[发明专利]用于水运船舶的推进和转向单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水运船舶的推进和转向单元，特别是但不是绝对地涉 及这样一种类型的推进和转向单元，它有方位机舱，该方位吊仓具有可绕第一 轴线转动的螺旋桨轴，该方位机舱的前部外侧设有螺旋桨，该机舱可绕与第一 轴线不平行的第二轴线转动。

背景技术

本发明涉及一种用于水运船舶的具有新型牵拉机构的推进和转向单元，熟 称方位推进器。推进单元是这样一种牵拉装置，方位螺旋桨设置成沿船舶的推 进方向，因此相对于螺旋桨位于与推进方向相反方向时的情形，应当被称作牵 拉，后一种情形下使用术语“推力”推进器。

我们发现将方位推进器作为牵拉推进器具有一些优点，但将其作为推力推 进器时存在的缺点之一是转向发动机的扭矩要求将随着推力推进器显著增加。 这意味着船舶上的该单元的部件必须形体更大，也有可能对成本产生不利影 响。

因此，本发明的一个方面是提供一种推进和转向单元，它将降低对转向发 动机扭矩的需求，目的在于使它最小化。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于水运船舶的推进和转向单元，其包 括具有前端和后端的机舱壳体、螺旋桨和螺旋桨轴，该螺旋桨设置在机舱前部 的外部，并能绕螺旋桨轴的纵轴线转动，螺旋桨轴与驱动装置可驱动地连接， 该单元包括用于使该单元绕着大致与螺旋桨的纵轴线垂直的轴线旋转的转向装 置，驱动装置包括驱动小齿轮和从动轮，从动轮上的驱动小齿轮的位置使得， 在使用中驱动小齿轮的转动方向产生扭矩，该扭矩克服由螺旋桨的转动和由转 向装置驱动的该单元的转动所产生的最大水力扭矩。

从动轮上的驱动小齿轮的位置优选使得，在使用中驱动小齿轮的转动方向 产生扭矩，它与由转向装置驱动的该单元的转动所产生的最小水力扭矩一起作 用。

优选是驱动小齿轮的转动轴线位于从动轮前面。

驱动小齿轮的转动轴线优选大致与螺旋桨的转动轴线垂直。

推进和转向单元优选包括鳍片部件，它从机舱壳体的后部区域延伸。

应当理解本发明可以包括推进器，该推进器包括固定俯仰叶片的螺旋桨或 者可替换地能控制俯仰的螺旋桨。螺旋桨上叶片的数量可以改变，螺旋桨可以 是六叶片螺旋桨。

附图说明

现在将结合附图，对本发明及其变化的具体实施例，以举例的方法加以描 述，其中

图1是推进和转向单元的平面视图，显示驱动小齿轮和从动轮的配置；

图2是图1所示的推进和转向单元的平面视图，显示该单元所经历的力 和速度；

图3a是图1所示的推进和转向单元转动到左舷一侧时的平面视图，显示 该单元所经历的力和速度；

图3b是图1所示的推进和转向单元转动到右舷一侧时的平面视图，显示 该单元所经历的力和速度；

图4是测试结果曲线图，对比带有和不带鳍片的转向单元的水力诱导的 转向扭矩，显示无量纲的转向扭矩(KMZ)绘在同样无量纲的推进数(JA)上， 以及

图5是模型测试结果转换成完全实际应用(full scale application)的曲线 图，在方位转动角上绘出用于示例性完全实际应用的水力转向扭矩以及总发动 机扭矩(包括小齿轮扭矩)；

图6是推进和转向单元的侧视图；

图7是右手系旋转的推进和转向单元的平面视图，显示滑流模式(slipstream pattern)诱导的作用力；

图8是左手系旋转的推进和转向单元的平面视图，显示当该单元朝与图7 相反方向转向时的滑流模式诱导的作用力；以及

图9是左手系旋转的推进和转向单元的平面视图，显示当该单元朝与图7 相同方向转向时的滑流模式诱导的作用力。

具体实施方式

参考图1，其显示用于水运船舶的推进和转向单元的一部分。该推进和转 向单元形式为方位推进器1，其包括固定到螺旋桨轴4的一端、并绕纵向轴线 6转动的螺旋桨2。固定到螺旋桨轴4另一端的是锥齿轮冕状齿轮8。冕状齿轮 8与驱动小齿轮10啮合，在具体实施例中，冕状齿轮8沿方向7受驱动小齿轮 10驱动。驱动小齿轮10安装在垂直驱动轴12上，该垂直驱动轴与船舶的驱动 装置(未示出)相连。驱动小齿轮8绕驱动轴12的纵向轴线18旋转，该纵向 轴线18大致与螺旋桨轴4的纵向轴线6垂直，螺旋桨2绕该纵向轴线6转动。