JP3490410B2 - Electric pod type thruster - Google Patents
Electric pod type thrusterInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本願発明は、舶用推進機とし
て用いられるポッド型推進機に関し、詳しくは、電動機
をポッド内に設置した電動式ポッド型推進機に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pod type propulsion device used as a marine propulsion device, and more particularly to an electric pod type propulsion device having an electric motor installed in the pod.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、船舶の主推進機として旋回式
スラスタが利用されているが、近年、電動機をポッド内
に設置した電動式ポッド型推進機が注目されている。こ
の電動式ポッド型推進機は、電動機を水中のポッド内に
設置し、この電動機の出力軸にプロペラが取り付けられ
たものである。2. Description of the Related Art Conventionally, a swing type thruster has been used as a main propulsion device of a ship, but in recent years, an electric pod type propulsion device having an electric motor installed in a pod has been attracting attention. In this electric pod type propulsion device, an electric motor is installed in a pod underwater, and a propeller is attached to an output shaft of the electric motor.
【０００３】図７は、この種の従来技術である特開平６
−１９１４８４号公報記載の船舶用推進装置を示す側断
面図である。この発明では、駆動ユニット５１を内部か
ら支持するほぼ鉛直な力板５２をケーシング５３内に設
け、この力板５２を、駆動モータ５４の取付部材と、駆
動モータ５４によるトルク反力のケーシング５３への伝
達部材と、気体状冷却材５５の出入りする管路の壁部材
として多目的利用することにより、推進装置の寸法およ
び重量を低減させようとしている。FIG. 7 shows a conventional technique of this type.
It is a sectional side view which shows the propulsion apparatus for ships of the description of 191484 publication. In the present invention, a substantially vertical force plate 52 for supporting the drive unit 51 from the inside is provided in the casing 53, and this force plate 52 is attached to the mounting member of the drive motor 54 and the casing 53 of the torque reaction force by the drive motor 54. In order to reduce the size and weight of the propulsion device, the multi-purpose use of the transmission member and the wall member of the pipe line through which the gaseous coolant 55 enters and leaves.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ポッド型推
進機におけるポッドは、水中での抵抗を低減して性能向
上を図るためには電動機設置部のポッド外径を小さくす
る必要がある。しかしながら、前記従来技術の推進装置
では、駆動モータ５４の取付部材である力板５２によっ
て、固定子の外側をとりまくように冷却空気の通路５６
が形成された状態で駆動モータ５４がケーシング５３
（ポッド）内に配置されている。By the way, the pod of the pod-type propulsion apparatus needs to have a small pod outer diameter in the electric motor installation portion in order to reduce resistance in water and improve performance. However, in the above-mentioned conventional propulsion device, the force plate 52, which is the mounting member of the drive motor 54, is used to cool the passage 56 of the cooling air so as to surround the outside of the stator.
Drive motor 54 with casing 53
It is located in the (pod).
【０００５】そのため、推進機としての性能向上を図る
ために駆動モータ５４の設置部のケーシング外径を小さ
くしようとしても、駆動モータ５４の回転子及び固定子
を冷却するために外側をとりまく通路５６が駆動モータ
５４の外径小型化の妨げになり、推進機の小型化を図る
ことができない。Therefore, even if an attempt is made to reduce the outer diameter of the casing of the installation portion of the drive motor 54 in order to improve the performance as a propulsion device, the passage 56 surrounding the outside for cooling the rotor and the stator of the drive motor 54. Hinders the reduction of the outer diameter of the drive motor 54, which makes it impossible to reduce the size of the propulsion device.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】そこで、前記課題を解決
するために、本願発明は、ストラットで支持するポッド
にプロペラを設け、該プロペラを駆動する駆動軸をポッ
ド内に設けた軸受で支持し、該駆動軸に駆動用電動機の
回転子を設け、該駆動用電動機の固定子を、該回転子の
外周に位置し、前記ポッドの外殻内面に接するように設
け、ポッド外殻と接しない部位の固定子を気体冷却する
通風路をストラット内に設け、該ストラット内に設ける
通風路を、固定子の上部に位置する通風路と、該固定子
の軸方向前部又は後部に位置する通風路とから構成し、
固定子の前部又は後部に位置する通風路の一方を冷却気
体供給路とし、固定子の上部に位置する通風路を冷却気
体排出路として構成し、該通風路に冷却気体を供給する
冷却ファン装置を船体側に設けている。このように、電
動機の構成部品である固定子をポッドの外殻に直接固定
して一体とすることにより、この外殻を介してポッド外
部の水流で固定子が放熱冷却されるので、電動機で駆動
軸を直接駆動するポッド型推進機において、電動機径を
小さくしてポッド径を小型化し、ポッドの水抵抗を低減
して推進機の性能向上を図ることができる。In order to solve the above problems, the present invention provides a propeller provided on a pod supported by struts and a drive shaft for driving the propeller supported by a bearing provided in the pod. , A rotor of the drive motor is provided on the drive shaft, and a stator of the drive motor is provided so as to be located on the outer periphery of the rotor and contact the inner surface of the outer shell of the pod, and not contact with the outer shell of the pod. Gas cooling the stator of the part
An air passage is provided in the strut and provided in the strut
The ventilation passage is located above the stator, and the stator
And an air passage located at the front or rear in the axial direction of
Cool one of the ventilation passages located at the front or rear of the stator.
The ventilation passage located above the stator is used as a body supply passage for cooling air.
Configured as a body exhaust passage, and supply cooling gas to the ventilation passage
A cooling fan device is provided on the hull side . In this way, the stator, which is a component of the electric motor, is directly fixed to the outer shell of the pod to be integrated, so that the stator is radiatively cooled by the water flow outside the pod through this outer shell. In a pod-type propulsion device that directly drives a drive shaft, it is possible to reduce the electric motor diameter to reduce the pod diameter, reduce the water resistance of the pod, and improve the performance of the propulsion device.
【０００７】 また、前記構成によれば、ポッド外殻に
接する固定子の冷却をポッド周囲の水流への放熱冷却で
行い、ポッド外殻に接しないストラット部での固定子と
回転子の冷却を、ストラット内の通風路から冷却気体を
供給する気体冷却で行うことによって、冷却効果を高め
ることができる。この場合、固定子の大部分の冷却にポ
ッド外殻からの放熱冷却を採用しているので、気体冷却
に要する冷却気体の量は少なく、船体側に設ける冷却フ
ァン装置は小さいものでよい。 [0007] According to the above construction, cooling of the stator in contact with the pop-de shell in heat radiation cooling to flow around the pod, in the strut portion not in contact with the pod shell stator and the rotor The cooling effect can be enhanced by cooling by gas cooling in which cooling gas is supplied from the ventilation passage in the strut. In this case, since heat radiation cooling from the pod shell is adopted for cooling most of the stator, the amount of cooling gas required for gas cooling is small, and the cooling fan device provided on the hull side may be small.
【０００８】 さらに、前記構成によれば、固定子の前
部又は後部の一方から冷却気体を供給し、固定子の上部
から排出する冷却気体の流れを形成することができるの
で、回転子を冷却した後の冷却気体をストラットの位置
の固定子に通過させることにより、回転子の冷却とスト
ラットの位置の固定子の冷却とを同時に行うことができ
る。なお、冷却気体の反供給側は、全ての冷却気体が固
定子の上部に位置する通風路へ導かれるように密封され
る。 Furthermore, the according to the configuration, can be solid supplying cooling gas front or from the rear of one of the stator, forming a flow of cooling gas to be discharged from the upper portion of the stator
By passing the cooling gas after cooling the rotor through the stator at the strut position, it is possible to cool the rotor and the stator at the strut position at the same time. In addition, the non-supply side of the cooling gas is sealed so that all the cooling gas is guided to the ventilation passage located above the stator.
【０００９】 また、ストラットで支持するポッドにプ
ロペラを設け、該プロペラを駆動する駆動軸をポッド内
に設けた軸受で支持し、該駆動軸に駆動用電動機の回転
子を設け、該駆動用電動機の固定子を、該回転子の外周
に位置し、前記ポッドの外殻内面に接するように設け、
ポッド外殻と接しない部位の固定子を気体冷却する通風
路をストラット内に設け、該ストラット内に設ける通風
路を、固定子の上部に位置する通風路と、該固定子の軸
方向前後部に位置する通風路とから構成し、固定子の前
後部に位置する通風路を冷却気体供給路とし、固定子の
上部に位置する通風路を冷却気体排出路として構成し、
該通風路に冷却気体を供給する冷却ファン装置を船体側
に設けてもよい。このように構成することにより、冷却
気体を固定子の両端からそれぞれ供給し、回転子を冷却
した後の冷却気体をストラットの位置の固定子に通過さ
せれば、回転子の冷却とストラットの位置の固定子の冷
却とを同時に行うことができるとともに、回転子の前後
から冷却気体を供給するので、冷却効果を上げることが
できる。In addition, the pod supported by the strut
A rotator is installed and the drive shaft for driving the propeller is inside the pod.
Is supported by a bearing installed on the drive shaft, and the drive motor rotates on the drive shaft.
And a stator of the driving electric motor is provided on the outer circumference of the rotor.
Located so as to contact the inner surface of the outer shell of the pod,
Ventilation for gas cooling the stator where it does not contact the pod shell
A passage is provided in the strut, and the ventilation passage provided in the strut is composed of an ventilation passage located at an upper part of the stator and an ventilation passage located at an axial front-rear portion of the stator. The ventilation passage located at is the cooling gas supply passage, and the ventilation passage located above the stator is configured as the cooling gas discharge passage ,
A cooling fan device for supplying cooling gas to the ventilation passage is provided on the hull side.
May be provided . With this configuration, cooling gas is supplied from both ends of the stator, and if the cooling gas after cooling the rotor is passed through the stator at the strut position, the cooling of the rotor and the position of the strut can be achieved. The cooling of the stator can be performed at the same time, and the cooling gas can be supplied before and after the rotor, so that the cooling effect can be improved.
【００１０】 さらに、ストラットで支持するポッドに
プロペラを設け、該プロペラを駆動する駆動軸をポッド
内に設けた軸受で支持し、該駆動軸に駆動用電動機の回
転子を設け、該駆動用電動機の固定子を、該回転子の外
周に位置し、前記ポッドの外殻内面に接するように設
け、ポッド外殻と接しない部位の固定子を気体冷却する
通風路をストラット内に設け、該ストラット内に設ける
通風路を、固定子の上部に位置する通風路と、該固定子
の軸方向前部又は後部に位置する通風路とから構成し、
固定子の上部に位置する通風路を冷却気体供給路とし、
固定子の前部又は後部に位置する通風路の一方を冷却気
体排出路として構成し、該通風路に冷却気体を供給する
冷却ファン装置を船体側に設ければ、固定子の上部から
冷却気体を供給し、固定子の前部又は後部の一方から排
出する冷却気体の流れを形成することができる。この場
合、ストラットの位置の固定子を冷却した後の冷却気体
を回転子に通過させることにより、ストラットの位置の
固定子の冷却と回転子の冷却とを同時に行うことができ
る。なお、冷却気体の反供給側は、全ての冷却気体が回
転子の一方の通風路へ導かれるように密封される。Furthermore, in the pod supported by the strut
A propeller is provided, and the drive shaft that drives the propeller is a pod.
It is supported by a bearing provided inside, and the drive motor rotates on the drive shaft.
A rotor is provided, and the stator of the drive motor is placed outside the rotor.
It is located around the circumference of the pod and is installed so as to contact the inner surface of the outer shell of the pod.
And cool the stator in a region that is not in contact with the outer shell of the pod with gas.
An air passage is provided in the strut, and an air passage provided in the strut is composed of an air passage located at an upper portion of the stator and an air passage located at an axial front portion or a rear portion of the stator,
The ventilation passage located above the stator is used as the cooling gas supply passage,
One of the ventilation passages located at the front or rear of the stator is configured as a cooling gas discharge passage, and cooling gas is supplied to the ventilation passages.
A cooling fan device can lever provided on the hull side, to supply the cooling gas from the top of the stator, forming a flow of cooling gas is discharged from one of the front or rear of the stator. In this case, the cooling gas after cooling the stator at the strut position is passed through the rotor, so that the stator at the strut position and the rotor can be cooled at the same time. The opposite side of the cooling gas is sealed so that all the cooling gas is guided to one ventilation path of the rotor.
【００１１】 また、ストラットで支持するポッドにプ
ロペラを設け、該プロペラを駆動する駆動軸をポッド内
に設けた軸受で支持し、該駆動軸に駆動用電動機の回転
子を設け、該駆動用電動機の固定子を、該回転子の外周
に位置し、前記ポッドの外殻内面に接するように設け、
ポッド外殻と接しない部位の固定子を気体冷却する通風
路をストラット内に設け、該ストラット内に設ける通風
路を、固定子の上部に位置する通風路と、該固定子の軸
方向前後部に位置する通風路とから構成し、固定子の上
部に位置する通風路を冷却気体供給路とし、固定子の前
後部に位置する通風路を冷却気体排出路として構成し、
該通風路に冷却気体を供給する冷却ファン装置を船体側
に設けてもよい。このように構成することにより、スト
ラットの位置の固定子を冷却した後の冷却気体で回転子
を冷却し、この冷却気体を回転子の両端から排出させれ
ば、ストラットの位置の固定子の冷却と回転子の冷却と
を同時に行うことができるとともに、回転子の前後から
冷却気体を排出するので、冷却効果を上げることができ
る。In addition, the pod supported by the strut
A rotator is installed and the drive shaft for driving the propeller is inside the pod.
Is supported by a bearing installed on the drive shaft, and the drive motor rotates on the drive shaft.
And a stator of the driving electric motor is provided on the outer circumference of the rotor.
Located so as to contact the inner surface of the outer shell of the pod,
Ventilation for gas cooling the stator where it does not contact the pod shell
A passage is provided in the strut, and an air passage provided in the strut is composed of an air passage located at an upper part of the stator and an air passage located at an axial front and rear part of the stator, and is provided at an upper part of the stator. The ventilation passage located is used as a cooling gas supply passage, and the ventilation passages located in the front and rear portions of the stator are configured as cooling gas discharge passages ,
A cooling fan device for supplying cooling gas to the ventilation passage is provided on the hull side.
May be provided . With this configuration, the rotor at the strut position is cooled by the cooling gas after cooling the stator at the strut position, and the cooling gas is discharged from both ends of the rotor to cool the stator at the strut position. And the rotor can be cooled at the same time, and the cooling gas is discharged from the front and the rear of the rotor, so that the cooling effect can be improved.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１は本願発明の第１実施形態
を示す電動式ポッド型推進機の側断面図であり、図２は
図１に示すＡ−Ａ断面図、図３は図１に示すＢ−Ｂ断面
図、図４は図１に示すＣ部拡大図である。なお、この実
施形態では旋回式の電動式ポッド型推進機を例にし、気
体冷却を伴う場合を説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a side sectional view of an electric pod type propulsion device showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged view of a C portion shown in FIG. In this embodiment, a turning electric pod type propulsion machine is taken as an example to describe a case involving gas cooling.
【００１３】図１に示すように、電動式ポッド型推進機
１は、図示しない船体に設けられた旋回機構によって旋
回させられる鉛直方向に設けられたストラット２と、こ
のストラット２の下端に設けられたポッド３とを具備し
ており、このポッド３の前部に設けられたプロペラ４の
駆動軸５が、ポッド３内に設けられた電動機８（駆動モ
ータ）で直接的に駆動されている。このプロペラ４の駆
動軸５は、ポッド３内の前後に設けられた軸受６，７に
よって回転可能に支持されている。As shown in FIG. 1, an electric pod type propulsion device 1 is provided with a strut 2 provided in a vertical direction which is turned by a turning mechanism provided in a hull (not shown), and a lower end of the strut 2. The drive shaft 5 of the propeller 4 provided in the front part of the pod 3 is directly driven by the electric motor 8 (drive motor) provided in the pod 3. The drive shaft 5 of the propeller 4 is rotatably supported by bearings 6 and 7 provided in the front and rear of the pod 3.
【００１４】そして、前記電動機８の回転子９が駆動軸
５に設けられ、固定子１０がポッド３の外殻１１の内面
に接するように設けられている。回転子９は、図２に示
すように、駆動軸５の周囲の軸方向に設けられた複数の
リブ１２によって支持されており、駆動軸５と一体的に
回転するように構成されている。固定子１０は、ポッド
３の外殻１１の内面に接するように一体的に設けられて
おり、ポッド３側に固定されている。なお、この実施形
態では、固定子１０を外殻１１に直接固定しているが、
固定子１０と外殻１１との間に他の部材を介装してもよ
く、固定子１０の熱が外殻１１に伝わるような構成であ
ればよい。The rotor 9 of the electric motor 8 is provided on the drive shaft 5, and the stator 10 is provided so as to contact the inner surface of the outer shell 11 of the pod 3. As shown in FIG. 2, the rotor 9 is supported by a plurality of ribs 12 provided in the axial direction around the drive shaft 5, and is configured to rotate integrally with the drive shaft 5. The stator 10 is integrally provided so as to contact the inner surface of the outer shell 11 of the pod 3, and is fixed to the pod 3 side. Although the stator 10 is directly fixed to the outer shell 11 in this embodiment,
Another member may be interposed between the stator 10 and the outer shell 11, and the heat of the stator 10 may be transferred to the outer shell 11.
【００１５】このように固定子１０を固定するポッド３
の縦断面形状は円形断面であり、外殻１１の内面に円形
の固定子１０が沿うように形成されている。そのため、
この円形断面に形成されたポッド３内に設けた固定子１
０は、ストラット２の部分１３（図２に示す斜線部）を
除いた部分がポッド外殻１１と接するように設けられて
いる。したがって、このポッド外殻１１に接する部分の
固定子１０は、水流によって冷却されるポッド外殻１１
を介して放熱冷却される。The pod 3 for fixing the stator 10 in this manner
The vertical cross-sectional shape is a circular cross section, and the circular stator 10 is formed along the inner surface of the outer shell 11. for that reason,
Stator 1 provided in pod 3 formed in this circular cross section
0 is provided so that the portion of the strut 2 excluding the portion 13 (hatched portion shown in FIG. 2) is in contact with the pod outer shell 11. Therefore, the portion of the stator 10 in contact with the outer shell 11 of the pod is the outer shell 11 of the pod that is cooled by the water flow.
It is cooled by heat radiation.
【００１６】また、図１に示すように、前記ストラット
２内には、このように設けられた電動機８の軸方向前後
端部位置に仕切壁１４，１５が設けられている。この仕
切壁１４，１５は、図３に示すように、ストラット２内
を幅方向に連結するように設けられており、この仕切壁
１４，１５によってストラット２の前後と中央に通風路
１６，１７，１８が形成されている。これらの通風路１
６，１７，１８が、電動機８の回転子９と固定子１０の
一部（前記図２に示す部分１３）を冷却する冷却気体２
３，２４の通路となる。Further, as shown in FIG. 1, partition walls 14 and 15 are provided in the strut 2 at axially front and rear end positions of the electric motor 8 thus provided. As shown in FIG. 3, the partition walls 14 and 15 are provided so as to connect the insides of the struts 2 in the width direction, and the partition walls 14 and 15 provide ventilation passages 16 and 17 to the front and rear and the center of the strut 2. , 18 are formed. These ventilation paths 1
Cooling gas 2 for cooling rotor 9 and part of stator 10 (part 13 shown in FIG. 2) of electric motor 8
There will be 3,24 passageways.
【００１７】なお、２６は、これらの回転子９と固定子
１０を冷却するこの冷却気体２３，２４を供給する冷却
ファン装置である。また、前記ストラット２内に設けら
れる仕切壁１４，１５は、ストラット２内に設ける１枚
又は２枚程度の強度上必要な補強板を有効に利用するこ
とができるので、余分な構造物の追加をすることなく通
風路１６，１７，１８を形成することができる。さら
に、この仕切壁１４，１５は、鉛直方向のストラット
２、および電動機８の外殻となるポッド３を鋳物で形成
する場合、内部の形状を簡単にすることができるので、
木型等の作成が容易になる等の効果も奏する。Reference numeral 26 is a cooling fan device for supplying the cooling gases 23 and 24 for cooling the rotor 9 and the stator 10. In addition, since the partition walls 14 and 15 provided in the strut 2 can effectively utilize one or two reinforcing plates required for strength, which are provided in the strut 2, an extra structure is added. The ventilation paths 16, 17, and 18 can be formed without performing the above. Further, since the partition walls 14 and 15 can simplify the internal shape when the vertical strut 2 and the pod 3 which is the outer shell of the electric motor 8 are formed by casting,
It also has the effect of facilitating the creation of a wooden pattern or the like.
【００１８】一方、前記電動機８の固定子１０と回転子
９は、図４に示すように、複数の薄板１９（珪素鋼板）
を積層したものをスペーサ２０で位置決めして固定する
ことにより、各ブロック間に所定の間隙の通風溝２１，
２２を設けて軸方向に固定したものであり、この通風溝
２１，２２は、図３にも示すように、軸方向に所定間隔
で複数が形成されている。On the other hand, as shown in FIG. 4, the stator 10 and the rotor 9 of the electric motor 8 have a plurality of thin plates 19 (silicon steel plates).
By stacking and fixing the stacked ones with the spacer 20, the ventilation grooves 21 with a predetermined gap between the blocks,
22 is provided and fixed in the axial direction. As shown in FIG. 3, a plurality of ventilation grooves 21 and 22 are formed at predetermined intervals in the axial direction.
【００１９】そのため、図１に示すように、前記通風路
１６，１８からポッド３内に冷却気体２３，２４を供給
したとすると、この冷却気体２３，２４は、図４に示す
ように、駆動軸５の軸方向に設けられたリブ１２の間か
ら軸方向へと流れ、回転子９に形成された通風溝２１か
ら固定子１０に形成された通風溝２２へと流れ、通風路
１７からストラット２の上部の通風路１７へと流れて行
く。このような冷却経路で、回転子９と、ストラット２
の位置の固定子１０の部分１３とが気体冷却される。Therefore, if cooling gases 23 and 24 are supplied from the ventilation passages 16 and 18 into the pod 3 as shown in FIG. 1, the cooling gases 23 and 24 are driven as shown in FIG. It flows axially from between the ribs 12 provided in the axial direction of the shaft 5, flows from the ventilation groove 21 formed in the rotor 9 to the ventilation groove 22 formed in the stator 10, and from the ventilation passage 17 to the strut. It flows to the ventilation passage 17 on the upper part of 2. With such a cooling path, the rotor 9 and the strut 2 are
And the portion 13 of the stator 10 at the position is gas cooled.
【００２０】なお、この実施形態ではストラット２に形
成された通風路１６，１８を供給路とし、通風路１７を
排出路としているが、これら通風路１６，１８の一方を
供給路としても、通風路１７を供給路として通風路１
６，１８を排出路としてもよく、冷却気体２３，２４の
供給路と排出路の構成は、電動機８の大きさやポッド形
状等に応じて決定すればよく、この実施形態に限定され
るものではない。In this embodiment, the ventilation passages 16 and 18 formed in the strut 2 are used as the supply passages and the ventilation passages 17 are used as the discharge passages. However, even if one of the ventilation passages 16 and 18 is used as the supply passage, the ventilation passage Ventilation passage 1 with passage 17 as the supply passage
6, 18 may be used as the discharge passages, and the configurations of the supply passages and the discharge passages for the cooling gases 23, 24 may be determined according to the size of the electric motor 8 and the pod shape, and are not limited to this embodiment. Absent.
【００２１】以上のように構成された電動式ポッド型推
進機１によれば、電動機８でプロペラ４を駆動している
状態では、ポッド３がプロペラ４ヘの流入水やプロペラ
４の後方の水流２５によって冷却されるため、このポッ
ド３の外殻１１と接するように設けられた固定子１０の
大部分はポッド外殻１１を介した熱伝達により放熱冷却
される。According to the electric pod type propulsion machine 1 constructed as described above, when the propeller 4 is driven by the electric motor 8, the pod 3 flows into the propeller 4 or the water flow behind the propeller 4. Since it is cooled by 25, most of the stator 10 provided so as to be in contact with the outer shell 11 of the pod 3 is radiatively cooled by heat transfer through the pod outer shell 11.
【００２２】そして、ストラット２の部分に位置し、ポ
ッド３の外殻１１とは接しない水への放熱冷却が困難で
ある固定子１０の部分１３（図２）は、船内側に設置さ
れた冷却ファン装置２６から送られる冷却気体２３，２
４（冷却空気）が、ポッド軸方向の両側に設けられた通
風路１６，１８を通って電動機８の回転子９側面に形成
されたリブ１２の間から軸方向に進入し、回転子９及び
固定子１０の軸方向に複数設けられた通風溝２１，２２
を通り、回転子９の冷却と固定子１０の部分１３の通風
溝２２を通過して、通風路１７から船内側に設置された
冷却ファン装置へと戻される冷却気体２３，２４による
気体によって冷却される。The portion 13 (FIG. 2) of the stator 10 located on the strut 2 and having difficulty in radiative cooling to water that does not contact the outer shell 11 of the pod 3 (FIG. 2) is installed inside the ship. Cooling gas 23, 2 sent from the cooling fan device 26
4 (cooling air) passes axially through the ventilation passages 16 and 18 provided on both sides in the axial direction of the pod from between the ribs 12 formed on the side surface of the rotor 9 of the electric motor 8, and the rotor 9 and Ventilation grooves 21 and 22 provided in plural in the axial direction of the stator 10.
Cooling by the cooling gas 23, 24 passing through the cooling passage of the rotor 9 and the ventilation groove 22 of the portion 13 of the stator 10 and returned from the ventilation passage 17 to the cooling fan device installed inside the ship. To be done.
【００２３】このように回転子９を冷却した後の冷却気
体２３，２４を、この回転子９の軸方向に複数設けられ
た通風溝２１から固定子１０へ供給し、この固定子１０
のストラット２の位置の軸方向に複数設けられた通風溝
２２を通過させることによって固定子１０の部分１３を
気体冷却している。The cooling gas 23, 24 after cooling the rotor 9 in this way is supplied to the stator 10 from the ventilation grooves 21 provided in the axial direction of the rotor 9, and the stator 10 is cooled.
The portion 13 of the stator 10 is gas-cooled by passing through a plurality of ventilation grooves 22 provided in the axial direction at the position of the strut 2.
【００２４】ここで、電動機８による発熱量と冷却によ
る放熱量とを考察する。発熱量は、図２に示す断面図
で、鉛直方向のストラット２の部分に位置してポッド３
の外殻表面の水による放熱冷却が困難な固定子１０の部
分１３で発生する熱量をＱA1、回転子９の部分で発生す
る熱量をＱA2、ポッド外殻１１に接して水による放熱が
期待できる固定子１０で発生する熱量をＱA3とすると、
電動機８が発生する総熱量Ｑは、Ｑ＝ＱA1＋ＱA2＋
ＱA3、となる。Here, the heat generation amount by the electric motor 8 and the heat radiation amount by cooling will be considered. The amount of heat generated is shown in the sectional view of FIG.
The amount of heat generated in the portion 13 of the stator 10 where it is difficult to radiate and cool the outer shell surface of water is Q A1 , the amount of heat generated in the portion of the rotor 9 is Q A2 , and the heat radiated by water in contact with the pod outer shell 11 is Assuming the amount of heat generated by the stator 10 that can be expected is Q A3 ,
The total heat quantity Q generated by the electric motor 8 is Q = Q A1 + Q A2 +
Q A3 .
【００２５】そこで、ｎを定数（通常、０＜ｎ＜１）と
して、海水による放熱量Ｑ’A3＝ｎＱA3とすると、冷却
気体による放熱量は、Ｑ’A12＝ＱA1＋ＱA2＋（１−
ｎ）ＱA 3となる。よって、海水による放熱を利用しない
場合に比べて、冷却気体の量は、ｎＱA3／（ＱA1＋ＱA2
＋ＱA3）だけ少なくて済む。[0025] Therefore, the n constant (usually, 0 <n <1) as, 'When A3 = nQ A3, the heat radiation amount of the cooling gas, Q' heat discharge Q by seawater A12 = Q A1 + Q A2 + (1 −
n) Q A 3 . Therefore, the quantity of cooling gas is nQ A3 / (Q A1 + Q A2
+ Q A3 ).
【００２６】ここで、ｎ＝１とした場合に、電動機固定
子の最下部内側表面温度θinは最大となり、この内側表
面温度θinは、ポッド外殻１１や固定子１０の材料によ
る熱伝導率と、ポッド回りを流れる流体の流速や熱伝達
率、乱流、層流の状態及び電動機内で発生する総熱量Ｑ
によって求めることができる。そのため、この内側表面
温度θinが許容最大温度θmax 以下となり、舶用の推進
機として有効となるようなポッド３の形状や材質を選定
することにより、冷却効果の高い電動式ポッド型推進機
１を構成することができる。また、ｎ＜１とすることに
より、つまり冷却気体の量を増加させることにより、冷
却気体による放熱量を増加させて、θinの値を好ましい
設定温度θset まで低下させることができる。なお、電
動機８内で発生する熱量Ｑが小さく、ｎ＝１とした場合
のθinがθset またはそれ以下の場合は、ｎ＝１のまま
とするか、冷却ファン装置の小型化が必要な場合には、
θin＝θset となるまで、ｎの値を１より増加すること
ができる。Here, when n = 1, the lowermost inner surface temperature θin of the motor stator becomes maximum, and this inner surface temperature θin is the same as the thermal conductivity of the material of the pod outer shell 11 and the stator 10. , Flow velocity and heat transfer coefficient of fluid flowing around the pod, turbulent flow, laminar flow, and total heat Q generated in the motor
Can be sought by. Therefore, the inner surface temperature θin becomes equal to or lower than the maximum allowable temperature θmax, and by selecting the shape and material of the pod 3 that is effective as a marine propulsion device, the electric pod type propulsion device 1 having a high cooling effect is configured. can do. Further, by setting n <1, that is, by increasing the amount of cooling gas, the amount of heat radiation by the cooling gas can be increased, and the value of θin can be lowered to the preferable set temperature θset. When the amount of heat Q generated in the electric motor 8 is small and θin is nset or less when n = 1, n = 1 or the cooling fan device is required to be downsized. Is
The value of n can be increased from 1 until θin = θset.
【００２７】以上のように、ポッド３の外殻１１内面に
接するように電動機８の固定子１０を直接設置すること
により、ポッド３の外殻１１を介して海水で電動機８を
効率良く冷却することができるので、冷却効果を保ちつ
つポッド３の外径を小型化することが可能となり、推進
効率を向上させた電動式ポッド型推進機１を構成するこ
とができる。As described above, by directly installing the stator 10 of the electric motor 8 so as to contact the inner surface of the outer shell 11 of the pod 3, the electric motor 8 is efficiently cooled by seawater through the outer shell 11 of the pod 3. Therefore, the outer diameter of the pod 3 can be reduced while maintaining the cooling effect, and the electric pod-type propulsion device 1 with improved propulsion efficiency can be configured.
【００２８】図５は第２実施形態を示すポッド型推進機
の側面図であり、図６は同ポッド型推進機の正面図であ
る。なお、この第２実施形態は、上述した第１実施形態
におけるポッドの外面にフィンを設けた実施形態である
ため、内部構成の説明は省略するとともに、上述した第
１実施形態と同一の構成には同一符号を付して説明す
る。FIG. 5 is a side view of the pod type propulsion apparatus showing the second embodiment, and FIG. 6 is a front view of the same pod type propulsion apparatus. Since the second embodiment is an embodiment in which fins are provided on the outer surface of the pod in the above-described first embodiment, description of the internal configuration will be omitted and the same configuration as in the first embodiment will be described. Will be described with the same reference numerals.
【００２９】図示するように、ポッド３の外面の両側部
と下部には、このポッド３の外面から半径方向に立設す
るフィン２７が設けられている。フィン２７は、ポッド
３の軸方向のほぼ中央部に設けられており、上述した第
１実施形態における電動機８の固定子１０を設けた位置
を含む外側に設けられている。As shown in the figure, fins 27 are provided on both sides and a lower portion of the outer surface of the pod 3 so as to stand in a radial direction from the outer surface of the pod 3. The fin 27 is provided substantially at the center of the pod 3 in the axial direction, and is provided on the outside including the position where the stator 10 of the electric motor 8 in the above-described first embodiment is provided.
【００３０】このフィン２７は、前部に設けられたプロ
ペラ４によって旋回成分が与えられた水流（後流）２５
から旋回成分を取り除くものであり、プロペラ４側に旋
回成分の方向から軸方向に湾曲する湾曲部２８が形成さ
れている。したがって、このフィン２７に流入する水流
２５は、フィン２７の後方ではポッド３の軸方向と平行
に真っ直ぐ後方へ流れる水流２５となる。The fin 27 has a water flow (wake) 25 to which a swirling component is given by the propeller 4 provided at the front.
In order to remove the turning component from, the bending portion 28 that is bent in the axial direction from the direction of the turning component is formed on the propeller 4 side. Therefore, the water flow 25 flowing into the fin 27 becomes a water flow 25 that flows straight rearward in parallel to the axial direction of the pod 3 behind the fin 27.
【００３１】なお、この実施形態では３本のフィン２７
を設けているが、フィン２７の形状や本数はポッド３の
径やプロペラ推力等に応じて適宜設定すればよく、この
実施形態に限定されるものではない。In this embodiment, the three fins 27 are used.
However, the shape and the number of the fins 27 may be appropriately set according to the diameter of the pod 3, the propeller thrust, and the like, and are not limited to this embodiment.
【００３２】このように構成された第２実施形態の電動
式ポッド型推進機２９によれば、プロペラ４によって旋
回成分が与えられてポッド３の側面へと流れた水流２５
は、このフィン２７に沿って旋回成分が取り除かれて、
ポッド３の軸方向に平行な水流２５となって後方へと流
れて行く。しかも、このフィン２７によってポッド外殻
１１の冷却効果を高めることができるので、冷却された
ポッド外殻１１によって固定子１０の冷却効果をより高
めることができる。According to the electric pod type propulsion device 29 of the second embodiment having the above-mentioned structure, the water flow 25 which is given the turning component by the propeller 4 and flows to the side surface of the pod 3.
Has the swirling component removed along the fins 27,
It becomes a water flow 25 parallel to the axial direction of the pod 3 and flows backward. Moreover, since the fins 27 can enhance the cooling effect of the pod outer shell 11, the cooled pod outer shell 11 can further enhance the cooling effect of the stator 10.
【００３３】なお、上述した実施形態では、いずれもポ
ッド３の上流側にプロペラ４を設けた構成であるが、ポ
ッド３の後流側にプロペラ４を設けた構成であっても同
様に可能であり、上述した実施形態に限定されるもので
はない。In each of the above-described embodiments, the propeller 4 is provided on the upstream side of the pod 3, but the propeller 4 may be provided on the downstream side of the pod 3 as well. However, the present invention is not limited to the above embodiment.
【００３４】また、上述した実施形態は一実施形態であ
り、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は
可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定される
ものではない。The above-described embodiment is an embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention of the present application, and the invention of the present application is not limited to the above-described embodiment.
【００３５】[0035]
【発明の効果】本願発明は、以上説明したような形態で
実施され、以下に記載するような効果を奏する。The present invention is carried out in the form as described above and has the following effects.
【００３６】固定子をポッド外殻に接するように設けて
電動機径を小型化することができるので、プロペラへ流
入する水流又はプロペラ後流の水流が滑らかとなり、舶
用推進機としての性能向上を図ることが可能となる。Since the stator can be provided so as to be in contact with the outer shell of the pod to reduce the diameter of the electric motor, the water flow flowing into the propeller or the water flow downstream of the propeller becomes smooth, and the performance as a marine propulsion device is improved. It becomes possible.
【図１】本願発明の第１実施形態を示す電動式ポッド型
推進機の側断面図である。FIG. 1 is a side sectional view of an electric pod type propulsion device showing a first embodiment of the present invention.
【図２】図１に示すＡ−Ａ断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG.
【図３】図１に示すＢ−Ｂ断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB shown in FIG.
【図４】図１に示すＣ部拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of part C shown in FIG.
【図５】本願発明の第２実施形態を示す電動式ポッド型
推進機の側面図である。FIG. 5 is a side view of the electric pod type propulsion device showing the second embodiment of the present invention.
【図６】図５に示す電動式ポッド型推進機の背面図であ
る。6 is a rear view of the electric pod type propulsion device shown in FIG.
【図７】従来の電動式船舶用推進装置を示す側断面図で
ある。FIG. 7 is a side sectional view showing a conventional electric boat propulsion device.
１…電動式ポッド型推進機 ２…ストラット ３…ポッド ４…プロペラ ５…駆動軸 ６，７…軸受 ８…電動機 ９…回転子 １０…固定子 １１…外殻 １２…リブ １３…部分 １４，１５…仕切壁 １６，１７，１８…通風路 １９…薄板 ２０…スペーサ ２１，２２…通風溝 ２３，２４…冷却気体 ２５…水流 ２６…冷却ファン装置 ２７…フィン ２８…湾曲部 ２９…電動式ポッド型推進機 1 ... Electric pod type propulsion machine 2 ... struts 3 ... Pod 4 ... Propeller 5 ... Drive shaft 6, 7 ... Bearing 8 ... Electric motor 9 ... Rotor 10 ... Stator 11 ... Outer shell 12 ... Ribs 13 ... part 14, 15 ... Partition walls 16, 17, 18 ... Ventilation path 19 ... Thin plate 20 ... Spacer 21, 22 ... Ventilation groove 23, 24 ... Cooling gas 25 ... water current 26 ... Cooling fan device 27 ... Fins 28 ... Curved part 29 ... Electric pod type propulsion machine
Claims (4)
を設け、該プロペラを駆動する駆動軸をポッド内に設け
た軸受で支持し、該駆動軸に駆動用電動機の回転子を設
け、該駆動用電動機の固定子を、該回転子の外周に位置
し、前記ポッドの外殻内面に接するように設け、ポッド
外殻と接しない部位の固定子を気体冷却する通風路をス
トラット内に設け、該ストラット内に設ける通風路を、
固定子の上部に位置する通風路と、該固定子の軸方向前
部又は後部に位置する通風路とから構成し、固定子の前
部又は後部に位置する通風路の一方を冷却気体供給路と
し、固定子の上部に位置する通風路を冷却気体排出路と
して構成し、該通風路に冷却気体を供給する冷却ファン
装置を船体側に設けた電動式ポッド型推進機。1. A pod supported by a strut is provided with a propeller, a drive shaft for driving the propeller is supported by a bearing provided in the pod, and a rotor of a drive electric motor is provided on the drive shaft, and the drive electric motor is provided. The stator is located on the outer circumference of the rotor so as to contact the inner surface of the outer shell of the pod.
An air passage is provided to cool the stator where it does not come into contact with the outer shell.
Provided in the strut, the ventilation path provided in the strut,
An air passage located above the stator and the axial front of the stator
Front and rear of the stator.
One of the ventilation passages located at the rear part or the rear portion is used as the cooling gas supply passage.
The ventilation passage located above the stator as the cooling gas discharge passage.
And a cooling fan for supplying cooling gas to the ventilation passage
An electric pod-type propulsion device with the device installed on the hull side .
を設け、該プロペラを駆動する駆動軸をポッド内に設け
た軸受で支持し、該駆動軸に駆動用電動機の回転子を設
け、該駆動用電動機の固定子を、該回転子の外周に位置
し、前記ポッドの外殻内面に接するように設け、ポッド
外殻と接しない部位の固定子を気体冷却する通風路をス
トラット内に設け、該ストラット内に設ける通風路を、
固定子の上部に位置する通風路と、該固定子の軸方向前
後部に位置する通風路とから構成し、固定子の前後部に
位置する通風路を冷却気体供給路とし、固定子の上部に
位置する通風路を冷却気体排出路として構成し、該通風
路に冷却気体を供給する冷却ファン装置を船体側に設け
た電動式ポッド型推進機。2. A propeller for a pod supported by a strut.
And a drive shaft for driving the propeller is provided in the pod.
Supported by a bearing, and the rotor of the drive motor is installed on the drive shaft.
Position the stator of the drive motor on the outer circumference of the rotor.
Then, it is provided so as to contact the inner surface of the outer shell of the pod.
An air passage is provided to cool the stator where it does not come into contact with the outer shell.
Provided in the strut, the ventilation path provided in the strut,
An air passage located at the upper part of the stator and an air passage located at the front and rear parts in the axial direction of the stator. The air passages located at the front and rear parts of the stator serve as cooling gas supply passages, and the upper part of the stator. the air passage located constituted as a cooling gas discharge channel, vent air
A cooling fan device that supplies cooling gas to the road is installed on the hull side
The electric pod propulsion machine.
を設け、該プロペラを駆動する駆動軸をポッド内に設け
た軸受で支持し、該駆動軸に駆動用電動機の回転子を設
け、該駆動用電動機の固定子を、該回転子の外周に位置
し、前記ポッドの外殻内面に接するように設け、ポッド
外殻と接しない部位の固定子を気体冷却する通風路をス
トラット内に設け、該ストラット内に設ける通風路を、
固定子の上部に位置する通風路と、該固定子の軸方向前
部又は後部に位置する通風路とから構成し、固定子の上
部に位置する通風路を冷却気体供給路とし、固定子の前
部又は後部に位置する通風路の一方を冷却気体排出路と
して構成し、該通風路に冷却気体を供給する冷却ファン
装置を船体側に設けた電動式ポッド型推進機。3. A propeller for a pod supported by a strut.
And a drive shaft for driving the propeller is provided in the pod.
Supported by a bearing, and the rotor of the drive motor is installed on the drive shaft.
Position the stator of the drive motor on the outer circumference of the rotor.
Then, it is provided so as to contact the inner surface of the outer shell of the pod.
An air passage is provided to cool the stator where it does not come into contact with the outer shell.
Provided in the strut, the ventilation path provided in the strut,
An air passage located above the stator and an air passage located at the front or rear of the stator in the axial direction. The air passage located above the stator serves as a cooling gas supply passage, and A cooling fan that configures one of the ventilation passages located at the front or rear as a cooling gas discharge passage and supplies cooling gas to the ventilation passage.
An electric pod-type propulsion device with the device installed on the hull side .
を設け、該プロペラを駆動する駆動軸をポッド内に設け
た軸受で支持し、該駆動軸に駆動用電動機の回転子を設
け、該駆動用電動機の固定子を、該回転子の外周に位置
し、前記ポッドの外殻内面に接するように設け、ポッド
外殻と接しない部位の固定子を気体冷却する通風路をス
トラット内に設け、該ストラット内に設ける通風路を、
固定子の上部に位置する通風路と、該固定子の軸方向前
後部に位置する通風路とから構成し、固定子の上部に位
置する通風路を冷却気体供給路とし、固定子の前後部に
位置する通風路を冷却気体排出路として構成し、該通風
路に冷却気体を供給する冷却ファン装置を船体側に設け
た電動式ポッド型推進機。4. A propeller for a pod supported by a strut.
And a drive shaft for driving the propeller is provided in the pod.
Supported by a bearing, and the rotor of the drive motor is installed on the drive shaft.
Position the stator of the drive motor on the outer circumference of the rotor.
Then, it is provided so as to contact the inner surface of the outer shell of the pod.
An air passage is provided to cool the stator where it does not come into contact with the outer shell.
Provided in the strut, the ventilation path provided in the strut,
An air passage located above the stator and an air passage located axially forward and backward of the stator. The air passage located above the stator serves as a cooling gas supply passage, and the front and rear portions of the stator. the air passage located constituted as a cooling gas discharge channel, vent air
A cooling fan device that supplies cooling gas to the road is installed on the hull side
The electric pod propulsion machine.
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