CN204210721U - 一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及船舶制造领域，尤其涉及一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统。一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统，其特征在于：它包括电力推进系统、机械推进系统、双离合齿轮箱、推进模式选择开关和可调螺距螺旋桨，所述双离合齿轮箱包括第一离合器和第二离合器，其中：所述可调螺距螺旋桨通过第一离合器与电力推进系统连接，可调螺距螺旋桨通过第二离合器与机械推进系统连接；推进模式选择开关用于控制双离合齿轮箱中的第一离合器和第二离合器的啮合或分离。它结构简单，并能增加船舶效率、减少能耗和费用。

Description

一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统

技术领域：

本实用新型涉及船舶制造领域，尤其涉及一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统。

背景技术：

现有的海洋工程辅助的小型船舶，它既有向海洋工程平台或大型船舶供应油、水、食物、工程材料的供应能力，还有辅助完成起抛锚和链(工程平台或大型船舶专用锚和链)、平台和大型船舶拖带等辅助能力和对外消防、人员救助等消防救助能力，是一种多工况专用船舶。而现有的该类船舶通常采用机械推进系统或电力推进系统为其提供航行、作业动力。

如图1所示为现有船舶机械推进系统中具有代表性的一种，包括一机械推进操作板01、一机械推进控制单元02、一柴油机控制器03、一柴油机04、一齿轮箱05和一可调螺距螺旋桨06,机械推进操作板01接收外部操作指令由机械推进控制单元02进行运算后通过柴油机控制器03控制柴油机04带动螺旋桨06转动.它还包括一机械推进液压控制单元07，用于对可调螺距螺旋桨06的螺距进行调整。为了满足船舶航行、作业的最大的功率消耗，柴油机的功率和体积、推进轴系的体积等需要非常大，柴油机的辅助泵组数量增加，后期维护困难。特别是当船舶需要工作于机动及低速备用模式时，推进系统需要的功率仅为柴油机功率的30％以下，效率非常低下。同时机械推进系统的机动性比较差，当船舶对海洋平台或母船进行辅助作业时，为了避免与海洋平台或母船发生碰撞等危险，较强的机动性是必要的，因为这种碰撞一般都是灾难性的。

如图2所示为现有船舶电力推进系统中具有代表性的一种，包括电力推进操作板01`、驱动电机驱动器02`、驱动电机03`、齿轮箱04`和定螺距螺旋桨05`，电力推进操作板01`接收外部操作指令由驱动电机驱动器02`控制驱动电机03`带动定螺距螺旋桨05`转动，和机械推进船舶类似，为了满足船舶航行、作业的最大功率，驱动电机03`和驱动电机驱动器02`的容量也会非常大，而导致前期建造投入费用相比机械推进大增，而船舶使用于最大功率的时间相对于整个生命周期来说，占比非常小，因此这些增长的费用对于一些小型船东来说是不能接受的。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统。它结构简单，并能增加船舶效率、减少能耗和费用。

本实用新型所述的一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统的技术方案是这样实现的：

一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统，其特征在于：它包括电力推进系统、机械推进系统、双离合齿轮箱、推进模式选择开关和可调螺距螺旋桨，所述双离合齿轮箱包括第一离合器和第二离合器，其中：

所述可调螺距螺旋桨通过第一离合器与电力推进系统连接，可调螺距螺旋桨通过第二离合器与机械推进系统连接；

推进模式选择开关用于控制双离合齿轮箱中的第一离合器和第二离合器的啮合或分离。

本实用新型所述的一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统与现有技术相比具有如下优点：

1、由于本实用新型所述的一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统同时包括电力推进系统和机械推进系统，其兼具电力推进系统和机械推进系统的优点，相对纯电力推进来说，降低建造初期投资，相对机械推进系统来说，增加了船舶的灵活性、可靠性等。

2、电力推进和机械推进既可以单独使用，也可以组合使用，推进系统的冗余度大大强于单一推进系统，任何一个推进系统出现不能使用的情况时，另一系统可以保证船舶继续处于工作状态，船舶的可靠性得到了增强；

3、双系统的使用，使得船东有可能根据船舶不同的工况选择不同的推进系统，而使另一系统处于备用状态，从而达到节省燃油的效果；如在进行平台拖带等大功率作业时可以使用双系统联合推进，在平台周围进行低速待命时可以使用电力推进，在进行长时间航行时可以使用机械推进。

上述所述的电力推进系统包括驱动电机、驱动电机驱动器和电力推进操作板，所述电力推进操作板于船舶采用纯机械推进时接收驱动电机驱动器的抑制指令，电力推进操作板停止响应外部触发指令。以防止在进行机械推进系统操作时误操作电力推进系统而造成危险。

上述所述驱动电机驱动器抑制指令的发送由推进模式选择开关的输出信号触发。

上述所述机械推进系统包括柴油机、柴油机控制器、机械推进控制单元和机械推进操作板，所述机械推进操作板于船舶采用纯电力推进时接收机械推进控制单元的抑制指令，机械推进操作板停止响应外部触发指令。以防止在进行电力推进系统操作时误操作机械推进系统而造成危险。

上述所述机械推进控制单元抑制指令的发送由推进模式选择开关的输出信号触发。

上述所述电力推进系统和机械推进系统相互连接，电力推进系统包括驱动电机，机械推进系统包括柴油机，所述电力推进系统于船舶采用电力与机械联合推进时获取机械推进系统的柴油机的转速信息，并调整驱动电机转速与柴油机转速同步。

上述所述一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统还包括一动力定位系统，动力定位系统包括一动力定位模式选择开关和一动力定位中央控制器，响应于动力定位模式选择开关的触发指令，动力定位中央控制器计算外部传感器接收到的数据并通过电力推进系统和/或机械推进系统实现动力定位。

上述所述双离合齿轮箱还包括电磁阀控制箱，所述推进模式选择开关通过电池阀控制箱控制第一离合器和第二离合器的啮合或分离。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作详细的说明：

图1是现有的船舶机械推进系统的左侧舷推进系统的结构示意图，右侧舷推进系统结构与其相同或近似，图中实线为信号电缆、虚线为液压管路；

图2是现有的船舶电力推进系统的左侧舷推进系统的结构示意图，右侧舷推进系统结构与其相同或近似，图中实线为信号电缆、虚线为液压管路；

图3是本实用新型所述的一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统的左侧舷推进系统的结构示意图，右侧舷推进系统结构与其相同或近似，图中实线为信号电缆、虚线为液压管路。

具体实施方式：

如图3所示，一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统，其特征在于：它包括电力推进系统、机械推进系统、双离合齿轮箱、推进模式选择开关1和可调螺距螺旋桨2，所述双离合齿轮箱包括第一离合器3和第二离合器4，其中：

所述可调螺距螺旋桨2通过第一离合器3与电力推进系统连接，可调螺距螺旋桨2通过第二离合器4与机械推进系统连接；

推进模式选择开关1用于控制双离合齿轮箱中的第一离合器3和第二离合器4的啮合或分离。

所述的电力推进系统包括驱动电机5、驱动电机驱动器6、电力推进操作板7。所述机械推进系统包括柴油机8、柴油机控制器9、机械推进控制单元10、机械推进操作板11和机械推进液压控制单元12。所述电力推进系统和机械推进系统相互连接。

所述一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统还包括一动力定位系统，动力定位系统包括一动力定位模式选择开关12和一动力定位中央控制器13，响应于动力定位模式选择开关的触发指令，动力定位中央控制器13计算外部传感器接收到的数据并通过电力推进系统和/或机械推进系统实现动力定位。

所述双离合齿轮箱还包括电磁阀控制箱14，所述推进模式选择开关1通过电池阀控制箱14控制第一离合器3和第二离合器4的啮合或分离。

所述推进模式选择开关1包括一纯机械推进档位M、一纯电力推进档位E和一联合推进档位H。所述动力定位模式选择开关12包括一动力定位档位DP。

采用本实用新型所述的一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统进行机械推进时包括以下步骤：

1.将推进模式选择开关调整至机械推进档位M，推进模式选择开关向双离合齿轮箱的电磁阀控制箱发出控制指令，电磁阀控制箱通过液压控制第一离合器分离，第二离合器啮合；

2.推进模式选择开关向驱动电机驱动器发出电力推进操作板抑制指令，以防止在进行机械推进、作业时误操作电力推进系统而造成危险；

3.推进模式选择开关向机械推进控制单元发出主控制命令，机械推进控制单元向机械推进系统各组件发送准备命令，可调螺距螺旋桨的螺距调零，机械推进系统进入工作准备模式；

4.推进模式选择开关向动力定位中央控制器发出当前模式状态，动力定位系统待机准备；

5.通过机械推进操作板选择机械推进系统进入可调螺距螺旋桨的恒速调桨或柴油机螺旋桨联合操作两种标准推进模式。

需要注意的是，由于本实用新型所述的一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统的可调螺距螺旋桨的最大输出功率为机械推进和电力推进最大输出功率之和，因此在机械推进操作板上选择进入上述两种模式时，需要自动限制可调螺距螺旋桨的最大可调角，以使最大可调角时的输出功率与柴油机的功率匹配，避免柴油机过载。

采用本实用新型所述的一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统进行电力推进时包括以下步骤：

1.将推进模式选择开关调整至电力推进档位E，推进模式选择开关向双离合齿轮箱的电磁阀控制箱发出控制指令，电磁阀控制箱通过液压控制第一离合器啮合，第二离合器分离；

2.推进模式选择开关向机械推进控制单元发出机械推进操作板抑制指令，以防止在进行电力推进、作业时误操作机械推进系统而造成危险；机械推进控制单元控制可调螺距螺旋桨的机械推进液压控制单元，使其螺距固定在与驱动电机最大输出功率匹配的角度，防止螺距过调导致驱动电机过载；

3.推进模式选择开关向驱动电机驱动器发出主控制命令，驱动电机驱动器向电力推进系统各组件发送准备命令，电力推进系统进入工作准备模式；

4.推进模式选择开关向动力定位中央控制器发出当前模式状态，动力定位系统待机准备；

5.通过电力推进操作板选择电力推进系统进入定螺距调转速的标准推进模式。

采用本实用新型所述的一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统进行联合推进时包括以下步骤：

1.将推进模式选择开关调整至联合推进档位H，推进模式选择开关向双离合齿轮箱的电磁阀控制箱发出控制指令，电磁阀控制箱通过液压控制第一离合器分离，第二离合器啮合；

2.推进模式选择开关向机械推进控制单元发出主控制命令，机械推进控制单元向机械推进系统各组件发送准备命令，可调螺距螺旋桨的螺距调零，柴油机转速调至怠速运行，机械推进系统进入工作准备模式；

3.推进模式选择开关向驱动电机驱动器发出随动指令，电力推进操作板进入由机械推进操作板获得控制信号模式，同时驱动电机转速调整至与柴油机怠速相同转速；

4.通过机械推进操作板，选择推进系统进入可调螺距螺旋桨的恒速调桨模式，此时第一离合器啮合，柴油机转速提升到额定值，驱动电机转速跟随柴油机转速变化也提升到额定值。此时通过调整可调螺距螺旋桨的螺距即可调整其输出功率。

在上述所述电力、机械或联合推进模式下，若需要实现动力定位，仅需将动力定位模式选择开关12调整至动力定位档位DP，此时动力定位中央控制器13向驱动电机驱动器6和/或机械推进控制单元10发出抑制命令，电力推进操作板7和/或机械推进操作板11不响应外部触发指令。动力定位中央控制器13接收动力定位系统的外部传感器的反馈信息，控制电力推进系统和/或机械推进系统，实现动力定位。

如上所述是结合具体内容提供的一种实施方式，并不认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。凡与本实用新型方法、结构等近似、雷同，或是对于实用新型构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统，其特征在于：它包括电力推进系统、机械推进系统、双离合齿轮箱、推进模式选择开关和可调螺距螺旋桨，所述双离合齿轮箱包括第一离合器和第二离合器，其中：

所述可调螺距螺旋桨通过第一离合器与电力推进系统连接，可调螺距螺旋桨通过第二离合器与机械推进系统连接；

推进模式选择开关用于控制双离合齿轮箱中的第一离合器和第二离合器的啮合或分离。

2.根据权利要求1所述的一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统，其特征在于：所述的电力推进系统包括驱动电机、驱动电机驱动器和电力推进操作板，所述电力推进操作板于船舶采用纯机械推进时接收驱动电机驱动器的抑制指令，电力推进操作板停止响应外部触发指令。.

3.根据权利要求1所述的一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统，其特征在于：所述机械推进系统包括柴油机、柴油机控制器、机械推进控制单元和机械推进操作板，所述机械推进操作板于船舶采用纯电力推进时接收机械推进控制单元的抑制指令，机械推进操作板停止响应外部触发指令。

4.根据权利要求1至3之一所述的一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统，其特征在于：所述电力推进系统和机械推进系统相互连接，电力推进系统包括驱动电机，机械推进系统包括柴油机，所述电力推进系统于船舶采用电力与机械联合推进时获取机械推进系统的柴油机的转速信息，并调整驱动电机转速与柴油机转速同步。

5.根据权利要求1至3之一所述的一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统，其特征在于：它还包括一动力定位系统，动力定位系统包括一动力定位模式选择开关和一动力定位中央控制器，响应于动力定位模式选择开关的触发指令，动力定位中央控制器计算外部传感器接收到的数据并通过电力推进系统和/或机械推进系统实现动力定位。

6.根据权利要求1所述的一种多用途船舶的电力与机械联合推进系统，其特征在于：所述双离合齿轮箱还包括电磁阀控制箱，所述推进模式选择开 关通过电池阀控制箱控制第一离合器和第二离合器的啮合或分离。