KR100430321B1 - 냉각 장치를 구비한 선박용 전기 추진 포드 시스템 - Google Patents

냉각 장치를 구비한 선박용 전기 추진 포드 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100430321B1
KR100430321B1 KR10-2000-7000620A KR20007000620A KR100430321B1 KR 100430321 B1 KR100430321 B1 KR 100430321B1 KR 20007000620 A KR20007000620 A KR 20007000620A KR 100430321 B1 KR100430321 B1 KR 100430321B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
propulsion pod
electric propulsion
heat
electric
electric motor
Prior art date
Application number
KR10-2000-7000620A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010022051A (ko
Inventor
크리스챤 마이어
Original Assignee
숏텔 게엠베하 운트 코. 카게
지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE1998101448 external-priority patent/DE19801448C2/de
Application filed by 숏텔 게엠베하 운트 코. 카게, 지멘스 악티엔게젤샤프트 filed Critical 숏텔 게엠베하 운트 코. 카게
Publication of KR20010022051A publication Critical patent/KR20010022051A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100430321B1 publication Critical patent/KR100430321B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/197—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • B63H21/383—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like for handling cooling-water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/22—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing
    • B63H23/24—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H2005/075—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers using non-azimuthing podded propulsor units, i.e. podded units without means for rotation about a vertical axis, e.g. rigidly connected to the hull
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans

Abstract

본 발명은 하나의 구동 포드에 적합한 물-순환시키는, 공기 역학적인 전기 모터를 가지는 배를 위한 전기 포드 구동 시스템에 관한 것이며, 이 경우 상기 포드는 중공 샤프트에 의해 상기 배의 바닥에 배열되며, 이 경우 상기 전기 모터에 의해 발생된 열이 상기 구동 포드의 표면을 지나 순환수 쪽으로 전달되며 및 이 경우 이 열이 물 속에 있는 열 방출 표면에 의해 구동 포드와 상기 샤프트를 통해 방출되며 또한 이 경우 열 전도 및 방출의 개선을 위한 수단이 이용된다.

Description

냉각 장치를 구비한 선박용 전기 추진 포드 시스템 {ELECTRIC MOTOR POD DRIVE SYSTEM FOR A VESSEL WITH A COOLING DEVICE}
상술된 것에 상응하는 선박용 전기 추진 포드는, 명칭이 지멘스-숏텔-프로펄서[Siemens-Schottel-Propulsor](SSP) "영구적으로 여기되는 모터를 구비한 포드형 전기 드라이브(The Podded Electric Drive with Permanently Excited Motor)"이며, 1997년 3월 14일 파리에서 AES 97-All Electric Ship 13이 수여된 본 출원인의 특허 공보에서 볼 수 있다. 지멘스-숏텔-프로펄서(SSP)에 관한 공보에는 영구적으로 여기되는 동기 모터의 형태로 간단하게 표면 냉각되는 모터를 구비한 선박용 전기 추진 포드가 도시되어 있다.상기 특허 공보의 도 2에서 상기 모터의 더 상세한 세부 상황들을 알 수 있으며, 이 경우 이 모터는 완전히 캡슐화되어 유지 보수가 필요가 없다.
본 발명은 선박용 전기 추진 포드에 관한 것으로, 이 포드는 포드 주위의 물의 양호한 유동을 보장하는 추진 포드에 조립되는 전기 모터를 가지며, 추진 포드는 중공형 출입 샤프트(hollow access shaft)에 의해 선박의 바닥에 위치되며 전기 모터에 의해 발생된 열은 추진 포드의 표면을 지나 추진 포드 주위로 유동하는 물로 방출된다.
도 1은 종래 기술에 따른 추진 포드(AES 97에 공개)의 단면도이며,
도 2는 본 발명에 따라 냉각된 추진 포드의 단면도이고,
도 3은 도 2에 따른 냉각 표면 장치의 단면도이며,
도 4는 추진 포드와 출입 샤프트 사이의 접합부에서 물이 관류하는 냉각 덕트들을 나타내고,
도 5는 출입 샤프트 하측 부분에 있는 내부 이중 벽을 나타내는 단면도이며,
도 6은 코일 와인딩 헤드의 영역에서 열 브리지가 있는 추진 포드의 측면의 세부 단면도이다.
본 발명의 목적은 전기 추진 포드가 수온이 높은 열대 바다에서 과부하 시 조차 모터를 확실하게 냉각할 수 있는 해결책을 제공하기 위한 것이다. 게다가, 전기 모터의 작동 온도는 하강되어야 하며 모터의 개별 부품, 예를 들면 코일 와인딩 헤드(coil winding heads)의 온도가 더욱 균일하여야 한다.
상기 목적은 원칙적으로 추진 포드(17, 23) 및 출입 샤프트(16, 18) 둘다로 부터 수중의 열 방출 영역에 의해 열이 방출되는데, 이들은 열 전도 및 방출을 개선하기 위해 적용된다. 모터로부터의 열 방출에 출입 샤프트를 도입함으로써 모터의 냉각이 추진 포드의 표면 만으로 제한되지 않는다는 효과가 유용하게 달성된다. 이는, 본 발명에 따라, 냉각 원리로서 간단한 표면 냉각으로부터 벗어나지 않고, 유용하게 발생된다.
본 발명의 일 실시예가 열 방출을 개선하도록 유효 열 방출 영역을 증가시키기 위해 제공된다. 종래 기술로부터 공지된 전기 추진 포드에서는, 전기 모터의 와인딩 영역에 추진 포드의 외벽만이 유효 열 방출 영역으로서 제공된다. 이러한 경우 주름진 내부 부재로부터의 직접적인 열 방출이 외벽에서 발생한다. 이 유효 열 영역은 본 발명에 따라 실질적으로 증가된다. 이 결과 추진 포드의 열 상태가 유용하게 개선된다.
본 발명의 추가 실시예가 열 방출을 개선하도록 유효 열 방출 영역의 온도를 증가시키기 위해 제공된다. 유효 열 방출 영역의 온도를 증가시킴으로써 주변 해수에 대한 온도 차이가 유용하게 증가하고 추진 시스템의 만족스러운 냉각이 30℃ 내지 35℃ 사이의 수온을 가진 열대 바다에서 적용되는 경우에도 보장된다. 이는 예를 들면 홍해를 횡단하는 크루즈 선박에 대해 특히 중요하다.
열 전도를 개선하기 위해, 특히 전기 모터의 와인딩 영역으로부터의 열 전도를 개선하기 위해, 스틸(steel) 보다 열 전도성이 더 높은 재료가 이용된다. 이를 위해, 열전도성이 양호한 비철 합금으로 이루어진 재료가 특히 유리하다. 특히, 구리 함유 비철 합금은 스틸 보다 더 높은 열전도성을 갖는다. 특수한 구리 청동(special copper bronzes)을 이용하는 경우, 생장물(growth)이 발생하지 않는다는 매우 중요한 장점이 있다. 따라서 포드의 표면과, 포드와 출입 샤프트 사이의 접합부의 표면 상에 오염 방지 페인트(anti-fouling paint)를 사용하지 않을 수 있다. 오염 방지 페인트의 코팅을 생략함으로써, 열 방출 영역의 표면 온도가 상당히 높아지는데, 이는 오염 방식 페인트 코팅이 금속 보다 10의 1승 만큼 더 낮은 열 전도성을 갖기 때문이다. 오염 방식 페인트 코팅은 절연층으로서 작용하여 열 방출을 악화시킨다. 특수한 구리 청동을 사용함으로써 기대하지 않았던 장점이 발생되며, 이 경우 소위 프로펠러 청동 G-CU AL 10 Ni가 추천되며, 이 같은 재료가 강철보다 더 향상된 열 전도체이기 때문에 열 전도도가 개선될 뿐만 아니라 실질적으로 증가된 열 방출 온도도 달성된다.
또한 추진 포드용 전기 추진 포드에는, 출입 샤프트로 향하는 부분이 유용한 유동 형상을 가진 부분의 벽 두께에 비해 감소된 벽 두께를 가지도록 형성된다. 이는 해수에 의해 직접 냉각되지 않는 포드 표면의 부분으로부터 출입 샤프트로의 특히 우수한 열 방출이 유용하게 제공된다. 샤프트로 향하는 추진 포드 부분의 벽 두께가 주조 기술에 의해 허용되는 만큼 많이 감소될 수 있다. 따라서, 모터 포드의 중앙 영역의 나머지와 비교하여 볼 때 이 영역이 필수적으로 더 높은 표면 온도가 되며, 이 나머지 영역은 유동에 유리한 형상을 가져야 하며 따라서 중앙에서 상대적으로 더 두꺼운 벽 두께를 갖는다.
또한 추진 포드는 출입 샤프트로 향하는 부분에서 확대된 표면을 가지는데, 확대된 표면은 예를 들면 리브(ribs), 비드(beads) 또는 허니콤 시트(honeycomb sheet)에 의해 이루어진다. 이는 열 방출 표면이 반드시 확대되어, 이 영역에서 증가된 열 방출이 발생되는 효과가 유용하게 달성된다. 방출된 열은 중공형 출입 샤프트에 위치된 공기에 의해 대류식으로 분배되고, 이러한 방식으로 출입 샤프트의 큰 표면을 지나 해수로 통과한다.
본 발명의 실시예는 확대된 표면의 부품들이 전기 모터의 내부와 연결되는 열 전도 장치[히트 덕트(heat ducts)]를 가지도록 한다. 이러한 방식으로, 확대된 표면의 표면 온도가 상승되어 출입 샤프트내에서 순환하는 공기로의 열 방출이 계속 추가적으로 증대된다. 이는 본 발명의 원리인 간단한 냉각으로부터 벗어나는 것이 아니다.
이에 부가하여, 또는 이와 달리, 출입 샤프트는 적어도 부분적으로 이중벽을 가지는 하측 부분을 가질 수 있으며, 이중 벽 부분의 내부는 공기 또는 물과 같은 열 전도 매체를 갖는다. 장치, 예를 들면 팬이 또한 적절한 경우 출입 샤프트의 공기의 순환을 위해 출입 샤프트에 제공되고, 이러한 장치는 안정된 순환을 유지하기 위해 이용된다. 그런데, 포드에 의해 출입 샤프트로 방출된 열은 출입 샤프트의 벽으로 만족스럽게 방출될 수 있으며 출입 샤프트의 벽을 따라서 출입 샤프트의 벽을 관통하여 만족시러운 방식으로 해수로 방출된다.
상기 장치는 항상 해수에 의해 씻겨지는 출입 샤프트의 하측 부분에만 유용하게 위치한다. 선박과 출입 샤프트 사이의 접합부는 흘수선(water line) 위에 위치하여 해수만이 출입 샤프트의 상측 부분의 주위 부분만을 씻는다. 확실한 열 제거가 출입 샤프트의 하측 부분에서의 열 제거를 증가시키기 위한 장치의 배열에 의해 열이 확실하게 제거된다. 선박으로의 접합부가 흘수선 아래에 있는 짧은 출입 샤프트에 추진 포드가 배열되는 경우, 물론 전체 출입 샤프트에 위치된 대응하는 장치도 흘수선 아래에 위치된다. 원리적으로 흘수선에 선박 및 출입 샤프트 사이의 접합부가 배열되지 않기 때문에, 출입 샤프트에 있은 열 방출 부분의 배열에 대해 이러한 두 개의 대안들만이 고려되는 것이 필요하다.
보완책으로서 또는 이와 달리, 추진 포드가 열 전달 매체를 포함하는 장치(히트 덕트)를 구비하여 열이 유용하게 직접 방출될 수 있거나 특히 유용하게 저렴한 비용 및 간단한 해결책을 얻는다. 더욱이, 이러한 원리를 추구하기 위해, 전기 모터의 양 단부가 개방된 중공형 샤프트를 가지며, 이 중공형 샤프트를 통하여 해수가 유동할 수 있으며 요구되는 경우 원추형으로 형성될 수 있다. 결론적으로, 전기 모터의 냉각도 내부로부터 발생될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 대류 냉각 순환로가 전기 모터의 샤프트에 배열되며, 대류 냉각 순환로는 전기 모터의 중앙으로부터 냉각 단부로 열을 전달한다. 따라서, 허브의 영역, 사실, 프로펠러 표면 부분은 열을 제거하는 전도를 위해 유용하게 이용된다.
또한, 전기 모터의 코일 와인딩 헤드가 냉각 외측 단부, 측부 핀 또는 출입 샤프트의 하측 부분으로 이르는 대류적으로 작동하는 히트 덕트를 구비한다. 코일 와인딩 헤드는 추진 포드의 외벽과 직접 접촉하지 않지만 코일 와인딩 헤드 내로 흐르는 전류 때문에 코일 와인딩 헤드가 상당한 열을 방출한다. 어떠한 경우, 코일 와인딩 헤드의 추가적인 냉각이 필요하며 이러한 추가적인 냉각은 상술된 히트 덕트에 의해 특히 간단한 방식으로 발생된다. 냉각 외측 단부, 측부 핀 또는 출입 샤프트의 하측 부분의 표면은 이러한 목적을 위해 특히 유용하게 이용된다.
코일 와인딩 헤드에 의해 직접 개선된 열 방출을 위해 코일 와인딩 헤드는 추진 포드의 외벽에 열 브리지(heat bridge)가 제공되는 것도 유리하다. 유사한 추진 시스템의 경우, 히트 덕트 및 추가 냉각 부품이 없는 것도 가능하다. 외벽에서 추진 포드의 냉각이 충분하다.
이러한 열 전도 브리지는 열을 특히 잘 전도하는 재료로 된 충전재를 구비한 열 전도 플라스틱으로 이루어지는 것이 유용하다. 에폭시 레진은 예를 들면 플라스틱으로서 고려될 수 있으며 광물은 충전재로서 사용될 수 있다. 이러한 배열에서, 열 전도 브리지는 코일 와인딩 헤드 크기 보다 더 크게 될 수 있으며, 예를 들면 개별 코일 와인딩 헤드 섹션들 사이에 분리 라인을 가지는 것이 유용한, 히트 전도 링으로서 형성될 수 있다. 그 결과 코일 와인딩 헤드로부터 추진 포드의 외벽으로 유용한 열 전도를 하는 열 전도 브리지가 대형 볼륨 형상이 된다.
또한 추진 포드 및/또는 출입 샤프트의 하측 부분이 표면 확대 요소, 예를 들면 외측 리브 또는 외측 비드를 가져 냉각을 개선한다. 이는 또한 모터로부터 해수로의 개선된 열 제거가 달성된다. 이러한 외측 리브 또는 외측 비드도 핀의 작동을 지지하는 유동 안내 기능을 하는 것이 매우 적절한 방식으로 가능하다.
물이 유동하고 부유물(flotsam)에 의한 막힘을 방지하기 위해 원추 형상을 가지는 냉각 덕트에도 출입 샤프트와 추진 포드 사이의 접합부에 제공되는데, 이는 이 영역의 특히 유용한 냉각을 제공한다. 추진 모터의 내부로부터 외측으로 유도되는 히트 덕트는 냉각 덕트에서 끝나는 것이 유용하다.
또한 적절하다면, 모터의 외부 영역 및/또는 모터/출입 샤프트 접합부 영역이 적어도 부분적인 이중 벽 형상을 가지며, 두 개의 벽 사이에 공간이 형성되어, 냉각제, 특히 물이 이 공간을 통하여 유동할 수 있다. 이 같은 이중 벽 공간에는, 열의 일측 공급에 의해 순환이 발생되어, 이러한 이중 벽 공간이 유용한 열 방출 영역으로서 이용될 수 있다. 게다가, 이중 벽 공간이 예를 들면 출입 샤프트의 하측 부분을 강화할 수 있거나 이중 벽 공간이 특히 융용하게 유동할 수 있는 모양을 형성할 수 있는 장점을 가진다. 따라서 이는 조합된 효과를 달성하는 것을 가능하게 한다.
전기 모터와 같은 열 전도 장치는 유지 보수가 필요없는 설계이다. 이는 열 전도 장치가 순환 펌프없이 작동하기 때문에 가능하다. 따라서, 열 전도 장치가 추진 포드 모터를 구비한 블록을 형성하는 유닛으로서 형성될 수 있으며, 항해 중에 유지 보수를 하지 않아도 된다. 열 전도 및 방출 장치가 출입 샤프트의 하측 부분에 완전히 위치할 수 있기 때문에, 열 전도 및 방출 장치는 출입 샤프트의 하측 부분의 분해를 방해하지 않는다. 이 분해 작업은 추진 포드가 수리를 위해 교환될 때 잠수부에 의해 이루어지며 선박은 물에 남아 있게 된다. 선박 또는 갑판에서의 열 교환기를 구비한 알려진 열 교환기 해결책과 비교할 때, 상당한 취급상의 또는 비용상의 장점들이 생겨난다.
본 발명은 도면들을 통해 상술되며, 이들에는 바람직한 실시예들이 도시되고 그리고 이 도면들로부터 상기 종속항들 및 상세한 설명에서와 마찬가지로 또 다른 발명상의 세부 사항들을 알 수 있다.
본 발명의 출발점이 되는 종래 기술을 나타내는 도 1에서, 도면 부호 "1"은 전기 추진 모터를 나타내며, 도면 부호 "2"는 상기 전기 추진 모터(1)에 의해 구동되는 프로펠러를 나타낸다. 도면 부호 3은 포드 외벽을 나타내며, 이것의 외형은 출입 샤프트로 향하는 부분에서 유지된다. 도면 부호 "4"는 추진 포드와 출입 샤프트의 하측 부분 사이의 플랜지 접합부를 나타내며 도면 부호 "5"는 상기 출입 샤프트의 중앙에 있는 플랜지를 나타낸다. 상기 샤프트를 관통해 아래를 향해 케이블 어셈블리(6)가 전기 추진 모터(1)의 전기 공급을 위해 인가된다. 이 샤프트 자체에 사다리(7)가 배열되어 있으며, 검사관(8)은 이 사다리로 상기 출입 샤프트의 하측 부분으로 용이하게 접근할 수 있다. 이 구동 포드는 유지 보수가 필요없으며 접근이 되지 않게 형성되기 때문에, 검사관(8)에게 플랜지 연결부(4와 5)들에 대한 감독 책임만 있다. 이것이 긴 수명을 목표로 설계되었기 때문에, 새로운 실시예들에서 즉 본 발명에 따른 실시예들에서도 상기 사다리(7)의 하측 부분이 생략될 수 있다. 출입 샤프트의 하측 부분은 설치물을 위해, 상기 전기 모터의 외벽으로의 접근을 불가능하게 만드는 설치물을 위해서도 비어 있다.
보조 장치(상세하게 도시되지 않음), 예를 들면, 빌지 펌프(bilge pumps), 출입 샤프트의 접합부에서의 밀봉을 위한 압축 공기 공급원 등이 출입 샤프트의 상측 부분에 조립되어 있다.
도 2는 전기 모터(10)를 구비한 추진 포드의 도면으로서, 전기 모터(10)가 히트 덕트(표시안됨)에 의해 출입 샤프트의 하측 부분에 있는 하나 또는 다수의 냉각 소자(11), 특히 출입 샤프트의 하측 부분의 벽에 연결되어 있다. 추가 냉각을 위해, 도시된 추진 포드는 물이 유동하는 중공형 샤프트를 가지고 있다. 중공형 샤프트내의 유동 덕트는 도면부호 "12"로 표시되며 화살표는 물이 샤프트를 통과하여 흐르는 방향을 표시한다. 히트 덕트(도시안됨)는, 유용하게는 유동 덕트 처럼, 내장되지 않고 형성할 수 있다.
도 3에도 출입 샤프트의 하측 부분에 위치된 냉각 소자(13 및 14)가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 냉각 소자의 실시예 처럼, 냉각 기술로부터 알려진 냉각 소자가 여기서 적용될 수 있다. 냉각 소자의 배열은 임의적이고 부가적인 냉각 소자가 도한 중공형 출입 샤프트의 자유 공간에 배치하는 것도 가능하다. 전기 모터는 사실 접근가능한 것이 필요하지는 않다.
출입 샤프트(16)로부터 추진 포드(17)로의 접합부에 있는 냉각 튜브(15)가 도 4에 도시되어 있다. 도 2에 도시된 중공형 샤프트 처럼, 중공형 샤프트를 통하여 종방향으로 유동이 발생된다. 냉각 튜브(15)의 외측면은 또한 히트 덕트에 의해 추진 모터의 내부로 연결된다. 그러나, 냉각 튜브(15)는 또한 냉각 튜브와 직면하는 포드 외벽의 부분의 특히 집중적인 냉각을 위해 이용될 수 있다.
도 5에는 외벽(18)과 삽입된 내벽(19)을 구비한 출입 샤프트의 하측 부분의 이중 벽이 도시되어 있으며, 이 경우 상기 외벽(18)과 내측 부재(19) 사이의 중간 공간에 히트 덕트(20)가 이어져 있으며, 이것은 여기에서는 물로 유동시키는 실시예로 구성되어 있다. 물을 이용하는 경우에는 이 냉각제에 대한 유동 횡단면은 원형인 것이 바람직하고, 공기용 히트 덕트가 이용되는 경우에는 유입 슬롯이 제공되는 것이 바람직하다.
도 6에는 추진 포드 본체 어느 한 단부의 세부 단면도가 도시되어 있으며, 도면 부호 "21"은 상기 고정자 와인딩(24)의 와인딩 헤드(22)를 위한 열 브리지를 나타낸다. 이 고정자 와인딩(24)은 실제 포드 본체(23) 중앙에 위치하며, 이것은 프로펠러(29)와 동일한 재료 즉 프로펠러 브론즈(peopellor bronze)로 이루어지는 것이 바람직하다. 회전자 와인딩(25)과 고정자 와인딩(24) 사이에 에어 갭(30)이 위치한다. 이 회전자(25)는 내부 튜브(26)에 배열되며, 이것은 다시 샤프트(27)에 고정되어 있다. 이러한 고정은 커플링(31)에 의해 이루어진다. 샤프트 측면에서 이 포드 하우징(23)이 냉각 챔버(28)들을 가지며, 냉각 챔버들은 샤프트로의 히트 덕트용 출구로서 이용된다. 이 경우 리브 등에 의한 표면을 확대하지 않는 것이 가능하다. 커플링, 샤프트 베어링 등이 본 발명에는 속하지 않으므로 더 이상 상세히 설명하지 않는다.
상기 샤프트(27)에서 큰 중앙 보어(32)(파선으로 표시됨)를 통해 열을 제공받는 추진 포드 중앙 부분과 연결되는 중공형 공간(33)도 허브에 위치한다. 이는 추진 포드의 냉각 단부의 유용한 열적 이용을 허용한다.
본 발명에 따른 냉각 소자들은 다수의 냉각 결합체들을 허용한다. 이 개별 조치들은 배의 운항 영역 그리고 모터의 크기에 따라 선택될 수 있다. 긴 냉각 수단 경로와 냉각 수단 순환 장치가 공통적으로 생략될 수 있다. 따라서 미국 특허 제 5,403,216호와 미국 특허 제 2,714,866호에 도시된 종래 기술에 비해 현저한 개선이 이루어진다.비록 변형예가 본 기술분야의 기술자에 의해 제안될 수는 있지만, 발명가의 의도는 본 발명의 범주내에서 합리적이고 적절한 변형예 모두를 구현하고자 하는 것이다.

Claims (27)

  1. 선박용 전기 추진 포드 시스템에 있어서,
    전기 추진 포드로서, 물 추진을 제공하기 위해 상기 전기 추진 포드내에 조립되며 전기 모터 외부 영역을 가지는 전기 모터를 포함하며, 상기 전기 모터는 일정량의 전기 모터 열을 발생시키고, 상기 전기 추진 포드는 전기 추진 포드 표면을 형성하는 전기 추진 포드 외벽을 포함하는, 전기 추진 포드와,
    상기 선박 아래 고정되고 상기 전기 추진 포드를 상기 선박에 연결하기 위해 수중에 잠기는 선박 출입 샤프트로서, 선박 출입 샤프트 표면, 선박 출입 샤프트 중공 영역 및 선박 출입 샤프트 하단부를 형성하는 선박 출입 샤프트 외벽을 포함하는 선박 출입 샤프트와,
    수중으로 전도되어 방출되는 상기 일정량의 전기 모터 열을 증가시키기 위해 조립되는 전기 추진 포드 열 방출 부재를 포함하며,
    상기 전기 추진 포드는 전기 추진 포드 접합부가 형성되어 있는 상기 선박 출입 샤프트 하단부에서 상기 선박 출입 샤프트에 연결되며,
    상기 전기 모터 열은 상기 전기 추진 포드 접합부의 상기 선박 출입 샤프트 표면에 의한 것보다 상기 전기 추진 포드 표면에 의해 더 많은 양만큼 전도되고, 이어서 상기 일정량의 전기 모터 열은 상기 전기 추진 포드 표면 및 상기 선박 출입 샤프트 표면으로부터 수중으로 배출되며,
    상기 전기 추진 포드 열 방출 부재는 선박 출입 샤프트 이중 벽 구조를 가지는 상기 선박 출입 샤프트 하단부를 포함하며, 상기 선박 출입 샤프트 이중 벽 구조는 열 전도 매체를 포함하는 내부 선박 출입 샤프트 이중 벽 영역을 포함하며, 상기 열 전도 매체는 공기 및 물로 이루어지는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 추진 포드 열 방출 부재는 상기 전기 추진 포드 표면 및 상기 열 방출 부재 열 전도 재료의 선박 출입 샤프트 표면을 포함하며, 상기 열 방출 부재 열 전도 재료는 상기 전기 모터 열의 양의 전도 및 후속적인 방출을 개선하기 위해 스틸 보다 더 높은 열 전도율을 가지는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 열 방출 부재 열 전도성 재료는 비철 금속 합금을 주성분으로 포함하여 이루어지는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 열 방출 부재 열 전도 재료는 청동 합금을 포함하는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 청동 합금은 G-Cu Al 10 Ni인, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 추진 포드 열 방출 부재는 금속 광택 재료의 상기 전기 추진 포드 표면을 포함하는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 추진 포드 열 방출 부재는 벽 두께가 감소된 전기 추진 포드를 가지는 상기 전기 추진 포드 접합 영역의 상기 전기 추진 포드 외벽을 포함하는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 추진 포드 열 방출 부재는 확대된 전기 추진 포드 표면을 가지는 상기 전기 추진 포드 접합 영역의 상기 전기 추진 포드 표면을 포함하며, 상기 확대된 전기 추진 포드 표면은 리브, 비드 및 허니콤 시트를 포함하는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 확대된 전기 추진 포드 표면은 다수의 전기 추진 포드 열 전도 장치를 포함하며, 각각의 상기 전기 추진 포드 열 전도 장치는 상기 전기 추진 포드 전기 모터에 연결되는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 추진 포드 열 방출 부재는 상기 선박 출입 샤프트 중공 영역을 통하여 공기를 순환하기 위한 다수의 선박 출입 샤프트 팬을 가지는 상기 선박 출입 샤프트를 포함하는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    각각의 상기 선박 출입 샤프트 팬이 상기 선박 출입 샤프트 중공 영역내에서 상기 공기의 안정된 순환을 유지하기 위해 구비되는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 추진 포드 열 방출 부재는 다수의 전기 추진 포드 열 전도 장치를 가지는 상기 전기 추진 포드를 포함하며, 각각의 상기 전기 추진 포드 열 전도 장치는 전기 추진 포드 열 전달 매체를 포함하는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 추진 포드 전기 모터는 전기 모터 중공형 샤프트를 포함하고, 상기 전기 모터 중공형 샤프트는 상기 물을 수용하기 위한 두 개의 중공형 샤프트 단부를 가지는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 전기 모터 중공형 샤프트는 상기 전기 추진 포드 전기 모터로부터 상기 전기 모터 열을 전달하기 위한 전기 모터 대류 냉각 순환로를 포함하는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 추진 포드 전기 모터는 다수의 전기 모터 코일 와인딩 헤드를 포함하며, 각각의 상기 전기 모터 코일 와인딩 헤드는 상기 전기 모터 열의 양을 전도하기 위한 다수의 모터 코일 히트 덕트를 가지는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 추진 포드 전기 모터는 다수의 전기 모터 와인딩 헤드를 포함하며, 각각의 상기 전기 모터 와인딩 헤드는 상기 전기 모터 열의 양을 전도하기 위해 다수의 전기 모터 열 전도 브리지를 가지는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    각각의 상기 전기 모터 열 전도 브리지는 열 전도 플라스틱을 주성분으로 포함하여 이루어지는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 열 전도 플라스틱은 충전재를 포함하는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 추진 포드 열 방출 부재는 상기 전기 추진 모프 접합 영역의 다수의 전기 추진 포드 냉각 덕트를 포함하는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 추진 포드 열 방출 부재는 상기 전기 모터 외부 영역 및 열 방출 이중 벽 구조를 가지는 상기 선박 출입 샤프트 하단부를 포함하며, 상기 열 방출 이중 벽 구조는 상기 물을 수용하기 위해 내부 열 방출 이중 벽 영역을 가지는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 방출 부재는 유지 보수를 요하지 않도록 설계되는, 선박용 전기 추진 포드 시스템.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
KR10-2000-7000620A 1997-07-21 1998-07-21 냉각 장치를 구비한 선박용 전기 추진 포드 시스템 KR100430321B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19731816.9 1997-07-21
DE19731816 1997-07-21
DE19801448.1 1998-01-16
DE1998101448 DE19801448C2 (de) 1998-01-16 1998-01-16 Elektrische Antriebseinrichtung für Schiffe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010022051A KR20010022051A (ko) 2001-03-15
KR100430321B1 true KR100430321B1 (ko) 2004-05-03

Family

ID=7836745

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-7000534A KR100518087B1 (ko) 1997-07-21 1998-07-20 선박용 전동 구동 장치
KR10-2000-7000620A KR100430321B1 (ko) 1997-07-21 1998-07-21 냉각 장치를 구비한 선박용 전기 추진 포드 시스템

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-7000534A KR100518087B1 (ko) 1997-07-21 1998-07-20 선박용 전동 구동 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (2) KR100518087B1 (ko)
DE (3) DE19826229C2 (ko)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI115042B (fi) 2000-01-28 2005-02-28 Abb Oy Aluksen moottoriyksikkö
DE10143713B4 (de) * 2001-08-30 2005-11-03 Siemens Ag Elektrische Antriebseinrichtung für ein Schiff
JP4203416B2 (ja) 2001-08-30 2009-01-07 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 耐衝撃型船舶用回転電機
DE10158757A1 (de) * 2001-11-29 2003-06-18 Siemens Ag Schiffsantrieb
KR101429010B1 (ko) * 2005-06-09 2014-08-11 숏텔 게엠베하 선박 추진 장치와 선박 추진 방법
DE102008042598A1 (de) * 2008-10-02 2010-04-08 Zf Friedrichshafen Ag Propellerantriebsordnung zum Steuern und Antreiben eines Schiffes
KR101271614B1 (ko) * 2011-02-25 2013-06-11 삼성중공업 주식회사 선박의 스러스터
EP2824028B2 (en) 2013-07-09 2021-10-27 ABB Oy Ship's propulsion unit
EP2824806B1 (en) * 2013-07-09 2020-03-04 ABB Schweiz AG Ship's propulsion unit
DK2824027T3 (en) * 2013-07-09 2016-06-06 Abb Oy Progress unit for a ship
DE102013214087A1 (de) 2013-07-18 2015-01-22 Siemens Aktiengesellschaft Elektrischer Gondelantrieb für ein Schiff
DE102013214082A1 (de) 2013-07-18 2015-01-22 Siemens Aktiengesellschaft Elektrischer Gondelantrieb für ein Schiff
JP6590414B2 (ja) 2014-06-03 2019-10-16 コングスバーグ マリタイム スウェーデン アクチボラグＫｏｎｇｓｂｅｒｇ Ｍａｒｉｔｉｍｅ Ｓｗｅｄｅｎ ＡＢ ポッド推進装置及びそれを冷却する方法
DE102015218889B3 (de) 2015-09-30 2017-03-30 Siemens Aktiengesellschaft Antrieb für ein wassergebundenes Fortbewegungsmittel
DE102015218896B4 (de) 2015-09-30 2017-05-04 Siemens Aktiengesellschaft Antrieb für ein wassergebundenes Fortbewegungsmittel
DE102018201206A1 (de) 2018-01-26 2019-08-01 Siemens Aktiengesellschaft Modulare Anordnung eines Umrichters und Luftfahrzeug mit einer derartigen Anordnung
DE102021206772A1 (de) 2021-06-29 2022-12-29 Scanlab Gmbh Galvanometerantrieb mit verbesserter Statorgeometrie

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2714866A (en) * 1951-02-19 1955-08-09 Friedrich W Pleuger Device for propelling a ship
US2862122A (en) * 1955-03-14 1958-11-25 Westinghouse Electric Corp Submersible dynamoelectric machine
JPS61205597A (ja) * 1985-03-08 1986-09-11 Kojiro Yamaoka 船外機及び船内外機の冷却装置
GB9122719D0 (en) * 1991-10-25 1991-12-11 Thos Storey Eng Ltd Improvements in and relating to heat exchangers
FI96590B (fi) * 1992-09-28 1996-04-15 Kvaerner Masa Yards Oy Laivan propulsiolaite
US5568781A (en) * 1995-02-17 1996-10-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Induced flow undersea vehicle motor cooling jacket
NO302589B1 (no) * 1995-09-05 1998-03-23 Abb Kraft As Forbedret anordning ved rörgenerator
DE19627323A1 (de) * 1996-06-26 1998-01-02 Siemens Ag Gondelartig anzuordnender Schiffsantrieb mit Synchronmotor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010022051A (ko) 2001-03-15
DE19826229A1 (de) 1999-02-25
DE19826229C2 (de) 2000-09-21
KR20010021969A (ko) 2001-03-15
DE59802157D1 (de) 2001-12-20
KR100518087B1 (ko) 2005-10-04
DE59805831D1 (de) 2002-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2297047C (en) Electrical propulsion pod for a ship
KR100430321B1 (ko) 냉각 장치를 구비한 선박용 전기 추진 포드 시스템
US6994602B2 (en) Ship propulsion system
US10336430B2 (en) Pod propulsion unit of a ship
EP1010614B1 (en) Propulsion and steering module for naval craft
FI115042B (fi) Aluksen moottoriyksikkö
US7186156B2 (en) Electric propulsion units
US6312298B1 (en) Electromotive drive system for a ship
CN108028566B (zh) 旋转电机的冷却
KR20160031538A (ko) 선박용 전기 포드 추진부
KR20170013980A (ko) 포드 추진 디바이스 및 이를 냉각하기 위한 방법
TW202114908A (zh) 用於帶冷卻裝置的如衝浪板或槳板的水運工具的電機動化系統
JP2002362487A (ja) 電動式ポッド型推進機
JP2022548201A (ja) 固有冷却システムを備えた電気モータ
CN109301973B (zh) 电机和船舶推进装置
EP4180321A1 (en) Marine drive unit comprising a closed cooling circuit
WO2023084244A1 (en) An outboard for watercraft
ITMI971962A1 (it) Modulo di propulsione e governo di mezzi navali

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130314

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140321

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150316

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160613

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170309

Year of fee payment: 14

LAPS Lapse due to unpaid annual fee