RU2670364C1 - Propulsion-steering column - Google Patents
Propulsion-steering column Download PDFInfo
- Publication number
- RU2670364C1 RU2670364C1 RU2017141335A RU2017141335A RU2670364C1 RU 2670364 C1 RU2670364 C1 RU 2670364C1 RU 2017141335 A RU2017141335 A RU 2017141335A RU 2017141335 A RU2017141335 A RU 2017141335A RU 2670364 C1 RU2670364 C1 RU 2670364C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- propulsion
- propeller
- nacelle
- hub
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 claims description 28
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 235000014101 wine Nutrition 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- IWZSHWBGHQBIML-ZGGLMWTQSA-N (3S,8S,10R,13S,14S,17S)-17-isoquinolin-7-yl-N,N,10,13-tetramethyl-2,3,4,7,8,9,11,12,14,15,16,17-dodecahydro-1H-cyclopenta[a]phenanthren-3-amine Chemical compound CN(C)[C@H]1CC[C@]2(C)C3CC[C@@]4(C)[C@@H](CC[C@@H]4c4ccc5ccncc5c4)[C@@H]3CC=C2C1 IWZSHWBGHQBIML-ZGGLMWTQSA-N 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
- B63H20/001—Arrangements, apparatus and methods for handling fluids used in outboard drives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано при создании судовых движительно-рулевых комплексов для пространственного перемещения объектов при одновременном обеспечении их управляемости. Отличительной особенностью предложения является конструкция судовых электрических движителей системы электродвижения судна, которая может быть использована при проектировании и строительстве судов различного назначения.The invention relates to the field of shipbuilding and can be used to create ship propulsion systems for the spatial movement of objects while ensuring their controllability. A distinctive feature of the proposal is the design of ship electric propulsion of the ship propulsion system, which can be used in the design and construction of vessels for various purposes.
Известно устройство движительно-рулевой колонки (Движительно-рулевая колонка, МПК В63Н 25/08, В63Н1, патент RU 2489310, дата подачи 18.11.2011, Лавренюк Михаил Михайлович, Якубов Гаяр Измайлович, Васильев Валентин Федорович, Петров Артем Владимирович) содержащая баллер, гондолу, гребной винт и механизм поворота колонки. Баллер в верхней части соединен с корпусом через опорный шар, а в нижней части - через упорную тарелку. На упорной тарелке закреплены упругие катки. Достоинством такой конструкции является повышение работоспособности колонки в условиях экстремальной нагрузки и улучшения ее массо-габаритных характеристик.A device is known for a propulsive steering column (propulsion steering column, MPK
Недостатками известного устройства является сложная кинематическая передача, наличие большого числа опорных и упорных подшипников.The disadvantages of the known device is a complex kinematic transmission, the presence of a large number of support and thrust bearings.
Известно устройство судового движительно-рулевого комплекса (Судовой движительно-рулевой комплекс, МПК В63Н 5/125, патент RU 2276039, 04.10.2004, Кеслер Анатолий Александрович), содержащего трубу, жестко связанную с корпусом судна, и закрепленного на трубе поворотного пропульсивного блока, включающего гондолу с двумя винтами - тянущим и толкающим. Технический результат такой конструкции обеспечивает повышение надежности крепления движителя и расширение эксплуатационных возможностей комплекса, а также повышение эффективности ее работы за счет тянущего и толкающего гребных винтов.A device is known for a ship propulsion and steering complex (Ship propulsion and steering complex, MPK
Недостатками известного устройства является сложная кинематическая передача механической энергии от источника к движителю.The disadvantages of the known device is a complex kinematic transfer of mechanical energy from the source to the thruster.
Известно устройство судовой движительно-двигательной установки типа "поворотная колонка" (журнал "NAVIGATOR", Международный морской журнал №2/94, стр. 8, фото движитель типа "AZIPOD"), содержащая заключенный в герметичный обтекаемый кожух приводной электродвигатель и соединенный с ним посредством вала гребной винт. Причем кожух установлен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. Достоинством такой конструкции является прямая передача механической энергии от гребного электродвигателя на гребной винт.A device of the ship rotary column propulsion-propulsion system (magazine "NAVIGATOR", International Maritime Journal No. 2/94, p. 8, photo propulsion type "AZIPOD"), containing a drive motor enclosed in a sealed streamlined casing and connected to it, is known. through the shaft of the propeller. Moreover, the casing is installed with the possibility of rotation in the horizontal plane. The advantage of this design is the direct transfer of mechanical energy from the propeller motor to the propeller.
Недостатком известного устройства является пониженный КПД установки вследствие гидродинамических потерь на корпусе обтекателя ступицы гребного винта.A disadvantage of the known device is the reduced efficiency of the installation due to hydrodynamic losses on the body of the hub fairing propeller.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранная в качестве прототипа судовая двигательно-движительная установка (Судовая двигательно-движительная установка, МПК В63Н 20/00, В63Н 23/24, патент RU 2519590, дата подачи 02.08.2012, дата публикации 20.06.2014, Андрюшин А.В., Глеклер Е.А., Григорьев А.В., Суслов А.Н., Тарица Г.В., Штрамбранд В.И.) содержащая полноповоротную водообтекаемую гондолу, установленную на днище судна посредством полого ствола, внутри гондолы установлены два гребных электродвигателя, валы гребных электродвигателей расположены в горизонтальном положении на одной оси, на выходных валах гребных электродвигателей закреплены тянущий и толкающий гребные винты. Достоинствами такой конструкции является повышенный КПД установки вследствие работы обоих винтов, а также факт размещения электродвигателя в герметичном обтекаемом кожухе поворотной колонки, что увеличивает полезный объем внутри прочного корпуса судна.The closest in technical essence to the claimed device is selected as a prototype ship propulsion system (Ship propulsion system, IPC В63Н 20/00, В63Н 23/24, patent RU 2519590, filing date 02.08.2012, publication date 20.06. 2014, Andryushin A.V., Glekler E.A., Grigoriev A.V., Suslov A.N., Taritsa G.V., Strambrand V.I.) containing a full-circle water-streaming gondola installed on the bottom of the vessel by means of a hollow trunk , inside the nacelle there are two propellers installed; propeller shafts STUDIO arranged in a horizontal position on the same axis, on the output shafts of electric motors are fixed propeller pulling and pushing propellers. The advantages of this design is the increased efficiency of the installation due to the operation of both screws, as well as the fact of placing the electric motor in the hermetic streamlined casing of the rotary column, which increases the net volume inside the durable hull of the vessel.
Недостатками прототипа являются большие гидродинамические потери на корпусе гондолы винто-рулевой колонки, необходимость обеспечения герметичности гондолы и организацию такого сложного узла как дейдвуд. К недостаткам известного судового электрического движителя так же следует отнести наличие подшипниковых щитов и упорных поверхностей для размещения гребного электродвигателя, а также проблемы, возникающие с отводом тепла от статора и ротора гребных электродвигателей, расположенных в гондоле. К недостаткам известной судовой двигательно-движительной установки так же следует отнести использование униполярных электрических машин, которые, как правило, имеют низкое рабочее напряжение и как следствие значительные токовые нагрузки при реализации движительной установки на большую мощность.The disadvantages of the prototype are large hydrodynamic losses on the body of the nacelle of the propeller steering column, the need to ensure the tightness of the nacelle and the organization of such a complex assembly as deadwood. The disadvantages of the known ship electric propulsion also include the presence of bearing shields and thrust surfaces to accommodate the propeller motor, as well as problems arising from the removal of heat from the stator and rotor of the propeller motors located in the nacelle. The disadvantages of the well-known ship propulsion system also include the use of unipolar electric machines, which, as a rule, have a low operating voltage and, as a consequence, significant current loads during the implementation of a propulsion system at high power.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы при движении и маневрировании судна, повышение надежности, а также улучшение массо-габаритных, вибро-шумовых и эксплуатационных характеристик движительно-рулевой колонки. В предложенной движительно-рулевой колонке удалось конструктивно совместить гребной винт и гребной электродвигатель с исключением элементов выполняющих одни и те же функциональные назначения. В конструкции гребных электродвигателей удалось улучшить охлаждение, а также исключить станину, подшипниковые щиты и прочие крепежные элементы. Благодаря использованию предложенной конструкции движительно-рулевой колонки удалось значительно сократить размеры лопастей винта, увеличив их количество и тем самым снизить номинальную частоту вращения гребных электродвигателей а, следовательно, улучшить вибро-шумовые характеристики.The task of the invention is to increase the efficiency of the movement and maneuvering of the vessel, improving reliability, as well as improving the weight, vibration, noise and operational characteristics of the propulsive steering column. In the proposed propulsive steering column, it was possible to constructively combine the propeller and the propeller motor with the exception of elements performing the same functional purposes. In the design of the propeller motors, it was possible to improve cooling, as well as eliminate the bed, bearing shields and other fasteners. Through the use of the proposed design of the propulsive steering column, it was possible to significantly reduce the size of the propeller blades, increasing their number and thereby reducing the nominal speed of the propeller motors, and, therefore, improve the vibration-noise characteristics.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в движительно-рулевой колонке, содержащей полноповоротную водообтекаемую гондолу цилиндрической конструкции, установленную на днище судна посредством вертикально установленного полого ствола, два гребных электродвигателя и два гребных винта, предусмотрены следующие отличия: гондола имеет сквозное внутреннее отверстие, выполненное вдоль и расположенное горизонтально, каждый из двух гребных винтов конструктивно выполнен на ступице большого диаметра, на внешней поверхности которой расположены многочисленные лопасти гребного винта, гребные винты со ступицами расположены на наружных цилиндрических поверхностях гондолы симметрично относительно вертикально установленного полого ствола, а гребные электродвигатели выполнены обращенными и без станины, расположенные между внешней частью гондолы и внутренней частью ступицы гребного винта, магнитопровод статора каждого из гребных электродвигателей закреплен с наружной стороны гондолы, зубцы магнитопровода статора расположены снаружи, обмотка статора каждого гребного электродвигателя заложена в пазы магнитопровода статора и залита компаундом который, вместе с зубцами магнитопровода статора, образует ровную цилиндрическую поверхность, концы обмоток статоров заведены через вертикально установленный полый ствол на поворотную часть движительно-рулевой колонки, активная часть каждого ротора гребных электродвигателей закреплена на внутренней поверхности ступицы гребного винта, все пустоты активной части ротора гребного электродвигателя залиты компаундом и образуют ровную внутреннюю цилиндрическую поверхность и обеспечивают постоянство зазора между статором и ротором гребного электродвигателя, упор от гребных винтов на гондолу передается через подшипники расположенные с обеих сторон относительно магнитопровода статора каждого из гребных электродвигателей, смазка и охлаждение трущихся поверхностей и частей электродвигателя, подверженных нагреву, обеспечены самопротоком через них окружающей забортной воды.The task is solved due to the fact that the propulsive-steering column containing a full-circle water-streaming nacelle of cylindrical design, mounted on the bottom of the vessel by means of a vertically installed hollow shaft, two propeller motors and two propellers, provides for the following differences: the gondola has a through hole inside, made along and located horizontally, each of the two propellers is structurally made on a large diameter hub, on the outer surface of which numerous propeller blades are laid, propellers with hubs are located on the outer cylindrical surfaces of the nacelle symmetrically with respect to a vertically installed hollow shaft, and the propeller motors are reversed and without a bed located between the outer part of the nacelle and the inner part of the propeller hub, the stator magnetic circuit of each of the propeller motors mounted outside the nacelle, the teeth of the stator magnetic circuit are located outside, the stator winding of each rowing electric motor is embedded in the grooves of the stator magnetic circuit and filled with a compound which, together with the teeth of the stator magnetic circuit, forms a flat cylindrical surface, the ends of the stator windings are inserted through the vertically mounted hollow shaft to the rotary part of the propulsive steering column, the active part of each rotor of rowing electric motors is fixed on the inner surface of the hub propeller, all the voids of the active part of the rotor of the rowing motor are filled with compound and form a smooth inner cylindrical the surface and ensure the constancy of the gap between the stator and the rotor of the rowing motor, the emphasis from the propellers on the nacelle is transmitted through bearings located on both sides relative to the stator magnetic core of each of the rowing motors, lubrication and cooling of the rubbing surfaces and parts of the electric motor subjected to heating are provided with self-flow through them surrounding seawater.
Кроме того, движительно-рулевая колонка может быть выполнена так что дополнительно содержит кольцевой электродвигатель расположенный внутри сквозного отверстия гондолы причем статор кольцевого электродвигателя одет на внутреннюю поверхность сквозного отверстия гондолы с зубцами магнитопровода статора кольцевого электродвигателя вывернутыми внутрь, внутрь пазов магнитопровода статора заложена обмотка статора, концы которой выведены через вертикально установленный полый ствол на поворотную часть движительно-рулевой колонки, с обеих сторон статора расположены подшипники, на которые опирается ступица гребного винта, на наружной поверхности ступицы расположена активная часть ротора кольцевого электродвигателя, а на внутренней поверхности ступицы расположены лопасти гребного винта.In addition, the propulsive steering column can be made so that it additionally contains an annular electric motor located inside the through hole of the nacelle, the stator of the annular electric motor fitting on the inner surface of the through hole of the nacelle with the teeth of the stator magnetic circuit of the annular electric motor turned inside and inside of the stator magnetic grooves stator winding, ends which are brought out through a vertically mounted hollow shaft to the turning part of the propulsive steering column, with On their sides of the stator, there are bearings on which the hub of the propeller rests, the active part of the rotor of the ring electric motor is located on the outer surface of the hub, and the blades of the propeller are located on the inner surface of the hub.
Кроме того, движительно-рулевая колонка может быть выполнена так что дополнительно содержит несколько электродвигателей расположенных равномерно внутри сквозного отверстия гондолы, причем статоры электродвигателей одеты на внутреннюю поверхность сквозного отверстия гондолы, с обеих сторон от статоров расположены подшипники на которые опирается ступица которая имеет возможность вращаться внутри гондолы, на наружной поверхности ступицы расположены активные части роторов электродвигателей, а на внутренней поверхности ступицы закреплен движитель типа шнек.In addition, the propulsive steering column can be made so that it additionally contains several electric motors located evenly inside the through hole of the nacelle, and the stators of the electric motors are worn on the inner surface of the through hole of the nacelle, on both sides of the stators there are bearings on which the hub rests the gondola, on the outer surface of the hub are the active parts of the rotors of electric motors, and on the inner surface of the hub there are captive propulsion type auger.
Кроме того, движительно-рулевая колонка может быть выполнена так что гондола имеет водообтекаемую форму.In addition, the propulsion column can be made so that the gondola has a water-streaming shape.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На Фиг. 1 изображен общий вид движительно-рулевой колонки.FIG. 1 shows a general view of the propulsive steering column.
На Фиг. 2 изображены основные элементы и части конструкции движительно-рулевой колонки.FIG. 2 shows the main elements and parts of the design of the propulsive steering column.
На Фиг. 3 изображен продольный разрез нижней части движительно-рулевой колонки.FIG. 3 shows a longitudinal section of the lower part of the propulsive steering column.
На Фиг. 4 изображен поперечный разрез движительно-рулевой колонки в сечении гребного винта.FIG. 4 shows a transverse section of the propulsive steering column in section of the propeller.
На Фиг. 5 изображена конструкция гребного электродвигателя и сочленение его с гондолой и ступицей.FIG. 5 shows the design of the propeller motor and its articulation with the gondola and hub.
На Фиг. 6 изображен продольный разрез движительно-рулевой колонки содержащей три гребных винта.FIG. 6 shows a longitudinal section of a propulsive steering column containing three propellers.
На Фиг. 7 изображен поперечный разрез движительно-рулевой колонки в сечении гребного винта с кольцевым электродвигателем расположенным внутри гондолы.FIG. 7 shows a transverse section of the propulsive steering column in section of the propeller with an annular electric motor located inside the nacelle.
На Фиг. 8 изображен продольный разрез движительно-рулевой колонки содержащей два гребных винта и движитель типа шнек.FIG. 8 shows a longitudinal section of a propulsive steering column containing two propellers and a screw type propeller.
На Фиг. 9 изображен общий вид движительно-рулевой колонки гондола которой имеет водообтекаемую форму.FIG. 9 shows a general view of the propulsive steering column, the gondola of which has a water-streaming shape.
Движительно-рулевая колонка, конструкция, которой представлена на Фиг. 1-Фиг. 5, содержит полноповоротную водообтекаемую гондолу 1 цилиндрической конструкции, установленную на днище судна 2 посредством вертикально установленного полого ствола 3, два гребных электродвигателя 4 и 5 и два гребных винта 6 и 7. Гондола 1 имеет сквозное внутреннее отверстие 8, выполненное вдоль и расположенное горизонтально, каждый из двух гребных винтов 6 и 7 конструктивно выполнен на ступице 9 (10) большого диаметра на внешней поверхности которой расположены многочисленные лопасти 11-1÷11-n (12-1÷12-n) гребного винта 6 (7). Гребные винты 6 и 7 со ступицами 9 и 10 расположены на наружных цилиндрических поверхностях гондолы 1 симметрично относительно вертикально установленного полого ствола 3. Гребные электродвигатели 4 и 5 выполнены обращенными и без станины и расположены между внешней частью гондолы 1 и внутренней частью ступицы 9 (10) гребного винта 6 (7). Магнитопровод статора 13 (14) каждого из гребных электродвигателей 4 (5) закреплен с наружной стороны гондолы 1. Зубцы 15-1÷15-m (16-1÷16-m) магнитопровода статора 13 (14) расположены снаружи, обмотка 17 (18) статора каждого гребного электродвигателя 4 и 5 заложена в пазы магнитопровода статора 13 (14) и залита компаундом 19 который, вместе с зубцами 15-1÷15-m (16-1÷16-m) магнитопровода 13 (14) статора, образует ровную цилиндрическую поверхность, концы обмоток 17 и 18 статоров заведены через вертикально установленный полый ствол 3 на поворотную часть движительно-рулевой колонки. Активная часть 20 (21) каждого ротора гребных электродвигателей 4 и 5 закреплена на внутренней поверхности ступицы 9 (10) гребного винта 6 (7), все пустоты активной части 20 (21) ротора гребного электродвигателя 4 (5) залиты компаундом 19 и образуют ровную внутреннюю цилиндрическую поверхность и обеспечивают постоянство зазора между статором и ротором гребного электродвигателя 4 (5). Упор от гребных винтов 6 и 7 на гондолу 1 передается через подшипники 22-1, 22-2, (23-1, 23-2) расположенные с обеих сторон относительно магнитопровода 13 (14) статора каждого из гребных электродвигателей 4 и 5, смазка и охлаждение трущихся поверхностей и частей электродвигателя 4 и 5 подверженных нагреву, обеспечены самопротоком через них окружающей забортной воды.Propulsion and steering column, the design, which is presented in FIG. 1 to FIG. 5, contains a full revolving water-
Движительно-рулевая колонка, конструкция которой представлена на Фиг. 6 и Фиг. 7, может дополнительно содержать кольцевой электродвигатель 24 расположенный внутри сквозного отверстия 8 гондолы 1. Статор 25 кольцевого электродвигателя 24 одет на внутреннюю поверхность сквозного отверстия 8 гондолы 1 с зубцами 26-1÷26-к магнитопровода статора 25 кольцевого электродвигателя 24 вывернутыми внутрь. Внутрь пазов магнитопровода статора 25 заложена обмотка 27 статора 25, концы которой выведены через вертикально установленный полый ствол 3 на поворотную часть движительно-рулевой колонки. С обеих сторон статора 25 расположены подшипники 28-1, 28-2 на которые опирается ступица 29 гребного винта 30. На наружной поверхности ступицы 29 расположена активная часть ротора 31 кольцевого электродвигателя 24, а на внутренней поверхности ступицы 29 расположены лопасти 32-1÷32-g гребного винта 30.The propulsion column, whose design is shown in FIG. 6 and FIG. 7 may additionally comprise an
Движительно-рулевая колонка, конструкция которой представлена на Фиг. 8, может дополнительно содержать несколько электродвигателей 33-1÷33-f расположенных равномерно внутри сквозного отверстия 8 гондолы 1. Статоры 34-1÷34-f электродвигателей 34-1÷34-f одеты на внутреннюю поверхность сквозного отверстия 8 гондолы 1. С обеих сторон от статоров 34-1÷34-f расположены подшипники 35-1÷35-f⋅ на которые опирается ступица 36. Ступица 36 имеет возможность вращаться внутри гондолы 1. На наружной поверхности ступицы 36 расположены активные части роторов 37-1÷37-f электродвигателей 33-1÷33-f, а на внутренней поверхности ступицы 36 закреплен движитель типа шнек 38.The propulsion column, whose design is shown in FIG. 8 may additionally contain several electric motors 33-1 ÷ 33-f evenly spaced inside the through
Движительно-рулевая колонка, конструкция которой представлена на Фиг. 9, может отличаться тем, что гондола 1 имеет водообтекаемую форму.The propulsion column, whose design is shown in FIG. 9 may differ in that the
Работа движительно-рулевой колонки происходит следующим образом.The work of the propulsive steering column is as follows.
Гребные электродвигатели 4 и 5 (Фиг. 3-Фиг. 5) конструктивно выполнены обращенными, без станины, без подшипниковых щитов и содержат только магнитопроводы статоров 13 и 14, обмотки 17, 18 и активные части роторов 20, 21. Гребные электродвигатели 4 и 5 выполнены заодно с гребными винтами 6 и 7, которые через ступицы 9 и 10 связывают активные части роторов 20, 21 с лопастями 11-1÷11-n, 12-1÷12-n гребных винтов 6 и 7. При этом упорные и опорные поверхности к которым относятся и подшипники 22-1, 22-2, 23-1, 23-2 гребных винтов 6 и 7, а также элементы обеспечивающие вращение ступиц 9 и 10 гребных винтов 6 и 7 и активных частей роторов 20, 21 одни и те же.The
Большое количество лопастей 11-1÷11-n (12-1÷12-n) гребного винта 6 (7) вызвано резким увеличением диаметра ступицы 9 (10) по сравнению с классическими конструкциями гребных винтов. Высота лопастей 11-1÷11-n (12-1÷12-n) гребного винта 6 (7) снижена из расчета создания требуемого упора гребного винта 6 (7). При этом следует отметить что значительно снижается номинальная частота вращения гребного винта 6 (7) для создания одного и того же значения упора по сравнению с классической конструкцией гребного винта.A large number of blades 11-1 ÷ 11-n (12-1 ÷ 12-n) of the propeller 6 (7) is caused by a sharp increase in the diameter of the hub 9 (10) in comparison with the classical designs of the propellers. The height of the blades 11-1 ÷ 11-n (12-1 ÷ 12-n) of the propeller 6 (7) is reduced at the rate of creating the required stop propeller 6 (7). It should be noted that the nominal rotational speed of the propeller 6 (7) is significantly reduced to create the same value of the stop compared to the classical design of the propeller.
На Фиг. 2-Фиг. 5 изображены конструкции гребных электродвигателей 4 и 5 на основе реактивной электрической машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора. Следует отметить, что в качестве гребного электродвигателя 4 (5) может быть установлен любой тип электрической машины. Выбор в пользу использования реактивной электрической машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора вызван достоинствами эксплуатационного характера, а также тем, что ротор такой машины является пассивным, то есть не содержит в своей конструкции не обмоток, не постоянных магнитов.FIG. 2-FIG. 5 shows designs of
При подаче питающего напряжения на обмотки 17 (18) статора гребного электродвигателя 4 (5) в них будет образовываться круговое вращающееся магнитное поле, которое будет увлекать за собой активную часть ротора 20 (21) гребного электродвигателя 4 (5) закрепленную на ступице 9 (10) а, следовательно, будет вращаться и гребной винт 6 (7) с лопастями 11-1÷11-n (12-1÷12-n). Достоинством такой конструкции является непосредственная передача вращения от гребного электродвигателя 4 (5) лопастям 11-1÷11-n (12-1÷12-n) гребного винта 6 (7).When the supply voltage is applied to the windings 17 (18) of the stator of the rowing motor 4 (5), they will form a circular rotating magnetic field, which will carry along the active part of the rotor 20 (21) of the rowing motor 4 (5) fixed on the hub 9 (10 ) and, therefore, the propeller 6 (7) with blades 11-1 ÷ 11-n (12-1 ÷ 12-n) will also rotate. The advantage of this design is the direct transfer of rotation from the propeller motor 4 (5) blades 11-1 ÷ 11-n (12-1 ÷ 12-n) propeller 6 (7).
Все пустоты в магнитопроводе статора 14 (15), между обмотками 18 (19) и между активными частями ротора 20 (21) залиты компаундом 19 для исключения разрушения конструкции гребного электродвигателя 4 (5). При этом компаунд 19 с внешней поверхностью зубцов 15-1÷15-n (16-1÷16-n) магнитопровода статора 13 (14) и с внешними активными частями ротора 20 (21) образуют две идеально ровные цилиндрические поверхности с постоянством зазора между статором и ротором гребного электродвигателя 4 (5).All voids in the magnetic core of the stator 14 (15), between the windings 18 (19) and between the active parts of the rotor 20 (21) are filled with
Следует отметить, что гребные электродвигатели 4, 5, всегда вращаются в противоположные стороны, а гребные винты 6, 7 конструктивно выполнены разного направления вращения. Такое конструктивное решение позволяет исключить возникновение вращающего момента передающегося на днище судна 2, так как вращающие моменты от гребных электродвигателей 4, 5 будут направлены в противоположные стороны и будут взаимно исключаться. Такое конструктивное решение с двумя независимыми, но согласованно работающими гребными электродвигателями 4 и 5 позволяет повысить надежность и живучесть судна, на которой установлена предложенная движительно-рулевая колонка.It should be noted that the
При пояснении работы движительно-рулевой колонки следует дополнительно отметить, что конструкция и технология разворота движительно-рулевой колонки известна и не требует дополнительных пояснений.When explaining the work of the propulsive steering column, it should be additionally noted that the design and technology of turning the propulsive steering column is known and does not require additional explanations.
На Фиг. 6 и Фиг. 7 изображена движительно-рулевая колонка, содержащая в своем составе кольцевой электродвигатель 24 и дополнительный гребной винт 30. Винт 30 содержит лопасти 32-1÷32-g количество, которых ограничено диаметром гондолы 1 и размером самих лопастей 32-1÷32-g. Наличие дополнительного гребного винта 30 увеличивает суммарную тягу движительно-рулевой колонки и позволяет повысить суммарный коэффициент полезного действия и как следствие эффективность всего движительно-рулевого комплекса при движении и маневрировании судна. Достоинством такой конструкции (Фиг. 6 и Фиг. 7) движительно-рулевой колонки является "дробление" мощности гребных электродвигателей 4, 5 и 24 для создания движительно-рулевой колонки большой мощности, а так же повышение надежности такой установки. К достоинствам предложенной установки относится и то что выход из строя одного либо двух гребных электродвигателей 4, 5, 24 не приведет к выходу из строя всей движительно-рулевой колонки.FIG. 6 and FIG. 7 depicts a propulsive steering column containing an annular
На Фиг. 7 изображен кольцевой электродвигатель 24 выполненный на основе реактивной электрической машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора. Следует отметить, что в качестве кольцевого электродвигателя 24 может быть установлен любой тип электрической машины. Выбор в пользу использования реактивной электрической машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора вызван достоинствами эксплуатационного характера, а также тем, что ротор такой машины является пассивным, то есть не содержит в своей конструкции не обмоток, не постоянных магнитов.FIG. 7 shows an annular
Для большего увеличения коэффициента полезного действия и повышения эффективность всего движительно-рулевого комплекса при движении и маневрировании судна внутри сквозного внутреннего отверстия 8 гондолы 1 может быть установлен движитель типа шнек 38 (Фиг. 8). На Фиг. 8 изображена движительно-рулевая колонка, содержащая в своем составе несколько электродвигателей 33-1÷33-f расположенных равномерно внутри сквозного отверстия 8 гондолы 1. Шнек 38 вместе со ступицей 36 установлены на подшипниках 35-1÷35-f⋅ и имеют возможность вращаться внутри гондолы 1 посредствам гребных электродвигателей 33-1÷33-f работающих согласованно. Такое конструктивное решение позволит значительно увеличить эффективность движительно-рулевого комплекса.For a greater increase in efficiency and increase the efficiency of the entire propulsion and steering complex during the movement and maneuvering of the vessel inside the through
На Фиг. 9 изображена движительно-рулевая колонка гондола 1 которой имеет водообтекаемую форму что позволит снизить гидродинамические потери на корпусе гондолы 1 и обтекателей ступиц 9, 10 гребных винтов 6 и 7.FIG. 9 depicts a propulsion steering column of which the
Конструктивные решения (Фиг. 1-Фиг. 9) позволяют снизить массу и габариты движительно-рулевой колонки за счет исключения станины и подшипниковых щитов из конструкции гребных электродвигателей, а так же значительно улучшить вибро-шумовые характеристики движительно-рулевой колонки за счет снижения частоты вращения гребных винтов. Предложенная движительно-рулевая колонка позволяет увеличить надежность. Наличие нескольких независимо, но согласованно работающих гребных винтов увеличивает суммарную тягу колонки и позволяет повысить суммарный коэффициент полезного действия движительно-рулевой колонки и как следствие эффективность всего движительно-рулевого комплекса при движении и маневрировании судна.Constructive solutions (Fig. 1-Fig. 9) allow to reduce the weight and dimensions of the propulsive steering column by eliminating the bed and bearing shields from the design of the rowing motors, as well as significantly improve the vibration-noise characteristics of the propulsive steering column by reducing the rotation frequency propellers. The proposed propulsive steering allows you to increase reliability. The presence of several independently but consistently working propellers increases the total thrust of the column and allows you to increase the total efficiency of the propulsive steering column and, as a result, the effectiveness of the entire propulsion and steering complex during movement and maneuvering of the vessel.
Таким образом, предложенная движительно-рулевая колонка позволяет улучшить вибро-шумовые и эксплуатационные характеристики, значительно увеличить надежность, живучесть, а также снизить вес, габариты и стоимость движительно-рулевой колонки.Thus, the proposed propulsive-steering column allows to improve the vibration-noise and operational characteristics, significantly increase reliability, survivability, as well as reduce the weight, dimensions and cost of the propulsive-steering column.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017141335A RU2670364C1 (en) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | Propulsion-steering column |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017141335A RU2670364C1 (en) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | Propulsion-steering column |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2670364C1 true RU2670364C1 (en) | 2018-10-22 |
Family
ID=63923453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017141335A RU2670364C1 (en) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | Propulsion-steering column |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2670364C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113382920A (en) * | 2018-12-14 | 2021-09-10 | Abb 有限公司 | Propulsion unit for cycloidal ship and ship equipped with same |
| CN114455049A (en) * | 2022-01-25 | 2022-05-10 | 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） | Wheel rim propeller |
| RU216313U1 (en) * | 2022-12-09 | 2023-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Русэлпром" | Rotor of electric propulsion-steering column |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2372247A (en) * | 1941-08-21 | 1945-03-27 | Billing Noel Pemberton | Propeller drive for marine vessels |
| SU426910A1 (en) * | 1971-07-07 | 1974-05-05 | А. Б. Тарасюк | STEERING ASSEMBLY |
| RU126319U1 (en) * | 2012-10-12 | 2013-03-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | STEERING COLUMN |
| RU2519590C2 (en) * | 2012-08-02 | 2014-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Росморпорт" (ФГУП "Росморпорт") | Marine propulsive arrangement |
-
2017
- 2017-11-27 RU RU2017141335A patent/RU2670364C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2372247A (en) * | 1941-08-21 | 1945-03-27 | Billing Noel Pemberton | Propeller drive for marine vessels |
| SU426910A1 (en) * | 1971-07-07 | 1974-05-05 | А. Б. Тарасюк | STEERING ASSEMBLY |
| RU2519590C2 (en) * | 2012-08-02 | 2014-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Росморпорт" (ФГУП "Росморпорт") | Marine propulsive arrangement |
| RU126319U1 (en) * | 2012-10-12 | 2013-03-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | STEERING COLUMN |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113382920A (en) * | 2018-12-14 | 2021-09-10 | Abb 有限公司 | Propulsion unit for cycloidal ship and ship equipped with same |
| CN113382920B (en) * | 2018-12-14 | 2024-04-16 | Abb瑞士股份有限公司 | Cycloidal marine propulsion unit and marine vessel equipped with same |
| US11999459B2 (en) | 2018-12-14 | 2024-06-04 | Abb Oy | Cycloidal marine propulsion unit and a marine vessel equipped therewith |
| CN114455049A (en) * | 2022-01-25 | 2022-05-10 | 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） | Wheel rim propeller |
| RU216313U1 (en) * | 2022-12-09 | 2023-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Русэлпром" | Rotor of electric propulsion-steering column |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3102484B1 (en) | A magnetically geared electric drive | |
| EP0590867B9 (en) | Ship propulsion arrangement | |
| US20070186692A1 (en) | Electric machine apparatus with integrated, high torque density magnetic gearing | |
| RU2670364C1 (en) | Propulsion-steering column | |
| US5702273A (en) | Marine propulsion system for underwater vehicles | |
| JP5913558B2 (en) | Ship propulsion device and ship including the same | |
| CN107521646A (en) | A kind of motor-driven co-axial contra rotating propeller drive device of magnetic bearing rim | |
| WO2016180750A1 (en) | A marine vessel propulsion device, a pod unit and a marine vessel. | |
| KR101185929B1 (en) | Propulsion apparatus for a ship and ship having the same | |
| AR036382A1 (en) | ELECTRICAL INSTALLATION FOR THE PROPULSION OF A SHIP | |
| US20070046131A1 (en) | Boat drive | |
| CN108974308A (en) | A kind of novel shaftless electric propulsion device | |
| RU2670341C1 (en) | Engine-propulsion module of ring structure | |
| RU2519590C2 (en) | Marine propulsive arrangement | |
| JP2022548201A (en) | Electric motor with intrinsic cooling system | |
| CN212423431U (en) | Axial magnetic flux motor driven counter-rotating propeller type electric propeller | |
| JP2002534316A (en) | Equipment to propel a ship | |
| CN212435560U (en) | Annular electric propeller driven by axial magnetic motor | |
| EP1840025B1 (en) | Electrical traction system | |
| RU177018U1 (en) | ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE OF AIR AND WATER TRANSPORT | |
| PL2238019T3 (en) | Electric engine for a ship | |
| Holt et al. | High efficiency, counter-rotating ring thruster for underwater vehicles | |
| FR2823178B1 (en) | SHIP PROPELLER WITH SUSPENDED NACELLE UNDER HULL | |
| RU159376U1 (en) | SHIP ENGINE | |
| WO2009125290A2 (en) | Electromechanical rocket |