船的推进单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及船的推进单元，其包括布置在船的船体(2)下面的壳结构(1)和用于使推进器(4)旋转的电动马达(3)。推进单元包括：封闭式气体循环冷却系统(12)，其容纳气体(13)且包括使气体(13)循环通过电动马达(3)中的通道(23)的气体循环器件(14)；具有容纳液体(16)的内部空间的封闭式液体冷却系统(15)；以及气体-液体式热交换器(17)，其与封闭式气体循环冷却系统(12)和封闭式液体冷却系统(15)处于流体连接，以在封闭式气体循环冷却系统(12)中循环的气体(13)和封闭式液体冷却系统(15)中的液体(16)之间交换热能。封闭式气体循环冷却系统(12)、封闭式液体冷却系统(15)和气体-液体式热交换器(17)为推进单元的一部分。
【专利说明】船的推进单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及独立权利要求1的前序部分中限定的船的推进单元。
【背景技术】
[0002]本发明涉及船的推进单元，诸如US 5，403, 216中介绍的全方位推进单元。
[0003]US 6,312, 298 BI介绍了一种形式得到改进的船用推进器马达中的电动驱动系统，以简单的方式对马达提供冷却。为了重新冷却循环的冷却剂，提供环形导管，导管在轴状支承部件的内部布置在轴状支承部件的壁上。在这个支承部件的协助下，推进器马达像贡多拉那样布置在船的下侧。
[0004]US 6，485，339 BI介绍了一种船用电动推进吊舱，它具有电动推进吊舱排热部件。电动推进吊舱通过空心的船接近轴附连在船下面。电动推进吊舱容纳用于推动水的电动马达。电动马达产生一定量的热，热通过电动推进吊舱和船接近轴表面被传导且后续释放到水中。排热部件适合提高电动马达热的传导和后续释放。
[0005]US 7，186，156 BI介绍了一种用于推进水运船舶的推进单元，它包括布置成提供推进力的电动马达，以及布置成容纳马达的壳体。壳体的内部保持处于超过大约2巴的升高的压力，以提高保持在其中的冷却气体的冷却作用。对壳体的端部区域设有布置成冷却经过它的冷却气体的热交换机构。热交换机构与壳体相关联，使得在使用中，包围壳体的水从其中吸收热。
[0006]WO 0154973介绍了一种船用推进单元组件。该组件包括马达单元,马达单元包括马达壳体，马达壳体布置在水中，并且包括马达和任何与其相关的控制器件，以及布置在马达轴处的推进器。所述马达单元包括电动马达，电动马达的冷却布置成经由马达的整个周边的表面，通过直接通到包围所述单元的水中的马达的壳结构进行。
[0007]US 6，231，407介绍了改进船推进装置的推进效率，船推进装置具有以贡多拉状的方式布置在船体的底部的壳体，同步马达在壳体中，有大约10丽的推进动力，同步马达的转子设计成永磁体转子，并且同步马达的定子以贴合地配合的方式配合到壳体中，以便通过壳体壁进行冷却。可为悬垂的各个绕组提供呈风机或喷射装置的形式的额外的冷却装置。
[0008]公开WO 2012/123547 Al涉及船，其包括驱动船的至少一个电动马达，以及冷却装置，冷却装置用于借助于至少一种冷却剂来冷却至少一个电动马达。本发明还提供具有热交换器的冷却装置，热交换器设计成借助于海水冷却至少一种冷却剂件。
【发明内容】
[0009]本发明的目标是对船的推进单元提供高效的冷却。
[0010]本发明的船的推进单元的特征在于独立权利要求1的限定。
[0011 ] 船的推进单元的优选的实施例限定在从属权利要求中。
[0012]推进单元包括:壳结构，其至少部分地布置在船的船体下方且可至少部分地浸入水中，使得壳结构至少部分地被水包围；以及电动马达，其用于使壳结构外部的推进器旋转。电动马达具有定子和用于在定子中旋转的转子。电动马达布置在壳结构的马达容纳区段中，使得电动马达的定子贴合地配合到壳结构的马达容纳区段的圆柱形区段中。圆柱形区段具有圆柱形外表面。壳结构包括支承区段，其具有连接到壳结构的马达容纳区段上的下部端和连接到船的船体上的上部端。
[0013]本发明基于在封闭式液体冷却系统中使用液体来将热能从在封闭式气体循环冷却系统中循环的气体通过电动马达传递到包围推进单元的水。封闭式气体循环冷却系统容纳气体且包括气体循环器件，气体循环器件用于使气体循环通过电动马达中的通道。封闭式液体冷却系统具有容纳液体的内部空间。推进单元包括气体-液体式热交换器，其与封闭式气体循环冷却系统处于流体连接且与封闭式液体冷却系统处于流体连接，以在封闭式气体循环冷却系统中循环的气体和在封闭式液体冷却系统中的液体之间交换热能。在推进单元中，封闭式气体循环冷却系统、封闭式液体冷却系统和气体-液体式热交换器都是推进单元的一部分。
[0014]因为封闭式气体循环冷却系统、封闭式液体冷却系统和气体-液体式热交换器都是推进单元的一部分，所以将推进单元布置和安装到船上是容易的，因为在推进单元和船之间不需要用于冷却流体(诸如冷却液体或冷却气体)的冷却线路来冷却电动推进马达。
[0015]在推进单元中，封闭式液体冷却系统、封闭式气体循环冷却系统和气体-液体式热交换器优选(但不必须)布置成至少部分地被推进单元的壳结构包围。在推进单元中，封闭式液体冷却系统、封闭式气体循环冷却系统和气体-液体式热交换器更优选(但不必须)布置成完全被推进单元的壳结构包围。
[0016]“封闭式气体循环冷却系统”在这里例如表示不允许在推进单元中存在的诸如空气的气体进入封闭式气体循环冷却系统，而且气体也不从封闭式气体循环冷却系统排出到推进单元中。
[0017]“封闭式液体冷却系统”在这里例如表示在推进单元至少部分地浸入水中时，不允许包围推进单元的水进入封闭式液体冷却系统，而且当推进单元至少部分地浸入水中时，液体也不从封闭式液体冷却系统排出到包围推进单元的水中。
[0018]在推进单元中，与其中电动马达仅通过马达的壳体结构由包围推进单元的水冷却的解决方案相比，推进单元的表面较有效地用于将热能从电动马达传递到包围推进单元的水。因为冷却是有效的，所以与其中电动马达仅通过马达的壳结构由包围推进单元的水冷却的解决方案相比，可使用功率更大的电动马达。
[0019]在本发明的优选的实施例中，电动马达是感应马达。在感应马达中，在转子中产生大量热能，并且推进单元特别有利，因为推进单元对感应马达的转子提供有效的冷却。但是，相同冷却原理可用来冷却任何类型的电动马达，例如永磁体同步马达。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]在下文中，将参照附图更详细地描述本发明，其中，
图1显示推进单元的第一实施例，
图2显示图1中显示的推进单元的功能原理，
图3显示从一侧看到的图1中显示的推进单元，图4显示图1中显示的第一实施例的变型，
图5至8显示图1至3中的截面X-X的一些备选构造，
图9显示图4中显示的第一实施例的变型的截面X-X的构造，图10至12显示图3中的截面Y-Y的一些备选构造，
图13显示图4中显示的第一实施例的变型的截面Y-Y的构造，图14显示推进单元的第二实施例，
图15显示图14中显示的推进单元的功能原理，
图16显示从一侧看到的图14中显示的推进单元，
图17显示图14至16中的截面X-X的构造，
图18显示推进单元的第三实施例，
图19显示图18中显示的推进单元的功能原理，
图20显示从一侧看到的图18中显示的推进单元的功能原理，图21显示图18至20中的截面X-X的构造，
图22显示推进单元的第四实施例，
图23显示图22中显示的推进单元的功能原理，
图24显示从一侧看到的图22中显示的推进单元，
图25至28显示图22至24中的截面X-X的一些备选构造，
图29显示推进单元的第五实施例，
图30显示图29中显示的推进单元的功能原理，
图31显示从一侧看到的图29中显示的推进单元，
图32至35显示图29至31中的截面X-X的一些备选构造，
图36显示推进单元的第六实施例，
图37显示图36中显示的推进单元的功能原理，
图38显示从一侧看到的图36中显示的推进单元，
图39至42显示图36至38中的截面X-X的一些备选构造，
图43显示推进单元的第七实施例，
图44显示图43中显示的推进单元的功能原理，
图45显示从一侧看到的图43中显示的推进单元，
图46至49显示图43至45中的截面X-X的一些备选构造，
图50显示推进单元的第八实施例，
图51显示图50中显示的推进单元的功能原理，
图52显示从一侧看到的图50中显示的推进单元，
图53至55显示图50至52中的截面X-X的一些备选构造，
图56显示推进单元的第九实施例，
图57显示图56中显示的推进单元的功能原理，
图58显示从一侧看到的图56中显示的推进单元，
图59显示图56至58中的截面X-X的构造，
图60显示推进单元的第十实施例，
图61显示图60中的截面X-X的构造， 图62显示推进单元的第十一实施例，
图63显示图62中显示的推进单元的功能原理，
图64显示从一侧看到的图62中显示的推进单元，
图65显示图63和64中的截面X-X的第一构造，
图66显示图63和64中的截面Y-Y的第一构造，
图67显示图63和64中的截面X-X的第二构造，
图68显示图63和64中的截面Y-Y的第二构造，
图69显示推进单元的第十二实施例，
图70显示图69中显示的推进单元的功能原理，
图71是图69中显示的推进单元的另一个视图，以及图72显示图70和71中的截面Y-Y的构造。
【具体实施方式】
[0021]在下文中，将更详细描述船的推进单元和船的推进单元的一些优选的实施例和变型。
[0022]船的推进单元(未标参考标号)、诸如船的全方位推进单元包括壳结构1，其布置在船(未标参考标号)的船体2下面且可至少部分地浸入在水(未标参考标号)中，使得壳结构I至少部分地被水包围。
[0023]推进单元另外包括电动马达3，以使壳结构I外部的推进器4旋转。电动马达3具有定子5和用于在定子5中旋转的转子6。在图中，推进器轴7连接到转子6上，以在转子6在定子5中旋转时，与转子6 —起旋转。在图中，借助于轴承组件8来可旋转地支承推进器轴7。在图中，推进器4附连到推进器轴7上。
[0024]电动马达3布置在壳结构I的马达容纳区段9中，使得电动马达3的定子5贴合地配合到壳结构I的马达容纳区段9的圆柱形区段10中。
[0025]圆柱形区段10具有圆柱形外表面11。
[0026]壳结构I包括支承区段26，支承区段26具有连接到壳结构I的马达容纳区段9上的下部端(未标参考标号)和连接到船的船体2上的上部端(未标参考标号)。支承区段26的上部端可通过转向组件(未显示在图中)连接到船的船体2上，转向组件用于使推进单元相对于船的船体2转向。
[0027]推进单元包括封闭式气体循环冷却系统12，其容纳气体13，诸如空气，并且包括气体循环器件14，气体循环器件14用于使气体13循环通过电动马达3中的通道23。通过电动马达3的通道23优选(但不必须)由下者中的至少一个形成:电动马达3的转子中的通道23，以及由电动马达3的定子5和转子6之间的空气间隙(未标参考标号)形成的通道23。气体循环器件可为单独的气体循环器件的形式或布置成与推进器轴连接，如图61和62中显示的推进单元的第九实施例中的那样。
[0028]推进单元包括封闭式液体冷却系统15，其具有容纳液体16 (诸如水)的内部空间(未标参考标号)。
[0029]封闭式液体冷却系统15的内部空间优选(但不必须)部分地由推进单元的壳结构I限制，使得封闭式液体冷却系统15的内部空间中的液体16直接接触推进单元的壳结构1，以在封闭式液体冷却系统15中的液体16和包围推进单元的水之间，通过推进单元的壳结构I交换热能。
[0030]推进单兀包括气体-液体式热交换器17,其与封闭式气体循环冷却系统12处于流体连接且与封闭式液体冷却系统15处于流体连接，以在封闭式气体循环冷却系统12中循环的气体13和封闭式液体冷却系统15中的液体16之间交换热能,而不使在封闭式气体循环冷却系统12中循环的气体13与封闭式液体冷却系统15中的循环液体16混合，或相反。
[0031]封闭式气体循环冷却系统12、封闭式液体冷却系统15和气体-液体式热交换器17都是推进单元的一部分。
[0032]壳结构I的支承区段26可设有开口 18，以当推进单元至少部分地浸入水中时，允许包围推进单元的水流过壳结构I中的开口 18。开口 18可用覆盖部件36封闭，覆盖部件36设有孔口 37，以使得包围推进单元的水能够通过孔口 37进入开口 18，以及对应地使得开口 18中的水能够通过孔口 37离开开口。备选地可行的是，这种开口 18可用覆盖部件36封闭，使得形成孔口 37，以使得包围推进单元的水能够通过孔口 37进入开口 18，以及对应地使得开口 18中的水能够通过孔口 37离开开口。
[0033]壳结构I的支承区段26的下部端可连接到壳结构I的马达容纳区段9上，使得在壳结构I的支承区段26中形成开口 18。这种开口 18可用覆盖部件36封闭，覆盖部件36设有孔口 37，以使得包围推进单元的水能够通过孔口 37进入开口 18，以及对应地使得开口18中的水能够通过孔口 37离开开口。备选地可行的是，这种开口 18可用覆盖部件36封闭，使得形成孔口 37，以使得包围推进单元的水能够通过孔口 37进入开口 18，以及对应地开口 18中的水通过孔口 37离开开口。
[0034]壳结构I的支承区段26的下部端可连接到壳结构I的马达容纳区段9，使得在壳结构I的支承区段26和壳结构I的马达容纳区段9之间形成开口 18，以及使得马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11的圆柱形部分19形成推进单元的最外部表面(未标参考标号)的一部分，在图1至13中显示的推进单元的第一实施例中是这样，在图14至17中显示的推进单元的第二实施例中是这样，以及在图18至21中显示的推进单元的第三实施例是这样。当推进单元至少部分地浸入水中时，最外部表面至少部分地接触包围推进单元的水。可用覆盖部件36封闭这种开口 18，覆盖部件36设有孔口 37，以使得包围推进单元的水能够通过孔口 37进入开口 18，以及对应地使得开口 18中的水能够通过孔口37离开开口。备选地可行的是，可用覆盖部件36封闭这种开口 18，使得形成孔口 37，以使得包围推进单元的水能够通过孔口 37进入开口 18，以及对应地使得开口 18中的水能够通过孔口 37离开开口。
[0035]马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11的这种圆柱形部分19可设有凸出的热交换元件20，以加强马达容纳区段9的圆柱形区段10中的电动马达3和包围马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形部分19的水之间的热能传递，如图5中显示的那样。
[0036]在推进单元中，封闭式液体冷却系统15可呈封闭式液体罐21的形式，其形成容纳液体16的所述内部空间，在图18至21中显示的推进单元的第三实施例中是这样，在图57至60中显示的推进单元的第九实施例中是这样，以及在图61和62中显示的推进单元的第十实施例中是这样。封闭式液体罐21在此语境中表示在使用封闭式液体罐21进行冷却的期间，不让液体或其它流体(诸如气体)进入或离开封闭式液体罐21。
[0037]这种封闭式液体罐21部分地由马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11限制，使得封闭式液体罐21中的液体16直接接触马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11，以在布置在马达容纳区段9的圆柱形区段10中的电动马达和封闭式液体罐21中的液体16之间，通过马达容纳区段9的圆柱形区段10交换热能，在图57至60中显示的推进单元的第九实施例中是这样，以及在图61和62中显示的推进单元的第十实施例中是这样。
[0038]这种封闭式液体罐21可部分地由推进单元的壳结构I的支承区段26限制，使得封闭式液体罐21中的液体16直接接触推进单元的壳结构I的支承区段26，以在封闭式液体罐21中的液体16和包围推进单元的壳结构I的支承区段26的水之间，通过推进单元的壳结构I交换热能，在图18至21中显示的推进单元的第三实施例中是这样，在图57至60中显示的推进单元的第九实施例中是这样，以及在图61和62中显示的推进单元的第十实施例中是这样。
[0039]如果封闭式液体冷却系统15呈形成容纳液体16的所述内部空间的封闭式液体罐21的形式，则气体-液体式热交换器17可由导管22形成，导管22与封闭式气体循环冷却系统12处于流体连通，使得导管22延伸通过封闭式液体罐21，以引导在所述导管22中的封闭式气体循环冷却系统12中循环的气体13通过封闭式液体罐21，以及在所述导管22中流动的气体13和封闭式液体罐21中的液体16之间交换热能，在图18至21中显示的推进单元的第三实施例中是这样，在图57至60中显示的推进单元的第九实施例中是这样，以及在图61和62中显示的推进单元的第十实施例中是这样。
[0040]如果封闭式液体冷却系统15呈形成容纳液体16的所述内部空间的封闭式液体罐21的形式，则封闭式液体罐21的内表面可设有凸出的热交换元件32，热交换元件32从推进单元的壳结构I的支承区段26凸出到封闭式液体罐中，以加强封闭式液体罐21的内部空间中的液体16和包围推进单元的壳结构的水之间的热能传递。
[0041]在推进单元中，封闭式液体冷却系统15可呈封闭式液体循环冷却系统24的形式，封闭式液体循环冷却系统24容纳液体16且形成容纳液体16的所述内部空间，并且封闭式液体冷却系统15设有液体循环器件25,以使液体16在封闭式液体循环冷却系统24的内部空间中循环，在图1至13中显示的推进单元的第一实施例中是这样，在图14至17中显示的推进单元的第二实施例中是这样，在图22至28中显示的推进单元的第四实施例中是这样，在图29至35中显示的推进单元的第五实施例中是这样，在图36至42中显示的推进单元的第六实施例中是这样，在图43至50中显示的推进单元的第七实施例中是这样，在图36至69中显示的推进单元的第十二实施例中是这样，以及在图70至73中显示的推进单元的第十二实施例中是这样。
[0042]封闭式液体循环冷却系统24可部分地由管区段33形成，管区段33具有直接接触包围推进单元的水的外部表面34，以在封闭式液体循环冷却系统24中循环的液体16和包围推进单元的水之间，通过封闭式液体循环冷却系统24的管区段33交换热能，在图36至69中显示的推进单元的第i^一实施例中是这样，以及在图70至73中显示的推进单元的第十二实施例中是这样。管区段33可包括呈盘管的形式的部分。
[0043]如果封闭式液体循环冷却系统24部分地由管区段33形成，则管区段33可为液体-液体式热交换器38的一部分,液体-液体式热交换器38与封闭式液体冷却系统15处于流体连通,使得在封闭式液体冷却系统15的内部空间中循环的液体循环通过液体-液体式热交换器38的管区段33，以在流过液体-液体式热交换器38的管区段33的液体和接触液体-液体式热交换器38的管区段33且包围推进单元的壳结构I的水之间交换热能。
[0044]这种封闭式液体循环冷却系统24的内部空间可部分地由推进单元的壳结构I的支承区段26限制，使得在封闭式液体循环冷却系统24的内部空间中流动的液体16直接接触壳结构I的支承区段26，以在封闭式液体循环冷却系统24的内部空间中流动的液体16和包围壳结构I的支承区段26的水之间，通过壳结构I的支承区段26交换热能。
[0045]这种封闭式液体循环冷却系统24的内部空间可另外部分地由马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11的部分31限制，使得在封闭式液体循环冷却系统24的内部空间中流动的液体16直接接触马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11的所述部分31，以在布置在马达容纳区段9的圆柱形区段10中的电动马达3和在封闭式液体循环冷却系统24的内部空间中流动的液体16之间，通过马达容纳区段9的圆柱形区段10的在电动马达3和在封闭式液体循环冷却系统24的内部空间中循环的液体16之间的所述部分31交换热能，在图22至28中显示的推进单元的第四实施例中是这样，在图29至35中显示的推进单元的第五实施例中是这样，在图36至42中显示的推进单元的第六实施例中是这样，在图45至50中显示的推进单元的第七实施例中是这样，以及在图51至56中显示的推进单元的第八实施例中是这样。
[0046]马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11的接触封闭式液体循环冷却系统24的内部空间中的液体16的所述部分31可设有分隔元件27，以沿着马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11的所述部分31产生液体16的若干单独的流，如图26、33、40和47中显示的那样。
[0047]马达容纳区段9的圆柱形外表面11的圆柱形区段10的接触封闭式液体冷却系统15中的液体16的所述部分31可设有凸出的热交换元件，以加强马达容纳区段9中的电动马达3和封闭式液体冷却系统15中的液体16之间的热能传递，如图25、32、39和46中显示的那样。
[0048]如果封闭式液体冷却系统15呈封闭式液体循环冷却系统24的形式，则封闭式液体循环冷却系统24可设有第一液体罐28,第一液体罐28具有第一内部空间(未标参考标号)，第一内部空间形成封闭式液体循环冷却系统24的内部空间的部分31，在图29至35中显示的推进单元的第五实施例中是这样，在图36至42中显示的推进单元的第六实施例中是这样，以及在图51至56中显示的推进单元的第八实施例中是这样。
[0049]这种第一液体罐28与封闭式液体循环冷却系统24处于流体连通，使得在封闭式液体循环冷却系统24中流动的液体16流过第一液体罐28的第一内部空间。第一液体罐28的第一内部空间部分地由马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11的所述部分31限制，使得第一液体罐28的第一内部空间中的液体16直接接触马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11，以在布置在马达容纳区段9中的电动马达3和在第一液体罐28的第一内部空间中流动的液体16之间，通过马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11的所述部分31交换热能。
[0050]如果封闭式液体循环冷却系统24设有第一液体罐28，则第一液体罐28可另外部分地由壳结构I的支承区段26限制，使得第一液体罐28的第一内部空间中的液体16另外直接接触壳结构I的支承区段26，以在封闭式液体循环冷却系统24的第一液体罐28的第一内部空间中流动的液体16和包围壳结构I的支承区段26的水之间，通过壳结构I的支承区段26交换热能，在图29至35中显示的推进单元的第五实施例中是这样，在图36至42中显示的推进单元的第六实施例中是这样，以及在图51至56中显示的推进单元的第八实施例中是这样。
[0051]如果封闭式液体循环冷却系统24设有第一液体罐28，则第一液体罐28设有折流板29，以导引液体16通过第一液体罐28，以延长液体16在第一液体罐28中的驻留时间，以及/或者折流板29用作流过第一液体罐28的液体16和壳结构I的支承区段26之间的热交换元件，在图29至35中显示的推进单元的第五实施例中是这样，以及在图36至42中显示的推进单元的第六实施例中是这样。
[0052]如果封闭式液体循环冷却系统24设有第一液体罐28，则气体-液体式热交换器17可由导管22形成，导管22与封闭式气体循环冷却系统12处于流体连通，其中，导管22延伸通过第一液体罐28，以引导在所述导管22中的封闭式气体循环冷却系统12中循环的气体13通过第一液体罐28，以及在通过第一液体罐28的所述导管22中流动的气体13和第一液体罐28中的液体16之间交换热能，在图51至56中显示的推进单元的第八实施例中是这样。
[0053]如果封闭式液体冷却系统15呈封闭式液体循环冷却系统24的形式，则封闭式液体循环冷却系统24可设有第二液体罐30，第二液体罐30具有第二内部空间(未标参考标号)，第二内部空间形成封闭式液体循环冷却系统24的内部空间的一部分，在图1至13中显示的推进单元的第一实施例中是这样，在图29至35中显示的推进单元的第五实施例中是这样，以及在图43至50中显示的推进单元的第七实施例中是这样。
[0054]这种第二液体罐30与封闭式液体循环冷却系统24处于流体连通，使得在封闭式液体循环冷却系统24中流动的液体16流过第二液体罐30的第二内部空间。第二液体罐30部分地由壳结构I的支承区段26限制，使得第二液体罐30的第二内部空间(未标参考标号)中的液体16直接接触壳结构I的支承区段26，以在第二液体罐30的第二内部空间中流动的液体16和包围壳结构I的支承区段26的水之间，通过壳结构I的支承区段26交换热能。
[0055]如果封闭式液体循环冷却系统24设有第二液体罐30，则第二液体罐30的第二内部空间可设有折流板29，以导引液体16通过第二液体罐30的第二内部空间，以延长液体16在第二液体罐30的第二内部空间中的驻留时间，以及/或者折流板29用作液体16流过第二液体罐30的第二内部空间和壳结构I的支承区段26之间的热交换元件，在图29至35中显示的推进单元的第五实施例中是这样，以及在图43至50中显示的推进单元的第七实施例中是这样。
[0056]如果封闭式液体循环冷却系统24设有第二液体罐30,则气体-液体式热交换器17可由导管22形成，导管22与封闭式气体循环冷却系统12处于流体连通，其中，导管22延伸通过第二液体罐30，以引导在所述导管22中的封闭式气体循环冷却系统12中循环的气体13通过第二液体罐30，以及在所述导管22中流过第二液体罐30的气体13和第二液体罐30中的液体16之间交换热能，如在图14至17中显示的推进单元的第二实施例中那样。
[0057]在推进单元中，壳结构I的支承区段26的下部端可连接到壳结构I的马达容纳区段9上，使得推进单元的壳结构I的马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11部分地形成推进单元的最外部表面，如图中显示的那样。在这种情况下，马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11的形成推进单元的最外部表面的部分31可设有凸出的热交换元件20，以加强马达容纳区段9中的电动马达3和包围马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11的形成推进单元的最外部表面的部分31的水之间的热能传递。
[0058]气体-液体式热交换器17可为单独的热交换器，该热交换器与封闭式气体循环冷却系统12处于流体连接，以及与封闭式液体冷却系统15处于流体连接，在图1至13中显示的推进单元的第一实施例中是这样，在图22至28中显示的推进单元的第四实施例中是这样，在图29至35中显示的推进单元的第五实施例中是这样，在图36至42中显示的推进单元的第六实施例中是这样，以及在图43至50中显示的推进单元的第七实施例中是这样。
[0059]马达容纳区段9的圆柱形区段10优选是(但不必须)单层结构，如图中示出的那样。但对本领域技术人员显而易见的是，例如另外可对马达容纳区段9的圆柱形区段10的圆柱形外表面11上漆。
[0060]封闭式液体冷却系统15优选(但不必须)布置成至少部分地被推进单元的壳结构I包围。封闭式液体冷却系统15更优选(但不必须)布置成完全被推进单元的壳结构I包围，如图中示出的那样。
[0061]封闭式气体循环冷却系统12优选(但不必须)布置成至少部分地被推进单元的壳结构I包围。封闭式气体循环冷却系统12更优选(但不必须)布置成完全被推进单元的壳结构I包围，如图中示出的那样。
[0062]气体-液体式热交换器17优选(但不必须)布置成至少部分地被推进单元的壳结构I包围。气体-液体式热交换器17更优选(但不必须)布置成完全被推进单元的壳结构I包围，如图中示出的那样。
[0063]封闭式液体冷却系统15优选(但不必须)布置成完全在船的船体外部，如图中示出的那样。
[0064]封闭式气体循环冷却系统12优选(但不必须)布置成完全在船的船体外部，如图中示出的那样。
[0065]气体-液体式热交换器17优选(但不必须)布置成完全在船的船体外部，如图中示出的那样。
[0066]电动马达3优选是(但不必须)感应式电动马达3。
[0067]对本领域技术人员显而易见的是，随着技术进步，可用各种方式实现本发明的基本思想。本发明及其实施例不局限于以上示例，而是它们可在权利要求的范围内改变。
【权利要求】
1.一种船的推进单元，诸如船的全方位推进单元，其中，所述推进单元包括 壳结构(I)，其布置在船的船体(2)下面且可至少部分地浸入水中，使得所述壳结构(I)至少部分地被水包围，以及 电动马达(3)，其用于使所述壳结构(I)外部的推进器(4)旋转， 其中所述电动马达(3)具有定子(5)和在所述定子(5)中旋转的转子(6)， 其中，所述电动马达(3)布置在所述壳结构(I)的马达容纳区段(9)中，使得所述电动马达(3)的所述定子(5)贴合地配合在所述壳结构(I)的所述马达容纳区段(9)的圆柱形区段(10)中， 其中所述圆柱形区段(10)具有圆柱形外表面(11)，以及 其中所述壳结构(I)包括支承区段(26)，所述支承区段(26)具有连接到所述壳结构(I)的所述马达容纳区段(9)上的下部端和连接到所述船的所述船体(2)上的上部端，其特征在于， 封闭式气体循环冷却系统(12)，其容纳气体(13)且包括气体循环器件(14)，所述气体循环器件(14)用于使气体(13)循环通过所述电动马达(3)中的通道(23)， 封闭式液体冷却系统(15)，其具有容纳液体(16)的内部空间，气体-液体式热交换器(17)，其与所述封闭式气体循环冷却系统(12)处于流体连接且与所述封闭式液体冷却系统(15)处于流体连接，以在所述封闭式气体循环冷却系统(12)中循环的气体(13)和所述封闭式液体冷却系统(15)中的液体(16)之间交换热能，以及所述封闭式气体循环冷却系统(12)、所述封闭式液体冷却系统(15)和所述气体-液体式热交换器(17)形成所述推进单元的一部分。
2.根据权利要求1所述的推进单元，其特征在于， 所述封闭式液体冷却系统(15)的所述内部空间部分地由所述推进单元的所述壳结构(I)限制，使得所述封闭式液体冷却系统(15)的所述内部空间中的液体(16)直接接触所述推进单元的所述壳结构(I)，以在所述封闭式液体冷却系统(15)中的液体(16)和包围所述推进单元的水之间，通过所述推进单元的所述壳结构(I)交换热能。
3.根据权利要求1或2所述的推进单元，其特征在于， 所述壳结构(I)的所述支承区段(26)的所述下部端连接到所述壳结构(I)的所述马达容纳区段(9)上，使得在所述壳结构(I)的所述支承区段(26)中形成开口(18)，以允许包围所述推进单元的水流过所述壳结构(I)中的开口(18)。
4.根据权利要求3所述的推进单元，其特征在于， 所述壳结构(I)的所述支承区段(26)的所述下部端连接到所述壳结构(I)的所述马达容纳区段(9)上，使得所述壳结构(I)的所述支承区段(26)中的所述开口(18)形成在所述壳结构⑴的所述支承区段(26)和所述壳结构⑴的所述马达容纳区段(9)之间，且使得所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)的所述圆柱形外表面(11)的圆柱形部分(19)形成所述推进单元的最外部表面的一部分，所述最外部表面至少部分地接触包围所述推进单元的水。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的推进单元，其特征在于， 所述封闭式液体冷却系统(15)为封闭式液体罐(21)的形式，所述封闭式液体罐(21)形成容纳液体(16)的所述内部空间。
6.根据权利要求5所述的推进单元，其特征在于， 所述封闭式液体罐(21)部分地由所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)的所述圆柱形外表面(11)限制，使得所述封闭式液体罐(21)中的液体(16)直接接触所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)的所述圆柱形外表面(11)，以在布置在所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)中的所述电动马达和所述封闭式液体罐(21)中的液体(16)之间，通过所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)交换热能。
7.根据权利要求5或6所述的推进单元，其特征在于， 所述封闭式液体罐(21)部分地由所述推进单元的所述壳结构(I)的所述支承区段(26)限制，使得所述封闭式液体罐(21)中的液体(16)直接接触所述推进单元的所述壳结构(I)的所述支承区段(26)，以在所述封闭式液体罐(21)中的液体(16)和包围所述推进单元的所述壳结构(I)的所述支承区段(26)的水之间，通过所述推进单元的所述壳结构(I)交换热能。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的推进单元，其特征在于， 所述封闭式液体冷却系统(15)为封闭式液体循环冷却系统(24)的形式，所述封闭式液体循环冷却系统(24)容纳液体(16)且形成容纳液体(16)的所述内部空间，并且设有液体循环器件(25)，所述液体循环器件(25)用于使所述封闭式液体循环冷却系统(24)的所述内部空间中的液体(16)循环。
9.根据权利要求8所述的推进单元，其特征在于， 所述封闭式液体循环冷却系统(24)部分地由管区段(33)形成，所述管区段(33)具有外表面(34)，所述外表面(34)与包围所述推进单元的水直接接触，以在所述封闭式液体循环冷却系统(24)中循环的液体(16)和包围所述推进单元的水之间，通过所述封闭式液体循环冷却系统(24)的所述管区段(33)交换热能。
10.根据权利要求9所述的推进单元，其特征在于， 所述管区段(33)为液体-液体式热交换器(38)的一部分，所述液体-液体式热交换器(38)与所述封闭式液体冷却系统(15)处于流体连通，使得在所述封闭式液体冷却系统(15)的所述内部空间中循环的液体循环通过所述液体-液体式热交换器(38)的所述管区段(33)，以在流过所述液体-液体式热交换器(38)的所述管区段(33)的液体和接触所述液体-液体式热交换器(38)的所述管区段(33)且包围所述推进单元的所述壳结构(I)的水之间交换热能。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的推进单元，其特征在于， 所述封闭式液体循环冷却系统(24)的所述内部空间部分地由所述推进单元的所述壳结构(I)的所述支承区段(26)限制，使得在所述封闭式液体循环冷却系统(24)的所述内部空间中流动的液体(16)直接接触所述壳结构(I)的所述支承区段(26)，以在所述封闭式液体循环冷却系统(24)的所述内部空间中流动的液体(16)和包围所述壳结构(I)的所述支承区段(26)的水之间，通过所述壳结构(I)的所述支承区段(26)交换热能。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的推进单元，其特征在于， 所述封闭式液体循环冷却系统(24)的所述内部空间部分地由所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)的所述圆柱形外表面(11)的部分(31)限制，使得所述封闭式液体循环冷却系统(24)的所述内部空间中流动的液体(16)直接接触所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)的所述圆柱形外表面(11)的所述部分(31)，以在布置在所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)中的所述电动马达(3)和所述封闭式液体循环冷却系统(24)的所述内部空间中流动的液体(16)之间，通过所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)的在所述电动马达(3)和所述封闭式液体循环冷却系统(24)的所述内部空间中循环的液体(16)之间的所述部分(31)交换热能。
13.根据权利要求12所述的推进单元，其特征在于，所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)的所述圆柱形外表面(11)的接触所述封闭式液体循环冷却系统(24)的所述内部空间中的液体(16)的所述部分(31)设有分隔元件(27)，以沿着所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)的所述圆柱形外表面(11)的所述部分(31)产生液体(16)的若干个单独的流。
14.根据权利要求8至13中的任一项所述的推进单元，其特征在于， 所述封闭式液体循环冷却系统(24)设有第一液体罐(28)， 所述第一液体罐(28)具有第一内部空间，所述第一内部空间形成所述封闭式液体循环冷却系统(24)的所述内部空间的一部分， 所述第一液体罐(28)与所述封闭式液体循环冷却系统(24)处于流体连通，使得所述封闭式液体循环冷却系统(24)中流动的液体(16)流过所述第一液体罐(28)的所述第一内部空间，以及 所述第一液体罐(28)的所述第一内部空间部分地由所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)的所述圆柱形外表面(11)的所述部分(31)限制，使得所述第一液体罐(28)的第一内部空间中的液体(16)直接接触所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)的所述圆柱形外表面(11)，以在布置在所述马达容纳区段(9)中的所述电动马达(3)和所述第一液体罐(28)的所述第一内部空间中流动的液体(16)之间，通过所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)的所述圆柱形外表面(11)的所述部分(31)交换热能。
15.根据权利要求14所述的推进单元，其特征在于，所述第一液体罐(28)另外部分地由所述壳结构(I)的所述支承区段(26)限制，使得所述第一液体罐(28)的所述第一内部空间中的液体(16)另外直接接触所述壳结构(I)的所述支承区段(26)，以在所述封闭式液体循环冷却系统(24)的所述第一液体罐(28)的所述第一内部空间中流动的液体(16)和包围所述壳结构(I)的所述支承区段(26)的水之间，通过所述壳结构(I)的所述支承区段(26)交换热能。
16.根据权利要求8至15中的任一项所述的推进单元，其特征在于， 所述封闭式液体循环冷却系统(24)设有第二液体罐(30)， 所述第二液体罐(30)具有第二内部空间，所述第二内部空间形成所述封闭式液体循环冷却系统(24)的所述内部空间的部分， 所述第二液体罐(30)与所述封闭式液体循环冷却系统(24)处于流体连通，使得在所述封闭式液体循环冷却系统(24)中流动的液体(16)流过所述第二液体罐(30)的所述第二内部空间，以及 所述第二液体罐(30)部分地由所述壳结构(I)的所述支承区段(26)限制，使得所述第二液体罐(30)的所述第二内部空间中的液体(16)直接接触所述壳结构(I)的所述支承区段(26)，以在所述第二液体罐(30)的所述第二内部空间中流动的液体(16)和包围所述壳结构(I)的所述支承区段(26)的水之间，通过所述壳结构(I)的所述支承区段(26)交换热能。
17.根据权利要求8至16中的任一项所述的推进单元，其特征在于， 所述气体-液体式热交换器(17)为单独的热交换器，其与所述封闭式气体循环冷却系统(12)处于流体连接且与所述封闭式液体冷却系统(15)处于流体连接，以在所述封闭式气体循环冷却系统(12)中循环的气体(13)和所述封闭式液体冷却系统(15)中的液体(16)之间交换热能。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的推进单元，其特征在于，所述壳结构(I)的所述支承区段(26)的所述下部端连接到所述壳结构⑴的所述马达容纳区段(9)上，使得所述推进单元的所述壳结构(I)的所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)的所述圆柱形外表面(11)部分地形成所述推进单元的最外部表面，所述最外部表面至少部分地接触包围所述推进单元的水。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的推进单元，其特征在于，所述马达容纳区段(9)的所述圆柱形区段(10)为单层结构。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的推进单元，其特征在于， 所述封闭式液体冷却系统(15)布置成至少部分地被所述推进单元的所述壳结构(I)包围， 所述封闭式气体循环冷却系统(12)布置成至少部分地被所述推进单元的所述壳结构(I)包围，以及 所述气体-液体式热交换器(17)布置成至少部分地被所述推进单元的所述壳结构(I)包围。
21.根据权利要求1至20中的任一项所述的推进单元，其特征在于， 所述封闭式液体冷却系统(15)完全布置在所述船的所述船体(2)的外部， 所述封闭式气体循环冷却系统(12)完全布置在所述船的所述船体(2)的外部，以及 所述气体-液体式热交换器(17)完全布置在所述船的所述船体(2)的外部。
【文档编号】B63H21/17GK104369853SQ201410324860
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】P.塞金恩, O.托伊范恩 申请人:Abb 有限公司