本發(fā)明涉及用于吊艙推進裝置的方法，該吊艙推進裝置包括電動機外殼和支柱，該支柱在其下部連接到電動機外殼，并且布置為在其上部連接到船體，該電動機外殼包括殼體，該殼體包圍具有定子和轉(zhuǎn)子的電動機，并且該殼體具有上部部分，關(guān)于吊艙推進裝置的定子的冷卻。

在本申請中，術(shù)語“上”和“下”是指當?shù)跖撏七M裝置安裝到船上時吊艙推進裝置的正常位置。術(shù)語“軸向”是指電動機外殼中的電動機的軸線。船應理解為任何浮船。

背景技術(shù)：

使用用于驅(qū)動傳動軸的電動機的吊艙推進裝置產(chǎn)生大量的熱量。由于電動機的定子通常與電動機外殼的殼體接觸，大部分熱量通過殼體被排放到周圍的海水中。然而，電動機外殼殼體的上側(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。與此配合的一種方式是使用大于實際需要的電動機，以避免熱點內(nèi)的過熱。這當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US 6485339中公開了一個示例，其涉及具有驅(qū)動推進軸的電動機的吊艙。吊艙設(shè)置有用于增加由電動機產(chǎn)生的熱量的傳遞的裝置。為此，在電動機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機定子的上側(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。

US 7448929公開了提供諸如水的冷卻介質(zhì)在其面向支柱的區(qū)域中在電動機外殼的壁的外部流動的另一示例。

US 7198528公開了一種電動機外殼，其中該電動機外殼設(shè)計為使得周圍的海水到達殼體四周。

US 6312298，US 5403216，US 6676463，US 6685516，US 7371134，EP 1010614和EP 2098447中公開了用于吊艙的冷卻系統(tǒng)的其它示例。

用于冷卻熱點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冷卻電動機的其它部件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是實現(xiàn)吊艙推進裝置的改進的冷卻，以使與本領(lǐng)域中現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的缺點最小化。

上述目的根據(jù)本發(fā)明的第一方面實現(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)置與電動機外殼的殼體的上部部分接觸的固定導熱器件，以將電動機的一部分傳導地連接到支柱的至少一個外壁。

固定的應理解為保持在權(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熱器件在該區(qū)域內(nèi)不可移動。并且固定的不一定意味著導熱器件是固體，其至少部分地可以是液體和/或氣體介質(zhì)。

還應該理解的是，根據(jù)本發(fā)明的吊艙推進裝置還可以包括連接到船中的換熱器的一個或多個冷卻系統(tǒng)。

本發(fā)明的吊艙推進裝置提供吊艙推進裝置的有效冷卻，使得圍繞電動機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于其功能是可靠的。此外，本發(fā)明的冷卻方法占用支柱中的更少空間。

本發(fā)明的吊艙推進裝置的上述優(yōu)選實施例在從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求中指定。應當理解的是，本發(fā)明的其它實施例可以由上述實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。

本發(fā)明還涉及設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的吊艙推進裝置的船。

附圖說明

圖1是本發(fā)明涉及的類型的吊艙推進裝置的示意性側(cè)視圖。

圖2示出了表示當運行POD單元的冷卻時根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)點的曲線圖。

圖3是通過圖1的線II-II的示意性截面，包括可以進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實施例的透視圖。

圖5是根據(jù)圖3中所示的實施例的細節(jié)的截面圖。

具體實施方式

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的吊艙推進裝置。裝置包括電動機外殼3，電動機外殼3在其前端具有由電動機5驅(qū)動的螺旋槳4。電動機5封裝在與電動機5的圓周接觸的電動機殼體6中，該電動機殼體6可以是外殼3的整體的部分或單獨的部分。電動機外殼3懸掛在支柱2中，電動機外殼3通過該支柱2連接到船的船體1，使得電動機外殼位于水中。螺旋槳4驅(qū)動船。吊艙推進裝置可以通過支柱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。應當理解，螺旋槳也可以存在于電動機外殼3的后端部。船的吊艙推進的基本原理被認為是通常已知的，因此不需要詳細描述。

支柱2具有包圍支柱2中的用于電動機外殼3的操作所必需的各種設(shè)備的外壁。在圖1中，端壁23、24是可見的，并且在圖2中，側(cè)壁21、22是可見的。側(cè)壁基本上以NACA形狀沿著電動機5的軸線延伸。

在操作時，電動機產(chǎn)生必須被排出的熱量。熱量的一部分可以通過強制空氣流過電動機而排出，由此空氣由管道2A，2B通過支柱2供應S并且抽出W，管道2A，2B通過管道2中的垂直分隔壁25隔開。熱量，特別是來自電動機的定子的熱量也通過電動機外殼3的殼體6排出。其主要部分被圍繞電動機外殼3的水吸收。

根據(jù)本發(fā)明，強制空氣流可以通過控制單元9周期性地重定向，即在時間段t之后，控制單元9將重定向強制空氣流，由此通過支柱2和機器外殼3的流動方向被改變以使供應S在支柱2中的相對管道2A(即，在空氣被抽出W之前的管道2A)中移動。這可以通過改變用于強制空氣流的風扇的方向，或者通過具有提供不同流動方向的不同管道，和/或通過阻尼器裝置(多個)可變的/可移動的導葉來實現(xiàn)。

在圖2中，示出了表示這樣的方法的優(yōu)點的圖，即如果周期性地執(zhí)行流動方向的改變，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米的長度的機器外殼3的不同位置處的溫度的多個溫度曲線圖，其中X軸表示沿著機器外殼從一個端部到另一端部的不同位置，Y軸以相對值表示溫度，其中最大溫度表示100。每個曲線圖表示外殼內(nèi)每個位置處具有不同t的溫度。示出最高溫度的兩個曲線圖XI，Y1示出了t＝0的測試，即沒有方向變化，其中最高溫度在機器外殼3內(nèi)鄰近抽出管道處獲得。當使用第一管道2B時，參見XI，作為供應S，獲得頂部溫度TX_max，并且以第二管道2A作為供應時，參見Y1，獲得頂部溫度TY_max。圖中所示的測試表明，根據(jù)使用哪個管道2A，2B作為供應S，t最佳地是不同的。因此，當使用第一管道2B作為供應S時，tx應該是大約4-6分鐘(X2＝5分鐘)，而當使用第二管道2A作為供給S時，時間TY應該是大約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。當使用TX＝5分鐘(X2)和TY＝9分鐘(Y2)時，實現(xiàn)了約2％的頂部溫度的降低，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，可能導致一些機器部件(例如在電氣發(fā)動機中的絕緣件)的性能/壽命有很大的差異。因此，當使用該修改時，一個重要的優(yōu)點是可以對電動機使用更高的功率水平，這可以導致可以使用更小的電動機的優(yōu)點，這正面地影響成本和重量以及流體動力學性能，即單元效率。

然而，如圖2所示，電動機殼體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機5，通常期望使電動機殼體6至少部分地(軸向地)完全(徑向地)包圍電動機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的電動機5的定子51的部分中產(chǎn)生的熱，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置有導熱器件7，其與殼體6的表面61和支柱2的側(cè)壁21，22接觸。因此，熱量被傳遞到這些側(cè)壁21、22，這些側(cè)壁被周圍的水冷卻。

在圖1和圖3中，這樣的固定導熱器件7由框表示，以便簡化表示。

圖3以透視圖示出了電動機5的一個端部和支柱2的相鄰部分。電動機通過其直徑垂直切割，因此僅示出了具有轉(zhuǎn)子40和定子51的電動機5的一半的一部分。在該示例中，導熱器件是導熱金屬(如銅、鋁或鋼)的本體70。本體70可以沿著電動機5在軸向方向上延伸。在示出的實施例中，其延伸大約電動機5的長度的一半，并且位于電動機5的一個端部，然而對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，本體的延伸部可以變化以適應不同的需要。本體70的下部接觸殼體6的表面61，該表面面向支柱2的內(nèi)部。本體還接觸支柱2的側(cè)壁21中的一個。定子51與殼體6接觸。由此，熱量從定子51傳遞到表面61，并且從其通過本體70傳遞到側(cè)壁21，側(cè)壁21通過其外部的水冷卻。根據(jù)修改(未示出)，本體70可以延伸經(jīng)過分隔壁25并且與前壁24接觸，從而通道/孔(未示出)布置在本體中，以使冷卻空氣能夠通過。當然，在后側(cè)可以使用相同的原理，即具有通道/孔的延伸本體70。在優(yōu)選實施例中，如圖3所示，在外殼61的外周中形成有一個或多個凹部61A，并且在本體中形成有對應的突起70e，由此由于與定子51的直接接觸而實現(xiàn)增強的熱傳遞。在可替代的實施例中，電動機殼體6的中間部分與中間表面61可以完全消除，以在本體70和定子51之間建立直接接觸。

圖5示出了熱管70d，其在一個示例中用于將殼體6的表面61連接到支柱的側(cè)壁21。熱管的第一端部78傳導地連接到殼體6的表面61或連接到傳導地連接到其上的本體。熱管70d的第二端部77連接到支柱的壁21或傳導地附接到其上的本體。熱管具有外壁79和內(nèi)壁80，使得在壁之間形成通道。該通道與熱管的端部連通。中心通道還與熱管的端部連通。介質(zhì)存在于熱管內(nèi)部，該介質(zhì)選擇為具有一定水平的冷凝溫度，使得介質(zhì)在熱管內(nèi)具有液相和氣相。

在壁79和80之間的通道中，設(shè)置有諸如芯(wicks)的毛細管裝置。

介質(zhì)通過來自殼體6的表面61的熱量A在其第一端部78被加熱。因此，介質(zhì)蒸發(fā)，蒸汽B流動通過中心通道到相對端部77，在相對端部77，它被支柱的端壁21冷卻C，使得其冷凝。冷凝的介質(zhì)通過毛細力在外部通道中輸送D返回到第一端部78，在第一端部78，它再次蒸發(fā)用于進一步的循環(huán)。由于毛細力，該功能不依賴于重力。因此，取向可以自由選擇，并且可以是垂直的以及水平的。

在可替代的示例中，毛細管裝置不存在于外部通道中。這意味著對取向的限制，因為在這種情況下的循環(huán)是由于重力。在這樣的示例中，第一端部78必須是最低的端部。此外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，同樣利用導熱棒(即不是空心管)實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的基本功能。

應當理解的是，相同的布置可以設(shè)置在電動機的另一半并且連接到相對的側(cè)壁22(在圖4中不可見)。每一側(cè)的本體70可以在電動機5的垂直直徑平面處連接，從而形成共同單元。

優(yōu)選地，圖中的本體70一直延伸到電動機5的垂直直徑?？商娲?，它可以在離垂直直徑一定距離處結(jié)束。

顯而易見的是，本發(fā)明不受上述示例的限制，可以由技術(shù)人員在權(quán)利要求的范圍內(nèi)進行許多變化以獲得所描述的功能。

此外，顯而易見的是，上述的一些方面可以通過單獨的分開的應用單獨地保護。