DE3300380A1 - Unterwasserpropellerantrieb - Google Patents

Description

Licentia Patent-Veruialtungs-GmbH PTL-HH/Sa/mar

Theodor-Stern-Kai 1 HH 82/39

D-6000 Frankfurt 70 05.01.1983

"Unteruasserpropellerantrieb"

Die Erfindung befasst sich mit einem Untertuasaerpropellerantrieb gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruches.

Schiffe, von denen eine besondere Manövrierfähigkeit erwartet uierden muß, werden häufig mit sogenannten Querstrahlrudern ausgestattet. In einem quer zur Schiffslängsachse im Bugbereich liegende Rohrtunnel ist ein Propeller angeordnet. Ein Antriebsmotor im Inneren des Schiffes treibt über eine senkrecht zum Querkanal liegende Welle und eine Getriebegondel den Propeller an. Die Getriebegondel, die die zur Übertragung der Drehmomente erforderlichen Stirn- und Kegelräder aufnehmen muß, meist daher entsprechend große radiale Abmessungen auf, die den Querschnitt des Rohrtunnels stark verengen. Der Ein- und Ausbau dieses Querstrahlantriebes erfordert ein Eindocken, zumindest aber ein entsprechendes Trimmen des Schiffes. Der elektrische und auch der hydrodynamische Wirkungsgrad solcher Antriebe sind verhältnismässig schlecht.

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Unteruiasserpumpen, ζ. B. für den Tief seeeinsatz, arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip. In die Förderleitung ist ebenfalls ein Schraubenpropeller eingebaut. Der Antrieb des Propellers kann mit einem. Unteruia3sermotor mit oder ohne Getriebe erfolgen. Mit einem gefluteten Motor sind derartige Pumpen auch für große Tiefen verwendbar. Motor und Getriebe liegen bei dieser Aueführung im Strahlbereich des Propellers. Auch hier wird der Strahlquerschnitt stark verringert. Schließlich iat aus der DE-PS 688 11** ein elektrisch angetriebener Propeller bekannt, bei dem die Flügelenden des Propellerblattea mit einem peripheren Ring verbunden sind, der den elektrisch passiven Teil (Rotor) eines Antriebsmotors aufnimmt. Der elektrisch aktive Teil (Stator) befindet sich in einer den Propeller aufnehmenden Düse.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, einen Unterwasserpropellerantrieb zu schaffen, der in Rohrtunnel ein- und ausbaubar ist, einen maximalen Strömungsquerachnitt und damit einen guten Wirkungsgrad gewährleistet, und bei Nichtbetrieb und ungewollter Anströmung in technisch einfacher UJeise abbrennbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäB durch die im Kennzeichen des HauptansprucheB angegebenen Merkmale gelöst. Uleiterbildungen der Erfindung sind in den Unterensprüchen gekennzeichnet.

Die besonderen Vorteile des Antriebes nach der Erfindung bestehen darin, daß er kleinvolumig ist, sich leicht austauschen und warten lässt und einen guten lilirkungagrad besitzt.

In der Zeichnung ist ein Auaführungabesipiel nach der Erfindung schematisch dargeatellt. Es zeigt

Figur 1 eine Propellereinheit,

Figur 2 einen Doppelprapeller in einem Querkanal, Figur 3 eine senkrecht zum Querkanal einsetzbare Baueinheit.

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Der Unterwasserpropellerantrieb gemäß Figur 1 ist für sich als Baueinheit in Rohrtunnel für Querstrahlantriebe von Schiffen oder in Förderleitungen für Tiefseepumpen einsetzbar. Die Baueinheit 1 besteht aus einem axial kurzen, zylindrischen Gehäuse 2, das an den Stirnseiten offen ist. Mit dem Gehäuse 2 sind Armkreuze 3, k verbunden, die Lager 5, 6 für die Idelle 7 eines Schraubenpropellers β aufnehmen. Die Flügelenden des Propellers θ sind mit einem Ring 9 verbunden, in welchem über den Umfang verteilt der Rotor 1G mit Permanentmagneten eines elektrischen Antriebsmotor eingesetzt ist. Der Ring 9 uiird von einer Aussparung 11 im Gehäuse 2 aufgenommen. In dem Gehäuse 2 ist, dem Rotor 1G gegenüber, ebenfalls über den Umfang de-s Gehäuses 2 verteilt, der Stator 12 angeordnet. An den Stator 12 ist ein Stromkabel angeschlossen, das zwecks vereinfachter Montage der Baueinheit in einer Nut 13 des Gehäuses liegt und am Einbauort durch eine Tunnelöffnung zu einem Anschlußkasten außerhalb des Uaaserberelchs geführt uiird.

Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Querkanal in einem Schiff mit einer Baueinheit, hier in Form eines Doppelpropellers, die gegenläufig drehen, um die Drallenergie des einen Propellers besser ausnutzen zu können und die Schubuiirkung zu erhöhen. Mit 15 ist die eine Seitenwand des Schiffes bezeichnet, die eine Öffnung 16 unterhalb der gestrichelt dargestellten Schiffswasserlinie aufweist. Von dieser Öffnung 16 zu einer entsprechenden Öffnung in ,der gegenüberliegenden Schiffswand ist ein Rohrtunnel 17 verlegt. Die Propellereinheit 1Θ kann nun, wie dargestellt, in einer Werkstatt in einem Rahrabschnitt 19 fertig montiert werden. Das Rohr mit der Baueinheit 1Θ wird danach zum Schiff transportiert und durch die Seitenöffnung 16 in den Rohrtunnel 17 eingeschoben, bis zu einem ringförmigen Absatz 20 im Rohr 17. Der Rohrabschnitt 19 wird dann fest mit der Schiffswand 15 verbunden und das in einer Nut oder einer Doppelwandung des Rohrabschnittes liegende Stromkabel in einem Steigrohr 22 zu einem Anschlußkasten 23 geführt, der oberhalb der Schiffswasserlinie liegt. Won diesem Anschlußkasten

(d.

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führt wahlweise der Anschluß zur Einspeisestelle ader zu einer Kurzschlußschaltung Ober Widerstände. Hierdurch wird bei IMichtbetrieb des Querstrahlantriebes oder der Unterwasserpumpe verhindert, daß durch generatorisches Bremsen des Motors ein unkontrollierter Lauf des Propellers infolge Anströmung stattfindet und dadurch verursachte Störgeräusche entstehen.

Eine andere Möglichkeit der Montage der Baueinheit 18 besteht darin, nur diese Baueinheit durch die Seitenöffnung 16 in einen Rohrtunnel einzuschieben und in der vorbestimmten Position zu befestigen. Das Steigrohr für den Kabelanschluß kann in diesem Falle direkt über der Baueinheit angeordnet sein. Der l/erlauf des Steigrohres uiird dabei jeweils an die Schiffsräumlichkeiten anzupassen sein.

Schließlich ist es möglich, wie Figur 3 zeigt, die Baueinheit 25 mit Flanschen 26, 27 zu versehen und mit Flanschen 28, 29 an den Enden der fest verlegten Querkanalabschnitte 30, 31 unter Einfügung von Dichtungsringen 32 fest zu verbinden. Bei dieser senkrecht zur Tunnelachse eingeführten Baueinheit 25 ist der besondere Vorteil festzustellen, daß die Baueinheit in der Werkstatt mit Kabelanschluß am Stator, Steigrohr 33 und Anschlußkasten 3h fertig montiert werden kann. Bei der Montage an Bord ist dann lediglich noch der Anschluß an den Stromerzeuger oder eine Kurzschlußachaltung vorzunehmen.

Claims (8)

Licentia Patent-Uerwaltungs-GmbH PTL-HH/Sa/mar Theodor-Stern-Kai 1 HH 82/39 D-6000 Frankfurt 70 G5.01.1983 PATENTANSPRÜCHE

1. UnteruiasserprDpellerantrieb mit mindestens einem Schraubenpropeller, dessen Flügelenden über einen peripheren Ring miteinander verbunden sind, der den permanent erregten Rotor eines elektrischen Antriebsmotor aufnimmt, dessen Stator im ortfesten Teil untergebracht ist, ujobei der Spalt zwischen Rotor und Stator geflutet ist, dadurch gekennzeichnet, daB der Schraubenpropeller (8) mit seiner Lagerung (3 bis 7) in ein zylindrisches, an den Stirnflächen offenes Gehäuse (2) eingebaut ist, ujelches als Baueinheit in einen bestehenden Rohr- tunnel (17) einschiebbar und in der Einbaulage befestigbar ist, wobei der Stator (12) über ein Stromkabel (21) an einen AnschluBkasten (23) außerhalb des üJasserbereichs und der Anschlußkasten (23) wahlweise an ein speisendes Netz oder an einen KurzschluSachalter angeschlossen sind.

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2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die lilelle (7) des Propellers (ß) in Armkreuzen (3, k) gelagert ist, die feat mit dem zylindrischen Gehäuse (2) verbunden sind.

3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB das Gehäuse (2) an dem Rohrtunnel lösbar befestigt ist.

i». Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB das 1G Gehäuse (2) an den Stirnflächen mit Flanschen (26, 27) versehen ist und quer zur Längsrichtung des Tunnels in den für den Einbau vorgesehenen Tunnelabschnitt einsetzbar ist, und daß die benachbarten Tunnelenden (3d, 31) ebenfalls Flansche (28, 29) aufweisen.
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5. Antrieb nach Anspruch 1 in der Verwendung als Queratrahlruder, dadurch gekennzeichnet, daB der Propeller mit Lagerung und elektrischem Antrieb in das Ende eines Querkanalabschnittes (19) lösbar eingebaut ist, der als Einheit in eine Seitenuiandöffnung (16) eines Schiffes bis zum Anschlag (20) gegen den fest eingebauten Querkanalabschnitt (17) einschiebbar ist.

6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der einschiebbare Querkanalabschnitt (19) um die Gehäusebreite länger ist als der feste Querkanalabschnitt (17).

7. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daB bei einem Querstrahlruder das an den Stator angeschlossene Stromkabel (21) zwischen der Innenwand des Rahrtunnels (17) und der Rahreinheit (19) und durch ein Steigrohr (22) zu dem oberhalb der Wasserlinie angeordneten Kabelanschlußkasten (23) verlegt ist.

8. Antrieb nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch die Verwendung der Baueinheit als Unterwasserpumpe in einer Pumpenleitung.