JP3248757B2 - Underwater propulsion device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、水中推進装置、特に低
騒音、高耐衝撃性及び容易なメンテナンスを可能にする
艦船用の一体モーター型高スラスト１次推進装置に係わ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a submersible propulsion system, and more particularly to an integrated motor type high thrust primary propulsion system for a ship which enables low noise, high shock resistance and easy maintenance.

【０００２】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする手段】大型通
常船舶又は艦船や潜水艦の駆動に使用される１次推進系
は従来水密シールを介して船体を貫通するシャフトに設
けたプロペラを駆動する化石燃料または原子力で作動す
る原動機を装備し、原動機の出力シャフトとプロペラに
連結しているシャフトの間に歯車列を介在させるのが普
通である。2. Description of the Related Art A primary propulsion system used for driving a large ordinary ship or a ship or submarine is a fossil that drives a propeller conventionally provided on a shaft penetrating a hull through a watertight seal. It is common to equip a prime mover operating on fuel or nuclear power with a gear train between the output shaft of the prime mover and the shaft connected to the propeller.

【０００３】ところが、このような１次推進系には軍事
的用途における有用性を制約する３つの大きい欠点があ
る。第一に、船体への浸水を防ぐのに必要なシャフトの
シールは比較的デリケートな構造であり、戦闘状態にお
いて予想されるような機械的衝撃を受けると損傷しやす
い。第２に、歯車列の使用は比較的高レベルの騒音を発
生させることになり、敵国のソナー設備によって艦船が
探知されやすい。第３に、動力を効率よく伝達するため
には原動機、歯車列及びプロペラ・シャフトを艦船の後
尾において整列させねばならず、このことは艦船設計者
の選択を制限することになる。However, such primary propulsion systems have three major drawbacks that limit their usefulness in military applications. First, the shaft seals required to prevent water immersion into the hull are relatively delicate structures and are susceptible to damage when subjected to mechanical shocks as expected in combat situations. Second, the use of gear trains produces relatively high levels of noise, making it easier for ships to be detected by enemy sonar equipment. Third, for efficient power transfer, the prime mover, gear train and propeller shaft must be aligned at the rear of the ship, which limits the choice of the ship designer.

【０００４】艦船用電動機式推進装置も公知である。こ
の種の推進装置は通常艦船にも使用できるが、その主要
な用途は信頼性、制御性、高スラスト、低騒音及び耐衝
撃が重視される潜水艦用の２次駆動装置である。公知の
電動機式推進装置は出力シャフトがプロペラに連結され
ている“カン詰めされた”電動機を装備するのが普通で
ある。このような推進装置は従来の１次推進系が必要と
した損傷しやすいシール及び騒音発生源となる歯車列を
必要としない。さらにまた、船体の後尾とは限らず、船
体沿いの種々の位置から選んだ位置に配置できるから、
設計者はある程度の選択幅を与えられる。しかし、この
ような電動式推進装置にもいくつかの欠点がある。たと
えば、“カン詰めされた”モーターはプロペラが発生さ
せる水流のすぐ前方かすぐ後方に配置しなければならな
いから、モーターの位置が水流を妨げて装置が本来発生
させることのできる有効スラストを低下させるだけでな
く、望ましくない騒音を発生させる。モーターの回転速
度を増大させることによってスラストを増大させること
ができることはいうまでもない。しかし、その場合には
プロペラの周りの水にキャビテーションが発生し、これ
によって騒音がさらに大きくなる。[0004] Motorized propulsion systems for ships are also known. Although this type of propulsion device can be used on ships as well, its primary use is as a secondary drive for submarines where reliability, controllability, high thrust, low noise and shock resistance are important. Known motorized propulsion systems typically include a "canned" motor whose output shaft is connected to a propeller. Such a propulsion device does not require the easily susceptible seal and the gear train that is a source of noise required by conventional primary propulsion systems. Furthermore, because it can be placed at a position selected from various positions along the hull, not necessarily at the tail of the hull,
Designers are given some choice. However, such electric propulsion devices also have some disadvantages. For example, since the "canned" motor must be located just in front of or behind the water flow generated by the propeller, the position of the motor impedes the water flow and reduces the effective thrust that the device can inherently generate. As well as generating unwanted noise. It goes without saying that the thrust can be increased by increasing the rotation speed of the motor. However, in that case, cavitation occurs in the water around the propeller, which further increases the noise.

【０００５】このような欠点を克服するため、本出願人
は米国特許第４，８３１，２９７号に開示されている一
体モーター型推進装置を開発した。この推進装置はジェ
ット・エンジンに似た構造を有し、主要部分として、吸
水口及び排水口を有する円筒状シュラウド、複数の支持
羽根を介してシュラウド内にこれと同心状に取り付けら
れているシャフトに回転自在に設けたハブを有するプロ
ペラ、及びプロペラ羽根の周りに設けた環状回転子及び
シュラウド内にこれと一体的に設けた固定子を含み、プ
ロペラを駆動する電動機から成る。この公知推進装置の
新しい構成は所与の重量及びサイズにおける推進装置の
スラスト出力を著しく増大すると同時に、シュラウドを
流体力学的に形成することでプロペラが極めて自由な水
流を発生させることができ、この構成では比較的直径の
大きいプロペラを使用できるから、発生する騒音量を軽
減する。推進装置の低騒音性はシュラウドの遮音特性に
よって一段と高められる。To overcome these disadvantages, the applicant has developed an integrated motor type propulsion device disclosed in US Pat. No. 4,831,297. The propulsion device has a structure similar to a jet engine, and has a cylindrical shroud having a water inlet and a drain as a main part, and a shaft mounted concentrically in the shroud through a plurality of support vanes. And a motor that drives the propeller, including a propeller having a hub rotatably provided on the propeller, an annular rotor provided around the propeller blades, and a stator provided integrally with the shroud. The new configuration of this known propulsion system significantly increases the thrust output of the propulsion system at a given weight and size, while at the same time allowing the propeller to generate a very free water flow by hydrodynamically forming the shroud. Since the configuration can use a propeller having a relatively large diameter, the amount of generated noise is reduced. The low noise of the propulsion device is further enhanced by the sound insulation properties of the shroud.

【０００６】上述した一体モーター型推進装置は技術的
に著しい進歩であるが、出願人はいくつかの用途に要求
される条件を満足させる能力を損なうような設計上の制
約がいくつもあることに気付いた。例えば、この公知推
進装置の単位重量当たりスラスト出力は極めて高いが、
この推進装置が発生させることのできるスラストの絶対
量は特定の用途において要求されるレベルには達し得な
い。この公知推進装置を大型化することに出力の増大が
可能になることはいうまでもない。しかし、潜水艦や軍
事用の艦艇に使用する際、推進装置の幅が制限されるた
め、装置全体を大型化することでスラストを増大するこ
とが許されない場合がある。推進装置の幅が広くなれ
ば、戦闘中に潜水艦などに作用する前後方向の衝撃波の
影響を受ける推進装置全体の面積も広くなる。この公知
推進装置に課せられるもう１つの設計上の制約はこの推
進装置に採用されるスラスト軸受の構成に原因がある。
即ち、このスラスト軸受は定期的なメンテナンスを必要
とし、この軸受の構成上アクセスが困難であるため、軸
受集合体を修理または交換するときはいつでも、推進装
置を船体から完全に取り外すか、または船体そのものを
乾ドック入りさせねばならず、いずれにしても多大の労
力と経費を必要とする。このような取外し又は乾ドック
入りが行なわれた後、軸受にアクセスするため大がかり
な分解作業を行なわねばならない。[0006] Although the above-described integrated motor type propulsion system is a significant advance in the art, applicants note that there are a number of design constraints that impair their ability to meet the requirements of some applications. Noticed. For example, the thrust output per unit weight of this known propulsion device is extremely high,
The absolute amount of thrust that this propulsion device can generate cannot reach the levels required in certain applications. It goes without saying that increasing the size of this known propulsion device can increase the output. However, when used in submarines and military ships, the width of the propulsion device is limited, so that it may not be possible to increase the thrust by enlarging the entire device. As the width of the propulsion device increases, the area of the entire propulsion device, which is affected by front-rear shock waves acting on a submarine or the like during a battle, also increases. Another design constraint imposed on this known propulsion device is due to the configuration of the thrust bearing employed in the propulsion device.
That is, the thrust bearing requires regular maintenance and is difficult to access due to the construction of the bearing, so whenever the bearing assembly is repaired or replaced, the propulsion device must be completely removed from the hull or It has to be dry docked, which in any case requires a great deal of labor and money. After such removal or dry docking, a major disassembly operation must be performed to access the bearings.

【０００７】最新の公知推進装置の長所をすべて維持し
ながら、しかも潜水艦用として許容される最大幅を越え
ない機構で比較的多量のスラストを発生させることので
きる潜水艦などに使用するための推進装置の実現が望ま
れることは明白である。さらにまた、修理またはメンテ
ナンス作業が必要な時、装置を船体から取り外したり、
大がかりな分解作業をしたりせずに軸受集合体に容易に
アクセスできることが望ましい。理想としては、推進装
置が公知装置よりも耐用性及び信頼性にすぐれ、耐衝撃
性も公知装置以上でなければならない。A propulsion device for use in submarines and the like that can generate a relatively large amount of thrust with a mechanism that does not exceed the maximum width allowed for submarines while maintaining all the advantages of the latest known propulsion devices. It is clear that the realization of is desired. Furthermore, when repair or maintenance work is needed, the equipment can be removed from the hull,
It would be desirable to have easy access to the bearing assembly without extensive disassembly. Ideally, the propulsion device should be more durable and reliable than the known devices, and the impact resistance should be higher than that of the known devices.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】広義において、本発明は
公知装置の上記欠点を解消または少なくとも軽減する二
重プロペラ式の水中推進装置を提案するものである。本
発明の推進装置は主要部分として吸水口及び排水口を有
するシュラウド、シュラウド内の中心に配置されたシャ
フト集合体、それぞれがシャフト集合体に回転自在に取
り付けた別々のハブを有し、第２プロペラを第１プロペ
ラの下流側に配置した前記第１及び第２プロペラ、それ
ぞれが各プロペラの外周に設けた回転子と回転子を囲む
ようにシュラウドに取り付けた固定を含み、個々のプロ
ペラを別々に回転させる第１及び第２電動機、及びそれ
ぞれが第１及び第２プロペラのハブとシャフト集合体の
間に設けたスラスト軸受集合体を含む第１及び第２軸受
集合体からなり、第１及び第２軸受集合体に含まれるス
ラスト軸受がシャフト集合体の両端に配置されている。SUMMARY OF THE INVENTION In a broad sense, the present invention proposes a double propeller underwater propulsion device which obviates or at least reduces the above-mentioned disadvantages of the known devices. The propulsion device of the present invention includes a shroud having a water inlet and a drain as main parts, a shaft assembly centrally disposed in the shroud, and separate hubs each rotatably mounted on the shaft assembly. The first and second propellers having a propeller disposed downstream of the first propeller, each including a rotor provided on the outer periphery of each propeller and a fixing attached to a shroud so as to surround the rotor. A first and a second motor, and a first and a second bearing assembly each including a thrust bearing assembly provided between a hub and a shaft assembly of the first and second propellers; Thrust bearings included in the second bearing assembly are arranged at both ends of the shaft assembly.

【０００９】別々に駆動される２つのプロペラを設けた
ことでシュラウドの幅を広げなくても装置が発生するス
ラストを著しく増大させるだけでなく、効率をも高める
ことができる。２つのプロペラ・ハブのそれぞれに別々
の軸受集合体を設けたことで各軸受集合体に含まれる軸
受を、他方の軸受を分解せずに独立に分解または修理す
ることができる。２つのプロペラの機械的独立性とプロ
ペラを駆動する２つのモーターの電気的独立性は真の意
味で余裕の駆動能力を与えることによって装置の信頼性
を高める。The provision of the two separately driven propellers not only significantly increases the thrust generated by the device but also increases the efficiency without increasing the width of the shroud. By providing separate bearing assemblies for each of the two propeller hubs, the bearings included in each bearing assembly can be disassembled or repaired independently without disassembling the other bearing. The mechanical independence of the two propellers and the electrical independence of the two motors driving the propellers increase the reliability of the device by providing a true margin of drive.

【００１０】２対の羽根部材がシュラウド内にシャフト
集合体を支持し、各軸受集合体はシャフト集合体をシュ
ラウド集合体内に２点固定するための部材を有する軸受
ハウジングを含む。この２点固定は推進装置の耐衝撃性
を著しく高める。Two pairs of blade members support the shaft assembly within the shroud, and each bearing assembly includes a bearing housing having members for securing the shaft assembly to the shroud assembly at two points. This two-point fixing significantly increases the impact resistance of the propulsion device.

【００１１】作動中の推進装置から発生する騒音をさら
に軽減するためには、シャフト集合体の各端に配置され
ている各軸受集合体の軸受ハウジングを、プロペラに対
して静止状態のままとなるように取り付けることが好ま
しい。各軸受ハウジングは収容されている軸受部材への
上記容易なアクセスを可能にする着脱自在なカバーを含
む。各軸受ハウジングのプロフィルはシュラウドを通過
する与圧水流による乱流量を極力少なくして装置から発
生する騒音をさらに軽減するように選択する。In order to further reduce the noise generated by the active propulsion device, the bearing housing of each bearing assembly located at each end of the shaft assembly remains stationary with respect to the propeller. It is preferred that the mounting be performed in such a manner. Each bearing housing includes a removable cover that allows for the aforementioned easy access to the contained bearing members. The profile of each bearing housing is selected to minimize the turbulence caused by the pressurized water flow through the shroud to further reduce noise generated by the system.

【００１２】作動に際して両プロペラを互いに逆方向に
回転させて必要なスラストを発生させることができるよ
うに、下流側プロペラを上流側プロペラとは逆にするこ
とが好ましい。このように両プロペラを互いに逆の方向
へ回転させることにより、推進装置がこれによって駆動
される艦船に作用させるトルクをほとんど無くするとい
う利点も得られる。In operation, the downstream propeller is preferably reversed from the upstream propeller so that both propellers can be rotated in opposite directions to generate the required thrust. Rotating the two propellers in opposite directions also has the advantage that the propulsion device exerts little torque on the ship driven thereby.

【００１３】このましい操作方法としては、上流側及び
下流側プロペラを異なる速度で回転させることにより、
上流側プロペラが与圧水流で下流側プロペラに対して過
給作用し、装置のスラスト発生効率を最大限まで高め
る。The preferred method of operation is to rotate the upstream and downstream propellers at different speeds,
The upstream propeller supercharges the downstream propeller with the pressurized water flow to maximize the thrust generation efficiency of the device.

【００１４】本発明の内容は、添付図面に沿った以下の
説明を読むと一層明らかになるであろう。The contents of the present invention will become more apparent when the following description is read with reference to the accompanying drawings.

【００１５】[0015]

【実施例】同一の構成部分に同一の参照番号を付した図
１、２、３及び４から明らかなように、本発明の推進装
置は主要部分として、内部が溝付きコルト（Ｋｏｒｔ）
ノズルの形状を呈する入口５及び出口７を有するシュラ
ウド集合体３を含み、シュラウド集合体３の内部の回転
軸線に沿って２組の羽根部材１１ａ，１１ｂを介し、中
心通孔１０を有する非回転シャフト集合体９を取り付け
てある。羽根部材１１ａ，１１ｂはシュラウド集合体３
内にシャフト集合体９を支持するだけでなく、（特に図
３及び４から明らかなように）それぞれが斜向配置され
ているから、プロペラ１１ａ，１１ｂが発生させるスラ
ストをさらに増大させる。プロペラ１３ａ，１３ｂは図
示のようにシュラウド集合体３内に互いに縦並びに配置
されている。プロペラ１３ａ，１３ｂはそれぞれ軸受集
合体１７ａ，１７ｂを介して非回転シャフト集合体９に
回転自在に取り付けたオフセット部分１６を有するハブ
１５ａ，１５ｂを含む。各プロペラ１３ａ，１３ｂはま
た、内端をそれぞれのハブ１５ａ，１５ｂ周りに等間隔
に取り付けたピッチのある複数の羽根１９０をも含む。
好ましい実施例では、各プロペラ１３ａ，１３ｂの羽根
１９のピッチを他方のプロペラのピッチとは逆に設定す
ることにより、両プロペラ１３ａ，１３ｂを互いに反対
方向に回転させると比較的トルクの少ないスラストが発
生するようにする。各プロペラ１３ａ，１３ｂの外端
を、シュラウド集合体３内にこれと一体的に形成されて
いる電動機２４ａ，２４ｂの回転子２３ａ，２３ｂに連
結する。電動機は互いに独立に動作でき、回転子２３
ａ，２３ｂをこれと狭い間隔を保って囲むようにシュラ
ウド集合体３内に設けた固定子２５ａ，２５ｂをも含
む。好ましい実施例では可変周波数サイクロ・コンバー
ターからなる別々の電源に各電動機２４ａ，２４ｂの固
定子２５ａ，２５ｂを接続するため、推進装置１の頂部
に図示しない端子ポスト集合体を設ける。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As can be seen from FIGS. 1, 2, 3 and 4, in which the same components are provided with the same reference numerals, the propulsion device according to the invention is essentially comprised of
It includes a shroud assembly 3 having an inlet 5 and an outlet 7 in the shape of a nozzle, and has a central through hole 10 via two sets of blade members 11a and 11b along the rotation axis inside the shroud assembly 3. The shaft assembly 9 is attached. Blade members 11a and 11b are shroud aggregates 3
Not only does the shaft assembly 9 be supported therein, but also the oblique arrangement of each (as is particularly evident from FIGS. 3 and 4), further increasing the thrust generated by the propellers 11a, 11b. The propellers 13a and 13b are arranged vertically one another in the shroud assembly 3 as shown. Propellers 13a, 13b include hubs 15a, 15b having offset portions 16 rotatably mounted on non-rotating shaft assembly 9 via bearing assemblies 17a, 17b, respectively. Each propeller 13a, 13b also includes a plurality of pitched blades 190 with their inner ends equally spaced around their respective hubs 15a, 15b.
In a preferred embodiment, by setting the pitch of the blades 19 of each of the propellers 13a and 13b to be opposite to the pitch of the other propeller, when the propellers 13a and 13b are rotated in directions opposite to each other, a thrust having a relatively small torque is generated. Let it happen. The outer end of each propeller 13a, 13b is connected to the rotors 23a, 23b of the electric motors 24a, 24b formed integrally with the shroud assembly 3 therein. The motors can operate independently of each other,
Also includes stators 25a, 25b provided in the shroud assembly 3 so as to surround the a, 23b with a small space therebetween. In the preferred embodiment, a terminal post assembly (not shown) is provided at the top of the propulsion device 1 to connect the stators 25a, 25b of each motor 24a, 24b to a separate power supply comprising a variable frequency cycloconverter.

【００１６】図２及び５から明らかなように、各軸受集
合体１７ａ．１７ｂは詳しくは後述するように、プロペ
ラ・ハブ１５ａ，１５ｂとシャフト集合体９の間の摩擦
を極力小さくするためのスラスト軸受及びラジアル軸受
を内臓する軸受ハウジング３０を含む。各軸受ハウジン
グはハウジング３０に内臓されている軸受へのアクセス
を容易にするための着脱自在なカバー３２を含む。各軸
受集合体１７ａ，１７ｂの着脱自在カバー３２は、詳し
くは後述するように、各軸受集合体の軸受面を冷却／潤
滑するため周囲の水がシャフト集合体９内の孔１０を循
環することを可能にする複数の導水口３３を設ける。こ
の周囲の水に含まれる異物粒子がシャフト集合体９の通
孔１０に流入するのを防止するため、軸受集合体１７
ａ，１７ｂのハウジング３０の図２に示す位置に海水フ
ィルター３５を設ける。軸受集合体１７ａ，１７ｂとそ
れぞれ連携するハウジング３０の内方に面した部分は羽
根１１ａ，１１ｂの内端が固定される羽根取り付け部材
３７を含む。２つの互いに対向する軸受集合体１７ａ，
１７ｂのハウジング３０に２つの別々の羽根取り付け部
材３７と組み合わせた別々の２組の羽根１１ａ，１１ｂ
を設けたことで、シュラウド集合体３内に設けたシャフ
ト集合体９に多大の耐衝撃性が与えられる。このように
耐衝撃性が高められれば、シャフト集合体９とシュラウ
ド集合体３の内部との間に衝撃による不整列が生じて装
置１が作動不能になるおそれは少なくなる。As apparent from FIGS. 2 and 5, each of the bearing assemblies 17a. 17b includes a bearing housing 30 which incorporates a thrust bearing and a radial bearing for minimizing friction between the propeller hubs 15a and 15b and the shaft assembly 9 as described later in detail. Each bearing housing includes a removable cover 32 to facilitate access to the bearings contained within housing 30. The detachable cover 32 of each of the bearing assemblies 17a and 17b allows the surrounding water to circulate through the hole 10 in the shaft assembly 9 to cool / lubricate the bearing surface of each bearing assembly, as will be described in detail later. Are provided. In order to prevent foreign particles contained in the surrounding water from flowing into the through hole 10 of the shaft assembly 9, the bearing assembly 17
A seawater filter 35 is provided at the position shown in FIG. The inwardly facing portions of the housing 30 associated with the bearing assemblies 17a, 17b respectively include a blade mounting member 37 to which the inner ends of the blades 11a, 11b are fixed. Two opposing bearing assemblies 17a,
Two separate sets of blades 11a, 11b combined with two separate blade mounting members 37 in a housing 30 of 17b
Is provided, the shaft assembly 9 provided in the shroud assembly 3 is provided with great impact resistance. If the impact resistance is enhanced in this way, the possibility that the device 1 becomes inoperable due to the misalignment between the shaft assembly 9 and the inside of the shroud assembly 3 due to an impact is reduced.

【００１７】各軸受集合体１７ａ，１７ｂのハウジング
３０に内臓されるスラスト軸受及びラジアル軸受の具体
的な構造上の細部を以下に説明する。両軸受集合体１７
ａ，１７ｂの構造細部は全く同じであるから、重複を避
けるため軸受集合体１７ａの構造細部だけを説明する。
軸受集合体１７ａ内の１次スラスト軸受３８は環状支持
部材３９の周りに構成されている。この部材３９はボル
ト４０を介してシャフトの出口端に固定される。環状支
持部材３９はその内部にシャフト集合体９の通孔１０内
に受容された吸水ニップル４１を含む。このニップル４
１は周囲の水が通孔１０を通って循環するのを可能にし
つつ環状支持部材３９とシャフト集合体９を機械的に連
結する。環状支持部材３９はその外縁の周りに取り付け
フランジ４３を含む。環状支持部材３９の内面に設けた
環状凹部内に支持リング４５を設ける。この支持リング
４５は装置１の作動中、プロペラ・ハブ１５ａに対して
静止状態を保つ１次スラスト軸受リング４７を支持す
る。プロペラ・ハブ１５ａのオフセット部分１６の端部
に１次ランナー４９を連結する。好ましい実施例では、
リング４７の平坦面に対して所定の角度に枢動する（図
示しない）個々の軸受パッドを形成するため１次軸受４
７にラジアル溝を設ける。１次軸受リング４７及び１次
ランナー４９の軸受面の間を周囲の水が循環すると、流
体力学的水膜がリング４７とランナー４９の間を循環す
ると同時に、軸受集合体１７ａのこの特定部分を冷却す
る。循環／冷却に必要な水流を発生させるため、ハブ１
５ａによって回転させられた１次ランナー４９が推流手
段又はインペラ（impeller）として作用できるようにす
る前記ランナー４９に複数の放射方向の推流孔５１を設
ける。推流孔５１が発生させる差圧が集合体１７ａの軸
受面に周囲の水を循環させる態様については詳しく後述
する。The specific structural details of the thrust bearing and the radial bearing incorporated in the housing 30 of each of the bearing assemblies 17a and 17b will be described below. Double bearing assembly 17
Since the structural details of a and 17b are exactly the same, only the structural details of the bearing assembly 17a will be described to avoid duplication.
The primary thrust bearing 38 in the bearing assembly 17a is formed around the annular support member 39. This member 39 is fixed to the outlet end of the shaft via a bolt 40. The annular support member 39 includes therein a water absorbing nipple 41 received in the through hole 10 of the shaft assembly 9. This nipple 4
1 mechanically couples the annular support member 39 and the shaft assembly 9 while allowing surrounding water to circulate through the through holes 10. The annular support member 39 includes a mounting flange 43 around its outer edge. A support ring 45 is provided in an annular recess provided on the inner surface of the annular support member 39. This support ring 45 supports a primary thrust bearing ring 47 which remains stationary with respect to the propeller hub 15a during operation of the device 1. A primary runner 49 is connected to the end of the offset portion 16 of the propeller hub 15a. In a preferred embodiment,
Primary bearings 4 to form individual bearing pads (not shown) that pivot at an angle to the flat surface of ring 47
7 is provided with a radial groove. As the surrounding water circulates between the primary bearing ring 47 and the bearing surface of the primary runner 49, a hydrodynamic water film circulates between the ring 47 and the runner 49 while simultaneously circulating this particular portion of the bearing assembly 17a. Cooling. Hub 1 to generate the water flow required for circulation / cooling
A plurality of radial thrust holes 51 are provided in said runner 49 which allows the primary runner 49 rotated by 5a to act as thrust means or impellers. The manner in which the differential pressure generated by the thrust holes 51 circulates the surrounding water on the bearing surface of the assembly 17a will be described later in detail.

【００１８】各軸受集合体１７ａ，１７ｂは２次スラス
ト軸受５２をも含む。２次スラスト軸受５２のランナー
５３は１次スラスト軸受３８のランナー４９の、１次軸
受リング４７とは反対側の面に設けられる。従って、ラ
ンナー４９は１次スラスト軸受３８及び２次スラスト軸
受５２のランナーを兼ねる。２次軸受リング５５は２次
スラスト軸受５２の他の半分を形成する。この軸受リン
グ５５は軸受ハウジング３０の羽根取付け部材３７に固
定した支持リング５６によって支持される。なお、２次
スラスト軸受５２が作用するのはモーター２４ａが反転
するときか、モーター２４が停止、プロペラ１３ａが周
囲水流の作用下に“空転する”時だけである。Each bearing assembly 17a, 17b also includes a secondary thrust bearing 52. The runner 53 of the secondary thrust bearing 52 is provided on the surface of the runner 49 of the primary thrust bearing 38 on the side opposite to the primary bearing ring 47. Therefore, the runner 49 also functions as a runner of the primary thrust bearing 38 and the secondary thrust bearing 52. The secondary bearing ring 55 forms the other half of the secondary thrust bearing 52. The bearing ring 55 is supported by a support ring 56 fixed to the blade mounting member 37 of the bearing housing 30. The secondary thrust bearing 52 operates only when the motor 24a reverses or when the motor 24 stops and the propeller 13a "slips" under the action of the surrounding water flow.

【００１９】プロペラ１３ａのハブ１５ａとシャフト集
合体９の間のラジアル摩擦を軽減するため、図２及び５
に示す位置に１対のラジアル・スリーブ軸受５７，５９
を設ける。特に図示しないが、このラジアル軸受は好ま
しくはモネルメタルで形成され、１対のゴム製軸受スリ
ーブを内臓する管状ブッシングを含む。絶えずラジアル
・スリーブ軸受５７，５９と１次及び２次スラスト軸受
３８，５２を通過する周囲の水によって運ばれる異物を
排除するのを助けるためには、各スリーブに（これも図
示しないが）複数のらせん溝を形成すればよい。In order to reduce the radial friction between the hub 15a of the propeller 13a and the shaft assembly 9, FIGS.
And a pair of radial sleeve bearings 57, 59
Is provided. Although not specifically shown, the radial bearing is preferably formed of monel metal and includes a tubular bushing that houses a pair of rubber bearing sleeves. To help keep out foreign material carried by the surrounding water passing through the radial sleeve bearings 57,59 and the primary and secondary thrust bearings 38,52, a plurality of sleeves (also not shown) are provided. A spiral groove may be formed.

【００２０】図２及び５に沿って、軸受集合体１７ａ，
１７ｂ内の軸受面を周囲の水が通過する態様を説明す
る。シャフト集合体はその中間部分にそれぞれが通孔１
０と連通する１対の互いに対向する吸水口６３ａ，６３
ｂを含む。電動機２４ａ，２４ｂがプロペラ１３ａ，１
３ｂの羽根１９を回転させると前記吸水口６３ａ，６３
ｂから両プロペラ１３ａ，１３ｂのハブ１５ａ，１５ｂ
間のスペースに水が引き込まれる。水はこのスペースか
らランナー４９に形成されている推流孔５１に流入し、
次いでランナー４９、１次軸受リング４７及び２次軸受
リング５５の軸受面間を通過し、最終的にはプロペラ１
３ａ，１３ｂのハブ１５ａ，１５ｂのエッジと各軸受集
合体１７ａ，１７ｂのハウジング３０の羽根取付け部材
３７との間に画定されるラジアル排水口６５から押し出
される。2 and 5, the bearing assembly 17a,
The manner in which the surrounding water passes through the bearing surface in 17b will be described. The shaft assembly has a through hole 1
A pair of opposed water inlets 63a, 63 communicating with
b. The electric motors 24a and 24b are the propellers 13a and 1
When the blade 19 of 3b is rotated, the water inlets 63a, 63
b to the hubs 15a, 15b of both propellers 13a, 13b
Water is drawn into the space between them. Water flows from this space into a thrust hole 51 formed in the runner 49,
Next, it passes between the bearing surfaces of the runner 49, the primary bearing ring 47 and the secondary bearing ring 55, and finally the propeller 1
It is pushed out from a radial drain port 65 defined between the edge of the hub 15a, 15b of 3a, 13b and the blade mounting member 37 of the housing 30 of each bearing assembly 17a, 17b.

【００２１】軸受集合体１７ａ，１７ｂの軸受ハウジン
グ３０に内臓されているスラスト軸受及びラジアル軸受
には、各軸受集合体に含まれる着脱自在なカバー３２を
介して別々に且つ容易にアクセスできるから、推進装置
１内の軸受を全部分解したり、推進装置１全体をこれを
装備している艦船から取り外したり、艦船を乾ドック入
りさせたりしなくても部品の修理や交換などのようなメ
ンテナンス作業を行なうことができる。いかに優れた設
計を施されていても軸受集合体１７ａ，１７ｂ内の各種
部品は推進装置１の使用寿命中に修理や交換の必要を生
じやすい候補であるだけに、これは顕著な利点である。The thrust bearings and the radial bearings contained in the bearing housings 30 of the bearing assemblies 17a and 17b can be separately and easily accessed via the detachable covers 32 included in each bearing assembly. Maintenance work such as repairing or replacing parts without disassembling all bearings in the propulsion device 1, removing the entire propulsion device 1 from the ship equipped with it, or putting the ship in dry dock Can be performed. No matter how good the design is, this is a remarkable advantage since the various components in the bearing assemblies 17a, 17b are likely candidates for repair or replacement during the service life of the propulsion device 1. .

【００２２】図７及び８は装置１のプロペラ１３ａ，１
３ｂを駆動する電動機２４ａ，２４ｂの詳細を示す。す
でに指摘したように、電動機２４ａ，２４ｂはシュラウ
ド集合体３内に“カン詰めされた”固定子２５ａ，２５
ｂと、狭い間隔を保って固定子に囲まれたプロペラ１３
ａ，１３ｂの羽根１９の周囲に設けられた回転子２３
ａ，２３ｂとから成るＡＣモーターである。ＡＣモータ
ー２４ａ，２４ｂはシャフト集合体９とプロペラ・ハブ
１５ａ，１５ｂの間に配置されたブラシレス励磁機１３
６を使用する同期モーターでもよいし、永久磁石型モー
ターでもよい。潜水艦またはその他の比較的大型の艦船
を駆動するのに必要な大量のスラストを発生させたけれ
ば、このようなサイズの推進装置に必要な大型永久磁石
を組み立てるのは難しいだけに同期モーターの方が好ま
しい。このような実施例においては、ブラシレス励磁機
１３６の外側環状部分はプロペラ１３ａ，１３ｂのハブ
１５ａ，１５ｂと共に回転するが、内側環状部分は静止
状態のままである。励磁機１３６から発生する電流は
（図示しない）ケーブルを介して回転子２３ａ，２３ｂ
の（図示しない）電磁コイルへ伝導され、ＡＣ電流は固
定子２５ａ，２５ｂに伝導される。その結果、モーター
２４ａ，２４ｂは公知の同期モーターの動作を行なう。
即ち、プロペラ１３ａ，１３ｂの回転速度は固定子２５
ａ，２５ｂに伝導されるＡＣ電流の周波数によって制御
される。7 and 8 show the propellers 13a, 13a of the apparatus 1.
The details of the electric motors 24a and 24b that drive the motor 3b are shown. As noted above, the motors 24a, 24b are "canned" stators 25a, 25 in the shroud assembly 3.
b and the propeller 13 surrounded by the stator at a small interval
a, rotor 23 provided around the blade 19 of 13b
a and 23b. The AC motors 24a and 24b are provided between the shaft assembly 9 and the propeller hubs 15a and 15b.
6 or a permanent magnet type motor. If you want to generate the large amount of thrust needed to drive a submarine or other relatively large ship, it is difficult to assemble the large permanent magnets needed for a propulsion unit of this size, and a synchronous motor is more difficult. preferable. In such an embodiment, the outer annular portion of the brushless exciter 136 rotates with the hubs 15a, 15b of the propellers 13a, 13b, while the inner annular portion remains stationary. The current generated from the exciter 136 is connected to the rotors 23a and 23b via a cable (not shown).
(Not shown), and the AC current is transmitted to the stators 25a and 25b. As a result, the motors 24a and 24b operate as a known synchronous motor.
That is, the rotation speed of the propellers 13a and 13b is
a, controlled by the frequency of the AC current conducted to 25b.

【００２３】回転子２３ａ，２３ｂに必要な永久磁石の
組み立てが容易な比較的小型の推進装置の場合には、２
つの理由で永久磁石型ＡＣモーターの方が好ましい。第
１に、永久磁石は同期モーターに比較して効率が約１０
％高い。第２に、この高い効率が回転子２３ａ，２３ｂ
の外周と固定子２５ａ，２５ｂの内周との間のギャップ
を比較的広く設定して実現できる。通常サイズの１次推
進装置１の作動中、このギャップは０．５０インチ
（１．３１ｃｍ）にも達し、標準ギャップが０．２５イ
ンチまたはそれ以下であるのに比較して極めて広い。比
較的広いギャップを採用することにより、回転子２３
ａ，２３ｂと固定子２５ａ，２５ｂの間に薄い海水膜が
存在することで両者間に発生する抗力損失が軽減される
だけでなく、推進装置１のこの特定場所に発生する騒音
量も軽減される。その他の利点として、（固定子巻線か
ら発生する磁界の不均整に起因する）調波電流の発生量
が少なく、従って、回転数２３ａ，２３ｂにおける調波
電流の相互作用による振動も軽減される。それぞれの固
定子２５ａ，２５ｂ内で回転する回転子２３ａ，２３ｂ
の心ずれ“動揺”に起因する振動の軽減される。モータ
ー２４ａ，２４ｂに永久磁石を採用することによってギ
ャップを広くすることができるから、このギャップに異
物が流入することで固定子２５ａ，２５ｂ内での回転子
２３ａ，２３ｂの回転が妨げられたり停止したりする可
能性は少なくなるだけでなく、衝撃による損傷で回転子
２３ａ，２３ｂがそれぞれの固定子２５ａ，２５ｂに対
して心ずれしてもある程度許容されるから、外部衝撃に
対する装置１全体の耐性が高められる。特に潜水艦に本
発明を採用する場合、これらはいずれも重要な利点であ
る。In the case of a relatively small propulsion device in which permanent magnets required for the rotors 23a and 23b can be easily assembled,
A permanent magnet AC motor is preferred for two reasons. First, permanent magnets have an efficiency of about 10 compared to synchronous motors.
%high. Secondly, this high efficiency is due to the rotors 23a, 23b
Can be realized by setting a relatively wide gap between the outer periphery of the stator and the inner periphery of the stators 25a and 25b. During operation of a normally sized primary propulsion device 1, this gap can reach 0.50 inches (1.31 cm), which is very wide compared to a standard gap of 0.25 inches or less. By employing a relatively wide gap, the rotor 23
The presence of the thin seawater film between the a and 23b and the stators 25a and 25b not only reduces the drag loss that occurs between them, but also reduces the amount of noise that occurs in this specific location of the propulsion device 1. You. Another advantage is that less harmonic current is generated (due to the imbalance in the magnetic field generated by the stator windings), and therefore, vibrations due to the interaction of the harmonic currents at the rotational speeds 23a and 23b are reduced. . Rotors 23a, 23b rotating in respective stators 25a, 25b
The vibration caused by the misalignment “swaying” of the body is reduced. By employing permanent magnets for the motors 24a and 24b, the gap can be widened. Therefore, when foreign matter flows into this gap, the rotation of the rotors 23a and 23b in the stators 25a and 25b is hindered or stopped. Not only is the possibility that the rotors 23a and 23b are misaligned with respect to the respective stators 25a and 25b due to damage due to impacts, but also to some extent, so that the entire device 1 against external impacts is allowed. Increases resistance. All of these are important advantages, especially when employing the invention in submarines.

【００２４】特に図８から明らかなように、各モーター
２４ａ，２４ｂの固定子２５ａ，２５ｂは複数の等間隔
に配置された固定子鉄心巻線７０を含む。各固定子鉄心
巻線７０は（図示しない）リード線と接続し、リード線
は（図示しない）端子ポスト集合体と接続する。各固定
子鉄心コイル７０は（図７または８に図示せず図２及び
５に図示してある）固定子鉄心７２のラジアル・スロッ
トに収容され、この鉄心７２は巻線７０から発生する磁
界を伝導するが望ましくない渦電流は伝導しない磁性鋼
リング積層体で形成されている。鉄心７２を保持するた
めその側面に沿って複数の保持バー７４を溶接してあ
る。固定子２５ａ，２５ｂを構成する部品はすべて内壁
７８と外壁８０とで画定される水密固定子ハウジング７
６内に収容されている。As is particularly apparent from FIG. 8, the stators 25a, 25b of each motor 24a, 24b include a plurality of equally spaced stator core windings 70. Each stator core winding 70 is connected to a lead (not shown), and the lead is connected to a terminal post assembly (not shown). Each stator core coil 70 is housed in a radial slot in a stator core 72 (not shown in FIGS. 7 or 8 and shown in FIGS. 2 and 5), which carries a magnetic field generated by the winding 70. Conductive but undesirable eddy currents are formed of magnetic steel ring laminates that do not conduct. A plurality of holding bars 74 are welded along the side surface to hold the iron core 72. The components constituting the stators 25a, 25b are all watertight stator housings 7 defined by an inner wall 78 and an outer wall 80.
6.

【００２５】各電動機２４ａ，２４ｂの回転子２３ａ，
２３ｂは炭素鋼から成るマグネット・ハウジング・リン
グ８７内に設けた複数の台形磁石８５で形成され、各磁
石８５は優れた磁界容量とＢ−Ｈ曲線特性に鑑みＮｂＢ
Ｆｅ合金で形成するのが好ましい。各磁石８５はボルト
８９を介してリング８７に固定されたジルコニウム・銅
合金製の回転子ウエッジ８８によってマグネット・ハウ
ジング・リング８７内に保持される。好ましい実施例に
おいては、回転子２３に約２０個の台形磁石８５を組み
込む。中実銅ロッドから成る４本のダンパー・バー９０
を各磁石８５の上端の上に設ける。これらのダンパー・
バー９０は各磁石８５の上端に固定した磁極キャップ部
材９３に形成されている凹部に配置される。ダンパー・
バー９０及び回転子ウェッジ８９の目的は固定子鉄心巻
線７０から発生する磁界の不均整が原因となって回転子
２３ａ，２３ｂの頂面に発生する調波電流から磁石８５
を保護することにある。即ち、調波電流が発生すると導
電性の高いダンパー・バー９０及び回転子ウェッジ８８
に集中し、ここで安全に消散する。もし回転子２３にダ
ンパー・バー９０も回転子ウェッジ８８も存在しなけれ
ば、調波電流は直接磁石に流れてこれを減磁することに
なる。ダンパー・バー９０と回転子ウェッジ８８はまた
一種のかご構造を形成し、これが回転子２３ａ，２３ｂ
の始動を容易にする。The rotors 23a, 23b of the motors 24a, 24b
23b is formed by a plurality of trapezoidal magnets 85 provided in a magnet housing ring 87 made of carbon steel, and each magnet 85 is NbB in view of excellent magnetic field capacity and BH curve characteristics.
It is preferably formed of an Fe alloy. Each magnet 85 is held in the magnet housing ring 87 by a zirconium-copper alloy rotor wedge 88 fixed to the ring 87 via bolts 89. In the preferred embodiment, rotor 20 incorporates about twenty trapezoidal magnets 85. Four damper bars 90 consisting of solid copper rods
Is provided on the upper end of each magnet 85. These dampers
The bar 90 is disposed in a recess formed in the magnetic pole cap member 93 fixed to the upper end of each magnet 85. Damper
The purpose of the bar 90 and the rotor wedge 89 is to reduce the magnet 85 from the harmonic current generated on the top surfaces of the rotors 23a and 23b due to the imbalance of the magnetic field generated from the stator core winding 70.
Is to protect. That is, when a harmonic current is generated, the highly conductive damper bar 90 and the rotor wedge 88
And dissipate safely here. If neither damper bar 90 nor rotor wedge 88 is present on rotor 23, the harmonic current will flow directly into the magnet and demagnetize it. The damper bar 90 and the rotor wedge 88 also form a kind of cage structure, which is used for the rotors 23a, 23b.
Easy to start.

【００２６】図５、６及び８から明らかなように、回転
子２３ａ，２３ｂも固定子２５ａ，２５ｂと同様に水密
ハウジング９４内に“カン詰めされている”。回転子ハ
ウジング９４は内壁９６、外壁９８、前壁１００、及び
後壁１０２を含む（すべて図５に図示してある）。特に
図６から明らかなように、回転子ハウジング９４の後壁
１１２には回転入口リング１１４が連結され、この入口
リング１１４はこれと対向する固定子入口リング１２０
の鋸歯状前壁１１８と補完的な形状を呈する鋸歯状後壁
１１６を含む。回転子入口リング１１４及び固定子入口
リング１２０の後壁１１６及び前壁１１８の互いに補完
的な鋸歯形状が周囲の海水に含まれる異物粒子が回転子
２３ａ，２３ｂの外周と固定子２５ａ，２５ｂの内周と
の間のギャップに流入するのを防止する曲折流路を画定
する。さらにまた、回転子２３ａ，２３ｂの外周には複
数のらせん溝１２１を形成してあり、このらせん溝１２
１は回転子２３ａ，２３ｂと対応の固定子２５ａ，２５
ｂとの間のギャップから前記異物粒子を循環させ、排除
するのに寄与する。らせん溝１２１によって形成される
流路を図２の上部に矢印で示した。As is evident from FIGS. 5, 6 and 8, rotors 23a and 23b are also "canned" in watertight housing 94, similar to stators 25a and 25b. The rotor housing 94 includes an inner wall 96, an outer wall 98, a front wall 100, and a rear wall 102 (all shown in FIG. 5). 6, a rotating inlet ring 114 is connected to the rear wall 112 of the rotor housing 94, and the inlet ring 114 is opposed to the stator inlet ring 120.
Includes a serrated rear wall 116 that has a complementary shape to the serrated front wall 118. The mutually complementary saw-tooth shapes of the rotor inlet ring 114 and the stator inlet ring 120 at the rear wall 116 and the front wall 118 cause foreign particles contained in the surrounding seawater to be contaminated by the outer circumferences of the rotors 23a and 23b and the stators 25a and 25b. A bent flow path is defined to prevent flow into the gap between the inner circumference. Furthermore, a plurality of spiral grooves 121 are formed on the outer periphery of the rotors 23a and 23b.
1 is a stator 25a, 25 corresponding to the rotors 23a, 23b.
b, thereby circulating and removing the foreign particles from the gap between them. The flow path formed by the spiral groove 121 is indicated by an arrow in the upper part of FIG.

【００２７】次に図２及び５に沿ってシュラウド集合体
３の詳細を説明する。この集合体３はボルト１２６を介
して固定子ハウジング７６の上流側に固定された漏斗状
整流板１２４を含む。固定子ハウジング７６の上流側に
は図示のように取付けボルトを介して羽根取付けリング
１２８が固定されている。シュラウド集合体３の後部に
は出口ノズル１３０があり後方羽根取付けリング１３２
に連結されている。羽根取付けリング１３２は取付けボ
ルト１３４を介して下流側電動機２４ｂの固定子ハウジ
ング７６の下流側に固定されている。なお、入口整流板
１２４によって画定される溝付きコルトノズルも出口ノ
ズル１３０も上流側及び下流側軸受集合体１７ａ，１７
ｂの軸受ハウジング３０の乱流防止形状と相俟ってシュ
ラウド集合体内に回転自在に設けられた両プロペラ１３
ａ，１３ｂのスラストを最大限にまで高めるのに寄与す
る。Next, the details of the shroud assembly 3 will be described with reference to FIGS. The assembly 3 includes a funnel-shaped current plate 124 fixed on the upstream side of the stator housing 76 via bolts 126. A blade mounting ring 128 is fixed to the upstream side of the stator housing 76 via mounting bolts as shown. At the rear of the shroud assembly 3 there is an outlet nozzle 130 and a rear blade mounting ring 132
It is connected to. The blade mounting ring 132 is fixed to the downstream motor 24b on the downstream side of the stator housing 76 via a mounting bolt 134. In addition, both the grooved Kort nozzle and the outlet nozzle 130 defined by the inlet straightening plate 124 are the upstream and downstream bearing assemblies 17a, 17
The two propellers 13 rotatably provided in the shroud assembly together with the turbulence prevention shape of the bearing housing 30 of FIG.
This contributes to maximizing the thrust of a and 13b.

【００２８】水中推進装置１の好ましい動作態様では、
両電動機２４ａ，２４ｂが対応のプロペラ１３ａ，１３
ｂを互いに異なる速度で回転させることにより、上流側
プロペラ１３ａが下流側プロペラ１３ｂを過給する高圧
水流を発生させるようにする。さらにまた、両プロペラ
１３ａ，１３ｂに互いに異なるピッチを与えることによ
り、それぞれの電動機２４ａ，２４ｂが対応のプロペラ
を互いに逆の方向に回転させるようにするのが好まし
い。このように互いに逆の方向に回転させることによ
り、推進装置１の動作に伴なうトルクを全く無くする
か、少なくとも最小限に抑止することができる。もしこ
のようなトルクが存在すると、特に艦船を低速駆動する
のに推進装置１が利用される場合、艦船の操舵を著しく
妨げるおそれがあるだけに、これは極めて重量な利点で
ある。In a preferred mode of operation of the underwater propulsion device 1,
Both motors 24a, 24b are compatible with propellers 13a, 13
By rotating b at different speeds, the upstream propeller 13a generates a high-pressure water flow that supercharges the downstream propeller 13b. Furthermore, it is preferable that each of the electric motors 24a and 24b rotates the corresponding propeller in a direction opposite to each other by giving different pitches to both the propellers 13a and 13b. By rotating the propulsion devices 1 in the opposite directions in this way, torque associated with the operation of the propulsion device 1 can be completely eliminated or at least minimized. This is a very heavy advantage if such a torque is present, especially if the propulsion device 1 is used to drive the ship at low speed, as this can significantly impede the steering of the ship.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の二重プロペラ式推進装置の斜視図であ
る。FIG. 1 is a perspective view of a double propeller type propulsion device of the present invention.

【図２】図１に示した推進装置の２−２線における断面
図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of the propulsion device shown in FIG.

【図３】図１に示した推進装置の正面図である。FIG. 3 is a front view of the propulsion device shown in FIG.

【図４】図１に示した推進装置の背面図である。FIG. 4 is a rear view of the propulsion device shown in FIG.

【図５】図１に示した推進装置の分解断面図であり、装
置のシャフトとプロペラ・ハブの間に設けた軸受集合体
の各部を示す。FIG. 5 is an exploded cross-sectional view of the propulsion device shown in FIG. 1, showing parts of a bearing assembly provided between a shaft of the device and a propeller hub.

【図６】図５に円５Ｂで囲んだ部分の拡大図であり、回
転子入口リング及び固定子入口リングの鋸歯状面が異物
粒子の流入防止に寄与する曲折流路を画定する態様を示
す。FIG. 6 is an enlarged view of a portion surrounded by a circle 5B in FIG. 5, showing a manner in which the serrated surfaces of the rotor inlet ring and the stator inlet ring define a bent flow path that contributes to preventing foreign particles from flowing in; .

【図７】図１に示した推進装置の６−６線における断面
図である。FIG. 7 is a sectional view of the propulsion device shown in FIG. 1 taken along line 6-6.

【図８】図６に円７で囲んだ部分の拡大図であり、固定
子及び回転子の構造を詳細に示す。FIG. 8 is an enlarged view of a portion surrounded by a circle 7 in FIG. 6, and shows the structures of a stator and a rotor in detail.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 水中推進装置 ３ 円筒形シュラウド ５ 吸水口 ７ 排水口 ９ シャフト組立体 １１ａ，１１ｂ 羽根部材 １３ａ，１３ｂ プロペラ １５ａ，１５ｂ ハブ １７ａ，１７ｂ 軸受組立体 ２３ａ，２３ｂ 回転子 ２４ａ，２４ｂ 電動機 ２５ａ，２５ｂ 固定子 ３８ スラスト軸受 ４７ スラスト軸受リング ４９ ランナー ５１ 推流孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Underwater propulsion device 3 Cylindrical shroud 5 Water suction port 7 Drain port 9 Shaft assembly 11a, 11b Blade member 13a, 13b Propeller 15a, 15b Hub 17a, 17b Bearing assembly 23a, 23b Rotor 24a, 24b Motor 25a, 25b Fixed Child 38 Thrust bearing 47 Thrust bearing ring 49 Runner 51 Thrust hole

フロントページの続き (72)発明者 レイモンド マーク カーフォ アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 マ リスビル フォーブズ トレイル ドラ イブ 3638 (72)発明者 ジェームズ アルバート ドレイク アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ピ ッツバーグ コーンウォール ドライブ 241 (56)参考文献 特開 平１−197198（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−160697（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−29492（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−90973（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B63G 8/08 B63H 1/00 - 1/38 Continued on the front page (72) Inventor Raymond Mark Carfo, United States of America Pennsylvania Marisville Forbes Trail Drive 3638 (72) Inventor James Albert Drake United States of America Pittsburgh Cornwall Drive, Pennsylvania 241 (56) References JP-A-1-197198 (JP, A) JP-A-59-160697 (JP, A) JP-A-4-29492 (JP, U) JP-A-63-190973 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷⁾ , DB name) B63G 8/08 B63H 1/00-1/38

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 吸水口及び排水口を有する円筒状シュラ
ウドと、シュラウドの回転軸線に沿って吸水口と排水口
の間に配置したシャフト集合体と、シャフト集合体をシ
ュラウド内に取り付けるための複数の羽根部材と、それ
ぞれがシャフト集合体に回転自在に取り付けた別々のハ
ブを含む第１及び第２のプロペラとを有し、第２のプロ
ペラを第１プロペラの下流側に配置し、それぞれがプロ
ペラの外周の周りに設けた回転子及び回転子を囲むよう
にシュラウドに設けた固定子を含んでいて、第１及び第
２プロペラを別々に回転させる第１及び第２電動機と、
それぞれが第１及び第２プロペラのハブとシャフト集合
体の間に、且つシャフト集合体の両側にそれぞれ配置し
たスラスト軸受を含む第１及び第２軸受集合体と、各軸
受集合体を潤滑／冷却するため周囲の水を軸受面に循環
させる水循環手段とを設けたことを特徴とする水中推進
装置。A cylindrical shroud having a water inlet and a water outlet, a shaft assembly disposed between the water inlet and the water outlet along a rotation axis of the shroud, and a plurality of shaft assemblies for mounting the shaft assembly in the shroud. And a first and second propeller each including a separate hub rotatably mounted on the shaft assembly, the second propeller being disposed downstream of the first propeller, each being include a stator provided on the shroud so as to surround the rotor and rotor provided around the outer periphery of the propeller, and the first and second electric motors for rotating the first and second propeller separately,
First and second bearing assemblies each including a thrust bearing disposed between the hub of the first and second propellers and the shaft assembly and on each side of the shaft assembly;
Circulates surrounding water to the bearing surface to lubricate / cool the receiving assembly
An underwater propulsion device comprising: a water circulation means for causing water to flow . 【請求項２】 耐衝撃性を高めるため羽根部材をシュラ
ウド集合体の上流端及び下流端に設けたことを特徴とす
る請求項１に記載の水中推進装置。2. The underwater propulsion device according to claim 1, wherein a blade member is provided at an upstream end and a downstream end of the shroud assembly in order to enhance impact resistance. 【請求項３】 第１及び第２軸受集合体に含まれる軸受
へ別々にアクセスできるように各軸受ハウジングの少な
くとも一部を着脱自在に構成したことを特徴とする請求
項１に記載の水中推進装置。3. The bearing housing according to claim 1 , wherein at least a part of each bearing housing is detachable so that the bearings included in the first and second bearing assemblies can be separately accessed.
Item 2. An underwater propulsion device according to item 1. 【請求項４】 作動中に生する騒音を極力小さくするた
め、水中推進装置の作動中、各軸受ハウジングがプロペ
ラに対して静止したままであるように構成したことを特
徴とする請求項３に記載の水中推進装置。4. To minimize raw to noise during operation during operation of the underwater propulsion apparatus, in claim 3 in which each bearing housing is characterized by being configured to remain stationary relative to the propeller Underwater propulsion device as described. 【請求項５】 シャフト集合体が周囲の水を軸受面に循
環させる水循環手段へ周囲の水を誘導するため回転軸線
に沿って通孔を含むことを特徴とする請求項４に記載の
水中推進装置。5. The underwater propulsion according to claim 4, wherein the shaft assembly includes a through hole along the rotation axis for guiding the surrounding water to a water circulating means for circulating the surrounding water to the bearing surface. apparatus. 【請求項６】 プロペラ手段の周縁に沿って間隔を保っ
て各回転子を他方の回転子に対して固定したことを特徴
とする請求項１に記載の水中推進装置。6. The underwater propulsion device according to claim 1, wherein each rotor is fixed to the other rotor at intervals along the periphery of the propeller means. 【請求項７】 互いに逆方向に回転する第１プロペラ及
び第２プロペラがトルクのないスラストを発生させるこ
とができるように第１プロペラのピッチを第２プロペラ
のピッチとは逆にしたことを特徴とする請求項１に記載
の水中推進装置。7. The pitch of the first propeller is opposite to the pitch of the second propeller so that the first propeller and the second propeller rotating in opposite directions can generate thrust without torque. The underwater propulsion device according to claim 1. 【請求項８】 第１電動機及び第１プロペラの組み合わ
せが第２電動機と第２プロペラの組み合わせを過給する
与圧水流をシュラウド内に発生させることを特徴とする
請求項１に記載の水中推進装置。8. A combination of the first motor and the first propeller generates a pressurized water flow in the shroud that supercharges the combination of the second motor and the second propeller.
The underwater propulsion device according to claim 1. 【請求項９】 軸受集合体のそれぞれが軸受ハウジング
の着脱自在な部分を取り外せばアクセスできるラジアル
軸受をも含むことを特徴とする請求項１に記載の水中推
進装置。9. The underwater propulsion device of claim 1, wherein each of the bearing assemblies also includes a radial bearing accessible by removing a removable portion of the bearing housing. 【請求項１０】 吸水口及び排水口を有する円筒状シュ
ラウドと、シュラウドの回転軸線に沿って吸水口と排水
口の間に配置されたシャフト集合体と、シャフト集合体
をシュラウド内に取り付けるための複数の羽根部材と、
それぞれがシャフト集合体に回転自在に取り付けた別々
のハブを含み、第２プロペラを第１プロペラの下流側に
配置し、第１プロペラが作動中に第２プロペラを過給す
るようにした第１及び第２プロペラと、それぞれがプロ
ペラの外周の周りに設けた回転子及び回転子を囲むよう
にシュラウドに取り付けた固定子を含み、第１及び第２
プロペラを別々に回転駆動する第１及び第２電動機と、
それぞれが第１及び第２プロペラのハブとシャフト集合
体の間に設けられたスラスト軸受を含む第１及び第２軸
受集合体から成り、第１及び第２軸受集合体に含まれる
スラスト軸受がシャフト集合体の両端に位置し、各軸受
集合体がその軸受面を潤滑／冷却するため前記軸受面に
周囲の水を循環させる水循環手段を含むことを特徴とす
る水中推進装置。10. A cylindrical shroud having a water inlet and a water outlet, a shaft assembly disposed between the water inlet and the water outlet along a rotation axis of the shroud, and a shaft assembly mounted in the shroud. A plurality of blade members;
Each containing a separate hub rotatably mounted on the shaft assembly, the second propeller is located downstream of the first propeller and the first propeller so as to supercharge the second propeller in operation 1 And a second propeller, and a rotor provided around the outer periphery of the propeller and a stator mounted on a shroud to surround the rotor, the first and second propellers being respectively provided.
First and second electric motors for separately driving the propellers,
The first and second bearing assemblies each include a thrust bearing provided between the hub of the first and second propellers and the shaft assembly, and the thrust bearing included in the first and second bearing assemblies is a shaft. An underwater propulsion device located at both ends of an assembly, wherein each bearing assembly includes water circulating means for circulating surrounding water on the bearing surface to lubricate / cool the bearing surface. 【請求項１１】 前記第１及び第２軸受集合体に含まれ
るスラスト軸受のそれぞれがシャフト集合体の一端に固
定された軸受ハウジングを含み、前記装置の耐衝撃性を
高めるため羽根部材を軸受ハウジングと前記シュラウド
の間に設けたことを特徴とする請求項１０に記載の水中
推進装置。11. A thrust bearing included in each of the first and second bearing assemblies includes a bearing housing fixed to one end of a shaft assembly, and a blade member is provided in the bearing housing to enhance impact resistance of the device. The underwater propulsion device according to claim 10, wherein the underwater propulsion device is provided between the shroud and the shroud. 【請求項１２】 第１及び第２軸受集合体に含まれる軸
受に別々にアクセスできるように各軸受ハウジングの少
なくとも着脱自在としたことを特徴とする請求項１０に
記載の水中推進装置。12. The underwater propulsion device according to claim 10, wherein at least each of the bearing housings is detachable so that the bearings included in the first and second bearing assemblies can be separately accessed. 【請求項１３】 シャフト集合体が軸受面に周囲の水を
循環させる水循環手段へ周囲の水を流動させるためシャ
フト集合体の回転軸線に沿って通孔を含むことを特徴と
する請求項１０に記載の水中推進装置。13. The shaft assembly according to claim 10, wherein the shaft assembly includes a through hole along a rotation axis of the shaft assembly for flowing ambient water to a water circulating means for circulating ambient water on the bearing surface. Underwater propulsion device as described. 【請求項１４】 互いに逆方向に回転する第１及び第２
プロペラがトルクのないスラストを発生させることがで
きるように第１プロペラのピッチを第２プロペラのピッ
チと逆のピッチとしたことを特徴とする請求項１０に記
載の水中推進装置。14. A first and a second rotating in opposite directions to each other.
The underwater propulsion device according to claim 10 , wherein the pitch of the first propeller is opposite to the pitch of the second propeller so that the propeller can generate thrust without torque.