(57)【要約】水上船舶を推進させるための推進ユニットであって、推進力を与えるための電気モータと、該モータを収容するためのハウジング（４）から成り、ハウジング（４）の内部は、その中に保持された冷却ガスの冷却効果を高めるためにほぼ２バールより高い高められた圧力に維持されていることを特徴とする推進ユニットが提供される。又、モータを収容するための前記ハウジングの端部領域に、それを被って通る冷却ガスを冷却するための熱交換機構が設けられており、該熱交換機構は、使用中ハウジングを取り巻く水がハウジングから熱を吸収するように、ハウジングと組合わされていることを特徴とする推進ユニットが提供される。この推進ユニットは、上記特徴のいずれか一方又は両方を具備するように構成することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水上船舶を推進させるための推進ユニットであって、
推進力を与えるための電気モータと、該モータを収容するためのハウジングから成り、
該ハウジングの内部は、その中に保持された冷却ガスの冷却効果を高めるためにほぼ２バールより高い高められた圧力に維持されていることを特徴とする推進ユニット。
【請求項２】
前記モータは、誘導モータ又は同期モータであることを特徴とする請求項１に記載の推進ユニット。
【請求項３】
前記ハウジング内で冷却ガスを循環させるための撹拌器が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の推進ユニット。
【請求項４】
前記撹拌器は、少くとも１つのファンから成ることを特徴とする請求項３に記載の推進ユニット。
【請求項５】
前記冷却ガスは、前記モータのロータに沿って長手方向に駆動されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項６】
前記ロータは、回転軸線を有する軸と、該軸に取り付けられた円筒形本体とから成り、該円筒形本体と軸との間に第１冷却通路が形成されるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の推進ユニット。
【請求項７】
前記軸に取り付けらた円筒形本体は、ロータ巻線から成ることを特徴とする請求項６に記載の推進ユニット。
【請求項８】
前記ロータ巻線は、それを貫通する第２冷却通路を有することを特徴とする請求項７に記載の推進ユニット。
【請求項９】
冷却ガスが前記第１冷却通路に沿って第１方向に通過し、前記第２冷却通路に沿って該第１方向とは異なる第２方向に通過するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の推進ユニット。
【請求項１０】
前記第１方向は、前記第２方向とほぼ反対向きであることを特徴とする請求項９に記載の推進ユニット。
【請求項１１】
前記第１冷却通路と第２冷却通路との間に熱交換領域が形成されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項１２】
前記熱交換領域は、該ユニットのハウジングの内表面に設けられたフィン又はそれに類する手段から成ることを特徴とする請求項１１に記載の推進ユニット。
【請求項１３】
前記フィンは、アルミニウム又は胴のような高い伝熱性を有する材料で製造されていることを特徴とする請求項１２に記載の推進ユニット。
【請求項１４】
前記フィンは、使用中前記ハウジングを取り巻く水によって熱を吸収されるように該ハウジングと組合わされていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の推進ユニット。
【請求項１５】
前記フィンは、前記ハウジングと一体に製造されていることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項１６】
前記フィンは、前記ハウジングの端部領域に設けられていることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項１７】
前記第２方向に流れるガスは、前記第２冷却通路を出て前記熱交換領域に流入するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の推進ユニット。
【請求項１８】
前記モータは、外方に突出した端部折り返し巻線を有するステータを含み、該推進ユニットは、前記２つの冷却通路のどちらかから流出した、又はどちらかに流入する空気が該端部折り返し巻線を被って通るように構成されていることを特徴とする請求項８〜１７のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項１９】
前記ステータは、前記ハウジングの内側表面と良好な伝熱接触をなすように取り付けれていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項２０】
前記冷却ガスは、空気であることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項２１】
前記ハウジング内の圧力は、ほぼ２バールからほぼ７バールの範囲であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項２２】
水上船舶を推進させるための推進ユニットであって、
推進力を与えるための電気モータと、該モータを収容するためのハウジングから成り、
該ハウジングの端部領域に、それを被って通る冷却ガスを冷却するための熱交換機構が設けられており、該熱交換機構は、使用中前記ハウジングを取り巻く水が該ハウジングから熱を吸収するように、該ハウジングと組合わされていることを特徴とする推進ユニット。
【請求項２３】
前記熱交換機構は、前記ハウジングの内表面に設けられた１つ又は複数のフィンから成ることを特徴とする請求項２２に記載の推進ユニット。
【請求項２４】
前記フィンは、アルミニウム又は胴のような高い伝熱性を有する材料で製造されていることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の推進ユニット。
【請求項２５】
前記フィンは、前記ハウジングと一体に製造されていることを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項２６】
前記モータは、外方に突出した端部折り返し巻線を有するステータを含み、該推進ユニットは、前記冷却ガスが前記熱交換機構を通過する前に前記端部折り返し巻線を被って通るように構成されていることを特徴とする請求項２２〜２５のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項２７】
前記モータは、回転軸線を有する軸と、該軸に取り付けられた円筒形本体とから成るロータを含み、該円筒形本体と軸との間に第１冷却通路が形成されるように構成されていることを特徴とする請求項２２〜２６のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項２８】
前記軸に取り付けられた円筒形本体は、ロータ巻線から成ることを特徴とする請求項２７に記載の推進ユニット。
【請求項２９】
前記ロータ巻線は、それを貫通する第２冷却通路を有することを特徴とする請求項２８に記載の推進ユニット。
【請求項３０】
冷却ガスが前記第１冷却通路に沿って第１方向に通過し、前記第２冷却通路に沿って該第１方向とは異なる第２方向に通過するように構成されていることを特徴とする請求項２９に記載の推進ユニット。
【請求項３１】
前記第１方向は、前記第２方向とほぼ反対向きであることを特徴とする請求項３０に記載の推進ユニット。
【請求項３２】
前記ハウジング内部は、ほぼ２バールより高い圧力に維持されていることを特徴とする請求項２２〜３１のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項３３】
水上船舶を推進させるための推進ユニットであって、
推進力を与えるための電気モータと、該モータを収容するためのハウジングから成り、
該ハウジングの端部領域に、それを被って通る冷却ガスを冷却するための熱交換機構が設けられており、該ハウジングの内部は、その中に保持された冷却ガスの冷却効果を高めるためにほぼ２バールの高められた圧力に維持されていることを特徴とする推進ユニット。
【請求項３４】
ハウジング内に収容されており、推進プロぺラを駆動するためのモータを備えた推進ユニットを冷却する方法であって、
ガスの冷却効果を高めるためにハウジング内のガスを加圧することを特徴とする推進ユニット冷却方法。
【請求項３５】
添付図の図１、２、３、４、６、７、８、９を参照して説明された、水上船舶を推進させるための推進ユニット。
【請求項３６】
添付図の図２、３、４、５、６、７、８を参照して説明された、水上船舶を推進させるための推進ユニット。
【請求項３７】
添付図を参照して説明された、水上船舶を推進させるための推進ユニットを冷却する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良された電気推進ユニットに関し、そのような推進ユニットを冷却する改善された方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
船に推進力を付与するための手段として船体の下に推進ユニットを設けることは周知である。そのような推進ユニットの例は、米国特許第６２３１４９７号及び５１０１１２８号に開示されている。
【０００３】
米国特許第６２３１４９７号に開示された推進ユニット（以下、単に「ユニット」とも称する）は、永久磁石ロータを有する電気モータを備えている。このようなモータは、ロータ内の損失が少なく、従って、過度の熱を発生しないという点で魅力がある。永久磁石ロータによって発生される熱は、伝達と対流によって推進ユニットの残部（ロータ以外の部分）へ比較的容易に放散させることができる。しかしながら、このようなモータは、ロータ磁場を創生するのに用いられる永久磁石が高価であること、ロータを組み立てるのが困難であること、適当な出力変換システムを用いなければならないという点で不利である。このようなモータは、ロータの励磁を制御する手段を有していないので、負荷と共に力率の大きな変化を生じるが、出力変換システムは、そのような力率の大きな変化に対処することができなければならない。
【０００４】
米国特許第５１０１１２８号は、水圧を均等にするためのベローズとフィルターを備えており、ユニットの外部からの水冷を用いる推進ユニットの例を開示している。しかしながら、この構成は、複雑であり、従って、製造コスト並びにメンテナンスコストが高くなる。メンテナンスコストの増大は、ユニットへのアクセスを悪くするので特に不利な欠点となる。従って、ユニットの構造をできる限り簡略にすることが望ましい。
【特許文献１】
米国特許第６２３１４９７号
【特許文献２】
米国特許第５１０１１２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来技術の上述した欠点を克服すること、あるいは、従来技術の欠点を少くとも軽減することである。
【０００６】
本発明の第１側面によれば、水上船舶を推進させるための推進ユニットであって、推進力を与えるための電気モータと、該モータを収容するためのハウジングから成り、該ハウジングの内部は、その中に保持された冷却ガスの冷却効果を高めるためにほぼ２バールより高い高められた圧力に維持されていることを特徴とする推進ユニットが提供される。
【０００７】
この構成の１つの利点は、従来技術の推進ユニットよりメンテナンスが容易な簡単な構造を提供することである。
【０００８】
モータは、誘導モータとすることが好ましい。そのような推進ユニットの利点は、機械的に簡単で堅固なモータを提供することである。
【０００９】
ハウジング内で冷却ガス（以下、単に「ガス」とも称する）を循環させるために撹拌器を設けることができる。そのような撹拌器は、冷却ガスの循環を強制し、それによって冷却効果を高めるので有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の好ましい実施形態では、撹拌器は、少くとも１つのファンから成るものとするが、他の機械的な均等手段を用いるこも可能である。ファンは、独自のモータによって駆動してもよく、あるいは、推進ユニットのモータに機械的にリンクさせる（連結する）ことよって駆動してもよい。機械的なリンクは、駆動ベルト、歯車、チェーン駆動機構、軸駆動機構等の任意の適当な手段であってよい。
【００１１】
冷却ガスは、モータのロータに沿って長手方向に駆動させる（強制的に移動させる）ことができる。このようにガスを駆動することによってロータの効率的な冷却を可能にする。
【００１２】
一実施形態においては、ロータは、回転軸線を有する軸と、該軸に取り付けられた円筒形本体とから成り、円筒形本体と軸との間に第１冷却通路が形成されるように構成される。このような冷却通路の利点は、冷却ガスをロータに沿って導く好便な手段を提供することである。
【００１３】
軸に取り付けられる円筒形本体は、好ましくはそれを貫通する第２冷却通路を有するロータ巻線から成るものとすることができる。そのような冷却通路の利点は、やはり、冷却ガスをロータに沿って導く好便な手段を提供することである。
【発明の効果】
【００１４】
一実施形態においては、このユニットは、冷却ガスが第１冷却通路に沿って第１方向に通過し、第２冷却通路に沿って第１方向とは異なる第２方向に通過するように構成される。第１方向は、第２方向とほぼ反対向きとすることが好ましい。このような構成は、ガスをユニットの周りに明確に循環させ、それによって冷却効率を高めることができるので有利である。
【００１５】
このユニットは、第１冷却通路と第２冷却通路との間に熱交換領域が形成されるように構成することが好ましい。この構成は、第１冷却通路と第２冷却通路のどちらを通るガスからでも熱を除去することを可能にするという点で有利である。
【００１６】
この熱交換領域は、ユニットのハウジングの内表面に設けたフィン又はそれに類する手段によって構成することが好ましい。この構成は、熱交換を実施する簡単な構造であり、使用中ユニットは水中に沈んでいるので、ユニットのハウジングは水に接触しており、良好な熱交換媒体となる。フィンを設けることの利点は、ハウジングとの熱交換効率を増大させることである。
【００１７】
フィンは、アルミニウムや胴などの高い伝熱性を有する材料で製造することができる。あるいは別法として、又は追加として、フィンをハウジングと一体に製造してもよい。フィンをハウジングと一体に形成することは、そのような構成がもたらす製造の容易さという点で有利である。
【００１８】
これらのフィンは、ハウジングの端部領域に設けることができる。そのような構成は、端部領域はユニットの外部の水と接触する面積が比較的大きい好適な区域を提供し、従って、フィンから熱を除去するための優れた能力を提供するという点で有利である。
【００１９】
このユニットは、第２方向に流れるガスが第２冷却通路を出て熱交換領域に流入するように構成することが、好都合である。この流れ方向の利点は、第２冷却通路から出てきたガスの方が第１冷却通路から出てきたガスより温度が高くなるので、前者のガスの方を熱交換させる方が有利であるということである。
【００２０】
モータのステータは、外方に突出した端部折り返し巻線を有するものとすることができ、その場合、ユニットは、２つの冷却通路のどちらかから流出した、又はどちらかに流入する空気（冷却ガス）がステータ巻線の端部折り返し巻線を被って通るように構成することが好ましい。これは、端部折り返し巻線に対して追加の冷却を与えるという点で有利である。
【００２１】
ハウジング内の圧力は、ほぼ２バールからほぼ７バールの範囲とすることができる。この範囲が適当であると考えられるのは、２バールより低い圧力では得られる利点がほとんどなく、反対に７バールより高い圧力ではそれに見合った効果より推進ユニットの製造コストを増大させることになるからである。
【００２２】
このような構成は、高められた圧力がユニットの外側と内側の間でシール（例えば、プロぺラが取り付けられている軸の周りのシール）の内外間の圧力勾配をなくすのを助成するので有利である。圧力勾配の軽減は、シールを形成し、水がユニット内に侵入するのを防止するのに役立つ。更に、この高められた圧力は、水をユニットを船舶に結合しているステー内の上方へ追いやることによって、ユニットに浸入した水を排出（ドレーン）させるのを助成するのにも利用することができる。当業者には明らかなように、熱伝達係数（ｈ）は空気密度ととともに著しく増大する（通常、ｈ∝ρ０．６４）ので、高められた圧力は、熱伝達を向上させる。
【００２３】
ステータは、ユニットのハウジングの内側表面と良好な伝熱接触をなすように取り付けることが好ましい。そのような構成は、ステータに効率的な冷却を与える。良好な伝熱接触とは、通常、ステータとハウジングとの直接的な接触を意味するが、ここでは、ステータとハウジングとの間に高い伝熱性の部材を介在させる場合をも意味するものとする。
【００２４】
冷却ガスは、空気であることが好ましいが、他の任意の適当な冷却ガスを用いることもできる。例えば、ＣＯ２、窒素、冷媒ガス、希ガス等を使用してもよい。空気は、安価で、入手しやすく、無毒であるという点で有利である。
【００２５】
本発明の第２側面によれば、水上船舶を推進させるための推進ユニットであって、推進力を与えるための電気モータと、該モータを収容するためのハウジングから成り、該ハウジングの端部領域に、それを被って通る冷却ガスを冷却するための熱交換機構が設けられており、該熱交換機構は、使用中前記ハウジングを取り巻く水がハウジングから熱を吸収するように、該ハウジングと組合わされていることを特徴とする推進ユニットが提供される。
【００２６】
このユニットは、機械的に構造が簡単であり、しかも、モータに対して効率的な冷却を与えることができるという点で有利である。使用中、ハウジングは水に取り巻かれるので、それ自体が冷却されやすく、熱交換機構から熱を吸収することができる。
【００２７】
前記熱交換機構は、ユニットのハウジングの内表面に設けた１つ又は複数のフィンによって構成することができ、熱交換を行うための大きな表面積を提供する。
【００２８】
フィンは、アルミニウムや胴などの高い伝熱性を有する材料で製造することができ、それによって、冷却ガスとハウジングとの間の熱交換率を高めることができる。
【００２９】
フィンは、ハウジングと一体に製造することができ、それによって製造の容易な構造とすることができる。
さという点で有利である。
【００３０】
幾つかの実施形態においては、モータは、外方に突出した端部折り返し巻線を有するステータを備えたものとすることができ、その場合、ユニットは、冷却ガスが前記熱交換機構を通過する前に端部折り返し巻線を被って通るように構成することができる。端部折り返し巻線は、ハウジングに密に近接していないため、ステータの他の部分のようには冷却されにくいが、この構成は、ステータ巻線の端部折り返し巻線を効率的に冷却することができるという点で有利である。
【００３１】
モータのロータは、回転軸線を有する軸と、該軸に取り付けられた円筒形本体とから成るものとすることができ、円筒形本体と軸との間に第１冷却通路が形成されるように構成される。
【００３２】
軸に取り付けられる円筒形本体は、ロータ巻線から成るものとすることができ、ロータ巻線は、それを貫通する第２冷却通路を有するものとすることができる。
【００３３】
このユニットは、冷却ガスが第１冷却通路に沿って第１方向に通過し、第２冷却通路に沿って第１方向とは異なる第２方向に通過するように構成することが好ましい。
【００３４】
第１方向は、第２方向とはほぼ反対方向とすることが好ましい。この構成は、ハウジング内で空気を循環させる好適な回路を形成し、それによってロータに対して効率的な冷却を与える。
【００３５】
ハウジング内の圧力は、ほぼ２バールからほぼ７バールの範囲とすることができ、２、３、４、５、６又は７バール等の任意の圧力とすることができる。
【００３６】
モータは、誘導モータであってもよく、同期モータであってもよい。
【００３７】
加圧冷却ガスは、空気とするのが便利であるが、他の任意の適当な冷却ガスを用いることもできる。例えば、ＣＯ２、窒素、冷媒ガス、希ガス等を使用してもよい。空気は、安価で、入手しやすく、無毒であるという点で有利である。
【００３８】
加圧冷却ガスは、少くとも１つの撹拌器によって循環させることができる。撹拌器は、ファンによって構成するのが便利である。そのような撹拌器の利点は、冷却ガスの移動を強制し、それによって熱交換表面に沿って熱を移動させ、冷却効果を高めることができる。
【００３９】
本発明の第３側面によれば、水上船舶を推進させるための推進ユニットであって、推進力を与えるための電気モータと、該モータを収容するためのハウジングから成り、該ハウジングの端部領域に、それを被って通る冷却ガスを冷却するための熱交換機構が設けられており、該ハウジングの内部は、その中に保持された冷却ガスの冷却効果を高めるためにほぼ２バールの高められた圧力に維持されていることを特徴とする推進ユニットが提供される。
【００４０】
本発明の第４側面によれば、ハウジング内に収容されており、推進プロぺラを駆動するためのモータを備えた推進ユニットを冷却する方法であって、ガスの冷却効果を高めるためにハウジング内のガスを加圧することを特徴とする冷却方法が提供される。
【００４１】
本発明の更に他の側面によれば、上記第１〜第３側面による推進ユニットのいずれかを冷却する方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図１及び２に示された本発明の第１実施形態による推進ユニット２は、ステー６によって船の船体（図示せず）の下から懸架されるように構成されたハウジング４を有する。ステー６（この例では円筒形の中空支柱）は、その頂部にスリップリング８を備えている。スリップリング８は、船の推進に方向性を与えるためにハウジング４及びステー６を３６０°回転させることを可能にする。プロぺラ１０は、ハウジング４内に収容されたモータ１２によって駆動される。
【００４３】
モータ１２は、ステータ１４とロータ１６を有する誘導モータである。ロータ１６は、軸受２２，２４によって支持された中心軸１８を有する。中心軸１８は、複数の支持アーム２６によってロータ巻線２４から成るロータの円筒形本体を支持する。ロータの断面図が図８に示されている。それらの支持アーム２６間の空間は、後述する第１冷却通路を画定する。第２冷却通路は、ロータ巻線２４内のダクト２７によって形成され、ロータに沿って長手方向の冷却経路を形成する。ステータ１４は、巻線２８から成り、ハウジング４内に焼嵌め又はプレス嵌めによって嵌着される。あるいは別法として、ステータ１４をハウジング４内に固定する方法として高伝熱性接着剤と組み合わせて遊び嵌めを用いることもできる。界磁巻線２８の端部折り返し巻線３０，３２，３４，３６は、巻線２８の端部領域に示されている。巻線２８への電力は、船からステー６に沿って通されたケーブル（図示せず）を介して供給される。ステータ１４とロータ１６の間に空隙３８（この例ではほぼ４ｍｍ程度）が存在する。このような空隙は、対流を起こさせるほど大きいものではない。
【００４４】
巻線２８は、慣用設計のものであるが、ハウジング４に密に近接して配置されているので、ハウジングを取り巻く水が、巻線２８に対して十分な冷却作用を与える。
【００４５】
図１に示された推進ユニットをより詳細に説明すると、この推進ユニット２の端部領域４０は、ハウジング４の円筒壁に取り付けられたほぼ半球状の端部キャップから成る。この円筒壁自体の、半球状の端部キャップ（殻体）に近接した端部の内側表面には、円周方向にほぼ等間隔を置いて複数の熱交換フィン４２が設けられている。これらのフィン４２の構成は、図３に明示されている。ロータ１６を中心とする第１曲率を有する第１周側縁と、ロータ１６を中心とする第２曲率を有する第２周側縁を備えたバンドから成るじゃま板４４（図４をも参照）が、その大きい方の曲率を有する周縁を熱交換フィン４２に近接させて配置されている。じゃま板４４は、熱交換領域４５内に設けられており、後述するように冷却空気の経路を延長させる働きをし、空気を熱交換フィン４２の間を通るように差し向ける。熱交換フィン４２の出口側にも、やはり冷却空気の流れを導くために、じゃま板４４と同様な形状のじゃま板４６が設けられている。
【００４６】
図９は、図１に示された推進ユニットの変型実施形態を示す。この例では、図９に示される熱交換領域５９において図１のじゃま板４４の長さを延長して湾曲させじゃま板５８を形成している。じゃま板５８のこの延長は、空気経路を延長し、冷却空気がハウジング４の半球状部分４０と接触する時間を長くする。更に、図９の例では、図１の図１の熱交換フィン４２も延長してフィン６０としている。この延長により、じゃま板５８によって画定される経路の長手に対する熱交換面積を増大させる。
【００４７】
ステー６内に設けられたファンモータ４８は、遠心ファン５０を駆動する。遠心ファン５０は、空気を推進ユニットのモータ１２内を通して循環させるための撹拌器を構成する。ステー６を冷却空気のための入口部分５４と冷却空気のための出口部分５６に分割するために、ステー６内の中央領域に沿って仕切板５２が設けられている。（ここで、アームの入口及び出口と称するのは、推進ユニット２は、船の下の水中に沈められており、空気はハウジング４とステー６内を循環されるからである。）
【００４８】
使用において、ファンモータ４８は、遠心ファン５０を駆動し、空気を入口部分５４へ吸引し、ファン５０を通し出口部分５６を通してステー６から押し出する。空気は、出口部分５６からハウジング４内へ押し出されると、ロータ巻線２４内のダクト２７に沿って進む。仕切板５２は、出口部分５６から出てくる空気をダクト２７へ確実に導くように、ロータ１６に密に近接する位置にまでハウジング４内に突入している。空気は、ロータ巻線２４内へ流入する際、ステータ巻線２８の端部折り返し巻線３２，３４を被って通るので、それらにも冷却作用を及ぼす。更に、空気はロータ巻線２４から出るとき、ステータ巻線の端部折り返し巻線３０、３６を被って通る。更に、ロータ巻線２４から出た空気は、じゃま板４６によって導かれて熱交換フィン４２（図９では熱交換フィン６０）の間を通り、その間に、ハウジング４の内側表面と良好な伝熱接触をしているこれらのフィン４２（又は６０）との熱交換によって冷却される。じゃま板４４（図９では５８）は、空気流がロータ１６に沿って支持アーム２６の間の空間を通って戻される前に、空気流を所定時間の間熱交換フィン４２（又は６０）と接触した状態に維持する働きをする。ロータ１６を出た後、空気は、ステー６の入口部分５４内へ吸い上げられる。
【００４９】
図５に示された実施形態について説明すると、この実施形態の主な相違点は、空気をロータ１６の長手方向に強制的に循環させるのではなく、以下に述べるように、局部的に対流を強制的に起こさせるために複数のファン即ち撹拌器を用いることである。
【００５０】
即ち、この例では、ステータ巻線２８の端部折り返し巻線３０，３２，３４，３６の各々に近接してファン６２，６４，６６，６８が配置され、それぞれの端部折り返し巻線を通して局部的に空気を強制循環させる。空気がステー６の壁に近接して配置されたファン６６によって強制的に循環されるように仕切板７０がステー６内へ立ち上げられている。それによって、ファン６６による冷却効果を更に高める。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
ハウジング４及びステー６内の空気は、大気圧より高い圧力に維持される。２バール〜７バールの範囲の圧力が有利であると考えられる。この高められた圧力は、海水をハウジング４の底部領域（一般に「水溜め」と称される）から排出するのを助成するのにも利用することができ、更に、ロータ１６の、ハウジング４を貫通しプロぺラ１０にまで延長している部分の周りにシールを維持するのを助成するのにも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明による推進ユニットの第１実施形態の側面図である。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿ってみた断面図である。
【図３】図３は、図２の一部分の拡大図である。
【図４】図４は、図１の一部分の拡大図であり、じゃま板の構成を示す。
【図５】図５は、本発明による推進ユニットの第２実施形態の側面図である。
【図６】図６は、図１及び５に示された実施形態のハウジングの端面図である。
【図７】図７は、図６に示されたハウジングの一部分の透視図である。
【図８】図８は、図１のモータのロータの断面図である。
【図９】図９は、図１に示された推進ユニットの実施形態のための変形構成を示す。
【符号の説明】
【００５３】
２  推進ユニット
４  ハウジング
６  ステー
８  スリップリング
１０  プロぺラ
１２  モータ
１４  ステータ
１６  ロータ
１８  中心軸
２２，２４  軸受
２４  ロータ巻線
２６  支持アーム
２７  ダクト
２８  ステータ巻線
３０，３２，３４，３６  端部折り返し巻線
３８  空隙
４０  フィン
４０  半球状部分
４０  端部領域
４２  熱交換フィン、フィン
４４  じゃま板
４５  熱交換領域
４６  じゃま板
４８  ファンモータ
５０  遠心ファン、ファン
５２  仕切板
５４  入口部分
５６  出口部分
５８  じゃま板
５９  熱交換領域
６０  熱交換フィン、フィン
６２，６４，６６，６８  ファン
７０  仕切板
【国際公開パンフレット】
2004538200.tif 000003
2004538200.tif 000004
2004538200.tif 000005
2004538200.tif 000006
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【手続補正書】
【提出日】平成15年6月9日(2003.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水上船舶を推進させるための推進ユニット（２）であって、
推進力を与えるための電気モータ（１２）のロータ（１６）及びステータ（１４）と、該モータを収容するためのハウジング（４）と、該モータを冷却するために該ハウジング内で冷却ガスを循環させるための手段（５０）とから成り、該ハウジングの内部は、該冷却ガスの冷却効果を高めるためにほぼ２バールより高い高められた圧力に維持されていることを特徴とする推進ユニット。
【請求項２】
前記モータは、誘導モータ又は同期モータであることを特徴とする請求項１に記載の推進ユニット。
【請求項３】
前記ハウジング内で冷却ガスを循環させるための前記手段は、撹拌器（５０）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の推進ユニット。
【請求項４】
前記撹拌器は、少くとも１つのファンから成ることを特徴とする請求項３に記載の推進ユニット。
【請求項５】
前記冷却ガスは、前記モータのロータ（１６）内を通してその長手方向に駆動されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項６】
前記ロータは、回転軸線を有する軸（１８）と、該軸に取り付けられた円筒形本体（２４）とから成り、該円筒形本体と軸との間に第１冷却通路が形成されるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の推進ユニット。
【請求項７】
前記軸に取り付けらた円筒形本体（２４）は、ロータ巻線から成ることを特徴とする請求項６に記載の推進ユニット。
【請求項８】
前記ロータ巻線は、それを貫通する第２冷却通路（２７）を有することを特徴とする請求項７に記載の推進ユニット。
【請求項９】
前記冷却ガスが前記第１冷却通路に沿って第１方向に通過し、前記第２冷却通路（２７）に沿って該第１方向とは異なる第２方向に通過するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の推進ユニット。
【請求項１０】
前記第１方向は、前記第２方向とは反対向きであることを特徴とする請求項９に記載の推進ユニット。
【請求項１１】
前記第１冷却通路と第２冷却通路との間に熱交換領域（４５）が形成されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項１２】
前記熱交換領域（４５）は、該ユニットのハウジングの内表面に設けられたフィン（４２）又はそれに類する手段から成ることを特徴とする請求項１１に記載の推進ユニット。
【請求項１３】
前記フィンは、アルミニウム又は胴のような高い伝熱性を有する材料で製造されていることを特徴とする請求項１２に記載の推進ユニット。
【請求項１４】
前記フィンは、使用中前記ハウジングを取り巻く水によって熱を吸収されるように該ハウジングと組合わされていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の推進ユニット。
【請求項１５】
前記フィンは、前記ハウジングと一体に製造されていることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項１６】
前記フィンは、前記ハウジングの端部領域（４０）に設けられていることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項１７】
前記第２方向に流れるガスは、前記第２冷却通路（２７）を出て前記熱交換領域（４５）に流入するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の推進ユニット。
【請求項１８】
前記ステータ（１４）は、外方に突出した端部折り返し巻線（３０，３２・・・）を有し、該推進ユニットは、前記２つの冷却通路のどちらかから流出した、又はどちらかに流入する空気が該端部折り返し巻線を被って通るように構成されていることを特徴とする請求項８〜１７のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項１９】
前記ステータは、前記ハウジングの内側表面と良好な伝熱接触をなすように取り付けれていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項２０】
前記冷却ガスは、空気であることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項２１】
前記ハウジング内の圧力は、使用中ほぼ２バールからほぼ７バールの範囲であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項２２】
水上船舶を推進させるための推進ユニット（２）であって、
推進力を与えるための電気モータ（１２）のロータ（１６）及びステータ（１４）と、該モータを収容するためのハウジング（４）とから成り、該ハウジングの端部領域（４０）に、それを被って通る冷却ガスを冷却するための熱交換機構（４５）が設けられており、該熱交換機構は、使用中前記ハウジングを取り巻く水が該ハウジングから熱を吸収するように、該ハウジングと組合わされていることを特徴とする推進ユニット。
【請求項２３】
前記熱交換機構は、前記ハウジングの内表面に設けられた１つ又は複数のフィン（４２）から成ることを特徴とする請求項２２に記載の推進ユニット。
【請求項２４】
前記フィンは、アルミニウム又は胴のような高い伝熱性を有する材料で製造されていることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の推進ユニット。
【請求項２５】
前記フィンは、前記ハウジングと一体に製造されていることを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項２６】
前記ステータ（１４）は、外方に突出した端部折り返し巻線（３０，３２・・・）を有し、該推進ユニットは、前記冷却ガスが前記熱交換機構（４５）を通過する前に前記端部折り返し巻線を被って通るように構成されていることを特徴とする請求項２２〜２５のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項２７】
前記ロータ（１６）は、回転軸線を有する軸（１８）と、該軸に取り付けられた円筒形本体（２４）とから成り、該円筒形本体と軸との間に第１冷却通路が形成されるように構成されていることを特徴とする請求項２２〜２６のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項２８】
前記軸（１８）に取り付けられた円筒形本体（２４）は、ロータ巻線から成ることを特徴とする請求項２７に記載の推進ユニット。
【請求項２９】
前記ロータ巻線は、それを貫通する第２冷却通路（２７）を有することを特徴とする請求項２８に記載の推進ユニット。
【請求項３０】
冷却ガスが前記第１冷却通路に沿って第１方向に通過し、前記第２冷却通路に沿って該第１方向とは異なる第２方向に通過するように構成されていることを特徴とする請求項２９に記載の推進ユニット。
【請求項３１】
前記第１方向は、前記第２方向とは反対向きであることを特徴とする請求項３０に記載の推進ユニット。
【請求項３２】
前記ハウジング内部は、ほぼ２バールより高い圧力に維持されていることを特徴とする請求項２２〜３１のいずれか１項に記載の推進ユニット。
【請求項３３】
水上船舶を推進させるための推進ユニット（２）であって、
推進力を与えるための電気モータ（１２）と、該モータを収容するためのハウジング（４）から成り、該ハウジングの端部領域（４０）に、それを被って通る冷却ガスを冷却するための熱交換機構（４５）が設けられており、使用中該ハウジングの内部は、前記冷却ガスの冷却効果を高めるために少くともほぼ２バールの高められた圧力に維持されていることを特徴とする推進ユニット。
【請求項３４】
ハウジング内に収容されており、推進プロぺラを駆動するためのモータを備えた推進ユニットを冷却する方法であって、
前記モータを冷却するために前記ハウジング内で冷却ガスを循環させる工程から成り、該冷却ガスの冷却効果を高めるために該ハウジング内のガスを少くともほぼ２バールの圧力にまで加圧することを特徴とする推進ユニット冷却方法。
【国際調査報告】
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