DE10000578A1 - Rotorkühlung für Gondelpropeller - Google Patents
Rotorkühlung für GondelpropellerInfo
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Abstract
Die Schutzanmeldung betrifft eine Einrichtung für die autarke Rotorkühlung von Gondelpropellern mit ein oder zwei Elektromotoren. Die Einrichtung benutzt eine Propellerkappe mit zentralen Kühlwassereintritts- und peripheren koaxialen Austrittsöffnungen, wobei das warme Kühlwasser durch Zentrifugalkraft ausgestoßen wird. Sie ermöglicht die Kühlung über das Rotorgehäuse und durch Rohre über das aktive Rotoreisen. Es ist eine Seewasserkühlung oder eine Zweikreiskühlung mit Wärmetauscher und einer Schwerkraft-Radialpumpe möglich.
Description
Als Stand der Technik sind bisher nur Kühlungen für den Stator von
Motoren in Gondelpropellern beschrieben. Z. B. Luftkühlung nach EP0590
867 B1 für den Azipod. Hier wird auch die Seewasserkühlung für die Lager
gezeigt, die aber nur bei Vorausfahrt des Schiffes wirken soll.
Für einen kontrarotierenden Gondelpropeller (DE 195 47 948 A1) ist
jedoch eine Rotorkühlung für die elektrischen Verluste erforderlich, wobei
nur eine Seite der Gondel zur Wasserkühlung zur Verfügung steht.
Die Problemlösung ist Gegenstand der Erfindung. Hierzu werden (Fig. 1)
die durch die relativ große Gondel (Gondeldurchmesser ist ca. 45-60%
des Propellerdurchmessers) und die durch einen in die Gondel eingezogenen
Propeller relativ große Propellerkappe (1) benutzt. Ein perforierter Einlaß in
der Mitte der Kappe (2) läßt das Wasser in das angefügte Zulaufrohr (3)
strömen. Das Zulaufrohr führt in die als Hohlwelle ausgebildete
Propellerwelle (4), dessen Durchmesser soweit vergrößert ist, das der
entstehende koaxiale Raum als Kühlwasserrücklauf (5) benutzt werden
kann. Die Kappe ist für diesen Rücklauf offen, sonst aber als Hohlraum
geschlossen und an der Propellerhohlwelle dicht befestigt und hat an der
Peripherie perforierte Auslässe als Kühlwasseraustritt (6).
Das Zulaufrohr ist an einem Rezess der Hohlwelle (7) befestigt, der sich im
Bereich des Motors oder im Bereich des 2. Motors befindet (Fig. 2). Der
Zulauf wird durch eine zentrale Bohrung (8) bis zu den radial abgehenden
Zuläufen (9) zu den Wärmequellen verlängert. Aus Fertigungs- und
Reperaturgründen kann die Propellerwelle (10) geteilt sein. Dann kann die
Kühlung der aktiven Rotorteile (Lamellen, Wicklung (11)) zweckmäßig im
Zwischenraum (12) zwischen Rotorgehäuse (13) (dünne Wandung) und der
Zwischenwelle (10) erfolgen. Das erwärmte Kühlwasser fließt dann über
radiale Bohrungen (14) und durch das Ablaufrohr (5) zur Kappe und wird
schließlich durch Zentrifugalwirkung durch die Auslässe (6) gedrückt. Die
Sogwirkung als Durchlaufdruck kann dabei je nach Wassertiefe des
Propellers ca. 1.5-1.7 bar betragen. Lufteinschlüsse können sich dabei im
Hohlraum des Motors (12) nicht bilden, da das durch die Zentrifugalkraft
schwerere Wasser die Luft bei der Rotordrehung über den Abfluß (14) nach
außen drückt.
Für einen guten Wärmeübergang sollten die Lamellen fest auf das
Rotorgehäuse (13) gepresst sein. Vorzugsweise sind Rechteckspulen mit
Betriebsspannung nicht über 3 KV zu verwenden, die eine nicht zu dicke
Isolierung von 1 bis 1,5 mm erfordern. Die i. a. hochpoligen Propellermotoren
haben keine große Wickelkopfausladung, so daß bei entsprechender
Luftverwirbelung die Kühlung ausreichend sein sollte.
Eine weitere Art der Rotorkühlung zeigt Fig. 2 für zwei Rotoren (Contrapod).
Die Kühlung erfolgt hierbei über Rohre (15), die durch den magnetischen
Rücken der Rotoren geführt sind. Außerdem läßt sich eine autarke
Zweikreiskühlung erreichen, indem das Zulaufrohr zum Rotor von der Kappe
getrennt und an einen Wärmetauscher (16) innerhalb der Kappe
angeschlossen wird.
Eine Schwerkraftradialpumpe (17) ist auf einer wassergeschmierten
Lagerung (18) auf dem Zulaufrohr am Ende der Welle (10) angebracht. Um
das wirksame Drehmoment und damit die Leistung der Pumpe zu erhöhen,
ist das Gewicht (19) in einer flachen Dose (20), die ein Teil des
Wärmetauschers ist, peripher angebracht. Das Gewicht und seine
Aufhängung sind hinsichtlich geringer Reibung gegenüber der rotierenden
Kühlflüssigkeit strömungsgünstig gestaltet. Die Pumpenflügel sind für
Rechts- und Linkslauf ausgelegt. Der Wärmetauscher arbeitet für
Vorausfahrt des Schiffes im Gegenstromprinzip. Zur Vergrößerung der
Kappe kann der Propeller (21) so gekröpft sein, daß ein hinterer Teil der
Flügel freischlagend über die Kappe laufen und die Welle verkürzt werden
kann.
Zu Montagezwecken ist die Dose und das Zulaufrohr geteilt (22) und
abgedichtet angeschraubt.
Claims (6)
1. Eine Kühleinrichtung zur Abführung der Verluste einer oder zweier
Rotoren als Innen- oder Außenpolläufer von einem oder von zwei
Elektromotoren, die in einer Gondel angeordnet sind und Propeller
antreiben, dadurch gekennzeichnet, daß
in der zum Propeller abgedichteten Propellerkappe zentral ein Zulaufrohr für
das einströmende Umgebungswasser angeordnet ist und mit der ganz oder
teilweise als Hohlwelle ausgebildete Propellerachse dicht verbunden ist und
zur Kaltwasserzufuhr dient, indem vom Zulaufrohr und/oder nach einem
Rezess von einer verlängerten zentralen Bohrung der Welle radiale
Bohrungen oder Rohre zu der Wärmequelle (inneres Rotorgehäuse oder
Rotorrücken) geführt sind und daß die Hohlwelle von der Kappe bis zum
Rezess im Bereich der Motoren einen größeren Durchmesser hat, so daß
ein koaxialer Hohlraum entsteht, der zur Kappe offen ist und zu dem radiale
Rohre und/oder Bohrungen das warme Wasser führen können, so daß bei
Drehung von Kappe, Propeller und Rotor das warme Wasser durch
Zentifugalkraft über am äußersten Kappenrand befindliche Öffnungen nach
außen gedrückt wird.
2. Nach 1. dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei Motoren auf einer Welle
der Rezess der Hohlwelle zum Befestigen und Abdichten des Zulauf rohrs
sich im Bereich des zweiten Rotors befindet.
3. Nach 1. und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Rotoren
durch die Führung des Wassers durch den koachsialen Bereich zwischen
dem Rotorinnenmantel und der vergrößerten Zwischenwelle der Motoren
erfolgt.
4. Nach 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung durch
Längsrohre erfolgt, die durch das aktive Eisen des Rotorrückens (Lamellen)
laufen.
5. Nach 1. bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer Kreislauf
geschaffen wird, indem das Zulaufrohr von einem Wärmetauscher in der
Kappe ausgeht, der Zwangsumlauf des inneren Kreislaufs durch eine Pumpe
im Rücklauf bei Drehung der Welle erfolgt und der Zulauf des äußeren
Kreislaufs durch eine zentrale Öffnung der Kappe ermöglicht wird und die
Wärmetauschung im Gegenstromprinzip erfolgt.
6. Nach 1. bis 5., dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Zulaufrohr am
Ende der Welle eine Radialpumpe nach dem Schwerkraftprinzip mit einer
Wassergleitlagerung angeordnet ist, daß zur Vergrößerung des Hebelarms
des Schwerkraftgewichtes eine scheibenförmige Dose am Ende des
Wärmetauschers gebildet wird, die in die Kappe eingefügt und zur
Hohlwelle abgedichtet ist, daß die Pumpe zur Verminderung des
Reibdrehmomentes bei Drehung der Welle ein stromlinienförmig
ausgebildetes Pendelgewicht und einen stromlinienförmig ausgebildeten
Haltearm erhält und daß die Pumpenflügel für Rechs- und Linkslauf
ausgelegt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10000578A DE10000578A1 (de) | 2000-01-10 | 2000-01-10 | Rotorkühlung für Gondelpropeller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10000578A DE10000578A1 (de) | 2000-01-10 | 2000-01-10 | Rotorkühlung für Gondelpropeller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10000578A1 true DE10000578A1 (de) | 2001-07-12 |
Family
ID=7627027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10000578A Withdrawn DE10000578A1 (de) | 2000-01-10 | 2000-01-10 | Rotorkühlung für Gondelpropeller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10000578A1 (de) |
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2000
- 2000-01-10 DE DE10000578A patent/DE10000578A1/de not_active Withdrawn
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