WO2022231561A1 - Судно с управляемым движителем - Google Patents

Судно с управляемым движителем Download PDF

Info

Publication number
WO2022231561A1
WO2022231561A1 PCT/UA2021/000064 UA2021000064W WO2022231561A1 WO 2022231561 A1 WO2022231561 A1 WO 2022231561A1 UA 2021000064 W UA2021000064 W UA 2021000064W WO 2022231561 A1 WO2022231561 A1 WO 2022231561A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
propeller
ship
vessel
hull
constant velocity
Prior art date
Application number
PCT/UA2021/000064
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Александр КОТЕНКО
Андрей КОТЕНКО
Original Assignee
Александр КОТЕНКО
Андрей КОТЕНКО
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 Александр КОТЕНКО, Андрей КОТЕНКО filed Critical Александр КОТЕНКО
Publication of WO2022231561A1 publication Critical patent/WO2022231561A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/02—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/32—Other parts
    • B63H23/34—Propeller shafts; Paddle-wheel shafts; Attachment of propellers on shafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • 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
    • 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

Definitions

  • the propeller (1) through the shaft line (26), receives rotation from the main engine (27) and creates a thrust pressure that moves the vessel in a straight line, in the direction opposite to the thrust pressure that the propeller creates.
  • a steering device (Fig 2/7), which consists of a rudder blade (3) attached to the stock (2) behind the propeller (1) and steering gear (5).
  • the steering machine (5) To change the direction of movement of the vessel, the steering machine (5), through the control system, receives the appropriate command and, by turning 0 of the stock around its axis, changes the position of the rudder blade (3) relative to the hull of the vessel and, thereby, changes the direction of its movement.
  • Active steering devices are used to improve the maneuvering of the vessel (Fig 3/7).
  • auxiliary propeller (7) is mounted in the rudder blade (3), with an electric (9) or mechanical drive.
  • the nozzle (8) focuses the jet of water from the auxiliary propeller, which enhances the action of the rudder blade (3), and the thrust bearing (4) supports the entire structure.
  • Azipod-type ship propellers (Fig 4/7; Fig 5/7; Fig 6/7) are known, which combine the functions of propulsion and steering gear in their design.
  • Azipod has a propeller - a propeller (1) mounted on a rotary gondola (9) under the bottom of the vessel.
  • the rotation of the propeller is provided by a mechanical drive (Fig 5/7), 5 or an electric motor, which is located in the nacelle (Fig 4/7; Fig 6/7).
  • the propeller when rotated, forms a thrust pressure that sets the vessel in motion.
  • the gondola has the ability to rotate around the vertical axis by 360° together with the propeller and provide a change in the direction of action of the propeller stop and, thereby, change the direction of the ship.
  • vessel in the materials of this application, denotes watercraft of all types and purposes, which are driven by a propeller, incl. commercial vessels, fishing, special and small size vessels, warships, submarines, etc.
  • the invention is based on the task of excluding the rudder blade from the ship's steering device, fixing the ship's controlled propulsion unit on the stock, using a classic propeller drive and supplementing the shafting with a constant velocity joint (CV joint), to enable the propeller to rotate when the controlled propulsion unit is rotated to change the direction of movement of the vessel by changing the direction of the thrust pressure that the propeller creates during rotation.
  • CV joint constant velocity joint
  • the rotation of the propeller (1) is provided by the main engine (27) of the vessel through the shafting, which ends with the propeller shaft (24), the aft end of which emerges from the hull of the vessel and is connected to the bow end of the part of the propeller shaft (15), which passes in the cavity of the remote console ( 12), a constant velocity joint that complements the shafting and ensures the transmission of torque from the main engine to the propeller when turning the stock (2) together with the remote console (12) and the propeller (1).
  • the rear annular stop (14) receives the thrust pressure of the propeller when the vessel moves backward and, through the remote console (12), the ball bearing (25) and the sternpost (6), transfers it to the vessel's hull.
  • the design of the controlled propulsion unit removes the load from the shafting from the transfer of the thrust pressure of the propeller to the ship's hull, leaving it with the function of transmitting torque to the propeller.
  • FIG. 1/7 A vessel with a conventional propeller drive and steering arrangement.
  • Fig 4/7 The layout of the vessel with an azipod type propulsion unit.
  • the vessel is equipped with two azipod propulsion units with electric drive.
  • Another type of mover the azipod, combines the functions of a mover and a rotary device in its design.
  • the proposed solution allows the vessel to be controlled using a controlled propulsion device, however, the propulsion drive remains classical.
  • the proposed solution makes it possible to use the advantages of the azipod, but retains the classic propeller drive from the main engine and makes it possible to save the shaft line from the axial load created by the propeller stop.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

Заявлено судно с управляемым движителем, которое содержит гребной винт (1), установленный на выносной поворотной консоли (12), которая через корпус поворотного кулака (17) связана с баллером (2) рулевого устройства, а также шарнир равных угловых скоростей, выполненный с возможностью обеспечения вращения гребного винта (1), и размещенный между кормовым концом гребного вала (24), который выходит из корпуса судна, и носовым концом гребного вала, который проходит в полости выносной консоли (12), при этом передача упорного давления гребного винта на корпус судна обеспечивается через корпус (25) шарнира равных угловых скоростей.

Description

Описание изобретения
Название изобретения *Судно с управляемым движителем
5 1. Область техники.
Судостроение. Движители и трансмиссии суден.
1.1. Предшествующий уровень техники.
1.1.1.Известны суда разных типов и назначения, оснащенные классическими движителями - гребными винтами (1) на (Fig. 1/7; 2/7; 3/7), установленными 10 консольно на кормовом конце гребного вала валопровода (26).
Гребной винт (1), через валопровод (26), получает вращение от главного двигателя (27) и создает упорное давление, которое двигает судно прямолинейно, в направлении, противоположном упорному давлению, которое создает гребной винт.
15 Для изменения направления движения судна, оно оснащается рулевым устройством (Fig 2/7), которое состоит из пера руля (3), закрепленного на баллере (2) за гребным винтом (1) и рулевой машины (5).
Для изменения направления движения судна, рулевая машина (5), через систему управления, получает соответствующую команду и, поворотом 0 баллера вокруг его оси, изменяет положение пера руля (3) относительно корпуса судна и, тем самым, изменяет направление его движения.
Для улучшения маневрирования судна используются активные рулевые устройства (Fig 3/7).
Они отличаются тем, что в перо руля (3) вмонтирован небольшой 5 вспомогательный гребной винт (7), с электрическим (9) или механическим приводом. Насадка (8) фокусирует струю воды от вспомогательного гребного винта, которое усиливает действие пера руля (3), а подпятник (4) поддерживает всю конструкцию.
1.1.2.Известны движители суден типа азипод (Fig 4/7; Fig 5/7; Fig 6/7), 0 которые объединяют в своей конструкции функции движителя и рулевого устройства.
Азипод имеет движитель - гребной винт (1), установленный на поворотной гондоле (9) под днищем судна.
Вращение гребного винта обеспечивается механическим приводом (Fig 5/7), 5 или электромотором, который размещен в гондоле (Fig 4/7; Fig 6/7).
Гребной винт, при вращении, образует упорное давление, которое приводит в движение судно. Гондола имеет возможность вращаться вокруг вертикальной оси на 360° вместе с гребным винтом и обеспечивать изменение направления действия упора гребного винта и, тем самым, 0 изменять направление движения судна.
Термином «судно», в материалах этой заявки, обозначено плавсредства всех типов и назначений, которые приводятся в движение гребным винтом, в т.ч. коммерческие суда, промысловые, специальные и маломерные суда, военные корабли, субмарины и др.
1
ИСПРАВЛЕННЫЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 91 ) ISA/UA Iwo 2022/231561 ие ИЗОбреТвНИЯ. PCT/UA2021/000064
В основу изобретения поставлена задача исключить из рулевого устройства судна перо руля, закрепить на баллере узел управляемого движителя судна, использовать классический привод гребного винта и дополнить валопровод шарниром равных угловых скоростей (ШРУС), для обеспечения возможности вращения гребного винта при повороте узла управляемого движителя для изменения направления движения судна изменением направления упорного давления, которое создает гребной винт при вращении.
Суть изобретения изображена на (Fig 7/7), на которой к баллеру (2) присоединен корпус поворотного кулака ШРУС (17), к нему присоединена выносная консоль (12) на которой установлен гребной винт (1). Это и есть поворотная часть управляемого движителя, которая вместе с поворотом баллера (2), на подшипниках (18), поворачивается вокруг его оси для изменения курса судна.
Вращение гребного винта (1) обеспечивается главным двигателем (27) судна через валопровод, который заканчивается гребным валом (24), кормовой конец которого выходит из корпуса судна и соединяется с носовым концом части гребного вала (15), который проходит в полости выносной консоли (12), шарниром равных угловых скоростей, который дополняет валопровод и обеспечивает передачу крутящего момента от главного двигателя к гребному винту при повороте баллера (2) вместе с выносной консолью (12) и гребным винтом (1).
Кормовой конец части гребного вала (15), который проходит в полости выносной консоли (12), через маховик (13), соединен с торцем ступицы гребного винта (1), осуществляет вращение гребного винта (1) и, через корпус поворотного кулака (17), подшипника (18), шкворни (20) и шаровую опору (25), передает упорное давление гребного винта на корпус через ахтерштевень (6), который является силовым элементом корпуса судна. Задний кольцевой упор (14) принимает упорное давление гребного винта при ходе судна назад и, через выносную консоль (12), шаровую опору (25) и ахтерштевень (6), передает его на корпус судна.
Для стабилизации узла управляемого движителя (Fig 7/7) во время работы, его конструкция усилена опорной стойкой (32) с опорным стаканом (30), в котором размещен дополнительный подшипник, которые опираются на подпятник (4).
Конструкция узла управляемого движителя снимает с валопровода нагрузку от передачи упорного давления гребного винта на корпус судна, оставляя на нем функцию передачи крутящего момента на гребной винт.
Краткое описание чертежей.
Fig 1/7. Судно с традиционной компоновкой привода гребного винта и рулевого устройства.
1. Гребной винт.
2. Баллер.
3. Перо руля.
2
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) ^WO 2022/231561 ШИНа. PCT/UA2021/000064
26. Валопровод.
27. Главный двигатель.
Fig 2/7. Рулевое устройство морского судна.
1. Гребной винт.
2. Бал л ер.
3. Перо руля.
4. Подпятник.
5. Рулевая машина.
Fig 3/7. Активное рулевое устройство.
1. Гребной винт.
2. Балл ер.
3. Перо руля.
4. Подпятник.
5. Рулевая машина.
6. Ахтерштевень.
7. Вспомогательный гребной винт.
8. Насадка.
9. Электропривод вспомогательного гребного винта.
Fig 4/7. Компоновка судна с движителем типа азипод.
1. Гребной винт.
9. Гондола с электроприводом.
27. Главный двигатель.
28. Генератор.
29. Привод поворотного устройства.
Fig 5/7. Движитель типа азипод с механическим приводом гребного винта.
1. Гребной винт.
9. Гондола гребного винта.
26. Валопровод.
27. Главный двигатель.
29. Привод поворотного устройства.
Fig 6/7. Судно оснащенное двумя движителями типа азипод с электроприводом.
Fig 7/7. Узел управляемого движителя судна с классическим приводом гребного винта.
1. Гребной винт.
2. Баллер.
4. Подпятник.
6. Ахтерштевень.
12. Выносная консоль.
13. Маховик.
14. Задний кольцевой упор.
15. Часть гребного вала в полости выносной консоли.
16. Обтекатель.
17. Корпус поворотного кулака. з
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 18. Подшипники.
19. Диск шарнира равных угловых скоростей.
20. Шкворень.
21. Крышка подшипника.
22. Кулак шарнира равных угловых скоростей.
23. Сальник шаровой опоры.
24. Кормовой конец гребного вала.
25. Шаровая опора.
30. Опорный стакан.
31. Крышка опорного стакана.
32. Опорная стойка.
Лучший вариант.
В судостроении суда различных типов в основном оснащаются классическими движителями - гребными винтами и поворотными устройствами для маневрирования.
Другой тип движителя - азипод, совмещает в своей конструкции функции движителя и поворотного устройства.
Предлагаемое решение позволяет осуществлять управление судном с помощью управляемого движителя, однако привод движителя остается классическим.
Это достигается переносом гребного винта с конца гребного вала на выносную консоль, присоединенную к баллеру поворотного устройства, с сохранением классического привода гребного винта и дополнением валопровода шарниром равных угловых скоростей.
Предлагаемое решение позволяет использовать преимущества азипода, но сохраняет классический привод гребного винта от главного двигателя и позволяет избавить валопровод от осевой нагрузки, создаваемой упором гребного винта.
Этот вариант является единственным и лучшим с точки зрения получения положительного результата с минимальными изменениями конструкции плавстредств, в том числе и для реконструкции действующих судов.
Промышленная применяемость.
Судостроительные предприятия оснащены современным оборудованием, а технологии изготовления корпусов, гребных винтов, составных частей валопроводов, обтекателей отработаны многолетней практикой. Новые для судостроения детали: кормовая консоль и другие имеют простые геометрические формы и не являются сложными в изготовлении. Шарниры равных угловых скоростей широко используются в автомобильной промышленности, в т.ч. для тяжелых транспортных средств и военной техники и так же не представляют сложности в изготовлении.
4
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБОРЕТЕНИЯ Судно с управляемым движителем (Fig 7/7), которое отличается тем, что гребной винт (1) установлен на выносной повортной консоли (12), которая, через корпус поворотного кулака (17), связана с баллером (2) рулевого устройства, что обеспечивает возможность изменения направления движения судна путем изменения направления действия упора гребного винта, а вращение гребного винта (1), обеспечивается с помощью шарнира равных угловых скоростей, установленного между кормовым концом гребного вала (24), который выходит из корпуса судна, и носовым концом гребного вала (15) который проходит в полости выносной консоли (12), а передачу упорного давления гребного винта на корпус судна обеспечивает шаровая опора (25) шарнира равных угловых скоростей.
5
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
PCT/UA2021/000064 2021-04-30 2021-07-16 Судно с управляемым движителем WO2022231561A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA202102322 2021-04-30
UAA202102322 2021-04-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022231561A1 true WO2022231561A1 (ru) 2022-11-03

Family

ID=83848713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2021/000064 WO2022231561A1 (ru) 2021-04-30 2021-07-16 Судно с управляемым движителем

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2022231561A1 (ru)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1538802A (en) * 1922-05-19 1925-05-19 Albert L Ellsworth Propeller for boats
US2415183A (en) * 1943-03-22 1947-02-04 Brett D Law Boat propelling and steering unit
US4225148A (en) * 1972-02-10 1980-09-30 Aktiebolaget Svenska Kullagerfabriken Steering systems
US4645463A (en) * 1980-04-07 1987-02-24 Arneson Howard M Marine outdrive apparatus
EP0219145A1 (en) * 1985-08-22 1987-04-22 B.V. Koninklijke Maatschappij "De Schelde" Ship with at least two propelling screws
EP0286895A1 (en) * 1987-04-07 1988-10-19 Borislav A. Dzodzo Ship installation with the rudder propeller driven by a generally horizontal shaft line together with specific joints and propeller-shaft carriers thereto
US4929203A (en) * 1988-03-08 1990-05-29 Gkn Automotive, Inc. Marine propeller drive system
NO321234B1 (no) * 2004-07-21 2006-04-10 Hemnes Mekaniske Verksted As Drivanordning

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1538802A (en) * 1922-05-19 1925-05-19 Albert L Ellsworth Propeller for boats
US2415183A (en) * 1943-03-22 1947-02-04 Brett D Law Boat propelling and steering unit
US4225148A (en) * 1972-02-10 1980-09-30 Aktiebolaget Svenska Kullagerfabriken Steering systems
US4645463A (en) * 1980-04-07 1987-02-24 Arneson Howard M Marine outdrive apparatus
EP0219145A1 (en) * 1985-08-22 1987-04-22 B.V. Koninklijke Maatschappij "De Schelde" Ship with at least two propelling screws
EP0286895A1 (en) * 1987-04-07 1988-10-19 Borislav A. Dzodzo Ship installation with the rudder propeller driven by a generally horizontal shaft line together with specific joints and propeller-shaft carriers thereto
US4929203A (en) * 1988-03-08 1990-05-29 Gkn Automotive, Inc. Marine propeller drive system
NO321234B1 (no) * 2004-07-21 2006-04-10 Hemnes Mekaniske Verksted As Drivanordning

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7131385B1 (en) Method for braking a vessel with two marine propulsion devices
EP3141472B1 (en) Podded all-direction pump-jet vector propeller
US7070469B2 (en) Dual propeller surface drive propulsion system for boats
US7485018B2 (en) Marine drive system
US9694887B2 (en) Propulsion device for ship and ship having the same
US9809289B2 (en) Hull mounted, steerable marine drive with trim actuation
US5554003A (en) Controllable pitch propeller for propulsor and hydroturbine
US9022738B1 (en) Marine propulsion-and-control system implementing articulated variable-pitch propellers
EP3033271B1 (en) A hull mounted, steerable marine drive with trim actuation
JPS58167296A (ja) 舶用船外駆動装置
KR101261867B1 (ko) 포드형 추진기 및 이를 구비하는 선박
WO2022231561A1 (ru) Судно с управляемым движителем
CN102092467A (zh) 万向推进器
US4310319A (en) Steerable propeller
EP2722269B1 (en) Propulsion device for ship and ship having same
EP4344991A1 (en) Marine drive system with centering bearing surface
JPH08207895A (ja) 船舶の操舵装置
CN102040000A (zh) 万向旋转式推进器
US10913521B1 (en) Watercraft propulsion apparatus having directed thrust capability
RU2374126C1 (ru) Движительно-рулевой комплекс
CN114162298B (zh) 一种基于摆线推进器的x型气动布局的跨介质航行器
WO2017158205A1 (en) Steerable grim-vane propulsion system
CN200974612Y (zh) 一种船舶的螺旋桨驱动装置
US20230415871A1 (en) Propulsion device for marine vessel and outboard motor
WO2023131689A1 (en) Steering-support system for marine vessels

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21939515

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21939515

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1