CN1535894A - 海船的推进单元 - Google Patents

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Abstract

一种海船(2)的推进单元(1)，它包括通过一支撑结构(5)连接于该船的船壳(4)的一舵装置(3)，设置在该舵装置前部的且组装到第一轴装置(7)上的第一螺旋桨单元(6)，该第一轴装置连接于布置在船上的一动力单元(8)，和设置在该第一螺旋桨单元(6)后部的第二螺旋桨单元(9)，其中，该第二螺旋桨单元(9)被组装到一第二轴装置(10)上，该第二轴装置布置成连接该舵装置(3)的支撑结构(5)。

Description

海船的推进单元
技术领域
本发明涉及按照权利要求1的前序部分的海船的推进单元(或推进装置)，其中该推进单元包括通过一支承装置连接于该船的船壳的一舵装置，设置在该舵装置的前部并组装到第一轴装置上的第一螺旋桨单元，该第一轴装置与布置在船上的一动力单元连接，和在该第一螺旋桨单元后面布置的第二螺旋桨单元。
背景技术
船舶的推进通常通过一个或多个旋转螺旋桨以及采用与一螺旋桨连接的舵进行操纵来实现。已知相对旋转螺旋桨(CRP)比常规的单螺旋桨能提供多项优点。载荷被分配到两个螺旋桨而不是一个螺旋桨的叶片区域，且该第一螺旋桨的螺旋桨尾流的旋转能量可被更有效地重新利用，仅提到一些。
最常见的提供一个CRP系统的设计方案为采用两个同心轴，中空的外轴和在该外轴内的内轴。在这种方案中该第一，即前螺旋桨连接于该外轴，而第二，即后螺旋桨连接于内轴，该内轴通过该第一螺旋桨轴毂延伸。美国专利US4,963,108可以作为这类技术方案的一个例子。这种布置需要非常复杂的轴和齿轮装置。实际上密封也是造成其难于安装的问题。
作为一种备选方案，还提出一种常规的轴驱动单螺旋桨且一个CRP舱作为后推进器的组合方案。这种解决方案可以避免常用的采用了两个同心轴的CRP系统的复杂的轴和齿轮装置。但是这种解决方案在螺旋桨之间需要有很大的间隙，因为该舱必须在第一螺旋桨后面旋转。这进而降低了这种解决方案的效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种海船的推进单元，该装置使已有技术的问题最小化。本发明的一个特别的目的在于提供海船的一推进单元，其还能有操纵作用。
本发明的上述和其它目的基本上符合如权利要求1中的公开，且在其它权利要求中说明得更清楚的技术解决方案。
在本说明书中，术语“在后”，“在后面”，“后部”，“前”或类似的表示与描述一元件的位置相联系，这些术语应理解为与在一船内从船头到船艉的方向相关。
根据本发明的一种优选的实施方式，海船的一推进单元包括通过一支承装置连接于该船的船壳的一舵装置，设置在该舵装置前部的且组装到第一轴装置上的第一螺旋桨单元，该第一轴装置连接与布置在船上的一动力单元，和布置在该第一螺旋桨单元后部的第二螺旋桨单元。本发明的特征在于该第二螺旋桨单元被组装到一第二轴装置中，该第二轴装置布置成连接于该舵装置的支撑结构。通过这种方式，向第二螺旋桨单元的动力传输可通过一单独的途径提供，而不是在该第一轴装置内，且此外该推进单元能起到操纵作用。
该第二轴装置被支承在该舵装置的支撑结构中，因而集成的不同部分的配合作用被最优化。该舵装置的支撑结构包括布置在该第一和第二螺旋桨单元之后的一鱼雷状部分并包括用于该第二螺旋桨单元的支承装置。
该第二轴装置包括基本上平行于该第一轴装置的一螺旋桨轴，以及与该螺旋桨轴成一角度的一驱动轴。此外，该螺旋桨轴和该驱动轴通过设置在该鱼雷状部分中的一角传动装置或类似装置彼此相互连接。该驱动轴布置成从该鱼雷状部分通过该支撑结构延伸到该船内。
该第一螺旋桨单元包括一第一螺旋桨轴毂，且该第二螺旋桨单元包括一第二螺旋桨轴毂。第一螺旋桨轴毂、第二螺旋桨轴毂和该鱼雷状部分形成在尾部方向上具有增大的截面区域的一基本上为流线形的壳体，以改进尾流以及进入螺旋桨的流动的波。根据本发明该第一螺旋桨单元与第二螺旋桨单元布置成相对彼此沿相反的方向旋转。
根据本发明的另一优选实施例设置一海船的一个CRP(相对旋转螺旋桨)推进单元，其包括被组装到延伸穿过该船船壳的一轴上的一前螺旋桨单元，和在该前螺旋桨单元后部的被组装到一支撑结构上的后螺旋桨单元。在该实施例中，至少一个螺旋桨单元设有一螺距控制装置。由于该CRP推进单元被支承在船壳上，且该传动系穿过单独的结构，通过采用相对螺旋桨的相应的传动系，可相当容易地设置该螺距(或节距)控制装置。这导致以简单的方式提供带有逆向旋转的可调螺距螺旋桨的推进单元。
本发明提供了优于现有技术的多项优点。首先该解决方案避免了与一个在前螺旋桨的波中旋转以完成操纵作用的螺旋桨相关联的问题，这是在采用吊舱驱动时作为后螺旋桨的情况。其次，由于该舵装置集成在该后螺旋桨结构中，所以不再需要额外的舵。此外，本发明提供了一种技术方案，其显然比已知的CRP螺旋桨更实用。由于该相对旋转螺旋桨以及源于螺旋桨轴毂和水雷形的流线形壳体的改善的波，其还提供了整个组件的改进的水动力效率。
附图说明
现将结合附图详细描述本发明，在附图中：
图1表示本发明的一优选实施例；且
图2表示本发明的另一优选实施例。
具体实施方式
图1表示一海船2的一艉部截面。该船2包括一个支承在一第一螺旋桨单元6后面的舵装置3。该舵装置3通过一支撑结构5例如舵杆支承，该舵装置3连接于该船2的船壳4。该舵装置3包括刚性地连接于该船2的船壳4的支撑结构5和一操纵部件14，该操纵部件枢轴连接于该舵装置3的该支撑结构5。为了控制该舵装置3的操纵效果，其设有操纵装置15，可以一种已知方式控制和操作该操纵装置。
第一螺旋桨单元6以常见的方式连接于一第一轴装置7。该第一轴装置7包括驱动该第一螺旋桨单元6的一动力单元8。该动力单元8可以是任何用于产生动力的适合的装置，例如，活塞发动机，气轮机或电动机。在第一螺旋桨单元的后面有一第二螺旋桨单元9。该第一和第二螺旋桨单元适合采用所谓的相对旋转螺旋桨(CRP)。与常用的单螺旋桨装置相比，这种装置提供了改进的推进效率。这些螺旋桨定位在彼此比较近的位置，因而螺旋桨之间只有一很小的空隙。第二螺旋桨单元9被组装到分别连接于一动力单元13的一第二轴装置10上。
根据本发明，该第二轴装置10设置为连接该舵装置3的支撑结构5，因而用于该第二螺旋桨单元9的轴和动力传输装置可被引入该结构5中并且也由其支承。用这种方式，两个推进器单元的传动系设计成彼此相互分开，因而避免在常用的解决方案中例如有关共轴的问题。
该舵装置3的支撑结构5例如舵杆设有布置在该第一和第二螺旋桨单元6，9后面的一鱼雷状部分11。在该鱼雷状部分11内有用于该第二螺旋桨单元9的轴装置和支承装置12。支承装置12包括轴承和/或其它动力传输装置和支承装置。该第二轴装置10包括平行于该第一轴装置7的一螺旋桨轴10.1。在实践中希望将该轴10.1和第一轴装置7布置成彼此对准。该第二轴装置10还包括一驱动轴10.2，该驱动轴通过一角传动装置或类似装置10.3与该螺旋桨轴10.1耦合，该角传动装置或类似装置10.3也设置在该鱼雷状部分11内。该驱动轴10.2从该鱼雷状部分11通过该舵装置3的支撑结构5延伸到该船壳4内。还可有一个额外的角传动装置/离合器10.4，该驱动轴10.2通过该角传动装置/离合器连接于动力单元13。还可以将该驱动轴10.2直接连接一动力单元。根据本发明通常可使用商业上易于得到的z-驱动装置，用于在该第二螺旋桨单元9和其动力单元13之间提供动力传输。
第一螺旋桨单元6包括一第一螺旋桨轴毂6.1。而该第二螺旋桨单元9包括一第二螺旋桨轴毂9.1。根据本发明的一个特征，第一螺旋桨轴毂6.1，第二螺旋桨轴毂9.1和该鱼雷状部分11形成一基本上为流线型的壳体，该壳体在尾部方向上具有增大的截面区域。采用这种方法整个组件、相对旋转螺旋桨和集成的舵装置(CRP舵)的效率可达到最大化。
现在转向图2，其中采用了相应于图1的附图标记，现将详细描述本发明的另一实施例。除了示出如图1所示的一个CRP推进单元外，该实施例还设有推进器角度控制设备14。因而其示出带有逆向旋转的、可调螺距(CP)的螺旋桨单元6，9的推进单元1。在图2中示出两个螺旋桨单元6，9都设有可调螺距(CP)的螺旋桨，但根据动力源，例如在后螺旋桨单元9中可采用固定螺距(FP)的螺旋桨。当该动力源是一电动机时，在后螺旋桨单元9中采用固定螺距螺旋桨尤其有利。
在实践中进行螺距控制是通过布置成连接该推进单元的一驱动轴的例如液压致动控制系统来实现的。包括逆向旋转螺旋桨和在至少一个螺旋桨单元中具有的螺距控制设备的该组件提供了更好的推进控制并为该系统提供了更没有限制性的动力单元选择。
本发明并不限于上面所示的实施例，而可以在所附权利要求书的范围内实现本发明的多种改进型式。例如，可以考虑将带有逆向旋转的、可调螺距(CP)的螺旋桨单元的推进单元的实施例适应于一种采用轴驱动的前CP推进器和有吊舱的后FP推进器驱动单元的组合形式。

Claims (9)

1、一种海船(2)的推进单元(1)，它包括
通过支撑结构(5)支承于该船的船壳(4)上的舵装置(3)；
设置在该舵装置前部的且组装到第一轴装置(7)上的第一螺旋桨单元(6)，该第一轴装置连接于布置在该船上的动力单元(8)；和
布置在该第一螺旋桨单元(6)后面的第二螺旋桨单元(9)；
其特征在于：该第二螺旋桨单元(9)组装到第二轴装置(10)上，该第二轴装置布置成连接于该舵装置(3)的支撑结构(5)。
2、如权利要求1所述的推进单元(1)，其特征在于：第二轴装置(10)支承在该舵装置(3)的支撑结构(5)中。
3、如权利要求1或2所述的推进单元(1)，其特征在于：该舵装置(3)的支撑结构(5)包括布置在该第一和第二螺旋桨单元(6，9)后面的鱼雷状部分(11)，其具有用于该第二螺旋桨单元(9)的支承装置(12)。
4、如权利要求1所述的推进单元，其特征在于：该第二轴装置包括基本上平行于该第一轴装置(7)的螺旋桨轴(10.1)，以及与该螺旋桨轴成一角度的驱动轴(10.2)。
5、如权利要求4所述的推进单元，其特征在于：该螺旋桨轴和该驱动轴通过设置在该鱼雷状部分(11)中的角传动装置(10.3)彼此相互连接。
6、如权利要求5所述的推进单元，其特征在于：该驱动轴(10.2)布置成从该鱼雷状部分通过该支撑结构(5)在该船内延伸。
7、如权利要求1-6中任一项所述的推进单元，其特征在于：该第一螺旋桨单元(6)包括第一螺旋桨轴毂(6.1)，且该第二螺旋桨单元(9)包括第二螺旋桨轴毂(9.1)，且第一螺旋桨轴毂、第二螺旋桨轴毂和该鱼雷状部分(11)形成在尾部方向上具有增大的截面区域的基本上为流线形的壳体。
8、如权利要求1-6中任一项所述的推进单元，其特征在于：第一螺旋桨单元(6)与第二螺旋桨单元(9)布置成相对彼此沿相反的方向旋转。
9、如权利要求1-6中任一项所述的推进单元，其特征在于：至少一个螺旋桨单元(6，9)设有螺距控制装置(14)。
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