DE9417070U1

DE9417070U1 - Arrangement of electrical energy storage on ships and boats for electromotive drives, instruments and systems

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Publication number: DE9417070U1
Application number: DE9417070U
Authority: DE
Original assignee: SPANNEHL HANS PETER
Current assignee: SPANNEHL HANS PETER
Priority date: 1994-10-24
Filing date: 1994-10-24
Publication date: 1994-12-15
Anticipated expiration: 2004-10-25

Description

Anordnung elektrischer Energiespeicher auf Schiffen und Booten für elektromotorische Antriebe, Instrumente und Systeme.Arrangement of electrical energy storage devices on ships and boats for electric motor drives, instruments and systems.

Gegenstand der Neuerung ist die Konfigurierung der energiespeichernden Elemente auf Schiffen für Instrumente, Systeme und den Antrieb eines Elektromotors zur Bewegung des Wasserfahrzeugs bei Hafen- und Anlegemanövern, Schleichfahrten oder den Vortrieb von Segelbooten und -schiffen bei zu geringem Wind oder direkten, vom Wind unabhängigen Fahrten zu schutzbietenden Einrichtungen bei aufziehenden Gefahren und bei Rettungsmanövern oder die Verwendung motorischer Antriebe auf Gewässern, für die der Betrieb flüssigen Kraftstoff verbrauchender Motoren nicht zugelassen ist, oder anderen Einsätzen, bei denen die Bewegung des Schiffes durch Wind mit Nachteilen verbunden oder unerwünscht ist.The subject of the innovation is the configuration of the energy-storing elements on ships for instruments, systems and the drive of an electric motor to move the watercraft during port and mooring maneuvers, creeping or the propulsion of sailing boats and ships when the wind is too low or direct, wind-independent journeys to sheltering facilities in the event of impending dangers and during rescue maneuvers or the use of motor drives on waters for which the operation of engines consuming liquid fuel is not permitted, or other operations in which the movement of the ship due to wind is disadvantageous or undesirable.

Die Verwendung elektrischer Energie für Instrumente und Systeme ist an sich bekannt. Auch elektromotorische Antriebe für Schiffe und kleinere Boote sind Stand der Technik. Sie lassen sich einbauen wie herkömmliche Benzin- oder Dieselmotoren und haben den Vorteil, keine Abgase auszustoßen und damit die Luft oder das Wasser zu verunreinigen. Wegen der fehlenden Verbindung zu einem elektrischen Energienetz müssen aber vorher an Land geladene Energiespeicher, in der Regel Blei- oder Nickel-Cadmium-Akkumulatoren, mitgeführt werden, die durch ihre Größe viel Platz beanspruchen und durch ihr hohes Gewicht den Schwerpunkt des Schiffes auf einen höher liegenden Punkt verschieben, da die tiefThe use of electrical energy for instruments and systems is well known. Electric motor drives for ships and smaller boats are also state of the art. They can be installed like conventional petrol or diesel engines and have the advantage of not emitting exhaust gases and thus polluting the air or water. However, due to the lack of a connection to an electrical power grid, energy storage devices, usually lead or nickel-cadmium batteries, which have been charged on land beforehand, must be carried along. Due to their size, these take up a lot of space and due to their high weight, they shift the ship's center of gravity to a higher point, as the low-lying

liegenden Bereiche meist mit Ballast versehen sind, der für die sichere Manövrierung bei unterschiedlichen Winden errechnet wurde. Die Bauweise der Energiespeicher kann entsprechend zahlreicher bekannter Aufbautechniken quaderförmig oder in Wickeltechnik erfolgen. Das Gewicht durch die eingebauten Energiespeicher vergrößert die Masse zusätzlich und beeinflußt dadurch auch die Manövrierfähigkeit des Wasserfahrzeugs.The areas below are usually provided with ballast, which has been calculated for safe maneuvering in different winds. The energy storage units can be constructed in a cuboid shape or using a winding technique, according to numerous known construction techniques. The weight of the built-in energy storage units increases the mass even further and therefore also influences the maneuverability of the watercraft.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, für den Ballast auf Wasserfahrzeugen Elemente zu verwenden, die gleichzeitig als Energiespeicher für einen elektromotorischen Antrieb verwendet werden und auch für weitere Verbraucher elektrischer Energie auf Schiffen, wie Positionslampen, Sender, Empfänger, Instrumente und Navigationsgeräte, zur Verfügung stehen.The innovation is based on the task of using elements for the ballast on watercraft that are simultaneously used as energy storage for an electric motor drive and are also available for other consumers of electrical energy on ships, such as position lights, transmitters, receivers, instruments and navigation devices.

Die Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß notwendiger Ballast auf Schiffen durch elektrische Energiespeicher aufgebracht wird, die gleichzeitig die Versorgung eines elektrischen Antriebs für Manövrier- und Rettungsmanöver und den Betrieb elektrische Energie verbrauchender Einrichtungen vornehmen.The task is solved in accordance with the innovation by applying the necessary ballast to ships using electrical energy storage devices, which simultaneously supply an electrical drive for maneuvering and rescue maneuvers and the operation of electrical energy-consuming equipment.

Die Vorteile der Neuerung sind im wesentlichen darin zu sehen, daß das hohe Gewicht von Energiespeichern gleichzeitig als Ballast dient, das Gewicht des Wasserfahrzeugs sich dadurch nicht wesentlich erhöht und die errechneten Werte für die Lage des Schwerpunktes und Metazentrums nahezu erhalten bleiben. Damit wird der Einsatz umweltfreundlicher elektromotorischer Antriebe und der Betrieb elektrische Energie verbrauchender Instrumente und SystemeThe advantages of the innovation are essentially that the high weight of energy storage devices also serves as ballast, the weight of the watercraft is not significantly increased and the calculated values for the position of the center of gravity and metacenter are almost unchanged. This enables the use of environmentally friendly electric motor drives and the operation of instruments and systems that consume electrical energy

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möglich, ohne die Standfestigkeit und Rollneigung des Schiffes oder Bootes wesentlich zu beeinflussen.possible without significantly affecting the stability and rolling tendency of the ship or boat.

Die Neuerung wird nachstehend für unterschiedliche Schiffstypen an Hand von Zeichnungen beschrieben.The innovation is described below for different ship types using drawings.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 ein Schiff mit Wulstkiel (1), bei dem ein meist einer Zylinderform ähnelnder Körper (2) aus Blei, Stahl oder Beton am unteren Ende des Kiels angebracht ist. Der Wulst nimmt in einem Hohlraum den Energiespeicher (3) auf, der vorteilhaft nach bekanntem Stand der Technik im Wickelverfahren zylinderförmig aufgebaut oder in Plattentechnik dem zur Verfügung stehenden Raum angepaßt sein kann. Der Speicher ist als wartungsfreie Einheit ausgeführt und verfügt über Sensoren und Einrichtungen, die eine Kontrolle der einwandfreien Funktionsfähigkeit und des Ladezustands im zugänglichen Schiffsraum ermöglichen. Die Kanäle (4) dafür sind schematisch dargestellt. Der Speicher kann aus einem oder mehreren miteinander verschalteten Einzelelementen bestehen. Im Bild sind drei Speicherelemente dargestellt.Fig. 1 a ship with a bulbous keel (1), in which a body (2) made of lead, steel or concrete, usually resembling a cylinder, is attached to the lower end of the keel. The bulb accommodates the energy storage device (3) in a cavity, which can advantageously be constructed in a cylindrical shape using a winding process according to the known state of the art, or can be adapted to the available space using plate technology. The storage device is designed as a maintenance-free unit and has sensors and devices that enable the proper functioning and charge status to be checked in the accessible ship's space. The channels (4) for this are shown schematically. The storage device can consist of one or more individual elements connected to one another. Three storage elements are shown in the picture.

Fig. 2 zeigt ein Schiff mit Wulstkiel (1) und mehreren zylinderförmig ausgebildeten und senkrecht im Kiel angeordneten Energiespeichern (5). Diese Bauweise erfordert lange Elemente mit kleinem Durchmesser. Sie sind im Schiff oder Boot zugänglich und können geprüft oder gewartet werden. Diese Art derFig. 2 shows a ship with a bulbous keel (1) and several cylindrical energy storage units (5) arranged vertically in the keel. This design requires long elements with a small diameter. They are accessible in the ship or boat and can be checked or maintained. This type of

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Speicherelemente wird vorteilhaft in Wickeltechnik hergestellt. Es lassen sich mehrere miteinander verschaltete Elemente einbauen.Storage elements are preferably manufactured using winding technology. Several interconnected elements can be installed.

Fig. 3 zeigt einen Wulstkiel (1) im Querschnitt mit senkrecht darin angeordnetem Speicherelement (5). Es ist erkennbar, daß die Verbindung zwischen Schiffsrumpf und Wulst für Energiespeicher kleineren Durchmessers geeignet ist.Fig. 3 shows a bulbous keel (1) in cross section with a storage element (5) arranged vertically within it. It can be seen that the connection between the ship's hull and the bulb is suitable for energy storage devices with a smaller diameter.

Fig. 4 stellt ein Schiff mit Langkiel (6) dar, bei dem die Speicherelemente (7) senkrecht angeordnet sind. Bei dieser Kielart sind größere Querschnitte der Speicherelemente möglich als bei Wulstkielen, da ein Langkiel meist dicker ausgeführt ist als ein Wulstkiel und seine Breite von oben nach unten nur wenig abnimmt.Fig. 4 shows a ship with a long keel (6) in which the storage elements (7) are arranged vertically. With this type of keel, larger cross-sections of the storage elements are possible than with bulbous keels, since a long keel is usually thicker than a bulous keel and its width decreases only slightly from top to bottom.

Fig. 5 zeigt ein Schiff mit Langkiel (6), bei dem die Speicherelemente (8) in der Bilge und in einem Kiel mit rechteckförmigem Querschnitt angeordnet sind. Die Speicherelemente werden vorteilhaft im Bereich der Bilge oder übereinander im Langkiel· angeordnet, wo sie zugängiich sind und auch gewartet und mit Anschlüssen von Überwachungsleitungen versehen werden können. Es lassen sich quaderförmige, handelsübliche Speicher verwenden.Fig. 5 shows a ship with a long keel (6) in which the storage elements (8) are arranged in the bilge and in a keel with a rectangular cross-section. The storage elements are advantageously arranged in the area of the bilge or one above the other in the long keel, where they are accessible and can also be serviced and provided with connections for monitoring lines. Cuboid-shaped, commercially available storage units can be used.

Fig. 6 zeigt einen Langkiel (6) im Querschnitt mit darin angeordnetem Speicherelement (7)&ldquor;Fig. 6 shows a long keel (6) in cross section with a storage element (7) arranged therein.

Fig. 7 zeigt einen Langkiel (6) im Querschnitt mit übereinander angeordneten Akkumulatoren (8).Fig. 7 shows a long keel (6) in cross section with accumulators (8) arranged one above the other.

Claims

Protection claims

1. Arrangement of electrical energy storage devices, in particular lead or nickel-cadmium accumulators, on ships or boats with a bulbous (1) or long keel (6) for driving an electric motor to move the watercraft or to operate instruments and systems requiring electrical energy, characterized in that the accumulators are arranged in such a way that they act like ballast and replace ballast calculated for the watercraft.

2. Arrangement of energy storage devices according to claim 1, characterized in that the energy storage devices are arranged in the bead (2) in watercraft with a bulbous keel (1).

3. Arrangement of energy storage devices according to claim 1, characterized in that the storage elements are arranged vertically.

4. Arrangement of energy storage devices according to claim 3, characterized in that the storage elements are also arranged next to one another.

5. Arrangement of energy storage devices according to claim 1, characterized in that storage elements are arranged one above the other

6. Arrangement of energy storage devices according to claim 2, 3 and 4, characterized in that sensors are present which enable a check of the charge state from the ship's hull.

7. Arrangement of energy storage devices according to claim 1, characterized in that the energy storage devices are lead or nickel-cadmium accumulators adapted to the available installation space.