DE932593C

DE932593C - Nacelle containing propellers and motors for propelling ships

Info

Publication number: DE932593C
Application number: DE1949P0000049
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr-Ing Busmann
Original assignee: Pleuger & Co
Current assignee: Pleuger & Co
Priority date: 1949-10-13
Filing date: 1949-10-13
Publication date: 1955-09-05

Description

Propeller und Motor enthaltende Gondel zum Antrieb von Schiffen Außerhalb des Schiffskörpers angebrachte Antriebseinrichtungen für Schiffe mit einem überfluteten Kurzschlußläufermotor sind bekannt. Die bekannten Formen erfüllen jedoch noch nicht alle Wünsche, welche vom Standpunkt der Elektrotechnik und der Strömungslehre für die Gesamtwirkung gesehen an derartige Antriebsvorrichtungen zu stellen sind.Nacelle containing propellers and motors for propulsion of ships outside the hull attached propulsion devices for ships with a flooded Squirrel cage motors are known. However, the known forms do not yet meet all wishes which from the point of view of electrical engineering and fluid mechanics for the overall effect should be seen on such drive devices.

Hier setzt die Erfindung ein, deren eines Merkmal in der bewußt gewählten schlanken Bauart des Antriebsmotors besteht, der zufolge Motorgehäuse und Propellernabe gleichen Durchmesser besitzen können; hierdurch ergeben sich besonders günstige hydrodynamische Verhältnisse. Nachteilig ist jedoch bei einer solchen Ausführung des Kurzschlußläufermotors noch seine hohe Umdrehungszahl, aus welchem Grunde als zweites Merkmal der Kombination zur Verbesserung des Propellerwirkungsgrades Leitvorrichtungen für die Wasserführung vorgesehen.sind. Dementsprechend bezieht sich die Erfindung auf einen Propellerantrieb in Gestalt einer außen am Schiffsrumpf angebrachten Gondel, die einen überfluteten Kurzschlüßläufermotor enthält, wobei erfindungsgemäß der Durchmesser des gleichzeitig die Gondel darstellenden Motorgehäuses etwa gleich dem Nabendurchmesser des Propellers ist und zur Verbesserung des mit relativ hoher Drehzahl umlaufenden Propellers eine Schraubenwasserleitvorrichtung für letzteren vorgesehen ist. Diese Leitvorrichtungen können aus gegenläufigen Propellern, vor- und nachgeschalteten Leiträdern oder Leitschaufeln, Ummantelungen oder den Propeller umschließenden Düsen oder ähnlichen an sich bekannten Einrichtungen bestehen. Diese Einrichtungen lassen :sich bei der erfindungsgemäß .gewählten schlanken Bauart des Antriebsmotors, bei welcher es sich um mehr oder weniger achsensymmetrische Körper handelt, besonders vorteilhaft verbinden, indem die in der Strömungsrichtung vor den Propeller geschalteten Leitschaufeln an der Außenseite des Motors untergebracht werden können, wodurch für den Propeller besonders günstige Zustromverhältnisse des Wassers erreicht werden.This is where the invention comes in, one of which is a deliberately chosen feature slim design of the drive motor consists, according to the motor housing and propeller hub can have the same diameter; this results in particularly favorable ones hydrodynamic conditions. However, it is disadvantageous in such an embodiment of the squirrel cage motor still its high number of revolutions, for whatever reason as second feature of the combination to improve propeller efficiency guide devices are provided for the water supply. Accordingly, the invention relates on a propeller drive in the form of a gondola attached to the outside of the ship's hull, which contains a flooded squirrel cage motor, according to the invention the The diameter of the motor housing, which also represents the nacelle, is roughly the same the hub diameter of the propeller and to improve the with relatively high Speed rotating propeller a screw water conduction device for the latter is provided. These guiding devices can consist of opposing directions Propellers, upstream and downstream idlers or guide vanes, casings or nozzles surrounding the propeller or similar devices known per se exist. These devices can be leaned in the case of the one chosen according to the invention Type of drive motor, which is more or less axially symmetrical Body acts to connect particularly advantageously by moving in the direction of flow The guide vanes connected in front of the propeller are housed on the outside of the engine can be, whereby particularly favorable inflow conditions for the propeller of the water.

Es empfiehlt sich, die zur Verbindung der Gondel mit dem Schiffskörper dienende Tragvorrichtung als einen Teil der Leitvorrichtung des Propellers auszubilden, so daß die Wasserströmung vor dem Propeller durch Tragarme oder andere Haltevorrichtungen nicht gestört wird. Es kann auch die Welle des Antriebsmotors der Gondel .an ihren beiden Enden aus dem Motorgehäuse herausgeführt werden, wobei jedes Wellenende einen Propeller erhält und die Leitvorrichtung auf dem Motorgehäuse zwischen den beiden Propellern angebracht wird.It is advisable to use the one used to connect the nacelle to the hull to design the supporting device as part of the guiding device of the propeller, so that the water flow in front of the propeller by support arms or other holding devices is not disturbed. It can also be the shaft of the drive motor of the nacelle .an their both ends are led out of the motor housing, each shaft end one Propeller receives and the guide device on the motor housing between the two Propellers attached.

Eine besonders gedrängte Bauweise wird dadurch erhalten, daß der Kurzschlußanker des Antriebsmotors als Außenläufer ausgebildet wird, der unmittelbar als Propellernabe dient. Dabei können die vor und hinter dem Propeller liegenden Haltevorrichtungen zur Befestigung der Gondel am Schiffskörper als Leitvorrichtung der An- und Abströmung des Propellers ausgebildet werden, auch kann der Propeller zur Verbesserung seines Wirkungsgrades mit einem umlaufenden Mantel versehen werden, der die äußeren Enden der Propellerflügel miteinander verbindet oder statt dessen ein feststehender düsenartiger Mantel um den Propeller gelegt werden, der zweckmäßig an der die Gondel mit dem Schiffskörper verbindenden Haltevorrichtung befestigt ist.A particularly compact design is obtained in that the short-circuit armature of the drive motor is designed as an external rotor, which acts directly as a propeller hub serves. The holding devices in front of and behind the propeller can be used for fastening the nacelle to the hull as a guide device for the inflow and outflow of the propeller can also be used to improve the propeller Efficiency can be provided with a circumferential jacket that covers the outer ends the propeller blades connect with each other or instead a fixed nozzle-like one Coat to be placed around the propeller, which is conveniently attached to the nacelle with the Hull connecting holding device is attached.

Weitere Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß das Gehäuse des Motors den gleichen Durchmesser wie die Nabe des Propellers besitzt und Leitschaufeln trägt, ferner daß eine die Gondel mit dem Schiffskörper verbindende Haltevorrichtung als Leitvorrichtung des Propellers ausgebildet ist und weiter, daß insbesondere bei Anordnung der Gondel außerhalb des Mitstromes die :an dem Motorgehäuse angreifenden Tragarme der Haltevorrichtung einen leitschaufelähnlichen Querschnitt haben. Weitere Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß die Haltevorrichtung der insbesondere innerhalb des Mitstromes liegenden Gondel als Düsenring ausgebildet ist, der durch mehrere als Leitschaufeln dienende Arme mit dem Motorgehäuse verbunden ist und daß der Düsenring über den Propeller hinaus verlängert ist; weiter daß die Leitvorrichtung an der in der Strömungsrichtung hinter dem Propeller angeordneten Gondel angebaut ist, ferner daß vor und hinter dem Propeller eine die Gondel mit dem Schiffskörper verbindende Haltevorrichtung angeordnet ist, die als Leitvorrichtung der An- und Abströmung des Propellers ausgebildet ist und daß die Leitvorrichtung zwischen zwei Propellern, die an beiden aus dem Motorgehäuse herausgeführten Enden der Motorwelle befestigt sind, an der Gondel angeordnet ist.Further features of the invention are that the housing of the The motor has the same diameter as the hub of the propeller and has guide vanes carries, further that a holding device connecting the nacelle to the hull of the ship is designed as a guide device of the propeller and further that in particular if the nacelle is arranged outside of the entrainment, those: attacking the motor housing Support arms of the holding device have a cross-section similar to a guide vane. Further Features of the invention are that the holding device of the particular is designed as a nozzle ring within the entrainment, which passes through several arms serving as guide vanes are connected to the motor housing and that the nozzle ring is extended beyond the propeller; further that the guiding device attached to the nacelle located behind the propeller in the direction of flow is, also that in front of and behind the propeller a gondola with the hull connecting holding device is arranged, which as a guide device of the on and Outflow of the propeller is formed and that the guide device between two Propellers, the two ends of the motor shaft leading out of the motor housing are attached, is arranged on the gondola.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung in vereinfachter Form dargestellt.Various exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing shown in simplified form.

Fig. I zeigt in der Seitenansicht, Fig. 2 in der Draufsicht und Fig. 3 in Vorderansicht eine Gondel I, in die ein wasserfester Drehstromkurzschlußläufermotor von langgestreckter, schmaler Form eingebaut ist, der den gleichen Durchmesser wie die auf seiner Welle sitzende Nabe 2 des Propellers 3 aufweist und in seinem Innern mit Wasser gefüllt ist.Fig. I shows in side view, Fig. 2 in plan view and Fig. 3 a front view of a gondola I, in which a waterproof three-phase squirrel cage motor of elongated, narrow shape is built, which is the same diameter as has the hub 2 of the propeller 3 seated on its shaft and in its interior is filled with water.

Die Gondel I ist mittels der beiden Tragarme 4, unterhalb der Wasserlinie 6 an dem Achterschiff 5 befestigt und liegt außerhalb des Mitstromes. Der Propeller 3 hat etwa den 2,5fachen Durchmesser seiner Nabe 2 bzw. des Motors, welches Durchmesserverhältnis zur Folge hat, daß das Wasser dem Propeller annähernd axial zuströmt. Diese wegen :des geringen Motordurchmessers !bereits günstigen Strömungsverhältnisse werden noch dadurch verbessert, daß die beiden Tragarme 4, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, einen nach Art einer Leitschaufel ausgebildeten Querschnitt haben und eine gleichmäßige axiale Strömung des dem Propeller 3 zufließenden Wassers ermöglichen.The gondola I is by means of the two support arms 4, below the waterline 6 attached to the aft ship 5 and lies outside the co-current. The propeller 3 has about 2.5 times the diameter of its hub 2 or the motor, which diameter ratio has the consequence that the water flows almost axially towards the propeller. This because of : the small motor diameter! already have favorable flow conditions further improved in that the two support arms 4, as can be seen from FIG. 2, have a cross-section designed in the manner of a guide vane and a uniform one allow axial flow of the water flowing to the propeller 3.

Bei der in Fig. 4 in der Seitenansicht und Fig. 5 in der Vorderansicht dargestellten Ausführungsform ist die Gondel I an dem Achterschiff 5 unterhalb der Wasserlinie 6 mittels vier Tragarmen 8 befestigt, deren äußere Enden durch einen Düsenring 7 zusammengehalten sind. Die Gondel I hat einen geringen Abstand vom Schiffskörper 5, so daß ihr Propeller im Mitstrom arbeitet. Die Tragarme 8 sind, wie aus Fig. 4 ersichflich, in Form von Leitschaufeln ausgebildet und ergeben zusammen mit dem unmittelbar mit dem Schiffskörper 5 verbundenen Düsenring 7 einen gleichmäßigen, störungsfreien, axialen Anstrom für den Propeller 3, dessen Wirkungsgrad dadurch bedeutend verbessert wird.In the case of FIG. 4 in the side view and FIG. 5 in the front view The embodiment shown is the nacelle I on the aft ship 5 below the Waterline 6 attached by means of four support arms 8, the outer ends of which by a Nozzle ring 7 are held together. The gondola I is a short distance from the hull 5, so that your propeller works with the current. The support arms 8 are, as shown in Fig. 4 visible, designed in the form of guide vanes and result together with the directly connected to the hull 5 nozzle ring 7 a uniform, trouble-free, axial incoming current for the propeller 3, its efficiency as a result is significantly improved.

Gemäß Fig. 6 ist der Düsenring 9, der die leitschaufelförmig ausgebildeten Tragarme Io der Gondel i umschließt, .nach hinten über den Propeller 3 verlängert, wodurch auch günstige Abstromverhältnisse für den im Mitstrom liegenden Propeller 3 erreicht werden und dessen Wirkungsgrad eine weitere Verbesserung erfährt.According to FIG. 6, the nozzle ring 9, which is designed in the form of a guide vane The support arms Io of the nacelle i surrounds, extended to the rear over the propeller 3, This also means that there are favorable outflow conditions for the propeller lying in the current 3 can be achieved and its efficiency is further improved.

Der Propeller 3 kann -auch, wie Fig. 7 beispielsweise zeigt, in der Strömungsrichtung vor der den Antriebsmotor enthaltenden Gondel i angeordnet werden, die mittels .der leits@chaufelförmig ausgebildeten Tragarme 12 und des Düsenringes i i am Schiffskörper befestigt ist und 2n dessen Mitstrom liegt. Der Düsenring i i umschließt hierbei den Propeller 3 sowie die diesem nachgeschalteten, von den Tragarmen 12 gebildeten Leitschaufeln. Bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen hat der Antriebsmotor der Gondel einen in der üblichen Weise als Innenläufer ausgebildeten Kurzschluß.anker. Eine besonders einfache Anordnung für den Propellerantrieb wird dadurch ermöglicht, daß der Kurzschlußanker als Außenläufer ausgebildet ist und unmittelbar als Nabe des Propellers dient, wie dies in Fig. 8 und 9 beispielsweise dargestellt ist. Hier trägt der Außenläufer 13 den Propeller 14. Der Außenläufer 13 ist an seinen beiden Enden in den Gehäuseteilen 15 und 16 gelagert, die den innerhalb des Außenläufers 13 liegenden, mit der Wicklung versehenen Stator tragen.The propeller 3 can also, as FIG. 7 shows, for example, in the Direction of flow are arranged in front of the gondola i containing the drive motor, by means of .der leits @ shovel-shaped support arms 12 and the nozzle ring i i is attached to the hull and 2n is its co-current. The nozzle ring i i hereby encloses the propeller 3 as well as those downstream from the Support arms 12 formed guide vanes. With the above-described Embodiments, the drive motor of the nacelle has a in the usual way as Internal rotor-trained short-circuit anchor. A particularly simple arrangement for the propeller drive is made possible by the short-circuit armature as an external rotor is designed and serves directly as the hub of the propeller, as shown in Fig. 8 and 9 is shown for example. Here the external rotor 13 carries the propeller 14. Both ends of the external rotor 13 are in the housing parts 15 and 16 stored, which is located within the external rotor 13, provided with the winding Wear stator.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 sind die beiden Gehäuseteile 15 und 16 mittels der beiden Tragarme 17 und 18 so am Schiffskörper 5 befestigt, daß der Propeller 14 im Mitstrom liegt. Die beiden Tragarme 17 und 18 haben hierbei leitschaufelförmigen Querschnitt, um die Strömungsverhältnisse des Propellers 14 zu verbessern.In the embodiment according to FIG. 8, the two housing parts are 15 and 16 attached to the hull 5 by means of the two support arms 17 and 18, that the propeller 14 is in the current. The two support arms 17 and 18 have here guide vane-shaped cross-section in order to determine the flow conditions of the propeller 14 to improve.

Gemäß Fig. 9 ist dem Propeller 14 ein Düsenring 2o nachgeschaltet, der die leitschaufelförmig ausgebildeten Tragarme I9 des hinteren Gehäuseteils 16 umschließt und nach vorn über den Propeller 14 verlängert ist. Dieser dem Propeller nachgeschaltete Düsenring mit seinen Leitschaufeln I9 ergibt eine gleichmäßige Abströmung für den im Mitstrom liegenden Propeller 14.According to FIG. 9, the propeller 14 is followed by a nozzle ring 2o, the support arms 19 of the rear housing part 16, which are designed in the shape of a guide vane and is extended forward over the propeller 14. This the propeller downstream nozzle ring with its guide vanes I9 results in a uniform outflow for the propeller 14 lying in the entrainment.

Bei sämtlichen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen ist an jeder Seite des Schiffskörpers wenigstens eine derartige Gondel vorgesehen, wobei die Gondeln symmetrisch zur Schiffsachse liegen. Es kann aber auch eine Gondel in Richtung der Schiffsachse vorzugsweise am Heck angeordnet werden, deren Propeller dann vollständig im Mitstrom arbeitet.In all of the embodiments shown in the drawing at least one such nacelle is provided on each side of the hull, wherein the gondolas are symmetrical to the ship's axis. But there can also be a gondola in Direction of the ship axis are preferably arranged at the stern, the propeller then works completely with the current.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Propeller drive in the form of an outside on the ship's hull attached nacelle, which contains a flooded squirrel cage motor according to patent 9oo 788, characterized in that the diameter of the gondola at the same time representing motor housing is approximately equal to the hub diameter of the propeller and to improve the propeller rotating at a relatively high speed Screw aquifer is provided for the latter.

2. Set up according to Claim I, characterized in that the guide device consists of approximately radially arranged There is guide vanes, which are arranged on the nacelle.

3. Device according to claim I, characterized in that the nacelle connecting the hull Holding device is designed as part of the guide device.

4. Set up after Claim 3, in particular when the gondola is arranged outside the co-current, thereby characterized in that the supporting arms of the holding device which act on the motor housing have a guide vane-like cross-section.

5. Device according to claim 3, in particular with the arrangement of the gondola within the co-current, characterized in that the Holding device is designed as a known nozzle ring, which is through several serving as guide vanes arms is connected to the motor housing.

6. Establishment according to claim 5, characterized in that the nozzle ring extends over the propeller area is extended.

7. Device according to claim I, characterized in that the guide device is attached to the nacelle arranged in the flow direction behind the propeller. B. Device according to claim i, characterized in that the guide device in front of and behind the propeller is designed as a holding device connecting the nacelle to the hull. G. Device according to Claim i, characterized in that the guide device is arranged on the nacelle between two propellers which are fastened to both ends of the motor shaft extending out of the motor housing. Cited publications: German Patent Nos. 231 189, 503 964, 558 428, 616 6o2, 626 278, 688 114, 69o 233; British Patent No. 195,257; U.S. Patent No. 1,428,238; Schulz and P unga "The Underwater Pump", VDI-Verlag, 1944, pp. 31 to 38; Magazine Werft, Reederei., Hafen, 1934, issue 3.