(57)【要約】船舶用の推進システム（１０２）。本推進システムは、複数のマグナス型ロータ（１０８）と、マグナス型ロータを回転させるための駆動機構（１４７）と、マグナス型ロータの回転速度を変えるために駆動機構を制御する制御機構（１５０）とを備える。各マグナス型ロータは、その内部に中空領域（１１６）を有し、中空領域内まで延在する支持機構（１１８）上に回転可能に支持される。前記駆動機構は、中空領域に配設されたモータ（１４８）を備える。このモータへの保守用アクセスが可能であるように、このモータは支持機構の外側に配置される。更に、前記マグナス型ロータは、稼働中、駆動機構および／または他の内部構成要素の冷却および換気のために、空気の上昇を引き起こすことができる換気用開口機構（１３２）を有する。【選択図】図３Ａ
2016534942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶（１００）用の推進システム（１０２）であって、
対応するほぼ直立の軸線を中心に回転可能な少なくとも１つのマグナス型ロータ（１０８）と、
前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させるための駆動機構（１４７）と、前記少なくとも１つのマグナス型ロータの回転速度および／または方向を変えるために前記駆動機構を制御する制御機構（１５０）と、
を備える推進システム（１０２）において、
前記少なくとも１つのマグナス型ロータは、その内部に中空領域（１１６）を備え、前記中空領域内まで延在する支持機構（１１８）上に回転可能に支持され、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させるための前記駆動機構の少なくとも１つのモータ（１４８）が前記中空領域に含まれ、かつ前記支持機構の外側に配置され、前記少なくとも１つのモータへの保守用アクセスが可能であり、
前記少なくとも１つのマグナス型ロータは、稼働中、前記駆動機構および／または他の内部構成要素の冷却および換気のために、前記少なくとも１つのマグナス型ロータの内部に空気の上昇を引き起こすことができる換気用開口機構（１３２）を備える、
ことを特徴とする推進システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのモータは、稼働中、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させて前記船舶を推進するために、ベルト駆動機構（１５２）、チェーン駆動、または歯車機構を介して、前記少なくとも１つのマグナス型ロータに連結されることを特徴とする、請求項１に記載の推進システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのマグナス型ロータは細長く、前記少なくとも１つのマグナス型ロータと前記支持機構との間に配設された第１ベアリング機構（１７２）上に支持される上方部分を含み、前記支持機構の下端部は、前記船舶の甲板領域（１１０）上に据え付けられた基礎（１１２）に連結されることを特徴とする、請求項１または２に記載の推進システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのマグナス型ロータが前記第１ベアリング機構を中心に枢動できるように、前記第１ベアリング機構は、前記少なくとも１つのマグナス型ロータの重量の大部分を支えることができ、第２ベアリング機構（１７６）は、前記マグナス型ロータの下端部の横移動を抑制できることを特徴とする、請求項３に記載の推進システム。
【請求項５】
前記第２ベアリング機構は、前記支持機構への前記マグナス型ロータの据え付けおよび取り外しを可能にするために引き込み可能な、弾力的に装着された複数のベアリングホイール（１８６）から成る構成を含むことを特徴とする、請求項４に記載の推進システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのマグナス型ロータは、２．５メートルから７．０メートルの範囲内の直径と、１５メートルから４０メートルの範囲内の高さとを有することを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の推進システム。
【請求項７】
前記船舶を推進するために前記推進システムが用いられるとき、前記駆動機構の前記少なくとも１つのモータは５０ｋＷから３００ｋＷの範囲内の機械的駆動力を前記少なくとも１つのマグナス型ロータに供給できることを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の推進システム。
【請求項８】
前記少なくとも１つのマグナス型ロータは、その上方領域（１４０）に、前記上昇空気の交換を可能にする複数の開口（１３４）および／または１つ以上の換気羽根（１３６）および／または少なくとも１つの整備用開口部を含むことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の推進システム。
【請求項９】
前記第１ベアリング機構は少なくとも２組のローラベアリング（１７２ａ）を含み、前記少なくとも１つのマグナス型ロータが、稼働中、前記第１ベアリング機構を中心に枢動できるように、しかし前記支持機構に対する前記少なくとも１つのマグナス型ロータの横移動をほぼ妨げるように、前記２組のローラベアリングは斜めに配設された回転軸線をそれぞれ有することを特徴とする、請求項３に記載の推進システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の推進システムを船舶に据え付ける方法であって、前記推進システムは、対応するほぼ直立の軸線を中心に回転可能な少なくとも１つのマグナス型ロータと、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させるための駆動機構と、前記少なくとも１つのマグナス型ロータの回転速度を変えるために前記駆動機構を制御する制御機構とを備え、前記方法は、
（ｉ）基礎を前記船舶の甲板領域上に据え付ける、または後付けする、ステップと、
（ｉｉ）第１ベアリング機構を第２ベアリング機構の上方に含む支持構造を前記基礎上に据え付ける、または後付けする、ステップであって、前記第１ベアリング機構は枢動運動に対応でき、前記第２ベアリング機構は横移動に対応でき、前記第１ベアリング機構は下向きの力をほぼ支えることができ、前記第２ベアリング機構は横向きの力をほぼ支えることができる、ステップと、
（ｉｉｉ）前記第２ベアリング機構の複数の横移動抑制用構成要素を引き込まれた状態で配置するステップと、
（ｉｖ）前記少なくとも１つのマグナス型ロータが前記支持機構を中心に回転できるように、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを前記支持機構に対応付けて配設された前記第１および第２ベアリング機構上に降ろすステップと、
（ｖ）前記マグナス型ロータの下端部に係合するように、前記第２ベアリング機構を引き込まれていない状態にするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記方法は、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを、稼働中、前記支持機構に対して回転させるために、前記駆動機構の少なくとも１つのモータを前記少なくとも１つのマグナス型ロータと前記支持機構との間に連結するステップを含み、前記少なくとも１つのマグナス型ロータは、その内部に中空領域を含み、前記中空領域内まで延在する支持機構上に回転可能に支持され、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させるための前記駆動機構の少なくとも１つのモータが前記中空領域内に含まれ、かつ前記支持機構の外側に配置され、前記少なくとも１つのモータへの保守用アクセスが可能であることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
複数のベアリングホイールから成る構成を枢動および／または横移動および／または半径方向移動させて引き込まれた状態から係合状態にすることによって、前記第２ベアリング機構を係合させるステップを含み、前記複数のベアリングホイールは前記少なくとも１つのマグナス型ロータの下端部に係合することを特徴とする、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
船舶（１００）用の請求項１に記載の推進システム（１０２）であって、対応するほぼ直立の軸線を中心に回転可能な少なくとも１つのマグナス型ロータ（１０８）と、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させるための駆動機構（１４７）と、前記少なくとも１つのマグナス型ロータの回転速度を変えるために前記駆動機構を制御する制御機構（１５０）とを含む推進システムにおいて、支持機構（１１８）が細長く、前記船舶の甲板領域（１１０）上の基礎（１１２）上に支持される下方部分を含むことを特徴とする推進システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのマグナス型ロータが第１ベアリング機構（１７２）を中心に枢動可能であるように、前記第１ベアリング機構（１７２）は前記少なくとも１つのマグナス型ロータの重量の大部分を支えることができ、第２ベアリング機構（１７６）は前記支持機構の下端部の横移動を制約できることを特徴とする、請求項１３に記載の推進システム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのマグナス型ロータは、その内部に中空領域（１１６）を含み、前記中空領域内まで延在する前記支持機構上に回転可能に支持され、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させるための前記駆動機構の少なくとも１つのモータ（１４８）が前記中空領域に含まれ、かつ前記支持機構の外側に配置され、前記少なくとも１つのモータへの保守用アクセスが可能であることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の推進システム。
【請求項１６】
前記第２ベアリング機構は、前記支持機構への前記マグナス型ロータの据え付けおよび取り外しを可能にするために引き込み可能な、弾力的に装着された複数のベアリングホイール（１８６）から成る構成を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の推進システム。
【請求項１７】
前記弾力的に装着された複数のベアリングホイールから成る構成は、調整可能なアーム（１８８）上に回転可能に取り付けられる１つ以上のベアリングホイールまたはローラを含むことを特徴とする、請求項１６に記載の推進システム。
【請求項１８】
前記第１ベアリング機構は２組のローラベアリング（１７２ａ）を含み、前記２組のローラベアリングは、前記少なくとも１つのマグナス型ロータが、稼働中、前記第１ベアリング機構を中心に枢動できるように、かつ前記支持機構に対する前記少なくとも１つのマグナス型ロータの横移動をほぼ妨げるように、斜めに配設された回転軸線をそれぞれ有することを特徴とする、請求項１４に記載の推進システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全般的には、船舶用推進システム、例えば、船舶を推進するためにマグナス型ロータを使用する推進システム、に関する。更に、本発明は、本推進システムを船舶に据え付ける方法に関する。
【背景】
【０００２】
最近、船舶業界では船舶の推進に風力を利用しようとする試みがなされている。従来の船舶用推進システムは、船舶推進用の没水型プロペラを１つ以上含むが、これらプロペラを補足するために複数のマグナスロータを更に含むものもある。これらマグナスロータは、船舶を推進するためのマグナス効果を生じさせるために、対応するほぼ直立の軸線を中心に回転可能である。マグナス効果は、風などの動いている空気流中の回転体に作用する推力として定義される。この推力は、動いている空気流の方向に対して垂直に作用する。
【０００３】
マグナスロータは、これらマグナスロータの内部に配設された対応するモータを用いることによって好都合に回転される。稼働中、これらモータは発熱するので、モータの温度を下げるために冷却および／または換気を必要とする。ただし、公知のマグナスロータの複数の具現例においては、対応するモータを狭い空間に設置しているので、モータの冷却および／または換気が不十分である。更に、公知のマグナスロータのこれら具現例は、定期的整備またはオーバホール作業時にこれらマグナスロータの対応するモータまたは他の内部構成要素にアクセスしようとする整備担当者にとって問題がある。
【０００４】
公知のマグナスロータの組み立ておよび船舶の甲板上への据え付けは、このような船舶固有の構造上の制約により、面倒かつ厄介であり得る。したがって、公知のマグナスロータによって推進される船舶に関する上記課題に鑑み、既存の船舶に容易に後付け可能でありながら、マグナスロータ推進システムのモータおよび／または他の内部構成要素への整備担当者のアクセスを容易にするマグナスロータ推進システムが必要とされている。更に、公知の推進システムに比べ、内部構成要素の冷却および／または換気が改良された推進システムも必要とされている。
【摘要】
【０００５】
本開示は、改良された船舶用推進システムを提供しようとするものである。
【０００６】
本開示は、推進システムを船舶に据え付けるための改良された方法を更に提供しようとするものである。
【０００７】
１つの態様において、本開示の複数の実施形態は、船舶用推進システムを提供する。本推進システムは、複数のマグナス型ロータと、これら複数のマグナス型ロータを回転させるための駆動機構とを含む。これら複数のマグナス型ロータは、対応するほぼ直立の軸線を中心に回転可能であり、稼働中、船舶を推進するためのマグナス効果を生じさせることができる。マグナス効果は、風などの動いている空気流中の回転体に作用する推力として定義される。この推力は、動いている空気流の方向に対してほぼ垂直に作用する。
【０００８】
本推進システムは、必要であれば、複数のマグナス型ロータの回転速度および／または方向を変えるために駆動機構を制御する制御機構を更に含む。これら複数のマグナス型ロータの回転速度は、例えば、個々のマグナス型ロータの回転速度および／または方向である。
【０００９】
基本的に、少なくとも１つのマグナス型ロータは、その内部に中空領域を含む。この少なくとも１つのマグナス型ロータは、中空領域内まで延在する支持機構上に回転可能に支持される。駆動機構はモータを少なくとも１つ含む。この少なくとも１つのモータは中空領域に配設され、かつこの少なくとも１つのモータへの保守用アクセスが可能であるように支持機構の外側に配置される。
【００１０】
必要であれば、この少なくとも１つのモータは、稼働中、少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させて船舶を推進するために、ベルト駆動機構、チェーン駆動機構、または歯車機構を介して、少なくとも１つのマグナス型ロータに連結される。
【００１１】
基本的に、この少なくとも１つのマグナス型ロータは、稼働中、駆動機構および／または他の内部構成要素の冷却および換気のために、この少なくとも１つのマグナス型ロータの内部に空気の上昇を引き起こすための換気用開口機構を含む。
【００１２】
必要であれば、この少なくとも１つのマグナス型ロータは細長く、この少なくとも１つのマグナス型ロータと支持機構との間に配設された第１ベアリング機構上に支持された上方部分を含み、支持機構の下端部は、船舶の甲板領域に据え付けられた基礎まで延在し、少なくとも１つのマグナス型ロータを横方向に支持する第２ベアリング機構を含む。
【００１３】
必要であれば、支持機構は、第１ベアリング機構を収容する上方部分を含む。第１ベアリング機構は、少なくとも１つのマグナス型ロータの重量をほぼ鉛直方向に支え、更にこの少なくとも１つのマグナス型ロータの上部をほぼ横方向に支持する。
【００１４】
必要であれば、支持機構は細長く、その下方部分は、船舶の甲板領域上に取り付けられた基礎上に支持される。支持機構の下端部に、ベアリング機構が配置される。このベアリング機構は３つ以上のベアリングホイールまたはローラを含み、少なくとも１つのマグナス型ロータをその下部で支持する。
【００１５】
必要であれば、少なくとも１つのマグナス型ロータが第１ベアリング機構を中心に枢動できるように、第１ベアリング機構は少なくとも１つのマグナス型ロータの重量の大部分を支えることができ、第２ベアリング機構は、少なくとも１つのマグナス型ロータの下端部の横移動に対応できる。
【００１６】
第１ベアリング機構は、必要であれば、少なくとも２組のローラベアリングを含む。この少なくとも２組のローラベアリングは、少なくとも１つのマグナス型ロータが、稼働中、第１ベアリング機構を中心に枢動できるように、しかし支持機構に対する少なくとも１つのマグナス型ロータの横移動をほぼ妨げるように、斜めに配設された回転軸線をそれぞれ有する。
【００１７】
第２ベアリング機構は、必要であれば、船舶への支持機構の据え付けおよび取り外しを可能にするために引き込み可能な、弾力的に装着された複数のベアリングホイールまたはローラから成る構成を含む。
【００１８】
少なくとも１つのマグナス型ロータは、必要であれば、特定の直径および長さを有する。例えば、少なくとも１つのマグナス型ロータの直径は、２．５メートルから５．０メートルの範囲内であり、少なくとも１つのマグナス型ロータの高さは、１５メートルから３０メートルの範囲内である。
【００１９】
この推進システムが船舶を推進するために用いられるとき、駆動機構の少なくとも１つのモータは、必要であれば、５０ｋＷから３００ｋＷの範囲内の機械的駆動力を少なくとも１つのマグナス型ロータに供給できる。
【００２０】
少なくとも１つのマグナス型ロータは、必要であれば、少なくとも１つの整備用開口部および／または上昇空気の交換を可能にする複数の開口および／または１つ以上の換気羽根をその上方領域に含む。
【００２１】
別の態様において、本開示の複数の実施形態は、推進システムを船舶に据え付ける方法を提供する。本方法は、船舶の甲板領域上に基礎を据え付ける、または後付けする、ステップを含む。この基礎の上に、第１ベアリング機構を第２ベアリング機構の上方に含む支持構造が設けられる。第１ベアリング機構は下向きの力をほぼ支えることができ、第２ベアリング機構は横向きの力をほぼ支えることができる。本方法は、必要であれば、第２ベアリング機構の横移動抑制用構成要素を引き込まれた状態で配置するステップを更に含む。本方法は、必要であれば、第２ベアリング機構に係合させるために支持機構を支持構造上に降ろすステップと、支持機構の下端部に係合するように第２ベアリング機構を引き込まれていない状態にするステップとを更に含む。本方法は、少なくとも１つのマグナス型ロータが支持機構を中心に回転できるように、この支持機構に対応付けて配設された第１および第２ベアリング機構上に少なくとも１つのマグナス型ロータを降ろすステップを更に含む。
【００２２】
本方法は、必要であれば、少なくとも１つのマグナス型ロータを支持機構に対して回転させるために、駆動機構の少なくとも１つのモータを少なくとも１つのマグナス型ロータと支持機構との間に連結するステップを含む。少なくとも１つのマグナス型ロータの中空領域は、この中空領域内まで延在する支持機構上に回転可能に支持される。必要であれば、駆動機構の少なくとも１つのモータは中空領域に配設され、かつ少なくとも１つのモータへの保守用アクセスが可能であるように支持機構の外側に配置される。
【００２３】
更に、本方法は、複数のベアリングホイールから成る構成を引き込まれた状態から係合状態に枢動および／または横移動および／または半径方向移動させて第２ベアリング機構を係合させるステップを含む。複数のベアリングホイールは、この少なくとも１つのマグナス型ロータの下端部に係合する。
【００２４】
更に別の態様において、本開示の複数の実施形態は、細長い支持機構を提供する。この支持機構の下端部は、船舶の甲板領域上に据え付けられた基礎の内部まで延在する。
【００２５】
更に、この細長い支持機構の第１ベアリング機構は、少なくとも１つのマグナス型ロータの重量の大部分を支えることができ、第２ベアリング機構は支持機構の下端部の横移動を抑制できる。少なくとも１つのマグナス型ロータは、第１ベアリング機構を中心に枢動可能である。
【００２６】
必要であれば、少なくとも１つのマグナス型ロータは、その内部に中空領域を含み、中空領域内まで延在する支持機構上に回転可能に支持される。この中空領域に駆動機構の少なくとも１つのモータが配設される。この少なくとも１つのモータへの保守用アクセスが可能であるように、この少なくとも１つのモータは支持機構の外側に配置される。
【００２７】
必要であれば、第２ベアリング機構は、船舶への少なくとも１つのマグナス型ロータの据え付けおよび取り外しを可能にするために、引き込み可能な、弾力的に装着された複数のベアリングホイールまたはローラから成る構成を含む。
【００２８】
更に必要であれば、弾力的に装着された複数のベアリングホイールまたはローラから成る構成は、調整可能なアームに回転可能に取り付けられた１つ以上のホイールまたはローラを含む。
【００２９】
必要であれば、第１ベアリング機構は、稼働中、第１ベアリング機構を中心とした少なくとも１つのマグナス型ロータの枢動を可能にするために、互いに対して斜めに配設された回転軸線をそれぞれ有する２組のローラベアリングを含む。この２組のローラベアリングは、支持機構に対する少なくとも１つのマグナス型ロータの横移動を妨げるべく更に構成される。
【００３０】
本開示の複数の実施形態は、従来技術に伴う上記課題に取り組む。更に、本開示の複数の実施形態は、モータおよび他の内部構成要素の十分な冷却および／または換気をもたらすことができる。更に、本開示の複数の実施形態は、整備担当者によるモータおよび他の内部構成要素へのアクセスをより容易にする。マグナス型ロータを引き上げることによって、例えば、モータの交換をより容易に行うことができる。他の複数の実施形態は、ベアリング、モータ、およびベルト駆動装置のより容易な保守を可能にする。モータの鉛直軸線、軸、および各ベアリング機構の鉛直軸線の位置が互いに異なる横方向位置にあるので、ベルト駆動装置の保守がより容易になる。
【００３１】
本開示の更なる態様、利点、特徴、および目的は、各例示的実施形態の詳細説明および図面を添付の特許請求の範囲と併せて解釈されることにより明らかになるであろう。
【００３２】
本開示の諸特徴は、添付の特許請求の範囲によって規定される本開示の範囲から逸脱することなく、さまざまな組み合わせが可能であることを理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
添付の図面と併せて読まれることにより、上記の摘要、ならびに複数の例示的実施形態の以下の詳細説明がより深く理解される。本開示を説明するために、本開示の各例示的構成が図面に示されている。ただし、本開示は、本開示に開示されている特定の方法および手段に限定されるものではない。更に、当業者は、これら図面が同じ縮尺ではないことを理解されるであろう。同じ要素は、できる限り、同じ参照符号で示されている。
【００３４】
添付の図面を参照して、本開示の複数の実施形態を単なる例として以下に説明する。
【図１】本開示の一実施形態による船舶用推進システムの概略図である。
【図２】図１の推進システムに用いられるマグナス型ロータの正面図である。
【図３Ａ】本開示の一実施形態によるマグナス型ロータの正面断面図である。
【図３Ｂ】本開示の一実施形態によるマグナス型ロータの上部断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａのマグナス型ロータに用いられる第１ベアリング機構の正面断面図である。
【図４】マグナス型ロータを据え付けるための支持体の下部およびこの支持体の下に延在する基礎の図である。
【図５Ａ】本開示の一実施形態によるマグナス型ロータの据え付け方法の概略図である。
【図５Ｂ】本開示の一実施形態によるマグナス型ロータの据え付け方法の概略図である。
【図６】図６Ａは、本開示の第２ベアリング機構の一実施形態に含まれる弾力的に装着されたベアリングホイールの上面図であり、図６Ｂは、図６Ａの線Ａ−Ａ'に沿ったベアリングホイールの断面図である。
【図７】推進システムの据え付け方法の一連のステップである。
【図８】上方領域に設けられた、荷重を鉛直方向に支えるベアリング機構と、梯子機構を介して担当者がアクセス可能な、マグナス型ロータの内部に含まれた駆動モータと、マグナス型ロータの下方領域に設けられた側方ベアリング機構とを有する本開示によるマグナス型ロータの一代替具現例の図である。
【図９】図８の荷重を鉛直方向に支えるベアリング機構のより詳細な図および図８の側方ベアリング機構のより詳細な図である。
【図１０】図１の推進システム用の複数の代替ベアリング構成例の図である。
【００３５】
添付の図面において、下線付きの数字は、下線付きの数字の下に位置付けられた要素または下線付きの数字に隣接する要素を表すために用いられている。下線付きでない数字は、その下線付きでない数字を要素にリンクする線によって識別される要素を指している。数字が下線付きでなく、対応する矢印を伴っている場合は、下線付きでない数字は矢印が指している要素全体を識別するために用いられている。
【実施形態の詳細説明】
【００３６】
以下の詳細説明は、本開示の複数の実施形態および本開示を具現化可能な方法を例示する。本開示を実施するための最良の方法が開示されているが、当業者は本開示を実現または実施するために他の実施形態も可能であることを認識するであろう。
【００３７】
本開示の複数の実施形態は、船舶用推進システムを提供する。本推進システムは、複数のマグナス型ロータとこれら複数のマグナス型ロータを回転させるための駆動機構とを含む。これら複数のマグナス型ロータは、対応するほぼ直立の軸線を中心に回転可能であり、これにより、船舶を推進するためのマグナス効果を生じさせることができる。したがって、マグナス効果は、風などの動いている空気流中の回転体に作用する推力と定義される。この推力は、動いている空気流の方向に対してほぼ垂直に作用する。
【００３８】
本推進システムは、この複数のマグナス型ロータのそれぞれの回転速度を変えるために駆動機構を制御する制御機構を更に含む。複数のマグナス型ロータのそれぞれの回転速度は、例えば個々のマグナス型ロータの回転速度および／または方向である。
【００３９】
更に、少なくとも１つのマグナス型ロータは、その内部に中空領域を含む。少なくとも１つのマグナス型ロータは、中空領域内まで延在する支持機構上に回転可能に支持される。更に、駆動機構は、中空領域に配設された少なくとも１つのモータを含む。駆動機構は、少なくとも１つのモータへの保守用アクセスが可能であるように支持機構の外側に配置される。
【００４０】
更に、この少なくとも１つのモータは、稼働中、少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させて船舶を推進するために、ベルト駆動機構、またはチェーン駆動機構、または歯車機構を介して、この少なくとも１つのマグナス型ロータに連結される。少なくとも１つのモータを、例えば高圧流体継手を用いて、少なくとも１つのマグナス型ロータに連結する複数の代替アプローチも可能である。
【００４１】
更に、この少なくとも１つのマグナス型ロータは、稼働中、駆動機構および／または他の内部構成要素の冷却および換気のために、少なくとも１つのマグナス型ロータの内部に空気の上昇を発生させるための換気用開口機構を含む。
【００４２】
更に、この少なくとも１つのマグナス型ロータは細長く、この少なくとも１つのマグナス型ロータと支持機構との間に配設された第１ベアリング機構の上に支持される上方部分を含む。支持機構の下端部は、船舶の甲板領域上に据え付けられた基礎まで延在し、第２ベアリング機構を支持する。
【００４３】
更に、少なくとも１つのマグナス型ロータが第１ベアリング機構を中心に枢動可能であるように、第１ベアリング機構は、少なくとも１つのマグナス型ロータの重量の大部分を支えることができ、第２ベアリング機構は、少なくとも１つのマグナス型ロータの下端部の横移動を制約できる。
【００４４】
第１ベアリング機構は、必要であれば、２組のローラベアリングを含む。この２組のローラベアリングの回転軸線は、少なくとも１つのマグナス型ロータが第１ベアリング機構を中心に枢動できるように、しかし支持機構に対する少なくとも１つのマグナス型ロータの横移動をほぼ妨げるように、斜めに配設される。
【００４５】
第２ベアリング機構は、必要であれば、船舶への支持機構の据え付けおよび取り外しを可能にするために引き込み可能な、弾力的に装着された複数のベアリングホイールまたはベアリングローラから成る構成を含む。
【００４６】
この少なくとも１つのマグナス型ロータは、必要であれば、特定の直径および長さを有する。例えば、この少なくとも１つのマグナス型ロータの直径は、２．５メートルから５．０メートルなど、２．５メートルから７．０メートルの範囲内であり、長さは、１５メートルから３０メートルなど、１５メートルから４０メートルの範囲内である。
【００４７】
船舶を推進するために本推進システムが用いられるときに、駆動機構の少なくとも１つのモータは、必要であれば、５０ｋＷから３００ｋＷの範囲内の機械的駆動力を少なくとも１つのマグナス型ロータに供給できる。
【００４８】
更に、少なくとも１つのマグナス型ロータは、その上方領域に、少なくとも１つの整備用開口部および／または上昇空気の交換を可能にする複数の開口および／または１つ以上の換気羽根を含む。
【００４９】
一実施形態によると、円筒体は、その内面に、ベアリングホイールまたはローラの動きを可能にする軌道を有する。この軌道は、摩耗したとき、または摩耗した場合に、交換できるように取り外し可能であってもよい。この軌道は、円筒体を摩耗に対して保護する。実際に、ベアリングホイールまたはローラが金属製であり、円筒体が複合材料製である場合、円筒体は金属製のベアリングホイールまたはローラによって摩耗され得る。また、ベアリングホイールまたはローラが複合材料製またはゴム製であっても、円筒体は摩耗し得る。したがって、軌道は構造の抵抗力を高める。また、軌道は着脱自在にできるので、必要時に交換可能である。更に、軌道は、雑音および振動を減衰させるために、ゴムなどの絶縁材料の層を更に備え得る。軌道および絶縁材料は、何れか公知の方法で、例えば接着によって、互いに、および円筒体に、配置され得る。
【００５０】
円筒体は、プラスチック材料と補強繊維とを備えた複合材料製にし得る。例えば、ガラス繊維強化プラスチック材料（ＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック材料（ＣＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック材料（ＧＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック材料、バサルト繊維強化プラスチック材料、またはこれらの何れかの組み合わせで製造され得る。
【００５１】
本開示の複数の実施形態は、客船、貨物船、特殊用途船、およびボートなどの、ただしこれだけには限定されない、船舶のために適している。
【００５２】
次に、図面を、特にそれぞれの参照符号によって、参照すると、図１は、本開示の一実施形態による推進システム１０２を採用した船舶１００の概略図である。推進システム１０２は、必要であれば、船舶１００の船体１０６の下面に配置された１つ以上のプロペラ１０４を含む。１つ以上のプロペラ１０４は、必要であれば、例えばアキシャルスラスタを含む。または、１つ以上のプロペラ１０４は、必要であれば、当該技術分野において周知の種類である。これらプロペラ１０４は、必要であれば、船舶１００の船首および／または船尾に取り付けられる。
【００５３】
更に、推進システム１０２は、マグナス型ロータ１０８ａおよびマグナス型ロータ１０８ｂとして示されている複数のマグナス型ロータ１０８を更に含む。マグナス型ロータ１０８ａおよび１０８ｂは、以下においてはマグナス型ロータ１０８と総称される。これらマグナス型ロータ１０８は、互いに離して、船舶１００の甲板領域１１０のさまざまな位置に位置付けられる。例えば、これらマグナス型ロータ１０８は、互いに離して、甲板領域１１０の隅部の近傍に、すなわち船舶１００の船首および船尾の左舷側および右舷側に、位置付けられる。あるいは、これらマグナス型ロータ１０８は、互いに離して、船舶１００の甲板領域１１０、船尾領域、または船首領域の中央部分の近傍に位置付けられる。例えば、各マグナス型ロータ１０８の位置付けは、船舶１００の甲板領域１１０に据え付けられたマグナス型ロータ１０８の数、マグナス型ロータ１０８のサイズ、および／または船舶１００のサイズおよび／または形状に応じて、適切に行われ得る。
【００５４】
本開示の一実施形態において、各マグナス型ロータ１０８は、必要であれば、２．５メートルから５．０メートルの範囲内の直径を有する。更に、各マグナス型ロータ１０８は、必要であれば、１５メートルから３０メートルの範囲内の高さを有する。例えば、マグナス型ロータ１０８は、ほぼ３メートルの直径と、ほぼ２０メートルの高さとを有する。
【００５５】
各マグナス型ロータ１０８は、船舶１００の甲板領域１１０に設けられた基礎１１２上に据え付けられる。各マグナス型ロータ１０８は、中空領域１１６がその内部に画成された円筒体１１４を含む。推進システム１０２は、円筒体１１４の中空領域１１６内に延在する支持機構１１８を含む。支持機構１１８は、必要であれば細長く、以下に説明するように、マグナス型ロータ１０８の円筒体１１４を回転可能に支持するべく構成される。
【００５６】
図１を参照すると、マグナス型ロータ１０８を昇降させるためのクレーン１２０を用いて基礎１１２上に据え付けられようとしているマグナス型ロータ１０８が示されている。本開示で開示されるクレーン１２０は、必要であれば、例えば、タワークレーン、門型クレーン、または当事者に公知の何れか適した昇降装置でもよい。引き続き図１を参照すると、マグナス型ロータ１０８ｂを引き上げるために、およびマグナス型ロータ１０８ｂを基礎１１２上に降ろすために、支持機構１１８に対応付けられた支持板１２４にクレーン１２０のケーブル１２２が連結されることが分かる。支持板１２４は、必要であれば、そこに堅固に取り付けられたアイボルト１２６ａ（図１には不図示、図３Ｃに図示）を複数含む。これらアイボルト１２６ａは、必要であれば、天板１２８をクレーン１２０のケーブル１２２に連結可能にするべく構成される。ただし、マグナス型ロータ１０８を基礎１１２上に据え付けるために、必要であれば、複数の代替構造および方法が採用される。
【００５７】
図１は単なる一例であり、本願の特許請求の範囲を不当に限定するものではない。推進システム１０２の特定の名称は例示を目的としており、推進システム１０２は、推進システム１０２のマグナス型ロータ１０８および／または他の構成要素の数、種類、または配置に限定されると解釈されるべきではないことを理解されるものとする。当業者は、本開示の複数の実施形態の多くの変形例、代替例、および改造例を認識するであろう。
【００５８】
次に図２を参照すると、マグナス型ロータ１０８は、必要であれば、円筒体１１４の上方に配設された天板１２８を更に含む。一実施形態において、天板１２８は、必要であれば、複数のアイボルト１２６ｂをその表面に備える。天板１２８のこれらアイボルト１２６ｂは、必要であれば、クレーン１２０への別の連結箇所を複数備え、マグナス型ロータ１０８の引き上げおよび基礎１１２上への下降を助ける。上の２つの実施形態を参照すると、支持板１２４および／または天板１２８へのアイボルト１２６ａ／１２６ｂの堅固な取り付けは、ボルト止め、溶接など、さまざまな方法によって、または当該技術分野において公知の他の方法によって、随意行われる。
【００５９】
上の２つの実施形態を引き続き参照すると、支持板１２４上または天板１２８上の各アイボルト１２６ａは、支持機構１１８および円筒体１１４の引き上げおよび基礎１１２上への下降が個別に行われるように、クレーン１２０に個別に連結するために用いられることを理解されるであろう。あるいは、支持板１２４または天板１２８の何れか一方または両方に設けられた各アイボルト１２６ａ／１２６ｂは、マグナス型ロータ１０８全体の引き上げ、および基礎１１２上への下降、のために一緒に用いられる。更に、本開示にはアイボルト１２６ａ／１２６ｂが開示されているが、クレーン１２０のケーブル１２２への天板１２８または支持板１２４の連結を可能にするために、アイボルト１２６ａ／１２６ｂの代わりに、フックなどの、ただしこれだけには限定されない、何れか適した連結構造が用いられ得ることを理解されるはずである。したがって、本開示で開示されるアイボルト１２６ａ／１２６ｂは、本質的に単なる例示であり、したがって本開示を制限するものではない。
【００６０】
図２に示されているように、基礎１１２は、整備担当者をマグナス型ロータ１０８の内部構成要素にアクセスさせるべく構成された開口部１３０を有利に含む。整備担当者がより容易にマグナス型ロータ１０８に進入および退出でき、マグナス型ロータ１０８内に配置されている構成要素の整備を実施または実現できるように、開口部１３０は適したサイズおよび形状を有利に有する。
【００６１】
更に、（図３Ａに示されているように）マグナス型ロータ１０８の駆動機構１４７および／または他の内部構成要素を冷却するべく空気１４６ｂの上昇が構成されるように、各マグナス型ロータ１０８は、稼働中、少なくとも１つのマグナス型ロータ１０８内で空気１４６ａの上昇を引き起こすための換気用開口機構１３２を含む。図２に示されているような一実施形態において、換気用開口機構１３２は、必要であれば、円筒体１１４上に配設された天板１２８に設けられる。換気用開口機構１３２は、必要であれば、マグナス型ロータ１０８の円筒体１１４の内外で上昇空気１４６ｂと周囲大気との交換が行われるように構成された複数の開口１３４を含む。
【００６２】
更に、マグナス型ロータ１０８は、必要であれば、１つ以上の換気羽根１３６をその上方領域１４０に含み得る。図２の実施形態において、これら換気羽根１３６は、天板１２８の中心に放射状に配置されてそこに接続されて示されている。これら換気羽根１３６は、マグナス型ロータ１０８の回転方向とは無関係に、上昇空気１４６ｂを上方に向かわせるべく構成される。１つの例示的実施形態において、これら換気羽根１３６は、円筒体１１４の回転方向の変化に応じて、向きが変えられる。別の例示的実施形態において、各換気羽根１３６は、出てゆく空気１４６ｂに対する迎え角はそのままで、空気１４６ａをマグナス型ロータ１０８の内部から外側に強制的に出すべく構成されるように、構築されて配置される。
【００６３】
一実施形態において、マグナス型ロータ１０８の天板１２８は、必要であれば、天板１２８に画成された整備用開口部１４２を少なくとも１つ更に含む。整備用開口部１４２は、換気羽根１３６に隣接して有利に配置され、整備担当者をマグナス型ロータ１０８の内部構成要素にアクセスさせるべく構成される。基礎１１２に設けられた開口部１３０の場合と同様に、マグナス型ロータ１０８の上方領域１４０に設けられる整備用開口部１４２も定期的整備および／またはオーバホール作業時に整備担当者がマグナス型ロータ１０８に容易に進入および退出できるように、適切なサイズおよび形状を有する。
【００６４】
更に、円筒体１１４の上方領域１４０は、必要であれば、そこに画成された貫通穴１４４を１つ以上含み得る。穴１４４は、必要であれば、円筒体１１４の周囲に放射状に配置され、マグナス型ロータ１０８内に配設された構成要素の冷却および／または換気を行うべく構成される。穴１４４のサイズおよび数は、マグナス型ロータ１０８の円筒体１１４に出入りする上昇空気流１４６ｂの交換によって所定量の冷却および／または換気がこれらの穴１４４を通して実現されるように有利に適切に選択される。例えば、直径５０ｍｍの穴１４４が１６個、円筒体１１４の周囲に放射状に配置される。
【００６５】
図３Ａに示されているように、駆動機構１４７は、少なくとも１つのマグナス型ロータ１０８を回転させるべく構成される。駆動機構１４７は、モータ１４８を個別に作動させて対応するマグナス型ロータ１０８の回転速度を変えられるように、マグナス型ロータ１０８ごとに対応するモータ１４８を含む。船舶１００を推進するために推進システム１０２が用いられるとき、各モータ１４８は、対応するマグナス型ロータ１０８に機械的駆動力を供給し、対応するほぼ直立の軸線を中心に有利に回転させることができる。本開示の一実施形態において、各モータ１４８によって対応するマグナス型ロータ１０８に供給される機械的駆動力は５０ｋＷから３００ｋＷの範囲内である。
【００６６】
推進システム１０２は、駆動機構１４７に結合された制御機構１５０を更に含む。制御機構１５０は、少なくとも１つのマグナス型ロータ１０８の回転速度を変えるために駆動機構１４７を制御するべく有利に構成される。制御機構１５０は、例えば、非一時的、すなわち常駐、機械可読データ記憶媒体に記録された１つ以上のソフトウェア製品を実行可能な計算用ハードウェアを含む１つ以上の計算デバイスを用いて具現化される。計算デバイスの一般的な例として、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ハンドヘルドＰＣ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ファブレットコンピュータ、ウルトラモバイルパーソナルコンピュータ（ＵＭＰＣ）、およびスマート電話機が挙げられるが、これだけに限定されるものではない。したがって、船舶１００の稼働中、駆動機構１４７および制御機構１５０は、一緒に個々のマグナス型ロータ１０８を選択的に回転させ、それぞれの回転速度を変えるべく有利に構成される。
【００６７】
推進システム１０２のさまざまな構成要素は、それぞれの動作を実行するために、船舶１００の配電網（図１には不図示）から電気を有利に受電する。一般に、電気は船舶１００のエンジン（図１には不図示）によって発電され、配電網に結合されたエネルギー蓄積機構（不図示）に蓄電され得る。
【００６８】
図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、駆動機構１４７のモータ１４８は、円筒体１１４の中空領域１１６に含まれ、モータ１４８への保守用アクセスが可能であるように支持機構１１８の外側に置かれている。円筒体１１４に出入りする上昇空気流１４６ｂと大気雰囲気との熱交換によってモータ１４８の冷却および／または換気が実現され得るように、モータ１４８は円筒体１１４の穴１４４と流体、例えば空気流、連通状態に配設される。更に、モータ１４８は、基礎１１２の開口部１３０と連通状態に位置付けられる。したがって、開口部１３０に対するモータ１４８の位置付け、並びにその間に画成される上記の流体連通は、定期的整備および／またはオーバホール作業時に整備担当者によるアクセスをより容易にする。一例として、通常稼働時、モータ１４８の通常保守は、アクセスハッチ１３０から行われる。各実施形態は、例えばモータを新しい交換用モータに交換するとき、円筒体１１４を引き上げてモータ１４８を取り出すことによって、モータ１４８の交換を更に可能にする。この交換は、支持機構１１８の外側に配設された中空領域１１６を利用することによって、可能になる。
【００６９】
引き続き図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、稼働中、船舶１００を推進するために、マグナス型ロータ１０８、すなわち実際には回転体１１４、を回転させるために、モータ１４８はベルト駆動機構１５２を介してマグナス型ロータ１０８に連結されることが理解されるであろう。ベルト駆動機構１５２は、必要であれば、第１プーリ１５６および第２プーリ１５８に巻回されたベルト１５４を含む。この場合、第１プーリ１５６はモータ１４８の駆動軸１６０に剛結合され、第２プーリ１５８は支持板１２４に対応付けられた入力軸１６２に剛結合される。
【００７０】
図３Ｃに示されているように、支持板１２４に対応付けられた入力軸１６２は、支持機構１１８の支持塔１６４を貫通して下方に延在し、支持塔１６４の天井１６６の下に配置された第２プーリ１５８に堅固に取り付けられる。図示のように、支持板１２４は、一組のボルトおよびナット１６８を用いて、入力軸１６２に有利に釈放可能に取り付けられる。他方、第２プーリ１５８は、例えば、ただしこれだけには限定されないが、スプラインまたはキーによって、入力軸１６２に有利に釈放可能に結合される。したがって、モータ１４８が駆動軸１６０を回転させると、第１プーリ１５６、ベルト１５４、および第２プーリ１５８が一斉に回転して入力軸１６２を回転させる。その結果、入力軸１６２に取り付けられた支持板１２４は、入力軸１６２からの回転をマグナス型ロータ１０８の円筒体１１４に伝えることによって、円筒体１１４を回転させる。したがって、円筒体１１４がマグナス型ロータ１０８の支持機構１１８を中心に回転するように、ベルト駆動機構１５２はモータ１４８からの回転エネルギーを円筒体１１４に伝達するべく有利に構成される。
【００７１】
図３Ａおよび図３Ｃを参照すると、円筒体１１４は細長く、下方部分１７０を含む。円筒体１１４の下方部分１７０は、推進システム１０２の第１ベアリング機構１７２上に回転可能に支持される。第１ベアリング機構１７２は、入力軸１６２と支持塔１６４の天井１６６との間に配置される１つ以上のローラベアリング１７２ａとスラストベアリング１７２ｂとを含む。ベアリング１７２ａおよび１７２ｂは、第１ベアリング機構１７２と総称される。スラストベアリング１７２ｂは、支持塔１６４上の円筒体１１４の重量をほぼ鉛直方向Ｄ１に支持するべく有利に構成され、ローラベアリング１７２ａは、円筒体１１４をほぼ水平方向Ｄ２に支持するべく有利に構成される（図２を参照）。したがって、第１ベアリング機構１７２は、円筒体１１４を支持塔１６４の周りに回転させることができる。入力軸１６２の回転エネルギーが支持塔１６４に伝達されないように、第１ベアリング機構１７２は入力軸１６２の回転エネルギーを切り離すべく構成されるので、支持塔１６４を静止させたまま、円筒体１１４が支持塔１６４を中心に回転することを理解されるであろう。
【００７２】
図２および図４を参照すると、一例示的実施形態において、支持機構１１８の下端部１７４は、甲板領域１１０上に据え付けられた基礎１１２まで延在し、第２ベアリング機構１７６は支持塔１６４の下部に対応付けられて示されている。必要であれば、基礎１１２は、本開示において先に開示されているように、船舶１００の甲板領域１１０に溶接される。一例示的構成において、基礎１１２は、必要であれば、箱形構造１７８とそこに配設されたベアリング受入れ部１８０とを含む。ベアリング受入れ部１８０は、連結部材１８２によって箱形構造１７８に有利に溶接される。好適な一実施形態において、連結部材１８２は、甲板領域１１０の下に位置する船舶１００の補強部材（不図示）に重なるべく位置付けられる。マグナス型ロータ１０８の重量および動作によって生じる力にベアリング受入れ部１８０が耐えられるように、連結部材１８２は基礎１１２に剛性をもたらすべく構成される。
【００７３】
図４の実施形態において、第２ベアリング機構１７６は、ベアリング受入れ部１８０内に放射状に配設されて示されており、ベアリング受入れ部１８０または船舶１００の甲板領域１１０（図２を参照）に対するマグナス型ロータ１０８の円筒体１１４の下端部１８４の横移動を抑制できる。用語「横移動」は、マグナス型ロータ１０８の円筒体１１４の下端部１８４の、図２に示されているような、ほぼ水平方向Ｄ２への動きを意味する。支持塔１６４の横移動を抑制すると、マグナス型ロータ１０８を基礎１１２上に安定させておくことができるので、マグナス型ロータ１０８の稼働中、円筒体１１４は第１ベアリング機構１７２を中心に枢動できる。図４の特定の実施形態においては、第２ベアリング機構１７６が基礎１１２に対応付けられることが開示されているが、図５Ａ、５Ｂ、および図６と併せて以下に説明するように、必要であれば、第２ベアリング機構１７６は代わりに支持塔１６４に対応付けられる。
【００７４】
図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、および図６Ｂを参照すると、第２ベアリング機構１７６は、必要であれば、支持塔１６４の下端部１７４に配設されてそこに接続される。第２ベアリング機構１７６は、支持塔１６４への円筒体１１４の据え付けおよび取り外しを可能にするために引き込み可能な、弾力的に装着された複数のベアリングホイールまたはローラ１８６から成る構成を含む。図５Ａ、図５Ｂには２つのベアリングホイール１８６のみが示され、図６Ａには８つのベアリングホイール１８６が示されているが、本開示に開示されているベアリングホイール１８６の数は、本質的に単なる例であり、本開示を制限するものではない。第２ベアリング機構１７６を形成するために、任意の数のベアリングホイールまたはローラ１８６が随意用いられる。
【００７５】
次に図６Ａに注目すると、各ベアリングホイールまたはローラ１８６がアーム１８８によって支持塔１６４に接続されて示されている。更に、各ベアリングホイールまたはローラ１８６は回転可能にアーム１８８に接続されている。本開示の複数の実施形態を説明するために用いられている用語「ベアリングホイール１８６」は、ホイール（不図示）の内部に配設されたベアリングを有利に一括して指している。したがって、ベアリングホイール１８６は、必要であれば、アーム１８８上で枢動するべく構成される。アーム１８８の第１端部１９４は、枢支ピン１９６を介して枢動可能に支持塔１６４に接続される。アーム１８８の第２端部１９８は、ベアリングブロック２０２の内部に回転可能に配設されるボルト２００を含む。ボルト２００は、支持塔１６４に画成された雌ねじ穴２０４に螺合するべく構成される。雌ねじ穴２０４は、必要であれば、アーム１８８が枢支ピン１９６を中心に枢動されるときのボルト２００の弓形の軌道２０６に位置合わせして配置される。このような雌ねじ穴２０４は、必要であれば、それぞれのアーム１８８上のボルト２００に対応する数だけ支持塔１６４に設けられる。
【００７６】
更に、支持塔１６４は、必要であれば、そこに画成された複数の開口２０８を含む。各開口２０８は、必要であれば、ベアリングホイールまたはローラ１８６の平面に配置され、対応するベアリングホイール１８６の円弧軌道２１０に位置合わせして位置付けられる。各開口２０８は、ベアリングホイールまたはローラ１８６がそこを通過できるように、適切なサイズおよび形状を有するので、ボルト２００が雌ねじ穴２０４に螺合すると、対応するアーム１８８上のベアリングホイール１８６は、その一部または全体が支持塔１６４の外側に配設され、円筒体１１４の内面２１２に接触する。ベアリングホイールまたはローラ１８６と円筒体１１４の内面２１２との間の接触は、転動式接触が有利であり、ベアリングホイールまたはローラ１８６は、円筒体１１４の回転により、内面２１２に接して転動動作を行うべく構成される。更に、接触力を調節するために、ボルト２００は支持塔１６４の雌ねじ穴２０４に対して有利に締付けられたり緩められたりする。更に、第２ベアリング機構１７６のアーム１８８を個別に締付けたり緩めたりすることによって、支持塔１６４に対する円筒体１１４の位置合わせが容易に調整される。更に、ベアリングブロック２０２は、その内部に複数のばね（不図示）を備え得る。各ばねは、対応するボルト２００を軸線方向に付勢して、対応するボルト２００を雌ねじ穴２０４から遠ざけるようにし、雌ねじ穴２０４に対するボルト２００の未故意の動きを防止するために役立ち得る。したがって、各ばねは、ボルト２００を雌ねじ穴２０４に対してその所望の位置に固定し易くする。また、各ばねは、円筒体１１４の動きおよび生じ得る振動の均等化および均衡化を助ける。
【００７７】
本開示で開示されているアーム１８８に言及すると、その引き込み可能な機能性は、支持塔１６４上への円筒体１１４の組み付け時、操作および／または整備担当者にとって好都合である。更に、アーム１８８の引き込み可能な機能性により、ベアリングホイールまたはローラ１８６の損傷、破損、または摩耗時などの、ただしこれだけに限定されない、状況において整備担当者はベアリングホイールまたはローラ１８６を有利に交換できる。必要であれば、ベアリングホイールまたはローラ１８６の耐用寿命を有利に向上させるために、ホイールまたはローラ、およびその内部のベアリングは、一般には転がり接触の力に起因する摩耗、摩擦、擦傷、および／または他の有害作用に対して最適に耐えられる材料から製造される。ホイールおよびベアリング用の堅牢および／または軽量材料のいくつかの例として、例えば、アルミニウムおよびゴムがそれぞれ随意に挙げられる。ただし、ホイールまたはローラ１８６、およびベアリングホイールまたはローラ１８６のベアリング、を形成するために、当該技術分野において周知の他の多くの材料も有利に使用される。
【００７８】
図６Ｂは、図６Ａの線Ａ−Ａ'に沿った断面図を示す。この図は、円筒体１１４およびベアリングホイールまたはローラ１８６を示す。ベアリングホイールまたはローラ１８６を移動させるための軌道２１３が円筒体１１４の内面２１２に構成されている。図６Ｂは、ベアリングホイールまたはローラ１８６の軸１８７を更に示す。次に、本開示の一例示的実施形態による少なくとも１つのマグナス型ロータ１０８の据え付け方法の複数のステップを図５Ａおよび図５Ｂと併せて説明する。図５Ａには、この例示的方法において起こる事象Ｓ５．１からＳ５．３が示され、図５Ｂには、事象Ｓ５．４からＳ５．５が示されている。事象Ｓ５．１において、支持塔１６４は、好ましくはベアリング受入れ部１８０に、軸線方向に位置合わせして位置付けられ、基礎１１２上に降ろされる。更に、第２ベアリング機構１７６のベアリングホイールまたはローラ１８６は、引き込まれた状態に維持されて、したがって支持塔１６４の内部に位置付けられて、示されている。
【００７９】
事象Ｓ５．２において、支持塔１６４がベアリング受入れ部１８０上に取り付けられて示されている。この時点において、支持塔１６４は、ボルト（不図示）によって基礎１１２に有利に堅固に連結されている。更に、ベアリングホイールまたはローラ１８６は、引き続き引き込まれた状態で、すなわち支持塔１６４の内部に、維持されている。
【００８０】
事象Ｓ５．３において、円筒体１１４は支持塔１６４の入力軸１６２に対して同軸に位置付けられ、支持塔１６４の上に降ろされる。図５Ａの事象Ｓ５．３に示されている一例示的実施形態において、円筒体１１４は、必要であれば、支持板１２４に当接するべく構成された一対のストッパ１９１を更に含む。
【００８１】
図５Ｂを参照して、特に事象Ｓ５．４に注目する。一対のストッパ１９１は、支持板１２４に当接して示されている。この一対のストッパ１９１は、支持板１２４と共に、支持塔１６４に対して円筒体１１４が軸線方向に更に下方に移動することを防止するべく構成される。次に、ストッパ１９１と支持板１２４とを剛結合するために、ストッパ１９１を支持板１２４に有利にボルト止めする。その後、ベアリングホイールまたはローラ１８６は、一対の水平矢印によって示されているように、それぞれの引き込まれた状態から有利に移動される。
【００８２】
図５Ｂの事象Ｓ５．５において、ベアリングホイールまたはローラ１８６は、その一部が支持塔１６４の外側にあって、円筒体１１４の内面２１２に接触して示されている。このようにして、マグナス型ロータ１０８は、船舶１００の甲板領域１１０上に有利に組み付けられる。ただし、上記の事象Ｓ５．１からＳ５．５は、組み付けステップの一例示的順番を開示していることを理解されるであろう。本開示によると、他の組み付け方法も可能である。例えば、マグナス型ロータ１０８全体を基礎１１２上に降ろす前に、円筒体１１４の一対のストッパ１９１を支持板１２４にボルト止めすることも可能である。
【００８３】
本願の特許請求の範囲を逸脱せずに１つ以上のステップが追加された、または１つ以上のステップが除去された、または１つ以上のステップが異なる順番で提供される他の代替案も想到され得うるので、事象Ｓ５．１からＳ５．５は、単に例示および説明のためであることを理解されるであろう。
【００８４】
図５Ａおよび図５Ｂは単なる例であり、本願の特許請求の範囲を不当に制限するものではない。組み付けの各事象のための特定の名称は、例示を目的としたものであり、この組み付け工程をマグナス型ロータ１０８の構成要素の特定の数、種類、および配置順に限定すると解釈されるべきではないことを理解されるものとする。当業者は、本開示の複数の実施形態の多くの変形例、代替例、および改造例を認識されるであろう。
【００８５】
図７には、本開示の一実施形態による船舶１００への推進システム１０２の据え付け方法７００の複数のステップが示されている。ステップ７０２において、方法７００は、支持構造、すなわち基礎１１２、を船舶１００の甲板領域１１０上に据え付ける、または後付けする、ステップを含む。この支持構造は、第２ベアリング機構１７６の上方に配設された第１ベアリング機構１７２を含む。本開示において先に開示されているように、第１ベアリング機構１７２は、下向きの力、すなわち円筒体１１４の重量、をほぼ支えながら、支持塔１６４を中心とした円筒体１１４の枢動運動に対応できる。第２ベアリング機構１７６は、支持塔１６４に対する円筒体１１４の横移動を抑制する、ひいては横向きの力を支える、ことができる。
【００８６】
ステップ７０４において、方法７００は、船舶１００への支持機構１１８の据え付けを可能にするために、横移動抑制用構成要素、すなわち第２ベアリング機構１７６のベアリングホイールまたはローラ１８６、を引き込まれた状態で配置するステップを更に含む。本開示において先に開示されているように、第２ベアリング機構１７６は、船舶１００の甲板領域１１０上の基礎１１２に有利に対応付けられる。ただし、第２ベアリング機構１７６は、必要であれば、代わりに支持塔１６４の内部に配置される、したがって支持機構１１８に対応付けられる。
【００８７】
ステップ７０６において、方法７００は、ベアリング受入れ部１８０に係合させるために、支持機構１１８を支持構造、すなわち基礎１１２、に降ろすことを更に含む。第２ベアリング機構１７６が少なくとも１つのマグナス型ロータ１０８の円筒体１１４の下端部１８４に係合するべく構成されるように、第２ベアリング機構１７６は引き込まれていない状態にされると有利である。
【００８８】
ステップ７０８において、方法７００は、少なくとも１つのマグナス型ロータ１０８が支持機構１１８を中心に回転できるように、少なくとも１つのマグナス型ロータ１０８の円筒体１１４を第１ベアリング機構１７２上に、かつ第２ベアリング機構１７６の周りに、降ろすことを更に含む。
【００８９】
ステップ７０２〜７０８は単なる例であり、本願の特許請求の範囲から逸脱することなく１つ以上のステップが追加または除去された、または１つ以上のステップが異なる順番で設けられた他の複数の代替案も可能であることを理解されるであろう。
【００９０】
本開示の複数の実施形態は、船舶１００の甲板領域１１０上へのマグナス型ロータ１０８のより容易な据え付けを可能にしながら、整備担当者によるマグナス型ロータ１０８のモータ１４８および／または他の内部構成要素へのより容易なアクセスを可能にすることを含む、ただしこれだけには限定されない、さまざまな目的のために使用可能である。更に、本開示の複数の実施形態は、マグナス型ロータ１０８内の駆動機構１４７および／または他の構成要素の耐用寿命を伸ばすために、マグナス型ロータ１０８内の駆動機構１４７および／または他の構成要素に十分な冷却および／または換気をもたらすために具現化可能である。
【００９１】
次に図８および図９を参照すると、全体が８００で示されているマグナス型ロータの一代替具現例が示されている。マグナス型ロータ８００は、ロータ８００の重量に主に起因する鉛直下向きの力を支えると共に、ロータ８００を横方向に拘束するために、ロータ８００の略上方部分に設けられた第１ベアリング機構８１０と、ロータ８００が発生させる横向きの力を支えるためにロータ８００の略下方部分に設けられた第２ベアリング機構とを含む。ロータ８００の上方部分に配置されたモータ８２０への担当者のアクセスを可能にするための梯子機構を含む支持機構を収容するために、ロータ８００の内側領域は中空である。モータ８２０は、必要であれば、ロータ８００の比較的大きいはめ歯歯車を駆動するためのはめ歯歯車がその回転軸に設けられる。ロータ８００のはめ歯歯車は、第１ベアリング機構８１０のほぼ直下に有利に配設される。ロータ８００には、船舶、例えば船舶１００、の上甲板に取り付け易い、または一体に結合し易い、幅広の台座が設けられる。台座の外径は、例えば、ロータ８００の外径の１．５〜３倍の範囲内である。
【００９２】
第１および第２ベアリング機構８１０、８３０は、図１０に示されているように、それぞれ代替構成で随意に具現化されることを理解されるであろう。構成「Ａ」において、第１ベアリング機構８１０は、ロータ１１４を枢動させながら、ロータ１１４を横方向に拘束する。第２ベアリング機構８３０は、ロータ１１４の下端部において、横移動を抑制できる。構成「Ｂ」において、ロータ１１４の重量は、ロータ１１４を枢動させるがロータ１１４を横方向に拘束する第１ベアリング機構８１０によって支えられる。第２ベアリング機構８３０は、ロータ１１４の横方向への移動を制約できる。構成「Ｃ」において、第１ベアリング機構は、ロータ１１４の横移動を制約できる。第２ベアリング機構８３０は、ロータ１１４の重量を支持し、ロータ１１４の下端部の横移動を制約できる。本開示により、第１および第２ベアリング機構８１０、８３０の他の具現例も実現可能である。
【００９３】
上記の本開示の複数の実施形態の変更は、添付の特許請求の範囲によって規定される本開示の範囲から逸脱することなく、可能である。本開示を説明および主張するために用いられている「を含む」、「を備える」、「を組み込んだ」、「から成る」、「を有する」、「である」などの表現は、非排他的である、すなわち明示的に記載されていない要素、構成要素、または要素も存在し得る、と解釈されるものとする。単数形への言及は、複数形にも関わると解釈されるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年5月2日(2016.5.2)
【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】
船舶（１００）用の推進システム（１０２）であって、
対応するほぼ直立の軸線を中心に回転可能な少なくとも１つのマグナス型ロータ（１０８）であって、円筒体（１１４）を備えるマグナス型ロータ（１０８）と、
前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させるための駆動機構（１４７）と、
前記少なくとも１つのマグナス型ロータの回転速度および／または方向を変えるために前記駆動機構を制御する制御機構（１５０）と、
を備える推進システム（１０２）において、
前記少なくとも１つのマグナス型ロータは、その内部に中空領域（１１６）を備え、前記中空領域内まで延在する支持機構（１１８）上に回転可能に支持され、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させるための前記駆動機構の少なくとも１つのモータ（１４８）が前記中空領域に含まれ、かつ前記支持機構の外側に配置され、前記少なくとも１つのモータへの保守用アクセスが可能であり、
前記少なくとも１つのマグナス型ロータは、稼働中、前記駆動機構および／または他の内部構成要素の冷却および換気のために、前記少なくとも１つのマグナス型ロータの内部に、前記円筒体（１１４）の内外で空気の上昇を引き起こすことができる換気用開口機構（１３２）を、前記マグナス型ロータの上部に備える、
ことを特徴とする推進システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのモータは、稼働中、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させて前記船舶を推進するために、ベルト駆動機構（１５２）、チェーン駆動、または歯車機構を介して、前記少なくとも１つのマグナス型ロータに連結されることを特徴とする、請求項１に記載の推進システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのマグナス型ロータは細長く、前記少なくとも１つのマグナス型ロータと前記支持機構との間に配設された第１ベアリング機構（１７２）上に支持される上方部分を含み、前記支持機構の下端部は、前記船舶の甲板領域（１１０）上に据え付けられた基礎（１１２）に連結されることを特徴とする、請求項１または２に記載の推進システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのマグナス型ロータが前記第１ベアリング機構を中心に枢動できるように、前記第１ベアリング機構は、前記少なくとも１つのマグナス型ロータの重量の大部分を支えることができ、第２ベアリング機構（１７６）は、前記マグナス型ロータの下端部の横移動を抑制できることを特徴とする、請求項３に記載の推進システム。
【請求項５】
前記第２ベアリング機構は、前記支持機構への前記マグナス型ロータの据え付けおよび取り外しを可能にするために引き込み可能な、弾力的に装着された複数のベアリングホイール（１８６）から成る構成を含むことを特徴とする、請求項４に記載の推進システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのマグナス型ロータは、２．５メートルから７．０メートルの範囲内の直径と、１５メートルから４０メートルの範囲内の高さとを有することを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の推進システム。
【請求項７】
前記船舶を推進するために前記推進システムが用いられるとき、前記駆動機構の前記少なくとも１つのモータは５０ｋＷから３００ｋＷの範囲内の機械的駆動力を前記少なくとも１つのマグナス型ロータに供給できることを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の推進システム。
【請求項８】
前記少なくとも１つのマグナス型ロータは、その上方領域（１４０）に、前記上昇空気の交換を可能にする複数の開口（１３４）および／または１つ以上の換気羽根（１３６）および／または少なくとも１つの整備用開口部を含むことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の推進システム。
【請求項９】
前記第１ベアリング機構は少なくとも２組のローラベアリング（１７２ａ）を含み、前記少なくとも１つのマグナス型ロータが、稼働中、前記第１ベアリング機構を中心に枢動できるように、しかし前記支持機構に対する前記少なくとも１つのマグナス型ロータの横移動をほぼ妨げるように、前記２組のローラベアリングは斜めに配設された回転軸線をそれぞれ有することを特徴とする、請求項３に記載の推進システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の推進システムを船舶に据え付ける方法であって、前記推進システムは、対応するほぼ直立の軸線を中心に回転可能な少なくとも１つのマグナス型ロータと、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させるための駆動機構と、前記少なくとも１つのマグナス型ロータの回転速度を変えるために前記駆動機構を制御する制御機構とを備え、前記マグナス型ロータは、円筒体を備えると共に、稼働中、前記駆動機構および／または他の内部構成要素の冷却および換気のために、前記少なくとも１つのマグナス型ロータの内部に、前記円筒体の内外で空気の上昇を引き起こすことができる換気用開口機構（１３２）を、前記マグナス型ロータの上部に備え、前記方法は、
（ｉ）基礎を前記船舶の甲板領域上に据え付ける、または後付けする、ステップと、
（ｉｉ）第１ベアリング機構を第２ベアリング機構の上方に含む支持構造を前記基礎上に据え付ける、または後付けする、ステップであって、前記第１ベアリング機構は枢動運動に対応でき、前記第２ベアリング機構は横移動に対応でき、前記第１ベアリング機構は下向きの力をほぼ支えることができ、前記第２ベアリング機構は横向きの力をほぼ支えることができる、ステップと、
（ｉｉｉ）前記第２ベアリング機構の複数の横移動抑制用構成要素を引き込まれた状態で配置するステップと、
（ｉｖ）前記少なくとも１つのマグナス型ロータが前記支持機構を中心に回転できるように、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを前記支持機構に対応付けて配設された前記第１および第２ベアリング機構上に降ろすステップと、
（ｖ）前記マグナス型ロータの下端部に係合するように、前記第２ベアリング機構を引き込まれていない状態にするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記方法は、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを、稼働中、前記支持機構に対して回転させるために、前記駆動機構の少なくとも１つのモータを前記少なくとも１つのマグナス型ロータと前記支持機構との間に連結するステップを含み、前記少なくとも１つのマグナス型ロータは、その内部に中空領域を含み、前記中空領域内まで延在する支持機構上に回転可能に支持され、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させるための前記駆動機構の少なくとも１つのモータが前記中空領域内に含まれ、かつ前記支持機構の外側に配置され、前記少なくとも１つのモータへの保守用アクセスが可能であることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
複数のベアリングホイールから成る構成を枢動および／または横移動および／または半径方向移動させて引き込まれた状態から係合状態にすることによって、前記第２ベアリング機構を係合させるステップを含み、前記複数のベアリングホイールは前記少なくとも１つのマグナス型ロータの下端部に係合することを特徴とする、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
船舶（１００）用の請求項１に記載の推進システム（１０２）であって、対応するほぼ直立の軸線を中心に回転可能な少なくとも１つのマグナス型ロータ（１０８）と、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させるための駆動機構（１４７）と、前記少なくとも１つのマグナス型ロータの回転速度を変えるために前記駆動機構を制御する制御機構（１５０）とを含む推進システムにおいて、支持機構（１１８）が細長く、前記船舶の甲板領域（１１０）上の基礎（１１２）上に支持される下方部分を含むことを特徴とする推進システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのマグナス型ロータが第１ベアリング機構（１７２）を中心に枢動可能であるように、前記第１ベアリング機構（１７２）は前記少なくとも１つのマグナス型ロータの重量の大部分を支えることができ、第２ベアリング機構（１７６）は前記支持機構の下端部の横移動を制約できることを特徴とする、請求項１３に記載の推進システム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのマグナス型ロータは、その内部に中空領域（１１６）を含み、前記中空領域内まで延在する前記支持機構上に回転可能に支持され、前記少なくとも１つのマグナス型ロータを回転させるための前記駆動機構の少なくとも１つのモータ（１４８）が前記中空領域に含まれ、かつ前記支持機構の外側に配置され、前記少なくとも１つのモータへの保守用アクセスが可能であることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の推進システム。
【請求項１６】
前記第２ベアリング機構は、前記支持機構への前記マグナス型ロータの据え付けおよび取り外しを可能にするために引き込み可能な、弾力的に装着された複数のベアリングホイール（１８６）から成る構成を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の推進システム。
【請求項１７】
前記弾力的に装着された複数のベアリングホイールから成る構成は、調整可能なアーム（１８８）上に回転可能に取り付けられる１つ以上のベアリングホイールまたはローラを含むことを特徴とする、請求項１６に記載の推進システム。
【請求項１８】
前記第１ベアリング機構は２組のローラベアリング（１７２ａ）を含み、前記２組のローラベアリングは、前記少なくとも１つのマグナス型ロータが、稼働中、前記第１ベアリング機構を中心に枢動できるように、かつ前記支持機構に対する前記少なくとも１つのマグナス型ロータの横移動をほぼ妨げるように、斜めに配設された回転軸線をそれぞれ有することを特徴とする、請求項１４に記載の推進システム。
【国際調査報告】
2016534942.tif 000016
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2016534942.tif 000018