船舶推进组件的制作方法

本发明涉及一种船舶的推进组件。

背景技术：

在当前的推进组件中，由于推进组件的定位而存在一些效率低下。由于螺旋桨引起的至船体的压力脉冲和噪音，常常不能针对效率来优化螺旋桨。因此需要一种改进的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供具有方位推进单元(azimuthing propulsion unit)的船舶，以便缓解上述缺点。本发明的目的利用一种在独立权利要求中所限定的船舶来实现。在从属权利要求中公开了一些实施例。

在一方面中，提供了一种船舶，其包括具有后端和底部的壳体以及布置至船体的底部的方位推进单元，该方位推进单元包括螺旋桨。该方位推进单元包括暴露位置模式，在该暴露运行模式中螺旋桨设置在壳体的后端之后。在一实施例中，船舶的后端指的是船体的尾档(transom)。

在一实施例中，方位推进单元可旋转并且包括保护位置模式，在该保护位置模式中方位推进单元留在船舶的壳体之下。因此，船舶可被尽可能小地分类并且可具有进入更多数量的港口的机会。

在一实施例中，螺旋桨设计用于当在暴露位置模式中在推动运行模式中运行时提供最大的效率。

在一实施例中，通过应用桨距分配(pitch distribution)、斜交角、螺旋桨直径、叶片数量、叶面比、螺旋桨旋转速度和螺旋桨毂罩形状中的至少一个作为设计参数在暴露位置模式中对于推动运行模式来优化螺旋桨设计。

在一实施例中，螺旋桨设计成使能够在保护位置和牵引运行模式中以受限的功率和船速运行。

在一实施例中，螺旋桨的旋转方向可被反向使得螺旋桨在暴露位置模式中在牵引运行模式中运行和/或在保护位置模式中在推动运行模式中运行。

在一实施例中，功率和旋回角(turning angle)中的至少一个在方位推进单元的保护位置模式中被限制。

在一实施例中，螺旋桨包括三个或四个叶片，其提供最大功率输出。

在一实施例中，方位推进单元包括吊舱(pod)、位于吊舱内的推进马达、驱动地连接至推进马达和螺旋桨的大致水平的驱动轴和刚性地附连至吊舱的撑架(strut)，该船舶此外包括用于支撑撑架并且允许撑架相对于船体旋转的支承单元。

在一实施例中，吊舱的形状至少主要对于推动运行和暴露位置模式来优化。

在一实施例中，船舶包括具有激活的模式的盖，在该激活的模式中该盖设置在方位推进单元的螺旋桨之上用于防止乘客落到螺旋桨上，当方位推进单元在暴露位置模式中运行时来应用该盖的激活的模式。在推动模式、即正常巡航模式中，可临时延伸船舶尺寸不是决定性因素。该盖可被布置至船舶的尾档。

在一实施例中，该盖具有非激活的模式，在该模式中盖不延伸壳体的尺寸，当方位推进单元在保护位置模式中运行时来应用该非激活的模式。在盖非激活的情况下，其可被提升或转向船舶的尾档。

在一实施例中，当方位推进单元在暴露和保护位置模式中运行时该盖相应在激活的和非激活的模式之间自动切换。

在一实施例中，壳体的后端包括船舶的尾档。

附图说明

接下来，将更详细地通过一些实施例参考附图来说明本发明，其中：

图1示出了具有在暴露位置模式中运行的方位推进单元的船舶的实施例；

图2示出了在保护位置模式中运行的图1的推进单元。

具体实施方式

这些实施例涉及一种具有方位推进单元的船舶。这些实施例尤其涉及方位推进单元在船舶中的定位。在图1中示出了一这样的实施例。

提供一种船舶，其具有壳体100。仅对于解释本发明相关的船舶的后部底端被示出。船体包括底部102，其以低梯度的方式接近且与船基线120交会。至底部102可布置有尾鳍105，其典型地具有大约一至几米的宽度，也就是说该尾鳍不延伸底部的整个宽度。在底部之下形成有空间104用于容纳方位推进单元。方位推进单元如在图1和2中所示优选地位于(多个)尾鳍之后。备选地，如果船舶具有两个或更多个方位推进单元，它们中的一些可在其侧上至少部分地邻近(多个)尾鳍。因此，在由箭头示出的船舶的前进方向上，推进单元110具有来自船舶的底部102的保护。船舶也包括尾档106，其是船体的端面。

方位推进单元110包括吊舱112，其固定地布置至撑架114。撑架114通过支承/旋转单元旋转地布置至船舶的底部102A。

吊舱112容纳推进马达，其是用于使在吊舱112的端部处固定至毂116的螺旋桨118旋转的电动马达。通过电动马达旋转的轴是使螺旋桨旋转的相同的轴或至少与该轴同轴。

方位推进单元110具有两个主要运行位置，其在图1和2中示出。在图1中，推进单元是在暴露位置模式中，在该暴露位置模式中当从船舶上方竖直地观察时螺旋桨被暴露在船体的外部尺寸之外。图2示出了推进单元110的保护位置模式，在该保护位置模式中螺旋桨处于船体的外部尺寸之内，也就是说螺旋桨始终位于船体之下。

如图1所示，螺旋桨118在暴露位置模式中设置在船体100的尾档106之后。也就是说，螺旋桨118的叶片的纵向是在船体的尾档的最远点之后。螺旋桨的叶片的纵向在此指的是当与螺旋桨的旋转轴线相比时垂直的方向。

图2示出了图1的推进组件在旋转了180度的位置中的保护位置模式。可看出整个推进单元110并且尤其螺旋桨位于船体尺寸之内。在纵向上推进单元位于壳体的最后面的点之前。还在船舶宽度的方向上，推进单元安装在船舶的底部之下。这可通过当在保护位置模式中时限制推进单元的旋转和/或设定推进单元的尺寸来实现。

在一实施例中，当螺旋桨在推动模式中时来应用在图1中示出的推进组件的位置。该模式可在船舶的正常巡航模式期间来应用。在一实施例中，螺旋桨118也可在牵引模式中在图1的位置中来运行。这可在港口中来应用，例如如果由于某些原因未使用图2的保护运行模式。然而优选地，螺旋桨在暴露的模式中对于推动运行来优化。

在图2中示出的推进单元的位置可被应用在船舶的牵引模式中。牵引模式例如可在港口中来使用。在该模式中，可限制最大功率。也可限制操舵角使得推进单元不从船体的尺寸中出来。这样，船舶的分类可被保持为短的，由此允许该船舶进入更小的港口。在一实施例中，螺旋桨也可在保护位置模式中在推动模式中来使用，尽管这样的使用可能不是最佳的而仅偶尔应用。

虽然这些附图示出仅仅一个螺旋桨单元，本发明也可在多螺旋桨的情况中来应用。

如果害怕乘客会直接落至螺旋桨，可将可关闭的掉落盖(fall cover)安装至(多个)螺旋桨部位。在一实施例中，该盖被安装至尾档。在一实施例中，该盖可下降/可提升。在另一实施例中，该盖可伸缩地来(解除)激活。

该盖因此可具有两个运行模式，激活模式和非激活模式。当螺旋桨处于船体的尺寸之外侧、也就是说在暴露模式中时，应用激活模式。当方位螺旋桨单元在保护位置模式中运行时，应用非激活模式。当推进单元的运行模式改变时可自动地发生在盖的激活的和非激活的模式之间的转换。

因此，在本发明中，螺旋桨不是在运行中一直位于船体之下，而是在尾档之后，在那里在螺旋桨上方不再存在船体。这样，对于推动运行和暴露位置模式可为了最高效率来优化螺旋桨设计。

在现有的解决方案中，当螺旋桨定位在船体之下时，壳体不利地影响螺旋桨效率。也就是说，螺旋桨运行产生压力脉冲，其在壳体上引起振动和噪音。在现有技术中，常常已将叶片的数量增加至5，例如以得到比从效率的角度来看将是最佳的更低的压力脉冲。在本发明的实施例中，叶片的数量可被减少至四或甚至三以从推进系统得到最大的效率。此外，可增加螺旋桨尖端负荷。螺旋桨定位在壳体之下也对螺旋桨设计有限制。

通过本发明，当螺旋桨在推动模式中设置在尾档之后时，压力脉冲不再是问题，并且可从效率的角度来优化该运行。

大多考虑推动/暴露模式来优化螺旋桨设计，例如以下设计因素中的一个或多个：桨距分配、斜交角、螺旋桨直径、叶片数量、叶面比、螺旋桨旋转速度(RPM)和螺旋桨毂罩形状，但是螺旋桨设计还考虑以限制的功率和船速在牵引/保护模式中运行将是可能的/合理的。例如可增加螺旋桨的直径。通过另一示例，桨距分配可被选择成使得螺旋桨不需要朝向螺旋桨的尖端减轻如传统的螺旋桨那么多。

除了螺旋桨设计之外，对于推动/暴露模式大多还可来优化吊舱容纳形状，但是妥协以使能够还在牵引/暴露模式中以限制的功率和船速连续运行。

通过本发明，典型的吊舱螺旋桨的推进效率可估计提高大约5%至8%，这显著节省了燃料成本。

在一实施例中，可在港口中使用的牵引模式也是非常有利的。通过使方位推进单元在船舶尺寸之内，可使在港口运行中船舶的总长最小。此外，螺旋桨安全地在船舶主尺寸之内以使螺旋桨碰撞到其他物体的风险最小化。

对于本领域的技术人员将显而易见的是，随着技术进步，本发明构思可以以不同的方式来实施。本发明及其实施例不限于上面所说明的示例，而是可在权利要求的范围内变化。