CN102007034A - 具有泵喷射推进器的船推进系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有泵喷射推进器(P)的船推进系统(S)，其包含泵壳体(G)和驱动马达，其中驱动马达是集成于泵壳体(G)中的螺线管马达(M)。

Description

具有泵喷射推进器的船推进系统 
技术领域
本发明涉及一种具有根据EP0612657的泵喷射推进器的船推进系统(S)。 
背景技术
现有技术中已知的这种类型的船推进系统，其包含作为主要和/或辅助推进系统的泵喷射推进器。能量例如首先经由传动装置供给，或直接通过布置在所述推进系统外的马达经由叶轮轴供给，所述传动装置可选地具有入口连接的柴油机、电动的或液压马达。目前所使用的电动机属于传统的电动机。 
即使这种船推进系统设计得特别高效，本发明具有和完成了另一改进目的，特别是有关设计简化、推进系统的效率及其潜在应用的扩展。 
发明内容
在这点上本发明创造了具有泵喷射推进器的船推进系统，所述泵喷射推进器包含泵壳体和推进发动机，其中推进发动机是集成于泵壳体中的螺线管马达。 
可替代地，本发明创造了具有泵喷射推进器的船推进系统，所述泵喷射推进器包含泵壳体和推进发动机，其中所述推进发动机是集成于泵壳体中的高温超导马达。 
所述泵喷射推进器优选是可全方位操纵的。 
而且，根据本发明的优点是螺线管马达或高温超导马达含有转子，所述转子是泵喷射推进器叶轮的组成部分。 
另一优选实施方式在于螺线管马达或高温超导马达包含定子，所述定子是泵喷射推进器的扩散器内环的组成部分。 
另一优选实施方式在于被输送的介质特别地像这样使用，并且也作为润滑剂和/或冷却剂。 
然而另一优选实施方式在于，泵喷射推进器的推进系统不包含任何力传递零件，例如齿轮、滚柱轴承和/或轴。另一优选实施方式在于，设置有布置和/或设计在扩散器壳体的内部腔室内的偏转装置。 
将所述偏转装置布置和/或设计成：使水以没有漩涡的方式喷射进所述扩散器壳体的内部腔室；和/或引导水，以便使水从所述泵喷射推进器的喷嘴以几乎没有内部漩涡的方式出现，或者使得每单位时间定量的水，特别是每单位时间等量的水通过各个喷嘴出现和/或优选地以没有内部漩涡的方式出现，以获得所述喷射推进器的最佳推力作用。此外或者作为替代，偏转装置优选含有至少扩散器壳体的内部腔室的形状。另外，在这点上优选实施方式是偏转装置包括扩散器壳体的内部腔室的截面轮廓恒定的区域和/或偏转装置包含扩散器壳体的内部腔室的截面轮廓缩减的区域和/或偏转装置包含扩散器壳体的内部腔室的截面轮廓扩大的区域。而且，偏转装置可以另外地或可替换地包含在扩散器壳体的内部腔室中的至少一个导流叶片。 
另外，上面公开的本发明和其可能实施的优选实施方式，也是本发明值得单独保护的独立部分，是转子包含与泵喷射推进器的控制轴线不对齐的旋转轴线。 
这可以以一种更好的方式来设计，其中转子的旋转轴线相对泵喷射推进器的控制轴线偏移，其中又优选转子的旋转轴线与喷射推进器的控制轴线平行。可替换地或者另外，优点是转子的旋转轴线与泵喷射推进器的控制轴线朝向彼此倾斜，其中而且特别地是转子的旋转轴线与喷射推进器的控制轴线在某一点交叉。 
另外从权利要求及其组合以及此处的整个申请文件，本发明优选的和/或更好的实施方式显而易见。 
附图说明
以下本发明将基于设计的实施方式参考仅仅举例说明的附图进行更 详细地解释。在附图中： 
图1表示具有泵喷射推进器的船推进系统的第一实施方式的截面示意图； 
图2表示第一实施方式中具有泵喷射推进器的船推进系统的透视示意图； 
图3表示第一实施方式中具有泵喷射推进器的船推进系统从下面看的示意图，即当朝船尾看时，连接于船尾的喷射推进器的示意图； 
图4表示第一实施方式中具有泵喷射推进器的船推进系统从内到外看的示意图，即当从远离船尾看时，连接于船尾的喷射推进器的示意图； 
图5以截面示意图来表示具有泵喷射推进器的船推进系统的第二实施方式；以及 
图6以截面示意图来表示具有泵喷射推进器的船推进系统的第三实施方式。 
具体实施方式
本发明将纯粹以示例的方式基于如下所描述的设计的具体实施方式和实施例来解释并通过附图图解说明，也就是说，本发明不局限于这些设计的实施方式和实施例或这些设计的实施方式和实施例中的特征的组合。与工艺和装置相关的特征每个都从装置和/或工艺说明中有类似地表述。 
与最佳的示例实施方式联系进行详述和/或公开的各个特征不局限于这个示例实施方式或与该示例实施方式的其他特征的组合，而是可以在技术可行的范围内采用任何其他的变形相组合，即使它们在本文中没有进行具体论述。 
在单个附图和说明中相同的标号表示相同或相似或等效或者类似的操作部件。基于附图的说明，那些不具有标号的特征也很清楚，无论这样的特征在这里是否进行了具体地说明。另外，本说明中所包括的但附图中看不见或没有说明的特征，也很容易被本领域技术人员所理解。 
图1给出了具有泵喷射推进器P的船推进系统S的纵向截面示意图。 泵喷射推进器P包含集成于流道或泵壳体G内的螺线管马达M，其作为具有定子1和转子2的推进发动机。转子2展开为叶轮外环I，以及定子1集成于泵壳体G的扩散器内环D内，该壳体包含扩散器壳体3或者整体上设计成这样。辅助控制马达4、具有直齿轮R的控制传动器5、以及例如应答发射器6和弹簧板7也属于泵喷射推进器P。 
图2以透视示意图来表示第一实施方式中具有泵喷射推进器P的船推进系统S。图3表示第一实施方式中具有泵喷射推进器P的船推进系统S从下面看的示意图。也就是说，当朝船尾方向看时具有布置在船尾上的泵喷射推进器。图4表示第一实施方式中具有泵喷射推进器P的船推进系统S的从内向外看的示意图，也就是说，当从远离船尾看时具有布置在船尾上的泵喷射推进器。 
特别是，本发明涉及可全方位操纵的船推进系统S，其泵喷射推进器P可以旋转360°。除泵喷射推进器P的推进力经由集成于泵壳体G中的螺线管马达M产生之外，高温超导体或HTSL马达(没有单独图解说明)也可以提供推进，其中转子/定子2同样是叶轮I的组成部分并且定子1是扩散器内环D所必需的部件。所以，使用驱动马达、离合器和活动关节轴的传统类型的动力传动装置被省略。因而得到可以安装在几乎所有漂浮装置中的非常紧凑的推进单元。 
由于具有螺线管马达M或者HTSL马达的泵喷射推进器P的推进，不再需要如齿轮，轴，或滚柱轴承的传动部件。因此这意味着泵喷射推进器P可以被归类为极低噪音和小振动、并且高效的马达。而且，不需要储油箱来润滑和冷却旋转部件，这使泵喷射推进器P成为免油和维修少的单元。 
特殊的优点如下： 
-紧凑的设计 
-高效 
-极低噪音 
-小的振动 
-无油 
-维修少 
通过控制马达4，包含有扩散器壳体3的泵壳体G或整体设计成一个这样壳体的泵壳体G：其可以在轴承8中与弹簧板7相对地绕着控制轴线A旋转，优选360度旋转，使得喷嘴9能被控制在期望方向上，其三个喷嘴9a，9b和9c(参见图2，3和4)在图1横截面图中仅仅示出了一个中间喷嘴9b。 
水通过转子2穿过入口10吸入扩散器壳体3的内部腔室11中。由于扩散器壳体3的内部腔室11的形状，以这种方式流入扩散器壳体3内部腔室11的水射流被转向，使得水按照由控制电机4调节的旋转位置，从泵壳体G穿过喷嘴9在期望方向上出现。因为水的喷射由于扩散器壳体3的内部腔室11的形状而发生偏转，偏转发生为穿过入口10进入扩散器壳体3的内部腔室11，那么这意味着扩散器壳体3或者泵壳体G因而也同时是换向器壳体。图1所示第一实施方式的结构是环绕推进电动机设置的类似凸起部，所述电动机具有在泵壳体G的扩散器内环D中的定子1和作为叶轮外环I的转子2。具有该特定形状的扩散器壳体或换向器壳体3的内部腔室11因而相当于偏转设备12。 
为了进一步影响穿过入口10沿其通向喷嘴9的路径所吸入的水流，如在图4的图解说明中所示，导流叶片13设置成作为偏转装置12的组成部分。依据偏转装置12所增加的构造，还可提供若干和/或不同安放和设计的导流叶片。如同导流叶片13，导流叶片的目的是协同偏转装置12使通过快速旋转转子2来向上回旋并经导引进入扩散器壳体或换向器壳体3的内部腔室11内的水流“平静”，并且经导引以使得每单位时间等量或者通常期望数量的水以具有最小内部漩涡穿过各个喷嘴9a，9b和9c，以便获得泵喷射推进器P的最优推进效果。 
与图1相似，图5表示具有泵喷射推进器P的船推进系统S的第二实施方式的横截面示意图。为避免重复就所有组件而言他们的布置和作用参照根据图1-4的第一实施方式的描述。 
与第一实施方式相比，在第二实施方式中具有旋转轴线B的转子2设置成相对于泵喷射推进器P的控制轴线A偏移。然而泵喷射推进器P 的控制轴线A与转子2的旋转轴线B彼此平行对齐。 
而且，在这里，在按照图5的第二实施方式中，相比按照图1的第一实施方式，设置成由扩散器壳体或者换向器壳体3的内部腔室11的形状或者由泵壳体G形成的偏转装置12不再均匀围绕转子2。偏转装置12具有小横截面区域12a和大横截面区域12b；然而，在按照图1的第一实施方式中整个区域12c的截面轮廓恒定。根据在按照图5的第二实施方式中的区域12b，朝向喷嘴9尺寸增大的横截面相对于区域12a中的横截面例如具有扩散效应或者扩散作用。 
具体地，泵喷射推进器P的控制轴线A与叶轮I或转子2的旋转轴线B的偏移布置促使偏转装置12构造成具有小横截面区域12a和大横截面区域12b。然而，在扩散器壳体或者换向器壳体3的内部腔室11中，轴向偏移以及偏转装置12结构不均匀两个方面不是绝对必须兼备的。 
与图1和5中所示类似，图6给出具有泵喷射推进器P的船推进系统S的第三实施方式的示意图。为了避免重复就所有组件而言他们的布置和作用参照根据图1-4的第一实施方式的描述。 
与第一实施方式相比，在第三实施方式中转子2具有相对于泵喷射推进器P的控制轴线A倾斜的旋转轴线B。然而，喷射推进器P的控制轴线A与转子2的旋转轴线B在Z点交叉。 
而且，在根据图6的第三实施方式中以及对于根据图5的第二实施方式，由于所述转子的倾斜位置，设置成由扩散器壳体或者换向器壳体3的内部腔室11或者由泵壳体G来形成的偏转装置12相比根据图1的第一个实施方式不再均匀围绕转子2。又如在按照图5的第二实施方式中，偏转装置12具有小横截面区域12a和大横截面区域12b；然而，正如上面已经解释过的，在按照图1的第一实施方式中整个区域12c的截面轮廓是恒定的。根据在按照图6的第二实施方式中的区域12b，朝向喷嘴9尺寸增大的横截面相对于区域12a中的横截面例如具有扩散效应或扩散作用。 
具体地，叶轮I或转子2的旋转轴线B相对于泵喷射推进器P的控制轴线A倾斜布置促使偏转装置12构造成具有小横截面区域12a和大横 截面区域12b。但是在根据图6所示的第三实施方式的构造中，区域12a和12b不具有恒定横截面，两者也都不在扩散器壳体或换向器壳体3的凸起状或环状内部腔室11或者泵壳体G的截面周长内，如在按照图5的第二实施方式中的情况一样。 
而且，在图6所示的第三实施方式中，朝向彼此互相倾斜或者在扩散器壳体或者换向器壳体3的内部腔室11或者泵壳体P中偏转装置12采用不均匀的结构不是绝对必须的。 
叶轮I或转子2的旋转轴线B和泵喷射推进器P的控制轴线A不对齐，或者换句话说，彼此不重合的情况，也可以被看作为独立的和如此卓越的发明值得独立保护具有泵喷射推进器P的船的推进系统S的构造，所述泵喷射推进器包含泵壳体G和推进发动机，其中推进发动机是集成到泵壳体G内的螺线管马达M或高温超导马达。此处叶轮I或转子2的旋转轴线B与喷射推进器P的控制轴线A不对齐布置大体上是覆盖了根据图5和6的实施方式的适用形式，其中在第二实施方式中，转子2设有相对泵喷射推进器P的控制轴线A偏移的旋转轴线B和/或在第三实施方式中转子2具有相对于泵喷射推进器P的控制轴线A倾斜的旋转轴线B，其中特别地，但不是必要地，泵喷射推进器P的控制轴线A和转子2的旋转轴线B在一个点Z交叉。 
如果本发明的特点由它自身决定，即，叶轮I或转子2的旋转轴线B与喷射推进器P的控制轴线A不对齐，那么特别地作为推进电动机的电动机E，例如特别是异步电动机、同步电动机或永久螺线管马达可以设置成布置在泵壳体G上或者部分地集成于其中。一个这样的电动机E结合第二和第三实施方式的说明由图5和6中虚线示出。如果设置一个这样的电动机E，它将替代在根据图1的第一实施方式中设置的螺线管马达M或者HTSL马达作为独立的推进电动机，但是此外在第二和第三实施方式中每一个都可设置成单独的推进电动机。如上所述，当单看轴线即叶轮I或者转子2的旋转轴线和喷射推进器P的控制轴线A不对齐的情况时，以集成于泵壳体G中的螺线管马达M或HTSL马达为形式的推进电动机或者安置到泵壳体G之上或部分地集成于泵壳体G之中的电动机E 的变形，体现了可替换的设计。当将电动机E用作安置到泵壳体G上或者部分集成于其中的推进电动机时，动力传递元件比如齿轮，滚柱轴承和/或轴当然是必须的以确保在这样一个推进电动机和泵喷射推进器P的叶轮之间的转动连接。但是该情况属于普通技术人员的标准技能并且在这点上其不是本发明的组成部分也不是本发明的特点，本发明的特点是叶轮I或转子2的旋转轴线B和喷射推进器P的控制轴线A不对齐。 
本发明仅仅基于说明书和附图中的设计实施方式以示例的形式公开并不局限于此，相反地包含所有普通的技术人员可以从现有文件中，特别是在权利要求和在说明书的介绍和设计具体实施方式的描述中大体公开的范畴内所提炼的以及可利用现有技术结合专业技术知识所得到的变形、修改、替代和组合。特别是，本发明的所有具体细节和可能的实施方式及其设计实施例均可结合。 

Claims (19)

1.一种具有泵喷射推进器(P)的船推进系统(S)，所述泵喷射推进器包括泵壳体(G)和驱动马达，所述船推进系统的特征在于：所述驱动马达是集成于所述泵壳体(G)中的螺线管马达(M)。
2.一种具有泵喷射推进器(P)的船推进系统(S)，所述泵喷射推进器包括泵壳体(G)和驱动马达，所述船推进系统的特征在于：所述驱动马达是集成于所述泵壳体(G)中的高温超导马达。
3.根据权利要求1或2所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述泵喷射推进器(P)是可全方位操纵的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述螺线管马达(M)或高温超导马达包含转子(2)，所述转子是所述泵喷射推进器(P)的叶轮(I)的组成部分。
5.根据前述权利要求中任一项所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述螺线管马达(M)或高温超导马达包含定子(1)，所述定子是所述泵喷射推进器(P)的扩散器内环(D)的组成部分。
6.根据前述权利要求中任一项所述的船推进系统(S)，其特征在于：被泵送的介质特别地像这样使用，并且也用作润滑剂和/或冷却剂。
7.根据前述权利要求中任一项所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述泵喷射推进器(P)的推进系统不包含任何动力传递零件，例如齿轮、滚子轴承和/或轴。
8.根据前述权利要求中任一项所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述转子(2)包含与所述泵喷射推进器(P)的控制轴线(A)不对齐的旋转轴线(B)。
9.根据权利要求8所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述转子(2)的所述旋转轴线(B)相对于所述泵喷射推进器(P)的所述控制轴线(A)偏移。
10.根据权利要求9所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述转子(2)的所述旋转轴线(B)与所述泵喷射推进器的所述控制轴线(A) 平行。
11.根据权利要求8或9所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述转子(2)的所述旋转轴线(B)与所述泵喷射推进器(P)的所述控制轴线(A)朝向彼此倾斜。
12.根据权利要求11所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述转子(2)的所述旋转轴线(B)与所述泵喷射推进器(P)的所述控制轴线(A)在一点交叉。
13.根据前述权利要求中任一项所述的船推进系统(S)，其特征在于：设置有布置和/或设计在扩散器壳体(3)的内部腔室(11)内的偏转装置(12，12a，12b，12c，13)。
14.根据权利要求13所述的船推进系统(S)，其特征在于：
将所述偏转装置(12，12a，12b，12c，13)布置和/或设计成：使水以没有漩涡的方式喷射进所述扩散器壳体(3)的内部腔室(11)；和/或引导水，以便使水从所述泵喷射推进器(P)的喷嘴(9)以几乎没有内部漩涡的方式出现，或者使得每单位时间定量的水，特别是每单位时间等量的水通过各个喷嘴(9a，9b，9c)出现和/或优选地以没有内部漩涡的方式出现，以获得所述喷射推进器(P)的最佳推力作用。
15.根据权利要求13或14所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述偏转装置(12，12a，12b，12c，13)至少包含所述扩散器壳体(3)的所述内部腔室(11)的形状。
16.根据权利要求15所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述偏转装置(12，12a，12b，12c，13)包含所述扩散器壳体(3)的所述内部腔室(11)的截面轮廓恒定的区域(12c)。
17.根据权利要求15或16所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述偏转装置(12，12a，12b，12c，13)包含所述扩散器壳体(3)的所述内部腔室(11)的截面轮廓缩减的区域。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述偏转装置(12，12a，12b，12c，13)包含所述扩散器壳体(3)的所述内部腔室(11)的截面轮廓扩大的区域。 
19.根据权利要求13-18中任一项所述的船推进系统(S)，其特征在于：所述偏转装置(12，12a，12b，12c，13)包含所述扩散器壳体(3)的所述内部腔室(11)内的至少一个导流叶片(13)。 
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