船舶以及在具有船体和推进单元的船舶中的方法技术

一种船舶以及在具有船体和推进单元的船舶中的方法。推进单元包括：中空支柱，该中空支柱以可旋转的方式附接至船舶的船体(5)；推进器轴(41)，该推进器轴具有轴向中央线(X‑X)并且通过轴承(51、52)定位并支撑在支柱的下部部分中；推进器(80)，该推进器附接至推进器轴(41)的从支柱(21)的下部部分(23)伸出的至少一个端部；以及电动马达(30)，该电动马达驱动推进器轴。从轴承沿轴向(X‑X)向外至少在推进器轴(41)的一个端部中定位有附加支撑装置(110,10 120)。该支撑装置包括形成为与推进器轴关联的第一支撑表面(110)以及与第一支撑表面配合并且形成为与支柱的下部部分关联的第二支撑表面(120)。第二支撑表面(15)定位在距第一支撑表面预定距离(D1)处，使得在面对彼此的第一支撑表面与第二支撑表面之间形成槽(S1)。由于作用在推进器上的外部载荷而导致的推进器轴的弯曲通过所述支撑表面被限制在预定的最大值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】船舶以及在具有船体和推进单元的船舶中的方法
本专利技术涉及具有船体和推进单元的船舶。本专利技术还涉及在具有船体和推进单元的船舶中的方法。
技术介绍
WO专利公开2013/039443公开了用于在吊舱推进器的叶片撞击冰块或其他硬物体时对吊舱单元中的用于推进船舶的电动马达进行保护以抵抗轴弯曲冲击的方法和装置。电动马达具有驱动轴、转子和定子。冲击倾向于使轴瞬间弯曲成使转子将与定子接触的程度。通过设置至少两个构件来防止转子与定子的不利接触，所述至少两个构件一起形成具有配合的弓形支承表面的径向平面支承件。支承表面在电动马达的正常操作中彼此间隔开一间隙，并且仅在极端载荷下在较短时间段彼此接触。所述构件中的一个构件是具有圆形圆周的内部构件，所述圆形圆周构型支承表面中的一个支承表面。该内部构件的弓形表面与转子同轴并且与转子一起旋转。所述构件中的另一构件是相对于定子固定的外部构件。该外部构件的弓形支承表面与定子同轴。
技术实现思路
本专利技术的目的是实现对船舶以及具有船体和推进单元的船舶中的方法的改进。在权利要求1中限定了根据本专利技术的具有船体和推进单元的船舶。在权利要求17中限定了根据本专利技术的在具有船体和推进单元的船舶中的方法。该船舶包括船体和推进单元，该推进单元包括：中空支柱，该中空支柱具有上部部分和下部部分，上部部分以可旋转的方式附接至船舶的船体并且形成用于下部部分的支撑臂，下部部分形成具有第一端部和相反的第二端部的纵向隔室，推进器轴，该推进器轴具有轴向中央线并且被定位在支柱的下部部分内并且通过定位在彼此相距一轴向距离处的轴承被支撑在支柱的下部部分中，推进器，该推进器附接在推进器轴的从支柱的下部部分伸出的至少一个端部，马达，该马达驱动推进器轴，附加支撑装置，附加支撑装置从轴承沿轴向向外至少定位在推进器轴的一个端部中，所述支撑装置包括：第一支撑表面，第一支撑表面形成为与推进器轴关联，或者与附接至推进器轴的部件关联，使得第一支撑表面与推进器轴一起旋转，第二支撑表面，第二支撑表面与第一支撑表面配合，并且第二支撑表面形成为与支柱的下部部分关联，或者与附接至支柱的下部部分的部件关联，使得第二支撑表面相对于旋转的推进器轴是固定的，第二支撑表面定位在距第一支撑表面预定距离处，使得在面对彼此的第一支撑表面与第二支撑表面之间形成槽，由此由于作用在推进器上的外部载荷而导致的推进器轴的弯曲通过所述支撑表面被限制在预定的最大值。在具有船体和推进单元的船舶中的方法，该推进单元包括：中空支柱，该中空支柱具有上部部分和下部部分，上部部分以可旋转的方式附接至船舶的船体并且形成用于下部部分的支撑臂，下部部分形成具有第一端部和相反的第二端部的纵向隔室，推进器轴，该推进器轴具有轴向中央线并且定位在支柱的下部部分内并且通过定位在彼此相距一轴向距离处的轴承被支撑在支柱的下部部分中，推进器，该推进器附接在推进器轴的从支柱的下部部分伸出的至少一个端部，马达，该马达驱动推进器轴，附加支撑装置，该附加支撑装置从轴承沿轴向向外地至少定位在推进器轴的一个端部中，所述支撑装置包括：第一支撑表面，该第一支撑表面形成为与推进器轴关联，或者与附接至推进器轴的部件关联，使得第一支撑表面与所述推进器轴一起旋转，第二支撑表面，该第二支撑表面与第一支撑表面配合，并且第二支撑表面形成为与支柱的下部部分关联，或者与附接至支柱的下部部分的部件关联，使得第二支撑表面相对于旋转的推进器轴是固定的，该方法包括：将第二支撑表面定位在距第一支撑表面预定距离处，使得在面对彼此的第一支撑表面与第二支撑表面之间形成槽，通过所述支撑表面将由于作用在推进器上的外部载荷而引起的推进器轴的弯曲限制在预定的最大值，所述最大值由所述支撑表面之间的预定距离限定。在推进器轴的端部处作用在推进器上的径向力可以使推进器轴弯曲。作用在推进器侧部上的轴向力也使推进器轴弯曲。例如，在船舶在按照“国际海上生命安全公约”(SOLAS)进行的试验中或者在海上试图避免事故而有意地以全速且以S形方式转弯时，推进器轴经受较大的弯曲力。这些弯曲力是由于在这些转弯中作用在推进器上的力所导致的。当推进器撞击冰块或其他硬物体时，推进器轴也受到较大的弯曲冲击。使用附接至旋转推进器轴的第一支撑表面以及附接至固定支柱的第二支撑表面，使得所述支撑表面位于距彼此预定距离处，从而提供了用于限制推进器轴的弯曲的有效装置。支撑表面可以有利地定位成与推进器毂关联。推进器毂附接至推进器轴的外端部，并且推进器叶片附接至推进器毂。支撑表面将对由通过推进器作用在推进器轴的外端部处上的力引起的推进器轴的外端部的弯曲进行限制。支撑表面的轴向位置将非常接近弯曲力作用在推进器轴上的点的轴向位置。推进器毂的直径相比于推进器轴的直径较大。因此，支撑表面可以从推进器轴沿径向向远处定位，这使得能够在支撑表面中使用更大的支撑表面面积，即，更大的载荷承载面积。支撑表面可以被容易地制得足够大以承受更大的力。这在支撑表面中的一个支撑表面由与对置的支撑表面相比较软的轴承材料制成的情况下是特别有利的。使用较软的轴承材料可能要求第一支撑表面与第二支撑表面之间的接触中的表面压力被限制在例如30MPa以下的值。支撑表面之间的槽的深度可以被定尺寸成使得推进器轴的不利弯曲被消除。推进器轴的弯曲在下述推进单元中是不利的：其中，推进器轴穿过驱动推进器的电动马达。推进器轴的弯曲在下述推进单元中也是不利的：其中，推进器轴由穿过传动装置的第二轴驱动并且该第二轴由电动马达或燃烧发动机驱动。在推进器轴穿过电动马达的推进单元中，当推进器轴弯曲太多时，旋转转子的外表面会与固定定子的内表面接触。电动马达的转子与定子之间的接触将导致严重的损坏，因此不能被接受。当使用同步电动马达时，推进器轴的弯曲还会导致励磁机中的定子与转子之间的接触。推进器轴的弯曲还会导致定位在推进器轴上的密封件中的接触。推进器轴的弯曲还降低了推进器轴的轴承、特别是推力轴承的承载能力。在推进器轴穿过电动马达的推进单元中，电动马达中的转子与定子之间的气隙必须大到足以在推进器轴弯曲时的这些极端情况下消除转子与定子之间的接触。另一方面，转子与定子之间的较大气隙将降低特别是容量在1MW至10MW范围内的感应马达的效率。另一方面，在至少10MW范围内的容量中使用设置有励磁单元的同步电动马达。励磁单元中的转子与定子之间的气隙必须大到足以在推进器轴弯曲时避免接触。励磁单元中的转子与定子之间的较大气隙将降低励磁单元的效率。励磁单元中的较小气隙使得可以在励磁单元中使用较小的电压或者使用较短的励磁单元或增大现有的励磁单元的功率输出。在推进器轴的直径可以被减小的情况下，也可以使用具有较小直径的励磁单元。在推进器轴由穿过传动装置的第二轴驱动并且第二轴由电动马达或燃烧发动机驱动的推进单元中，推进器轴的弯曲将导致传动装置在推进器轴与第二轴之间的不均匀载荷。传动装置的不均匀载荷还可能导致第二轴的弯曲，这在第二轴穿过电动马达的情况下将引起驱动第二轴的电动马达的问题。第二轴的弯曲也可能导致在第二轴的上端端部处的可能的传动装置的问题。根据SOLAS的规定，船级社要求推进单元必须承受在例如叶片制动和转弯情况下的力。推进器轴的强度通常是超规格的，以在不弯曲太多的情况下承受这些力。支撑表面还将减小作用在推进器轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有船体(11)和推进单元(20)的船舶(10)，所述推进单元(20)包括：中空支柱(21)，所述中空支柱(21)具有上部部分(22)和下部部分(23)，所述上部部分(22)以可旋转的方式附接至所述船舶(100)的所述船体(11)并且形成用于所述下部部分(23)的支撑臂，所述下部部分(23)形成具有第一端部(23A)和相反的第二端部(23B)的纵向隔室，推进器轴(41)，所述推进器轴(41)具有轴向中央线(X‑X)并且定位在所述支柱(21)的所述下部部分(23)内并且通过定位成彼此相距一轴向(X‑X)距离的轴承(51、52)被支撑在所述支柱(21)的所述下部部分(23)中，推进器(80)，所述推进器(80)附接至所述推进器轴(41)的从所述支柱(21)的所述下部部分(23)伸出的至少一个端部，马达(30)，所述马达(30)驱动所述推进器轴(41)，附加支撑装置(110、120)，所述附加支撑装置(110、120)从所述轴承(51、52)沿轴向(X‑X)向外至少定位在所述推进器轴(41)的一个端部中，所述支撑装置(110、120)包括：第一支撑表面(110)，所述第一支撑表面(110)形成为与所述推进器轴(41)关联，或者与附接至所述推进器轴(41)的部件关联，使得所述第一支撑表面(110)与所述推进器轴(41)一起旋转，第二支撑表面(120)，所述第二支撑表面(120)与所述第一支撑表面(110)配合并且所述第二支撑表面(120)形成为与所述支柱(21)的所述下部部分(23)关联，或者与附接至所述支柱(21)的所述下部部分(23)的部件关联，使得所述第二支撑表面(120)相对于旋转的所述推进器轴(41)是固定的，所述第二支撑表面(120)定位在距所述第一支撑表面(110)预定距离(D1)处，使得在面对彼此的所述第一支撑表面(110)与所述第二支撑表面(120)之间形成槽(S1)，由此由于作用在所述推进器(80)上的外部载荷而导致的所述推进器轴(41)的弯曲通过所述支撑表面(110、120)被限制到预定的最大值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.20 EP 15159997.41.一种具有船体(11)和推进单元(20)的船舶(10)，所述推进单元(20)包括：中空支柱(21)，所述中空支柱(21)具有上部部分(22)和下部部分(23)，所述上部部分(22)以可旋转的方式附接至所述船舶(100)的所述船体(11)并且形成用于所述下部部分(23)的支撑臂，所述下部部分(23)形成具有第一端部(23A)和相反的第二端部(23B)的纵向隔室，推进器轴(41)，所述推进器轴(41)具有轴向中央线(X-X)并且定位在所述支柱(21)的所述下部部分(23)内并且通过定位成彼此相距一轴向(X-X)距离的轴承(51、52)被支撑在所述支柱(21)的所述下部部分(23)中，推进器(80)，所述推进器(80)附接至所述推进器轴(41)的从所述支柱(21)的所述下部部分(23)伸出的至少一个端部，马达(30)，所述马达(30)驱动所述推进器轴(41)，附加支撑装置(110、120)，所述附加支撑装置(110、120)从所述轴承(51、52)沿轴向(X-X)向外至少定位在所述推进器轴(41)的一个端部中，所述支撑装置(110、120)包括：第一支撑表面(110)，所述第一支撑表面(110)形成为与所述推进器轴(41)关联，或者与附接至所述推进器轴(41)的部件关联，使得所述第一支撑表面(110)与所述推进器轴(41)一起旋转，第二支撑表面(120)，所述第二支撑表面(120)与所述第一支撑表面(110)配合并且所述第二支撑表面(120)形成为与所述支柱(21)的所述下部部分(23)关联，或者与附接至所述支柱(21)的所述下部部分(23)的部件关联，使得所述第二支撑表面(120)相对于旋转的所述推进器轴(41)是固定的，所述第二支撑表面(120)定位在距所述第一支撑表面(110)预定距离(D1)处，使得在面对彼此的所述第一支撑表面(110)与所述第二支撑表面(120)之间形成槽(S1)，由此由于作用在所述推进器(80)上的外部载荷而导致的所述推进器轴(41)的弯曲通过所述支撑表面(110、120)被限制到预定的最大值。2.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，在所述推进器轴(41)由于作用在所述推进器(80)上的外部载荷而弯曲使得所述支撑表面(110、120)彼此接触时，在所述支撑表面(110、120)之间形成支承点，所述支撑表面(110、120)将所述推进器轴(41)的弯曲限制到预定的最大值。3.根据权利要求1或2所述的船舶，其特征在于，所述槽(S1)对海水是敞开的，使得所述第一支撑表面(110)和所述第二支撑表面(120)被水润滑。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的船舶，其特征在于，所述第一支撑表面(110)形成在所述推进器(80)的推进器毂(81)上，并且所述第二支撑表面(120)以与所述第一支撑表面(110)对置的方式形成在附接至所述支柱(21)的固定部件上。5.根据权利要求1至3中的任一项所述的船舶，其特征在于，所述第一支撑表面(110)形成为与所述推进器轴(41)的相对于所述推进器(80)相反的端部关联，并且所述第二支撑表面(120)以与所述第一支撑表面(110)对置的方式形成在附接至所述支柱(21)的固定部件上。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的船舶，其特征在于，两个支撑表面(110、120)都是筒形的且都与所述轴(41)的所述轴向中央线(X-X)同轴，由此，所述支撑表面(110、120)之间的所述槽(S1)在轴向(X-X)方向上具有宽度(W1)并且在径向方向上具有深度(D1)。7.根据权利要求1至5中的任一项所述的船舶，其特征在于，一个支撑表面(110、120)是筒形的且与所述轴(41)的所述轴向中央线(X-X)同轴，或者该一个支撑表面是略微锥形的，并且另一支撑表面(110、120)是略微锥形的，由此，所述支撑表面(110、120)之间的所述槽(S1)在轴向(X-X)方向上具有宽度(W1)并且在径向方向上具有变化的深度(D1)。8.根据权利要求1至5中的任一项所述的船舶，其特征在于，两个支撑表面(110、120)在径向平面中形成环，由此，所述支撑表面(110、120)之间的所述槽(S1)在径向方向上具有宽度(W1)并且在轴向(X-X)方向上具有深度(D1)。9.根据权利要求1至5中的任一项所述的船舶，其特征在于，两个支撑表面(110、120)在径向平面中形成环，并且一个支撑表面(110、120)相对于另一支撑表面(110、120)略微倾斜或两个支撑表面(110、120)沿相同方向略微倾斜，由此，所述支撑表面(110、120)之间的所述槽(S1)在径向方向上具有宽度(W1)并且在轴向(X-X)方向上具有变化的深度(D1)。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的船舶，其特征在于，所述第一支撑表面(110)和所述第二支撑表面(120)相对于所述推进器轴(41)的最靠近所述推进器毂(81)的轴承(51)沿轴向(X-X)向外定位。11.根据权利要求1至10中的任一项所述的船舶，其特征在于，所述马达(30)是定位在所述支柱(21)的所述下部部分(23)中的电动马达(30)，由此，所述推进器轴(41)穿过所述电动马达(30)。12.根据权利要求11所述的船舶，其特征在于，所述推进器轴(41)通过两个轴承(51、52)支撑在所述支柱(21)内，由此，第一轴承(51)在所述电动马达(30)与所述推进器毂(81)之间定位在所述推进器轴(41)上，并且第二轴承(52)在所述电动马达(30)的沿轴向(X-X)相反侧处定位在所述推进器轴(41)上。13.根据权利要求12所述的船舶，其特征在于，所述第二轴承(52)是组合式径向及推力轴承。14.根据权利要求1至10中的任一项所述的船舶，其特征在于，所述马达(30)是定位在所述支柱(21)的所述上部部分(22)中的电动马达(30)，由此，所述电动马达(30)中穿过有第二轴(61)，所述第二轴(61)经由传动装置(44、64)连接至所述推进器轴(41)。15.根据权利要求1至14中的任一项所述的船舶，其特征在于，所述支撑表面(110、120)从所述推进器轴(41)的外表面沿径向向外定位。16.根据权利要求1至15中的任一项所述的船舶，其特征在于，所述支撑表面(110、120)中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得里·佩利宁，
申请(专利权)人：ABB公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI