NL2003813C2 - Afdichtingsconstructie. - Google Patents

Description

AFDICHTINGSCONSTRUCTIE

De uitvinding betreft een afdichtingsconstructie voor het afdichten van een onderwater rond een denkbeeldige langsas roteerbare as, de constructie omvattende een 5 dwars op de as gerangschikt constructiedeel waar doorheen de as te leiden of geleid is, tenminste twee coaxiale, onderling een drukkamer insluitende ringafdichtingen voor het afdichten van de as en het constructiedeel ten opzichte van elkaar, alsmede drukmiddelen voor het onder overdruk toevoeren van een fluïdum in de drukkamer, alsmede een afvoer voor het afvoeren van het fluïdum.

10 Een voorbeeld van een afdichtingsconstructie voor een schip is bekend uit JP-A- 11304005. Deze bekende afdichtingsconstructie maakt onderdeel uit van de achterafdichting van een schroefaskoker met een daarin opgenomen schroefas. In de afdichtingsconstructie moet een voortdurende stroming van het fluïdum uit de bron worden opgewekt. Het overtollige fluïdum ontsnapt onder buitenste ringafdichting(en) 15 door. Het toevoeren van een fluïdum in de drukkamer verschaft verscheidene voordelen die samenhangen met een verbeterde scheiding tussen het water buiten de afdichtingsconstructie en de ruimte daarbinnen, in het bijzonder de met smeermiddel gevulde ruimte tussen de schroefas en de schroefaskoker. Als gevolg van de door het fluïdum opgewekte tegendruk in de drukkamer wordt allereerst de belasting op de 20 ringafdichtingen aanzienlijk verlaagd, waardoor de slijtage daarvan afiieemt en de levensduur wordt verlengd. Tevens kan daardoor worden vermeden dat het smeermiddel uit de genoemde ruimte naar buiten lekt, en aldus tot milieuvervuiling zou leiden.

Een verdere afdichtingsconstructie voor de aandrijving van een schip is 25 bekend uit het document EP 1 586 798 BI. Het document beschrijft een radiale asafdichting die gebruikt maakt van een aantal naast elkaar gelegen en door middel van afdichtingselementen gescheiden drukkamers om de genoemde as ten opzichte van zijn omgeving af te dichten. Meer specifiek zijn de afdichtingselementen voorzien als radiale elastomerische lipafdichtingen waarmee de as ten opzichte van de omgeving 30 wordt afgedicht. Een radiale asafdichting met elastomerische afdichtingselementen alleen heeft als bezwaar dat het drukverschil per afdichtingselement beperkt is. Het maximaal toelaatbare drukverschil per element is immers laag en een aantal afdichtingelementen moet in serie worden geplaatst. Bovendien moet de druk in de 2 drukkamers tussen de afdichtingselementen actief gestuurd worden. Hierdoor is het mogelijk geworden om de afdichtingsconstructie in staat te stellen om af te dichten tegen hogere drukken dan per individueel afdichtingselement mogelijk is. De naar de drukkamers toe te voeren vloeistof wordt door een vaste smoring geleid, waardoor 5 drukafbouw plaatsvindt. De benodigde vloeistof wordt aan de omgeving onttrokken en stroomt weer vrij uit naar de omgeving.

Omdat de benodigde vloeistof weer vrij uitstroomt naar de omgeving, is de bekende afdichtingsconstructie alleen toepasbaar indien er geen of slechts een beperkte tegendruk aanwezig is. Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer de afdichtingsconstructie 10 onder water redelijk dicht bij het wateroppervlak gesitueerd is en indien het constructiedeel in verbinding staat met de omgevingsdruk boven het wateroppervlak. Wanneer dit niet het geval is, bijvoorbeeld bij compleet ondergedompelde constructies of constructies die moeten worden ingezet op grotere dieptes, op welke dieptes er sprake is van veel hogere drukken, kan de bekende afdichtingsconstructie niet worden 15 toegepast aangezien een vrije uitstroom van de vloeistof praktisch niet mogelijk is.

Wanneer constructiedelen op grotere dieptes moeten worden toegepast dan de voor schroefassen van een schip gebruikelijke dieptes, wordt daarom tot nog toe altijd gebruik gemaakt van andere manieren van afdichting. Er kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van speciale mechanische asafdichtingen om voor een afdichting te 20 zorgen. Dergelijke mechanische afdichtingen zijn echter minder aantrekkelijk, ondermeer gezien hun technische complexiteit en kosten. In het geval dat het constructiedeel bijvoorbeeld onderdeel uitmaakt van een getijdenturbine, is het bekend om het huis waarin de turbine is aangebracht onder druk te brengen, bijvoorbeeld door het huis te vullen met een gas, zoals stikstof of een ander geschikt gas. Door de 25 verhoogde druk in het huis zelf, wordt het drukverschil over de door het huis stekende as verminderd en neemt de afdichtingskwaliteit van de asafdichting toe.

Een bezwaar van het onder druk brengen van het (huis van het) constructiedeel is echter dat dit een technisch complexe operatie is, vooral wanneer de druk gedurende langere tijd op een voldoende hoog niveau gehouden moet worden. Praktisch betekent 30 dit dat er bijvoorbeeld een toevoerleiding naar de asconstructie moet worden gemaakt. Dit is des te meer bezwaarlijk omdat dergelijke constructies vaak moeilijk bereikbaar zijn. Verder moet de druk binnenin het constructiedeel extreem worden opgevoerd om het drukverschil over de afdichting op zeer grote waterdieptes, (bijvoorbeeld meer dan 3 50 m, tot zelfs 100 m of meer) op te vangen, hetgeen tot technische complicaties kan leiden.

Het is een doel van de uitvinding om een afdichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen waarin een of meer van de bovengenoemde bezwaren 5 van de bekende asafdichtingen is ondervangen.

Het is verder een doel van de uitvinding om een afdichtingsconstructie te verschaffen waarmee tot op relatief grote dieptes een roteerbare as ten opzichte van een constructiedeel afgedicht kan worden.

Volgens een aspect van de uitvinding wordt tenminste een van de doelen bereikt 10 in een afdichtingsconstructie voor het afdichten van een onderwater rond een denkbeeldige langsas roteerbare as, de constructie omvattende een dwars op de as gerangschikt constructiedeel waar doorheen de as te leiden of geleid is, tenminste twee coaxiale, onderling een drukkamer insluitende ringafdichtingen voor het afdichten van de as en het constructiedeel ten opzichte van elkaar, alsmede drukmiddelen voor het 15 onder overdruk toevoeren van een fluïdum in de drukkamer, alsmede een afVoer voor het afVoeren van het fluïdum, waarbij de afvoer aangesloten is op een afvoerdeel dat een pomp omvat die ingericht is voor het verder stroomafwaarts verpompen van afgevoerd fluïdum.

Volgens uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt het uit de drukkamer 20 uitstromende fluïdum geforceerd afgevoerd naar de omgeving of gehercirculeerd richting de drukkamer. Het geforceerd afVoeren vindt plaats onder invloed van een of meer pompen. Deze kunnen de druk in het uitgestroomde fluïdum in voldoende mate verhogen van de relatief lage druk die in het constructiedeel heerst tot de relatief hoge omgevingsdruk (veroorzaakt door de waterkolom en daarmee afhankelijk van de diepte 25 waarop het constructiedeel is ondergedompeld).

Zoals hierboven reeds is vermeld, wordt in bepaalde uitvoeringsvorm het fluïdum teruggevoerd naar de drukkamer(s). Hiertoe kan de afdichtingsconstructie een afvoerdeel hebben dat is verbonden met de drukkamer voor het terugvoeren van afgevoerd fluïdum naar de drukkamer. Meer in het bijzonder kan het afvoerdeel 30 zodanig zijn ingericht dat reeds afgevoerd fluïdum via de drukmiddelen naar de drukkamer gecirculeerd wordt. Een voordeel van deze uitvoering is dat de kwaliteit van het circulerende fluïdum goed onder controle gehouden kan worden. Wanneer het fluïdum gehercirculeerd wordt in een gesloten systeem, is de kans op vervuiling van de 4 afdichting, bijvoorbeeld als gevolg van binnentredende bio-organismen of stoffen in het fluïdum, relatief klein. Bovendien behoeft er geen fluïdum in de omgeving terecht te komen, zodat een milieuvriendelijke afdichting verkregen kan worden.

In andere uitvoeringsvormen is het afvoerdeel ingericht om, wanneer althans de 5 afdichting in gebruik is, uit te monden in de onderwateromgeving voor het hieraan toevoeren van afgevoerd fluïdum. Deze uitvoeringsvorm kan in een eenvoudige constructie uitgevoerd worden.

Volgens een uitvoering heeft het afvoerdeel een reservoir voor het tijdelijk opslaan van afgevoerd fluïdum. Het reservoir kan met de pomp verbonden zijn voor het 10 verder afvoeren van fluïdum.

In een verdere uitvoering omvat het afvoerdeel een warmtewisselaar voor het afkoelen van het afgevoerde fluïdum. Het fluïdum kan voor lokale koeling ter plaatse van de aansluiting van het constructiedeel op de as zorgen. De aansluiting kan als gevolg van het roteren van de as warm gaan worden, hetgeen op termijn tot schade aan 15 de constructie en/of as kan leiden. Zeker (maar niet alleen) in het geval dat het fluïdum gehercirculeerd wordt, kan het fluïdum opgewarmd worden, bijvoorbeeld in de drukkamer, zodat het verkoelend effect daarvan vermindert. Door het fluïdum langs een warmtewisselaar te leiden kan het fluïdum de gewenste (lage) temperatuur gegeven worden.

20 In een verdere uitvoering omvat de afdichtingsconstructie drie, vier of meer opeenvolgende coaxiale ringafdichtingen waarvan telkens twee naburige ringafdichtingen een drukkamer begrenzen. Door op deze wijze een aantal aangrenzende drukkamers te realiseren kan een hoger drukverschil worden opgevangen dan met een enkele drukkamer te realiseren is. Hierbij zijn de drukmiddelen bij 25 voorkeur zodanig dat deze, gezien vanaf de zijde met de hoogste druk (bijv. de aan de onderwateromgeving grenzende zijde) tot de zijde met de laagste druk (bijv. de binnenruimte van het constructiedeel), in de opeenvolgende drukkamers een trapsgewijs afhemende druk te genereren. De drukkamers werken in deze uitvoering samen om de overdruk geleidelijk in langsrichting van de as op te vangen.

30 In een verdere uitvoering worden de drukken in de opeenvolgende drukkamers stapsgewijs in in hoofdzaak gelijke stappen verlaagd, zodat de verschillende afdichtingen op vrijwel gelijke wijze belast worden, hetgeen de levensduur van de 5 afdichting aanzienlijk verbetert. Niettemin kan de druk indien gewenst ook in verschillende drukstappen aangepast (meestal verlaagd) worden.

In een verdere uitvoering zijn de drukkamers in serie geschakeld, zodat bij schade aan één of meer daarvan de afdichting nog steeds operationeel kan zijn.

5 De afdichtingselementen, meer in het bijzonder de ringafdichtingen, van de afdichtingsconstructie kunnen talloze vormen aannemen, zoals bijvoorbeeld sleepringafdichtingen, afhankelijk van de situatie en de gewenste afdichtingseigenschappen. In een voordelige uitvoering omvatten de ringafdichtingen lipafdichtingen waarvan de lip is gekeerd naar de zijde met relatief hoge druk.

10 Zoals eerder uiteengezet is, worden in het vakgebied van de getijdenturbines, anders dan ik het vakgebied van de scheepsaandrijvingen, op dit moment nog geen afdichtingsconstructies voorzien van ringafdichtingen en drukkamers toegepast. Bij getijdenturbines wordt op dit moment in hoofdzaak gebruik van mechanische of soortgelijke afdichtingen, waarbij de nacelle van de turbine al dan niet onder overdruk 15 (ten opzichte van een atmosferische druk) gebracht wordt om het drukverschil over de afdichting te verminderen. Er kleven echter bezwaren aan het gebruik van dergelijke afdichtingen en het met gas zoals stikstof onder druk brengen van de nacelle van de getijdenturbine, zeker wanneer deze zich op aanzienlijk diepte, bijvoorbeeld - maar niet beperkt tot- dieptes van 20 m of meer bevinden. Bezwaren zijn ondermeer dat het onder 20 druk brengen van de nacelle een technisch complex operatie is, vooral wanneer de druk gedurende langere tijd op een voldoende hoog niveau gehouden moet worden. De nacelle wordt dan via een gastoevoerleiding met een gasbron boven het wateroppervlak verbonden.

Het is derhalve een verder doel van de uitvinding een nacelle voorzien van een 25 eenvoudige en duurzame afdichtingsconstructie te verschaffen die geschikt is om de nacelle op grote waterdieptes toe te kunnen passen.

Volgens een verder aspect van de uitvinding wordt dit doel bereikt in een nacelle van een onderwaterturbine omvattende een om een denkbeeldige langsas roteerbare as, een dwars op de as gerangschikt constructiedeel van het huis waar doorheen de as 30 geleid is, tenminste twee coaxiale, onderling een drukkamer insluitende ringafdichtingen voor het afdichten van de as en het constructiedeel ten opzichte van elkaar, alsmede drukmiddelen voor het onder overdruk toevoeren van een fluïdum in de drukkamer, alsmede een afvoer voor het afVoeren van het fluïdum, waarbij de afvoer 6 aangesloten is op een afvoerdeel dat een pomp omvat die ingericht is voor het verder stroomafwaarts verpompen van afgevoerd fluïdum.

De uitvinders zijn tot het verrassende inzicht gekomen dat een nacelle voor een op relatief grote diepte werkzame getijdenturbine wel degelijk naar behoren afgedicht 5 kan worden met een afdichtingsconstructie van de in de aanhef genoemde soort die gebruikt wordt in de scheepvaart voor het afdichten van de schroefas van een schip. Indien de afvoer van een dergelijke afdichtingsconstructie aangesloten wordt op een afvoerdeel met een pomp voor het verpompen van het vanaf de drukkamer afgevoerde fluïdum, kan de druk in het fluïdum zodanig worden verhoogd dat dit kan worden 10 gehercirculeerd of in de omgeving van de nacelle (waar een hoge waterdruk heerst) kan worden geloosd. De afdichtingsconstructie kan verder zodanig zijn ingericht, dat automatisch de lokale veranderingen in waterdruk gevolgd kunnen worden, zonder dat hierbij een actieve drukregeling van de druk(ken) in de drukkamer(s) nodig is. Lokale veranderingen van de waterdruk kunnen bijvoorbeeld het gevolg zijn van 15 getijdenwisselingen of de weersomstandigheden aan het wateroppervlak.

Indien de afdichtingsconstructie een voldoende aantal opeenvolgende ringafdichtingen en bijbehorende drukkamers heeft, kan het door de afdichting opgevangen drukverschil zodanig groot zijn, dat ook bij een plaatsing van de nacelle op grote diepte (bijvoorbeeld meer dan 50 m of zelfs meer dan 80 m), in het binnenste van 20 de nacelle een lage druk, bijvoorbeeld een druk van om en nabij de 1 atmosfeer, kan heersen.

Het fluïdum kan in principe bestaan uit elke geschikte vloeistof en/of gassamenstelling. In een verdere uitvoering is het fluïdum echter water (bijv. zeewater) dat uit de onderwateromgeving is onttrokken. Door de juiste keuze van het fluïdum 25 (bijvoorbeeld water) kan een milieuvriendelijke afdichting worden verkregen. Om te zorgen voor aanvoer van fluïdum kan in een verdere uitvoering de nacelle zijn voorzien van een fluïduminvoerelement voor invoeren van fluïdum, in dit geval water uit de onderwateromgeving.

In veel gevallen zal de as gesmeerd moeten worden om een rotatie van de as ten 30 opzichte van de nacelle gedurende langere perioden en zonder beschadigingen mogelijk te maken. Het is bekend om de as te smeren door via een smeerelement smeermiddel aan te brengen tussen de as en de nacelle of althans een constructiedeel daarin. Smeermiddel kan bijvoorbeeld aangebracht zijn in een op de as aansluitende 7 smeermiddelkamer. Onder omstandigheden kan dit smeermiddel wegstromen en in de omgeving terechtkomen. Dit heeft niet alleen een vervuilend effect op de omgeving, maar betekent vaak ook dat de voorraad smeermiddelen periodiek moet worden aangevuld om de as in voldoende mate te kunnen smeren. Volgens een verdere 5 voorkeursuitvoering van de uitvinding worden het smeerelement en de smeermiddelen echter gevormd door respectievelijk de een of meer drukkamers en het daarin stromende fluïdum, in het bijzonder het aan de omgeving ontrokken water. Er is in deze uitvoering dus geen afzonderlijk smering nodig, zodat er geen risico op vervuiling van de onderwateromgeving met smeermiddelen is. Verder blijft het fluïdum relatief koel 10 ten opzichte van de gebruikelijke smeermiddelen, zodat verhitting van de as met alle negatieve gevolgen van dien minder gemakkelijk optreedt.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de onderhavige uitvinding zullen worden verduidelijkt in de navolgende beschrijving van enige uitvoeringsvormen daarvan. In de beschrijving wordt verwezen naar de bijgevoegde figuren.

15 Figuur 1 toont een axiale doorsnede van een schroefasconstructie met een eerste uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie voor de schroefasconstructie van figuur 1.

Figuur 3 toont een schematisch diagram van een verdere uitvoeringsvorm van de 20 afdichtingsconstructie waarin het fluïdum opgevangen en gehercirculeerd wordt;

Figuur 4 toont een schematisch diagram van nog een verdere uitvoeringsvorm van de afdichtingsconstructie waarin het fluïdum opgevangen en in de omgeving geloosd wordt; en

Figuur 5 toont de gewenste Q-H kromme voor een pomp in een uitvoeringsvorm 25 van de afdichtingsconstructie volgens de uitvinding.

Een voorbeeld van de toepassing van een uitvoeringsvorm van een afdichtingsconstructie volgens de uitvinding op een schroefasconstructie is weergegeven in figuur 1. Figuur 1 toont allereerst een schroefas 1 alsmede een in zijn geheel met 2 aangeduide, de schroefas 1 omgevende schroefaskoker 2. Deze 30 schroefaskoker 2 omvat een kokergedeelte 3, een achterste constructiedeel 4 dat door de scheepshuid 5 naar buiten is geleid, alsmede een voorste constructiedeel 6. Het achterste constructiedeel 4 draagt het achterlager 7, het voorste constructiedeel 6, het 8 voorlager 8. In deze lagers 7, 8 is de schroefas 1 draaibaar rond zijn hartlijn 9 opgenomen.

In verband met het afdichten van de schroefas 1 ten opzichte van het achterste constructiedeel 4 is de in zijn geheel met 10 aangeduide achterafdichting voorzien.

5 Voor het voorste constructiedeel 6 is verder de in zijn geheel met 11 aangeduide voorafdichting voorzien. In de ruimte 12 begrensd door de schroefas 1, de schroefaskoker 2 en de afdichtingen 10, 11 is een hoeveelheid vloeibare smeerolie voorzien, waarvan de hydrostatische druk onder andere bepaald wordt door de hoogte van de smeeroliekolom bepaald door het smeerolieniveau 14 van de hoeveelheid 10 smeerolie 15 in de smeeroliehouder 16, alsmede het hoogteverschil over van de leiding 13 waarmee deze smeeroliehouder 16 is verbonden met de ruimte 12.

Aan boord van het vaartuig waarvan de betreffende schroefasconstructie deel uitmaakt, bevindt zich een fluïdumbron 17 voor de aanvoer van een fluïdum (dat wil zeggen een gas, een vloeistof of een mengsel van beide). Het fluïdum kan perslucht 15 zijn, waarbij de perslucht geleverd kan worden door het boordnet. Dergelijke perslucht heeft een druk die kenmerkend ligt tussen ongeveer 7,5 en 8,5 bar. Het fluïdum kan echter ook water zijn, bijvoorbeeld zeewater dat uit de omgeving van het vaartuig afkomstig is.

Het fluïdum wordt via een vaste smoorinrichting 18 met een enkele, vaste 20 doortocht, zoals later zal worden toegelicht, verbonden met de ruimte 19 boven het smeerolieniveau 14 in de smeeroliehouder 16. De smoorinrichting 18 bezit een zodanige doortocht dat een fluïdumstroom van bijvoorbeeld ongeveer 25 normaalliter per minuut wordt afgegeven. Vanaf de smeeroliehouder 16 loopt een leiding 20 naar de achterafdichting 10. De leiding 20 is aldaar aangesloten op een drukkamer 21, die is 25 bepaald tussen de lipafdichtingen 22,23. De lip van de voorste lipafdichting 23 is naar voren gekeerd naar de ruimte 12, terwijl de lip van de andere lipafdichting 22 naar achteren is gericht. De verdere lipafdichting 24 is eveneens naar achteren gericht.

Zoals weergegeven in figuur 1, is de leiding 20 verder aangesloten op de afvoerklep 25. De smoorinrichting 18 is zodanig gekozen dat voortdurend enig fluïdum 30 ontwijkt via de afvoerklep 25. Dit houdt in dat de druk in de drukkamer 21 gelijk is aan de vloeistofkolom die zich bevindt tussen de afvoerklep 25 en het watemiveau 26 waarin zich het betreffende vaartuig bevindt. Omdat de leiding 20 zowel is aangesloten 9 op de drukkamer 21 als op de afvoerklep 25 behoeft geen tweede leiding te worden aangelegd die apart naar de afvoerklep 25 verloopt.

Het fluïdum met eventuele lekvloeistof kan uit de drukkamer 21 worden afgevoerd door middel van een eerste afvoerleiding 50, die naar het opvangreservoir 51 5 leidt. Opvangreservoir is voorzien van een ontluchter 52. Het reservoir 52 is via een tweede afvoerleiding 53 aangesloten op de eerder genoemde leiding 20 die naar de drukkamer 21 leidt. In de tweede afvoerleiding 53 is een fhiïdumpomp 54, bijvoorbeeld een centriftigaalpomp of soortgelijke pomp, aangebracht om het via de eerste leiding 50 afgevoerde fluïdum te verpompen richting de leiding 20.

10 Op soortgelijke wijze wordt een verdere drukkamer 31 die zich bevindt tussen de lipafdichtingen 32 en 33, op druk gebracht. Deze lipafdichtingen bezitten een lip die naar achteren is gericht naar de ruimte 12 waarin zich de smeerolie bevindt. Op deze drukkamer 31 is een fluïdumhouder 34, bijvoorbeeld een houder voor olie, aangesloten waaraan via leiding 35 en smoorinrichting 36 een druk kan worden toegevoerd. Deze 15 druk hangt samen met de druk zoals ingesteld en gemeten door de klep 25. Dit houdt in dat de druk in de drukkamer 31 fluctueert samen met de waterkolom tot aan het watemiveau 26. Zodra derhalve de druk van de smeerolie in de ruimte 12 zou toenemen als gevolg van een groter wordende diepgang, danwel een hoge golf, wordt ook de druk in de drukkamer 31 verhoogd. De lipafdichting 32 wordt derhalve bij een toenemende 20 druk van de smeerolie in de ruimte 12 niet extra belast aangezien de hogere smeeroliedruk wordt tegengewerkt door de druk van het fluïdum (olie) in de drukkamer 31. De levensduur van de lipafdichting 32 wordt daardoor vergroot.

Met de vaste smoorinrichting 36 is een tweede smoorinrichting 37 in serie gekoppeld. Deze tweede smoorinrichting mondt uit in de omgeving. De aftakleiding 38 25 die voert naar de smeeroliehouder 34 wordt derhalve geladen met een druk die ongeveer de helft is van de druk in de leiding 35, indien de smoorinrichtingen 36 en 37 identiek zijn.

Het fluïdum met eventuele lekvloeistof kan uit de drukkamer 31 worden afgevoerd door middel van een eerste afvoerleiding 55, die naar het opvangreservoir 57 30 leidt. Het reservoir 57 is via een tweede afvoerleiding 58 aangesloten op de eerder genoemde fluïdumhouder 34 (smeeroliehouder). In de tweede afvoerleiding 58 is een tweede fluïdumpomp 56, bijvoorbeeld een centriftigaalpomp of soortgelijke pomp, aangebracht om het via de eerste leiding 55 afgevoerde fluïdum te verpompen richting 10 de fluïdumhouder 34 om een hercirculatie hiervan in de richting van de drukkamer 32 mogelijk te maken.

De voorafdichting is niet beperkt tot een uitvoeringsvorm met een enkele drukkamer. In andere uitvoeringen zijn meer drukkamers aanwezig, bijvoorbeeld een 5 drietal drukkamers 31, 39, 40 die zijn gevormd tussen een viertal lipafdichtingen 32, 33, 41 en 42. De leiding 35 is nu verbonden met drie in serie geschakelde smoorinrichtingen 36, 37, 43, waarvan de laatste uitmondt in de omgevingsatmosfeer. Het kan daarbij telkens gaan om een stuk pijp met geringe inwendige diameter. Via overeenkomstig geplaatste aftakleidingen 38, 44 worden de smeeroliehouders 34, 35 10 onder trapsgewijs afnemende drukken geladen, zodanig dat ook de drukkamers 31, 39 een trapsgewijs afnemende druk bezitten. De druk in de voorste drukkamer 40 is het laagst, aangezien deze slechts is blootgesteld aan de smeeroliekolom van de smeerolie in de bijbehorende smeerobehouder 47, die in verbinding is met de atmosfeer via de leiding 48. Via afvoerleidingen 49a, 49b en 49c kan met behulp van een aantal pompen 15 70a, 70b en 70c het in de respectievelijke drukkamers 31, 39 en 40 ingevoerde fluïdum worden afgevoerd naar de respectievelijke smeeroliehouders 34,45 en 47.

Een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is weergegeven in figuur 3. In de uitvoeringsvorm van figuur 3 is in een canule 106 (schematisch met stippellijnen weergegeven) van een zeeturbine voor het opwekken van elektrisch vermogen een 20 roterende pijpafdichting voorzien, bijvoorbeeld van een soortgelijk type als beschreven in EP 1 586 798 BI. De druk (Po) in de canule is relatief laag, bijvoorbeeld gelijk aan 1 bar. De roterende pijpafdichting omvat een vast huis 60 en een loopbus 59. Het huis is bevestigd aan een vaste pijp, de loopbus aan een rond de hartlijn roteerbare pijp. Van het huis maken verscheidene lipafdichtingen onderdeel uit (in de weergegeven 25 uitvoering de lipafdichtingen 61 tot en met 66, maar een groter of kleiner aantal afdichtingen is uiteraard ook mogelijk). Tussen elk tweetal van deze lipafdichting is een drukkamer 71 tot en met 75 voorzien, alsmede ringvormige smoorinrichtingen 81 tot en met 84.

Onder verwijzing naar figuur 3, wordt een onder druk (Pj) staande fluïdum, 30 bijvoorbeeld (zee-) water dat afkomstig is van een fluïdumaanvoerelement 102, aangevoerd (met een volumestroom Qv4) en via een leiding 76 naar de eerste drukkamer 71 geleid. Het fluïdum stroomt in de eerste drukkamer 71. Het fluïdum kan de eerste drukkamer verlaten via een leiding 77 en kan worden doorgevoerd naar de 11 tweede drukkamer 72. Het fluïdum komt hierbij eerst in de eerste smoorinrichting 81 terecht. Stroomafwaarts van de eerste smoorinrichting 81 stroomt het fluïdum via leiding 78 in de tweede drukkamer 72 en via leiding 79 in de tweede smoorinrichting 82. De druk in de tweede drukkamer 72 is lager dan de druk in de eerste drukkamer 71.

5 Op deze wijze wordt het fluïdum doorgeleid naar elk van de volgende drukkamers 73-75. Als gevolg van deze achtereenvolgende en elkaar afwisselende smoorinrichting 81-84 en drukkamers 71-75 neemt de druk (Pi,P2,P3,P4,Po) met regelmatige stappen trapsgewijs af, waardoor alle lipafdichtingen slechts in zeer beperkte mate belast worden.

10 Het fluïdum stroomt derhalve vanaf de toevoerleiding 76 via de verschillende drukkamers naar de afVoerleiding 103. Via afVoerleiding 103 wordt het fluïdum (volumestroom Qvi) geleid naar een in de canule aanwezig reservoir 104. Het reservoir 104 is aangesloten op een automatische ontluchter 105 en op een in de canule 106 geplaatste pompmodule 107. De pompmodule 107 omvat ondermeer een pomp 108 15 waarmee het fluïdum (met een volumestroom QV2) te verpompen is. De pomp 108 stuurt het fluïdum (volumestroom QV3, waarbij in principe geldt dat Qvi = QV3 + Qv4) terug in de richting van de aanvoer leiding 76 van de eerste drukkamer 71.

In figuur 4 is een alternatieve uitvoering van de uitvinding weergegeven. In plaats van dat het fluïdum gehercirculeerd wordt, wordt het, nadat het de drukkamers 20 doorlopen is, afgevoerd naar de omgeving. Het via aanvoerdeel 102 aangevoerde fluïdum, dat wil zeggen het zeewater dat van buiten de nacelle 106 afkomstig is, heeft een hoge druk (Pi) en wordt onder deze druk naar de drukkamers geleid. De druk (Po) van het fluïdum dat de laatste drukkamer verlaat is echter veel lager. Om het fluïdum toch af te kunnen voeren, bijvoorbeeld via het afvoerelement 109, moet de fluïdumdruk 25 verhoogd worden tot Pi of hoger. Deze drukverhoging wordt tot stand gebracht door een pomp 110 die met de leiding 111 verbonden is.

Onder verwijzing naar figuur 3 kunnen, om het systeemgedrag van het circulatiesysteem in kaart te brengen, de drukken en volumestromen in de afdichtingsconstructie bij verschillende bedrijfsomstandigheden in kaart worden 30 gebracht. Wanneer bijvoorbeeld aangenomen wordt dat de waterdruk Pi als gevolg van bijvoorbeeld getijdenbewegingen kan variëren binnen een bandbreedte van ± 1 bar, de nominale waterdruk 5 bar is (overeenkomend met een diepte van circa 50 m) en de druk Po in de (turbine)behuizing of canule atmosferisch wordt verondersteld (Po = 0 12 bar) en wanneer voor de volumestromen aangenomen wordt dat Qvi = QV3 + Qv4, kunnen de drukken in de verschillende drukkamers en de bijbehorende volumestromen worden berekend. De minimaal in de drukkamers benodigde volumestroom zal onder andere afhankelijk zijn van de warmteontwikkeling in de afdichting. Deze is weer 5 afhankelijk van snelheid en druk. Uitgaande van een volumestroom Qvi door de smoring, worden de hieronder in tabel 1 getoonde waarden berekend.

Pi P2 P3 P4 Po AP per lip Qvi [bar] [bar] [bar] [bar] [bar] [bar] 1/uur 4,00 pÖ pö pö ÖjÖÖ pö 134,16 4,20 3J5 2JÖ p5 ÖjÖÖ ÜÖ5 137,48 ~MÖ pÖ pö ÜÖ ÖjÖÖ UÖ 140,71 ~4p p5 pÖ ljÏ5 ÖjÖÖ U5 143,87 ~4p 3p pÖ UÖ ÖjÖÖ UÖ 146,97 ~pÖ 3/75 2^0 U5 ÖjÖÖ p5 150,00 ~PÖ pÖ pÖ pÖ ÖiÖÖ Ï3Ö 152,97 ~PÖ p5 PÖ p5 ÖjÖÖ Ï35 155,88 5,60 pÖ pÖ MÖ ÖjÖÖ lp 158,75 ~PÖ 4~35 UÖ M5 ÖjÖÖ M5 161,55 ~PÖ 4p pÖ ÜÖ ÖiÖÖ pÖ 164,32 10

Idealiter zou moeten gelden: Qvi = QV2 = Qv3 en QV4 = 0, maar in de praktijk zijn QV2, Qv3 en Qv4 nog afhankelijk van de pompoplossing. Figuur 5 toont de bijbehorende gewenste Q-H kromme voor de pomp.

De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de hierin beschreven 15 uitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde rechten worden mede bepaald door de bijgevoegde conclusies, binnen de strekking waarvan velerlei modificaties en aanpassingen denkbaar zijn.

Claims (16)

1. Afdichtingsconstructie voor het afdichten van een onderwater rond een denkbeeldige langsas roteerbare as (1), de constructie omvattende een dwars op de as 5 (1) gerangschikt constructiedeel (4, 5) waar doorheen de as (1) te leiden of geleid is, tenminste twee coaxiale, onderling een drukkamer (21) insluitende ringafdichtingen (22, 23;32,33,41,42) voor het afdichten van de as (1) en het constructiedeel (4, 5) ten opzichte van elkaar, alsmede drukmiddelen (17-20;34,45,47) voor het onder overdruk toevoeren van een fluïdum in de drukkamer (21 ;31,39,40), alsmede een afvoer (50) 10 voor het afvoeren van het fluïdum, waarbij de afvoer aangesloten is op een afvoerdeel (53;49a-49c) dat een pomp (54;70a-70c) omvat die ingericht is voor het verder stroomafwaarts verpompen van afgevoerd fluïdum.

2. Afdichtingsconstructie volgens conclusie 1, waarbij het afvoerdeel is 15 verbonden met de drukkamer (21) voor het terugvoeren van afgevoerd fluïdum naar de drukkamer (21).

3. Afdichtingsconstructie volgens conclusie 2, waarbij het afvoerdeel is gerangschikt om reeds afgevoerd fluïdum via de drukmiddelen te circuleren naar de 20 drukkamer.

4. Afdichtingsconstructie volgens één van de conclusies 1-3, waarbij het afvoerdeel is ingericht om in gebruik uit te monden in de onderwateromgeving voor het hieraan toevoeren van afgevoerd fluïdum. 25

5. Afdichtingsconstructie volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de pomp is ingericht voor het verhogen van de druk van het fluïdum in het afvoerdeel tot een druk die gelijk is aan of hoger is dan de waterdruk in de onderwateromgeving.

6. Afdichtingsconstructie volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het afvoerdeel een reservoir heeft voor het tijdelijk opslaan van afgevoerd fluïdum.

7. Afdichtingsconstructie volgens conclusie 6, waarbij het reservoir met de pomp verbonden is voor het verder afvoeren van fluïdum.

8. Afdichtingsconstructie volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het 5 afvoerdeel een warmtewisselaar omvat voor het afkoelen van het afgevoerde fluïdum.

9. Afdichtingsconstructie volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende tenminste drie opeenvolgende coaxiale ringafdichtingen waarvan telkens twee naburige ringafdichtingen een drukkamer begrenzen. 10

10. Afdichtingsconstructie volgens conclusie 9, waarin de drukmiddelen zijn ingericht om, gezien vanaf de zijde met de hoogste druk tot de zijde met de laagste druk, in de opeenvolgende drukkamers een trapsgewijs afhemende druk te genereren.

11. Afdichtingsconstructie volgens conclusie 10, waarbij de drukkamers in serie geschakeld zijn.

12. Afdichtingsconstructie volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ringafdichtingen lipafdichtingen omvatten waarvan de lip is gekeerd naar de zijde met 20 relatief hoge druk.

13. Nacelle van een onderwaterturbine omvattende een om een denkbeeldige langsas roteerbare as (1), een dwars op de as (1) gerangschikt constructiedeel (4, 5) van de nacelle waar doorheen de as (1) geleid is, tenminste twee coaxiale, onderling een 25 drukkamer (21) insluitende ringafdichtingen (22, 23) voor het afdichten van de as (1) en het constructiedeel (4, 5) ten opzichte van elkaar, alsmede drukmiddelen (17-20) voor het onder overdruk toevoeren van een fluïdum in de drukkamer (21), alsmede een afvoer (50) voor het afvoeren van het fluïdum, waarbij de afvoer (50) aangesloten is op een afvoerdeel dat een pomp omvat die ingericht is voor het verder stroomafwaarts 30 verpompen van afgevoerd fluïdum.

14. Nacelle volgens conclusie 13, waarbij het fluïdum water is dat uit de onderwateromgeving is onttrokken en waarbij de nacelle een fluïduminvoerelement omvat voor invoeren van water uit de onderwateromgeving.

15. Nacelle volgens conclusie 13 of 14, waarbij in de nacelle een druk lager dan de waterdruk van de onderwateromgeving, in het bijzonder een atmosferische druk, heerst.

16. Nacelle volgens een van de conclusies 13-15, omvattende een smeerelement 10 voor het aanbrengen van smeermiddelen tussen de as en het constructiedeel voor het smeren van de rotatie van de as ten opzichte van het constructiedeel, waarbij het smeerelement en de smeermiddelen gevormd wordt door respectievelijk de drukkamer en het fluïdum, in het bijzonder het aan de omgeving ontrokken water.