DK149877B - Kraftdrevet rorrotor for fartoejer - Google Patents

Description

U9877 i

Opfindelsen vedrører en rorrotor af den i krav l's indledning angivne art.

Det er velkendt/ at to tredjedele af rorvirkningen på fartøjer hidrører fra rorets sugeside, medens en tred-5 jedel af rorvirkningen hidrører fra tryksiden. Afhæng igt af rorets udformning og rotorens placering på roret uden for skruestrålens område ophører sugevirkningen ved et rorudslag på mellem 15° og 35°. Til afhjælpning af dette kendes rorrotorer, som enten er anbragt i ro-10 rets forkant, eller som ved flerdelte ror er anbragt i forbindelse· med hængslerne (DE-PS 28 20 355).

De kendte rorrotorer drives enten mekanisk eller ved hjælp af en hydraulikmotor, idet driveffekten tilføres gennem den hule rorstamme.

15 Det er relativt kompliceret at overføre driveffekten rent mekanisk gennem den hule rorstamme, og dette arrangement forudsætter meget snævre fremstillingstolerancer. Denne løsning er tilsvarende bekostelig.

En i rorbladet anbragt hydraulisk drivmotor for rorro-20 toren er noget simplere, men der er dog problemer med at føre en tilstrækkelig tyk hydraulikrørledning gennem den hule rorstamme og roret. Specielt giver denne løsning anledning til problemer under montering eller demontering af roret med henblik på reparationer eller 25 udskiftning af drivskruerne eller skrueakselen. En anden ulempe er, at de mange nødvendige bøjninger på hydraulikledningen forøger strømningsmodstanden væsentligt. Det kan f.eks. nævnes, at der i hydraulikledningerne normalt tabes over 60% af den tilførte effekt.

30 Endelig skal faren for lækage i hydraulikledningerne også tages i betragtning, blandt andet fordi reparation af en sådan lækage forudsætter, at skibet bringes i 2 149877 tørdok.

Formålet med opfindelsen er at angive en rorrotor, der er enklere end en hydraulisk rorrotor, ikke stiller store krav til fremstillingstolerancer og let kan ind-5 bygges i et rorblad, og hvor energitilførselen er tilvejebragt uden væsentlige energitab. Rorrotoren skal medføre færre vanskeligheder ved montering og demontering af rorbladet, end de hidtil kendte rorrotorer.

Dette opnås ved det i krav 1's kendetegnende del angiv-10 ne.

Ved at udforme selve rorrotoren som elektromotor og tilføre drivenergien via et elektrisk kabel opnår man en væsentlig forbedring i forhold til den kendte teknik, ved hvilken rotoren udefra drives enten mekanisk 15 via en drivaksel eller hydraulisk. Effekttabene i det elektriske kabel er meget små, og kablet er robust og modstandsdygtigt. Et kabel er let at anbringe og er forholdsvist tyndt, hvilket har betydning med hensyn til udboringen i rorstammen. Endvidere er det med et 20 elektrisk kabel muligt at overføre energien uden for den hule rorstamme. Da et elektrisk kabel er meget fleksibelt, kan det f.eks. anbringes ved siden af rorstammen og strække sig som en spiral omkring denne og til sidst være ført ind i rorbladet.

25 Rorrotoren ifølge opfindelsen er meget enkel og prisbillig og kan holdes i drift over lange tidsrum, uden at eftersyn er nødvendigt.

De afhængige krav kendetegner mere detaljeret end krav 1 forskellige praktiske udførelsesformer for rorroto-30 ren ifølge opfindelsen.

3 149877

Opfindelsen vil blive nærmere forklaret ved den følgende beskrivelse af nogle udførelsesformer, idet der henvises til tegningen, hvor fig. 1 viser et forsidebillede af et rorblad med en 5 første udførelsesform for en elektrisk rorrotor ifølge opfindelsen, fig. 2 en anden udførelsesform for rorrotoren ifølge opfindelsen, og hvor statorakselen kun er ført ud af motoren i den ene side, medens rotoren er lejret 10 drejeligt i rorbladet i den anden side, fig. 3 en tredje udførelsesform, som i forhold til udførelsesformen fra fig. 2 kun adskiller sig ved, at motoren er forsynet med slæberinge, fig. 4 fjerde udførelsesform for rorrotoren ifølge 15 opfindelsen, hvor motorens indvendigt beliggende rotordel, ligesom ved normale elektromotorer, roterer og trækker rorrotorens kappe, fig. 5 en femte udførelsesform for rorrotoren ifølge opfindelsen, medens 20 fig. 6 viser endnu en udførelsesform for rorrotoren ifølge opfindelsen, ved hvilken udførelsesform rorrotoren er lufttæt opadtil, således at elektromotordelene, som er anbragt foroven i rotoren, er beliggende i en luftboble oven over det fra neden indtrængende 25 vand.

Ved den på fig. 1 viste udførelsesform er rorrotoren udformet som en udvendigt løbende undervandselektromotor, En gennemgående statoraksel 11 er foroven sbg forneden stift fastgjort til et rorblad 90. Udførel 30 sesformer for tilslutninger er allerede blevet for- 4 149877 klaret. Den egentlige statordel 12 er anbragt på statorakselen 11 og forsynes med elektrisk energi via et elektrisk kabel 10. Den rotorende del er angivet med henvisningstallet 13 og er udformet som en kort-5 slutningsrotor, som er monteret direkte på indersiden af en rorrotorcylinder 14a,

Den på fig. 1 viste udførelsesform nødvendiggør to relativt dyre pakninger, som skal forhindre søvand i at trænge ind ved rotorens ender. Den på fig. 1 10 viste udførelsesform kan dog forbedres ved dels, at det ene vandtætte leje kan udværes og ved, at motorens stator- og rotordel ikke behøver at strække • sig over hele rotorens længde, således at den relativt lange og bøjelige statoraksel kan undgås.

15 Ved den på fig. 2 viste udførelsesform er rotoren 24 lejret umiddelbart til begge sider for elektromotorens dele på en kort aksel 21 for statordelen 22, således at statordelen 22 og rotordelen 23 er fastholdt på bedst mulig måde i forhold til hianden. Ved 20 denne konstruktion er det nødvendigt med et yderligere leje 25 ved rotorcylinderen 24afs nedre ende. Dette leje i rorbladet kan med fordel være udformet som et vandsmurt glideleje. Det vil kunne forstås, at den fig. 2 viste udførelsesform kan vendes 180°. 1 2 3 4 5 6

Den på fig. 3 viste udførelsesform svarer funktionsmæs 2 sigt til den på fig. 2 viste udførelsesform, bortset 3 fra, at den elektriske virkemåde for statordelen 22 4 og rotordelen 23 er ombyttet, dvs. at rotordelen 23 5 strømforsynes ved den på fig. 3 viste udførelsesform.

6

Strømforsyningen tilvejebringes via slæberinge 36.

Fordelen ved den sidst beskrevne udførelsesform er, at der i stor udstrækning kan benyttes i handelen tilgængelige elektromotorer, hvor rotoren sædvanligvis roterer inden i statoren.

5 149877 På fig. 4 er vist en anden udførelsesform, hvor der 30 benyttes en tilgængelig elektromotor med indvendigt roterende rotor. Strømtilførselen foregår direkte til statordelen 42, som omslutter den roterende rotordel 41, som driver rorrotoren 44 rundt via en rotoraksel 46 og en flange 45. Ved den viste udførelsesform er rotorcylinderen 44a fast forbundet med den nedre ende af rotordelen 41*s aksel 46 og har forneden en akseltap 43b, som er lejret i rorbladet 90. Rotor-cylinderen 44a’s øvre ende er lejret på en aksel 43a, 5 som foroven er fastgjort til rorbladet 90, og som forneden er forbundet med en holder 43» som er indrettet til at optage statordelen 42, og som har et leje for rotorakselen 46’s øvre ende. Rotordelen 41 er derved anbragt roterende i statordelen 42, medens den med 10 holderen 43 forbundne aksel 43a strækker sig gennem rorrotoren 44’s kappe og er fastgjort til rorbladet 90.

I den på fig. 4 viste udførelsesform er det let at indbygge et udvekslingsdrev, som kan være til stor nytte. Et for højt omdrejningstal er ganske vist 15 ikke skadeligt for den ønskede effekt, men da denne vokser med tredje potens af omdrejningstallet, er det fordelagtigt at forsyne rorrotoren med et reduktionsgear.

Et sådant reduktionsgear kan naturligvis være udformet 20 på mange måder. Reduktionsgearet kan f.eks, være udformet som et planetgear, eller det kan indeholde sædvanlige tandhjul og tanddrev. Den på fig. 5 viste udførelsesform viser en enkelt blandt mange mulige udførelsesformer for et reduktionsgear. 1

Ved den på fig. 5 viste udførelsesform roterer en kortslutningsrotor 51 indvendigt i en statordel 52. Statordelen 52 er fastgjort til en holder 53, som i hver ende er forsynet med akseltappe henholdsvis 88 og 89, som strækker sig gennem hver sin ende af 6 149877 rotorcylinderen til samvirkning med rorbladet. Holderen er forsynet med lejer 57 og 58 for kortslutningsrotoren 51 og lejer -81 og 82 for en mellemaksel 80. Rotorakselen 56 overfører drejningsmomentet via et tandhjul 59 5 til et tandhjul 83, og drejningsmomentet videreføres gennem mellemakselen 80 og et tandhjul 84 til et tandhjul 85. Tandhjulet 85 er stift forbundet med rorrotorens øvre kappe, som derved drejer rundt, idet den er lejret på de faste akseltappe 88 og 89.

10 Pig. 6 viser en udførelsesform, hvor elektromotorens dele er særlig godt beskyttet mod det omgivende vand.

Ved denne udførelsesform er der anbragt et glideleje 65 foroven, således at rorrotoren er lufttæt opad-til. Elektromotorens dele er anbragt foroven i ror-15 rotoren.

Ved den på fig. 6 viste rorrotor er der benyttet det på fig. 2 viste drivprincip, men det vil kunne forstås, at andre principper, såsom de tidligere beskrevne, også vil kunne benyttes. Det væsentlige ved denne ud-20 førelsesform er, at der ved indtrængning af vand i rorrotorens indre - hvilket kun kan ske gennem lejet 69 - dannes en luftboble foroven i rotoren, hvilken luftboble beskytter elektromotorens dele mod vandet.

Det er derfor tænkeligt, at det nederste leje 69 25 kan være udformet som et vandsmurt glideleje, som ikke behøver at være vandtæt. Endvidere kan rotoren med mellemrum fyldes med trykluft enten via en særlig rørledning eller ved hjælp af en dykker, således at lufttrykket i rotorens indre i hovedsagen svarer til de 30 omgivende vandmassers statiske tryk, således at der ikke strømmer nogen stor vandmængde ind i rotoren til udligning af trykket. Derved er det principielt tilstrækkeligt, at de foroven anbragte motordele er beskyttet mod vandstænk, f.eks. ved hjælp af det på 35 fig. 6 viste leje 68.

Claims (8)

149877 Ved den på fig. 6 viste udførelsesform er der endvidere indskudt et elastisk led 70 i den gennemgående aksel 66, 66a med henblik på at udligne skævhedér i de indbyrdes flugtende lejer 67, 68 og 69. Dette elastiske 5 led kan være udformet som en mellem to metalplader indspændt gummiklods eller kan være tilvejebragt ved hjælp af et tandindgreb. Det bemærkes, at koblingen ikke skal kunne overføre noget nævneværdigt drejningsmoment. 10 Patentkrav:

1. Kraftdrevet rorrotor (24) til fartøjer, hvilken rotor er anbragt på robladet (90) og fortrinsvis strækker sig langs med dettes forkant, kendetegnet ved, at rorrotoren er en elektromotor med en til ror- 15 bladet (90) fastgjort statordel (12) og en rotordel (13) med en med denne fast forbundet og sammen med ro tordelen omløbende ydre rotorcylinder (14a, 24a), der omgiver såvel statordelen som rotordelen.

2. Rorrotor ifølge krav 1, kendetegnet ved, 20 at den har en indre statordel (12) og en denne omgivende rotordel (13), at statordelen (12) har en aksel (11), hvis ene ende eller to ender er fastgjort til rorbladet (90), og gennem hvilken elektromotoren forsynes med strøm, og at rotorcylinderen er anbragt direkte uden 25 på rotordelen (13).

3. Rorrotor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at rorrotoren (24) i den ene ende er lejret på rorbladet (90) og i den anden ende er lejret via en kort sta-toraksel (21), der kun med sin ene ende er fastgjort 30 til rorbladet (90) og bærer den til modtagelse af elektrisk strøm indrettede statordel (22), der er omsluttet af rotordelen (23), som bærer en ydre rotorcylinder (24a). 149877

4. Rorrotor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en ydre rotorcylinder (44a) via en flange (45) er fast forbundet med en central aksel (46) i en indre rotordel (41) og forneden er lejret i rorbladet (90) 5 ved hjælp af en akseltap (43b), medens den foroven er lejret på en aksel (43a), hvis øvre ende er fastgjort til rorbladet (90), og hvis nedre ende er forbundet med en holder (43), der er anbragt foroven i rotorcylinderen og bærer statordelen (42), som omgiver den 10 med den ydre rotorcylinder (44a) fast forbundne indre rotordel (41).

5. Rorrotor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at motoren er forsynet med udvekslingsorganer.

6. Rorrotor ifølge krav 5, kendetegnet ved, 15 at motoren har et integreret reduktionsgear.

7. Rorrotor ifølge krav 6, kendetegnet ved, at den er indrettet til samvirkning med et som reduktionsgear tjenende tandhjulssæt og har en i en ydre statordels (52) kraftfelt inden for statordelen roteren- 20 de kortslutningsrotor (51), at statordelen (52) er fastgjort til en holder (53), som i begge ender har en til rorbladet (90) fastgjort akseltap (88, 89), at holderen (53) har lejer (57, 58) for rotordelen (51) og lejer (81, 82) for en mellemaksel (80), at rotorakselen (56) 25 bærer et lille tandhjul (59) i den ene ende til samvirkning med et tandhjul (83), som sammen med et lille tandhjul (84) er anbragt på mellemakselen (80), og at sidstnævnte tandhjul (84) er i indgreb med et tandhjul (-85), som er fast anbragt på den øvre akseltap (88). 1

8. Rorrotor ifølge krav 1-7, kendetegnet ved, at rotorens indre er lufttæt lukket opadtil og er tilgængeligt for vand nedefra.