帶有至少一個(gè)裝備有螺旋泵推進(jìn)器的軸系的輪船的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了帶有至少一個(gè)裝備有螺旋泵推進(jìn)器的軸系的輪船。所述帶有至少一個(gè)軸系（3）的輪船，特別是客輪，其軸系裝備了由包含轉(zhuǎn)子（42）、一個(gè)或更多個(gè)定子（40）和噴嘴（41）的螺旋泵（4）組成的推進(jìn)器，其中其船體（2）具有基本上與所述螺旋泵（4）相對(duì)的凹面形狀（C），界定了該凹面形狀的曲線(xiàn)（I）在沿著通過(guò)轉(zhuǎn)子（42）旋轉(zhuǎn)中心的縱向的和豎直的剖面（I-I）內(nèi)并具有兩個(gè)拐點(diǎn)（PI1，PI2）和一條切線(xiàn)（T），一個(gè)拐點(diǎn)（PI1）位于所述螺旋泵（4）的上游，另一個(gè)（PI2）位于所述螺旋泵（4）下游，所述切線(xiàn)（T）平行于軸系（3）的軸線(xiàn)（X-X'），切線(xiàn)位于所述螺旋泵（4）的上游。
【專(zhuān)利說(shuō)明】帶有至少一個(gè)裝備有螺旋泵推進(jìn)器的軸系的輪船
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輪船，特別是一種客輪，其設(shè)置有至少一個(gè)軸系(shaft line)，該軸系裝備了由與定子配合的分噴嘴螺旋件組成的推進(jìn)器，在下文整體被稱(chēng)作“螺旋泵”，并在下文中進(jìn)行更確切的描述。
【背景技術(shù)】
[0002]在輪船的推進(jìn)裝置上的作為推進(jìn)器的螺旋泵在使用上具有多種優(yōu)點(diǎn)。
[0003]事實(shí)上，相對(duì)于所使用的其他推進(jìn)系統(tǒng)，特別是對(duì)于班輪，比如“吊艙式”推進(jìn)器，所述裝置在機(jī)械上很簡(jiǎn)單，且以最小量的噪聲和振動(dòng)提供高輸出推進(jìn)力。
[0004]螺旋泵通常包含定子(由幾個(gè)流線(xiàn)導(dǎo)向翅片組成)、轉(zhuǎn)子(在這種情況下是螺旋件)和一個(gè)容納本組件的噴嘴。
[0005]已知噴嘴、轉(zhuǎn)子的葉片和定子的形式被設(shè)計(jì)成以最低可能的機(jī)械動(dòng)力獲得最好的輸出和達(dá)到給定的速度。
[0006]螺旋泵借助于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的軸系而連接到輪船上。該驅(qū)動(dòng)可以通過(guò)任何已知的形式(通過(guò)曲軸，封閉的電動(dòng)機(jī)等)實(shí)現(xiàn)。
[0007]當(dāng)運(yùn)行時(shí)，定子(通常位于轉(zhuǎn)子的上游)圍繞噴嘴軸線(xiàn)在與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上將旋轉(zhuǎn)分量傳遞至流體。這種轉(zhuǎn)動(dòng)的產(chǎn)生通過(guò)反作用力在定子上產(chǎn)生流體動(dòng)力學(xué)力矩。
[0008]這種布置的目的在于補(bǔ)償由轉(zhuǎn)子在流體引起的轉(zhuǎn)動(dòng)效果和提高該裝置的輸出。在最優(yōu)化設(shè)計(jì)中，定子上的力矩與轉(zhuǎn)子上的力矩相等并相反，其結(jié)果是抵消了啟動(dòng)推進(jìn)器組件的角運(yùn)動(dòng)的量。
[0009]另外，采用了使推進(jìn)器相對(duì)于輪船船體間隔開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)，以減少船體和船體間的相
互作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明目標(biāo)在于進(jìn)一步提高螺旋泵在船上的推進(jìn)力輸出；更特別地目標(biāo)是提出一種流體動(dòng)力的船體外型，以?xún)?yōu)化由一個(gè)或更多個(gè)螺旋泵推進(jìn)的輪船的整體推進(jìn)力輸出。
[0011]這樣，本發(fā)明提出了一種帶有至少一個(gè)軸系的輪船，特別是客輪，該軸系裝備了由螺旋泵組成的推進(jìn)器，所述螺旋泵包含轉(zhuǎn)子、一個(gè)或更多個(gè)定子以及噴嘴，其中，所述輪船的船體具有基本上與所述螺旋泵相對(duì)的凹面形狀，界定了該凹面形狀的曲線(xiàn)在沿著通過(guò)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心的縱向的和豎直的剖面內(nèi)并具有兩個(gè)拐點(diǎn)和一條切線(xiàn)，一個(gè)位于拐點(diǎn)所述螺旋泵上游，另一個(gè)位于所述螺旋泵下游，所述切線(xiàn)平行于軸系的軸線(xiàn)，切線(xiàn)位于所述螺旋泵的上游。
[0012]根據(jù)該輪船的其他優(yōu)點(diǎn)和非限制性的特性:
[0013]-所述螺旋泵上游的所述切線(xiàn)位于距噴嘴前邊緣軸向距離L處，該距離小于D/4，D是所述轉(zhuǎn)子的直徑；[0014]-在與所述軸系的軸線(xiàn)垂直的方向上，所述船體與所述噴嘴相隔恒定的間隙。
[0015]-輪船的中央縱向平面構(gòu)成了所述船體的對(duì)稱(chēng)面，這個(gè)平面穿過(guò)輪船的薄面；
[0016]-在水平面上，和/或位于豎直平面和所述水平面之間并穿過(guò)軸系軸線(xiàn)的中間平面上，所述薄面的表面具有基本上與螺旋泵相對(duì)凹面形狀，界定了該凹面形狀的曲線(xiàn)在沿著水平面和/或穿過(guò)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)的中間平面內(nèi)有兩個(gè)拐點(diǎn)和一條切線(xiàn)，一個(gè)拐點(diǎn)位于所述螺旋泵上游，另一個(gè)拐點(diǎn)位于所述螺旋泵的下游，所述切線(xiàn)平行于軸系的軸線(xiàn)，切線(xiàn)位于所述螺旋泵的上游；
[0017]-在垂直于軸系軸線(xiàn)并且在自噴嘴的所述前邊緣的所述距離L處所測(cè)得的軸系軸線(xiàn)和所述船體之間的距離H1，大于垂直于軸系軸線(xiàn)且恰好在噴嘴下游所測(cè)得的軸系軸線(xiàn)和所述船體之間的距離H2;
[0018]-在橫向于和垂直于所述噴嘴的剖面上，在至少45°的角度區(qū)域上所述船體與所述噴嘴間隔所述恒定間隙。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]本發(fā)明其他的特性和優(yōu)點(diǎn)將從以下詳細(xì)描述中顯現(xiàn)出來(lái):
[0020]參考所附附圖給出描述，其中:
[0021]圖1是帶有采用螺旋泵的推進(jìn)裝置的輪船船體縱向截面的視圖，這個(gè)剖面1-1經(jīng)過(guò)所述泵的螺旋件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)；
[0022]圖2是基于圖1的平面I1-1I的視圖，更特別地顯示了螺旋泵的結(jié)構(gòu)。
[0023]最后，圖3是帶有2個(gè)螺旋泵的船體的橫向截面的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]在附圖中非常局部地顯示的輪船I包含指定為2的船體。
[0025]其包含位于輪船對(duì)稱(chēng)面中的薄面PM，該薄面PM與船體的后部整合成為一體。
[0026]在該薄面的兩側(cè)，軸系3平行于輪船的縱向軸線(xiàn)延伸，該軸系3可通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)臂部30附接至船體，在該軸系3的端部安裝螺旋泵4的轉(zhuǎn)子(很明顯，由于這里示出的剖切，僅軸系3可見(jiàn)。但是，下文中所指明的細(xì)節(jié)適用于它們中的任何一個(gè))。
[0027]在圖1中特別明顯的是，該螺旋泵放置在薄面PM的后邊緣的略微上游處。
[0028]在圖中，AM對(duì)應(yīng)于上游，而AV對(duì)應(yīng)于下游，這決定了流體經(jīng)過(guò)裝置的流動(dòng)方向。
[0029]關(guān)于螺旋泵4，它的定子指定為40，其螺旋件或轉(zhuǎn)子指定為42，且其噴嘴指定為41。
[0030]值得注意的是后者從上游到下游是漸縮的。
[0031 ] 根據(jù)本發(fā)明，基本上與螺旋泵4相對(duì)，船體2具有凹面形狀C和界定該凹面形狀的曲線(xiàn)I，該曲線(xiàn)I沿著穿過(guò)螺旋泵轉(zhuǎn)子42的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)的豎直縱向剖面1-1，并具有兩個(gè)分別指定為PIl和PI2的拐點(diǎn)，一個(gè)PIl位于螺旋泵4的上游，而另一個(gè)PI2位于下游。
[0032]線(xiàn)I也具有平行于軸系3的軸線(xiàn)X-X’的切線(xiàn)T，這個(gè)切線(xiàn)位于泵的上游。
[0033]其優(yōu)選位于自噴嘴41的前邊緣410的軸向距離L處，該距離L小于D/4，D是轉(zhuǎn)子的直徑。
[0034]由于這些特性的組合，包含螺旋泵的推進(jìn)系統(tǒng)部分地布置于凹面C中，使其受益于與鄰近可能的最大層表面(layer surface)相關(guān)聯(lián)的粘滯減速與流體在腔體中減速的組合效應(yīng)。該螺旋泵通過(guò)緩流進(jìn)行供給從而改進(jìn)了推進(jìn)輸出。
[0035]并且，如前所述，根據(jù)本發(fā)明的有利特性，在與軸系3的軸線(xiàn)X-X’垂直的方向上，船體2與噴嘴41間隔恒定的間隙G。
[0036]這種配置避免了發(fā)散區(qū)域的產(chǎn)生，并且特別地避免了流體在這個(gè)通道內(nèi)的分離，并且使得推進(jìn)器外部的流動(dòng)平行于推進(jìn)器的軸線(xiàn)，從而在推進(jìn)器運(yùn)行時(shí)不會(huì)在船體上產(chǎn)生額外的阻力。
[0037]吸力效應(yīng)(suction effect)受到限制。
[0038]當(dāng)軸系3的軸線(xiàn)X-X’和船體2之間的距離Hl (垂直于軸系的軸線(xiàn)X_X’和噴嘴41的前邊緣410的距離L測(cè)量)大于軸系3的軸線(xiàn)X-X’和船體2之間的距離H2 (垂直于軸系3的軸線(xiàn)且恰好在噴嘴41下游I測(cè)量)時(shí)，獲得最佳的結(jié)果。
[0039]在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，在橫向且垂直于所述噴嘴31的剖面I1-1I中，在至少45°的角度區(qū)域上船體2與噴嘴31間隔恒定間隙G。
[0040]明顯的，在這個(gè)輪船具有兩個(gè)裝備有螺旋泵(在圖3中特別顯而易見(jiàn))的軸系的配置中，穿過(guò)了輪船薄面PM且包含了船體對(duì)稱(chēng)面的縱向的和豎直的平面P也包含了所述螺旋泵的對(duì)稱(chēng)平面。
[0041]薄面PM的表面可以設(shè)計(jì)成復(fù)制了與之前描述的水平面HO中的豎直平面相同的船體幾何特征，或與之前描述的水平面HO和豎直平面之間延伸的中間平面IN相同的船體幾何特征。
[0042]換句話(huà)說(shuō)，在這些方向上，船體也具有凹面形狀，曲線(xiàn)I具有諸如之前描述的兩個(gè)拐點(diǎn)以及切線(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種輪船，特別是客輪，所述輪船設(shè)置有至少一個(gè)軸系(3)，該軸系(3)裝備有由螺旋泵(4)組成的推進(jìn)器，所述螺旋泵(4)包含轉(zhuǎn)子(42)、一個(gè)或更多個(gè)定子(40)和噴嘴(41)，其特征在于，所述輪船的船體(2)具有基本上與所述螺旋泵(4)相對(duì)的凹面形狀(C)，界定了該凹面形狀的曲線(xiàn)(I)在沿著通過(guò)所述轉(zhuǎn)子(42)旋轉(zhuǎn)中心的縱向的和豎直的剖面(1-1)內(nèi)并具有兩個(gè)拐點(diǎn)(PI1，PI2)和一條切線(xiàn)(T)，一個(gè)拐點(diǎn)(PIl)位于所述螺旋泵(4)上游，另一個(gè)拐點(diǎn)(PI2)位于所述螺旋泵(4)下游，所述切線(xiàn)(T)平行于所述軸系(3)的軸線(xiàn)(X-X’)，所述切線(xiàn)位于所述螺旋泵(4)的上游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪船，其特征在于，所述螺旋泵(4)上游的所述切線(xiàn)位于距所述噴嘴(4)的前邊緣(410)為軸向距離L處，該距離小于D/4，D是所述轉(zhuǎn)子(42)的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪船，其特征在于，所述船體(2)在垂直于所述軸系(3)的軸線(xiàn)(X-X’ )的方向上與所述噴嘴(41)間隔恒定的間隙(G)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的輪船，其包括兩個(gè)平行軸系(3)，其特征在于，所述船體(2)的中央縱向平面(P)構(gòu)成所述螺旋泵(4)的對(duì)稱(chēng)平面，該平面經(jīng)過(guò)所述輪船的薄面(PM)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪船，其特征在于，在水平面(HO)上，和/或位于豎直平面(I, I)和所述水平面之間并穿過(guò)所述軸系的軸線(xiàn)(X-X’)的中間平面(IN)上，所述薄面(PM)的表面具有基本上與螺旋泵(4)相對(duì)的凹面形狀(C)，界定了該凹面形狀(C)的曲線(xiàn)(I)在沿著所述水平面(HO)和/或穿過(guò)所述轉(zhuǎn)子(42)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)的中間平面(IN)內(nèi)并有兩個(gè)拐點(diǎn)(PI1，PI2)和一條切線(xiàn)(T)，一個(gè)拐點(diǎn)(PIl)位于所述螺旋泵(4)上游，另一個(gè)拐點(diǎn)(PI2)位于所述螺旋泵(4)的下游，所述切線(xiàn)(T)平行于所述軸系(3)的軸線(xiàn)(X-X’)，所述切線(xiàn)位于所述螺旋泵(4)的上游。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的輪船，其特征在于，在垂直于所述軸系(3)的軸線(xiàn)(X-X’)且在自所述噴嘴(41)的所述前邊緣(410)距離(L)處所測(cè)得的軸系(3)的軸線(xiàn)(X-X’)和所述船體(2)之間的距離(H1)，大于垂直于所述軸系(3)的軸線(xiàn)(X-X’)和所述噴嘴(41)的后邊緣所測(cè)得的所述軸系(3)的軸線(xiàn)(X-X’)和所述船體(2)之間的距離(H2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任意一項(xiàng)所述的輪船，其特征在于，在橫向且垂直于所述噴嘴(31)的剖面(I1-1I)中，在至少45°的角度區(qū)域上所述船體(2)與所述噴嘴(31)間隔所述恒定間隙(G)。
【文檔編號(hào)】B63H11/08GK103448897SQ201310209300
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月1日
【發(fā)明者】S·科爾迪耶 申請(qǐng)人:Stx法國(guó)股份有限公司