RU2290342C2 - Shipboard propulsive complex and method of control of fluid flows - Google Patents
Shipboard propulsive complex and method of control of fluid flows Download PDFInfo
- Publication number
- RU2290342C2 RU2290342C2 RU2003136757/11A RU2003136757A RU2290342C2 RU 2290342 C2 RU2290342 C2 RU 2290342C2 RU 2003136757/11 A RU2003136757/11 A RU 2003136757/11A RU 2003136757 A RU2003136757 A RU 2003136757A RU 2290342 C2 RU2290342 C2 RU 2290342C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- pressure
- filling medium
- complex
- water
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
Description
Облазь техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к судовому пропульсивному и/или рулевому комплексу, по меньшей мере, частично окруженному водой и содержащему:The present invention relates to a ship propulsion and / or steering complex at least partially surrounded by water and containing:
электродвигатель, установленный в, по существу, герметичной камере, которая образована стенками данного комплекса, вал винта, связанный с электродвигателем и несущий гребной винт (или аналогичный компонент), расположенный снаружи камеры и служащий для передачи энергии от электродвигателя воде, в качестве пропульсивной энергии. Настоящее изобретение относится также к способу управления потоками текучей среды в охарактеризованном выше пропульсивном и/или рулевом комплексе. Изобретение относится далее к устройству для повышения эффективности охлаждения двигателя в указанном пропульсивном и/или рулевом комплексе.an electric motor installed in a substantially sealed chamber, which is formed by the walls of this complex, a screw shaft connected to the electric motor and carrying a propeller (or similar component) located outside the chamber and used to transmit energy from the electric motor to water, as propulsive energy. The present invention also relates to a method for controlling fluid flows in the propulsion and / or steering complex described above. The invention further relates to a device for improving the cooling efficiency of an engine in said propulsive and / or steering complex.
Уровень техникиState of the art
Известны пропульсивные комплексы для надводных судов и аналогичных объектов. Подобные комплексы содержат, по существу, герметичную камеру, которая расположена вне основного корпуса судна и в которой установлен двигатель, как правило электрический. Вал двигателя либо непосредственно, либо через соответствующую зубчатую передачу выполняет функции вала винта (гребного вала). Но валу винта снаружи камеры закреплен гребной винт, служащий для преобразования энергии двигателя в поток воды, приводящий судно в движение. В большинстве современных установок такого типа камера установлена с возможностью разворота вокруг вертикальной оси. В таком случае комплекс действует одновременно и как судовой пропульсивный комплекс, и как рулевой комплекс. Заявитель настоящего изобретения производит комплексы (установки) описанного типа под торговым наименованием Azipod™.Known propulsion systems for surface ships and similar objects. Such complexes contain a substantially sealed chamber, which is located outside the main hull of the vessel and in which the engine is installed, usually an electric one. The motor shaft, either directly or through an appropriate gear train, acts as a propeller shaft (propeller shaft). But the propeller shaft is fixed to the shaft of the screw outside the chamber, which serves to convert the energy of the engine into a stream of water that drives the vessel. In most modern installations of this type, the camera is mounted with the possibility of rotation around a vertical axis. In this case, the complex acts both as a ship propulsion complex and as a steering complex. The applicant of the present invention produces complexes (installations) of the described type under the trade name Azipod ™.
Камеры описанного типа, обычно называемые "гондолами", полностью или, по меньшей мере, своей основной частью находятся ниже поверхности воды. При этом обычно предусматривается связь гондолы с внутренним объемом судна через вертикальный вал трубчатой конструкции или аналогичный узел. По крайней мере, в период, когда судно находится на воде, доступ в гондолу через данный узел, например с целью обслуживания, является затруднительным. Кроме того, следует принять во внимание то обстоятельство, что поскольку в рассматриваемом комплексе часть вала винта находится внутри камеры, а вторая часть - снаружи, всегда существует некоторая возможность просачивания воды. В случае такого просачивания его необходимо обнаружить и предотвратить подъем уровня воды в камере. Поскольку камера часто находится в довольно холодной воде, одновременно возникает опасность того, что влага из охлаждающего воздуха будет конденсироваться на стенках камеры. Это также будет способствовать накапливанию воды на дне камеры. По этим причинам комплексы описанного типа до настоящего времени требовали размещения в камере специальных средств контроля и откачки.Chambers of the type described, commonly referred to as "gondolas," are completely or at least their main part below the surface of the water. This usually involves the connection of the nacelle with the internal volume of the vessel through a vertical shaft of a tubular structure or a similar assembly. At least during the period when the vessel is on the water, access to the gondola through this node, for example for maintenance purposes, is difficult. In addition, one should take into account the fact that since in the complex under consideration a part of the screw shaft is inside the chamber, and the second part is outside, there is always some possibility of water leakage. In the event of such a leakage, it must be detected and the rise in the water level in the chamber prevented. Since the chamber is often located in rather cold water, at the same time there is a risk that moisture from the cooling air will condense on the walls of the chamber. This will also contribute to the accumulation of water at the bottom of the chamber. For these reasons, complexes of the type described up to the present time required placement of special means of control and pumping in the chamber.
Далее, в процессе функционирования комплекса возникает потребность в проведении различных мероприятий по обслуживанию, связанных с работой двигателя и остального оборудования. Подобные мероприятия, с одной стороны, направлены на обеспечение герметичности и, с другой стороны, на постоянное поддержание требуемого уровня смазки различных узлов и обеспечение прочих функций.Further, during the operation of the complex, there is a need for various maintenance activities related to the operation of the engine and other equipment. Such measures, on the one hand, are aimed at ensuring tightness and, on the other hand, at constantly maintaining the required level of lubrication of various components and providing other functions.
Были разработаны комплексы со структурой описанного типа, в которых тепло, генерируемое электродвигателем, или, по меньшей мере, его основная часть передаются непосредственно окружающей воде. В конструкциях такого типа корпус двигателя действует как промежуточное теплопередающее средство, а гондола, в свою очередь, действует как охлаждающее устройство. Одна из проблем, имеющих место в подобных комплексах, была связана с неудовлетворительной передачей тепла от статора двигателя к его корпусу, а от него - к корпусу гондолы.Complexes have been developed with a structure of the type described, in which the heat generated by the electric motor, or at least its main part, is transferred directly to the surrounding water. In this type of construction, the engine housing acts as an intermediate heat transfer agent, and the nacelle, in turn, acts as a cooling device. One of the problems that occur in such complexes was associated with poor heat transfer from the engine stator to its body, and from it to the gondola body.
В качестве ближайшего аналога заявленного изобретения может быть выбрано техническое решение, раскрытое в патентном документе RU 2097266. Известный судовой пропульсивный и/или рулевой комплекс, по меньшей мере, частично окружен водой и содержит электродвигатель, установленный в герметичной камере, образованной стенками комплекса, вал винта, который связан с электродвигателем и несет гребной винт, находящийся снаружи камеры, и средства для создания повышенного давления в герметичной камере с использованием воздуха или иной заполняющей газообразной среды под повышенным давлением.As the closest analogue of the claimed invention, the technical solution disclosed in patent document RU 2097266 can be selected. The known ship propulsive and / or steering complex is at least partially surrounded by water and contains an electric motor installed in a sealed chamber formed by the walls of the complex, a screw shaft , which is connected to the electric motor and carries a propeller located outside the chamber, and means for creating increased pressure in the sealed chamber using air or other filling gas shaped pressurized environment.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Для того, чтобы преодолеть указанные недостатки и решить задачу обеспечения простого, надежного и удобного в эксплуатации процесса управления условиями функционирования пропульсивного комплекса, в первом аспекте изобретение предлагает судовой пропульсивный и/или рулевой комплекс, по меньшей мере, частично окруженный водой и содержащий электродвигатель, установленный в герметичной камере, образованной стенками комплекса, вал винта, который связан с электродвигателем и несет гребной винт, находящийся снаружи камеры, и средства для создания повышенного давления в герметичной камере с использованием воздуха или иной заполняющей газообразной среды под повышенным давлением, теплопроводность которой увеличивается с повышением давления. Отличительными особенностями комплекса является то, что давление, поддерживаемое в камере с помощью средств для создания повышенного давления, равно гидростатическому давлению воды, окружающей камеру, на уровне вала винта.In order to overcome these drawbacks and solve the problem of providing a simple, reliable and easy-to-use process for controlling the operating conditions of the propulsion system, in the first aspect, the invention provides a ship propulsion and / or steering system, at least partially surrounded by water and containing an electric motor installed in a sealed chamber formed by the walls of the complex, a screw shaft, which is connected to an electric motor and carries a propeller located outside the chamber, and means for giving increased pressure in a sealed chamber using air or another filling gaseous medium under increased pressure, the thermal conductivity of which increases with increasing pressure. Distinctive features of the complex is that the pressure maintained in the chamber by means of creating increased pressure is equal to the hydrostatic pressure of the water surrounding the chamber at the level of the screw shaft.
Отличительными особенностями судового пропульсивного и/или рулевого комплекса согласно второму аспекту изобретения является то, что давление, поддерживаемое в камере с помощью средств для создания повышенного давления, превышает давление в расположенном над ней отсеке судна, а также превышает разность между гидростатическими давлениями, соответствующими уровням дна камеры и отводной трубы, находящейся внутри указанного отсека судна, а также предпочтительно на 10-100 кПа превышает гидростатическое давление вблизи вала и/или динамическое давление окружающей воды, измеренное на уровне дна камеры.Distinctive features of the ship propulsion and / or steering complex according to the second aspect of the invention is that the pressure maintained in the chamber by means of creating increased pressure exceeds the pressure in the compartment of the vessel located above it, and also exceeds the difference between hydrostatic pressures corresponding to the bottom levels chamber and outlet pipe inside the specified compartment of the vessel, and also preferably 10-100 kPa exceeds the hydrostatic pressure near the shaft and / or dynamically e pressure of the surrounding water as measured at the bottom of the chamber.
В предпочтительном варианте комплекс содержит источник давления, контролируемый блоком управления давлением и/или средствами создания давления в заполняющей среде, а также средства для ввода заполняющей среды под давлением в камеру и средства для герметизации камеры относительно других отсеков судна.In a preferred embodiment, the complex comprises a pressure source controlled by a pressure control unit and / or means for creating pressure in the filling medium, as well as means for introducing the filling medium under pressure into the chamber and means for sealing the chamber relative to other compartments of the vessel.
Предпочтительно комплекс содержит также средства для осуществления циркуляции заполняющей среды под давлением через камеру или ее часть с последующим выведением заполняющей среды из камеры, предпочтительно к входу источника давления, и установленные в обратной ветви циркуляции заполняющей среды средства для обнаружения посторонних веществ, способных проникнуть в заполняющую среду, и для отделения подобных веществ от заполняющей среды, а также средства для выдачи тревожного сигнала об обнаружении подобных веществ.Preferably, the complex also contains means for circulating the filling medium under pressure through the chamber or part thereof, followed by removing the filling medium from the chamber, preferably to the inlet of the pressure source, and means for detecting foreign substances capable of penetrating the filling medium installed in the reverse branch of the circulation of the filling medium , and to separate such substances from the filling medium, as well as means for issuing an alarm signal about the detection of such substances.
Комплекс может дополнительно содержать взаимодействующие со средствами для создания повышенного давления средства для подачи регулируемым образом других веществ, в частности жидких или газообразных веществ, таких как масло, вода и/или хладагент, в камеру и/или к устройствам, установленным внутри нее, и/или для удаления указанных веществ из камеры или из указанных устройств.The complex may additionally contain interacting with means for creating high pressure means for regulating the supply of other substances, in particular liquid or gaseous substances, such as oil, water and / or refrigerant, into the chamber and / or to devices installed inside it, and / or to remove said substances from the chamber or from said devices.
В наиболее предпочтительном варианте комплекс обеспечивает подачу заполняющей среды под давлением к точке или к окрестностям точки, в которой выполнено функциональное уплотнение между камерой и окружающей водой, в частности, с использованием уплотнения вала винта, причем подача заполняющей среды осуществляется таким образом, что заполняющая среда самостоятельно и/или в сочетании с добавленным к ней веществом способствует обеспечению герметизации и/или выполнению уплотнением своих функций.In the most preferred embodiment, the complex provides a supply of filling medium under pressure to the point or to the vicinity of the point at which the functional seal is made between the chamber and the surrounding water, in particular, using a screw shaft seal, and the filling medium is supplied in such a way that the filling medium independently and / or in combination with the substance added to it, helps to ensure the sealing and / or sealing performance of its functions.
В третьем аспекте изобретение предлагает способ управления потоками текучей среды в судовом комплексе согласно изобретению, характеризующийся тем, что герметичную камеру герметизируют относительно давления окружающей воды и относительно других отсеков судна и создают в ней повышенное давление с использованием заполняющей газообразной среды, при этом осуществляют слежение за давлением в камере и за составом среды, выводимой контролируемым образом из камеры под действием созданного в ней давления.In a third aspect, the invention provides a method for controlling fluid flows in a ship complex according to the invention, characterized in that the sealed chamber is sealed with respect to the pressure of the surrounding water and relative to other compartments of the vessel and pressurized using a filling gaseous medium, while monitoring the pressure in the chamber and the composition of the medium, which is removed in a controlled manner from the chamber under the action of the pressure created in it.
В предпочтительном варианте способа в камере поддерживают давление, достаточное для выталкивания через отводные средства любых текучих сред, накапливающихся в камере, и/или текучих сред, подаваемых в камеру, и/или текучих сред, выделяемых устройствами, в частности подшипниками, расположенными в камере.In a preferred embodiment of the method, a sufficient pressure is maintained in the chamber to expel through the exhaust means any fluids accumulating in the chamber and / or fluids supplied to the chamber and / or fluids released by devices, in particular bearings located in the chamber.
Давление дополнительно может быть приложено к системе, содержащей другую текучую среду, например масло, для более интенсивного транспортирования указанной текучей среды к выбранному объекту внутри камеры.Pressure can additionally be applied to a system containing another fluid, such as oil, for more intensive transportation of the specified fluid to a selected object inside the chamber.
В четвертом, заключительном, аспекте изобретение предлагает способ повышения эффективности охлаждения судового комплекса согласно изобретению, характеризующийся тем, что теплопроводность газообразной среды повышают путем создания в камере повышенного давления, а отвод тепла, генерируемого электродвигателем, осуществляют с использованием газообразной среды под повышенным давлением к корпусу электродвигателя, находящемуся в непосредственном контакте со стенками камеры, а затем от указанного корпуса через стенки камеры непосредственно к окружающей воде.In a fourth, final, aspect, the invention provides a method for improving the cooling efficiency of a ship complex according to the invention, characterized in that the thermal conductivity of the gaseous medium is increased by creating increased pressure in the chamber, and the heat generated by the electric motor is removed using the gaseous medium under increased pressure to the motor casing in direct contact with the walls of the chamber, and then from the specified housing through the walls of the chamber directly continuously to the surrounding water.
Как следствие, отвод тепла к корпусу двигателя, особенно от выступающих частей статорных обмоток, и затем от корпуса через стенки камеры непосредственно к окружающей воде становится более эффективным.As a result, heat removal to the motor housing, especially from the protruding parts of the stator windings, and then from the housing through the chamber walls directly to the surrounding water, becomes more efficient.
Краткое описание чертежаBrief Description of the Drawing
Далее изобретение будет описано более подробно на примере одного из вариантов его осуществления со ссылкой на иллюстрирующий его чертеж.The invention will now be described in more detail with the example of one of its embodiments with reference to the drawing illustrating it.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Как показано на чертеже, судовой пропульсивный и/или рулевой комплекс 3, по существу, окруженный водой, находится вне корпуса 1 судна. Данный комплекс содержит камеру 4, которая является герметичной, по меньшей мере, в отношении окружающей ее массы воды 2. Внутри камеры установлен электродвигатель 5 или аналогичный силовой агрегат, предназначенный для приведения судна в движение (он изображен условно, и в данном описании его более детальное рассмотрение не проводится). На чертеже весьма условно представлен также гребной винт 8, установленный на валу 7 винта, который приводится во вращение в подшипниках 6 электродвигателем 5 (возможно также использование нескольких подобных гребных винтов, которые сами по себе известны). Гребной винт 8 преобразует известным образом вращательную энергию, передаваемую от электродвигателя 5 валу 7 винта, в поток воды, движущий судно.As shown in the drawing, the ship propulsion and / or steering complex 3, essentially surrounded by water, is located outside the hull 1 of the vessel. This complex contains a chamber 4, which is tight, at least with respect to the mass of water 2 surrounding it. Inside the chamber there is an electric motor 5 or a similar power unit designed to set the vessel in motion (it is depicted conditionally, and in this description it is more detailed no consideration). The drawing also very conditionally shows a propeller 8 mounted on a shaft 7 of the screw, which is rotated in the bearings 6 by an electric motor 5 (it is also possible to use several similar propellers, which are known per se). The propeller 8 converts in a known manner rotational energy transmitted from the electric motor 5 to the screw shaft 7 into a stream of water propelling the vessel.
Судовой пропульсивный и/или рулевой комплекс 3 предпочтительно закреплен на корпусе 1 судна таким образом, что он может поворачиваться с помощью вертикального вала, образующего единое целое с верхней частью 9 комплекса. Благодаря этому за счет разворота данного комплекса поток воды, движущий судно, может быть направлен в сторону. Возникающее при этом изменение направления движущей силы может быть использовано для осуществления маневрирования судна. Однако подобное известное выполнение комплекса не является обязательным для настоящего изобретения, которое может быть применено и в пропульсивных комплексах, не обладающих возможностью разворота. Важно лишь отметить, что различные пропульсивные комплексы имеют общую особенность, которая состоит в том, что конструктивно они выполняются в виде отдельной камеры 4, значительная часть которой находится в воде 2, т.е. ниже водной поверхности.The ship propulsion and / or steering complex 3 is preferably mounted on the hull 1 of the vessel so that it can be rotated using a vertical shaft, forming a single unit with the upper part 9 of the complex. Due to this, due to the rotation of this complex, the water flow moving the vessel can be directed to the side. The resulting change in direction of the driving force can be used to maneuver the ship. However, such a known implementation of the complex is not necessary for the present invention, which can be applied in propulsive complexes that do not have the possibility of a turn. It is only important to note that various propulsive complexes have a common feature, which consists in the fact that they are structurally implemented as a separate chamber 4, a significant part of which is in water 2, i.e. below the water surface.
Для того чтобы находящиеся в камере 4 устройства и компоненты 5, 6, 7 оставались сухими, вал 7 винта снабжен уплотнением 10, предотвращающим поступление воды из окружающей массы воды 2 вдоль вала 7 винта внутрь камеры 4. На практике достижение идеальной герметизации с помощью подобных уплотнений 10 вала 7 винта связано со значительными трудностями, поскольку в пределах такого уплотнения имеет место сопряжение неподвижных стенок камеры 4 или аналогичных структур с вращающимся относительно них валом 7 винта. В связи с этим в уплотнении 10 всегда имеется некоторый зазор, по крайней мере, вызываемый износом. Подобный зазор открывает доступ воде, находящейся вне камеры 4, внутрь этой камеры. Как следствие, происходит постепенное накапливание воды на дне камеры 4, так что эту воду приходится удалять с помощью специальных устройств.In order to keep the devices and components 5, 6, 7 in the chamber 4 dry, the screw shaft 7 is provided with a seal 10, which prevents water from entering the surrounding water mass 2 along the screw shaft 7 inside the chamber 4. In practice, perfect sealing with such seals is achieved 10 of the shaft 7 of the screw is associated with significant difficulties, since within such a seal there is a mating of the fixed walls of the chamber 4 or similar structures with a rotating shaft 7 of the screw relative to them. In this regard, the seal 10 always has some clearance, at least caused by wear. Such a gap allows water outside the chamber 4 to enter this chamber. As a result, there is a gradual accumulation of water at the bottom of the chamber 4, so this water has to be removed using special devices.
Кроме того, в подобных условиях трудно обеспечить полную и долговременную герметизацию смазки в подшипниках 6. По этой причине со временем смазка начинает истекать из подшипников, и ее тоже приходится удалять из камеры.In addition, in such conditions it is difficult to ensure complete and long-term sealing of the lubricant in the bearings 6. For this reason, over time, the lubricant begins to leak from the bearings, and it also has to be removed from the chamber.
С помощью настоящего изобретения обе названные проблемы, связанные с недостаточной степенью герметизации, решены простым и надежным путем. Это решение заключается в том, что в камере искусственно создается повышенное давление, которое в оптимальном варианте, по меньшей мере, равно окружающему давлению, имеющему место в массе воды 2, окружающей камеру 4. В некоторых случаях это давление, по меньшей мере, соответствует также давлению в системе смазки подшипников 6 (не изображена). При этом желательно, чтобы указанное давление в системе смазки регулировалось таким образом, чтобы соответствовать среднему давлению воды снаружи камеры 4 на уровне уплотнения 10 вала. Таким образом, создавая соответствующее давление внутри камеры 4, можно практически полностью предотвратить попадание воды через уплотнение 10 в камеру 4. Поскольку все давления сбалансированы, одновременно предотвращается поступление смазки из подшипников 6 в забортную воду.Using the present invention, both of these problems associated with an insufficient degree of sealing have been solved in a simple and reliable way. This solution consists in the fact that an increased pressure is artificially created in the chamber, which optimally is at least equal to the ambient pressure occurring in the mass of water 2 surrounding the chamber 4. In some cases, this pressure at least corresponds to pressure in the lubrication system of bearings 6 (not shown). In this case, it is desirable that the indicated pressure in the lubrication system is regulated in such a way as to correspond to the average water pressure outside the chamber 4 at the level of the shaft seal 10. Thus, by creating the appropriate pressure inside the chamber 4, it is possible to completely prevent the ingress of water through the seal 10 into the chamber 4. Since all the pressures are balanced, the lubricant from the bearings 6 is prevented from entering the seawater.
Создание повышенного давления в камере 4 согласно настоящему изобретению значительно улучшает также теплопередачу из зоны статора, более конкретно от выступающих частей статорных обмоток. Газообразная среда, находящаяся под давлением, проводит тепло к корпусу электродвигателя 5 значительно более эффективно. В случае, когда корпус двигателя 5 предпочтительно находится в непосредственном контакте со стенками камеры 4, тепло будет эффективно отводиться к окружающей воде. Благодаря этому можно избежать установки теплообменных устройств, которые использовались до настоящего времени, и одновременно увеличить эффективность электродвигателя 5.The creation of increased pressure in the chamber 4 according to the present invention also significantly improves the heat transfer from the stator zone, more specifically from the protruding parts of the stator windings. A gaseous medium under pressure conducts heat to the motor housing 5 much more efficiently. In the case where the engine housing 5 is preferably in direct contact with the walls of the chamber 4, heat will be effectively removed to the surrounding water. Due to this, it is possible to avoid the installation of heat exchangers that have been used to date, and at the same time increase the efficiency of the electric motor 5.
Повышенное давление в камере 4 может быть практически достигнуто различными методами. Одно из предпочтительных решений изображено на чертеже. Представленный комплекс содержит источник 12 давления, который находится в отдельном отсеке 11. Данный источник может представлять собой компрессор, емкость, находящуюся под повышенным давлением, или какие-либо иные известные средства, которые находятся под контролем блока 13 управления давлением. В случае необходимости, например, при использовании заполняющей текучей среды типа воздуха или иного газа, находящейся под давлением, создаваемым источником 12 давления, с данным источником могут быть сопряжены дополнительные средства 14 обработки текучей среды, например водяной затвор. Хотя применительно к комплексу по настоящему изобретению обычно в качестве предпочтительной текучей среды рассматриваются газообразные вещества, в некоторых специальных случаях допустимо и применение жидких сред, таких как некоторые масла, хладагенты и т.д., или комбинированное использование газа и жидкости. В любом случае отличительной особенностью настоящего изобретения является то, что все герметичное внутреннее пространство камеры 4 находится под повышенным давлением, создаваемым с помощью той или иной текучей среды. Соответственно, эта среда заполняет, по меньшей мере, основную часть камеры. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения система создания повышенного давления одновременно используется как часть системы пожаротушения.The increased pressure in the chamber 4 can be practically achieved by various methods. One of the preferred solutions is shown in the drawing. The presented complex contains a pressure source 12, which is located in a separate compartment 11. This source may be a compressor, a container under high pressure, or any other known means that are controlled by the pressure control unit 13. If necessary, for example, when using a filling fluid such as air or other gas under pressure created by the pressure source 12, additional means 14 for processing the fluid, for example, a water shutter, can be coupled to this source. Although gaseous substances are generally considered to be the preferred fluid for the complex of the present invention, the use of liquids, such as certain oils, refrigerants, etc., or the combined use of gas and liquid, is acceptable in some special cases. In any case, a distinctive feature of the present invention is that the entire sealed interior of the chamber 4 is under increased pressure created by one or another fluid. Accordingly, this medium fills at least the main part of the chamber. According to one embodiment of the invention, an overpressure system is simultaneously used as part of a fire extinguishing system.
Предпочтительно давление заполняющей текучей среды, такой как воздух или иной газ, в камере 4 является более высоким, чем атмосферное давление в отсеке 15 судна, расположенном над камерой. Давление в камере поддерживается предпочтительно, по меньшей мере, равным давлению окружающей воды 2 на уровне вала 7. Обычно это давление явно выше, чем любое давление, создаваемое для формирования потока воздуха, служащего для охлаждения электродвигателя 5 (в случае, когда он требует воздушного охлаждения). В типичном случае давление, достигаемое за счет его повышения, является более высоким, чем разность между гидростатическими давлениями, соответствующими уровню дна камеры 4 и уровню, на котором находится отсек 15 судна. В предпочтительном варианте данное давление выше, чем гидростатическое давление воды, окружающей камеру 4, и чем динамическое давление окружающей воды, измеренное на уровне дна камеры. Типичные значения давления в камере на 10-100 кПа превышают гидростатическое давление вблизи уплотнения 10 вала 7. Таким образом, в соответствии с изобретением превышение давления, определяемое гидростатическим давлением, например на глубине 4 м, над атмосферным составит 50-140 кПа.Preferably, the pressure of the filling fluid, such as air or other gas, in the chamber 4 is higher than atmospheric pressure in the compartment 15 of the vessel located above the chamber. The pressure in the chamber is preferably maintained at least equal to the pressure of the surrounding water 2 at the level of the shaft 7. Typically, this pressure is clearly higher than any pressure created to form an air stream that serves to cool the electric motor 5 (in the case when it requires air cooling ) Typically, the pressure achieved by increasing it is higher than the difference between the hydrostatic pressures corresponding to the level of the bottom of the chamber 4 and the level at which the compartment 15 of the vessel is located. In a preferred embodiment, this pressure is higher than the hydrostatic pressure of the water surrounding the chamber 4, and than the dynamic pressure of the surrounding water, measured at the bottom of the chamber. Typical pressure values in the chamber are 10-100 kPa higher than the hydrostatic pressure near the seal 10 of the shaft 7. Thus, in accordance with the invention, the excess pressure determined by hydrostatic pressure, for example at a depth of 4 m above atmospheric pressure will be 50-140 kPa.
На практике герметизация камеры с целью создания в ней повышенного давления предпочтительно осуществляется с использованием отдельной разделительной стенки 16, в которой целесообразно выполнить люки (не изображены), обеспечивающие доступ в камеру для обслуживания. С помощью такой стенки 16 отсек, образуемый камерой 4, может быть сделан замкнутым настолько, что избыточное давление, предусмотренное настоящим изобретением, может поддерживаться в нем при достаточно малом потреблении энергии. Для наглядности на чертеже разделительная стенка 16 представлена расположенной в середине верхней части 9 комплекса 3. Соответствующая часть камеры 4, находящаяся под повышенным давлением, изображена с полутоновым затемнением. В реальных ситуациях, в отличие от изображенного варианта, разделительная стенка 16 расположена на границе между корпусом 1 судна и верхней частью 9 судового пропульсивного и/или рулевого комплекса. Однако она может быть расположена и на более низком уровне, например непосредственно над электродвигателем 5. Альтернативно, она может быть смещена вверх, на уровень стенки отсека 11. Как показано на чертеже, от источника 12 давления через разделительную стенку 16 внутрь камеры 4 проведена питающая линия 17.In practice, the sealing of the chamber in order to create increased pressure in it is preferably carried out using a separate dividing wall 16, in which it is advisable to make hatches (not shown) that provide access to the chamber for maintenance. Using such a wall 16, the compartment formed by the chamber 4 can be made so closed that the excess pressure provided by the present invention can be maintained in it with a sufficiently low energy consumption. For clarity, in the drawing, the dividing wall 16 is presented located in the middle of the upper part 9 of the complex 3. The corresponding part of the chamber 4, which is under high pressure, is depicted with grayscale dimming. In real situations, in contrast to the depicted option, the dividing wall 16 is located on the border between the hull 1 of the vessel and the upper part 9 of the ship propulsion and / or steering complex. However, it can also be located at a lower level, for example directly above the electric motor 5. Alternatively, it can be shifted upward to the level of the wall of the compartment 11. As shown in the drawing, a feed line is drawn from the pressure source 12 through the separation wall 16 into the chamber 4 17.
Изобретение обеспечивает также возможность удаления из камеры любой влаги, которая может накапливаться в ней, например на ее дне. Для этой цели используется изображенное пунктиром продолжение 19 отводной трубы 18, подведенное к дну камеры. С указанной трубой 18 могут быть связаны средства откачки (не изображены) и средства 20 анализа выводимых веществ с целью обнаружения утечек, а также клапан 26, служащий для запирания отводной трубы в целях поддержания повышенного давления в камере 4. В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения отводная труба 18, 19 образует часть системы циркуляции заполняющей среды. В этом случае удаление влаги производится постоянно с помощью средств 14 обработки заполняющей среды при одновременном слежении за качеством герметизации камеры 4, позволяющем обнаружить любое возможное появление в составе заполняющей среды воды или масла. Необходимо также обеспечить слежение за функционированием системы поддержания повышенного давления как таковой. Как показано на чертеже, для этой цели служат датчик 21 давления и канал 22 подачи тревожного сигнала.The invention also provides the ability to remove from the chamber any moisture that may accumulate in it, for example at its bottom. For this purpose, the continuation shown by the dotted line 19 of the outlet pipe 18, brought to the bottom of the chamber, is used. With this pipe 18 can be connected pumping means (not shown) and means 20 for analyzing the output substances to detect leaks, as well as a valve 26, which serves to lock the outlet pipe in order to maintain high pressure in the chamber 4. In accordance with one embodiment According to the invention, the outlet pipe 18, 19 forms part of the filling medium circulation system. In this case, the moisture is removed continuously using means 14 for processing the filling medium while monitoring the quality of the sealing chamber 4, which allows to detect any possible occurrence of water or oil in the composition of the filling medium. It is also necessary to monitor the functioning of the system for maintaining high blood pressure as such. As shown in the drawing, a pressure sensor 21 and an alarm channel 22 are used for this purpose.
Для повышения надежности за счет резервных узлов в составе узла уплотнения 10 вала предусмотрено наличие дополнительной масляной емкости 23. Эта емкость предпочтительно находится под повышенным давлением, создаваемым той же системой, которая обеспечивает повышенное давление в камере 4. В этом случае масло принудительно подается к уплотнению 10 по каналу 25. В некоторых случаях такое создание повышенного давления, особенно с использованием газа, который легче воздуха, позволяет уменьшить потери на трение в узле уплотнения 10. За счет приложения к масляной емкости 23 давления, равного давлению в камере 4, в уплотнении 10 создается повышенное давление как по отношению к камере 4, так и по отношению к массе воды 2. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения подача заполняющей среды, по меньшей мере, частично осуществляется раздельно для нескольких объектов, подлежащих смазке. В этом случае становится возможным, в частности, подавать через систему масляный туман к уплотнению 10 или к какому-либо другому объекту внутри камеры 4.To increase reliability due to redundant assemblies, an additional oil reservoir 23 is provided as part of the shaft seal assembly 10. This reservoir is preferably under increased pressure created by the same system that provides increased pressure in the chamber 4. In this case, oil is forcibly supplied to the seal 10 along channel 25. In some cases, such an increase in pressure, especially using a gas that is lighter than air, can reduce friction losses in the seal assembly 10. At the expense of pressure to the oil tank 23, equal to the pressure in the chamber 4, in the seal 10 creates an increased pressure with respect to the chamber 4, and in relation to the mass of water 2. In accordance with another embodiment of the invention, the filing medium is at least partially carried out separately for several objects to be lubricated. In this case, it becomes possible, in particular, to supply oil mist through the system to the seal 10 or to some other object inside the chamber 4.
В соответствии с еще одним вариантом повышенное давление, создаваемое в соответствии с принципами настоящего изобретения, используется также для выполнения других функций, например для замены масла в подшипниках 6. В этом случае масло из подшипников под действием повышенного давления удаляется в отсек 11, например, через специальную трубку. Заполнение маслом может быть осуществлено либо с использованием масла, находящегося под давлением, либо снятием давления в камере 4, благодаря чему становится возможным гравитационное заполнение маслом.In accordance with another embodiment, the increased pressure created in accordance with the principles of the present invention is also used to perform other functions, for example, to change the oil in bearings 6. In this case, the oil from the bearings is removed under increased pressure into compartment 11, for example, special tube. Filling with oil can be carried out either using oil under pressure, or by relieving pressure in the chamber 4, so that gravitational filling with oil becomes possible.
Выше был описан вариант комплекса, в котором с камерой 4 был ассоциирован только один гребной винт 8. Однако должно быть понятно, что изобретение применимо и к комплексам с большим количеством гребных винтов, которые, в частности, могут находиться на обоих концах вала 7. В описанный пропульсивный комплекс могут быть внесены и различные другие модификации, не выходящие за пределы настоящего изобретения.A variant of the complex was described above, in which only one propeller 8 was associated with the chamber 4. However, it should be understood that the invention is also applicable to complexes with a large number of propellers, which, in particular, can be located at both ends of the shaft 7. B the described propulsive complex can be made and various other modifications that are not beyond the scope of the present invention.
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003136757/11A RU2290342C2 (en) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | Shipboard propulsive complex and method of control of fluid flows |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003136757/11A RU2290342C2 (en) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | Shipboard propulsive complex and method of control of fluid flows |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003136757A RU2003136757A (en) | 2005-04-27 |
| RU2290342C2 true RU2290342C2 (en) | 2006-12-27 |
Family
ID=35635838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003136757/11A RU2290342C2 (en) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | Shipboard propulsive complex and method of control of fluid flows |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2290342C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573694C1 (en) * | 2013-07-09 | 2016-01-27 | Абб Ой | Vessel propulsive unit |
| RU2651435C1 (en) * | 2014-05-30 | 2018-04-19 | Абб Швайц Аг | Ship's steerable propeller |
| RU223623U1 (en) * | 2023-10-24 | 2024-02-26 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | PROPULSION COMPLEX OF AUTOMATIC TOWER |
-
2001
- 2001-06-14 RU RU2003136757/11A patent/RU2290342C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573694C1 (en) * | 2013-07-09 | 2016-01-27 | Абб Ой | Vessel propulsive unit |
| RU2651435C1 (en) * | 2014-05-30 | 2018-04-19 | Абб Швайц Аг | Ship's steerable propeller |
| RU223623U1 (en) * | 2023-10-24 | 2024-02-26 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | PROPULSION COMPLEX OF AUTOMATIC TOWER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003136757A (en) | 2005-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7189126B2 (en) | Ship's propulsion arrangement and method | |
| EP3015358B1 (en) | Seal arrangement for a propeller shaft | |
| US4395141A (en) | Bearing and seal assembly for stern tubes of vessels | |
| JP5827423B2 (en) | Method and apparatus for improving the lubrication system of a marine vessel propulsion device | |
| KR102300096B1 (en) | Shaft sealing device of double reversing propeller unit for marine use | |
| JP5716215B2 (en) | Sealing structure | |
| JP2008001208A (en) | Sealing device | |
| Smith et al. | Marine auxiliary machinery | |
| RU2290342C2 (en) | Shipboard propulsive complex and method of control of fluid flows | |
| JP2003026094A (en) | Water lubricating type stern tube sealing device | |
| FI123875B (en) | Arrangement for sealing propeller shaft | |
| FI112853B (en) | Ship Propulsion Arrangement and Method | |
| JP2005162066A (en) | Oiling device for stern tube | |
| US4598219A (en) | Submersible motor | |
| KR101158608B1 (en) | Apparatus for controlling pressure of stern tube lip seal of a ship | |
| CN115723931A (en) | Ship stern structure without cooling water cabin | |
| SU861747A1 (en) | Vertical axial pump | |
| SU1068338A1 (en) | Propeller shaft arrangement | |
| JPH07110635B2 (en) | Lubricant supply structure for marine counter-rotating propeller device | |
| RU2397105C1 (en) | Stern gear | |
| CN115432164A (en) | Stern structure and ship | |
| JPH0678078B2 (en) | Marine counter rotating propeller shaft lubricator | |
| GB2088804A (en) | Sterngear Arrangement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180608 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200615 |