CN111655574B - 用于海洋船舶的内部可拆卸可缩回的推进器和海洋船舶 - Google Patents

Abstract

本发明讨论了一种用于海洋船舶的内部可拆卸可缩回的推进器，推进器(8)包括螺旋桨(12)、推进器主体(14)、用于驱动和转向螺旋桨(12)的装置(18，22，54)、用于在其顶部位置和底部位置之间在竖直方向上移动螺旋桨(12)的装置、用于引导螺旋桨(12)的竖直移动的装置(24)、以及支撑用于驱动和转向螺旋桨的装置(18，22，54)的滑动框架(32)，滑动框架(32)可沿着竖直移动引导装置(24)移动，竖直移动引导装置(24)紧固到框架，框架包括上框架(28)和下框架(30)，竖直移动引导装置(24)布置在上框架和下框架之间，其中，下框架是推进器盆(30)，推进器盆(30)在操作中时至少部分地容纳滑动框架(32)以及布置成与滑动框架(32)相连的用于驱动和转向螺旋桨(12)的装置(22、54)。

Description

用于海洋船舶的内部可拆卸可缩回的推进器和海洋船舶

技术领域

本发明涉及一种内部可拆卸可缩回的推进器。本发明还涉及一种海洋船舶。

背景技术

海洋船舶使用各种推进系统或单元。主推进单元(一个或多个)通常布置在船的后部。主推进单元可以是在海洋船舶的纵向方向上产生推力的固定螺旋桨装置，或者它可以是吊舱或推进器，即，可以围绕竖直轴线旋转的螺旋桨装置。

海洋船舶还具有主要在例如港口中操纵船只、驳船、渡船等时使用的其它推进装置。一种类型的这种推进装置是隧道推进器，该隧道推进器可以用在船的船首和船尾处。隧道推进器布置在横向于海洋船舶的纵向方向延伸穿过海洋船舶的船体的水平隧道中，以便帮助使整个船或船的一端侧向移动，例如用于入坞目的。

通过使这些单元可缩回，推进器已经被进一步开发，即推进器可以保持在船体内，但是推进器也可以降低到船体以下，即在海洋船舶的基线以下。当推进器处于降低位置时，推进器可以围绕竖直轴线旋转，并且推进器因此可以用于在任何期望的方向上产生推力以用于转向目的。这种推进器通常用于动态定位目的，并且用于相对于盛行波浪和水流方向将船舶维持在固定定向。然而，当航行到工作位置或进入港口时，定位推进器缩回与船舶的龙骨水平齐平，以便减小水阻力并且不与浅水中的海床干涉。然而，这种推进器通常相对难以检查和维护，因为这仅可以通过使用潜水员或通过使船舶进入干船坞来完成。

作为解决上述问题的现有技术的可缩回的推进器的实施例，可以讨论US6,375,524。该美国专利讨论了一种设置有竖直轴的海洋船舶，推进器放置在该竖直轴中，并且在该竖直轴处推进器可以从其位于船舶的龙骨水平以下的操作位置缩回到两个上部位置。第一下部位置是在航行中推进器被保持的位置，第二上部位置是推进器可以被检查和维护的位置。为了使这种操作起作用，海洋船舶需要竖直轴或推进器井，并且推进器需要设置有支撑推进器及其驱动设备并且连接到井的框架，使得推进器可以在竖直方向上移动。换句话说，推进器可以从海洋船舶的甲板即从上方安装在推进器井中。因此，在与推进器相关的任何安装或维护操作中不需要使用潜水员或使海洋船舶进入干船坞。

上述美国专利示出了如何由两个部分形成推进器井。第一部分从海洋船舶的龙骨水平延伸到特定的中间甲板水平之上。推进器井的第一部分具有第一直径，所述直径允许管状推进器框架在第一部分中降低，在推进器井和推进器框架之间留有小的间隙。在沿着它们的长度的某些位置，井和框架都设置有密封环，当彼此面对时，密封环密封间隙。在中间甲板上方，推进器井具有更大的直径，使得用于推进器的提升设备可以布置在那里，并且还为维护人员留出空间。所示的中间甲板位于吃水线以下，使得如果允许水填充推进器井，则中间甲板也将被淹没。为了防止这种情况发生，推进器井的第一部分在中间甲板上方延伸这样的竖直距离，使得推进器井在吃水线上方延伸。

上述美国专利的推进器满足了设定到内部可安装可缩回的推进器的所有基本要求。然而，推进器框架带来了问题，因为它是覆盖除了推进器本身之外的所有推进器部件的管状外壳，即，旋转驱动单元在管状框架内，由此，接近驱动单元是复杂的。如果推进器不是大到人可以装配到管状框架中，则推进器必须从框架松开以接近驱动单元。管状框架的其它不利方面是其尺寸、重量和制造。

KR-A-1020140137850讨论了一种筒型推进器，该筒型推进器结构上非常接近于上述美国专利文献中讨论的推进器。值得提及的唯一区别在于，韩国文献中的推进器井从船舶的龙骨水平延伸成远高于水平面，使得进入推进器井的水不会产生问题。然而，韩国文献的推进器具有与美国的推进器相同的问题，即，推进器框架是管，由此不能直接接近旋转驱动单元以进行维修或维护。

EP-A1-2995549讨论了一种设置在向上延伸的空腔中的可缩回的推进器，该空腔形成在海洋船舶的船体的底部中。推进器包括延伸穿过上述空腔的顶部处的圆柱形开口的圆柱形第一壳体。圆柱形开口设置有轴承和密封件，用于相对于船舶船体支撑和密封第一壳体。推进器还包括附接到第一壳体的下端的第二壳体。第二壳体容纳竖直轴、水平轴和用于驱动螺旋桨的传动装置。提升装置布置在船舶船体内，位于空腔的顶部上方，用于提升和降低第一壳体。换句话说，EP文献没有讨论内部可拆卸的推进器，而是讨论了必须从下方安装在其空腔中的推进器，由此其维修和维护也不能在海洋船舶的船体内进行。

本发明的目的是优化内部可拆卸可缩回的推进器的框架结构，使得在没有主要拆卸操作的情况下容易接近各种推进器部件。

本发明的另一目的是降低推进器框架的重量和制造成本。

发明内容

本发明的上述和其它目的通过一种用于海洋船舶的内部可拆卸可缩回的推进器来满足，所述推进器包括螺旋桨、推进器主体、用于驱动和转向所述螺旋桨的装置、用于使所述螺旋桨在其顶部位置和底部位置之间在竖直方向上移动的装置、用于引导所述螺旋桨的竖直移动的竖直移动引导装置、以及支撑用于驱动和转向所述螺旋桨的所述装置的滑动框架，所述滑动框架能够沿着所述竖直移动引导装置移动，所述用于驱动和转向所述螺旋桨的装置包括由转向管围绕的驱动轴，所述竖直移动引导装置在它们的上端处紧固到上框架并且在它们的下端处紧固到下框架，所述上框架紧固到支撑用船体结构，并且所述下框架是推进器盆，所述推进器盆由盆底、从所述盆底向上延伸的盆壁以及盆凸缘形成，所述盆底具有用于转向管的开口，所述开口设置有密封件，当所述推进器处于其螺旋桨和推进器主体位于所述海洋船舶的龙骨水平下方的操作位置时，所述推进器盆至少部分地容纳所述滑动框架以及布置成与所述滑动框架相连的用于驱动和转向所述螺旋桨的所述装置。

当解决至少一个上述问题时，本发明还带来许多优点，其中一些优点已列举如下：

推进器可以在内部被提升和拆卸以用于维修目的。这避免了与水下拆卸相关的成本和风险，或者替代地避免了船舶进入干船坞的需要，

推进器的结构较不复杂并且较轻，

推进器部件容易接近，而不需要将推进器从其框架松开。

然而，应当理解，所列优点仅是可选的，由此，如果获得一个或多个优点，则取决于本发明所实施的方式。

附图说明

下面，参照附图更详细地说明本发明的内部可拆卸可缩回的推进器，在附图中

图1示出了沿着海洋船舶的纵向中心线的局部竖直横截面图，该海洋船舶设置有根据本发明地优选实施方式的内部可拆卸可缩回的推进器，

图2示出了图1的内部可拆卸可缩回的推进器的竖直横截面图，该推进器定位在海洋船舶的船体内部的航行位置，

图3示出了图1的内部可拆卸可缩回的推进器的竖直横截面图，该推进器定位在海洋船舶的龙骨水平以下的操作位置，并且

图4示出了图1的内部可拆卸可缩回的推进器的竖直横截面图，该推进器被提升到其航行位置上方，即处于其维护、维修、安装或拆卸位置。

具体实施方式

图1示出了沿着海洋船舶2的纵向中心线的局部竖直横截面图，该海洋船舶2设置有根据本发明的优选实施方式的内部可拆卸可缩回的推进器8。该实施方式示出了布置在海洋船舶的船首处的内部可拆卸可缩回的推进器8。然而，在实践中，可缩回的推进器可以沿着其船体的长度应用在任何纵向位置。该图示出了定位在竖直推进器井中的推进器8，该竖直推进器井由从海洋船舶2的甲板4一直延伸到其龙骨水平KL的下推进器井10’和上推进器井10”形成。内部可拆卸可缩回的推进器8被示出为处于其在海洋船舶2的龙骨水平KL以下的操作位置，推进器井原则上由两个部分形成。下推进器井10’主要定位在吃水线WL以下，并且从龙骨水平KL开始，即，在海洋船舶2的底部处，并且在吃水线WL上方延伸。取决于海洋船舶，上推进器井可以是在船舶的甲板中的一个在另一个上方的一系列可关闭的开口，或者是在竖直方向上布置成穿过船舶的甲板的管状井。在上推进器井和下推进器井之间可以有空腔，该空腔可应用于例如维修和维护推进器。

图2示出了图1的内部可拆卸可缩回的推进器的竖直横截面图，该推进器定位在海洋船舶的船体内部的下推进器井10’内部的航行位置。可缩回的推进器8主要由推进器螺旋桨12、其布置在螺旋桨12的推进器主体14内的直角齿轮、围绕螺旋桨12并且连接到推进器主体14的喷嘴环16、由转向管20围绕的驱动轴18、在该示出的实施方式中布置在驱动轴18的上端处的电动驱动马达22、用于在推进器8的顶部位置和底部位置之间移动推进器8的装置(未示出)以及用于在推进器在竖直方向上移动时支撑内部可拆卸可缩回的推进器的上引导装置24和下引导装置26形成。然而，在这个阶段，应当理解，驱动轴和电动马达可以由与推进器螺旋桨12布置在相同轴线上的电动或液压驱动单元代替，该推进器螺旋桨与推进器主体14连接。在这种情况下，仅需要将必要的电线和/或液压管向下引至推进器主体14。

可缩回的推进器8在其上端处借助于上框架28紧固到中间甲板6，或者更一般地紧固到支撑船体结构(这些覆盖布置在海洋船舶的船体中的所有梁、壁、甲板、加强件等)。至少两个竖直引导杆24在它们的上端处紧固到上框架28，并且在它们的下端处紧固到下框架，即推进器盆30。滑动框架32布置成与引导杆24连接，使得滑动框架32能够沿引导杆24竖直地滑动。滑动框架32支撑驱动马达22，并借助于转向管20连接到位于推进器盆30以下的推力梁34。驱动轴18穿过转向管20向下延伸到推进器主体14。推力梁34可旋转地布置到转向管20的下端。转向管20在其上端处可旋转地支撑到滑动框架32，并在其下端处附接到推进器主体14。转向管20的旋转以及随后地转向螺旋桨12由旋转齿轮54(图3)完成。推力梁34基本上水平地朝向下推进器井10’的壁36延伸。壁36设有竖直导轨26，推力梁34的端部与该竖直导轨布置成滑动连通。换句话说，推进器的竖直移动由推进器8的上端处的引导杆24和推进器8的下端处的导轨26保证。推力梁34和导轨26将螺旋桨的推力首先传递到下推进器井10’的壁，然后进一步传递到海洋船舶的船体。

下推进器井10’的壁36形成空腔，当螺旋桨12、推进器主体14和喷嘴环16(如果使用)不在操作中时，螺旋桨12、推进器主体14和喷嘴环16容纳在该空腔中。壁的高度通常稍微大于螺旋桨12或喷嘴环(如果使用)的直径。在海洋船舶的吃水线WL延伸高于下推进器井10’的壁36的情况下，壁36设置有基本上竖直的壁延伸部38，以将壁的高度升高到吃水线WL之上。从甲板40(通常是最下面的甲板，但是有时是甲板或在最下面的甲板上方的第二甲板)向上延伸的壁延伸部38可以是壁36的整体部分，导轨26紧固到该整体部分，或者是作为以防水的方式紧固到壁36或甲板40的单独的壁构件。当推进器安装在下推进器井10”中时，推进器盆30位于壁延伸部38的内部。推进器盆30由盆底42(即基板)、盆壁44和盆凸缘46形成。盆壁44从盆底42向上延伸(优选地但非必须地，竖直地且成直角地)。盆凸缘从盆壁44向外延伸。盆凸缘46优选地但非必须地定位到盆壁44的上边缘，并且优选地但非必须地从上边缘径向向外延伸。推进器盆30的水平横截面优选地但不是必须地为圆形，但是如果需要，也可以考虑为正方形、矩形和类似形状。以类似的方式，下推进器井10’的水平横截面优选地但不是必须地为圆形，但是如果需要，也可以考虑正方形、矩形和类似的形状。盆凸缘46被布置成搁置在壁延伸部38的上边缘48上。在盆凸缘46和壁延伸部38的边缘48之间设有密封件。盆底42设有用于转向管20的开口50。开口50设有密封件52，用于防止水进入盆30的内部。

图3示出了图1和图2的内部可拆卸可缩回的推进器的竖直横截面图，该推进器定位在操作位置，其螺旋桨和推进器主体位于海洋船舶的龙骨水平KL之下。图3揭示了为什么需要推进器井30。现在，相对于转向管20和下推进器井10’的壁延伸部38以防水的方式密封的推进器盆30的存在使得可以将滑动框架32与其所有设备一起带到吃水线WL处或甚至在吃水线以下，所述设备例如为转动推进器主体的旋转齿轮54。因此，滑动框架32和推进器盆30的尺寸被确定成使得滑动框架32配合在推进器盆30的内部尺寸内。在没有推进器盆30的情况下，不应与海水接触的所有这种设备都应被布置在较高水平处，这将意味着驱动轴和转向管的长度增加。这也意味着推进器的重量增加，并且自然地，也意味着推进器占据更多的空间。

盆壁44的所需高度取决于推进器相对于龙骨水平KL和吃水线WL之间的差的尺寸。在其最小值处，当推进器处于其静止位置，即在海洋船舶的船体中的推进器井10’内部不动时，推进器主体14、螺旋桨12和喷嘴环16在竖直方向上需要的空间稍微大于推进器或喷嘴环的直径。

图4示出了图1的内部可拆卸可缩回的推进器的竖直横截面图，该推进器被提升到其航行位置上方，即，处于其维修和维护位置或者其完全安装或拆卸位置。该图还示出了壁延伸部38的重要性，即，即使没有什么东西来防止海水进入下推进器井10’，由于壁延伸部延伸高于吃水线WL，海水也不占据甲板40。壁延伸部36还提供了将盖56安装在壁延伸部38的边缘上以及边缘上的密封件上的可能性，使得下推进器井10’被再次覆盖，并且盖56可以用作用于维修推进器螺旋桨或推进器主体的支撑表面。

图4还示出了延伸壁的优选尺寸，如下：根据本发明的优选实施方式，推进器井10’的所需高度，即壁36的高度是螺旋桨或喷嘴环直径的大约1.1至1.5倍。如果吃水线WL延伸得更高，则需要到下推进器井10’的壁36的壁延伸部38，如图所示。例如，如果吃水线WL具有距龙骨水平KL的高度H1，并且甲板40具有距龙骨水平KL的高度H2，则壁延伸部38具有高度h，高度h大于H1-H2，优选地大约为H1-H2的至少1.2倍，更优选地大约为H1-H2的至少1.5倍。

应当理解，以上仅是对新颖的和创造性的内部可拆卸可缩回的推进器的示例性描述。应当理解，尽管以上说明书讨论了某种类型的可缩回的推进器，但是可缩回的推进器的类型不将本发明限制于所讨论的类型。因此，很明显，螺旋桨的驱动可以借助于布置在推进器主体中下面的电动、液压马达或Z驱动构造中的柴油马达来布置。而且，清楚的是，喷嘴环的形状不限制本发明，其中，环可以是圆柱形或圆锥形。上述说明不应被理解为以任何方式限制本发明，而是本发明的整个范围仅由所附权利要求限定。从以上描述中，应当理解，本发明的单独特征可以与其它单独特征结合使用，即使这种组合没有在说明书或附图中具体示出。

Claims (9)

1.一种用于海洋船舶的内部可拆卸可缩回的推进器，所述推进器（8）包括螺旋桨（12）、推进器主体（14）、用于驱动和转向所述螺旋桨（12）的装置、用于使所述螺旋桨（12）在其顶部位置和底部位置之间在竖直方向上移动的装置、用于引导所述螺旋桨（12）的竖直移动的竖直移动引导装置（24）、以及支撑所述用于驱动和转向所述螺旋桨的装置的滑动框架（32），所述滑动框架（32）能够沿着所述竖直移动引导装置（24）移动，所述用于驱动和转向所述螺旋桨（12）的装置包括由转向管（20）围绕的驱动轴（18），其特征在于，所述竖直移动引导装置（24）在它们的上端处紧固到上框架（28）并且在它们的下端处紧固到下框架，所述上框架紧固到支撑用船体结构，并且所述下框架是推进器盆（30），所述推进器盆（30）由盆底（42）、从所述盆底（42）向上延伸的盆壁（44）以及盆凸缘（46）形成，所述盆底（42）具有用于所述转向管（20）的开口（50），所述开口（50）设置有密封件（52），当所述推进器处于其螺旋桨和推进器主体位于所述海洋船舶的龙骨水平下方的操作位置时，所述推进器盆（30）至少部分地容纳所述滑动框架（32）以及布置成与所述滑动框架（32）相连的所述用于驱动和转向所述螺旋桨（12）的装置。

2.根据权利要求1所述的内部可拆卸可缩回的推进器，其特征在于，所述转向管（20）安装成经由所述开口（50）延伸，所述转向管（20）在其上端处以可旋转的方式被支撑到所述滑动框架（32）并且在其下端处附接到所述推进器主体（14）。

3.根据权利要求1所述的内部可拆卸可缩回的推进器，其特征在于，在所述推进器盆（30）下方，推力梁（34）以可旋转的方式布置在所述转向管（20）的所述下端处。

4.根据权利要求1所述的内部可拆卸可缩回的推进器，其特征在于，所述盆凸缘（46）从所述盆壁（44）向外延伸。

5.一种海洋船舶，所述海洋船舶包括如权利要求1所述的内部可拆卸可缩回的推进器（8），所述海洋船舶（2）具有带有竖直壁延伸部（38）的下推进器井（10’），所述竖直壁延伸部具有上边缘（48），当所述海洋船舶处于所述推进器定位在位于所述海洋船舶的船体内的所述下推进器井（10’）内的航行状态时，所述上边缘定位在所述海洋船舶（2）的吃水线（WL）上方，当所述推进器处于航行位置和操作位置时，所述推进器盆（30）被支撑在所述上边缘（48）上并且相对于所述上边缘（48）而言被密封件密封。

6.根据权利要求5所述的海洋船舶，其特征在于，当所述推进器被提升到其维修和维护位置时，盖（56）布置在所述密封件和所述上边缘（48）上。

7.根据权利要求5所述的海洋船舶，其特征在于，所述竖直壁延伸部（38）是紧固到甲板（40）或紧固到所述下推进器井（10’）的壁（36）的单独的壁构件。

8.根据权利要求5所述的海洋船舶，其特征在于，所述竖直壁延伸部（38）是所述下推进器井（10’）的壁（36）的整体部分。

9.根据权利要求5所述的海洋船舶，其特征在于，所述海洋船舶具有吃水线（WL）、龙骨水平（KL）和甲板（40），所述吃水线（WL）具有距所述龙骨水平（KL）的高度H1，所述甲板（40）具有距所述龙骨水平（KL）的高度H2，并且所述盆壁（44）具有高度（h），所述高度（h）大于H1-H2。

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