CN112888625A - 拖船液压发电机组 - Google Patents
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Abstract
一种海船(1),诸如拖船或渔船,包括连接到液压系统(100)的液压绞盘(10),以及带有连接到螺旋桨或推进器的主发动机曲轴(22)的至少一个主发动机。所述液压系统(100)包括:第一液压动力发电机组(106),其包括液压马达和发电机;连接到所述曲轴(22)的至少一个液压泵(105)。所述液压泵(105)被配置为驱动所述第一发电机组(106)发电,并且所述液压泵(105)被配置为驱动所述液压绞盘(10),以及第一阀元件(102)被用于选择性地将液压流体引向所述液压绞盘(10)或引向所述液压系统的所述第一发电机组(106)。
Description
发明内容
本发明涉及一种海船,诸如拖船或渔船,其包括连接到液压系统的液压绞盘,以及带有连接到螺旋桨或推进器的主发动机曲轴的至少一个主发动机。
当前已知的是使用包括主发动机和至少一个辅助发电机的拖船,或具有布置在拖船上的多个辅助发电机的拖船,其中辅助发电机中的至少一个是柴油发电机。液压绞盘系统包括用于驱动发电机发电的液压泵。液压泵是在拖船上交付的绞盘的一部分。
现有的绞盘液压系统具有泵,其以约150KW的功率操作。绞盘液压系统的缺点之一是该额定值使得在大多数的时间并非需要所有的功率来操作液压绞盘。当不使用液压绞盘时,液压系统处于空转状态。
本发明的总体目的是提供一种带有液压系统的海船,其中可以减少辅助发电机的运行时间。
本发明的另一个目的是使用绞盘液压装置来驱动发电机组,以减少在其余的柴油发电机组上的运行时间并且减少液压系统的维护。
根据下面的具体实施方式,上述需求和目的以及众多其他需求和目的将变得显而易见。根据本发明的第一方面,所述需求和目的可以通过一种海船诸如拖船或渔船来实现,所述海船包括:
连接到液压系统的液压绞盘,以及带有连接到螺旋桨或推进器的主发动机曲轴的至少一个主发动机,所述液压系统包括:
-第一液压动力发电机组,其包括液压马达和发电机,
-连接到所述曲轴的至少一个液压泵,
--所述液压泵被配置为驱动所述第一发电机组发电,以及
-所述液压泵被配置为驱动所述液压绞盘;以及
-用于选择性地将液压流体引向所述液压绞盘或引向所述液压系统的所述第一发电机组的第一阀元件。
本发明带来了以下的可能性:移除现有技术海船的柴油驱动的发电机组中的一个并且用由液压系统的液压泵驱动的发电机替换柴油驱动的发电机组,从而实现液压系统,其中当液压泵不用于驱动海船的液压绞盘时,液压泵可以用于其他目的。
通过替换柴油驱动的发电机组中的一个,可以利用绞盘液压系统从主发动机曲轴取出功率,以通过使用液压马达来驱动第一液压发电机组的发电机来发电。
根据本发明的液压泵可以用于海船上的两种情况,第一种情况是主要目的,其中液压泵用于将液压流体输送至布置在海船上的液压绞盘,并且第二种情况是次要目的,其中液压泵用于将液压流体输送至第一液压动力发电机组的液压马达。
所述第一液压动力发电机组包括液压马达和发电机。所述液压泵将被配置为驱动所述液压发电机组发电。一个或多个第一阀元件可以用于选择性地将液压流体引向位于所述海船上的所述液压绞盘,或引向布置在所述海船上的所述液压系统的所述第一发电机组。通过移除所述辅助发电机中的一个或多个,可以改变所述海船的尺寸和重量。本发明提供了一种在拖船或渔船上建立轴带发电机的具有成本效益的方式。所述第一液压动力发电机组的所述发电机可以是轴带发电机。
来自所述绞盘液压泵的液压流体被输送至液压马达,其继而使所述第一液压动力发电机组的所述发电机旋转。优点是所述液压系统是符合规定的。这意味着向所述液压系统添加液压发电机组不会影响所述液压系统的性能。所述液压泵通常始终处于旋转状态中,但是当所述绞盘不需要液压流体时,斜板调节在0冲程。可能存在有所述发电机组和所述液压绞盘同时运行的情形,然而在这种情况下,源于所述发电机组的最大输出将受到限制。
所述液压发电机组可以提供70-90kW的功率(电力),优选为约80kW。这可以替换现有的辅助发电机组中的一个。所述液压发电机组可以为拖船的客栈负载提供动力。其将连接到能量管理系统。所述液压发电机组还可以根据需要为所述海船的电池充电。
在上下文中,术语“发电机组”应指代连接到发电机的马达。所述发电机组可以用于为海船发电。所述发电机组的尺寸在本发明中将产生高达100kW的电功率。
术语“主发动机”用于定义位于海船甲板下方的发动机,并且主发动机通常产生750至3000马力(500至20000kW)且通常具有极高的功率:吨位比(普通货船和客船具有为0.35至1.20的P:T比(kW:GRT),其中大型拖船通常为2.20至4.50且小型港口拖船为4.0至9.5)。发动机通常与铁路发动机中使用的那些相同,但通常机械地驱动螺旋桨,而不是转换发动机的输出以向电动马达提供动力,如铁路发动机所常见的情况一样。
在本申请的上下文中,术语“拖船”或“拖曳船”用于定义船,其用于主要通过拖曳或推动来操纵在港口中、公海上或通过河流和运河的其他船(参见航运)。此外,拖船可以用于拖曳驳船、残疾船或其他设备,如拖船。
在本申请的上下文中,术语“海船”也应涵盖将在河流或湖泊上操作的任何水船。
在另一个实施方案中,所述海船还包括第二发电机组,诸如柴油发电机组,其包括用于将电输送至所述海船的柴油马达和发电机。通过使用第二发电机组,即使在需要附加发电的情况下,也可以向海船的电气部件提供电力,并且由此获得反解。
在另一个实施方案中,所述第一发电机组被配置为产生高达100kW的功率。通过使用第一发电机组,可以提供一种液压发电机组,其能够为拖船的客栈负载提供动力。所述液压发电机组将连接到能量管理系统,并且如果需要的话,液压发电机组还可以用于为所述海船上的一个或多个电池充电。
在另一个实施方案中,所述第一发电机组是所述海船上的唯一发电机组。通过仅使用一个第一发电机组,所述第一发电机组可以输送在操作所述海船诸如拖船期间所需的所有电力。由于仅一个发电机组将被布置在所述海船上,还可以减小所述燃料系统的尺寸和排气管的数量。如果移除了辅助发电机中的一个或多个,则可以减小船的尺寸和重量。
在另一个实施方案中,所述液压系统包括连接到所述液压泵的多个流体连接管,一个管连接到位于所述船的船首附近的液压绞盘。通过使用多个流体连接,可以将所述海船的所述液压部件布置在所述海船的船体中并且使所述液压系统的所述不同的液压部件相互连接。
在另一个实施方案中,所述液压绞盘操作锚或拖缆。通过使用液压绞盘,可以操作锚或拖缆。所述液压绞盘可以包括用于限制所述绞盘的鼓筒的制动装置。
在另一个实施方案中,包括附加的液压马达,其中所述液压泵可与所述液压绞盘断开连接,并且可连接到所述附加的液压马达中的一个或多个,诸如通过另外的阀元件进行。通过使用附加的液压机构,可以操作所述附加的设备,这是因为理论上可以通过液压装置来控制移动的任何物体。
在根据本发明的第二方面的一个实施方案中,公开了一种操作所述海船的方法,其包括以下步骤:
-在第一操作模式和第二操作模式之间改变所述第一阀元件的位置,
-其中所述第一操作模式包括将所述液压流体从所述液压泵引向所述液压绞盘;以及
-其中所述第二操作模式包括将所述液压流体从所述液压泵引向所述第一发电机组。
在根据本发明的第二方面的另一个实施方案中,所述方法包括以下步骤:
-在暂停所述液压绞盘的操作之后,将所述液压流体引向所述一个或多个附加的液压马达。
在根据本发明的第三方面的一个实施方案中,公开了一种可连接到海船诸如拖船或渔船的液压绞盘的海船液压系统,其中所述海船包括带有连接到螺旋桨或推进器的主发动机曲轴的至少一个主发动机,
所述液压系统包括:
-第一液压动力发电机组,其用于发电并且可连接到电力功率分配器,诸如所述海船的能量管理系统或电池;
--所述第一发电机组包括液压马达和发电机,
-可连接到所述曲轴的至少一个液压泵,
-连接所述液压泵与所述第一发电机组的液压流体管道,
--所述液压泵可连接到所述液压绞盘以驱动所述液压绞盘;以及
-一个或多个第一阀元件,其用于选择性地将液压流体从所述液压泵引向所述液压绞盘以进行所述液压绞盘的所述驱动,或引向所述液压系统的所述第一发电机组。
来自所述绞盘液压泵的液压流体被输送至液压马达,其继而使所述发电机旋转。这意味着向所述液压系统添加液压发电机组不会影响所述液压系统的性能。
具体实施方式
通过以下参考附图对本发明的示例性实施方案进行的详细描述,本发明的上述以及其他特征和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见,在附图中:
图1示出了根据本发明的海船的示意图。
图2示出了海船的液压系统的局部视图。
图3示出了海船的液压系统的局部视图。
在下文中参考附图描述了各种实施方案。贯穿全文,相似的附图标记指代相似的要素。因此,将不再关于每个附图的描述来详细描述相似要素。还应当注意,附图仅旨在方便描述实施方案。
结合特定实施方案描述的方面或优点不必限于该实施方案,并且可以在任何其他实施方案中实践,即使未如此说明或未如此明确地描述。贯穿全文,相同的附图标记用于相同或对应的部分。
图1示出了本发明的海船的示意图,更具体地为拖船1。拖船1包括连接到液压系统100(图2所示)的液压绞盘10,以及带有连接到螺旋桨或推进器(未在图中示出)的主发动机曲轴22的一个主发动机20。海船包括用于向海船输送电力的第一发电机组106和第二发电机组50,诸如柴油发电机组(包括柴油马达和发电机)。位于海船的甲板上的液压绞盘10可以用于操作锚或拖缆。
拖船通常将具有在前甲板(船首)上的主绞盘,以及在后甲板上的辅助绞盘,以使得能够有效地执行其主要任务:制动或操纵拖船。牵引绞盘适于拉动1至300吨。前甲板上的主绞盘和后甲板上的牵引绞盘将是液压绞盘,其具有单个鼓筒或两个鼓筒,这取决于牵引要求。
现在参考图1和图2,液压系统100包括多个流体连接管101、103、104、107。一个流体连接管104连接到所述液压泵105,一个管107连接到位于所述船1的船首8附近的液压绞盘10。
在示出的实施方案中,第一发电机组106被配置为产生高达100kW的功率,并且在本发明的所示的实施方案中,第一发电机组106是海船上唯一的液压发电机组。液压发电机组可以提供80kW的功率(电力)。这替换了现有的辅助发电机组中的一个。所述液压发电机组将为拖船的客栈负载提供动力。其将连接到海船的能量管理系统16。所述液压发电机组还可以根据需要为所述海船的电池充电。
现在参考图2,示出了第一液压绞盘系统的视图,其中液压系统100包括第一发电机组,诸如液压动力发电机组106,其包括液压马达和发电机。液压泵105连接到曲轴22,并且液压泵105被配置为驱动第一发电机组106发电以用电向海船提供动力。此外,如图1所示,液压泵105被配置为驱动位于海船上优选为在海船的甲板上的所述液压绞盘10。
来自所述绞盘液压泵的液压流体被输送至所述液压发电机组的液压马达,其使所述液压发电机组的所述发电机转动。优点是液压系统的尺寸通常是根据官方权威规定的安全要求来设置的。这意味着向所述液压系统添加液压发电机组不会影响所述液压系统的性能。
第一阀元件102用于选择性地将液压流体引向液压绞盘10或引向所述液压系统的第一发电机组106。第一阀元件102被描绘为三通阀,其可以由海船的能量管理系统16远程操作或由操作员操作。所述液压发电机组还可以根据需要为所述海船的电池充电。液压泵105可连接到附加的液压马达70中的一个或多个,诸如通过另外的阀元件108进行。
第二阀元件108用于选择性地将液压流体引向液压系统的其他液压机构70。第二阀元件108被描绘为三通阀。
海船的操作者能够从操作液压绞盘10切换到操作液压动力发电机组106。第一步涉及在第一操作模式和第二操作模式之间改变第一阀元件102的位置。第一操作模式包括将液压流体从液压泵105引向所述液压绞盘10,并且第二操作模式包括将液压流体从液压泵105引向第一发电机组106。
在暂停所述液压绞盘10的操作之后,海船的操作者可以将所述液压流体引向所述一个或多个附加的液压马达70。
现在参考图3,示出了液压绞盘系统100'的视图,其类似于图2所示的液压绞盘系统100。液压系统100'包括第一发电机组106,诸如液压动力发电机组106,其包括液压马达和发电机。液压泵105连接到曲轴22,并且液压泵105被配置为驱动第一发电机组106发电以用电向海船提供动力。
第一阀元件102用于将液压流体选择性地引向液压绞盘10,并且另一个第一阀元件102用于将液压流体选择性地引向所述液压系统100'的第一发电机组106。第一阀元件102被描绘为双通阀,其可以由海船的能量管理系统16远程操作或由操作者手动操作。液压泵105可以通过使用另外的阀元件(未示出)而连接到附加的液压马达70中的一个或多个。
Claims (10)
1.一种海船(1),诸如拖船或渔船,其包括:
-连接到液压系统(100、100')的液压绞盘(10),以及
-带有连接到螺旋桨或推进器的主发动机曲轴(22)的至少一个主发动机,所述液压系统(100)包括:
-第一液压动力发电机组(106),所述第一液压动力发电机组(106)包括液压马达和发电机;
-连接到所述曲轴(22)的至少一个液压泵(105),
--所述液压泵(105)被配置为驱动所述第一发电机组(106)发电;以及
--所述液压泵(105)被配置为驱动所述液压绞盘(10);以及
-用于选择性地将液压流体引向所述液压绞盘(10)或引向所述液压系统的所述第一发电机组(106)的第一阀元件(102)。
2.如权利要求1所述的海船,所述海船(1)还包括第二发电机组(50),诸如柴油发电机组,所述第二发电机组(50)包括用于将电输送至所述海船的柴油马达和发电机。
3.如前述权利要求2所述的海船,其中所述第一发电机组(106)被配置为产生高达100kW的功率。
4.如前述权利要求1所述的海船,其中所述第一发电机组(106)是所述海船上的唯一发电机组。
5.如前述权利要求中任一项所述的海船,其中所述液压系统(100)包括连接到所述液压泵(105)的多个流体连接管(104),一个管(107)连接到位于所述海船(1)的船首(8)附近的液压绞盘(10)。
6.如前述权利要求中任一项所述的海船,其中所述液压绞盘(10)操作锚或拖缆。
7.如前述权利要求中任一项所述的海船,其包括附加的液压马达(70),其中所述液压泵(105)可与所述液压绞盘(10)断开连接,并且可连接到所述附加的液压马达(70)中的一个或多个,诸如通过另外的阀元件(108)进行。
8.一种操作如前述权利要求中任一项所述的海船(1)的方法,其包括以下步骤:
-在第一操作模式和第二操作模式之间改变所述第一阀元件(102)的位置,
-其中所述第一操作模式包括将所述液压流体从所述液压泵(105)引向所述液压绞盘(10);以及
-其中所述第二操作模式包括将所述液压流体从所述液压泵(105)引向所述第一发电机组(106)。
9.一种操作如权利要求6所述的船(1)的方法,其包括以下步骤:
-在暂停所述液压绞盘(10)的操作之后,将所述液压流体引向所述一个或多个附加的液压马达(70)。
10.一种可连接到海船(1),诸如拖船或渔船的液压绞盘(10)的海船液压系统(100、100'),其中所述海船(1)包括带有连接到螺旋桨或推进器的主发动机曲轴(22)的至少一个主发动机(20),
所述液压系统(100、100')包括:
-第一液压动力发电机组(106),其用于发电并且可连接到电力功率分配器,诸如所述海船(1)的能量管理系统(16)或电池(14);
--所述第一发电机组(106)包括液压马达和发电机,
-连接到所述曲轴(22)的至少一个液压泵(105);
-连接所述液压泵(105)与所述第一发电机组(106)的液压流体管道(101);
-所述液压泵(105)可连接到所述液压绞盘(10)以驱动所述液压绞盘;以及
-一个或多个第一阀元件(102),其用于选择性地将液压流体从所述液压泵(105)引向所述液压绞盘(10)以进行所述绞盘的所述驱动,或引向所述液压系统(100)的所述第一发电机组(106)。
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