特許ウォッチ

公開番号2025071025
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2024181530
出願日2024-10-17
発明の名称プル型全回転推進器、その制御システム及び制御方法
出願人江蘇科技大学,JIANGSU UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY,江蘇華帝海洋工程設備製造有限公司,China Empire Offshore Engineering Equipment Manufacture CO.,Ltd.
代理人弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
主分類B63H 5/07 20060101AFI20250424BHJP(船舶またはその他の水上浮揚構造物;関連艤装品)
要約【課題】プル型全回転船舶推進器、その制御システム及び制御方法を提供する。
【解決手段】順に接続される上部駆動部材、中部連結部材及び下部推進器を含み、上部駆動部材の第1のフランジと中部連結部材の第2の取付台とはねじで接続され、同時に上部駆動部材の上部軸の下端は中部連結部材の中部内軸の上端空洞に挿入され、下部推進器の第3のフランジはねじで中部連結部材の下端の第2のフランジに接続され、同時にギア軸の上端は中部連結部材の中部内軸の下端の中間空洞に挿入される。該推進器はフロントプロペラの構造形態を採用しており、プロペラ盤面での航跡場は比較的均一であり、プロペラは比較的均一な流れ場で動作し、プロペラの推進効率が効果的に向上し、キャビテーションの発生確率が低下し、プロペラに起因するノイズ、振動及び駆動軸上のトルク変動が減少し、推進器全体の全体的な性能が効果的に向上する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
プル型全回転推進器であって、順に接続される上部駆動部材（１）、中部連結部材（２）及び下部推進器（３）を含み、前記上部駆動部材（１）の第１のフランジ（１０１）と中部連結部材（２）の第２の取付台（２０４）とはねじで接続され、同時に上部駆動部材（１）の上部軸（１０４）の下端は中部連結部材（２）の中部内軸（２０６）の上端空洞に挿入され、下部推進器（３）の第３のフランジ（３０３）はねじで中部連結部材（２）の下端の第２のフランジ（２０１）に接続され、同時にギア軸（３０５）の上端は中部連結部材（２）の中部内軸（２０６）の下端の空洞に挿入され、
前記上部駆動部材（１）は、第１のフランジ（１０１）、上部軸取付台（１０２）、第１の取付台（１０３）、上部軸（１０４）、第１のウォームギア（１０５）、第１のウォーム（１０６）、第１のモーター（１０９）を含み、
前記第１の取付台（１０３）は、底部に中心貫通孔及び環状の第１の油受け溝（１０３．１）が開けられる円鉢形構造であり、前記第１の油受け溝（１０３．１）の片側には第１の油戻し孔（１０３．２）及び接線を軸線としたウォーム取付筒（１０３．３）が開けられ、
前記第１の取付台（１０３）はねじで上部軸取付台（１０２）の上面に取り付けられ、第１のフランジ（１０１）は溶接で上部軸取付台（１０２）の底面に取り付けられ、上部駆動部材（１）のフレーム構造を形成し、上部軸（１０４）は第１の円すいころ軸受（１１２）を介して上部軸取付台（１０２）の中間空洞に取り付けられ、第１のウォームギア（１０５）は上部軸（１０４）の上端に取り付けられ、第１のウォーム（１０６）は円すいころ軸受を介して第１の取付台（１０３）のウォーム取付孔（１０３．３）に取り付けられ、第１のウォームギア（１０５）は第１のウォーム（１０６）と噛み合っており、第１のモーター（１０９）は第１のフランジ（１０１）の上面に取り付けられて、第１のウォーム（１０６）の真下に位置し、第１のモーター（１０９）の出力軸と第１のウォーム（１０６）とは可撓性伝動を介して接続され、前記上部軸（１０４）の中心には上端が閉塞された中心止まり穴が設けられ、前記上部軸（１０４）の上端には止まり穴に貫通する第１の上部油導出孔（１０４．１）が設けられ、前記上部軸（１０４）の下端には止まり穴に貫通する第１の下部油導出孔（１０４．２）が設けられ、前記上部軸（１０４）の下端の横断面が非円形であり、
前記中部連結部材（２）は、第２のフランジ（２０１）、中部外軸（２０２）、連結取付台（２０３）、第２の取付台（２０４）、第２のウォームギア（２０５）、中部内軸（２０６）、第２のウォーム（２０７）、第２のモーター（２１０）を含み、
前記第２の取付台（２０４）は、底部に中心貫通孔及び環状油受け溝が開けられ、油受け溝の片側には第２の油戻し孔（２０４．１）及び接線を軸線とした第２のウォーム（２０７）取付筒が加工され、
前記第２の取付台（２０４）は連結取付台（２０３）の上端に取り付けられ、中部外軸（２０２）は第２の大きな円すいころ軸受（２０９）を介して連結取付台（２０３）の空洞に取り付けられ、中部内軸（２０６）は第２の小さな円すいころ軸受（２１１）を介して中部外軸（２０２）の空洞に取り付けられ、第２のウォームギア（２０５）は、中部外軸（２０２）の上端に取り付けられ、第２の取付台（２０４）内に位置し、第２のフランジ（２０１）はねじで中部外軸（２０２）の下端の底面に取り付けられ、第２のウォーム（２０７）は円すいころ軸受を介して第２の取付台（２０４）のウォーム取付筒に取り付けられ、第２のウォームギア（２０５）は第２のウォーム（２０７）と噛み合っており、第２のモーター（２１０）は連結取付台（２０３）に取り付けられ、且つ第２のモーター（２１０）の出力軸と第２のウォーム（２０７）とは軸継ぎ手を介して伝動接続され、前記中部内軸（２０６）の上端には、上部軸（１０４）の下端の形状に適合する非円形孔が設けられ、孔壁には中部内軸（２０６）の非円形孔に貫通する第２の油導出孔（２０６．１）が開けられ、第２の油導出孔（２０６．１）の周方向位置が前記上部軸（１０４）の下端の第１の下部油導出孔（１０４．２）の位置に対応し、下端には非円形孔が設けられ、中間部分には円形中心貫通孔が設けられ、
前記下部推進器（３）は、後部導流キャップ（３０１）、下部ギアボックス（３０２）、第３のフランジ（３０３）、ギア軸（３０５）、プロペラ（３０７）、プロペラ軸（３０９）、ベベルギア（３１０）、第４の軸受台（３１１）、軸用バネ止め輪３１２、空間調節板（３１３）を含み、前記第３のフランジ（３０３）は下部ギアボックス（３０２）の上面に取り付けられ、ギア軸（３０５）の下端はベベルギアであり、ギア軸（３０５）は第３の円すいころ軸受（３０６）を介して下部ギアボックス（３０２）の垂直孔（３０２．３）に取り付けられ、後部導流キャップ（３０１）の上面（３０１．２）は下部ギアボックス（３０２）の底面とはめ合い、後部導流キャップ（３０１）は下部ギアボックス（３０２）の前部導流キャップ（３０２．２）に当接し、下部ギアボックス（３０２）の前部導流キャップ（３０２．２）と後部導流キャップ（３０１）は下部推進器（３）の支持フレームを形成し、プロペラ軸（３０９）は、第４の軸受台（３１１）、第４の円すいころ軸受（３１７）、第５の軸受台（３１４）を介して、下部ギアボックス（３０２）の前部導流キャップ（３０２．２）と後部導流キャップ（３０１）で構成される水平空間に取り付けられ、ベベルギア（３１０）はプロペラ軸（３０９）に取り付けられ、且つベベルギア（３１０）はギア軸（３０５）の下端のベベルギアと噛み合っており、プロペラ（３０７）はピン（３０８）でプロペラ軸（３０９）の右端に取り付けられ、
前記プロペラ軸３０９には左回転ねじ山及び右回転ねじ山の２種が加工され、
前記空間調節板（３１３）の中間孔には左回転ねじ山及び右回転ねじ山の２種が加工され、プロペラ軸（３０９）の中端部には軸用バネ止め輪（３１２）が取り付けられ、空間調節板（３１３）は軸用バネ止め輪（３１２）の右部のプロペラ軸（３０９）に取り付けられ、第４の軸受台（３１１）、空間調節板（３１３）及び下部ギアボックス（３０２）の下部空洞（３０２．４）によって形成された空間には潤滑油が充填されている、ことを特徴とするプル型全回転推進器。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１のモーター（１０９）の出力軸と第１のウォーム（１０６）との間の可撓性伝動は同期ベルト伝動又はチェーン伝動であり、第１のモーター（１０９）の出力軸には第１の主動輪（１１０）が取り付けられ、第１のウォーム（１０６）の一端には第１の従動輪（１０７）が取り付けられ、第１のモーター（１０９）の出力軸に取り付けられた第１の主動輪（１１０）と、第１のウォーム（１０６）の一端に取り付けられた第１の従動輪（１０７）とは可撓性部材によって伝動可能に連結され、第１の主動輪（１１０）及び第２の従動部材は同期プーリ又はスプロケットであり、前記可撓性部材は同期ベルト又はチェーンである、ことを特徴とする請求項１に記載のプル型全回転推進器。
【請求項３】
上部軸（１０４）の上端の第１の上部油導出孔（１０４．１）及び下端の第１の下部油導出孔（１０４．２）の数はいずれも４つであり、且つ周方向に均等に分布している、ことを特徴とする請求項１に記載のプル型全回転推進器。
【請求項４】
前記上部駆動部材（１）の上部軸（１０４）の下端横断面は、非円形形状であり、三角形、正方形、スプライン形又はその他の多角形である、ことを特徴とする請求項１に記載のプル型全回転推進器。
【請求項５】
中部内軸（２０６）の上端の非円形孔に貫通する第２の油導出孔（２０６．１）の数は４つであり、且つ周方向に均等に分布している、ことを特徴とする請求項１に記載のプル型全回転推進器。
【請求項６】
連結取付台（２０３）の上面には複数の吊り上げラグが設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のプル型全回転推進器。
【請求項７】
前記中部連結部材（２）の中部内軸（２０６）の上端に設けられる非円形孔の横断面の形状は上部軸（１０４）の下端の横断面に適合する、ことを特徴とする請求項１に記載のプル型全回転推進器。
【請求項８】
前記中部連結部材（２）の中部内軸（２０６）の下端に設けられる非円形孔の横断面の形状は、三角形、正方形、多角形、又はスプライン形である、ことを特徴とする請求項１に記載のプル型全回転推進器。
【請求項９】
前記下部推進器（３）のギア軸（３０５）の上端断面の形状は中部内軸（２０６）の下端の非円形孔の形状に適合する、ことを特徴とする請求項１に記載のプル型全回転推進器。
【請求項１０】
前記下部推進器（３）の後部導流キャップ（３０１）には流線型スケグが加工され、スケグの形状が「翼型」である、ことを特徴とする請求項１に記載のプル型全回転推進器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶部品の技術分野に関し、具体的には、プル型全回転船舶推進器、その制御システム及び制御方法に関する。
続きを表示（約 4,100 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、ほとんどの船舶の推進器はプッシュ型推進器であり、プロペラのブレードは推進器の立柱の後方にあり、プロペラの前方の立柱によりプロペラの流れが不均一になり、プッシュ型推進器は不均一な流れ場で動作し、大きな干渉を受け、効率の損失が大きく、動作中に推進器のキャビテーションの発生確率が高まり、プロペラに起因するノイズ、振動及び駆動軸上のトルク変動が大きくなる。
【０００３】
これらの明らかな現象は全回転推進器の全体的な性能に直接影響を与えるため、従来のリアプロペラの配置形式を変更することは発展方向の１つになった。
【０００４】
出願番号が２０２０２２６７９７６４．１である実用新案特許の船舶用砕氷プル型全回転推進器はプル型全回転推進器を開示し、該船舶用砕氷プル型全回転推進器には、上部ギアボックスアセンブリ、ウェルボックスアセンブリ、中間垂直軸アセンブリ及び下部ギアボックスアセンブリが上から下に順に設けられる。中間垂直軸アセンブリは、上部ギアボックスアセンブリと下部ギアボックスアセンブリとの間の動力伝達に用いられ、ウェルボックスアセンブリは船体に接続され、上部ギアボックスアセンブリ及び下部ギアボックスアセンブリはそれぞれウェルボックスアセンブリの上部及び下部に設けられる。該特許は、上部ギアボックスアセンブリ、中間垂直軸アセンブリ、下部ギアボックスアセンブリの潤滑の問題を解決しておらず、動作中の上部ギアボックスアセンブリ、中間垂直軸アセンブリ、下部ギアボックスアセンブリの摩擦力の増加、大量の動力損失、さらに摩擦による部品の急速な摩耗や過熱をもたらしやすく、その結果、推進器の耐用年数が短くなり、動作コストが高くなる。該推進器は４セットの前記回転駆動アセンブリを使用し、回転駆動アセンブリは、駆動モーター、減速機及び回転リングギアを含み、前記駆動モーターは前記減速機を介して前記回転リングギアを回転駆動して、下部ギアボックスアセンブリを回転駆動する。４セットの回転駆動アセンブリを介して下部ギアボックスアセンブリを駆動すると、駆動モーターの非同期による干渉現象が発生しやすく、下部ギアボックスアセンブリの回転がスムーズでなく、回転できないことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記の背景技術に存在する問題及び欠陥を克服するために、プル型全回転船舶推進器、その制御システム及び制御方法を提供することである。
【０００６】
本発明は、フロントプロペラの構造形態を採用しており、プロペラ盤面での航跡場が比較的均一であり、プロペラは比較的均一な流れ場で動作し、プロペラの推進効率を効果的に向上させ、キャビテーションの発生確率を低下させ、プロペラに起因するノイズ、振動及び駆動軸上のトルク変動を減少させ、推進器全体の全体的な性能の実現を効果的に向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の技術的解決手段を採用することで実現される。
【０００８】
プル型全回転推進器であって、順に接続される上部駆動部材１、中部連結部材２及び下部推進器３を含み、前記上部駆動部材１の第１のフランジ１０１と中部連結部材２の第２の取付台２０４とはねじで接続され、同時に上部駆動部材１の上部軸１０４の下端は中部連結部材２の中部内軸２０６の上端空洞に挿入され、下部推進器３の第３のフランジ３０３はねじで中部連結部材２の下端の第２のフランジ２０１に接続され、同時にギア軸３０５の上端は中部連結部材２の中部内軸２０６の下端の空洞に挿入され、
前記上部駆動部材１は第１のフランジ１０１、上部軸取付台１０２、第１の取付台１０３、上部軸１０４、第１のウォームギア１０５、第１のウォーム１０６、第１のモーター１０９を含み、
前記第１の取付台１０３は、底部に中心貫通孔及び環状の第１の油受け溝１０３．１が開けられる円鉢形構造であり、前記第１の油受け溝１０３．１の片側には第１の油戻し孔１０３．２及び接線を軸線としたウォーム取付筒１０３．３が開けられ、
前記第１の取付台１０３はねじで上部軸取付台１０２の上面に取り付けられ、第１のフランジ１０１は溶接で上部軸取付台１０２の底面に取り付けられ、上部駆動部材１のフレーム構造を形成し、上部軸１０４は第１の円すいころ軸受１１２を介して上部軸取付台１０２の中間空洞に取り付けられ、第１のウォームギア１０５は上部軸１０４の上端に取り付けられ、第１のウォーム１０６は円すいころ軸受を介して第１の取付台１０３のウォーム取付孔１０３．３に取り付けられ、第１のウォームギア１０５は第１のウォーム１０６と噛み合っており、第１のモーター１０９は第１のフランジ１０１の上面に取り付けられて、第１のウォーム１０６の真下に位置し、第１のモーター１０９の出力軸と第１のウォーム１０６とは可撓性伝動を介して接続され、前記上部軸１０４の中心には上端が閉塞された中心止まり穴が設けられ、前記上部軸１０４の上端には止まり穴に貫通する第１の上部油導出孔１０４．１が設けられ、前記上部軸１０４の下端には止まり穴に貫通する第１の下部油導出孔１０４．２が設けられ、前記上部軸１０４の下端の横断面が非円形であり、
前記中部連結部材２は、第２のフランジ２０１、中部外軸２０２、連結取付台２０３、第２の取付台２０４、第２のウォームギア２０５、中部内軸２０６、第２のウォーム２０７、第２のモーター２１０を含み、
前記第２の取付台２０４は、底部に中心貫通孔及び環状油受け溝が開けられ、油受け溝の片側には第１の油戻し孔２０４．１及び接線を軸線とした第２のウォーム２０７取付筒が加工され、
前記第２の取付台２０４は連結取付台２０３の上端に取り付けられ、中部外軸２０２は第２の大きな円すいころ軸受２０９を介して連結取付台２０３の空洞に取り付けられ、中部内軸２０６は第２の小さな円すいころ軸受２１１を介して中部外軸２０２の空洞に取り付けられ、第２のウォームギア２０５は中部外軸２０２の上端に取り付けられて、第２の取付台２０４内に位置し、第２のフランジ２０１はねじで中部外軸２０２の下端の底面に取り付けられ、第２のウォーム２０７は円すいころ軸受を介して第２の取付台２０４のウォーム取付筒に取り付けられ、第２のウォームギア２０５は第２のウォーム２０７と噛み合っており、第２のモーター２１０は連結取付台２０３に取り付けられ、且つ第２のモーター２１０の出力軸と第２のウォーム２０７とは軸継ぎ手を介して伝動接続され、前記中部内軸２０６の上端には、上部軸１０４の下端の形状に適合する非円形孔が設けられ、孔壁には中部内軸２０６の非円形孔に貫通する第２の油導出孔２０６．１が開けられ、第２の油導出孔２０６．１の周方向位置が前記上部軸１０４の下端の第１の下部油導出孔１０４．２の位置に対応し、下端には非円形孔が設けられ、中間部分には円形中心貫通孔が設けられ、
前記下部推進器３は、後部導流キャップ３０１、下部ギアボックス３０２、第３のフランジ３０３、ギア軸３０５、プロペラ３０７、プロペラ軸３０９、ベベルギア３１０、第４の軸受台３１１、軸用バネ止め輪３１２、空間調節板３１３を含み、前記第３のフランジ３０３は下部ギアボックス３０２の上面に取り付けられ、ギア軸３０５の下端はベベルギアであり、ギア軸３０５は第３の円すいころ軸受３０６を介して下部ギアボックス３０２の垂直孔３０２．３に取り付けられ、後部導流キャップ３０１の上面３０１．２は下部ギアボックス３０２の底面とはめ合い、後部導流キャップ３０１は下部ギアボックス３０２の前部導流キャップ３０２．２に当接し、下部ギアボックス３０２の前部導流キャップ３０２．２と後部導流キャップ３０１は下部推進器３の支持フレームを形成し、プロペラ軸３０９は、第４の軸受台３１１、第４の円すいころ軸受３１７、第５の軸受台３１４を介して、下部ギアボックス３０２の前部導流キャップ３０２．２と後部導流キャップ３０１で構成される水平空間に取り付けられ、ベベルギア３１０はプロペラ軸３０９に取り付けられ、且つベベルギア３１０はギア軸３０５の下端のベベルギアと噛み合っており、プロペラ３０７はピン３０８でプロペラ軸３０９の右端に取り付けられ、
前記プロペラ軸３０９には左回転ねじ山及び右回転ねじ山の２種が加工され、
前記空間調節板３１３の中間孔には左回転ねじ山及び右回転ねじ山の２種が加工され、プロペラ軸３０９の中端部には軸用バネ止め輪３１２が取り付けられ、空間調節板３１３は軸用バネ止め輪３１２の右部のプロペラ軸３０９に取り付けられ、第４の軸受台３１１、空間調節板３１３及び下部ギアボックス３０２の下部空洞３０２．４によって形成された空間には潤滑油が充填されている。
【０００９】
さらに好ましくは、前記第１のモーター１０９の出力軸と第１のウォーム１０６との間の可撓性伝動は同期ベルト伝動又はチェーン伝動であり、第１のモーター１０９の出力軸には第１の主動輪１１０が取り付けられ、第１のウォーム１０６の一端には第１の従動輪１０７が取り付けられ、第１のモーター１０９の出力軸に取り付けられた第１の主動輪１１０と、第１のウォーム１０６の一端に取り付けられた第１の従動輪１０７とは可撓性部材によって伝動可能に連結され、第１の主動輪１１０及び第２の従動部材は同期プーリ又はスプロケットであり、前記可撓性部材は同期ベルト又はチェーンである。
【００１０】
さらに好ましくは、上部軸１０４の上端の第１の上部油導出孔１０４．１及び下端の第１の下部油導出孔１０４．２の数はいずれも４つであり、且つ周方向に均等に分布している。
（【００１１】以降は省略されています）

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