WO2019025134A1 - Aktivrudernachrüstung - Google Patents

Aktivrudernachrüstung Download PDF

Info

Publication number
WO2019025134A1
WO2019025134A1 PCT/EP2018/068591 EP2018068591W WO2019025134A1 WO 2019025134 A1 WO2019025134 A1 WO 2019025134A1 EP 2018068591 W EP2018068591 W EP 2018068591W WO 2019025134 A1 WO2019025134 A1 WO 2019025134A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rudder
active
power converter
propeller
aktivrudersystem
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/068591
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas JUNGLEWITZ
Thorben Kriews
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2019025134A1 publication Critical patent/WO2019025134A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06—Steering by rudders
    • B63H25/38—Rudders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/22—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing
    • B63H23/24—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/08—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers of more than one propeller
    • B63H5/10—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers of more than one propeller of coaxial type, e.g. of counter-rotative type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/02—Driving of auxiliaries from propulsion power plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/04—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/04—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant
    • B63J2003/046—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant using wind or water driven turbines or impellers for power generation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels
    • Y02T70/5236—Renewable or hybrid-electric solutions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • the invention relates to an active rudder.
  • Aktivruder have a propeller.
  • An active rudder can improve the maneuverability of a ship. From DE 102 08 595 AI an active rowing machine is known.
  • the active steering system showing an integrated active Schu leg ⁇ direction to produce additional and without flow and profile appointing optionally axial or transverse thrust and improve the propeller downflow, the rudder effect and the propulsion.
  • Increased maneuverability can be achieved by 360 ° rotating propulsors azimuthally by the USAGE ⁇ dung.
  • these are either not very efficient, heavy and expensive or podded to a diesel-electric drive concept because of gear stages used and also provided with a significant investment needs.
  • high-efficiency rudders can be used, for example, with flaps on the trailing edge, or in standing up to very small ship speeds also shear thrusters with fixed or variable pitch propeller.
  • An object of the invention is to improve the maneuvering of a ship.
  • An active rudder system has an electric machine and egg ⁇ nen power converter for feeding the electric machine, wherein the electric machine is located in an exchange rudder.
  • the replacement rudder replaces a passive brother.
  • the passive rudder has no electric machine and / or a propeller.
  • the Aktivrudersystem has in particular an active rudder, in which the electric Ma ⁇ machine is integrated.
  • the rudder is on a ship.
  • the power converter of the Aktivrudersystems is located for example in the Aktivruder itself or in a room of
  • the space is for example a rudder room, Ma ⁇ machine room or the like.
  • the electric machine in the rudder is designed to drive a propeller.
  • the propeller of the rudder is located in the area of the stern of the ship.
  • the propeller of the active rudder may be disposed so that a main propeller ⁇ be found between this and the bow of the ship to the drive.
  • the power converter is connected to a medium voltage system.
  • the medium-voltage system is, for example, a medium voltage bus or a medium voltage level of the ship.
  • Ver ⁇ use of the medium voltage, an electric machine high power and small size can be integrated into the rudder.
  • the small design is advantageous for a low resistance in the water.
  • the power converter is connected via a retrofitted branch with a power supply.
  • the power supply is especially the medium-voltage system.
  • the branch can be located in a machine room and / or a rowing room. So a simple retrofit is possible.
  • a shaft of the Aktivrudersystems is mounted by means of a sliding bearing. Plain bearings require a small space and can be designed to be low maintenance.
  • the shaft is mechanically connected to the rotor of the electric machine in the active rudder and to the propeller of the active rudder system.
  • rudder roller and / or plain bearings can be used as bearings.
  • Rolling bearings are for example interpretable so that they can absorb axial forces.
  • the activator is a half-tailed powder.
  • this has a housing for the electric machine.
  • the housing may be pear-shaped. That's why the case can also be called a bulb.
  • the pear has a thick end and a narrow end. The thick end is directed at a neutral ⁇ position of the rudder towards the bow. The narrow end is directed at the neutral position of the rudder in the direction of the stern of the ship.
  • the diameter of the bulb in particular the maximum
  • Diameter smaller than a diameter of the main drive hub. This improves the flow characteristics when the main propeller is active with the main propeller.
  • the Aktivrudersystems whose Pro ⁇ peller is a variable pitch propeller. With the variable pitch propeller the propeller blades can be adjusted in your employment. By the variable pitch propeller maneuverability can be improved.
  • the power converter can be electrically connected to a first diesel generator system.
  • a first diesel generator system an existing system for generating electrical energy can be used. It is also possible for the electrical power supply of the Aktivrudersystems feed this via a battery and / or fuel cell.
  • the power converter is electrically separable from a second diesel generator system, wherein the second diesel generator system is associated with a main drive system.
  • the first diesel generator system is intended, for example, for the supply of ancillary services and / or for the supply of a "hotel operation" on a crusader, for example, the diesel generator system which is intended for travel on the high seas need not be active for maneuvering in a port ,
  • this has the rudder with an electric motor (electric machine), which is arranged in a streamlined body (eg a pear-shaped body) in the rudder blade, in the Nabennachlauf (especially directly in the Nabennachlauf) of the main propeller, and the propeller of the rudder drive.
  • a streamlined body eg a pear-shaped body
  • the Nabennachlauf especially directly in the Nabennachlauf
  • the electric machine of the Aktivrudersystems is placed as a submersible motor ⁇ .
  • the electric machine can be flooded in particular with water (in particular seawater). So a simple cooling can be realized.
  • the cooling with water (especially seawater) which flows through the electric machine or flows past the housing, simplifies the cooling. This means in particular that the electric machine with Water is flowed through, thereby allowing a good heat dissipation.
  • no further cooling system is necessary on the ship.
  • no further supply system is necessary on the ship side for the retrofitted active rudder system.
  • the flow through the electrical machine can be advantageous in particular if the parts of the housing of the electric machine located in the rudder blade are not flowed around on the outside and thus only a very poor heat dissipation in these areas can be realized. Furthermore, so seals can be avoided as wear parts and source of error and it is a bilge system superfluous.
  • the electric machine can be operated as a generator.
  • the power converter which is assigned to the electric machine of the active rudder, in particular designed to be capable of regenerative feedback.
  • the power converter can also be designed for a four-quadrant operation. So the Aktivrudersystem can be used with its propeller on the rudder even for braking and it can be recovered energy.
  • the Active rudder system is the Move ⁇ friendliness of the active rudder is limited to a maximum of ⁇ 90 °. This may, for example, depend on the possibility of changing the direction of rotation / pitch (variable pitch propeller). As a result, the power supply of the electric machine can be easily done by cable. Thus, the use of expensive Schleifringübertragern be avoided.
  • the electrical energy for the electric machine in the active rudder is transmitted in ⁇ inductively. Even so, on a cable between
  • Hull and Aktivruder for electrical energy transmission or a slip ring transmission can be avoided.
  • the elekt ⁇ generic machine is rated at greater than 500 kW.
  • Electrical machines of these powers greater than 500 kW can be used in particular for maneuvering large ships such as container ships, tankers, aircraft carriers, cruise liners, cruisers, etc.
  • the degree of Kursitze ⁇ tion can be determined up to the pure transverse offset of the ship. As a result, the installation of a transverse thrust system in the rear area can be avoided.
  • the electric machine is controlled, in particular, the speed of the electric machine is controlled.
  • a course change can be influenced not only by the degree position of the rudder, but also by the speed.
  • a suitable frequency converter is also to be provided as a power converter for the electrical machine.
  • the power converter can be here, as in other embodiments, for example in the rowing machine room or in the engine room for the main engine. When location in Ruderma ⁇ machine room is needed not so long draw new power cables for the retrofit.
  • the power converter can, for example be powered by a battery, the battery in particular ⁇ special can be reloaded during cruise.
  • a fuel cell can also be used as an energy source for the Aktivrudersys ⁇ tem, or be integrated into this.
  • this has to power a diesel generator, which is retrofitted.
  • the retrofitted diesel generator was therefore not yet planned when the ship was laid.
  • the retrofitted diesel generator for example, on deck, especially in a container, set up.
  • a fully machined rotor shaft is replaced by a hollow rudder shaft when retrofitting the rudder system. Due to the hollow design rudder shaft, in particular in the form of a hollow cylinder, cables can be led ⁇ as the data cable, power supply cable ⁇ , etc. to the electric machine in Aktivru.
  • the rudder may for example have a fixed propeller or a variable pitch propeller, which is drivable by the electric machine in the rudder. Both can be used to maneuver or as the sole propulsion of the ship at low speeds.
  • variable pitch influencing the Kurs Sungsgeschwindig ⁇ ness is also possible via a change in slope of the wings.
  • the fixed propeller can serve as a generator during cruising (higher speeds) to drive the electric machine and feed electricity into an electrical system (eg electrical system and / or battery pack or similar).
  • variable pitch propeller as well as the fixed pitch propeller can either produce thrust over the entire speed range as a booster in addition to the main propulsion or can be brought into a feathering position, which minimizes resistance.
  • the adjustment of the variable pitch propeller can be done hydraulically, in particular using water instead of hydraulic oil, or electrically via one or more actuator.
  • the Pro ⁇ peller is arranged at the leading edge of the rudder.
  • the propeller is arranged at the exit edge of the rudder.
  • the propeller jet is advantageously already at least partially de-twisted.
  • this has two or more propellers.
  • Each propeller can be driven directly by its own electric machine in the active rudder.
  • at least two propellers can be driven by an electric machine in the active rudder.
  • the active rudder system allows high maneuverability for many ship types and sizes at low and medium speeds.
  • the Aktivrudersystem can be used as a booster for cruising or as the sole drive at low speeds.
  • the Aktivrudersystem can enable an energetically efficient and flexible solution of the maneuvering, which by the use of an electric motor (electric machine) in ei ⁇ nem flow-favorable housing (eg in a pear shape) and possible minimization of the propeller resistance, is possible.
  • the active rudder system can be optimized by optimally adapting the electric motor to the ambient conditions by performing as a submersible motor (water flow, no seals, no bilge system).
  • the Aktivrudersystem can be carried out under a total waiver of supplies such as oil or grease and is there ⁇ forth also used in environmentally sensitive areas.
  • a solution to the problem also results from a method for retrofitting a ship. For example, the
  • a first rudder in particular a passive rudder, is replaced by an exchange rudder, the rudder being an active rudder.
  • a passive rudder is a rudder that has no propeller.
  • An active rudder is a rudder which has a propeller.
  • the rudder on an electric machine wherein a power converter is assigned to the electric machine, wherein the power converter is installed in particular in a rudder space.
  • the rudder compartment offers sufficient space for retrofitting for a power converter, which is in particular a converter.
  • the power converter in particular has an air cooling. The air cooling is easy to realize.
  • the control room is air conditioned. This improves the air cooling of the converter.
  • a voltage supply, in particular a medium-voltage supply, of the ship is expanded.
  • the power converter can be supplied with electrical energy for operating the electric machine in the active rudder by means of an existing electrical power supply.
  • a drive Rege ⁇ development of the vessel with a regulator for the active rudder (active rudder control) is added.
  • the active rudder controller has as an input the actual value of the rudder position and / or the actual value of the speed of the propeller of the rudder.
  • an operating mode for the operation of the rudder is retrofitted.
  • a Radiomo ⁇ de includes, for example, the operation of the ship with active Aktivruder (the electric machine of the Aktivruders drives the propeller of the rudder) and inactive Haupt ⁇ propeller.
  • the main propeller is operated at cruise and was already before the conversion of the ship on the ship.
  • Another mode of operation includes, for example, the operation of the ship with active Aktivruder and active Hauptpropel ⁇ ler.
  • Another operating mode includes, for example, the Be ⁇ operation of the ship with inactive Aktivruder and active
  • a method for operating an active rudder system wel ⁇ ches is in particular carried out in one of the embodiments described herein, is an electrical machine of the Ak ⁇ tivrudersystems which is mechanically coupled to a propeller of the Aktivruder- system power tools, as well as (or) regeneratively ,
  • the engine operation is offset in time to the generator operation.
  • the propeller is either a fixed propeller or a variable pitch propeller.
  • the electrical machine of the Ak ⁇ tivrudersystems which is mechanically coupled to a propeller of the Aktivruder- system power tools, as well as (or) regeneratively .
  • the engine operation is offset in time to the generator operation.
  • the propeller is either a fixed propeller or a variable pitch propeller.
  • the electrical machine of the Ak ⁇ tivrudersystems which is mechanically coupled to a propeller of the Aktivruder- system power tools, as well as (or) regeneratively .
  • the engine operation is offset in
  • the thrust of the main propeller is used, which in particular by a diesel and / or an electric main propulsion engine
  • the propeller of the Aktivrudersystems ie the propeller on the rudder or the Aktivruders, operated at a constant speed.
  • the drive is used by the propeller of the rudder over the entire range from maneuvering to cruising.
  • Booster mode used. So the speed can be further increased.
  • FIG. 1 shows schematically in a detail a ship 1 with a hull 2.
  • the ship 1 has a main propeller 3 on a hub 4.
  • the Hauptpropel- 1er 3 for propulsion of the ship 1 is mechanically connected via a Hauptan ⁇ drive shaft 5 with a main drive motor 6.
  • the main drive motor 6 is electrically connected via a converter 7 to a power supply network 8 of the ship 1 (this is an island grid).
  • the power supply network 8 is powered by a generator 9.
  • the generator 9 is driven by a diesel 10.
  • the generator 9 and the diesel 10 are located in a machine room 35 of the ship.
  • the ship 1 has an active rudder system 11.
  • the active rudder system 11 has an electrical machine 12.
  • the electric machine 12 of the Aktivrudersys ⁇ tems 11 has a stator 13 and a rotor 14.
  • the rotor 14 is connected via a shaft 15 to a propeller 16.
  • the propeller 16 is in particular a variable pitch propeller or in particular a fixed pitch propeller.
  • the Aktivrudersystem 11 also has a power converter 17. This power converter 17 is located in a rudder compartment 18 of the ship 1.
  • Power converter 17 is connected via power cable 19 with the electrical machine 12 see.
  • the Aktivrudersystem 11 has in addition to the power converter 17 and the active rudder 20.
  • the shaft 15 is mounted on bearings 21, 22, 23 and 24, in particular radial bearings.
  • the bearings 21, 22, 23 and / or 24 can be used as rolling bearings and / or as
  • the active rudder 20 is an exchange rudder 20.
  • the rudder 20 is a rudder that connects to the
  • the electric machine 12 is located in a housing 28.
  • the housing 28 has a pear shape.
  • the housing 28 may therefore also be referred to as a bulb 28.
  • the housing 28 has an opening 29 for water inlet. By entering water, the electric machine 12 can be cooled.
  • the bulb 28 may have a smaller diameter 38 than the diameter 37 of the hub (main driving hub) 4, which is not shown all ⁇ recently in FIG. 1 Is shown that is through ⁇ diameter 38 larger than the diameter 37.
  • the converter 17 is in particular a converter and, via a medium-nungsbus 31 with the power supply network. 8 The
  • Medium voltage bus 31 has been increased in particular via a nachgerüs ⁇ ended branch 31 and has a switch 44.
  • the branch 31 is branched off from the power supply network 8.
  • the power converter 17 has a regulator 32 for regulating the electric machine 12.
  • the drive control 33 of the ship 1 can be supplemented.
  • the controller 32 is connected to a drive control 33 of the ship 1 via a data line 34 connected.
  • the drive control 33 is connected via a data line 36 with at least one component 6, 7, 8, 9 and 10 in Ma ⁇ machine room 35 data technology.
  • the power converter 17 is electrically connected to a first diesel generator system 40.
  • a switch 43 is provided.
  • the first Dieselgeneratorsys ⁇ system 40 has a retrofit this 45 and a retrofit generator 46 on. Both are located in a container 42.
  • the power converter 17 is electrically disconnectable via the switch 44 from a second diesel generator system 41, wherein the second diesel generator system 41 is associated with a main drive system 39.
  • the main drive system 39 has the main drive motor 6, the converter (main drive converter) 7, possibly the power supply network 8 at least partially, the generator (main drive generator) 9 and the diesel (Hauptantriebsdie ⁇ sel) 10.
  • the second diesel generator system 41 includes the main propulsion diesel 10 and the main propulsion generator 9.
  • the illustration of FIG 2 shows the disc 25 of Figure 1 in the neck, wherein also the storage is shown.
  • the ticket ⁇ be 25 is mounted on axial bearings 26 and 27. For this purpose, sliding blocks or pads can be used.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Ein Aktivrudersystem (11), weist eine elektrische Maschine (12) und einen Stromrichter (17) zur Speisung der elektrischen Maschine (12) auf, wobei sich die elektrische Maschine (12) in einem Austauschruder (20) befindet. Ein erstes Ruder ist durch ein Austauschruder (20) ersetzt worden, wobei das erste Ruder ein passives Ruder ist und das Austauschruder (20) ein Aktivruder ist.

Description

Beschreibung
Aktivrudernachrüstung Die Erfindung betrifft ein Aktivruder.
Aktivruder weisen einen Propeller auf. Durch ein Aktivruder kann die Manövrierfähigkeit eines Schiffes verbessert werden. Aus der DE 102 08 595 AI ist eine Aktiv-Ruderanlage bekannt. Die Aktivruderanlage zeigt eine integrierte aktive Schubein¬ richtung, um zusätzlich und auch ohne Anströmung und Profilanstellung wahlweise Axial- oder Querschub zu erzeugen und den Propellerabstrom, die Ruderwirkung und die Propulsion zu verbessern.
Eine erhöhte Manövrierfähigkeit kann auch durch die Verwen¬ dung azimutal um 360° drehbarer Propulsoren erzielt werden. Diese sind jedoch entweder wegen verwendeter Getriebestufen nicht sehr effizient, schwer und teuer oder als Podantrieb an ein dieselelektrisches Antriebskonzept gebunden und ebenfalls mit einem erheblichen Investitionsbedarf versehen. Alternativ können Hochleistungsruder z.B. mit Klappen an der Austrittskante verwendet werden, oder im Stand bis zu sehr kleinen Schiffsgeschwindigkeiten auch Querschubanlagen mit Fest- oder Verstellpropeller .
Eine Aufgabe der Erfindung ist es die das Manövrieren eines Schiffes zu verbessern.
Eine Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem Aktivrudersystem nach Anspruch 1 bzw. bei einem Verfahren zur Umrüstung eines Schiffes nach Anspruch 9, bzw. bei einem Verfahren zum Betrieb eines Aktivrudersystems nach Anspruch 15. Weitere Lö- sungen ergeben sich insbesondere gemäß der Ansprüche 2 bis 8 und 10 bis 14. Ein Aktivrudersystem weist eine elektrische Maschine und ei¬ nen Stromrichter zur Speisung der elektrischen Maschine auf, wobei sich die elektrische Maschine in einem Austauschruder befindet. Das Austauschruder ersetzt insbesondere ein Passiv- rüder. Das Passivruder weist keine elektrische Maschine und/oder einen Propeller auf. Das Aktivrudersystem weist insbesondere ein Aktivruder auf, in welches die elektrische Ma¬ schine integriert ist. Das Aktivruder befindet sich an einem Schiff. Der Stromrichter des Aktivrudersystems befindet sich beispielsweise im Aktivruder selbst oder in einem Raum des
Schiffes. Der Raum ist beispielsweise ein Ruderraum, ein Ma¬ schinenraum oder dergleichen.
Die elektrische Maschine im Aktivruder ist zum Antrieb eines Propellers vorgesehen. Der Propeller des Aktivruders befindet sich im Bereich des Hecks des Schiffes. Der Propeller des Aktivruders kann so angeordnet sein, dass sich zwischen diesem und dem Bug des Schiffes ein Hauptpropeller zum Antrieb be¬ findet .
Durch das Aktivrudersystem kann beispielsweise eine unzurei¬ chende Manövrierfähigkeit eines Schiffes verbessert werden. Dies gelingt insbesondere bei Schiffen, die bislang mit einer konventionellen Wellenanlage mit Ruder (passiv) ausgestattet sind, bei kleinen bis mittleren Geschwindigkeiten.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems ist der Stromrichter mit einem Mittelspannungssystem verbunden. Das Mittelspannungssystem ist beispielsweise ein Mittelspannungsbus bzw. eine Mittelspannungsebene des Schiffes. Durch die Ver¬ wendung der Mittelspannung kann eine elektrische Maschine hoher Leistung und kleiner Bauform in das Aktivruder integriert werden. Die Kleine Bauform ist vorteilhaft für einen geringen Widerstand im Wasser.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems ist der Stromrichter über einen nachgerüsteten Abzweig mit einer Spannungsversorgung verbunden. Die Spannungsversorgung ist insbe- sondere das Mittelspannungssystem. Der Abzweig kann sich in einem Maschinenraum und oder einem Ruderraum befinden. So ist eine einfache Nachrüstung möglich. In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems ist eine Welle des Aktivrudersystems mittels eines Gleitlagers gelagert. Gleitlager benötigen einen geringen Bauraum und können wartungsarm ausgeführt sein. Die Welle ist mit dem Rotor der elektrischen Maschine im Aktivruder und mit dem Propeller des Aktivrudersystems mechanisch verbunden.
Im Aktivruder sind als Lager Wälz- und/oder Gleitlager einsetzbar. Wälzlager sind beispielsweise derart auslegbar, dass diese Axialkräfte aufnehmen können.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems ist das Aktivru¬ der ein Vollschweberuder.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems ist das Aktivru- der ein Halbschweberuder.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems weist dieses ein Gehäuse für die elektrische Maschine auf. Das Gehäuse kann birnenförmig ausgebildet sein. Deswegen kann das Gehäuse auch als Birne bezeichnet werden. Die Birne hat ein dickes Ende und ein schmales Ende. Das dicke Ende ist bei einer Neutral¬ stellung des Aktivruders in Richtung Bug gerichtet. Das schmale Ende ist bei der Neutralstellung des Aktivruders in Richtung Heck des Schiffes gerichtet. In einer Ausgestaltung ist der Durchmesser der Birne (insbesondere der maximale
Durchmesser) kleiner als ein Durchmesser der Hauptantriebsnabe. Dies verbessert die Strömungseigenschaften, wenn der Hauptantrieb mit dem Hauptpropeller aktiv ist. In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems ist dessen Pro¬ peller ein Verstellpropeller. Beim Verstellpropeller können die Propellerflügel in Ihrer Anstellung verstellt werden. Durch den Verstellpropeller kann die Manövrierfähigkeit verbessert werden.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems ist der Strom- richter elektrisch mit einem ersten Dieselgeneratorsystem verbindbar. So kann ein bereits bestehendes System zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden. Es ist auch möglich zur elektrischen Energieversorgung des Aktivrudersystems dieses über eine Batterie und/oder Brennstoffzelle zu speisen.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems ist der Stromrichter elektrisch von einem zweiten Dieselgeneratorsystem abtrennbar, wobei das zweite Dieselgeneratorsystem einem Hauptantriebssystem zugeordnet ist. Das erste Dieselgenera- torsystem ist beispielsweise insbesondere für die Versorgung von Hilfsbetrieben und/oder für die Versorgung eines „Hotelbetriebs" auf einem Kreuzfahrer vorgesehen. So braucht das Dieselgeneratorsystem welches für die Fahrt auf hohe See vorgesehen ist beispielsweise zum Manövrieren in einem Hafen nicht aktiv sein.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems weist dieses das Aktivruder mit einem Elektromotor (elektrische Maschine) auf, der in einem strömungsgünstigen Körper (z.B. einem birnenför- migen Körper) im Ruderblatt, im Nabennachlauf (insbesondere direkt im Nabennachlauf) des Hauptpropellers, angeordnet ist und den Propeller des Aktivruders antreibt. Dadurch können energetisch positive Effekte einer Costa-Propulsionsbirne mit nutzbar gemacht werden.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems ist die elektrische Maschine des Aktivrudersystems als Unterwassermotor aus¬ gelegt. Die elektrische Maschine ist insbesondere mit Wasser (insbesondere Seewasser) durchflutbar. So kann eine einfache Kühlung realisiert werden. Die Kühlung mit Wasser (insbesondere Seewasser) , welches die elektrische Maschine durchströmt oder an deren Gehäuse vorbeiströmt, vereinfacht die Kühlung. Dies bedeutet insbesondere, dass die elektrische Maschine mit Wasser durchströmt wird und dadurch eine gute Wärmeabfuhr ermöglicht wird. So ist beispielsweise schiffsseitig kein wei¬ teres Kühlsystem notwendig. So ist außer einer Stromversorgung kein weiteres Versorgungssystem schiffsseitig für das nachgerüstete Aktivrudersystem notwendig.
Die Durchströmung der elektrischen Maschine kann insbesondere deshalb von Vorteil sein, wenn die im Ruderblatt befindlichen Teile des Gehäuses der elektrischen Maschine außen nicht um- strömt werden und somit nur eine sehr schlechte Wärmeabfuhr in diesen Bereichen realisiert werden kann. Weiterhin können so Dichtungen als Verschleißteile und Fehlerquelle vermieden werden und es wird ein Bilgensystem überflüssig. Um auch die Lagerung ölfrei betreiben zu können, sind vorzugsweise Gleitlager für die radialen Lasten, wie z.B. vom Propeller, Rotor, Welle, Schwerkraft, Fliehkraft, etc. und Schublager, die die Last über einen Flüssigkeitsfilm (Spaltströmung) abtragen, vorgesehen. Durch die Verwendung von Was- ser als Kühl- und Schmiermittel, kann auf Öl und/oder Fett als potentiell umweltschädigende Stoffe verzichtet werden. Damit sind insbesondere alle Lager der elektrischen Maschine im Aktivruder frei von Öl und/oder Fett. In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems weist dieses ei¬ ne Steuerung und/oder Regelung zur Drehrichtungsumkehr auf. Mit einer Drehrichtungsumkehr des Motors im Aktivruders kann auch ein rückwärtiges herausziehen des Schiffes aus einer Po¬ sition ermöglicht werden.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems kann die elektrische Maschine generatorisch betrieben werden. Hierfür ist der Stromrichter, welcher der elektrischen Maschine des Aktivruders zugeordnet ist, insbesondere rückspeisefähig ausge- führt. Der Stromrichter kann auch für einen Vier-Quadranten- Betrieb ausgeführt sein. So kann das Aktivrudersystem mit dessen Propeller am Aktivruder sogar zum Bremsen genutzt werden und es kann Energie rückgewonnen werden. In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems ist die Beweg¬ lichkeit des Aktivruders ist auf maximal ± 90° begrenzt. Dies kann z.B. von der Möglichkeit ab die Drehrichtung/Steigung (Verstellpropeller) zu ändern abhängen. Dadurch kann die Stromversorgung der elektrischen Maschine in einfacher Weise über Kabel erfolgen. So kann ein Einsatz von teuren Schleifringübertragern vermieden werden.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems wird die elekt- rische Energie für die elektrische Maschine im Aktivruder in¬ duktiv übertragen. Auch so kann auf ein Kabel zwischen
Schiffsrumpf und Aktivruder zur elektrischen Energieübertragung bzw. auch eine Schleifringübertragung vermieden werden. In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems weist die elekt¬ rische Maschine eine Nennleistung von größer 500 kW auf.
Elektrische Maschinen dieser Leistungen größer 500 kW können insbesondere zum Manövrieren von großen Schiffen wie Containerschiffen, Tankern, Flugzeugträgern, Kreuzfahrtschiffen, Kreuzern, etc. verwendet werden.
Durch Änderung der Aktivruderlage kann der Grad der Kursände¬ rung bestimmt werden, bis hin zum reinen Querversatz des Schiffes. Dadurch kann der Einbau einer Querschubanlage im Heckbereich vermieden werden.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems ist die elektrische Maschine geregelt, wobei insbesondere die Drehzahl der elektrischen Maschine geregelt ist. So kann eine Kursänderung nicht nur durch die Gradstellung des Aktivruders, sondern auch durch die Drehzahl beeinflusst werden. Ist eine Drehzahlregelung vorgesehen ist auch ein hierfür geeigneter Frequenzumrichter als Stromrichter für die elektrische Maschine vorzusehen. Der Stromrichter kann hier, wie auch in anderen Ausgestaltungen z.B. im Rudermaschinenraum oder im Maschinenraum für die Hauptmaschine sein. Beim Standort im Ruderma¬ schinenraum braucht man bei der Nachrüstung nicht so lange neue Stromkabel ziehen. Der Stromrichter kann beispielsweise von einer Batterie gespeist werden, wobei die Batterie insbe¬ sondere bei Marschfahrt wieder geladen werden kann. Auch eine Brennstoffzelle kann als Energiequelle für das Aktivrudersys¬ tem genutzt werden, bzw. in dieses integriert sein.
In einer weiteren Ausgestaltung des Aktivrudersystems weist dieses zur Energieversorgung einen Dieselgenerator auf, welcher nachgerüstet ist. Der nachgerüstete Dieselgenerator ist also bei der Kiellegung des Schiffes noch nicht geplant gewe- sen. Der nachgerüstete Dieselgenerator ist beispielsweise an Deck, insbesondere in einen Container, aufgestellt.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems wird bei der Nachrüstung des Aktivrudersystems ein voll gearbeiteter Ru- derschaft durch einen hohl ausgeführten Ruderschaft ersetzt. Durch den hohl ausgeführten Ruderschaft, insbesondere in der Form eines Hohlzylinders, können Kabel wie Datenkabel, Strom¬ versorgungskabel, etc. zur elektrischen Maschine im Aktivru¬ der geführt werden.
Das Aktivruder kann beispielsweisen einen Festpropeller oder einen Verstellpropeller aufweisen, welcher durch die elektrische Maschine im Aktivruder antreibbar ist. Beide können zum Manövrieren oder als alleiniger Antrieb des Schiffes bei kleinen Geschwindigkeiten eingesetzt werden. Beim Verstellpropeller ist die Beeinflussung der Kursänderungsgeschwindig¬ keit auch über eine Steigungsänderung der Flügel möglich. Durch die Verwendung herkömmlicher Schraubenpropeller und deren Anordnung am Ruder wird eine hohe Manövrierfähigkeit bei kleinen und mittleren Geschwindigkeiten erzielt, ohne Effizienzeinbußen, wie sie beim Manövrieren durch die indirekte Wirkung des Ruders entstehen, bzw. Größen- oder Geschwindigkeitseinschränkungen zur Folge haben. Der Festpropeller kann bei Marschfahrt (höhere Geschwindigkeiten) zum Antrieb der elektrischen Maschine als Generator dienen und Strom in ein elektrisches System einspeisen (z.B. Bordnetz und/oder Batteriepack o.ä.) . Dies ist eine mögliche praktische Anwendung des Aktivrudersystems, wenn es nicht zum Manövrieren benötigt wird. Der Verstellpropeller wie auch der Festpropeller können z.B. entweder als Booster zusätzlich zum Hauptantrieb über den gesamten Geschwindigkeitsbereich Schub produzieren oder in eine Segelstellung gebracht werden, wodurch sich der Wi- derstand minimiert. Die Verstellung des Verstellpropellers kann hydraulisch, insbesondere unter Verwendung von Wasser anstelle von Hydrauliköl erfolgen, oder elektrisch über einen oder mehrere Stellantrieb. In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems ist dessen Pro¬ peller an der Eintrittskante des Ruders angeordnet.
In einer weiteren Ausgestaltung des Aktivrudersystems ist dessen Propeller an der Austrittskante des Ruders angeordnet. Dort ist vorteilhaft der Propellerstrahl bereits zumindest teilweise entdrallt.
In einer Ausgestaltung des Aktivrudersystems weist dieses zwei oder mehr Propeller auf. Dabei ist jeder Propeller ins- besondere direkt von einer eigenen elektrischen Maschine im Aktivruder antreibbar. In einer weiteren Ausgestaltung sind zumindest zwei Propeller von einer elektrischen Maschine im Aktivruder antreibbar. Durch das Aktivrudersystem ist eine hohe Manövrierfähigkeit bei vielen Schiffstypen und -großen bei kleinen und mittleren Geschwindigkeiten möglich.
Das Aktivrudersystem kann als Booster bei Marschfahrt oder auch als alleiniger Antrieb bei kleinen Geschwindigkeiten eingesetzt werden.
Das Aktivrudersystem kann eine energetisch effiziente und flexible Lösung des Manövrierens ermöglichen, was durch die Verwendung eines Elektromotors (elektrische Maschine) in ei¬ nem strömungsgünstigen Gehäuse (z.B. in einer Birnenform) und möglicher Minimierung des Propellerwiderstandes, möglich ist. Das Aktivrudersystem kann optimiert werden durch eine optimaler Anpassung des Elektromotors an die Umgebungsbedingungen durch die Ausführung als Unterwassermotor (wasserdurchströmt, keine Dichtungen, kein Bilgensystem) .
Das Aktivrudersystem kann unter einem völligen Verzicht auf Betriebsstoffe wie Öl oder Fett ausgeführt werden und ist da¬ her auch in umweltsensitiven Gebieten einsetzbar. Eine Lösung der Aufgabe ergibt sich auch durch ein Verfahren zur Umrüstung eines Schiffes. Um beispielsweise die
Manövrierbarkeit eines Schiffes zu verbessern wird ein passi¬ ves Ruder durch ein aktives Ruder ersetzt. In einer Ausgestaltung wird also ein erstes Ruder, insbesondere ein passi- ves Ruder, durch ein Austauschruder ersetzt, wobei das Austauschruder ein Aktivruder ist. Ein Passivruder ist ein Ruder, welches keinen Propeller aufweist. Ein Aktivruder ist ein Ruder welches einen Propeller aufweist. Durch die Umrüstung wird ein Aktivrudersystem gebildet, welches obig wie auch im Folgenden beschreiben ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens weist das Aktivruder eine elektrische Maschine auf, wobei ein Stromrichter der elektrischen Maschine zugeordnet wird, wobei der Stromrichter insbesondere in einem Ruderraum installiert wird. Der Ruder¬ raum bietet in der Regel bei einer Nachrüstung genügend Platz für einen Stromrichter, welcher insbesondere ein Umrichter ist. Der Stromrichter weist insbesondere eine Luftkühlung auf. Die Luftkühlung ist einfach zu realisieren. In einer weiteren Ausgestaltung ist der Ruderraum klimatisiert. Dies verbessert die Luftkühlung des Stromrichters.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Spannungsversorgung, insbesondere eine Mittelspannungsversorgung, des Schiffes erweitert. Dadurch kann der Stromrichter zum Betrieb der elektrischen Maschine im Aktivruder durch eine bestehende elektrische Energieversorgung mit elektrischer Energie versorgt werden. In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Antriebsrege¬ lung des Schiffes mit einem Regler für das Aktivruder (Aktivruderregler) ergänzt. Der Aktivruderregler hat als eine Eingangsgröße den Istwert der Ruderposition und/oder den Istwert der Drehzahl des Propellers des Aktivruders.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Betriebsmode für den Betrieb des Aktivruders nachgerüstet. Ein Betriebsmo¬ de umfasst beispielsweise den Betrieb des Schiffes mit akti- vem Aktivruder (die elektrische Maschine des Aktivruders treibt den Propeller des Aktivruders an) und inaktivem Haupt¬ propeller. Der Hauptpropeller wird bei Marschfahrt betrieben und war schon vor der Umrüstung des Schiffes am Schiff. Ein weiterer Betriebsmode umfasst beispielsweise den Betrieb des Schiffes mit aktivem Aktivruder und aktivem Hauptpropel¬ ler. Ein weiterer Betriebsmode umfasst beispielsweise den Be¬ trieb des Schiffes mit inaktivem Aktivruder und aktivem
Hauptpropeller .
Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Aktivrudersystems, wel¬ ches insbesondere in einer der hier beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt ist, wird eine elektrische Maschine des Ak¬ tivrudersystems, welche mit einem Propeller des Aktivruder- Systems mechanisch gekoppelt ist, motorisch wie auch (oder) generatorisch betrieben. Der Motorbetrieb ist zum Generatorbetrieb zeitlich versetzt. Der Propeller ist entweder ein Festpropeller oder ein Verstellpropeller. In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die elektrische
Maschine des Aktivrudersystems bei einer Marschfahrt im Gene¬ ratorbetrieb betrieben. Zur Marschfahrt wird der Schub des Hauptpropellers eingesetzt, welcher insbesondere durch einen Diesel und/oder eine elektrische Hauptantriebsmaschine
(Hauptantriebsmotor) in einem Maschinenraum angetrieben wird. In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird der Propeller des Aktivrudersystems, also der Propeller am Aktivruder bzw. des Aktivruders, mit einer konstanten Drehzahl betrieben. In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird der Antrieb durch den Propeller des Aktivruders über den gesamten Bereich von Manövrieren bis Marschfahrt verwendet.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird der Antrieb durch den Propeller des Aktivruders bei Marschfahrt für einen
Boosterbetrieb verwendet. So kann die Geschwindigkeit weiter erhöht werden.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren näher erläutert; dabei zeigt:
FIG 1 schematisch in einem Ausschnitt ein Schiff und
FIG 2 schematisch eine Dichtung.
Die Darstellung nach FIG 1 zeigt schematisch in einem Ausschnitt ein Schiff 1 mit einem Rumpf 2. Das Schiff 1 weist einen Hauptpropeller 3 auf einer Nabe 4 auf. Der Hauptpropel- 1er 3 zum Vortrieb des Schiffes 1 ist über eine Hauptan¬ triebswelle 5 mit einem Hauptantriebsmotor 6 mechanisch verbunden. Der Hauptantriebsmotor 6 ist über einen Umrichter 7 mit einem Stromversorgungsnetz 8 des Schiffes 1 (dabei handelt es sich um ein Inselnetz) elektrisch verbunden. Das Stromversorgungsnetz 8 wird über einen Generator 9 gespeist. Der Generator 9 wird von einem Diesel 10 angetrieben. Der Generator 9 und der Diesel 10 befinden sich in einem Maschinenraum 35 des Schiffes. Das Schiff 1 weist ein Aktivrudersystem 11 auf. Das Aktivrudersystem 11 weist eine elektrische Ma- schine 12 auf. Die elektrische Maschine 12 des Aktivrudersys¬ tems 11 weist einen Stator 13 und einen Rotor 14 auf. Der Rotor 14 ist über eine Welle 15 mit einem Propeller 16 verbunden. Der Propeller 16 ist insbesondere ein Verstellpropeller oder insbesondere ein Festpropeller. Das Aktivrudersystem 11 weist auch einen Stromrichter 17 auf. Dieser Stromrichter 17 befindet sich in einem Ruderraum 18 des Schiffes 1. Der
Stromrichter 17 ist über Leistungskabel 19 mit der elektri- sehen Maschine 12 verbunden. Das Aktivrudersystem 11 weist neben dem Stromrichter 17 auch das Aktivruder 20 auf. Das Aktivruder 20, weist die elektrische Maschine 12, die Welle 15 und den Propeller 16 auf. Die Welle 15 ist über Lager 21, 22, 23 und 24, insbesondere radiale Lager, gelagert. Die Lager 21, 22, 23 und/oder 24 können als Wälzlager und/oder als
Gleitlager ausgeführt sein. Zur Aufnahme axialer Kräfte ist eine Scheibe 25 auf der Welle 15. Diese Scheibe 25 ist durch axiale Gleitlager 26 und 27 gelagert, was in Figur 2 detail¬ lierte dargestellt ist. Das Aktivruder 20 ist ein Austausch- rüder 20. Das Austauschruder 20 ist ein Ruder das an die
Stelle eines anderen Ruders gesetzt wird, welches in der FIG 1 allerdings nicht dargestellt ist. Das andere Ruder ist ins¬ besondere ein passives Ruder, welches keine elektrische Ma¬ schine und auch keinen Propeller aufweist. Die elektrische Maschine 12 befindet sich in einem Gehäuse 28. Das Gehäuse 28 weist eine Birnenform auf. Das Gehäuse 28 kann deswegen auch als Birne 28 bezeichnet werden. Das Gehäuse 28 weist eine Öffnung 29 zum Wassereintritt auf. Durch eintretendes Wasser kann die elektrische Maschine 12 gekühlt werden. Die Birne 28 kann einen kleineren Durchmesser 38 haben als den Durchmesser 37 der Nabe (Hauptantriebsnabe) 4, was in der FIG 1 aller¬ dings nicht dargestellt ist. Dargestellt ist, dass der Durch¬ messer 38 größer ist als der Durchmesser 37. Der Stromrichter 17 ist insbesondere ein Umrichter und über einen Mittelspan- nungsbus 31 mit dem Stromversorgungsnetz 8 verbunden. Der
Mittelspannungsbus 31 ist insbesondere über einen nachgerüs¬ teten Abzweig 31 vergrößert worden und weist einen Schalter 44 auf. Der Abzweig 31 ist vom Stromversorgungsnetz 8 abgezweigt. Der Stromrichter 17 weist einen Regler 32 zur Rege- lung der elektrischen Maschine 12 auf. Durch diesen Regler 32 für elektrische Maschine 12 kann die Antriebsregelung 33 des Schiffes 1 ergänzt werden. Der Regler 32 ist mit einer Antriebsregelung 33 des Schiffes 1 über eine Datenleitung 34 verbunden. Die Antriebsregelung 33 ist über eine Datenleitung 36 mit zumindest einer Komponente 6, 7, 8, 9 und 10 im Ma¬ schinenraum 35 datentechnisch verbunden. Beim Aktivrudersystem 11 ist der Stromrichter 17 elektrisch mit einem ersten Dieselgeneratorsystem 40 verbindbar. Hierfür ist ein Schalter 43 vorgesehen. Das erste Dieselgeneratorsys¬ tem 40 weist einen Nachrüstdiese 45 und einen Nachrüstgenera- tor 46 auf. Beides befindet sich in einem Container 42. Der Stromrichter 17 ist über den Schalter 44 elektrisch von einem zweiten Dieselgeneratorsystem 41 abtrennbar ist, wobei das zweite Dieselgeneratorsystem 41 einem Hauptantriebssystem 39 zugeordnet ist. Das Hauptantriebssystem 39 weist den Hauptantriebsmotor 6, den Umrichter (Hauptantriebsumrichter) 7, ggf. das Stromversorgungsnetz 8 zumindest teilweise, den Generator (Hauptantriebsgenerator) 9 und den Diesel (Hauptantriebsdie¬ sel) 10 auf. Das zweite Dieselgeneratorsystem 41 weist den Hauptantriebsdiesel 10 und den Hauptantriebsgenerator 9 auf. Die Darstellung nach FIG 2 zeigt die Scheibe 25 nach FIG 1 im Ausschnitt, wobei auch deren Lagerung gezeigt ist. Die Schei¬ be 25 ist über axiale Gleitlager 26 und 27 gelagert. Hierfür können Gleitsteine oder Pads verwendet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Aktivrudersystem (11), welches eine elektrische Maschine (12) und einen Stromrichter (17) zur Speisung der elektri- sehen Maschine (12) aufweist, wobei sich die elektrische Ma¬ schine (12) in einem Austauschruder (20) befindet.
2. Aktivrudersystem (11) nach Anspruch 1, wobei der Stromrichter (17) mit einem Mittelspannungsbus (31) verbunden ist.
3. Aktivrudersystem (11) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Stromrichter (17) über einen nachgerüsteten Abzweig (31) mit einer Spannungsversorgung verbunden ist.
4. Aktivrudersystem (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Welle (15) des Aktivrudersystems (11) mittels ei¬ nes Gleitlagers (21,22,23,24) gelagert ist.
5. Aktivrudersystem (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Birne (28) deren Durchmesser (38) kleiner ist als ein Durchmesser (37) der Hauptantriebsnabe (4).
6. Aktivrudersystem (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Verstellpropeller (16) .
7. Aktivrudersystem (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Stromrichter (17) elektrisch mit einem ersten Dieselgeneratorsystem (40) verbindbar ist.
8. Aktivrudersystem (11) nach Anspruch 7, wobei der Stromrichter (17) elektrisch von einem zweiten Dieselgeneratorsystem (41) abtrennbar ist, wobei das zweite Dieselgeneratorsys¬ tem (41) einem Hauptantriebssystem (39) zugeordnet ist.
9. Verfahren zur Umrüstung eines Schiffes (1), wobei ein ers¬ tes Ruder durch ein Austauschruder (20) ersetzt wird, wobei das erste Ruder ein passives Ruder ist und das Austauschruder (20) ein Aktivruder ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Aktivruder (20) eine elektrische Maschine (12) aufweist, wobei ein Stromrichter (17) der elektrischen Maschine (12) zugeordnet wird, wobei der Stromrichter (17) insbesondere in einem Ruderraum (18) installiert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei eine Spannungsversorgung, insbesondere eine Mittelspannungsversorgung (31), des Schiffes (1) erweitert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei eine Antriebsregelung (33) des Schiffes (1) mit einem Regler (32) für das Aktivruder (20) ergänzt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei ein
Betriebsmode für den Betrieb des Aktivruders (20) nachgerüs¬ tet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei ein Aktivrudersystem (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet wird.
15. Verfahren zum Betrieb eines Aktivrudersystems (11), wobei mit einer elektrischen Maschine (12) zum Antrieb eines Pro- pellers (16) ein Generatorbetrieb durchgeführt wird, wobei insbesondere ein Aktivrudersystem (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet wird und/oder wobei insbesondere ein Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14 durchgeführt wurde .
PCT/EP2018/068591 2017-08-02 2018-07-10 Aktivrudernachrüstung WO2019025134A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017213414.3A DE102017213414A1 (de) 2017-08-02 2017-08-02 Aktivrudernachrüstung
DE102017213414.3 2017-08-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019025134A1 true WO2019025134A1 (de) 2019-02-07

Family

ID=63041974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/068591 WO2019025134A1 (de) 2017-08-02 2018-07-10 Aktivrudernachrüstung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017213414A1 (de)
WO (1) WO2019025134A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0117881A1 (de) * 1983-03-03 1984-09-12 Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Schiffspropulsionsanlage mit einem Haupt- und einem Zusatzpropeller
DE10208595A1 (de) 2002-02-27 2003-09-11 Alfred Dudszus Aktiv-Ruderanlage
US20100136857A1 (en) * 2007-04-26 2010-06-03 Gideon Raphael Goudsmit Vessel with retractable motor/generator assembly
KR20120136067A (ko) * 2011-06-08 2012-12-18 삼성중공업 주식회사 에너지 회수 장치를 구비한 선박
US20130336818A1 (en) * 2010-12-31 2013-12-19 Abb Oy Propulsion system
FR3026716A1 (fr) * 2014-10-06 2016-04-08 Sagem Defense Securite Gouvernail a hydrogenerateur integre et navire comportant un tel gouvernail

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD54909A1 (de) * 1966-03-07 1967-03-20 Klaus Goetzen Anordnung zum Parallelbetrieb von Drehstrom Generatoren mit einer Drehstrom Wellenmaschine auf Schiffen mit Verstellpropeller
DE3207398C2 (de) * 1982-03-02 1986-03-06 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Schiffspropulsionsanlage mit einem Haupt- und einem Kontrapropeller
JP5524672B2 (ja) * 2009-04-01 2014-06-18 新潟原動機株式会社 舶用推進装置
JP5496561B2 (ja) * 2009-06-15 2014-05-21 新潟原動機株式会社 舶用推進装置
JP5496563B2 (ja) * 2009-07-24 2014-05-21 新潟原動機株式会社 舶用推進装置
KR20130133231A (ko) * 2010-12-31 2013-12-06 에이비비 오와이 추진 시스템

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0117881A1 (de) * 1983-03-03 1984-09-12 Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Schiffspropulsionsanlage mit einem Haupt- und einem Zusatzpropeller
DE10208595A1 (de) 2002-02-27 2003-09-11 Alfred Dudszus Aktiv-Ruderanlage
US20100136857A1 (en) * 2007-04-26 2010-06-03 Gideon Raphael Goudsmit Vessel with retractable motor/generator assembly
US20130336818A1 (en) * 2010-12-31 2013-12-19 Abb Oy Propulsion system
KR20120136067A (ko) * 2011-06-08 2012-12-18 삼성중공업 주식회사 에너지 회수 장치를 구비한 선박
FR3026716A1 (fr) * 2014-10-06 2016-04-08 Sagem Defense Securite Gouvernail a hydrogenerateur integre et navire comportant un tel gouvernail

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017213414A1 (de) 2019-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1893477B1 (de) Schiff
EP2279111B1 (de) Unterseeboot mit einem propulsionsantrieb mit einem elektroringmotor
EP2571763B1 (de) Hybrides antriebs- und energiesystem für fluggeräte
DE3207398C2 (de) Schiffspropulsionsanlage mit einem Haupt- und einem Kontrapropeller
EP1796959B1 (de) Pod-schiffsantrieb mit hydrodynamischem getriebe
WO2012035071A1 (de) Verfahren zum betreiben eines schiffes, insbesondere eines frachtschiffes, mit wenigstens einem magnus-rotor
EP0935553B1 (de) Doppelpropeller-antrieb für wasserfahrzeuge
EP2279113A2 (de) Strömungsmaschine mit zumindest zwei rotoren
EP2417019B1 (de) Schiffsantrieb
EP2605958B1 (de) Verstellpropeller oder -repeller
WO2010115479A1 (de) Hybridantrieb eines schiffes
WO2012034968A1 (de) Schiff, insbesondere frachtschiff, mit einem magnus-rotor
EP0117881A1 (de) Schiffspropulsionsanlage mit einem Haupt- und einem Zusatzpropeller
EP2616329B1 (de) Schiff mit öffnung zum entfernen eines energieversorgungssystems
DE4340747C1 (de) Schiffspropulsionsanlage mit zwei gegenläufig rotierenden Propellern
DE102011005223A1 (de) Elektrisches Antriebssystem für ein Wasserfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines derartigen Antriebssystems
DE102022203332B3 (de) Steuerverfahren für ein Schiff mit einem Verstellpropeller
WO2019025134A1 (de) Aktivrudernachrüstung
EP1300332B1 (de) Fahranlage für Schiffe, insbesondere für Kreuzfahrtschiffe
DE102021107470B4 (de) Wasserfahrzeug
DE102004058259B4 (de) Drehzahlvariabler Schiffsantrieb
DE4440791A1 (de) Unterwasser-Strahlantrieb
DE19601226A1 (de) Anordnung zum Steuern eines Wasserfahrzeuges unter Benutzung einer einen gerichteten Wasserstrahl erzeugenden Vorrichtung
EP4230517A1 (de) Frachtschiff mit effizenzverbessertem mehrpropellerantrieb
DE102013108161B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer Doppelendfähre

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18746604

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18746604

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1