专利摘要:
本発明は、ポンプハウジング(G)とドライブモーターを含むポンプジェット(P)を有する船推進システム(S)に関し、当該ドライブモーターは当該ポンプハウジング(G)に統合されたソレノイドモーター(M)である。
公开号:JP2011509857A
申请号:JP2010536321
申请日:2008-12-05
公开日:2011-03-31
发明作者:ゲルト クラウトクレーマー
申请人:ショッテル ゲゼルシャフトミットベシュレンクターハフトゥング;
IPC主号:B63H11-08
专利说明:

[0001] 本発明は、EP0612657によるポンプジェットを有する船推進システム(S)に関連するものである。]
背景技術

[0002] この種の船推進システムは従来から知られており、主要な及び/又は補助的な推進システムとしてポンプジェットを含む。例えば、インレットが接続されたディーゼル、電気又は水力のモーターを任意に有する伝動装置を経由してまず第一に、又は、推進システムの外部に設けられたモーターを用いてインペラシャフトを経由して直接的にエネルギーが供給される。本明細書において使用されている電気モーターは、従来の電気モーターに関連する。]
発明が解決しようとする課題

[0003] 例えこの種の船推進システムが例外的に効率的な構造を有しているとしても、本発明は、特に構造の単純化、推進システムの効率及び潜在的な応用の拡張に関して、更なる改良の目的を有し且つ成し遂げるものである。]
課題を解決するための手段

[0004] この点に関して、本発明は、ポンプハウジング及び推進エンジンを含むポンプジェットを有する船推進システムを提供し、当該推進エンジンは、ポンプハウジングに統合されたソレノイドモーターである。]
[0005] あるいはまた、本発明は、ポンプハウジング及び推進エンジンを含むポンプジェットを有する船推進システムを創作し、当該推進エンジンは、ポンプハウジングに統合された高温超電導モーターである。]
[0006] ポンプジェットは好ましくは完全に制御可能である。]
[0007] 更に、ソレノイドモーター又は高温超電導モーターがポンプジェットのインペラの構成要素であるローター(回転子)を含むことが、本発明の利点である。]
[0008] 追加的な好ましい実施例においては、ソレノイドモーター又は高温超電導モーターがポンプジェットの拡散内部リングの構成要素であるステーター(固定子)を含む。]
[0009] 追加的な好ましい実施例においては、ポンプ搬送される媒体が特にそれそのものとして、また、潤滑油及び/又は冷却液体として用いられる。]
[0010] 更に、追加的な好ましい実施例においては、ポンプジェットの推進システムが、ギア、ローラーベアリング及び/又はシャフトのような力伝動部を含まない。また、追加的な好ましい実施例においては、ディフューザーハウジングの内部チャンバ内に配置され及び/又は構成されたデフレクタ装置が備えられている。]
[0011] 好ましくは、デフレクタ装置は、渦のないウォータージェットをディフューザーハウジングの内部チャンバへ放出するために、及び/又は、水がポンプジェットのノズルから内部渦をほとんど伴わず又は内部渦を全く伴わずに現れるように、又は単位時間当たりの定められた量、特に単位時間当たりの等しい量が個々のノズルを通じて現れ及び/又は好ましくは内部渦を伴わずに現れるようにウォータージェットを導くために設けられ及び/又は構成される。このようにすると、ポンプジェットの最適なスラスト動作を得ることができる。更に又は代替として、デフレクタ装置が少なくともディフューザーハウジングの内部チャンバの一部を形成することが好ましい。この点ついての追加的な好ましい実施例においては、デフレクタ装置がディフューザーハウジングの内部チャンバの一定の断面(プロファイル)の領域を含み、及び/又はデフレクタ装置がディフューザーハウジングの内部チャンバの縮小された断面(プロファイル)の領域を含み、及び/又はディフューザーハウジングの内部チャンバの拡大された断面(プロファイル)の領域を含むことにある。更に、デフレクタ装置は、ディフューザーハウジングの内部チャンバ内に少なくとも1つのガイドベーンを更に又は代替的に含んでも良い。]
[0012] 上記に開示された本発明の追加的な好ましい実施例及びその可能な実施の追加的な好ましい実施例においては、及び、それ自身によって保護に値する発明の独自の側面においては、ローターがポンプジェットの制御軸と整列しない回転軸を含む。]
[0013] これは、次のような好ましい態様で構成することができる。すなわち、ローターの回転軸がポンプジェットの制御軸に対してオフセットすることができる。この場合、ローターの回転軸とポンプジェットの制御軸とが並行であることが更に好ましい。代替的に又は追加的に、ローターの回転軸とポンプジェットの制御軸とが互いに向かって傾いているのが有利である。この場合、更に特にローターの回転軸とポンプジェットの制御軸とが一点で交差していることが有利である。]
[0014] 更に、本発明の好ましい及び/又は望ましい実施例は、請求項及びその組み合わせから、及びこの出願書類全体から明らかである。]
[0015] この発明は、図面を参照しつつ、実施例に基づいて下記により詳しく説明される。図面は単なる例を示しているに過ぎない。]
図面の簡単な説明

[0016] ポンプジェットを有する船推進システムの第1の実施例の概略断面図である。
第1の実施例におけるポンプジェットを有する船推進システムの概略斜視図である。
第1の実施例におけるポンプジェットを有する船推進システムを下から見た概略図であり、すなわち、船尾に取り付けられたポンプジェットを船尾に視線を向けて見た概略図である。
第1の実施例におけるポンプジェットを有する船推進システムを内側から外側に向かって見た概略図であり、すなわち、船尾に取り付けられたポンプジェットを船尾から視線が遠ざかるように見た概略図である。
ポンプジェットを有する船推進システムの第2の実施例の概略断面図である。
ポンプジェットを有する船推進システムの第3の実施例の概略断面図である。]
実施例

[0017] 本発明は、以下に記述され及び図示された実施例及び例に基づいて純粋に典型的な態様において説明される。すなわち、本発明は、これらの実施例及び例、又はこれらの実施例及び例のうちに示された特徴の組み合わせに限定されない。方法及び装置に関係する構成要素は、装置及び/又は方法の記述から類推的にそれぞれ示される。]
[0018] 限定的な例示の実施例に関連して特定され及び/又は開示された個々の構成要素は、本明細書内で特に議論されていなくとも、この例示の実施例又はこの例示の実施例の他の構成要素との組み合せに限定されないが、技術的に実現可能な見通しの範囲内で他の異なる要素と組み合せられ得る。]
[0019] 個々の図及び説明における同一の参照番号は、同一の又は同様の又は均等の又は同一作用の要素を表わしている。図における説明に基づいて、参照番号を与えられていないこれらの構成要素も、そのような構成要素がここに記載されているかどうかとは無関係に明らかである。更に、本願明細書に含まれる構成要素のうちの、図中に示されず又は説明されていないものは、当業者によって容易に理解される。]
[0020] 図1は、縦方向の断面においてポンプジェットPを備えた船推進システムSの概略構成を示す。ポンプジェットPは、ステーター1とローター2を備えた推進エンジンとしてフローハウジングすなわちポンプハウジングGに統合されたソレノイドモーターMを含む。ローター2がインペラ外部リングIを構成し、ステーター1がポンプハウジングGの拡散内部リングDに一体化されている。ポンプハウジングGは、ディフューザーハウジング3を含んでおり、すなわち全体的にそうなるように設計されている。追加制御モーター4、スパーギアを備えた制御伝動部5、例えば、また、応答伝動部6及びばね板7もポンプジェットPに属する。] 図1
[0021] 図2は、第1の実施例におけるポンプジェットPを有する船推進システムSの斜視図である。図3は、第1の実施例におけるポンプジェットPを有する船推進システムを下から見た図であり、船尾に設けられたポンプジェットPを有する船推進システムSを船尾に視線を向けて見た図である。図4は、第1の実施例におけるポンプジェットPを有する船推進システムSを内側から外側に向かって見た図であり、すなわち、船尾に設けられたポンプジェットPを有する船推進システムSを船尾から視線が遠ざかるように見た図である。] 図2 図3 図4
[0022] 特に、我々は、そのポンプジェットPが360度回転可能な、完全に制御できる船推進システムSを説明する。ポンプハウジングGに一体化されたソレノイドモーターMを経由してポンプジェットPの推進が生じるという事実に加えて、高温超電導又はHTSLモーター(別個には図示されていない)が、また、推進のために備えられ得る。この場合、ローター/ステーター2は、等しくインペラIの構成要素であり、ステーター1は、拡散内部リングDの一体的な要素である。したがって、駆動モーター、クラッチ及び関節シャフトを用いる従来タイプのパワートランスミッションは除かれている。それゆえに、非常にコンパクトな推進ユニットが得られ、浮動装置の近傍に取り付けられ得る。]
[0023] ソレノイドモーターM又はHTSLモーターを備えたポンプジェットPの推進力があるので、ギア、シャフト又はローラーベアリングのような伝動部品が不要である。その結果として、これは、ポンプジェットPが超低ノイズ且つ低振動、高効率のモーターとして分類され得ることを意味する。更に、潤滑及び回転部の冷却のためのオイルリザーバーは必要とされず、ポンプジェットPをオイル不要且つ保守容易なユニットとする。]
[0024] 特別の利点は以下のとおりである。
コンパクトな構成
高効率
超低ノイズ
低振動
オイル不要
保守容易]
[0025] 制御モーター部4によって、ディフューザーハウジング3を含む、すなわち、1つのそのようなハウジングとして全体的に構成されたポンプハウジングGは、ベアリング8内を、バネ板7に対して逆に、制御軸Aの周囲を好ましくは360度、回転し得る。それによって、ノズル9が所望の方向に制御される。ノズル9のノズル9a、9b及び9c(図2、3及び4を参照)のうちのノズル9bのみが図1の断面図に示されている。] 図1 図2
[0026] 水は、ローター2によって、吸い込み口10を通じてディフューザーハウジング3の内部チャンバ11に引き込まれる。ディフューザーハウジング3の内部チャンバ11へこのように流れ込むウォータージェットは、ディフューザーハウジング3の内部チャンバ11の形状に起因して進路変更される。それによって、ウォータージェットは、制御モーター4によって調整された回転位置に従って、ポンプハウジングGからノズル9を通じて所望の方向に現れる。ウォータージェットのそりは、ディフューザーハウジング3の内部チャンバ11内の形状に起因して生じ、吸い込み口10を通じてディフューザーハウジング3の内部チャンバ11へ生じる。これは、ディフューザーハウジング3又はポンプハウジングGが、それゆえに、また、同時に偏向ハウジングであることを意味する。図1に示される第1の実施例における形状は、ポンプハウジングGの拡散内部リングD内のステーター1と、インペラ外部リングIのようなローター2とを備える推進モーターのまわりの膨らみのようなものである。この特別な形状を有するディフューザーハウジングすなわち偏向ハウジング3の内部チャンバ11は、それゆえに、デフレクタ装置12を表わす。] 図1
[0027] 図4に示されるように、ノズル9への経路に沿って吸い込み口10を通じて引き込まれた水の流れに更に効果を与えるために、ガイドベーン13がデフレクタ装置12の構成要素として設けられている。デフレクタ装置12の追加的な構成に依存して、いくつかの及び/又は別に配置され構成されたガイドベーンが設けられ得る。それらのガイドベーンの目的は、ガイドベーン13の目的と同様に、速く回転しているローター2によって渦巻いてディフューザーハウジングすなわち偏向ハウジング3の内部チャンバ11へ導かれる水の流れをデフレクタ装置12を介して「緩やか」にして導くことである。これは、ポンプジェットPの最適なスラスト効果を得るために、単位時間当たりの等量の又は一般に望まれる量の水が最小の内部渦と共に個々のノズル9a、9b及び9cを通じて現れるようにするためである。] 図4
[0028] 図1に類似する断面図である図5は、ポンプジェットPを有する船推進システムSの第2の実施例を示している。全ての要素を繰り返し参照するのを避けるために、それらの配置と効果は、図1−4に示されたとおりの第1の実施例の記述を参照する。] 図1 図5
[0029] 第1の実施例と比較すると、第2の実施例では、回転軸Bを備えたローター2が、ポンプジェットPの制御軸Aに対してオフセットされて備えられている。しかしながら、ポンプジェットPの制御軸Aとローター2の回転軸Bとは互いに平行である。]
[0030] 更に、この図5による第2の実施例においては、デフレクタ装置12は、それらがディフューザーハウジングすなわち偏向ハウジング3の内部チャンバ11の形状によってすなわちポンプハウジングGによって形成されるならば、図1に示される第1の実施例との比較においてローター2の周りに均一ではない。デフレクタ装置12は、比較的小さい断面の領域12aと比較的大きい断面の12bとを有する。しかしながら、図1に示される第1の実施例における全体の領域12cにおける断面プロファイルは一定である。図5に示される第2の実施例における領域12bによれば、ノズル9に向かってサイズが増加している断面は、領域12aの断面に比較して、例えば拡散効果又は拡散装置効果を有する。] 図1 図5
[0031] 特に、ポンプジェットPの制御軸Aと、インペラIすなわちローター2の回転軸Bとをオフセット配置することで、比較的小さい断面領域12aと比較的大きい断面領域12bを有する構成のデフレクタ装置12とすることができる。しかしながら、軸のオフセットと、ポンプハウジングGのディフューザーハウジングすなわち偏向ハウジング3の内部チャンバ11内のデフレクタ装置12の不均一な構成という2つの側面を結びつけることは全く必要でない。]
[0032] 図6は、ポンプジェットPを有する船推進システムSの第3の実施例を、図1及び図5と同じような概略図により示す図である。全ての要素を繰り返し参照するのを避けるために、それらの配置と効果は、図1−4に示されたとおりの第1の実施例の記述を参照する。] 図1 図5 図6
[0033] 第1の実施例と比較すると、第3の実施例では、ローター2は、ポンプジェットPの制御軸Aに対して傾いた回転軸Bを有する。しかしながら、ポンプジェットPの制御軸Aとローター2の回転軸Bとが点Zで交差している。]
[0034] 更に、図6による第3の実施例においては、図5による第2の実施例と同様に、デフレクタ装置12は、それらがディフューザーハウジングすなわち偏向ハウジング3の内部チャンバ11の形状によってすなわちポンプハウジングGによって形成されるならば、図1に示される第1の実施例との比較においてローターの周りにもはや均一ではない。これは、上記のローターの傾いた位置に起因するものである。図5に示される第2の実施例に戻ると、デフレクタ装置12は、比較的小さい断面領域12aと比較的大きい断面領域12bを有する。しかしながら、上記に既に説明されたように、図1に示される第1の実施例における全体の領域12cにおける断面プロファイルは一定である。図6に示される第2の実施例における領域12bによれば、ノズル9に向かってサイズが増加している断面は、領域12aの断面と比較して、例えば拡散効果又は拡散装置効果を有する。] 図1 図5 図6
[0035] 特に、インペラIのすなわちローター2の回転軸BをポンプジェットPの制御軸Aに対して傾けて配置することで、比較的小さい断面領域12aと比較的大きい断面領域12bを有する構成のデフレクタ装置12とすることができる。しかし、図6に示される第3の実施例による形状においては、領域12aと12bは一定の断面を有さない。また、図5に示される第2の実施例の場合のように、ディフューザーハウジングすなわち偏向ハウジング3の膨らみ形状化又はリング形状化された内部チャンバ11のすなわちポンプハウジングGの境界部分においても領域12aと12bは一定の断面を有さない。] 図5 図6
[0036] 更に、図6に示される第3の実施例においては、軸同士を互いに向けて傾かせる、すなわち、ディフューザーハウジングすなわち偏向ハウジング3の、すなわち、ポンプハウジングPの内部チャンバ11内のデフレクタ装置12の不均一な構成を用いる必要は全く無い。] 図6
[0037] インペラIすなわちローター2の回転軸BとポンプジェットPの制御軸Aとが整列しない、別な言い方をすれば、互いに一致しないという事実は、また、ポンプハウジングGと推進エンジンを含み当該推進エンジンはポンプハウジングGに統合されたソレノイドモーターM又は高温超電導モーターであるポンプジェットPを有する船推進システムSの構成とは関係なく、独自の且つそれゆえ、特許保護を受ける価値のあるそれ自体が独立した発明として捉え得る。本願明細書中のインペラIすなわちローター2の回転軸Bの及びポンプジェットPの制御軸Aの非整列配置は、図5及び図6による実施例を包括する一般的に適用できる構成である。図5及び図6においては、第2の実施例ではローター2はポンプジェットPの制御軸Aに対してオフセットされた回転軸Bを備え、及び/又は、第3の実施例ではローター2はポンプジェットPの制御軸Aに対して傾斜した回転軸Bを有し、ここでは特に、しかし必要ではないが、ポンプジェットPの制御軸Aとローター2の回転軸Bとが一点Zで交差している。] 図5 図6
[0038] 本発明の特徴がそれ自体によってとらえられる場合、すなわち、インペラIのすなわちローター2の回転軸BとポンプジェットPの制御軸Aが整列していない場合には、それから特に推進モーターとしての電気モーターE、特に非同期モーター、同期モーター又は永久ソレノイドモーターのようなモーターが、ポンプハウジングG上に配置され又はその中に部分的に統合されて備えられ得る。そのような電気モーターEの1つが、第2及び第3の実施例の説明に関連して、図5及び図6に点線によって示される。もし、そのような電気モーターEの1つが設けられた場合、それは、それ自体で独立した推進モーターとして図1に示されるように第1の実施例において備えられたソレノイドモーターM又はHTSLモーターに取って代わるだろう。そしてそれだけでなく、第2及び第3の実施例においてはそれぞれ、電気モーターEはそれ自体で独立した推進モーターとして追加的に設けられ得る。上記したように、軸が整列していない状況、言い換えればインペラIすなわちローター2の回転軸BとポンプジェットPの制御軸Aとが独立していると見られる状況のとき、ポンプハウジングGに統合されたソレノイドモーターM又はHTSLモーターを有する構成を、ポンプハウジングG上に配置された又はポンプハウジングGに部分的に統合された電気モーターEを有する構成とする、推進モーターの変形例が代替的な構成として示されている。電気モーターEをポンプハウジングG上に配置された又は部分的にその中に統合された推進システムとして用いた場合、もちろん、ギア、ローラーベアリング及び/又はシャフトのような力伝動部が、そのような推進モーターとポンプジェットPのインペラとの間の回転接続を確実にするために必要とされる。しかし、これは、当業者の標準的な技術に属する事実であり、この点に関しては本発明の構成要素ではなく、また、ローター2の回転軸BとポンプジェットPの制御軸Aが整列していないという本発明の特徴でもない。] 図1 図5 図6
[0039] 本発明は、詳細な説明及び図面において実施例に基づいた典型的な態様において単に開示されたものであり、これに制限されず、当業者が本明細書から抽出できる全ての変形、改造、置換及び組み合わせを含み、特に、特許請求の範囲、及び詳細な説明の導入部及び実施例の詳細な説明における全体的な開示の範囲内に含み、それらは当業者の従来技術を伴う技術的知識と結び付けられ得る。特に、本発明の全ての特定の詳細及び潜在的な実施例、及びそれらの構成例は組み合わせることができる。]
权利要求:

請求項1
ポンプハウジング(G)とドライブモーターとを含むポンプジェット(P)を有する船推進システム(S)であって、前記ドライブモーターは前記ポンプハウジング(G)に統合されたソレノイドモーター(M)であることを特徴とする船推進システム(S)。
請求項2
ポンプハウジング(G)とドライブモーターとを含むポンプジェット(P)を有する船推進システム(S)であって、前記ドライブモーターは前記ポンプハウジング(G)に統合された高温超電導モーターであることを特徴とする船推進システム(S)。
請求項3
前記ポンプジェット(P)は完全に制御可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の船推進システム(S)。
請求項4
前記ソレノイドモーター(M)又は前記高温超電導モーターは、前記ポンプジェット(P)のインペラIの構成要素であるローター(2)を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載の船推進システム(S)。
請求項5
前記ソレノイドモーター(M)又は前記高温超電導モーターは、前記ポンプジェット(P)の拡散内部リング(D)の構成要素であるステーター(1)を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載の船推進システム(S)。
請求項6
ポンプ搬送される媒体は、特にそれそのものとして若しくは潤滑油及び/又は冷却液体として用いられることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1つに記載の船推進システム(S)。
請求項7
前記ポンプジェット(P)の前記船推進システム(S)は、ギア、ローラーベアリング及び/又はシャフトのような力伝動部を含まないことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載の船推進システム(S)。
請求項8
前記ローター(2)は、前記ポンプジェット(P)の制御軸(A)と整列していない回転軸(B)を含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1つに記載の船推進システム(S)。
請求項9
前記ローター(2)の前記回転軸(B)は、前記ポンプジェット(P)の制御軸(A)に対してオフセットされていることを特徴とする請求項8に記載の船推進システム(S)。
請求項10
前記ローター(2)の前記回転軸(B)と前記ポンプジェット(P)の制御軸(A)とが平行になっていることを特徴とする請求項9に記載の船推進システム(S)。
請求項11
前記ローター(2)の前記回転軸(B)と前記ポンプジェット(P)の制御軸(A)とが互いに向かって傾いていることを特徴とする請求項8又は9に記載の船推進システム(S)。
請求項12
前記ローター(2)の前記回転軸(B)と前記ポンプジェット(P)の制御軸(A)とが一点で交差していることを特徴とする請求項11に記載の船推進システム(S)。
請求項13
デフレクタ装置(12、12a、12b、12c、13)が設けられ、ディフューザーハウジング(3)の内部チャンバ(11)内に配置され及び/又は構成されていることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1つに記載の船推進システム(S)。
請求項14
前記デフレクタ装置(12、12a、12b、12c、13)は、渦のないウォータージェットを前記ディフューザーハウジング(3)の前記内部チャンバ(11)へ放出するために、及び/又は、水が前記ポンプジェット(P)のノズル(9)から内部渦をほとんど伴わず又は全く伴わずに現れるように、又は単位時間当たりの定められた量、特に単位時間当たりの等しい量が個々のノズル(9a、9b、9c)を通じて現れ及び/又は好ましくは内部渦を伴わずに現れるようにウォータージェットを導くために配置され及び/又は構成され、ポンプジェット(P)の最適なスラスト動作が得られるようにしたことを特徴とする請求項13に記載の船推進システム(S)。
請求項15
前記デフレクタ装置(12、12a、12b、12c、13)は、前記ディフューザーハウジング(3)の前記内部チャンバ(11)の形状を少なくとも含むことを特徴とする請求項13又は14に記載の船推進システム(S)。
請求項16
前記デフレクタ装置(12、12a、12b、12c、13)は、前記ディフューザーハウジング(3)の前記内部チャンバ(11)の一定の断面プロファイルの領域(12c)を含むことを特徴とする請求項15に記載の船推進システム(S)。
請求項17
前記デフレクタ装置(12、12a、12b、12c、13)は、前記ディフューザーハウジング(3)の前記内部チャンバ(11)の縮小された断面プロファイルの領域(12a)を含むことを特徴とする請求項15又は16に記載の船推進システム(S)。
請求項18
前記デフレクタ装置(12、12a、12b、12c、13)は、前記ディフューザーハウジング(3)の前記内部チャンバ(11)の拡大された断面プロファイルの領域(12a)を含むことを特徴とする請求項15乃至17のいずれか1つに記載の船推進システム(S)。
請求項19
前記デフレクタ装置(12、12a、12b、12c、13)は、前記ディフューザーハウジング(3)の前記内部チャンバ(11)内に少なくとも1つのガイドベーン(13)を含むことを特徴とする請求項13乃至18のいずれか1つに記載の船推進システム(S)。
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引用文献:
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