、前記吸込口６３は、前記ブレード４０に対向するように前記軸線Ｏ方向一方側に向かって開口している。
　上記構成によれば、吸込口６３がブレード４０に対向していることから、当該ブレード４０によって圧送された空気の動圧によって吸込口６３に空気が押し込まれる。これにより、より多くの空気を吸込口６３から取り込むことができる。
（３）第３の態様に係る電動推進器１は、（１）又は（２）の電動推進器１であって、前記ケーシング６０に支持され、前記シャフト流路１１の内部に挿入された支持体９１と、該支持体９１に設けられたヒータ部材９２と、をさらに備える。
　上記構成によれば、シャフト流路１１を流通する空気を、ヒータ部材９２によって加熱することができる。これにより、さらに高い防氷効果を得ることが可能となる。
（４）第４の態様に係る電動推進器１は、（３）の電動推進器１であって、前記支持体９１は、前記軸線Ｏを中心とする円筒状をなし、前記ヒータ部材９２は前記支持体９１の内周面に取り付けられている。
　上記構成によれば、筒状をなす支持体９１の内周面にヒータ部材９２が取り付けられていることから、ヒータ部材９２の表面積を大きく確保することができる。
（５）第５の態様に係る電動推進器１は、（３）又は（４）の電動推進器１であって、前記支持体９１は、前記軸線Ｏを中心とする円筒状をなし、前記ヒータ部材９２は前記支持体９１の外周面に取り付けられている。
　上記構成によれば、筒状をなす支持体９１の外周面にヒータ部材９２が取り付けられていることから、ヒータ部材９２の表面積をさらに大きく確保することができる。
（６）第６の態様に係る電動推進器１は、（３）の電動推進器１であって、前記支持体９１は、前記軸線Ｏを中心とする棒状をなし、前記ヒータ部材９２は前記支持体９１の外周面に取り付けられている。
　上記構成によれば、支持体９１が棒状をなし、ヒータ部材９２がその外周面に取り付けられていることから、シャフト流路１１中におけるこれら支持体９１、及びヒータ部材９２の断面積を小さく抑えることができる。これにより、シャフト流路１１中の空気の圧力損失を低減することができる。
（７）第７の態様に係る電動推進器１は、（３）から（６）のいずれか一態様に係る電動推進器１であって、前記支持体９１、及び前記ヒータ部材９２は、前記中空シャフト１０の前記軸線Ｏ方向他方側の端部から、前記ボス部２０の前記空間まで延びている。
　上記構成によれば、ヒータ部材９２がボス部２０の内部の空間まで延びていることから、シャフト流路１１中の空気をより高い温度まで加熱することが可能となる。これにより、さらに高い防氷効果を得ることができる。
（８）第８の態様に係る電動推進器１は、（１）から（７）のいずれか一態様に係る電動推進器１であって、前記ボス部２０の内部における前記軸線Ｏ方向他方側を向く面に固定され、該ボス部２０とともに一体に回転する遠心ファン３２２をさらに備える。
　上記構成によれば、遠心ファン３２２が回転することで、ブレード流路４１に向かう空気の流速、流量を高めることができる。これにより、防氷効果をさらに向上させることができる。
（９）第９の態様に係る電動推進器１は、（１）から（８）のいずれか一態様に係る電動推進器１であって、前記シャフト流路１１の内面に設けられた軸流ファン４２２をさらに備える。
　上記構成によれば、軸流ファン４２２が回転することで、ブレード流路４１に向かう空気の流速、流量を高めることができる。これにより、防氷効果をさらに向上させることができる。
　本開示によれば、着氷が抑制されることでより安定的に運用することが可能な電動推進器を提供することができる。
１…電動推進器
１０…中空シャフト
１１…シャフト流路
２０…ボス部
２１…ボス部流路
３０…スピナー
４０…ブレード
４１…ブレード流路
４２…吹出口
４３…桁
４４…開口部
４５…スパー
５０…電動機
５１…ロータコア
５２…永久磁石
５３…スパイダー
５４…ステータコア
５５…コイル
６０…ケーシング
６１…前部ケーシング
６２…後部ケーシング
６３…吸込口
６４…収容空間
６５…支柱
６６…前部内筒
６７…隔壁
６８…ストラット
６９…後部内筒
７０…フェアリング
８０…軸受装置
９０…ヒータ装置
９１…支持体
９２…ヒータ部材
１０１…電動推進器
１４２…吹出口
１６５…支持部材
２０１…電動推進器
２４２…吹出口
２９０…ヒータ装置
２９１…支持体
２９２…ヒータ部材
３０１…電動推進器
３２２…遠心ファン
３４２…吹出口
４０１…電動推進器
４２２…軸流ファン
Ｏ…軸線

Claims (9)

  1. 　軸線に沿って延びるとともに、内部に前記軸線方向に延びるシャフト流路が形成された中空シャフトと、
    　該中空シャフトの前記軸線方向一方側に取り付けられ、内部に空間が形成されるとともに前記軸線を中心とする円盤状のボス部と、
    　該ボス部の外周面から径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列され、内部に前記ボス部の前記空間と連通するブレード流路が形成された複数のブレードと、
    　前記中空シャフトの外周面に設けられたロータコア、及び該ロータコアを外周側から覆うステータコアを有する電動機と、
    　前記電動機を収容するとともに前記シャフト流路に連通する収容空間が内部に形成されたケーシングと、
    を備え、
    　前記ケーシングにおける前記ブレードと前記電動機との間の部分には、前記ケーシングの外部と前記収容空間とを連通する吸込口が形成され、
    　前記ブレードの径方向外側の端部を含む領域には、前記ブレード流路と外部とを連通する吹出口が形成されている電動推進器。
  2. 　前記吸込口は、前記ブレードに対向するように前記軸線方向一方側に向かって開口している請求項１に記載の電動推進器。
  3. 　前記ケーシングに支持され、前記シャフト流路の内部に挿入された支持体と、
    　該支持体に設けられたヒータ部材と、
    をさらに備える請求項１又は２に記載の電動推進器。
  4. 　前記支持体は、前記軸線を中心とする円筒状をなし、前記ヒータ部材は前記支持体の内周面に取り付けられている請求項３に記載の電動推進器。
  5. 　前記支持体は、前記軸線を中心とする円筒状をなし、前記ヒータ部材は前記支持体の外周面に取り付けられている請求項３に記載の電動推進器。
  6. 　前記支持体は、前記軸線を中心とする棒状をなし、前記ヒータ部材は前記支持体の外周面に取り付けられている請求項３に記載の電動推進器。
  7. 　前記支持体、及び前記ヒータ部材は、前記中空シャフトの前記軸線方向他方側の端部から、前記ボス部の前記空間まで延びている請求項３に記載の電動推進器。
  8. 　前記ボス部の内部における前記軸線方向他方側を向く面に固定され、該ボス部とともに一体に回転する遠心ファンをさらに備える請求項１又は２に記載の電動推進器。
  9. 　前記シャフト流路の内面に設けられた軸流ファンをさらに備える請求項１又は２に記載の電動推進器。
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