RU2186708C1

RU2186708C1 - Shipboard power plant

Info

Publication number: RU2186708C1
Application number: RU2000133016A
Authority: RU
Inventors: М.Д. Бройдо; Л.З. Колтун; А.М. Ленденский; А.В. Шляхтенко
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие Центральное морское конструкторское бюро "Алмаз"
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2002-08-10

Abstract

FIELD: shipbuilding; combination power plants for navy. SUBSTANCE: shipboard power plant includes at least one prime mover whose output shaft is connected with shaft of electric generator rotor and propulsion motor whose shaft is connected with propeller shaft. Electric generator is electrically connected with electric motor. Output shaft of prime mover is connected with propeller shaft through shaft of electric generator rotor, disengaging clutch, reduction gear and shaft of propulsion electric motor. Disengaging clutch is mounted between output shaft of reduction gear and input end of shaft of propulsion electric motor. EFFECT: reduced level of noise radiated into water during operation of plant working in electric propulsion mode; enhanced economical efficiency of plant. 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к судостроению, в частности к комбинированным энергетическим установкам, и может быть использовано на кораблях ВМФ. The present invention relates to shipbuilding, in particular to combined power plants, and can be used on ships of the Navy.

Уже известна комбинированная энергетическая установка английского фрегата FF-23 (см. журнал "Морской сборник", 10 за 1966 г., с.69; справочник "Jane's" за 1997-1998 г.г., с.762), на которой в режиме маршевого хода и при поиске подводных лодок используется малошумная дизель-электрическая установка. В состав этой установки входят четыре дизель-генератора общей мощностью 6 МВт и два гребных электродвигателя мощностью по 3 МВт. Недостатком этой известной установки-аналога является пониженная экономичность на маршевом ходу, т.к. на этом режиме, как и на поисковом, используется электрическая передача мощности от первичных двигателей к гребному винту. А КПД электрической передачи на 15 - 20% ниже, чем КПД механической передачи. The combined power plant of the English frigate FF-23 is already known (see the magazine "Marine Collection", 10 for 1966, p. 69; the reference book "Jane's" for 1997-1998, p. 762), on which marching mode and when searching for submarines using low-noise diesel-electric installation. The structure of this installation includes four diesel generators with a total capacity of 6 MW and two propeller motors with a capacity of 3 MW each. The disadvantage of this known installation-analogue is reduced profitability on the march, because In this mode, as in the search mode, electric power transmission is used from the primary engines to the propeller. And the efficiency of electric transmission is 15 - 20% lower than the efficiency of mechanical transmission.

В качестве прототипа выбрана судовая силовая установка по авторскому свидетельству 1079544 (В 63 Н 23/12), которая содержит по меньшей мере один первичный двигатель, один конец вала которого связан с валом ротора электрогенератора, и гребной электродвигатель, вал которого связан с гребным валом, при этом генератор электрически связан с электродвигателем; первичный двигатель другим концом своего вала через разобщительную муфту, вертикальную передачу и редуктор связан с гребным валом, при этом выходной вал гребного электродвигателя связан с выходным валом редуктора через его разобщительную муфту. As a prototype, a marine propulsion system was selected according to the certificate of authorship 1079544 (В 63 Н 23/12), which contains at least one prime mover, one end of the shaft of which is connected to the rotor shaft of the electric generator, and a propeller motor, the shaft of which is connected to the propeller shaft, wherein the generator is electrically connected to the electric motor; the prime mover at the other end of its shaft through an uncoupling clutch, vertical gear and gearbox is connected to the propeller shaft, while the output shaft of the propeller motor is connected to the output shaft of the gearbox through its uncoupling clutch.

К недостаткам этой установки-прототипа относятся:
- необходимость двух выходных фланцев отбора мощности с носовой и кормовой сторон первичного двигателя, что исключает возможность применения подавляющего большинства серийных двигателей, имеющих только один фланец отбора мощности (требуется создание специального первичного двигателя);
- холостое (без нагрузки) вращение редуктора при работе на вал гребного электродвигателя (режим электродвижения), что существенно увеличивает уровень структурного шума, передаваемого в воду на поисковом режиме, требующем минимальной шумности.The disadvantages of this prototype installation include:
- the need for two output power take-off flanges from the fore and aft sides of the primary engine, which eliminates the possibility of using the vast majority of serial engines having only one power take-off flange (the creation of a special primary engine is required);
- idle (no load) rotation of the gearbox while working on the shaft of the propeller motor (electric mode), which significantly increases the level of structural noise transmitted to the water in the search mode, requiring minimal noise.

Целью изобретения является снижение шума, излучаемого в воду при работе установки в режиме электродвижения, повышения экономичности на маршевом ходу за счет работы первичного двигателя на винт через механическую передачу и для обеспечения возможности использования при этом первичного двигателя с одним фланцем отбора мощности. The aim of the invention is to reduce the noise emitted into the water when the installation is in electric mode, to increase profitability on the march due to the operation of the primary engine on the screw through a mechanical transmission and to ensure the possibility of using the primary engine with one power take-off flange.

Поставленная цель достигается тем, что в судовой силовой установке, содержащей по меньшей мере один первичный двигатель, выходной вал которого связан с валом ротора электрогенератора, и гребной электродвигатель, вал которого связан с гребным валом, при этом электрогенератор электрически связан с электродвигателем, выходной вал первичного двигателя через вал ротора электрогенератора, разобщительную муфту, редуктор и вал гребного электродвигателя связан с гребным валом, при этом между выходным валом редуктора и входным концом вала гребного электродвигателя установлена разобщительная муфта. This goal is achieved by the fact that in a marine power plant containing at least one primary engine, the output shaft of which is connected to the rotor shaft of the electric generator, and the propeller motor, the shaft of which is connected to the propeller shaft, while the electric generator is electrically connected to the electric motor, the output shaft of the primary the motor through the rotor shaft of the electric generator, the isolation clutch, gearbox and the shaft of the propeller motor is connected to the propeller shaft, while between the output shaft of the gearbox and the input end of the propeller shaft th motor installed razobschitelnaya clutch.

На чертеже схематично изображена предлагаемая энергетическая установка. The drawing schematically shows the proposed power plant.

Корабельная энергетическая установка содержит по меньшей мере один первичный двигатель 1, который через вал ротора электрогенератора 2, разобщительную муфту 3, редуктор 4, разобщительную муфту 5 и вал гребного электродвигателя 6 связан с гребным валом 7. Электрогенератор 2 через преобразователь 8 электрически соединен с гребным электродвигателем 6. The ship’s power plant includes at least one prime mover 1, which is connected to the propeller shaft 7 through the rotor shaft of the electric generator 2, the uncoupling clutch 3, the gearbox 4, the uncoupling clutch 5 and the shaft of the outboard motor 6. The generator 2 is electrically connected to the outboard motor through an inverter 8 6.

Корабельная энергетическая установка используется следующим образом. Ship power plant is used as follows.

Установка обеспечивает два способа передачи мощности от первичного двигателя 1 к гребному валу 7:
- электрический (электродвижение на малошумном поисковом ходу);
- механический (маршевый ход с повышенной экономичностью).The installation provides two ways of transmitting power from the prime mover 1 to the propeller shaft 7:
- electric (electric movement on a low-noise search stroke);
- mechanical (marching stroke with increased efficiency).

В режиме электродвижения муфты 3 и 5 разобщены. Первичный двигатель 1 вращает электрогенератор 2. Электропитание от электрогенератора 2 через преобразователь 8 подается на гребной электродвигатель 6, связанный с гребным валом 7. Редуктор 4 в этом режиме не вращается. In electric mode, clutches 3 and 5 are disconnected. The primary engine 1 rotates the generator 2. The power supply from the generator 2 through the converter 8 is supplied to the propeller motor 6 connected to the propeller shaft 7. The gearbox 4 does not rotate in this mode.

При механическом способе передачи мощности первичный двигатель 1 через вал ротора электрогенератора 2, включенную разобщительную муфту 3, редуктор 4 и включенную разобщительную муфту 5 через вал ротора электродвигателя 6 вращает гребной вал. Электропитание от электрогенератора 2 к электродвигателю 6 не подается. With a mechanical method of transmitting power, the primary engine 1 rotates the propeller shaft through the rotor shaft of the electric generator 2, the uncoupling clutch 3 included, the gearbox 4, and the uncoupling clutch 5 through the rotor shaft of the electric motor 6. Power supply from the generator 2 to the electric motor 6 is not supplied.

По предложенному техническому решению разработан эскизный проект энергетической установки для отечественного ВМФ и на экспорт. According to the proposed technical solution, a preliminary design of the power plant for the Russian Navy and for export was developed.

Реализация предлагаемого изобретения позволяет получить:
- снижение уровня шума, передаваемого в воду на поисковом ходу, благодаря отсутствию холостого вращения редуктора на этом режиме;
- повышение экономичности на маршевом ходу за счет использования на этом режиме механической передачи от первичного двигателя к гребному винту вместо электропередачи;
- возможность использования в установке серийных двигателей с одним фланцем отбора мощности.The implementation of the invention allows to obtain:
- reduction of the noise level transmitted to water during the search stroke, due to the absence of idle rotation of the gearbox in this mode;
- increased profitability on the march due to the use in this mode of mechanical transmission from the prime mover to the propeller instead of power;
- the possibility of using serial engines with one power take-off in the installation.

Claims

A ship power plant comprising at least one prime mover, the output shaft of which is connected to the rotor shaft of the electric generator, and a propeller motor, the shaft of which is connected to the propeller shaft, a gearbox and uncoupling couplings, wherein the electric generator is electrically connected to the electric motor, characterized in that that the output shaft of the primary engine through the shaft of the rotor of the generator, the uncoupling clutch, gearbox and the shaft of the propeller motor is connected to the propeller shaft; while between the output shaft of the gearbox and the input end of the shaft of the rotor of the propeller motor is disconnecting clutch.