风力推进系统及具有其的船舶的制作方法

1.本发明涉及风力推进系统及具有其的船舶。


背景技术：

2.船舶通常使用化石燃料获得推进力。众所周知，船舶上安装有用于驱动助力器等的大功率引擎，长途航行时大型船舶消耗的燃料的量达数百吨。运用这些船舶需要巨额费用，并且燃料消耗造成的污染物质的排放也成为非常严重的问题。
3.为了解决这些问题，优选使船舶的动力源多样化。例如，开发并应用了从电动马达获得部分推进力的电动推进船舶技术，除此之外，还开发了利用船舶在海上经历的多样的环境条件来获得电力的技术。
4.此外，作为完全不产生排气的自然能源，太阳光、风力等的利用也备受关注。尤其是，在风力的情况下，通过在甲板上设置帆(sail)等设备，能够简单地将风力转换成推进力，因此具有结构简单、维护费用低廉的优点。
5.另外，近年来，与通常众所周知的帆不同地，在船舶上搭载有能够利用动力直接旋转并将风力转换为所需方向的推进力的转子设备(作为一例，马格努斯转子(magnus rotor))。这样的转子设备由定子(stator)和转子(rotor)构成，所述定子固定在甲板，所述转子包围定子的表面和顶面而被配置为圆柱形态，并调节旋转速度或方向。
6.与帆不同地，这样的转子设备能够将风力加工为所需的推进力，因此最近进行了很多研究和开发。但是，转子设备是具有数米直径并形成为数十米高度的大型柱子形态，从而在甲板内的安装、根据船舶移动的耐久性、前方视野干扰、控制等方面，还存在很多需要解决/改善的问题。


技术实现要素：

7.所要解决的技术问题
8.本发明是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的，本发明的目的在于，提供一种能够提高转子的结构性能并使制造变得容易、确保驱动转子的驱动部的结构稳定性、确保设置在转子和定子之间的下部轴承部的结构稳定性并使维护变得容易、确保通过端板的轻量化的结构稳定性的风力推进系统及具有其的船舶。
9.解决问题的技术方案
10.本发明一方式的风力推进系统可以包括：定子，垂直地设置于甲板；转子，包围所述定子的外侧而被配置为圆柱形态；驱动部，通过与所述转子连接的圆盘向所述转子传递旋转动力；以及下部轴承部，设置在所述转子的下部，抑制所述转子的横向运动，所述下部轴承部可以包括：接合部，由轴承单元的集合体构成，其至少一部分在所述定子的内侧沿与设置有所述轴承单元的位置隔开预定间隔设置的窗的边缘设置，将引导所述转子的旋转的引导轴承支撑于所述定子。
11.具体而言，所述接合部可以包括：第一接合板，由一对构成，与所述引导轴承的轴
承轴的两端结合；以及第二接合板，在所述定子的内侧沿所述窗的边缘设置，与所述第一接合板结合。
12.具体而言，所述第一接合板可以在结合于所述轴承轴的状态下向所述引导轴承的一侧水平延伸，具有从延伸的端部垂直弯折的形态，设置有用于与所述第二接合板螺栓结合的复数个第一螺栓孔，所述第二接合板可以具有至少以所述引导轴承的半径或其以下的大小凸出的形态，设置有与所述第一螺栓孔对应的复数个第二螺栓孔。
13.具体而言，所述接合部可以包括：接头盒，在所述定子的内侧沿所述窗的边缘设置，以所述引导轴承的一部分向外部凸出的状态固定所述引导轴承。
14.具体而言，所述驱动部可以包括：齿轮箱，内置有通过马达旋转的驱动轴、设置于所述驱动轴的驱动齿轮、与所述驱动齿轮啮合旋转的从动齿轮、与所述从动齿轮结合并支撑所述从动齿轮的旋转的第一从动轴，并且设置在所述定子的内侧；以及轴承壳体，通过耦合构件与所述第一从动轴连接，夹持向所述圆盘传递旋转力的第二从动轴。
15.具体而言，所述轴承壳体可以设置在所述定子的顶面内侧，或者可以设置在所述定子的顶面外侧。
16.具体而言，所述驱动轴的上部可以利用第一轴承以能够旋转的方式结合于所述齿轮箱的顶面，所述驱动轴的下部可以利用第二轴承以能够旋转的方式结合于所述齿轮箱的底面，所述第一轴承、第二轴承可以是防止所述驱动轴的横力或所述驱动轴的横振的轴承。
17.具体而言，所述第一从动轴的上部可以利用第三轴承以能够旋转的方式结合于所述齿轮箱的顶面，所述第一从动轴的下部可以利用第四轴承以能够旋转的方式结合于所述齿轮箱的底面，所述第三轴承、第四轴承可以是防止所述第一从动轴的横力的轴承。
18.具体而言，所述第二从动轴可以利用串联配置的第五轴承和第六轴承以能够旋转的方式结合于所述定子的顶面，所述第五轴承可以是防止所述第二从动轴的轴力的轴承，所述第六轴承可以是防止所述第二从动轴的横力的轴承。
19.具体而言，所述转子可以包括：下部转子，在上端设置有向内侧延伸预定长度并具有容纳所述圆盘的空间的环形状的第一边缘面板；上部转子，在下端设置有向内侧延伸预定长度并具有容纳所述圆盘的空间的环形状的第二边缘面板；以及结合构件，结合所述下部转子、所述上部转子以及所述圆盘。
20.具体而言，所述结合构件可以包括：第一夹持板，夹持所述第一边缘面板的底面和所述圆盘的底面；第二夹持板，夹持所述第一边缘面板的顶面和所述圆盘的顶面；第一螺栓构件，固定所述第一夹持板、第二夹持板和所述圆盘；以及第二螺栓构件，固定所述第一边缘面板和所述第二边缘面板。
21.具体而言，所述结合构件还可以包括：第一粘合构件，设置在所述第一边缘面板和所述第二夹持板之间；以及第二粘合构件，设置在所述第二边缘面板和所述第二夹持板之间。
22.具体而言，可以利用提升装置将陆地上的所述基础结构物搭载到所述甲板上，在陆地上将所述圆盘和所述驱动部设置到所述定子的上部，利用所述提升装置提升所述下部转子并使所述定子容纳于所述下部转子的内部，利用所述结合构件使所述下部转子与所述圆盘结合，利用所述提升装置将容纳有所述定子的所述下部转子搭载到所述基础结构物上，利用所述提升装置使陆地上的上部转子与搭载到所述基础结构物上的所述下部转子的
上部对齐，利用所述结合构件使所述下部转子与所述上部转子结合。
23.本发明另一方式的船舶可以包括以上记载的风力推进系统。
24.技术效果
25.本发明的风力推进系统能够提高转子的结构性能并使制造变得容易，能够确保驱动转子的驱动部的结构稳定性，能够确保设置在转子和定子之间的下部轴承部的结构稳定性并使维护变得容易，能够确保通过端板的轻量化的结构稳定性。
附图说明
26.图1是示出具有本发明一实施例的风力推进系统的船舶的图。
27.图2是用于说明本发明一实施例的风力推进系统的图。
28.图3是用于说明图2所示的转子的第一实施例的图。
29.图4是用于说明构成第一实施例的转子的单位面板的图。
30.图5是用于说明图2所示的转子的第二实施例的图。
31.图6是用于说明连接构成第二实施例的转子的下部转子和上部转子的结合构件的图。
32.图7的(a)至(d)是用于说明第二实施例的转子的搭载工序的图。
33.图8是用于说明图2所示的端板的第一实施例的图。
34.图9是用于说明图2所示的驱动部的第一实施例的图。
35.图10是用于说明图2所示的驱动部的第二实施例的图。
36.图11是用于说明图2所示的驱动部的第三实施例的图。
37.图12是用于说明图2所示的下部轴承部的第一实施例的风力推进系统的局部图。
38.图13是沿图12的a-a'线剖切的图。
39.图14是沿图13的b-b'线剖切的图。
40.图15是用于说明图2所示的下部轴承部的第二实施例的风力推进系统的局部图。
41.图16是沿图15的a-a'线剖切的图。
42.图17是沿图16的b-b'线剖切的图。
43.图18是用于说明图2所示的下部轴承部的第三实施例的风力推进系统的局部图。
44.图19是用于说明构成第三实施例的下部轴承部的轴承单元的图。
45.图20的(a)至(c)是示出图19的轴承单元设置于定子的状态的图。
46.图21是用于说明图2所示的下部轴承部的第四实施例的风力推进系统的局部图。
47.图22是用于说明构成第四实施例的下部轴承部的轴承单元的图。
48.图23是用于说明图2所示的下部轴承部的第五实施例的风力推进系统的局部图。
49.图24是沿图23的a-a'线剖切的图。
50.图25是沿图24的b-b'线剖切的图。
51.图26是用于说明图2所示的下部轴承部的第六实施例的风力推进系统的局部图。
52.图27是沿图26的a-a'线剖切的图。
具体实施方式
53.本发明的目的、特定优点以及新的特征将通过与附图相关的以下的详细说明和优
选实施例更加明确。在本说明书中对各个附图的结构要素赋予附图标记时，应注意的是，对于相同的结构要素，即使显示在不同附图上，也尽可能地具有相同的标记。另外，在说明本发明时，如果判断为对相关公知技术的具体说明可能会不必要地混淆本发明的主旨，则将省略其详细说明。
54.以下，将参照附图详细地说明本发明的优选实施例。
55.图1是示出具有本发明一实施例的风力推进系统1的船舶s的图，图2是用于说明本发明一实施例的风力推进系统1的图。
56.如图1和图2所示，本发明一实施例的风力推进系统1可以在船舶s的甲板设置至少一个以上，利用动力直接旋转并将风力转换为所需方向的推进力，并且可以包括：基础结构物10、定子20、转子30、端板40、圆盘50、驱动部60以及下部轴承部70。
57.基础结构物10可以固定设置在甲板上，并且在其上部可以设置有定子20。
58.定子20可以垂直地设置在甲板上固定的基础结构物10上，并且可以构成转子30的轴。
59.这样的定子20可以是内部呈中空的圆柱形态的结构物，在其上部可以搭载有驱动部60。
60.转子30是包围定子20的外侧而被配置为圆柱形态的结构物，其可以以设置/固定于船舶s的甲板的定子20为轴，被驱动部60赋予动力进行360度旋转。此时，由于船舶s周边的风和圆柱形态的转子30之间的流体力学干扰，风可以被转换为船舶s的推进力。
61.即，转子30可以通过圆盘50接收驱动部60的动力而旋转。此时，转子30可以以作为垂直方向的中心轴的定子20为基准旋转，并在其一侧产生增加的压力，在另一侧产生减小的压力/吸入，在转子30的一侧和相反侧分别产生正压和负压，从而产生作为使船舶100移动的力的推进力。
62.另外，根据转子30的方向，形成正压和负压的方向可以不同，因此，也可以通过转换转子30的方向沿顺时针或逆时针方向旋转来控制船舶s的航行方向。
63.当然，本实施例的船舶不限于通过转子30的驱动来形成推进力，显然也可以与现有的实施例组合。例如，在船舶s的航行以利用主引擎(未图示)和舵等为主的情况下，转子30可以起到辅助作用。与此不同，由于也可以以利用转子30的运转为主，而利用主引擎和舵辅助船舶s的航行，因此转子30的驱动可以在多样的情况下根据需要执行。
64.上述的转子30可以以能够旋转的方式与设置在下部的下部轴承部70连接，并且与接收设置在定子20的上部的驱动部60的动力并提供旋转力的圆盘50连接。
65.这样的转子30的上端部可以开口，并且在其开口的部分可以设置有端板40。
66.圆盘50可以是与转子30的内周面对应的形态，例如圆形板形态，其外周面可以固定连接到转子30的内周面。这样的圆盘50可以与驱动部60而接收驱动部60的动力，并向转子30赋予旋转力。
67.驱动部60可以设置在定子20的上部，与圆盘50连接。这样的驱动部60可以产生能够使转子30旋转的动力，并通过圆盘50向转子30传递旋转力。
68.下部轴承部70可以设置在转子30的下部。下部轴承部70可以构成为能够在转子30利用驱动部60的动力旋转时抑制其横向运动。
69.如上所述，本实施例的风力推进系统1包括：定子20、转子30、端板40、圆盘50、驱动
部60以及下部轴承部70，以下，将参照图3至图27对这样的风力推进系统1的各个构成进行具体说明。
70.上述的图2所示的转子30是内部呈中空的圆柱形态的结构物，其可以实现为多样的实施例，以下，将参照图3至图4说明第一实施例的转子30a，将参照图5至图7说明第二实施例的转子30a。
71.图3是用于说明图2所示的转子30的第一实施例的图，图4是用于说明构成第一实施例的转子30a的单位面板31a的图。
72.如图3至图4所示，第一实施例的转子30a可以由复数个单位面板31a的结合构成。
73.单位面板31a可以通过利用玻璃纤维、碳纤维或多样的复合材料的拉伸成型而形成为具有预定宽度、长度、厚度。
74.单位面板31a可以构成为能够与相邻的其他单位面板31a过盈配合。
75.如图4所示，单位面板31a可以由在宽度方向上具有曲面形态并沿长度方向延伸的曲面板31a1、沿曲面板31a1的一侧边缘设置的母连接器31a2、沿曲面板31a1的另一侧边缘设置的公连接器31a3构成。构成单位面板31a的曲面板31a1、母连接器31a2、公连接器31a3各自的厚度可以相同或相似。
76.曲面板31a1可以具有与转子30a的半径对应的曲面。
77.母连接器31a2和公连接器31a3可以具有能够与相邻的单位面板31a之间进行过盈配合的多样的结构。
78.作为一例，母连接器31a2可以由从曲面板31a1的一侧端部向转子30a的内侧方向弯曲并延伸的第一板31a21、从第一板31a21的延伸的端部向曲面板31a1的外侧方向弯曲并延伸的第二板31a22、从第二板31a22的延伸的端部向转子30a的外侧方向弯曲并延伸的第三板31a23以及从第三板31a23的延伸的端部向曲面板31a1的内侧方向弯曲并延伸的第四板31a24构成，由第一板至第四板31a24可以形成与公连接器31a3的形状对应的
“┐”
形插入空间31a4。此时，公连接器31a3可以由从曲面板31a1的另一侧端部向转子30a的内侧方向弯曲并延伸的第五板31a31、从第五板31a31的延伸的端部向曲面板31a1的内侧方向弯曲并延伸的第六板31a32构成，以与母连接器31a2的
“┐”
形插入空间31a4对应。
79.由此，本实施例的转子30a可以通过利用如上所述构成的单位面板31a的过盈配合方式来形成内部呈中空的圆柱形态，从而与粘合剂结合方式或螺栓结合方式相比，能够简化结合工序。
80.另外，本实施例的转子30a使用玻璃纤维、碳纤维或各种复合材料通过拉伸成型制造单位面板31a，由此不仅能够通过制造工序的简化来节约制造成本，而且还能够实现轻量化。
81.另外，本实施例的转子30a的母连接器31a2和公连接器31a3的过盈配合部分比曲面板31a1更厚，从而可以自然地起到在长度方向上的加强件作用，由此与为进行加强而在内部注入树脂等的现有的夹入制造方式相比，可能更为经济。
82.图5是用于说明图2所示的转子30的第二实施例的图，图6是用于说明连接构成第二实施例的转子30b的下部转子31b和上部转子32b的结合构件33b的图，图7的(a)至(d)是用于说明第二实施例的转子30b的搭载工序的图。
83.如图5至图7所示，第二实施例的转子30b可以由下部转子31b和上部转子32b通过
结合构件33b组装的二级组装结构构成。
84.下部转子31b和上部转子32b分别可以是内部呈中空的圆柱形态的结构物，可以由相同的材料和形状形成。
85.下部转子31b可以形成为能够容纳定子20、圆盘50、驱动部60、下部轴承部70的大小。
86.在下部转子31b的上端可以设置有向内侧延伸预定长度并具有容纳圆盘50的空间的环形状的第一边缘面板31b1，在上部转子32b的下端可以设置有向内侧延伸预定长度并具有容纳圆盘50的空间的环形状的第二边缘面板32b1。
87.结合构件33b可以在将上部设置有圆盘50和驱动部60的定子20容纳在下部转子31b的内部并使第一边缘面板31b1与圆盘50一致的状态下，使下部转子31b与圆盘50结合，在下部转子31b与圆盘50结合的状态下，使下部转子31b的第一边缘面板31b1与上部转子32b的第二边缘面板32b1结合。
88.具体而言，结合构件33b可以包括：第一夹持板33b1，夹持第一边缘面板31b1的底面和圆盘50的底面；第二夹持板33b2，夹持第一边缘面板31b1的顶面和圆盘50的顶面；第一螺栓构件33b3，固定第一夹持板33b1、第二夹持板33b2和圆盘50；以及第二螺栓构件33b4，将上部转子32b的第二边缘面板32b1固定到下部转子31b的第一边缘面板31b1上。
89.在上述中，第一螺栓构件33b3可以通过固定第一夹持板33b1、圆盘50、第二夹持板33b2来使下部转子31b与圆盘50结合，第二螺栓构件33b4可以通过固定第一夹持板33b1、第一边缘面板31b1、第二夹持板33b2、第二边缘面板32b1来使下部转子31b与上部转子32b结合。
90.另外，结合构件33b还可以包括：第一粘合构件33b5，设置在下部转子31b的第一边缘面板31b1和第二夹持板33b2之间；以及第二粘合构件33b6，设置在上部转子32b的第二边缘面板32b1和第二夹持板33b2之间。在此，第一粘合构件33b5、第二粘合构件33b6可以是涂覆方式或贴合方式的多样的粘合剂或粘合膜。
91.如上所述的利用结合构件33b来组装的下部转子31b和上部转子32b的搭载工序将参照图7的(a)至(d)进行说明。
92.首先，如图7的(a)所示，利用提升装置l将陆地上的基础结构物10搭载到船舶s的甲板上。在此，提升装置l可以是塔吊、龙门吊或本领域技术人员公知的任意适当的提升手段。
93.如图7的(b)所示，在陆地上将圆盘50和驱动部60设置到定子20的上部，用提升装置l提升下部转子31b并使定子20容纳于其内部，利用结合构件33b使下部转子31b与圆盘50结合。
94.如图7的(c)所示，利用提升装置l将容纳有定子20的下部转子31b搭载到甲板上固定设置的基础结构物10上。
95.如图7的(d)所示，利用提升装置l使陆地上的上部转子32b与搭载到基础结构物10上的下部转子31b的上部对齐，利用结合构件33b使下部转子31b与上部转子32b结合。
96.由此，本实施例的转子30b由下部转子31b和上部转子32b利用结合构件33b组装的二级组装结构构成，从而不仅能够通过实现二级连接结构来简化组装工序，而且还能够改善起重机的重量和高度要求。
97.上述的图2所示的端板40是设置在转子30的开口的上端部的，其可以实现为多样的实施例，以下，将参照图8说明第一实施例的端板40a。
98.图8是用于说明图2所示的端板40的第一实施例的图。
99.如图8所示，第一实施例的端板40a可以由圆形板41a和加强筋42a构成，并且可以由玻璃纤维增强塑料(gfrp)或碳纤维增强塑料(cfrp)形成。
100.圆形板41a可以分为中央区域43a和外围区域44a。中央区域43a可以是与转子30的开口的上端部对应的区域，外围区域44a可以是向转子30的外侧延伸的区域，但不限于此。
101.圆形板41a的中央区域43a和外围区域44a可以不同。例如，圆形板41a的中央区域43a可以是10t径向gfrp-2axis，圆形板41a的外围区域44a可以是30t径向gfrp-ud。
102.加强筋42a用于加强圆形板41a的中央区域43a，复数个加强筋42a可以从圆形板41a的中心以放射状形态延伸至中央区域43a的边缘而形成，可以是10t长度方向gfrp-ud。
103.在上述中，圆形板41a和加强筋42a的纤维方向和厚度数值只是示例，显然可以应用多样的层叠样式和厚度。
104.由此，本实施例的端板40a由玻璃纤维增强塑料(gfrp)或碳纤维增强塑料(cfrp)制造，从而能够提高通过端板40a的轻量化的风力推进系统1的结构性能。
105.上述的图2所示的驱动部60是设置在定子20的上部并产生能够使转子30旋转的动力的，其可以实现为多样的实施例，以下，将参照图9说明第一实施例的驱动部60a，将参照图10说明第二实施例的驱动部60b，将参照图11说明第三实施例的驱动部60c。
106.图9是用于说明图2所示的驱动部60的第一实施例的图。
107.如图9所示，第一实施例的驱动部60a可以包括：马达61a、齿轮箱62a、驱动轴63a、驱动齿轮64a、从动齿轮65a、从动轴66a以及轴承壳体67a。
108.马达61a可以产生驱动力并传递到齿轮箱62a，并且可以设置在定子20的内侧。
109.齿轮箱62a可以内置有与马达61a结合并用于传递旋转驱动轴63a所需的驱动力的各种齿轮，并且可以设置在定子20的内侧。齿轮箱62a可以是减速器。
110.在本实施例的齿轮箱62a的内部可以设置有结合于马达61a并利用马达61a旋转的驱动轴63a、设置于驱动轴63a的驱动齿轮64a、与驱动齿轮64a啮合旋转的从动齿轮65a、与从动齿轮65a结合而支撑从动齿轮65a的旋转的从动轴66a。
111.驱动齿轮64a和从动齿轮65a可以是减速比率为6:1的减速齿轮，显然不限于此，也可以应用具有多样的减速比率的减速齿轮。
112.从动轴66a可以由第一从动轴66a1和第二从动轴66a2构成。
113.在此情况下，第一从动轴66a1可以设置在齿轮箱62a的内部，并且可以被配置为其下部以能够旋转的方式结合于齿轮箱62a的底面，其上部贯穿齿轮箱62a的顶面向外部凸出并与第二从动轴66a2结合。
114.第二从动轴66a2可以设置在齿轮箱62a的外部，并且可以被配置为其下部利用耦合构件68a与第一从动轴66a1的上部结合，其上部贯穿定子20的顶面而结合于圆盘50。第二从动轴66a2可以与第一从动轴66a1连接并向圆盘50传递旋转力。
115.上述的驱动轴63a、第一从动轴66a1、第二从动轴66a2各自可以利用多样的轴承旋转。
116.具体而言，驱动轴63a的上部可以利用第一轴承b1以能够旋转的方式结合于齿轮
箱62a的顶面，下部可以利用第二轴承b2以能够旋转的方式结合于齿轮箱62a的底面。
117.在本实施例中，驱动轴63a是利用马达61a的驱动力旋转的轴，其不是被施加很多轴力(axial force)的轴，因此，在此情况下，第一轴承b1、第二轴承b2可以应用能够防止驱动轴63a的横力(lateral force)或驱动轴63a的横振的轴承，例如自动调心轴承。
118.第一从动轴66a1的上部可以利用第三轴承b3以能够旋转的方式结合于齿轮箱62a的顶面，下部可以利用第四轴承b4以能够旋转的方式结合于齿轮箱62a的底面。
119.在本实施例中，第一从动轴66a1不直接从马达61a接收驱动力或直接向圆盘50传递驱动力，其不是被施加很多轴力(axial force)的轴，因此，在此情况下，第三轴承b3、第四轴承b4可以应用能够防止第一从动轴66a1的横力(lateral force)的轴承，例如自动调心轴承。
120.第二从动轴66a2可以利用串联配置的第五轴承b5和第六轴承b6以能够旋转的方式结合于定子20的顶面。
121.在本实施例中，第二从动轴66a2是直接向圆盘50传递驱动力的轴，其是被施加很多轴力(axial force)和横力(lateral force)的轴，因此，在此情况下，第五轴承b5可以应用能够防止第二从动轴66a2的轴力的轴承，例如推力轴承(thrust bearing)，第六轴承b6可以应用能够防止第二从动轴66a2的横力(lateral force)的轴承，例如球面滚子轴承(srb)等自动调心轴承。
122.如上所述，第二从动轴66a2被施加很多轴力和横力，因此很难将串联配置的第五轴承b5和第六轴承b6牢固地结合到定子20，以能够承受轴力和横力。
123.由此，在本实施例中，作为夹持第二从动轴66a2的手段，可以将轴承壳体67a固定设置在定子20的顶面内侧。轴承壳体67a可以被第二从动轴66a2贯穿，并且可以容纳第五轴承b5、第六轴承b6。通过将轴承壳体67a固定设置在定子20的顶面内侧，第二从动轴66a2能够利用轴承壳体67a承受轴力和横力。
124.图10是用于说明图2所示的驱动部60的第二实施例的图。
125.如图10所示，第二实施例的驱动部60b可以包括：马达61a、齿轮箱62a、驱动轴63a、驱动齿轮64a、从动齿轮65a、由第一从动轴66a1和第二从动轴66a2构成的从动轴66a、轴承壳体67b、耦合构件68a。
126.与上述的第一实施例的驱动部60a相比，第二实施例的驱动部60b的轴承壳体67b的安装位置不同。
127.即，不同的是，本实施例的轴承壳体67b设置在定子20的顶面外侧，上述的第一实施例的轴承壳体67a设置在定子20的顶面内侧，而其余结构要素在结构上相同。
128.其余结构要素在结构上与第一实施例相同，从而使用了相同的附图标记，相应地，为了避免重复说明，在此省略对相同结构的说明。
129.图11是用于说明图2所示的驱动部60的第三实施例的图。
130.如图11所示，第三实施例的驱动部60c可以包括：马达61c、齿轮箱62c、驱动轴63c、驱动齿轮64c、从动齿轮65c以及从动轴66c。
131.马达61c可以产生驱动力并传递到齿轮箱62c，并且可以设置在定子20的顶面内侧。
132.齿轮箱62c可以内置有与马达61c结合并用于传递旋转驱动轴63c所需的驱动力的
多样的齿轮，并且可以设置在定子20的顶面外侧。齿轮箱62c可以是减速器。
133.在本实施例的齿轮箱62c的内部可以设置有结合于马达61c并利用马达61c旋转的驱动轴63c、设置于驱动轴63c的驱动齿轮64c、与驱动齿轮64c啮合旋转的从动齿轮65c、与从动齿轮65c结合而支撑从动齿轮65c的旋转并向圆盘50传递旋转力的从动轴66c。
134.驱动齿轮64c和从动齿轮65c可以是减速比率为6:1的减速齿轮，显然不限于此，也可以应用具有多样的减速比率的减速齿轮。
135.上述的驱动轴63c、从动轴66c各自可以利用多样的轴承旋转。
136.具体而言，驱动轴63c的上部可以利用第七轴承b7以能够旋转的方式结合于齿轮箱62c的顶面，下部可以利用第八轴承b8以能够旋转的方式结合于齿轮箱62c的底面。
137.在本实施例中，驱动轴63c是利用马达61c的驱动力旋转的轴，其不是被施加很多轴力(axial force)的轴，因此，在此情况下，第七轴承b7、第八轴承b8可以应用能够防止驱动轴63c的横力(lateral force)或驱动轴63c的横振的轴承，例如自动调心轴承。
138.从动轴66c的上部可以利用第九轴承b9以能够旋转的方式结合于齿轮箱62c的顶面，下部可以利用串联配置的第十轴承b10和第十一轴承b11以能够旋转的方式结合于齿轮箱62c的底面。
139.在本实施例中，从动轴66c是直接向圆盘50传递驱动力的轴，其是被施加很多轴力(axial force)和横力(lateral force)的轴，因此，在此情况下，第十轴承b10可以应用能够防止从动轴66c的轴力的轴承，例如推力轴承(thrust bearing)，第十一轴承b11可以应用能够防止从动轴66c的横力(lateral force)的轴承，例如自动调心轴承。
140.另外，第十轴承b10、第十一轴承b11在齿轮箱62c的底面串联配置于从动轴66c，因此，可以使齿轮箱62c的底面厚度比其他面相对更厚，以设置第十轴承b10、第十一轴承b11。在使齿轮箱62c的底面厚度与现有的厚度相同的情况下，当然也可以将上述的第一实施例的轴承壳体67a固定设置在齿轮箱62c的内部，以设置第十轴承b10、第十一轴承b11。
141.如上所述，在本实施例中，从动轴66c是直接向圆盘50传递驱动力的轴，其被施加很多轴力和横力，但是不仅可以利用第十轴承b10、第十一轴承b11防止轴力和横力，而且从动轴66c自身的长度较短，因此，可以将第九轴承b9用作能够防止从动轴66c的横力的轴承，例如自动调心轴承。
142.上述的图2所示的下部轴承部70是抑制利用驱动部60的动力旋转的转子30的横向运动的，其可以实现为多样的实施例，以下，将参照图12至图14说明第一实施例的下部轴承部70a，将参照图15至图17说明第二实施例的下部轴承部70b，将参照图18至图20说明第三实施例的下部轴承部70c，将参照图21至图22说明第四实施例的下部轴承部70d，将参照图23至图25说明第五实施例的下部轴承部70e，将参照图26至图27说明第六实施例的下部轴承部70f。
143.图12是用于说明图2所示的下部轴承部70的第一实施例的风力推进系统1的局部图，图13是沿图12的a-a'线剖切的图，图14是沿图13的b-b'线剖切的图。
144.如图12至图14所示，第一实施例的下部轴承部70a可以由轴承单元71a的集合体构成，可以设置于基础结构物10。
145.轴承单元71a可以设置于基础结构物10，并且可以由引导轴承71a1、轴承支撑台71a2构成。
146.引导轴承71a1可以设置在轴承支撑台71a2的上端，并且可以引导转子30的旋转。
147.轴承支撑台71a2可以支撑设置在其上端的引导轴承71a1，并且可以设置于基础结构物10。
148.上述的轴承单元71a可以沿转子30的内周面彼此隔开预定间隔配置有复数个而构成下部轴承部70a，此时，引导轴承71a1可以紧贴于转子30的内周面，轴承支撑台71a2可以不与转子30和定子20重叠地设置在基础结构物10上。
149.在本实施例中，在下部轴承部70a和定子20之间可以设置有通行路81，以能够容易地执行轴承单元71a的维护。
150.通行路81可以通过使定子20的直径比现有更小地形成来确保。例如，在现有的定子的直径为4至4.5m的情况下，本实施例的定子20可以通过将直径减小到2至2.5m的水平来确保通行路81。
151.定子20的整体直径可以减小，但是如图12所示，优选可以使设置有驱动部60的上部的直径像现有的直径那样大，以在上部配备安装驱动部60的空间。
152.由此，在本实施例的下部轴承部70a中，轴承单元71a的制造容易，能够通过将轴承支撑台71a2直接设置于基础结构物10来减少安装工数，能够通过确保通行路81来容易地进行维护，并且能够使定子20轻量化。
153.图15是用于说明图2所示的下部轴承部70的第二实施例的风力推进系统1的局部图，图16是沿图15的a-a'线剖切的图，图17是沿图16的b-b'线剖切的图。
154.如图15至图17所示，第二实施例的下部轴承部70b可以由轴承单元71b的集合体构成，并且可以设置于基础结构物10。
155.轴承单元71b可以设置于基础结构物10，并且可以由引导轴承71b1、轴承支撑台71b2构成。
156.引导轴承71b1可以设置在轴承支撑台71b2的上端，并且可以引导转子30的旋转。
157.轴承支撑台71b2可以支撑设置在其上端的引导轴承71b1，并且可以设置于基础结构物10。
158.上述的轴承单元71b可以沿转子30的内周面彼此隔开预定间隔配置有复数个而构成下部轴承部70b，此时，引导轴承71b1可以紧贴于转子30的内周面，轴承支撑台71b2可以不与定子20重叠地设置在基础结构物10上。
159.本实施例的定子20可以在其下端部形成预定间隔的开放部82，通过在开放部82设置轴承单元71b，轴承单元71b可以被配置为与定子20重叠。
160.由此，在本实施例的下部轴承部70b中，轴承单元71b的制造容易，能够通过将轴承支撑台71b2直接设置于基础结构物10来减少安装工数，能够通过开放部82来容易地进行轴承单元71b的维护。
161.图18是用于说明图2所示的下部轴承部70的第三实施例的风力推进系统1的局部图，图19是用于说明构成第三实施例的下部轴承部70c的轴承单元71c的图，图20的(a)至(c)是示出图19的轴承单元71c设置于定子20的状态的图，其中，(a)是俯视图，(b)是主视图，(c)是后视图。
162.如图18至图20所示，第三实施例的下部轴承部70c可以由轴承单元71c的集合体构成，并且可以设置于定子20。
163.轴承单元71c可以设置于定子20，并且可以由引导轴承71c1、第一接合板71c2、第二接合板71c3构成。在本实施例中，定子20可以在设置有轴承单元71c的位置隔开预定间隔设置窗83。
164.引导轴承71c1可以设置于第一接合板71c2，并且可以引导转子30的旋转。
165.第一接合板71c2可以由一对构成，并且可以与引导轴承71c1的轴承轴71c11的两端结合。一对第一接合板71c2可以在结合于轴承轴71c11的状态下向引导轴承71c1的一侧水平延伸，并且可以具有从延伸的端部垂直弯折的形态。在一对第一接合板71c2可以设置有复数个用于与第二接合板71c3螺栓结合的第一螺栓孔71c21。
166.第二接合板71c3可以在定子20的内侧沿窗83的边缘设置，为了与一对第一接合板71c2结合，可以设置有与第一螺栓孔71c21对应的复数个第二螺栓孔71c31。第二接合板71c3可以具有至少以引导轴承71c1的半径或其以下的大小凸出的形态。
167.上述的轴承单元71c可以利用第一接合板71c2、第二接合板71c3的螺栓结合设置于定子20，沿转子30的内周面彼此隔开预定间隔配置有复数个而构成下部轴承部70c，此时，如图20的(a)至(c)所示，在被第一接合板71c2、第二接合板71c3固定的状态下，引导轴承71c1的一部分可以通过定子20的窗83向外侧凸出并紧贴到转子30的内周面。
168.由此，本实施例的下部轴承部70c可以通过模块化制造轴承单元71c来易于制造，而且能够减少安装工数，并且通过设置于定子20，能够确保结构稳定性。
169.图21是用于说明图2所示的下部轴承部70的第四实施例的风力推进系统1的局部图，图22是用于说明构成第四实施例的下部轴承部70d的轴承单元71d的图。
170.如图21至图22所示，第四实施例的下部轴承部70d可以由轴承单元71d的集合体构成，并且可以设置于定子20。
171.轴承单元71d可以设置于定子20，并且可以由引导轴承71d1、接头盒71d2构成。在本实施例中，定子20可以在设置有轴承单元71d的位置隔开预定间隔设置窗84。
172.引导轴承71d1可以设置于接头盒71d2，并且可以引导转子30的旋转。
173.接头盒71d2可以在定子20的内侧沿窗84的边缘设置，以引导轴承71d1的一部分向外部凸出的状态固定引导轴承71d1。在接头盒71d2可以设置有用于与定子20螺栓结合的复数个第一螺栓孔71d21。
174.定子20可以在设置有轴承单元71d的位置隔开预定间隔设置窗84，为了与接头盒71d2的螺栓结合，可以沿窗84的边缘设置与第一螺栓孔71d21对应的第二螺栓孔71d22。
175.上述的轴承单元71d可以通过接头盒71d2的螺栓结合设置于定子20，沿转子30的内周面彼此隔开预定间隔配置有复数个而构成下部轴承部70d，此时，在接头盒71d2固定于定子20的状态下，引导轴承71d1的一部分可以通过定子20的窗84向外侧凸出并紧贴于转子30的内周面。
176.由此，本实施例的下部轴承部70d可以通过模块化制造轴承单元71d来易于制造，而且能够减少安装工数，并且通过设置于定子20，能够确保结构稳定性。
177.图23是用于说明图2所示的下部轴承部70的第五实施例的风力推进系统1的局部图，图24是沿图23的a-a'线剖切的图，图25是沿图24的b-b'线剖切的图。
178.如图23至图25所示，第五实施例的下部轴承部70e可以由轴承单元71e的单一体构成，并且可以设置于定子20。
179.轴承单元71e可以设置于定子20，并且可以由引导轴承71e1、导轨71e2构成。
180.引导轴承71e1可以沿定子20的外周面设置，并且可以引导转子30的旋转。
181.引导轴承71e1可以是环形态的单一轴承，例如可以是轴颈式(journal type)或珠/滚子式(ball/roller type)轴承。
182.考虑到环形态的引导轴承71e1是能够设置于具有2.5m的直径的结构物的当前最大尺寸的轴承，定子20的直径至少可以小于2.5m。这样的定子20整体可以具有2.5m以下的直径，但是，如图23所示，设置有驱动部60的上部的直径可以优选像现有的直径(例如，4至4.5m)那样大，以在上部配备设置驱动部60的空间。
183.导轨71e2可以沿与环形态的引导轴承71e1对应的位置的转子30的内周面形成，并且可以引导引导轴承71e1。此时，导轨71e2可以实现多样的凸出高度，凸出高度可以根据转子30的直径来确定。
184.即，当定子20的直径为2.5m时，转子30的最小直径可以与设置于定子20的外周面的引导轴承71e1的直径对应，并且可以根据导轨71e2的凸出高度来确定转子30的最大直径。
185.一般而言，转子30的直径越大，风力推进能力越强，因此，在本实施例中，即使将转子30的直径增大到期望的大小，也可以通过调节导轨71e2的凸出高度来执行下部轴承部70e的功能。
186.这样的导轨71e2可以单独制造并设置于转子30的内周面，或者可以与转子30制造为一体型。
187.由此，本实施例的下部轴承部70e可以通过应用环形态的单一轴承作为引导轴承71e1设置于定子20来确保结构稳定性，并且可以通过调节导轨71e2的高度来将转子30的大小变更制造为所需的大小，从而能够容易地提高风力推进性能。
188.图26是用于说明图2所示的下部轴承部70的第六实施例的风力推进系统1的局部图，图27是沿图26的a-a'线剖切的图。
189.如图26至图27所示，第六实施例的下部轴承部70f可以由轴承单元71f的集合体构成，并且可以设置于转子30。
190.轴承单元71f可以设置于转子30，并且可以由引导轴承71f1、臂71f2、导轨71f3构成。
191.引导轴承71f1可以设置在臂71f2的一侧，并且可以引导转子30的旋转。
192.臂71f2可以设置在转子30的内周面。臂71f2可以是长度可变型、折叠式或固定式。在臂71f2为长度可变型的情况下，可以像望远镜或帐篷杆那样通过手动方式来调节长度。
193.导轨71f3可以沿定子20的外周面形成，并且可以引导引导轴承71f1。此时，导轨71f3可以实现多样的凸出高度，凸出高度可以根据定子20或转子30的直径来确定。
194.例如，在转子30的直径确定的状态下，当改变定子20的直径时，可以通过根据改变的直径调节导轨71f3的凸出高度，来执行下部轴承部70f的功能。另外，在定子20的直径确定的状态下，改变转子30的直径时也如此。
195.这样的导轨71f3可以单独制造并设置在定子20的外周面，或者可以与定子20制造为一体型。
196.由此，本实施例的下部轴承部70f可以通过调节导轨71f3的高度来将转子30或定
子20的尺寸制造为所需的尺寸，从而能够容易地提高风力推进性能。
197.如上所述，本发明的风力推进系统1参照图3至图27通过多样的实施例对图2所示的定子20、转子30、端板40、圆盘50、驱动部60、下部轴承部70分别进行了说明，并不限于对各个构成的实施例，可以包括上述实施例的组合或上述实施例中的至少一个和公知技术的组合作为另一实施例。
198.以上，以本发明的实施例为中心说明了本发明，但这只是示例，并不限定本发明，只要是本发明所属领域的普通技术人员就可以知道在不脱离本实施例的本质技术内容的范围内，可以实现实施例中未示出的多样的组合或变形和应用。因此，从本发明的实施例可以容易导出的变形和应用相关的技术内容应当被解释为包括在本发明中。
199.附图标记说明
200.1：风力推进系统10：基础结构物
201.20：定子30、30a、30b：转子
202.31a：单位面板31a1：曲面板
203.31a2：母连接器31a21：第一板
204.31a22：第二板31a23：第三板
205.31a21：第四板31a3：公连接器
206.31a31：第五板31a32：第六板
207.31a4：插入空间31b：下部转子
208.31b1：第一边缘面板32b：上部转子
209.32b1：第二边缘面板33b：结合构件
210.33b1：第一夹持板33b2：第二夹持板
211.33b3：第一螺栓构件33b4：第二螺栓构件
212.33b5：第一粘合构件33b6：第二粘合构件
213.40，40a：端板41a：圆形板
214.42a：加强筋43a：中央区域
215.44a：外围区域50：圆盘
216.60、60a、60b、60c：驱动部61a、61c：马达
217.62a、62c：齿轮箱63a、63c：驱动轴
218.64a、64c：驱动齿轮65a、65c：从动齿轮
219.66a、66c：从动轴66a1：第一从动轴
220.66a2：第二从动轴67a、67b：轴承壳体
221.68a：耦合构件
222.70、70a、70b、70c、70d、70e、70f：下部轴承部
223.71a、71b、71c、71d、71e、71f：轴承单元
224.71a1、71b1、71c1、71d1、71e1、71f1：引导轴承
225.71c11：轴承轴71a2、71b2：轴承支撑台
226.71c2：第一接合板71c21：第一螺栓孔
227.71c3：第二接合板71c31：第二螺栓孔
228.71d2：接头盒71d21：第一螺栓孔
229.71d22：第二螺栓孔71e2：导轨
230.71f2：臂71f3：导轨
231.81：通行路82：开放部
232.83、84：窗b1至b11：第一轴承至第十一轴承
233.s：船舶l：提升装置

技术特征：
1.一种风力推进系统，其中，包括：定子，垂直地设置于甲板；转子，包围所述定子的外侧而被配置为圆柱形态；驱动部，通过与所述转子连接的圆盘向所述转子传递旋转动力；以及下部轴承部，设置在所述转子的下部，抑制所述转子的横向运动，所述下部轴承部包括：接合部，由轴承单元的集合体构成，其至少一部分在所述定子的内侧沿与设置有所述轴承单元的位置隔开预定间隔设置的窗的边缘设置，将引导所述转子的旋转的引导轴承支撑于所述定子。2.根据权利要求1所述的风力推进系统，其中，所述接合部包括：第一接合板，由一对构成，与所述引导轴承的轴承轴的两端结合；以及第二接合板，在所述定子的内侧沿所述窗的边缘设置，与所述第一接合板结合。3.根据权利要求2所述的风力推进系统，其中，所述第一接合板在结合于所述轴承轴的状态下向所述引导轴承的一侧水平延伸，具有从延伸的端部垂直弯折的形态，设置有用于与所述第二接合板螺栓结合的复数个第一螺栓孔，所述第二接合板具有至少以所述引导轴承的半径或其以下的大小凸出的形态，设置有与所述第一螺栓孔对应的复数个第二螺栓孔。4.根据权利要求1所述的风力推进系统，其中，所述接合部包括：接头盒，在所述定子的内侧沿所述窗的边缘设置，以所述引导轴承的一部分向外部凸出的状态固定所述引导轴承。5.根据权利要求1所述的风力推进系统，其中，所述驱动部包括：齿轮箱，内置有通过马达旋转的驱动轴、设置于所述驱动轴的驱动齿轮、与所述驱动齿轮啮合旋转的从动齿轮、与所述从动齿轮结合并支撑所述从动齿轮的旋转的第一从动轴，并且设置在所述定子的内侧；以及轴承壳体，通过耦合构件与所述第一从动轴连接，夹持向所述圆盘传递旋转力的第二从动轴。6.根据权利要求5所述的风力推进系统，其中，所述轴承壳体设置在所述定子的顶面内侧，或者设置在所述定子的顶面外侧。7.根据权利要求5所述的风力推进系统，其中，所述驱动轴的上部利用第一轴承以能够旋转的方式结合于所述齿轮箱的顶面，所述驱动轴的下部利用第二轴承以能够旋转的方式结合于所述齿轮箱的底面，所述第一轴承和所述第二轴承是防止所述驱动轴的横力或所述驱动轴的横振的轴承。8.根据权利要求5所述的风力推进系统，其中，所述第一从动轴的上部利用第三轴承以能够旋转的方式结合于所述齿轮箱的顶面，
所述第一从动轴的下部利用第四轴承以能够旋转的方式结合于所述齿轮箱的底面，所述第三轴承和所述第四轴承是防止所述第一从动轴的横力的轴承。9.根据权利要求5所述的风力推进系统，其中，所述第二从动轴利用串联配置的第五轴承和第六轴承以能够旋转的方式结合于所述定子的顶面，所述第五轴承是防止所述第二从动轴的轴力的轴承，所述第六轴承是防止所述第二从动轴的横力的轴承。10.根据权利要求1所述的风力推进系统，其中，所述转子包括：下部转子，在上端设置有向内侧延伸预定长度并具有容纳所述圆盘的空间的环形状的第一边缘面板；上部转子，在下端设置有向内侧延伸预定长度并具有容纳所述圆盘的空间的环形状的第二边缘面板；以及结合构件，结合所述下部转子、所述上部转子以及所述圆盘。11.根据权利要求10所述的风力推进系统，其中，所述结合构件包括：第一夹持板，夹持所述第一边缘面板的底面和所述圆盘的底面；第二夹持板，夹持所述第一边缘面板的顶面和所述圆盘的顶面；第一螺栓构件，固定所述第一夹持板、第二夹持板和所述圆盘；以及第二螺栓构件，固定所述第一边缘面板和所述第二边缘面板。12.根据权利要求11所述的风力推进系统，其中，所述结合构件还包括：第一粘合构件，设置在所述第一边缘面板和所述第二夹持板之间；以及第二粘合构件，设置在所述第二边缘面板和所述第二夹持板之间。13.根据权利要求10所述的风力推进系统，其中，利用提升装置将陆地上的所述基础结构物搭载到所述甲板上，在陆地上将所述圆盘和所述驱动部设置到所述定子的上部，利用所述提升装置提升所述下部转子并使所述定子容纳于所述下部转子的内部，利用所述结合构件使所述下部转子与所述圆盘结合，利用所述提升装置将容纳有所述定子的所述下部转子搭载到所述基础结构物上，利用所述提升装置使陆地上的上部转子与搭载到所述基础结构物上的所述下部转子的上部对齐，利用所述结合构件使所述下部转子与所述上部转子结合。14.一种具有根据权利要求1至权利要求13中的任一项所述的所述风力推进系统的船舶。

技术总结
本发明涉及风力推进系统及具有其的船舶，本发明的风力推进系统包括：定子，垂直地设置于甲板；转子，包围所述定子的外侧而被配置为圆柱形态；驱动部，通过与所述转子连接的圆盘向所述转子传递旋转动力；以及下部轴承部，设置在所述转子的下部，抑制所述转子的横向运动，所述下部轴承部包括：接合部，由轴承单元的集合体构成，其至少一部分在所述定子的内侧沿与设置有所述轴承单元的位置隔开预定间隔设置的窗的边缘设置，将引导所述转子的旋转的引导轴承支撑于所述定子。导轴承支撑于所述定子。导轴承支撑于所述定子。


技术研发人员：柳承材 朴润起 金延泰
受保护的技术使用者：现代重工业株式会社
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2023/5/24