Движительный агрегат корабля - RU2573694C1

Чертежи

Показать все 71 чертежа(ей)

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к движительному агрегату корабля, как определено в ограничительной части независимого п. 1 формулы изобретения.

Изобретение относится к движительным агрегатам корабля, таким как азимутальные движительные агрегаты, описанные в US 5,403,216.

В US 6,312,298 В1 в системе электропривода в усовершенствованной форме двигателя гребного винта для корабля разработано простое охлаждение двигателя. Для повторного охлаждения циркулирующего хладагента предусмотрен кольцевой канал, который расположен внутри похожей на вал поддерживающей части на ее стенке. С помощью этой поддерживающей части двигатель гребного винта расположен, подобно гондоле, на нижней стороне корабля.

В US 6,485,339 В1 представлена гондола электрического двигателя для корабля, имеющая элемент отвода тепла гондолы электрического двигателя. Гондола электрического двигателя установлена под кораблем посредством полого вала доступа к кораблю. Гондола электрического двигателя содержит электрический двигатель для образования поступательного движения в воде. Электрический двигатель вырабатывает некоторое количество тепла, которое передается и впоследствии выпускается в воду через поверхности гондолы электрического двигателя и вала доступа к кораблю. Элемент отвода тепла выполнен с возможностью увеличения передачи и последующей отдачи тепла электрического двигателя.

В US 7,186,156 В1 представлен движительный агрегат для приведения в движение надводного судна, включающий в себя электрический двигатель, выполненный с возможностью образования тяги, и кожух, выполненный с возможностью содержания двигателя. Внутренняя часть кожуха поддерживается под увеличенным давлением приблизительно выше 2 бар для увеличения эффекта охлаждения охлаждающего газа, содержащегося в ней. Концевая область кожуха снабжена механизмом теплообмена, выполненным с возможностью охлаждения охлаждающего газа, проходящего через него. Механизм теплообмена связан с кожухом, так что, при использовании, вода, окружающая кожух, поглощает из него тепло.

В WO 0154973 представлена система движительного агрегата для корабля. Система включает в себя двигательный узел, содержащий кожух двигателя, который расположен в воде и который содержит двигатель и какое-либо средство управления, относящееся к нему, а также гребной винт, который расположен на вале двигателя. Упомянутый двигательный узел содержит электрический двигатель, для которого выполнено охлаждение, происходящее по поверхности всей окружности двигателя через конструкцию кожуха двигателя непосредственно в воду, которая окружает упомянутый узел.

В US 6,231,407 описано, что для улучшения эффективности привода корабля, имеющего кожух, располагаемый на нижней части корпуса подобно гондоле, с синхронным двигателем внутри кожуха, при тяговых мощностях около 10 МВт, ротор синхронного двигателя выполнен как ротор с постоянным магнитом, и статор синхронного двигателя посажен со стыковкой формы в кожух для охлаждения через стенку кожуха. Дополнительное охлаждающее устройство в форме вентилятора или разбрызгивающего устройства может быть предусмотрено для каждого выступа обмотки.

Публикация WO 2012/123547 A1 относится к кораблю, содержащему по меньшей мере один электрический двигатель для приведения корабля, и охлаждающее устройство для охлаждения по меньшей мере одного электрического двигателя посредством по меньшей мере одного хладагента. В изобретении также предусмотрено, что охлаждающее устройство имеет теплообменник, который выполнен с возможностью охлаждения по меньшей мере одного хладагента посредством морской воды.

Цель изобретения

Целью изобретения является обеспечение эффективного охлаждения движительного агрегата корабля. Краткое описание изобретения

Движительный агрегат корабля согласно изобретению отличается определениями независимого п. 1 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты осуществления движительного агрегата корабля определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Движительный агрегат содержит конструкцию оболочки, расположенную по меньшей мере частично под корпусом корабля и выполненную с возможностью погружения по меньшей мере частично в воду, так что конструкция оболочки по меньшей мере частично окружена водой, и электрический двигатель для вращения гребного винта снаружи конструкции оболочки. Электрический двигатель имеет статор и ротор для вращения в статоре. Электрический двигатель расположен в секции размещения двигателя конструкции оболочки, так что статор электрического двигателя установлен с соответствием формы в цилиндрическую секцию секции размещения двигателя конструкции оболочки. Цилиндрическая секция имеет цилиндрическую наружную поверхность. Конструкция оболочки включает в себя поддерживающую секцию, имеющую нижний конец, присоединенный к секции размещения двигателя конструкции оболочки, и верхний конец, присоединенный к корпусу корабля.

Изобретение основано на использовании жидкости в замкнутой жидкостной системе охлаждения для передачи тепловой энергии от газа, циркулирующего в системе охлаждения с замкнутой циркуляцией газа через электрический двигатель, к воде, окружающей движительный агрегат. Система охлаждения с замкнутой циркуляцией газа содержит газ и содержит средство циркуляции газа для циркуляции газа через каналы в электрическом двигателе. Замкнутая жидкостная система охлаждения имеет внутреннее пространство, содержащее жидкость. Движительный агрегат содержит газожидкостный теплообменник, соединенный по текучей среде с системой охлаждения с замкнутой циркуляцией газа и соединенный по текучей среде с замкнутой жидкостной системой охлаждения для обмена тепловой энергией между газом, циркулирующим в системе охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, и жидкостью в замкнутой жидкостной системе охлаждения. В движительном агрегате, система охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, замкнутая жидкостная система охлаждения, и газожидкостный теплообменник являются частями движительного агрегата.

Так как система охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, замкнутая жидкостная система охлаждения, и газожидкостный теплообменник являются частями движительного агрегата, установка и монтаж движительного агрегата на корабль являются простыми, поскольку между движительным агрегатом и кораблем не нужны никакие трубопроводы охлаждения для охлаждающей текучей среды, такой как охлаждающая жидкость или охлаждающий газ, для охлаждения электрического двигателя гребного винта.

В движительном агрегате, замкнутая жидкостная система охлаждения, система охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, и газожидкостный теплообменник предпочтительно, но не обязательно, по меньшей мере частично охвачены конструкцией оболочки движительного агрегата. В движительном агрегате, замкнутая жидкостная система охлаждения, система охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, и газожидкостный теплообменник более предпочтительно, но не обязательно, полностью охвачены конструкцией оболочки движительного агрегата.

"Система охлаждения с замкнутой циркуляцией газа" в этом отношении означает, например, что газ, такой как воздух, присутствующий в движительном агрегате, не вводится в систему охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, и газ не выпускается из системы охлаждения с замкнутой циркуляцией газа в движительный агрегат.

"Замкнутая жидкостная система охлаждения " в этом отношении означает, например, что вода, окружающая движительный агрегат, когда движительный агрегат по меньшей мере частично погружен в воду, не вводится в замкнутую жидкостную систему охлаждения, и жидкость не выпускается из замкнутой жидкостной системы охлаждения в воду, окружающую движительный агрегат, когда движительный агрегат по меньшей мере частично погружен в воду.

В движительном агрегате, поверхность движительного агрегата используется для передачи тепловой энергии от электрического двигателя к воде, окружающей движительный агрегат, более эффективно, чем в решении, в котором электрический двигатель охлаждается только через конструкцию кожуха двигателя в воду, окружающую движительный агрегат. Поскольку охлаждение является эффективным, может быть использован более мощный электрический двигатель по сравнению с решением, в котором электрический двигатель охлаждается только через конструкцию кожуха двигателя в воду, окружающую движительный агрегат.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения электрический двигатель представляет собой асинхронный двигатель. В асинхронном двигателе в роторе вырабатывается значительное количество тепловой энергии, и движительный агрегат является особенно преимущественным, так как движительный агрегат обеспечивает эффективное охлаждение ротора асинхронного двигателя. Тем не менее, этот же принцип охлаждения может быть использован для охлаждения любого типа электрического двигателя, например, синхронного двигателя с постоянным магнитом.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на чертежи, в которых:

На фиг. 1 показан первый вариант осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 1,

На фиг. 3 показан движительный агрегат, показанный на фиг. 1, при виде с одной стороны,

На фиг. 4 показана разновидность первого варианта осуществления, показанного на фиг. 1,

На фиг. 5-8 показаны некоторые альтернативные конфигурации сечения Х-Х на фиг. 1-3,

На фиг. 9 показана конфигурация сечения Х-Х разновидности первого варианта осуществления, показанной на фиг. 4,

На фиг. 10-12 показаны некоторые альтернативные конфигурации сечения Y-Y на фиг. 3,

На фиг. 13 показана конфигурация сечения Y-Y разновидности первого варианта осуществления, показанного на фиг. 4,

На фиг. 14 показан второй вариант осуществления движительного агрегата,

На фиг. 15 показан принцип работы движительного агрегата, показанного на фиг. 14,

На фиг. 16 показан движительный агрегат, показанный на фиг. 14, при виде с одной стороны,

На фиг. 17 показана конфигурация сечения Х-Х на фиг. 14-17,

На фиг. 18 показан третий вариант осуществления движительного агрегата,

На фиг. 19 показан принцип работы движительного агрегата, показанного на фиг. 18,

На фиг. 20 показан движительный агрегат, показанный на фиг. 18, при виде с одной стороны,

На фиг. 21 показана конфигурация сечения Х-Х на фиг. 18-20,

На фиг. 22 показан четвертый вариант осуществления движительного агрегата,

На фиг. 23 показан принцип работы движительного агрегата, показанного на фиг. 22,

На фиг. 24 показан движительный агрегат, показанный на фиг. 22, при виде с одной стороны,

На фиг. 25-28 показаны некоторые альтернативные конфигурации сечения Х-Х на фиг. 22-24,

На фиг. 29 показан пятый вариант осуществления движительного агрегата,

На фиг. 30 показан принцип работы движительного агрегата, показанного на фиг. 29,

На фиг. 31 показан движительный агрегат, показанный на фиг. 29, при виде с одной стороны,

На фиг. 32-35 показаны некоторые альтернативные конфигурации сечения Х-Х на фиг. 29-31,

На фиг. 36 показан шестой вариант осуществления движительного агрегата,

На фиг. 37 показан принцип работы движительного агрегата, показанного на фиг. 36,

На фиг. 38 показан движительный агрегат, показанный на фиг. 36, при виде с одной стороны,

На фиг. 39-42 показаны некоторые альтернативные конфигурации сечения Х-Х на фиг. 36-38,

На фиг. 43 показан седьмой вариант осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 43,

На фиг. 45 показан движительный агрегат, показанный на фиг. 43, при виде с одной стороны,

На фиг. 46-49 показаны некоторые альтернативные конфигурации сечения Х-Х на фиг. 43-45,

На фиг. 50 показан восьмой вариант осуществления движительного агрегата,

На фиг. 51 показан принцип работы движительного агрегата, показанного на фиг. 50,

На фиг. 52 показан движительный агрегат, показанный на фиг. 50, при виде с одной стороны,

На фиг. 53-55 показаны некоторые альтернативные конфигурации сечения Х-Х на фиг. 50-52,

На фиг. 56 показан девятый вариант осуществления движительного агрегата,

На фиг. 57 показан принцип работы движительного агрегата, показанного на фиг. 56,

На фиг. 58 показан движительный агрегат, показанный на фиг. 56, при виде с одной стороны,

На фиг. 59 показана конфигурация сечения Х-Х на фиг. 56-58,

На фиг. 60 показан десятый вариант осуществления движительного агрегата,

На фиг. 61 показана конфигурация сечения Х-Х на фиг. 60,

На фиг. 62 показан одиннадцатый вариант осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 62,

На фиг. 64 показан движительный агрегат, показанный на фиг. 62, при виде с одной стороны,

На фиг. 65 показана первая конфигурация сечения Х-Х на фиг. 63 и 64,

На фиг. 66 показана первая конфигурация сечения Y-Y на фиг. 63 и 64,

На фиг. 67 показана вторая конфигурация сечения Х-Х на фиг. 63 и 64,

На фиг. 68 показана вторая конфигурация сечения Y-Y на фиг. 63 и 64,

На фиг. 69 показан двенадцатый вариант осуществления движительного агрегата,

На фиг. 70 показан принцип работы движительного агрегата, показанного на фиг. 69,

На фиг. 71 показан другой вид движительного агрегата, показанного на фиг. 69, и

На фиг. 72 показана конфигурация сечения Y-Y на фиг. 70 и 71.

Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения

Далее более подробно будут описаны движительный агрегат корабля и некоторые предпочтительные варианты осуществления и разновидности движительного агрегата корабля.

Движительный агрегат корабля (не отмечен ссылочной позицией), такой как азимутальный движительный агрегат корабля, содержит конструкцию 1 оболочки, расположенную под корпусом 2 корабля (не отмечен ссылочной позицией) и выполненную с возможностью погружения по меньшей мере частично в воду (не отмечена ссылочной позицией), так что конструкция 1 оболочки по меньшей мере частично окружена водой.

Движительный агрегат дополнительно содержит электрический двигатель 3 для вращения гребного винта 4 снаружи конструкции 1 оболочки. Электрический двигатель 3 имеет статор 5 и ротор 6 для вращения в статоре 5. На чертеже вал 7 гребного винта присоединен к ротору 6 для вращения вместе с ротором 6, когда ротор 6 вращается в статоре 5. На чертеже вал 7 гребного винта поддерживается с возможностью вращения посредством подшипниковых узлов 8. На чертеже гребной винт 4 прикреплен к валу 7 гребного винта.

Электрический двигатель 3 расположен в секции 9 размещения двигателя конструкции 1 оболочки, так что статор 5 электрического двигателя 3 установлен с соответствием формы в цилиндрическую секцию 10 секции 9 размещения двигателя конструкции 1 оболочки.

Цилиндрическая секция 10 имеет цилиндрическую наружную поверхность 11.

Конструкция 1 оболочки включает в себя поддерживающую секцию 26, имеющую нижний конец (не отмечен ссылочной позицией), присоединенный к секции 9 размещения двигателя конструкции 1 оболочки, и верхний конец (не отмечен ссылочной позицией), присоединенный к корпусу 2 корабля. Верхний конец поддерживающей секции 26 может быть присоединен к корпусу 2 корабля посредством поворотной системы (не показана на чертежах) для поворота движительного агрегата по отношению к корпусу 2 корабля.

Движительный агрегат содержит систему 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, содержащую газ 13, такой как воздух, и содержащую средство 14 циркуляции газа для циркуляции газа 13 через каналы 23 в электрическом двигателе 3. Каналы 23 через электрический двигатель 3 предпочтительно, но не обязательно, образованы по меньшей мере одним из каналов 23 в роторе электрического двигателя 3, и каналом 23, образованным посредством воздушного зазора (не отмечен ссылочной позицией) между статором 5 и ротором 6 электрического двигателя 3. Средство циркуляции газа может быть выполнено как отдельное средство циркуляции газа или выполнено совместно с валом гребного винта, как в десятом варианте осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 60 и 61.

Движительный агрегат содержит замкнутую жидкостную систему 15 охлаждения, имеющую внутреннее пространство (не отмечено ссылочной позицией), содержащее жидкость 16, такую как вода.

Внутреннее пространство замкнутой жидкостной системы 15 охлаждения предпочтительно, но не обязательно, частично ограничено конструкцией 1 оболочки движительного агрегата, так что жидкость 16 во внутреннем пространстве замкнутой жидкостной системы 15 охлаждения находится в прямом контакте с конструкцией 1 оболочки движительного агрегата для обмена тепловой энергией между жидкостью 16 в замкнутой жидкостной системе 15 охлаждения и водой, окружающей движительный агрегат, через конструкцию 1 оболочки движительного агрегата.

Движительный агрегат содержит газожидкостный теплообменник 17, находящийся в сообщении по текучей среде с системой 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа и в сообщении по текучей среде с замкнутой жидкостной системой 15 охлаждения для обмена тепловой энергией между газом 13, циркулирующим в системе 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, и жидкостью 16 в замкнутой жидкостной системе 15 охлаждения без смешивания газа 13, циркулирующего в системе 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, с жидкостью 16, циркулирующей в замкнутой жидкостной системе 15 охлаждения, или наоборот.

Система 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, замкнутая жидкостная система 15 охлаждения, и газожидкостный теплообменник 17 все являются частями движительного агрегата.

Поддерживающая секция 26 конструкции 1 оболочки может быть снабжена отверстием 18 для обеспечения течения воды, окружающей движительный агрегат, через отверстие 18 в конструкции 1 оболочки, когда движительный агрегат по меньшей мере частично погружен в воду. Такое отверстие 18 может быть закрыто закрывающими частями 36, снабженными окнами 37, для обеспечения входа воды, окружающей движительный агрегат, в отверстие 18 через окна 37 и, соответственно, для обеспечения выхода воды, находящейся в отверстии 18, из отверстия через окна 37. В качестве альтернативы возможно, что такое отверстие 18 может быть закрыто закрывающими частями 36, так что образуются окна 37 для обеспечения входа воды, окружающей движительный агрегат, в отверстие 18 через окна 37 и, соответственно, для обеспечения выхода воды, находящейся в отверстии 18, из отверстия через окна 37.

Нижний конец поддерживающей секции 26 конструкции 1 оболочки может быть присоединен к секции 9 размещения двигателя конструкции 1 оболочки, так что в поддерживающей секции 26 конструкции 1 оболочки образуется отверстие 18. Такое отверстие 18 может быть закрыто закрывающими частями 36, снабженными окнами 37, для обеспечения входа воды, окружающей движительный агрегат, в отверстие 18 через окна 37 и, соответственно, для обеспечения выхода воды, находящейся в отверстии 18, из отверстия через окна 37. В качестве альтернативы возможно, что такое отверстие 18 может быть закрыто закрывающими частями 36, так что образуются окна 37 для обеспечения входа воды, окружающей движительный агрегат, в отверстие 18 через окна 37 и, соответственно, для обеспечения выхода воды, находящейся в отверстии 18, из отверстия через окна 37.

Нижний конец поддерживающей секции 26 конструкции 1 оболочки может быть присоединен к секции 9 размещения двигателя конструкции 1 оболочки, так что образуется отверстие 18 между поддерживающей секцией 26 конструкции 1 оболочки и секцией 9 размещения двигателя конструкции 1 оболочки, и, так что цилиндрическая часть 19 цилиндрической наружной поверхности 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя образует часть наиболее внешней поверхности (не отмечена ссылочной позицией) движительного агрегата, как в случае первого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 1-13, второго варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 14-17, и третьего варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 18-21. Наиболее внешняя поверхность по меньшей мере частично находится в контакте с водой, окружающей движительный агрегат, когда движительный агрегат по меньшей мере частично погружен в воду. Такое отверстие 18 может быть закрыто закрывающими частями 36, снабженными окнами 37 для обеспечения входа воды, окружающей движительный агрегат, в отверстие 18 через окна 37 и, соответственно, для обеспечения выхода воды, находящейся в отверстии 18, из отверстия через окна 37. В качестве альтернативы возможно, что такое отверстие 18 может быть закрыто закрывающими частями 36, так что образуются окна 37 для обеспечения входа воды, окружающей движительный агрегат, в отверстие 18 через окна 37 и, соответственно, для обеспечения выхода воды, находящейся в отверстии 18, из отверстия через окна 37.

Такая цилиндрическая часть 19 цилиндрической наружной поверхности 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя может быть снабжена выступающими теплообменными элементами 20 для улучшения передачи тепловой энергии между электрическим двигателем 3 в цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя и водой, окружающей цилиндрическую часть 19 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя, как показано на фиг. 5.

В движительном агрегате, замкнутая жидкостная система 15 охлаждения может быть выполнена в форме замкнутого бака 21 для жидкости, образующего упомянутое внутреннее пространство, содержащее жидкость 16, как в случае третьего варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 18-21, девятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 56-59, и десятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 60 и 61. В этом контексте замкнутый бак 21 для жидкости означает, что во время использования замкнутого бака 21 для жидкости в целях охлаждения никакая жидкость или другие текучие среды, такие как газы, не входят и не выходят из замкнутого бака 21 для жидкости.

Такой замкнутый бак 21 для жидкости может быть частично ограничен цилиндрической наружной поверхностью 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя, так что жидкость 16 в замкнутом баке 21 для жидкости находится в непосредственном контакте с цилиндрической наружной поверхностью 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя для обмена тепловой энергией между электрическим двигателем, расположенным в цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя, и жидкостью 16 в замкнутом баке 21 для жидкости через цилиндрическую секцию 10 секции 9 размещения двигателя, как в случае девятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 56-59, и десятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 60 и 61.

Такой замкнутый бак 21 для жидкости может быть частично ограничен поддерживающей секцией 26 конструкции 1 оболочки движительного агрегата, так что жидкость 16 в замкнутом баке 21 для жидкости находится в непосредственном контакте с поддерживающей секцией 26 конструкции 1 оболочки движительного агрегата для обмена тепловой энергией между жидкостью 16 в замкнутом баке 21 для жидкости и водой, окружающей поддерживающую секцию 26 конструкции 1 оболочки движительного агрегата, через конструкцию 1 оболочки движительного агрегата, как в случае третьего варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 18-21, девятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 56-59, и десятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 60 и 61.

Если замкнутая жидкостная система 15 охлаждения выполнена в форме замкнутого бака 21 для жидкости, образующего упомянутое внутреннее пространство, содержащее жидкость 16, газожидкостный теплообменник 17 может быть образован проходами 22, находящимися в сообщении по текучей среде с системой 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, так что проходы 22 проходят через замкнутый бак 21 для жидкости для проведения газа 13, циркулирующего в системе 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа в упомянутых проходах 22, через замкнутый бак 21 для жидкости и для обмена тепловой энергией между газом 13, текущим в упомянутых проходах 22, и жидкостью 16 в замкнутом баке 21 для жидкости, как в случае третьего варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 18-21, девятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 56-59, и десятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 60 и 61.

Если замкнутая жидкостная система 15 охлаждения выполнена в форме замкнутого бака 21 для жидкости, образующего упомянутое внутреннее пространство, содержащее жидкость 16, внутренняя поверхность замкнутого бака 21 для жидкости может быть снабжена выступающими теплообменными элементами 32, выступающими из поддерживающей секции 26 конструкции 1 оболочки движительного агрегата в замкнутый бак для жидкости для улучшения передачи тепловой энергии между жидкостью 16 во внутреннем пространстве замкнутого бака 21 для жидкости и водой, окружающей конструкцию оболочки движительного агрегата.

В движительном агрегате, замкнутая жидкостная система 15 охлаждения может быть выполнена в форме системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, содержащей жидкость 16 и образующей упомянутое внутреннее пространство, содержащее жидкость 16, и снабжена средством 25 циркуляции жидкости для циркуляции жидкости 16 во внутреннем пространстве системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, как в случае первого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 1-13, второго варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 14-17, четвертого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 22-28, пятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 29-35, шестого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 36-42, седьмого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 43 и 49, одиннадцатого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 36-68, и двенадцатого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 69-72.

Система 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости может быть частично образована трубчатой секцией 33, имеющей наружную поверхность 34, которая находится в непосредственном контакте с водой, окружающей движительный агрегат, для обмена тепловой энергией между жидкостью 16, циркулирующей в системе 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, и водой, окружающей движительный агрегат, через трубчатую секцию 33 системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, как в случае одиннадцатого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 36-68, и двенадцатого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 69-72. Трубчатая секция 33 может включать в себя часть в форме спиральной трубы.

Если система 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости частично образована трубчатой секцией 33, трубчатая секция 33 может быть частью жидкостно-жидкостного теплообменника 38, который находится в сообщении по текучей среде с замкнутой жидкостной системой 15 охлаждения, так что жидкость, циркулирующая во внутреннем пространстве замкнутой жидкостной системы 15 охлаждения, циркулирует через трубчатую секцию 33 жидкостно-жидкостного теплообменника 38 для обмена тепловой энергией между жидкостью, текущей через трубчатую секцию 33 жидкостно-жидкостного теплообменника 38, и водой, находящейся в контакте с трубчатой секцией 33 жидкостно-жидкостного теплообменника 38 и окружающей конструкцию 1 оболочки движительного агрегата.

Внутреннее пространство такой системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости может быть частично ограничено поддерживающей секцией 26 конструкции 1 оболочки движительного агрегата, так что жидкость 16, текущая во внутреннем пространстве системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, находится в непосредственном контакте с поддерживающей секцией 26 конструкции 1 оболочки для обмена тепловой энергией между жидкостью 16, текущей во внутреннем пространстве системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, и водой, окружающей поддерживающую секцию 26 конструкции 1 оболочки, через поддерживающую секцию 26 конструкции 1 оболочки.

Внутреннее пространство такой системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости может быть дополнительно частично ограничено частью 31 цилиндрической наружной поверхности 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя, так что жидкость 16, текущая во внутреннем пространстве системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, находится в непосредственном контакте с упомянутой частью 31 цилиндрической наружной поверхности 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя для обмена тепловой энергией между электрическим двигателем 3, расположенным в цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя, и жидкостью 16, текущей во внутреннем пространстве системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, через упомянутую часть 31 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя между электрическим двигателем 3 и жидкостью 16, циркулирующей во внутреннем пространстве системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, как в случае четвертого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 22-28, пятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 29-35, шестого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 36-42, седьмого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 43-49, и восьмого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 50-55.

Упомянутая часть 31 цилиндрической наружной поверхности 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя в контакте с жидкостью 16 во внутреннем пространстве системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости может быть снабжена разделительными элементами 27 для создания нескольких отдельных потоков жидкости 16 вдоль упомянутой части 31 цилиндрической наружной поверхности 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя, как показано на фиг. 26, 33, 40, и 47.

Упомянутая часть 31 цилиндрической секции 10 цилиндрической наружной поверхности 11 секции 9 размещения двигателя в контакте с жидкостью 16 в замкнутой жидкостной системе 15 охлаждения может быть снабжена выступающими теплообменными элементами для улучшения передачи тепловой энергии между электрическим двигателем 3 в секции 9 размещения двигателя и жидкостью 16 в замкнутой жидкостной системе 15 охлаждения, как показано на фиг. 25, 32, 39, и 46.

Если замкнутая жидкостная система 15 охлаждения выполнена в форме системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, система 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости может быть снабжена первым баком 28 для жидкости, имеющим первое внутреннее пространство (не отмечен ссылочной позицией), которое образует часть 31 внутреннего пространства системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, как в случае пятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 29-35, шестого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 36-42, и восьмого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 50-55.

Такой первый бак 28 для жидкости находится в сообщении по текучей среде с системой 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, так что жидкость 16, текущая в системе 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, течет через первое внутреннее пространство первого бака 28 для жидкости. Первое внутреннее пространство первого бака 28 для жидкости частично ограничено упомянутой частью 31 цилиндрической наружной поверхности 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя, так что жидкость 16 в первом внутреннем пространстве первого бака 28 для жидкости находится в непосредственном контакте с цилиндрической наружной поверхностью 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя для обмена тепловой энергией между электрическим двигателем 3, расположенным в секции 9 размещения двигателя, и жидкостью 16, текущей в первом внутреннем пространстве первого бака 28 для жидкости через упомянутую часть 31 цилиндрической наружной поверхности 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя.

Если система 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости снабжена первым баком 28 для жидкости, первый бак 28 для жидкости может быть дополнительно частично ограничен поддерживающей секцией 26 конструкции 1 оболочки, так что жидкость 16 в первом внутреннем пространстве первого бака 28 для жидкости дополнительно находится в непосредственном контакте с поддерживающей секцией 26 конструкции 1 оболочки для обмена тепловой энергией между жидкостью 16, текущей в первом внутреннем пространстве первого бака 28 для жидкости системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, и водой, окружающей поддерживающую секцию 26 конструкции 1 оболочки, через поддерживающую секцию 26 конструкции 1 оболочки, как в случае пятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 29-35, шестого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 36-42, и восьмого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 50-55.

Если система 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости снабжена первым баком 28 для жидкости, первый бак 28 для жидкости снабжен перегородками 29 для направления жидкости 16 через первый бак 28 для жидкости для продления времени пребывания жидкости 16 в первом баке 28 для жидкости и/или для выполнения функции теплообменных элементов между жидкостью 16, текущей через первый бак 28 для жидкости, и поддерживающей секцией 26 конструкции 1 оболочки, как в случае пятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 29-35, и шестого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 36-42.

Если система 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости снабжена первым баком 28 для жидкости, газожидкостный теплообменник 17 может быть образован посредством проходов 22, находящихся в сообщении по текучей среде с системой 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, причем проходы 22 проходят через первый бак 28 для жидкости для проведения газа 13, циркулирующего в системе 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, в упомянутых проходах 22 через первый бак 28 для жидкости и для обмена тепловой энергией между газом 13, текущим в упомянутых проходах 22 через первый бак 28 для жидкости, и жидкостью 16 в первом баке 28 для жидкости, как в случае восьмого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 50-55.

Если замкнутая жидкостная система 15 охлаждения выполнена в форме системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, система 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости может быть снабжена вторым баком 30 для жидкости, имеющим второе внутреннее пространство (не отмечено ссылочной позицией), которое образует часть внутреннего пространства системы 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, как в случае первого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 1-13, пятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 29-35, и седьмого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 43-49.

Такой второй бак 30 для жидкости находится в сообщении по текучей среде с системой 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, так что жидкость 16, текущая в системе 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости, течет через второе внутреннее пространство второго бака 30 для жидкости. Второй бак 30 для жидкости частично ограничен поддерживающей секцией 26 конструкции 1 оболочки, так что жидкость 16 во втором внутреннем пространстве (не отмечено ссылочной позицией) второго бака 30 для жидкости находится в непосредственном контакте с поддерживающей секцией 26 конструкции 1 оболочки для обмена тепловой энергией между жидкостью 16, текущей во втором внутреннем пространстве второго бака 30 для жидкости, и водой, окружающей поддерживающую секцию 26 конструкции 1 оболочки, через поддерживающую секцию 26 конструкции 1 оболочки.

Если система 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости снабжена вторым баком 30 для жидкости, второе внутреннее пространство второго бака 30 для жидкости может быть снабжено перегородками 29 для направления жидкости 16 через второе внутреннее пространство второго бака 30 для жидкости для продления времени пребывания жидкости 16 во втором внутреннем пространстве второго бака 30 для жидкости и/или для выполнения функции теплообменных элементов между жидкостью 16, текущей через второе внутреннее пространство второго бака 30 для жидкости, и поддерживающей секцией 26 конструкции 1 оболочки, как в случае пятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 29-35, и седьмого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 43-49.

Если система 24 охлаждения с замкнутой циркуляцией жидкости снабжена вторым баком 30 для жидкости, газожидкостный теплообменник 17 может быть образован проходами 22, находящимися в сообщении по текучей среде с системой 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, причем проходы 22 простираются через второй бак 30 для жидкости для проведения газа 13, циркулирующего в системе 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, в упомянутых проходах 22 через второй бак 30 для жидкости и для обмена тепловой энергией между газом 13, текущим в упомянутых проходах 22 через второй бак 30 для жидкости, и жидкостью 16 во втором баке 30 для жидкости, как в случае второго варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 14-17.

В движительном агрегате нижний конец поддерживающей секции 26 конструкции 1 оболочки может быть присоединен к секции 9 размещения двигателя конструкции 1 оболочки, так что цилиндрическая наружная поверхность 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя конструкции 1 оболочки движительного агрегата частично образует наиболее наружную поверхность движительного агрегата, как показано на чертежах. В таком случае часть 31 цилиндрической наружной поверхности 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя, образующая наиболее наружную поверхность движительного агрегата, может быть снабжена выступающими теплообменными элементами 20 для улучшения передачи тепловой энергии между электрическим двигателем 3 в секции 9 размещения двигателя и водой, окружающей часть 31 цилиндрической наружной поверхности 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя, образующую наиболее наружную поверхность движительного агрегата.

Газожидкостный теплообменник 17 может быть отдельным теплообменником, соединенным по текучей среде с системой 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа и соединенным по текучей среде с замкнутой жидкостной системой 15 охлаждения как в случае первого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 1-13, четвертого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 22-28, пятого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 29-35, шестого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 36-42, и седьмого варианта осуществления движительного агрегата, показанного на фиг. 43-49.

Цилиндрическая секция 10 секции 9 размещения двигателя предпочтительно, но не обязательно, является однослойной конструкцией, как проиллюстрировано на чертежах. Тем не менее, специалисту в данной области техники очевидно, что цилиндрическая наружная поверхность 11 цилиндрической секции 10 секции 9 размещения двигателя может быть, например, дополнительно покрашена.

Замкнутая жидкостная система 15 охлаждения предпочтительно, но не обязательно, расположена так, что она по меньшей мере частично окружена конструкцией 1 оболочки движительного агрегата. Замкнутая жидкостная система 15 охлаждения более предпочтительно, но не обязательно, расположена так, что она полностью окружена конструкцией 1 оболочки движительного агрегата, как проиллюстрировано на чертежах.

Система 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа предпочтительно, но не обязательно, расположена так, что она по меньшей мере частично окружена конструкцией 1 оболочки движительного агрегата. Система 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа более предпочтительно, но не обязательно, расположена так, что она полностью окружена конструкцией 1 оболочки движительного агрегата, как проиллюстрировано на чертежах.

Газожидкостный теплообменник 17 предпочтительно, но не обязательно, расположен так, что он частично окружен конструкцией 1 оболочки движительного агрегата. Газожидкостный теплообменник 17 более предпочтительно, но не обязательно, расположен так, что он полностью окружен конструкцией 1 оболочки движительного агрегата, как проиллюстрировано на чертежах.

Замкнутая жидкостная система 15 охлаждения предпочтительно, но не обязательно, расположена полностью снаружи корпуса корабля, как проиллюстрировано на чертежах.

Система 12 охлаждения с замкнутой циркуляцией газа предпочтительно, но не обязательно, расположена полностью снаружи корпуса корабля, как проиллюстрировано на чертежах.

Газожидкостный теплообменник 17 предпочтительно, но не обязательно, расположен полностью снаружи корпуса корабля, как проиллюстрировано на чертежах.

Электрический двигатель 3 предпочтительно, но не обязательно, является асинхронным электрическим двигателем 3.

Специалисту в данной области техники понятно, что по мере развития технологии основная идея изобретения может быть осуществлена разными способами. Следовательно, изобретение и его варианты осуществления не ограничены изложенными выше примерами, и они могут быть изменены в объеме защиты формулы изобретения.

Реферат

Изобретение относится к судостроению, а именно к движительному агрегату корабля. Движительный агрегат корабля содержит конструкцию (1) оболочки, электрический двигатель (3), систему (12) охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, замкнутую жидкостную систему (15) охлаждения, которая имеет внутреннее пространство и газожидкостный теплообменник (17). Система (12) охлаждения с замкнутой циркуляцией газа содержит газ (13) и средство (14) циркуляции газа для циркуляции газа (13) через каналы (23) в электрическом двигателе (3). Газожидкостный теплообменник (17) предназначен для обмена тепловой энергией между газом (13), который циркулирует в системе (12) охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, и жидкостью (16) в замкнутой жидкостной системе (15) охлаждения. Система (12) охлаждения с замкнутой циркуляцией газа, замкнутая жидкостная система (15) охлаждения и газожидкостный теплообменник (17) являются частями движительного агрегата. Достигается эффективное охлаждение движительного агрегата корабля. 23 з.п. ф-лы, 72 ил.

Формула