吊艙推進(jìn)裝置及其冷卻方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于冷卻吊艙推進(jìn)裝置的系統(tǒng)和方法，該吊艙推進(jìn)裝置包括電動(dòng)機(jī)外殼(3)和支柱(2)，該支柱(2)在其下部連接到電動(dòng)機(jī)外殼(3)，并且布置為在其上部連接到船的船體(1)，所述電動(dòng)機(jī)外殼(3)包括殼體(6)，該殼體包圍具有定子(51)和轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)(5)，其中周期性地移動(dòng)強(qiáng)制冷卻空氣流(W，S)以在有限時(shí)間段TF使用前管道(2A)作為供應(yīng)(S)，然后移動(dòng)以在有限時(shí)間段TA使用后管道(2B)作為供應(yīng)(S)。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及設(shè)置有這樣的用于冷卻吊艙推進(jìn)裝置的系統(tǒng)和方法。

POD propulsion device and cooling method thereof

The invention relates to a system and method for cooling the podded propulsion, podded propulsion device comprises a motor shell (3) and (2), the pillar pillar (2) connected to the motor housing in the lower part (3), and arranged for connection to the ship in the upper part (1), the motor shell (3) includes a housing (6), the housing has surrounded the stator (51) and motor rotor (5), which periodically move forced cooling air flow (W, S) in the pipeline before use in the limited time of TF (2A) (S), and then as a supply pipe to move in finite time long after the use of TA (2B) as supply (S). The invention also relates to a system and method for providing such a propulsion device for a cooling pod.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】吊艙推進(jìn)裝置及其冷卻方法
本專利技術(shù)涉及用于吊艙推進(jìn)裝置的方法，該吊艙推進(jìn)裝置包括電動(dòng)機(jī)外殼和支柱，該支柱在其下部連接到電動(dòng)機(jī)外殼，并且布置為在其上部連接到船體，該電動(dòng)機(jī)外殼包括殼體，該殼體包圍具有定子和轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)，并且該殼體具有上部部分，關(guān)于吊艙推進(jìn)裝置的定子的冷卻。在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“上”和“下”是指當(dāng)?shù)跖撏七M(jìn)裝置安裝到船上時(shí)吊艙推進(jìn)裝置的正常位置。術(shù)語(yǔ)“軸向”是指電動(dòng)機(jī)外殼中的電動(dòng)機(jī)的軸線。船應(yīng)理解為任何浮船。
技術(shù)介紹
使用用于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸的電動(dòng)機(jī)的吊艙推進(jìn)裝置產(chǎn)生大量的熱量。由于電動(dòng)機(jī)的定子通常與電動(dòng)機(jī)外殼的殼體接觸，大部分熱量通過(guò)殼體被排放到周圍的海水中。然而，電動(dòng)機(jī)外殼殼體的上側(cè)不面向水，而是暴露于支柱的內(nèi)部。因此，在該區(qū)域中，不會(huì)發(fā)生與海水的直接冷卻。由于在該區(qū)域中的低的冷卻效率，產(chǎn)生了熱點(diǎn)。與此配合的一種方式是使用大于實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)，以避免熱點(diǎn)內(nèi)的過(guò)熱。這當(dāng)然不是成本有效的解決方案。還嘗試了在該區(qū)域中提供特定的冷卻布置。在US6485339中公開(kāi)了一個(gè)示例，其涉及具有驅(qū)動(dòng)推進(jìn)軸的電動(dòng)機(jī)的吊艙。吊艙設(shè)置有用于增加由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量的傳遞的裝置。為此，在電動(dòng)機(jī)外殼和支柱中的不同位置處布置有冷卻管道。這些管道包括布置在電動(dòng)機(jī)定子的上側(cè)處的面向支柱的管道，即，吊艙本體不與周圍的水直接接觸的區(qū)域。通過(guò)這些管道中的冷卻介質(zhì)，如空氣或水，熱量被從該區(qū)域排出。US7448929公開(kāi)了提供諸如水的冷卻介質(zhì)在其面向支柱的區(qū)域中在電動(dòng)機(jī)外殼的壁的外部流動(dòng)的另一示例。US7198528公開(kāi)了一種電動(dòng)機(jī)外殼，其中該電動(dòng)機(jī)外殼設(shè)計(jì)為使得周圍的海水到達(dá)殼體四周。US6312298，US5403216，US6676463，US6685516，US7371134，EP1010614和EP2098447中公開(kāi)了用于吊艙的冷卻系統(tǒng)的其它示例。用于冷卻熱點(diǎn)的特殊冷卻管道的提供是間接的和空間消耗的，特別是由于還需要冷卻管道來(lái)冷卻電動(dòng)機(jī)的其它部件。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是實(shí)現(xiàn)吊艙推進(jìn)裝置的改進(jìn)的冷卻，以使與本領(lǐng)域中現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的缺點(diǎn)最小化。上述目的根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面實(shí)現(xiàn)，即在權(quán)利要求1的前序部分中指定的種類的吊艙推進(jìn)裝置包括在權(quán)利要求的特征部分中指定的具體措施。因此，吊艙推進(jìn)裝置設(shè)置有冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)布置為周期性地改變冷卻流的方向。根據(jù)另一方面，可以設(shè)置與電動(dòng)機(jī)外殼的殼體的上部部分接觸的固定導(dǎo)熱器件，以將電動(dòng)機(jī)的一部分傳導(dǎo)地連接到支柱的至少一個(gè)外壁。固定的應(yīng)理解為保持在權(quán)利要求中隱含地限定的區(qū)域中。然而，固定的不一定意味著導(dǎo)熱器件在該區(qū)域內(nèi)不可移動(dòng)。并且固定的不一定意味著導(dǎo)熱器件是固體，其至少部分地可以是液體和/或氣體介質(zhì)。還應(yīng)該理解的是，根據(jù)本專利技術(shù)的吊艙推進(jìn)裝置還可以包括連接到船中的換熱器的一個(gè)或多個(gè)冷卻系統(tǒng)。本專利技術(shù)的吊艙推進(jìn)裝置提供吊艙推進(jìn)裝置的有效冷卻，使得圍繞電動(dòng)機(jī)外殼的殼體周圍的溫度梯度將較低。所使用的器件非常易于安裝并且對(duì)于其功能是可靠的。此外，本專利技術(shù)的冷卻方法占用支柱中的更少空間。本專利技術(shù)的吊艙推進(jìn)裝置的上述優(yōu)選實(shí)施例在從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求中指定。應(yīng)當(dāng)理解的是，本專利技術(shù)的其它實(shí)施例可以由上述實(shí)施例中指定的以及下面示例的描述中存在的特征的任何可能組合構(gòu)成。本專利技術(shù)還涉及設(shè)置有根據(jù)本專利技術(shù)的吊艙推進(jìn)裝置的船。附圖說(shuō)明圖1是本專利技術(shù)涉及的類型的吊艙推進(jìn)裝置的示意性側(cè)視圖。圖2示出了表示當(dāng)運(yùn)行POD單元的冷卻時(shí)根據(jù)本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)的曲線圖。圖3是通過(guò)圖1的線II-II的示意性截面，包括可以進(jìn)一步提高冷卻效率的可選附加特征。圖4是圖3所示的可選附加特征的詳細(xì)實(shí)施例的透視圖。圖5是根據(jù)圖3中所示的實(shí)施例的細(xì)節(jié)的截面圖。具體實(shí)施方式圖1示出了根據(jù)本專利技術(shù)的吊艙推進(jìn)裝置。裝置包括電動(dòng)機(jī)外殼3，電動(dòng)機(jī)外殼3在其前端具有由電動(dòng)機(jī)5驅(qū)動(dòng)的螺旋槳4。電動(dòng)機(jī)5封裝在與電動(dòng)機(jī)5的圓周接觸的電動(dòng)機(jī)殼體6中，該電動(dòng)機(jī)殼體6可以是外殼3的整體的部分或單獨(dú)的部分。電動(dòng)機(jī)外殼3懸掛在支柱2中，電動(dòng)機(jī)外殼3通過(guò)該支柱2連接到船的船體1，使得電動(dòng)機(jī)外殼位于水中。螺旋槳4驅(qū)動(dòng)船。吊艙推進(jìn)裝置可以通過(guò)支柱2圍繞垂直軸線(或至少基本上垂直的)旋轉(zhuǎn)用于使船轉(zhuǎn)向。應(yīng)當(dāng)理解，螺旋槳也可以存在于電動(dòng)機(jī)外殼3的后端部。船的吊艙推進(jìn)的基本原理被認(rèn)為是通常已知的，因此不需要詳細(xì)描述。支柱2具有包圍支柱2中的用于電動(dòng)機(jī)外殼3的操作所必需的各種設(shè)備的外壁。在圖1中，端壁23、24是可見(jiàn)的，并且在圖2中，側(cè)壁21、22是可見(jiàn)的。側(cè)壁基本上以NACA形狀沿著電動(dòng)機(jī)5的軸線延伸。在操作時(shí)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生必須被排出的熱量。熱量的一部分可以通過(guò)強(qiáng)制空氣流過(guò)電動(dòng)機(jī)而排出，由此空氣由管道2A，2B通過(guò)支柱2供應(yīng)S并且抽出W，管道2A，2B通過(guò)管道2中的垂直分隔壁25隔開(kāi)。熱量，特別是來(lái)自電動(dòng)機(jī)的定子的熱量也通過(guò)電動(dòng)機(jī)外殼3的殼體6排出。其主要部分被圍繞電動(dòng)機(jī)外殼3的水吸收。根據(jù)本專利技術(shù)，強(qiáng)制空氣流可以通過(guò)控制單元9周期性地重定向，即在時(shí)間段t之后，控制單元9將重定向強(qiáng)制空氣流，由此通過(guò)支柱2和機(jī)器外殼3的流動(dòng)方向被改變以使供應(yīng)S在支柱2中的相對(duì)管道2A(即，在空氣被抽出W之前的管道2A)中移動(dòng)。這可以通過(guò)改變用于強(qiáng)制空氣流的風(fēng)扇的方向，或者通過(guò)具有提供不同流動(dòng)方向的不同管道，和/或通過(guò)阻尼器裝置(多個(gè))可變的/可移動(dòng)的導(dǎo)葉來(lái)實(shí)現(xiàn)。在圖2中，示出了表示這樣的方法的優(yōu)點(diǎn)的圖，即如果周期性地執(zhí)行流動(dòng)方向的改變，例如t在1到15分鐘之間，則溫度T可以保持在較低水平。該圖表示描繪具有約2.7米的長(zhǎng)度的機(jī)器外殼3的不同位置處的溫度的多個(gè)溫度曲線圖，其中X軸表示沿著機(jī)器外殼從一個(gè)端部到另一端部的不同位置，Y軸以相對(duì)值表示溫度，其中最大溫度表示100。每個(gè)曲線圖表示外殼內(nèi)每個(gè)位置處具有不同t的溫度。示出最高溫度的兩個(gè)曲線圖XI，Y1示出了t＝0的測(cè)試，即沒(méi)有方向變化，其中最高溫度在機(jī)器外殼3內(nèi)鄰近抽出管道處獲得。當(dāng)使用第一管道2B時(shí)，參見(jiàn)XI，作為供應(yīng)S，獲得頂部溫度TXmax，并且以第二管道2A作為供應(yīng)時(shí)，參見(jiàn)Y1，獲得頂部溫度TYmax。圖中所示的測(cè)試表明，根據(jù)使用哪個(gè)管道2A，2B作為供應(yīng)S，t最佳地是不同的。因此，當(dāng)使用第一管道2B作為供應(yīng)S時(shí)，tx應(yīng)該是大約4-6分鐘(X2＝5分鐘)，而當(dāng)使用第二管道2A作為供給S時(shí)，時(shí)間TY應(yīng)該是大約8-10分鐘(Y2＝9分鐘)。因此，大多數(shù)情況下，TX≠TY可能是最佳的。當(dāng)使用TX＝5分鐘(X2)和TY＝9分鐘(Y2)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了約2％的頂部溫度的降低，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，可能導(dǎo)致一些機(jī)器部件(例如在電氣發(fā)動(dòng)機(jī)中的絕緣件)的性能/壽命有很大的差異。因此，當(dāng)使用該修改時(shí)，一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)電動(dòng)機(jī)使用更高的功率水平，這可以導(dǎo)致可以使用更小的電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，這正面地影響成本和重量以及流體動(dòng)力學(xué)性能，即單元效率。然而，如圖2所示，電動(dòng)機(jī)殼體6具有不暴露于周圍的水但面向支柱2的內(nèi)部的表面61，為了可靠地附接電動(dòng)機(jī)5，通常期望使電動(dòng)機(jī)殼體6至少部分地(軸向地)完全(徑向地)包圍電動(dòng)機(jī)5，如圖2所示。表面61由支柱2的側(cè)壁21-22限制，但通常不一直延伸到后壁和前壁23，24以留出用于空氣管道2A，2B的間隙。為了排出在該表面61處接觸殼體6的電動(dòng)機(jī)5的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于冷卻吊艙推進(jìn)裝置的方法，所述吊艙推進(jìn)裝置包括電動(dòng)機(jī)外殼(3)和支柱(2)，該支柱(2)在其下部連接到所述電動(dòng)機(jī)外殼(3)，并且布置為在其上部連接到船的船體(1)，所述電動(dòng)機(jī)外殼(3)包括電動(dòng)機(jī)殼體(6)，該電動(dòng)機(jī)殼體包圍具有定子(51)和轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)(5)，其中第二管道(2A)和第一管道(2B)布置為分別供應(yīng)和抽出強(qiáng)制冷卻空氣，其特征在于，周期性地移動(dòng)強(qiáng)制冷卻空氣流(W，S)以在第一有限時(shí)間段(TF)內(nèi)使用第二管道(2A)作為供應(yīng)(S)，然后移動(dòng)以在第二有限時(shí)間段(TA)內(nèi)使用第一管道(2B)作為供應(yīng)(S)。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2014.06.03 SE 1450675-21.一種用于冷卻吊艙推進(jìn)裝置的方法，所述吊艙推進(jìn)裝置包括電動(dòng)機(jī)外殼(3)和支柱(2)，該支柱(2)在其下部連接到所述電動(dòng)機(jī)外殼(3)，并且布置為在其上部連接到船的船體(1)，所述電動(dòng)機(jī)外殼(3)包括電動(dòng)機(jī)殼體(6)，該電動(dòng)機(jī)殼體包圍具有定子(51)和轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)(5)，其中第二管道(2A)和第一管道(2B)布置為分別供應(yīng)和抽出強(qiáng)制冷卻空氣，其特征在于，周期性地移動(dòng)強(qiáng)制冷卻空氣流(W，S)以在第一有限時(shí)間段(TF)內(nèi)使用第二管道(2A)作為供應(yīng)(S)，然后移動(dòng)以在第二有限時(shí)間段(TA)內(nèi)使用第一管道(2B)作為供應(yīng)(S)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，(TA，TF)分別在1到15分鐘之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一有限時(shí)間段(TA)不等于所述第二有限時(shí)間段(TB)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，提供與所述電動(dòng)機(jī)殼體(6)的上部部分接觸的固定導(dǎo)熱器件(7，70，70a-d)，將所述上部部分導(dǎo)熱地連接到所述支柱(2)的至少一個(gè)外壁(21)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述上部部分包括所述電動(dòng)機(jī)殼體(6)的表面(61)，其不暴露于周圍的水并且在所述限定表面(61)內(nèi)連接所述導(dǎo)熱器件(7，70，70a-d)。6.一種用于吊艙推進(jìn)裝置的冷卻系統(tǒng)，所述吊艙推進(jìn)裝置包括電動(dòng)機(jī)外殼(3)和支柱(2)，該支柱(2)在其下部連接到所述電動(dòng)機(jī)外殼(3)、并且布置為在其上部連接到船的船體(1)，所述電動(dòng)機(jī)外殼(3)包括電動(dòng)機(jī)殼體(6)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：A洛貝爾，D阿爾，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：勞斯萊斯股份公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：瑞典,SE