ELECTRICALLY DRIVEN SHIP'S PROPELLER AND ITS USE

Abstract: 1. Electrically driven ship's propeller in fixed nozzle, wherein the stator of an electrical motor is arranged directly in the nozzle and the rotor of the electrical motor is arranged in a ring connecting the shortened blade end portions of the propeller or in individual curved plates fastened at the blade ends, characterized thereby, that the stator (8) is laid into the end portion of the nozzle (3), that the curved plates (9) receiving the rotor (10) or the ring, which connects these peripherally, of the propeller (4), which is likewise arranged in the end portion of the nozzle, are prolonged (11) beyond the plane formed by the rearward boundary edges of the blades and that the gap separating the stator (8) and the rotor (10) is flooded by ambient seawater.

Description: wElektrisch angetriebene Schiffsschraube" Die Erfindung betrifft eine elektrisch angetriebene Schiffsschraube nach der Oberbegriff des Anspruchs 1. Aus der DE-PS 688 114 ist eine solche Schiffsschraube bekannt. Diese lFuft etwa mittig in einer Düse, wobei Stator und Rotor des Elektromotors von dem Düsenkörper aufgenommen werden. Mit deiu Rotor sind die FlEgelenden der Schraube verbunden. Die Schraube kann dabei auf einer Welle gelagert und diese über ein Armkreuz in der Düse gehalten sein. Einc anderc Lagerung der Schiffsschraube und des Rotors kann unmittelbar in der Düse über Rollen, Kugeln oder konische Rollen erfolgen. Die Lager messen in diesem Fall den Schrauben schub und das Gewicht des Rotors aufnehmen können, Ein Austausch bzw. eine Wartung von Stator bzw. Rotor und Propeller ist nur durch Auseinanderbau der Düse möglich. Eine solche Anordnung ist bekanntlich such bei einer Anordnung des Rotore in der Achse der Schiffsschraube, wie bei den Motoren der Fa. Pleuger, geeignet, eine crhöhtc Schubleistung bei hochbelasteten Propellern zu erzeugen. Bei normaler Schubbelastung der Schiffsschreube erbringt eine solche Anordnung keine Verbesserung des Wirkungagrades des Propellers. Ferner ist der sogenannte TVF-Propeller (tip vortex free) bekannt, Zeitschrift HANSAN 1982, Nr. 12, Seite 816, bei dem die FlEgelspitzen des Propellers beschnitten werden und eine Gurtung erhelten. Diese kennen als gekrümmte Platten susgebil- det und an den FlUgelenden angebracht sein, um eine mit dem Propeller gleichschsig kreisende Tragfläche zu bilden. Der Propeller ist am Ende einer DEse angeordnet und wird von der Welle angetrieben. Hit diesen Propellern kann ein erhöhter Schub auch bei normal belasteten Schrauben erzeugt werden. Werden solche Propeller als Aktivruder, schwenkbare Gondel Antriebe oder U-Boot-Antriebe mit einer Drehmomenteneinleitung Ober die FlEgelansEt2e elektrisch betrieben, so müssen im Durchschnitt grosse Naben bzw. lange elektrische Maschinen eingesetzt wurden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch an getri-ebene Schiffsschraube der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die durch ihre Anordnung und die Art der Drehmomenteinleitung eine grosse Schubwirkung bei geringen Drehzahlen und eine hohe-Wartungsfreundlichkeit gewShrleistet. Diese Aufgabe wird erfindungsgem B durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelost. Die Schiffsschraube nach der Erfindung hat den besonderen Vortell, dass eine wesentliche Wirkungsgradverbesserung gegenüber den herkdmmlichen Antrieben dieser Art erzielt wird und bei ihrem Einsatz als U-Boot-Antrieb die Energie aus dem gesamten Reibungs-Nachstrom zurückgewonnen werden kann. Durch die zentrale Lagerung wird eine gute Ruderwirkung erzielt, die Ruderflächen kennen minimal sein. Der Ein- und Ausbau und die Wartung des Propeller und des Motorrotors sind einfach und unproblematisch. Weiterbildungen der Erfindung sind in den UnteransprOchen enthalten. Anhand der in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiele nach der Erfindung sollen weitere Erläuterungen gegeben werden. Es zeigen Fig. 1 den Anmeldungegegenstand als Aktivruder, Fig. 2 als Düsen-Gondel-Antrieb, Fig. 3 und 4 als Antrieb für U-Boote. Das Aktivruder nach Fig. Is zeigt ein Ruderblatt 1, das in Gb- licher Weise über den Ruderschaft Z im Heck eines Schiffes gelagert ist. An der Vorderscite des Ruderblattes 1 ist eine Düse 3 und innerhalb der Düsc unmittelbar vor der Vorderkante eine Schraube 4 mit einer Selle 5 im Ruderblatt gelagert. Zur Befestigung der Schraubenflügel 6 ist eine schlanke Nabe 7 vorgesehen. In den Endteil der Düse 3 ist der Stator 8 eines Elektromotors eingelassen. Die elektrischen Zuleitungen können durch den Ruderschaft 2 zum Stator 8 geführt werden. Die FlUgelenden der Schraube 4 sind beschnitten und mit str5- mungstechnisch geformten Platten. 9 versehen. Aus Festigkeitsgründen können die einzelnen Platten 9 zu einem peripheren Ring miteinander verbunden sein. Die Platten 9 kennen sektorweise den Rotor 10 aufnehmen. Bei Verwendung eines peripheren Ringes wird der Rotor Ober den ganzen Umfeng verteilt. Die Platten 9 oder der Ring werden über die durch hintere Begren zungskanten der Flügel 6 gebildete Ebene hinaus verlängert (Fortsätze 11), wodurch die an den Flugelenden normalerweise entstehende Wirbelbildung linearisiert wird. Der Spalt zwischen Stator 8 und Rotor 10 ist vom umgebenden Wasser durch strssmt. Aus Fig. Ib, die einen Schnitt A - A' der Fig. 1a darstellt, ist zu ersehen, dass die Nabe 7 des Propeller 4 schlank ausgebildet ist und strömungstechnisch günstig in das Ruderblatt 1 Obergeht. Wenn der Rotor permanent erregt wird, kann die Drehzshl des Propellers 4 Ober eine U/f = Const-Regelung eingestellt werden. Die Düsengondel 12 nach Fig. 2a ist im Heck eines Schiffes Ober einen Schaft 13 gelagert. Der Propeller 14 mit den Platten 15 oder einem peripheren Ring, die den Rotor aufnehmen, ist in den Endbereich der DGsc 16 gelegt. Die Lagerung der Propellerwelle 17 erfolgt Ober ein strömungstechnisch ausgebildetes Armkreuz 18. Fig. 2b zeigt die Draufsicht auf das Armkreuz 18. Um den Strömungswiderstand der Platten 15 oder des Ringes herabzusetzen, kann es zweckmässig sein, den Endteil 19 der-DUse 16 mit vergröBertem Innendurchmesser auszufOhren, so dass die Platten 15 oder der Ring etwa zur Hälfte in der ringförmigen Ausnehmung der Düse laufen. In Fig. 3 ist das Heck 20 eines U-Bootes angedeutet mit dem Druckkörper 21 und dem Hüllkörper 22. Während Oblicherweise der Propeller des U-Bootes über eine Welle vom Inneren des Druckkörpers sngetrieben wird und dadurch erhebliche Abdichtprobleme bei der DurchfOhrung der Welle durch den Druckkssrper zu bewältigen sind, wird diese Schwierigkeit jetzt heseitigt. Die Duse 23 wird mittels Armkreuzen 24, 25 am Hüllkörper 22 befestigt. FOr die Lagerung des Propellers 26 weist der Hüll- körper 22 einen zylindrischen Ansatz 27 auf Hierdurch wird ein Propellerausbau erheblich vereinfacht und darflber hinaus wird der gesamte Reibunganachatrom von der Düse 23 eingefangen und zur Propulsion susgenutzt. Fig. 4 zeigt eine Variante eines U-Boot-Antriebes. Der Ansatz 28 des Hüllkdrpers 22 ist etwas starker ausgeführt. An ihm ist die Düse 29 mit einem Armkreuz 30 befestigt, der Propeller 31 gelagert und hinter diesem sind Tiefenruder 32 und Seitenruder 33 angeordnet. Auch hier wird der gesamte Reibunganachstrom zur Propulsion ausgenutzt und die Ruderwirkung wesentlich erhöht.

Claims: PATENTANSPRÜCHE 1. Elektrisch sngetriehene Schiffsschraube in fester Düse, wobei unmittelbar in der Düse der Stator und in einem die verkürzten FlEgelendsektionen der Schraube verbindenden Ring oder in einzelnen an den FlUgelenden befestigten gekrummten Platten der Rotor eines Elektromotors angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (8) in den Endabechnitt der DOse (3) gelegt ist, dass die den Rotor C10 > aufnehmenden ge krümmen Platten (9) oder der diese peripher verbindende Ring der ebenfalls in den Endabschnitt der Düse angeordneten Schraube (4) Ober die durch die hinteren Begrenzungskanten der Flü- gel gebildete Ebene hinaus verlängert (11) sind, und dass der den Stator (8) und den Rotor (10) trennende Spalt von umgebendem Meereswasser geflutet ist. 2. Elektrisch angetriebene Schiffsschraube nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung als Aktivruder, wobei die Schraube (4) mittels einer Achse (5) im Ruderblatt (1) gelagert ist. 3. Elektrisch angetriebene Schiffsschraube nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung sls Düsen-Gondelantrieb (12), bei dem die Schraube (14) in der Gondel und die Gondel Ober ein Armkreuz (18) in der Düse (16) gehaltert sind. 4. Elektrisch angetriebene Schiffsschraube nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Einsatz als U-Boot-Antrieb, bei dem die DOse (23, 29) mit mindestens einem Armkreuz (24, 30) am HOllk5rper (22) gehaltert und die Schraube (26, 31) auf einem im Durchmesser stark verringerten Fortsatz (27, 28) des HUll- körpers gelagert sind. 5. Elektrisch angetriebene Schiffsschraube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Schraube (31) die Ruder (32, 33) des Bootes angeordnet sind. 6. Elektrisch angetriebene Schiffsschraube noch einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daB die Platten (9, 15) oder der periphere Ring in einer Ausnehmung im Endteil der DOse,- (3, 16, 23, 29) laufen.

Inventors: HARS, WOLFGANG, DR.-ING., KRANERT, KLAUS, DR.-ING.
Applicants: LICENTIA PATENT-VERWALTUNGS-GMBH
Application year: 1983
Main classification: B63H5
IPC codes: B63H21, B63H1, B63H5, B63H23