CN100591576C - 推进系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于海洋船舶的推进系统，包括推进配置以及与推进配置相结合的发电机或组合式发电机和马达，该推进配置包括内燃机(2)、轴配置(3)和可转向推进器单元(4)。为了减小空气要求和所需设备以及提高效率，轴配置(3)包括从内燃机(2)延伸到第一锥齿轮(32)上的主轴(31)以及在可转向推进器单元(4)中从第一锥齿轮(32)延伸到第二锥齿轮(34)的驱动轴。发电机(51)或组合式发电机和马达(52)在主轴(31)和连接于主轴的第一锥齿轮(32)的后面与轴配置(3)的驱动轴(33)相连接。

Description

推进系统
技术领域
本发明涉及一种用于海洋船舶的推进系统，推进系统包括由内燃机、轴配置和可转向(steerable)推进器单元构成的推进配置，还包括与推进配置相结合的发电机或组合式发电机和马达。
背景技术
具有所述类型的推进配置以及相关机械的传统海洋船舶可以设置附加装置，特别是用于产生例如客舱载荷电能，或者用于改善推进动力中的灵活性和冗余。这种装置通常称为轴发生器，根据其位置可只用作发电机，或者用作组合式发电机和马达。
基本上，发电机可连接到内燃机的自由端上，即与内燃机的主轴相对，由此不需要额外的齿轮。这种解决方法在发动机的自由端需要多余的空间。另外，这种发生器不能经由发动机提供动力，即它不能用作电马达。这种类型的单功能配置通常称为PTO(功率输出器)配置。
但是，考虑到以上所述的总体概念，附加装置应该被清楚地理解为具有三种分开的功能，即首先附加装置可安装成用作发电机(PTO)，其次主要用作电马达(PTI)，第三用作组合式发电机和马达(PTO/PTI)，由此它可以连接成使其在第一模式功能下用作发电机，并且在第二模式下用作电马达。
发明内容
本发明的目的在于实现一种用于海洋船舶的推进配置，通过该配置可以避免所述的缺陷，并且通过简化配置提供多功能操作。
本发明的基本思想在于提供一种推进系统，该系统包括发电机或组合式发电机和马达，并且可以直接用作可转向推进器单元。这通过一种推进配置来实现，其中轴配置包括从内燃机延伸到第一锥齿轮上的主轴以及在可转向推进器单元中从第一锥齿轮延伸到第二锥齿轮的驱动轴。在主轴和连接其上的第一锥齿轮之后，发电机或组合式发电机和马达连接在轴配置的驱动轴上。主轴因此相对于发电机或组合式发电机和马达没有任何安装。
按照本发明有利的实施例，发电机相对于可转向推进器单元在第一锥齿轮之上直接连接到驱动轴上。这消除了围绕内燃机或主轴的任何空间要求。
按照本发明的另一有利的实施例，发电机相对于推进器单元在第一锥齿轮之上直接连接到驱动轴上，并且联轴器在发电机和第一锥齿轮之间设置在驱动轴上。另外，这使得内燃机驱动可转向推进器单元，而不转动发生器。
按照本发明的另一有利的实施例，发电机相对于可转向推进器单元在第一锥齿轮之上直接连接到驱动轴上，并且联轴器在第一锥齿轮和第二锥齿轮之间设置在驱动轴上。另外，这使得内燃机转动发电机，而不驱动可转向推进器单元。
按照本发明的另一有利的实施例，组合式发电机和马达相对于可转向推进器单元在第一锥齿轮之上直接连接到驱动轴上，并且联轴器在内燃机和第一锥齿轮之间设置在主轴上。另外，这使得组合式发电机和马达驱动可转向推进器单元，而不转动内燃机。
按照任选的配置，对于本发明的所述另一有利的实施例来说，辅助联轴器可设置在组合式发电机和马达和第一锥齿轮之间。这另外使得内燃机驱动可转向推进器单元，而不转动组合式发电机和马达。
按照另一任选的配置，对于本发明的所述另一有利的实施例来说，辅助联轴器可设置在第一锥齿轮和第二锥齿轮之间。这另外使得内燃机转动组合式发电机和马达，而不驱动可转向推进器单元。
组合式发电机和马达还可设置轴区段和齿轮传动装置，由此它经由第一锥齿轮通过齿轮传动装置连接到驱动轴上。组合式发电机和马达接着最好布置在可转向推进器单元或者驱动轴的任一侧或后部上，大致位于主轴和第一锥齿轮的平面内。
对于此推进配置来说，通常主轴大致水平或基本上水平定向，驱动轴大致垂直或基本上垂直定向，并且可转向推进器的螺旋桨轴穿过第一锥齿轮和第二锥齿轮以及适当时穿过呈角度的传动装置设置。
但是，根据机械配置，主轴可以倾斜。
联轴器和辅助联轴器最好是所谓的拆卸联轴器或柔性联轴器，并且可以按照所需操作模式使用。
这简化了所述的配置并降低成本。在该配置用来驱动可转向推进器单元时减小了传动损失。沿着主轴或者在内燃机的自由端处不需要空间。总的来说，本发明还将减小了海洋船舶的机载设备。
附图说明
下面参考示意附图，只通过实例，详细描述本发明，附图中：
图1表示本发明的第一实施例；
图2表示本发明的第二实施例；
图3表示本发明的第三实施例；
图4表示本发明的第四实施例；
图5表示本发明的第五实施例；以及
图6表示本发明的第六实施例。
具体实施方式
在附图中，海洋船舶通常以参考标号1表示。海洋船舶1设置包括通常为柴油机的内燃机2的推进配置、轴配置3以及可转向推进器单元4。轴配置3包括从内燃机2延伸到第一锥齿轮32的主轴31，以及布置在可转向推进器单元4内的第二锥齿轮34，第一锥齿轮32将主轴31连接到驱动轴33上。在可转向推进器4内，第二锥齿轮34将驱动轴33连接到具有螺旋桨42的螺旋桨轴41。
动力因此从内燃机2通过大致水平或基本上水平定向的主轴31传递到第一锥齿轮32，从第一锥齿轮32传递到大致垂直或基本上垂直的驱动轴33，驱动轴33驱动第二锥齿轮34，第二锥齿轮继而驱动大致水平或基本上水平定向的具有螺旋桨42的螺旋桨轴41。
由于其构造，这种具有可转向推进器单元4的配置通常称为Z驱动。
在图1的实施例中，海洋船舶1设置直接连接在驱动轴33上并且相对于可转向推进器单元4直接布置在第一锥齿轮32之上的发电机51。在此配置中，在螺旋桨42转动时，即在可转向推进器单元4通过内燃机2驱动时，发电机51总是转动。在从内燃机到螺旋桨42的动力传递方向上，发电机51在主轴31和连接于主轴的第一锥齿轮32的后面与驱动轴33相连接。由此主轴31与发电机51没有任何连接，因此围绕主轴31提供自由空间。这种设置提供所谓的二次PTO。
在图2的实施例中，海洋船舶1设置直接连接在驱动轴33上并且相对于可转向推进器单元4直接布置在第一锥齿轮32之上的发电机51。联轴器61在发电机51和第一锥齿轮32直接设置在驱动轴33上。在联轴器61脱离时，内燃机2可驱动可转向推进器单元4，即螺旋桨42，而不转动发电机51。发电机51在将来自于内燃机传递到螺旋桨42的方向上并在主轴31和连接其上的第一锥齿轮32之后连接在驱动轴33上。由此，主轴31没有与发电机51任何连接，因此围绕主轴31提供自由空间。
在图3的实施例中海洋船舶1设置直接连接在驱动轴33上并相对于可转向推进器单元4直接布置在第一锥齿轮32之上的发电机51。联轴器61在第一锥齿轮32和第二锥齿轮34之间设置在驱动轴33上。在联轴器61脱离时，内燃机2可转动发电机51，而不驱动可转向推进器单元4，即螺旋桨42。发电机51在将来自于内燃机的动力传递到螺旋桨42的方向上并在主轴31和连接其上的第一锥齿轮32之后连接在驱动轴33上。由此，主轴31没有与发电机51任何连接。此设置提供所谓的主要PTO/PTI。
发电机51可用作例如海洋船舶客舱载荷的功率输出装置。
在图4的实施例中，海洋船舶设置有直接连接在驱动轴上并相对于可转向推进器单元4配置在第一锥齿轮32之上的组合式发电机和马达52。联轴器在内燃机2和第一锥齿轮32之间设置在主轴31上。由于此联轴器，组合式发电机和马达52可驱动可转向推进器单元4，即螺旋桨42，而不转动内燃机2。
另外的辅助联轴器62可在组合式发电机和马达52和第一锥齿轮32之间设置在驱动轴33上。此辅助联轴器62使得内燃机驱动可转向推进器单元4，即螺旋桨42，而不转动组合式发电机和马达52。
组合式发电机和马达52在将来自于内燃机的动力传递到螺旋桨42的方向上并在主轴31和连接其上的第一锥齿轮32之后连接在驱动轴33上。由此，主轴31没有与组合式发电机和马达52任何连接，因此围绕主轴31提供自由空间。
在图5的实施例中，海洋船舶设置有直接连接在驱动轴上并相对于可转向推进器单元4直接布置在第一锥齿轮32之上的组合式发电机和马达52。联轴器在内燃机2和第一锥齿轮32之间设置在主轴31上。由于此联轴器，组合式发电机和马达52可驱动可转向推进器单元4，即螺旋桨42，而不转动内燃机2。
另外的辅助联轴器62可在第一锥齿轮32和第二锥齿轮34之间设置在驱动轴33上。此辅助联轴器62使得内燃机2转动驱动组合式发电机和马达52，而不驱动可转向推进器单元4，即螺旋桨42。此配置提供所谓的主要PTO。
组合式发电机和马达52在将来自于内燃机的动力传递到螺旋桨42的方向上并在主轴31和连接其上的第一锥齿轮32之后连接在驱动轴33上。由此，主轴31没有与组合式发电机和马达52任何连接，因此围绕主轴31提供自由空间。
图4和5所示的实施例可以在没有辅助联轴器62的情况下实施，提供如上所述的选择。辅助联轴器因此是任选的。
图6表示另一配置，其中海洋船舶1设置有通过轴区段53和传动齿轮54连接在轴配置3的第一锥齿轮32上的组合式发电机和马达52。在此实施例中，组合式发电机和马达52位于可转向推进器单元4后部，或者驱动轴33(即与主轴31相对)大致与主轴31对准或在相同平面内。清楚的是组合式发电机和马达52还可位于可转向推进器单元4的任一侧上，或者位于第一锥齿轮32周围位置之间的任何位置上，并且不需要位于与主轴31相同的平面内。
组合式发电机和马达52可例如用于海洋船舶客舱载荷的功率输出装置，或者可以单独使用，或者与内燃机2结合使用，以便驱动可转向推进器单元4。
组合式发电机和马达52在将来自于内燃机的动力传递到螺旋桨42的方向上并在主轴31和连接其上的第一锥齿轮32之后连接在驱动轴33上。由此，主轴31没有与组合式发电机和马达52任何连接，因此围绕主轴31提供自由空间。
发电机或组合式发电机和马达可具有变型形式，由此可以制成转动而不产生电能。
附图及其相关描述只用于说明本发明的基本思想。本发明可以在下面的权利要求的范围内在进一步的细节上变化。

Claims (8)

1.一种用于海洋船舶的推进系统，包括推进配置以及与推进配置相结合的发电机(51)或组合式发电机和马达(52)，该推进配置包括内燃机(2)、轴配置(3)和可转向推进器单元(4)，轴配置(3)包括从内燃机(2)延伸到第一锥齿轮(32)上的主轴(31)，以及在可转向推进器单元(4)中从第一锥齿轮(32)延伸到第二锥齿轮(34)的驱动轴(33)，其特征在于，发电机(51)或组合式发电机和马达(52)在主轴(31)和连接其上的第一锥齿轮(32)之后直接连接在轴配置(3)的驱动轴(33)上。
2.如权利要求1所述的推进系统，其特征在于，发电机(51)或组合式发电机和马达(52)相对于可转向推进器单元(4)布置在第一锥齿轮(32)上方。
3.如权利要求1所述的推进系统，其特征在于，联轴器(61)在发电机(51)和第一锥齿轮(32)之间设置在驱动轴(33)上。
4.如权利要求1所述的推进系统，其特征在于，联轴器(61)在第一锥齿轮(32)和第二锥齿轮(34)之间设置在驱动轴(33)上。
5.如权利要求1所述的推进系统，其特征在于，联轴器(61)在内燃机(2)和第一锥齿轮(32)之间设置在主轴(31)上。
6.如权利要求5所述的推进系统，其特征在于，辅助联轴器(62)在组合式发电机和马达(52)和第一锥齿轮(32)之间设置在驱动轴(33)上。
7.如权利要求5所述的推进系统，其特征在于，辅助联轴器(62)在第一锥齿轮(32)和第二锥齿轮(34)之间设置在驱动轴(33)上。
8.如权利要求1所述的推进系统，其特征在于，主轴(31)基本上水平定向，驱动轴(33)相对与主轴(31)大致垂直、大致形成直角，由此第一锥齿轮(32)配置成将来自于主轴(31)的传动提供给驱动轴(33)，并且可转向推进器单元(4)设置相对于驱动轴(33)形成大致直角的具有螺旋桨(42)的大致水平的螺旋桨轴(41)，由此第二锥齿轮(34)配置成将传动从驱动轴(33)提供给螺旋桨轴(41)。
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