CN106715258A - 具有牵引螺旋桨的吊舱驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有壳体(2)和至少一个牵引螺旋桨(3)的、用于浮游设备的吊舱驱动装置(1)以及具有这样的吊舱驱动装置(1)的浮游设备。为了给出相对于已知的解决方案而言改进的吊舱驱动装置，例如提出至少一个导向轮(4)在壳体(2)的与至少一个牵引螺旋桨(3)相对置的侧上布置在导向轮轴(5)处，该导向轮轴由至少一个轴承支承。

Description

具有牵引螺旋桨的吊舱驱动装置
技术领域
本发明涉及一种用于浮游设备的吊舱驱动装置，其具有壳体和至少一个牵引螺旋桨。本发明还设计具有这样的吊舱驱动装置的浮游设备。
背景技术
这样的吊舱驱动装置也被称为POD驱动装置，原则上能够在任意的浮游设备中采用，并且不仅作为驱动装置还作为“主动桨”使用。吊舱驱动装置能够机械地-例如通过柴油发动机-或者通过电动机进行驱动，并且经由能转动的轴与浮游设备连接。如在所有的驱动装置中那样，在吊舱驱动装置中效率问题也是决定性的，因为特别是在大的船只中已经以十分明显的燃料节省实现了相对较小的效率提升和因此相应的成本降低。在此，在本发明中尤其涉及来自螺旋桨射束的旋转能量的回收。
存在不同的从螺旋桨射束中回收旋转能量的可行性方案，例如格林式导向轮(Grimsche Leitrad)、轮毂盖螺旋桨、稳定器(Flossen)等。
格林式导向轮(在行驶方向上)布置在螺旋桨的后方，并且将旋转能量转化为附加的推力。其在螺旋桨射束的范围内从涡轮机部分中产生，以及在螺旋桨射束之外的范围中从用于生成推力的螺旋桨部分中产生，或者其具有这些部分。因为螺旋桨部分从螺旋桨射束中伸出，所以格林式导向轮与螺旋桨相比具有大了大约20％的直径。在正常行驶时其以螺旋桨转速的30％至40％转动，并且能够节省直至10％的燃料。
然而在实践中其证实为易出故障的；此外对于优化的效率来说，螺旋桨尽可能大地设计，从而对于更大的格林式导向轮来说通常不再有空间。
从EP 0 758 606 Al中也已知了一种轮毂盖螺旋桨，其中，用于封闭在螺旋桨轮毂的自由端上的轮毂孔的轮毂盖设计用于抵抗由螺旋桨产生的涡流。
还已知的是，在POD驱动装置的壳体处安装稳定器，其应当将在流体中感应出的旋转能量的一部分转化为推进力。然而，如果船只具有剧烈变化的行驶特性，那么稳定器就不优化地流动，并且甚至部分地引起附加的阻力。
发明内容
本发明的目的在于，给出一种相对于已知的解决方案来说改进的、用于浮游设备的吊舱驱动装置。
该目的在特别是开头所述类型的吊舱驱动装置方面如下地实现，即吊舱驱动装置具有导向轮。因此能够改善流体表现或者更好地充分利用流体。
此外，该目的通过具有这样的吊舱驱动装置的浮游设备实现。
根据权利要求1或者权利要求12所述的本发明的另外的设计方案根据权利要求2至11和13得出。
在POD驱动装置的一个螺旋桨解决方案中，背向螺旋桨的一侧通常具有安装凸缘的盖(Kappe)或者由其组成。该盖例如具有例如导流、密封壳体和/或在入港时实现维护通道的功能。因为流体和至少一个牵引螺旋桨的旋转被引导围绕整个壳体，所以该吊舱驱动装置的一个设计方案在该壳体(在行驶方向上)的后方的端部上设置有导向轮作为用于回收旋转能量的装置。在该布置中有利的是，螺旋桨轴和导向轮轴是相互分开的，由此减少了支承的复杂性。因此没有轴套轴支承(如原来在格林式导向轮中应用的那样)的有问题的高的相对速度。
因此，在吊舱驱动装置的一个设计方案中，至少一个导向轮在壳体的与至少一个牵引螺旋桨相对置的侧上布置在导向轮轴处，其由至少一个轴承支承。因此能够将导向轮简单地远离牵引螺旋桨。
在吊舱驱动装置的另一个设计方案中，至少一个导向轮支承在壳体的布置有牵引螺旋桨的侧上。因此能够例如在刚性的轴上支承该导向轮，其中，该轴尤其是一种在其中延伸有牵引螺旋桨的轴的空心圆柱体。
在吊舱驱动装置的另一个设计方案中，至少一个导向轮支承在壳体处。该支承能够在壳体的头部、中间或者在其尾部处。轴承例如集成到壳体中和/或安装在壳体上。
在该设计方案的另一个实施方式中，至少一个牵引螺旋桨的直径与至少一个导向轮的直径至少是基本相等的。在直接在螺旋桨后方的螺旋桨轴上的格林式导向轮中，导向轮例如在直径上比位于其前方的螺旋桨大了大约20％，因此导向轮的螺旋桨部分从涡流中伸出。然而，不是总是采用比螺旋桨大的导向轮，因为整体效率取决于螺旋桨直径并且整体效率应当尽可能大。因此，尽可能大地选择螺旋桨。导向轮的直径能够适配于螺旋桨射束。如果导向轮例如相对于壳体布置在牵引螺旋桨的相对置的侧上，那么在导向轮的位置上的螺旋桨射束由于大的间距和射束收缩而特别与牵引螺旋桨相比具有更小的直径。因此，导向轮能够使用与牵引螺旋桨相应类似的直径。类似的直径以及“基本”相等的直径能够被理解为具有最大±10％的尺寸差别的直径。这表示，在一个设计方案中导向轮在直径方面比牵引螺旋桨大最多10％。
在吊舱驱动装置的一个设计方案中，导向轮与牵引螺旋桨相比具有更大的直径。当要实现的吃水深度被允许和/或在船体与导向轮之间的间距还足够大时，这例如是可行的。
在吊舱驱动装置的一个设计方案中，至少一个导向轮与吊舱驱动装置的壳体相比具有更大的直径，并且特别地与牵引螺旋桨相比具有更小的直径。因此还能够足够好地充分利用旋转。
在另一个实施方式中，壳体具有至少两个部段，其中，部段中的一个具有至少一个用于导向轮轴的轴承。当该部段或者POD壳体的不具有用于导向轮轴的轴承的部段是(例如通过凸缘安装的顶盖)单独密封的时候，导向轮部段(“导向轮适配器”)能够在没有基本的密封元件的情况下起作用，因为其在空间上并且从密封性出发与剩余的POD(吊舱)分离。
在另一个实施方式中，轴承中的至少一个是水润滑(wassergeschmiert)的。特别当导向轮部段与剩余的POD分离时，(海)水润滑的轴承能够应用于导向轮轴。因此获得轴承的简单的润滑，其中，在润滑前例如净化或者过滤海水。
在另一个实施方式中，壳体设计成使得由至少一个牵引螺旋桨引起的流体引导至导向轮轴的方向和/或导向轮的方向。因为在导向轮轴外部的(行驶方向上)后方的端部中通常仅安装两组轴承(压力和径向支承)，所以特别能够无问题地利用设计用于优化的引流的设计方案来构造后方的“罩”的轮廓，通过该设计方案也确保了在导向轮的螺旋桨轮毂的区域中的流体流入。
在另一个实施方式中，至少一个流体引导体布置在壳体处，借助于该流体引导体将由至少一个牵引螺旋桨引起的流体引导至导向轮轴的方向。通过这样的流体引导体能够特别地使得POD驱动装置的轴对导向轮的入流的影响最小化。流体引导体也能够将流体沿着壳体表面引导至导向轮涡轮级的特别有效的区域中，并且因此阻止或者至少减少导向轮叶片的不均匀的负荷。
浮游设备、例如客轮或者集装箱船、护卫舰或者驱逐舰能够具有带有至少一个导向轮的吊舱驱动装置或者多个吊舱驱动装置。如果浮游设备例如具有多个吊舱驱动装置，那么至少一个吊舱驱动装置具有至少一个导向轮。吊舱驱动装置的各种实施方案如上所述。在多个用于浮游设备的吊舱驱动装置中，驱动装置、特别是吊舱驱动装置能够具有一个牵引螺旋桨和/或不与导向轮对应的推进螺旋桨。
附图说明
接下来根据附图所示的实施例详细描述和阐述本发明。在此示出：
图1示出根据本发明的吊舱驱动装置的第一实施方式，
图2示出根据本发明的吊舱驱动装置的第二实施方式，并且
图3示出根据本发明的吊舱驱动装置的另一个实施方式的流体引导体。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的吊舱驱动装置1，其具有壳体2、牵引螺旋桨3和在导向轮轴5处的导向轮4，该导向轮轴由两个轴承6，7支承在壳体2的部段8中。在壳体2的另一个部段9中安装有用于驱动牵引螺旋桨3的电机12，其轴由另外的轴承支承到部段9和10中。在牵引螺旋桨3和导向轮4之间的虚线表示螺旋桨射束的射束收缩，通过其能够应用具有与牵引螺旋桨3类似的直径的导向轮4。如果部段9相对于导向轮部段8单独地密封，那么导向轮适配器8能够在没有基本的密封元件的情况下起作用，因为其在空间上并且从密封性出发与剩余的POD分离。因此，在此应用(海)水润滑的轴承6，7是有利的。
图2示出了根据本发明的吊舱驱动装置1的另一个实施例，在其中，(行驶方向上)后方的罩8的设计方案用于优化的引流。因为在该模块8中在轴5的外部仅必须安装两组轴承6，7(压力和径向支承)，所以能够无问题地实现的是，罩8的轮廓有利于流动地设计用于也确保在螺旋桨轮毂的区域中的流体流入。另外的参考标号的阐述见图1的描述。
图3示出了模块9的立体透视图，其对于吊舱驱动装置1的另一个实施方式来说包含电机12。为了最小化轴对导向轮的入流的影响和/或将由牵引螺旋桨引起的流体进一步引导至导向轮轴的方向，在壳体2处布置有流体引导体11，其将流体沿着壳体表面引导至导向轮涡轮级中。
总之，本发明也涉及具有壳体和至少一个牵引螺旋桨的、用于浮游设备的吊舱驱动装置以及具有这样的吊舱驱动装置的浮游设备。为了给出相对于已知的解决方案而言改进的吊舱驱动装置，例如提出至少一个导向轮在壳体的与至少一个牵引螺旋桨相对置的侧上布置在导向轮轴处，该导向轮轴由至少一个轴承支承。

Claims (13)

1.一种用于浮游设备的吊舱驱动装置(1)，所述吊舱驱动装置具有壳体(2)和至少一个牵引螺旋桨(3)，其特征在于，所述吊舱驱动装置(1)具有导向轮(4)。
2.根据权利要求1所述的吊舱驱动装置，其中，至少一个所述导向轮(4)在所述壳体(2)的与至少一个所述牵引螺旋桨(3)相对置的侧上布置在导向轮轴(5)处，所述导向轮轴由至少一个轴承(6，7)支承。
3.根据权利要求1或2所述的吊舱驱动装置，其中，至少一个所述导向轮(4)支承在所述壳体(2)的布置有所述牵引螺旋桨(3)的侧上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的吊舱驱动装置，其中，至少一个所述导向轮(4)支承在所述壳体(2)处。
5.根据前述权利要求中任一项所述的吊舱驱动装置，其中，至少一个所述牵引螺旋桨(3)的直径与至少一个所述导向轮(4)的直径至少是基本相等的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的吊舱驱动装置，其中，至少一个所述导向轮(4)与所述牵引螺旋桨(3)相比具有更大的直径。
7.根据前述权利要求中任一项所述的吊舱驱动装置，其中，至少一个所述导向轮(4)与所述壳体(2)相比具有更大的直径，并且特别地与所述牵引螺旋桨(3)相比具有更小的直径。
8.根据前述权利要求中任一项所述的吊舱驱动装置，其中，所述壳体(2)具有至少两个部段(8-10)，并且其中，所述部段中的一个部段(8)具有至少一个用于所述导向轮轴(5)的所述轴承(6，7)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的吊舱驱动装置，其中，所述轴承(6，7)中的至少一个是水润滑的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的吊舱驱动装置，其中，所述壳体(2)设计成使得由至少一个所述牵引螺旋桨(3)引起的流体引导至所述导向轮轴(5)的方向和/或所述导向轮(4)的方向。
11.根据前述权利要求中任一项所述的吊舱驱动装置，其中，至少一个流体引导体(11)布置在所述壳体(2)处，借助于所述流体引导体将由至少一个所述牵引螺旋桨(3)引起的流体引导至所述导向轮轴(5)的方向和/或所述导向轮(4)的方向。
12.一种浮游设备，所述浮游设备具有根据前述权利要求中任一项所述的吊舱驱动装置(1)。
13.根据权利要求12所述的浮游设备，所述浮游设备具有多个所述吊舱驱动装置，其中，所述浮游设备的至少一个驱动装置仅具有一个牵引螺旋桨和/或一个推进螺旋桨。
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