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Das technische Gebiet der Erfindung betrifft die Antriebstechnik von Schiffen (Hauptmaschine, mechanische Wellenleitung, Stevenrohranlage mit Ölschmierung, Stevenrohr-Abdichtungen, einem im Umgebungswasser des Schiffes angeordneten Propeller). Es ist bekannt, äußere Null-Leckage-Abdichtungen für das absolute Abdichten von Propellerwellen bzw. Stevenrohren im Innern mit einem Luftraum auszustatten, zwecks Sammlung von Leckflüssigkeiten (Wasser und/oder Öl) und Weitertransport zum Maschinenraum eines Schiffes. Dafür wird eine Rohrleitung üblicherweise durch das Stevenrohr verlegt. In Blickrichtung nach vorn ist der Verlauf von Stevenrohr bzw. Propellerwelle bezüglich geodätischer Höhe ansteigend, wie auch die Rohrleitung für den Transport von Leckflüssigkeiten (u. a. auch bedingt durch die Gattlage eines schwimmenden Schiffes). D. h., für den Transport von Leckflüssigkeiten einer äußeren Null-Leckage-Abdichtung hin zum Maschinenraum müssen Leckflüssigkeiten auf eine höhere geodätische Höhe gefördert werden, mittels sogenannter Draintechnik, Ausblasetechnik oder ähnlich. Hersteller äußerer Null-Leckage-Abdichtungen für ölgeschmierte Stevenrohre folgen dem Muster bezüglich Höhenlage einer ansteigenden Rohrverlegung, um Leckflüssigkeiten von einer äußeren Null-Leckage-Abdichtung hin zum Maschinenraum zu fördern. Renommierte Hersteller von Null-Leckage-Abdichtungen sind: Kernel, Typ AX Pollution free. Wärtsilä, Typ 4BL. Wärtsilä, Typ Airguard. SKF, Typ Simplex Airspace. Lagersmit, Typ Supreme-Ventus (bitte siehe Infos im Internet). Der vorgeschlagenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen bislang mit komplexer Steuer- bzw. Regeltechnik technisch aufwändigen und relativ hohe Kosten verursachenden Leckflüssigkeiten-Transport technisch zu vereinfachen und wirtschaftlich günstiger zu gestalten. Dieses Problem wird dadurch gelöst, indem der Transport von Leckflüssigkeiten einer Null-Leckage-Abdichtung hin zum Maschinenraum (zur Bilge eines Schiffes) mit einer Rohrverbindung mit bezüglich Höhenlage durchgehendem geodätischen Gefälle erfolgt, unter Nutzung der natürlichen Schwerkraft für den Leckflüssigkeiten-Fluss.
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Anhand 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Abflussanordnung (17) für Leckflüssigkeiten einer äußeren Null-Leckage-Abdichtung (1) dargestellt, plus ölgeschmiertem Stevenrohr und einigen Bauelementen eines Hinterschiffes (auf das Einzeichen einiger Hilfslinien wie auch Befestigungsbolzen wurde verzichtet, damit die Merkmale der Erfindung gut erkennbar sind). In Ringkammer (7) einer äußeren Null-Leckage-Abdichtung (1) sammeln sich unvermeidliche Leckflüssigkeiten, welche zwecks Aufrechterhaltung der Funktion einer Null-Leckage-Abdichtung (1) zum Maschinenraum (13) eines Schiffes transportiert werden müssen, damit die Ringkammer (7) im wesentlichen mit Luft gefüllt bleibt. Dafür wird eine Abflussanordnung (17) benötigt:
Eine Null-Leckage-Abdichtung (1) besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse (6), drei Dichtringen (3, 4, 5), einer Wellenhülse (2). Gegen Wasser und Feststoffe im Wasser wirkt Dichtring (3). Gegen Wasser wirkt Dichtring (4). Gegen Öl des Stevenrohres wirkt Dichtring (5). Ein radial geteiltes Gehäuse (6) ist zwischen Dichtring (3) und Dichtring (4) mit zwei Bohrungen versehen, um eine Kammer zwischen diesen Dichtringen mit Umgebungs-Wasser zu spülen, zwecks Kühlung und Austausch des Schmierfilmwassers besonders im Bereich von Dichtring (4). Dichtring (4) und Dichtring (5) bilden mit der Wellenhülse (2) und dem Gehäuse (6) eine mit Luft gefüllte Ringkammer (7), um so die abzudichtenden Flüssigkeiten Wasser und Öl in der flüssigen Phase zu trennen. Das die Ringkammer (7) begrenzende Gehäuse (6) ist im oberen Bereich mit Bohrungen (8) (teilweise mit Verschlussstopfen) versehen. Die Bohrungen (8) im Gehäuse (6) gehen in einen Adapterflansch (9) über und enden in einer kreisförmigen Nut (10). Die kreisförmige Nut (10) stellt eine Verbindung zum unteren Bereich im Adapterflansch (9) dar. Von dort stellt ein äußeres Rohr (11), verschweißt mit der Stevennuss (12) und angeordnet im Hinterschiff, eine Verbindung zur Luft-Atmosphäre eines Maschinenraumes (13) her und ist in diesem Bereich gleichfalls verschweißt. Ein die Ringkammer (7) begrenzende Gehäuse (6) ist im unteren Bereich auch mit Bohrungen (14) (teilweise mit Verschlussstopfen) versehen. Die Bohrungen (14) im Gehäuse (6) gehen ebenfalls in einen Adapterflansch (9) über und stellen mittels eines inneren Rohres (15), geführt im äußeren Rohr (11), eine Verbindung zum Maschinenraum (13) her. Das innere Rohr (15) wird im Adapterflansch (9) verlötet. Bohrungen (14) und ein inneres Rohr (15) sind Merkmale einer Abflussanordnung (17) gemäß vorgeschlagener Erfindung, um die in Ringkammer (7) gesammelten Leckflüssigkeiten einer äußeren Null-Leckage-Abdichtung (1) zum Maschinenraum (13) zu transportieren. Alles aufgrund der natürlichen Schwerkraft der bezüglich Höhenlage mit durchgehendem Gefälle angeordneten Bohrungen (14) und des bezüglich Höhenlage ebenfalls mit durchgehendem Gefälle angeordneten inneren Rohres (15), sowie der Möglichkeit nachströmender Luft hin zur Ringkammer (7) über das äußere Rohr (11), kreisförmiger Nut (10) und Bohrungen (8), wenn Leckflüssigkeiten zum Maschinenraum (13) abfließen. Die einwandfreie Funktion einer äußeren Null-Leckage-Abdichtung (1) wird auch durch einen auf der Wellenhülse (2) angeordneten Sperrring (16) (z. B. ein O-Ring/Elastomer) unterstützt (plus entsprechender Geometrie der Ringkammer (7)). Ein Fließen von Öl-Leckflüssigkeiten auf der äußeren Fläche einer Wellenhülse (2) bis ins Meerwasser wird erschwert. Darüber hinaus hemmt ein Sperrring (16) die Bildung von Emulsionen in Ringkammer (7), wodurch ein gutes Fließverhalten von Leckflüssigkeiten in der Abflussanordnung (17) begünstigt wird. Bei einer Anordnung gemäß Ausführungsbeispiel 1 hat der Luftdruck in der Ringkammer (7) atmosphärisches Niveau.
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Eine äußere Null-Leckage-Abdichtung (1) gemäß 1 kommt bezüglich der Betriebssicherheit an eine technische Grenze, sobald der Wasserdruck vor Dichtring (4) und die Umfangsgeschwindigkeit der rotierenden Wellenhülse (2) bestimmte technische Parameter überschreiten. Diese Parameter stellen sich bei seegehenden Schiffen mittlerer Größe ein. Bei über eine mittlere Größe hinausgehenden Schiffsgrößen mit entsprechend größerem Tiefgang (Abstand Mitte Welle zur Ballast- bzw. Ladelinie, BWL, LWL) ist ein Luftdruck oberhalb des atmosphärischen Niveaus in Ringkammer (7) erforderlich, um den über Dichtring (4) anstehenden Druck zu minimieren (Differenzdruck). Dies wird mit zusätzlichen Bauelementen (24) erreicht, gemäß 2.
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Anhand 2 ist ein Ausführungsbeispiel mit zusätzlichen Bauelementen (24) für eine äußere Null-Leckage-Abdichtung (1) dargestellt. Die bei größeren Tiefgängen von Schiffen sich ergebenden höheren Anpressdrucke vor Dichtring (4) werden durch das definierte Anheben des Luftdrucks in Ringkammer (7) soweit kompensiert, dass sich stabile technische Bedingungen für Dichtring (4) einstellen. Dazu ist gemäß 2 das im Maschinenraum (13) ankommende äußere Rohr (11) sowie das innere Rohr (15) mit einem Behälter (23) zu verbinden. Eine Luftdruck-Automatik (19), gespeist vom Luftnetz (20) eines Schiffes, bewirkt im Behälter (23) einen definiert geregelten Luftdruck in Abhängigkeit vom aktuellen Tiefgang des Schiffes (mittels Tiefgang-Signalgebers (21)). Dieser Luftdruck wirkt über die beschriebenen Verbindungen ebenfalls in Ringkammer (7). Der Transport von Leckflüssigkeiten ausgehend von Ringkammer (7) einer äußeren Null-Leckage-Abdichtung (1) funktioniert unabhängig vom jeweils herrschenden Luftdruck in Ringkammer (7). Leckflüssigkeiten erreichen per Schwerkraft über die Bohrungen (14) und innerem Rohr (15) den Innenraum des Behälters (23). Ein Niveau-Schalter (22) detektiert die Füllstandshöhe der Leckflüssigkeit im Behälter (23). Bei einem oberen Niveau öffnet das Ventil (18) am Behälterauslass. Die wässerige und/oder ölige Leckflüssigkeit fließt ab. Die Regelung der Luftdruck-Automatik (19) ist so auszulegen, dass der Luftdruck im Behälter (23) beim Ablassen von Leckflüssigkeiten einem Soll-Luftdruck entspricht. Erreicht der Niveau-Schalter (22) einen unteren Schaltpunkt, wird Ventil (18) wieder geschlossen. (Der ölseitige Dichtring (5) wurde bezüglich technischer Belastungsgrenzen nicht näher betrachtet, da ein ölgeschmierter Dichtring grundsätzlich ein wesentlich weniger sensibles Bauteil für eine Null-Leckage-Abdichtung darstellt, im Vergleich zum wassergeschmierten Dichtring.) Bei über eine mittlere Größe hinausgehenden Schiffsgrößen besteht eine Gesamt-Abflussanordnung aus einer Abflussanordnung (17) plus zusätzlichen Bauelementen (24) wie Behälter (23), Ablassventil (18), Luftdruck-Automatik (19), Niveau-Schalter (22). (Luftnetz (20) und Tiefgang-Signalgeber (21) üblicherweise bordseitig vorhanden).
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Der Vorteil einer vorgeschlagenen Abflussanordnung (17) besteht darin, indem der Transport unvermeidlicher Leckflüssigkeiten von einer äußeren Null-Leckage-Abdichtung (1) hin zum Maschinenraum (13) in einer Rohrverbindung mit Gefälle (bezüglich der Höhenlage) erfolgt, bei Nutzbarmachung der natürlichen Schwerkraft. Die damit verbundene technische Vereinfachung einer Abflussanordnung (17) für Schiffe kleiner und mittlerer Größen, bei gleichzeitiger Steigerung der technischen Betriebssicherheit, gilt grundsätzlich auch für größere Schiffe mit größeren Tiefgängen. Zusätzliche Bauelemente (24) gemäß 2 sind erforderlich, vom Aufwand jedoch vergleichsweise gering. Eine insgesamt günstigere Kostenstruktur gemäß vorliegender Erfindung ist zu erwarten, wenn auch der Aufwand des Verlegens einer Verbindung bezüglich Höhenlage mit Gefälle zwischen einer äußeren Null-Leckage-Abdichtung (1) durch den Innenbereich eines Hinterschiffes bis zum Maschinenraum (13) präzise zu planen ist. Eine äußere Null-Leckage-Abdichtung (1) gemäß vorliegender Erfindung ist für ein großes Spektrum von Schiffstypen geeignet, Schiffs-Neubau wie auch Umbau der fahrenden Flotte. Die technischen Vereinfachungen, Umweltschutz für die Meere sowie eine zu erwartende, günstigere Kostenstruktur der vorgeschlagenen Erfindung könnten geeignet sein, einen bislang niedrigen Marktanteil von Null-Leckage-Abdichtungen bei der weltweit fahrenden Flotte mit rund 50000 Schiffen relevant zu steigern, aufgrund der vorgeschlagenen Abflussanordnung (17), ggf. mit zusätzlichen Bauelementen (24).
