CN103619703A

CN103619703A - 在船中的推进组件

Info

Publication number: CN103619703A
Application number: CN201280029005.6A
Authority: CN
Inventors: K.科基拉
Original assignee: ABB Azipod Oy
Current assignee: ABB Oy; ABB Azipod Oy
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2014-03-05
Also published as: EP2535263B1; AU2012269114B2; RU2550792C1; AU2012269114A1; BR112013031874A2; SG195281A1; US20140182501A1; CA2838792A1; EP2535263A1; WO2012171951A1; KR20140011403A; US9073615B2; JP2014516864A

Abstract

推进组件包括在船的船体(100)的中心线的相对的侧处并排位于船的船尾处的两个推进单元(10，20)。各推进单元(10，20)包括附连到船体的空心支承结构、附连到支承结构的腔室(12，22)、在腔室(12，22)内的电动马达(13，23)、通过轴连接到电动马达(13，23)的推进器(15，25)和可枢转地支承在腔室(12，22)的后端处的舵(16，26)。各推进单元(10，20)安装在外八字位置，相对于船体(100)的中心线(CL)形成0.5至6度水平倾角(β)。因而腔室(12，22)前端倾斜远离船的船体(100)的中心线(CL)，腔室(12，22)后端朝船的船体(100)的中心线(CL)倾斜。

Description

在船中的推进组件

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的在船中的推进组件。

该组件意于在设有并排位于船的船尾处的两个推进单元的船中使用。推进单元位于船的船体的中心线的相对的侧。例如在客船、载客渡船、货船、驳船、油轮、破冰船、近海船和海军船中使用这种双推进单元系统。尤其是例如巡洋舰、运输油或液化天然气的油轮、车辆运载船、货柜船和渡船的大型船使用双推进单元系统。

背景技术

WO公开98/54052公开了一种船，其具有双推进器和双先令(Schilling)舵，即，对于各个推进器有相应的舵。通过相应的轴可枢转地安装各个舵，轴具有球状鼻部分、缩腰中间部分和向外展开的尾部。向外展开的尾部基本仅在各个舵的内侧(即，面向另一舵对的侧部)上向外展开。各个舵具有上板和下板，板在内侧上比在外侧上更广阔，板与相应的推进器的流线型对齐，并且下板在内侧上具有向下成角度的部分。舵看起来相对于船体的中心线形成某种外八字(toe-out)角。

美国专利7,033,234公开了一种用于操纵计划V形底船的方法，该船具有两个可单独操纵的驱动单元，驱动单元具有水下壳体，水下壳体从船的底部向下延伸。当以计划速度笔直前行时，对水下壳体设定所谓的内八字(toe-in)角，即，相对于船的中心线以相对的等幅角度朝彼此倾斜。当使船转向时，对内部驱动单元设定比外部驱动单元更大的操纵角度。

JP专利公开2006007937公开了一种在船中的组件，船具有两个吊舱，吊舱具有位于船的船尾处的对转推进器。在第一实施例中，第一吊舱固定地安装到龙骨的后部中，使得轴线向上倾斜。借助于水平轴将第二吊舱紧固到操纵台上，操纵台围绕竖向轴线旋转，并且可借助于液压缸来降低和升高操纵台。第二吊舱的轴线与第一吊舱的轴线对齐。在第二实施例中，用水平轴将第一吊舱的后端紧固到龙骨上，并且将第一吊舱的前端紧固到竖向缸体上。因而可用缸体来调节第一吊舱的倾斜。在第三实施例中，两个吊舱都紧固到公共框架的相对的端部上，框架在水平轴的中间部分支承到操纵台，操纵台围绕竖向轴线旋转，并且可借助于液压缸来降低和升高操纵台。在这个布置中没有单独的舵，并且通过仅使在船的行驶方向上位于第一吊舱后面的第二吊舱围绕竖向轴线旋转，或者使两个吊舱都围绕竖向轴线旋转，来操纵船。

发明内容

本发明的目的是基于船中的两个并排的推进单元来改进现有技术的推进组件。

根据本发明的推进组件的特征在于权利要求1的特征部分中的特征。

推进组件包括在船的船体的中心线的相对的侧处并排位于船的船尾处的两个推进单元。各个推进单元包括：附连到船体上的空心支承结构；附连到支承结构上的腔室；在腔室内的电动马达；在腔室的前端处的推进器，所述推进器通过轴连接到电动马达上；以及可枢转地支承在腔室的后端处的舵。

根据本发明，各个推进单元都安装在外八字位置上，相对于船体的中心线形成0.5度至6度的水平倾角。因而，腔室的前端倾斜远离船的船体的中心线，而腔室的后端则朝船的船体的中心线倾斜。

推进单元的这个外八字布置改进推进器的水进流角，这会改进推进器的效率。

外八字布置还减少气穴现象引起的噪声和振动，因为推进器的改进的进流角会减少气穴现象。

外八字布置还减少轴线振动和力。这是因为当推进器的水进流角得到改进时，作用于推进器上的不对称力减小。减少的负载和振动将增加轴的轴承以及受这些振动和力影响的其它构件的寿命。

在本发明的有利实施例中，推进单元进一步在竖向平面上倾斜，使得相对于水位线，腔室的前端低于腔室的后端。推进单元的竖向倾角进一步改进推进单元的推进器的水进流角，从而进一步提高推进单元的效率。

本发明可用于设有并排位于船的船尾处的两个推进单元的大型船中，例如巡洋舰、运输油或液化天然气的油轮、车辆运载船、货柜船和渡船。这样的大型船中的各个推进单元的功率为大约至少1 MW。

附图说明

参照附图，在下面详细地描述本发明的一些特定实施例，其中：

图1显示现有技术的推进组件。

图2显示根据本发明的推进组件。

图3显示根据本发明的推进组件的一个实施例的侧视图。

图4显示根据图3的推进组件的俯视图。

图5显示根据本发明的推进组件的另一个实施例的侧视图。

图6显示根据本发明的推进组件的第三实施例的侧视图。

具体实施方式

图1显示现有技术的推进组件。该组件包括并排位于船的船尾处的双推进器驱动系统10a、20a。各个驱动系统包括由轴14a、24a驱动的推进器15a、25a，以及沿船的行驶方向S位于推进器15a、25a后面的舵16a、26a。推进器15a、25a位于船的船体100的中心线CL的相对的侧。第一推进器15a由第一轴14a驱动，并且第二推进器25a由第二轴24a驱动。各个轴14a 、24a由其本身的主发动机(未在图中显示)驱动。第一舵16a定位在第一推进器15a后面，并且第二舵26a位于第二推进器25a后面。推进器轴14a、24a彼此平行，而且也平行于船的船体100的中心线CL。图还显示用于液化天然气LNG的货舱200。图显示推进器15a、25a相对于流到推进器15a、25a中的水的流线F的位置不是最佳的。

图2显示根据本发明的推进组件。该布置包括并排位于船的船体100的中心线的相对侧上的两个推进单元10、20。各个推进单元10、20包括通过支承结构连接到船的船体100上的腔室12、22。位于腔室12、22的前端处的推进器15、25由定位在腔室12、22中的电动马达13、23驱动。舵16、26位于腔室12、22的后端处。推进单元10、20的轴线SL相对于船的船体100的中心线CL布置在外八字位置上。轴线SL相对于船的船体100的中心线CL形成水平倾角β，使得轴线SL将在船的船体的中心线CL上的点处彼此交叉，所述交叉点位于船后面。腔室12、22的前端相对于船的船体100的中心线CL向外倾斜(外八字位置)，而腔室12、22的后端相对于船的船体100的中心线CL向内倾斜。图还显示用于液化天然气LNG的货舱200。

图3显示根据本发明的推进组件的一个实施例的侧视图，并且图4显示根据本发明的推进组件的一个实施例的俯视图。这些图显示图2中显示的右侧推进单元20的布置。左侧推进单元10与右侧推进单元相同，只是倾斜是相反的，使得两个推进单元10、20形成彼此的镜像。图还显示船的行驶方向S。图3还显示流到推进单元20的水的流线F。

推进单元20包括：将推进单元20连接到船的船体100上的空心支承结构21；相对于船的行驶方向S具有前端和后端的腔室22，所述腔室22连接到支承结构21上；在腔室22内的电动马达23；具有第一端和第二端的轴24，轴24的所述第一端连接到电动马达23的转子上，并且轴24的所述第二端从腔室22的前端突出，并且连接到推进器25上。电动马达23可为感应马达或同步马达。推进单元20通过支承结构22固定到船的船体100上。这表示推进器25将相对于船的船体100一直保持处于固定位置。

轴14形成推进单元20的轴线SL。轴线SL和水位线WL是平行的，这表示它们之间的竖向倾角α为0度。舵26的轴线27和轴线SL之间的角(即，角γ)为90度。舵26的轴线27和水位线WL之间的角(即，角δ)也是90度。

通过单独的舵26来操纵船，舵26借助于轴线27连接到船的船体100和推进单元20上。因而，舵26可枢转地附连到船体100和推进单元20上。舵26形成为使其形成支承结构21和腔室22的平缓延续部。舵26的下部部分在腔室22下面延伸一距离。基于来自航行驾驶室的命令，操纵装置(图中未显示)使轴线27旋转，而且照这样，也使舵26旋转。

图4显示推进单元20的轴线SL相对于船的船体100的中心线CL进一步位于水平倾角β处。这表示腔室22的面向推进器25的前侧从船的船体100的中心线CL向外倾斜，而腔室22的面向舵26的后侧则朝船的船体100的中心线CL向内倾斜。因而，推进单元20相对于船的船体100的中心线CL在外八字位置上。左侧推进单元10形成右侧推进单元20的镜像。因而左侧推进单元10也相对于船的船体100的中心线CL定位在外八字位置上。外八字角β在0.5度至6度的范围中。

推进单元10、20的这个外八字布置将改进推进器15、25的水进流角。这个外八字布置将改进效率，减少船的船体100的振动和激励。

图5显示根据本发明的推进组件的另一个实施例的侧视图。推进单元20因而也对应于图3中显示的推进单元。与图3中显示的布置不同的是，推进单元20的轴线SL相对于水位线WL形成竖向倾角α。这表示相对于水位线WL，腔室22的前端低于腔室22的后端。当推进单元20沿竖向倾斜时，进入推进器25的水流F的角度将得到改进。这表示推进器25的水力效率将得到改进。舵26的轴线27和水位线WL之间的角(即，角δ)如图3中那样仍然为90度。但是，舵26的轴线27和轴线SL之间的角(即，角γ)在这个实施例中小于90度，因为推进单元20沿竖向倾斜。图还显示了船的行驶方向S。

图6显示根据本发明的推进组件的第三实施例的侧视图。此布置因而对应于图5，即，推进单元20相对于水位线WL以角α倾斜。区别在于舵26的布置。舵26的轴线27和轴线之间的角(即，角γ)在这个实施例中为90度，这对应于图3中的情形。这表示舵26的轴线27已经相对于水位线WL倾斜，即，角δ超过90度。关于由推进器25产生的流，其中舵26轴线27与轴线SL形成直角的布置是有利的。图还显示了船的行驶方向S。

在船的船体100内提供至少一个发电机(图中未显示)，从而通过电网(图中未显示)将电功率提供给推进单元10、20中的电动马达13、23。

必须针对各个船或一系列船单独地确定水平倾角β(即，外八字角)和竖向倾角α。基于各个船或一系列船的模型测试来优化水平倾角β和竖向倾角α。针对水平倾角β和竖向倾角α单独地进行优化。优化目标是最大程度地减少燃料消耗，即，提高效率。通常在推进器的水进流笔直时实现最佳效率。

图中的单独的舵26可枢转地支承在船体100和推进单元20的腔室22处。舵26可以可枢转地支承在船体100和/或推进单元20处。因而舵26可以可枢转地支承在仅空心支承结构21处，或支承在船体100和空心支承结构21处，或支承在船体100和腔室22处，或支承在腔室21和空心支承结构21处。

上面介绍的本发明的实施例的示例不意于将本发明的范围仅局限于这些实施例。可在权利要求的范围内对本发明作出几种修改。

Claims

1. 一种在船中的推进组件，其中，所述船包括具有中心线(CL)的船体(100)，以及其中，所述推进组件包括：

固定的第一推进单元(10)，其在所述船体(100)的船尾处，在所述中心线(CL)的左侧，

固定的第二推进单元(20)，其在所述船体(100)的船尾处，在所述中心线(CL)的右侧，

所述第一和第二推进单元(10，20)各自包括：

附连到所述船体(100)上的空心支承结构(21)，

具有前端和后端的腔室(22)，所述腔室(22)附连到所述支承结构(21)上，

在所述腔室(22)内的电动马达(23)，

具有第一端和第二端的轴(24)，所述轴(24)的所述第一端连接到所述电动马达(23)上，而所述轴(24)的所述第二端从所述腔室(22)的所述前端突出，并且连接到推进器(25)上，所述轴(24)形成轴线(SL)，以及

可枢转地支承在所述腔室(22)的所述后端处的舵(26)，

其特征在于：

各个推进单元(10，20)安装成使得所述轴线(SL)相对于所述船体(100)的所述中心线(CL)形成在范围0.5度至6度的范围中的水平倾角(β)，使得所述推进单元(10，20)相对于所述船体(100)的所述中心线(CL)位于外八字位置上，即，所述腔室(22)的所述前端倾斜远离所述船的所述中心线(CL)，而所述腔室(22)的所述后端则朝所述船的所述船体(100)的所述中心线(CL)倾斜。

2. 根据权利要求1所述的推进组件，其特征在于，各个推进单元(10，20)安装成使得所述轴线(SL)相对于水位线(WC)形成在1度至8度的范围中的竖向倾角(α)，使得

相对于所述水位线(WL)，所述腔室(22)的所述前端低于所述腔室(22)的所述后端。

3. 根据权利要求1或2所述的推进组件，其特征在于，所述船是巡洋舰、运输油或液化天然气的油轮、车辆运载船、货柜船或渡船。

4. 根据权利要求1至3中的任一项所述的推进组件，其特征在于，各个推进单元(10，20)的功率为至少1 MW。