JP2004359112A - Vessel propulsion apparatus and its control method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vessel propulsion apparatus minimizing facility cost, provided with an auxiliary engine, capable of navigating at low speed in the state of stopping of a main engine and navigating with energy-saving by making degree of practical use high. <P>SOLUTION: The vessel propulsion apparatus has the main engine; a clutch bonded to the main engine and connecting/disconnecting power; and a propeller shaft and a propeller directly connected to an output shaft of the clutch. A rotor directly connected to a power transmission shaft is provided on the midway of the power transmission shaft. A shaft driving generator for carrying out generation or racing or power assistance is provided and constituted so as to be connected to a power central linkage board connected to another power source device. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主機関とプロペラ軸との間に発電及び駆動を行うことができる軸駆動発電機を介在させることにより、主機関なしで低速又は一時的な推進を可能とすると共に省エネ航行できるようにした船舶推進装置及びその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より主機関を備えた船舶に、船舶推進用の補助エンジンを備えれば、主機関なしで一時的な推進が可能であることは当然知られている。
【0003】
しかし、通常船舶に使用されている船用エンジンは、相当頑丈で、定期的な保守点検をしていれば、ほとんど故障することは考えられず、船舶推進用の補助エンジンは不要であると考えられるところである。仮に補助エンジンを設ける場合には、動力伝達軸の切換え装置が必要で、相当大掛りで、かつ高価な装置となる。
【0004】
ところが、国際的なテロ活動が散見されるような時代において、船舶主機関のオーバホールのとき、寄港先で突然の港湾事故が生じ得ることを想定しなければならない場合がある。この場合、主機関は停止しているので、タグボートで航行するしかなく、タグボートが来るまでに炎上してしまう可能性がある。特に、船舶が石油又はガスのような燃焼物或いは爆発物を搭載しているような場合、被害が益々拡大する可能性がある。
【0005】
そこで、重要船舶にあっては緊急避難等を目的として、前述補助エンジンを搭載することが考えられる。しかしながら、補助エンジンは前記の理由で、その設置が困難である。しかも、敢えて通常の補助エンジンを搭載した場合には、他に利用できず、もしもの事故が起こらない限り宝のもちぐされである。しかも、この補助エンジンは、使用しなくても、定期的な保守点検が必要で、それに要する費用も必要となる。
【0006】
一方、近年、自動車をはじめ、エネルギー効率上昇を目的としてハイブリッド自動車が提案され、また船舶の分野でもハイブリッド式電源装置が提案されている。従来のハイブリッド式電源装置としては、例えば特許公開平10−144327号公報に示されるものの例がある。これは、燃料電池と二次電池(鉛電池)とを併設して、燃料電池に対する負荷要求の平準化をはかろうとするものである。
【0007】
このように、船舶では、エネルギー効率を高めようとする指向も強く、前記の緊急避難の必要性に加えて、これら目的に沿った船舶推進装置の必要性を伺うことができる。
【0008】
【特許文献1】
特許公開平10−144327号公報、第1頁
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑みて、構成簡易にして安価に製造でき、他の電源装置と連系させて多機能に利用できる軸駆動発電機を採用することにより、主機関が作動不能な状態であっても、自ら緊急避難も可能な船舶推進装置及びその有効利用を図るための制御方法を提供することを目的とする。
【0010】
また、前記軸駆動発電機を他の電源装置と連系することにより、主機関利用可能なときでも、より効率的な運用を行うことができる船舶推進装置の制御方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することができる本発明の船舶推進装置は、主機関と、該主機関と結合されて動力断接を行うクラッチと、該クラッチの出力軸に直結されるプロペラ軸及びプロペラを有し、
前記動力伝達軸の途中には、該動力伝達軸と直結される回転子を備えて、発電又は空転或いは動力補助を行う軸駆動発電機を設け、
前記軸駆動発電機を、他の電源装置と接続される電力中央連系盤に接続したことを特徴とする。
【0012】
本発明の船舶推進装置では、主機関に対しクラッチを介して接続される軸駆動発電機が介在され、該モータは、他の電源装置、例えば小型発電機や蓄電装置とも接続される電力中央連系盤と接続される。
【0013】
電力中央連系盤は、指令のモードに従って、接続機器、即ち他の電源装置や船内電力負荷、そして軸駆動発電機を連系制御する。この連系制御の方式は、通常の電力連系方式に寄るもので、例えば交直変換や電力交換を行うものであり、交直又は電圧変換のインバータを中心として、接続機器間で電力交換を行うものである。
【0014】
電力中央連系盤を介しての一制御例を示すと、軸駆動発電機を発電機として作用させ、主機関のプロペラ駆動の回転力で発電し、発電電力を蓄電し、或いは船内負荷に利用することができる。また、クラッチを断として主機関を切り離し、主機関なしでプロペラを回転駆動できる。ただし、通常、蓄電或いは小型発電機の出力は、主機関の出力の数分の1であるので、その範囲で低速航行するとき利用できる。
【0015】
前記プロペラを回転させて船舶推進するとき、該プロペラの軸回転数は一定値以上必要である。このため、低速航行では、プロペラ軸の回転速度を調節するために変速機構を設ける必要がある。変速機構は、ギヤに代えて、プロペラのピッチ可変で対処するのが好ましい。構成容易で制御容易だからである。ピッチ可変のプロペラでは、低出力のとき、回転数はそのままでピッチ小として対応できる。
【0016】
ピッチ可変のプロペラを用い、他の電源装置として小型発電機や蓄電装置を共に備え、前記電力中央連系盤に、これら全ての機器を接続連系して制御するとき、各種モードに応じて多様な制御を行うことができる。燃料電池を用いてのハイブリッド化も可能である。
【0017】
多種モードとしては、例えば、通常モード、ハイブリッドモード、緊急モードの例がある。
【0018】
通常モードでは、主機関を回転させて、発電を行うことができる。発電時期及び発電量は、他の電源装置と負荷の量に応じて適宜連係制御すれば良い。十分な量の発電を行うことができるので、船内負荷用の小型発電機の容量を極力小さくすることも可能であり、その保守、点検を船舶航行中に行うこと等も可能である。
【0019】
固定ピッチプロペラでは、ハーバースピードテーブルにおけるデッドスロー未満での主機関の運転は、トルク不足で運転できず、主機関の起動及び停止を繰り返すか、タグボートで曳航するしかない。これに対し、本発明では、固定ピッチプロペラでも、軸駆動発電機をモータとして作用させ、本来デッドスロー未満で主機関の運転できない低速での航行が可能である。
【0020】
ハイブリッドモードでは、通常航海中に発電して、そのエネルギーを蓄電しておき、港に入ってから5ノット程度の低速航行中に蓄電電力を用いてピッチ小とされたプロペラを回転し、低速航行し、省エネ運転できる。さらには、船に小型の風力発電機を備え、その発電電力でプロペラ回転し、推進することもできる。
【0021】
緊急モードでは、故障やオーバホール等の理由で主機関が利用不能のとき、他の電源装置の電力を用いて低速航行することができる。主機関故障の場合には、自力で港に戻ることができ、位置を適切に保ちながら救助を求めることができる。また港で火災が発生したようなときは、自力で避難することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図1、図2、図3は、本発明の一実施の形態に係る船舶推進装置の構成部材の配置を示す側面図及び平面図並びに断面図である。ただし、図2は、主機関及び小型発電機のみを示している。また図3の断面図は、図1のF3−F3に沿った方向から、主機関を含めた適宜の位置の断面で示している。
【0023】
図示のように、船底BDの船尾には、主機関1が配置され、油圧駆動の摩擦クラッチ2が配置されている。
【0024】
前記摩擦クラッチ2の後段には、軸駆動発電機3が配置され、その出力端は、プロペラ軸4と直結され、プロペラ軸4の軸端には、可変ピッチプロペラ5が固定されている。
【0025】
前記軸駆動発電機3は、その軸を回転子として軸発電機又は推進用モータとして駆動可能とされており、電力中央連系盤6を介して、その他の電源、即ちディゼル駆動による第1、第2の小型発電機7、8及び蓄電設備9と接続されている。蓄電設備9は、本発明の必須要件ではないが、その設置により、より高度のハイブリッド化が可能となる。その高度性を示すため、本実施の形態では、これを含めた例で示す。
【0026】
前記電力中央連系盤6は、力率改善用の軸駆動発電機用同期調相機10と、軸駆動発電機用周波数変換器盤11、主機関監視盤12、主配電盤13を含み、主配電盤13には、船内負荷が接続されている。本発明では、前記軸駆動発電機3が制御主体となるので、ここでは、これらを総称して電力中央連系盤6と称するものとする。
【0027】
前記第1及び第2の小型発電機7、8と、蓄電設備9と、周波数変換器盤11は、フラットデッキFDに配置されている。前記主機関監視盤12と主配電盤13とは、アパーデッキUDに配置されている。蓄電設備9は、鉛バッテリで構成した例とするが、将来的には、より効率よいバッテリに変換する可能性がある。
【0028】
図2には、フラットデッキFDから、その下方の船底BDを覗き込んで主機関1を見た状態が示されている。図3に示すように、甲板PD直下にエンジンコントロール14が配置されている。主機関1及び小型発電機7、8の煙は、煙道15を介してエコノマイザ16を通り、熱回収される。
【0029】
本船舶には、さらに、より高度のハイブリッド化を目的として、燃料電池や廃熱発電装置、或いはその他の省エネ機器を付属させることができる。この他、補助ボイラ、空気圧縮機、海水ポンプ、冷却ポンプ、潤滑油ポンプ、燃料油供給ポンプ、工作機械、その他の多数のポンプ類、タンク類、その他多数の設備を備えているが、本発明の推進装置に直接的には関係しないので、全て割愛して示している。
【0030】
図4は、前記軸駆動発電機3がモータとして駆動されるときの回転数及び出力の関係を示すグラフである。図示のように、軸駆動発電機3は、クラッチ2を断としてプロペラ5を回転することができる。ただし、回転数には制限があり、モータ出力17として推進負荷18を得るには、所定の回転数N1〜N2の範囲でなければならない。
【0031】
そこで、本実施の形態では、軸駆動発電機3をモータとして駆動するとき、同時に可変ピッチのプロペラ5のピッチ調節をして、推力調節し、低速航行する。ピッチ調節は、手動であっても自動であっても良い。
【0032】
図5は、各装置を機能化して示す制御系のブロック図である。軸駆動発電機3は、機能的には、軸発電機3Gと、推進モータ3Mとに分けて示すことができる。前記電力中央連系盤6には、船内負荷19が接続される。既に示したように、電力中央連系盤6は、同期調相機10、周波数変換器盤11、主機関監視盤12、主配電盤13を含む。またこれらの盤は、電力連系に必要な各種電力制御部材、部品、付属品類を含むものとする。
【0033】
以上の構成において、本発明の船舶推進装置の制御方法を3種のモードに分けて説明する。モード種別は、通常モードと、ハイブリッドモードと、緊急モードとする。
【0034】
通常モードでは、主機関1を回転させて、軸発電機3Gで発電を行うことができる。発電時期及び発電量は、他の電源装置7、8と負荷19の量に応じて適宜連係制御すれば良い。十分な量の発電を行うことができるので、船内負荷用の小型発電機7、8の容量を極力小さくすることも可能であり、その保守、点検を船舶航行中に行うこと等も可能である。船舶を低速航行するには、主機関の1/27の出力が必要であるとされている。従って、小型発電機7、8の容量は、この値を参照して定めれば良い。
【0035】
ハイブリッドモードでは、通常航海中に発電して、そのエネルギーを蓄電しておき、港に入ってから5ノット程度の低速航行中に蓄電電力を用いてピッチ小とされたプロペラを回転し、低速航行し、省エネ運転することができる。さらには、船に小型の風力発電機を備え、その発電電力でプロペラ回転し、推進すること等もできる。
【0036】
緊急モードでは、故障やオーバホール等の理由で主機関が利用不能のとき、他の電源装置の電力を用いて低速航行する。主機関故障の場合には、自力で港に戻ることができ、位置を適切に保ちながら救助を求めることができる。また港で火災が発生したようなときは、自力で避難することができる。タグボートで曳航するときでも、自力で加勢し中速でより素速く航行できる。
【0037】
以上のように、本発明の船舶推進装置は、構成簡易にして格別大きな効果を得ることができる。即ち、特別の補助エンジン及びその動力伝達機構を設けることなく、主機関1なくして低速航行できる。また、軸駆動発電機3を軸発電機3Gとして利用する場合には、所要の電力を発生できるので、小型発電機7、8の容量を最小量とすることができ、設備コストを低く抑えることができる。さらに、主機関1の故障やオーバホールのときであっても主機関なしで航行可能であるので、例え港で火災が発生しても即避難することができ、難を逃れて2次災害を発生することもない。また、さらに、電力中央連系盤6を介して省エネ効果の高いハイブリッド化ができるので、時代に即して省エネ航行ができる。
【0038】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜設計的変更を行うことができ、各種態様で実施できる。
【0039】
【発明の効果】
以上の通り、本発明は、特許請求の範囲に記載の通りの船舶推進装置及びその制御方法であるので、特別の補助エンジン及びその動力伝達機構を設けることなく、主機関1なくして低速航行できる。また、軸駆動発電機3を軸発電機3Gとして利用する場合には、所要の電力を発生できるので、小型発電機7、8の容量を最小量とすることができ、設備コストを低く抑えることができる。
【0040】
さらに、主機関1の故障やオーバホールのときであっても主機関なしで航行可能であるので、例え港で火災が発生しても即避難することができ、難を逃れて2次災害を発生することもない。
【0041】
また、さらに、電力中央連系盤6を介して電力ハイブリッド化できるので、時代に即して省エネ航行ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る船舶推進装置の主要部構成を示す側面配置図である。
【図2】図1に示す船舶推進装置の主機構及び小型発電機の配置を示す平面配置図である。
【図3】図1のF3−F3線に沿って示す主機関及び小型発電機並びに付属設備の配置を示す配置図である。
【図4】モータ制御の可能領域を示す回転数及び出力の線図である。
【図5】本発明の船舶推進装置の制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 主機関
2 摩擦クラッチ
3 軸駆動発電機
4 プロペラ軸
5 可変ピッチプロペラ
6 電力中央連系盤
7、8 第1、第2の小型発電機
9 蓄電設備
10 軸駆動発電機用同期調相機
11 軸駆動発電機用周波数変換器盤
12 主機関監視盤
13 主配電電盤
14 エンジンコントロールルーム
15 煙道
16 エコノマイザ
17 モータ出力
18 推進負荷
19 船内負荷
BD 船底
UD アッパーデッキ
PD 甲板
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention enables low-speed or temporary propulsion without a main engine and energy-saving navigation by interposing a shaft drive generator capable of generating and driving between the main engine and a propeller shaft. And a control method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is naturally known that if a ship equipped with a main engine is provided with an auxiliary engine for ship propulsion, temporary propulsion can be performed without the main engine.
[0003]
However, marine engines commonly used on ships are fairly rugged, and are unlikely to fail if regular maintenance is performed. No auxiliary engine for marine propulsion is considered necessary. By the way. If an auxiliary engine is provided, a switching device for the power transmission shaft is required, and the device becomes considerably large and expensive.
[0004]
However, in an era where international terrorist activities are scattered, it may be necessary to assume that a sudden harbor accident may occur at the port of call when the ship's main engine is overhauled. In this case, since the main engine is stopped, there is no choice but to sail on a tug boat, and there is a possibility that the fire will burn up before the tug boat comes. In particular, if the ship is equipped with a combustible or explosive such as oil or gas, the damage may be further increased.
[0005]
Therefore, it is conceivable to mount the above-mentioned auxiliary engine on an important ship for the purpose of emergency evacuation or the like. However, the auxiliary engine is difficult to install for the reasons described above. Moreover, if a normal auxiliary engine is installed, it cannot be used for other purposes, and it will be a treasure trove unless an accident occurs. In addition, even if this auxiliary engine is not used, regular maintenance and inspection are required, and the cost required for the maintenance is also required.
[0006]
On the other hand, in recent years, hybrid vehicles such as automobiles have been proposed for the purpose of increasing energy efficiency, and hybrid power supply devices have also been proposed in the field of ships. As a conventional hybrid power supply device, for example, there is an example disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-144327. In this technique, a fuel cell and a secondary battery (lead battery) are provided side by side to equalize load demands on the fuel cell.
[0007]
As described above, in the ship, there is a strong tendency to increase the energy efficiency, and in addition to the necessity of the emergency evacuation described above, the necessity of the ship propulsion device for these purposes can be heard.
[0008]
[Patent Document 1]
Patent Publication No. 10-144327, page 1
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above prior art, the present invention employs a shaft drive generator that can be manufactured in a simple and inexpensive manner and can be used for multiple functions by linking with other power supply devices, so that the main engine cannot operate. It is an object of the present invention to provide a ship propulsion device capable of emergency evacuation by itself even in a state, and a control method for effective use thereof.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a method for controlling a ship propulsion device that can perform more efficient operation even when the main engine is available, by linking the shaft drive generator with another power supply device. I do.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A marine vessel propulsion device according to the present invention capable of solving the above problems includes a main engine, a clutch connected to the main engine to perform power connection / disconnection, a propeller shaft and a propeller directly connected to an output shaft of the clutch. And
In the middle of the power transmission shaft, a rotor directly connected to the power transmission shaft is provided, and a shaft drive generator for generating or idling or power assisting is provided,
The shaft drive generator is connected to a central power distribution board connected to another power supply device.
[0012]
In the marine vessel propulsion device of the present invention, a shaft drive generator connected to the main engine via a clutch is provided, and the motor is connected to another power supply device, for example, a small power generator or a power storage device. Connected to the system board.
[0013]
The central electric power interconnection board controls interconnection of the connected devices, that is, other power supply devices, the onboard power load, and the shaft drive generator according to the command mode. This interconnection control method is based on a normal electric power interconnection method, for example, for performing AC / DC conversion or power exchange, and performing power exchange between connected devices, mainly using an AC / DC or voltage conversion inverter. It is.
[0014]
An example of control via the power central interconnection board is shown below. The shaft drive generator acts as a generator, generates power using the rotating power of the propeller drive of the main engine, and stores the generated power or uses it for the onboard load. can do. In addition, the main engine is disconnected by disengaging the clutch, and the propeller can be driven to rotate without the main engine. However, the output of the power storage or the small generator is usually a fraction of the output of the main engine, and can be used when traveling at a low speed within that range.
[0015]
When a ship is propelled by rotating the propeller, the number of shaft rotations of the propeller needs to be a certain value or more. For this reason, in low-speed navigation, it is necessary to provide a transmission mechanism in order to adjust the rotation speed of the propeller shaft. It is preferable that the transmission mechanism cope with a variable propeller pitch instead of the gear. This is because the configuration is easy and the control is easy. With a variable-pitch propeller, when the output is low, the pitch can be reduced without changing the rotation speed.
[0016]
Using a variable-pitch propeller, equipped with both a small generator and a power storage device as other power supply devices, when connecting and controlling all these devices to the central power interconnection panel, various types of control are performed according to various modes. Control can be performed. Hybridization using a fuel cell is also possible.
[0017]
Examples of the various modes include a normal mode, a hybrid mode, and an emergency mode.
[0018]
In the normal mode, power can be generated by rotating the main engine. The power generation timing and the power generation amount may be appropriately controlled in cooperation with another power supply device and the amount of load. Since a sufficient amount of power can be generated, the capacity of the small generator for the onboard load can be reduced as much as possible, and its maintenance and inspection can be performed while the ship is navigating.
[0019]
With a fixed-pitch propeller, the operation of the main engine at less than the dead throw in the harbor speed table cannot be operated due to insufficient torque, and the only alternative is to repeatedly start and stop the main engine or tow with a tug boat. On the other hand, in the present invention, even with a fixed pitch propeller, the shaft drive generator acts as a motor, and it is possible to navigate at a low speed in which the main engine cannot be operated under a dead throw.
[0020]
In the hybrid mode, power is generated during normal voyage, the energy is stored, and the propeller whose pitch is small is rotated using the stored power during low-speed navigation of about 5 knots after entering the port, and the low-speed navigation is performed. Energy saving operation. Furthermore, the ship can be equipped with a small wind power generator, and the generated power can be used for propeller rotation and propulsion.
[0021]
In the emergency mode, when the main engine is unavailable due to a failure, overhaul, or the like, low-speed navigation can be performed using the power of another power supply device. In the event of a main engine failure, you can return to the port on your own and seek help while maintaining the proper position. If a fire breaks out at the port, you can evacuate on your own.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1, 2, and 3 are a side view, a plan view, and a cross-sectional view illustrating an arrangement of components of a marine vessel propulsion device according to an embodiment of the present invention. However, FIG. 2 shows only the main engine and the small generator. The cross-sectional view of FIG. 3 is a cross-section at an appropriate position including the main engine from a direction along F3-F3 of FIG.
[0023]
As shown in the figure, a main engine 1 is arranged at the stern of the bottom BD, and a hydraulically driven friction clutch 2 is arranged.
[0024]
A shaft drive generator 3 is disposed downstream of the friction clutch 2, and its output end is directly connected to a propeller shaft 4, and a variable pitch propeller 5 is fixed to the shaft end of the propeller shaft 4.
[0025]
The shaft drive generator 3 can be driven as a shaft generator or a propulsion motor by using the shaft as a rotor, and the other power source, that is, the first or The second small generators 7 and 8 and the power storage facility 9 are connected. Although the power storage facility 9 is not an essential requirement of the present invention, its installation enables a higher degree of hybridization. In order to show the sophistication, the present embodiment shows an example including this.
[0026]
The power central interconnection board 6 includes a synchronous phase adjuster 10 for a shaft drive generator for power factor improvement, a frequency converter board 11 for a shaft drive generator, a main engine monitoring board 12, and a main switchboard 13, and a main switchboard. 13 is connected to an inboard load. In the present invention, since the shaft drive generator 3 is the main control unit, these are collectively referred to as the power central interconnection panel 6 here.
[0027]
The first and second small generators 7 and 8, power storage equipment 9, and frequency converter board 11 are arranged on a flat deck FD. The main engine monitoring panel 12 and the main switchboard 13 are arranged on an upper deck UD. Although the power storage equipment 9 is an example configured by a lead battery, it may be converted to a more efficient battery in the future.
[0028]
FIG. 2 shows a state in which the main engine 1 is viewed from the flat deck FD into the ship bottom BD below the flat deck FD. As shown in FIG. 3, an engine control 14 is disposed immediately below the deck PD. The smoke of the main engine 1 and the small generators 7 and 8 passes through an economizer 16 via a flue 15 and is recovered.
[0029]
The vessel may be further provided with a fuel cell, a waste heat power generator, or other energy-saving equipment for the purpose of more advanced hybridization. In addition, the present invention includes an auxiliary boiler, an air compressor, a seawater pump, a cooling pump, a lubricating oil pump, a fuel oil supply pump, a machine tool, a number of other pumps, tanks, and a number of other facilities. Since it is not directly related to the propulsion device of the above, all are omitted.
[0030]
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the rotation speed and the output when the shaft drive generator 3 is driven as a motor. As illustrated, the shaft drive generator 3 can rotate the propeller 5 with the clutch 2 disconnected. However, the number of revolutions is limited, and in order to obtain the propulsion load 18 as the motor output 17, the number of revolutions must be in the range of a predetermined number of revolutions N1 to N2.
[0031]
Thus, in the present embodiment, when the shaft drive generator 3 is driven as a motor, the pitch of the variable pitch propeller 5 is adjusted at the same time, the thrust is adjusted, and the boat travels at a low speed. The pitch adjustment may be manual or automatic.
[0032]
FIG. 5 is a block diagram of a control system showing each device in a functionalized manner. The shaft drive generator 3 can be functionally divided into a shaft generator 3G and a propulsion motor 3M. An onboard load 19 is connected to the electric power interconnection board 6. As already shown, the power central interconnection panel 6 includes a synchronous phase adjuster 10, a frequency converter panel 11, a main engine monitoring panel 12, and a main distribution panel 13. In addition, these panels shall include various power control members, parts, and accessories necessary for power interconnection.
[0033]
In the above configuration, the control method of the marine vessel propulsion device of the present invention will be described in three modes. The mode types are a normal mode, a hybrid mode, and an emergency mode.
[0034]
In the normal mode, the main engine 1 is rotated, and power can be generated by the shaft generator 3G. The power generation timing and the power generation amount may be appropriately controlled in conjunction with the other power supply devices 7 and 8 and the load 19. Since a sufficient amount of power can be generated, the capacity of the small generators 7 and 8 for the onboard load can be reduced as much as possible, and the maintenance and inspection thereof can be performed during navigation of the ship. . It is said that a low speed of a ship requires 1/27 of the output of the main engine. Therefore, the capacities of the small generators 7 and 8 may be determined with reference to this value.
[0035]
In the hybrid mode, power is generated during normal voyage, the energy is stored, and the propeller whose pitch is small is rotated using the stored power during low-speed navigation of about 5 knots after entering the port, and the low-speed navigation is performed. And energy saving operation is possible. Furthermore, a small wind power generator is provided on the ship, and the propeller can be rotated and propelled by the generated power.
[0036]
In the emergency mode, when the main engine is unavailable due to a failure, overhaul, or the like, the vehicle travels at low speed using the power of another power supply device. In the event of a main engine failure, you can return to the port on your own and seek help while maintaining the proper position. If a fire breaks out at the port, you can evacuate on your own. Even when towing with a tugboat, it can assist itself and sail faster at medium speed.
[0037]
As described above, the marine vessel propulsion device of the present invention can achieve a particularly great effect by simplifying the configuration. That is, low-speed navigation can be performed without the main engine 1 without providing a special auxiliary engine and its power transmission mechanism. Further, when the shaft drive generator 3 is used as the shaft generator 3G, required electric power can be generated, so that the capacity of the small generators 7 and 8 can be minimized, and the equipment cost can be reduced. Can be. Furthermore, even if the main engine 1 fails or is overhauled, navigation is possible without the main engine, so even if a fire occurs at the port, it is possible to evacuate immediately, and escape from the difficulty to avoid a secondary disaster. It does not occur. Further, since a hybrid system with a high energy saving effect can be achieved via the power central interconnection board 6, energy saving navigation can be performed according to the times.
[0038]
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed in design, and can be implemented in various modes.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, the present invention is a marine vessel propulsion device and a control method thereof as described in the appended claims, so that low-speed navigation can be performed without the main engine 1 without providing a special auxiliary engine and its power transmission mechanism. . Further, when the shaft drive generator 3 is used as the shaft generator 3G, required electric power can be generated, so that the capacity of the small generators 7 and 8 can be minimized, and the equipment cost can be reduced. Can be.
[0040]
Furthermore, even if the main engine 1 fails or is overhauled, navigation is possible without the main engine, so even if a fire occurs at the port, it is possible to evacuate immediately, and escape from the difficulty to avoid a secondary disaster. It does not occur.
[0041]
Further, since the electric power can be hybridized via the electric power interconnection board 6, energy saving navigation can be performed according to the times.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a main part of a marine vessel propulsion apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of a main mechanism and a small generator of the marine vessel propulsion apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a layout diagram showing a layout of a main engine, a small generator, and attached facilities shown along the line F3-F3 in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram of a rotational speed and an output showing a possible region of motor control.
FIG. 5 is a block diagram showing a control system of the marine vessel propulsion device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main engine 2 Friction clutch 3 Shaft drive generator 4 Propeller shaft 5 Variable pitch propeller 6 Power central interconnection board 7, 8 First and second small generator 9 Power storage equipment 10 Synchronous phase adjuster for shaft drive generator 11 Shaft Drive generator frequency converter panel 12 Main engine monitoring panel 13 Main switchboard 14 Engine control room 15 Flue 16 Economizer 17 Motor output 18 Propulsion load 19 Inboard load BD Bottom UD Upper deck PD Deck

Claims (6)

主機関と、該主機関と結合されて動力断接を行うクラッチと、該クラッチの出力軸に直結されるプロペラ軸及びプロペラを有し、
前記動力伝達軸の途中には、該動力伝達軸と直結される回転子を備えて、発電又は空転或いは動力補助を行う軸駆動発電機を設け、
前記軸駆動発電機を、他の電源装置と接続される電力中央連系盤に接続したことを特徴とする船舶推進装置。
A main engine, a clutch coupled to the main engine to perform power connection / disconnection, a propeller shaft and a propeller directly connected to an output shaft of the clutch,
In the middle of the power transmission shaft, a rotor directly connected to the power transmission shaft is provided, and a shaft drive generator for generating or idling or power assisting is provided,
A marine propulsion device, wherein the shaft drive generator is connected to a power central interconnection board connected to another power supply device.
前記プロペラは、可変ピッチプロペラであることを特徴とする船舶推進装置。The propeller is a variable-pitch propeller. 前記他の電源装置は、小型発電機であることを特徴とする船舶推進装置。The said other power supply device is a small-sized generator, The marine vessel propulsion device characterized by the above-mentioned. 前記他の電源装置は、蓄電装置であることを特徴とする船舶推進装置。The said other power supply device is a power storage device, The marine vessel propulsion device characterized by the above-mentioned. 請求項1に記載の船舶推進装置の制御方法において、前記主機関を推進利用できないとき、前記クラッチを断として前記主機関を切り外し、前記軸駆動発電機をモータとして作用させ、前記プロペラを回転させて低速航行することを特徴とする船舶推進装置の制御方法。The method for controlling a marine vessel propulsion device according to claim 1, wherein when the main engine cannot be used for propulsion, the clutch is disconnected to disconnect the main engine, the shaft drive generator acts as a motor, and the propeller rotates. A method for controlling a marine vessel propulsion device, comprising: 請求項1に記載の船舶推進装置の制御方法において、一般的な航海のとき、前記軸駆動発電機を発電機として作用させて電源供給又は蓄電すると共に、極低負荷のとき前記軸駆動発電機をモータとして作用させて前記プロペラを回転させることを特徴とする船舶推進装置の制御方法。2. The control method for a ship propulsion device according to claim 1, wherein during a general voyage, the shaft drive generator acts as a generator to supply or store power, and at a very low load, the shaft drive generator. A ship propulsion device, wherein the propeller is rotated by acting as a motor.
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009521363A (en) * 2005-12-27 2009-06-04 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Method for operating a ship energy system and energy system suitable for this method
JP2010116070A (en) * 2008-11-13 2010-05-27 Nishishiba Electric Co Ltd Marine vessel energy system
JP2010116071A (en) * 2008-11-13 2010-05-27 Nishishiba Electric Co Ltd Marine vessel energy system
JP2010195240A (en) * 2009-02-26 2010-09-09 Osaka City Univ Electric ship
WO2011065304A1 (en) * 2009-11-26 2011-06-03 三菱重工業株式会社 Steam turbine power generation system and ship provided with same
JP2013209018A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 National Maritime Research Institute Hybrid cruising system for vessel and hybrid marine vessel
KR101363514B1 (en) * 2011-03-31 2014-02-14 삼성중공업 주식회사 Propulsion apparatus for ship and ship having the same
WO2014155520A1 (en) * 2013-03-26 2014-10-02 京浜ドック株式会社 Battery chamber of hybrid tugboat
JP2014227105A (en) * 2013-05-24 2014-12-08 西芝電機株式会社 Ship propulsion assisting system
JP2014237415A (en) * 2013-06-10 2014-12-18 西芝電機株式会社 Vessel emergency propelling system
KR20170025317A (en) * 2015-08-28 2017-03-08 현대중공업 주식회사 A drillship
JP2018090182A (en) * 2016-12-07 2018-06-14 三菱重工業株式会社 Sailing method of vessel and vessel
JP2018103978A (en) * 2016-12-23 2018-07-05 財團法人船舶▲曁▼▲海▼洋▲産▼▲業▼研發中心 Control method for dynamic distribution of multiple input/output of on-ship electric energy
JP2019018820A (en) * 2017-07-21 2019-02-07 向島ドック 株式会社 Hybrid propulsion type vessel
CN110816801A (en) * 2018-08-09 2020-02-21 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 Ship diesel-electric hybrid power control device
WO2020040963A3 (en) * 2018-08-02 2020-05-14 Marine Technologies, Llc System and method for minimizing fuel usage and emissions of a marine vessel
KR102665823B1 (en) * 2021-12-31 2024-05-14 한화오션 주식회사 Automatic power factor compensation system and method for ships using a shaft generator

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009521363A (en) * 2005-12-27 2009-06-04 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Method for operating a ship energy system and energy system suitable for this method
KR101362698B1 (en) * 2005-12-27 2014-02-13 지멘스 악티엔게젤샤프트 Method for operating an energy system of a ship and energy system suitable therefor
JP2010116070A (en) * 2008-11-13 2010-05-27 Nishishiba Electric Co Ltd Marine vessel energy system
JP2010116071A (en) * 2008-11-13 2010-05-27 Nishishiba Electric Co Ltd Marine vessel energy system
JP2010195240A (en) * 2009-02-26 2010-09-09 Osaka City Univ Electric ship
WO2011065304A1 (en) * 2009-11-26 2011-06-03 三菱重工業株式会社 Steam turbine power generation system and ship provided with same
KR101363514B1 (en) * 2011-03-31 2014-02-14 삼성중공업 주식회사 Propulsion apparatus for ship and ship having the same
JP2013209018A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 National Maritime Research Institute Hybrid cruising system for vessel and hybrid marine vessel
WO2014155520A1 (en) * 2013-03-26 2014-10-02 京浜ドック株式会社 Battery chamber of hybrid tugboat
JP2014227105A (en) * 2013-05-24 2014-12-08 西芝電機株式会社 Ship propulsion assisting system
JP2014237415A (en) * 2013-06-10 2014-12-18 西芝電機株式会社 Vessel emergency propelling system
KR20170025317A (en) * 2015-08-28 2017-03-08 현대중공업 주식회사 A drillship
KR102055469B1 (en) * 2015-08-28 2019-12-12 현대중공업 주식회사 A drillship
JP2018090182A (en) * 2016-12-07 2018-06-14 三菱重工業株式会社 Sailing method of vessel and vessel
KR20190017942A (en) * 2016-12-07 2019-02-20 미츠비시 조우센 가부시키가이샤 Ship's navigation, and ship
KR102124311B1 (en) 2016-12-07 2020-06-18 미츠비시 조우센 가부시키가이샤 Vessel navigation methods and vessels
JP2018103978A (en) * 2016-12-23 2018-07-05 財團法人船舶▲曁▼▲海▼洋▲産▼▲業▼研發中心 Control method for dynamic distribution of multiple input/output of on-ship electric energy
JP2019018820A (en) * 2017-07-21 2019-02-07 向島ドック 株式会社 Hybrid propulsion type vessel
WO2020040963A3 (en) * 2018-08-02 2020-05-14 Marine Technologies, Llc System and method for minimizing fuel usage and emissions of a marine vessel
US10822068B2 (en) 2018-08-02 2020-11-03 Marine Technologies, Llc System and method for minimizing fuel usage and emissions of a marine vessel
CN110816801A (en) * 2018-08-09 2020-02-21 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 Ship diesel-electric hybrid power control device
KR102665823B1 (en) * 2021-12-31 2024-05-14 한화오션 주식회사 Automatic power factor compensation system and method for ships using a shaft generator

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