EP2217487B1 - Schiffsantrieb mit einem pumpjet - Google Patents

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EP2217487B1
EP2217487B1 EP08858136.8A EP08858136A EP2217487B1 EP 2217487 B1 EP2217487 B1 EP 2217487B1 EP 08858136 A EP08858136 A EP 08858136A EP 2217487 B1 EP2217487 B1 EP 2217487B1
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EP
European Patent Office
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pump
propulsion system
housing
ship propulsion
pump jet
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP08858136.8A
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English (en)
French (fr)
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EP2217487A2 (de
Inventor
Gerd Krautkrämer
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Schottel GmbH
Original Assignee
Schottel GmbH
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Publication date
Application filed by Schottel GmbH filed Critical Schottel GmbH
Publication of EP2217487A2 publication Critical patent/EP2217487A2/de
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Publication of EP2217487B1 publication Critical patent/EP2217487B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B63H11/02—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
    • B63H11/04—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water by means of pumps
    • B63H11/08—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water by means of pumps of rotary type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B63H11/02—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
    • B63H11/04—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water by means of pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B63H11/02—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
    • B63H11/10—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof

Definitions

  • the present invention relates to a marine propulsion with a pump jet according to the EP 0 612 657 ,
  • Such ship propulsion systems are also known from practice and contain a pump jet as the main and / or auxiliary drive.
  • the energy is supplied, for example, on the one hand via a transmission, which is optionally preceded by a diesel, electric or hydraulic motor, or directly via an impeller shaft by means of a motor arranged outside the drive.
  • the electric motors used are conventional electric motors.
  • the present invention has and achieves the goal of further improvement, in particular with regard to simplification of the design, efficiency of the propulsion and expansion of the possible uses.
  • the invention provides a marine propulsion system with a pump jet, which contains a pump housing and a drive motor, wherein the drive motor is a magnetic motor integrated in the pump housing.
  • the invention provides a marine propulsion with a pump jet including a pump housing and a drive motor, the drive motor being a high temperature superconductor motor integrated in the pump housing.
  • the pump jet is completely controllable.
  • the magnet motor or high-temperature superconducting motor includes a rotor which is part of an impeller of the pump jet.
  • the invention is that the magnetic motor or high-temperature superconducting motor includes a stator which is part of a diffuser inner ring of the pump jet.
  • the pumped medium in particular also serves alone as a lubricant and / or coolant.
  • the drive of the pump jet is free of force-transmitting parts, such as teeth, rolling bearings and / or shafts.
  • the invention consists in deflection devices are provided which are arranged and / or formed in an interior of the diffuser housing.
  • the deflecting means are arranged and / or formed so as to free a turbulence in the interior of the diffuser housing from turbulence and / or so that exits through a nozzle of the pump jet water as possible without internal turbulence or that by individual nozzles a desired Amount of water per time, in particular the same amount of water per time, and / or possibly exits without internal turbulence in order to achieve an optimal thrust effect of the pump jet.
  • the deflection devices contain at least one shape of the interior of the diffuser housing.
  • the deflection devices contain a region with a constant cross-sectional profile of the interior of the diffuser housing, and / or that the deflection devices a region with a reduced cross-sectional profile of the interior of the diffuser housing included, and / or that the deflection means include a region with increased cross-sectional profile of the interior of the diffuser housing.
  • the deflecting devices may alternatively or additionally contain at least one guide vane in the interior of the diffuser housing.
  • the rotor includes a rotation axis that is not aligned with a control axis of the pump jet.
  • the axis of rotation of the rotor is offset with respect to the control axis of the pump jet, wherein more preferably the axis of rotation of the rotor and the control axis of the pump jet are parallel.
  • An unclaimed alternative marine propulsion system may be provided with preference that the axis of rotation of the rotor and the control axis of the pump jet are inclined relative to each other, and further in particular intersect the axis of rotation of the rotor and the control axis of the pump jet in one point.
  • a ship propulsion S with a pump jet P is shown in a longitudinal section.
  • the pump jet P includes a magnetic motor M, which is integrated in the flow or pump housing G, as a drive motor with a stator or stator 1 and a rotor or rotor 2.
  • the rotor 2 is designed as an impeller outer ring I, and the stator 1 is in a Diffuser inner ring D of the pump housing G integrated, which contains a diffuser housing 3 or as a whole is formed as such.
  • To the pump jet P still include a control motor 4, a control gear 5 with, for example, a spur gear R and a receipt transmitter 6 and a well plate. 7
  • the Fig. 2 shows the marine propulsion S with the pump jet P of the first embodiment in a schematic perspective view shows.
  • the Fig. 3 shows the ship's propulsion S with the pump jet P of the first embodiment in a schematic view from below, ie when attached to a ship's hull pump jet in the direction of the ship's hull out.
  • the Fig. 4 shows the ship's propulsion S with the pump jet P of the first embodiment in a schematic view from the inside to the outside, ie with mounted on a ship's hull pump jet in the direction of the ship's hull away.
  • a completely controllable marine propulsion S whose pump jet P is rotatable through 360 °.
  • a high-temperature superconductor or HTSC motor (not shown separately) may be provided for the drive, with the rotor / rotor 2 in each case forming part of the impeller Is I and the stator / stator 1 is an integral part of the diffuser inner ring D.
  • the Pumpjet P By driving the pump jet P with a magnetic motor M or HTS engine no gear parts, such as teeth, shafts, bearings are required. As a result, the Pumpjet P can be classified as very low noise and low vibration as well as with high efficiency. Furthermore, no oil filling for lubrication and cooling of rotating parts is required, which characterizes the Pumpjet P as oil-free and low maintenance.
  • the pump housing G which contains the diffuser housing 3 or is formed as such, in bearings 8 relative to the well plate 7 about a control axis A is preferably rotated by 360 °, so that nozzles 9, of which in the sectional view in the Fig. 1 only a central nozzle 9b of three nozzles 9a, 9b and 9c (see Fig. 2 . 3 and 4 ) can be controlled in a desired direction.
  • a guide blade 13 is provided as part of the deflection 12.
  • a plurality of and / or differently placed and configured guide vanes may also be provided.
  • the vanes such as the vane 13, fulfill the purpose that the swirled by the rapidly rotating rotor 2 and directed into the interior 11 of the diffuser or deflector 3 entering or sucked water flow in combination with the deflectors 12 so "Entwirbelt" and so is directed that exits through the individual nozzles 9a, 9b and 9c, for example, the same amount or generally a desired amount of water per time as possible without internal turbulence in order to achieve an optimal thrust effect of the pump jet P.
  • FIG. 5 is in an illustration of the Fig. 1 similar schematic sectional view of a second embodiment of a ship propulsion S with a pump jet P shown. To avoid repetition, with regard to all components, their arrangement and effect on the description of the first embodiment according to the Fig. 1 to 4 directed.
  • the rotor 2 is provided with a relative to the control axis A of the pump jet P offset rotation axis B in the second embodiment.
  • the control axis A of the pump jet P and the rotation axis B of the rotor 2 are aligned parallel to each other.
  • the deflection means 12 as far as they are formed by the shape of the inner space 11 of the diffuser or deflection housing 3 or the pump housing G, in the present second embodiment according to the Fig. 5 in comparison to the embodiment in the first embodiment according to the Fig. 1 around the rotor 2 around no longer uniform.
  • the deflection devices 12 have a region 12a with a smaller cross-sectional profile and a region 12b with a larger cross-sectional profile; on the other hand, the cross-sectional shape in the entire region 12 c in the first embodiment is according to FIG Fig. 1 constant.
  • a cross-section, which becomes larger towards the nozzles 9, in accordance with the region 12b-in relation to the cross-section in the region 12a-of the second embodiment according to FIG Fig. 5 has, for example, a diffusion or diffuser effect.
  • Fig. 6 is in one of the representations of the Fig. 1 and 5 a schematic sectional view of a third embodiment of a ship propulsion S with a pump jet P shown. To avoid repetition, with regard to all components, their arrangement and effect on the description of the first embodiment according to the Fig. 1 to 4 directed.
  • the rotor 2 has a rotation axis B which is inclined with respect to the control axis A of the pump jet P.
  • the control axis A of the pump jet P and the axis of rotation B of the rotor 2 diverges at a point Z.
  • the deflection means 12 as far as they are formed by the shape of the inner space 11 of the diffuser or deflection housing 3 or the pump housing G, compared to the embodiment in the first embodiment according to the Fig. 1 around the rotor 2 around due to its inclination no longer uniform.
  • the deflection 12 have again, as in the second embodiment according to the Fig. 5 a region 12a of smaller cross-sectional shape and a region 12b of larger cross-sectional shape;
  • the cross-sectional shape in the entire region 12c in the first embodiment is shown in FIG Fig. 1 constant.
  • a cross-section, which increases in size to the nozzles 9, in accordance with the region 12b-in relation to the cross-section in the region 12a-of the second exemplary embodiment according to FIG Fig. 6 has, for example, a diffusion or diffuser effect.
  • axis of rotation B of the impeller I or rotor 2 and the control axis A of the pump jet P are not aligned, or in other words do not lie on top of each other or are congruent, can also be used as an independent invention and therefore worthy of its own protection regardless of the embodiment of the invention
  • Ship propulsion S with a pump jet P which includes a pump housing G and a drive motor, wherein the drive motor is a built-in the pump housing G magnetic motor M or high-temperature superconducting motor, are considered invention.
  • the non-aligned arrangement of the axis of rotation B of the impeller I or rotor 2 and the control axis A of the pump jet P is the universal formulation that the embodiments according to the Fig.
  • the rotor 2 is provided with a relative to the control axis A of the pump jet P offset rotation axis B or in the third embodiment, the rotor 2 has a rotation axis B, which is inclined with respect to the control axis A of the pump jet P, in particular, but not necessarily, the control axis A of Pumpjets P and the axis of rotation B of rotor 2 in a point Z divide.
  • an electric motor E such as in particular an asynchronous motor, synchronous motor or Permanent magnet motor may be provided, which is placed on the pump housing G or partially integrated therein.
  • an electric motor E is only in the Fig. 5 and 6 in connection with the second and third embodiments for clarity by dashed lines. If such an electric motor E is provided, it replaces the magnetic motor M or the HTSC motor, which in the first embodiment according to the Fig.
  • an electric motor E as a drive motor mounted on the pump housing G or partially integrated power transmission parts, such as teeth, rolling bearings and / or waves are required to ensure the rotational connection between such a drive motor and the impeller of the pump jet P, but for themselves belongs to the standard knowledge of a person skilled in the art and in so far not part of the present invention and also not of the invention aspect is that the axis of rotation B of the rotor 2 and the control axis A of the pump jet P are not aligned.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schiffsantrieb mit einem Pumpjet gemäß der EP 0 612 657 .
  • Derartige Schiffsantriebe sind auch aus der Praxis bekannt und enthalten einen Pumpjet als Haupt- und/oder Hilfsantrieb. Die Energiezufuhr erfolgt beispielsweise zum einen über ein Getriebe, dem wahlweise ein Diesel-, Elektro- oder Hydraulikmotor vorgeschaltet ist, oder direkt über eine Impellerwelle mittels eines außerhalb des Antriebes angeordneten Motors. Bei den verwendeten Elektromotoren handelt es sich um konventionelle Elektromotoren.
  • Obzwar es sich bei derartigen Schiffsantrieben um äußerst vorteilhafte Bauweisen handelt, hat und erreicht die vorliegende Erfindung das Ziel einer weiteren Verbesserung insbesondere hinsichtlich Vereinfachung der Bauweise, Effizienz des Antriebes und Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten.
  • Weiterhin offenbart das Dokument DE 694 11 862 T2 einen Schiffsantrieb, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.
  • Dazu schafft die Erfindung einen Schiffsantrieb mit einem Pumpjet, der ein Pumpengehäuse und einen Antriebsmotor enthält, wobei der Antriebsmotor ein in dem Pumpengehäuse integrierter Magnetmotor ist.
  • Alternativ schafft die Erfindung einen Schiffsantrieb mit einem Pumpjet, der ein Pumpengehäuse und einen Antriebsmotor enthält, wobei der Antriebsmotor ein in dem Pumpengehäuse integrierter Hochtemperatursupraleitermotor ist.
  • Vorzugsweise ist der Pumpjet rundum steuerbar.
  • Es kann ferner mit Vorzug vorgesehen werden, dass der Magnetmotor oder Hochtemperatursupraleitermotor einen Rotor enthält, der Bestandteil eines Impellers des Pumpjets ist.
  • Die Erfindung besteht darin, dass der Magnetmotor oder Hochtemperatursupraleitermotor einen Stator enthält, der Bestandteil eines Diffusorinnenringes des Pumpjets ist.
  • Eine andere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass das Fördermedium insbesondere alleine auch als Schmier- und/oder Kühlstoff dient.
  • Noch eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass der Antrieb des Pumpjets frei von kraftübertragenden Teilen, wie Verzahnung, Wälzlager und/oder Wellen ist. Die Erfindung besteht darin, Umlenkeinrichtungen vorgesehen sind, die in einem Innenraum des Diffusorgehäuses angeordnet und/oder ausgebildet sind.
  • Vorzugsweise sind die Umlenkeinrichtungen so angeordnet und/oder ausgebildet, um eine Wasserströmung in dem Innenraum des Diffusorgehäuses so von Verwirbelungen zu befreien und/oder so zu richten, dass durch eine Düse des Pumpjets Wasser möglichst ohne interne Verwirbelungen austritt oder dass durch individuelle Düsen eine gewünschte Menge Wasser pro Zeit, insbesondere gleich viel Wasser pro Zeit, und/oder möglichst ohne interne Verwirbelungen austritt, um eine optimale Schubwirkung des Pumpjets zu erreichen. Zusätzlich enthalten die Umlenkeinrichtungen wenigstens eine Formgebung des Innenraums des Diffusorgehäuses.
  • Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung in diesem Zusammenhang besteht darin, dass die Umlenkeinrichtungen einen Bereich mit konstantem Querschnittsverlauf des Innenraums des Diffusorgehäuses enthalten, und/oder dass die Umlenkeinrichtungen einen Bereich mit verringertem Querschnittsverlauf des Innenraums des Diffusorgehäuses enthalten, und/oder dass die Umlenkeinrichtungen einen Bereich mit vergrößertem Querschnittsverlauf des Innenraums des Diffusorgehäuses enthalten. Ferner können die die Umlenkeinrichtungen alternativ oder zusätzlich wenigstens eine Leitschaufel im Innenraum des Diffusorgehäuses enthalten.
  • Als einerseits weitere bevorzugte Ausgestaltung der bisher dargelegten Erfindung und ihrer Realisierungsvarianten und andererseits eigenständiger und daher auch für sich alleine schutzwürdiger Erfindungsaspekt ist es anzusehen, dass der Rotor eine Rotationsachse enthält, die mit einer Steuerachse des Pumpjets nicht fluchtet.
  • Dies kann vorteilhafterweise dadurch weiter ausgebildet werden, dass die Rotationsachse von Rotor bezüglich der Steuerachse des Pumpjets versetzt ist, wobei weiter bevorzugt die Rotationsachse von Rotor und die Steuerachse des Pumpjets parallel sind. Ein nicht beanspruchter alternativer Schiffsantrieb kann mit Vorzug vorgesehen sein, dass die Rotationsachse von Rotor und die Steuerachse des Pumpjets gegeneinander geneigt sind, wobei ferner insbesondere sich die Rotationsachse von Rotor und die Steuerachse des Pumpjets in einem Punkt schneiden.
  • Weitere bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und deren Kombinationen sowie den gesamten vorliegenden Anmeldungsunterlagen.
  • Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung lediglich exemplarisch näher erläutert, in der
    • Fig. 1
    in einer schematischen Schnittansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schiffsantriebs mit einem Pumpjet zeigt,
    Fig. 2
    eine schematische perspektivische Ansicht des Schiffsantriebs mit einem Pumpjet des erste Ausführungsbeispiels zeigt,
    Fig. 3
    eine schematische Ansicht des Schiffsantriebs mit einem Pumpjet des erste Ausführungsbeispiels von unten, d.h. bei an einem Schiffsrumpf angebrachtem Pumpjet in Blickrichtung zum Schiffsrumpf hin, zeigt,
    Fig. 4
    eine schematische Ansicht des Schiffsantriebs mit einem Pumpjet des erste Ausführungsbeispiels von innen nach außen, d.h. bei an einem Schiffsrumpf angebrachtem Pumpjet in Blickrichtung vom Schiffsrumpf weg, zeigt,
    Fig. 5
    in einer schematischen Schnittansicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schiffsantriebs mit einem Pumpjet zeigt, und
    Fig. 6
    in einer schematischen Schnittansicht ein nicht beanspruchtes Beispiels eines Schiffsantriebs mit einem Pumpjet zeigt.
  • Anhand der nachfolgend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- und Anwendungsbeispiele wird die Erfindung lediglich exemplarisch näher erläutert, d.h. sie ist nicht auf diese Ausführungs- und Anwendungsbeispiele oder auf die Merkmalskombinationen innerhalb dieser Ausführungs- und Anwendungsbeispiele beschränkt. Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale ergeben sich jeweils analog auch aus Vorrichtungs- bzw. Verfahrensbeschreibungen.
  • Einzelne Merkmale, die im Zusammenhang mit einem konkreten Ausführungsbeispiel angeben und/oder dargestellt sind, sind nicht auf dieses Ausführungsbeispiel oder die Kombination mit den übrigen Merkmalen dieses Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern können im Rahmen des technisch Möglichen, mit jeglichen anderen Varianten, auch wenn sie in den vorliegenden Unterlagen nicht gesondert behandelt sind, kombiniert werden.
  • Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren und Abbildungen der Zeichnung bezeichnen gleiche oder ähnliche oder gleich oder ähnlich wirkende Komponenten. Anhand der Darstellungen in der Zeichnung werden auch solche Merkmale deutlich, die nicht mit Bezugszeichen versehen sind, unabhängig davon, ob solche Merkmale nachfolgend beschrieben sind oder nicht. Andererseits sind auch Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung enthalten, aber nicht in der Zeichnung sichtbar oder dargestellt sind, ohne weiteres für einen Fachmann verständlich.
  • In der Fig. 1 ist schematisch ein Schiffsantrieb S mit einem Pumpjet P in einem Längsschnitt gezeigt. Der Pumpjet P enthält einen Magnetmotor M, der in das Strömungs- oder Pumpengehäuse G integriert ist, als Antriebsmotor mit einem Ständer oder Stator 1 und einem Läufer oder Rotor 2. Der Rotor 2 ist als Impelleraußenring I entwickelt, und der Stator 1 ist in einem Diffusorinnenring D des Pumpengehäuses G integriert, das ein Diffusorgehäuse 3 enthält oder insgesamt als solches ausgebildet ist. Zu dem Pumpjet P gehören noch ein Steuermotor 4, ein Steuergetriebe 5 mit beispielsweise einem Stirnrad R sowie ein Quittungsgeber 6 und eine Brunnenplatte 7.
  • Die Fig. 2 zeigt den Schiffsantrieb S mit dem Pumpjet P des erste Ausführungsbeispiels in einer schematischen perspektivischen Ansicht zeigt. Die Fig. 3 zeigt den Schiffsantrieb S mit dem Pumpjet P des ersten Ausführungsbeispiels in einer schematischen Ansicht von unten, d.h. bei an einem Schiffsrumpf angebrachtem Pumpjet in Blickrichtung zum Schiffsrumpf hin. Die Fig. 4 zeigt den Schiffsantrieb S mit dem Pumpjet P des ersten Ausführungsbeispiels in einer schematischen Ansicht von innen nach außen, d.h. bei an einem Schiffsrumpf angebrachtem Pumpjet in Blickrichtung vom Schiffsrumpf weg.
  • Insbesondere handelt es sich um einen rundum steuerbaren Schiffsantrieb S, dessen Pumpjet P um 360° drehbar ist. Außer, dass der Antrieb des Pumpjets P über einen im Pumpengehäuse G integriertem Magnetmotor M erfolgt, kann für den Antrieb auch ein Hochtemperatursupraleiter- oder HTSL-Motor (nicht gesondert dargestellt) vorgesehen sein, wobei jeweils der der Rotor/Läufer 2 gleichsam Bestandteil des Impellers I ist und der Stator/Ständer 1 integrierter Bestandteil des Diffusorinnenringes D ist. Dadurch entfällt die herkömmliche Art der Kraftübertragung mittels Antriebsmotor, Kupplung und Gelenkwelle. Hierdurch entsteht eine sehr kompakte Antriebseinheit, die nahezu in jedes schwimmende Gerät eingebaut werden kann.
  • Durch den Antrieb des Pumpjets P mit einem Magnetmotor M oder HTSL-Motor sind keine Getriebeteile, wie Verzahnung, Wellen, Wälzlager erforderlich. Dies hat zur Folge, dass der Pumpjet P als sehr geräuscharm und schwingungsarm sowie mit hohem Wirkungsgrad eingestuft werden kann. Ferner ist keine Ölfüllung zur Schmierung und Kühlung rotierender Teile erforderlich, was den Pumpjet P als ölfrei und wartungsarm kennzeichnet.
  • Als besondere Vorteile ergeben sich:
    • kompakte Bauweise
    • hoher Wirkungsgrad
    • sehr geräuscharm
    • schwingungsarm
    • ölfrei
    • wartungsarm
  • Mittels des Steuermotors 4 kann das Pumpengehäuse G, das das Diffusorgehäuse 3 enthält oder insgesamt als solches ausgebildet ist, in Lagern 8 gegenüber der Brunnenplatte 7 um eine Steuerachse A eben vorzugsweise um 360° gedreht werden, so dass Düsen 9, von denen in der Schnittdarstellung in der Fig. 1 nur eine mittlere Düse 9b von drei Düsen 9a, 9b und 9c (siehe Fig. 2, 3 und 4) zu sehen ist, in eine gewünschte Richtung gesteuert werden können.
  • Durch eine Ansaugöffnung 10 wird Wasser mittels des Rotors 2 in einen Innenraum 11 des Diffusorgehäuses 3 gesaugt. Der so ins den Innenraum 11 des Diffusorgehäuses 3 einströmende Wasserstrahl wird durch die Formgebung des Innenraums 11 des Diffusorgehäuses 3 umgelenkt, so dass er durch die Düsen 9 aus dem Pumpengehäuse G austritt, eben entsprechend dessen mittels des Steuermotors 4 eingestellter Drehstellung in eine gewünschte Richtung. Da durch die die Formgebung des Innenraums 11 des Diffusorgehäuses 3 eine Umlenkung der Wasserströmung, die durch die Ansaugöffnung 10 in den Innenraum 11 des Diffusorgehäuses 3 eintritt, erreicht wird, ist das Diffusorgehäuse 3 oder das Pumpengehäuse G somit gleichzeitig auch ein Umlenkgehäuse. Die Formgebung ist bei dem in der Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel wulstartig um den Antriebsmotor mit dem Ständer oder Stator 1 in dem Diffusorinnenring D des Pumpengehäuses G und dem Läufer oder Rotor 2 als Impelleraußenring I. Der Innenraum 11 des Diffusor- oder Umlenkgehäuses 3 mit der spezifischen Formgebung stellt damit Umlenkeinrichtungen 12 dar.
  • Zur weiteren Strömungsbeeinflussung des durch die Ansaugöffnung 10 eingesaugten Wassers auf dem Weg zu den Düsen 9 hin ist, wie in der Darstellung der Fig. 4 zu sehen ist, eine Leitschaufel 13 als Bestandteil der Umlenkeinrichtungen 12 vorgesehen. Je nach der übrigen Ausgestaltung der Umlenkeinrichtungen 12 können auch mehrere und/oder anders platzierte und gestaltete Leitschaufeln vorgesehen sein. Die Leitschaufeln, wie die Leitschaufel 13, erfüllen den Zweck, dass die durch den sich schnell drehenden Rotor 2 verwirbelt und gerichtet in den Innenraum 11 des Diffusor- oder Umlenkgehäuses 3 eintretende oder eingesaugte Wasserströmung im Verbund mit den Umlenkeinrichtungen 12 so "entwirbelt" und so gerichtet wird, dass durch die individuellen Düsen 9a, 9b und 9c jeweils z.B. gleich viel oder allgemein eine gewünschte Menge Wasser pro Zeit möglichst ohne interne Verwirbelungen austritt, um eine optimale Schubwirkung des Pumpjets P zu erreichen.
  • In der Fig. 5 ist in einer zur Darstellung der Fig. 1 analogen schematischen Schnittdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schiffsantriebes S mit einem Pumpjet P gezeigt. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird hinsichtlich aller Komponenten, deren Anordnung und Wirkung auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 1 bis 4 verwiesen.
  • Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Rotor 2 mit einer bezüglich der Steuerachse A des Pumpjets P versetzten Rotationsachse B vorgesehen. Die Steuerachse A des Pumpjets P und die Rotationsachse B des Rotors 2 sind jedoch parallel zueinander ausgerichtet.
  • Ferner sind die Umlenkeinrichtungen 12, soweit sie durch die Formgebung des Innenraums 11 des Diffusor- oder Umlenkgehäuses 3 oder des Pumpengehäuses G gebildet sind, beim vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 5 im Vergleich zur Ausgestaltung bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 um den Rotor 2 herum nicht mehr gleichförmig. Die Umlenkeinrichtungen 12 haben einen Bereich 12a mit kleinerem Querschnittsverlauf und einen Bereich 12b mit größerem Querschnittsverlauf; dagegen ist der Querschnittsverlauf im gesamten Bereich 12c bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 konstant. Ein zu den Düsen 9 hin größer werdender Querschnitt gemäß dem Bereich 12b - bezogen auf den Querschnitt im bereich 12a - des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der Fig. 5 hat beispielsweise eine Diffusions- oder Diffusor-Wirkung.
  • Gerade die versetzte Anordnung von Steuerachse A des Pumpjets P und Rotationsachse B des Impellers I oder Rotors 2 begünstigt die Ausgestaltung der Umlenkeinrichtungen 12 mit dem Bereich 12a mit kleinerem Querschnittsverlauf und dem Bereich 12b mit größerem Querschnittsverlauf. Jedoch sind die beiden Aspekte einerseits Versatz der Achsen und andererseits ungleichmäßige Ausgestaltung der Umlenkeinrichtungen 12 im Innenraum 11 des Diffusor- oder Umlenkgehäuses 3 oder des Pumpengehäuses G nicht zwingend zu kombinieren.
  • In der Fig. 6 ist in einer zu den Darstellungen der Fig. 1 und 5 analogen schematischen Schnittdarstellung ein drittes Ausführungsbeispiel eines Schiffsantriebes S mit einem Pumpjet P gezeigt. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird hinsichtlich aller Komponenten, deren Anordnung und Wirkung auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 1 bis 4 verwiesen.
  • Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel weist bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Rotor 2 eine Rotationsachse B auf, die bezüglich der Steuerachse A des Pumpjets P geneigt ist. Die Steuerachse A des Pumpjets P und die Rotationsachse B von Rotor 2 scheiden sich jedoch in einem Punkt Z.
  • Ferner sind auch bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 6, wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 5, die Umlenkeinrichtungen 12, soweit sie durch die Formgebung des Innenraums 11 des Diffusor- oder Umlenkgehäuses 3 oder des Pumpengehäuses G gebildet sind, im Vergleich zur Ausgestaltung bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 um den Rotor 2 herum bedingt durch dessen Schrägstellung nicht mehr gleichförmig. Die Umlenkeinrichtungen 12 haben wieder, wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 5, einen Bereich 12a mit kleinerem Querschnittsverlauf und einen Bereich 12b mit größerem Querschnittsverlauf; dagegen ist wie schon oben erläutert wurde, der Querschnittsverlauf im gesamten Bereich 12c bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 konstant. Ein zu den Düsen 9 hin größer werdender Querschnitt gemäß dem Bereich 12b - bezogen auf den Querschnitt im Bereich 12a - des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der Fig. 6 hat beispielsweise eine Diffusions- oder Diffusor-Wirkung.
  • Gerade die geneigte Anordnung von Rotationsachse B des Impellers I oder Rotors 2 zur Steuerachse A des Pumpjets P begünstigt die Ausgestaltung der Umlenkeinrichtungen 12 mit dem Bereich 12a mit kleinerem Querschnittsverlauf und dem Bereich 12b mit größerem Querschnittsverlauf. Bei der Ausgestaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, das in der Fig. 6 verdeutlicht ist, sind aber auch die Bereiche 12a und 12b querschnittsmäßig nicht einmal in einem Umfangsabschnitt des wulst- oder ringförmigen Innenraums 11 des Diffusor- oder Umlenkgehäuses 3 oder des Pumpengehäuses G konstant, wie dies bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 5 der Fall ist.
  • Ferner sind auch bei dem dritten Ausführungsbeispiel, das in der Fig. 6 verdeutlicht ist, einerseits Neigung der Achsen zueinander andererseits ungleichmäßige Ausgestaltung der Umlenkeinrichtungen 12 im Innenraum 11 des Diffusor- oder Umlenkgehäuses 3 oder des Pumpengehäuses P nicht zwingend zu kombinieren.
  • Der Aspekt, dass die Rotationsachse B des Impellers I oder Rotors 2 und die Steuerachse A des Pumpjets P nicht fluchten, oder anders ausgedrückt nicht aufeinander liegen oder deckungsgleich sind, kann auch als eine eigenständige und damit für sich selbst schutzwürdige Erfindung unabhängig von der Ausgestaltung des Schiffsantriebs S mit einem Pumpjet P, der ein Pumpengehäuse G und einen Antriebsmotor enthält, wobei der Antriebsmotor ein in dem Pumpengehäuse G integrierter Magnetmotor M oder Hochtemperatursupraleitermotor ist, Erfindung angesehen werden. Die nicht fluchtende Anordnung der Rotationsachse B des Impellers I oder Rotors 2 und der Steuerachse A des Pumpjets P ist dabei die allgemeingültige Formulierung, die die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 5 und 6 abdeckt, bei denen bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Rotor 2 mit einer bezüglich der Steuerachse A des Pumpjets P versetzten Rotationsachse B vorgesehen ist bzw. bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Rotor 2 eine Rotationsachse B aufweist, die bezüglich der Steuerachse A des Pumpjets P geneigt ist, wobei sich insbesondere, aber nicht zwingend, die Steuerachse A des Pumpjets P und die Rotationsachse B von Rotor 2 in einem Punkt Z scheiden.
  • In dem Fall, dass der Erfindungsaspekt, dass die Rotationsachse B des Impellers I oder Rotors 2 und die Steuerachse A des Pumpjets P nicht fluchten, für sich alleine betrachtet wird, kann insbesondere als Antriebsmotor ein Elektromotor E, wie beispielsweise insbesondere ein Assynchronmotor, Synchronmotor oder Permanentmagnetmotor vorgesehen sein, der auf das Pumpengehäuse G aufgesetzt oder darin teilintegriert ist. Ein solcher Elektromotor E ist lediglich in den Fig. 5 und 6 im Zusammenhang mit den zweiten und dritten Ausführungsbeispielen zur Verdeutlichung mit gestrichelten Linien angedeutet. Wenn ein solcher Elektromotor E vorgesehen ist, ersetzt er den Magnetmotor M oder den HTSL-Motor, der beim dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 als alleiniger Antriebsmotor vorgesehen ist und eben auch bei den zweiten und dritten Ausführungsbeispielen jeweils als alleiniger Antriebsmotor vorgesehen sein kann. Wie gesagt, sind die Varianten eines Antriebsmotors in Form eines in das Pumpengehäuse G integrierten Magnetmotors M oder HTSL-Motors einerseits und eines auf das Pumpengehäuse G aufgesetzten oder darin teilintegrierten Elektromotors E Alternativen dann, wenn der Erfindungsaspekt der nicht fluchtenden Achsen, nämlich die Rotationsachse B des Impellers I oder Rotors 2 und Steuerachse A des Pumpjets P, für sich alleine betrachtet wird. Bei Verwendung eines Elektromotors E als Antriebsmotor auf das Pumpengehäuse G aufgesetzt oder darin teilintegriert sind selbstverständlich kraftübertragende Teile, wie Verzahnung, Wälzlager und/oder Wellen erforderlich, um die Drehverbindung zwischen einem solchen Antriebsmotor und dem Impeller des Pumpjets P zu gewährleisten, was aber für sich zum Standardwissen eines Fachmannes gehört und in so weit nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung und auch nicht des Erfindungsaspektes ist, dass die Rotationsachse B des Rotors 2 und die Steuerachse A des Pumpjets P nicht fluchten.
  • Die Erfindung ist anhand der Ausführungsbeispiele in der Beschreibung und in der Zeichnung lediglich exemplarisch dargestellt und nicht darauf beschränkt, sondern umfasst alle Variationen, Modifikationen, Substitutionen und Kombinationen, die der Fachmann den vorliegenden Unterlagen insbesondere im Rahmen des Anspruchs und der allgemeinen Darstellungen in der Einleitung dieser Beschreibung sowie der Beschreibung der Ausführungsbeispiele entnehmen und mit seinem fachmännischen Wissen sowie dem Stand der Technik kombinieren kann. Insbesondere sind alle einzelnen Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung und ihrer Ausführungsbeispiele kombinierbar.

Claims (12)

  1. Schiffsantrieb (S) mit einem Pumpjet (P), der einen Antriebsmotor und ein Pumpengehäuse (G) enthält, das eine Ansaugöffnung (10) zum Ansaugen von Wasser in das Pumpengehäuse (G) und wenigstens eine Düse (9; 9a, 9b, 9c) zum Austreten von Wasser aus dem Pumpengehäuse (G) hat, wobei der Antriebsmotor einen Stator (1), der Bestandteil eines Diffusorinnenringes (D) des Pumpjets (P) ist, und einen Rotor (2) enthält, der Bestandteil eines Impellers (I) des Pumpjets (P) ist, wobei der Antriebsmotor ein in dem Pumpengehäuse (G) integrierter Magnetmotor (M) oder ein Hochtemperatursupraleitermotor ist, und der Antrieb des Pumpjets (P) frei von kraftübertragenden Teilen, wie Verzahnung, Wälzlager und/oder Wellen ist, und das Pumpengehäuse (G) ein Diffusorgehäuse (3) enthält oder insgesamt als solches ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Umlenkeinrichtungen (12, 12a, 12b, 12c, 13) vorgesehen sind, die in einem Innenraum (11) des Diffusorgehäuses (3) angeordnet und/oder ausgebildet sind, so dass die Ansaugöffnung (10) zum Ansaugen von Wasser in das Pumpengehäuse (G) und die wenigstens eine Düse (9; 9a, 9b, 9c) zum Austreten von Wasser aus dem Pumpengehäuse (G) so angeordnet sind, dass in einem an dem Schiffsrumpf angebrachten betrieblichen Zustand des Pumpjets (P) die Ansaugrichtung im Wesentlichen von unten zum Schiffsrumpf hin vertikal ist, und so, dass in einem an dem Schiffsrumpf angebrachten betrieblichen Zustand des Pumpjets (P) in der vertikalen Richtung das die Ansaugöffnung (10) und die wenigstens eine Düse (9, 9a, 9b, 9c) bezüglich des Magnetmotors (M) oder Hochtemperatursupraleitermotors auf derselben Seite des Pumpjets (P) liegen.
  2. Schiffsantrieb (S) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Pumpjet (P) rundum steuerbar ist.
  3. Schiffsantrieb (S) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Pumpjet (P) außen an einem Schiffsrumpf anbringbar ist.
  4. Schiffsantrieb (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das vom Antriebsmotor geförderte Wasser ein Fördermedium darstellt, das insbesondere alleine auch als Schmier- und/oder Kühlstoff dient.
  5. Schiffsantrieb (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Rotor (2) eine Rotationsachse (B) enthält, die mit einer Steuerachse (A) des Pumpjets (P) nicht fluchtet.
  6. Schiffsantrieb (S) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Rotationsachse (B) von Rotor (2) bezüglich der Steuerachse (A) des Pumpjets (P) versetzt ist.
  7. Schiffsantrieb (S) nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Rotationsachse (B) von Rotor (2) und die Steuerachse (A) des Pumpjets (P) parallel sind.
  8. Schiffsantrieb (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Umlenkeinrichtungen (12, 12a, 12b, 12c, 13) wenigstens eine Formgebung des Innenraums (11) des Diffusorgehäuses (3) enthalten.
  9. Schiffsantrieb (S) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Umlenkeinrichtungen (12, 12a, 12b, 12c, 13) einen Bereich (12c) mit konstantem Querschnittsverlauf des Innenraums (11) des Diffusorgehäuses (3) enthalten.
  10. Schiffsantrieb (S) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Umlenkeinrichtungen (12, 12a, 12b, 12c, 13) einen Bereich (12a) mit verringertem Querschnittsverlauf des Innenraums (11) des Diffusorgehäuses (3) enthalten.
  11. Schiffsantrieb (S) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Umlenkeinrichtungen (12, 12a, 12b, 12c, 13) einen Bereich (12a) mit vergrößertem Querschnittsverlauf des Innenraums (11) des Diffusorgehäuses (3) enthalten.
  12. Schiffsantrieb (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Umlenkeinrichtungen (12, 12a, 12b, 12c, 13) wenigstens eine Leitschaufel (13) im Innenraum (11) des Diffusorgehäuses (3) enthalten.
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