NO305543B1

NO305543B1 - Submersible drive unit

Info

Publication number: NO305543B1
Application number: NO921415A
Authority: NO
Inventors: Luciano Veronesi; Raymond Mark Calfo; James Albert Drake
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1999-06-21
Also published as: NO921415L; NO921415D0

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en nedsenkbar drivenhet, omfattende: The present invention relates to a submersible drive unit, comprising:

- en kappe med et vanninnløp og et vannutløp - a casing with a water inlet and a water outlet

- en akslingsenhet som er plassert langs kappens rotasjonsakse mellom vanninnløpet og -utløpet - et antall bladorganer til anordning av akslingsenheten innenfor kappen , - første og andre propeller, hvor hver inkluderer et separat nav som er dreibart montert på akslingsenheten, hvori den andre propell er anordnet nedstrøms for den første propell, og - første og andre elektriske motorer til separat rotasjon av de første og andre propeller idet hver motor inkluderer en rotor som er montert rundt propellenes ytre omkrets, og en stator som er montert på kappen rundt rotoren og - første og andre lagerkonstruksjoner, hver omfattende et drivtrykkslager som er plassert mellom de første og andre propellenes nav og akslingsenheten, hvor drivtrykkslagrene som er forbundet med de første og andre lagerkonstruksjoner begge er plassert på motstående ender av akslingsenheten, - hvert av drivtrykkslagrene som er forbundet med de første og andre lagerkonstruksjoner, inkluderer et lagerhus som er festet til en ende av akslingsenheten, og hvor bladorganene er montert både mellom lagerhusene og kappen for å forbedre drivenhetens slagfasthet, og i det minste et parti av hvert av lagerhusene kan fjernes for derved å tillate separat tilgang til de drivtrykkslagre som er forbundet med de første og andre lagerkonstruksjoner. - a shaft unit which is located along the axis of rotation of the casing between the water inlet and outlet - a number of blade means for arranging the shaft assembly within the casing, - first and second propellers, each including a separate hub which is rotatably mounted on the shaft assembly, in which the second propeller is arranged downstream of the first propeller, and - first and second electric motors for separate rotation of the first and second propellers, each motor including a rotor mounted around the outer circumference of the propeller, and a stator mounted on the shroud around the rotor and - first and other bearing structures, each comprising a drive thrust bearing located between the hubs of the first and second propellers and the shaft assembly, wherein the drive thrust bearings connected to the first and second bearing structures are both located at opposite ends of the shaft assembly, - each of the drive thrust bearings connected to the first and other storage structures, includes a storage house which is attached to one end of the shaft assembly, and wherein the blade members are mounted both between the bearing housings and the casing to improve the impact resistance of the drive unit, and at least a portion of each of the bearing housings is removable to thereby allow separate access to the drive thrust bearings associated with the first and other storage structures.

Oppfinnelsen berører spesielt en kraftig drivenhet som omfatter en primært integrert motor til sjøgående far- tøyer og med lave støyutslipp, høy slagfasthet og enkelt vedlikehold. The invention particularly concerns a powerful drive unit comprising a primarily integrated engine for seagoing vessels and with low noise emissions, high impact resistance and easy maintenance.

De hovedfremdriftssystemer som anvendes til å drive store overflateskip og undervannsbåter har tidligere hovedsakelig omfattet en hoveddrivenhet drevet av fossile brensler eller en kjernereaktor, og som driver en propell som er plassert på en aksling som går ut av fartøyets skrog gjennom en vanntett kapsling. Et gir er vanligvis anordnet mellom drivakslingen fra hoved-drivverket og akslingen som er forbundet med propellen. The main propulsion systems used to power large surface ships and submarines have in the past mainly comprised a main propulsion unit powered by fossil fuels or a nuclear reactor, and which drives a propeller that is placed on a shaft that exits the vessel's hull through a watertight enclosure. A gear is usually arranged between the drive shaft from the main drive and the shaft connected to the propeller.

Uheldigvis er det forbundet tre betydelige mangler med slike drivsystemer, og disse begrenser deres egnethet til militære anvendelser. For det første, er de akslings-lagre som er nødvendige for å holde vann ute av skips-skroget forholdsvis ømfintlige konstruksjoner som i høy grad er sårbare overfor ødeleggelse når de utsettes for den type mekaniske sjokk som kan forventes under strids-betingelser. For det andre, danner anvendelsen av et gear (gear train) et forholdsvis høyt støynivå som kan gjøre det lett å oppdage fartøyet med fiendtlige nasjoners sonarutstyr. For det tredje må både primærdrivenheten, giret og propellakslingen plasseres på linje med hverandre i akterskipet av hensyn til effektiv kraftoverføring, noe som i sin tur begrenser konstruktørenes muligheter til å frembringe alternative utforminger av fartøyet. Unfortunately, three significant shortcomings are associated with such propulsion systems, and these limit their suitability for military applications. First, the shaft bearings necessary to keep water out of the ship's hull are relatively delicate structures that are highly vulnerable to destruction when subjected to the type of mechanical shocks that can be expected under combat conditions. Secondly, the use of a gear (gear train) creates a relatively high noise level which can make it easy to detect the vessel with enemy nations' sonar equipment. Thirdly, both the primary drive unit, the gear and the propeller shaft must be placed in line with each other in the stern for reasons of efficient power transmission, which in turn limits the designers' possibilities to produce alternative designs for the vessel.

Drivenheter av elektromotortypen er også kjent. Selv om slike enheter kan anvendes til overflatefartøyer, anvendes de primært som sekundære drivenheter til undervannsbåter hvor pålitelighet, kontroll og høyt drivtrykk koplet med lav støy og slagfasthet, er vesentlig. Ifølge kjent teknologi har slike drivenheter oftest omfattet en "innkapslet" (canned) elektrisk viklingsmotor med en driv-aksling som er forbundet med en propell. Slike drivenheter eliminerer særlig de sårbare kapslinger og støyende gir som er forbundet med konvensjonelle hovd-drivsystemer. De gir også fartøykonstruktøren en viss frihet med hensyn til fartøyets utforming, idet slike drivenheter kan plasseres i en rekke områder langs fartøyets skrog, og ikke nødvend-igvis ved akterskipet. Dessverre har slike elektrisk drevne drivenheter også visse ulemper. Eksempelvis, fordi den "forseglede" motor må plasseres enten direkte foran eller bak den vannstrøm som dannes av propellen, skaper plasseringen av motoren hindringer for væskestrømmen som tenderer til å redusere det effektive drivtrykk som kan dannes ved hjelp av disse enheter mens den samtidig skaper uønsket støy. Drivtrykket kan selvsagt økes ved at motorens rotasjonshastighet økes. Imidlertid kan dette skape kavitasjon i det vann som omgir propellen, noe som også vil skape mere støy. Drive units of the electric motor type are also known. Although such units can be used for surface vessels, they are primarily used as secondary drive units for submarines where reliability, control and high drive pressure coupled with low noise and impact resistance are essential. According to known technology, such drive units have most often comprised an "encapsulated" (canned) electric winding motor with a drive shaft which is connected to a propeller. Such drive units in particular eliminate the vulnerable enclosures and noisy gears associated with conventional head drive systems. They also give the vessel designer a certain freedom with regard to the vessel's design, as such drive units can be placed in a number of areas along the vessel's hull, and not necessarily at the stern. Unfortunately, such electric drive units also have certain disadvantages. For example, because the "sealed" motor must be placed either directly in front of or behind the water flow generated by the propeller, the placement of the motor creates obstructions to the fluid flow that tend to reduce the effective thrust that can be generated by these devices while simultaneously creating undesirable noise. The drive pressure can of course be increased by increasing the engine's rotational speed. However, this can create cavitation in the water surrounding the propeller, which will also create more noise.

For å overvinne disse svakheter, har Westinghouse Electric Corporation utviklet en innebygd drivmotorenhet som er beskrevet og patentert ifølge US-patentskrift 4.831.297. Denne spesielle drivenhet ligner en jetmotor i oppbygningen og omfatter hovedsakelig et vanninntak og et vannutløp, en propell med et nav som er dreibart montert inne i kappen på en aksling som er konsentrisk montert inne i kappen ved hjelp av bæreblader, og en elektrisk motor for drift av propellen og som inkluderer en ringformet rotor som er montert rundt periferien av propell-bladene, og en stator som er integrert innenfor enhetens kappe. Den avanserte utforming av denne spesielle og kjente drivenhet øker i vesentlig grad drivtrykkytelsen for en gitt vekt og størrelse mens den samtidig, på grunn av en for en stor del uhindret strøm av det vann som propellen kan tvinge gjennom den væskedynamisk formede kappe, og den relativt store propelldiameter den er be-regnet til å kunne anvendes med, nedsetter mengden av avgitt støy. Enhetens stillegående egenskaper er ytterligere forbedret på grunn av kappens støydempende egenskaper . To overcome these weaknesses, Westinghouse Electric Corporation has developed a built-in drive motor assembly which is described and patented in US Patent 4,831,297. This particular propulsion unit resembles a jet engine in construction and mainly comprises a water inlet and a water outlet, a propeller with a hub rotatably mounted inside the casing on a shaft concentrically mounted inside the casing by means of vanes, and an electric motor for operation of the propeller and which includes an annular rotor mounted around the periphery of the propeller blades, and a stator integrated within the casing of the unit. The advanced design of this special and well-known drive unit significantly increases the drive pressure performance for a given weight and size while at the same time, due to a largely unimpeded flow of the water that the propeller can force through the fluid dynamically shaped casing, and the relatively large propeller diameter with which it is calculated to be used, reduces the amount of emitted noise. The quietness of the unit is further improved due to the noise dampening properties of the casing.

Selv om den ovennevnte innebygde drivmotorenhet utgjør et vesentlig fremskritt innen denne teknologi, har det vist seg at det eksisterer et antall begrensninger som er forbundet med utformingen av denne innretning og som ville kunne hindre dens evne til å anvendes til spesielle formål. Eksempelvis, mens den drivtrykkeffekt per vekt-enhet som er forbundet med denne bestemte driver av tidligere teknologi er meget høy, er det mulig at den abso-lutte mengde drivtrykk som kan dannes ved hjelp av denne drivenhet, ikke er tilstrekkelig til visse anvendelser. Selvfølgelig kan denne kjente drivenheten oppskaleres i alle dimensjoner for å frembringe mer kraft. Imidlertid, til bestemte anvendelser i tilknytning til undervannsbåter og militære overflateskip, foreligger det begrensninger med hensyn til drivenhetens bredde hvilket ikke ville gjøre en slik samlet oppskalering av innretningen mulig som løsning på problemet med behov for økt drivtrykk. Når drivenhetens bredde øker, eksponerer enheten som et hele mer og mer areal for sjokkbølger som går fra for til akter og som militære undervannsbåter og overflateskip kan utsettes for under kamp. Enda en begrensning som er forbundet med slike drivenheter av tidligere teknologi, forårsakes av plasseringen av de drivtrykkslagre som anvendes i disse enheter. Disse lagre må ha rutinemessig overhaling, og den vanskelige tilgjengelighet som er forårsaket av den måte disse lagre er plassert på, nødvendig-gjør enten fullstendig fjerning av drivenheten fra fartøyet når lagerkonstruksjonen må repareres eller skiftes ut, eller at selve fartøyet må i tørrdokk, noe som selvfølgelig krever betydelige innsats og utgifter. Etter at slik fjerning eller tørrdokking har funnet sted, kreves det en betydelig grad av demontering av enheten for å få tilgang til lagrene. Although the above-mentioned built-in drive motor unit constitutes a significant advance in this technology, it has been found that there exist a number of limitations associated with the design of this device which could hinder its ability to be used for special purposes. For example, while the drive pressure effect per unit weight associated with this particular prior art driver is very high, it is possible that the absolute amount of drive pressure that can be generated by this drive unit is not sufficient for certain applications. Of course, this familiar drive unit can be scaled up in all dimensions to produce more power. However, for certain applications in connection with submarines and military surface ships, there are limitations with regard to the drive unit's width, which would not make such an overall upscaling of the device possible as a solution to the problem of the need for increased drive pressure. As the propulsion unit's width increases, the unit as a whole exposes more and more area to shock waves that travel from bow to stern and which military submarines and surface ships can be exposed to during combat. Yet another limitation associated with such drive units of prior technology is caused by the location of the drive pressure bearings used in these units. These bearings must have routine overhaul, and the difficult accessibility caused by the way these bearings are located necessitates either the complete removal of the drive unit from the vessel when the bearing structure needs to be repaired or replaced, or that the vessel itself must be in dry dock, which which of course requires considerable effort and expenditure. After such removal or dry-docking has taken place, a significant degree of disassembly of the unit is required to gain access to the bearings.

Det er også et behov for en undersjøisk drivenhet som beholder alle de fordeler forbundet med de senere ut-viklede kjente drivenheter, men som er i stand til å danne større mengder drivtrykk med en mekanisme som ikke over-stiger de begrensninger på maksimal bredde som henger sam men med anvendelser til undervannsformål. Det er også ønskelig å kunne oppnå en lett tilgang til lagerkonstruksjonene når det er nødvendig med reparasjons- eller vedlikeholdsoperasjoner, og uten at det er nødvendig å fjerne enheten fra fartøyet eller dokksette fartøyet, og uten behov for en mer omfattende demontering av enheten. Ideelt sett, ville en slik drivenhet være endog mere slitesterk og pålitelig enn de tidligere kjente enheter, og ville endog inneha større slagfasthet. There is also a need for a subsea propulsion unit which retains all the advantages associated with the later developed known propulsion units, but which is able to generate larger amounts of propulsion pressure with a mechanism which does not exceed the limitations on maximum width that hang together with applications for underwater purposes. It is also desirable to be able to achieve easy access to the storage structures when repair or maintenance operations are necessary, and without it being necessary to remove the unit from the vessel or dock the vessel, and without the need for a more extensive dismantling of the unit. Ideally, such a drive unit would be even more durable and reliable than the previously known units, and would even have greater impact resistance.

Den nedsenkbare drivenhet ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at akslingsenheten inkluderer en utboring langs dens rotasjonsakse til føring av en strøm av omgivende vann til en anordning til sirkulasjon av omgivende vann rundt lageroverflåtene. The submersible drive unit according to the invention is characterized in that the shaft unit includes a bore along its axis of rotation for guiding a stream of ambient water to a device for circulating ambient water around the bearing surfaces.

Foretrukne utførelser av den nedsenkbare drivenhet ifølge oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige kravene 2-8. Ved den nye konstruksjon av den nedsenkbare drivenhet avhjelpes helt eller delvis de førnevnte svakheter i samband med kjent teknologi. Preferred embodiments of the submersible drive unit according to the invention appear from the independent claims 2-8. With the new construction of the submersible drive unit, the aforementioned weaknesses in connection with known technology are completely or partially remedied.

Anvendelsen av to separat drevne propeller øker både drivtrykk som dannes av enheten, og dens effektivitet, uten å øke kappens bredde. Anvendelse av separate lager-enheter for hvert av de to propellnav tillater at de lager som er forbundet med hver av dem demonteres og overhales uavhengig av hverandre uten at det er behov for å demon-tere eller på annen måte nedrigge den andre. De to propellers mekaniske uavhengighet og den elektriske uavhengighet for de to motorer som driver dem, øker enhetens pålitelighet ved å gi den en sann redundant driftsytelse. The use of two separately driven propellers increases both the drive pressure generated by the unit and its efficiency, without increasing the shroud width. The use of separate bearing units for each of the two propeller hubs allows the bearings connected to each of them to be dismantled and overhauled independently of each other without the need to dismantle or otherwise demolish the other. The mechanical independence of the two propellers and the electrical independence of the two motors that drive them increase the unit's reliability by giving it true redundant operational performance.

To par bladenheter bærer akslingsenheten inne i kappen, og hver av lagerkonstruksjonene inkluderer et lagerhus med et organ som er festet til akslingsenhetens indre ender slik at akslingsenheten er fast og stivt montert inne i kappeenheten på to punkter. Slik topunkts montering øker i betydelig grad drivenhetens slagfasthet. Two pairs of blade assemblies support the shaft assembly within the casing, and each of the bearing structures includes a bearing housing with a member attached to the inner ends of the shaft assembly such that the shaft assembly is firmly and rigidly mounted within the casing assembly at two points. Such two-point mounting significantly increases the drive unit's impact resistance.

For ytterligere å redusere den støy som dannes av drivenheten under dens drift, er de lagerhus som er forbundet med hver av de lagerkonstruksjonener som er lokali-sert på en av akslingsenhetens ender, fortrinnsvis montert slik at de kan forbli stasjonære i forhold til propellene. Hvert av lagerhusene inkluderer ytterligere et demonterbart deksel til frembringelse av den førnevnte bekvemme tilgang til de lagerorganer som rommes deri. Endelig er profilene på hvert av disse lagerhus valgt slik at det minimaliserer den mengde turbulens som dannes av strømmen av trykksatt vann gjennom kappen, noe som i sin tur hjelper til endog ytterligere å redusere den støy som dannes av enheten. In order to further reduce the noise generated by the drive unit during its operation, the bearing housings associated with each of the bearing structures located on one of the ends of the shaft unit are preferably mounted so that they can remain stationary in relation to the propellers. Each of the storage housings further includes a demountable cover to provide the aforementioned convenient access to the storage members housed therein. Finally, the profiles of each of these bearing housings have been chosen to minimize the amount of turbulence created by the flow of pressurized water through the casing, which in turn helps to even further reduce the noise generated by the unit.

Nedstrømspropellens skrå-stilling er fortrinnsvis motsatt av den oppstrøms propells, slik at propellene kan kontra-roteres under drift, til dannelse av det påkrevde drivtrykk. Slik kontra-rotasjon frembringer den ytterligere fordel at den faktisk eliminerer hele det dreiemoment drivenheten ellers skulle påført det fartøy den driver. The inclined position of the downstream propeller is preferably the opposite of the upstream propeller, so that the propellers can be counter-rotated during operation, to generate the required drive pressure. Such counter-rotation produces the further advantage that it actually eliminates all the torque the drive unit would otherwise apply to the vessel it drives.

Ifølge en foretrukket drift, roteres de oppstrøms og nedstrøms propeller med forskjellige hastigheter slik at den oppstrøms propell fungerer ved å overlade den ned-strøms propell med en trykksatt vannstrøm, slik at effektiviteten av enhetens drivtrykk-frembringelse maksi-maliseres . According to a preferred operation, the upstream and downstream propellers are rotated at different speeds so that the upstream propeller operates by supercharging the downstream propeller with a pressurized water flow, so that the efficiency of the unit's drive pressure generation is maximized.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere i den etter-følgende beskrivelse, i forbindelse med de etterfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser en perspektivskisse av oppfinnelsens dobbeltpropellede drivenhet ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et tverrsnitt langs linjen 2-2 av den drivenhet som er illustrert i fig. 1. Fig. 3 og 4 viser henholdsvis sett forfra og bakfra skisser av den drivenhet som er illustrert i fig. 1. Fig. 5A viser sett fra siden, i tverrsnitt og slik at delene er rykket ut fra hverandre, den drivenhet som er vist i fig. 1 og illustrerer de forskjellige komponenter i den lagerkonstruksjon som er plassert mellom enhetens aksel og propellens nav. Fig. 5B viser en forstørrelse av det innsirklede område i fig. 5A som er merket 5B, og som illustrerer hvordan rotorinnløpsringens og statorinnløpsringens tag-gete overflater avgrenser en krokete vei mellom stator og rotor som hjelper til å hindre at fremmede partikler trenger inn i dette rom. Fig. 6 viser sett forfra, et tverrsnitt langs lin-jene 6-6 av den drivenhet som er illustrert i fig. 1. Fig. 7 viser en forstørrelse av det innsirklede område i fig. 6 som er merket 7, og som illustrerer detaljene i både statorens og rotorens oppbygning. The invention will now be explained in more detail in the following description, in connection with the following drawings, in which: Fig. 1 shows a perspective sketch of the invention's double-propeller drive unit according to the invention. Fig. 2 shows a cross-section along the line 2-2 of the drive unit illustrated in fig. 1. Figs. 3 and 4 respectively show front and rear views of the drive unit illustrated in fig. 1. Fig. 5A shows seen from the side, in cross-section and so that the parts have been moved apart from each other, the drive unit shown in fig. 1 and illustrates the various components of the bearing structure which is located between the unit shaft and the propeller hub. Fig. 5B shows an enlargement of the circled area in fig. 5A which is labeled 5B, and which illustrates how the rotor inlet ring and stator inlet ring tagged surfaces delineate a tortuous path between the stator and rotor which helps to prevent foreign particles from entering this space. Fig. 6 shows, seen from the front, a cross-section along lines 6-6 of the drive unit illustrated in fig. 1. Fig. 7 shows an enlargement of the circled area in fig. 6, which is marked 7, and which illustrates the details of both the stator and the rotor structure.

Idet det nå henvises til fig. 1, 2, 3 og 4, hvori like henvisningsnummer betegner like komponenter i alle de aktuelle figurene, omfatter oppfinnelsens drivenhet hovedsakelig en kappeenhet 3 med et innløp 5 og et utløp 7, hvis indre hovedsakelig er formet som en rillet Kort-dyse. En stasjonær akslingsenhet 9 med en sentralt plassert gjennomboring 10 er montert langs rotasjonsaksen for det indre av kappeenheten 3 ved hjelp av to sett bladorganer lla,b. I tillegg til å bære akslingsenheten 9 inne i kappeenheten 3, fungerer bladorganene lla,b, i kraft av deres skråttstilte orientering (sees best i fig. 3 og 4) til å forøke det drivtrykk som dannes av propellene 13a,b. Propellene 13a,b er plassert i tandem i forhold til hverandre innenfor det indre av kappeenheten 3 slik det er vist. Hver av disse propeller 13a,b inkluderer nav 15a,b som har forskjøvne partier 16 som er dreibart montert over den stasjonære akslingsenhet 9 ved hjelp av lagerkonstruksjonene 17a,b, respektive. Hver av disse propellene 13a,b inkluderer videre et antall skråttstilte blader 19 hvis indre ender er ekvidistant monterte rundt dets respektive nav 15a,b. I den foretrukne utførelsesform, er hver av propellene 13a, b skråttstilte i motsatte retninger i forhold til hverandre slik at forholdsvis dreiemomentfrie drivtrykk kan dannes når de to propellene 13a,b kontra-roteres. Hver av propellenes ytre ender er forbundet til en rotor 23a,b i en elektrisk motor 24a,b som er utformet som en integrert del inne i kappeenheten 3. De elektriske motorer kan drives uavhengig av hverandre, og inkluderer ytterligere en stator 25a,b som er montert inne i kappeenheten 3 og plassert rundt rotorene 23a,b i et romlig nært forhold. Selv om det ikke er vist i noen av de flere figurer, er det frembragt en terminalpluggenhet på toppen av drivenheten 1 for tilkopling av hver av de elektriske motorers 24a,b statorer 25a,b til en adskilt kraftkilde som, i den foretrukne utførelsesform, er en syklo-strøm-retter med variabel frekvens. Referring now to fig. 1, 2, 3 and 4, in which like reference numbers denote like components in all the relevant figures, the drive unit of the invention mainly comprises a casing unit 3 with an inlet 5 and an outlet 7, the interior of which is mainly shaped like a grooved Kort nozzle. A stationary shaft unit 9 with a centrally located bore 10 is mounted along the axis of rotation for the interior of the casing unit 3 by means of two sets of blade members lla,b. In addition to supporting the shaft unit 9 within the casing unit 3, the blade members 11a,b, by virtue of their inclined orientation (best seen in Figs. 3 and 4), function to increase the driving pressure generated by the propellers 13a,b. The propellers 13a,b are placed in tandem in relation to each other within the interior of the casing unit 3 as shown. Each of these propellers 13a,b includes hubs 15a,b having offset portions 16 which are rotatably mounted above the stationary shaft unit 9 by means of bearing structures 17a,b, respectively. Each of these propellers 13a,b further includes a number of inclined blades 19 whose inner ends are equidistantly mounted around its respective hub 15a,b. In the preferred embodiment, each of the propellers 13a, b is inclined in opposite directions relative to each other so that relatively torque-free drive pressures can be formed when the two propellers 13a, b are counter-rotated. Each of the outer ends of the propellers is connected to a rotor 23a,b in an electric motor 24a,b which is designed as an integral part inside the casing unit 3. The electric motors can be operated independently of each other, and further includes a stator 25a,b which is mounted inside the casing unit 3 and placed around the rotors 23a,b in a spatially close relationship. Although not shown in any of the several figures, a terminal plug assembly is provided on top of the drive unit 1 for connecting each of the stators 25a,b of the electric motors 24a,b to a separate power source which, in the preferred embodiment, is a cyclo-current rectifier with variable frequency.

Under henvisning til figurene 2 og 5A, omfatter hver av lagerkonstruksjonene et lagerhus 30 som, slik det nå skal beskrivet, inneholder både et drivtrykkslager og et radiallager til minimalisering av friksjonen mellom propellnavet 15a,b og akslingsenheten 9. Hvert av disse lagerhus omfatter et demonterbart deksel 32 til frembringelse av enkel tilgang til de lagre som befinner seg innenfor huset 30. Hver av lagerkonstruksjonenes 17a,b demonterbare deksler 32 er forsynt med et antall vannfør-ende porter 33 som, slik det vil bli beskrevet mer detal-jert, tillater omgivende vann å sirkulere gjennom den utboring 10 som rommes innenfor akslingsenheten 9 for derved å kjøle og smøre de bærende overflater som henger sammen med hver av lagerkonstruksjonene. For å hindre partikler med fremmed rusk som er tatt opp i det omgivende vann fra å trenge inn i akslingsenhetens 9 utboring 10, er hvert av lagerkonstruksjonenes 17a,b hus 30 forsynt med et sjø-vannsfilter 35 i den stilling som er illustrert i fig. 2. Det innovervendte parti av hvert av de hus 30 som er forbundet med lagerkonstruksjonene 17a,b omfatter et blad monteringsorgan 37, til hvilket er festet de indre ender av bladet lla,b. Anordning av to adskilte sett blader lla,b, i kombinasjon med frembringelsen av to separate bladmonteringsorgan 37 i de to motstående lagerkonstruk-sjoners 17a,b hus 30, frembringer en god del fordelaktig slagfasthet til akslingsenheten 9 som er plassert innenfor kappeenheten 3. Slik forbedret slagfasthet bidrar til å forebygge sjokk-induserte forskyvninger mellom akslingsenheten 9 og det indre av kappeenheten 3 noe som ellers kunne sette enheten 1 ut av spill. With reference to figures 2 and 5A, each of the bearing structures comprises a bearing housing 30 which, as will now be described, contains both a thrust bearing and a radial bearing to minimize the friction between the propeller hub 15a,b and the shaft unit 9. Each of these bearing housings comprises a demountable cover 32 to provide easy access to the bearings located within the housing 30. Each of the bearing structures 17a,b removable covers 32 is provided with a number of water-conducting ports 33 which, as will be described in more detail, allow surrounding water to circulate through the bore 10 which is accommodated within the axle unit 9 in order thereby to cool and lubricate the bearing surfaces which are connected to each of the bearing structures. In order to prevent particles of foreign debris which have been taken up in the surrounding water from penetrating into the bore 10 of the axle unit 9, each of the housings 30 of the bearing structures 17a,b is provided with a sea-water filter 35 in the position illustrated in fig. 2. The inward-facing part of each of the housings 30 which is connected to the bearing structures 17a,b comprises a blade mounting member 37, to which the inner ends of the blade 11a,b are attached. Arrangement of two separate sets of blades 11a,b, in combination with the production of two separate blade mounting means 37 in the housing 30 of the two opposite bearing constructions 17a,b, produces a good deal of advantageous impact resistance to the shaft unit 9 which is placed within the casing unit 3. Thus improved impact resistance helps to prevent shock-induced displacements between the shaft unit 9 and the interior of the casing unit 3, which could otherwise put the unit 1 out of action.

De spesifikke konstruksjonsdetaljer for både driv-trykks- og radiallagrene som er anordnet innenfor hvert av lagerkonstruksjonenes 17a,b hus 30 skal nå omtales. Idet detaljene i disse konstruksjoner er identiske for begge lagerkonstruksjonene 17a,b, skal det for enkelhets skyld, utelukkende henvises til de konstruksjonsmessige detaljer i lagerkonstruksjon 17a. Det primære drivtrykkslager 38 innen lagerkonstruksjonen•17a er bygd rundt et ringformet støtteorgan 39. Støtteorgan 39 er fast festet til skaftets utløpsende ved hjelp av bolter 40. I dets indre omfatter det ringformede bæreorgen 39 en vanninnløpsnippel 41 som mottas innenfor akslingsenhetens 9 gjennomboring 10. Denne nippel 41 avstiver den mekaniske forbindelse mellom det ringformede støtteorgan 39 og akslingsenheten 9, mens den tillater omgivende vann å strømme gjennom gjennomboring 10. Rundt dens ytre kant omfatter det ringformede bæreorgan 39 en monteringsflens 43. En bærering 43 er montert inne i en ringformet fordypning som er frembragt inne i det ringformede bæreorgan 39. Denne bærering 4 5 bærer i sin tur en primær fremdriftslagerring 47 som under enhetens drift forblir stasjonær i forhold til propellnavet 15a. Et primært løpehjul 4 9 er forbundet til enden av propellnavets 15a forskjøvne parti 16. I den foretrukne utførelsesform, er det frembragt radiale riller i den primære fremdriftslagerring 47 for å danne individuelle lagerputer (ikke vist) som er dreid en valgt vinkel i forhold til ringens 47 plane overflate. Når omgivende vann sirkuleres mellom den primære fremdriftslagerring 47 og det primære løpehjul 49, frembringer en hydrodynamisk vannfilm smøring mellom ringen 47 og det primære løpehjul 49, og kjøling av dette spesielle parti av lagerkonstruksjon 17a. Til frembringelse av den nødvendige strøm av smørende og strømmende vann, har det primære løpehjul 4 9 et antall radialt orienterte fremdriverutboringer 51 som, når det primære løpehjul 4 9 roteres ved hjelp av navet 15a, tillater det primære løpehjul 49 å fungere som en fremdriver. Den nøyaktige måte på hvilken trykkdifferensi-alen som dannes av fremdriverutboringene 51 fungerer ved å sirkulere omgivende vann gjennom konstruksjonen 17a vil bli diskutert senere. The specific design details for both the drive thrust and radial bearings which are arranged within each of the bearing structures 17a,b housing 30 will now be discussed. Since the details of these constructions are identical for both bearing constructions 17a,b, for the sake of simplicity, reference shall be made exclusively to the constructional details of bearing construction 17a. The primary drive pressure bearing 38 within the bearing structure•17a is built around an annular support member 39. Support member 39 is firmly attached to the outlet end of the shaft by means of bolts 40. In its interior, the annular support member 39 comprises a water inlet nipple 41 which is received within the shaft unit 9 through bore 10. This nipple 41 stiffens the mechanical connection between annular support member 39 and shaft assembly 9, while allowing ambient water to flow through bore 10. Around its outer edge, annular support member 39 includes a mounting flange 43. A support ring 43 is mounted inside an annular recess which is produced inside the annular carrier 39. This carrier ring 45 in turn carries a primary propulsion bearing ring 47 which, during the operation of the unit, remains stationary in relation to the propeller hub 15a. A primary impeller 49 is connected to the end of the offset portion 16 of the propeller hub 15a. In the preferred embodiment, radial grooves are formed in the primary thrust bearing ring 47 to form individual bearing pads (not shown) which are turned at a selected angle relative to the ring 47 flat surface. When ambient water is circulated between the primary thrust bearing ring 47 and the primary impeller 49, a hydrodynamic water film produces lubrication between the ring 47 and the primary impeller 49, and cooling of this particular portion of bearing structure 17a. To produce the required flow of lubricating and flowing water, the primary impeller 49 has a number of radially oriented impeller bores 51 which, when the primary impeller 49 is rotated by means of the hub 15a, allow the primary impeller 49 to function as an impeller. The exact manner in which the pressure differential created by the propelling bores 51 functions by circulating ambient water through the structure 17a will be discussed later.

Hver av lagerkonstruksjonene 17a,b omfatter videre et sekundært drivtrykkslager 52. Løpehjulet 53 for det sekundære drivtrykkslager 52 er plassert på overflaten av det primære drivtrykkslagerets 38 primære løpehjul 4 9 som er motstående til den primære fremdriftslagerring 47. Dermed fungerer det primære løpehjul 49 som et løpehjul både for drivtrykkslagerringen 38 og et sekundært drivtrykkslager 52. En sekundær lagerring 55 danner den andre halvdel av det sekundære drivtrykkslager 52. Denne sekundære lagerring 55 bæres av en bærering 56 som er festet til lagerhusets 30 vingemonteringsorgan 37. Det bør bemerkes at det sekundære drivtrykkslager 52 trer i funksjon bare når motoren 24a løper i revers, eller når motoren 24a er slått av og propellen 13a "sveiver" som et resultat av strømninger i det omgivende vann. Each of the bearing structures 17a,b further comprises a secondary drive pressure bearing 52. The impeller 53 for the secondary drive pressure bearing 52 is placed on the surface of the primary drive pressure bearing 38's primary impeller 49 which is opposite to the primary thrust bearing ring 47. Thus the primary impeller 49 functions as a impeller both for the thrust bearing ring 38 and a secondary thrust bearing 52. A secondary bearing ring 55 forms the other half of the secondary thrust bearing 52. This secondary bearing ring 55 is carried by a support ring 56 which is attached to the bearing housing 30 vane mounting member 37. It should be noted that the secondary thrust bearing 52 comes into operation only when the motor 24a is running in reverse, or when the motor 24a is switched off and the propeller 13a "cranks" as a result of currents in the surrounding water.

For å redusere radial friksjon mellom propellens 13a nav 15a og akslingsenheten 9, er det frembragt et par radiale mansjettlagre 57 og 59 i de posisjoner som er vist både i fig. 2 og 5A. Idet det ikke er vist spesifikt i de forskjellige figurer, omfatter hvert av disse radiale lagre hovedsakelig en rørformet bøssing som fortrinnsvis er dannet av Monel og som videre inneholder et par gummi- mansjetter. Hver av mansjettene kan inneholde et antall spiralriller (igjen ikke vist) som bidrar at disse kan støte bort eventuelt fremmedmateriale som er tatt opp i det omgivende vann som hele tiden strømmer gjennom begge de radiale mansjettlagre 57 og 59, og de primære og sekundære drivtrykkslagre 38 og 52. In order to reduce radial friction between the hub 15a of the propeller 13a and the shaft unit 9, a pair of radial sleeve bearings 57 and 59 have been produced in the positions shown both in fig. 2 and 5A. As it is not shown specifically in the various figures, each of these radial bearings mainly comprises a tubular bushing which is preferably formed of Monel and which further contains a pair of rubber cuffs. Each of the cuffs may contain a number of spiral grooves (again not shown) which help to repel any foreign material that has been picked up in the surrounding water which is constantly flowing through both the radial cuff bearings 57 and 59, and the primary and secondary drive pressure bearings 38 and 52.

Under fortsatt henvisning til fig. 2 og 5A, og en beskrivelse av hvordan omgivende vann strømmer gjennom de forskjellige lageroverflater som rommes innen de to lager-konstruks j oner 17a,b, skal det påpekes at akslingsenheten omfatter et par motstående vanninnløp 63a,c i sin midt-seksjon, idet hver enkelt av dem kommuniserer med utboringen 10. Disse vanninnløp 63a,b tillater at vann suges inn i rommet mellom propellenes 13a,b nav 15a,b når de elektriske motorer 24a,b dreier disse propellers blader 19. Vannet går gjennom disse rom og derfra gjennom fremdriverutboringer 51 som er plassert i løpehjulet 49. Derfra går vannet mellom løpehjulets 49 begge lageroverflater, og det primære fremdriftslager 47 og den sekundære lagerring 55. Endelig støtes vann ut av et radialt utløp 65 som er avgrenset mellom kantene av popellenes 13a,b nav 15a,b, og monteringsstøtteorganene 37 for hvert av lager-konstruks j onenes 17a,b hus 30. With continued reference to fig. 2 and 5A, and a description of how ambient water flows through the different bearing surfaces contained within the two bearing constructions 17a,b, it should be pointed out that the shaft unit includes a pair of opposite water inlets 63a,c in its middle section, each single of them communicates with the bore 10. These water inlets 63a,b allow water to be sucked into the space between the hubs 15a,b of the propellers 13a,b when the electric motors 24a,b turn the blades of these propellers 19. The water passes through these spaces and from there through propelling bores 51 which are placed in the impeller 49. From there the water passes between both bearing surfaces of the impeller 49, and the primary propulsion bearing 47 and the secondary bearing ring 55. Finally, water is ejected from a radial outlet 65 which is defined between the edges of the popels 13a,b hub 15a ,b, and the mounting support members 37 for each of the housings 30 of the bearing constructions 17a,b.

Det faktum at drivtrykkslagrene og radiallagrene som rommes mellom lagerkonstruksjonenes 17a,b lagerhus 30 hver for seg er lett tilgjengelige gjennom de separat demonterbare deksler 32 som er omfatter i hver av lagerkonstruksjonene tillater at vedlikeholdsoperasjoner slik som reparasjon eller utskifting av deler kan gjennomføres uten behov for demontering av alle lagrene innen drivenheten 1, og uten behov for fjerning av hele drivenheten 1 fra det skip den er montert på eller endog for at skipet skal måtte legges i tørrdokk. Dette er en betydelig fordel, idet de forskjellige komponenter innenfor lagerkonstruksjonene 17a,b, samme hvor godt de er konstruert, er en av de mest sannsynlige komponenter for reparasjon og utskifting i løpet av drivenhetens 1 levetid. The fact that the drive pressure bearings and the radial bearings that are housed between the bearing structures 17a,b bearing housings 30 are individually easily accessible through the separately removable covers 32 that are included in each of the bearing structures allows maintenance operations such as repair or replacement of parts to be carried out without the need for disassembly of all the bearings within the drive unit 1, and without the need for the entire drive unit 1 to be removed from the ship it is mounted on or even for the ship to have to be put into dry dock. This is a significant advantage, as the various components within the bearing structures 17a,b, no matter how well constructed, are one of the most likely components for repair and replacement during the drive unit 1's lifetime.

Fig. 6 og 7 illustrerer detaljene i de elektriske motorer som anvendes til å drive enhetens 1 propeller 13a,b. Slik det tidligere er vist, er de elektriske motorer 24a,b vekselstrømsmotorer som hovedsakelig består av en rotor 23a,b som er montert rundt omkretsen av propellenes 25a,b blader 19 som i sin tur er tett omgitt av statorene 25a,b som er "forseglet" innenfor kappeenheten 3. Vekselstrømsmotorene 24a,b kan enten være synkronmotorer som anvender børsteløse feltgeneratorer 136 som er plassert mellom propellnavenes 15a,b akslingsenheter 9 eller motorer av typen permanentmagneter. Synkronmotorer ville foretrekkes i tilfeller hvor enheten var forventet å skulle danne de store mengder drivtrykk som er nødvendig til drift av en undervannsbåt eller andre forholdsvis store fartøyer, idet det ville være vanskelig å sette sammen de store permanentmagneter som må til for en drivenhet av slik størrelse. I en slik utførelsesform, forblir de børsteløse feltgeneratorers 136 indre ringformede parti stasjonære mens det ytre ringformede parti roterer sammen med propellenes 13a,b nav 15a,b. Den elektriske strøm som dannes av feltgeneratorene 136 ledes til elektromagnetiske viklinger (ikke vist) i rotorene 23a,b ved hjelp av kabler (ikke vist) mens vekselstrøm ledes gjennom statorene 25a,b. Motorene 24a,b fungerer da på en kjent på en måte som for synkrone motorer, hvor propellenes 13a,b rotasjonshastighet kontrolleres ved hjelp av frekvensen på den vekselstrøm som ledes gjennom statorene 25a,b. Fig. 6 and 7 illustrate the details of the electric motors used to drive unit 1's propellers 13a,b. As previously shown, the electric motors 24a,b are alternating current motors consisting mainly of a rotor 23a,b which is mounted around the circumference of the blades 19 of the propellers 25a,b which in turn are closely surrounded by the stators 25a,b which are " sealed" within the casing unit 3. The alternating current motors 24a,b can either be synchronous motors that use brushless field generators 136 which are placed between the shaft units 9 of the propeller hubs 15a,b or motors of the permanent magnet type. Synchronous motors would be preferred in cases where the unit was expected to generate the large amounts of drive pressure necessary to operate a submarine or other relatively large vessels, as it would be difficult to assemble the large permanent magnets required for a drive unit of this size . In such an embodiment, the inner annular portion of the brushless field generators 136 remains stationary while the outer annular portion rotates together with the hubs 15a,b of the propellers 13a,b. The electric current generated by the field generators 136 is led to electromagnetic windings (not shown) in the rotors 23a,b by means of cables (not shown) while alternating current is led through the stators 25a,b. The motors 24a,b then function in a known manner as for synchronous motors, where the rotational speed of the propellers 13a,b is controlled by means of the frequency of the alternating current which is led through the stators 25a,b.

For enheter av mindre kapasitet hvor de nødvendige permanentmagneter til rotorene 23a,b ikke gir noen van-skeligheter ved produksjonen, foretrekkes en vekselstrøms-motor av permanentmagnettypen av to grunner. For det første frembringer en permanentmagnet ca. 10% bedre effektivitet i forhold til en motor av synkrontypen. For det andre kan denne høyere effektivitet gjennomføres med et noe større romlig gap mellom rotorenes 23a,b ytrer omkrets, og statorenes 25a,b indre omkrets. I en drifts-klar primær drivenhet 1 av moderat størrelse, kan dette større gap være så bredt som 0,5 tomme (eller 1,31 cm), i motsetning til et vanlig gap som er 0,25 tommer (0,635 cm) eller mindre. Anvendelsen av et større (i motsetning til et mindre) gap reduserer med fordel både dragsugtapene (drag losses) mellom rotorene 23a,b og statorene 25a,b som forårsakes av tilstedeværelsen av en tynn sjøvannsfilm mellom disse to komponenter, og dessuten den mengde støy som dannes på dette spesielle sted på drivenhet 1. Andre fordeler omfatter dannelsen av mindre mengder harmoniske strømmer (forårsaket av uønskede assymmetrier i det magnetiske felt som dannes av statorviklingene), og dermed lavere (i motsetning til høyere) vibrasjoner forårsaket av samvirkningen av slike strømmer på rotoren 23a,b. Vibrasjoner som forårsakes av eventuell ikke-sentrert "vibra-sjon" av rotorene 23å,b idet de roterer inne i deres respektive statorer 25a,b minskes også. Endelig, gjør det større gap som tillates ved anvendelse av permanente magneter i motorene 24a,b at det er mindre sannsynlig at rotasjonen av rotorene 23a,b inne i statorene 25a,b skal kunne hindres eller stoppes ved innføring av fremmed materiale i dette gap, og videre at hele enheten 1 blir mer motstandsdyktig overfor eksterne sjokk, idet enheten 1 ville ble mer tolerant overfor eventuell skade påført ved sjokk som ville tendere til å slå rotorene 23a,b ut av senter i forhold til statorene 25a,b. Alle disse fordelene er betydningsfulle, spesielt i forbindelse med undersjø-iske anvendelser. For units of smaller capacity where the necessary permanent magnets for the rotors 23a,b do not cause any difficulties in production, an alternating current motor of the permanent magnet type is preferred for two reasons. Firstly, a permanent magnet produces approx. 10% better efficiency compared to a synchronous motor. Secondly, this higher efficiency can be achieved with a somewhat larger spatial gap between the outer circumference of the rotors 23a,b and the inner circumference of the stators 25a,b. In a moderately sized ready-to-use primary drive unit 1, this larger gap can be as wide as 0.5 inch (or 1.31 cm), as opposed to a typical gap of 0.25 inch (0.635 cm) or less . The use of a larger (as opposed to a smaller) gap advantageously reduces both the draft suction losses (draft discharges) between the rotors 23a,b and the stators 25a,b caused by the presence of a thin seawater film between these two components, and also the amount of noise that is generated at this particular location on drive unit 1. Other benefits include the generation of smaller amounts of harmonic currents (caused by unwanted asymmetries in the magnetic field generated by the stator windings), and thus lower (as opposed to higher) vibrations caused by the interaction of such currents on the rotor 23a,b. Vibrations caused by any off-center "vibration" of the rotors 23a,b as they rotate within their respective stators 25a,b are also reduced. Finally, the larger gap allowed by the use of permanent magnets in the motors 24a,b means that it is less likely that the rotation of the rotors 23a,b inside the stators 25a,b should be prevented or stopped by the introduction of foreign material in this gap, and further that the entire unit 1 becomes more resistant to external shocks, as the unit 1 would become more tolerant of possible damage caused by shocks that would tend to knock the rotors 23a,b off-center in relation to the stators 25a,b. All these advantages are significant, especially in connection with subsea applications.

Slik det best kan sees under hensyn til fig. 7, omfatter hver av statorene 25a,b et antall ensartet adskilte statorkjerneviklinger 70. Hver av disse statorkjerneviklinger 70 er endelig forbundet til strømførende ledninger (ikke vist) som er endelig forbundet med en statorterminalpluggenhet (ikke vist). Videre tas hver av statorkjernevindingene (70) imot inne i en radial sliss som befinner seg i en statorkjerne 72 (ikke vist i fig. 6 eller 7, men vist i fig. 2 og 5A) som er dannet av en stabel laminerte magnetiske stålringer som fører de magnetiske felt som dannes av viklingene 70, men som motstår ledelse av uønskede virvelstrømmer. Et antall bygningsjern (building bars) 74 er sveiset rundt statorkjernens 112's ytre diameter for å avstive kjernen 112. Alle statorenes 25a,b komponenter rommes inne i et vanntett statorhus 7 6 som er dannet av en innervegg 78, og en yttervegg 80. As can best be seen with regard to fig. 7, each of the stators 25a,b comprises a number of uniformly spaced stator core windings 70. Each of these stator core windings 70 is finally connected to live wires (not shown) which are finally connected to a stator terminal plug assembly (not shown). Furthermore, each of the stator core windings (70) is received within a radial slot located in a stator core 72 (not shown in Figs. 6 or 7, but shown in Figs. 2 and 5A) which is formed by a stack of laminated magnetic steel rings which conducts the magnetic fields formed by the windings 70, but resists the conduct of unwanted eddy currents. A number of building bars 74 are welded around the outer diameter of the stator core 112 to stiffen the core 112. All the components of the stators 25a,b are accommodated inside a waterproof stator housing 76 which is formed by an inner wall 78 and an outer wall 80.

Hver av de elektriske motorers 24a,b rotorer 23a,b Each of the electric motors 24a,b rotors 23a,b

er dannet av et antall trapesoidformede magneter 85 som er montert innenfor en magnethusring 87 som er dannet av kar-bonstål. Hver av magnetene 85 er fortrinnsvis dannet av en legering av NbBFe på grunn av dette materiales utmerkede is formed by a number of trapezoidal magnets 85 which are mounted within a magnet housing ring 87 which is formed from carbon steel. Each of the magnets 85 is preferably formed from an alloy of NbBFe due to this material's excellent

magnetisk felt-kapasitet og B-H-kurvekarakteristikk. Hver av magnetene 85 holdes inne i magnethusringen 87 ved hjelp av zirkonium/kopper rotorkiler 88 som er festet til ringen 87 ved hjelp av bolter 89. I den foretrukne utførelsesform er omtrent 20 slike trapesoidformede magneter 85 inkorpo-rert inne i rotoren 23. Fire dempestenger 90 som er dannet av massive kopperstenger er frembragt over hver av magnetenes 85 øvre ender. Disse dempestenger 90 er plassert inne i fordypninger som er tilstede i poldekselorganer 93 som magnetic field capacity and B-H curve characteristic. Each of the magnets 85 is held inside the magnet housing ring 87 by means of zirconium/copper rotor wedges 88 which are attached to the ring 87 by means of bolts 89. In the preferred embodiment, approximately 20 such trapezoidal magnets 85 are incorporated inside the rotor 23. Four damping rods 90 which is formed of massive copper rods is provided over each of the magnets 85 upper ends. These damping rods 90 are placed inside recesses present in pole cover members 93 which

er festet over hver av magnetenes 85 øvre ender. Formålet med dempestengene 90 og rotorkilene 88 er å beskytte magnetene 85 fra eventuelle elektriske strømmer som induseres harmonisk inn i rotorenes 23a,b øvre overflate som et resultat av uønskede asymmetrier i det magnetfelt som skapes av statorkjerneviklingene 70. Mer spesifikt vil eventuelle slike harmoniske strømmer bli konsentrert inne i de sterkt ledende dempestenger 90 og rotorkiler 88, som i sin tur harmløst vil spre dem. Dersom dempestenger 90 og rotorkiler 88 ikke var tilstede i rotoren 23, ville slike harmonisk induserte strømmer strømme direkte gjennom mag- is attached above each of the magnets 85 upper ends. The purpose of the damping rods 90 and the rotor wedges 88 is to protect the magnets 85 from any electrical currents that are harmonically induced into the upper surface of the rotors 23a,b as a result of unwanted asymmetries in the magnetic field created by the stator core windings 70. More specifically, any such harmonic currents will be concentrated inside the highly conductive damping rods 90 and rotor wedges 88, which in turn will harmlessly disperse them. If damping rods 90 and rotor wedges 88 were not present in the rotor 23, such harmonically induced currents would flow directly through the mag-

netenes 85 hoveddeler, og til slutt delvis avmagnetisere dem. Dessuten danner kombinasjonen av dempestengene 90 og rotorkilene 88 en slags kortslutningsviklings oppbygning som letter oppstartingen av rotorene 23a,b. the nets' 85 main parts, and finally partially demagnetize them. Moreover, the combination of the damping bars 90 and the rotor wedges 88 forms a kind of short-circuit winding structure which facilitates the start-up of the rotors 23a,b.

Idet det nå henvises til fig. 5A, 5B og 7, er rotorene 23a,b, i likhet med statorene 25a,b "forseglet" inne i et vanntett hus 94. Rotorhuset 94 omfatter en innervegg 96, en yttervegg 98, en frontvegg 100 og en bakvegg 102 (og alt dette kan sees i fig. 5A). Idet det nå spesielt henvises til fig. 5B, er en rotorinnløpsring 114 forbundet med rotorhusets 94 bakvegg 112, og den omfatter en takket bakvegg 116 som i utforming er komplementær til en stator-innløpsrings 120 takkete frontvegg 118 som er plassert motstående til rotorinnløpsringen 114. De komplementære takkinger på rotorens og statorens innløpsringers 114, 120 bakvegg 116 og frontvegg 118 avgrenser en buktet vei for det omgivende sjøvann som hjelper til å forebygge at fremmede partikler som er opptatt deri trenger inn i gapet mellom rotorenes 23a,b ytre omkrets og statorenes 25a,b indre omkrets. Dessuten omfatter rotorenes ytre omkrets et antall spiralriller 121 som hjelper til å sirkulere og skylle eventuelt slik fremmed materiale ut av gapet mellom rotorene 23a,b og de respektive statorene 25a,b. Strøm-ningsveiene som skapes av disse spiralriller 121 er illustrert ved hjelp av de strømningspiler som finnes i det øvre parti av fig. 2. Referring now to fig. 5A, 5B and 7, the rotors 23a,b, like the stators 25a,b, are "sealed" inside a watertight housing 94. The rotor housing 94 comprises an inner wall 96, an outer wall 98, a front wall 100 and a rear wall 102 (and all this can be seen in Fig. 5A). As special reference is now made to fig. 5B, a rotor inlet ring 114 is connected to the rear wall 112 of the rotor housing 94, and it comprises a serrated rear wall 116 which is complementary in design to a stator inlet ring 120 serrated front wall 118 which is located opposite the rotor inlet ring 114. The complementary serrations on the rotor and stator inlet rings 114, 120 rear wall 116 and front wall 118 define a curved path for the surrounding seawater which helps to prevent foreign particles trapped therein from penetrating into the gap between the outer circumference of the rotors 23a,b and the inner circumference of the stators 25a,b. In addition, the outer circumference of the rotors comprises a number of spiral grooves 121 which help to circulate and flush any such foreign material out of the gap between the rotors 23a,b and the respective stators 25a,b. The flow paths created by these spiral grooves 121 are illustrated by means of the flow arrows found in the upper part of fig. 2.

For nå å gå inn på detaljene i kappeenheten 3 og figurene 2 og 5A, omfatter denne enhet 3 en traktformet innløps strømlinjeform 124 som er festet med festebolter 126 på statorhusets 76 oppstrøms side. En bladmonteringsring 128 er festet på statorhusets 76 nedstrøms side ved hjelp av festebolter slik det er vist. I bakre ende av kappeenheten 3 er det frembragt en utløpsdyse 130. Denne utløpsdyse er i sin tur forbundet med en bladmonteringsring 132. Bladmonteringsring 132 er festet til den ned-strøms side av den nedstrøms elektriske motors 24b stator hus 76 ved hjelp av festebolter 134. Det bør bemerkes at den rillede Kortdyseprofil som avgrenses av innløps strøm-linjeprofilen 124 i kombinasjon med de turbulens-minimali-serende utforminger som henger sammen med de oppstrøms og de nedstrøms bærelagre 17a,b alle tjener til å maksimali-sere drivtrykket av de to propellers 13a,b som er dreibart festet innenfor det indre av kappeenheten 3. To now go into the details of the casing unit 3 and Figures 2 and 5A, this unit 3 comprises a funnel-shaped inlet streamline 124 which is attached with fastening bolts 126 to the upstream side of the stator housing 76. A blade mounting ring 128 is attached to the downstream side of the stator housing 76 by means of attachment bolts as shown. An outlet nozzle 130 is provided at the rear end of the casing unit 3. This outlet nozzle is in turn connected to a blade mounting ring 132. Blade mounting ring 132 is attached to the downstream side of the downstream electric motor 24b stator housing 76 by means of fastening bolts 134. It should be noted that the grooved short nozzle profile delineated by the inlet streamline profile 124 in combination with the turbulence-minimizing designs associated with the upstream and downstream support bearings 17a,b all serve to maximize the drive pressure of the two propellers 13a,b which are rotatably fixed within the interior of the casing unit 3.

I enhetens 1 foretrukne operasjonsmodus, bidrar to elektriske motorer 24a,b til å dreie sine respektive propeller 13a,b i forskjellige (i motsetning til like) hastigheter slik at oppstrømspropellen 13a danner en høyt trykksatt vannstrøm som overlader den nedstrøms propell 13b. Dessuten er skrå-stillingen av de to propeller 13a,b fortrinnsvis forskjellig slik at de elektriske motorer 24a,b som er forbundet med hver av dem tjener til å rotere deres respektive propeller i motsatte retninger. Slik kontra-rotasjon eliminerer med fordel eller vil i det minste minimalisere eventuelt dreiemoment som henger sammen med drivenheten 1. Dette er en betydelig fordel, idet tilstedeværelsen av et slikt dreiemoment i betydelig grad kan interferere med styringen av det fartøy til hvilket drivenheten 1 er festet, spesielt når drivenheten 1 anvendes til å drive fartøyet i lave hastigheter. In the unit 1's preferred mode of operation, two electric motors 24a,b contribute to turning their respective propellers 13a,b at different (as opposed to equal) speeds so that the upstream propeller 13a forms a highly pressurized water stream that supercharges the downstream propeller 13b. Moreover, the inclined position of the two propellers 13a,b is preferably different so that the electric motors 24a,b which are connected to each of them serve to rotate their respective propellers in opposite directions. Such counter-rotation advantageously eliminates or will at least minimize any torque associated with the drive unit 1. This is a significant advantage, as the presence of such a torque can significantly interfere with the steering of the vessel to which the drive unit 1 is attached , especially when the drive unit 1 is used to drive the vessel at low speeds.

Claims

1. Submersible drive unit (1), comprising: - a casing (3) with a water inlet (5) and a water outlet (7), - a shaft unit (9) which is placed along the casing's (3) axis of rotation between the water inlet (5) ) and the outlet (7), - a number of blade members (lla,b) for arrangement of the shaft unit (9) within the casing (3), - first and second propellers (13a,b), where each includes a separate hub ( 15a,b) which is rotatably mounted on the shaft unit (9), in which the second propeller (13b) is arranged downstream of the first propeller (13a), and - first and second electric motors (24a,b) for separate rotation of the first and other propellers (13a,b), each motor including a rotor (23a,b) which is mounted around the outer circumference of the propeller (13a,b), and a stator (25a,b) which is mounted on the casing (3) around the rotor (23a,b) and - first and second bearing structures (17a,b), each comprising a thrust bearing (38) which is located between the hub (15a,b) of the first and second propellers (13a,b) and the shaft unit (9), where driving pressure layer which are connected to the first and second bearing structures (17a,b), both are located on opposite ends of the axle unit (9), - each of the drive pressure bearings (38) which are connected to the first and second bearing structures (17a,b), includes a bearing housing (30) which is attached to one end of the shaft assembly (9), and where the blade members (lla,b) are mounted both between the bearing housings (30) and the casing (3) to improve the impact resistance of the drive unit (1), and in at least a portion (32) of each of the bearing housings can be removed to thereby allow separate access to the drive pressure bearings (38) which are connected to the first and second bearing structures (17a,b), characterized in that the shaft unit (9) includes a bore along its axis of rotation for directing a flow of ambient water to a device (51) for circulating ambient water around the bearing surfaces.

2. Submersible drive unit in accordance with claim 1, characterized in that the blade members (lla,b) attach both the upstream and the downstream end of the shaft unit (9) within the casing (3) to increase the impact resistance.

3. Submersible drive unit in accordance with claim 1 or 2, characterized in that each of the bearing housings (30) remains stationary in relation to the propellers (13a,b) during the operation of the unit (1) to minimize the noise generated during operation.

4. Submersible drive unit in accordance with claim 1, 2 or 3, characterized in that each of the bearing structures (17a,b) includes said device (51) for circulating ambient water around its bearing surfaces both for lubrication and for cooling the structure.

5. Submersible drive unit in accordance with one of claims 1-4, characterized in that the shaft unit (9) further comprises a filtering unit (35) on each of the ends of the bore (10) to prevent debris that has been taken up in the surrounding flowing water through the bore (10).

6. Submersible drive unit in accordance with one of claims 1-5, characterized in that the inclined position of the first propeller (13a) is the opposite of the inclined position of the second propeller (13b) so that the propellers (13a,b) can ring forward a torque-free drive pressure when they are rotated in their respective directions.

7. Submersible drive unit according to one of claims 1-6, characterized in that the combination of the first electric motor and the first propeller (13a) acts to form a pressurized water flow through the casing (3) which supercharges the combination of the second electric motor ( 24b) and the second propeller (13b).

8. Submersible drive unit in accordance with one of claims 1-7, characterized in that each of the bearing structures (17a,b) further includes a radial bearing (57,59) which is accessible after removal of the demountable part (32) of the bearing housing (30).