RU2115588C1 - Shipboard propulsion engine plant, type swinging propeller - Google Patents
Shipboard propulsion engine plant, type swinging propeller Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115588C1 RU2115588C1 RU96113033/28A RU96113033A RU2115588C1 RU 2115588 C1 RU2115588 C1 RU 2115588C1 RU 96113033/28 A RU96113033/28 A RU 96113033/28A RU 96113033 A RU96113033 A RU 96113033A RU 2115588 C1 RU2115588 C1 RU 2115588C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- propeller
- counter
- shaft
- casing
- hub
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
- B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
- B63H5/125—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers movably mounted with respect to hull, e.g. adjustable in direction, e.g. podded azimuthing thrusters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
- B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
- B63H5/125—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers movably mounted with respect to hull, e.g. adjustable in direction, e.g. podded azimuthing thrusters
- B63H2005/1254—Podded azimuthing thrusters, i.e. podded thruster units arranged inboard for rotation about vertical axis
- B63H2005/1258—Podded azimuthing thrusters, i.e. podded thruster units arranged inboard for rotation about vertical axis with electric power transmission to propellers, i.e. with integrated electric propeller motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
- B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
- B63H5/08—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers of more than one propeller
- B63H5/10—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers of more than one propeller of coaxial type, e.g. of counter-rotative type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
- B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
- B63H5/14—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in non-rotating ducts or rings, e.g. adjustable for steering purpose
Abstract
Description
Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкциям судовых движительно-двигательных установок типа "поворотная колонка". The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to the design of ship propulsion systems of the type "rotary column".
Известна судовая движительно-двигательная установка типа "поворотная колонка", содержащая гребней винт, горизонтальную и вертикальную линию приводных валов и двигатель, размещенный в корпусе судна (А.Д. Гофман Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна".-Л.:Судостроение, 1988, с. 17). Known ship propulsion and propulsion system of the type "rotary column" containing the screw crests, a horizontal and vertical line of drive shafts and an engine located in the hull of the vessel (A.D. Hoffman Propulsion-steering complex and maneuvering the ship. "- L.: Shipbuilding, 1988, p. 17).
Указанное устройство имеет угловую передачу крутящего момента от двигателя к движителю, что уменьшает надежность конструкции, снижает КПД за счет дополнительных механических потерь. Расположение двигателя в корпусе судна уменьшает полезный объем трюмов судна. The specified device has an angular transmission of torque from the engine to the propulsion, which reduces the reliability of the design, reduces efficiency due to additional mechanical losses. The location of the engine in the hull reduces the useful volume of the holds of the vessel.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому, принятым за прототип изобретения, является судовая движительно-двигательная установка типа "поворотная колонка" с электродвигателем, размещенным в обтекаемом корпусе колонки (гондоле) (журнал "Navigator", Международный морской журнал N 2/94, с. 8, фото-движитель типа "Azipod"). The closest technical solution to the claimed one, adopted as a prototype of the invention, is a ship propulsion system of the "rotary column" type with an electric motor located in a streamlined column housing (gondola) (Navigator magazine, International Maritime Journal N 2/94, p. 8, "Azipod" type photo mover).
Конструкция прототипа предусматривает размещение электродвигателя в герметичном обтекаемом кожухе поворотной колонки, что увеличивает полезный объем трюмов судна, а также количество альтернативных вариантов компоновочных решений общего расположения в корпусе судна. The design of the prototype provides for the placement of the electric motor in a sealed streamlined casing of the rotary column, which increases the useful volume of the holds of the vessel, as well as the number of alternative layout solutions for the general arrangement in the hull.
Недостатком прототипа является пониженный коэффициент полезного действия установки вследствие гидродинамических потерь на корпусе обтекателя ступицы гребного винта. The disadvantage of the prototype is the reduced efficiency of the installation due to hydrodynamic losses on the body of the fairing of the hub of the propeller.
Указанные потери связаны с разряжением на обтекателе ступицы (результирующая сила направлена против вектора упора), которое возникает из-за наличия ступичного вихря за гребным винтом. Ступичный (осевой) вихрь появляется вследствие индуцированных гребным винтом окружных (тангенциальных) вызванных скоростей потока. Кроме того, следует отметить, что относительный диаметр ступицы гребного винта устройства - прототипа из-за условий размещения электродвигателя составляет не менее dст/D = 0,3. При относительном диаметре ступицы гребного винта Dст/D = 0,3 потери на обтекателе (уменьшение упора гребного винта) составляют 4 - 5% (А.А. Русецкий. Гидродинамика винтов регулируемого шага.-Л.: Судостроение, 1968, с. 28 рис. 23, 24).These losses are associated with a rarefaction at the fairing of the hub (the resulting force is directed against the stop vector), which occurs due to the presence of a hub vortex behind the propeller. The hub (axial) vortex appears due to circumferential (tangential) induced flow velocities induced by the propeller. In addition, it should be noted that the relative diameter of the propeller hub of the device of the prototype due to the conditions of placement of the electric motor is not less than d st / D = 0.3. With a relative diameter of the propeller hub D st / D = 0.3, the losses on the fairing (reduction of the propeller stop) are 4–5% (A. A. Rusetskii. Hydrodynamics of adjustable pitch propellers.-L.: Sudostroenie, 1968, p. 28 fig. 23, 24).
Предлагаемое изобретение направлено на увеличение коэффициента полезного действия движительно-двигательной установки типа "поворотная колонка". The present invention is aimed at increasing the efficiency of the propulsion system of the type of "rotary column".
При этом решена задача создания конструкции судовой движительно-двигательной установки типа "поворотная колонка", позволяющей за счет максимально возможного устранения гидродинамических потерь и создания дополнительного упора обеспечить увеличение КПД последней, преимущественно при ее использовании в качестве главной пропульсивной установки, с одновременным улучшением возможностей управляемости и маневренности судна при минимальных энергетических затратах. At the same time, the task of creating the design of a ship propulsion and propulsion system of the "rotary column" type was solved, which allows, due to the maximum possible elimination of hydrodynamic losses and the creation of additional emphasis, to ensure an increase in the efficiency of the latter, mainly when it is used as the main propulsive installation, while simultaneously improving controllability and maneuverability of the vessel with minimal energy costs.
Это достигается тем, что в предлагаемой судовой движительно-двигательной установке типа "поворотная колонка", содержащей заключенный в герметичный обтекаемый кожух приводной электродвигатель и соединенный с ним посредством вала гребной винт, причем кожух установлен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, в отличие от прототипа, за гребным винтом соосно с ним установлен неподвижный контрпропеллер, жестко соединенный при помощи вала с корпусом кожуха, при этом вал контрпропеллера размещен внутри выполненного полым вала гребного винта. Вал гребного винта в данном случае является простым продолжением выходного вала электродвигателя, который выполнен удлиненным, проходит сквозь ступицу гребного винта и жестко прикреплен к последней. Боковая поверхность ступицы контрпропеллера, с одной стороны, в плоскости своего кормового торцевого сечения плавно сопряжена с поверхностью концевого обтекателя контрпропеллера, а, с другой, в плоскости носового торцевого сечения - с боковой поверхностью ступицы гребного винта, а затем, последовательно, - с поверхностью кормовой части кожуха и образует с последними единое гидродинамически обтекаемое тело. Таким образом, увеличение КПД установки по сравнению с прототипом достигается благодаря устранению гидродинамических потерь на обтекателе гребного винта (лопасти контрпропеллера разрушают ступичный вихрь) и реализации дополнительного упора на лопастях контрпропеллера, при этом суммарный эффект увеличения КПД составляет 8 - 10% (см. статью Togunjac A.R., Kaprancov S.V. Contropropeller design and model testz of its efficiency. - журнал Brodogradnja 42 (1994) 2, p. 131-132, in Croation). This is achieved by the fact that in the proposed marine propulsion system of the type "rotary column", containing enclosed in a sealed streamlined casing drive electric motor and connected to it via a shaft propeller, and the casing is mounted to rotate in a horizontal plane, unlike the prototype, behind the propeller, a fixed counter-propeller mounted coaxially with it is rigidly connected by means of a shaft to the casing body, while the counter-propeller shaft is placed inside the hollow shaft Foot screw. The propeller shaft in this case is a simple continuation of the output shaft of the electric motor, which is elongated, passes through the hub of the propeller and is rigidly attached to the latter. The lateral surface of the counter-propeller hub, on the one hand, in the plane of its aft end section is smoothly mated with the surface of the end fairing of the counter-propeller, and, on the other, in the plane of the nose end-section, with the side surface of the propeller hub, and then, sequentially, with the surface of the aft parts of the casing and forms with the latter a single hydrodynamically streamlined body. Thus, an increase in the efficiency of the installation compared to the prototype is achieved by eliminating the hydrodynamic losses on the propeller fairing (the counter-propeller blades destroy the hub vortex) and the additional emphasis on the counter-propeller blades, while the total effect of increasing the efficiency is 8 - 10% (see Togunjac article AR, Kaprancov SV Contropropeller design and model testz of its efficiency. - Journal of Brodogradnja 42 (1994) 2, p. 131-132, in Croation).
Для увеличения тяговых характеристик устройства предусмотрена установка насадки, а с целью увеличения гидродинамической эффективности установки во всем диапазоне нагрузок, включая швартовый режим, контрпропеллер оснащен механизмом изменения шага его лопастей, а для уменьшения периодических сил гидродинамической природы, передаваемых на корпус устройства от контрпропеллера, крепление его вала к корпусу выполнено при помощи упорно-опорного узла с демпфером известной конструкции, например фланцевого соединения с упругой прокладкой. To increase the traction characteristics of the device, nozzle installation is provided, and in order to increase the hydrodynamic efficiency of the installation in the entire load range, including the mooring mode, the counter-propeller is equipped with a mechanism for changing the pitch of its blades, and to reduce the periodic forces of a hydrodynamic nature transmitted to the device from the counter-propeller, its fastening the shaft to the housing is made using a support-and-support unit with a damper of known construction, for example, a flange connection with an elastic gasket.
Для уменьшения периодических сил гидродинамической природы лопасти контрпропеллера могут быть выполнены саблевидными. Их длина при этом не превосходит половины длины лопастей гребного винта (патент РФ N 1636299, БИ N 11, 1991), что также способствует уменьшению периодических сил на лопастях контрпропеллера и не ухудшает гидродинамических характеристик при реверсе. To reduce the periodic forces of hydrodynamic nature, the counter-propeller blades can be made saber-shaped. Their length at the same time does not exceed half the length of the propeller blades (RF patent N 1636299, BI N 11, 1991), which also helps to reduce the periodic forces on the counter-propeller blades and does not impair the hydrodynamic characteristics during reverse.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображена движительно-двигательная установка судна, вид сбоку, сечение по продольной плоскости. The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows the propulsion system of the vessel, side view, section along a longitudinal plane.
Примером конкретного выполнения заявляемого изобретения является судовая движительно-двигательная установка типа "поворотная колонка" 2, содержащая гребной винт 1, неподвижный контрпропеллер 2, установленный в подшипниках (на чертеже не показано), полый вал 3 гребного винта, соединяющий его с ротором 4 электродвигателя 5, а также неподвижный вал 6 контрпропеллера, носовой конец которого прикреплен к корпусу 7 герметичного кожуха с ребрами жесткости (на чертеже не показаны) посредством упорно-опорного узла 8 с демпфером (на чертеже не показан). Кроме того, устройство может включать направляющую насадку 9 и механизм 10 изменения шага лопастей контрпропеллера, который размещен в ступице 11 контрпропеллера и обтекателе 12. Вал 3 гребного винта проходит сквозь выполненную полой его ступицу 13 и жестко прикреплен к последней. Установка прикреплена к корпусу судна при помощи вертикального трубчатого элемента (полого вала) 14, выполненного с возможностью поворота в горизонтальной плоскости относительно вертикальной оси 15. An example of a specific implementation of the claimed invention is a ship propulsion system of the type "rotary column" 2, containing a propeller 1, a fixed counter-propeller 2 mounted in bearings (not shown), a hollow shaft 3 of the propeller connecting it to the rotor 4 of the electric motor 5 and also a fixed shaft 6 of the counter-propeller, the nose end of which is attached to the housing 7 of the hermetic casing with stiffeners (not shown in the drawing) by means of the support-bearing assembly 8 with a damper (not shown in the drawing) . In addition, the device may include a guide nozzle 9 and a mechanism 10 for changing the pitch of the blades of the counter-propeller, which is located in the hub 11 of the counter-propeller and the fairing 12. The shaft 3 of the propeller passes through its hollow hub 13 and is rigidly attached to the latter. The installation is attached to the hull using a vertical tubular element (hollow shaft) 14, made with the possibility of rotation in a horizontal plane relative to the vertical axis 15.
Движительно-двигательная установка работает следующим образом. Электродвигатель 5 посредством ротора 4 и полого вала 3 приводит во вращение гребной винт 1. Контрпропеллер 2, закрепленный на валу 6, устраняет гидродинамические потери на обтекателе 11 и, кроме того, дополнительно повышает КПД установки благодаря утилизации энергии закрученной струи за гребным винтом 1, что выражается в дополнительной тяге контрпропеллера 2, реализуемой на его лопастях. Механизм 10 изменением шага лопастей контрпропеллера 2 обеспечивает оптимальный режим работы его лопастей (режим при котором осуществляется полная раскрутка потока за гребным винтом в пределах размаха лопастей контрпропеллера 2). Заделка носового конца вала 6 контрпропеллера 2 посредством упорно-опорного узла обеспечивает снижение виброактивности установки. The propulsion system operates as follows. The electric motor 5 rotates the propeller 1 through the rotor 4 and the hollow shaft 3. The counterpropeller 2, mounted on the shaft 6, eliminates the hydrodynamic losses on the fairing 11 and, in addition, further increases the efficiency of the installation due to the utilization of the energy of the swirling jet behind the propeller 1, which expressed in additional thrust of the counterpropeller 2, implemented on its blades. The mechanism 10 by changing the pitch of the blades of the counterpropeller 2 provides the optimal mode of operation of its blades (a mode in which the full spin-up of the flow behind the propeller within the span of the blades of the counterpropeller 2 is carried out). The sealing of the nose end of the shaft 6 of the counter-propeller 2 by means of a support-and-supporting assembly reduces the vibration activity of the installation.
Таким образом, заявленная движительно-двигательная установка типа "поворотная колонка" позволяет обеспечить повышение КПД во всем диапазоне гидродинамических нагрузок по сравнению с прототипом. Thus, the claimed propulsion system of the type "rotary column" allows you to increase efficiency in the entire range of hydrodynamic loads compared with the prototype.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96113033/28A RU2115588C1 (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Shipboard propulsion engine plant, type swinging propeller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96113033/28A RU2115588C1 (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Shipboard propulsion engine plant, type swinging propeller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2115588C1 true RU2115588C1 (en) | 1998-07-20 |
RU96113033A RU96113033A (en) | 1998-10-10 |
Family
ID=20182554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96113033/28A RU2115588C1 (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Shipboard propulsion engine plant, type swinging propeller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2115588C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150360760A1 (en) * | 2013-02-08 | 2015-12-17 | Samsung Heavy Ind. Co., Ltd. | Propulsion device for ship |
-
1996
- 1996-06-25 RU RU96113033/28A patent/RU2115588C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NAVIGATOR, N 2, 1994, с. 8. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150360760A1 (en) * | 2013-02-08 | 2015-12-17 | Samsung Heavy Ind. Co., Ltd. | Propulsion device for ship |
US10040528B2 (en) * | 2013-02-08 | 2018-08-07 | Samsung Heavy Ind. Co., Ltd. | Propulsion device for ship |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8435089B2 (en) | Marine engine assembly including a pod mountable under a ship's hull | |
EP1053173B1 (en) | Propulsion system | |
US5722866A (en) | Propulsion arrangement for a marine vessel | |
US6427618B1 (en) | Bow mounted system and method for jet-propelling a submarine or torpedo through water | |
EP1169222A1 (en) | Drive means in a boat | |
WO2000058149A1 (en) | Drive means in a boat | |
EP1013544A2 (en) | Azimuth propeller apparatus and ship equipped with the apparatus | |
US4838819A (en) | Marine propulsion unit | |
CN107244405A (en) | A kind of pod propulsion hydraulic propeller | |
KR100408146B1 (en) | Azimuth propeller apparatus and ship equipped with the apparatus | |
US4798547A (en) | Fuel efficient propulsor for outboard motors | |
US3056374A (en) | Auxiliary steering and propulsion unit | |
CN2306949Y (en) | Resistance-reducing speed-increasing energy-saving device for motor-driven ship | |
RU2119875C1 (en) | Shipboard propeller-engine plant, type swivel column | |
EP1202903A2 (en) | Strut-mounted marine propulsion unit | |
RU2115588C1 (en) | Shipboard propulsion engine plant, type swinging propeller | |
RU2115589C1 (en) | Shipboard propulsion engine plant, type swinging propeller | |
RU97100087A (en) | SHIP'S MOTOR-ENGINE INSTALLATION TYPE "SWIVEL COLUMN" | |
US20050202734A1 (en) | Marine counter-rotating shaft drive mechanism | |
EP0867361A2 (en) | Nautical propulsor with ducted rotor propeller | |
US4493660A (en) | Ship having at least one propeller nozzle unit with rudder in optimum position | |
RU2213677C2 (en) | Water-jet propeller for submarine vessel | |
WO1998057848A1 (en) | Contra-rotating ducted impellers | |
JPH0615830Y2 (en) | Marine Propeller | |
WO1986001174A1 (en) | Thrust augmenter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040626 |