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DE102021100135A1 - Marine propulsion and ship equipped therewith - Google Patents

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DE102021100135A1
DE102021100135A1 DE102021100135.8A DE102021100135A DE102021100135A1 DE 102021100135 A1 DE102021100135 A1 DE 102021100135A1 DE 102021100135 A DE102021100135 A DE 102021100135A DE 102021100135 A1 DE102021100135 A1 DE 102021100135A1
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Schottel GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schiffsantrieb, umfassend ein tunnelförmiges Gehäuse (1) und einen im Gehäuse (1) angeordneten, elektrisch angetriebenen Propeller (2) mit einem ringförmigen Rotor (20), der auf seiner radial inneren Seite eine Vielzahl von Propellerblättern (21) trägt und auf seiner radial äußeren Seite einen Stator (22) zum Antrieb des Rotors (20) aufweist, wobei sich der Stator (22) lediglich über einen Teilumfangsbereich des Rotors (20) erstreckt.The invention relates to a ship's propulsion system, comprising a tunnel-shaped housing (1) and an electrically driven propeller (2) arranged in the housing (1) and having an annular rotor (20) which carries a large number of propeller blades (21) on its radially inner side and has a stator (22) on its radially outer side for driving the rotor (20), the stator (22) extending only over a partial peripheral region of the rotor (20).

Description

Die Erfindung betrifft einen Schiffsantrieb, umfassend ein tunnelförmiges Gehäuse und einen im Gehäuse angeordneten, elektrisch angetriebenen Propeller mit einem ringförmigen Rotor, der auf seiner radial inneren Seite eine Vielzahl von Propellerblättern trägt und auf seiner radial äußeren Seite einen Stator zum Antrieb des Rotors aufweist.The invention relates to a ship's propulsion system, comprising a tunnel-shaped housing and an electrically driven propeller arranged in the housing and having an annular rotor which carries a large number of propeller blades on its radially inner side and has a stator for driving the rotor on its radially outer side.

Derartige Schiffsantriebe sind bekannt und werden als sogenannte Rim Thruster sowohl als Hauptantrieb wie auch als Manövrierantrieb, etwa in Form von Querstrahlern insbesondere bei Personenschiffen und großen Yachten vorgesehen. Sie bilden einen raumsparenden und gewichtsreduzierten Antrieb, der die elektrische Energie direkt und ohne Transmissionsverluste in Antriebskraft umsetzt. Bei den bekannten Rim Thrustern sind die Propellerblätter auf der radial inneren Seite des ringförmigen Rotors angeordnet und der Rotor ist von einem konzentrisch auf der radial äußeren Seite angeordneten Stator eingehüllt, der sich ebenfalls ringförmig um den Umfang des Rotors über 360° erstreckt. Damit ist der vom Stator gebildete Aktivteil des elektrisch angetriebenen Propellers vollkommen unter Wasser angebracht, umschließt den Rotor vollständig und bildet auch gleichzeitig das Fundament für die Aufnahme der Propulsionskräfte. Je nach Bauform des Rim Thrusters wird der Rotor zugleich am Stator in Gleitführungen gelagert oder aber die radial innenseitig vorstehenden Enden der Propellerblätter sind auf einer zentral angeordneten Nabe gelagert, die ihrerseits am Gehäuse abgestützt ist. Beispiele derartiger Rim Thruster sind in der EP 1 739 007 A1 und der US 3 708 251 A offenbart.Such ship drives are known and are provided as so-called rim thrusters both as a main drive and as a maneuvering drive, for example in the form of transverse thrusters, particularly in passenger ships and large yachts. They form a space-saving and weight-reduced drive that converts the electrical energy directly into drive power without transmission losses. In the known rim thrusters, the propeller blades are arranged on the radially inner side of the annular rotor and the rotor is enveloped by a stator arranged concentrically on the radially outer side, which also extends annularly around the circumference of the rotor over 360°. This means that the active part of the electrically driven propeller, formed by the stator, is completely submerged, completely enclosing the rotor and at the same time forming the foundation for absorbing the propulsion forces. Depending on the design of the rim thruster, the rotor is also mounted on the stator in sliding guides or the ends of the propeller blades protruding radially on the inside are mounted on a centrally arranged hub, which in turn is supported on the housing. Examples of such rim thrusters are in EP 1 739 007 A1 and the U.S. 3,708,251 A disclosed.

Ein Nachteil derartiger Rim Thruster gegenüber einem herkömmlichen Querstrahler ist der aufwändige Einbau sowie die Wartung des unter Wasser befindlichen elektrischen Aktivteils des Motors, insbesondere des Stators, welche nur durch Dockung des mit dem Rim Thruster ausgerüsteten Schiffes durchführbar ist. Dieses Problem kann durch Einbau eines relativ aufwendigen, großräumigen Brunnens im Schiffskörper zwar umgangen werden, jedoch ist eine solche Vorgehensweise sehr kostenintensiv und erfordert erheblichen Bauraum. Ein weiterer Nachteil eines Rim Thrusters in der Anwendung als (Haupt-) Antrieb mit Düse, etwa in Form eines Azimutantriebs oder in Swing-out Bauweise, liegt in dem vergleichsweise großen Düsenquerschnitt, den die Aufnahme des Rotors und Stators bedingt. Ein weiterer Nachteil sind die hohen Spaltverluste bekannter Rim Thruster.A disadvantage of such rim thrusters compared to a conventional transverse thruster is the complex installation and maintenance of the electrical active part of the motor located under water, in particular the stator, which can only be carried out by docking the ship equipped with the rim thruster. Although this problem can be circumvented by installing a relatively complex, large-scale well in the ship's hull, such a procedure is very cost-intensive and requires considerable installation space. Another disadvantage of a rim thruster when used as a (main) drive with a nozzle, for example in the form of an azimuth drive or in a swing-out design, is the comparatively large nozzle cross section, which is required to accommodate the rotor and stator. Another disadvantage is the high gap losses of known rim thrusters.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schiffsantrieb der eingangs genannten Art, insbesondere in Form eines Rim Thrusters, vorzuschlagen, der die Nachteile des Standes der Technik umgeht.The object of the invention is to propose a ship propulsion system of the type mentioned at the outset, in particular in the form of a rim thruster, which avoids the disadvantages of the prior art.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß die Ausgestaltung eines Schiffsantriebs mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen.To solve the problem, the design of a ship's propulsion system with the features of patent claim 1 is proposed according to the invention.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous refinements and developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Vorschlag sieht vor, dass sich der Stator lediglich über einen Teilumfangsbereich des Rotors erstreckt. Durch eine solche Ausgestaltung ist es erfindungsgemäß möglich, den durch die im Wasser stehenden Teile benötigten Bauraum des Schiffsantriebes zu verkleinern, was strömungstechnische Vorteile mit sich bringt. Darüber hinaus kann der Stator in Bezug auf den ringförmigen Rotor an einer geeigneten Position derart angeordnet werden, dass er in einem entsprechenden Einbauraum im Schiffsrumpf angeordnet werden kann, sodass er über den Schiffsrumpf zugänglich und insbesondere ein- und ausgebaut werden kann, ohne dass eine Dockung des Schiffes erforderlich ist. Weiterhin ergeben sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung verbesserte Gestaltungsmöglichkeiten für den Spalt zwischen Rotor und Stator, um die Spaltverluste zu minimieren.The proposal according to the invention provides that the stator only extends over a partial peripheral area of the rotor. Such a configuration makes it possible according to the invention to reduce the installation space of the ship's propulsion system required by the parts standing in the water, which has advantages in terms of flow technology. In addition, the stator can be arranged in relation to the annular rotor at a suitable position such that it can be arranged in a corresponding installation space in the ship's hull, so that it can be accessed via the ship's hull and in particular installed and removed without docking of the ship is required. Furthermore, the design according to the invention results in improved design options for the gap between the rotor and the stator, in order to minimize the gap losses.

Die Anordnung eines ringförmigen Rotors mit einem lediglich über einen Teilumfangsbereich des Rotors sich erstreckenden Stator wird von Linearantrieben abgeleitet, in dem die üblicherweise lang gestreckte geradlinige Schiene des Linearantriebs in einen Rotor mit ringförmiger Erstreckung überführt wird.The arrangement of an annular rotor with a stator extending only over a partial peripheral area of the rotor is derived from linear drives, in which the usually long, straight rail of the linear drive is converted into a rotor with an annular extension.

Es hat sich im Rahmen der Erfindung überraschend gezeigt, dass mit einer solchen Anordnung ein elektrisch angetriebener Propeller eines Schiffsantriebs auch im Dauerbetrieb mit hoher Leistung und überaus vorteilhaften konstruktiven Auslegungsmöglichkeiten geschaffen werden kann.It has surprisingly been shown within the scope of the invention that with such an arrangement an electrically driven propeller of a ship's propulsion system can be created even in continuous operation with high performance and extremely advantageous structural design options.

Nach einem Vorschlag der Erfindung wird der Stator im oberen Bereich des Propellers angeordnet, beispielhaft etwa bei Betrachtung in Richtung der Propellerdrehachse zwischen einer Position bei etwa 10:00 Uhr und bei etwa 2:00 Uhr.According to one proposal of the invention, the stator is arranged in the upper area of the propeller, for example when viewed in the direction of the propeller axis of rotation between a position at around 10:00 o'clock and at around 2:00 o'clock.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung verläuft der Stator über ein konzentrisch zum Rotor angeordnetes Ringsegment, welches von einem Winkel zwischen etwa 90 und 150° begrenzt ist, insbesondere etwa 120°.According to a further proposal of the invention, the stator runs over a ring segment which is arranged concentrically to the rotor and is delimited by an angle of between approximately 90 and 150°, in particular approximately 120°.

Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Propellerblätter und der Rotor auf einer zentral angeordneten Nabe drehbar gelagert sind und die Nabe am Gehäuse abgestützt ist.According to the invention it is further provided that the propeller blades and the rotor are rotatably mounted on a centrally arranged hub and the hub is supported on the housing.

Nach einem Vorschlag der Erfindung weist das Gehäuse im Bereich seiner Oberseite einen Schacht auf, in welchen der Stator einsetzbar ist. Dieses Einsetzen des Stators in das Gehäuse unmittelbar benachbart zum Rotor kann dadurch erleichtert werden, dass nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung der Stator in einem wasserdichten und in den Schacht einsetzbaren Statorgehäuse angeordnet ist.According to one proposal of the invention, the housing has a shaft in the area of its upper side, into which the stator can be inserted. This insertion of the stator into the housing directly adjacent to the rotor can be facilitated in that, according to a further proposal of the invention, the stator is arranged in a watertight stator housing that can be inserted into the shaft.

Zur Beeinflussung der Spaltmaße kann das Statorgehäuse überdies höhenverstellbar in den Schacht angeordnet sein.In order to influence the gap dimensions, the stator housing can also be arranged in the shaft so that it can be adjusted in height.

Der Rotor kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung mit einer Vielzahl von Permanentmagneten ausgebildet sein, die in regelmäßigen Abständen entlang des Umfangs des Rotors angeordnet und gegebenenfalls beschichtet sind.According to one embodiment of the invention, the rotor can be formed with a multiplicity of permanent magnets which are arranged at regular intervals along the circumference of the rotor and are optionally coated.

Neben einem solchen permanent erregten Rotor kann nach einem alternativen Vorschlag der Erfindung der Rotor auch als Kurzschlussläufer ausgeführt sein.In addition to such a permanently excited rotor, according to an alternative proposal of the invention, the rotor can also be designed as a squirrel-cage rotor.

In jeder Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schiffsantriebes erfolgt die Kühlung des Antriebes maßgeblich durch das umströmende Wasser. Gegebenenfalls kann der Stator gezielt durch Wasser- oder Luftkühlung zusätzlich gekühlt werden.In each embodiment of the ship's propulsion system according to the invention, the cooling of the propulsion system is largely effected by the water flowing around it. If necessary, the stator can be additionally cooled in a targeted manner by water or air cooling.

Die Erfindung betrifft ferner auch ein Schiff mit einem Rumpf und einem durch den Rumpf verlaufenden Tunnel und einem von oben in den Tunnel einmündenden Brunnen, in denen ein vorangehend erläuterte Schiffsantrieb eingesetzt ist, wobei das Gehäuse des Schiffsantriebes im Bereich des Brunnens einen Teilabschnitt des Tunnels ausbildet und diesen insoweit fluchtend fortsetzt. Der Brunnen kann dabei sehr einfach und platzsparend ausgelegt werden, da er lediglich den von oben, insbesondere vertikal über den Rumpf einsetzbaren Schiffsantrieb aufnehmen muss.The invention also relates to a ship with a hull and a tunnel running through the hull and a well opening into the tunnel from above, in which a ship's drive as explained above is used, the housing of the ship's drive forming a section of the tunnel in the area of the well and this extent continues in alignment. The well can be designed in a very simple and space-saving manner, since it only has to accommodate the ship's propulsion system, which can be used from above, in particular vertically over the hull.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass der Stator im Schiffsrumpf von der Oberseite des Brunnens her zugänglich ist, was sowohl den Einbau als auch die Wartung erheblich vereinfacht, da auf eine Dockung des Schiffes verzichtet werden kann.It is provided in particular that the stator in the ship's hull is accessible from the top of the well, which considerably simplifies both installation and maintenance, since the ship does not need to be docked.

Als weitere Variante ist denkbar, die Funktion des tunnelförmigen Gehäuses des Schiffsantriebes unmittelbar in den schiffsseitig vorgesehenen Tunnel zu integrieren.As a further variant, it is conceivable to integrate the function of the tunnel-shaped housing of the ship's drive directly into the tunnel provided on the ship's side.

Darüber hinaus kann das tunnelförmige Gehäuse des Schiffsantriebes auch den kompletten schiffseitigen Tunnel bilden.In addition, the tunnel-shaped housing of the ship's drive can also form the complete tunnel on the ship's side.

Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine erste Ausführungsform eines Schiffsantriebes gemäß der Erfindung in einer Explosionsdarstellung;
  • 2 die Ausgestaltung gemäß 1 in montierter Konfiguration aus einem veränderten Blickwinkel betrachtet;
  • 3 die Ausgestaltung gemäß 2 in einer vertikalen Schnittdarstellung;
  • 4 eine weitere Ausführungsform eines Schiffsantriebes gemäß der Erfindung;
  • 5 einen vertikalen Schnitt durch die Ausführungsform gemäß 4;
  • 6 in schematisierten Darstellung ein mit einem Schiffsantrieb ausgerüstetes Schiff.
Further configurations and details of the invention are explained below using exemplary embodiments in the drawing. Show it:
  • 1 a first embodiment of a ship's propulsion system according to the invention in an exploded view;
  • 2 the design according to 1 viewed from a different perspective in mounted configuration;
  • 3 the design according to 2 in a vertical sectional view;
  • 4 a further embodiment of a ship propulsion system according to the invention;
  • 5 a vertical section through the embodiment according to 4 ;
  • 6 in a schematic representation, a ship equipped with a ship's propulsion system.

Aus der 6 ist in einer stark vereinfachten Schnittdarstellung ein Schiff mit einem Rumpf 3 sowie einem quer zur Längsachse des Rumpfes 3 durch diesen verlaufenden Tunnel 30 dargestellt, der einen von einem Gehäuse 1 eingehüllten Propeller 2 aufnimmt, mit welchem ein Wasserstrom im Tunnel 30 nach rechts oder links gemäß der zeichnerischen Darstellung beschleunigt und aus dem Rumpf 3 ausgestoßen werden kann, womit das Schiff beispielsweise quer zur Längsachse manövriert werden kann. Das den Propeller 2 aufnehmende Gehäuse 1 ist, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, seinerseits tunnelförmig ausgebildet und bildet im Bereich des Brunnens 4 einen Teilabschnitt des Tunnels 30, in dem es die Wandungen des Tunnels 30 bündig bzw. fluchtend fortsetzt. Der Propeller 2 wird in der nachfolgend beschriebenen Weise aufgebaut und elektrisch angetrieben.From the 6 shows a highly simplified sectional view of a ship with a hull 3 and a tunnel 30 running through the hull 3 transversely to the longitudinal axis of the hull 3, which accommodates a propeller 2 encased by a housing 1, with which a water flow in the tunnel 30 to the right or left according to accelerated the graphic representation and can be ejected from the hull 3, with which the ship can be maneuvered, for example, transverse to the longitudinal axis. As will be explained in more detail below, the housing 1 accommodating the propeller 2 is in turn tunnel-shaped and forms a section of the tunnel 30 in the region of the well 4 in which it continues the walls of the tunnel 30 flush or aligned. The propeller 2 is constructed and electrically driven in the manner described below.

Die gesamte Antriebseinheit ist in weiteren Details aus der 1 ersichtlich. Man erkennt die beidseits des Brunnens 4 aus dem Brunnenschacht 40 horizontal herausführenden Abschnitte des Tunnels 30, die in den entsprechenden, hier nicht dargestellten Rumpföffnungen enden.The entire drive unit is in further details from the 1 evident. One can see the sections of the tunnel 30 which lead out horizontally from the well shaft 40 on both sides of the well 4 and end in the corresponding hull openings, not shown here.

Von der Oberseite des Brunnens 4 her wird ein elektrischer Schiffsantrieb in den Brunnenschacht 40 in vertikaler Richtung eingesetzt, der ein in Einbaulage im Brunnenschacht die Abschnitte des Tunnels 30 im Bereich des Brunnens 4 fortsetzendes tunnelförmiges Gehäuse 1 aufweist, welches insoweit rohrförmig mit an die Geometrie des Tunnels 30 angepassten Abmessungen ausgeführt ist.From the top of the well 4, an electric ship's propulsion system is inserted into the well shaft 40 in the vertical direction, which has a tunnel-shaped housing 1 that, when installed in the well shaft, continues the sections of the tunnel 30 in the area of the well 4, which in this respect is tubular with the geometry of the Tunnels 30 adapted dimensions is executed.

Innerhalb des tunnelförmigen Gehäuses 1 ist der elektrisch angetriebene Propeller 2 angeordnet, der eine Vielzahl von Propellerblättern 21 trägt, üblicherweise fünf oder sieben derartige Propellerblätter 21. Zur drehbaren Lagerung des Propellers 2 sind die radial inneren Enden der Propellerblätter 21 auf einer horizontal verlaufenden Nabe 23 befestigt, die in nicht näher dargestellter Weise mittels Wälzlagern auf einer feststehenden Achse drehbar gelagert ist. Die Nabe 23 bzw. deren Achse ist über eine Stützstruktur mit mehreren Streben 210 mit dem Gehäuse 1 verbunden und an diesem abgestützt. Die Lagerung ist üblicherweise ölgeschmiert, Dichtungen dichten den Wälzlagerraum ab.Inside the tunnel-shaped housing 1, the electrically driven propeller 2 is arranged, which carries a plurality of propeller blades 21, usual Typically five or seven such propeller blades 21. For the rotatable mounting of the propeller 2, the radially inner ends of the propeller blades 21 are fastened to a horizontally extending hub 23, which is rotatably mounted on a fixed axis by means of roller bearings in a manner not shown in detail. The hub 23 or its axis is connected to the housing 1 via a support structure with a plurality of struts 210 and is supported on it. The bearing is usually oil-lubricated, and seals seal off the roller bearing space.

Die radial äußeren Enden der Propellerblätter 21 sind mit einem ringförmigen, permanent erregten Rotor 20 verbunden, der im Bereich der Innenoberfläche des rohrförmigen bzw. tunnelförmigen Gehäuses 1 rotiert.The radially outer ends of the propeller blades 21 are connected to an annular, permanently excited rotor 20 which rotates in the region of the inner surface of the tubular or tunnel-shaped housing 1.

Für den elektrischen Drehantrieb des permanent erregten Rotors 20 ist in an sich bekannter Weise ein Stator 22 vorgesehen, der eine Vielzahl von Wicklungen zur Ausbildung stromdurchflossener Spulen sowie deren externe Anschlüsse trägt, die in den Figuren zusammenfassend mit Bezugszeichen 221 gekennzeichnet sind. Der Stator 22 ist in einem zugeordneten Statorgehäuse 220 untergebracht, welches tunnelseitig gegen Zutritt von Flüssigkeit abgedichtet ist und in einen an der Oberseite des tunnelförmigen Gehäuses 1 aufgesetzten Schacht 10 eingesetzt wird, sodass der Stator 22 koaxial und unmittelbar angrenzend an den ringförmigen Rotor 20 positioniert wird. Durch eine nicht näher dargestellte Höhenverstellung kann der Stator 22 mitsamt des Gehäuses 220 zum ringförmigen Rotor 20 innerhalb des Schachts 10 höhenjustiert werden, etwa um den Spalt zwischen Rotor 20 und Stator 22 exakt einzustellen.For the electrical rotary drive of the permanently excited rotor 20, a stator 22 is provided in a manner known per se, which carries a large number of windings for forming current-carrying coils and their external connections, which are collectively identified by reference numeral 221 in the figures. The stator 22 is housed in an associated stator housing 220, which is sealed against the ingress of liquid on the tunnel side and is inserted into a shaft 10 placed on top of the tunnel-shaped housing 1, so that the stator 22 is positioned coaxially and directly adjacent to the annular rotor 20 . The height of the stator 22 together with the housing 220 relative to the ring-shaped rotor 20 within the shaft 10 can be adjusted by means of a height adjustment (not shown in detail), for example in order to set the gap between the rotor 20 and the stator 22 exactly.

Wie insbesondere auch aus den weiteren Darstellungen des Schiffsantriebes gemäß 2 und 3 in der Einbaulage ersichtlich wird, ist nicht nur das Gehäuse 1 von oben in den Brunnenschacht 40 des Brunnens 4 eingesetzt, sondern auch der Stator 22 ist mit seinem Statorgehäuse 220 gleichermaßen von oben in den Schacht 10 des Gehäuses 1 eingesetzt. Somit ist insbesondere der Stator 22 mitsamt seiner Spulen und externen Anschlüsse 221 nach oben zum im Rumpf 3 des Schiffes angeordneten Maschinenraum hin zugänglich und kann aus dem Rumpf 3 montiert und gewartet werden, ohne dass das Schiff gedockt werden müsste.As in particular from the other representations of the ship's drive according to 2 and 3 As can be seen in the installed position, not only is the housing 1 inserted into the well shaft 40 of the well 4 from above, but the stator 22 is also inserted with its stator housing 220 from above into the shaft 10 of the housing 1 . Thus, in particular the stator 22 together with its coils and external connections 221 is accessible upwards to the engine room arranged in the hull 3 of the ship and can be assembled and serviced from the hull 3 without the ship having to be docked.

Wesentliches Merkmal der dargestellten Anordnung ist es dabei, dass der Stator 22, wie insbesondere aus der 3 ersichtlich, lediglich im oberen Bereich des Propellers 2 entlang eines Teilumfangsbereichs des Rotors 20 verläuft, und zwar dergestalt, dass der Stator 22 über ein konzentrisch zum Rotor angeordnetes Ringsegment verläuft, welches von einem Winkel α von etwa 120° begrenzt wird. Da der sich unterhalb des Status 22 drehende Rotor 20 über eine Vielzahl von in gleichen Abständen angeordnete Permanentmagnete 200 verfügt, wird nach Art eines in Ringform verlegten Linearantriebes der Rotor 20 mitsamt der daran befestigten Propellerblätter 21 von dem lediglich in einem Ringsegment angeordneten Stator 22 in Rotation versetzt und mit dem nötigen Antriebsmoment angetrieben.An essential feature of the arrangement shown is that the stator 22, as in particular from the 3 as can be seen, runs only in the upper area of the propeller 2 along a partial peripheral area of the rotor 20 in such a way that the stator 22 runs over a ring segment which is arranged concentrically to the rotor and which is delimited by an angle α of approximately 120°. Since the rotor 20 rotating below the status 22 has a large number of permanent magnets 200 arranged at equal intervals, the rotor 20, together with the propeller blades 21 attached to it, is set in rotation by the stator 22, which is only arranged in one ring segment, in the manner of a linear drive laid in the form of a ring offset and driven with the necessary drive torque.

Die Kühlung des elektrischen Antriebes erfolgt maßgeblich durch das umströmende Wasser. Gegebenenfalls kann der Stator gezielt durch Wasser- oder Luftkühlung zusätzlich gekühlt werdenThe electric drive is mainly cooled by the water flowing around it. If necessary, the stator can be additionally cooled in a targeted manner by water or air cooling

Demgegenüber zeigen die Darstellungen gemäß 4 und 5 eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei der gleiche Teile gleiche Bezugszeichen erhalten haben und zur Vermeidung von Wiederholungen nicht nochmals erläutert werden, sofern dies nicht zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist.In contrast, the illustrations according to 4 and 5 a modified embodiment of the invention, in which the same parts have been given the same reference numbers and, in order to avoid repetition, are not explained again unless this is necessary for understanding the invention.

Im Gegensatz zur Ausgestaltung gemäß 1 bis 3 ist das tunnelförmige Gehäuse 1 nicht als gesondertes Bauteil in einen Brunnen 4 des nicht dargestellten Schiffes eingesetzt, sondern der Tunnel 30 des Schiffes übernimmt zugleich auch die Funktion des Gehäuses 1 des Schiffsantriebes und nimmt den Rotor 20 rotierend auf. Insoweit wird bei dieser Ausgestaltung der Stator 22 mit seinem Statorgehäuse 220 unmittelbar in den oberhalb des Tunnels 30 ausgebildeten Brunnen 4 eingesetzt und ist somit auch bei dieser Ausgestaltung über den Rumpf 3 des Schiffes zugänglich.In contrast to the design according to 1 until 3 the tunnel-shaped housing 1 is not used as a separate component in a well 4 of the ship, not shown, but the tunnel 30 of the ship also assumes the function of the housing 1 of the ship's drive and takes the rotor 20 rotating. In this respect, in this embodiment, the stator 22 with its stator housing 220 is inserted directly into the well 4 formed above the tunnel 30 and is therefore also accessible in this embodiment via the hull 3 of the ship.

Es versteht sich, dass anstelle der Anordnung einer Vielzahl von Magneten 200 auf dem Rotor 20 auch die Ausgestaltung eines Rotors 20 als Kurzschlussläufer in Betracht kommen kann.It goes without saying that instead of arranging a large number of magnets 200 on the rotor 20, the design of a rotor 20 as a squirrel-cage rotor can also be considered.

Mit dem vorangehend erläuterten Schiffsantrieb wird ein deutlich verringerter Strömungswiderstand durch erheblich kleinere Flächen, die senkrecht in der Strömung stehen, erreicht.With the ship propulsion system explained above, a significantly reduced flow resistance is achieved through significantly smaller surfaces that are perpendicular to the flow.

Darüber hinaus wird die Wartung und Handhabung des elektrischen Antriebes des Propellers 2 durch erfindungsgemäß vorgesehene Trennung des Stators 22 vom Rotor 20 deutlich vereinfacht, was noch dadurch gefördert wird, dass der gesamte Antrieb ohne Dockung des Schiffes über den vom Rumpf 3 des Schiffes her zugänglichen Brunnen 4 erfolgen kann.In addition, the maintenance and handling of the electric drive of the propeller 2 is significantly simplified by the separation of the stator 22 from the rotor 20 provided according to the invention, which is further promoted by the fact that the entire drive can be operated without docking the ship via the well accessible from the hull 3 of the ship 4 can be done.

BezugszeichenlisteReference List

11
GehäuseHousing
22
Propellerpropeller
33
Rumpfhull
44
BrunnenSpring
1010
Schachtshaft
2020
Rotorrotor
2121
Propellerblätterpropeller blades
2222
Statorstator
2323
Nabehub
3030
Tunneltunnel
4040
Brunnenschachtwell shaft
200200
Permanentmagnetpermanent magnet
210210
Strebenstriving
220220
Statorgehäusestator housing
221221
Anschlüsse und Wicklungen connections and windings
αa
Winkelangle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • EP 1739007 A1 [0002]EP 1739007 A1 [0002]
  • US 3708251 A [0002]US3708251A [0002]

Claims (10)

Schiffsantrieb, umfassend ein tunnelförmiges Gehäuse (1) und einen im Gehäuse (1) angeordneten, elektrisch angetriebenen Propeller (2) mit einem ringförmigen Rotor (20), der auf seiner radial inneren Seite eine Vielzahl von Propellerblättern (21) trägt und auf seiner radial äußeren Seite einen Stator (22) zum Antrieb des Rotors (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der sich Stator (22) lediglich über einen Teilumfangsbereich des Rotors (20) erstreckt.Ship propulsion system, comprising a tunnel-shaped housing (1) and an electrically driven propeller (2) arranged in the housing (1) and having an annular rotor (20) which carries a plurality of propeller blades (21) on its radially inner side and on its radially outer side has a stator (22) for driving the rotor (20), characterized in that the stator (22) extends only over a partial peripheral region of the rotor (20). Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (22) im oberen Bereich des Propellers (2) angeordnet ist.ship propulsion claim 1 , characterized in that the stator (22) is arranged in the upper area of the propeller (2). Schiffsantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stator (22) über ein konzentrisch zum Rotor (20) angeordnetes Ringsegment verläuft, welches von einem Winkel (α) zwischen 90 und 150 ° begrenzt ist.ship propulsion claim 1 or 2 , characterized in that the stator (22) extends over a ring segment which is arranged concentrically to the rotor (20) and is delimited by an angle (α) of between 90 and 150°. Schiffsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerblätter (21) und der Rotor (20) auf einer zentral angeordneten Nabe (23) drehbar gelagert sind und die Nabe am Gehäuse (1) abgestützt ist.Ship propulsion according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the propeller blades (21) and the rotor (20) are rotatably mounted on a centrally arranged hub (23) and the hub is supported on the housing (1). Schiffsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) im Bereich seiner Oberseite einen Schacht (10) aufweist, in welchen der Stator (22) einsetzbar ist.Ship propulsion according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the housing (1) has a shaft (10) in the region of its upper side, in which the stator (22) can be inserted. Schiffsantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (22) in einem wasserdichten und in den Schacht (10) einsetzbaren Statorgehäuse (220) angeordnet ist.ship propulsion claim 5 , characterized in that the stator (22) is arranged in a watertight stator housing (220) which can be inserted into the shaft (10). Schiffsantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorgehäuse (220) höhenverstellbar in dem Schacht (10) angeordnet ist.ship propulsion claim 6 , characterized in that the stator housing (220) is arranged adjustable in height in the shaft (10). Schiffsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (20) mit einer Vielzahl von Permanentmagneten (200) entlang seines Umfanges versehen oder als Kurzschlussläufer ausgeführt ist.Ship propulsion according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the rotor (20) is provided with a plurality of permanent magnets (200) along its circumference or is designed as a squirrel-cage rotor. Schiff mit einem Rumpf (3) und einem durch den Rumpf (3) verlaufenden Tunnel (30) und einem von oben in den Tunnel (30) einmündenden Brunnen (4), in den ein Schiffsantrieb gemäß einem der vorangehenden Ansprüche eingesetzt ist, wobei das Gehäuse (1) des Schiffsantriebes im Bereich des Brunnens (4) einen Teilabschnitt des Tunnels (30) ausbildet.Ship with a hull (3) and a tunnel (30) running through the hull (3) and a well (4) opening into the tunnel (30) from above, in which a ship propulsion system according to one of the preceding claims is inserted, wherein the Housing (1) of the ship's propulsion system in the area of the well (4) forms a section of the tunnel (30). Schiff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (22) im Schiffsrumpf (3) von der Oberseite des Brunnens (4) her zugänglich ist.ship to claim 9 , characterized in that the stator (22) in the ship's hull (3) is accessible from the top of the well (4).
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