DE4440791A1 - Unterwasser-Strahlantrieb - Google Patents

Unterwasser-Strahlantrieb

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Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Unterwasser-Strahlantrieb zum Antrieb von Wasserfahrzeugen, insbesondere von Segelboo­ ten, Motorbooten, Flößen, Kähnen, Positionierung von Bohr­ inseln und alle anderen möglichen Wasserfahrzeugen, ein­ schließlich U-Booten.
Die Erfindung geht hierbei von einem stromangetriebenen Elektromotor aus, der direkt in das Wasser eintaucht, so daß der Motor und der am Motor direkt angeflansch­ te Propeller im Wasser angeordnet sind. Derartige elek­ trische Unterwasserantriebe werden bisher lediglich für sehr kleine Wasserfahrzeuge verwendet, da sie konstruktionsbe­ dingt nicht für größere Leistungen geeignet sind, dies deshalb, weil es sich um Gleichstrommotoren handelt, die an ihrer Welle mit einer abgedichteten Lageranordnung versehen sind, und von Batterien angetrieben werden.
Der Antrieb derartiger Gleichstrommotoren hat den Nach­ teil einer relativ schlechten Leistungsfähigkeit und den Nachteil, daß in der Regel Bürstenmotoren verwendet werden, die nur eine geringe Lebensdauer bei hohem Verschleiß aufweisen.
Ein weiterer Nachteil ist die gegenüber Eindringen von Wasser zu schützende Lageranordnung, die ebenfalls nur eine geringe Lebensdauer aufweist.
Bei Eindringen von Feuchtigkeit in das Motorgehäuse gibt es deshalb sofort einen Kurzschluß zwischen Bürste und Kollektor, welcher sofort zum Ausfall des Motors führt.
Die Verwendung von Gleichstrommotoren hat im übrigen den Nachteil, daß eine Geräuschentwicklung damit verbunden ist, die nach außen hin abgestrahlt wird und daß außer­ dem Nachteile bei der Wärmeableitung bestehen.
Nachdem diese Gleichstrommotoren lediglich mit einem Pro­ pellerantrieb ausgerüstet sind, bestehen auch die an sich bei Propellerantrieben bekannten Nachteile, nämlich Kavi­ tationserscheinungen an den Propellerspitzen bei höheren Drehzahlen, schlechte Bremswirkung beim Manövrieren und durch die hohen Leistungsverluste eine relativ geringe Reichweite dieses bekannten Gleichstrom-Batterie-Antriebes.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß er bei höherer Leistung einen geringeren Verschleiß erbringt und eine längere Betriebsdauer unter Batterie­ antrieb möglich ist.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß ein im Wasser laufender Wechsel- oder Drehstrommotor ohne Abdichtung an den drehenden Teilen direkt im Wasser läuft und direkt mit einem Beschleuniger verbunden ist.
Der Beschleuniger besteht hierbei aus einer Nabe, die drehfest mit der Rotorwelle des Motors verbunden ist, welche radiale Flügel aufweist, die am Umfang gleich­ mäßig verteilt angeordnet sind und die, von radial ein­ wärts nach radial auswärts gesehen, einer Schraubelinie folgen.
In einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Er­ findung ist es vorgesehen, daß die stromabwärts angeord­ neten Hinterkanten der Beschleunigerschaufeln in Verbin­ dung mit zugeordneten Gehäuseteilen eine Lavalldüse bil­ den.
Für die Ausbildung des Schubantriebes gibt es hierbei mehrere, bevorzugte Ausführungsformen.
In einer ersten, bevorzugten Ausführungsform ist vorge­ sehen, daß der Motor frei an einem Schwimmkörper befestigt ist und die Beschleunigerschaufeln im Medium drehen.
In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung ist es vor­ gesehen, daß der Motor radial von einem Mantelrohr größe­ ren Durchmessers umschlossen ist, welches Mantelrohr sich in seiner axialen Länge über den Motor und über den Beschleu­ niger hinaus erstreckt, wobei zwischen dem Außenumfang des Motors und dem Innenumfang des Mantelrohres ein Staurohr gebildet wird, an dessen an der nach vorne gerichteten Einströmseite, das Wasser einströmt, am Motor entlang läuft und an der Eingangsseite zu dem Beschleuniger radial einwärts gerichtet umgelenkt wird, um so im schrägen Winkel auf die Beschleunigerschaufeln zu treffen, die ihrerseits den Wasserstrom so stark verdichten, das er im wesentlichen schräg auf eine zentrale Mittenlängsachse geführt wird.
Mit dieser besonderen Ausführungsform ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß radial außenliegende Kavitations­ erscheinungen vermieden werden, wie sie bei herkömmlichen Propellerantrieben immer in Kauf genommen werden müssen.
Bei der vorliegenden Erfindung werden aufgrund der angege­ benen Strömungsführung die Kavitationserscheinigungen ledig­ lich - wenn überhaupt - in das Zentrum abgeführt, und wirken daher nicht mehr materialzerstörend.
Ein derartiger Motor hat den wesentlichen Vorteil, daß er eine absolute Laufruhe aufweist, denn die Verbindung eines Drehstrom- oder Wechselstrommotors mit einem Re­ schleuniger nach den vorher beschriebenen Ausgestaltun­ gen ist absolut laufruhig und erschütterungsfrei. Ein derartiger Antrieb wird nach außen hin und in den Boots­ rumpf keine Lärmentwicklung mehr abstrahlen.
Im Gegensatz hierzu sind herkömmliche Propeller beim Still­ stand des Schiffkörpers nicht auf volle Drehzahl zu beschleu­ nigen, weil aufgrund der Ausgestaltung der Propeller große Kavitation entsteht, wodurch der Propeller sich selbst im Medium festsaugt und eine Schubleistung nicht mehr feststellbar ist.
Außerdem hat der erfindungsgemäße, verwendete Drehstrom- oder Wechselstrommotor eine wesentlich günstigere Wärme­ ableitung als vergleichsweise ein Gleichstrommotor und es können gegenüber Gleichstrommotoren höhere Leistungs­ gewichte bei kleinerer Baugröße erzielt werden. So kön­ nen beispielsweise mit einem Schubantrieb nach der Erfin­ dung mit etwa 4 Zoll (10 cm) Außendurchmesser Leistungen von 2,2 bis 4,4 KW Drehstrom problemlos erzeugt werden. Ebenso ist es möglich, mehrere derartige Beschleuniger bestehend aus Motor und Beschleunigerteil hintereinander liegend in Serie zu schalten, um noch höhere Schubleistun­ gen zu erzielen.
Im übrigen sind die Herstellkosten des erfindungsgemäßen Schubantriebes sehr niedrig, weil keine Lagerabdichtungen notwendig sind, nachdem sich alle drehenden Teile im Me­ dium selbst drehen und nicht gegenüber dem Medium abge­ dichtet werden müssen. Nachdem aufgrund eines Drehstrom- oder Wechselstromantriebes der jeweilige Motor ohne wei­ teres in den Vorwärts- oder Rückwärtslauf umsteuerbar ist, ergeben sich auch wesentlich bessere Manövriereigen­ schaften für ein damit ausgerüstetes Wasserfahrzeug, denn es kann nicht nur ein einziger Schubantrieb am Wasserfahr­ zeug angeordnet werden, sondern es können am Bootsrumpf auch mehrere im Abstand nebeneinander angeordnete Schub­ antriebe vorgesehen werden, von dem der eine, z. B. in Vorwärtsrichtung und der andere in Rückwärtsrichtung an­ gesteuert werden, wodurch ein Drehen des Wasserfahrzeuges auf der Stelle möglich.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentan­ sprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Pa­ tentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen, ein­ schließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich bean­ sprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Er­ findung hervor.
Es zeigen:
Fig. 1: schematisiert einen Schnitt durch einen Schubantrieb nach der Erfindung,
Fig. 2: Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1 unter Weg­ lassung des Mantelrohres,
Fig. 3: die Angabe des schraubenförmigen Verlaufs einer Be­ schleunigerschaufel,
Fig. 4: ein Wasserfahrzeug schematisiert im Längsschnitt,
Fig. 5: das Wasserfahrzeug nach Fig. 4 mit Angabe der Anbringung verschiedener Beschleunigerantriebe.
In Fig. 1 ist schematisiert ein Wechselstrommotor darge­ stellt, der vollständig im Antriebsmedium läuft. Der Wechsel­ strommotor kann ein Drehstrommotor sein, der z. B. als Kurzschlußläufer ausgebildet ist, er kann aber auch als Spaltrohrmotor ausgebildet sein.
Er besteht im wesentlichen aus einem Rotor 1, der drehbar in einer vorderen und hinteren Lageranordnung gelagert ist.
Am Außenumfang des Rotors ist eine Statorwicklung 2 ange­ ordnet, die über Halterungen 30, 31 mit einem Mantelrohr 26 verbunden ist. Statt Verbindungen mit dem Mantelrohr 26 kann auch das Mantelrohr 26 entfallen und die Halte­ rungen 30, 31 sind dann unmittelbar am Schwimmkörper (Schiffsrumpf 53) befestigt.
Die Lagerung des Rotors 1 erfolgt in einem linken Radial­ lager 3, welches nicht abgedichtet im Medium läuft und durch ein vorderes Radiallager 4, welches mit einem Doppel- Axiallager 5 gekoppelt ist. Die genannten Lager 3-5 laufen also voll im Medium und sind nicht fremdgeschmiert und nicht gegenüber dem Medium abgedichtet.
Das Doppel-Axiallager 5 besteht aus einem scheibenförmigen, rotierenden Körper, welcher die in Vorwärtsrichtung gehenden und auch in Rückwärtsrichtung (bei Rückwärtsbetrieb der Anordnung) gehenden Schubkräfte aufnimmt.
An der Einströmseite ist ein Wassereintritt 6 in einem Einlaßkegel 32 gebildet, über welchen Wasser bei Schubbe­ trieb in die Maschine eindringen kann und hierbei in sämt­ liche Spalten, z. B. die schematisiert dargestellten Spalten 7, 8 strömt.
Die Wicklung 2 ist in einem Gehäuse 9 aufgenommen, welches ohne den vorher erwähnten Einlaßkegel 32 bildet und welches an der Auslaßseite einen Auslaßkegel 9a bildet.
Durch die Halterung 31 ist eine Kabeldurchführung 10 angeord­ net, durch welche die Kabel 66 (Fig. 5) mit einem Steuer­ stand 57 (Fig. 5) verbunden sind.
In der gezeigten Ausführungsform nach Fig. 1 bildet das Mantelrohr 26 ein Staurohr 11, welches durch den Außenum­ fang des Gehäuses 9 und durch den Innenumfang des Mantel­ rohres 26 gebildet wird. An der Einlaßseite fließt somit das Wasser in Pfeilrichtung 17 in das Staurohr 11 hinein, wobei durch den Einlaßkegel (32) und das Mantelrohr (26) eine Art Diffusor gebildet wird, und strömt in axialer Richtung an dem Gehäuse 9 entlang, was zu einer außerordent­ lich günstigen Wärmeabführung führt. An der Rückseite des Motors strömt dieses Wasser über einen schräg nach innen gerichteten Ringkanal ein, dessen Innenkante durch den Außenumfang des Auslaßkegels 9a und dessen Außenkante durch eine Vorderkante 28 eines Stauelementes 27 gebildet wird. Dieses Stauelement ist als trapezförmiger Ringkörper am Innenumfang des Staurohres 11 angeordnet und bildet so ein Schubrohr 12, in dessen Innenraum die Beschleunigerschaufeln 13 eines Beschleunigerteiles laufen.
Die Beschleunigerschaufeln 13 sind hierbei gleichmäßig am Umfang verteilt, drehfest auf einer Nabe angeordnet, die mit der Rotorwelle 16 verbunden ist. Wichtig ist, daß die Austrittskanten 21 der Beschleunigerschaufeln 13 eine negative lavalldüsenähnliche Kante bilden und in eine positive Lavalldüse 14 einmünden.
Diese positive Lavalldüse wird gekennzeichnet durch eine radial nach außen sich erweiternde Hinterkante 29. Auf­ grund der Drehbewegung der Beschleunigerschaufeln 13 wird somit das Medium in Pfeilrichtung 18 durch die Beschleu­ nigerschaufeln und das dort angeordnete Schubrohr 12 geführt und verläßt in Pfeilrichtung 23 die Lavalldüse 14.
Wichtig ist, daß aufgrund der radial sich nach außen erwei­ ternden Hinterkante 29 der Lavalldüse 14 bei Position 24 eine kleinere Geschwindigkeit erreicht wird, als die Geschwindigkeit des Mediums bei Position 25. Das heißt in der Mittenlängsachse 22 des gesamten Schubantriebes wird eine höhere Geschwindigkeit als bei vergleichsweise radial außenliegende Bereiche erzielt.
Dies ist mit dem Vorteil verbunden, daß im radialen außen­ liegenden Bereich, z. B. bei Position 24, im wesentlichen keine Kavitationserscheinigungen entstehen und daß lediglich hohe Strömungsgeschwindigkeiten nur im Bereich der Mitten­ längsachse 22 entstehen, wo sie keine Schäden anrichten können.
Im übrigen ist noch ein sog. Sekundäreinlaß 20 im Stau­ element 27 vorgesehen, wodurch durch entsprechende Durch­ brechungen im Mantelrohr 26 Wasser in Pfeilrichtung 19 schräg einwärts gerichtet in das Schubrohr 12 geleitet wird und dort von den Beschleunigerschaufeln 13 verdichtet und in die Lavalldüse 14 befördert wird.
Hierbei sind am Innenumfang des Stauelementes Schlitze 33a angeordnet durch welche das Medium in Pfeilrichtung 19 in den Ringspalt 33 zwischen dem Außenumfang der Re­ schleunigerschaufeln 13 und dem Innenumfang des Stauele­ mentes 27 einströmt.
Die Anordnung eines derartigen Sekundäreinlasses 20 hat den Vorteil, daß beim Stillstand des Schiffrumpfes 53 seitens des Staurohres 11 her nur eine geringe Wasser­ menge zugeführt wird und deshalb eine sekundäre Wasser­ menge über den Sekundäreinlaß 20 zugeführt wird, um eine hohe Schubleistung des Schubantriebes auch bei stillstehen­ dem Schiffsrumpf 53 zu gewährleisten.
Wichtig ist, daß der Schubantrieb auch in Gegenrichtung betrieben werden kann, das heißt der Wechselstrommotor wird in Rückwärtsrichtung betrieben, so daß über die Sekundäreinlässe 20 dann Wasser angesaugt wird, welches dann verdichtet wird und über das Staurohr 11 nach vorne hin in Gegenrichtung zur Pfeilrichtung 17 ausgeschoben wird.
In Fig. 2 wird schematisiert insgesamt vier verschiedene Beschleunigervariationen gezeigt, wobei aus Vereinfachungs­ gründen immer nur ein Teil des möglichen Beschleunigers dargestellt ist.
Alle Beschleuniger sind gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet und können aus zwei, drei, vier, fünf oder einer beliebigen anderen Anzahl von Beschleunigerschau­ feln bestehen.
Ebenso ist es möglich, verschiedene Beschleunigerformen, wie sie in Fig. 2 zusammen dargestellt sind, auch zusam­ men zu verwenden.
Der Beschleuniger 34 in Fig. 2 bestehet im wesentlichen aus einem radialen Flügel 38, der in Drehrichtung 39 nach hinten angeschrägt ist, das heißt er bildet einen Winkel in Drehrichtung in Bezug zur Querachse 40 (Vorlaufen der Winkel) und weist an seinem oberen, radialen Ende eine keilförmige Nase 41 auf, die in Drehrichtung 39 nach vorne gerichtet ist. Diese Nase 41 läuft also in Drehrichtung vor und der gesamte Beschleuniger 34 ist für große Be­ schleunigerdurchmesser geeignet.
Der weitere Beschleuniger 35 weist einen nicht angeschräg­ ten, radial Flügel 42 auf, der in einer entsprechenden, in Drehrichtung vorlaufenden Nase 43 endet.
Dieser ist für hochdrehende Antriebe bei kleinem Durchmesser geeignet.
Der Beschleuniger 36 weist ebenfalls einen parallel zur Querachse 40 verlaufenden, radialen Flügel 44 auf, der in Vorwärtsrichtung, aber auch in Rückwärtsrichtung je­ weils eine Nase 45, 46 aufweist.
Die Nasen 45, 46 sind nur schematisiert dargestellt, sie sind ebenfalls spitzzulaufend, wie diese Art der Nasen 41, 43 dargestellt ist.
Der Beschleuniger 37 besteht im wesentlichen aus einem schräg verlaufenden, trapezförmigen Hohlkörper, der einen Mantelrotor 49 bildet, von dem radial auswärts Flügel 47, 48 nach innen in Richtung zur Rotornabe 1 verlaufen, wobei die Flügel 47, 48 radial auswärts in dem Mantelro­ tor 49 enden, der in sich geschlossen ist.
Anhand der Fig. 3 soll nun dargestellt werden, daß alle Beschleuniger 34-37 eine schraubenlinienförmige Steigung 50 aufweisen, wie dies schematisiert anhand der Fig. 3 dargestellt ist.
Hierbei ist erkennbar, daß in der Nähe der Rotornabe, das heißt radial einwärts bei Position 51 der Winkel zur Mittenlängsachse 22 klein ist und kontinuierlich in Rich­ tung radial auswärts zur Position 52 ansteigt. So hat die Innenkante der Beschleunigerschaufel in der Nähe der Mittenlängsachse 22 eine Steigung von z. B. 20°, während sie radial auswärts eine Steigung von 50° zur Mittenlängs­ achse aufweist.
Wichtig ist, daß dieser Steigungsverlauf bei Position 22 dann der Austrittskante 21 der negativen Lavalldüse ent­ spricht.
In Fig. 3 ist noch schematisiert der Innenmantel 27a des Stauelementes 27 dargestellt.
In Fig. 4 und 5 sind verschiedene Anordnungsvarianten für den erfindungsgemäßen Schubantrieb dargestellt. Hierbei ist an einem Schiffsrumpf 53 ein Kiel 54 angeordnet und der Schiffsrumpf 53 ist mit einem Ruder 55 steuerbar.
In Kielnähe sind hierbei Batterien 56 angeordnet, welche zur Stromversorgung des Elektromotorantriebes dienen. Von den Batterien 56 ausgehend sind hierbei Kabelverbin­ dungen zu einem Steuerstand 57 angeordnet, von dem seiner­ seits Kabelverbindungen zu dem im Wasser laufenden Beschleu­ nigerantrieb 58 geführt sind.
Die Fig. 4 zeigt, daß die Stromversorgung für den Beschleu­ nigerantrieb 58 über die Batterien 56 erfolgen kann, es ist aber ebenso möglich die Stromversorgung über Solarzel­ len 59 oder über eine Notstromeinheit 60 oder über Brenn­ stoffzellen 61 zu gewährleisten.
Die Fig. 4 zeigt im übrigen auch, daß der Beschleuniger­ antrieb 58 nicht nur notwendigerweise frei, außen am Rumpf angeordnet werden kann, sondern er kann auch im Bereich eines Tunnels 62 angeordnet werden, welcher durch den Schiffsrumpf 53 hindurchgeht und in dessen Bereich dann der Beschleunigerantrieb 58 angeordnet ist, wie dies in Form der Beschleunigerantriebe 58c in Fig. 5 dargestellt ist.
Eine derartige Anordnung hat im wesentlich den Vorteil, daß die einen Staudruck auf den Schiffsrumpf 53 ausübende Bugwelle über den Tunnel 62 aufgenommen wird, so daß durch die Anordnung des Beschleunigerantriebes 58c im Tunnel praktisch kein Staudruck mehr und damit eine widerstands­ ärmere Bewegung des Schiffsrumpfes 53 durch das Wasser wegen des fehlenden Staudruckes gewährleistet ist.
Das Wasser wird somit in Pfeilrichtung 63 von vorne her in den Tunnel 62 eingesaugt und wird von dem Beschleuni­ gerantrieb 58c verdichtet.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist auch dargestellt, daß nicht nur ein Tunnel, sondern zwei oder mehrere in Längsrichtung, parallel nebeneinander angeordnete Tunnels angeordnet werden können, in dem jeweils ein Beschleuniger­ antrieb 58c angeordnet ist.
Bei der Anordnung von zwei Beschleunigerantrieben 58c bzw. 58a gemäß Fig. 5 kann ein Ruder 55 vollständig ent­ fallen, weil der Schiffskörper durch entsprechende An­ steuerung der Beschleunigerantriebe in Vorwärts- und Rück­ wärtsrichtung auf der Stelle drehbar ist.
Die Fig. 5 zeigt im übrigen auch, daß zwei Beschleuniger­ antriebe 58a nebeneinander am Kiel 54 angeordnet werden können oder einzeln oder paarweise im Bereich von sog. Schwenkhalterungen 64.
Eine erste Schwenkhalterung 64 ist in Fig. 5 auf der linken Seite dargestellt, wo erkennbar ist, daß im we­ sentlichen eine Klappe vorhanden ist, die in eine Dreh­ achse 65 am Schiffsrumpf drehbar gehalten ist und deren Bereich der Beschleunigerantrieb 58b angeordnet ist. Wird die Schwenkhalterung 64 radial auswärts um die Drehachse 65 nach außen geschwenkt, dann gelangt der Beschleuniger­ antrieb 58b ins Wasser, wird dann eingeschaltet und treibt den Schiffsrumpf nach vorne.
Eine andere Anordnung einer Schwenkhalterung 64a ist in Fig. 5 auf der rechten Seite dargestellt, wo erkennbar ist, daß die Drehachse 65a oben am Schiffsrumpf angeord­ net ist und daß die Schwenkhalterung 64a nach unten aus­ schwenkt, während die Schwenkhalterung 64 nach oben aus­ schwenkt.
Auch hier ist ein entsprechender Beschleunigerantrieb 58b vorgesehen.
Bezugszeichenliste
1 Rotornabe
2 Wicklung
3 Radiallager hinten
4 Radiallager vorn
5 Doppel-Axiallager
6 Wassereintritt
7 Spalt
8 Spalt
9 Gehäuse
9a Auslaßkegel
10 Kabeldurchführung
11 Staurohr
12 Schubrohr
13 Beschleunigerschaufel
14 Lavalldüse
15 Diffusor
16 Rotorwelle
17 Pfeilrichtung
18 Pfeilrichtung
19 Pfeilrichtung
20 Sekundäreinlaß
21 Austrittskante
22 Mittenlängsachse
23 Pfeilrichtung
24 Position
25 Position
26 Mantelrohr
27 Stauelement
27a Innenmantel
28 Vorderkante
29 Hinterkante
30 Halterung hinten
31 Halterung vorne
32 Einlaßkegel
33 Ringspalt
33a Schlitze
34 Beschleuniger
35 Beschleuniger
36 Beschleuniger
37 Beschleuniger
38 radialer Flügel
39 Drehrichtung
40 Querachse
41 Nase
42 Flügel
43 Nase
44 Flügel
45 Nase
46 Nase
47 Flügel
48 Flügel
49 Mantelrotor
50 Steigung
51 Position
52 Position
53 Schiffsrumpf
54 Kiel
55 Ruder
56 Batterien
57 Steuerstand
58 Beschleunigerantrieb
58a Beschleunigerantrieb
58b Beschleunigerantrieb
58c Beschleunigerantrieb
59 Solarzellen
60 Notstromeinheit/Landanschluß
61 Brennstoffzelle
62 Tunnel
63 Pfeilrichtung
64 Schwenkhalterung
64a Schwenkhalterung
65 Drehachse
65a Drehachse
66 Kabelverbindung

Claims (16)

1. Unterwasser-Strahlantrieb zum Antrieb von Wasser- bzw. Unterwasserfahrzeugen aller Art, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb aus einem Wechselstrommotor und einem direkt von diesem angetriebenen Beschleuniger besteht, wobei Motor und Beschleuniger ohne Abdichtung an den drehenden Teilen direkt im Wasser laufen.
2. Unterwasser-Strahlantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger aus mehreren radialen Beschleunigerschaufeln (13) besteht, die direkt mit der Rotorwelle (16) des Motors verbunden sind.
3. Unterwasser-Strahlantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskante (21) der Beschleuni­ gerschaufeln (13) eine negative lavalldüsenähnliche Kante bildet.
4. Unterwasser-Strahlantrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Beschleunigerschaufeln (13) eine Lavalldüse (14) anschließt, die eine sich radial nach hinten erweiternde Hinterkante (29) aufweist.
5. Unterwasser-Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (3-5) des Motors ohne Abdichtung im Wasser laufen.
6. Unterwasser-Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (58) radial von einem Mantelrohr (26) größeren Durchmessers umschlossen ist, welches sich mindestens über die Länge der gesamten Antriebseinheit (58) erstreckt.
7. Unterwasser-Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Mantelrohr (26) und Beschleunigerschaufeln (13) ein Stauelement (27) angeordnet ist, so daß ein Schubrohr (12) gebildet wird, in dem die Be­ schleunigerschaufeln (13) laufen.
8. Unterwasser-Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (26) im Bereich des Stauelementes (27) Sekundäreinlässe (20) aufweist, wodurch Wasser über Ringspalten (33) des Stauelementes (27) in das Schubrohr (12) geleitet wird.
9. Unterwasser-Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigerschaufeln (13) aus einem radialen Flügel (38) besteht, der in Drehrich­ tung (39) nach hinten abgeschrägt ist, und an seinem oberen, radialen Ende eine keilförmige Nase (41) aufweist, die in Drehrichtung (39) nach vorne gerichtet ist.
10. Unterwasser-Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigerschaufeln (13) aus parallel zur Querachse (40) verlaufenden, radialen Flügeln (44) bestehen, welche in Drehrichtung sowie in entge­ gengesetzter Drehrichtung jeweils eine Nase (45, 46) aufwei­ sen.
11. Unterwasser-Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigerschaufeln (13) aus nicht angeschrägten, radialen Flügeln (42) bestehen, welche in eine in Drehrichtung verlaufende Nase (43) auswei­ sen.
12. Unterwasser-Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigerschaufeln (13) im wesentlichen aus einem schräg verlaufenden, trapez­ förmigen, einen Mantelrotor (49) bildenden Hohlkörper beste­ hen, von dem radial auswärts Flügel (47, 48) nach innen in Richtung zur Rotornabe (1) verlaufen, wobei die Flügel (47, 48) radial auswärts in einem Mantelrotor (49) enden, der in sich geschlossen ist.
13. Unterwasser-Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigerschaufeln (13) eine schraubenförmige Steigung aufweisen, wobei die Steigung radial nach außen zunimmt.
14. Unterwasser-Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Antriebe (58a) an einem Schiffsrumpf (53) angeordnet sein können.
15. Unterwasser-Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Antriebe (58c) innerhalb des Schiffsrumpfes (53) im Bereich eines Tunnels (62) angeordnet sein können.
16. Unterwasser-Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Antriebe (58b) in einer Schwenkhalterung (64) angeordnet sind, welche klappbar am Schiffsrumpf (53) befestigt ist, so daß bei Be­ darf der Antrieb (58b) ins Wasser verschwenkt werden kann.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19627323A1 (de) * 1996-06-26 1998-01-02 Siemens Ag Gondelartig anzuordnender Schiffsantrieb mit Synchronmotor
US7121905B2 (en) 2001-01-22 2006-10-17 Siemens Aktiengesellschaft Energy system for watercraft
US7163426B2 (en) 2000-01-28 2007-01-16 Abb Oy Motor unit for a ship
CN107902061A (zh) * 2017-12-09 2018-04-13 姚珍汉 一种新型增速船用螺旋桨

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19627323A1 (de) * 1996-06-26 1998-01-02 Siemens Ag Gondelartig anzuordnender Schiffsantrieb mit Synchronmotor
US7163426B2 (en) 2000-01-28 2007-01-16 Abb Oy Motor unit for a ship
US7198528B2 (en) 2000-01-28 2007-04-03 Abb Oy Motor unit for a ship
US7121905B2 (en) 2001-01-22 2006-10-17 Siemens Aktiengesellschaft Energy system for watercraft
CN107902061A (zh) * 2017-12-09 2018-04-13 姚珍汉 一种新型增速船用螺旋桨

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