DE102017203516A1 - Exterior integrated reformer control unit for a submarine - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reformer für ein Unterseeboot, wobei der Reformer ein Reformergehäuse 10 aufweist, wobei innerhalb des Reformergehäuses 10 die chemische Umsetzung erfolgt, wobei der Reformer zusätzlich ein Steuergehäuse 20 aufweist, wobei innerhalb des Steuergehäuses 20 Steuerelektronik zur Ansteuerung des Reformers angeordnet ist, wobei das Reformergehäuse 10 und das Steuergehäuse 20 voneinander beabstandet sind, wobei das Reformergehäuse 10 und das Steuergehäuse 20 schockelastisch miteinander verbunden sind.

Figure DE102017203516A1_0000
The present invention relates to a reformer for a submarine, wherein the reformer has a reformer housing 10, wherein within the reformer housing 10, the chemical reaction takes place, wherein the reformer additionally comprises a control housing 20, wherein within the control housing 20 control electronics for driving the reformer is arranged wherein the reformer housing 10 and the control housing 20 are spaced from each other, wherein the reformer housing 10 and the control housing 20 are shock resiliently interconnected.
Figure DE102017203516A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Reformer mit einer Steuerelektronik für ein Unterseeboot.The invention relates to a reformer with control electronics for a submarine.

In einem Unterseeboot sind sehr viele Komponenten integriert. Hierdurch ist insbesondere die Verkabelung innerhalb des Unterseebootes sehr komplex. Leitungen unterliegen für die Integration in ein Unterseeboot den Verteidigungsgerätenormen und werden in vier Kategorien klassifiziert. Dieses ist wichtig, um bei der extrem großen Zahl eine Wechselwirkung zwischen den verschiedenen Leitungen zu vermeiden. Daher werden nur Leitungen gleicher Kategorien benachbart verlegt.In a submarine many components are integrated. As a result, in particular the wiring within the submarine is very complex. Lines are subject to defense equipment standards for integration into a submarine and are classified into four categories. This is important in order to avoid an interaction between the different lines in the extremely large number. Therefore, only lines of the same category are moved adjacent.

Auf der anderen Seite ist es in einem Unterseeboot notwendig, die vitalen Funktionen vom Leitstand des Unterseeboots aus kontrollieren zu können. Dadurch wird es notwendig, die entsprechenden elektronischen Verbindungen durch das Unterseeboot zu verlegen.On the other hand, it is necessary in a submarine to be able to control vital functions from the submarine's control room. This makes it necessary to relocate the corresponding electronic connections through the submarine.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Reformer für den Einsatz in einem Unterseeboot zu schaffen, welcher der hohen Integrationsdichte und den Sicherheitsanforderungen gerecht wird.The object of the invention is to provide a reformer for use in a submarine, which meets the high integration density and safety requirements.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Reformer mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.This object is achieved by a reformer having the features specified in claim 1. Advantageous developments will become apparent from the dependent claims, the following description and the drawings.

Der erfindungsgemäße Reformer für ein Unterseeboot weist ein Reformergehäuse auf, wobei innerhalb des Reformergehäuses die chemische Umsetzung erfolgt. Der Reformer weist zusätzlich ein Steuergehäuse auf, wobei innerhalb des Steuergehäuses Steuerelektronik zur Ansteuerung des Reformers angeordnet ist. Das Reformergehäuse und das Steuergehäuse sind voneinander beabstandet. Das Reformergehäuse und das Steuergehäuse sind schockelastisch miteinander verbunden.The inventive reformer for a submarine has a reformer housing, wherein the chemical reaction takes place within the reformer housing. The reformer additionally has a control housing, wherein control electronics for controlling the reformer are arranged within the control housing. The reformer housing and the control housing are spaced apart. The reformer housing and the control housing are shock elastic connected to each other.

Durch die Beabstandung des Reformergehäuses vom Steuergehäuse werden primär drei Dinge erreicht. Zum einen führt dieses zu einer thermischen Entkopplung. Der eigentliche Reformer arbeitet bei hohen Temperaturen, die für Elektronik zu hoch sind. Eine Integration der Steuerelektronik in das Reformergehäuse ist daher thermisch problematisch. Durch die Beabstandung wird weiter erreicht, dass im Schockfall Reformergehäuse und Steuergehäuse sich getrennt voneinander bewegen können und so der Reformer als Ganzes besser schocksicher ausgebildet werden kann. Durch eine Beabstandung müssen jedoch elektronische Verbindungen zwischen dem Reformergehäuse und dem Steuergehäuse verlegt werden. Dieser dritte Punkt ist jedoch nachteilig, da für die Verlegung elektronischer Leitungen auf Unterseebooten zum einen strikte Regeln gelten, zum anderen auf Grund der hohen Anzahl an notwendigen Verbindungen die zusätzliche Integration weiterer Leitungen immer problematisch ist. Somit beeinflussen weitere Leitungen die konstruktive Betrachtung des Unterseebootes. Dieser dritte Punkt wird erfindungsgemäß dadurch kompensiert, dass das Reformergehäuse und das Steuergehäuse schockelastisch miteinander verbunden sind. Hierdurch besteht eine große räumliche Nähe, wodurch die elektrischen Leitungen zwischen diesen nicht den strengen Vorschriften der Verlegung an Bord eines Unterseeboots unterliegen. Durch die schockelastische Verbindung können sich das Reformergehäuse und das Steuergehäuse im Schockfall getrennt und unabhängig voneinander bewegen.By the spacing of the reformer housing from the control housing primarily three things are achieved. On the one hand, this leads to a thermal decoupling. The actual reformer works at high temperatures that are too high for electronics. An integration of the control electronics in the reformer housing is therefore thermally problematic. By spacing is further achieved that in case of shock reformer housing and control housing can move separately and so the reformer can be better shockproof as a whole. By spacing, however, electronic connections must be made between the reformer housing and the control housing. However, this third point is disadvantageous because strict rules apply to the laying of electronic lines on submarines, on the one hand, because of the high number of connections required, the additional integration of further lines is always problematic. Thus, other lines influence the constructive view of the submarine. This third point is inventively compensated by the fact that the reformer housing and the control housing are shock elastic connected to each other. As a result, there is a large spatial proximity, whereby the electrical lines between them are not subject to the strict rules of laying on board a submarine. Due to the shock-elastic connection, the reformer housing and the control housing can be separated and move independently of each other in case of shock.

Ein Reformer für ein Unterseeboot ist zum Einsatz auf einem Unterseeboot geeignet. Insbesondere ist der Reformer geeignet, in den Umgebungsbedingungen eines Unterseebootes eingesetzt zu werden. Dieses bedeutet insbesondere die Verwendbarkeit bei einem variablen Umgebungsdruck von etwa 600 hPa bi 1400 hPa, möglich geringe thermische Signatur, für die Besatzung des Unterseeboots ungefährliche Emission von Gasen und insbesondere auch schocksicherer Aufbau sowie extreme Zuverlässigkeit.A submarine reformer is suitable for use on a submarine. In particular, the reformer is suitable to be used in the environmental conditions of a submarine. This means in particular the usability at a variable ambient pressure of about 600 hPa bi 1400 hPa, possible low thermal signature, for the crew of the submarine harmless emission of gases and in particular shock-resistant construction and extreme reliability.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das Reformergehäuse und das Steuergehäuse über wenigstens ein Drahtseil-Federelement miteinander verbunden. Drahtseil-Federelement bestehen beispielsweise aus einem zu einer Spirale gewickeltem Drahtseil, welches an einer Längsseite mit dem Reformergehäuse und an der gegenüberliegenden Längsseite mit dem Steuergehäuse verbunden ist. Es sind jedoch auch komplexere Ausführungen denkbar.In a further embodiment of the invention, the reformer housing and the control housing are connected to each other via at least one wire rope spring element. Wire rope spring element consist for example of a spiral wound into a wire rope, which is connected on one longitudinal side with the reformer housing and on the opposite longitudinal side with the control housing. However, more complex designs are conceivable.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind im Steuergehäuse eine Auswerteelektronik insbesondere für eine Gasüberwachung und wenigstens ein Leistungs-Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler angeordnet.In a further embodiment of the invention, evaluation electronics, in particular for gas monitoring and at least one DC / DC power converter, are arranged in the control housing.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind im Reformergehäuse Sensoren angeordnet. Die Sensoren sind elektronisch mit der Auswerteelektronik verbunden. Für die Überwachung werden regelmäßig eine große Anzahl an Sensoren benötigt, wobei es sich zum einen um die Überwachung von Prozessparameters handeln kann, zum anderen aber auch um die Gaszusammensetzung im Reformergehäuse. Hierdurch ist eine hohe Anzahl an Leitungen notwendig.In a further embodiment of the invention, sensors are arranged in the reformer housing. The sensors are electronically connected to the transmitter. For monitoring a large number of sensors are regularly required, which may be on the one hand, the monitoring of process parameters, on the other hand, but also to the gas composition in the reformer housing. As a result, a high number of lines is necessary.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Reformergehäuse schockelastisch mit dem Unterseeboot verbunden und das Steuergehäuse ist schockelastisch mit dem Unterseeboot verbunden. Hierdurch sind das Reformergehäuse und das Steuergehäuse auch schwingungsentkoppelt vom restlichen Unterseeboot.In a further embodiment of the invention, the reformer housing is shock-elastic connected to the submarine and the steering box is shock-elastic connected to the submarine. As a result, the reformer housing and the control housing are also vibration decoupled from the rest of the submarine.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerelektronik zur autarken Ansteuerung des Reformers ausgelegt. Bei einer Beschädigung des Unterseeboots, beispielsweise durch eine Schockbelastung, ist es vorteilhaft, wenn möglichst viele Komponenten weiterhin funktionieren, um einen Notbetrieb und somit die Manövrierfähigkeit des Unterseebootes zu ermöglichen. Daher ist die Steuerelektronik vorzugsweise so ausgelegt, dass diese auch ohne eine Verbindung zum Leitstand des Unterseeboots noch funktionsfähig ist.In a further embodiment of the invention, the control electronics for self-sufficient control of the reformer is designed. In the event of damage to the submarine, for example due to a shock load, it is advantageous if as many components as possible continue to function in order to enable emergency operation and thus the maneuverability of the submarine. Therefore, the control electronics is preferably designed so that it is still functional without a connection to the control station of the submarine.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das Reformergehäuse und das Steuergehäuse mit wenigstens einer ersten elektronischen Leitung miteinander verbunden, wobei die wenigstens eine erste elektronische Leitung nicht konstruktiv für die Bootsverkabelung in einen Unterseeboot berücksichtigt werden muss. Insbesondere Verbindungen zwischen Sensoren und der Steuerelektronik fallen regelmäßig in diese Gruppe.In a further embodiment of the invention, the reformer housing and the control housing are connected to each other with at least one first electronic line, wherein the at least one first electronic line need not be considered constructive for the boat cabling in a submarine. In particular, connections between sensors and the control electronics regularly fall into this group.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das Reformergehäuse und das Steuergehäuse über wenigstens eine erste Kabelbahn miteinander verbunden. Bevorzugt ist diese Kabelbahn zumindest teilweise zwischen dem Reformergehäuse und dem Steuergehäuse angeordnet. Besonders bevorzugt ist diese Kabelbahn vollständig zwischen dem Reformergehäuse und dem Steuergehäuse angeordnet.In a further embodiment of the invention, the reformer housing and the control housing are connected to one another via at least one first cable track. Preferably, this cable path is at least partially disposed between the reformer housing and the control housing. Particularly preferably, this cable path is arranged completely between the reformer housing and the control housing.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Reformergehäuse wenigstens im Bereich, welcher dem Steuergehäuse benachbart ist, eine thermische Isolation oder das Steuergehäuse wenigstens im Bereich, welcher Reformergehäuse benachbart ist, eine thermische Isolation auf. Hierdurch kann die thermische Entkopplung optimiert und die Zuverlässigkeit der Steuerelektronik optimiert werden. Bevorzugt weist das Reformergehäuse eine thermische Isolierung auf. Es ist auch denkbar, dass Reformergehäuse und Steuergehäuse eine Isolation aufweisen.In a further embodiment of the invention, the reformer housing, at least in the region which is adjacent to the control housing, a thermal insulation or the control housing at least in the region which is adjacent to the reformer housing, a thermal insulation. As a result, the thermal decoupling can be optimized and the reliability of the control electronics can be optimized. The reformer housing preferably has thermal insulation. It is also conceivable that the reformer housing and control housing have an insulation.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird in den Zwischenraum zwischen dem Steuergehäuse und dem Reformergehäuse Luft eingeblasen. Dieses geschieht, um die Erhitzung des Steuergehäuses zu verringern.In a further embodiment of the invention, air is blown into the space between the control housing and the reformer housing. This happens to reduce the heating of the control housing.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Unterseeboot mit einem erfindungsgemäßen Reformer und einem Leitstand, wobei der Leitstand mit dem Steuergehäuse mittels einer Bootsleitung elektronisch verbunden ist.In a further aspect, the invention relates to a submarine having a reformer according to the invention and a control station, wherein the control station is electronically connected to the control housing by means of a boat line.

Bevorzugt weist die Bootsleitung zwischen dem Leitstand und dem Steuergehäuse eine höhere Qualität auf als die Leitung zwischen dem Steuergehäuse und dem Reformergehäuse, wobei die höhere Qualität eine höhere Güte in mindestens einer Eigenschaften ist, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Isolationsstärke, Abschirmung, Entflammbarkeit, Brandfortleitung, Abgabe von korrosiven oder toxischen Gasen, spezifischer Widerstand und Spannungsfestigkeit.Preferably, the boat line between the control station and the control housing has a higher quality than the line between the control housing and the reformer housing, the higher quality is a higher quality in at least one properties selected from the group comprising insulation strength, shielding, flammability, fire propagation, Release of corrosive or toxic gases, resistivity and dielectric strength.

Nachfolgend ist der erfindungsgemäße Reformer anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

  • 1 Querschnitt durch ein Unterseeboot mit einem Reformer
The reformer according to the invention is explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.
  • 1 Cross section of a submarine with a reformer

In 1 ist ein Querschnitt durch einen Druckkörper 40 eines Unterseeboots mit einem Reformer gezeigt. Im Inneren des Druckkörpers 40 ist ein Reformergehäuse 10 angeordnet, welches über schockelastische Lagerungen 80 mit dem Deck 90 des Unterseeboots verbunden ist. Das Reformergehäuse 10 ist über Drahtseil-Federelemente 50 mit einem Steuergehäuse 20 verbunden. Durch eine Kabelbahn 60 laufen elektronische Leitungen zwischen dem Reformergehäuse 10 und dem Steuergehäuse 20. Hierdurch werden diese Leitungen nicht direkt in das Unterseeboot an sich eingebaut und unterliegen daher nicht den strengen Anforderungen. Das Steuergehäuse 20 ist über schockelastische Lagerungen 80 ebenfalls mit dem Deck 90 des Unterseeboots verbunden. Zusätzlich ist das Steuergehäuse 20 über eine Unterseebootkonforme Bootsleitung 70 mit einem Leitstand 30 verbunden. Der Leitstand kann sich auch in einer anderen Sektion des Unterseeboots befinden. Der Leitstand 30 kann zur ausschließlichen Überwachung und Steuerung des Reformers dienen, es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Leitstand 30 weitere Funktionen des Unterseeboots überwacht und steuert.In 1 is a cross section through a pressure body 40 a submarine with a reformer shown. Inside the pressure hull 40 is a reformer housing 10 arranged, which has shock elastic bearings 80 with the deck 90 of the submarine. The reformer housing 10 is about wire rope spring elements 50 with a control housing 20 connected. Through a cableway 60 run electronic lines between the reformer housing 10 and the control housing 20 , As a result, these lines are not installed directly into the submarine itself and therefore are not subject to the strict requirements. The control housing 20 is about shock elastic bearings 80 also with the deck 90 of the submarine. In addition, the control housing 20 via a submarine compliant boat line 70 with a control room 30 connected. The control room can also be in another section of the submarine. The control room 30 It can be used for the exclusive monitoring and control of the reformer, but it can also be provided that the control center 30 monitors and controls other functions of the submarine.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Reformergehäusereformer housing
2020
Steuergehäusecontrol housing
3030
Leitstandcontrol station
4040
Druckkörperpressure vessels
5050
Drahtseil-FederelementWire Rope spring element
6060
Kabelbahncableway
7070
Bootsleitungboat line
8080
schockelastische Lagerungshock elastic storage
9090
Deckdeck

Claims (10)

Reformer für ein Unterseeboot, wobei der Reformer ein Reformergehäuse (10) aufweist, wobei innerhalb des Reformergehäuses (10) die chemische Umsetzung erfolgt, wobei der Reformer zusätzlich ein Steuergehäuse (20) aufweist, wobei innerhalb des Steuergehäuses Steuerelektronik zur Ansteuerung des Reformers angeordnet ist, wobei das Reformergehäuse (10) und das Steuergehäuse (20) voneinander beabstandet sind, wobei das Reformergehäuse (10) und das Steuergehäuse (20) schockelastisch miteinander verbunden sind.Reformer for a submarine, wherein the reformer has a reformer housing (10), wherein inside the reformer housing (10) the chemical reaction takes place, wherein the reformer additionally comprises a control housing (20), wherein inside the control housing control electronics for driving the reformer is arranged wherein the reformer housing (10) and the control housing (20) are spaced from each other, wherein the reformer housing (10) and the control housing (20) are shock resiliently interconnected. Reformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reformergehäuse (10) und das Steuergehäuse (20) über wenigstens ein Drahtseil-Federelement (50) miteinander verbunden sind.Reformer after Claim 1 , characterized in that the reformer housing (10) and the control housing (20) via at least one wire rope spring element (50) are interconnected. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuergehäuse (20) eine Auswerteelektronik insbesondere für eine Gasüberwachung und wenigstens ein Leistungs-Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler angeordnet sind.Reformer according to one of the preceding claims, characterized in that in the control housing (20) an evaluation, in particular for gas monitoring and at least one DC-DC power converter are arranged. Reformer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Reformergehäuse (10) Sensoren angeordnet sind und die Sensoren elektronisch mit der Auswerteelektronik verbunden sind.Reformer after Claim 3 , characterized in that in the reformer housing (10) sensors are arranged and the sensors are electronically connected to the transmitter. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reformergehäuse (10) schockeleastisch mit dem Unterseeboot verbunden ist und das Steuergehäuse (20) schockeleastisch mit dem Unterseeboot verbunden ist.Reformer according to one of the preceding claims, characterized in that the reformer housing (10) is Schockeleastisch connected to the submarine and the control housing (20) is Schockeleastisch connected to the submarine. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik zur autarken Ansteuerung des Reformers ausgelegt ist.Reformer according to one of the preceding claims, characterized in that the control electronics is designed for autonomous control of the reformer. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reformergehäuse (10) und das Steuergehäuse (20) mit wenigstens einer ersten elektronischen Leitung miteinander verbunden ist, wobei die wenigstens eine erste elektronische Leitung nicht konstruktiv für die Bootsverkabelung in einen Unterseeboot berücksichtigt werden muss.Reformer according to one of the preceding claims, characterized in that the reformer housing (10) and the control housing (20) is interconnected with at least a first electronic line, wherein the at least one first electronic line does not have to be considered constructive for the boat cabling in a submarine , Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reformergehäuse (10) und das Steuergehäuse (20) über wenigstens eine erste Kabelbahn (60) miteinander verbunden sind.Reformer according to one of the preceding claims, characterized in that the reformer housing (10) and the control housing (20) via at least one first cable track (60) are interconnected. Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reformergehäuse (10) wenigstens im Bereich, welcher dem Steuergehäuse (20) benachbart ist, eine thermische Isolation aufweist oder dass das Steuergehäuse (20) wenigstens im Bereich, welcher Reformergehäuse (10) benachbart ist, eine thermische Isolation aufweist.Reformer according to one of the preceding claims, characterized in that the reformer housing (10) at least in the region which is the control housing (20) adjacent, a thermal insulation or that the control housing (20) at least in the area which adjacent reformer housing (10) is, has a thermal insulation. Unterseeboot mit einem Reformer nach einem der vorstehenden Ansprüche und einem Leitstand (30), wobei der Leitstand (30) mit dem Steuergehäuse (20) elektronisch verbunden ist.Submarine with a reformer according to one of the preceding claims and a control station (30), wherein the control station (30) is electronically connected to the control housing (20).
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