EP0425723B1 - Unterwasserpropellerantrieb - Google Patents

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EP0425723B1
EP0425723B1 EP89120235A EP89120235A EP0425723B1 EP 0425723 B1 EP0425723 B1 EP 0425723B1 EP 89120235 A EP89120235 A EP 89120235A EP 89120235 A EP89120235 A EP 89120235A EP 0425723 B1 EP0425723 B1 EP 0425723B1
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EP
European Patent Office
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gap
propeller drive
drive according
stator
nozzle
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EP89120235A
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EP0425723A1 (de
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Norbert Dr.-Ing. Dipl.-Ing. Hoogen
Klaus Dr. Dipl.-Phys. Blickle
Klaus Dipl.-Ing. Delius
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Blohm and Voss International GmbH
Original Assignee
Blohm and Voss International GmbH
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Publication date
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Priority to DE58907472T priority patent/DE58907472D1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14—Propellers
    • B63H1/16—Propellers having a shrouding ring attached to blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/14—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in non-rotating ducts or rings, e.g. adjustable for steering purpose
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H2023/005—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements using a drive acting on the periphery of a rotating propulsive element, e.g. on a dented circumferential ring on a propeller, or a propeller acting as rotor of an electric motor

Definitions

  • the invention relates to an underwater propeller drive as a ship propulsion device with a screw propeller arranged in a nozzle, the wing ends of which are connected to one another via a peripheral ring bandage with integrated permanent magnets (rotor) and whose stator is arranged in the stationary part of the nozzle, the gap between the stator and rotor being flooded and an axial flow is set.
  • the underwater propeller drive can be driven electrically, the stator windings being arranged in a nozzle.
  • the power can be controlled either by regulating the speed of a power generation unit or by an externally operated, static converter in semiconductor technology (for example using GTO thyristors), the speed of the synchronous motor being determined by the frequency of the supply voltage.
  • the ring-shaped stator is opposite an also ring-shaped bandage, which connects the wing ends of the screw propeller to one another and has permanent magnets with a high power density. Between the stator and the rotor, ie the ring bandage, there is a flooded ring gap, the geometric one The design is decisive for the power losses that occur during rotor movements.
  • the gap should be as narrow as possible, the lower limit being predetermined by manufacturing tolerances.
  • narrow gaps have the disadvantage that the hydrodynamic resistance increases.
  • impurities in the water due to sedimentation, centrifugal forces and adherence accumulate in the bottom of the flat, U-shaped gap and cause both high hydrodynamic friction losses and lead to abrasive wear in contact with components.
  • the axial flow set in the gap prevents effective deposits and maintains the selected gap geometry.
  • sedimentation is prevented by at least one axial suction line leading to the nozzle end, this effect being reinforced by the fact that the suction line is enlarged in cross-section towards the nozzle end, preferably is flared.
  • the maintenance of an axial flow is favored in that the U-shaped gap has rounded edges on both sides of the stator / rotor.
  • suction line The effect that can be achieved by means of the suction line is further enhanced by the fact that at least one axial pressure flushing line coming from the nozzle inflow side opens into the gap.
  • the suction line or the pressure-flushing line is in each case narrowed towards the gap (diffuser-like), as a result of which the flow velocity in the gap is significantly increased.
  • the outlet openings of the flushing lines and the inlet openings of the suction lines are therefore arranged opposite each other, which supports the axial flushing flow.
  • the rinsing lines and the suction lines are round or oval in cross section.
  • the rinsing lines and / or the suction lines are arranged at substantially uniform intervals only in the lower region of the annular gap or over the entire circumference.
  • the pressure-flushing line is preferably either additionally or exclusively flushed with purified water.
  • a contactless seal is understood to mean a sealing lip which is screwed or welded to the stator side. If a non-contact gap seal is used only on the suction side of the propeller, this causes a greatly reduced axial flow through the base of the U-shaped gap, since the seals represent a conscious flow resistance for the liquid flowing from the legs into the gap base.
  • a non-contact gap seal is arranged in the leg of the U-shaped gap only on the pressure side, the entry of impurities is also minimized, the U-shaped gap being flowed through axially vigorously. If the aforementioned measures are combined and contactless seals are used on both legs of the U-shaped gap, the entry of contaminants into the gap base is greatly reduced, but at the same time the axial flow through the gap is minimized.
  • a labyrinth-like sealing system consisting of a plurality of sealing lips instead of a sealing lip, the respective sealing lips of the labyrinth preferably being aligned axially and having a “toothed” arrangement.
  • the seals are arranged mirror-symmetrically to the propeller plane as far down as possible in the leg area of the U-shaped gap.
  • Gap widths between 3 mm and 10 mm have proven to be optimal.
  • the gap boundary surfaces are essentially smooth and free of pores.
  • a uniform gap geometry is ensured if the bandage and / or the stator consists of largely pressure-resistant material, which, however, should be elastic.
  • the respective gaps between the stator and the rotor can be connected to one another via axial lines.
  • the above measures are based, on the one hand, on flushing the gap actively (via pressure flushing lines) or passively (via suction lines) and, on the other hand, on the fact that from the outset - in special cases even without active or passive flushing - the access of contaminants through the arrangement of seals is prevented in the gap area.
  • the flow in the gap is due to the small gap widths and the relative speeds in a range of e.g. 20 to 35 m / sec very turbulent, so that a tangential flow field forms in the gap.
  • the stamping of a strong axial component therefore requires the measure of the inventive concept.
  • the underwater propeller drive 10 which is known in principle from the prior art in FIG. 1, has a cylindrical housing as a nozzle 11, which is open at the end faces. Arm crosses 12 and 13 are arranged in the nozzle 11 and receive the respective bearings 14 and 15 for a shaft 16 of a screw propeller 17.
  • the wing ends of the screw propeller are connected to one another via an annular bandage 18, in or on the outer jacket of which permanent magnets 20 are arranged in a high seal distributed over the circumference thereof.
  • the rotor 19 thus created is opposed by a stator 22 firmly connected to the nozzle 11, forming a gap 21 with the width b.
  • the stator or stator windings and the voltage supply for the stator are not shown, they are known in principle from the prior art.
  • the gap 21 lying between the rotor 19 and the stator 22 merges into vertical gap legs 21a, 21b on both sides of the rotor and the stator, so that its cross section is essentially U-shaped. To avoid sedimentation in the corners, they are rounded.
  • the gap 21 is connected on both sides with lines, specifically with a suction line 23 leading to the nozzle outlet, which is designed as a diffuser and widens conically towards the nozzle outlet. This creates an optimal flow profile, which prevents contaminants from being deposited in the gap.
  • a pressure-flushing line 24 is provided on the suction side 25 of the propeller, which also opens into the gap area 21c. This pressure-flushing line 24 is also designed like a diffuser, but it narrows conically in the direction of the gap 21.
  • Permanent magnets 20a are arranged as a rotor in the ring bandage 18 or on the outer casing thereof, while the stator 20b is provided in a fixed manner on the nozzle casing 11.
  • each screw propeller 17a, 17b has an annular bandage 18, with which the wing ends of the screw propeller are connected.
  • Each ring bandage 18 carries permanent magnets 20a distributed around its circumference as a rotor, whereas the nozzle jacket is provided with the stator 20b.
  • the gap widths of the radial legs can deviate from the gap width of the axial gap back.
  • 23,24,24a are the suction and rinsing lines.
  • suction lines and pressure-flushing lines are arranged in the lower region of the underwater propeller drive 10, as shown in FIG. 3, preferably at an equidistant distance.
  • pressure-flushing lines 24 and suction lines 23 are also possible to arrange pressure-flushing lines 24 and suction lines 23 at a uniform distance from one another over the entire circumference, the outlet openings of which should lie opposite the respective inlet openings of the suction lines. Since the suction lines or the like with additional pumps. connected, they are to be understood as a passive measure.
  • the contactless seal 27 consists of a sealing lip which is attached to a split leg wall and projects freely into the split leg.
  • a so-called labyrinth seal 28 is used, which consists of a plurality of such sealing lips, the sealing lips engaging in respective spaces between opposing sealing lips, that is to say arranged in an “interlocking manner”.
  • the hydrostatic resistance created by a sealing lip or a labyrinth seal may be set in connection with the pressure flushing lines and the suction line so that the desired flow profile is set in the gap 21, in particular in the gap base region 21c.

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  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Unterwasserpropellerantrieb als Schiffsvortriebseinrichtung mit einem in einer Düse angeordneten Schraubenpropeller, dessen Flügelenden über eine periphere Ringbandage mit integrierten Permanentmagneten (Rotor) miteinander verbunden sind und dessen Stator im ortsfesten Teil der Düse angeordnet ist, wobei der Spalt zwischen Stator und Rotor geflutet und eine axiale Strömung eingestellt ist.
  • Insbesondere Fahrzeuge im Bereich der Offshore-Meerestechnik, wie z.B. schwimmende Bohrinseln, Rohrverleger oder Unterwasser-Arbeitsgeräte, aber auch Motorpropeller, von denen eine besondere Manövrierfähigkeit erwartet wird, erfordern einen Propulsionsantrieb, der sowohl in alle Richtungen drehbar als auch stufenlos regelbar ist. Diesen Anforderungen entspricht der eingangs genannte Unterwasserpropellerantrieb, der die Vorteile eines geringen Gewichtes sowie hohe Zuverlässigkeit ohne großen mechanischen Aufwand erfüllt.
  • Der Unterwasserpropellerantrieb ist elektrisch antreibbar, wobei die Statorwicklungen in einer Düse angeordnet sind. Die Leistungssteuerung kann entweder durch die Drehzahlregelung eines Stromerzeugungsaggregates erfolgen oder durch einen fremdgeführten, statischen Umrichter in Halbleitertechnologie ( z.B. mittels GTO-Thyristoren), wobei die Drehzahl des Synchronmotors durch die Frequenz der Speisespannung bestimmt ist. Denn dem ringförmigen Stator liegt eine ebenfalls ringförmige Bandage gegenüber, welche die Flügelenden des Schraubenpropellers miteinander verbindet und in großer Leistungsdichte Permanentmagnete besitzt. Zwischen dem Stator und dem Rotor, d.h. der Ringbandage, liegt ein gefluteter Ringspalt, dessen geometrische Ausgestaltung entscheidend für die bei Rotorbewegungen auftretenden Leistungsverluste ist. Aus elektrotechnischer Sicht sollte der Spalt möglichst eng sein, wobei die untere Grenze schon durch Fertigungstoleranzen vorgegeben ist. Enge Spalte haben jedoch den Nachteil, daß der hydrodynamische Widerstand wächst. Darüber hinaus hat sich im praktischen Einsatz gezeigt, daß sich im Wasser enthaltene Verunreinigungen aufgrund von Sedimentation, Zentrifugalkräften und Anhaften im Grund des flachen, U-förmigen Spaltes ansammeln und sowohl hohe hydrodynamische Reibungsverluste verursachen, als auch im Kontakt mit Bauteilen zu abrasivem Verschleiß führen.
  • Ein wie eingangs beschriebener Unterwasserpropellerantrieb ist durch die FR-A-2 336 297 bekannt. Die dort beschriebene Ausgestaltung ermöglicht jedoch keine Minimierung der im durchströmten Ringspalt auftretenden hydrodynamischen Verluste, da keine hohe Strömungsgeschwindigkeit in dem Spalt vorliegt, um ein Ablagern von Feststoffen in dem Spalt zu verhindern. Aufgrund eines fehlenden optimalen Strömungsprofils muß es zu Ablagerungen von Feststoffen in dem Spalt kommen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den eingangs genannten Unterwasserpropellerantrieb derart weiterzuentwickeln, daß die hydrodynamischen Verluste im durchströmten Ringspalt und ein möglicherweise abrasiver Verschleiß aufgrund von tangentialen Relativbewegungen von Feststoffen im Spalt minimiert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Die in dem Spalt eingestellte axiale Strömung verhindert wirkungsvoll Ablagerungen und hält die ausgewählte Spaltgeometrie aufrecht. Insbesondere wird durch mindestens eine zum Düsenende führende axiale Saugleitung die Sedimentation verhindert, wobei dieser Effekt dadurch verstärkt wird, daß die Saugleitung zum Düsenende hin im Querschnitt vergrößert ausgebildet ist, vorzugsweise konisch erweitert ist. Dabei wird die Aufrechterhaltung einer axialen Strömung dadurch begünstigt, daß der U-förmige Spalt abgerundete Kanten beiderseits des Stators/Rotors aufweist.
  • Die mittels der Saugleitung erreichbare Wirkung wird dabei noch dadurch verstärkt, daß von der Düsenzustromseite kommend mindestens eine axiale Druck-Spülleitung in den Spalt mündet. Die Saugleitung bzw. die Druckspülleitung ist jeweils zum Spalt hin verengt (diffusorartig) ausgebildet, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit im Spalt wesentlich erhöht wird.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Zur Verhinderung von Turbulenzen sind daher die Austrittsöffnungen der Spülleitungen und die Eintrittsöffnungen der Saugleitungen jeweils gegenüberliegend angeordnet, wodurch die axiale Spülströmung unterstützt wird. Um eine gleichmäßige Strömung bzw. ein gleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil ohne Turbulenzen zu gewährleisten, sind die Spülleitungen und die Saugleitungen im Querschnitt rund oder oval ausgebildet.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung sind die Spülleitungen und/oder die Saugleitungen nur im unteren Bereich des ringförmigen Spaltes oder auf dem gesamten Umfang in im wesentlichen gleichmäßigen Abständen angeordnet.
  • Um von vornherein den Eintritt von Verunreinigungen in den Spalt zu verhindern bzw. die Gefahr zu minimieren, wird vorzugsweise die Druckspülleitung mit gereinigtem Wasser entweder zusätzlich oder ausschließlich gespült.
  • Das Einbringen von Verunreinigungen in den Spaltbereich zwischen Rotor und Stator wird wirkungsvoll verhindert, wenn auf der Saugseite und/oder der Druckseite des Propellers jeweils eine berührungslose Dichtung im Spaltschenkel angeordnet ist. Insbesondere wird unter einer berührungslosen Dichtung eine Dichtlippe verstanden, die mit der Statorseite verschraubt oder verschweißt ist. Wird nur auf der Saugseite des Propellers eine berührungslose Spaltabdichtung verwendet, so bewirkt diese eine stark verringerte axiale Strömung durch die Basis des U-förmigen Spaltes, da die Dichtungen einen bewußten Strömungswiderstand für die aus den Schenkeln in die Spaltbasis fließende Flüssigkeit darstellen. Wird nur auf der Druckseite eine berührungslose Spaltdichtung im Schenkel des U-förmigen Spaltes angeordnet, wird ebenfalls der Eintrag von Verunreinigungen minimiert, wobei der U-förmige Spalt kräftig axial durchströmt wird. Werden die vorgenannten Maßnahmen kombiniert und werden an beiden Schenkel des U-förmigen Spaltes berührungslose Dichtungen verwendet, so wird der Eintrag von Verunreinigungen in die Spaltbasis starkt verringert, gleichzeitig jedoch die axiale Spaltdurchströmung minimiert.
  • Besonders vorteilhaft ist es, statt einer Dichtlippe ein labyrinthartiges Dichtungssystem aus mehreren Dichtlippen zu verwenden, wobei die jeweiligen Dichtlippen des Labyrinthes vorzugsweise axial ausgerichtet sind und eine "verzahnte" Anordnung aufweisen. Weiterhin vorzugsweise werden die Dichtungen spiegelsymmetrisch zur Propellerebene möglichst weit unten im Schenkelbereich des U-förmigen Spaltes angeordnet.
  • Als optimal haben sich Spaltbreiten zwischen 3 mm und 10 mm erwiesen.
  • Um turbulente Strömungen mit der Gefahr von "Nischenbildungen" zu verhindern, sind die Spaltbegrenzungsflächen im wesentlichen glatt und porenfrei. Eine gleichmäßige Spaltgeometrie wird gewährleistet, wenn die Bandage und/oder der Stator aus weitgehend druckfestem Material, das allerdings elastischen sein soll, besteht.
  • Werden in dem Unterwasserpropellerantrieb mehrere Propeller hintereinander angeordnet, können die jeweiligen Spalte zwischen dem Stator und dem Rotor über axiale Leitungen miteinander verbunden sein. Die oben genannten Maßnahmen basieren einerseits darauf, den Spalt aktiv (über Druck-Spülleitungen) oder passiv (über Saugleitungen) zu spülen und andererseits darauf, daß von vornherein - in Sonderfällen auch ohne aktive oder passive Spülung - durch Anordnung von Dichtungen der Zutritt von Verunreinigungen in den Spaltbereich unterbunden wird.
  • Die Strömung im Spalt ist wegen der geringen Spaltweiten und der Relativgeschwindigkeiten in einem Bereich von z.B. 20 bis 35 m/sec sehr turbulent, so daß sich in dem Spalt ein tangentiales Strömungsfeld ausbildet. Die Aufprägung einer starken axialen Komponente erfordert demnach die Maßnahme des Erfindungsgedankens.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
    • Fig. 1 einen Unterwasserpropellerantrieb in schematischer Ansicht,
    • Fig. 2 eine Querschnittsansicht durch einen Teil des Unterwasserpropellerantriebes mit einer Druck-Spülung und einer Saugspülleitung,
    • Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III gemäß Fig. 2, und
    • Fig. 4 eine Querschnittsansicht durch einen Teil des Unterwasserantriebes mit zwei Schraubenpropellern.
  • Der in Fig. 1 im Prinzip nach dem Stand der Technik bekannte Unterwasserpropellerantrieb 10 besitzt ein zylindrisches Gehäuse als Düse 11, die an den Stirnseiten jeweils offen ist. In der Düse 11 sind Armkreuze 12 und 13 angeordnet, die jeweilige Lager 14 und 15 für eine Welle 16 eines Schraubenpropellers 17 aufnehmen. Die Flügelenden des Schraubenpropllers sind über eine Ringbandage 18 miteinander verbunden, in der bzw. an deren Außenmantel auf dessen Umfang verteilt Permanentmagnete 20 in hoher Dichtung angeordnet sind. Dem so geschaffenen Rotor 19 liegt unter Bildung eines Spaltes 21 mit der Breite b ein mit der Düse 11 fest verbundener Stator 22 gegenüber. Die Stator- oder Ständerwicklungen sowie die Spannungsversorgung für den Stator sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, sie sind im Prinzip nach dem Stand der Technik bekannt. Der zwischen dem Rotor 19 und dem Stator 22 liegende Spalt 21 geht beiderseits des Rotors und des Stators in senkrechte Spaltschenkel 21a,21b über, so daß er im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgestaltet ist. Um Sedimentationen in den Ecken zu vermeiden, sind diese abgerundet.
  • Neben der in Fig.1 dargestellten technischen Lösung einer zweiseitigen Lagerung sind auch Ausführungen mit einseitiger Lagerung, einer sogenannten "fliegenden Lagerung", auf der Zuström- oder auf der Abströmseite möglich.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Spalt 21 beidseitig mit Leitungen verbunden, und zwar mit einer zum Düsenausgang führenden Saugleitung 23, die als Diffusor ausgebildet ist und sich zum Düsenausgang hin konisch erweitert. Hierdurch wird ein optimales Strömungsprofil geschaffen, was verhindert, daß sich Verunreinigungen im Spalt ablagern können. Zusätzlich ist auf der Saugseite 25 des Propellers eine Druck-Spülleitung 24 vorgesehen, die ebenfalls in den Spaltbereich 21c mündet. Diese Druck-Spülleitung 24 ist auch diffusorartig ausgebildet, wobei sie sich jedoch in Richtung des Spaltes 21 konisch verengt. In der Ringbandage 18 bzw. an deren Außenmantel sind als Rotor Permanentmagnete 20a angeordnet, während der Stator 20b feststehend an dem Düsenmantel 11 vorgesehen ist.
  • Bei der in Fig.4 gezeigten Ausführungsform sind zwei Schraubenpropeller 17a,17b in hintereinanderliegender Anordnung vorgesehen, von denen jeder Schraubenpropeller 17a,17b eine Ringbandage 18 aufweist, mit der die Flügelenden des Schraubenpropellers verbunden sind. Jede Ringbandage 18 trägt auf ihrem Umfang verteilt angeordnete Permanentmagnete 20a als Rotor, wohingegen der Düsenmantel mit dem Stator 20b versehen ist. Die Spaltbreiten der radialen Schenkel können von der Spaltweite des axialen Spaltrückens abweichen. 23,24,24a sind die Saug- und Spülleitungen.
  • Wird nur eine oder wenige Saug-Leitungen sowie Druck-Spülleitungen verwendet, so sind diese - wie in Fig. 3 dargestellt - im unteren Bereich des Unterwasserpropellerantriebs 10 angeordnet, vorzugsweise in äquidistantem Abstand. Alternativ hierzu ist es ebenso möglich, in gleichmäßigem Abstand voneinander über den ganzen Umfang verteilt Druck-Spülleitungen 24 und Saugleitungen 23 anzuordnen, deren Austrittsöffnungen den jeweiligen Eintrittsöffnungen der Saugleitungen gegenüberliegen sollen. Da die Saugleitungen nicht mit zusätzlichen Pumpen od.dgl. verbunden sind, sind sie als passive Maßnahme zu verstehen.
  • Eine wesentliche Verringerung der Sedimentation im Bereich des Spaltes 21c - auch wenn keine Saugleitungen 23 und Druck-Spülleitungen 24 vorhanden sind - wird bereits durch Verwendung von Dichtungen 27 oder 28 erreicht, die im unteren Bereich der Spaltschenkel 21a und 21b anzuordnen sind. Im einfachsten Fall besteht die berührungslose Dichtung 27 aus einer Dichtlippe, die an einer Spaltschenkelwand befestigt ist und frei in den Spaltschenkel hineinragt. Eine Steigerung der beschriebenen Wirkung wird erreicht, wenn stattdessen eine sogenannte Labyrinthdichtung 28 verwendet wird, die aus mehreren solcher Dichtlippen besteht, wobei die Dichtlippen in jeweilige Zwischenräume gegenüberliegender Dichtlippen eingreifen, also "verzahnt" angeordnet sind. Der durch eine Dichtlippe oder eine Labyrinthdichtung geschaffene hydrostatische Widerstand ist gegebenenfalls in Verbindung mit den Druck-Spülleitungen und der Saugleitung so einzustellen, daß sich das gewünschte Strömungsprofil in dem Spalt 21, insbesondere im Spaltbasisbereich 21c, einstellt.

Claims (15)

  1. Unterwasserpropellerantrieb (10) als Schiffsvortriebseinrichtung mit einem in einer Düse (11) angeordneten Schraubenpropeller (17), dessen Flügelenden über eine periphere Ringbandage (18) mit integrierten Permanentmagneten (20) (Rotor 19) miteinander verbunden sind und dessen Stator (22) im ortsfesten Teil der Düse (11) angeordnet ist, wobei der Spalt (21) zwischen Stator (22) und Rotor (19) geflutet und eine axiale Strömung eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen U-förmige Spalt (21) mit abgerundeten Kanten beiderseits des Stators (22)/Rotors (19) mit mindestens einer zum Düsenende führenden axialen Saugleitung (23) verbunden ist, die sich zum Düsenende hin im Querschnitt vergrößert, vorzugsweise konisch erweitert und diffusorartig ausgebildet ist, wobei von der Düsenzustromseite (25) kommend mindestens eine axiale Druck-Spülleitung (24) in den Spalt (21) mündet, die mit gereinigtem Wasser zusätzlich oder ausschließlich gespült wird.
  2. Unterwasserpropellerantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck-Spülleitung (24) diffusorartig ausgebildet ist.
  3. Unterwasserpropellerantrieb nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung(en) der Spülleitung(en) (24) und die Eintrittsöffnung(en) der Saugleitung(en) (23) jeweils gegenüberliegend angeordnet sind.
  4. Unterwasserpropellerantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülleitung(en) (24) und/oder die Saugleitung(en) (23) einen runden oder ovalen Querschnitt besitzen.
  5. Unterwasserpropellerantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülleitungen (24) und/oder die Saugleitungen (23) nur im unteren Bereich (21c) des ringförmigen Spaltes (21) oder auf dem gesamten Umfang in im wesentlichen gleichmäßigen Abständen angeordnet sind.
  6. Unterwasserpropllerantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Saugseite (25) und/oder der Druckseite (26) des Propellers (17) berührungslose Dichtungen (27,28) im Spaltschenkel (21a,21b) angeordnet sind.
  7. Unterwasserpropellerantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltschenkeldichtung (27,28) aus mindestens einer mit der Statorseite verschraubten oder verschweißten Dichtlippe (27) besteht.
  8. Unterwasserpropellerantrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die berührungslose Dichtung aus einer mehrteiligen Dichtung mit labyrinthartigem Aufbau (28) besteht.
  9. Unterwasserpropellerantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Dichtlippen (27, 28) des Labyrinths axial ausgerichtet sind.
  10. Unterwasserpropellerantrieb nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (27,28) spiegelsymmetrisch zur Propellerebene angeordnet sind.
  11. Unterwasserpropellerantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite (b) zwischen 3 mm und 10 mm beträgt.
  12. Unterwasserpropellerantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreiten des radialen Schenkels von der Spaltweite des axialen Spaltrückens abweichend sind.
  13. Unterwasserpropellerantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbegrenzungsflächen im wesentlichen glatt und porenfrei sind.
  14. Unterwasserpropellerantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage (18) und/oder der Stator (22) aus elastischem, weitgehend druckfestem Material besteht (bestehen).
  15. Unterwasserpropellerantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Düse (11) mehrere Propeller (17) hintereinander angeordnet sind, wobei die jeweiligen Spalte (21) zwischen Stator (22) und Rotor (19) über axiale Leitungen miteinander verbunden sind.
EP89120235A 1989-11-01 1989-11-01 Unterwasserpropellerantrieb Expired - Lifetime EP0425723B1 (de)

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AT89120235T ATE104227T1 (de) 1989-11-01 1989-11-01 Unterwasserpropellerantrieb.
ES89120235T ES2050758T3 (es) 1989-11-01 1989-11-01 Accionamiento de propulsion de helice bajo el agua.
DE58907472T DE58907472D1 (de) 1989-11-01 1989-11-01 Unterwasserpropellerantrieb.

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EP0425723A1 EP0425723A1 (de) 1991-05-08
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