在船中的推进组件的制作方法
【专利摘要】一种推进组件包括位于船的船尾处的至少一个推进单元(10)。至少一个推进单元(10)包括：附连到船体上的空心支承结构(11)；附连到支承结构上的腔室(12)；在腔室(12)内的电动马达(13)；在腔室(12)的前端处的推进器(15)，所述推进器(15)通过轴连接到电动马达(13)上；以及可枢转地支承在腔室(12)的后端处的舵(16)。至少一个推进单元(10)安装成使得轴线(SL)相对于水位线(WL)形成在1至8度的范围中的竖向倾角(α)，使得相对于水位线(WL)，腔室(22)的前端低于腔室(22)的后端。
【专利说明】在船中的推进组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的在船中的推进组件。
[0002]该组件意于在船中使用，船设有位于船的船尾处的至少一个推进单元。船可具有位于船的船尾处的仅一个推进单元，或者在船的船尾处位于船的船体的中心线的相对的侧的两个并行推进单元。尤其是在诸如巡洋舰、运输油或液化天然气的油轮、车辆运载船、货柜船和渡船的大船中使用推进单元。
【背景技术】
[0003]WO公开98/54052公开了一种船，其具有双推进器和双先令(Schilling)舵，S卩，对于各个推进器有相应的舵。通过相应的轴可枢转地安装各个舵，轴具有球状鼻部分、缩腰中间部分和向外展开的尾部。向外展开的尾部基本仅在各个舵的内侧(即，面向另一舵对的侧部)上向外展开。各个舵具有上板和下板，板在内侧上比在外侧上更广阔，板与相应的推进器的流线型对齐，并且下板在内侧上具有向下成角度的部分。舵看起来相对于船体的中心线形成某种外八字(toe-out)角。
[0004]美国专利7，033，234公开了一种用于操纵计划V形底船的方法，该船具有两个可单独操纵的驱动单元，驱动单元具有水下壳体，水下壳体从船的底部向下延伸。当以计划速度笔直前行时，对水下壳体设定所谓的内八字(toe-1n)角，即，相对于船的中心线以相对的等幅角度朝彼此倾斜。当使船转向时，对内部驱动单元设定比外部驱动单元更大的操纵角度。
[0005]JP专利公开2006007937公开了一种在船中的组件，船具有两个吊舱，吊舱具有位于船的船尾处的对转推进器。在第一实施例中，第一吊舱固定地安装到龙骨的后部中，使得轴线向上倾斜。借助于水平轴将第二吊舱紧固到操纵台上，操纵台围绕竖向轴线旋转，并且可借助于液压缸来降低和升高操纵台。第二吊舱的轴线与第一吊舱的轴线对齐。在第二实施例中，用水平轴将第一吊舱的后端紧固到龙骨上，并且将第一吊舱的前端紧固到竖向缸体上。因而可用缸体来调节第一吊舱的倾斜。在第三实施例中，两个吊舱都紧固到公共框架的相对的端部上，框架在水平轴的中间部分支承到操纵台，操纵台围绕竖向轴线旋转，并且可借助于液压缸来降低和升高操纵台。在这个布置中没有单独的舵，并且通过仅使在船的行驶方向上位于第一吊舱后面的第二吊舱围绕竖向轴线旋转，或者使两个吊舱都围绕竖向轴线旋转，来操纵船。
【发明内容】
[0006]本发明的目标是改进船中的现有技术的推进组件。
[0007]根据本发明的推进组件的特征在于权利要求1的特征部分中的特征。
[0008]推进组件包括位于船的船尾处的至少一个推进单元。船包括具有水平水位线的船体。至少一个推进单元包括:附连到船体上的空心支承结构；附连到支承结构上的腔室；在腔室内的电动马达；在腔室的前端处的推进器，所述推进器借助于轴连接到电动马达上；以及可枢转地支承在腔室的后端处的舵。
[0009]根据本发明，至少一个推进单元安装成使得轴线相对于水位线形成在I至8度的范围中的竖向倾角，使得相对于水位线，腔室的前端低于腔室的后端。
[0010]至少一个推进单元的竖向倾角改进推进器的水进流角度，这会提高推进器的效率。
[0011]至少一个推进单元的竖向倾角还减少船的船体中的气穴现象引起的噪声和振动，因为推进器的改进的进流角度会减少气穴现象。
[0012]至少一个推进单元的竖向倾角还减少轴线振动和力。这是因为当推进器的水进流角度得到改进时，作用于推进器上的不对称力减小。减少负载和振动将增加轴的轴承以及受这些振动和力影响的其它构件的使用寿命。
[0013]本发明可有利地用于具有两个推进单元的船中，两个推进单元在船的船尾处并排位于船的中心线的相对的侧处。各个推进单元有利地安装在外八字位置上，从而相对于船体的中心线形成在0.5至6度的范围中的水平倾角。因而腔室的前端倾斜远离船的船体的中心线，而腔室的后端则朝船的船体的中心线倾斜。
[0014]推进单元的这个外八字布置将进一步提高推进器的效率，以及减少船的船体中的噪声和振动。
[0015]本发明可用于在船的船尾处设有至少一个推进单元的大船，例如巡洋舰、运输油或液化天然气的油轮、车辆运载船、货柜船和渡船。在这样的大船中的推进单元的功率大约至少I丽。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]参照附图在下面详细地描述本发明的一些特定实施例，其中:
图1显示现有技术的推进组件。
[0017]图2显示根据本发明的推进组件的一个实施例。
[0018]图3显示根据本发明的推进组件的另一个实施例。
[0019]图4显示根据本发明的推进组件的另一个实施例的俯视图。
【具体实施方式】
[0020]图1显示现有技术推进组件。布置包括位于船的船尾处的推进单元10。推进单元10包括支承结构11、腔室12、电动马达13、轴14、推进器15和舵16。腔室12利用空心支承结构11连接到船的船体100上。轴14具有第一端和第二端，第一端连接到电动马达13上，而第二端则从腔室12的前端突出，并且连接到推进器15上。因而推进器15位于腔室12的前端处。电动马达13可为感应马达或同步马达。推进单元10用支承结构12固定到船的船体100上。这表示推进器15将始终相对于船的船体100保持在固定位置上。舵16位于腔室12的后端处。舵16借助于轴线17可枢转地连接到船体100和腔室12上。舵16形成为使得它形成支承结构11和腔室12的平滑延续部。舵16的下部部分在腔室12下方延伸一距离。操纵装置(图中未显示)基于来自航行驾驶室的命令使舵16旋转。图还显示了船的行驶方向S。
[0021]轴14形成推进单元10的轴线SL。轴线SL和水位线WL是平行的，这表示它们之间的角度α为O度。舵16的轴线17和轴线SL之间的角度(即，角度Y)为90度。舵16的轴线17和水位线WL之间的角度(即，角度δ)也是90度。
[0022]图1还显示流到推进单元10的水的流线F。可从图中看到，流线F未以最佳角度进入推进单元10的推进器15。这会削弱推进器15的水力效率。
[0023]图2显示根据本发明的推进组件的一个实施例。推进单元10对应于图1中显示的推进单元。与图1中显示的布置相比的差别在于，推进单元10的轴线SL相对于水位线WL形成竖向倾角α。这表示相对于水位线WL，腔室12的前端低于腔室12的后端。当推进单元10沿竖向倾斜时，进入推进器15的水流F的角度将得到改进。这表示推进器15的水力效率将得到改进。舵16的轴线17和水位线WL之间的角度(S卩，角度δ)如图1中那样仍然是90度。但是在这个实施例中，舵16的轴线17和轴线SL之间的角度(即，角度Y)小于90度，因为推进单元10沿竖向倾斜。图还显示了船的行驶方向S。
[0024]图3显示根据本发明的推进组件的另一个实施例。这个布置对应于图2的布置，SP，推进单元10相对于水位线WL以角度α倾斜。区别在于舵16的布置。在这个实施例中，舵16的轴线17和轴线SL之间的角度(即，角度Y)为90度，这对应于图1中的情形。这表示舵16的轴线17已经相对于水位线WL倾斜，S卩，角度δ大于90度。关于由推进器15产生的流，舵16轴线17与轴线SL形成直角的布置是有利的。图还显示了船的行驶方向S0
[0025]图4显示根据本发明的推进组件的另一个实施例的俯视图。两个推进单元10、20在船的船尾处并排位于船体100的中心线CL的各侧处。各个推进单元10、20包括:利用支承结构连接到船的船体100上的腔室12、22 ;位于腔室12、22的前端处的推进器15、25，其被定位在腔室12、22中的电动马达13、23驱动。舵16、26进一步位于腔室12、22的后端处。各个推进单元10、20可对应于图2或图3中显示的推进单元。这表示各个推进单元10、20相对于水位线WL以角度α沿竖向倾斜，如图2和图3中显示的那样。舵16、26的布置可为图2中显示的那个，或者图3中显示的那样。图还显示了船的行驶方向S。
[0026]在这个实施例中，推进单元10、20的轴线SL相对于船的船体100的中心线CL布置在外八字位置上。轴线SL与船的船体100的中心线CL形成水平倾角β，使得轴线SL将在船的船体的中心线CL上的点处彼此相交，所述相交点位于船后面。腔室12、22的前端相对于船的船体100的中心线CL向外倾斜(外八字位置)，而腔室12、22的后端则相对于船的船体100的中心线CL向内倾斜。外八字角β在0.5至6度的范围中。图还显示了船上的用于液化天然气(LNG)的油舱200。
[0027]推进单元10、20的这个外八字布置将进一步改进推进器15、25的水进流角度。这个外八字布置将提高效率，以及减少船体和轴中的振动。
[0028]图2中显示的实施例的效率很可能与图3中显示的实施例的效率相同。与图3中显示的实施例相比，图2中显示的实施例的船的可操纵性可能更好一点。另一方面，在加工性和产品结构方面，图3中显示的实施例可能更好，因为随产品的安装角度来调整倾角α，但不需要在各个项目中修改产品本身。另一方面，根据图2中显示的布置，产品可具有例如4度的预定竖向倾角，而根据图3中显示的布置，在总竖向倾角α应为6度的情形中，则将实现其余的例如2度。
[0029]必须针对各个船或一系列船单独地确定竖向倾角α和水平倾角β (即，外八字角)。基于对各个船或一系列船的模型测试来优化竖向倾角α和水平倾角β。单独地优化竖向倾角α和水平倾角β。优化的目标在于最大程度地减少燃料消耗，即，提高效率。通常在推进器的水进流笔直时实现最佳效率。
[0030]在船的船体100内提供至少一个发电机(图中未显示)，从而通过电网(图中未显示)对推进单元10、20中的电动马达13、23提供电功率。
[0031]在图中，单独的舵26可枢转地支承在船体100和推进单元20的腔室22处。舵26可以可枢转地支承在船体100和/或推进单元20处。因而舵26可以可枢转地支承在仅空心支承结构21处，或支承在船体100和空心支承结构21处，或支承在船体100和腔室22处，或支承在腔室21和空心支承结构21处。
[0032]上面介绍的本发明的实施例的示例不意于使本发明的范围仅局限于这些实施例。可在权利要求的范围内对本发明作出一些修改。
【权利要求】
1.一种在船中的推进组件，其中，所述船包括船体(100)，所述船体(100)具有水平水位线(WL)和中心线(CL)，以及其中，所述推进组件包括: 位于所述船体(100)的船尾处的至少一个固定推进单元(10，20)， 所述至少一个推进单元(10,20)包括: 附连到所述船体(100)上的空心支承结构(11)， 具有前端和后端的腔室(12)，所述腔室(12)附连到所述支承结构(11)上， 在所述腔室(12)内的电动马达(13)， 轴(14)，其具有第一端和第二端，所述轴(14)的所述第一端连接到所述电动马达(13)上，并且所述轴(14)的所述第二端从所述腔室(12)的前端突出，并且连接到推进器(15)上，所述轴(14)的中心轴线形成轴线(SL)，以及 可枢转地支承在所述腔室(12)的所述后端处的舵(16)， 其特征在于: 所述至少一个推进单元(10，20)安装成使得所述轴线(SL)相对于所述水位线(WL)形成在I至8度的范围中的竖向倾角(α)，使得相对于所述水位线(WL)，所述腔室(22)的所述前端低于所述腔室(22)的所述后端。
2.根据权利要求1所述的推进组件，其特征在于，所述推进组件包括两个固定推进单元(10，20)，所述两个固定推进单元(10，20)在所述船的所述船尾处并排位于所述船的所述船体(100)的所述中心线(CL)的相对的侧，各个推进单元(10，20)安装成使得: 所述轴线(SL)相对于所述水位线(WL)形成在I至8度的范围中的竖向倾角(α)，使得相对于所述水位线(WL)，所述腔室(22)的所述前端低于所述腔室(22)的所述后端， 所述轴线(SL)相对于所述船的所述船体(100)的所述中心线(CL)形成在0.5至6度的范围中的水平倾角(β)，使得所述腔室(22)的所述前端倾斜远离所述中心线(CL)，而所述腔室(22)的所述后端则朝所述中心线(CL)倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的推进组件，其特征在于，所述船是巡洋舰、运输油或液化天然气的油轮、车辆运载船、货柜船或渡船。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的推进组件，其特征在于，所述至少一个推进单元(10，20)的功率为至少I MW。
【文档编号】B63H5/125GK103596839SQ201280029078
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年6月13日 优先权日:2011年6月14日
【发明者】K.科基拉 申请人:Abb 有限公司