DE3935754A1 - Vortriebsvorrichtung fuer wasserfahrzeuge, schwimmende bauwerke u. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vortriebsvorrichtung für Wasserfahrzeuge, schwimmende Bauwerke dgl. gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Vortriebsvorrichtung mit integriertem elektrischem Motorpropeller, für deren Leistungsver­ sorgung lediglich ein Stromanschluß benötigt wird, ist allgemein bekannt. Elektrische Motorpropeller fin­ den insbesondere im Offshore-Einsatz als schwenkbare Manövriereinrichtungen Verwendung, da sie robust, ein­ fach im technischen Aufbau, leicht zu warten und flexi­ bel in den Einsatzmöglichkeiten sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bei einem elektrischen Motorpropeller erreichten Wir­ kungsgrad bei gleichzeitiger Verringerung der Pul­ sation des Wasserstrahles und der Getriebegeräu­ sche zu verbessern und eine symmetrische Schubaus­ beute zu erzielen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Wir­ kungsgrad bekannter elektrischer Motorpropeller we­ sentlich verbessert wird. Diese Verbesserung beruht auf der Anordnung des Motorpropellers im Bereich der Drosselstelle des Venturi-Einsatzes, der z.B. in einem rohrförmigen Einbauelement angeordnet oder aus­ gebildet sein kann. Gegebenenfalls kann der Venturi- Einsatz fester Bestandteil des rohrförmigen Einbau­ elementes sein oder er kann auch als Einschubelement ausgebildet sein.

Weitere Vorteile der Erfindung liegen in der Vermeidung von Spitzenwirbel an den Enden der Propellerflügel, was erreicht wird durch die Propellerringbandage. Die Austrittsgeschwindigkeit wird geringer, ebenso erfolgt eine Verringerung der Einlaufrandwirbel, und zwar bei saugseitiger Entlastung durch das Venturi-Rohr. Des weiteren wird eine Geräuschverringerung erreicht durch die geringere saugseitige Belastung und fehlende Blatt­ spitzenkavitation; außerdem eine Verringerung der Pul­ sation, da kein Saugen über eine Gondel mehr erfolgt, ferner entfallen jegliche Getriebegeräusche. Da keine Getriebegondel mehr benötigt wird, ist eine symme­ trische Schubausbeute erreichbar. Wegen fehlenden Mo­ torenraums ist ein verringerter Platzbedarf gegeben.

Es sind keine Außenhautdurchbrüche mit Ausnahme derje­ nigen für die Kabelverbindung mehr erforderlich. Der Ein- und Ausbau des Motorpropellers ist mühelos. Hinzu kommt, daß der Einbau auf einer Werft zu dem spätest­ möglichen Zeitpunkt erfolgen kann, da der Motorpropeller von außen einbaubar ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, die teils in An­ sicht, teils in einem senkrechten Schnitt eine Vortriebs­ vorrichtung für Wasserfahrzeuge mit einem elektrischen Motorpropeller und mit einem Venturi-Einsatz zeigt.

Die mit 100 bezeichnete Vortriebsvorrichtung besteht aus einem elektrischen Motorpropeller 10, der einen Propel­ ler 11 mit seinen Propellerflügeln 12 umfaßt. Der An­ triebsmotor des Motorpropellers 10 wird von einem per­ manent erregten Rotor gebildet, der als Propellerring­ bandage 13 ausgebildet ist. Diese Propellerringbandage 13 ist mit den Enden der Propellerflügel 12 des Propel­ lers 11 fest verbunden. Des weiteren umfaßt der Antriebs­ motor des Motorpropellers 10 neben dem permanent erregten Rotor in Form der Propellerringbandage 13 ein Wicklungs­ paket 14, das ringförmig ausgebildet und feststehend in einem den Motorpropeller 10 aufnehmenden zylindrischen bzw. rohrförmigen Einbauelement 20 angeordnet ist. Die Stromzuführung ist bei 15 angedeutet.

Die Lagerung des Propellers 11 erfolgt zu beiden Sei­ ten des Propellers in bei 16 und 17 angedeuteten Pro­ pellerachslagern, die an Tragarme 18 angeschlossen sind, vermittels der der Propeller 11 im Innenraum des Einbau­ elementes 20 gehalten ist, wobei die freien Enden der Tragarme 18 an die Innenwandfläche des Einbauelementes 20 angeschlossen sind. Die Tragarme 18 sind dabei radi­ al verlaufend angeordnet.

Im Innenraum des Einbauelementes 20 ist ein Venturi-Ein­ satz 30 angeordnet, der von einem sich konisch verengen­ den Abschnitt 31 und einem diffusorartig bzw. konisch sich erweiternden Abschnitt 32 unter Ausbildung einer Drossel­ stelle 33 gebildet ist. Dieser ringförmig ausgebildete Venturi-Einsatz 30 kann fester Bestandteil des Einbau­ elementes 20 sein; es besteht jedoch auch die Möglichkeit, diesen Venturi-Einsatz 30 als Einschubelement auszubil­ den, das dann mit dem Einbauelement 20 fest oder lösbar verbunden ist. Das Einbauelement 20 mit seinem Venturi- Einsatz 30 bildet hiernach ein Venturi-Rohr, dessen Saug­ seite bei S und dessen Druckseite bei D angedeutet ist. Die Anordnung des Propellers im Innenraum des Einbau­ elementes 20 bzw. in dem von dem Venturi-Einsatz 30 umschlossenen Raum erfolgt im Bereich der Drosselstelle 33 des Venturi-Einsatzes 30, wie in der Zeichnung dar­ gestellt. Die mit 31a, 32a bezeichneten Wandflächen des sich von dem Ende 20a des Einbauelementes erstreckenden und konisch sich verengenden Abschnittes 31 und des sich zum anderen Ende 20b des Einbauelementes 20 erwei­ ternden Abschnittes 33 des Venturi-Einsatzes 30 sind im Bereich der Drosselstelle 33 als engster Bereich im In­ nenraum zusammengeführt, wobei dieser Verbindungsbereich zwischen den beiden Abschnitten 31, 32 des Venturi-Ein­ satzes 30 auch in einen parallel zur Längsachse des Ein­ bauelementes verlaufenden Längsabschnitt 34 übergehen kann, der dann ringförmig verlaufend ist und das in die­ sem Ring untergebrachte Wicklungspaket 14 aufnimmt.

Der Venturi-Einsatz 30 ist symmetrisch ausgebildet und im Innenraum des Einbauelementes 20 angeordnet, so daß die von dem Venturi-Einsatz 30 gebildete Ringfläche ei­ nen etwa dreieckförmigen Querschnitt aufweist, dessen die Innenwandflächen 31a, 32a bildenden Seiten dann im Bereich der Drosselstelle 33 zusammenlaufen bzw. in die­ sem Zusammenführungsbereich sich dann die Drosselstelle 33 ausbildet. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Konizität des sich konisch verjüngenden Abschnittes 31 und des sich konisch erweiternden Abschnittes 32 des Venturi-Einsatzes 30 gleich oder auch ungleich auszubil­ den. Die Ausbildung des Venturi-Einsatzes 30 wird sich jeweils nach der Erzielung des höchsten Wirkungsgrades richten.

Nach einer weiteren, in der Zeichnung nicht dargestell­ ten Ausführungsform ist die Konizität des konisch sich verengenden Abschnittes 31 und/oder des konisch sich er­ weiternden Abschnittes 32 des Venturi-Einsatzes 30 ver­ änderbar ausgebildet. Hierfür können die den Innenraum des Venturi-Einsatzes 30 begrenzenden Wandflächen 31a, 32a der beiden Abschnitte 31, 32 des Venturi-Einsatzes 30 elastisch oder in anderer Weise ausgebildet sein, so daß dann in die bei 40 und 41 angedeuteten Kammern z. B. ein Druckmedium eingeführt wird, um die Winkelstellung und somit die Konizität der Innenwandflächen zu verän­ dern, wobei jedoch auch andersartig ausgebildete mecha­ nische Verstelleinrichtungen eingesetzt werden können.

Die Vertriebsvorrichtung ist als Querstrahlsteuer und als Manövriereinrichtung einsetzbar.

Claims (6)

1. Vortriebsvorrichtung für Wasserfahrzeuge, schwimmende Bauwerke o. dgl. unter Verwendung von einem elektrischen Motorpropeller (10), dessen Antriebsmotor von einem per­ manent erregten als Propellerbandage ausgeführten Rotor (13) und von einem, in einem umschließenden Ring ange­ ordneten Wicklungspaket (14) gebildet ist, wobei an dem Ring Tragarme (18) mit zu beiden Seiten des Propellers (11) angeordneten Propellerachslagern (16, 17) befes­ tigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorpro­ peller (10) der Vortriebsvorrichtung (100) im Bereich der Drosselstelle (33) eines Venturi-Einsatzes (30) mit einem sich konisch oder düsenförmig zu der Dros­ selstelle (33) hin verengenden Abschnitt (31) und einem sich nach der Drosselstelle (33) diffusorartig erwei­ ternden Abschnitt (32) angeordnet ist.

2. Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der konisch sich verengende Abschnitt (31) und der konisch sich erweiternde Abschnitt (32) des Venturi-Einsatzes (30) in einem ringförmigen Ab­ schnitt (34) übergehen, der die Drosselstelle (33) bil­ det und in dem das Wicklungspaket (14) des Motorpropel­ lers (10) angeordnet ist.

3. Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Venturi-Rohreinsatz (30) in einem zylindrischen bzw. rohrförmigen Einbauelement (20) ange­ ordnet ist.

4. Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der ringförmige Abschnitt (34) parallel zur Längsrichtung des Einbauelementes (20) verläuft.

5. Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Venturi-Einsatz (30) eine symmetrische Ausgestaltung aufweist.

6. Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Winkelstellung der Innenwand­ flächen (31a, 32a) des konisch sich verengenden Abschnittes (31) und des konisch sich erweiternden Abschnittes (32) des Venturi-Einsatzes (30) gleichzeitig oder unabhängig vonein­ ander veränderbar ausgebildet sind.