CN103097239A - 方位推进器 - Google Patents

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Abstract

一种方位推进器，其安装有舵，抑制在大的舵角时等产生的方位推进器整体的振动。机械传递在船内设置的原动机(5)的动力，经由包含舵状部的支柱来驱动在船体上安装的吊舱(2)的推进器(3)，并以吊舱(2)和支柱一体转动的方式构成的方位推进器(1A)中，在支柱的内部设有使固有振动频率变化的抑制振动机构的锤(20)。

Description

方位推进器
技术领域
本发明涉及方位推进器，特别涉及方位推进器的抑制振动。
背景技术
近年，使用方位推进器作为船用推进装置具有增加的倾向。由于方位推进器为在水平方向上进行360度旋转的吊舱(pod)上设置推进器的结构，所以与由固定轴推进器和舵进行推进不同，能够使船舶向任意方向移动并能够正确维持当前位置。
对于这种方位推进器，具有机械传递船内设置的原动机的动力来驱动推进器的方式、和向吊舱内设置的电动机供给在船内发电后的电力来驱动推进器的方式。
另外，上述方位推进器也具有与吊舱一体旋转的舵(舵)。
如图6所示，方位推进器1例如安装在船舶S的船尾等上而使用。如图7所示，该方位推进器具备吊舱2、推进器3和舵4。
该情况下的舵4的水平截面为舵形状，并由包含与船舶S连接的连接轴部的上部支柱4a、和向吊舱2的下方延伸并具有相同的舵形状截面的下部支柱4b构成。位于上部支柱4a下方的部分，即具备支柱4和推进器3的吊舱2通过未图示的旋转装置，能够相对于船舶S一体转动(参照图中的箭头R)。
另外，船舶S的船内设置有原动机5，原动机5的动力经由两组伞齿轮单元6、7向推进器3传递。
此时，原动机5的动力通过船内设置的伞齿轮单元6将水平方向的驱动力变换为垂直方向，而且，通过吊舱2内部设置的伞齿轮单元7将垂直方向的驱动力变换为水平方向并向推进器3传递。图中的符号8表示船内水平驱动轴，9表示垂直驱动轴，10表示吊舱内水平驱动轴。
由此，具备舵4的方位推进器1当较大的舵角时，由于由推进器3产生的力变化增大，由此产生机器整体振动的问题。
作为涉及这种振动的现有技术，已知的为例如如下述的专利文献1公开的内容所示的技术，即通过利用马格纳斯效应获得横向的升力，使用小的舵角来获得需要的舵力，从而抑制振动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2004-106566号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，安装有舵的方位推进器由于当较大的舵角时由推进器产生的力变动增大，因此受此影响，方位推进器的机器整体振动。这样的方位推进器整体的振动由于产生不利的船体振动以及成为相关机器故障的原因，因此不受欢迎。
本发明鉴于上述问题而成，其目的为在安装舵的方位推进器中，抑制当大的舵角时等产生的方位推进器整体的振动。
用于解决问题的手段
本发明为了解决上述问题，采用下述手段。
本发明的一个方式涉及的方位推进器，机械传递在船内设置的原动机的动力，并经由包含舵状部的支柱来驱动在船体上安装的吊舱的推进器，并且以上述吊舱和上述支柱一体转动的方式构成，其中，在上述支柱的内部设有使固有振动频率变化的抑制振动机构。
根据这样的本发明的一个方式涉及的方位推进器，由于在支柱的内部设置使固有振动频率变化的抑制振动机构，因此能够使方位推进器本身的固有振动频率变化并产生偏移，从而能够抑制振动。
本发明的一个方式涉及的方位推进器的上述抑制振动机构优选为设置在上述支柱内并沿传递上述原动机的动力的垂直驱动轴上下动作的锤。
另外，本发明的一个方式涉及的方位推进器的上述抑制振动机构优选为，设置在上述支柱内的下部并经由弹簧和衰减器与上述支柱联结的锤。
另外，本发明的一个方式涉及的方位推进器的上述抑制振动机构优选为设置在上述支柱内并通过动力转动的偏心锤。
另外，本发明的一个方式涉及的方位推进器的上述抑制振动机构优选为设置在上述支柱内的多个液体罐的液面调整。此时作为适当的液体罐的充填液体，可为机械传递原动机的动力的机构的润滑油或海水。
本发明的一个方式涉及的方位推进器的上述抑制振动机构优选为具备设置在上述支柱和/或上述吊舱内部的振动信息检测部、和根据从该振动信息检测部接受输入的振动信息来输出振动控制信号的控制部。由此，能够输出根据振动信息的振动控制信号并进行使振动机构动作的自动抑制振动。
发明效果
根据上述本发明，在大的舵角时由推进器产生的力的变动增大的、安装有舵的方位推进器中，通过抑制振动机构能够抑制方位推进器整体的振动。从而，能够防止或降低不利的船体振动和相关机器的故障。
附图说明
图1是表示本发明涉及的方位推进器的一个实施方式的概略构成图。
图2是表示用于图1所示的方位推进器通过自动控制进行抑制振动的构成例的概略构成图。
图3A是表示本发明涉及的方位推进器的第1变形例的概略构成图。
图3B是图3A的A-A截面图。
图4A是表示本发明涉及的方位推进器的第2变形例的概略构成图。
图4B是图4A的B-B截面图。
图5A是表示本发明涉及的方位推进器的第3变形例的概略构成图。
图5B是图5A的C-C截面图。
图6是表示将安装有舵的方位推进器安装在船尾上的船舶的图。
图7是表示关于安装有舵的方位推进器的现有例的概略构成图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明涉及的方位推进器的一个实施方式。
图1所示的实施方式的方位推进器1A为安装在船舶S的船尾等而使用的船用推进装置的一种。该方位推进器1A机械传递船舶S的船内设置的原动机5的动力，经由作为舵4而包含发挥作用的舵状部的支柱而驱动安装在船体上的吊舱2的推进器3，并且相对于船舶S，吊舱2与作为舵4发挥作用的支柱一体转动。
此时的支柱通过设置水平截面为舵形状的区域而兼任舵4。即，舵4具有舵形状的水平截面，并由包含与船舶S连接的连接轴部的上部支柱4a、和向吊舱2的下方延伸并具有同样的舵形状截面形状的下部支柱4b构成。并且，位于上部支柱4a下方部分，即具备舵4和推进器3的吊舱2通过未图示的旋转装置，能够相对于船舶S一体转动。
原动机5的动力经由两组伞齿轮单元6、7向推进器3传递。此时，在船内设置的伞齿轮单元6中，通过在与原动机5连接的船内水平驱动轴8的另一端所固定的伞齿轮6a和固定在垂直驱动轴9的上端部的伞齿轮6b啮合，将水平方向的驱动力变换为垂直方向。
而且，在吊舱2内设置的伞齿轮单元7中，通过垂直驱动轴9的下端部上固定的伞齿轮7a和在一端安装有推进器3的吊舱内水平驱动轴10的另一端上固定的伞齿轮7b啮合，垂直方向的驱动力变换为水平方向并向推进器3传递。
对于上述构成的方位推进器1A，在支柱的内部，此时为在舵4的内部设有使固有振动频率变化并衰减的抑制振动机构。此时的抑制振动机构设置在舵4的内部空间内并利用传递原动机5的动力的垂直驱动轴9，为沿该垂直驱动轴9上下动作的锤20。锤20的上下动作例如可使用图中省略的电动机和驱动机构进行。
使用这样的锤20的抑制振动机构当使锤20上下移动时，方位推进器1A的重心位置和惯性力矩产生变化。因而，由于方位推进器1A的固有频率也产生变化，从而在具备舵4的方位推进器1A大的舵角的情况下，能够使由推进器3产生的大的力的变动所导致的振动从共振点移开。从而，能够衰减振动。
另外，如图2所示，上述的抑制振动机构的锤20具备在兼任舵4的支柱和/或吊舱2的内部设置的振动信息检测部30、和根据从振动信息检测部30接受输入后的振动信息来输出振动控制信号的控制部40。
振动信息检测部30例如为配置在舵4的内部感测振动的变位计。由该振动信息检测部30获得的振动信息通过有线或无线方式传送至设置在船内适当位置的另外设置的控制部40。
控制部40为根据从振动信息检测部30接受输入后的振动信息输出振动控制信号的信息处理装置，例如对通过变位计获得的振动信息(位置信息)进行傅立叶解析，并对振动大的振动成分提取振幅、频率和相位。并且，当以不与该振动成分共振的方式使锤20下上动作并使方位推进器1A的固有频率变化时，通过衰减振动大的振动成分或防止振动增幅，能够构成自动降低振动的自动抑制振动。
另外，此时的振动检测部30除了通过上述变位计直接获得振动信息之外，也可根据采用速度计和加速度计获得的速度和加速度的相互关系，间接获得振动信息。
上述抑制振动机构不限于锤20的上下动作，也可为下述变形例。在以下说明的变形例中，对于与上述实施方式相同的部分采用相同的符号，并省略其详细说明。
图3A和3B表示的第1变形例的抑制振动机构在使用锤21这点上与上述实施方式相同。但是，在该变形例中，为在舵4内的下部设置的锤21的两端经由弹簧22和衰减器23与舵4连接的结构。
这样构成的抑制振动机构利用动吸振器的原理，能够吸收方位推进器1B的横向摇动。
另外，当弹簧22的刚性和衰减器23的衰减性能可变时，能够根据振动状态适当调整抑制振动机构的抑制振动性。
图4A和图4B表示的第2变形例的抑制振动机构为设置在舵4的内部(图示例中为下部)并通过动力进行旋转的偏心锤24。该偏心锤24与电动机24a连接并通过旋转进行加振。
此时，针对方位推进器1C的振动，通过偏心锤24进行180度相位偏移的力加振，能够反向(counter)击打，从而抑制振动。
图5A和5B表示的第3变形例的抑制振动机构在舵4的内部设置多个液体罐25，并进行各液体罐25的液面调整。
在图示的构成例中，由于在舵4的内部上下左右分散配置共计四个液体罐25，因此通过各液体罐25的液面(液体充填量)调整，重量分配也在变化。从而，由于方位推进器1D的重心位置也产生变化，因此与图1所示的锤20的上下动作相同，即使不使用特别的锤，通过液面位置的调整也能够进行抑制振动。
作为该液体罐25中使用的充填液体，可为向方位推进器1D机械传递原动机5的动力的机构的润滑油或海水。
润滑油为两组伞齿轮单元6、7和未图示的轴承等的润滑中所使用的润滑油，从润滑油罐使用充填用泵向各液体罐25供给必要量。另外，各液体罐25上分别连接有设置开闭阀的液体充填配管和液体排出配管。也可代替液体罐25，采用将润滑油罐分成多个分散配置的构造。
当使用海水作为充填液体时，由于在海洋中航行这样的船舶特性，所使用的海水量不受限制。另外，与使用润滑油的情况不同，罐内不会沉淀淤泥等。即使在使用海水的情况下，也需要海水泵、海水充填配管和海水排出配管等。
上述与抑制振动机构有关的各变形例可通过使上述振动信息检测部30和控制部40的组合，也能进行自动抑制振动。
由此，根据上述本实施方式，由于在当大的舵角时由推进器3产生的力的变动变大的安装有舵的方位推进器中设置抑制振动机构，因此能够通过抑制振动机构抑制方位推进器整体的振动。从而，具备安装有舵的方位推进器的船舶，通过抑制振动机构降低不利的船体振动，并且还能防止或降低相关机器类的故障。
本发明不限于上述实施方式，而是能够在不脱离其主旨的范围内进行适当变更。
符号说明
1A～1D 方位推进器
2 吊舱
3 推进器
4 舵
5 原动机
6、7 伞齿轮单元
8 船内水平驱动轴
9 垂直驱动轴
10 吊舱内水平驱动轴
20、21 锤
22 弹簧
23 衰减器
24 偏心锤
25 液体罐
30 振动信息检测部
40 控制部

Claims (6)

1.一种方位推进器，机械传递在船内设置的原动机的动力，经由包含舵状部的支柱驱动在船体上安装的吊舱的推进器，并以上述吊舱和上述支柱一体转动的方式构成，其中，
在上述支柱的内部设有使固有振动频率变化的抑制振动机构。
2.根据权利要求1所述的方位推进器，上述抑制振动机构为设置在上述支柱内并沿传递上述原动机的动力的垂直驱动轴上下动作的锤。
3.根据权利要求1所述的方位推进器，上述抑制振动机构为设置在上述支柱内的下部并经由弹簧和衰减器与上述支柱联结的锤。
4.根据权利要求1所述的方位推进器，上述抑制振动机构为设置在上述支柱内并通过动力转动的偏心锤。
5.根据权利要求1所述的方位推进器，上述抑制振动机构为对设置在上述支柱内的多个液体罐进行液面调整。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方位推进器，上述抑制振动机构具备：设置在上述支柱和/或上述吊舱内部的振动信息检测部、和根据从该振动信息检测部接受输入的振动信息来输出振动控制信号的控制部。
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