NO334906B1 - Motorenhet for et fartøy - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse angår et fremdriftsenhetsarrangement for et fartøy. Enheten omfatter et motorhus (6) hvilket er anordnet i vannet (6) og hvilken omfatter en motor (2) og enhver kontrollanordning relatert til denne, så vel som en propell (4) hvilken er anordnet på en motoraksling (3). Nevnte motorhus er anordnet som en separat modulær motorenhet (1), hvilken kan forbindes til fartøyet ved hjelp av festeanordninger (11,16).

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et fremdriftsenhetsarrangement for et fartøy, hvor arrangementet omfatter et motorhus i vannet, en motor lokalisert inne i huset, assosierte kontrollanordninger så vel som et propellarrangement på propellakslingen.

Et konvensjonelt motorarrangement for et fartøy omfatter en motor anordnet inne i fartøyets skrog og en propell montert til enden av en motoraksling hvilken strekker seg på en vanntett måte gjennom fartøyets skrog. Når propellen roteres, bringes det omgivende vannet rundt fartøyet i bevegelse og den danner derved en reaksjonskraft som driver fartøyet fremover. Motoren kan være en direkte benyttet dieselmotor eller tilsvarende forbrenningsmotor eller, foretrukket en elektrisk motor, til hvilken nødvendig elektrisk kraft tilføres fra en konvensjonell forbrenningsmotor, en gassturbin, et kjernekraftverk eller tilsvarende. Styringen av slike fartøy er konvensjonelt tilveiebragt ved at et dreibart ror er tilveiebragt i propellens kjølvann, hvor roret avbøyer kjølvannet og dermed danner en lateral kraftkomponent i relasjon til lengderetningen av fartøyet.

Andre typer av såkalte fremdriftsenheter er kjent, hvori propellen som sådan kan dreies for den hensikt å styre fartøyet. Denne dreiebevegelsen kan oppnås ved hjelp av et heller komplisert akslingsarrangement, eller på en slik måte at propellen er anordnet på akslingen av en motor hvilken er slik anordnet at den kan roteres om en vertikal akse. Det siste arrangementet er en såkalt asimutfremdriftsanordning, og en slik anordning er beskrevet, for eksempel i søkerens finske patent nr. 76977, hvilken anordning er markedsført av søkeren under varemerket AZIPOD.

EP 816.222 vedrører en fremdriftsenhet for et fartøy, der fremdriftsenheten omfatter en brakett som kan monteres til fartøyets skrog, en motorenhet montert til en nedre ende av braketten og nedsenket i vann, hvilken motorenhet omfatter en elektrisk motor som er forbundet til en propell.

Inntil nå har alle arrangement implementert for fartøy det trekk til felles at motorene per se, så vel som andre anordninger og midler, er tilpasset for å utgjøre en vesentlig integrert del av fartøyet helt fra stadiet når fartøyet bygges. Noen gjennomgående reparasjoner eller utskiftinger av motoren kan derfor vanskelig foregå uten at fartøyet ligger i dokk, etter hvilke vesentlige deler av fartøyet er demontert for å muliggjøre utskiftingen. Den eneste reparasjonsjobben som i noen grad er enkel og lett å gjennomføre, er derfor vanligvis oppgaven med å skifte ut en ødelagt propell, mens det alltid vil ta en lang tid å utføre andre, mer omfattende reparasjoner.

En ytterligere ulempe ved motorarrangementer hvilke er implementert separat for hvert fartøy, er at siden en motor er bygget separat for hvert fartøy i hvert tilfelle, tenderer antallet av alternative motorer til å øke, og derfor kan man ikke utnytte fordelen med lange serier. Produksjonskostnadene påvirkes på en ufordelaktig måte ved kompleksiteten av slike arrangementer og korte serier.

Et arrangement i henhold til den foreliggende oppfinnelse er blitt utviklet for å eliminere disse ulempene og andre som resultat av mangeformheten, hvor de karakteriserende trekkene av arrangementet er beskrevet i de vedføyde krav. Det generelle arrangementet i henhold til den foreliggende oppfinnelse erkarakterisertved at skipets fremdriftsarrangement omfatter et separat motorhus hvilket er anordnet for å danne en slik separat modulær motorenhet hvilken kan forbindes til fartøyet ved hjelp av festeanordninger.

Et flertall av signifikante fordeler er oppnådd med å bruke et slikt modulært arrangement, spesielt i forbindelse med de på forhånd nevnte asimut fremdrifts systemet, hvilke fordeler er presentert nedenfor i mer detalj med referanse til forskjellige utførelser av den foreliggende oppfinnelse. I den detaljerte beskrivelsen er eksempelreferanser gjort til de vedføyde tegninger, hvor

Figur 1 viser skjematisk en del av et eksempel av en utførelse av et modulært motorarrangement i forbindelse med et asimut fremdriftssystem, Figur 2 viser på tilsvarende måte en fordelaktig utførelse av en modulær motorenhet, hvor utførelsen omfatter to essensielt identiske motorenheter, Figur 3 viser på tilsvarende måte en løsning hvori en modulær motorenhet i henhold til den foreliggende oppfinnelse er anordnet som en fast fremdriftsanordning i hekken av fartøyet, og dermed erstatter et konvensjonelt propellarrangement, og Figur 4 viser en løsning hvori en motorenhet er installert på en slik måte, at propellakslingen er gitt en vinkel med horisontalen.

Under henvisning til figur 1, omfatter generelt en modulær motorenhet 1 i henhold til den foreliggende oppfinnelse en elektrisk motor 2 med en aksling 3 tilveiebragt med en propell 4. Et ytre hus 5 av motorenheten er fordelaktig anordnet slik at motoren 2 får dens kjøling direkte gjennom huset 5 fra det omgivende vannet 6, som forklart i mer detalj i en samtidig søkt patentsøknad. Motorenheten 1 som sådan danner derfor en strukturell del av fartøyet, hvilken er i direkte kontakt med vannet, hvorved det ytre huset 5 av motorenheten 1 samtidig fungerer som skipets skrog ved lokaliseringen av motoren 2, eller kan bli sammenlignet med et slikt skrog.

Motorakslingen 3 er montert i lagre 7 på begge ender av motoren på en ellers kjent måte, i forbindelse med hvilke lagerpakninger, kjent per se, er passende anordnet slik at det indre 8 av motoren fortrinnsvis er fullt isolert fra det omgivende vannet 6 og passende også fra det indre 10 av en monteringssammenstilling 9. Motorenheten omfatter festeanordninger, passende i form av en flens 11, gjennom hvilken motorenheten kan forbindes til korresponderende flensanordninger 16, 16a, 16b anordnet på monteringssammenstillingen 9, eller i det tilfelle i henhold til figur 3, direkte til anordning 16c anordnet ved fartøyets skrog 12. Den modulære motorenheten 1 består, som sådan, av en type av forlengelse av monteringssammenstillingen 9, og strekker seg inn i vannet, dvs. hovedsakelig en slik del av fremdriftsanordningen hvilken innen fagområdet normalt kalles skeg når den er lokalisert ved enden av en roterbar arm. For å fremføre forbindelsen så effektivt som mulig viser figur 1 skjematisk, ved bruken av referansenummer 13, at forbindelser til motoren 2, slik som en krafttilførsel, kontroll- og monitoreringsanordninger, enhver smørings- og/eller kjøleanordning etc, fortrinnsvis er forbundet via en sentral kobling til monteringssammenstillingen 10 eller til fartøyets skrog 12, respektivt.

Flere betydelige fordeler er oppnådd ved et generelt arrangement i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Først kan motorenheten gis et ekstremt kompakt design. Siden anordningen som omtales til en stor grad er et standard oppsett, hvilken som sådan er brukbar for et flertall av benyttelser, kan motorenheten 2, hvilken i seg selv inneholder ensartet kompleks teknologi, produseres i lange serier uten noen betydelige tanker for sluttbruken. Dette sikrer også at tilførselen av lagerdeler for motorenheten kan være uttømmende, eller å begynne med å ha komplette enheter som sådan tilgjengelig som hyllevare ved de mest viktige skipsverkstedene eller til og med transportert om bord i fartøyet.

På grunn av dets kompakte design tilveiebringer arrangementet i henhold til den foreliggende oppfinnelse et betydelig mindre tverrsnittsareal i strømretningen, sammenlignet med nåværende løsninger, hvilket tilveiebringer en bedre fremdrifts effektivitet med en mindre propell. Det er også vanligvis mulig å benytte mindre lager 7. En viktig fordel er også det faktum at det er enkelt å utnytte overflødighet.

Fra ståstedet med produktlevering og vedlikehold, muliggjør arrangementet i henhold til den foreliggende oppfinnelse rask produksjon og kortere lageromsetningstid. Vedlikehold er raskt og enkelt å gjøre på grunn av utskiftbarheten og standardmodeller, hvilke er en viktig fordel å ta hensyn til med det faktum at fartøy som ligger dager for vedlikehold eller reparasjoner kan være ekstremt dyrt.

Arrangementets funksjonalitet beskrevet på figur 1 representerer fordelaktig asimutfremdriftssystemet beskrevet ovenfor, dvs. hele sammensetningen 9 er roterbar rundt en vertikal akse A-A. Sammenstillingen, inkludert motoren, erstatter derfor propellrorsammenstillingen av eldre type teknologi og tilveiebringer, blant annet, klart bedre effektivitet og forbedret svingekarakteristikk sammenlignet med det. Sammenstillingen 9 i utførelsen i henhold til figur 1 omfatter en fortrinnsvis hovedsakelig hul og passende, i det minste i noen grad, kurvet hoveddel forbundet ved flenser til arrangementet for dreiing, krafttilførsel og kontroll, hvilke er allment kjente innen fagområdet, av hvilke er referert til ved hentydninger med referansenummer 14. På grunn av den buede monteringssammenstillingen dreier hele anordningen på en optimal måte på tilsvarende måte som asimutfremdriftssystemer kjent hittil.

Kjøling direkte gjennom det ytre huset 5 av motorenheten 1, som implementert i henhold til en samtidig søkt patentsøknad, kan implementeres spesielt godt ved arrangementet i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvori det enkelt er oppnådd en symmetri som er krevet for balansert kjøling. På grunn av den modulære strukturen, er det ikke noen slike eksterne deler av enheten hvilke vil forårsake diskontinuitetslokasjoner med hensyn til kjølingen, og derfor er tilgjengelighet tilveiebragt hvor som helst for det omgivende vannet 6 å fungere som en kjøler. Sammen med det nevnte arrangementet vil en konvensjonell luftkjøling inkluderende kanaler og spesielle arrangementer kunne utelates. Gjennom dette er det tilrettelagt for økt hastighet på produksjonen av motorenheten, og vekten av enheten er liten, og ved dette kan størrelsen på ethvert produksjonsutstyr nødvendig for produksjonen av enheten reduseres i tillegg.

En spesielt fordelaktig løsning er presentert på figur 2, hvori to modulære motorenheter 1 og la er benyttet forbundet til en felles roterbar sammenstilling 9a. Disse motorenhetene 1 og la kan hver ha en separat krafttilførsel eller en felles en. I henhold til én utførelse av de to motorene 2 og 2a i tandem kan, om nødvendig, ytterligere være mekanisk forbundet gjennom en clutch generelt referert til som 15. Alternativt kan motorene 1 og la også opereres i motsatte retninger. Med dette tilbyr arrangementet en mulighet av både en felles kontroll av de to motorene 2, 2a, så vel som individuell kontroll, slik at hver motor er drevet ved kontroller for den selv.

I utførelsen på figur 1 og 2 beskrevet ovenfor, så vel som den på figur 4 som skal beskrives senere, er motorenhetene 1, la i henhold til den foreliggende oppfinnelse forbundet til roterbare armsammenstillinger for å tilveiebringe et asimutfremdriftssystem. Figur 3, på den annen side, beskriver en løsning hvor en modulær motorenhet 1 i henhold til den foreliggende oppfinnelse er forbundet direkte til fartøyets skrog, og gjennom dette erstatter en konvensjonell propellsammenstilling. Også i dette tilfellet kan det oppnås et flertall av fordeler som tilbys av den modulære strukturen.

Til slutt, figur 4 viser at en modulær motorenhet i henhold til den foreliggende oppfinnelse i noen spesielle applikasjoner også kan være montert slik at retningen av motorakslingen er en annen enn horisontal.

Ovenfor har noen fordelaktige utførelser av den foreliggende oppfinnelse blitt beskrevet ved eksempler. Men for en fagperson innen fagområdet vil det være klart at oppfinnelsen ikke er begrenset til disse alene, men at de kan modifiseres på mange måter innenfor rammen av de etterfølgende krav.

Claims (8)

1. Et fremdriftsenhetsarrangement for et fartøy, hvor arrangementet omfatter et motorhus lokalisert i vannet (6) så vel som en elektrisk motor (2, 2a) anordnet i dette, og videre omfattende kontrollanordninger relatert til dette og en propell (4) anordnet ved motorakslingen (3, 3a), karakterisert vedat motorhuset er anordnet som en separat modulær motorenhet (1), hvilken nevnte separate modulære motorenhet (1) omfatter festeanordninger (11) for å feste den separate modulære motorenheten til et fartøy (12), hvor den separate modulære enheten (1) utgjør en strukturell del av fartøyet (12) som er i direkte kontakt med vannet (6), hvor festeanordningene omfatter første flens anordninger (11), gjennom hvilke den separate modulære motorenheten (1) kan forbindes til tilsvarende andre flensanordninger (16, 16a, 16b, 16c) anordnet på et separat understøttelsessystem anordnet på fartøyet (12), og at det separate understøttelsessystemet anordnet på fartøyet (12) omfatter en roterbar sammenstilling (9) som er roterbar om en vertikal akse (A-A), der den roterbare sammenstillingen (9) er forbundet til fartøyet (12) gjennom fartøyets hovedsakelig horisontale bunn, hvorved den roterbare sammenstillingen (9) ved dens øvre ende omfatter en dreieanordning (14) for å dreie den roterbare sammenstillingen (9), spesielt i forbindelse ved manøvrering av fartøyet (12), så vel som en slepering eller tilsvarende anordning for å overføre motorens kraftforsyning og/eller kontroll-og/eller like funksjoner til nevnte en eller flere separate modulære motorenheter (1, la) anordnet i nevnte roterbare sammenstilling (9).

2. Et arrangement i henhold til krav 1, karakterisert vedat nevnte første flensanordninger (11) og nevnte andre flensanordninger (16, 16a, 16b, 16c) anordnet på nevnte separate understøttelsessystem har forbindelsesanordninger for krafttilførsel, kontroll- og tilsvarende funksjoner for nevnte elektriske motor (2, 2a).

3. Et arrangement i henhold til krav 1, karakterisert vedat nevnte roterbare sammenstilling (9) omfatter en hovedsakelig krum støttebjelke med nevnte andre flensanordninger (16) ved én ende for festing av nevnte modulære motorenhet (1, la) til nevnte roterbare sammenstilling©» (9).

4. Et arrangement i henhold til krav 1 eller 3, karakterisert vedat nevnte roterbare sammenstilling©» (9) omfatter en hovedsakelig vertikal sentral hoveddel (9a) så vel som flere andre flensanordninger (16a, 16b) anordnet dertil, hensiktsmessig to flensanordninger, til hver av hvilke andre flensanordninger (16a, 16b) en separat modulær motorenhet (1, la) respektivt kan forbindes hensiktsmessig, slik at akslingene (3, 3a) til nevnte elektriske motorer (2, 2a) vil være lokalisert i et hovedsakelig felles horisontalt plan og hensiktsmessig slik at nevnte akslinger, om nødvendig, kan kobles til hverandre (15).

5. Et arrangement ifølge hvilket som helst av krav 1 til 4,karakterisert vedat nevnte andre flensanordninger (16, 16a, 16b) av nevnte roterbare sammenstilling (9) er anordnet slik at den separate motorenhetens (1, la) propellaksling (3, 3a) strekker seg hovedsakelig horisontalt.

6. Et arrangement ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 4,karakterisert vedat nevnte andre flensanordninger (16) av nevnte roterbare sammenstilling (9) er anordnet slik at propellerakslingen av den i det minste ene separate motorenheten (1) strekker seg i en retning som er forskjellig fra den horisontale retningen.

7. Et arrangement ifølge hvilket som helst av de foregående krav 1 til 6,karakterisert vedat nevnte separate motorenhet (1, la) omfatter en elektrisk motor (2, 2a), hvilken for vesentlige deler er kjølt gjennom de separate modulære motorers huskonstruksjon (5) direkte til et medium (6) befinnende seg utenfor nevnte separate modulære motorenhet (1, la).

8. Et arrangement ifølge krav 7, karakterisert vedat nevnte separate modulære motorenhet (1, la) er tilveiebrakt med ytterligere anordninger for å sette i bevegelse et medium på innsiden av nevnte separate modulære motorenhet (1, la) for å øke en varmeoverføring mellom nevnte elektriske motor (2, 2a) og nevnte medium (6) befinnende seg på utsiden av nevnte modulære motorenhet (1, la).