DE102006026230A1

DE102006026230A1 - Schiffsantrieb mit Rudergondel

Info

Publication number: DE102006026230A1
Application number: DE200610026230
Authority: DE
Inventors: Alexander Rubinraut
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-06-06
Filing date: 2006-06-06
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2026-06-07
Also published as: DE102006026230B4

Abstract

Antrieb der Schiffe, die unter dem Heck eine unbewegliche oder eine schwenkbare Gondel haben, die die Funktion des Ruders erfüllt, innerhalb welcher sich ein Elektromotor befindet, der die Schiffsschrauben dreht, die an den Enden der Welle angebracht sind, der sich von den bekannten dadurch unterscheidet, dass
1. Zum Zwecke der Steigerung des Durchlasswirkungsgrades des Schiffes als Triebwerke koaxial-gegenläufige Schiffsschrauben montiert werden, die vom Elektromotor mit doppelter Drehung gedreht werden, der sich innerhalb der Gondel an deren Horizontalachse befindet.
2. Dasselbe, was im Punkt 1 angegeben wurde und dadurch, dass zum Zwecke der Steigerung der Leistung in Bezug auf eine Volumeneinheit der Gondel der Elektromotor drei Rotoren hat: zwei äußere und einen inneren, der sich in entgegengesetzter Richtung bewegt. Der innere Rotor, der an der inneren Welle befestigt ist, dreht zwei Schiffsschrauben – die vordere Bugschiffsschraube und die Heckschiffsschraube, die an die Horizontalachse der Gondel an ihren beiden Enden...

Description

Die Erfindung gehört zum Kraftantrieb von Schiffen, bei denen unter dem Heck Gondel mit Bug- und Hecktriebwerken montiert sind. Dabei wird die Änderung der Bewegungsrichtung des Schiffes durch die Schwenkung der Gondel gegenüber der Vertikalachse verwirklicht.
Die Anwendung dieser Bewegungsart des Schiffes verbessert seine dynamischen Kennziffern und steigert seine Sicherheit.
Bekannt ist der Schiffsantrieb mit der Rudergondel, innerhalb welcher sich ein Elektromotor befindet, der die Schiffsschrauben in Drehung versetzt. An der Horinzontalachse der Gondel befindet sich die Welle, an die der Induktor des Elektromotors angebracht ist und an beiden Enden der Welle sind die Bewegungsantriebe des Schiffes montiert – einzelne Schiffsschrauben [1].
Die bekannte Konstruktion des Schiffsantriebs hat Mängel:
ihr erster Mangel ist der niedrige Wirkungsgrad der Triebwerke, der 70 % nicht übersteigt. Der andere Mangel der bekannten Konstruktion ist ihr großes Gesamtmaß und die Masse des Elektromotors.
Das Ziel dieser Erfindung besteht darin, die genannten Mängel des Prototyps zu beseitigen, den Wirkungsgrad der Antriebe zu steigern sowie das Gesamtmaß und die Masse des Elektromotors zu verringern und dadurch die Leistung in Bezug auf eine Volumeneinheit der Rudergondel zu steigern. Das technische Ergebnis, zu dessen Erreichung diese Erfindung gerichtet ist, ist die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bei der Fortbewegung des Schiffes und die Steigerung der Einzelleistung des Schiffsantriebs mit der Rudergondel.
Zur Erlangung des genannten Ergebnisses werden in der Rudergondel des Schiffes Triebwerke in der Form zweier gleichachsiger Schiffsschrauben entgegengesetzter Drehrichtung montiert. Die Haupteigenschaft dieses Triebwerks ist das Fehlen des Energieaufwands für das Drehen des Wasserstroms. Dank der Reduzierung der hydraulischen Verluste steigert sich der Wirkungsgrad des Schiffsantriebs auf 15 % im Vergleich zur Einzelschiffsschraube. Der Elektroantrieb der gleichachsigen Schiffsschrauben entgegengesetzter Drehrichtung wird mit Hilfe eines Elektromotors mit doppelter Drehung verwirklicht, der an die Horizontalachse der Gondel angeordnet ist.
Das Hauptmerkmal des Elektromotors mit doppelter Drehung besteht darin, dass dank der Drehung der Rotoren gegeneinander und der Steigerung der Frequenz der elektromotorischen Kraft in der Ankerwicklung, das Gesamtmaß und die Masse des Elektromotors im Vergleich zur traditioneller Konstruktion auf die Hälfte verringert wird.
Der Elektromotor mit doppelten Drehung wird über den Frequenzwandler an den Elekrogenerator angeschlossen. Der Generator und der Frequenzwandler sind in den Heckbereich innerhalb des Schiffsrumpfs angeordnet. Der Elektromotor hat drei Rotoren: zwei äußere und einen inneren. Der innere Rotor, der an die innere Welle des Elektromotors angebracht ist, dreht zwei Schiffsschrauben – die vordere Bug- und die hintere Heckschraube, die an beiden Enden der Gondel montiert sind.
Der äußere rechte Rotor wird an die rechte äußere Welle montiert, er dreht die hintere Bugschiffswelle.
Der äußere linke Rotor wird an die linke äußere Welle montiert, er dreht die vordere Heckschiffswelle.
Der Anker des Elektromotors hat zwei Beschickungskörper, die an die innere Welle angebracht sind. In jedem Beschickungspaket befindet sich eine Dreiphasenwicklung des Ankers der traditionellen Konstruktion.
Der Induktor des Elektromotors wird an die innere zylindrische Fläche des äußeren rechten und des linken Rotors befestigt, die eine „⌈"-artige geometrische Form haben. Die Wicklung des Induktors, die in Beschickungspakete verlegt ist, hat eine traditionelle Konstruktion. Der Gleitkontakt des Induktors ist an die äußere rechte und linke Welle am Stirnteil der Rotoren angeordnet, und der Gleitkontakt des Ankers ist an die innere Welle zwischen dem linken und rechten Körper des Ankers angeordnet. Zwischen der Nabe der Schiffsschraube und der Stirn des äußeren Rotors in der Gondel sind von beiden Seiten Quertrennwände aufgestellt. In diesen Trennwänden werden Tragstützlager befestigt, in denen sich die äußeren und inneren Rotoren drehen des Elektromotors. Das Konstruktionsschema der Anordnung des Elektromotors innerhalb der Gondel wird an 1 dargestellt.
Der Bugantrieb der Gondel besteht aus der vorderen Schiffsschraube 1 und der hinteren Schiffsschraube 2. Der Heckantrieb der Gondel hat eine vordere Schiffsschraube 3 und eine hintere Schiffsschraube 4. Die Flügel jeder Schiffsschraube sitzen an ihrer Nabe.
Die Naben der Schiffsschraube 1 und 4 werden an die innere Welle 5 angebracht. Die Nabe der Schiffsschraube 2 wird an die äußere Welle 6 angebracht und die Nabe der Schiffsschraube 3 an die äußere Welle 7.
Am anderen Ende der äußeren Welle 6 befindet sich der rechte äußere Rotor 8 und am Ende der äußeren Welle 7 befindet sich der linke äußere Rotor 9. Der Anker des Elektromotors besteht aus zwei Beschickungskörpern – dem rechten 10 und dem linken 11 mit einer Dreiphasenwicklung 12 und 13. Der Induktor des Elektromotors besteht auch aus zwei Teilen. Er beinhaltet die Wicklung 14 und 15, die in Beschickungspakete verlegt und im inneren zylindrischen Hohlraum der Rottoren 8 und 9 befestigt sind. Der Strom wird in die Wicklung des Induktors 14 mit Hilfe des Gleitkontakts 16 geleitet, der an der äußeren Welle 6 befestigt ist und in die Wicklung des Induktors 15 mit Hilfe des Gleitkontakts 17, der an der äußeren Welle 7 befestigt ist.
Der an der inneren Welle 5 montierte Gleitkontakt 18 stellt die Stromzuführung in die Ankerwicklungen 12 und 13 sicher. Die äußere Welle 6 wird im Tragstützlager 19 und die äußere Welle 7 im Tragstützlager 20 montiert. Die innere Welle 5 dreht sich in den Tragstützlagern 19 und 20.
Zur Befestigung der Lagerknoten des Elektromotors werden innerhalb der Gondel von beiden Seiten Quertrennwände 21 und 22 montiert. Zur hermetischen Abschließung der Wellen werden zwischen der inneren Welle 5 und den äußeren Welle 6 und 7 von beiden Enden der Gondel Dichtungen 23 und 24 montiert. Zur Verringerung der hydraulischen Widerstandes hat der Rumpf der hermetisch abgeschlossenen Rudergondel 25 ein Bugverkleidungsblech 26 und ein Heckverkleidungsblech 27.
Der Schiffsantrieb funktioniert folgendermaßen: der Antriebselektromotor wird an den Elektrogenerator über den Frequenzwandler angeschlossen. Bei der Zuführung der Spannung über die Kontaktvorrichtungen 16 und 17 in die Wicklung der Induktoren 14 und 15 wird der Elektromotor in Erregung versetzt.
Bei der Zuführung der Spannung über die Kontaktvorrichtung 18 in die Wicklung der Anker 12 und 13 entsteht in denselben elektrischer Strom, der mit dem Magnetfeld zusammenwirkt, dass durch die Wicklungen 14 und 15 des Induktors erzeugt wird. Im Ergebnis des Zusammenwirkens entsteht ein elektromagnetisches Moment, das den Rotor 10 und 11 in Bewegung setzt, der an die innere Welle 5 angebracht ist und die Schiffsschrauben 1 und 4 dreht. Gleichzeitig damit beginnen sich die äußeren Rotoren 8 und 9, die an den Wellen 6 und 7 angebracht sind, unter dem Einfluss des elektromagnetisches Moments in die entgegengesetzte Richtung zu drehen, indem sie die Schiffsschrauben 2 und 3 in Bewegung setzen.
Die Änderung der Bewegungsrichtung der Gondeltriebwerke und die Regelung ihrer Drehfrequenz wird mit Hilfe des Frequenzwandlers des Systems der Elektrobewegung des Schiffes verwirklicht.
Die vorgeschlagene Konstruktion des Schiffsantriebs mit der Rudergondel erlaubt somit eine wesentliche Kraftstoffeinsparung und eine Steigerung der Leistung in Bezug auf eine Volumeneinheit der Rudergondel zu verwirklichen.
Literatur: 1 Sv. Zum nützlichen Modell

DE 296 19 385 U1
KI. B 63 H5/10

Claims

Antrieb der Schiffe, die unter dem Heck eine unbewegliche oder eine schwenkbare Gondel haben, die die Funktion des Ruders erfüllt, innerhalb welcher sich ein Elektromotor befindet, der die Schiffsschrauben dreht, die an den Enden der Welle angebracht sind, der sich von den bekannten dadurch unterscheidet, dass 1. Zum Zwecke der Steigerung des Durchlasswirkungsgrades des Schiffes als Triebwerke koaxial-gegenläufige Schiffsschrauben montiert werden, die vom Elektromotor mit doppelter Drehung gedreht werden, der sich innerhalb der Gondel an deren Horizontalachse befindet. 2. Dasselbe, was im Punkt 1 angegeben wurde und dadurch, dass zum Zwecke der Steigerung der Leistung in Bezug auf eine Volumeneinheit der Gondel der Elektromotor drei Rotoren hat: zwei äußere und einen inneren, der sich in entgegengesetzter Richtung bewegt. Der innere Rotor, der an der inneren Welle befestigt ist, dreht zwei Schiffsschrauben – die vordere Bugschiffsschraube und die Heckschiffsschraube, die an die Horizontalachse der Gondel an ihren beiden Enden montiert sind. Der äußere rechte Rotor, der an der rechten äußeren Welle angebracht ist, dreht die hintere Bugschiffsschraube und der äußere linke Rotor, der an der linken äußeren Welle angebracht ist, dreht die vordere Heckschiffsschraube. 3. Dasselbe, was in den Punkten 1 und 2 angegeben wurde und dadurch, dass der Anker des Elektromotors mit der Dreiphasenwicklung der traditionellen Konstruktion zwei Beschickungskörper hat, die an der inneren Welle befestigt werden. 4. Dasselbe, was in den Punkten 1, 2, 3 angegeben wurde und dadurch, dass der Induktor des Elektromotors mit der Wicklung der traditioneller Konstruktion an die innere zylindrische Fläche des äußeren rechten und des linken Rotors angeordnet ist, die eine „⌈"-artige geometrische Form haben. 5. Dasselbe, was in den Punkten 1, 2, 3, 4 angegeben wurde und dadurch, dass der Gleitkontakt des Ankers an die Vertikalachse der Gondel zwischen dem rechten und dem linken Körper des Ankers angeordnet ist und an der inneren Welle des Elektromotors befestigt ist, und der Gleitkontakt des Induktors an die äußeren Wellen am Stirnteil des äußeren Rotors angeordnet ist. 6. Dasselbe, was in den Punkten 1, 2, 3, 4, 5 angegeben wurde und dadurch, dass für die Aufstellung der Tragstützlager, in denen sich der innere und die äußeren Rotoren des Elektromotors bewegen, zwischen der Nabe der Schiffsschraube und der Stirnseite des äußeren Rotors in der Gondel Quertrennwände aufgestellt werden.