包括电机/发电机和内燃机的用于水中的船舶的推进装置和包括这样的推进装置的船舶

摘要

本发明涉及一种用于水中的船舶的推进装置(10)，所述推进装置(10)包括：连接单元(11)；电机/发电机，连接至所述船舶的电力系统并包括容纳在连接单元(11)中的定子(12)和转子(15)；和推进器，具有安装在推进器轴(13)上的至少两个叶片(20)，所述推进器轴(13)被放置成与所述连接单元(11)关联且可旋转地连接至所述转子(15)；由此，所述推进装置(10)设计成被设置，使得所述连接单元(11)的一侧面向远离所述推进器(18)的方向且抵靠面向所述水的所述船舶的尾部的一侧。本发明的特征在于，轴(17)从所述内燃机延伸通过所述船舶的尾部且还通过所述连接单元(11)至推进器轴(13)，以操作所述推进器，并且所述轴(17)还从所述内燃机连接至所述电机/发电机中的转子(15)。

说明书

技术领域

本发明涉及根据专利的权利要求1的前序的推进装置。

背景技术

船舶用于不同的目的，诸如运输个人和运输货物。由于不同的原因(例如环境方面、操作经济以及关于可替代的燃料的灵活性)，需要灵活地推进船舶。

在EP 1 250 256 B1中显示了一种已知的方法，其中所谓的柴油电动操作被用于操作船舶。这意味着在船舶的外壳的内部或外部内燃机转动产生电流的发电机，该电流用于操作与推进器连接地放置的电机。

然而，已知的系统(诸如例如在上述的专利文件中显示的一种系统)包括使得这些系统昂贵和复杂的几个部件。在上述的系统中，效率也是相对低的，这是因为损失发生在内燃机中、在发电机中以及在电机中。

因此，需要较高的灵活性和较高的效率的推进系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种推进装置，所述推进装置满足上述需要。这将通过根据独立权利要求所述的推进装置来实现。

所要求保护的推进装置是要用于推进水中的船舶，且包括：

连接单元；

电机/发电机，连接至所述船舶的电力系统并包括容纳在所述连接单元中的定子和转子；和

推进器，具有安装在推进器轴上的至少两个叶片，所述推进器轴被放置成与所述连接单元相关联或相连接且可旋转地连接至所述转子；

由此，所述推进装置是要设置成所述连接单元的一侧面向远离所述推进器的方向且抵靠面向水的所述船舶的尾部的一侧，

其特征在于，轴从所述内燃机延伸通过所述船舶的尾部且还通过所述连接单元至推进器轴，以操作所述推进器，并且所述轴还从所述内燃机连接至所述电机/发电机中的转子。

上文说明的装置将通过内燃机或电机、可替代地在需要高功率时的特定时期内燃机和电机的组合能够进行推进。这将导致较高的灵活性，这是因为操作者可以依赖于可利用的燃料/电力的量来选择动力源，并且可以减小内燃机的尺寸，这是因为如果由于一些原因期望较高的功率，电机可以用作对内燃机的补充。

此外，电机/发电机放置在船舶的外壳的外侧上，使得靠近连接单元的周边设置的定子将被周围的水围绕。由此，周围的水用作电机/发电机的有效的冷却剂，其非常有利于确保电机/发电机的可靠的操作和高的效率。

根据本发明的装置的另外的优点是，在推进器被内燃机操作且由此转子也被内燃机操作时，发电机将产生电流，该电流可以被直接用在与之相连接的电流消耗功能元件，或储存在适合的储存装置以用在之后的场合中。

在本发明的实施方式中，电机/发电机配置成用作电机，用于与所述内燃机一起旋转所述推进器，以获得至所述推进器的最大功率供给。本发明的这一实施方式导致了在船舶的电池包含充足的电力时的时期使用最大推进功率。因为没有在发电机中发生从内燃机的旋转运动的转换，所以利用来自内燃机的轴对推进器直接提供动力还导致高的效率。

在推进装置的另一实施方式中，推进装置配置成用作发电机，用于在所述内燃机通过所述轴旋转所述推进器和所述转子时产生至所述船舶的电池和所述电力系统的电流。电机/发电机在这一实施方式中用作发电机，这意味着通常与内燃机相连接放置的且由内燃机操作的发电机可以被消除，由此因为减小了部件的数量，简化了安装和维护。

在推进装置的另一实施方式中，所述轴具有分离离合器，使得通过配置用作电机的所述电机/发电机来实现所述推进，且不受所述内燃机的影响。分离离合器便于仅用电机进行推进并且使得仅用电机进行推进效率更高，这是因为轴和连接至轴的部件中的大多数不需要被电机旋转。

在推进装置的另一实施方式中，所述定子大体设置成平行于所述船舶的尾部的表面，所述轴通过所述尾部和所述定子的中心。

在推进装置的另一实施方式中，所述推进器是表面切割型推进器(surface cutting propeller)和/或具有可调节叶片的推进器。表面切割型推进器和/或具有可调节叶片的推进器在特定的情况下是非常高效率的和灵活的，这是因为它们可以适应于当前的环境和使用，这使得它们适合于与根据本申请的推进装置一起使用。

在推进装置的另一实施方式中，靠近所述连接单元的所述推进器轴的直径大体对应于所述连接单元的直径。这一配置导致对于推进器的更加有利的水流动，这提高了推进装置的效率。

在推进装置的另一实施方式中，所述连接单元的直径大体对应于在设计放置所述连接单元的位置处的所述船舶的尾部的宽度。这一配置导致对于推进器的更加有利的水流动，这进一步提高了推进装置的效率。

根据专利的权利要求中的限定的推进装置可以用于不同类型的船舶。非常适合于装配有根据上文描述的推进装置的船舶，是双体船或三体船。推进装置放置在所述外壳中的每一外壳的尾部。

附图说明

参考图1在下文更加详细地说明本发明，图1显示了沿着要求保护的推进装置的实施例的轴的纵向轴线的横截面。

具体实施方式

本发明是要用于推进在水中的不同类型的船舶。推进装置放置在船舶的外壳的尾部上或如果外壳具有一个或多个台阶则放置在外壳的底部上的台阶的尾部上，用于在某些情况下改善推进条件。外壳可以是单个外壳、双体船的外壳或三体船的外壳，且设置有根据本发明的至少一个推进装置。如果外壳是双体船或三体船类型的，那么推进装置优选地放置在每一外壳或台阶的尾部上。

在图1中显示出根据本发明的推进装置10的实施例。推进装置10包括圆筒形的连接单元11。在连接单元11中，电机/发电机的定子12布置成邻近连接单元11的周边的内侧。定子12的直径对应于连接单元11的直径，使得定子12将设置成尽可能地靠近周围的水，用于从周围水获得最大冷却。定子12的长度取决于电机/发电机的期望的功率，使连接单元适应于选择的长度，使得它对应于定子12的尺寸。推进器轴13与连接单元相连接地设置，或推进器轴13与连接单元相关联地设置。至少两个推进器叶片设置成围绕推进器轴的周边，用于在推进器在水中旋转时推进船舶。推进器轴的后部21在这一实施例中配置成球体的一部分，但是只要确保充足的水在推进器周围流动，也可以具有其它形状。

在与连接单元的连接处或在与连接单元的相关联处的推进器轴13的外直径基本上与连接单元的外直径相同或略小于连接单元的外直径，用于确保对于漂移至推进器和在推进器周围的水的有利的流动条件，这是重要的，以获得充足的效率。推进器轴13的略窄部分14向前延伸且延伸到连接单元11中。电机/发电机的转子15放置在这一窄部分14上，并与在连接单元11的周边内侧的定子12对准。倾斜部分16从窄部分14的内端抵靠连接单元的外侧向内倾斜延伸并且向外倾斜延伸，其中倾斜部分16连接至来自未显示的内燃机的驱动轴17或连接部分17，连接部分17在沿着驱动轴至内燃机的合适的位置处连接至驱动轴。轴承19被布置成围绕驱动轴或连接部分17，用于操控驱动轴17或连接部分17，且由此关于连接单元11操纵推进器轴。驱动轴或连接部分17延伸通过船舶的尾部(未显示)，船舶的尾部抵靠连接单元的前边缘18，抵靠船舶的尾部连接单元被用适合的支撑装置(例如螺纹连接)连接，使得具有相连的定子12的连接单元11被保持在适合的位置。推进装置还装配有放置在适合的位置上的未显示的密封垫，用于防止水渗透到连接单元中，防止水在用于驱动轴或连接部分17的轴衬处渗透到推进器轴和船舶中，以及防止水渗透到未显示的用于连接电机/发电机至船舶的电力系统以及控制电机/发电机的连接装置中。

推进器叶片可以铰接地安装在推进器轴中，用于关于推进器轴铰接叶片的装置安装在推进器轴中。铰接的叶片使得可以在一定时刻关于具体的操作条件优化叶片的角度，这可用于减少燃料消耗或进行加速或减速或反转船舶的可能性。

通过一些示例性的实施例描述了本发明，但是由于本发明由随附的权利要求来限定，本发明不限于这些实施例。