NO155877B

NO155877B - ELECTRIC POWERED SHIPPING PROPELLER.

Info

Publication number: NO155877B
Application number: NO834658A
Authority: NO
Inventors: Wolfgang Hars; Klaus Kranert
Original assignee: Licentia Gmbh
Priority date: 1982-12-17
Filing date: 1983-12-16
Publication date: 1987-03-09
Also published as: JPH0234834B2; DE3246730C2; DE3246730A1; EP0111908B1; EP0111908A3; FI834624A0; JPS59160697A; FI76747C; NO834658L; FI76747B; FI834624A; EP0111908A2; NO155877C

Description

Oppfinnelsen angår en elektrisk drevet skipspropell The invention relates to an electrically driven ship propeller

som angitt i den innledende del av patentkrav 1. as stated in the introductory part of patent claim 1.

Fra DE-PS 688 114 er der kjent en slik skipspropell. Denne roterer omtrent sentralt i en dyse som opptar elektromotorens stator og rotor. Endene av propellvingene er forbundet, med rotoren. Propellen kan være lagret på en aksel som holdes i dysen med et armkors. En annen lagring av skipspropell og rotor kan skje direkte i dysen via kuler eller sylindriske eller ko-niske ruller. Lagrene må isåfall kunne oppta propellens aksial-trykk og vekten av rotoren. Utskiftning resp. vedlikehold av stator, rotor og propell er bare mulig ved demontering av dysen. Such a ship propeller is known from DE-PS 688 114. This rotates approximately centrally in a nozzle which occupies the stator and rotor of the electric motor. The ends of the propeller blades are connected, with the rotor. The propeller can be mounted on a shaft which is held in the nozzle by an arm cross. Another storage of the ship's propeller and rotor can take place directly in the nozzle via balls or cylindrical or conical rollers. The bearings must be able to absorb the propeller's axial pressure and the weight of the rotor. Replacement or maintenance of the stator, rotor and propeller is only possible by dismantling the nozzle.

En slik anordning er som bekjent også i tilfellet av en plassering av rotoren i skipspropellens akse som ved motorene fra firma Pleuger, egnet til å utøve en øket skyveeffekt ved høyt belastede propeller. Ved normal aksial belastning på propellen medfører en slik anordning ingen forbedring av dennes virkningsgrad. As is well known, such a device is also suitable in the case of a placement of the rotor in the axis of the ship's propeller, as with the engines from the company Pleuger, to exert an increased thrust effect with highly loaded propellers. With normal axial load on the propeller, such a device does not result in any improvement in its efficiency.

Til teknikkens kjente stadium hører ennvidere den såkalte TVF-propell (tip vortex free), jfr. tidsskriftet "HANSA" 1982, nr. 12, side 816, hvor propellens vingespisser beskjæres og forsynes med en gurt. Denne kan utføres av krumme plater og være anbragt på endene av vingene for å danne en med propellen koak-sialt omløpende bæreflate. Propellen er anordnet ved enden av en dyse og drives av akselen. Med disse propeller er det mulig å frembringe en øket skyvekraft selv ved normalt belastede propeller . The known stage of the technique also includes the so-called TVF propeller (tip vortex free), cf. the journal "HANSA" 1982, no. 12, page 816, where the propeller's wing tips are trimmed and provided with a belt. This can be made of curved plates and be placed on the ends of the wings to form a supporting surface revolving coaxially with the propeller. The propeller is arranged at the end of a nozzle and is driven by the shaft. With these propellers it is possible to produce an increased thrust even with normally loaded propellers.

Blir slike propeller drevet elektrisk som aktive ror, svingbare drivanordninger eller ubåtdrivanordninger med innledning av dreiemomentet via vingeansatsene, må der gjennom-snittlig benyttes store nav resp. lange elektriske maskiner. If such propellers are driven electrically as active rudders, swiveling drive devices or submarine drive devices with the introduction of the torque via the wing tips, on average large hubs or long electric machines.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å skaffe The invention is based on the task of obtaining

en elektrisk drevet skipspropell av den innledningsvis angitte art som takket være sin anordning og formen for innledning av dreiemomentet sikrer en stor skyvevirkning ved lave omdrein-ingstall samt egner seg for lettvint vedlikehold. an electrically driven ship's propeller of the type indicated at the outset which, thanks to its arrangement and the form of introduction of the torque, ensures a large thrust effect at low revolutions and is suitable for easy maintenance.

Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst med de trekk som er angitt som karakteristiske i patentkrav 1. According to the invention, this task is solved with the features indicated as characteristic in patent claim 1.

Skipspropellen ifølge oppfinnelsen har den spesielle fordel at der blir oppnådd en vesentlig bedring av virknings-graden sammenholdt med de tradisjonelle fremdriftsinnretninger og det ved anvendelse av propellen t'il ubåtfremdrift er mulig å gjenvinne energien fra den samlede1 friksjonsfølgestrøm. Takket være den sentrale lagring oppnås en igod rorvirkning, og rorare-alene kan være minimale. Inn- og avniontering og vedlikehold av propell og motorrotor blir enkle ,og uten problemer. The ship's propeller according to the invention has the special advantage that a significant improvement in efficiency is achieved compared to the traditional propulsion devices, and by using the propeller for submarine propulsion it is possible to recover the energy from the overall frictional wake current. Thanks to the central storage, a good rudder effect is achieved, and the rudder-alloys can be minimal. Installation and removal and maintenance of the propeller and motor rotor are simple and without problems.

Videre utviklinger av oppfinnelsen er angitt i under-kravene. Further developments of the invention are indicated in the sub-claims.

Oppfinnelsen vil bli nærmere1 belyst ved utførelseseksemp-ler som er anskueliggjort på tegningen. The invention will be explained in more detail by means of examples which are illustrated in the drawing.

Fig. 1 viser oppfinnelsens gjenstand utført som aktivt ror. Fig. 1 shows the object of the invention implemented as an active rudder.

i in

Fig. 2 viser den som drivinnretning i forbindelse med en kort-dyse, og Fig. 2 shows it as a drive device in connection with a card nozzle, and

fig. 3 og 4 som fremdriftsinnretning for ubåter. fig. 3 and 4 as a propulsion device for submarines.

Det aktive ror på fig. la oppviser et rorblad 1 som er lagret i skipets hekk via rorstammén 2 på vanlig måte. På for-siden av rorbladet 1 sitter en dyse 3, og innenfor dysen er der like foran forkanten lagret en propell 4 med en aksel 5. Til feste for propellvingene 6 tjener et slankt nav 7. The active rudder in fig. 1a shows a rudder blade 1 which is stored in the stern of the ship via the rudder stem 2 in the usual way. On the front side of the rudder blade 1 is a nozzle 3, and within the nozzle, just in front of the leading edge, a propeller 4 with a shaft 5 is stored. A slender hub 7 serves as an attachment for the propeller blades 6.

Statoren 8 hos en elektromqtor er innført i endepartiet av dysen 3. De elektriske tilførselsledninger kan være ført gjennom rorstammén 2 til statoren !8. The stator 8 of an electromotor is inserted into the end part of the nozzle 3. The electrical supply lines can be led through the rudder stem 2 to the stator !8.

Endene av vingene hos propellen 4 er beskåret og forsynt med strømningsteknisk formede plater 9. Av fasthetshensyn kan de enkelte plater 9 være innbyrdes forbundet til en periferisk ring. Platene 9 kan sektorvis oppta rotoren 10. Ved anvendelse av en periferisk ring blir rotoren fordelt over hele omkretsen. Platene 9 eller ringen blir forlenget utover det plan som dannes av de bakre begrensningskanter av; vingene 6 (fortsettelser 11), hvorved den virveldannelse som normalt oppstår ved endene av vingene, blir linearisert. Spalten mellom stator 8 og rotor 10 gjennomstrømmes av omgivende vann. The ends of the wings of the propeller 4 are trimmed and provided with flow-technically shaped plates 9. For reasons of strength, the individual plates 9 can be interconnected to form a circumferential ring. The plates 9 can take up the rotor 10 in sectors. When using a circumferential ring, the rotor is distributed over the entire circumference. The plates 9 or ring are extended beyond the plane formed by the rear limiting edges of; the wings 6 (continuations 11), whereby the vorticity that normally occurs at the ends of the wings is linearized. The gap between stator 8 and rotor 10 is permeated by surrounding water.

Av fig. lb, som viser snitt etter linjen A-A<1> på fig. From fig. lb, which shows a section along the line A-A<1> in fig.

i in

la, kan det ses at navet 7 hos propellen 4 har slank utførelse og går over i rorbladet 1 på strømningsteknisk gunstig måte. la, it can be seen that the hub 7 of the propeller 4 has a slim design and merges into the rudder blade 1 in a flow-technically favorable manner.

Blir rotoren permanent magnetisert, kan omdreiningstallet for propellen 4 innstilles via en U/f = Const-regulering. If the rotor is permanently magnetized, the speed of the propeller 4 can be set via a U/f = Const regulation.

Kort-dysen .12 på fig. 2a er lagret i hekken av et skip via en stamme 13. Propellen 14 er montert i endepartiet av dysen 16 med platene 15 eller en periferisk ring som opptar rotoren. Lagringen av propellakselen 17 skjer via et strømningsteknisk utformet armkors 18. Fig. 2b er et frontriss av armkorset 18. For å redusere strømningsmotstanden av platene 15 eller ringen kan det være hensiktsmessig å utføre endepartiet 19 av dysen 6 med øket innvendig diameter så platene 13 eller ringen omtrent for halvpartens vedkommende løper i den ringformede uttagning i dysen. The card nozzle .12 in fig. 2a is stored in the stern of a ship via a stem 13. The propeller 14 is mounted in the end part of the nozzle 16 with the plates 15 or a circumferential ring which accommodates the rotor. The storage of the propeller shaft 17 takes place via a flow-technically designed arm cross 18. Fig. 2b is a front view of the arm cross 18. In order to reduce the flow resistance of the plates 15 or the ring, it may be appropriate to make the end part 19 of the nozzle 6 with an increased internal diameter so the plates 13 or approximately half of the ring runs in the annular recess in the nozzle.

På fig. 3 er antydet hekken 20 av en u-båt med trykk-legeme 21 og omhyllingslegeme 22. Mens en u-båts propell vanlig-vis drives fra det indre av trykklegemet via en aksel og det derfor blir nødvendig å mestre anselige tetningsproblemer for gjennomføring av akselen gjennom trykklegemet, blir denne van-skelighet nå ryddet av veien. In fig. 3 shows the stern 20 of a U-boat with pressure body 21 and casing body 22. While a U-boat's propeller is usually driven from the inside of the pressure body via a shaft and it therefore becomes necessary to master considerable sealing problems for the passage of the shaft through the pressure body, this difficulty is now cleared out of the way.

Dysen 23 er montert på omhyllingslegemet 22 med armkors 24, 25. For lagring av propellen 26 er omhyllingslegemet 22 forlenget med en slank, sylindrisk ansats 27. Herved blir avmontering av propellen betraktelig forenklet, og dessuten blir den samlede friksjonsfølgestrøm fra dysen 23 innfanget og utnyttet for fremdriften. The nozzle 23 is mounted on the casing body 22 with cross arms 24, 25. For storage of the propeller 26, the casing body 22 is extended with a slim, cylindrical shoulder 27. Dismantling of the propeller is thereby considerably simplified, and in addition the overall frictional wake flow from the nozzle 23 is captured and utilized for progress.

Fig. 4 viser en variant av en u-båts drivanordning. Ansatsen 28 på omhyllingslegemet 22 er utført noe kraftigere. På den er dysen 29 montert med et armkors 30 og propellen lagret, og bak denne er der anordnet dybderor 3 2 og sideror 33. Også her blir den samlede friksjonsfølgestrøm utnyttet for fremdriften og rorvirkningen vesentlig styrket. Fig. 4 shows a variant of a submarine's drive device. The shoulder 28 on the casing body 22 is made somewhat stronger. On it, the nozzle 29 is mounted with an arm cross 30 and the propeller is stored, and behind this there is arranged a depth rudder 3 2 and side rudder 33. Here, too, the overall frictional wake current is utilized for propulsion and the rudder effect is significantly strengthened.

Claims

1. Electrically driven marine propeller in a fixed nozzle where an electric motor's stator is arranged directly in the nozzle and the rotor in a ring connecting the propeller's shortened blade end sections, or in curved plates attached to the blade ends, characterized by the fact that the stator (8) is placed in the end part of the nozzle (3), that the |curved plates (9) which accommodate the rotor (10), or the circumferential ring which connects the wing-end six ions of a parallel;s in the end part of the nozzle arranged propeller (4), is extended beyond the plane formed by the rear limiting edges of the wings1, and that the gap that separates the stator (8) and rotor (10) is permeated by surrounding seawater.

2. Ship propeller as specified in claim 1, characterized in that the propeller shaft (5) is stored in the rudder blade (1) in an active rudder application as is known per se.

3. Ship propeller as specified in claim 1, characterized in that the propeller shaft bearing, known in and of itself via an arm cross (18), is mounted in the nozzle (16) designed as a short nozzle.

4. Ship propeller as stated in claim 1, characterized in that the nozzle (23, 29) in an application as a U-boat drive device which is known per se is mounted on a casing body (22) with at least one arm cross (24) , 30) and the propeller (26, 31) are stored on a greatly reduced diameter extension (27; 28) of the casing body.

5. Ship propeller as specified in claim 4, characterized in that the boat's rudder (32, 33) is arranged behind the propeller (31).

6. Ship propeller as stated in claim 2, 3 or 4, characterized in that the plates (9, 15) or the peripheral ring run in a recess in the nozzle (3, 16, 23,

29) end part.