CN102822052A - 推进器单元和用于安装推进器单元的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于船舶的推进器，所述船舶包括船体，所述推进器包括至少一个隧道元件和至少一个推进器单元。所述隧道元件在被布置在船体中时构成船体中的贯通隧道的至少一部分。所述至少一个推进器单元和所述至少一个隧道元件构造有协作的紧固装置，其用于将所述至少一个推进器单元可拆卸地固定在所述至少一个隧道元件中，使得能够使所述至少一个推进器单元通过隧道进入并被安装到所述至少一个隧道元件，或者从所述至少一个隧道元件拆卸并从隧道出来。还描述了一种用于在被布置于船舶船体中的隧道元件中安装和拆卸推进器的方法。

Description

推进器单元和用于安装推进器单元的方法

技术领域

本发明涉及一种用于安装在船舶的船体中的推进器，其中，所述推进器包括隧道元件和至少一个推进器单元，并且其中，所述隧道元件当布置在船体中时至少构成船舶的船体中的贯通隧道的一部分。本发明还涉及一种用于在船舶上安装和拆卸作为推进器的一部分的推进器单元的方法，其中，所述推进器包括至少一个推进器单元和至少一个隧道元件，并且其中，所述船舶包括船体，隧道元件被穿过该船体布置。

背景技术

在这种推进器中，通常是布置在船舶船体中的隧道中的螺旋桨装置的形式，依照现有技术的水平，一个或多个螺旋桨装置是在构建船舶时安装的。在基于油润滑的轴承和大齿轮的这些已知螺旋桨装置中，不可能在不进入船坞的情况下去除螺旋桨装置以进行维护、修理或替换该螺旋桨装置（如果这是必要的）。在这种情况下，通常必须在船舶的船体上执行主要工作以便能够去除螺旋桨装置，而这是耗费时间且昂贵的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种推进器单元，其允许推进器单元的简单安装和拆卸，其中，可以在船舶不进入船坞的情况下执行推进器单元的安装和拆卸。

这根据如在所附独立权利要求中限定的本发明来实现。在各从属权利要求中公开了本发明的其他实施例。

提供了一种在装配有船体的船舶上产生推力的推进器，该推进器包括至少一个隧道元件和至少一个推进器单元。该隧道元件当被布置在船体中时构成船体中的贯通隧道的至少一部分。此外，所述至少一个推进器单元和所述至少一个隧道元件优选地构造有协作的紧固装置，其用于将所述至少一个推进器单元可拆卸地固定在所述至少一个隧道元件中，使得所述至少一个推进器单元能够通过隧道进入并被安装到所述至少一个隧道元件或从所述至少一个隧道元件拆卸并从隧道出来。

隧道的轴向范围将自然地根据船舶船体的设计而变，并且其中，隧道被布置在船体中。因此，推进器单元具有与隧道的轴向范围基本相同的轴向范围且推进器单元具有构成隧道的轴向范围的更大或更小部分的轴向范围将是可能的。

当隧道元件沿轴向方向构成隧道的总范围的一部分时，能够借助于诸如螺栓或螺钉的适当紧固装置将该隧道元件附接到隧道或附接到船体。替代地，能够通过例如焊接将隧道元件更永久地附接到隧道或附接到船体。

可以在隧道中布置一个或多个隧道元件。例如，可以将隧道元件布置在隧道的每个端部中。

在本发明的实施例中，所述推进器单元包括第一紧固装置，而所述隧道元件包括第二紧固装置，所述第一和第二紧固装置被互补地设计成使得推进器单元和隧道元件能够被组装。

该推进器还包括用于将第一紧固装置安装到互补构造的第二紧固装置的一个或多个紧固装置。此类紧固装置可以例如包括螺钉、螺栓或其它适当的紧固装置，其被设计为使得其能够被相对容易地紧固和释放以便安装和拆卸推进器单元。

在本发明的实施例中，第一紧固装置包括被附接到推进器单元的支架，该支架构造有突出紧固部件。第二紧固装置包括布置在隧道元件中、优选地在隧道元件中的凸缘中或环中的腔体。该突出紧固部件和该腔体优选地被互补地构造，即突出紧固部件具有与腔体的形状匹配的形状。例如，突出紧固部件和腔体可以是圆柱形状的，在垂直于腔体和突出紧固部件的轴向纵轴线截取截面时具有各自的圆形横截面。该推进器单元和该隧道元件设置有至少一对、但优选地多对此类互补形状的支架和腔体。

当然，可以切换支架和腔体的定位，使得具有其突出紧固部件的支架和互补形状的腔体分别被布置在隧道元件上和推进器单元中。

在本发明的实施例中，所述腔体设置有环形支撑元件。当推进器单元被安装在隧道中时，环形支撑元件将位于腔体的内部和突出紧固部件之间。在本发明的另一实施例中，所述环形支撑元件构造有沿着环形支撑元件的轴向纵向方向和/或沿着环形支撑元件的径向方向的可变硬度。

在本发明的替代实施例中，第一紧固装置包括第一紧固面而第二紧固装置包括第二紧固面，该紧固面是互补形状的，使得能够将第一紧固面支承抵靠于第二紧固面。可能的实施例可以是：紧固装置包括凸缘，而互补形状的紧固装置包括该凸缘能够支承抵靠的面。在另一实施例中，两个紧固装置包括分别在推进器单元和隧道元件上形成的各自面，其中，能够使互补面相互接触以便进行推进器单元和隧道元件的组装。所述面可以例如在其不是凸缘的面时采取台肩的形式。

由于能够使推进器单元通过隧道进入并被安装且以相同的方式被从隧道拆卸和去除的事实，推进器单元将能够在船舶不必进入船坞的情况下被安装和从船舶拆卸。

在本发明的实施例中，推进器单元将优选地被构造成使得其包括螺旋桨和围绕螺旋桨的螺旋桨环，其中，位于距离螺旋桨的旋转轴线最远处的螺旋桨叶片的外边缘被紧固到螺旋桨环的内侧。然后可以优选地将第一紧固装置布置在螺旋桨环上。

此外，在本发明的该实施例中，可以在隧道元件中提供可旋转隧道环。然后，可以优选地将第二紧固装置布置在隧道环上。

一个替代实施例提供了具有螺旋桨环的推进器单元，螺旋桨环包括内环和外环，其中，所述内环借助于必要的轴承被布置为能够相对于外环旋转。然后，优选地将推进器的第一紧固装置布置在外环上，使得其能够被安装到隧道元件。该轴承可以是常规轴承或磁性轴承，或者任选地是常规和磁性轴承的组合。

优选地，用于推进器单元的螺旋桨的旋转的协作的驱动装置被布置在推进器单元上和隧道元件中。此类驱动装置可以例如由电磁装置组成。

更具体地，用于驱动螺旋桨的驱动装置可以包括磁体和绕组，其分别被布置在推进器单元的旋转部分中和隧道元件的静止部分中或者反过来，使得推进器单元的旋转部分充当转子且隧道元件充当电动机中的定子。还可设想其它替代形式；例如可以将驱动功率的大齿轮传动装置系统用于转子。

可以借助于本领域技术人员公知的标准轴承来支撑推进器的旋转部分。还可设想的是，可以借助于电磁轴承来支撑推进器的旋转部分。然后，可以在同一单元中将电磁轴承与驱动装置组合起来。

根据本发明，还提供了一种用于被布置在船舶船体中的隧道元件的隧道进口，该隧道进口包括内部和外部并且还包括外边缘和内边缘，该内部面朝隧道进口的纵向中心轴线，该外部背对隧道进口的中心轴线，该外边缘从船体面向外，该内边缘朝船舶的船体面向内。隧道进口被可拆卸地安装到隧道元件或者直接安装在设置于隧道元件中的推进器单元上，并且隧道进口在其外边缘处具有内径d₁且在其内边缘处具有内径d₂，其中，d₁大于d₂。

此外，根据本发明，提供了一种用于船舶的船体中的隧道的隧道进口，该隧道进口包括内壁和外壁并且还包括外边缘和内边缘，该内壁面朝隧道进口的纵向中心轴线，该外壁背对隧道进口的中心轴线，该外边缘从船体面向外，该内边缘朝船舶的船体面向内，其中，所述隧道进口被构造成能够被可拆卸地附接到隧道元件，该隧道元件当被安装在隧道中时至少构成隧道的一部分，或者所述隧道进口被构造成能够被可拆卸地布置在推进器单元上，该推进器单元被可拆卸地布置在隧道元件中，并且隧道进口在其外边缘处具有内径d₁且在其内边缘处具有内径d₂，其中，d₁大于d₂，由此，能够获得流入和流出隧道的水的最佳流型。

为了获得通过隧道进口的最佳流型，外边缘和内边缘之间的隧道进口的内壁被给予一构造，其产生了通过隧道进口并进入隧道元件的最佳可能的流体动力学流动条件，并且当水沿着相反方向流出隧道元件并通过隧道进口时也是这样。如果外边缘和内边缘之间的隧道进口的内壁被给予弯曲构造，则能够获得流入隧道或流出隧道的水的此类最佳流型。借助于适当的计算机程序，在每个单独情况下，本领域技术人员能够相当容易地计算出隧道进口的内壁的形状，其提供通过给定隧道进口的水的最佳流动条件。用于此类计算的计算机程序是可自由地商购的。

在隧道进口的一个实施例中，在隧道进口的外侧设置了加强部，其在隧道进口的整个圆周周围延伸。该加强部优选地为波状的，具有波峰，在波峰处，隧道进口的材料沿径向方向的厚度最大，但是当然可以给予该加强部其它构造。另一可能性将是例如在隧道进口的整个圆周周围具有实心加强部。

如果隧道进口构造有波状加强部，则一个选择将会是将隧道进口的加强部上的波峰的脊构造成使得其基本平行于隧道进口的纵向中心轴线。但是，当然，还可以将加强部的脊构造成使得其与隧道进口的纵向中心轴线形成一角度，如果这样期望的话，例如如果构造条件要求此类构造的话。

波状加强部的波峰优选地设置有用于紧固装置的通孔，从而使得能够将隧道进口安装到隧道元件和推进器单元或任选地直接安装到船舶的船体。优选地，所述孔被布置成使得其基本平行于隧道进口的中心轴线，但是当然也能够被布置成与隧道进口的中心轴线形成一角度，如果这样期望的话，例如出于构造的原因。

使用分离的隧道进口的替代方式将是使实际推进器单元的背对隧道的侧面形成有一构造，该构造提供流入和流出推进器和隧道的水的最佳流体动力学流动条件。推进器单元的该侧面因此将会形成隧道的进口，推进器单元布置在该隧道中。

还提供了一种用于在船舶上安装和拆卸作为推进器的一部分的推进器单元的方法，所述推进器包括至少一个推进器单元和至少一个隧道元件。该船舶还包括具有贯通隧道的船体，其中，当隧道元件被布置在船体中时，该隧道元件至少部分地构成隧道的一部分。如果要将推进器单元安装到隧道元件，则执行以下步骤：

- 使推进器单元基本轴向地从隧道元件的开口中的一个进入隧道元件并直至隧道元件中的将安装推进器单元的点；

- 借助于推进器单元和隧道元件中的协作的紧固装置将推进器单元安装到隧道元件。

如果将要拆卸被安装在隧道元件中的推进器单元，则执行以下步骤；

- 将推进器单元从隧道元件拆卸，在于拆卸将推进器单元紧固到隧道元件的协作的紧固装置；以及

- 使推进器单元基本轴向地通过隧道元件的开口中的一个从隧道单元出来。

在本发明的实施例中，推进器单元设置有至少一个第一紧固装置且隧道元件设置有至少一个第二紧固装置，其中，所述至少一个第一紧固装置和所述至少一个第二紧固装置是互补形状的紧固装置。

替代地，如上所述，第一紧固装置可以包括构造有突出紧固部件的支架，而第二紧固装置可以包括具有内壁的腔体，该突出紧固部件和腔体是互补形状的。当推进器单元被安装在隧道元件中时，优选地在腔体中设置环形支撑元件，然后将突出紧固部件布置在环形支撑元件中。推进器单元随后通过隧道进入直至其到达支架（或优选地多个支架），所述支架被布置在隧道元件的对应腔体中。然后借助于例如螺栓、螺钉等适当的紧固装置将推进器单元可拆卸地紧固到支架。

出于此目的，支架可以构造有用于一个或多个螺栓的通孔，所述一个或多个螺栓能够被拧入隧道元件中的匹配螺纹孔中。

可以例如借助于板部件将支架紧固到隧道元件，所述板部件围绕突出紧固部件并具有在腔体横截面不具有圆形形状的情况下大于腔体直径或腔体的横截面区域的径向范围。该板部件还可以构造有用于螺栓、螺钉等通过的孔，所述螺栓、螺钉等能够被拧入隧道元件中的螺纹孔中。当板部件被拧到隧道元件时，板部件被布置为夹持腔体内的突出紧固部件并将其保持就位在那里。

在本发明的实施例中，在推进器单元已被引入并固定地安装到隧道单元的紧固装置之后，将隧道进口安装到推进器单元或隧道元件。隧道进口将优选地被构造成使得在船体中的隧道的进口或出口处产生最优有利的流态。

因此，推进器单元能够容易地进入船舶船体中的隧道中并安装到隧道元件，并且任选地在以后的时间容易地从隧道元件拆卸并从船舶船体中的隧道出来。

类似地，在将推进器单元从隧道元件拆卸并使其从隧道元件出来之前，将拆卸被任选地安装在推进器单元或隧道元件上的隧道进口。

附图说明

下面将参考附图来更详细地说明本发明的非限制性实施例，在附图中：

图1是根据本发明的推进器单元的透视图。

图2是根据本发明的隧道元件的透视图。

图3示出如图4中所指示的截面A-A。

图4是隧道元件的前视图。

图5是隧道进口的透视图。

图6是隧道进口的后视图。

图7示出如在图6中所指示的截面B-B。

图8是隧道进口的前视图。

图9是隧道元件中的紧固装置的实施例的视图。

图10是推进器单元被安装在隧道元件中时的紧固装置的实施例的视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的推进器单元。

下面描述了本发明的一个实施例，其不可被视为对于本发明而言具有限制性。

图1-4示出推进器单元30，其为意图在船舶的船体中使用的推进器的一部分。更具体地，推进器被设计为布置在船舶船体中的贯通隧道中。任选地，推进器可以构成船舶船体中的整个贯通隧道。

推进器由推进器单元12和隧道元件14组成。隧道元件14被固定地布置在船舶的船体中，使得其构成贯通隧道的一部分，或者如果贯通隧道是短的，则隧道元件14可能构成整个隧道。

推进器单元12包括螺旋桨，其具有被附接到螺旋桨毂32的螺旋桨叶片34以及在螺旋桨叶片的外边缘35处的内螺旋桨环40。外螺旋桨环41围绕内螺旋桨环40。内螺旋桨环40被相对于外螺旋桨环41可旋转地设置。另一替代方式是使隧道元件14构造有可旋转环，使得推进器单元于是仅包括一个环。这一个环包括第一紧固装置16并且螺旋桨叶片的外边缘35被紧固到该环的内侧。

内螺旋桨环40或外螺旋桨环41还设置有包括第一紧固面26的第一紧固装置16。隧道元件14设置有包括第二紧固面27的对应紧固装置17。第一紧固面26和第二紧固面27被设计成使得它们能够相互接触并被安装到一起。

出于此目的，即将第一和第二紧固面安装到一起，在第一紧固装置中提供孔36并在第二紧固装置17中提供对应的孔37。然后可以使用诸如螺栓、螺钉等紧固装置将推进器单元12安装到隧道元件14。这样，推进器单元可以被容易地安装，并且以后在必要时从隧道元件14拆卸。

还可以提供贯通隧道的端部，推进器单元12被用隧道进口45穿过该端部引入隧道元件14中。在图5-8中示出了此类隧道进口的示例。

隧道进口45构造有内壁47、外壁48、内边缘50以及外边缘，内壁47部分地面向内朝向隧道进口的中心轴线，内边缘50在被安装时将抵靠隧道元件14、推进器单元12或船舶的船体。

内壁47被构造成使得流入船舶船体中的贯通隧道的水将被给予最优有利的流型。优选地，如在图7中能够清楚地看到的，当在与隧道进口的中心轴线成直角地在穿过隧道进口45的截面中截取的截面中看时，内壁具有弯曲形状。

外壁48构造有围绕隧道进口45的整个圆周的加强部52。在附图所示的实施例中，这些加强部52在隧道元件的圆周周围构成波状加强部。波状加强部52具有波峰53，其形成波脊55，在那里，沿径向方向的隧道元件的厚度是最大的。

加强部52优选地设置有孔56，使得能够借助于诸如螺栓、螺钉等紧固装置将隧道进口45安装到隧道进口14或推进器单元12或任选地安装在船舶的船体中，并且任选地在以后从那里拆卸。

借助于本发明，在隧道元件14和推进器单元12被构造成使得能够将推进器单元轴向地引入到隧道元件14中的情况下，并且在隧道元件14和推进器单元12被制造成具有对应的紧固装置16、17的情况下，推进器单元12能够被容易地安装并在以后任选地从隧道元件14拆卸。另外，能够将适于单独推进器的隧道进口45安装到推进器或船舶的船体并任选地从那里拆卸，从而产生用于流入或流出船舶船体中的贯通隧道的水的最佳条件。

图9和10示出了将推进器单元12紧固到隧道元件14的替代方式。在图9中，示出了隧道元件14，支架60被安装在隧道元件14中的腔体中。支架60被可拆卸地紧固到推进器单元12，优选地借助于螺栓、螺钉或类似紧固装置。应注意的是，在图9中仅示出了支架60被安装到的那部分推进器单元12。

图10更详细地示出了支架60以及如何将推进器单元12紧固到隧道元件14。在隧道元件14中设置有腔体58。优选地在腔体58中布置环形支撑元件63，环形支撑元件63可具有变化的刚性。可以将环形铸件65设置在环形支撑元件63和腔体58之间。支架60构造有突出紧固部件61，其被布置在环形支撑元件63中。支架60借助于螺栓67被进一步紧固到推进器单元12。因此，能够通过使推进器单元进入隧道元件14直至其到达被布置在隧道元件14中的支架60并然后借助于螺栓将其紧固至支架来容易地将推进器单元12安装在隧道元件14中。如果以后需要拆卸推进器单元以进行维护或替换，则只不过是去除螺栓67并使推进器单元12穿过隧道元件和隧道出来的问题。将不需要进入船坞以执行此类操作，并且与推进器单元是动力单元的一体化部分且必须在结构上执行大量工作以便能够去除推进器单元的现有技术相比，这是非常简化的设计。

Claims (17)

1.一种用于船舶的推进器，所述船舶包括船体，所述推进器包括至少一个隧道元件和至少一个推进器单元，所述隧道元件在被布置在所述船体中时构成所述船体中的贯通隧道的至少一部分，并且其中，所述至少一个推进器单元和所述至少一个隧道元件构造有协作的紧固装置，其用于所述至少一个推进器单元在所述至少一个隧道元件中的可拆卸紧固，使得能够使所述至少一个推进器单元通过所述隧道进入并被安装到所述至少一个隧道元件，或从所述至少一个隧道元件拆卸并从所述隧道出来，

其特征在于，所述协作的紧固装置包括至少一个腔体和至少一个支架，所述至少一个腔体设置在所述隧道元件中，所述至少一个支架包括突出紧固部件，所述突出紧固部件具有与所述腔体互补的形状，所述支架被进一步设计为借助于一个或多个紧固装置可拆卸地紧固到所述推进器单元。

2.根据权利要求1所述的推进器，

其特征在于，所述腔体和所述突出紧固部件具有互补的圆柱形状，并且所述腔体的横截面和所述突出紧固部件的横截面具有圆形、椭圆形或多边形形状。

3.根据权利要求1或2所述的推进器，

其特征在于，在所述腔体中提供了环形支撑元件，当所述突出紧固部件被布置在所述腔体中时，所述环形支撑元件位于所述腔体和所述突出紧固部件之间。

4.根据权利要求3所述的推进器，

其特征在于，所述环形支撑元件构造有沿所述支撑元件的轴向方向和/或径向方向的变化的刚性。

5.根据权利要求1-4之一所述的推进器，

其特征在于，所述腔体构造有凸缘或环，所述凸缘或环被布置在所述隧道元件中或所述隧道元件上。

6.根据权利要求1-5之一所述的推进器，

其特征在于，所述推进器包括用于所述隧道的隧道进口，所述隧道进口包括内壁和外壁并且还包括外边缘和内边缘，所述内壁面朝所述隧道进口的纵向中心轴线，所述外壁背对所述隧道进口的中心轴线，所述外边缘从所述船体面向外，所述内边缘朝所述船舶的船体面向内，其中，所述隧道进口适于可拆卸地安装到隧道元件，所述隧道元件当被安装在所述隧道中时至少构成所述隧道的一部分，或者所述隧道进口适于可拆卸地安装在推进器单元上，所述推进器单元被可拆卸地布置在所述隧道元件中。

7.根据权利要求6所述的推进器，

其特征在于，所述隧道进口在其外边缘处具有内径d₁且在其内边缘处具有内径d₂，其中，d₁大于d₂，由此，所述隧道进口能够被构造成使得提供了流入和流出所述隧道的水的最佳流型。

8.根据权利要求6或7所述的推进器，

其特征在于，所述外边缘和所述内边缘之间的所述隧道进口的内壁具有弯曲形状。

9.根据权利要求6-8之一所述的推进器，

其特征在于，加强部被布置在所述隧道进口的外壁上，所述加强部在所述隧道进口的整个圆周周围延伸，所述加强部是波状的。

10.根据权利要求9所述的推进器，

其特征在于，波状加强部的波峰形成有基本平行于所述隧道进口的纵向中心轴线的脊。

11.根据权利要求9-10之一所述的推进器，

其特征在于，用于紧固装置的孔布置在波状加强部的波峰中，从而使得能够将所述隧道进口可拆卸地安装到所述隧道元件或所述推进器单元。

12.一种用于在船舶上安装和拆卸作为推进器的一部分的推进器单元的方法，所述推进器包括至少一个推进器单元和至少一个隧道元件，并且其中，所述船舶还包括具有贯通隧道的船体，当所述隧道元件被布置在所述船体中时，所述隧道元件至少部分地构成所述隧道的一部分，其中，当要将推进器单元安装在所述隧道元件中时，执行以下步骤：

- 使所述推进器单元基本轴向地进入所述隧道并直至所述隧道元件中的将安装所述推进器单元的点；

- 借助于协作的紧固装置将所述推进器单元安装到所述隧道元件；

并且在要拆卸被安装在所述隧道元件中的推进器单元的情况下，执行以下步骤：

- 将所述推进器单元从所述隧道元件拆卸；

- 使所述推进器单元基本轴向地从所述隧道出来并通过所述隧道元件的开口中的一个出来，

其特征在于，所述方法还包括在使所述推进器行进到所述隧道元件中的安装点之前，将具有突出紧固部件的至少一个支架布置在所述隧道元件中的对应腔体中，所述突出紧固部件和对应的腔体具有互补形状。

13.根据权利要求12所述的方法，

其特征在于，所述方法包括步骤：借助于一个或多个紧固装置将所述至少一个支架可拆卸地紧固到所述推进器。

14.根据权利要求12-13之一所述的方法，

其特征在于，在将所述推进器单元安装到所述隧道元件之前，在所述腔体中布置环形支撑元件，使得当所述推进器单元被安装在所述隧道中时，所述支撑元件位于所述突出紧固部件和所述腔体的内壁之间。

15.根据权利要求12-14之一所述的方法，

其特征在于，在所述隧道中的凸缘元件或环元件中布置所述腔体。

16.根据权利要求12-15之一所述的方法，

其特征在于，在所述推进器单元已被引入所述隧道单元并被固定地安装到所述隧道单元的紧固装置之后，将隧道进口安装到所述推进器单元或所述隧道元件。

17.根据权利要求12-15之一所述的方法，

其特征在于，在所述推进器单元被从所述隧道元件拆卸并从所述隧道元件出来之前，将任选地被安装在所述推进器单元或所述隧道元件上的隧道进口拆卸。

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