專利名稱：船只的馬達(dá)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船只的推進(jìn)配置，所述配置包括一位于水中的馬達(dá)單元，馬達(dá)和與其相關(guān)的控制裝置，以及配置在馬達(dá)軸上的推進(jìn)器。
船只中的傳統(tǒng)馬達(dá)配置包括配置在船體內(nèi)的馬達(dá)和配置在馬達(dá)軸端部上的推進(jìn)器，該馬達(dá)軸以不透水方式延伸通過船體。當(dāng)推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)時(shí)，它使得該圍繞船只的水運(yùn)動(dòng)，并因此產(chǎn)生推動(dòng)該船向前運(yùn)動(dòng)的反作用力。所述馬達(dá)可以是直接使用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或類似的內(nèi)燃機(jī)，或最好是由傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、核動(dòng)力裝置等提供的所需電力的電馬達(dá)。這種船只的操縱通常配置成使得一樞轉(zhuǎn)的舵設(shè)置在該推進(jìn)器的尾流上。所述舵偏轉(zhuǎn)該尾流，并因此相對(duì)于該船的縱向產(chǎn)生橫向分力。
已知所述推進(jìn)單元的其他類型，其中出于操縱船只的目的，所述推進(jìn)器可樞轉(zhuǎn)。這種樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可通過相當(dāng)復(fù)雜的軸的配置實(shí)現(xiàn)，或通過以下方式即該推進(jìn)器配置在一配置成圍繞一垂直軸線旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)的軸上來實(shí)現(xiàn)。后一配置稱為航向推進(jìn)裝置，這種裝置描述在例如本申請(qǐng)人的芬蘭專利No.76977中，該裝置由本申請(qǐng)人以商標(biāo)AZIPOD在市場(chǎng)上銷售。
通常，在現(xiàn)在的航向推進(jìn)裝置中，已知的電動(dòng)馬達(dá)配置在一馬達(dá)外殼中，該外殼是位于船體本身之外的組件的一部分。該組件相對(duì)于該船只旋轉(zhuǎn)。然而，一動(dòng)力相當(dāng)大的電馬達(dá)除了產(chǎn)生實(shí)際推進(jìn)動(dòng)力之外，還產(chǎn)生必須從該馬達(dá)上清除的相當(dāng)大的熱量。通常電馬達(dá)配置成空氣冷卻的，這是由于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)空氣冷卻特別對(duì)于操作和維護(hù)的可靠性是適合的。在這種情況下，冷卻管另外在馬達(dá)附近提供維護(hù)通道?？諝饫鋮s的缺陷之一是該裝置需要大的空間。同樣試圖采用例如液體的冷卻裝置，由此實(shí)際冷卻裝置位于該推進(jìn)單元之外，實(shí)際上這種解決方法相當(dāng)復(fù)雜，考慮到所述航向單元是適于旋轉(zhuǎn)的。進(jìn)一步嘗試構(gòu)造一種馬達(dá)，使其冷卻通過圍繞馬達(dá)的馬達(dá)外殼的外罩產(chǎn)生，但這些解決方法不能令人滿意，它們經(jīng)常需要使用只基于某些特定工作原理的馬達(dá)。
在一未審批的專利申請(qǐng)中，建議馬達(dá)本身的設(shè)計(jì)構(gòu)成一極度緊湊的模塊化單元，其一端連接到船只上，其相反端包括推進(jìn)裝置。在該解決方法中，沒有實(shí)際的馬達(dá)外殼，但該馬達(dá)同樣連接到該船只或可相對(duì)于該船只旋轉(zhuǎn)支承的臂結(jié)構(gòu)上。特別結(jié)合上述的航向推進(jìn)系統(tǒng)，通過使用這樣的模塊化配置可實(shí)現(xiàn)許多重要的優(yōu)點(diǎn)。一種這樣的裝置另外使得該馬達(dá)冷卻的問題得以解決。
本發(fā)明的解決方法的特征描述在所附權(quán)利要求中。因此，本發(fā)明的特征在于該馬達(dá)單元包括這樣一種電馬達(dá)，對(duì)于該馬達(dá)冷卻的大部分直接通過馬達(dá)的整個(gè)周邊表面在位于該單元之外的一介質(zhì)中發(fā)生，該介質(zhì)馬上通過結(jié)構(gòu)和功能上是該馬達(dá)一部分的任何可能的殼體結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，甚至沒有明確的殼體結(jié)構(gòu)，在這種情況下，所述馬達(dá)的結(jié)構(gòu)同樣另外構(gòu)成一殼體，并且本發(fā)明的范圍也包括這樣的實(shí)施例。因此，本發(fā)明的裝置適合地包括一馬達(dá)，該馬達(dá)直接與該船只周圍的水接觸。因此，該馬達(dá)不定位在與該船只相關(guān)的任何組件的任何特定的馬達(dá)外殼內(nèi)，而是該馬達(dá)本身構(gòu)成這樣一種結(jié)構(gòu)的殼體的一部分。
參考一些優(yōu)選實(shí)施例和附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中

圖1是一示意截面視圖，表示出與一航向推進(jìn)系統(tǒng)相結(jié)合的本發(fā)明的馬達(dá)配置的實(shí)施例，圖2是部分截面圖，表示出可選擇的安裝配置，圖2a以相應(yīng)的方式表示出圖2中B-B處的截面，以及圖3表示一解決方法，其中本發(fā)明的馬達(dá)單元在一船只尾部配置成剛性推進(jìn)裝置，因此代替了傳統(tǒng)的推進(jìn)器配置。
參考圖1，本發(fā)明的模塊化馬達(dá)單元1通常包括一電馬達(dá)2，該馬達(dá)具有一配置在馬達(dá)軸3上的推進(jìn)器4。按照本發(fā)明，用于所述馬達(dá)單元的外殼5配置成使得所述馬達(dá)2由直接通過結(jié)構(gòu)上與所述馬達(dá)相關(guān)的所述外殼周圍圍繞的水冷卻。馬達(dá)2的軸3以公知的方式在該馬達(dá)兩端通過支承件7支承，對(duì)于該支承件，適合的公知的墊片配置成最好使得該馬達(dá)的內(nèi)部8完全與周圍圍繞的水6隔離并同樣適合與連接組件9的內(nèi)部10隔離。
該馬達(dá)單元設(shè)有最好是凸緣11的緊固裝置，通過該裝置該馬達(dá)單元可連接到配置在所述連接組件9內(nèi)的相應(yīng)的凸緣裝置16、16a、16b或如圖3所示連接到直接配置在船體12上的裝置16c。圖1通過示意參考標(biāo)號(hào)13還表示出例如電力供應(yīng)、控制和監(jiān)測(cè)裝置、任何潤(rùn)滑裝置等與馬達(dá)2的連接最好是通過中央連接器分別連接到所述連接組件9或船體12上，并使得該連接盡可能效率高。
許多重要優(yōu)點(diǎn)通過本發(fā)明的總體配置實(shí)現(xiàn)。由于該馬達(dá)單元出于極為緊湊的設(shè)計(jì)，其可直接有效地冷卻而不使用其他冷卻系統(tǒng)。因此，本發(fā)明的配置使得用于該推進(jìn)單元的連接系統(tǒng)比以前更加緊湊，使得表面區(qū)域，亦即接觸水流的前部區(qū)域，與現(xiàn)有技術(shù)相比更小。實(shí)際上，省去通過該航向組件的獨(dú)立冷卻裝置同樣使得連接到船只12上的組件的部分與以前的結(jié)構(gòu)相比更小。按照本發(fā)明的冷卻裝置造成更緊湊的結(jié)構(gòu)，這是由于大多數(shù)情況下，可完全省去這種類型的現(xiàn)有裝置使用的冷卻和特殊配置。因此，該馬達(dá)單元的生產(chǎn)變得更方便和快捷，該單元的重量保持很小并因此用于生產(chǎn)該單元的設(shè)備也可很小。
廣義上，由于這是標(biāo)準(zhǔn)化的組件，其可適用于許多不同的應(yīng)用中，包含許多復(fù)雜技術(shù)的馬達(dá)單元2可以長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)，而不需考慮其最終用途。這還確保馬達(dá)單元的備件供應(yīng)非常廣泛，以便在主要船塢以完整的單元作為可得到的庫(kù)存貨品開始實(shí)施，或甚至可以在船只上實(shí)施。
由于其緊湊的設(shè)計(jì)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的配置在流動(dòng)方向上提供更小的截面，由此使用更小的推進(jìn)器可實(shí)現(xiàn)更好的推進(jìn)效率。同樣，通?？梢允褂酶〉闹С屑?。
出于產(chǎn)品運(yùn)輸和維護(hù)，本發(fā)明的配置使得更快的生產(chǎn)和更短的庫(kù)存時(shí)間成為可能。由于其互換性和標(biāo)準(zhǔn)模式，維護(hù)更快捷和方便，考慮到用于維護(hù)和維修的船只停泊時(shí)間變得極為昂貴的事實(shí)，這是重要的優(yōu)點(diǎn)。
最好是，圖1所示的配置功能上等同于上述航向推進(jìn)系統(tǒng)，即整個(gè)組件9可圍繞垂直軸線A-A旋轉(zhuǎn)。因此，包括一馬達(dá)的組件取代現(xiàn)有技術(shù)的推進(jìn)器-舵組件，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可得到更好的效率和改進(jìn)的轉(zhuǎn)動(dòng)特性。圖1實(shí)施例的組件9最好包括一基本上中空的并至少在某種程度上彎曲的主體部分，該部分通過凸緣連接到現(xiàn)有技術(shù)中已知的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、動(dòng)力供應(yīng)和控制上，并只由參考標(biāo)號(hào)14標(biāo)出。由于該彎曲的連接組件，整個(gè)裝置以最佳方式并以與已知航向推進(jìn)裝置類似的方式樞轉(zhuǎn)。
一種采用未審批的專利申請(qǐng)的原理的模塊化結(jié)構(gòu)還確保實(shí)現(xiàn)對(duì)于均衡冷卻特別容易進(jìn)行的所需的對(duì)稱。由于優(yōu)選模塊化實(shí)施例，該單元沒有相對(duì)于冷卻造成不連續(xù)的任何點(diǎn)的外部部件，而使得周圍圍繞的水6可到達(dá)任何各處以便用作冷卻劑。
然而，按照一實(shí)施例，如果需要可采用另一配置，使得在馬達(dá)2處或在如果需要通過適合的泵送或類似的裝置17使介質(zhì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的最敏感的位置有熱傳導(dǎo)介質(zhì)，以便促進(jìn)熱傳遞。另外，可使用支承馬達(dá)單元的臂組件的結(jié)構(gòu)和空間10，使得在特別熱的條件下另外的冷卻介質(zhì)可循環(huán)至此。在一些實(shí)施例中，馬達(dá)單元1本身以及也可以是支承其的臂組件9設(shè)有冷卻翅片18或類似的有助于熱傳遞的結(jié)構(gòu)。
圖2和2a表示一可選擇的連接配置，其中支承該馬達(dá)的連接組件包括一基本上垂直的中央主體9a，其具有支承馬達(dá)單元1的適合的圓形部分19、20。這些部分19、20最好只圍繞馬達(dá)單元1的一部分，使得在該馬達(dá)單元1的中央部分和組件9之間保持有一開口21。該開口適合至少在轉(zhuǎn)子22的軸向長(zhǎng)度“a”上延伸，然而最好同樣是至少在轉(zhuǎn)子23的軸向長(zhǎng)度“b”上延伸，使得該單元外部的介質(zhì)6通常是水至少在馬達(dá)2的縱向中央部分處接觸該馬達(dá)的熱釋放部分，特別是接觸外殼5的最好是直接鄰近該定子的部分的整個(gè)周邊。因此，水可流過該馬達(dá)單元的整個(gè)表面部分的附近，該部分直接鄰近馬達(dá)2的熱實(shí)際產(chǎn)生的的部分。圖2所示的結(jié)構(gòu)包括一配置，其中環(huán)形部分19圍繞該馬達(dá)組件1的一端，同時(shí)位于相反端的連接部分20可選擇地可以只是一類似于圖1所示的連接凸緣配置11、16。在另一實(shí)施例中，所述環(huán)形部分19由獨(dú)立的緊固件(未示出)代替，并且在另一實(shí)施例中，完全省去環(huán)形部分19。
在按照?qǐng)D1和2的上述實(shí)施例中，本發(fā)明的馬達(dá)單元1、1a安裝到可旋轉(zhuǎn)的臂組件9上，以便提供航向推進(jìn)系統(tǒng)。圖3再次表示一種解決方法，其中不是采用傳統(tǒng)的推進(jìn)器組件，而是將本發(fā)明的模塊化馬達(dá)單元1直接連接到船體12上。由該模塊化結(jié)構(gòu)提供的相當(dāng)部分的優(yōu)點(diǎn)和本發(fā)明的直接冷卻裝置也可在這種情況下實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)通過示例描述完畢，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白本發(fā)明不僅局限于此，而可在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)以其他方式進(jìn)行改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種船只的推進(jìn)單元配置，該配置包括一位于水(6)中的馬達(dá)單元，所述單元包括一馬達(dá)(2)和相關(guān)的控制裝置和一配置在馬達(dá)軸(3)上的推進(jìn)器(4)，其特征在于，馬達(dá)單元(1)包括一電動(dòng)馬達(dá)(2)，為此冷卻是在馬達(dá)(2)的整個(gè)周圍表面上通過該馬達(dá)的殼體結(jié)構(gòu)(5)直接到單元(1)外部的水(6)中進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的配置，其特征在于，該馬達(dá)的冷卻周圍表面軸向至少延伸轉(zhuǎn)子(22)的長(zhǎng)度(a)，適合于延伸定子(23)的長(zhǎng)度(b)并最好延伸更長(zhǎng)的部分。
3.如權(quán)利要求1或2所述的配置，其特征在于，輔助裝置(17)設(shè)置成與馬達(dá)單元(1)相關(guān)，用于使得位于馬達(dá)單元(1)內(nèi)的單獨(dú)的介質(zhì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，以便提高馬達(dá)(2)和位于該單元外部的介質(zhì)(6)之間的熱傳遞。
4.如權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)所述的配置，其特征在于，實(shí)際馬達(dá)單元(1)配置在一支承組件(9)上，其外部表面最好構(gòu)成用于馬達(dá)(2)和/或其某些部分的冷卻系統(tǒng)的一部分。
5.如權(quán)利要求4所述的配置，其特征在于，輔助裝置(17)配置在支承馬達(dá)單元(1)的組件(9)內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1到5任一項(xiàng)所述的配置，其特征在于，馬達(dá)單元(1)和/或支承該單元的組件(9)的外部表面設(shè)有有助于熱傳遞的結(jié)構(gòu)，例如冷卻翅片(18)或類似物。
7.如權(quán)利要求1到6任一項(xiàng)所述的配置，其特征在于，支承馬達(dá)單元(1)的組件可適于圍繞垂直軸線(A-A)旋轉(zhuǎn)，使其通過該船只基本上水平的底部連接到船只(12)上，由此，樞轉(zhuǎn)組件(9)的上端包括一用于特別是結(jié)合操縱船只(12)來轉(zhuǎn)動(dòng)組件(9)的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪(14)，以及用于給該馬達(dá)供應(yīng)電力和/或用于控制該馬達(dá)和/或用于對(duì)于配置在組件(9)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)單元(1)實(shí)施類似功能的滑動(dòng)環(huán)或類似裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的配置，其特征在于，所述組件(9)包括一支承梁，在其一端具有用于將所述馬達(dá)單元(1)的一端連接到所述組件(9)上的凸緣裝置(16)。
9.如權(quán)利要求7所述的配置，其特征在于，組件(9)包括一基本上垂直的中央主體(9a)，其具有支承馬達(dá)單元(1)的適合圓形部分(19，20)，該部分最好包含部分馬達(dá)單元(1)，使得在所述馬達(dá)單元(1)的中央部分和所述組件(9)之間保持有一自由開口(21)，使得位于所述單元周圍和圍繞所述馬達(dá)(2)的所述介質(zhì)(6)將要與馬達(dá)(2)的熱釋放部件(5、7)至少在該馬達(dá)(2)的縱向中央部分處接觸。
10.如權(quán)利要求1到9任一項(xiàng)所述的配置，其特征在于，所述馬達(dá)單元(1)包括一模塊化單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船只的推進(jìn)單元配置，該配置包括一馬達(dá)單元(1)，該單元包括一位于水中的馬達(dá)外殼(6)，一馬達(dá)(2)和相關(guān)的控制裝置和一配置在馬達(dá)軸(3)上的推進(jìn)器(4)，所述馬達(dá)單元(1)包括一電動(dòng)馬達(dá)(2)，為此冷卻配置成通過馬達(dá)整個(gè)周圍表面通過該馬達(dá)的殼體結(jié)構(gòu)(5)直接進(jìn)入單元(1)周圍的水實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)B63H5/125GK1400945SQ01804274
公開日2003年3月5日 申請(qǐng)日期2001年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月28日
發(fā)明者J·瓦里斯 申請(qǐng)人:Abb有限公司