RU2119875C1 - Shipboard propeller-engine plant, type swivel column - Google Patents

Shipboard propeller-engine plant, type swivel column Download PDF

Info

Publication number
RU2119875C1
RU2119875C1 RU97100087A RU97100087A RU2119875C1 RU 2119875 C1 RU2119875 C1 RU 2119875C1 RU 97100087 A RU97100087 A RU 97100087A RU 97100087 A RU97100087 A RU 97100087A RU 2119875 C1 RU2119875 C1 RU 2119875C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
propeller
shaft
counter
hub
housing
Prior art date
Application number
RU97100087A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97100087A (en
Inventor
В.Ф. Бедекер
А.Р. Тогуняц
Original Assignee
Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по развитию и эксплуатации флота
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по развитию и эксплуатации флота filed Critical Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по развитию и эксплуатации флота
Priority to RU97100087A priority Critical patent/RU2119875C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2119875C1 publication Critical patent/RU2119875C1/en
Publication of RU97100087A publication Critical patent/RU97100087A/en

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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: shipbuilding; designing and building ships of various purpose. SUBSTANCE: plant includes hermetic streamlined casing with electric motor and propeller which is turnable in horizontal plane. Drive electric motor is birotatory with stator connected with propeller shaft and rotor connected with counter-propeller rotating in opposite directions. Shaft of counter-propeller is mounted inside hollow shaft of propeller. EFFECT: enhanced efficiency and handiness and maneuverability at minimum power requirements. 1 dwg

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 гребной винт, горизонтальную и вертикальную линию приводных валов и двигатель, размещенный в корпусе судна (см. книгу А.В.Гофмана. Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна. Л., "Судостроение", 1988 г., стр.17). A known ship propulsion system of the type "rotary column" containing a propeller, a horizontal and vertical line of drive shafts and an engine located in the hull of the ship (see book A.V. Hoffmann. Propulsion and steering complex and maneuvering of the vessel. 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 аналогом изобретения является судовая движительно-двигательная установка типа "поворотная колонка", содержащая заключенный в герметичный обтекаемый кожух приводной электродвигатель и соединенный с ним посредством вала гребной винт, причем кожух установлен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости (см. журнал "NAVIGATOR", Международный морской журнал N 2/94, стр.8, фото: движитель типа "AZIPOD"). The closest analogue of the invention is a ship 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 (see journal "NAVIGATOR", International Maritime Journal N 2/94, p. 8, photo: mover like "AZIPOD").

Конструкция наиболее близкого аналога 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 closest analogue provides for the placement of the electric motor in a sealed streamlined casing of the rotary column, which increases the useful volume of the vessel’s holds, as well as the number of alternative layout solutions for the general arrangement in the vessel’s hull.

Недостатком наиболее близкого аналога является пониженный коэффициент полезного действия (КПД) установки вследствие гидродинамических потерь на корпусе обтекателя ступицы гребного винта. The disadvantage of the closest analogue is the reduced efficiency (efficiency) of the installation due to hydrodynamic losses on the body of the fairing of the propeller hub.

Указанные потери связаны с разрежением 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 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%.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 due to the placement conditions of the electric motor is at least d st / D = 0.3. With a relative diameter of the propeller hub d article / D = 0.3, the losses on the fairing (reduction of the propeller stop) are 4-5%.

Техническим результатом изобретения является увеличение коэффициента полезного действия движительно-двигательной установки "поворотная колонка". The technical result of the invention is to increase the efficiency of the propulsion "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 ships with minimal energy costs.

Технический результат достигается тем, что в 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, электродвигатель выполнен биротативным с вращающимися в противоположных направлениях статором, соединенным с валом гребного винта, и ротором, соединенным другим валом с соосно установленным за гребным винтом контрпропеллером, при этом вал последнего размещен внутри вала гребного винта, выполненного полым и проходящего сквозь закрепленную на его кормовом конце ступицу гребного винта, и соединен другим своим концом со ступицей контрпропеллера, причем боковая поверхность последней образует с поверхностью концевого обтекателя контрпропеллера и боковыми поверхностями ступицы гребного винта и кормовой части кожуха гидродинамически обтекаемое тело. Для увеличения гидродинамической эффективности на режимах с большой нагрузкой (режим траления, букировки, штормовые условия) движительно-двигательная установка может быть выполнена с размещением гребного винта и контрпропеллера в направляющей насадке. The technical result is achieved in that in a marine propulsion system of the “rotary column” type, comprising a driving electric motor enclosed in a sealed streamlined casing and a propeller connected to it via a shaft, the casing being mounted for rotation in a horizontal plane, the electric motor is made rotational with rotating in opposite directions, a stator connected to the shaft of the propeller and a rotor connected to another shaft with a counter mounted coaxially behind the propeller a propeller, the shaft of the latter being placed inside the propeller shaft, made hollow and passing through the propeller hub fixed to its aft end, and connected with its other end to the counterpropeller hub, the lateral surface of the latter forming the counterpropeller end fairing surface and the lateral surfaces of the propeller hub screw and stern of the casing hydrodynamically streamlined body. To increase the hydrodynamic efficiency under heavy load conditions (trawl mode, bookings, storm conditions), the propulsion system can be performed with the propeller and counter-propeller placed in the guide nozzle.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично изображена движительно-двигательная установка судна, вид сборку, сечение по продольной плоскости. The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows the propulsion system of the vessel, view of the assembly, section along the longitudinal plane.

Примером конкретного выполнения изобретения является судовая движительно-двигательная установка типа "поворотная колонка", содержащая гребной винт 1 и соосно размещенный за ним контрпропеллер 2. Гребной винт 1 закреплен на полом валу 3, прикрепленном к вращающемуся статору 4 биротативного электродвигателя 5. Контрпропеллер 2 закреплен на валу 6, проходящем внутри осевой полости гребного вала 3, противоположный конец которого (вала 6) соединен с ротором 7 биротативного электродвигателя 5. Упоры от гребного винта и контрпропеллера передаются через упорные подшипники 8 и 9 соответственно. Опорные подшипники ротора и статора на чертеже не обозначены. Для герметизации кожуха 10 предусмотрены уплотнения 11. Контрпропеллер снабжен обтекателем 12. Гребной винт и контрпропеллер размещены в направляющей насадке 13. Кожух 10 выполнен с возможностью поворота относительно вертикальной оси 14. An example of a specific embodiment of the invention is a ship rotary-column propulsion system containing a propeller 1 and a counter-propeller 2 coaxially placed behind it. The propeller 1 is fixed to the hollow shaft 3 attached to the rotary stator 4 of the rotational motor 5. The counter-propeller 2 is fixed to the shaft 6 passing inside the axial cavity of the propeller shaft 3, the opposite end of which (shaft 6) is connected to the rotor 7 of the biotic motor 5. The stops from the propeller and the counter-propeller are transmitted h Through thrust bearings 8 and 9, respectively. The supporting bearings of the rotor and stator are not indicated in the drawing. To seal the casing 10, seals are provided 11. The counterpropeller is equipped with a fairing 12. The propeller and the counterpropeller are placed in the guide nozzle 13. The casing 10 is rotatable relative to the vertical axis 14.

Движительно-двигательная установка типа "поворотная колонка" работает следующим образом. The propulsion system of the type "rotary column" works as follows.

Биротативный двигатель 5 посредством вращающихся в противоположных направлениях ротора 7 и статора 4 через валы 6 и 3 соответственно приводит во вращение контрпропеллер 2 и гребной винт 1. Вследствие взаимодействия электромагнитных полей ротора 7 и вращающегося статора 4 на валах гребного винта 1 и контрпропеллера 2 будет выполняться равенство моментов (M1=M2) во всем диапазоне гидродинамических нагрузок (при различной частоте вращения гребного винта n1 и контрпропеллера n2, n1=n2 - частный случай при равенстве потребных мощностей на гребном винте и контрпропеллере). Равенство моментов M1= M2 свидетельствует о практическом устранении остаточной закрутки потока за контрпропеллером 2 и, следовательно, максимальной гидродинамической эффективности установки.The rotational engine 5, by means of the rotor 7 and the stator 4 rotating in opposite directions through the shafts 6 and 3, respectively, rotates the counter propeller 2 and the propeller 1. Due to the interaction of the electromagnetic fields of the rotor 7 and the rotating stator 4 on the shafts of the propeller 1 and the counter propeller 2, the equality moments (M 1 = M 2) over the whole range of hydrodynamic loads (at varying rotational frequency of the propeller kontrpropellera n 1 and n 2, n 1 = n 2 - a particular case with equal power requirement on the rowing integral and kontrpropellere). The equality of the moments M 1 = M 2 indicates the practical elimination of the residual flow swirl behind the counter-propeller 2 and, therefore, the maximum hydrodynamic efficiency of the installation.

Claims (1)

Судовая движительно-двигательная установка типа "поворотная колонка", содержащая заключенный в герметичный обтекаемый кожух приводной электродвигатель и соединенный с ним посредством вала гребной винт, причем кожух установлен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, отличающаяся тем, что приводной электродвигатель выполнен биротативным с вращающимися в противоположных направлениях статором, соединенным с валом гребного винта, и ротором, соединенным другим валом с соосно установленным за гребным винтом контрпропеллером, при этом вал последнего размещен внутри вала гребного винта, выполненного полым, и проходящего сквозь закрепленную на его кормовом конце ступицу гребного винта, и соединен другим своим концом со ступицей контрпропеллера, причем боковая поверхность последней образует с поверхностью концевого обтекателя контрпропеллера и боковыми поверхностями ступицы гребного винта и кормовой части кожуха гидродинамически обтекаемое тело. A marine rotary-column propulsion system comprising a propulsion motor enclosed in a sealed streamlined housing and a propeller connected to it via a shaft, the housing being rotatably mounted in a horizontal plane, characterized in that the drive motor is made rotational with rotating in opposite directions by a stator connected to the propeller shaft and a rotor connected by another shaft with a counter-propeller coaxially mounted behind the propeller, wherein the shaft of the latter is placed inside the shaft of the propeller shaft made hollow, and passing through the hub of the propeller screw mounted on its aft end, and connected with its other end to the counter-propeller hub, the lateral surface of the latter forming the counter-propeller end fairing surface and the side surfaces of the propeller hub and aft housing hydrodynamically streamlined body.
RU97100087A 1997-01-06 1997-01-06 Shipboard propeller-engine plant, type swivel column RU2119875C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97100087A RU2119875C1 (en) 1997-01-06 1997-01-06 Shipboard propeller-engine plant, type swivel column

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97100087A RU2119875C1 (en) 1997-01-06 1997-01-06 Shipboard propeller-engine plant, type swivel column

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2119875C1 true RU2119875C1 (en) 1998-10-10
RU97100087A RU97100087A (en) 1999-01-27

Family

ID=20188839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97100087A RU2119875C1 (en) 1997-01-06 1997-01-06 Shipboard propeller-engine plant, type swivel column

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2119875C1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008065647A1 (en) * 2006-11-28 2008-06-05 Yefim Kereth Motor with torque-balancing means including rotating stator and rotating rotor
RU2516892C2 (en) * 2012-06-26 2014-05-20 Открытое акционерное общество "Центр судоремонта "Звездочка" (ОАО "ЦС "Звездочка") Auxiliary propulsion system of waterborne vehicle
RU2521172C2 (en) * 2012-08-02 2014-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Росморпорт" (ФГУП "Росморпорт") Marine propulsive arrangement with power accumulator
RU2522733C1 (en) * 2012-12-11 2014-07-20 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик-Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Electric propulsion ship system with two-screw propulsion unit with ring structure engines
CN104229113A (en) * 2014-09-24 2014-12-24 江苏科技大学 Podded ship electric-power direct-drive propelling device, propelling system and propelling method
RU2583125C1 (en) * 2014-12-04 2016-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") Marine propulsion installation
CN106240779A (en) * 2016-01-27 2016-12-21 北车船舶与海洋工程发展有限公司 Pull-type full circle swinging electric power gondola propulsion system peculiar to vessel
RU181146U1 (en) * 2018-03-19 2018-07-05 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" Biirotative electromotive steering column
RU184128U1 (en) * 2018-03-19 2018-10-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" Biirotative electromotive steering column

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"NAVIGATOR", Международный морской журнал N 2/94, с. 8, фото - движитель типа "AZIPOD". Гофман А.В. Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна. -Л.: Судостроение, 1988, с. 17. *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008065647A1 (en) * 2006-11-28 2008-06-05 Yefim Kereth Motor with torque-balancing means including rotating stator and rotating rotor
RU2516892C2 (en) * 2012-06-26 2014-05-20 Открытое акционерное общество "Центр судоремонта "Звездочка" (ОАО "ЦС "Звездочка") Auxiliary propulsion system of waterborne vehicle
RU2521172C2 (en) * 2012-08-02 2014-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Росморпорт" (ФГУП "Росморпорт") Marine propulsive arrangement with power accumulator
RU2522733C1 (en) * 2012-12-11 2014-07-20 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик-Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Electric propulsion ship system with two-screw propulsion unit with ring structure engines
CN104229113A (en) * 2014-09-24 2014-12-24 江苏科技大学 Podded ship electric-power direct-drive propelling device, propelling system and propelling method
RU2583125C1 (en) * 2014-12-04 2016-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") Marine propulsion installation
CN106240779A (en) * 2016-01-27 2016-12-21 北车船舶与海洋工程发展有限公司 Pull-type full circle swinging electric power gondola propulsion system peculiar to vessel
RU181146U1 (en) * 2018-03-19 2018-07-05 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" Biirotative electromotive steering column
RU184128U1 (en) * 2018-03-19 2018-10-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" Biirotative electromotive steering column

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080089786A1 (en) Counter-Rotating Integrated Propeller Assembly
US5185545A (en) Dual propeller shock resistant submersible propulsor unit
CA2271034C (en) Dual propeller propulsion system for a water craft
US20060258233A1 (en) Marine drive system
US9694887B2 (en) Propulsion device for ship and ship having the same
CN105292424A (en) Ship flange integration propulsion device
JPH1076995A (en) Propulsion device
RU2119875C1 (en) Shipboard propeller-engine plant, type swivel column
CN110697014B (en) Shaftless pump jet vector propulsion device
US3179081A (en) Combined propulsion and steering apparatus for vessels
CN110254677A (en) A kind of novel ice-breaking rudder based on Magnus effect
US5941744A (en) Vectored propulsion system for sea-going vessels
CN112441209A (en) Double-guide-vane bidirectional-inflow shaftless side-pushing device
WO2024016674A1 (en) Non-slip-ring electric pod propulsion device and assembly method therefor
RU97100087A (en) SHIP'S MOTOR-ENGINE INSTALLATION TYPE "SWIVEL COLUMN"
AU2003292278B2 (en) Arrangement in a propulsion system
RU2115589C1 (en) Shipboard propulsion engine plant, type swinging propeller
US20050202734A1 (en) Marine counter-rotating shaft drive mechanism
JP2766707B2 (en) Marine propeller device with idle propeller
RU184128U1 (en) Biirotative electromotive steering column
JPH08207895A (en) Steering device for ship
RU2115588C1 (en) Shipboard propulsion engine plant, type swinging propeller
RU181146U1 (en) Biirotative electromotive steering column
KR100303379B1 (en) A projection apparatus of the underwater moving object
CN210149534U (en) Contra-rotating propeller outboard engine