CN1161254C - 方位螺旋桨装置 - Google Patents

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Abstract

一种方位螺旋桨装置。该方位螺旋桨装置包括：方位吊舱；设置在方位吊舱上的吊舱螺旋桨部件；驱动吊舱螺旋桨部件的电机。电机设置在螺旋桨吊舱内，用于散发电机产生的热量的至少一个辐射部件设置在螺旋桨吊舱的外周边。

Description

方位螺旋桨装置
                            技术领域
本发明涉及一种方位螺旋桨装置(an azimuth propeller device)。特别是，本发明涉及一种包括用于驱动吊舱螺旋桨的电机的方位螺旋桨装置。
                            背景技术
通常，传统的船设有螺旋桨和独立设有螺旋桨的舵，它们固定在船尾，以便由螺旋桨施加船的驱动力，并由舵进行例如船转向操作。
然而，最近，用来驱动船的螺旋桨和用来操纵船的舵结合成整体，而且，与船连接从而可在船的垂直方向上旋转的方位螺旋桨装置进一步得到发展，方位螺旋桨装置简称为方位螺旋桨。
参考图3和4，该图简要描述了传统的方位螺旋桨的结构。图3是表示在船的尾部连接的方位螺旋桨装置的示意图。图4A是表示方位螺旋桨装置的右手侧的局部截面视图。图4B是表示在图4A中沿线A-A截取的方位螺旋桨装置的截面视图。在图中，附图标记1表示船底的后部，2表示方位吊舱，3表示轴，4表示射流板部件，5表示吊舱螺旋桨部件，6表示螺旋桨轴，7表示定子，8表示转子，9表示电机，而10表示方位螺旋桨装置。
如图所示，方位螺旋桨装置10通过轴3与船底1的后部可旋转连接。方位螺旋桨装置10包括吊舱螺旋桨部件5，方位吊舱2，和射流板部件4。给船施加驱动力的吊舱螺旋桨部件5可以与方位螺旋桨装置10的前部或后部连接。方位吊舱2的内部容纳螺旋桨驱动机构，例如电机9。射流板部件4整体地固定在方位吊舱2的上部，并具有流线型横截面形状。射流板部件4与在垂直方向上延伸的轴3的下部连接，轴3的上部与布置在船体内的驱动机构(图中未示出)结合，因此，轴3，射流板部件4，方位吊舱2和吊舱螺旋桨部件5整体旋转。
通过利用具有上述结构的方位螺旋桨装置10，有可能利用通过旋转吊舱螺旋桨部件5产生的驱动力来驱动船，并通过相对于船底1的后部旋转方位螺旋桨装置10以改变船的运行航线，从而获得转向的功能。
注意到存在两种类型的方位螺旋桨装置10。一种方位螺旋桨装置是用于向吊舱螺旋桨5输出驱动力的电机9布置在方位吊舱2中，如图4A所示；另一种方位螺旋桨装置是驱动力由驱动源(图中未示出)，例如布置在船体中的电机承受。图4A和4B中所示的方位螺旋桨装置10具有一种结构，其中电机8与螺旋桨轴6一起相对于定子7旋转，该定子7固定在空心方位吊舱2的内侧壁上。为了处理驱动电机9产生的热量，在传统的方位螺旋桨装置10中采用一个空气冷却系统，该空气冷却系统中循环从船体供给方位吊舱2的冷却空气。
然而，对于方位螺旋桨装置的上述空气冷却系统来说，由于它使冷却空气强制循环，因此，许多部件成为必要，例如冷却空气的供应源，冷却空气的通道，冷却空气的推进装置例如风扇，和用于启动推进装置的驱动源。为此，从结构的观点来看，有必要在方位螺旋桨装置和船体中的至少其中之一内确保一个空间用于设置通道、推进装置等。因此，从降低方位螺旋桨装置的尺寸或成本的角度来看，这是不利的。另外，由于冷却系统消耗功率，运行成本也增加。
                            发明内容
本发明考虑了上述情形，本发明的一个目的在于提供一种方位螺旋桨装置，它能完全消除冷却电机等和使用空气冷却系统的必要，或者使之下降到最低程度。
为了实现上述目的，本发明提供一种方位螺旋桨装置，包括：方位吊舱；设置在所述方位吊舱上的吊舱螺旋桨部件；驱动所述吊舱螺旋桨部件的电机，所述电机设置在所述方位吊舱内；和在所述方位吊舱的外侧设置在所述方位吊舱的外周边上的至少一个辐射部件，其中所述至少一个辐射部件包括至少一个散热片，所述散热片在所述方位螺旋桨装置处于水中时与周围的水接触。
根据本发明的另一方面，提供一种方位螺旋桨装置，包括：方位吊舱；
设置在所述方位吊舱上的吊舱螺旋桨部件；驱动所述吊舱螺旋桨部件的电机，所述电机设置在所述方位吊舱内；和设置在所述方位吊舱的外周边上的至少一个辐射部件，其中，所述辐射部件是在所述方位吊舱的前方和后方延伸的散热片，所述散热片在所述吊舱螺旋桨部件的旋转方向上从所述散热片的前方向后方扭转。
根据本发明的又一方面，提供一种方位螺旋桨装置，包括：方位吊舱；设置在所述方位吊舱上的吊舱螺旋桨部件；驱动所述吊舱螺旋桨部件的电机，所述电机设置在所述方位吊舱内；和至少一个辐射部件，所述至少一个辐射部件包括散热片，所述散热片设置在所述方位吊舱的外侧并定位在所述方位吊舱上，从而在所述电机在周围的水中驱动所述吊舱螺旋桨部件时可使散热片与周围的水接触以冷却电机。
根据上述方位螺旋桨装置，由于至少一个辐射部件设置在方位吊舱的外周边，因而，有可能有效地将热量通过辐射部件向周围的水中释放，该热量是通过旋转方位吊舱内的电机产生的。即，有可能有效地实现利用船所航行的海洋、河流或湖等中的水来进行水冷却操作，这样，可使空气冷却操作消除或减少至最低程度。因此，在方位螺旋桨装置的尺寸和成本降低方面，它具有显著的效果。
而且，由于在方位吊舱的前方向和后方向延伸的至少一个散热片用作辐射部件，从而有可能确保一个大的传热区域，以提高辐射效率。
而且，由于散热片在吊舱螺旋桨部件的旋转方向上从散热片的前部向其后部扭转，因此，除了获得上述辐射效应外，还获得水流调节效应。因此，本发明还有助于提高驱动力。
                            附图说明
本发明的部分特点和优点已经作了描述，本发明的其它特点和优点参见附图并通过下面的详细描述将更清楚，附图中：
图1A是根据本发明一个实施例的方位螺旋桨装置的示意性侧视图，图1B是图1A所示的方位螺旋桨装置的前立视图；
图2A是根据本发明一个变型实施例的方位螺旋桨装置的示意性侧视图，图2B是图2A所示的方位螺旋桨装置的前立体视图；
图3是传统的方位螺旋桨装置在船的船尾部分的连接构造示意图；和
图4A是一个传统方位螺旋桨装置的示意性侧视图，图4B是沿图4A中线A-A截取的所述方位螺旋桨的横截面视图。
                            具体实施方式
参考附图，并参见下面的详细描述可以更好地理解上面简述和列举的权利要求所定义的本发明。下面提出并使公众能够实施和利用本发明的特定的优选实施例的详细描述不是用来限制列举的权利要求，而是用作特定的实例。
参考图1A和图1B来描述根据本发明一个实施例的方位螺旋桨装置。注意在下列图中，与现有技术中描述的元件相同的元件采用相同的附图标记，省略对其解释。
在根据图1A和1B所示的本发明第一实施例的方位螺旋桨装置中，附图标记1表示船底的后部，2表示方位吊舱，3表示轴，4表示射流板部件，5表示吊舱螺旋桨部件，10A表示方位螺旋桨装置，11表示一个(多个)辐射散热片(即，辐射部件)。
如图所示，方位螺旋桨装置10A通过轴3与船底1的后部可旋转地连接。在本说明书中，术语“船底的后部”指相对于船的航行方向位于船体后部的船底的一部分。因此，方位螺旋桨装置10A位于船所航行的海洋、河流、湖泊等的水面下。
方位螺旋桨装置10A包括方位吊舱2，在方位吊舱2的内部装有一个电机，以驱动吊舱螺旋桨(图中未示出)，通过向后驱动水给船施加驱动力的吊舱螺旋桨部件5与其前部或后部连接(图1A中所示的装置10A中的后部)。具有流线型横截面形状的射流板部件4整体固定到方位吊舱2的上部。射流板部件4与在垂直方向上延伸的轴3的下部连接，轴3的上部与布置在船体内的驱动机构(图中未示出)联结，因此，轴3，射流板部件4，方位吊舱2和吊舱螺旋桨部件5可整体旋转。
如图1A和1B所示，多个辐射散热片11与方位吊舱2的外周边连接，以便由此延伸。每个辐射散热片11是板状部件，通过吊舱螺旋桨部件5的驱动力作用，它在方位吊舱2的前至后的方向上即航行方向上延伸。辐射散热片11最好使用具有极佳热传导性的部件。
注意到尽管十八个辐射散热片11与方位吊舱2的外周边等间距地径向连接，但本发明不限于这种特殊的构造。
在具有上述结构的方位螺旋桨装置10A中，电机(图中未示出)使吊舱螺旋桨部件5旋转所产生的热量通过方位吊舱2的壁传递到每个辐射散热片11，并从每个辐射散热片11的表面散发到周围的水中。即，根据本发明的一个实施例，方位吊舱2借助辐射散热片11通过水冷却系统冷却。为此，在上述现有技术中所需要的部件，例如空气冷却系统的功率源，启动推进装置的驱动源，和冷却空气的通道成为必须，并因此，根据本发明的该实施例不仅减少占用空间、能量消耗和成本，而且提高方位螺旋桨装置的耐久性和可靠性。
而且，如果本发明实施例的水冷却系统不能覆盖整个发热量，例如在电机的发热量较大的情况下，有可能将本发明的水冷却系统与传统的空气冷却系统结合使用。在这种情况下，由于与传统的系统相比，空气冷却系统的负担减轻，因此风扇或冷却空气的通道的尺寸可减少。
接着，参考图2A和2B描述上述实施例的一个变型实例。注意与图1A和1B中所示的实施例所描述的元件相同的元件使用相同的附图标记表示，省略对其解释。
在该变型实施例中，射流板散热片12用作辐射部件。通常，通过使上述散热片11在吊舱螺旋桨5的旋转方向上从前向后扭转来形成射流板散热片12。在图2A和2B所示的实例中，吊舱螺旋桨5在从方位螺旋桨装置10B的前方(航行方向上)看去如图2B中箭头13所示的顺时针方向上旋转，每个射流板散热片12从前向后成角度或倾斜。倾斜是由于射流板散热片12的扭转，因此，射流板散热片12的尾部在吊舱螺旋桨5的旋转方向上相对于方位吊舱2的轴向上翻转。即，射流板散热片12的倾斜表面12a沿吊舱螺旋桨5抽吸的水流形成。
如果采用具有上述结构的射流板散热片12，除了上述水冷却功能外还有可能获得由吊舱螺旋桨5抽吸的水的水流调节功能。因此，有可能减少损耗，并因此增加通过旋转吊舱螺旋桨5所施加的驱动力。
注意根据本发明实施例的方位螺旋桨装置的结构不仅限于上述结构，它在本发明的范围内还可修改。例如，具有极佳的热传导性能的部件可介于方位吊舱和电机之间，以便进一步增加电机的热传导。
由于已经描述了本发明的一些实施例，显然，对本领域的普通技术人员来说，本发明可作许多修改，变化和改进。尽管上面没有描述，这种修改、变化和改进应当限制在本发明的实质和范围内。因此，前述讨论仅是用来解释，本发明由下面的权利要求书及其等效范围定义。

Claims (7)

1.一种方位螺旋桨装置，包括：
方位吊舱；
设置在所述方位吊舱上的吊舱螺旋桨部件；
驱动所述吊舱螺旋桨部件的电机，所述电机设置在所述方位吊舱内；和
在所述方位吊舱的外侧设置在所述方位吊舱的外周边上的至少一个辐射部件，其中所述至少一个辐射部件包括至少一个散热片，所述散热片在所述方位螺旋桨装置处于水中时与周围的水接触。
2.如权利要求1所述的方位螺旋桨装置，其特征在于，所述至少一个散热片在所述方位吊舱的前方和后方延伸。
3.一种方位螺旋桨装置，包括：
方位吊舱；
设置在所述方位吊舱上的吊舱螺旋桨部件；
驱动所述吊舱螺旋桨部件的电机，所述电机设置在所述方位吊舱内；和
设置在所述方位吊舱的外周边上的至少一个辐射部件，
其中，所述辐射部件是在所述方位吊舱的前方和后方延伸的散热片，所述散热片在所述吊舱螺旋桨部件的旋转方向上从所述散热片的前方向后方扭转。
4.一种方位螺旋桨装置，包括：
方位吊舱；
设置在所述方位吊舱上的吊舱螺旋桨部件；
驱动所述吊舱螺旋桨部件的电机，所述电机设置在所述方位吊舱内；和
至少一个辐射部件，所述至少一个辐射部件包括散热片，所述散热片设置在所述方位吊舱的外侧并定位在所述方位吊舱上，从而在所述电机在周围的水中驱动所述吊舱螺旋桨部件时可使散热片与周围的水接触以冷却电机。
5.如权利要求4所述的方位螺旋桨装置，其特征在于，所述至少一个辐射部件包括关于所述方位吊舱圆周地间隔开的多个散热片。
6.如权利要求4所述的方位螺旋桨装置，其特征在于，所述至少一个散热片在所述方位吊舱的前方和后方延伸。
7.如权利要求4所述的方位螺旋桨装置，其特征在于，所述散热片在所述吊舱螺旋桨部件的旋转方向上从所述散热片的前方向后方扭转。
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