[發明專利]用于船舶的電動吊艙驅動器

有效

• 申請號: 201480037963.7
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN105431349B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 克里斯托夫·巴爾策;弗蘭克·賽布伊克
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: B63H23/24
• 分類號: B63H23/24;B63H5/125;H02K1/20;H02K5/20;H02K9/22
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,李慧

技術領域

本發明涉及一種用于船舶的電動吊艙驅動器，其中電動吊艙驅動器具有帶有定子的電動機和殼體部分，該殼體部分在軸向方向上至少部分地沿著定子延伸，并且該殼體部分在周向上至少部分地包圍定子。

背景技術

這種電動吊艙驅動器例如作為驅動單元在船舶中應用，其中吊艙驅動器位于船體的外部和水平面以下、特別在海水中并且驅動螺旋槳。這種電動吊艙驅動器也稱作POD驅動器。在此在這種電動吊艙驅動器中，電機的損耗熱量必須以合適的方式排掉，以使電機在運行中保持在恒定的和可接受的溫度水平。

迄今為止，定子的散熱在殼體的表面上通過對流進行。定子疊片組收縮到殼體內，由此確保良好的熱傳導。然而由此不能充分地冷卻繞組頭，因為繞組頭不接觸殼體并且熱量因此不能直接地傳導到殼體處和因此傳導到水中。

從DE 877 254 C中已知了一種吊艙驅動器，其具有在發動機殼體中的電動機，其中電動機殼體被吊艙殼體包圍，并且在電動機殼體和吊艙殼體之間設置有環形通道。在此，進入到吊艙內的水能夠穿過該環形通道流動。

從DE 198 26 229 A1中還已知了一種吊艙驅動器，其固定在船體上的桿部處。在此冷卻元件設置在桿下部。此外，吊艙驅動器的軸實施為空心軸，海水能夠穿過該空心軸流動。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種具有更好的冷卻的電動吊艙驅動器。

該目的通過開頭所述類型的吊艙驅動器由此實現，即設置有基本上在軸向方向上延伸的冷卻通道，在該冷卻通道中相應地至少一種冷卻介質能夠流動，并且借助于該冷卻介質能夠冷卻電動機，其中冷卻通道至少徑向向內地相應地通過一種材料的層限界，該材料具有至少1W/(m*K)的熱導率，并且該材料至少在含海水的環境中是抗腐蝕的。

在電動機器中，機器內部的冷卻通常是有問題的，因為在運行中在該處形成有過熱的位置點，即所謂的“hot spots(熱點)”。因此根據本發明提出，通過冷卻通道至少徑向向內地被具有熱導率為至少1W/(m*K)的材料的層限界，由此冷卻通道在其徑向內側面具有相比較高的熱導率。通過該層實現了對電動吊艙驅動器的可靠的和強效的冷卻，該層特別地也能夠徑向向外和/或在周向上對相應的冷卻通道限界。

在此，該層的材料也能夠具有至少60W/(m*K)的熱導率。按照增加的熱導率排序，這種材料例如是銅合金、特別是銅合金CC333G或CuAl10Fe5Ni5-C、以及金屬錫、鉻、鋅或鋁，其中也能使用石墨。也能夠考慮使用達到這種熱導率的合金。尤其是能夠選擇具有至少80W/(m*K)的熱導率的材料。

在此定子通常實施為空心圓柱體，其中電動吊艙驅動器的冷卻通道的位置優選地比空心圓柱體形的定子的內表面在徑向上更向外。這表明，冷卻通道能夠至少部分地在定子中、在殼體部分中和/或在定子和殼體部分之間延伸。

為了電動機的特別好的冷卻，冷卻通道優選地在超過定子的軸向長度的一半上延伸，尤其是在定子的整個軸向長度上延伸。

特別地，定子和/或殼體部分由熱導率小于55W/(m*K)、例如小于40W/(m*K)的材料制成。例如定子通常具有硅鋼片，該硅鋼片具有部分小于30W/(m*K)的相比較小的熱導率。此外殼體部分能夠由鋼制成，其中由于成本原因通常使用普通的鋼而放棄使用特種合金或不銹鋼。這種普通的鋼通常具有范圍從用于鎳鉻鋼的15W/(m*K)到用于具有小于0.4％碳含量的鋼的最大值為55W/(m*K)的熱導率。

在此，層的材料至少在含海水的環境中是抗腐蝕的，其中特別在電動吊艙驅動器的常規使用期間、特別是當吊艙驅動器浸入水中或海水中時應當達到該材料特性。因此達到實現吊艙驅動器在海水中常年運行的耐用性。

特別地能夠這樣地選擇材料，即確保足夠的抗腐蝕性，例如根據用于大氣環境條件的腐蝕性類別C4或者C5-I的或根據DIN EN ISO 12944-2用于水的Im2或者Im3的抗腐蝕性。因此例如能夠考慮材料與海水直接接觸。可替換地，材料能夠與冷卻空氣或者其他的冷卻介質直接接觸，冷卻介質通過電動吊艙驅動器在海水中的運行而含鹽，并且因此代表上述的含海水的環境。因此至少一種冷卻介質例如能夠設計為液態地或者氣態地實施，尤其能夠為此考慮具有循環的冷卻水的或者循環的冷卻空氣的封閉的冷卻循環。

例如能夠將足夠的抗腐蝕性解釋為5到15年之間的保護期限或大于15年的保護期限，如在DIN EN ISO 12944-5中說明的那樣。