用于船舶的推進(jìn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于船舶的推進(jìn)系統(tǒng)，該推進(jìn)系統(tǒng)包括安裝至船舶的船體的兩個 推進(jìn)單元。
【背景技術(shù)】
[0002] 在典型的常規(guī)推進(jìn)系統(tǒng)中，在船舶的船體內(nèi)部的原動機(jī)（例如主發(fā)動機(jī)）直接地 或者通過驅(qū)動發(fā)電機(jī)提供電力給電動馬達(dá)來給推進(jìn)器軸供電，該推進(jìn)器軸從船體的內(nèi)部穿 過船體延伸至安裝在船體的外部軸上的推進(jìn)器。這種類型的推進(jìn)是可靠的。然而原動機(jī)和 推進(jìn)器軸在船舶的船體內(nèi)需要占用大量空間因此降低了船舶的載貨容量。此外，推進(jìn)器軸 需要相當(dāng)長以便從船體內(nèi)部延伸至船體外部，從而必須被多個軸承支撐，這增加了這種類 型的推進(jìn)系統(tǒng)的成本和維護(hù)需求。由于所需的空間，這種推進(jìn)系統(tǒng)非常難以改裝到船體上。
[0003] 一種可替代的推進(jìn)系統(tǒng)為方位推力器推進(jìn)系統(tǒng)，通常在海上工業(yè)中用于補(bǔ)給船和 維修船。在該系統(tǒng)中，支撐推進(jìn)器的方位吊艙可轉(zhuǎn)動地安裝至船體，從而使得能夠控制吊艙 以及由推進(jìn)器提供的推力的方向，以用于推進(jìn)和駕駛船舶。通常，由在船體的尾部處于吊艙 上方的電動馬達(dá)通過錐齒輪來驅(qū)動吊艙上的推進(jìn)器?？商娲兀妱玉R達(dá)可以直接設(shè)置在 吊艙中。通過由原動機(jī)（例如柴油機(jī)）驅(qū)動的發(fā)電機(jī)對電動馬達(dá)提供電力。
[0004] 這種類型的推進(jìn)使船舶非常靈活，并免除了對船尾中的船舵和橫向推進(jìn)器的需 要，此外，由于所有部件都安裝在船尾中，并未減少載貨空間。然而，由于機(jī)械的復(fù)雜性，該 系統(tǒng)較易損壞。這也是在冰上運(yùn)行的船舶所出現(xiàn)的問題，除非所述推力器在很大程度上僅 僅為此特殊目的設(shè)計(jì)。因?yàn)樵S多推進(jìn)系統(tǒng)的部件（例如錐齒輪和密封件）在海上實(shí)際上是 無法進(jìn)入以進(jìn)行修理或維修的，所以在發(fā)生故障或大型維護(hù)的情況下，常常需要船舶?？?碼頭。這在海上工業(yè)中是個問題，因?yàn)檠a(bǔ)給船和維修船在普通?？看a頭之外提供服務(wù)代價 很高昂。此外，北極區(qū)域逐漸增多的勘探要求更多能耐受浮冰和進(jìn)行破冰的重型系統(tǒng)。
[0005] 描述上述類型的推進(jìn)系統(tǒng)的專利文獻(xiàn)包括W02012089917、US3565029、US3680513、 W02010022954、US6062925、EP1276665、SE507697 以及W02012148282。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種克服上述推進(jìn)系統(tǒng)的至少一個缺點(diǎn)的推 進(jìn)系統(tǒng)。
[0007] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種簡單、可靠且緊湊的推進(jìn)系統(tǒng)。
[0008] 本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種易于維修的推進(jìn)系統(tǒng)。
[0009] 本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種可以容易改裝到船舶船體的推進(jìn)系統(tǒng)。
[0010] 本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種用根據(jù)本發(fā)明所述的推進(jìn)系統(tǒng)改裝船體的方法。
[0011] 本發(fā)明又一進(jìn)一步的目的是提供一種包括根據(jù)本發(fā)明所述的推進(jìn)系統(tǒng)的船舶。
[0012] 上述目的中的至少一個或進(jìn)一步目的中的至少一個將由下面的說明而變得清楚， 其根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過如權(quán)利要求1所述的船舶推進(jìn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
[0013] 通過在殼體的內(nèi)部空間中設(shè)置驅(qū)動機(jī)械，可使用需較少軸承（例如，僅需要一個 軸承）的短推進(jìn)器軸。這使得推進(jìn)系統(tǒng)簡單而可靠。此外，不需要錐齒輪。這也使得推進(jìn) 系統(tǒng)簡單而可靠。另外其提高了推進(jìn)系統(tǒng)的效率并節(jié)約了燃料。
[0014] 此外，由于所述驅(qū)動機(jī)械不占據(jù)載貨空間，因而所述推進(jìn)系統(tǒng)是緊湊的。
[0015]由于內(nèi)部空間向所述船體內(nèi)部開放，操作者可以維修驅(qū)動機(jī)械。這使得推進(jìn)系統(tǒng) 可容易地進(jìn)行維修。
[0016]由于殼體帶有推進(jìn)器，且所述驅(qū)動機(jī)械設(shè)置在殼體的內(nèi)部空間內(nèi)，所以所述推進(jìn) 系統(tǒng)由于它不需要船體的載貨空間中的空間而容易改裝。
[0017] 通過使推進(jìn)單元固定地安裝到船體，無需傳統(tǒng)方位推力器推進(jìn)系統(tǒng)所采用的昂貴 且復(fù)雜的軸承和密封件。這使得推進(jìn)系統(tǒng)簡單且可靠并降低了推進(jìn)系統(tǒng)的成本。與傳統(tǒng)的 方位推力器推進(jìn)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)還提供了一種進(jìn)入所述推進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)部的更簡單的方式。
[0018] 所述船舶優(yōu)選是用于海上工業(yè)的維修船或補(bǔ)給船，因?yàn)檫@些類型的船舶相對于船 舶的整體尺寸需要較大的載貨容量，并且經(jīng)常在非常嚴(yán)酷的狀況，包括結(jié)冰狀況下運(yùn)行，而 在這些狀況下必須避免計(jì)劃外的?？克a(chǎn)生的故障。通常船舶具有50至120米的長度，但 船舶可以更長。優(yōu)選地所述船舶長75至90米。船舶通常具有1000至6000噸的載重量， 但更大的載重量也是可能的。
[0019] 所述船體可以是單層船體或雙船體并且可由鋼、鋁或塑料和碳和/或玻璃纖維復(fù) 合物制成。
[0020] 船體中央部是船體的中心部分且通常具有平坦的底面和豎直的側(cè)面。所述船尾部 是船體至船尾的部分，即船體中央部的后部。通常船尾部具有朝向船尾逐漸減小的吃水深 度，從而為推進(jìn)器和方向舵提供空間。例如，船尾部可以包括傾斜的平坦表面，然而，當(dāng)從船 尾看時，所述船尾部通常還具有V字形。
[0021] 固定地安裝應(yīng)該可以理解為推進(jìn)單元是不可旋轉(zhuǎn)的，即相比于之前描述的常規(guī)的 方位推力器推進(jìn)系統(tǒng)（所述推進(jìn)系統(tǒng)中的吊艙是可旋轉(zhuǎn)的，用于導(dǎo)向來自推進(jìn)器的推力）， 它們不能相對于船體旋轉(zhuǎn)。
[0022] 推進(jìn)單元可以通過焊接，通過鉚接，或通過螺母和螺栓固定地安裝到船體。此外， 在本發(fā)明的范圍內(nèi)設(shè)想，推進(jìn)單元可以與船體形成一體。
[0023] 推進(jìn)單元通常被放置成使得推進(jìn)器的位置靠近船尾，即船體的最末端。然而，推進(jìn) 單元應(yīng)當(dāng)被放置成使得推進(jìn)器后方有足夠空間給船舵。
[0024] 殼體可以由鋼、鋁或塑料和碳和/或玻璃纖維復(fù)合物制成。
[0025] 推進(jìn)器優(yōu)選地是可變螺距推進(jìn)器。
[0026] 內(nèi)部空間由殼體的內(nèi)部限定并且應(yīng)當(dāng)足夠大以至少容納驅(qū)動機(jī)械，但并沒有大到 在水中引起不必要的阻力。
[0027] 驅(qū)動機(jī)械優(yōu)選地安裝在內(nèi)部空間內(nèi)，但驅(qū)動機(jī)械的一小部分仍然有可能延伸到船 體中。推進(jìn)器軸從殼體內(nèi)部延伸到殼體外部。
[0028] 對船體的內(nèi)部開放的意思是，殼體的內(nèi)部空間與船體的內(nèi)部的至少一部分連通。 這可以通過在每一個推進(jìn)單元上方的船體中提供孔口并使推進(jìn)單元的殼體中有相應(yīng)孔口 或開口端來實(shí)現(xiàn)。
[0029] 在從屬權(quán)利要求2中限定了本發(fā)明的第一方面的一優(yōu)選實(shí)施例。這是有利的，因 為電動馬達(dá)是緊湊并且僅需要電來運(yùn)行。此外，電動馬達(dá)易于控制。
[0030] 優(yōu)選地，驅(qū)動機(jī)械包括齒輪。這是有利的，因?yàn)樗试S電動馬達(dá)以低轉(zhuǎn)速驅(qū)動大型 推進(jìn)器，從而提尚效率。
[0031] 電動馬達(dá)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] 推進(jìn)器軸可以通過聯(lián)軸器聯(lián)接到齒輪或直接聯(lián)接到電動馬達(dá)，以易于從推進(jìn)器軸 中抽出進(jìn)行維修。
[0033] 電動馬達(dá)可以通過聯(lián)軸器聯(lián)接到齒輪。
[0034] 在從屬權(quán)利要求3中限定了本發(fā)明的第一方面的一優(yōu)選實(shí)施例。這是有利的，因 為它減少支撐推進(jìn)器軸所需的軸承數(shù)量，甚至使得每個推進(jìn)器軸可以使用單個軸承，因而 使推進(jìn)系統(tǒng)更易于維護(hù)且成本更低。
[0035] 推進(jìn)單元的長度指的是沿著船體的中線的長度，即縱向長度。優(yōu)選地，驅(qū)動機(jī)械安 裝在殼體的前部或船頭部，即內(nèi)部空間中，并且推進(jìn)器軸從殼體的中部附近向后在殼體的 船尾部外延伸到推進(jìn)器。
[0036] 從屬權(quán)利要求4中限定了本發(fā)明的第一方面的一優(yōu)選實(shí)施例。這是有利的，因?yàn)?它允許驅(qū)動機(jī)械在船舶在海上時由操作者輕松地且有效地維修并且維護(hù)，因而無需使船舶 停靠來進(jìn)行維修和維護(hù)。
[0037] 術(shù)語容納應(yīng)當(dāng)被理解成還包括術(shù)語容置、包含以及為......提供足夠空間。優(yōu)選 地，內(nèi)部空間還適配成使其額外提供足夠空間用于拆卸發(fā)生故障的驅(qū)動機(jī)械。
[0038] 操作者可以是船舶的技術(shù)人員或其他船員。
[0039] 在從屬權(quán)利要求5中限定了本發(fā)明的第一方面的一優(yōu)選實(shí)施例。這是有利的，因 為閉合的底部可用于在船舶停靠時支撐船舶。此外，開口上端易于例如通過將上邊緣焊接 到船體來安裝。術(shù)語流體連接應(yīng)理解為意指空氣和其他流體可通過開口上端進(jìn)入內(nèi)部空 間。優(yōu)選地，開口上端的大小足夠允許操作者通過開口上端進(jìn)入內(nèi)部空間。更優(yōu)選地，開口 上端的大小還足夠允許拆卸驅(qū)動機(jī)械的部件，例如齒輪、電動馬達(dá)、聯(lián)軸器等等。
[0040] 通過如從屬權(quán)利要求6所限定的本發(fā)明的第一方面的優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種確 保流向推進(jìn)器的水流均勻的有效方法。通常情況下，當(dāng)推進(jìn)單元上的推進(jìn)器靠近船體運(yùn)行 時，由于推進(jìn)單元安裝于船體上，存在這樣一種風(fēng)險(xiǎn)，即由于靠近船體與進(jìn)一步向下的可利 用水有差異，流向推進(jìn)器的水流不均勻。同樣，船體中央部具有最大吃水深度，因此排出沿 船體流動的水，可引起流向推進(jìn)器的水產(chǎn)生擾動和不均勻供水。由于前緣被構(gòu)造成使前緣 的任何一個部分到中心線的距離都大于推進(jìn)器軸與中心線之間的距離，所以前緣會"捉住" 并轉(zhuǎn)向以其他方式經(jīng)過推進(jìn)單元外面的一部分水的流動方向，并使這些水改變方向流向船 體的中心線