(57)【要約】  本発明は、船舶推進ユニットに関する。かかる船舶推進ユニットは、船体内の駆動部と、船体の外に配置され、フロントプロペラ及びリアプロペラを有している水中ポッドと、駆動部とプロペラとの間にトルク伝達部と、を有している。当該トルク伝達部は、両プロペラにより共有され、駆動部から水中ポッドへトルクを伝達するのに役立つトルク伝達シャフトと、水中ポッドに置かれ、両プロペラの共有トルク伝達シャフトとフロントプロペラの間に配置されているフロントトランスミッション部と、両プロペラの共有トルク伝達シャフトとリアプロペラとの間に配置されているリアトランスミッション部と、を包含している。また、本発明は船舶推進方法に関する。かかる船舶推進方法により、船体の外に配置された水中ポッドに割り当てられたフロントプロペラ及びリアプロペラが、トルク伝達部を介して、船体内の駆動部により駆動される。両プロペラは、トルク伝達部に包含され、両プロペラにより共有され、駆動部から水中ポッドへトルクを伝達するのに役立つトルク伝達シャフトと、水中ポッドに配置され、両プロペラの共有トルク伝達シャフトとフロントプロペラとの間に配置されているフロント伝達シャフトと、両プロペラの共有トルク伝達シャフトとリアプロペラとの間に配置されているトランスミッション部とを介して駆動される。
2008545583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体内の駆動部と、フロントプロペラ及びリアプロペラを伴う船体の外に配置される水中ポッドと、前記駆動部と前記プロペラとの間のトルク伝達部と、を含む船舶推進ユニットであって、
前記トルク伝達部は、両プロペラにより共有されるトルク伝達シャフトを含んでおり、
前記トルク伝達シャフトは、前記駆動部から前記水中ポッド、フロントトランスミッション部、及びリアトランスミッション部へトルクを伝達し、
前記フロントトランスミッション部は前記水中ポッドに配置され且つ前記２つのプロペラの前記共有トルク伝達シャフトと前記フロントプロペラとの間に配置されており、
前記リアトランスミッション部は前記２つのプロペラの前記共有トルク伝達シャフトとリアプロペラとの間に配置されていることを特徴とする船舶推進ユニット。
【請求項２】
トルクの一部だけが、対応する回転速度において、前記トルク伝達シャフトを介して、前記２つのプロペラに伝達されることを特徴とする請求項１に記載の船舶推進ユニット。
【請求項３】
前記トルク伝達シャフトを介して、トルクの約１５％乃至約４０％、特には２０％乃至約３５％、好ましくは約２５％乃至３０％だけが、対応する回転速度において前記２つのプロペラに伝達されることを特徴とする請求項２に記載の船舶推進ユニット。
【請求項４】
少なくとも１つのリングギヤ・ベベルギヤ対が前記トルク伝達シャフトに割り当てられ、回転の向きを反対にし、トルクの一部が、１つ若しくはリングギヤ・ベベルギヤ対を介して、対応する回転速度において、前記２つのプロペラに伝達されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の船舶推進ユニット。
【請求項５】
１つ若しくは複数の前記リングギヤ・ベベルギヤ対を介して、トルクの約１５％乃至約４０％、特には約２０％乃至約３５％、好ましくは約２５％乃至約３０％だけが、対応する回転速度において、前記２つのプロペラに伝達されることを特徴とする請求項４に記載の船舶推進ユニット。
【請求項６】
前記フロントトランスミッション部はフロント遊星ギヤを含み、かつ／または前記リアトランスミッション部はリア遊星ギヤを含んでいることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
前記フロント遊星ギヤ及び／若しくは前記リア遊星ギヤは、対応する前記プロペラにおいて少なくとも略全トルクを伝達するギヤ減速をなすことを特徴とする請求項６に記載の船舶推進ユニット。
【請求項８】
前記フロント遊星ギヤ及び／若しくは前記リア遊星ギヤは、約２乃至約５、特には約２．５乃至約４．５、好ましくは約３乃至約４のギヤ減速をなすことを特徴とする請求項６若しくは７に記載の船舶推進ユニット。
【請求項９】
前記フロントトランスミッション部は、フロントリングギヤとフロントピニオンギヤとを含んでおり、当該フロントピニオンギヤはかかるフロントリングギヤと係合しており、前記トルク伝達シャフトと結合しており、かつ／または前記リアトランスミッション部は、リアリングギヤとリアピニオンギヤとを含んでおり、当該リアピニオンギヤはかかるリアリングギヤと係合しており、前記トルク伝達シャフトと結合していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の船舶推ユニット。
【請求項１０】
前記フロントピニオンギヤ及び／若しくは前記リアピニオンギヤは、前記トルク伝達シャフト上に位置していることを特徴とする請求項９に記載の船舶推進ユニット。
【請求項１１】
前記フロントピニオンギヤ及び／若しくは前記リアピニオンギヤは、前記トルク伝達シャフトによる回転に対して固定されていることを特徴とする請求項１０に記載の船舶推進ユニット。
【請求項１２】
前記フロントリングギヤ・フロントピニオンギヤ対及び／若しくは前記リアリングギヤ・リアピニオンギヤ対は、対応する前記プロペラにおいて少なくとも略全トルクを伝達するギヤ減速をなすことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１つに記載の船舶推進ユニット。
【請求項１３】
前記フロントリングギヤ・フロントピニオンギヤ対及び／若しくは前記リアリングギヤ・リアピニオンギヤ対は、約２乃至約５、特には約２．５乃至約４．５、好ましくは約３乃至約４のギヤ減速をなすことを特徴とする請求項１２に記載の船舶推進ユニット。
【請求項１４】
前記フロントトランスミッション部及び前記リアトランスミッション部は、前記２つのプロペラが同じ向きに回転するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の船舶推進ユニット。
【請求項１５】
前記フロントトランスミッション部及び前記リアトランスミッション部は、前記２つのプロペラが反対向きに回転するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の船舶推進ユニット。
【請求項１６】
回転の向きを反対にする装置があり、かかる装置により、前記２つのプロペラが同じ向き若しくは反対の向きに回転するように調整され得ることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の船舶推進ユニット。
【請求項１７】
前記フロントトランスミッション部及び前記リアトランスミッション部は、前記２つのプロペラが異なる速度で回転するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１つに記載の船舶推進ユニット。
【請求項１８】
前記フロントトランスミッション部及び前記リアトランスミッション部は、前記リアプロペラが前記フロントプロペラより速く回転するように形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の船舶推進ユニット。
【請求項１９】
前記２つのプロペラの少なくとも１つに作用する回転速度制御装置があり、当該回転速度制御装置により、前記２つのプロペラの間の回転速度比が調整可能であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１つに記載の船舶推進ユニット。
【請求項２０】
差動ギヤが前記トルク伝達シャフトと前記２つのプロペラとの間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１つに記載の船舶推進ユニット。
【請求項２１】
前記２つのプロペラは、垂直軸に対して９０°でない平行若しくは同軸の回転軸を有しており、前記フロントプロペラは前記リアプロペラより下方に位置していることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１つに記載の船舶推進ユニット。
【請求項２２】
垂直軸に対する前記２つのプロペラの前記回転軸の小さな角度は、約８０°乃至約８９°、特には約８２°乃至８７°、好ましくは少なくとも約８５°に等しいことを特徴とする請求項２１に記載の船舶推進ユニット。
【請求項２３】
前記駆動部は高温超伝導モータを有していることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１つに記載の船舶推進ユニット。
【請求項２４】
船舶推進方法であって、船体の外側に配置された水中ポッドに割り当てられたフロントプロペラ及びリアプロペラがトルク伝達部を介して前記船体における駆動部により駆動され、前記２つのプロペラはトルク伝達シャフトを介して駆動され、前記トルク伝達シャフトは前記トルク伝達部に包含され且つ両プロペラにより共有されており、フロントトランスミッション部及びリアトランスミッション部により、前記駆動部から前記水中ポッドへトルクを伝達し、前記フロントトランスミッション部は、前記水中ポッドに配置され且つ前記２つのプロペラの前記共有トルク伝達シャフトと前記フロントプロペラとの間に配置されており、前記リアトランスミッション部は、前記２つのプロペラの前記共有伝達シャフトと前記リアプロペラとの間に配置されていることを特徴とする船舶推進方法。
【請求項２５】
前記トルク伝達シャフトを介して、トルクの一部だけが、対応する回転速度において前記２つのプロペラに伝達されることを特徴とする請求項２４に記載の船舶推進方法。
【請求項２６】
前記トルク伝達シャフトを介して、トルクの約１５％乃至約４０％、特には約２０％乃至約３５％、好ましくは約２５％乃至約３０％だけが、対応する回転速度で前記２つのプロペラに伝達されることを特徴とする請求項２５に記載の船舶推進方法。
【請求項２７】
少なくとも１つのリングギヤ・ベベルギヤ対が、前記トルク伝達シャフトに付与され、回転の向きを反対にし、トルクの一部だけが１つ若しくは複数の前記リングギヤ・ベベルギヤ対を介して対応する回転速度で前記２つのプロペラに伝達されることを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか１つに記載の船舶推進方法。
【請求項２８】
１つ若しくは複数の前記リングギヤ・ベベルギヤ対を介して、トルクの約１５％乃至約４０％、特には約２０％乃至約３５％、好ましくは約２５％乃至約３０％だけが、対応する回転速度において、前記２つのプロペラに伝達されることを特徴とする請求項２７に記載の船舶推進方法。
【請求項２９】
前記フロントトランスミッション部はフロント遊星ギヤを有し、かつ／または前記リアトランスミッション部はリア遊星ギヤを有し、前記フロント遊星ギヤ及び／若しくは前記リア遊星ギヤにより、ギヤ減速が、対応する前記プロペラにおける少なくとも略全トルクを伝達するように実現され、かつ／または前記フロント遊星ギヤ及び／若しくは前記リア遊星ギヤにより約２乃至約５、特には約２．５乃至約４．５、好ましくは約３乃至約４のギヤ減速が達成されることを特徴とする請求項２４乃至２８のいずれか１つに記載の船舶推進方法。
【請求項３０】
前記フロントトランスミッション部はフロントリングギヤとフロントピニオンギヤとを有しており、前記フロントピニオンギヤは、かかるフロントリングギヤと係合しており、前記トルク伝達シャフトと結合しており、かつ／または前記リアトランスミッション部はリアリングギヤとリアピニオンギヤとを有しており、前記リアピニオンギヤは、かかるリアリングギヤと係合しており、前記トルク伝達シャフトと結合しており、前記フロントピニオンギヤ及び／若しくは前記リアピニオンギヤは前記トルク伝達シャフトに位置していることを特徴とする請求項２４乃至２９のいずれか１つに記載の船舶推進方法。
【請求項３１】
前記フロントピニオンギヤ及び／若しくは前記リアピニオンギヤは前記トルク伝達シャフトと同様に回転させられることを特徴とする請求項３０に記載の船舶推進方法。
【請求項３２】
少なくとも略全トルクを前記プロペラに伝えるギヤ減速は、前記フロントリングギヤ・フロントピニオンギヤ対及び／若しくは前記リアリングギヤ・リアピニオンギヤ対により実現されていることを特徴とする請求項３０若しくは３１の１つに記載の船舶推進方法。
【請求項３３】
約２乃至約５、特には約２．５乃至約４．５、好ましくは約３乃至約４のギヤ減速が、前記フロントリングギヤ・フロントピニオンギヤ対及び／若しくは前記リアリングギヤ・リアピニオンギヤ対により実現されていることを特徴とする請求項３２に記載の船舶推進方法。
【請求項３４】
前記トランスミッション部及び前記リアトランスミッション部は、前記２つのプロペラが同じ向きに回転するように形成されていることを特徴とする請求項２４乃至３３に記載の船舶推進方法。
【請求項３５】
前記トランスミッション部及び前記リアトランスミッション部は、前記２つのプロペラが反対向きに回転するように形成されていることを特徴とする請求項２４乃至３３のいずれか１つに記載の船舶推進方法。
【請求項３６】
前記２つのプロペラの少なくとも１つに作用し、回転の向きを反対にする装置があり、当該装置により、前記２つのプロペラは同じ向き若しくは反対の向きに回転するように調整され得ることを特徴とする請求項２４乃至３３のいずれか１つに記載の船舶推進方法。
【請求項３７】
前記フロントトランスミッション部及び前記リアトランスミッション部は。前記２つのプロペラが異なる速度で回転するように形成されていることを特徴とする請求項２４乃至３６のいずれか１つに記載の船舶推進方法。
【請求項３８】
前記フロントトランスミッション部及び前記リアトランスミッション部は、前記リアプロペラが前記フロントプロペラより速く回転するように形成されていることを特徴とする請求項３７に記載の船舶推進方法。
【請求項３９】
前記２つのプロペラの少なくとも１つに作用し且つ前記２つのプロペラ間の回転速度比が設定される回転速度制御装置があることを特徴とする請求項２４乃至３８のいずれか１つに記載の船舶推進方法。
【請求項４０】
前記フロントプロペラと前記リアプロペラとの間の異なる回転速度が設定される差動ギヤが、前記トルク伝達シャフトと前記２つのプロペラとの間に配置されていることを特徴とする請求項２４乃至３９のいずれか１つに記載の船舶推進方法。
【請求項４１】
前記２つのプロペラは、垂直軸に対して９０°でない水平若しくは同軸な回転軸を有しており、前記フロントプロペラは前記リアプロペラより下に位置していることを特徴とする請求項２４乃至４０のいずれか１つに記載の船舶推進方法。
【請求項４２】
垂直軸に対する前記２つのプロペラの前記回転軸のより小さな角度は、約８０°乃至約８９°、特には約８２°乃至８７°、好ましくは少なくとも約８５°に等しいことを特徴とする請求項４１に記載の船舶推進方法。
【請求項４３】
前記駆動部は、前記トルク伝達シャフトが駆動される高温超伝導モータを有していることを特徴とする請求項１乃至４２のいずれか１つに記載の船舶推進方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶用のダブルプロペラ駆動装置、ダブルプロペラ駆動方法、及び高温超伝導モータを有する船舶推進ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人によるこのようなダブルプロペラ駆動装置すなわちツインプロペラ駆動装置が、２０００ｋｗの出力までの公知の構造で、順に、市販されている。大きな装置については、プロペラのトルクをプロペラの回転速度に変換しなければならない構造によれば、要求されるリングギヤの大きな直径の故に、水中ポッドの直径は非常に大きくなるので、より良い効率がかなり失われてしまう。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は、ダブルプロペラ駆動装置及びダブルプロペラ駆動方法を改良する目的を有しかつ実現する。さらに、本発明は、船舶用のダブルプロペラ駆動装置、ダブルプロペラ駆動方法、及び高温超伝導モータを有する船舶推進ユニットを改良する目的を有しかつ実現する。具体的には、本発明は、高温超伝導モータを伴うダブルプロペラ駆動装置を改良する目的を有しかつ実現し、より良い効率性は高出力において残ったままである。特に、本発明は、高温超伝導モータを有する船舶推進ユニットを改良する目的をさらに有しかつ実現し、１つ若しくは複数のプロペラに対する高出力が、より良い効率性を保持したまま簡単な方法により達成される。
【０００４】
これら目的は、請求項１に記載の船舶推進ユニットと、請求項２４に記載の船舶推進方法により達成される。
【０００５】
よって、本発明は、船体（hull）に配置される駆動部と、船体の外に配置されかつフロントプロペラとリアプロペラとを有する水中ポッドとを有する船舶推進ユニットを形成する。該水中ポッドは、駆動部とプロペラとの間にトルク伝達部を有している。このトルク伝達部は、駆動部から水中ポッド、フロントトランスミッション部、及びリアトランスミッション部へトルクを伝達し、両プロペラにより共有されているトルク伝達シャフトを有しており、該フロントトランスミッション部は水中ポッドに配置され且つ両プロペラの共有トルク伝達シャフトとフロントプロペラとの間に配置され、該リアトランスミッション部は両プロペラの共有トルク伝達シャフトとリアプロペラとの間に配置されている。
【０００６】
好ましくは、トルクの一部だけが、トルク伝達シャフトを介して、対応する回転速度で２つのプロペラに伝達され、トルク伝達シャフトを介して、トルクの約１５％乃至約４０％、特には約２０％乃至約３５％、好ましくは約２５％乃至３０％が対応する回転速度で２つのプロペラに伝達されることがさらに提供される。
【０００７】
さらに、少なくとも１つのリングギヤ・ベベルギヤ対が、トルク伝達シャフトに割り当てられ、回転の向きを反対にし、トルクの一部だけが、対応する回転速度において、１つ若しくは複数のリングギヤ・ベベルギヤ対を介して、２つのプロペラに伝達される。有利なようには、１つ若しくは複数のリングギヤ・ベベルギヤ対を介して、トルクの約１５％乃至４０％、特には約２０％乃至３５％、好ましくは２５％乃至３０％だけが、対応する回転速度において、両プロペラに伝達され得る。
【０００８】
該フロントトランスミッション部は好ましくは、フロント遊星ギヤを有し、あるいはリアトランスミッション部はリア遊星ギヤを有している。これは、フロント遊星ギヤ及び／若しくはリア遊星ギヤが、対応するプロペラにおいて少なくとも略全トルクを伝達するギヤ減速を含んでいる場合に好ましい。代替的に若しくは付加的に、フロント遊星ギヤ及び／若しくはリア遊星ギヤを設けることができ、これらは約２乃至約５、特には約２．５乃至約４．５、好ましくは約３乃至約４のギヤ減速を有する。
【０００９】
他の好ましい構造では、該フロントトランスミッション部は、フロントリングギヤ及びフロントピニオンギヤを有しており、該ピニオンギヤは、かかるフロントリングギヤと係合し、トルク伝達シャフトと結合している。あるいはリアトランスミッション部は、リアリングギヤ及びリアピニオンギヤを有しており、該ピニオンギヤは、かかるリアリングギヤと係合し、トルク伝達シャフトと結合している。特に、フロントピニオンギヤ及び／若しくはリアピニオンギヤは、トルク伝達シャフト上に位置し、好ましくは、フロントピニオンギヤ及び／若しくはリアピニオンギヤは、トルク伝達シャフトによる回転に対して固定されている。代替的な若しくは付加的な改良は、フロントリングギヤ・ベベルギヤ対及び／若しくはリアリングギヤ・ベベルギヤ対が、対応するプロペラに対する少なくとも略全トルクを伝達するギヤ減速を有するように達成され、有利なようには、フロントリングギヤ・ピニオンギヤ対及び／若しくはリアリングギヤ・ピニオンギヤ対が、約２乃至約５、特には、約２．５乃至約４．５、好ましくは約３乃至約４のギヤ減速を有している。
【００１０】
本発明による船舶推進ユニットにおいては、フロントトランスミッション部及びリアトランスミッション部は、２つのプロペラが同じ向きに回転するような形態にされるか、フロントトランスミッション部及びリアフロントトランスミッション部が、２つのプロペラが反対向きに回転するか、２つのプロペラの少なくとも１つに作用する回転の向きを反転する装置が提供されるような形態にされ、２つのプロペラが、同じ向き若しくは反対の向きに回転させられるように調整され得る。
【００１１】
他の好ましい改良は、フロントトランスミッション部及びリアトランスミッション部が、２つのプロペラが異なる速度で回転するような形態にされることを含んでいる。特に、フロントトランスミッション部及びリアトランスミッション部は、リアプロペラがフロントプロペラより速く回転するような形態にされる。
【００１２】
２つのプロペラの少なくとも１つに作用する回転速度制御装置を設けることが好ましく、かかる回転速度制御装置により、２つのプロペラの間の回転速度率が調整され得る。他の類似の好ましい構造は、異なるトランスミッションが、トルク伝達シャフトと２つのプロペラとの間に配置されることを含んでいる。
【００１３】
本発明による船舶推進ユニットは、２つのプロペラが平行な回転軸若しくは同軸の回転軸を有するようにさらに有利に改良され得る。かかる回転軸は、フロントプロペラがリアプロペラより下にあるように、垂直軸に対して９０°ではない。かかる構造物の改良では、垂直軸に対する２つのプロペラの回転軸のより小さな角度が、約８０°乃至約８９°、特には約８２°乃至８７°、好ましくは少なくも約８５°に等しいことが好ましい。
【００１４】
特に有利な構造は、任意の上述の構造の組み合わせである。これによれば、駆動部は高温超伝導モータを有している。
【００１５】
本発明により、船舶推進方法がさらに提供され、船体の外に配置された水中ポッドに割り当てられるフロントプロペラ及びリアプロペラが、トルク伝達部を介して、船体内の駆動部により駆動され、２つのプロペラは、トルク伝達部に包含され且つ両プロペラにより共有されるトルク伝達シャフト、フロントトランスミッション部、及びリアトランスミッション部を介して駆動され、駆動部から水中ポッドへトルクを伝達する。該フロントトランスミッション部は、水中ポッド内に位置し且つ２つのプロペラの共有トルク伝達シャフトとフロントプロペラとの間に配置され、該リアトランスミッション部は、２つのプロペラの共有伝達シャフトとリアプロペラとの間に配置されている。
【００１６】
これは、トルクの一部だけがトルクトランスミッションシャフトを介して、対応する回転速度で、２つのプロペラに伝達されるように有利に改良される。さらに、特には、トルクトランスミッションシャフトを介して、トルクの約１５％乃至約４０％、特には約２０％乃至約３５％、好ましくは約２５％乃至約３０％のみが、対応する回転速度で伝達される。
【００１７】
さらに、もし、少なくとも１つのリングギヤ・ベベルギヤ対が、トルク伝達シャフトに割り当てられ、回転の向きを反対にし、且つトルクの一部だけが、１つ若しくは複数のリングギヤ・ベベルギヤ対を介して、対応する回転速度で２つのプロペラに伝達されるならば、さらに、好ましくは、１つ若しくは複数のリングギヤ・ベベルギヤ対を介するならば、トルクの約１５％乃至約４０％、特には約２０％乃至約３５％、好ましくは約２５％乃至約３０％が、対応する回転速度で２つのプロペラに伝達される。
【００１８】
フロントトランスミッション部はフロント遊星ギヤを有しており、あるいはリアトランスミッション部はリア遊星ギヤを有しており、該フロント遊星ギヤ及び／若しくは該リア遊星ギヤを経て、ギヤ減速が、少なくとも略全トルクをプロペラに伝達するように行われ、あるいはフロント遊星ギヤ及び／若しくはリア遊星ギヤを経て、約２乃至約５、特には約２．５乃至約４．５、好ましくは約３乃至約４のギヤ減速が行われることが好ましい。
【００１９】
本発明による船舶推進方法の他の好ましい例は、フロントトランスミッション部がフロントリングギヤとフロントピニオンギヤとを有し、かかるフロントピニオンギヤが、かかるフロントリングギヤと係合し且つトルク伝達シャフトと結合し、あるいはリアトランスミッション部がリアリングギヤとリアピニオンギヤとを有し、かかるリアピニオンギヤが、かかるリアリングギヤと係合し且つトルク伝達シャフトと結合し、フロントピニオンギヤ及び／若しくはリアピニオンギヤはトルク伝達シャフトに位置することを含んでいる。追加の好ましい例は、フロントピニオンギヤ及び／若しくはリアピニオンギヤがトルク伝達シャフトと同様に回転させられ、あるいはフロントリングギヤ・フロントピニオンギヤ対及び／若しくはリアリングギヤ・リアピニオンギヤ対を経て、ギヤ減速が、少なくとも略全トルクをプロペラに伝えることにより実現され、特には、フロントリングギヤ・フロントピニオンギヤ対及び／若しくはリアリングギヤ・リアピニオンギヤ対により、約２乃至約５、特には約２．５乃至約４．５、好ましくは約３乃至約４のギヤ減速が実現される。
【００２０】
フロントトランスミッション部及びリアトランスミッション部は、２つのプロペラが同一の向きに回転するような形態にされるか、フロントトランスミッション部及びリアトランスミッション部は、２つのプロペラが反対向きに回転するか、２つのプロペラの少なくとも１つに作用する回転の向きを反対にする装置があるような形態にされ得る。これにより、２つのプロペラが、同じ向き若しくは反対向きに回転するように調整される。
【００２１】
フロントトランスミッション部及びリアトランスミッション部は、２つのプロペラが異なる速度で回転するような形態にされ、特には、フロントトランスミッション部及びリアトランスミッション部は、リアプロペラがフロントプロペラより速く回転するような形態にされることが好ましい。
【００２２】
他の好ましい例においては、２つのプロペラの少なくとも１つに作用する回転速度制御装置を有しており、かかる回転速度制御装置により、２つのプロペラの間の回転速度比が調整される。代替的に若しくは付加的に、異なるトランスミッションが、トルク伝達シャフトと２つのプロペラとの間に配置されるように設けられ得る。かかる異なるトランスミッションを経て、フロントプロペラとリアプロペラとの間の異なる回転速度が設定される。
【００２３】
本発明による船舶推進方法では、有利なように、２つのプロペラが平行な回転軸若しくは同軸の回転軸を有し、かかる回転軸は、フロントプロペラがリアプロペラより下に存在するように、垂直軸に対して９０°ではない。特には、これは、垂直軸に対する２つのプロペラの回転軸のより小さな角度が、約８０°乃至８９°、特には約８２°乃至８７°、有利なようには少なくとも約８５°に等しいように改良され得る。
【００２４】
さらに、駆動部が高温超伝導モータを有することが、本発明による船舶推進ユニットにおいて特に有利であり、かかる高温超伝導モータにより、トルク伝達シャフトが駆動される。
【００２５】
従って、本発明は、ダブルプロペラ駆動装置として形成される船舶推進ユニットを形成し、かかるダブルプロペラ駆動装置は、船体における駆動部と、水中ポッドに割り当てられた少なくとも同軸である２つのプロペラと、該駆動部とプロペラとの間のトルク伝達部と、水中ポッド内において各プロペラに割り当てられた遊星ギヤとを有しており、かかるトルク伝達部は、水中ポッドにおいてリングギヤ・ベベルギヤ対を有し、トルクの一部だけを伝達し、かかる水中ポッドは、ギヤ減速を伴い、少なくとも略全トルクをプロペラに伝達する。
【００２６】
好ましくは、２つのプロペラ、特には、少なくとも同軸のプロペラが、かかるプロペラが水中ポッドにおいて回転し得るようにマウントされる。
【００２７】
さらに、本発明は、ダブルプロペラ駆動方法の形式の船舶推進方法を提供し、トルクは、船体の駆動部から水中ポッドの２つの少なくとも同軸のプロペラに伝達され、さらに、駆動部から、トルクの一部だけが、水中ポッドのリングギヤ・ベベルギヤ対を介して、水中ポッド内の各プロペラに割り当てられた少なくとも１つの遊星ギヤに伝達され、少なくとも略全トルクをプロペラに伝達するギヤ減速が実現される。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明は、駆動部を有するダブルプロペラ駆動装置を有する船舶推進ユニットを提供し、船体に高温超伝導モータと、水中ポッドに２つの少なくとも同軸のプロペラと、駆動部とプロペラとの間にトルク伝達部とを有している。トルク伝達部は、水中ポッドにトルクの一部だけを伝達するリングギヤ・ベベルギヤ対と、少なくとも略全トルクをプロペラに伝達するギヤ減速を有する水中ポッド内において各プロペラに割り当てられた遊星ギヤとを含んでいる。
【００２９】
本発明の追加の好ましい及び／若しくは有利な構造は、請求項、請求項の組み合わせ、及び本出願書の文章の全てにより明らかである。
【００３０】
本発明は、単なる例示である図面を参照しつつ実施例を用いて、以下においてより詳しく説明される。
【発明の詳細な説明】
【００３１】
本発明は、単に例として、以下において説明され且つ図面に示した構造物及び実施例を用いてより詳しく説明される。すなわち、本発明は、これら構造物及び実施例若しくはこれら構造物及び実施例内の特徴の組み合わせに限定されない。方法及び装置の特徴は、方法及び装置の記載から明らかになる。
【００３２】
実際の実施例に関して説明及び／若しくは図示された個々の特徴は、この実施例若しくはこの実施例の他の特徴の組み合わせに限定されずに、これらが本明細書において別々に説明されていない場合、技術的に可能な範囲内で他の変形物を組み合わせられ得る。
【００３３】
図面内の同一の参照符号は、同一若しくは類似の機能を伴う同一若しくは類似の要素を示している。図面を参照すると、参照符号を付されていない特徴は、かかる特徴が以下において独立して説明されているかどうかに関わらず明らかになる。他方では、発明の詳細な説明に含まれているが、図面に見られないすなわち図示していない特徴は、当業者には容易に理解され得る。
【００３４】
図１は、ダブルプロペラ駆動装置１の形状の船舶推進ユニットＳの第１実施例の長手軸全体断面図であり、かかるダブルプロペラ駆動装置１は、ツインプロペラ駆動装置として示されている。
【００３５】
ダブルプロペラ駆動装置１は、洋梨（pear）形の水中ポッド２を含みこのポッドには水中ギヤ３が収容されており、２つのプロペラ４及び５も有している。船舶（図示せず）の船尾の方の向きを示すリアプロペラ４がリアプロペラ４として考えられるべきであり、従って、船舶の船首の方の向きを示すフロントプロペラ５がフロントプロペラ５として考えられるべきである。
【００３６】
水中ギヤ３は、船体Ｒ内に配置された駆動部Ａからトルクを伝達するために、各プロペラ６及び７に通ずる軸８にリングギヤ６とベベルギヤ７とを有しており、水中ポッド２は、船体から下方へ、水中ギヤ３を介して２つのプロペラ４及び５へ伸びている。
【００３７】
本発明によれば、水中ギヤ３におけるリングギヤ・ベベルギヤ対６、７を介して、例えば、特に、トルクの２５％乃至３０％だけが、対応する回転速度で、プロペラ４及び５に伝達される。３から４へのギヤ減速を伴う遊星ギヤ９及び１０の配置により、対応する回転速度において必要なプロペラのトルクがプロペラ４及び５の前にまず達成される。遊星ギヤ９及び１０の異なるギヤ減速が、適切なプロペラのデザインを可能にする。
【００３８】
図１による実施例では、２つの遊星ホイールステージは、典型的な態様で、太陽ホイール、遊星ホイール、リングギヤ、及び遊星キャリア１１を有しており、これらは、プロペラ４及び５がそれぞれ配置される各駆動シャフト１２及び１３に接続される。かかる遊星ギヤ９及び１０の構造、効果、及び機能は、当業者には、原理的に公知であるので、詳細な説明は、ここでは必要ない。さらに、遊星ギヤの技術分野では公知の任意の構造が、当業者の判断において、本発明の船舶推進ユニットＳすなわちダブルプロペラ駆動装置１に関連して使用され得る。
【００３９】
本発明による構造により、従来の構造と比較して、洋梨形の水中ギヤ３のより小さな直径が実現され、かかるシステムのためのより良い効率性が提供される。また、プロペラ４及び５の異なる回転速度が可能であり、これにより、より有利なプロペラの形態が可能となる。プロペラ４及び５においてより遅い回転速度及びより大きなトルクが、大きなリングギヤ直径の欠点を有することなく可能である。
【００４０】
既に説明した図１による実施例については、反対に回転するプロペラ４及び５を伴う変形が可能であり、遊星ギヤ１０は固定された遊星キャリア１１’を伴い、リングギヤ１４からプロペラシャフト１３への接続は図２の全体断面図に示したように形成される。図１に示した部分と同一若しくは類似する要素は同一の参照番号を付しており、重複を避ける目的のために、ここでは再度説明しない。代わりに、読者が、図１に関する説明を参照されたい。
【００４１】
洋梨状の小さな直径に関係する回転速度及び回転の向きの変化を伴うこの形態については、従来の構造と比較して５％以上にツインプロペラシステムの効率性を増大する条件が可能となる。
【００４２】
完全を期すために、本明細書において説明される全ての実施例を参照すると、太陽ホイール、遊星ホイール、及びリングギヤを伴う典型的な構造を有している２つの遊星ギヤステージ１５及び１６が言及されているので、ここでは更に説明を必要としない。
【００４３】
図３を参照しつつ、船舶推進ユニットＳすなわちダブルプロペラ駆動装置１の他の実施例が以下において説明される。図３に示した第３実施例によるダブルプロペラ駆動装置１に関する限り、このダブルプロペラ駆動装置１は、図１に示され、図１を参照しつつ上記において説明した第１実施例と同一の部品及び機能を有している。単純な重複を避けるために、これら部品及び機能は、以下において再度説明されないが、図１による第１実施例と異なる部品及び機能は説明される。第１及び第３実施例において一致する部品及び機能に関しては、読者は図１による第１実施例に関する説明を参照されたい。
【００４４】
長手軸方向断面の全体図として図３に示した船舶推進ユニットＳすなわちダブルプロペラ駆動装置１の第３実施例では、平衡ギヤ（equalizing gear）として示された差動ギヤ１７が、プロペラ４とプロペラ５との間に設けられている。差動ギヤの配置により、荷重が、プロペラ４とプロペラ５との間において釣り合わされ、これは、全ての操作状況において、２つのプロペラ４及び５の荷重を同一のレベルにするか、若しくは支持する。図３に示した第３実施例によるダブルプロペラ駆動装置１に設けられた差動ギヤ１７は、遊星ギヤ９及び１０により同じ向きに回転するプロペラ４及び５に関して使用されるような構造にされるか形態にされる。しかしながら、これだけに限定せず、差動ギヤ１７が、反対向きに回転するプロペラ４及び５を伴う配置に使用され得るような差動ギヤ１７の構造及び形態を実現することも可能である。
【００４５】
このような差動ギヤすなわち平衡ギヤの構造、効果及び機能は、当業者には原理的に公知であるので、詳細な説明は、ここでは必要としない。さらに、差動ギヤすなわち平衡ギヤの技術分野で公知の任意の構造が、当業者の判断において、本発明のダブルプロペラ駆動装置１に関して使用され得る。
【００４６】
差動ギヤつまり平衡ギヤ１７を有する船舶推進ユニットＳすなわちダブルプロペラ駆動装置１の変形物は、リングギヤ・ベベルギヤ対６と２つのプロペラ４及び５との間に水中ギヤ３のベベルギヤステージを１つだけ伴うダブルすなわちツインプロペラ駆動装置１によっても実現され得る。これは、例えば、２つのプロペラシャフト１２及び１３の軸接続部である軸８を分割することにより実施され得る。
【００４７】
本発明の他のこのような独立した態様及び上述した他の変形例は、駆動装置が、船体に収容される少なくとも１つの高温超伝導モータＨＴＳＬＭを有するように形成される。このような高温超伝導モータＨＴＳＬＭは、電力、例えば、ディーゼル電気システムにより駆動される。
【００４８】
原理上は、高温超伝導モータＨＴＳＬＭは、より良い効率性を有しているが、１つ若しくは複数のプロペラに要求される高出力を達成するために、大きな、従って非常に高価なシステムを要求する。本発明により、説明されるべき独立した形態及び本発明の他の形態の構造及び／若しくは変更例として考えられる関連する実施例の範囲において、高温超伝導モータＨＴＬＳＭは、１つ若しくは複数のプロペラへの直線（direct line）のトランスミッションのために、従来の技術に必要である構造より小さな構造を有することが可能である。ここでは、必須の従来技術の教えが図面に関して説明される実施例により使用されているので、一般的な説明並びにこの点における図面及び実施例に関する必須の説明は、単なる反復を避けるために、本発明の説明の全ての範囲に組み込まれている。さらに、図面の実例は、ここで説明される追加の技術を理解する要求をしないので、実例は提供されない。
【００４９】
本発明の請求の範囲に記載された他の独立した態様及び上記において説明した実施例の他の変形例は、上述したように、駆動装置が、船体に収容される少なくとも１つの高温超伝導モータＨＴＳＬＭを有するように形成される。重要な特徴は、駆動装置と１つ若しくは複数のプロペラとを接続するトルクトランスミッション部によるギヤ増速（gear increase）である。駆動装置の他の実施例において記述したように、かかるトルクトランスミッション部は、かかるトルクトランスミッション部の一部が収容される水中ポッドに設けられ、例えば、周知の他の構造により実現されるが、このように実現されなくともよい。
【００５０】
好ましくは、１つの実施例によるトルクトランスミッション部は、水中ポッドにおいてトルクの一部だけを伝達するリングギヤ・ベベルギヤ対と、水中ポッド内において少なくとも略全トルクをプロペラに伝達するギヤ減速を伴う各プロペラに割り当てられた遊星ギヤとを有している。このようにして、非常に小さな高温超伝導モータＨＴＳＬＭが、ギヤ増速を伴わない変形例と対比して使用され得る。高温超伝導モータＨＴＳＬＭの特定の要求の故に、まず、高温超伝導モータＨＴＳＬＭの利点を活用するのに、次にそして主に、船舶推進の分野における高温超伝導モータＨＴＳＬＭの基本的な利用、すなわちスペース及びパワーに関して制限された可動式の装置にとって、これは非常に重要な利点である。
【００５１】
より小さな高温超伝導モータＨＴＳＬＭは、冷却条件がより低いという利点を有する。このように、まず、船舶における高温超伝導モータの装置が、原理的には、初めて可能であるか、若しくは少なくとも非常に簡単である。次に、「より小さな」高温超伝導モータＨＴＳＬＭにとっての課題は、高温超伝導モータＨＴＳＬＭの大きな、すなわち、特に、高いパワーの変形例の負担より非常に低い。このように、特に有利なように、船舶における高温超伝導モータＨＴＳＬＭの装置の非常に好ましい実現が達成される。本発明によれば、小さなトルクを有する高温超伝導モータＨＴＳＬＭが使用され得る。なぜなら、トルク伝達部におけるギヤ増速に関連して、小さな高温超伝導モータＨＴＳＬＭにより比較的低い費用で達成され得る高トルクが、例えば水中ギヤにおけるトルクを補償するからである。例えば、上述した遊星ギヤによる構造により、高トルクが１つ若しくは複数のプロペラに使用可能である。従って、小さな高温超伝導モータＨＴＳＬＭにおける高いパワーモータと比較すると、同一のパワーが、本発明によるギヤにより、高い回転速度であるが、より小さなトルクで提供され得、必要な高トルクが１つ若しくは複数のプロペラにおけるトルク伝達部に提供され得る。
【００５２】
図４に全体及び部分断面を示した推進ユニットＰを有する船舶推進ユニットＳすなわちダブルプロペラ駆動装置２１の第４実施例では、駆動装置は、好ましくは垂直な駆動シャフトＡＷを介して実現される。その後、力の伝達は、水中ポッド３のポッドハウジングＨにおいて、上方ピニオンギヤＲｏと下方ピニオンギヤＲｕとに分けられる。これら２つのピニオンギヤＲｏ及びＲｕは、２つのリングギヤ２３及び２４の１つだけと係合しており、ピニオンギヤＲｏ及びＲｕを伴う２つのベベルギヤステージＫ１若しくはＫ２の１つをそれぞれ形成している。
【００５３】
これら２つの別々のベベルギヤ伝達ステージＫ１及びＫ２は、例えば、９０°より小さな軸角度、２つのピニオンギヤＲｏ及びＲｕの間の角度若しくは半径方向の軸のオフセットを補正する平衡シャフト（equalizing shaft）２２の使用、又は異なるギヤ半径により実現され得る。９０°より小さな角度の使用は、ポッドＧが矢印２７により示される流れの向きに傾斜するという好適な効果を生ずる。８５°の有利であり且つ特に好ましい角度αは、船舶における船尾の推進ユニット用の流れの典型的な角度に対応する。
【００５４】
伝達されるべきパワーは、２つのギヤに分けられ、そして、これらギヤステージＫ１及びＫ２は異なるギヤ比を有し得るので、ダブルプロペラ駆動装置２１のシステムは、ポッド直径に関して非常に小さな構造を有し、流れを大量に（freely）受けるフロントプロペラ２５を低回転速度に最適化させ得、高回転速度は、加速流を操作するリアプロペラ２６に提供され得る。
【００５５】
さらに、かかる形態は、典型的であり達成可能なギヤセットの寸法を用いて、機械的舵取りプロペラが大きな出力を実現することを可能にする。
【００５６】
方法及び装置の特徴は、同じように、すでに上記において説明したように、装置及び方法の記載から明らかになる。
【００５７】
本発明は、説明及び図面において、単なる例である実施例を用いて説明されたが、これら実施例に限定されない。代わりに、本発明は、当業者が、本発明の記載、特には、特許請求の範囲、発明の開示、及び発明の詳細な説明から考え得、そして、当該技術分野及び先端技術からの技術的知識を組み合わされ得る変形物、変更物、代替物及び組み合わせの全てを含んでいる。特に、本発明及び本発明の実施例の個々の特徴及び可能な構造の全てが組み合わされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は長手軸断面におけるダブルプロペラ駆動装置の第１実施例の全体図である。
【図２】図２は長手軸断面におけるダブルプロペラ駆動装置の第２実施例の全体図である。
【図３】図３は長手軸断面におけるダブルプロペラ駆動装置の第３実施例の全体図である。
【図４】図４は長手軸断面におけるダブルプロペラ駆動装置の第４実施例の全体図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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