CN101331055B

CN101331055B - 船舶的电力供给系统

Info

Publication number: CN101331055B
Application number: CN2007800006985A
Authority: CN
Inventors: 辻恒充
Original assignee: TSUJI HEAVY IND CO Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-09-20
Also published as: KR20080067324A; JP2008081054A; WO2008041498A1; CN101331055A; KR100953906B1

Abstract

对船舶所搭载的电气设备(200)供给电力的电力供给系统(400)，包括：用于发电的发电机(142、144)；起重机(122、124、126、128)，其具有在接受供电，使装卸对象(121)上升，同时，在让装卸对象(121)下降时，产生电力的电力再生单元(350)；存储电力再生单元(350)所产生的电力的蓄电器(260)；以及共同连接发电机(140)、蓄电器(260)、电气设备(200)及电力再生单元(350)的母线(152)，通过母线(152)向该船舶中的起重机(122、124、126、128)以外的电气设备(200)供电。

Description

船舶的电力供给系统

技术领域

本发明涉及船舶电力供给系统，尤其涉及在具有带再生制动机的起重机的船舶中，向船内电气设备提供电力的系统。本发明与以下日本申请有关。对于承认根据文献参照而插入的指定国而言，将下述申请所记载的内容通过参照插入到本申请中，作为本申请的一部分。

1、特願2006-266003，申请日2006年9月28日。

背景技术

船舶安装有通过电力供给而工作的电气设备。船舶中的电力设备例如有：除灯火机器，通信机器，测位装置等外，还有系泊绞车，起锚机等。另外在船舶居住区中还有炊事器具、照明器具、空调等电器器具。还有，根据船舶的用途，装备的起重机、电动升降口等。

在下述专利文献1中，记载了船舶用电源装置。该船舶用电源装置除了通过包括配电线的配电盘，与船内负载连接的常用发动机外，作为供电电源包括太阳能电池组件。这样，由于船舶能够有效利用来自太阳光线的能源，可以抑制发电用燃料的消耗。

另外，下述专利文献2中，还记载了船舶用电源装置。该船舶用电源装置通过将母线直流化，简化了电力供给系统。进一步，在下述专利文献3中，记载了在水翼船上搭载了容量大的燃料电池，由燃料电池对停泊中的船内电气设备提供电力。

[专利文献1]特开平10-032942号公报

[专利文献2]特开平11-266532号公报

[专利文献3]特开2004-066917号公报

但是，太阳能电池组件的发电效率低，通过太阳能电池组件获得的电力很难满足船内电气设备的用电。另外，由于燃料电池要使用用于发电的燃料或燃料生成装置，所以，问题是，在用该燃料电池使用航海中的船舶电力设备时，船舶还必须装载这一部分的燃料等。

发明内容

作为发明的第一方案，提供一种电力供给系统，是向船舶所搭载的电气设备提供电力，其包括：发电的发电机，接受供电、使装卸对象上升的同时，具有在使装卸对象下降时产生电力的电力再生制动装置的起重机，储存再生制动装置发生的电力的蓄电器，共同连接发动机、蓄电器、电气设备及再生制动装置的电力母线，并基于电力母线，向该船舶中的起重机以外的电气设备提供电力。

附图说明

图1是本发明的实施例涉及的货船100的外观模式示意立体图。

图2是货船100的船内电气设备200的模式示意图。

图3是起重机300的电气结构模式示意图。

图4是货船100的船内电力供给系统400的构造模式示意图。

图5是电力供给系统400中的电量推移示意曲线图表。

[符号说明]

100货船、110船体、121装卸对象、122、124、126、128甲板起重机、130船桥、140发电机、142常用发电机、144非常用发电机、150配电盘、152母线、154、156断路器、200电气设备、210起锚机、212锚、220系泊绞车、222系留索、230电动升降口、232升降口罩、240居住区电气设备、241、252、262控制装置、242鼓风机、244探照灯、246室内灯、248航海灯、250二次电池、260蓄电器、300起重机、310旋转塔、320座舱、330悬臂、340逆变换器、342悬臂电动机、344提升电动机、346旋转电动机、350再生单元、360滑环、400电力供给系统

具体实施方式

以下，通过实施例对本发明进行说明，但本发明的权利范围并不限定于以下实施例，而且实施例中说明的特征的组合并不一定都是本发明的必要特征。

图1，是本发明的实施例涉及的装备有电力供给系统400的货船100的外观模式示意立体图。如该图所示，该货船100，在船体110内部具有多个货物室。每个货物室的顶棚，通过升降口罩232开闭。另外，在各个升降口罩232的附近，分别设置甲板起重机122、124、126、128。具有上述设备的货船100通过以升降口罩232打开的状态下，使甲板起重机122、124、126、128动作，将装卸对象121运进船体110内的船舱，还可以运出。

在货船100的船体110后端的附近，配置有包含搭载船员的居住区的船桥130。在船桥130的下方的船体110内，搭载了后述的发动机140和配电盘150。配电盘150通过后述的母线152向船内的各部提供电力。

图2，是在货船100的船内，包含甲板起重机122、124、126、128的电气设备200的模式示意图。甲板起重机122、124、126、128的每一个，具有与船体110相对固定的基座部301，其上端安装有旋转塔310。旋转塔310相对于基座部301旋转。另外，旋转塔310具有可升降的悬臂330。悬臂330在自体升降的同时，将从其顶端下垂的索线卷上或卷下，可以使悬挂在索线顶端的装卸对象121升降。

当甲板起重机122、124、126、128将装卸对象121提升时，消耗与装卸对象121的重量对应的电力。另一方面，在使装卸对象121下降时，与装卸对象121及悬臂330的重量对抗，边对可动部制动，边以适当的速度下降。

另外，该货船100的电气设备200具有起锚机210、系泊绞车220及电动升降口230。所述起锚机210、系泊绞车220与该货船100的母线152连接。起锚机210可以卷起大重量的锚212，但是，这种情况下消耗电力。另外，系泊绞车220用于卷起系留索222(系泊链)。但是，这种情况下消耗电力。电动升降口230通过设置在船体110甲板上的电动升降口罩232电动开闭。

进一步，在船桥130的居住区上，电气设备200具有：鼓风机242、探照灯244、室内灯246、航海灯248等，消耗电力的居住区电气设备240。示意图省略了居住区电气设备240包含的通信机器、雷达、航海装置、炊事机器等。上述居住区电气设备240也是通过与母线152连接，接受供电，但是相对电力消耗较少，且使用陆地的商用电源为前提制造的机器较多，因此，居住区电气设备240可以通过100V左右的电压进行供电。

另外，该货船100具有电力的2次电池250、蓄电器260及发电机140，其产生或保持向上述电气设备200提供的电力。发电机140与母线152连接，通过母线152向船内各部提供440V左右的高压电。这样，在船舶内，由于具有与母线152连接的发电机140，在要求对船内电气设备200工作提供大功率时，使发电机140工作，可以提供足够的电力。

2次电池250和蓄电器260，分别通过独立的控制装置252、262与母线152连接，防止过充电等。还有，2次电池250主要在停泊中向居住区电气设备240提供电力时使用。

蓄电器260具有比2次电池250还大的容量，蓄积如后所述的再生制动单元350产生的大功率。这样，可以蓄积更大的电力，补充在船内的电力消耗增大时的电力供给。换言之，通过搭载蓄电器260能够抑制发电机140的峰值发电容量。

这样，进一步具有母线152连接的蓄电器260，蓄电器260可以蓄积作为电力再生制动机工作的再生单元350产生的电力。以此，可以从容地应对船内电气设备200的电力需要，无浪费地利用再生电力。

作为以上述用途使用的蓄电器260，优选使用采用了电偶极子层电容器的蓄电装置。电偶极子层电容器蓄积在电极和电解液的临界产生的电偶极子层上的电荷。电偶极子层形成相当1个分子的达到极限的薄缝，所以，可以蓄积非常大的能量密度的电力。但是，外加电压超过耐压时，电偶极子层被击穿，所以和管理外加电压的控制装置262组合形成蓄电装置。

这样，蓄电器260能够使用具有电偶极子层电容器的蓄电装置。以此，以高能量密度蓄积电力，作为驱动船舶内的电器设备200的电力使用。

图3是图1及图2所示的作为甲板起重机122、124、126、128使用的起重机300的电气结构模式图。而且，图3单独说明了旋转塔310。

如该图所示，在旋转塔310的外侧，设置有包括起重机300操纵装置的座舱320。另外，旋转塔310的外侧，在侧面安装了悬臂330。

旋转塔310的内部，分别具有：使悬臂330升降的悬臂电动机342、卷起悬架有钩子的索线的提升电动机344、使旋转塔310自体旋转的旋转电机346。另外，还装备了由控制母线152供给的电力，向上述悬臂电机342、提升电动机344、旋转电机346提供的逆变换器340。驱动各电机的电力通过设置在旋转塔310底部的滑环360由母线152供给。

这样，在上述电力供给系统400中，起重机300可以作为具有逆变换器340的电动起重机。以此，可以使将电动机作为动力源的起重机300更有效率的工作。

进一步，旋转塔310装备再生单元350。再生单元350在起重机300处理的装卸对象121下降的时候，通过将装卸对象121以及悬臂330的运动能量转换成电力，让装卸对象121以及悬臂330的降落速度减小。再生单元350所产生的电力通过滑环360，返回到船体110里面的母线152。

即使在没有悬挂装卸对象121的时候，起重机300也由于悬臂330的重量及缆线顶端安装的吊钩的重量而使悬臂330下降，可以使再生单元350产生电力。在这种情况下产生的电力也被储存到蓄电器260以及二次电池250中，能在船内其他居住区电气设备240中使用。

图4是表示货船100的船内的电力供给系统400的构造的模式示意图。如图显示，这个电力供给系统400中，电气设备200的每一个通过断路器156，与被设置在配电盘150上的母线152连接。另外，蓄电器260以及二次电池250也分别通过控制装置241、252、262，被连接在母线152上。而且发电机140也通过断路器154，被连接到母线152。另外，发电机140包含有常用发电机142以及非常用发电机144，并且分别独立地通过断路器154，被连接在母线152上。

在如上所述的电力供给系统400中，断路器154、156以及控制装置241、252、262只要没有断开电连接，电气设备200的每一个就被电连接到母线152上。因而，如果通过作为对所述母线152的电源的发电机140、二次电池250、蓄电器260以及再生单元350的哪一方面，能够供给足够的电力的话，就能够驱动电气设备200。

比方说，在像甲板起重机122、124、126、128、起锚机210、系泊绞车220、电动升降口230那样的电力消耗大的机器工作时，让发电机140工作，视所需消耗的电量而供给电力。另外，在停泊中，显示灯等的少量耗电的时候，由二次电池250供给电力。

一方面，例如，因为在装卸作业中，让4套甲板起重机122、124、126、128工作，所以要求视其情况供给电力。为了从发电机140供给上述电力，必须装备发电量较大的发电机140。但是在该电力供给系统400中，在4套甲板起重机122、124、126、128中，从让装卸对象121下降的甲板起重机装备的再生单元350也将电力提供给母线152。因而，在该电力供给系统400中，可以对抑制发电机140要求的最大发电量。

这样，在该电力供给系统400中，船舶具有多个由母线152共同连接的起重机300，并且当起重机300中的一个，让装卸对象121降落的时候，能够将该起重机300的再生制动机产生的电力提供给另一个使装卸对象121上升的起重机300。这样，能有效利用再生电力，使起重机300实现经济运转。

图5是图1显示的货船100中的，表示让甲板起重机122、124、126、128的任意一个动作时的电量推移的示意曲线。该货船100的电力供给系统400具有图4所示的构造。另外，作为蓄电器260，使用了具有内部电阻十分小的电偶极子层电容器的蓄电装置(以下表示为“EDLC”)。

如图5显示，甲板起重机122、124、126、128中的一个将装卸对象121卷起、放下以及进行悬臂330的升降的时候，动作开始最初，因电动机的冲击电流等原因，耗电超过250kW。随后，在使装卸对象121或者悬臂330上升动作时，电力消耗在继续，但是，在使其降落的动作时产生再生电力。另外，即使在使装卸对象121或者使悬臂330上升的动作中，也在各动作期间的末期产生再生电力。因而，通过有效地利用这些再生电力，可降低发电机140的负荷。另外，因为具有大容量的蓄电器260，所以当甲板起重机122、124、126、128休止的时候，即使使发电机140停止，也能提供居住区电气设备240等的小电力消费。

这样，可提供一种搭载在船舶上，向该船舶的起重机300以外的电气设备200供应电力的电力供给系统400，该电力供给系统400包括：具有在降下时产生电力的再生制动装置的起重机300，和共同连接电气设备200及再生制动机的母线152。这样，在起重机300中，使装卸对象121降落的时候，可以利用有效地回收作为热能被放出的能源，驱动船内的电气设备200。另外，通过将利用再生电力的设备设为多种电气设备200，所以能够实现与再生电力的多少无关地高效利用。

另外，通过电力供给系统400也向起重机300以外的电气设备200供应由装备了再生单元350的起重机300产生的电力，能够降低用于提供电力而消耗的燃料。以此，不仅能削减燃料费，而且还能够抑制碳酸气体、氮氧化物、硫磺氧化物等的排放量，并且还能减少环境的负担。

以上，利用实施例解说了本发明，但是本发明的技术范围不局限于以上实施例所记载的范围。本领域技术人员可对如上所述实施方式加以各种变更或者改良。根据权利要求的范围可以得知，这样的施加了变更或者改良的实施方式也包括在本发明的技术范围之内。

Claims

1.一种电力供给系统，对船舶所搭载的电气设备供给电力，其特征在于包括：

用于发电的发电机；

起重机，其具有在接受供电使装卸对象上升的同时，在让装卸对象下降时产生电力的再生制动机；

蓄电器，用于蓄积所述电力再生制动机产生的电力；

二次电池，其具有小于所述蓄电器的容量；

电力母线，共同连接所述发电机、所述蓄电器、所述二次电池、所述电气设备以及所述再生制动机；

基于所述电力母线向该船舶中的起重机以外的电气设备提供电力；

所述船舶具有通过共同的所述电力母线连接的多个所述起重机，在让所述起重机之一将装卸对象下降时，把该起重机的所述再生制动机产生的电力提供给另一个让装卸对象上升的所述起重机。

2.根据权利要求1所述的电力供给系统，其特征在于所述起重机是具有逆变换器的电动起重机。

3.根据权利要求1所述的电力供给系统，其特征在于所述母线用于传输交流电。

4.根据权利要求2所述的电力供给系统，其特征在于所述母线用于传输交流电。