JPS61501018A - 流体圧発生器における装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 流体圧発生器における装置 本発明は、周辺配置されかつ貫通流路内で駆動される環状ケーシングを備え、ケ ーシングの内面が流体流路の壁部の１部を形成すると共に、ケーシングには前記 貫Ｊｉ流路中へ半径方向内方５二突出する複数のプロペラ翼を装着してなる種類 の流体圧発生器Ｓこおける装置に関するものである。

たとえば船舶および石油フグなど推進、操縦および位置決定を行なう推進機構に おいては出力損失が著しい。多くの原因によるこの種の出力損失を補うためには 、プロペラおよびその主駆動装置の寸法を過大５二する必要があり、その結果コ ストが高くなる。

一般に、推進機構の効率は、ノズルを用いて増大させることができる。、これは ノズルにより推進される流れが集中するかみである。じかしながら、この利点は ノズルに軸支持体およびプロペラ支持用のベアリングを設ける必要性のため生ず る欠７色により著しく減殺され、水が、ノズルを流過する際の摩１５により、こ れらの部品はプロペラハブと共に相当な損失をもｆころす。

その他の顕著な出力撰失二よ、プロペラ翼の頂点周囲またはその端部の圧力面か らプロペラ翼の吸入側への循環流または乱流によっても生ずる。プロペラ翼頂点 とノズル内壁部との間に成る程度のクリアランスを設ける必要があるため、ノズ ルを装着した推進機構においてもこの種の出力損失が存在する。

周辺装着されかつ駆動されろ環状推進機構は、たとえばスエーデン特許第３４２ ０１１号公報から公知である。これらの機構は、船舶の推進および岐路操縦系を 目的としている。

上記のようなプロペラは貫通流路の川辺に装着されるため、摩擦によるその損失 が小さい。さらに、プロペラ翼頂点Ｓこおけるクリアランスの必要性が排除され 、巳たがってこの装置に関連する損失は殆んど完全に回避される。しかしながろ 、この従来技術はたとえば岐路操縦系における機構をどのように使用するかとい う問題に関し実際的解決を与えない。プロペラ翼はこの種の環状推進機構に固定 されるので、回転方向を可逆的にせねばならず、このことは明らかにプロペラが 反対方向へ回転する前にこのプロペラを停止させねばならないことを意味する。

これは、前記公報の第１３図およびそれに関する説明かろ明らかである。この理 由で、この種の従来の推進機構は所要の信頼度をもってたとえばフェリー客船を 推進させかつこれを埠頭に沿って停泊させる際に使用することができず、また掘 削操作、パイプラインの埋設または深海領域における駆動操作のためオイルリグ などを位置決定する操縦系には使用することができない。さらに、スエーデン特 許第３４１０１１号公報は環状推進機構の周辺装着に関する問題についても何る 満足しうる解決策を示唆していない。この目的には、水ｉ＠滑されたゴムヘアリ ングが示唆されている。しかしながら、この種の環状推進機構の装着は、たとえ ば−４℃〜＋１５℃の一般的な操作温度および８０００時間にも及ぶ一般的な年 間操作時間に対し、全（信頼性がない。

発明の要点 本発明の目的は、周辺装着されかつ駆動され、特に船舶およびその他の沖合装置 を推進させ、操縦しかつ位置決定することを目的とじ、プロペラ翼の迅速なりセ ントおよび貫通流路コニおける圧力の大きさおよび方向の連続変化を可能にする 流体圧発生器における装置を提供することである。これは、本発明によれば、全 プロペラ翼を環状ケーシングの駆動とは独立した調整機構を介し個々の軸ピンに より同時に回転させるよう配設することにより達成される。

図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照して本発明を１実施例につき詳細に説明する。

第１図は本発明による流体圧発生器の部分分解斜視図であり、 第２図はこの流体圧発生器の分解端面図であり、第３図は流体圧発生器の段階的 な拡大長手断面図であり、第４図は圧力の大きさおよび方向を制御する調整機構 の平面図であり、 第５図は本発明による流体圧発生器を装着した船舶の作用を略示する縦断面図で あり、 第６図は本発明による数個の流体圧発生器を装着した船舶の水面下部会の略図で ある。

好適実施例の詳細な説明 圧力発生器は貫通流路１の内側に流体流れを発生させるよう設計され、この流体 の流路内側−二おける方向およびその力は貫通流路１の内側で周辺駆動される６ 個のプロペラ翼２のピッチに依存する。こ７Ｎろプロペラ翼は環状ケーシング４ に軸ピン３　（第２図および第３図参照）によって回転自在に装着され、環状ケ ーシングの内面は貫通流路１における璧邪の１部を構成する。環状ケーシング４ は、貫通流路１の残部を構成する２本のケーシング管５および６の中間に回転自 在に装着される。

環状ケーシング４は（甲斜′−グこローラ７　（第３図参照）によりケーシング 管５と６との間に装着され、ローラ７：よピン８によりケーシング４の切欠部９ に収容される。これろローラ７は等ピッチ間隔で離間し、環状ケーシング４の両 側に６（開位置しかつケーシング管５，６における傾斜ヘアリングレースｌＯに 当接する。ローラ７のピッチは、ケーシング管５己二おシするヘアリングレース １０との接点がケーシング管６におけるヘアリングレース１０との接点とは反対 側に位置するよう変位させる（第４図参照）。

軸ビン３により環状ケーシング４に装着されたプロペラ翼２１よ、歯車１１の外 面に対しねじによって回転しないよう固定される。これら歯車は遊び歯車１２を 介し対として角度をつけて相互連結され、遊び歯上を環状ケーシング４に回転自 在に装着する。歯車１１．１２は３群として連結され、等ピッチで配設された３ 群を構成すると共に環状ケーシング４に沿った凹部に装着される。これら歯車の 半径方向外部にはギヤリム１３を配置じ、これを相互連結された３群の歯車の中 間において環状ケーシング４巳こ固定する。駆動軸１４に連携する角度駆動手段 １５がギヤリム１３と噛合する。

駆動軸１４が回転すると、環状ケーシング４は角度駆動手段１５ａよびギヤリム １３によりケーシング管５．６に対し相対的に回転する。ケーシング管５，６に はそれぞれフランジ部分５’、６′　を形成し、そこにカバー１６を装着する。

カバー１６の内部の空間に；よヘアリングおよび歯車を潤滑するための油を部分 的にまた２よ完全に充項することができる。

２個のフランジ部分Ｓ／　、Ｓ／　との間にはロッド１６’　が延在じ、これを ナツトにより調節してへ７リングクｉ３アランス、すなわちローラ７とへア゛ノ ングレース１０との間のクリアランスを設定することができる。

環状ケーシング４が回転すると、プロペラ翼２は貫通流路１を流過する水流れを 発生させ、これ：よプロペラ翼２の回転速度およびピッチに依存する。ピッチは 全部で６個のプロペラ翼２につき調整機構を介して同時的に調整することができ 、調整機構は環状ケーシング４と共に回転する部品およびそれぞれフランツ部分 ５′および６　に固定さＵた部品かろなっている。

したがって、３個の歯止の各群１１．１２の両側には環状ケーシング４を横断し て溝部１７が存在し、この溝部にギヤラック１８を廷在さセでその歯を歯車１１ と係合させることができる。ランク１８は環状ケーシング４の外面を横切っては ：工全長さにわたり延在する溝部１７よりも相当に雉く、したがってこれらラン クは互いに反対方向へ相当な距離だけ変位することができると同時に、プロペラ 翼２の位置をリセットすることができる。

ギヤリム１３の１側部にはランナーリング１９を環状ケーシング４の周囲に同軸 配置する。一方のリング１９を回転方向で見て３群の歯止１１．１２の１側部に 設五巳た３（博のギヤラック１８と接続すると共に、他方のランナーリング１９ を反対例の歯車群に設置した３個の残余のギヤラック１８と接続する。これらラ ンナー１１ング１９を相対的に同時に接近離間させることにより、プロペラＮ２ がそれに応してリセ。

トされる。各ランナーリング１９に２よ半径方向１９　を設け、ここにピンから なる従動手段２０を係合させる。これら従動手段２０をｉ２しスピンドル２１上 で変位するよう装着して、溝とピンとの連結によりランナーリング１９の一方に 接続された従動手段２０を左手ねし２２によりねレスピ〕／トル２１−・接続す るのに対し、溝とピンとの連結により他方のランナーリング１９に接続された従 動手段２０を右手ねじ２３によりねしスピンドル２１に接続する。ねじスピンド ル２１の運動を１方向へ同時的に回転させろことによりランナーリング１９は相 対的に接近離間することができ、かつねしスピンドルを反対方向に回転させて反 対方向に変位させることもできる。これらねしスピンドル２１はヘア°ノング２ ４によりフランジ部分５′、６　に軸支され、成る程度のクリアランスを設けて ２ｉ［！Ｉｔのケーシング管５，６のヘアリングレースｌＯとローラ７との間の 遊びをロッド１６　により調整することができる。

ねじスピンドル２１の個数は２個もしくはそれ以上とすることができ、ランナー リング１つに対し等ピッチにて等間隔離間させる。歯車２５によりねしスピンド ル２１を第２のギヤリム２６に接続し、このギヤリム２６は一方のフランジ部分 ６′に沿って周方向に延在しかつこのフランジ部分にそれぞれ溝とピンとの連結 ２７′８よび２８により固定され、フランジ部分６′に対するギヤリム２６の変 位を可能とじ、その程度：よねしスピンドル２１の通光な係合を介しプロペラ翼 ２の位置をリセットするのに充分な移動を与えうる程度である。

ギヤリム２６の設定はギヤランク２９により行なわれ、このラックは位１決定手 段（図示せず）に接続されると共に、カバー１６における案内部２９　とフラン ジ部分６　との間で接線方向に移動するよう配置される。

ギヤラック２９を作動させると、ギヤリム２６がフランジ部分６　に対し相対回 転する。ギヤリム２６は次いでねしスピンドル２１を回転させ、その結果従動手 段２０とランナー１１ング１９との対応する変位をもたろす。次いで、これに装 着されたギヤラック１８は歯車１１．１２を回転させ、かつプロペラ翼２のピッ チが変化する。数個のねしスピンドル２１がランナー１１ング１９に対し等間隔 の点で同時的に作用し、かつ連携した歯車群１１．１２が２つの反対方向に同時 的に作用するので、この機構が混乱する危険が最小化されると共に、同程度のり セノトカにより全プロペラＮ２に対して同時作用が確保される。

上記調整機構は、環状ケーシング４の回転とは独立してプロペラ翼２を迅速かつ 正確にリセットすることができ、これにより圧力発生器は船舶におけろ岐路の操 縦に使用するのに極めて通している。プロペラ翼２の設定を調節することにより 、圧力の大きさおよび方向を貫通流路１の内部で自由に変化させながら均一な回 転速度を維持することができ、このことは駆動モータ（図示せず）にとって有利 である。

第５図は船舶３１の船首を横断する操縦トンネル３０に装着された本発明による 流体圧発生器を示している。

この目的の従来のプロペラ装置は、一般に操樅トンネルの中心に枢着されかつク ランク軸により駆動されるプロペラを備え、このフ゛ロベラは一般にｔＩ！整自 在なプロペラ翼を（藷えるものである。しかしながら、操紺トンネルの流路領域 の相当な部分がクランク軸とプロペラへア°Ｊノグとにより占１処される結果、 出力の損失をもたらす。相当なコストをかけないと対称的操縦トンネルを形成し て流れ状態を両方向に等しくすることができず、このこと１よ圧力が１方向で若 干低下することを、！味する。

第６図は、船舶を推進させかつこれを操縦する目的で本発明による６個の流体圧 発生器３３を装着した船舶３２を図示している。船体の水面下部分に；よ圧力発 生器３３が対称的に配置されているため、この船舶は前後方向に：ま無関係るこ 推進することができ、たとえばフェリーボートとして使用するのに通じている。

２個の横方向に延在する圧力発生器３３により、たとえば湖または河川を横断す る際の流れを補うことができ、しかも船舶の航路すなわちその長手方向を変化さ せるこ七がなく、船舶の操作を容易にさせる。

プロペラ翼２以外の部品が貫通流路１に存在しないため、摩擦による損失が小さ い。さらに、プロペラ翼の表面積は貫通流路１の壁部近くでその最大面積となり 、船舶移動の際の水圧が最大になると共に、この壁部と翼の周縁部との間のクリ アランスを小さくすることができる。このことは、これら部分における圧力損失 が中心駆動される従来のプロペラの場合と比較して小さいことを！味する。さら に、環状ケーシング４は軸ピン３よりも貫通流路１内で幅広くする必要がない。

プロペラ翼２の最大幅ｂ（第３図参照）は実際に、貫通流路１における壁部の一 部を構成する環状ケーシング４の部分の幅ａよりも数倍（たとえば１０〜１２倍 ）大きい。このことは、推進力を発生しない回転表面を小さくしうろことを！味 する。、さもないと、これら表面：本貫通流路の内側或いは従来のプロペラの間 口における水を回転させ、この回転；よ推進力を発生せずにプロペラの効率を低 下させる。

これろ種々の因子が全て連携して、上記圧力発生器における４５めで有利な操作 条件を与える。正賞操作状態に８いて、キャビテーションの危険がない。したが って、この圧力発生器；まその寸法に関して極めて効率的となる。

ローラ７およびその軸ピン８の（頃斜Ｃ装置により、これらは半径方向および軸 方向の力を環状ケーシング４から吸収する。

環状ケーシング：よ、大直径また１よ小直径の貫通流路１に対しより多数また（ よより少数のローラτを用いて開法に装着する−−刀へ　、Ｓ　つ。

本発明は図示しかつ上記した実施例のみに固定さη、ず、本発明の範囲内におい て示唆される多くの分野で種々の設計変更により使用することが可能である。た とえば、環状ケーシング４の駆動はたとえば直線歯の歯車、チェーンまた：よヘ ルドなど他の手段ユニよりｉ〒なうこともできろ。プロペラｉの位置をリセ２・ トする調整機構；よ、−とえばクランクまたは偏心カム機構など多くの方法で作 成することかでき、かつｌ夜圧もと２く：！空空気佳作動式位置決定手段乙こよ ることもできる。この圧力発生器は、ポンプとして使用し重量および流れ方向の 調整も可能である。さろに、貫通流路１にはそれ自体の案内５／レールを設けて 、これより流路１の内側における水流の回転を著しく減少させることもできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．貫通流路（１）に周辺配置されかつそこで駆動される環状ケーシング（４） を備え、前記ケーシングはその内面が貫通流路（１）の壁部を形成すると共に流 体流路（１）中へ半径方向内方に突出する複数のプロペラ翼（２）を設けてなる 流体圧発生器の装置において、プロペラ翼（２）を環状ケーシング（４）の駆動 とは独立した調整機構を介して個々の軸ピン（３）により同時的に回転するよう 配置したことを特徴とする流体圧発生器における装置。 ２．プロペラ翼（２）の最大幅（ｂ）が貫通流路（１）の壁部を形成する環状ケ ーシング（４）の部分の幅（ａ）よりも数倍大きいことを特徴とする請求の範囲 第１項記載の装置。 ３．軸ビン（３）が同時回転する歯車機構（１１，１２）により相互連結され、 歯車機構を環状ケーシング（４）の円筒面に沿って配置すると共に、この歯車機 構（１１，１２）をランナーリング（１９）により固定設定手段（２５，２９） と接続したことを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。 ４．軸ピン（３）が、環状ケーシング（４）の円筒面に沿って配置された同時回 転する偏心案内手段により相互連結され、前記案内手段をランナーリング（１９ ）により固定設定手段（２５，２９）に接続したことを特徴とする請求の範囲第 １項記載の装置。 ５．設定手段（２５，２９）が、１個もしくは数個のねじスピンドル（２１）お よび従動手段（２０）によりランナーリング（１９）に接続され、かつ前記ねじ スピンドル（２１）の回転に際し従動手段（２０）の変位を行なうよう配置され 、従動手段をピンおよび溝の連結を介してランナーリング（１９）に接続し、ラ ンナーリング（１９）を歯車機構（１１、１２）を介しプロペラ翼（２）の位置 をリセットするよう配置したことを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 ６．ビン（８）上に配置されたローラ（７）により環状ケーシング（４）を貫通 流路（１）の残余を構成するケーシング管（５，６）に相対配置し、ベアリング クリアランスをロッド（１６）により調整してケーシング管（５および６）と中 間環状ケーシング（４）との間の間隔を調整するようにしたことを特徴とする請 求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の装置。 ７．ローラ（７）の回転軸として作用するピン（８）を、前記回転軸が貫通流路 （１）の長手軸線に対し傾斜角度で延在するように配置したことを特徴とする請 求の範囲第６項記載の装置。