Accionamiento de góndola eléctrico para un dispositivo flotante con refrigeración interna del estator.

Accionamiento de góndola (1) para un dispositivo flotante (2),

el cual comprende:

- una carcasa submarina (3) alrededor de la cual fluye agua, con un árbol del propulsor (5) que se encuentra montado de forma giratoria dentro de dicha carcasa, con al menos un propulsor (7) dispuesto en el mismo,

- un motor eléctrico (8) que se encuentra dispuesto en la carcasa submarina (3) con un estator (9) y un rotor (10) para accionar el árbol del propulsor (5),

donde entre el estator (9) y la carcasa submarina (3) se encuentra conformado un espacio (15) que está delimitado al menos parcialmente por el estator (15) y por una sección (16) de la carcasa submarina (15), y en donde fluye un líquido de refrigeración para enfriar el motor (8),

donde el espacio (15) para el agua que fluye alrededor de la carcasa submarina (3) se encuentra herméticamente cerrado, y una transmisión de calor tiene lugar desde el estator (9), mediante el líquido de refrigeración que fluye en el espacio (15), hacia la sección (16) de la carcasa submarina (3), la cual delimita el espacio (15), y desde allí hacia el agua que fluye alrededor de la carcasa submarina (3),

caracterizado porque la disipación de todo el calor del motor tiene lugar mediante el líquido de refrigeración en el espacio (15) hacia la sección (16) de la carcasa submarina (3), la cual delimita el espacio (15), y desde allí hacia el agua que fluye alrededor de la carcasa submarina (3).

Accionamiento de góndola eléctrico para un dispositivo flotante con refrigeración interna del estator

La presente invención hace referencia a un accionamiento de góndola eléctrico para un dispositivo flotante, como por ejemplo un buque o una plataforma en alta mar, según el preámbulo de la reivindicación 1; un accionamiento de 5 góndola de este tipo se conoce por ejemplo a través de la solicitud DE 877 254 C.

Los accionamientos de góndola eléctricos de esta clase se utilizan por lo general como accionamientos de propulsión para dispositivos flotantes de mayor tamaño, como por ejemplo buques y plataformas en alta mar y, frecuentemente, se denominan también como propulsores, accionamientos de góndola separada o de hélices orientables. Éstos se colocan de forma giratoria en un casco del dispositivo flotante, por ejemplo en la popa de un 10 buque, mediante un vástago, y generalmente poseen una potencia superior a 0.5 MW, por lo general de aproximadamente 0.5 a 30 MW.

Los accionamientos de góndola eléctricos comprenden por lo general una carcasa submarina en forma de góndola alrededor de la cual fluye agua, con un árbol del propulsor que se encuentra alojado de forma giratorio dentro de dicha carcasa, con al menos un propulsor que se encuentra dispuesto en este último, y con un motor eléctrico 15 dispuesto dentro de la carcasa submarina, con un estator y un rotor para accionar el árbol del propulsor. Sobre el árbol del propulsor, en ambos extremos, también puede estar dispuesto respectivamente un propulsor. Los propulsores pueden ser accionados en el mismo sentido o, mediante una caja de engranajes, también en sentido opuesto. Un accionamiento de góndola puede comprender también dos motores eléctricos dispuestos en la carcasa submarina, los cuales accionan respectivamente un árbol del propulsor con un propulsor que se encuentra dispuesto 20 en el mismo.

Los motores eléctricos en los accionamiento de góndola de ese tipo deben caracterizarse por un diámetro lo más reducido posible y por una velocidad reducida con un par motor lo más elevado posible. Especialmente en el caso de potencias elevadas esto requiere medidas especiales para disipar el calor que se produce en el motor.

Una posibilidad para disipar el calor del motor consiste en conducir aire en un circuito, axialmente alrededor del 25 motor, en la carcasa, enfriando ese aire en el buque a través de una refrigeración de retorno. No obstante, para la conducción del aire se necesita un espacio comparativamente mayor entre el estator y la carcasa submarina, el cual conduce a un aumento del diámetro de la carcasa submarina, donde deben proporcionarse canales de aire de gran tamaño a través del vástago, y un dispositivo de rotación para girar el accionamiento de góndola. Se necesita además un equipo de refrigeración de retorno comparativamente grande en el dispositivo flotante, el cual debe 30 encontrarse cerca del accionamiento de góndola, donde con frecuencia no hay lugar disponible (por ejemplo en el

caso de buques de desembarco y transbordadores).

Otra posibilidad consiste en enfriar el motor directamente mediante la carcasa submarina, a través del agua que fluye alrededor de la carcasa submarina. Para ello, el estator es montado a presión directamente en la carcasa submarina. Para la carcasa del estator deben utilizarse materiales transmisores de calor especialmente buenos.

Por la solicitud DE 877 254 C se conoce un accionamiento de góndola, en el cual un espacio intermedio anular se encuentra presente entre una carcasa del motor y la carcasa submarina, donde dicho espacio es atravesado por agua que inunda la góndola, disipando con ello el calor del motor. En este caso se considera un problema el hecho de que el agua que inunda la góndola puede acarrear suciedad que puede obstruir el espacio intermedio, pudiendo de este modo conducir a pérdidas en la disipación del calor. Además, el agua que inunda la góndola, dependiendo 40 del posicionamiento del dispositivo flotante, puede presentar diferentes temperaturas. Por lo tanto, una disipación del

calor mediante el agua que inunda la góndola puede ser insuficiente en el caso de potencias elevadas.

Por la solicitud EP 1 010 614 A1 se conoce otro accionamiento de góndola con las características del preámbulo de la reivindicación 1.

A este respecto, es objeto de la presente invención indicar un accionamiento de góndola que, con una inversión 45 reducida en cuanto a la construcción y sin un aumento importante del diámetro de la carcasa submarina, posibilite una disipación fiable del motor, en particular dentro de rangos de potencia elevados, superiores a 5 MW.

Este objeto se alcanzará a través de un accionamiento de góndola conforme a la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se indican a su vez conformaciones ventajosas.

De acuerdo con la invención, el espacio en donde fluye un líquido de refrigeración para enfriar el motor se encuentra 50 cerrado de forma hermética con respecto al agua que fluye alrededor de la carcasa submarina, es decir que el motor no es refrigerado de forma directa por el agua que fluye alrededor de la carcasa submarina. En lugar de eso, tiene lugar una transmisión de calor desde el estator, mediante el líquido de refrigeración en el espacio, hacia la sección

de la carcasa submarina que delimita el espacio, transmitiéndose desde allí al agua que fluye alrededor de la carcasa submarina. Puesto que el agua que fluye alrededor de la carcasa submarina no atraviesa el espacio puede evitarse una obturación del espacio producida a causa de suciedades. Por otra parte, al utilizar un agente refrigerante líquido, la capacidad de transmisión de calor de los líquidos, comparativamente mejor con respecto al aire, se aprovecha para lograr una buena disipación del calor. Asimismo, con la ayuda de un líquido de refrigeración circulante puede efectuarse una distribución más rápida del calor sobre una superficie de gran tamaño, evitándose así sobrecalentamientos puntuales. Otra ventaja en comparación con un enfriamiento directo mediante la carcasa submarina reside en el hecho de que en gran medida existe una independencia con respecto a la temperatura del agua que fluye alrededor de la carcasa, de manera que el enfriamiento del motor puede controlarse también sin esa agua.

A través de las medidas acordes a la invención, en comparación con un enfriamiento directo mediante la carcasa submarina, no es necesario aumentar notablemente el diámetro de la carcasa submarina. En comparación con una refrigeración por aire se requiere un diámetro esencialmente más reducido de la carcasa submarina, de manera que en el caso de un diámetro invariable de la carcasa puede aumentarse la potencia del motor eléctrico. Puesto que no tiene lugar una transmisión directa de calor desde el estator hacia la carcasa submarina, sino sólo una transmisión indirecta de calor mediante el líquido de refrigeración hacia la carcasa submarina, el estator no debe ser montado a presión en la carcasa y se suprimen todas las medidas para producir un buen contacto térmico directo entre el estator y la carcasa submarina. Gracias a ello es posible una fabricación sencilla del accionamiento de góndola y pueden utilizarse materiales más convenientes en cuanto a los costes para la carcasa submarina (por ejemplo una construcción mediante soldadura utilizando materiales estándar en lugar de una fundición de bronce).

De este modo, la disipación de todo el calor del motor tiene lugar mediante el líquido de refrigeración en el espacio, hacia la sección de la carcasa submarina que delimita el espacio, transmitiéndose desde allí al agua que fluye alrededor de la carcasa submarina.

De acuerdo con una variante ventajosa, el espacio se extiende en la dirección longitudinal del estator, al menos sobre toda su longitud, preferentemente incluyendo las cabezas de las bobinas del estator. De esta manera se crea una superficie de gran tamaño a ser enfriada, para una buena disipación de calor del motor.

Una disipación de calor particularmente buena es posible cuando el espacio se extiende en la dirección circunferencial del estator, al menos sobre la mayor parte de su circunferencia, preferentemente Incluso sobre toda su circunferencia.

Según una variante ventajosa, el estator se apoya en la carcasa mediante varios elementos de soporte que se extienden a través del espacio. Gracias a ello es posible una buena transmisión del par motor entre el motor y la carcasa submarina. A través de los elementos de soporte puede lograrse también un refuerzo de la carcasa y del motor que se encuentra dispuesto dentro. A su vez, de manera particularmente ventajosa, los elementos de soporte pueden servir... [Seguir leyendo]

1. Accionamiento de góndola (1) para un dispositivo flotante (2), el cual comprende:

- una carcasa submarina (3) alrededor de la cual fluye agua, con un árbol del propulsor (5) que se encuentra montado de forma giratoria dentro de dicha carcasa, con al menos un propulsor (7) dispuesto en el mismo,

- un motor eléctrico (8) que se encuentra dispuesto en la carcasa submarina (3) con un estator (9) y un rotor (10) para accionar el árbol del propulsor (5),

donde entre el estator (9) y la carcasa submarina (3) se encuentra conformado un espacio (15) que está delimitado al menos parcialmente por el estator (15) y por una sección (16) de la carcasa submarina (15), y en donde fluye un líquido de refrigeración para enfriar el motor (8),

donde el espacio (15) para el agua que fluye alrededor de la carcasa submarina (3) se encuentra herméticamente cerrado, y una transmisión de calor tiene lugar desde el estator (9), mediante el líquido de refrigeración que fluye en el espacio (15), hacia la sección (16) de la carcasa submarina (3), la cual delimita el espacio (15), y desde allí hacia el agua que fluye alrededor de la carcasa submarina (3),

caracterizado porque la disipación de todo el calor del motor tiene lugar mediante el líquido de refrigeración en el espacio (15) hacia la sección (16) de la carcasa submarina (3), la cual delimita el espacio (15), y desde allí hacia el agua que fluye alrededor de la carcasa submarina (3).

2. Accionamiento de góndola (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el espacio (15) se extiende en la dirección longitudinal del estator (9), al menos sobre toda su longitud, preferentemente Incluyendo las cabezas de las bobinas del estator (9).

3. Accionamiento de góndola (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el espacio (15) se extiende en la dirección circunferencial del estator (9), al menos sobre la mayor parte de su circunferencia, preferentemente sobre toda su circunferencia.

4. Accionamiento de góndola (1) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el estator (9) se encuentra apoyado en la carcasa (3) mediante varios elementos de soporte (17) que se extienden a través del espacio (15).

5. Accionamiento de góndola (1) según la reivindicación 4, caracterizado porque los elementos de soporte (17) sirven para dirigir el líquido de refrigeración hacia el espacio (15).

6. Accionamiento de góndola (1) según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque los elementos de soporte (17) se encuentran diseñados como nervaduras que preferentemente se extienden en la dirección longitudinal del motor (8).

7. Accionamiento de góndola (1) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el líquido de refrigeración es agua destilada.

8. Accionamiento de góndola (1) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el motor eléctrico (8) está diseñado como un motor excitado por imanes permanentes.