CN110267874A

CN110267874A - 船用推进系统和船舶

Info

Publication number: CN110267874A
Application number: CN201880009909.XA
Authority: CN
Inventors: 大野达也; 小野寺达也
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2019-09-20
Also published as: EP3590822A4; EP3590822A1; JP2018140725A; WO2018159208A1

Abstract

船用推进系统具备：推进指令部，其在中立状态与推进状态之间被操作；主机，其驱动推进器；离合器，其介于推进器与主机之间，并在连结状态与截断状态之间切换；电动机，其驱动推进器；以及控制装置，其控制主机、离合器以及电动机，在推进指令部被从推进状态操作为中立状态后，控制装置将离合器切换为截断状态，并使主机停止，然后，在推进指令部被从中立状态操作为推进状态时，控制装置使电动机起动而驱动推进器。

Description

船用推进系统和船舶

技术领域

本发明涉及利用主机和电动机来驱动推进器的船用推进系统和包含该船用推进系统的船舶。

背景技术

一直以来，已知如下这样的被称作混合动力推进系统的船用推进系统：其以将主机的燃料消耗量抑制得较低为目的，切换主机和电动机来作为驱动推进器的手段(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-25250号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，根据船舶的种类，存在水上待机时间变长的情况(例如，监视船或拖船)。即使是这样的船舶，通过采用混合动力推进系统，也能够将主机的燃料消耗量抑制得较低，但是，希望进一步降低主机的燃料消耗量。

因此，本发明的目的在于提供如下的船用推进系统和包含该船用推进系统的船舶：在水上待机时间较长的船舶中，能够有效地将主机的燃料消耗量抑制的较低。

用于解决课题的手段

为了解决所述课题，本发明的船用推进系统的特征在于，具备：推进指令部，其在中立状态与推进状态之间被操作；主机，其驱动推进器；离合器，其介于所述推进器与所述主机之间，并在连结状态与截断状态之间切换；电动机，其驱动所述推进器；以及控制装置，其控制所述主机、所述离合器以及所述电动机，在所述推进指令部被从推进状态操作为中立状态后，所述控制装置将所述离合器切换为截断状态，并使所述主机停止，然后，在所述推进指令部被从中立状态操作为推进状态时，所述控制装置使所述电动机起动而驱动所述推进器。

根据上述的结构，在推进指令部被维持为中立状态的期间，主机停止。因此，能够有效地将主机的燃料消耗量抑制得较低。另一方面，当推进指令部被从中立状态操作为推进状态时，电动机起动，因此，能够立即驱动推进器。由此，能够代替主机来确保船的适应性，因此，对于使主机停止这一情况来说，不存在运用上的担忧。

可以是，在所述电动机起动后，当根据所述推进指令部的操作量所求得的要求输出超过阈值时，所述控制装置使所述主机起动，并将所述离合器切换为连结状态。根据该结构，在需要大推进力时，能够利用主机来驱动推进器。

可以是，在所述主机驱动所述推进器时，所述电动机被作为发电机使用。根据该结构，能够在主机的工作过程中利用电动机来发电。

上述的船用推进系统可以还具备蓄电器，所述蓄电器蓄积由所述电动机发出的电力。根据该结构，能够利用电动机所发的电力来使电动机起动，从而无需从船内的电力源对电动机供给电力。

例如，所述电动机的额定输出可以为所述主机的额定输出的10％以下。

另外，本发明的船舶的特征在于具备上述的船用推进系统。

发明的效果

根据本发明，在水上待机时间较长的船舶中，能够有效地将主机的燃料消耗量抑制得较低。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的船用推进系统的概要构成图。

图2是变形例的推进机构的概要构成图。

图3是另一变形例的推进机构的概要构成图。

具体实施方式

在图1中示出了本发明的一个实施方式的船用推进系统1。该船用推进系统1被搭载于船舶，并包含：推进器5；以及主机2和电动机4，它们驱动推进器5。

在本实施方式中，主机2、电动机4以及推进器5按照该顺序串联连接。在主机2与电动机4之间，夹设有电动式的离合器3。并且，根据船舶的结构，可以设置多个从主机2至推进器5为止的推进机构，也可以仅设置1个。

主机2使燃料燃烧而使输出轴旋转。主机2可以是往复式发动机，也可以是燃气涡轮发动机。关于燃料，既可以是燃料油，也可以是燃料气。

离合器3在连结状态与截断状态之间切换。在连结状态下，能够在主机2与电动机4之间进行扭矩传递，在截断状态下，不能在主机2与电动机4之间进行扭矩传递。

电动机4与逆变器41连接。在本实施方式中，在主机2驱动推进器5时，电动机4被作为发电机来使用。因此，在逆变器41上连接有蓄电器42，该蓄电器42蓄积由电动机4发出的电力。

并且，在船舶中，也可以是，除了电动机4以外还搭载发电机，由该发电机发出的电力被蓄积于蓄电器42中。电动机4以外的发电机可以由例如柴油发动机驱动。但是，也可以不存在电动机4以外的发电机，而仅通过由电动机4发出的电力来承担船内的所有电力需求。

在本实施方式中，推进器5是推进轴的朝向能够变更的方位推进器。方位推进器内置有减速器和回转机构。但是，推进器5也可以是推进轴的朝向被固定的直线轴方式(CPP或FPP)。这种情况下，在电动机4与推进器5之间设置减速器。

主机2、离合器3和推进器5被控制装置6控制。控制装置6也可以经由逆变器41还对电动机4进行控制。例如，控制装置6是具有ROM或RAM等存储器和CPU的计算机，在ROM中存储的程序被CPU执行。控制装置6可以是单一的设备，也可以分割成多个设备。

控制装置6与推进指令部7电连接。推进指令部7用于供驾船人调整推进器5的推进力。推进指令部7被在中立状态和推进状态之间操作，其中，所述中立状态是推进器5的推进力为零的状态，所述推进状态是使推进器5产生前进方向、后退方向或者掉头方向的推进力的状态。推进指令部7可以由例如船速杆和操舵装置构成，也可以由多个按钮构成。

在本实施方式中，在推进指令部7被从中立状态操作为推进状态后的比较短的期间内，主要是电动机4工作。根据这样的观点，希望电动机4的额定输出为主机2的额定输出的10％以下。

在推进指令部7被操作为推进状态的期间，控制装置6通常使主机2工作而利用主机2来驱动推进器5。在推进指令部7被从推进状态操作为中立状态后，当满足规定的条件时，控制装置6转移为怠速停止控制。例如，规定的条件是指：从推进指令部7返回中立状态起经过规定的时间。这种情况下，继续进行主机2的怠速直至经过规定的时间为止。

但也可以在控制装置6上设置选择是否进行怠速停止控制的开关。即，可以是，仅在驾船人允许怠速停止控制的情况下才转移至怠速停止控制。这种情况下，如果怠速停止控制没有被允许，则在推进指令部7维持为中立状态的期间始终继续进行主机2的怠速。

或者也可以在控制装置6中设置强制地转移至怠速停止控制的按钮。即，可以是，即使在推进指令部7被操作为推进状态的期间，当驾船人按压该按钮时，也转移为怠速停止控制。

在转移为怠速停止控制的情况下，控制装置6将离合器3切换为截断状态，并使主机2停止。离合器3向截断状态的切换和主机2的停止不一定需要同时进行，可以先进行一方，然后进行另一方。

然后，当推进指令部7被从中立状态操作为推进状态时，控制装置6使电动机4起动而驱动推进器5。在根据推进指令部7的操作量所求得的要求输出较小的情况下，可以仅利用电动机4驱动推进器5。但是，在要求输出较大的情况下，希望将推进器5的推进手段从电动机4切换为主机2。

根据这样的观点，在使电动机4起动后，当根据推进指令部7的操作量所求得的要求输出超过阈值时，控制装置6使主机2起动，并将离合器3切换为连结状态。但是，关于将离合器3切换为连结状态的定时，希望是在使主机2起动后主机2的转速接近电动机4的转速时。在将离合器3切换为连结状态后，控制装置6控制逆变器41而停止对电动机4供给电力。

如以上所说明的，在本实施方式的船用推进系统1中，在推进指令部7被维持为中立状态的期间，主机2停止。因此，能够有效地将主机2的燃料消耗量抑制得较低。另一方面，当推进指令部7被从中立状态操作为推进状态时，电动机4起动，因此，能够立即驱动推进器5。由此，能够代替主机2来确保船的适应性，因此，对于使主机2停止这一情况来说，不存在运用上的担忧。

另外，在本实施方式中，在使电动机4起动后，当要求输出超过阈值时使主机2起动，因此，在需要大推进力时，能够利用主机2来驱动推进器5。

而且，在本实施方式中，在主机2驱动推进器5时，电动机4被作为发电机来利用，因此，能够在主机2的工作过程中利用电动机4发电。

另外，在本实施方式中，由于设置有蓄电器42，因此，能够利用电动机4所发的电力来使电动机4起动，从而无需从船内的电力源对电动机4供给电力。

(变形例)

本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形。

例如，不一定需要蓄电器42，可以在使电动机4起动时，从担负船内电力供应的、由柴油发动机驱动的发电机对电动机4供给电力。

另外，如图2所示，电动机4和推进器5的位置可以互换。这种情况下，可以是：在主机2与电动机4之间也夹设电动式的离合器(未图示)，并在主机2驱动推进器5的期间，将该离合器切换为截断状态。

或者，如图3所示，主机2和电动机4可以通过齿轮箱9并联地连接。在图3所示的例子中，在电动机4与齿轮箱9之间夹设有电动式的离合器8，但也可以省略该离合器8。

标号说明

1：船用推进系统；

2：主机；

3、8：离合器；

4：电动机；

42：蓄电器；

5：推进器；

6：控制装置；

7：推进指令部。

Claims

1.一种船用推进系统，其中，

所述船用推进系统具备：

推进指令部，其在中立状态与推进状态之间被操作；

主机，其驱动推进器；

离合器，其介于所述推进器与所述主机之间，并在连结状态与截断状态之间切换；

电动机，其驱动所述推进器；以及

控制装置，其控制所述主机、所述离合器以及所述电动机，

在所述推进指令部被从推进状态操作为中立状态后，所述控制装置将所述离合器切换为截断状态，并使所述主机停止，然后，在所述推进指令部被从中立状态操作为推进状态时，所述控制装置使所述电动机起动而驱动所述推进器。

2.根据权利要求1所述的船用推进系统，其中，

在所述电动机起动后，当根据所述推进指令部的操作量所求得的要求输出超过阈值时，所述控制装置使所述主机起动，并将所述离合器切换为连结状态。

3.根据权利要求1或2所述的船用推进系统，其中，

在所述主机驱动所述推进器时，所述电动机被作为发电机使用。

4.根据权利要求3所述的船用推进系统，其中，

所述船用推进系统还具备蓄电器，所述蓄电器蓄积由所述电动机发出的电力。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的船用推进系统，其中，

所述电动机的额定输出为所述主机的额定输出的10％以下。

6.一种船舶，其中，

所述船舶具备权利要求1～5中的任意一项所述的船用推进系统。