用于船舶的推进系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于船舶的推进系统，该推进系统包括安装至船舶的船体的两个 推进单元。
【背景技术】
[0002] 在典型的常规推进系统中，在船舶的船体内部的原动机（例如主发动机）直接地 或者通过驱动发电机提供电力给电动马达来给推进器轴供电，该推进器轴从船体的内部穿 过船体延伸至安装在船体的外部轴上的推进器。这种类型的推进是可靠的。然而原动机和 推进器轴在船舶的船体内需要占用大量空间因此降低了船舶的载货容量。此外，推进器轴 需要相当长以便从船体内部延伸至船体外部，从而必须被多个轴承支撑，这增加了这种类 型的推进系统的成本和维护需求。由于所需的空间，这种推进系统非常难以改装到船体上。
[0003] 一种可替代的推进系统为方位推力器推进系统，通常在海上工业中用于补给船和 维修船。在该系统中，支撑推进器的方位吊舱可转动地安装至船体，从而使得能够控制吊舱 以及由推进器提供的推力的方向，以用于推进和驾驶船舶。通常，由在船体的尾部处于吊舱 上方的电动马达通过锥齿轮来驱动吊舱上的推进器。可替代地，电动马达可以直接设置在 吊舱中。通过由原动机（例如柴油机）驱动的发电机对电动马达提供电力。
[0004] 这种类型的推进使船舶非常灵活，并免除了对船尾中的船舵和横向推进器的需 要，此外，由于所有部件都安装在船尾中，并未减少载货空间。然而，由于机械的复杂性，该 系统较易损坏。这也是在冰上运行的船舶所出现的问题，除非所述推力器在很大程度上仅 仅为此特殊目的设计。因为许多推进系统的部件（例如锥齿轮和密封件）在海上实际上是 无法进入以进行修理或维修的，所以在发生故障或大型维护的情况下，常常需要船舶停靠 码头。这在海上工业中是个问题，因为补给船和维修船在普通停靠码头之外提供服务代价 很高昂。此外，北极区域逐渐增多的勘探要求更多能耐受浮冰和进行破冰的重型系统。
[0005] 描述上述类型的推进系统的专利文献包括W02012089917、US3565029、US3680513、 W02010022954、US6062925、EP1276665、SE507697 以及W02012148282。
【发明内容】
[0006] 鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种克服上述推进系统的至少一个缺点的推 进系统。
[0007] 因此，本发明的目的是提供一种简单、可靠且紧凑的推进系统。
[0008] 本发明进一步的目的是提供一种易于维修的推进系统。
[0009] 本发明进一步的目的是提供一种可以容易改装到船舶船体的推进系统。
[0010] 本发明进一步的目的是提供一种用根据本发明所述的推进系统改装船体的方法。
[0011] 本发明又一进一步的目的是提供一种包括根据本发明所述的推进系统的船舶。
[0012] 上述目的中的至少一个或进一步目的中的至少一个将由下面的说明而变得清楚， 其根据本发明的第一方面，通过如权利要求1所述的船舶推进系统实现。
[0013] 通过在壳体的内部空间中设置驱动机械，可使用需较少轴承（例如，仅需要一个 轴承）的短推进器轴。这使得推进系统简单而可靠。此外，不需要锥齿轮。这也使得推进 系统简单而可靠。另外其提高了推进系统的效率并节约了燃料。
[0014] 此外，由于所述驱动机械不占据载货空间，因而所述推进系统是紧凑的。
[0015]由于内部空间向所述船体内部开放，操作者可以维修驱动机械。这使得推进系统 可容易地进行维修。
[0016]由于壳体带有推进器，且所述驱动机械设置在壳体的内部空间内，所以所述推进 系统由于它不需要船体的载货空间中的空间而容易改装。
[0017] 通过使推进单元固定地安装到船体，无需传统方位推力器推进系统所采用的昂贵 且复杂的轴承和密封件。这使得推进系统简单且可靠并降低了推进系统的成本。与传统的 方位推力器推进系统相比，该系统还提供了一种进入所述推进系统内部的更简单的方式。
[0018] 所述船舶优选是用于海上工业的维修船或补给船，因为这些类型的船舶相对于船 舶的整体尺寸需要较大的载货容量，并且经常在非常严酷的状况，包括结冰状况下运行，而 在这些状况下必须避免计划外的停靠所产生的故障。通常船舶具有50至120米的长度，但 船舶可以更长。优选地所述船舶长75至90米。船舶通常具有1000至6000吨的载重量， 但更大的载重量也是可能的。
[0019] 所述船体可以是单层船体或双船体并且可由钢、铝或塑料和碳和/或玻璃纤维复 合物制成。
[0020] 船体中央部是船体的中心部分且通常具有平坦的底面和竖直的侧面。所述船尾部 是船体至船尾的部分，即船体中央部的后部。通常船尾部具有朝向船尾逐渐减小的吃水深 度，从而为推进器和方向舵提供空间。例如，船尾部可以包括倾斜的平坦表面，然而，当从船 尾看时，所述船尾部通常还具有V字形。
[0021] 固定地安装应该可以理解为推进单元是不可旋转的，即相比于之前描述的常规的 方位推力器推进系统（所述推进系统中的吊舱是可旋转的，用于导向来自推进器的推力）， 它们不能相对于船体旋转。
[0022] 推进单元可以通过焊接，通过铆接，或通过螺母和螺栓固定地安装到船体。此外， 在本发明的范围内设想，推进单元可以与船体形成一体。
[0023] 推进单元通常被放置成使得推进器的位置靠近船尾，即船体的最末端。然而，推进 单元应当被放置成使得推进器后方有足够空间给船舵。
[0024] 壳体可以由钢、铝或塑料和碳和/或玻璃纤维复合物制成。
[0025] 推进器优选地是可变螺距推进器。
[0026] 内部空间由壳体的内部限定并且应当足够大以至少容纳驱动机械，但并没有大到 在水中引起不必要的阻力。
[0027] 驱动机械优选地安装在内部空间内，但驱动机械的一小部分仍然有可能延伸到船 体中。推进器轴从壳体内部延伸到壳体外部。
[0028] 对船体的内部开放的意思是，壳体的内部空间与船体的内部的至少一部分连通。 这可以通过在每一个推进单元上方的船体中提供孔口并使推进单元的壳体中有相应孔口 或开口端来实现。
[0029] 在从属权利要求2中限定了本发明的第一方面的一优选实施例。这是有利的，因 为电动马达是紧凑并且仅需要电来运行。此外，电动马达易于控制。
[0030] 优选地，驱动机械包括齿轮。这是有利的，因为它允许电动马达以低转速驱动大型 推进器，从而提尚效率。
[0031] 电动马达通常具有500-5000千瓦的效力，但是高得多的效力也是可能的。
[0032] 推进器轴可以通过联轴器联接到齿轮或直接联接到电动马达，以易于从推进器轴 中抽出进行维修。
[0033] 电动马达可以通过联轴器联接到齿轮。
[0034] 在从属权利要求3中限定了本发明的第一方面的一优选实施例。这是有利的，因 为它减少支撑推进器轴所需的轴承数量，甚至使得每个推进器轴可以使用单个轴承，因而 使推进系统更易于维护且成本更低。
[0035] 推进单元的长度指的是沿着船体的中线的长度，即纵向长度。优选地，驱动机械安 装在壳体的前部或船头部，即内部空间中，并且推进器轴从壳体的中部附近向后在壳体的 船尾部外延伸到推进器。
[0036] 从属权利要求4中限定了本发明的第一方面的一优选实施例。这是有利的，因为 它允许驱动机械在船舶在海上时由操作者轻松地且有效地维修并且维护，因而无需使船舶 停靠来进行维修和维护。
[0037] 术语容纳应当被理解成还包括术语容置、包含以及为......提供足够空间。优选 地，内部空间还适配成使其额外提供足够空间用于拆卸发生故障的驱动机械。
[0038] 操作者可以是船舶的技术人员或其他船员。
[0039] 在从属权利要求5中限定了本发明的第一方面的一优选实施例。这是有利的，因 为闭合的底部可用于在船舶停靠时支撑船舶。此外，开口上端易于例如通过将上边缘焊接 到船体来安装。术语流体连接应理解为意指空气和其他流体可通过开口上端进入内部空 间。优选地，开口上端的大小足够允许操作者通过开口上端进入内部空间。更优选地，开口 上端的大小还足够允许拆卸驱动机械的部件，例如齿轮、电动马达、联轴器等等。
[0040] 通过如从属权利要求6所限定的本发明的第一方面的优选实施例，提供了一种确 保流向推进器的水流均匀的有效方法。通常情况下，当推进单元上的推进器靠近船体运行 时，由于推进单元安装于船体上，存在这样一种风险，即由于靠近船体与进一步向下的可利 用水有差异，流向推进器的水流不均匀。同样，船体中央部具有最大吃水深度，因此排出沿 船体流动的水，可引起流向推进器的水产生扰动和不均匀供水。由于前缘被构造成使前缘 的任何一个部分到中心线的距离都大于推进器轴与中心线之间的距离，所以前缘会"捉住" 并转向以其他方式经过推进单元外面的一部分水的流动方向，并使这些水改变方向流向船 体的中心线