KR20040032990A - 해군 선박용 초전도 전기장치들 - Google Patents

해군 선박용 초전도 전기장치들 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초전도 전기장치들, 예를 들어 모터 및 발전기, 특히 고온 초전도 장치들에 관한 것이다. 발명의 장치들은 초전도체들, 특히 고온 초전도체들을 구비한 회전자, 회전자 저온 유지 장치, 회전자 축, 저온 유지 장치 및 냉각 장치 사이에 저온 유지 장치 전도체를 구비하는 저온 유지 장치 링크, 및 비-초전도 고정자를 포함한다. 발명의 장치들은 해군 선박들에 필요한, 열 충격에 대해 저항을 갖도록 되어 있다. 발명에 따르면, 고정자(13, 29), 회전자(18, 28) 및 저온 유지 장치(15)가 탄성 요소들(17, 25)에 의해 외부 장치 하우징(4, 23) 및 회전자 축(12)으로부터 분리된다. 본 발명의 실시예에서 장치 하우징은 스러스터 하우징으로서 구성되고 선박의 선미와 탄성적으로 연결된다.

Description

해군 선박용 초전도 전기장치들{SUPERCONDUCTING ELECTRICAL MACHINES FOR USE IN NAVY SHIPS}
과거에 전기장치들, 예를 들어 모터나 발전기들의 효율을 향상시키고 공간 절약 개념을 충족시킬 수 있도록 초전도 기술을 이용한 설계가 종래의 전기장치들에 이미 제안되었다. 대응하는 실험용 장치들 또한 이미 개발되어 미국 및 독일에 공개되었다. 그러나, 이 장치들은 충격 저항력, 진동에 대한 저항력 등에 대해 특히 엄격한 요구 조건을 갖는 해군 선박의 경우에 특히 기술적인 어려움들이 아직 실행 가능하지 않은 것으로 간주된 것을 의미하므로, 아직 선박들 상에서의 실제 작동을 위해서는 실시되지 않았다.
본 발명은 초전도 기술에 근거한 해군 선박용 전기장치들에 관한 것이다.
도 1은 전기 조향 프로펠러의 HTS 버전에 의한 아웃라인 단면을 나타낸다.
도 2는 이동 분리가 간소화된 전기 조향 프로펠러에 의한 아웃라인 단면을 나타낸다.
도 3은 모터의 탄성 냉각제 라인을 나타낸다.
도 4는 세로 단면의 형태도 개략적으로 도시된 추진 장치를 나타낸다.
도 5 및 도 6은 도 4에 나타낸 구조의 설계 개선을 나타낸다.
도 7은 측면으로부터 해군 선박용 전기 조향 프로펠러의 전체적인 도면을 나타낸다.
도 8은 도 7에 나타낸 2개의 조향 프로펠러를 뒤로부터 나타낸다.
도 9는 전기 조향 프로펠러용 구형 세그먼트 서스펜션의 원리를 나타낸다.
도 10은 전기 조향 프로펠러의 유니버설-이음부 서스펜션의 원리를 나타낸다.
도 11은 2개의 케이싱 부분들 사이의 분리 이음부의 실시예를 나타낸다.
도 12는 HTS 모터 형태의 전동 모터의 실시예를 나타낸다.
본 발명의 목적은 실제 사용에 적합하게 설계되어 해군 선박들에서 문제없이 사용될 수 있는, 초전도 기술에 근거한, 특히 고온 초전도 기술에 근거한 전기장치들을 구체화하는 것이며, 상기 목적은 특히 조향 프로펠러용 초전도 기술에 근거한 전기 추진 모터를 구체화하는 것으로, 초전도 기술의 구체적인 이점들은 특히 경량의 추진 시스템을 제공할 수 있고, 유선형의 선미(船尾) 형태를 가능하게 하며 슬림한 선박 구성을 제공한다.
해군 선박용으로 적합한 전기장치들은 이미 공지되어 있다. 상기 장치들은 크고 무거우며, 이동 면에 있어서 선박들에 통합되지 않는다. WO 02/30742 A1 및 DE 196 47 948 A1에 개시된 바와 같이, 전기 조향 프로펠러 모터들에 동일하게 적용된다. 상기 모터들은 이들의 하우징으로부터 진동에 의해 분리되지만, 상기 모터들은 정상적으로 제공되는 공기 냉각 때문에 크고 무겁다.
본 발명의 특별한 목적 중 하나는 초전도 기술에 근거한 전기장치의 각각의 구성 요소들을 구체화하는 것이며, 상기 전기장치는 해군 선박에 적합하고 전기장치가 100 g 이상까지 배치되는 선박의 부품의 가속을 견딜 수 있다. 따라서 초전도 장치는 해군용으로 제약 없이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 전기장치는 그것이 모터, 예를 들어 전기 조향 프로펠러용 전동 모터인지, 측면 속도를 높이기 위해 해군 선박에 배치되는 종래의 프로펠러 또는 워터 젯용 모터인지에 상관없이, 또는 원하는 전기 부하용 전력을 발생시키기 위한 발전기인지에 상관없이, 항상 초전도 전동 모터 또는 발전기의 고효율, 소형화 및 경량화의 구체적인 이점들을 갖는다.
상기 목적은 주요 청구항의 특징부 및 종속항들, 도면들 및 도면들의 설명에 의해 달성된다.
특히 고온 초전도체 구성에 근거한 초전도 모터 또는 발전기의 주 요소들에 관한 상세한 정보는 예를 들어 WO 00/13296의 극저온 디스트리뷰터에서 이미 입수할 수 있으며, 냉각 회전자 축 부분과 외부로 나가는 축 부분 사이의 연결에 관련된 동일한 정보는 독일 특허 출원 101 10 674.2에서 입수할 수 있고, 냉 헤드들에 관한 정보는 EP 0 865 595 B1로부터 입수할 수 있다. 압축기 유닛들 및 극저온 냉각 장치용 부속품들에 관한 상세는 예를 들어 RGS 또는 Coolpak 종류들에 관한 Leybold사로부터의 설명 및 동작 지시들로부터 알려져있다. 간략하게, 해군 선박용 모터 및 발전기들에 대한 본 발명에 관해 중요한 새로운 조합 및 변형된 형태로 사용되는 구성 요소들은 대체로 다양한 기술 분야로부터, 예를 들어 핵자기 공명 영상법, 초전도 전류 리미터 또는 유사한 제품들로부터 이미 공지되어 있다.
본 발명의 다른 목적은 선박용 추진 장치들의 특정 분야에 관련되며, 고정자 및 회전자를 구비하고 선박의 선체 하부 표면에 곤돌라처럼 배치될 수 있는 유선형 하우징에 배치되는 전동 모터의 설계 구성에 적용될 수 있으며, 회전자는 하우징에 장착되어 적어도 하나의 프로펠러가 연결되는 축에 의해 지지된다.
이러한 종류의 공지된 추진 장치에서, 회전자는 영구자석 여자에 의한 회전자 형태이며, 튜브형 장착 바디 및 자기적인 활성화부를 갖는 지지 구조를 포함한다. 회전자는 적어도 하나의 프로펠러가 설치되어 추진 장치의 하우징에 장착되는 추진축에 배치된다. 전기적이고 자기적인 활성화부를 갖는 고정자는 전력이 전송될 수 있도록 추진 장치의 하우징에 장착된다. 이 경우에 전동 모터는 하우징을 경유하여 주변 물로의 열 소산에 의해 냉각된다. 고정자 끝의 권선들을 냉각시키기 위해, 공기 또는 절연 오일이 하우징의 내부를 순환할 수 있다(WO 97/49605). 혹은, 특별한 열 브리지를 사용할 수 있다(DE 199 02 837 A1). 추가의 냉각 측정법들은 추진 장치의 케이싱형 장착부에 배치되는 폐쇄 고리 냉각기들의 사용을 포함한다(DE 198 26 226 A1).
곤돌라처럼 배치된 전동 모터를 구비한 다른 공지된 추진 장치에서, 고정자는 하우징에 방사형 갭을 두고 배치되어, 특정한 냉각 채널들에 의해 선박의 선체로부터 공급되는 가스 상태의 냉각제로 고정자 및 회전자를 냉각시킬 수 있다.
특허 청구항 1의 전제부의 특징들을 갖는 추진 장치의 배경에 대해, 본 발명은 충격 부하를 견딜 수 있어 심한 수중 압력 파동이 일어나는 동작 필드에서의 적용에도 적합한 추진 장치 설계의 목적에 근거한다. 이 경우 본 실시예는 고온 초전도 추진 장치들에 적합하게 된다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 회전 베어링들에 의해 회전자에 고정되는 고정자, 및 고정자 및 회전자로부터 형성되어 하우징과 추진축 상에 지지되는 유닛을 제공한다.
이에 관한 추진 장치의 개선으로, 부피가 큰 추진 모터의 전기적이고 자기적인 활성화부들은 하우징 내에서 "댐프" 방식으로 추진축 상에 장착되는 유닛을 형성한다. 외부로부터 하우징 및 추진 장치의 추진축에 작용하는 돌연한 압력 효과의 경우에, 이러한 압력 효과들은 시간 지연을 가져 감소된 충격 효과를 갖고 모터의 전기적이고 자기적인 활성화부들에 작용한다. 따라서 추진 장치(콘돌라처럼 배치됨)의 서스펜션에 의해 선박의 선체에 작용하는 기계력, 특히 휨 모멘트가 감소된다. - 전기 추진 모터의 전기적이고 자기적인 활성화부들의 탄성 및 댐프 배치 또한 추진 장치에서 비롯되는 구조 전달음을 감소시켜, 추진 장치에 설치되어 선박의 위치를 알아내는 수중 음파 탐지기의 사용을 더 어렵게 한다. - 여자를 위해영구 자석들에 회전자가 설치되는 모터들의 경우에 전기 추진 모터의 회전자와 고정자 사이의 단단한 기계적 결합은 추진 장치 상의 충격 부하의 경우에도 회전자와 고정자 사이의 공극이 일정하게 남아 매우 작게 선택될 수 있다는 또 다른 이점을 갖는다.
본 발명의 개선으로, 회전자는 튜브형 장착 바디 및 상기 장착 바디에 설치되어 추진축 상에 탄력적으로 지지되는 활성화부를 구비하는 한편, 고정자는 회전자의 장착 바디에 장착되어 하우징에 탄력적으로 지지된다. 이 경우, 회전자는 축 방향 및 방사 방향으로 추진축 상에 부드럽게 장착되지만, 원주 방향으로는 꼬여져 뻣뻣하게 설계되는 것이 편리하다.
회전자의 장착 바디 상에 고정자를 방사형으로 단단히 장착하는 것은 상용화되어 있는 방사 및 축 베어링들에 의해 편리하게 달성되며, 상기 베어링들은 롤러 베어링의 형태가 바람직하다. 반대로 슬라이딩 베어링들은 바람직하게는 유체 정역학적 오일 순환에 의한 회전자 축용 베어링에 편리하게 사용된다.
상용화된 댐핑 요소들은 축 상의 회전자의 탄성적 지지에 사용될 수 있으며, 예를 들어 축 전선의 탄성 결합부들에 정상적으로 사용된다. 이러한 댐핑 요소들의 본질적인 특징은 회전자의 방사 및 축 방향으로는 탄성적이고 회전자의 원주 방향으로는 꼬여져 뻣뻣하도록 설계된다는 점이다.
축 상의 회전자를 지지하기 위한 것과 같이 추진 장치의 하우징 상의 탄성적 지지에 동일한 종류의 댐핑 요소들이 사용될 수 있다.
추진 장치의 하우징 상의 고정자의 탄성적 지지에 의해 고정자와 하우징 사이에 공간이 형성되므로, 고정자는 하우징을 경유하여 주변 물로의 열 소산만으로는 냉각될 수 없다. 따라서 부가적인 냉각 측정법들이 제공되어야 한다. 이는 추진 장치를 선박의 선체에 추진 장치를 접속시키는 지지 케이싱의 벽 영역에, 또는 선박의 선체에 배치되는 폐쇄 고리 냉각기들을 사용하여 액체 냉각제, 특히 물이 적층 고정자 코어 및 적층 코어를 둘러싸는 냉각 링과 상기 폐쇄 고리 냉각기들의 대응하는 구멍들에 흐름으로써 행해질 수 있다. 이러한 냉각은 고정자 끝의 권선들에도 사용될 수 있다. 이와 별개로, 고정자 끝의 권선들 주위에 흐르며 추진 장치의 지지 케이싱의 영역에서 냉각되는 순환 기류 또한 형성될 수 있다. 필요하다면, 추진 장치의 선저(船底) 영역들, 즉 추진축의 단부들에 배치된 하우징 부분들 또한 냉각의 목적으로 사용될 수 있다.
회전 가능한 전기 조향 프로펠러는 캐나다 특허 1,311,657로부터 공지되어 있다. 상기 조향 프로펠러는 쇄빙선의 선미 아래에 배치된다. 케이싱 및 선박의 선미에 대한 그 접속부는 특히 쇄빙 작업을 위해 설계된다.
본 발명의 또 다른 목적은 마찬가지로 작업, 즉 해군 선박의 추진을 위해 명확하게 설계되는 전기 조향 프로펠러를 구체화하는 것이다. 상기 목적에 필요한 특징 중 하나는 전기 조향 프로펠러가 수중 폭발에 의해 일어나는 높은 가속도를 견딜 수 있다는 점이다. 이 경우, 해군 선박들의 슬림한 선미 구조를 고려하여 경량으로 설계되어야 한다.
주요 목적은 선박 선미 케이싱 접속부, 케이싱 및 모터가 수중 폭발 압력 파동을 손상 없이 견딜 수 있도록 설계되는 것으로 달성되고, 이러한 목적으로 케이싱 자체는 탄력적으로 변형 가능하게 설계되고, 선박 선미 케이싱 접속부는 선박 선미에 대한 케이싱의 이동이 가능하도록 설계되고, 전동 모터는 10 g 이상의 가속도를 흡수하도록 설계된다. 해결에 따른 특징들에 의해 전기 조향 프로펠러가 그 목적을 위해 적절하게 설계되고 수뢰 명중 또는 수뢰 또는 선박 하부에서의 수뢰 폭발의 위험에 대한 동작시 해군 선박들에 사용되는 능력을 갖게 된다.
현대식 해군 선박의 구조는 "해군 포럼" 저널, 1999년 제 6 판 8쪽 내지 29쪽의 Karl Otto Sadler에 의한 기사 "표면 해군 선박들의 구조의 동향"에 개시되어 있다. 본 발명에 따른 전기 조향 프로펠러는 특히 상기와 같은 현대식 해군 선박들에 적당하게 되어 있다.
본 발명의 개선 중 하나는 케이싱의 개개의 부분들 사이에 적어도 하나의 탄성 접합점, 예를 들어 이음부를 갖는 전기 조향 프로펠러의 케이싱을 제공한다. 이음부는 탄성적으로 구부러지도록 설계되며 예를 들어 컵 스프링들을 갖는 나사 접속부를 갖는 플랜지들을 구비하는 것이 유리하다. 바람직하게는 다층 및 보강 형태의 엘라스토머 물질, 예를 들어 실리콘 고무로 이루어진 탄성 이음부 중간층이 이음부에 배치되는 것이 유리하다. 본 발명에 따라 제공되는 이음부들은 케이싱의 접합점이 되어 탄성적으로 움직일 수 있다. 이는 케이싱의 하단부에서 모터에 작용하고 케이싱과 선미 사이의 접합점에 작용하는 폭발 압력 파동력을 없앨 수 있게 한다. 본 발명에 따른 해결책은 이 경우에 필요 조건들을 만족시키기에 충분히 확고하고 폭발 압력 파동들의 소산에 매우 효과적이다.
이음부 둘레 바깥쪽에 이음부 칼라가 제공되는 것이 유리하며, 이음부 칼라는 탄성, 특히 신축성이 있는 물질로 이루어지며, 케이싱 부분들의 이동중 이음부에 물이 들어가는 것을 막는다.
각각의 부품들이 알루미늄으로 이루어지는 것이 바람직한 2개 또는 그 이상의 부품들로부터 형성되는 전동 모터의 하우징은 물론, 알루미늄, 또는 섬유 보강 플라스틱들, 어떤 경우에는 강철 또는 이 경우에는 알루미늄 플랜지가 제공되는 것이 바람직한 2개보다 많은 부품들로부터 형성되는 케이싱을 준비하는 것이 유리하다. 이는 중량을 상당히 줄일 수 있으며, 혹은 케이싱의 신축성을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 개선은 탄성 회전자 베어링 및 예를 들어 5 내지 50 ㎜의 큰 공극을 갖는 전동 모터를 제공하는 것이다. 이는 매우 높은 가속이 발생하더라도(가속은 100 g 이상) 전동 모터의 고정자 부분에 회전자가 충돌하는 것을 확실히 막을 수 있게 한다. 롤러 베어링들 대신 슬라이딩 베어링들의 사용 및 탄성 회전자 베어링과 관련한 큰 공극은 본 발명에 따라 가속을 견디는 전동 모터에 대한 대단히 높은 성능을 달성한다.
큰 공극은 HTS(고온 초전도체) 회전자들을 사용함으로써 어떠한 효율의 감소도 없이 특히 유리하게 달성될 수 있다. 이러한 목적에는 공극 3상 권선이 특히 유리하다. 이 경우 HTS 회전자의 사용은 회전자가 특히 소형으로 설계될 수 있고 고정자 권선들 또한 이에 대응하여 작다는 특별한 이점을 갖는다. 따라서, 종합적으로 이것에 의해 종래의 장치들보다 비효율적인 처리 없이 방폭 및 충격 방지용으로 설계될 수 있는 매우 소형의 전기장치가 된다. 상술한 방법들(HTS 기술에 의한모터의 사용, 강철 대신 알루미늄이나 플라스틱 사용) 및 후술하는 다른 방법들은 예를 들어 7 MW 강철 프로펠러의 중량을 약 120 t에서 약 65 t로 매우 유리하게 감소시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 유리한 개선은 탄성적으로 변형 가능한 장착 셀들을 형성하는 탄성적으로 변형 가능한 구조적 요소들, 예를 들어 매우 구부리기 쉬운 금속 시트들을 갖는 선박 선미의 선박 선미 케이싱 접속부를 포함한다. 이는 케이싱에 의해 선박의 선미에 작용하는 폭발 압력뿐 아니라, 선박의 선미에 직접 작용하는 폭발 압력 파동들을 없앨 수 있게 한다.
본 발명의 또 다른 개선은 집전 고리들 없이 예를 들어 회전 탄성 케이블 전선 또는 나선형 스프레드 케이블의 형태로 설계되는 전동 모터용 전원 라인들을 제공한다. 집전 링 바디의 결여는 조향 프로펠러에서 상당량의 중량을 감소시키며, 더욱이 이는 심한 움직임의 경우, 예를 들어 폭발 압력 파동의 경우에 무시되지 않는 가능한 결점 소스 하나를 없앤다. 집전 링 바디의 결여는 전기 조향 프로펠러를 120 내지 180°회전시키는 능력을 확실히 제한하지만, 이는 전기 조향 프로펠러가 맨 끝의 위치들로부터 다시 뒤로 회전될 수 있고 동일한 회전 방향으로 더 회전도리 필요가 없기 때문에 용인될 수 있다.
본 발명이 또 다른 개선은 케이싱의 위치에 상관없이 움직일 수 있는 보조키를 갖는 전기 조향 프로펠러를 제공하는 것이다. 따라서, 정상 상태에서 케이싱은 고정될 수 있고, 제2의 선박 방향 변경은 보조키에 의해 실행된다.
보조키는 항공기 수평 꼬리날개 상의 승각타와 동일한 방식으로 케이싱의 후미 에지에 배치될 수 있다. 그러나, 여기서 보조키는 케이싱 뒤의 선회 꼬리에 위치하기 때문에 그 효과는 제한된다. 보조키는 특히 외장 프로파일에 대응하는 비대칭 프로파일에 관련하여 특히 측변 또는 선도 단변 날개 형태인 것이 특히 유리하다. 이것에 의해 측변 또는 선도 단변 날개의 효과가 특히 우수해진다.
전동 모터의 특히 저항력이 있는 실시예는 두 부분으로 서로 상관없이 동작할 수 있는, 특히 서로 독립적으로 전원이 공급되는 두 부분들을 갖고 개방 루프 및 폐쇄 루프 제어가 서로 상관없이 제공될 수 있는 전동 모터를 제공한다. 이러한 전동 모터의 두 부분의 각각은 프로펠러를 구동시켜, 전동 모터들을 과다하게 동작시키고 역회전 프로펠러들을 쉽게 제공할 수 있는 능력을 갖게 한다. 이것에 의해 추진 시스템의 효율이 개선된다. 이러한 전동 모터 구성은 고속 보트들과 같이 비교적 소형의 해군 선박들에 특히 유리하다.
중량을 줄이기 위해, 본 발명은 케이싱을 회전시키는 능력 및/또는 전기 서보 모터들에 의해 보조키를 이동시키는 능력을 제공한다. 이는 특히 케이싱 회전 장치가 경량이 되게 하는 것은 물론, 계속해서 주행하는 수경 모터들이 필요 없기 때문에 특히 조용한 케이싱 회전 장치를 제공하는데 특히 유리하다. 이 경우, 전기 서보 모터들은 시동중에 그리고 원하는 위치로 선회하는 도중에 특정한 램프 형태들이 쉽게 달성될 수 있게 한다. 따라서 선박의 방향 전환 운동이 특히 신속히 완료되고 적당한 방식으로 제어될 수 있다.
본 발명의 특히 유리한 실시예 중 하나는 특정한 방식으로 탄성적으로 설계되는 선박 선미 케이싱 접속부를 제공한다. 케이싱용 세미-유니버설-이음부 서스펜션 또는 케이싱을 지지하기 위한 구형 세그먼트들, 특히 탄력 구형 세그먼트들의 사용이 상기의 목적에 유리하다. 이 경우 구형 세그먼트들에 케이싱 상부를 장착하는 것은 확고하고 케이싱의 큰 굽힘 운동을 가능하게 하는 특별한 이점을 갖는다. 이 경우, 세미-유니버설-이음부 서스펜션 및 구형 세그먼트들에 의한 케이싱의 지지부 모두 스프링 요소들, 예를 들어 엘라스토머 또는 수경 쿠션들의 보조로 달성된다. 이들은 또한 강철 요소들을 구비하는 것이 유리한 가동 장착 구조 상에서 수평 및 수직으로 유리하게 지지된다. 따라서 규정된 이동이 케이싱의 큰 굽힘 운동에 의해 달성될 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 개선 중 하나는 또한 모터 하우징에서 수축되는 권선들 및 외벽 냉각을 구비한 전동 모터를 제공한다. 이것에 의해 충격파에 작용하는 작은 영역을 갖는 특별히 작은 부피의 모터 곤돌라가 된다. 탄력적으로 운동하기 위한 케이싱의 능력과 함께, 이는 과거에 달성되지 않은 전기 조향 프로펠러의 필요 조건 - 경량, 소형, 충격에 대한 저항력 - 을 만족시키는 전기 조향 프로펠러에 대한 최적의 구성이 된다.
본 발명의 보다 상세한 설명은 종속항들과 같은 방식으로 발명의 상세를 포함하는 도면들로 알 수 있다.
도 1에서 1은 선박 선체의 윤곽을 나타내며, 조향 프로펠러 케이싱(2)이 탄성적으로 회전 및 구부러질 수 있도록 배치된다. 전기 조향 프로펠러의 프로펠러는 3으로 표시하고, 이 경우에는 단일 견인 또는 추진 프로펠러이다. 따라서, 하나의 축 단부가 냉각제의 도입을 위해 하우징 내에서 자유롭게 되어 있다. 전기 조향 프로펠러의 하우징은 4로 표시하고, 회전자 축(12)(동시에 추진축의 역할을 함)은 베어링들(5, 7)에 의해 하우징 중심에 배치된다.
조향 프로펠러 케이싱(2)에, 예를 들어 모터 하우징(23)의 상부에 냉각 유닛(8)용 압축기가 배치되고, 상세히 나타내지 않은 폐쇄 고리 냉각 시스템에 의해 선박 또는 전기 조향 프로펠러의 냉각 시스템에 접속된다. 압축기(8)와 냉 헤드(10) 사이에 구부리기 쉬운 압축 가스 공급 및 반환 라인(9)이 배치되어 냉 헤드(10)에 압축 가스를 공급한다. 냉 헤드(10)는 극저온 결합부(11)에 접속되는데, 이는 원래 공지되어 있으며 회전 극저온 디스트리뷰터(20)에 냉각제를 통과시키고, 냉각제는 구부리기 쉬운 라인(21)에 의해 저온 유지 장치(15)로 통과한다.
초전도 권선(14), 특히 고온 초전도 권선이 진공 절연 회전자 저온 유지 장치(15)에 위치하고, 열 전도성이 낮은 토크 전송 결합부(16)를 통해 열 회전자 저온 유지 장치(15)에 접속된다. 회전자 튜브(24)는 댐핑 요소들(17)에 의해 전기 조향 프로펠러의 축(12)에 접속되고, 베어링들(19)에 의해 하우징(23)의 단부 플랜지에 지지된다. 고정자(13)는 하우징(23)에 외부적으로 위치하고, 비교적 큰 공극(22)이 고정자(13)와 회전자(18) 사이에 형성된다. 공극은 회전자 및/또는 고정자(13)의 탄성 변형을 확보하고 베어링(19)의 베어링 플레이트가 충격의 영향하에서의 움직임보다 전체적으로 더 적게 하는 크기이다. 따라서 예를 들어 전기 조향 프로펠러 바로 밑에서의 수중 폭발의 경우에도 정확한 동작을 보장한다.
회전자 튜브(24)가 댐퍼(17)에 의해 회전자 축(12)에 접속되며, 여기서는 회전자 튜브와 하우징 사이의 댐퍼와 동일한 댐퍼들이 사용되는 것이 유리하다. 전체적으로, 이는 매우 낮은 냉 손실을 갖는 동시에 우수한 충격 저항력을 갖는 해결책이다.
초전도 권선들에 의해 달성될 수 있는 높은 암페어 회수가 도 2에서 이용되며, 도 2는 간소화한 실시예로서, 장치의 각 부분들이 도 1에 대응되므로 다시 도시하지 않는다. 회전자는 단지 작은 전도체 질량을 필요로 하며 철이 거의 없거나 전혀 없이 설계될 수 있다. 그래서 작은 질량의 회전자에 대한 충격력이 작고, 혹은 동작시 일어나는 힘과 비교된다. 회전자는 댐핑 없이 축에 접속되며; 극저온 결합부가 단단한 진공 절연 라인에 의해 냉각제에 접속된다. 무거운 고정자 및 극저온 냉각기가 댐퍼(25)에 의해 부유되며, 냉 헤드 극저온 결합부에 탄력적인 접속부(26)가 하나만 필요하다. 이 경우 회전자와 공극 고정자 권선 사이의 공극(27)은 회전자 및 고정자(28, 29)가 최대 충격 부하의 경우에도 접촉하지 않을 정도로 50 ㎜까지로 충분히 크다. 이것에 의해 초전도 장치의 특히 경량의 간소한 실시예가 된다.
도 3은 예를 들어 장치에 필요한 탄력적인 냉각제 라인을 나타낸다. 이중 벽 하우징(30)에 진공(31)이 있으며, 이는 2개의 탄력적인 냉각제 라인 부분(33, 34) 사이로 이어진다. 이러한 탄력적인 냉각제 부분들은 냉각제(32)를 밀폐시키는 벽들에 플랜지들(35, 36)에 의해 접속된다. 전체적으로, 이것에 의해 냉각제 라인에 작은 열 손실만을 허용하는 간소한 실시예가 된다.
도 4는 선박용 전동 모터 추진 장치(100)의 추진축(101)을 나타내며, 추진축의 각 단부에는 하나의 프로펠러(102, 103)가 설치된다. 추진축(101)을 구동시키는 전동 모터의 위쪽 절반만 단면 형태로 나타낸다. 이 전동 모터는 회전자(104) 및 고정자(105)를 구비하고, 회전자는 영구 자석의 형태로 전기적 활성화층(106)을 갖고, 튜브형 장착 바디(107)에 배치된다. - 고정자(105)는 2개 이상의 부품들을 갖는 장착 하우징(108)을 가지며, 회전 베어링들(109)에 의해 회전자의 장착바디(107)에 고정된다.
회전자(105)와 고정자(106)를 포함하는 유닛은 탄성 댐핑 요소들(110, 111)에 의해 먼저 추진축(101) 상에, 다음으로 전동 모터 및 추진축을 수용하는 하우징(112) 상에 지지된다. 이 경우 추진축(101)은 회전 베어링들(113)에 의해 하우징(112)에 장착된다.
하우징(112)은 추진 장치(100)를 선박의 선체에 부착하는 관련 장착 케이싱(114)을 갖는다. 장착 케이싱(114)은 이중 벽 구조를 갖거나 예를 들어 냉기를 전달하기 위해 하우징을 수직으로 둘러싸는 냉각 채널을 구비한다.
고정자(105), 특히 단부 권선들(115)을 냉각시키기 위해, 냉기가 예를 들어 전동 모터의 일 단부에서 장착 케이싱(114)으로부터 장착 하우징(108)과 장착 바디(107) 사이의 내부 공간으로 공급되며, 전동 모터의 다른 단부에서 전달된다. 회전자의 전기 활성화층(106)과 장착 바디(107) 사이의 전동 모터 내로 냉기가 축 방향으로 흐를 수 있다. - 고정자 하우징(108)은 고정자 및 고정자 권선들을 냉각시키기 위한 채널에 흐를 수 있고, 장착 케이싱(114)으로부터 공급되는 냉각수가 이를 통해 흐른다.
도 5 및 도 6에서 다소 확대하여 상세히 나타낸 바와 같이, 회전자(124) 및 고정자(125)를 포함하는 전동 모터가 유선형 하우징(132)에 배치되고, 유선형 하우징은 선박의 선체 하부에 곤돌라처럼 장착 케이싱(139)에 의해 배치될 수 있다. 고정자용 장착 하우징(128)은 경사 롤러 베어링 형태의 회전 베어링들(129)에 의해 회전자(124)용 장착 바디(127)에 고정된다. 이지지 바디는 댐핑 요소들(130)에 의해 추진축(121) 상에 탄성적으로 지지된다. 이 경우에 댐핑 요소들(130)은 고리형 플랜지(118, 119)에 축상으로 고정된다.
고정자용 장착 하우징(128)은 댐핑 요소들(131)에 의해 하우징(132)에 지지된다. 이들 댐핑 요소들은 볼트(135)에 의해 장착 바디(128) 및 하우징(132)에 각각 기계적으로 결합되는 고무 바디(117)를 포함한다.
고정자가 설치되는 추진축(121)은 슬라이딩 베어링들(133, 134)에 의해 하우징(132)에 장착된다. 이 경우 슬라이딩 베어링들은 밀폐 장치들(137, 138)에 의해 주변 물로부터 밀폐된다.
도 7에서 201, 202, 203은 각각 전동 모터의 하우징을 형성하는 모터 곤돌라의 프로펠러 단부, 중심부 및 꼬리부를 나타낸다. 프로펠러는 204로 나타내고, 견인 프로펠러의 형태가 바람직하다. 고정자 권선(205) 및 회전자 권선(206)은 표면에 의한 직접 열 소산을 위해 설계되는 것이 바람직한 모터 곤돌라에 배치된다. 이는 HTS 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 고정자 권선(205)과 회전자 권선(206) 사이에 큰 공극(207)이 있다. 회전자축에 설치되는 베어링들, 바람직하게는 회전자 및 프로펠러의 방사 및 축 힘들을 흡수하는 슬라이딩 베어링들은 간소화를 위해 도시하지 않고, 이는 또한 모터 곤돌라의 다른 구성 요소들에도 적용한다.
선박의 선체부 바닥은 208 및 209로 나타낸다. 영역(208, 209)에서의 선체 구조의 바닥은 종래와 같이 설계된다. 탄성적으로 구부리기 쉬운 구조(211, 212)가 부분들(208, 209) 사이에 배치되고, 그 중심에 가장 상부의 케이싱부(215)의 확장부를 형성하는 공동 바디(210)를 갖는다. 공동 바디(210)는 탄성적으로 장착되어, 스프링들, 예를 들어 고무 버퍼들(215)에 의해 탄성 구조부들(211)에 대해 이동할 수 있다. 탄성 구조(213)가 상부 표면에 배치되고, 이는 금속으로 구성되는 것이 바람직하며, 긴 도약 운동을 가능하게 한다. 따라서, 전기 조향 프로펠러 아래에서 수뢰가 폭발하는 경우, 조향 프로펠러는 폭발 압력파들에 의해 발생한 가속을 없애는 상당한 범위로 수직 이동할 수 있다. 설명한 설계는 상당한 굽힘 운동에 의해 수직 및 수평/수직으로 구부러질 수 있게 한다.
모터 곤돌라용 장착 케이싱은 적어도 2개의 부분으로 설계되며 부분(216, 217)을 갖는다. 탄성 플랜지 접속(218)이 그 사이에 배치되고 접합 이음부의 역할을 할 수 있다. 이 예에서, 부분들(216, 217)을 포함하는 케이싱은 단지 2개의 부분들을 갖는 것처럼 도시된다. 그러나, 더 많은 부분들을 가질 수도 있다. 보조키(219)가 부착될 수 있는 케이싱부(216)는 섬유 보강 플라스틱 물질로 구성되는 것이 바람직한 반면, 케이싱부(217)는 예를 들어 모터 곤돌라의 중앙부(202)와 같이 알루미늄으로 구성된다. 곤돌라부(201)는 거기서 발생하는 상당한 지지력을 흡수할 수 있도록 강철로 구성되는 것이 바람직한 반면, 단부(203)는 중량을 줄이기 위해 섬유 보강 플라스틱으로 구성되는 것이 유리하다. 이 경우 냉각 채널이 상기 부분에 결합되는 것이 바람직하며, 냉각 액체가 냉각 채널에 흐른다.
뒤쪽으로부터 서로 나란히 배치된 2개의 조향 프로펠러를 나타내는 도 8에서, 222 및 223은 두 추진 시스템의 프로펠러를 나타낸다. 2개의 추진 시스템들이 매달리는 케이싱들은 적어도 하나의 플랜지 구조(224)를 가지며, 이는 상단부의 접합 이음부로서 사용된다. 원칙적으로, 전기 조향 프로펠러는 도 7에 나타낸 것과 같이 매달리며, 고무 버퍼와 조향 스프링 구조(220) 사이에서 축 방향 및 수평으로 이동할 수 있는 중심에 동공 바디(221)를 갖는다. 탄성적으로 움직일 수 있는 구조 유닛(225)은 이 경우에 운동 능력을 향상시킨다.
수평 및 수직으로 움직일 수 있고 충격을 흡수할 수 있도록 매달린 조향 프로펠러의 설계 구조는 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이 단지 개략적이며 예시이다. 특정 요구 조건에 맞는 적당한 변형이 가능한 것은 자명하다. 도 9 및 도 10은 2개의 가능한 해결책을 나타내며, 도 9는 구형 단면에 매달린 전기 조향 프로펠러 케이싱의 상부를 나타내고, 도 10은 유니버설 이음부에 기반한 대응 서스펜션을 나타낸다.
도 9에서 226은 전기 조향 프로펠러용으로 나타낸 케이싱을 나타내며, 프레임(227)에 장착되고 선박의 선미에 배치되며 선미의 구조 요소들에 접속된다. 구형 단면부(229)는 프레임(227)과 케이싱 헤드(226) 사이에 배치되고 스프링 요소들(228), 예를 들어 컵 스프링들에 장착된다. 프레임(227)은 도약 방식으로 선미의 구조 요소들에 장착되는 것이 유리하다. 이것에 의해 케이싱은 모든 방향으로 동일하게 움직일 수 있도록 매달리게 된다. 모든 방향으로 동일하게 움직이는 능력 또한 도 10의 설계에 의해 제공된다. 이 경우, 케이싱 헤드(232)는 볼트(231, 233)를 통해 프레임(230)에 접속되며, 선미의 구조 효소들에 장착된다. 이는 또한 튀어 오르는 것이 유리하다. 세로 및 측면 안내를 위해 선미 프로펠러의 케이싱(도 9 및 도 10에 나타낸 원리에 따라 부양된)은 지지 가이드를 갖지만이는 도시하지 않는다.
도 11은 2개의 케이싱부 사이에 접합 이음부 형태의 탄성 이음부의 원리를 나타낸다. 2개의 플랜지(236, 237)는 그 사이에 다층 및 섬유 보강 엘라스토머 물질로부터 형성된 층을 갖는다. 바깥쪽에는 플랜지 영역이 탄성 벨로우 요소들(239)에 의해 보호되며, 이는 나사 헤드(234) 위로 연장하며 구부리기 쉬운 슬리브들에 의해 도시하지 않은 케이싱에 부착되는 것이 바람직하다. 또한, 충격파 발생시 이음부가 간단히 "전할" 수 있도록 나사 헤드(234) 아래에 예를 들어 컵 스프링(235)이 있다. 이는 케이싱의 내부에 물이 들어가지 않게 외부에 칼라(239)가 배치된다는 사실에 기인한다. 칼라(239)가 외부에 배치되는 것과 같은 식으로 칼라(239)가 내부에 배치되어 이중 밀폐를 형성한다.
도 12는 HTS 모터가 조향 프로펠러에 어떻게 수용되는지를 나타내는 예이다. 이 경우 240은 HTS 권선을 나타내고, 41은 회전자 저온 유지 장치를 나타낸다. 242는 공극 권선을 나타내고, 243은 철 요크를 나타낸다. 246은 냉각제를 구비한 냉각 압축기를 나타낸다. 액체 냉각제는 냉각제 압축기(246)로부터 냉 헤드(245)를 통과한다. 소위 "극저온 히트파이프"(244)가 여기서부터 회전자 저온 유지 장치(241)로 안내된다. 고정자(242)의 전선은 247로 나타낸다.
도 4 내지 도 10에 나타낸 서스펜션 시스템은 다수의 가능한 설계들 중 단지 하나이다. 이들 설계는 폭발 수뢰 또는 수뢰에 의해 발생하는 상당한 압력파를 보상하고 선박의 일부에 100 g 이상의 가속을 발생시켜 동작에 악영향 없이 압력파를 없앨 수 있도록 케이싱이 폭발 압력파에 응하여 구부러질 수 있다는 공통적인 특징을 항상 갖는다.

Claims (55)

  1. 초전도체들, 특히 고온 초전도체들을 가진 회전자, 회전자 저온 유지 장치, 회전자 축, 상기 저온 유지 장치와 냉발전기 사이의 극저온 전도체에 대한 극저온 접속부, 및 초전도 기술에 기반하지 않는 고정자를 구비하며, 초전도 기술에 기반한, 특히 고온 초전도 기술에 기반한, 예를 들어 모터나 발전기 등의 전기장치들로서,
    상기 전기장치들은 가라앉을 수 있고 해군 선박들에 대한 충격을 방지하도록 설계되며,
    상기 고정자(13, 29), 상기 회전자(18, 28) 및 상기 저온 유지 장치(15)는 탄성 요소들(17, 25)에 의한 외부의 장치 하우징(4, 23) 및 상기 회전자 축(12)으로부터의 이동에 의하여 분리되는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전자(18), 상기 고정자(13) 및 상기 저온 유지 장치(15)는 접속 요소들(17) 및 이들 사이의 베어링들(7)을 구비하며, 충격에 의한 가속시 상기 접속 요소들(17) 및 상기 베어링들(7)에 의해 경로들이 한 유닛으로서 이동하며, 상기 유닛의 이동은 진폭보다 큰 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외부의 장치 하우징(4, 23)은 장치 장착부에 탄력적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외부 장치 하우징(4, 23)으로서 전기 조향 프로펠러 하우징이 상기 선박의 선체 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  5. 선박의 선체 하부 표면 상에 곤돌라처럼 배치될 수 있고, 그 안에 고정자(105)와 회전자(104)로 이루어진 전동 모터가 배치되는 유선형 하우징(112)을 포함하며, 상기 회전자(104)가 설치된 추진축(101)에 적어도 하나의 프로펠러(102, 103)가 연결되는 선박용, 특히 제 4 항에 따른 선박용 전기 추진 장치로서,
    상기 고정자(105)는 회전 베어링들(109)에 의해 상기 회전자(104)에 고정되고, 상기 고정자(105)와 상기 회전자(104)로부터 형성되는 유닛은 상기 하우징(112) 및 상기 추진축(101)에 탄력적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 추진 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 회전자(104)는 튜브형 장착 바디(107) 및 상기 장착 바디에 설치되며 상기 추진축(101) 상에 탄력적으로 지지되는 활성화부(106)를 포함하고, 상기 고정자(105)는 상기 회전자(104)의 상기 장착 바디(107)에 장착되며 상기 하우징(112)에 탄력적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 추진 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 추진축(101) 상의 상기 회전자(104)의 지지부(106)는 축방향 및 방사 방향으로는 부드럽고 원주 방향으로는 비틀려 뻣뻣하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 추진 장치.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항에 있어서, 상기 회전 베어링들(109)은 롤러 베어링의 형태인 것을 특징으로 하는 추진 장치.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항에 있어서, 상기 추진축(101)을 지탱하는 베어링들(113)은 슬라이딩 베어링의 형태인 것을 특징으로 하는 추진 장치.
  10. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 외부의 장치 하우징은 베이프 프레임 상에 탄력적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  11. 제 4 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 조향 프로펠러 하우징 또는 상기 베이스 프레임은 예를 들어 탄력 쿠션들 및/또는 스프링들에 의해 상기 선박의 선체에 탄성적이고 탄력적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  12. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 극저온 접속부는 고정 냉 헤드 및 상기 회전자 축 영역에 액체 냉각제를 투사하는 디스트리뷰터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 액체 냉각제용 디스트리뷰터와 상기 저온 유지 장치 사이에 탄력적인 극저온 라인이, 특히 동축 이중 케이스의 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  14. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정자는 구리 권선을 구비하고, 상기 회전자는 초전도 공극 권선을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  15. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치들의 냉각제는 액체 네온인 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  16. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치들의 냉각제는 액체 질소인 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  17. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 극저온 접속부의 고정부와 회전부 사이의 냉각제에 강유동체 밀봉이 사용되는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  18. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자 축은 상기 장치의 차가운 부분과 정상 온도 축 부분들 사이에 섬유 보강 플라스틱으로 구성된 토크 전송 요소들을 갖는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  19. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 냉발전기들로서 펄스 튜브 냉각기들을 구비하며, 탄력적인 장착 프레임에 배치되는 것이 바람직한 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 펄스 튜브 냉각기는 조향 선형 압축기와 조합되는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  21. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펄스 튜브 냉각기로부터, 또는 다른 어떤 냉발전기로부터 상기 장치 상의 상기 냉 헤드로의 상기 극저온 접속은 지지 튜브를 경유하거나, 금속-보강 탄력 튜브의 형태인 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  22. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉 헤드/회전자 극저온 접속은 강유동체 접속에 의해 상기 회전자 축에 대해 밀봉되고, 상기 냉 헤드(10)는 상기 두 경로 사이의 탄력적인 냉각제 접속에 의해 상기 장치 하우징에 고정되는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  23. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 극저온 디스트리뷰터는 상기 회전자 축 영역에 탄력적으로 구부러지는 방식으로 지지되는 것을 특징으로 하는전기장치들.
  24. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치의 상기 탄력적 지지부들은 예를 들어 탄력적인 축 접속들의 필드로부터 표준 고무 스프링 요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  25. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉발전기는 상기 선박 내의 냉각 시스템에 접속되는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  26. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정자 구리 권선들은 액체 냉각, 특히 수랭되는 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  27. 제 26 항에 있어서, 방사 방향, 축 방향 또는 원주 방향으로 이어지는 고정자에 냉각 채널들을 구비하며, 상기 냉각 채널들을 통해 물이 흐르는 것이 바람직한 것을 특징으로 하는 전기장치들.
  28. 전원 라인들을 수용하며 회전 가능한 선미(船尾) 케이싱 접속부에 의해 선박의 선미 아래에 배치되는 케이싱 상에 적어도 하나의 프로펠러를 가지며, 적어도 하나의 전동 모터를 구비한, 특히 상기 청구항들 중 어느 한 항에 따른 해군 선박, 특히 프리깃함, 코르벳함 또는 고속 선박용 전기 조향 프로펠러로서,
    a) 상기 케이싱(216, 217) 자체가 탄력적으로 변형될 수 있도록 설계되고,
    b) 상기 선미 케이싱 접속부가 상기 선미(208, 209)에 대해 상기 케이싱(216, 217)을 이동시킬 수 있도록 설계되며,
    c) 상기 전동 모터(205, 206)가 10 g 이상의 가속도를 흡수하도록 설계되게 할 목적으로,
    상기 선미 케이싱 접속부, 상기 케이싱 및 상기 모터가 수중 폭발에 응하여 손상 없이 움직일 수 있도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 케이싱(216, 217)은 상기 케이싱의 개개의 부분들 사이에 적어도 하나의 탄력 분절점, 예를 들어 이음부(218)를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 이음부(218)는 상기 케이싱부들(216, 217)이 서로에 대해 수직 이동 및 구부러질 수 있도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  31. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 상기 이음부(218)는 나사 접속부를 갖는 플랜지들을 구비하고, 탄력적으로 구부러지기 쉽게 설계되며, 예를 들어 컵 스프링들을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  32. 제 28 항 내지 제 31 항에 있어서, 상기 이음부(218)는 엘라스토머 물질, 예를 들어 실리콘 고무로 이루어진 탄력 이음부 중간층을 바람직하게는 다층 및 보강재 형태로 갖는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  33. 제 28 항 내지 제 32 항에 있어서, 상기 케이싱(216, 217)은 하나 이상의 이음부를 갖고, 상기 이음부들 사이의 케이싱부들은 다른 물질들, 예를 들어 강철, 알루미늄 또는 섬유 보강 플라스틱으로 이루어지는 것이 바람직한 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  34. 제 28 항 내지 제 33 항에 있어서, 상기 2개의 케이싱부들 사이의 이음부(218)는 엘라스토머 물질로 이루어진 이음부 칼라(239)를 적어도 바깥쪽에 갖는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  35. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터의 하우징은 2개 이상의 부분을 가지며, 상기 하우징의 각 부분들은 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  36. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 특히 자동 변동 피치를 갖도록 설계되며 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  37. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터는 탄력 회전자 베어링 및 5 내지 50 ㎜ 사이의 큰 공극을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  38. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동 모터는 3상 동기식 장치이고 HTS(고온 초전도체) 전선으로 구성된 적어도 하나의 회전 필드 권선을 구비하며, HTS 전선으로 구성된 각각의 회전 자계 권선은 HTS 전선으로 구성된 상기 회전 자계 권선이 15 내지 77 K의 온도로 극저온 냉각될 수 있게 하는 진공 절연된 저온 유지 장치에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  39. 제 38 항에 있어서, 3상 동기식 장치의 형태인 상기 전동 모터는 구리 번들 전도체들로 구성된 공극 3상 권선을 구비하며, 회전자와 적층 자기 철 요크 사이의 고리형 갭에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  40. 제 38 항 또는 제 39 항에 있어서, 상기 회전 필드 권선의 HTS 전선은 예를 들어 Bi2 Ba2 Sr2 Cu3 Ox 또는 특징이 비슷한 재료로 이루어진 멀티필라멘트 리본 전도체들로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  41. 제 38 항, 제 39 항 또는 제 40 항에 있어서, 상기 전동 모터의 고정자 공극은 철니(iron teeth)를 갖지 않는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  42. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동 모터는 베어링들로서 슬라이딩 베어링들을 구비하고, 상기 고정자와 상기 회전자 사이의 공극은 5 내지 50 ㎜인 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  43. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선미의 선미 케이싱 접속부는 탄력적으로 변형 가능한 구조의 요소들, 예를 들어 탄력적으로 변형 가능한 장착 셀들을 형성하는 매우 탄력적인 금속 시트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  44. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동 모터용 전원 라인은 집전 고리들 없이, 예를 들어 꼬여진 탄력 케이블 전선 또는 스프레드 전도체들이 나선형으로 제공된 케이블의 형태로 설계되는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  45. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 조향 프로펠러는 상기 케이싱의 위치와 상관없이 움직일 수 있는 보조키를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  46. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱은 특히 외장 프로파일에 대응하는 비대칭 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  47. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱은 측변 또는 선도 단변 날개 형태의 보조키를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  48. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동 모터는 2개의 부분을 갖고, 상기 2개의 부분은 서로 상관없이 동작할 수 있으며, 개별 전원을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  49. 제 21 항에 따른 전기 조향 프로펠러로서,
    상기 전동 모터의 각 부분의 회전 속도는 서로 상관없이 제어될 수 있으며, 각각은 하나의 프로펠러를 작동시키는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  50. 제 21 항 또는 제 22 항에 따른 전기 조향 프로펠러로서, 2개의 프로펠러가 역회전 프로펠러의 형태인 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  51. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱 회전 및/또는 보조키의 운동은 전기 서보모터들에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  52. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선미 케이싱 접속부는 상기 케이싱용 세미-유니버설-이음부 서스펜션을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  53. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선미 케이싱 접속부는 구형 세그먼트들, 특히 탄력 구형 세그먼트들에 의한 상기 케이싱용 지지부를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  54. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 스프링 요소들, 예를 들어 엘라스토머 또는 수경 쿠션들에 의해 지지되며 수평 및 수직으로 움직일 수 있는 장착 구조가 상기 선미의 케이싱에 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
  55. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동 모터는 모터 하우징에서 외벽 냉각에 의해 수축되는 권선들에 의해 동작하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기 조향 프로펠러.
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