DE4340747C1

DE4340747C1 - Ship propulsion system with two propellers rotating in an opposed manner

Info

Publication number: DE4340747C1
Application number: DE4340747A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Ing Kranert
Original assignee: STN Systemtechnik Nord GmbH
Current assignee: STN Systemtechnik Nord GmbH
Priority date: 1993-11-30
Filing date: 1993-11-30
Publication date: 1995-04-27
Anticipated expiration: 2013-12-01

Abstract

The invention relates to a ship propulsion system with two propellers (2, 4) which rotate in an opposed manner and the first propeller (2) of which is driven by at least one first combustion engine (14) and the second propeller (4) is driven in the opposite direction by at least one electric drive motor (24) which is fed by at least one electric generator (16). The propellers (2, 4) are fitted on shafts (6, 8) arranged in a fixed manner coaxially with respect to each other. The electric generator (16) which feeds the electric drive motor (24) is driven by at least one second combustion engine (15) which is matched in terms of power to the electric generator (16), the first and second combustion engines (14, 15) being configured in a manner such that the sum of their powers essentially corresponds to the maximum required propulsion power for the ship. Furthermore, provision is made for a control device (100) which, if the first and second combustion engines (14, 15) are only used for propulsion, selects for the combustion engines (14, 15) common, mutually proportional speed characteristics for forwards travel, reverse and stopping of the ship. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiffspropulsionsanlage mit zwei gegenläufig rotierenden Propellern, von denen der erste Propeller von mindestens einem ersten Verbrennungsmotor und der zweite Propel ler in Gegenrichtung von mindestens einem elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird, welcher von mindestens einem elektrischen Genera tor gespeist wird, und die auf koaxial und ortsfest zueinander angeordneten um ihre Längsachse drehbaren Wellen sitzen.The invention relates to a ship propulsion system with two counter-rotating propellers, of which the first propeller of at least a first internal combustion engine and the second propel ler in the opposite direction from at least one electric drive motor which is driven by at least one electrical genera gate is fed, and the coaxial and fixed to each other arranged shafts rotatable about their longitudinal axis.

Eine solche Schiffspropulsionsanlage ist beispielsweise aus der JP 59-153 690 (1984) bekannt. Bei dieser bekannten Anlage ist der Verbrennungsmotor, der den ersten Propeller antreibt, mit seiner Leistung auf die für das Schiff maximal benötigte Propulsionslei stung ausgelegt. Mit der bekannten Anlage konnten gewisse Energie einsparungen erzielt werden. Allerdings besteht der Bedarf nach noch höheren Energieeinsparungen, da die Brennstoffkosten zu einem wirtschaftlich immer bedeutenderen Faktor werden. Außerdem benötigt der auf maximale Propulsionsleistung ausgelegte Verbrennungsmotor einen verhältnismäßig großen Maschinenraum, der insbesondere bei Fracht- und Tankschiffen den angrenzenden Laderaum in seiner Größe begrenzt. Schließlich sind die Investitionskosten dieser bekannten Anlage nicht unerheblich und läßt sich die bekannte Anlage nicht unbedingt an alle vorhandenen Schiffstypen ohne weiteres anpassen.Such a ship propulsion system is for example from JP 59-153,690 (1984). In this known system Internal combustion engine that drives the first propeller with its Power to the maximum propulsion line required for the ship designed. With the well-known system, certain energy savings can be achieved. However, there is still a need for higher energy savings as fuel costs become one economically more and more important factor. Also needed the internal combustion engine designed for maximum propulsive power a relatively large engine room, which is particularly useful for Freight and tank ships the adjacent cargo space in its size limited. After all, the investment costs of these are well known Plant not insignificant and can not be the known plant necessarily adapt to all existing ship types without further ado.

Eine weitere Schiffspropulsionsanlage ist aus der DE 32 07 398 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Anlage ist der hintere der beiden Propeller als sogenannter Ruderpropeller ausgebildet, der an der Stirnseite eines außerhalb des Schiffsrumpfes angeordneten und stromlinien- bzw. birnenförmigen langgestreckten Propellergehäuses um eine horizontale Achse drehbar gelagert ist. Das Propellergehäuse wiederum ist um eine vertikale Achse drehbar an der Außenseite des Schiffsrumpfes befestigt, so daß der Ruderpropeller - im allgemeinen zusammen mit einem am Propellergehäuse angebrachten Ruderblatt - als Ruder wirkt. Angetrieben wird der Ruderpropeller von einem Elek tromotor, der entweder im Propellergehäuse untergebracht oder im Inneren des Schiffsrumpfes angeordnet und über ein Winkelgetriebe mit dem Ruderpropeller mechanisch gekoppelt ist. Der elektrische Ruderpropellermotor wird von einem Wellengenerator versorgt, der im Wellenstrang zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Hauptpropeller sitzt. Die elektrische Leistung des Generators entspricht etwa der Leistung des Ruderpropellermotors. Der als Hauptmaschine ausge bildete Verbrennungsmotor, der den vorderen Propeller - ggf. über ein Getriebe - direkt antreibt, ist mit seiner Leistung auf die für das Schiff maximal benötigte Propulsionsleistung ausgelegt. Die für den Ruderpropellermotor benötigte Leistung wird somit über den Wellengenerator von dem Verbrennungsmotor abgezweigt. Der Ruder propellermotor kann wahlweise über einen Frequenzumrichter auch an ein Bordnetz zugeschaltet werden, in das ein von einem weiteren Verbrennungsmotor angetriebener Bordnetzgenerator speist. Dadurch ist bei Ausfall der Hauptmaschine und zwangsläufig auch des mit dieser gekoppelten Wellengenerators die Möglichkeit gegeben, den Ruderpropeller über den Frequenzumrichter aus dem Bordnetz zu speisen, um das Schiff zumindest manövrierfähig zu halten. Obwohl mit dieser bekannten Anlage verschiedene Vorteile insbesondere hinsichtlich der Manövrierfähigkeit sowie durchaus eine nennenswerte Energieeinsparung erzielt werden konnten und sich deshalb die bekannte Anlage in der Praxis gut bewährt hat, sind auch hier die Energieeinsparungen verhältnismäßig begrenzt und weist diese Anlage im wesentlichen die gleichen Nachteile wie die zuvor beschriebene Anlage auf.Another ship propulsion system is from DE 32 07 398 A1 known. In this known system, the rear of the two Propeller designed as a so-called rudder propeller, which on the Front side of an arranged outside the hull and streamlined or pear-shaped elongated propeller housing is rotatably mounted about a horizontal axis. The propeller housing in turn is rotatable about a vertical axis on the outside of the Fixed hull so that the rudder propeller - in general together with a rudder blade attached to the propeller housing - as Rudder works. The rudder propeller is driven by an Elek tromotor, which is either housed in the propeller housing or in the Arranged inside the hull and via an angular gear is mechanically coupled to the rudder propeller. The electric one Rudder propeller motor is supplied by a shaft generator, which in the Shaft train between the internal combustion engine and the main propeller sits. The electrical power of the generator corresponds approximately to that Performance of the rudder propeller motor. The main machine formed internal combustion engine, which over the front propeller - if necessary a transmission - driving directly is with its performance on that for the ship designed the maximum propulsion power required. The for the power required for the rudder propeller motor is therefore above Wave generator branched from the internal combustion engine. The rudder propeller motor can also be optionally connected via a frequency converter an electrical system can be connected, in which one of another Internal combustion engine powered on-board network generator feeds. Thereby is with failure of the main machine and inevitably also with this coupled wave generator given the opportunity Rudder propeller via the frequency converter from the electrical system dine to keep the ship at least maneuverable. Although with this known system various advantages in particular in terms of maneuverability as well as a significant one Energy savings could be achieved and therefore the well-known system has proven itself in practice, are also here Energy savings are relatively limited and this facility exhibits essentially the same disadvantages as the one previously described Plant on.

Aus der CH 667 625 A5 ist ein Schiffsantrieb bekannt, bei welchem als Antriebsmotor ein langsam laufender Dieselmotor vorgesehen ist, der mit der Antriebswelle direkt gekoppelt ist. Diese ist mit einem Verstellpropeller versehen. Der Antriebsmotor ist so ausgelegt, daß er die Antriebsleistung für die maximal benötigte Reisegeschwindig keit deckt. Für den darüber hinaus gehenden Leistungsbedarf zum Erreichen einer Spitzengeschwindigkeit ist in Serie mit dem An triebsmotor ein elektrischer Motor/Generator vorgesehen, der von der Leistungsreserve des elektrischen Bordnetzes gespeist wird. Die Erzeugung der elektrischen Energie erfolgt durch mehrere mittel schnell- oder schnellaufende Viertakt-Motoren. Diese sind lei stungsmäßig so ausgelegt, daß im Bordnetz ein hoher Überschuß an Leistungskapazität gegenüber dem Bedarf besteht.A ship drive is known from CH 667 625 A5, in which a slow-running diesel engine is provided as the drive motor, which is directly coupled to the drive shaft. This is with one Variable pitch propeller provided. The drive motor is designed so that he drive power for the maximum travel speed required covers. For the additional power requirement for Reaching a top speed is in series with the An drive motor an electric motor / generator provided by the Power reserve of the electrical system is fed. The Electrical energy is generated by several means high-speed or high-speed four-stroke engines. These are lei stung so designed that in the electrical system a high excess Capacity to meet demand.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schiffspropulsions anlage der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß gegen über dem Stand der Technik noch höhere Energieeinsparungen erzielt werden können, der Maschinenraum zugunsten des Laderaums verkleinert werden kann, sich die Investitionskosten in tragbaren Grenzen halten und die Anpassungsfähigkeit an die unterschiedlichen Schiffstypen erhöht wird.It is an object of the invention to provide a ship propulsion to improve plant of the type mentioned in such a way that against even higher energy savings achieved over the prior art the machine room can be reduced in favor of the load space investment costs can be kept within reasonable limits and adaptability to the different types of ships is increased.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Schiffspropulsions anlage der eingangs genannten Art der den elektrischen Antriebsmotor speisende elektrische Generator von mindestens einem leistungsmäßig auf den elektrischen Generator abgestimmten zweiten Verbrennungs motor angetrieben wird, wobei die ersten und zweiten Verbrennungs motoren so ausgelegt sind, daß die Summe ihrer Leistungen im wesentlichen der für das Schiff maximal benötigten Propulsionslei stung entspricht, und eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die, wenn die ersten und zweiten Verbrennungsmotoren nur zur Propulsion eingesetzt werden, den Verbrennungsmotoren ein gemeinsames, zuein ander proportionales Drehzahlverhalten für Vorausfahrt, Umsteuern und Stoppen des Schiffes vorgibt.This object is achieved in that in a ship propulsion System of the type mentioned the electric drive motor Feeding electrical generator of at least one in terms of performance second combustion matched to the electric generator motor is driven, the first and second combustion motors are designed so that the sum of their performance in essentially the maximum amount of propulsion required for the ship stung corresponds, and a control device is provided which, if the first and second internal combustion engines only for propulsion be used, the internal combustion engines a common, one other proportional speed behavior for driving ahead, reversing and stopping the ship.

Demnach wird mit Hilfe der Erfindung die für das Schiff maximal benötigte Propulsionsleistung zwischen dem den ersten Propeller - im wesentlichen direkt - antreibenden ersten Verbrennungsmotor und dem aus dem elektrischen Generator und dem diesen antreibenden zweiten Verbrennungsmotor bestehenden und den elektrischen Antriebsmotor mit dem zweiten Propeller antreibenden Aggregat aufgeteilt. Während beim Stand der Technik die als Verbrennungsmotor ausgebildete Antriebs maschine nicht nur mechanisch direkt mit dem ersten Propeller, sondern über den Wellengenerator und den von diesem gespeisten elektrischen Antriebsmotor auch mit dem zweiten Propeller gekoppelt war und somit einen Teil ihrer Ausgangsleistung auch an den zweiten Propeller abgab und deshalb auf die für das Schiff maximal benötigte Propulsionsleistung ausgelegt sein mußte, ermöglicht die Erfindung den Einsatz eines mit dem ersten Propeller mechanisch gekoppelten Verbrennungsmotors niedrigerer Leistung und somit geringeren Bauvo lumens, da nur noch ein Teil der maximal benötigten Schiffspropul sionsleistung von diesem Verbrennungsmotor bereitgestellt werden muß. Der andere Teil der maximal benötigten Schiffspropulsions leistung wird dagegen vom Aggregat für die Speisung des elektrischen Antriebsmotors und somit für den Antrieb des zweiten Propellers zur Verfügung gestellt. Der zweite Verbrennungsmotor kann durch Auswahl geeigneter Polzahlen bei einem elektrischen Antriebsmotor und bei einem elektrischen Generator eine höhere Drehzahl haben und auch aus diesem Grunde kleiner und kostengünstiger ausgeführt sein.Accordingly, the maximum for the ship with the help of the invention Propulsion power required between the first propeller - in essential direct - driving first internal combustion engine and the from the electric generator and the second one driving it Combustion engine existing and the electric drive motor with divided the second propeller driving unit. While at State of the art the drive designed as an internal combustion engine not only mechanically directly with the first propeller, but via the wave generator and the one fed by it electric drive motor also coupled to the second propeller was and thus part of their output power to the second Delivered propellers and therefore to the maximum required for the ship Propulsion performance had to be designed, enables the invention the use of a mechanically coupled with the first propeller Internal combustion engine of lower power and thus lower Bauvo lumens, since only a part of the maximum required ship propolis Sion power can be provided by this internal combustion engine got to. The other part of the maximum required ship propulsion power, on the other hand, is generated by the unit for feeding the electrical Drive motor and thus for driving the second propeller Provided. The second internal combustion engine can be selected suitable number of poles in an electric drive motor and an electric generator have a higher speed and also off for this reason, be made smaller and less expensive.

Die erfindungsgemäße Anlage erzielt einen verbesserten Propulsions wirkungsgrad und bietet somit eine größere Wirtschaftlichkeit als die bekannten Anlagen. Erste Berechnungen und Versuche haben erge ben, daß Energieeinsparungen von mindestens 12% erzielt werden können. Zusätzlich ist ein besonders ökonomischer Betrieb in be stimmten Fahrzuständen oder Betriebsarten auch durch selektiven Einsatz des ersten oder des zweiten Verbrennungsmotors realisierbar.The plant according to the invention achieves an improved propulsion efficiency and thus offers greater economy than the well-known plants. The first calculations and tests have been successful ben that energy savings of at least 12% are achieved can. In addition, a particularly economical operation is in be agreed driving conditions or operating modes also by selective Use of the first or the second internal combustion engine can be implemented.

Damit einhergehend, ist auch ein umweltfreundlicher Betrieb des Schiffes möglich. Die Emissionen können gerade beim Hafenbetrieb deutlich reduziert werden, da die Verbrennungsmotor-Generator- Aggregate für den Bordhilfsbetrieb als Mittelschnelläufer mit Dual- Brennstoff, also auch mit umweltfreundlicherem Dieselöl, im Hafen gefahren werden können. Auch kann der die Umwelt zusätzlich bela stende Schmierölverbrauch wegen der geringeren erforderlichen Leistung der Verbrennungsmotoren, was im allgemeinen eine Reduzie rung der Gesamtzylinderzahl zur Folge hat, deutlich gesenkt werden. Associated with this is also an environmentally friendly operation of the Ship possible. The emissions can occur especially during port operations be significantly reduced because the internal combustion engine generator Units for on-board auxiliary operation as medium-speed runner with dual Fuel, also with more environmentally friendly diesel oil, in the port can be driven. It can also have an additional impact on the environment increasing lubricating oil consumption due to the lower required Performance of internal combustion engines, which is generally a reduction tion of the total number of cylinders has to be significantly reduced.

Mit der durch die Erfindung ermöglichten Leistungsreduzierung des - ursprünglich als Hauptantriebsmaschine dienenden - ersten Verbren nungsmotors verbunden ist auch eine Verkleinerung des benötigten Bauvolumens des ersten Verbrennungsmotors. Dies hat zur Folge, daß der Maschinenraum verkleinert und dadurch der Laderaum vergrößert werden kann, was den Betrieb von Fracht- und Tankschiffen noch wirtschaftlicher macht.With the power reduction of the - made possible by the invention - originally used as the main engine - first burns connected motor is also a reduction in the required Construction volume of the first internal combustion engine. This has the consequence that the machine room is reduced, thereby increasing the load space can be what the operation of cargo and tankers still makes more economical.

Auch können mit Hilfe der Erfindung die Investitionskosten gesenkt werden. Insbesondere kann eins der bisher geforderten zwei Bordnetz- Hauptaggregate entfallen, da das aus elektrischem Generator und zweitem Verbrennungsmotor bestehende Aggregat natürlich auch im Kraftwerksverbund betrieben werden kann.The investment costs can also be reduced with the aid of the invention become. In particular, one of the two wiring systems Main units are not required, since they consist of an electric generator and second internal combustion engine of course also in the Power plant network can be operated.

Schließlich bietet die erfindungsgemäße Schiffspropulsionsanlage einen absolut redundanten Antrieb, wodurch die Manövriersicherheit des Schiffes erhöht wird. Dies ist ein sehr wichtiger Aspekt gerade für den Einsatz in Tankschiffen, da etliche Unfälle von Tankschiffen auf Ausfall der Antriebsmaschine(n) zurückzuführen waren.Finally, the ship propulsion system according to the invention offers an absolutely redundant drive, which ensures maneuverability of the ship is increased. This is a very important aspect right now for use in tankers, since several accidents involving tankers were due to failure of the engine (s).

Eine hinsichtlich der Investitionskosten besonders günstige und somit vorteilhafte Lösung bildet eine Ausführung, bei welcher der elektrische Generator den elektrischen Antriebsmotor ohne Umrichter direkt speist. Durch Wegfall des Umrichters lassen sich nämlich nicht unerhebliche Kosten einsparen.A particularly favorable in terms of investment costs and thus advantageous solution forms an embodiment in which the electric generator the electric drive motor without converter feeds directly. By eliminating the converter, namely save not inconsiderable costs.

Vorzugsweise sollte der zweite Verbrennungsmotor eine annähernd gleiche Leistung wie oder eine kleinere Leistung als der erste Verbrennungsmotor besitzen. Eine solche Dimensionierung des zweiten Verbrennungsmotors und, damit verbunden, des elektrischen Generators ist aus Kostengründen von Vorteil. Ein gutes Kosten/Nutzen-Verhält nis ergibt sich bei Auslegung des aus elektrischem Generator und zweitem Verbrennungsmotor bestehenden Aggregates auf 25% bis 50% der maximal benötigten Schiffspropulsionsleistung. Preferably, the second internal combustion engine should be approximately same performance as or less than the first Own an internal combustion engine. Such a dimensioning of the second Internal combustion engine and, connected to it, the electric generator is advantageous for cost reasons. A good cost / benefit ratio nis results from the design of the electric generator and second internal combustion engine to 25% to 50% the maximum required ship propulsion power.

Zweckmäßigerweise sollte eine Regel- bzw. Steuereinrichtung vor gesehen sein, die die Drehzahlen und ggf. die Anzahl der Verbren nungsmotoren derart einstellt, daß im wesentlichen stets ein ins gesamt ökonomischer Betrieb gefahren wird.A regulating or control device should expediently be provided be seen, the speeds and possibly the number of burns voltage motors so that essentially always ins overall economic operation is operated.

Die Steuereinrichtung sollte dann, wenn die ersten und zweiten Verbrennungsmotoren nur zur Propulsion eingesetzt werden, den Verbrennungsmotoren ein gemeinsames, zueinander proportionales Drehzahlverhalten für Vorausfahrt, Umsteuern und Stoppen des Schif fes vorgeben.The control device should then when the first and second Internal combustion engines are used only for propulsion Internal combustion engines a common, proportional to each other Speed behavior for driving ahead, reversing and stopping the ship pretend.

Insbesondere Abstoppen, Umsteuern und Anfahren lassen sich besonders zügig und zugleich wirtschaftlich durchführen, wenn die Steuer einrichtung auch die hydrodynamischen Auswirkungen des einen Propel lers auf den anderen berücksichtigt und somit ausnutzt.Stopping, reversing and starting in particular are particularly easy perform quickly and economically when the tax also set up the hydrodynamic effects of one prop lers considered on the other and thus exploited.

Zum Abbremsen des Schiffes betreibt die Steuereinrichtung den elektrischen Antriebsmotor zunächst in einem effektiven Bereich des vierten Quadranten der Robinson-Kurve und steuert bei vom zweiten Propeller bewirkter hydrodynamischer Entlastung des ersten Propel lers den ersten Verbrennungsmotor um, wobei sich vorzugsweise der erste Propeller in Vorwärtsfahrtrichtung hinter dem zweiten Propel ler befindet. Auf diese Weise wird der zweite Propeller wie eine Turbine betrieben, wodurch eine wesentlich höhere Bremswirkung erzeugt wird als mit dem vom ersten Verbrennungsmotor bereits nur noch bei Minimaldrehzahl angetriebenen ersten Propeller. Zusätzlich entstehen dabei durch den zweiten Propeller Verwirbelungen, wodurch der erste Propeller hydrodynamisch entlastet und unter Ausnutzung dieses Effektes eine schnelle Umsteuerung des ersten Verbrennungs motors durchführbar ist.The control device operates the to brake the ship electric drive motor initially in an effective range of fourth quadrant of the Robinson curve and controls from the second Hydrodynamic relief of the first propeller caused by the propeller lers the first internal combustion engine, preferably the first propeller in the forward direction behind the second prop located. This way the second propeller becomes like one Turbine operated, which means a much higher braking effect is generated as with that of the first internal combustion engine first propeller still driven at minimum speed. In addition Turbulence is created by the second propeller, causing the first propeller is hydrodynamically relieved and under utilization this effect a quick reversal of the first combustion motors is feasible.

Dabei kann die Steuereinrichtung bei oder nach Umsteuerung des ersten Verbrennungsmotors auch den zweiten Verbrennungsmotor um steuern. Zweckmäßigerweise sollte - wiederum unter Ausnutzung der gegenseitigen hydrodynamischen Beeinflussungen beider Propeller - die Steuereinrichtung das Umsteuern derart steuern, daß das Hochlaufen des zweiten Verbrennungsmotors in negativer Drehrichtung durch Anströmen des zweiten Propellers durch den ersten Propeller erleich tert wird. Hier wird also der gleiche hydrodynamische Effekt zwi schen den beiden Propellern wie beim Abstoppen ausgenutzt, jedoch nun in umgekehrter Richtung. Nun strömt nämlich der bereits vom umgesteuerten ersten Verbrennungsmotor mit höherer Drehzahl in entgegengesetzter Richtung angetriebene erste Propeller den zweiten Propeller an. Auf diese Weise wird zunächst der elektrische An triebsmotor generatorisch angetrieben. Dies wiederum erleichtert den Hochlauf des zweiten Verbrennungsmotors nach Umsteuerung und Zu schaltung des elektrischen Generators, so daß innerhalb kurzer Zeit die Nenndrehzahl wieder erreicht werden kann, in der dann wieder Leistung auf den zweiten Propeller abgegeben werden kann.The control device can during or after reversing the first internal combustion engine also the second internal combustion engine Taxes. Expediently - again using the mutual hydrodynamic influences of both propellers - the Control device control the reversal such that the run-up of the second internal combustion engine in the negative direction of rotation Facing the second propeller with the first propeller is tert. So here the same hydrodynamic effect between used the two propellers as when stopping, however now in the opposite direction. Now it is already flowing from reversed first internal combustion engine with higher speed in in the opposite direction, the first propeller driven the second Propeller. In this way, the electrical on drive motor driven by a generator. This in turn makes it easier Start-up of the second internal combustion engine after reversing and closing circuit of the electric generator, so that within a short time the nominal speed can be reached again in the then again Power can be given to the second propeller.

Der elektrische Antriebsmotor kann aus einem Synchronmotor bestehen.The electric drive motor can consist of a synchronous motor.

Das Hochlaufen des zweiten Propellers aus dem Stand erfolgt durch eine sogenannte "Hochlaufsynchronisation", indem zum Hochlaufen des zweiten Propellers aus dem Stand die Steuereinrichtung den elek trischen Generator an den elektrischen Antriebsmotor zuschaltet, dem elektrischen Generator und dem elektrischen Antriebsmotor gleich zeitig Stoßerregung gibt und gleichzeitig den zweiten Verbrennungs motor mit Luft anläßt, bis dieser synchron zum elektrischen An triebsmotor hochgelaufen ist und gezündet hat. Vorzugsweise läßt die Steuereinrichtung zur Unterstützung des Hochlaufes zusätzlich den ersten Verbrennungsmotor mit Luft an.The second propeller starts up from a standing position a so-called "run-up synchronization" by starting up the second propeller from the state the control device the elek trical generator connected to the electric drive motor, the electric generator and the electric drive motor the same gives early excitement and at the same time the second combustion starts the engine with air until it is synchronized with the electrical connection engine has started and ignited. Preferably, the Control device to support the startup additionally first internal combustion engine with air.

Zum Abbremsen insbesondere bei voller Vorausfahrt des Schiffes kann der elektrische Antriebsmotor vorzugsweise kurzgeschlossen oder an einen Widerstand oder ein Bordnetz angeschlossen werden. To slow down especially when the ship is moving ahead the electric drive motor is preferably short-circuited or on a resistor or an electrical system can be connected.

In diesem Fall schaltet zum Umsteuern die Steuereinrichtung den elektrischen Antriebsmotor vom elektrischen Generator ab, bewirkt eine Kurzschluß- oder Widerstandsbremsung des elektrischen Antriebs motors und synchronisiert beim oder nach dem Umsteuern des ersten Verbrennungsmotors den elektrischen Generator an den elektrischen Antriebsmotor zu und schaltet diesen dann auch zu. Zweckmäßigerweise stellt bei Alleinbetrieb des ersten Propellers die Steuereinrichtung zum Zuschalten des elektrischen Antriebsmotors an den elektrischen Generator die Drehzahl des ersten Verbrennungsmotors derart ein, daß der leerlaufende zweite Propeller durch die Strömungswirkung des ersten Propellers eine Drehzahl erhält, die ein zumindest annähernd synchrones Zuschalten des elektrischen Antriebsmotors an den elek trischen Generator erlaubt. Dabei wird gewöhnlich das aus elek trischem Generator und zweitem Verbrennungsmotor bestehende Aggregat auf einer optimal kleinen Drehzahl gefahren. Um die Strömungswirkung des ersten Propellers kurzzeitig für das synchrone Zuschalten zu erhöhen, sollte die Steuereinrichtung die Drehzahl des ersten Verbrennungsmotors für diese Zeit erhöhen.In this case, the control device switches for reversing electric drive motor from the electric generator short-circuit or resistance braking of the electric drive motors and synchronizes when or after reversing the first Internal combustion engine the electrical generator to the electrical Drive motor and then switches it on. Conveniently provides the control device when the first propeller is operated alone to connect the electric drive motor to the electric Generator the speed of the first internal combustion engine such that the idling second propeller by the flow effect of the first propeller receives a speed that is at least approximately synchronous connection of the electric drive motor to the elec trical generator allowed. This is usually the elek generator and second internal combustion engine driven at an optimally low speed. To the flow effect of the first propeller for a short time for synchronous activation the control device should increase the speed of the first Increase the internal combustion engine for this time.

Reicht die Bordnetzlast für das generatorische Bremsen des zweiten Propellers beim Stoppen aus, so braucht der elektrische Antriebs motor nicht abgeschaltet zu werden, da während des Bremsvorganges das aus zweitem Verbrennungsmotor und elektrischem Generator beste hende Aggregat in der Nähe seiner Minimaldrehzahl läuft.Is the vehicle electrical system load sufficient for the generator braking of the second Propellers when stopping, so the electric drive needs engine not to be switched off because during the braking process the best from a second internal combustion engine and an electric generator unit running near its minimum speed.

Natürlich kann der elektrische Antriebsmotor auch alternativ aus einem Asynchronmotor bestehen, der dann im Falle des zuvor beschrie benen Umsteuerbetriebes von der Steuereinrichtung mit geringem Schlupf zugeschaltet werden kann.Of course, the electric drive motor can also alternatively be made an asynchronous motor, which then described in the case of the benen reversal operation of the control device with little Slip can be switched on.

Bei einer alternativen und ebenfalls gegenwärtig besonders bevorzug ten Ausführung ist zwischen dem elektrischen Antriebsmotor und dem elektrischen Generator ein Phasenwendeschalter geschaltet und ist der den elektrischen Generator antreibende zweite Verbrennungsmotor nicht umsteuerbar. Bei dieser Ausführung wird also die Änderung des Drehfeldes nicht mehr durch Umsteuern des den elektrischen Generator antreibenden zweiten Verbrennungsmotors, sondern durch den Phasen wendeschalter bewirkt. Dadurch können die für die Umsteuerung erforderlichen Vorrichtungen am zweiten Verbrennungsmotor entfallen, was kostenmäßige Vorteile hat.In an alternative and also currently particularly preferred th version is between the electric drive motor and the electrical generator is a phase change switch and is the second internal combustion engine driving the electric generator not reversible. With this version, the change of No longer by reversing the electric generator driving second internal combustion engine, but through the phases reversing switch causes. This can be used for reversal the necessary devices on the second internal combustion engine are eliminated, which has cost advantages.

Diese Ausführung zeichnet sich nun dadurch aus, daß zum Stoppen des Schiffes die SteuereinrichtungThis version is now characterized in that to stop the Ship's control device

- The phase reversing switch from a first switching position opens,
causes the electric drive motor to brake,
- then the first internal combustion engine to maximum reverse speed reverses,
- regulates the second internal combustion engine to minimum speed,
- After at least approximate frequency match the phases Reverse switch switches to a second switch position in which the phases are reversed, and
- The speed of the second internal combustion engine is increased.

Bei einer weiteren ebenfalls besonders bevorzugten Ausführung ist der elektrische Generator an ein Bordnetz anschaltbar und die Leistung des elektrischen Generators im wesentlichen auf die Bord netzleistung und insbesondere die Hafenbetriebsleistung des Schif fes, z. B. den Entladebetrieb eines Tankers oder den Kühlbetrieb eines Kühlschiffes, abgestimmt. Dabei kann der elektrische Generator über einen Umrichter und einen Transformator an das Bordnetz ange schlossen und eine Blindleistungsmaschine zur Spannungshaltung und Blindlastversorgung des Bordnetzes vorgesehen sein, wobei der Umrichter, der Transformator und die Blindleistungsmaschine auf die Bordnetzleistung bei Seebetrieb abgestimmt sind. Vorzugsweise sind Umrichter mit wahlweiser Umschaltmöglichkeit für bestimmte Betriebs zustände, z. B. Ladepumpenbetrieb, Ballastbetrieb, Kühlpumpen- oder Querstrahlruderbetrieb an den elektrischen Generator zuschaltbar. In another also particularly preferred embodiment the electrical generator can be connected to an electrical system and the Power of the electrical generator essentially on board network performance and in particular the port operating performance of the ship fes, e.g. B. the unloading operation of a tanker or the cooling operation of a cooling ship. The electrical generator via a converter and a transformer to the vehicle electrical system closed and a reactive power machine for voltage maintenance and Reactive load supply of the vehicle electrical system can be provided, the Converter, the transformer and the reactive power machine on the On-board electrical system performance is coordinated with marine operations. Are preferred Inverters with optional switchover options for certain operating conditions conditions, e.g. B. charge pump operation, ballast operation, cooling pump or Lateral thruster operation can be activated on the electric generator.

Bei der letztgenannten Ausführung kann der Umsteuerbetrieb so durchgeführt werden, daß bei Alleinbetrieb des ersten Propellers, während der Phasenwendeschalter geöffnet ist, der elektrische Generator in das Bordnetz speist und der elektrische Antriebsmotor mit dem zweiten Propeller leer mitläuft, zum Zuschalten des elek trischen Antriebsmotors an den elektrischen Generator die Steuer einrichtung nach Beendigung einer erhöhten Bordnetzleistungsver sorgung die Frequenz und die Spannung des elektrischen Generators an die Frequenz und die Spannung des elektrischen Antriebsmotors heranfährt und den Phasenwendeschalter schließt.In the latter embodiment, the reversing operation can do so be carried out so that when the first propeller is operated alone, while the phase change switch is open, the electrical Generator feeds into the electrical system and the electric drive motor runs empty with the second propeller to switch on the elec tric drive motor to the electrical generator control establishment after termination of an increased on-board electrical system power supply supply the frequency and voltage of the electrical generator the frequency and voltage of the electric drive motor drives up and closes the phase reversing switch.

Die Welle des zweiten Propellers kann über ein Getriebe angetrieben werden, wobei mehrere elektrische Antriebsmotoren vorgesehen sein können, die gemeinsam über das Getriebe die Welle des zweiten Propellers antreiben.The shaft of the second propeller can be driven by a gear will be provided, with several electric drive motors can, the shaft of the second Drive propellers.

Ebenso können auch mehrere elektrische Generatoren vorgesehen sein, die gemeinsam oder einzeln von Verbrennungsmotoren angetrieben werden und in Abhängigkeit von verschiedenen Fahr- und Betriebs zuständen zu- und abschaltbar sind. Bei einer solchen Ausführung kann die Steuereinrichtung den Generatoren eine Drehzahl gemeinsam vorgeben und/oder die Generatoren zu- und abschalten. Auch in diesem Fall können die elektrischen Generatoren direkt an das Bordnetz zugeschaltet werden.Likewise, several electrical generators can also be provided, which are driven jointly or individually by internal combustion engines and depending on different driving and operating states can be switched on and off. With such an execution the control device can share a speed with the generators specify and / or switch the generators on and off. Also in this In this case, the electrical generators can be connected directly to the vehicle electrical system be switched on.

Schließlich zeichnet sich eine ebenfalls gegenwärtig besonders bevorzugte Ausführung für einen Tanker mit Ladeölpumpen dadurch aus, daß die Ladeölpumpen von Elektromotoren angetrieben werden und die Leistung der elektrischen Generatoren auf die Leistung der Elek tromotoren der Ladeölpumpen abgestimmt ist.After all, one is also currently special preferred embodiment for a tanker with charging oil pumps, that the charging oil pumps are driven by electric motors and the Power of the electrical generators on the power of the elec motors of the charging oil pumps is matched.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Below are preferred embodiments of the invention explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer ersten Ausführung der Schiffspropulsionsanlage; Fig. 1 is a schematic block diagram of a first embodiment of the Schiffspropulsionsanlage;

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer zweiten Ausführung der Schiffspropulsionsanlage; Fig. 2 is a schematic block diagram of a second embodiment of the Schiffspropulsionsanlage;

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer dritten Ausführung der Schiffspropulsionsanlage und einer zugehörigen elektrischen Anlage für einen Tanker; und Figure 3 is a schematic block diagram of a third embodiment of the Schiffspropulsionsanlage and an associated electrical system for a tanker. and

Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild einer vierten Ausführung der Schiffspropulsionsanlage mitsamt einer zugehörigen elektrischen Anlage. Fig. 4 is a schematic block diagram of a fourth embodiment of the ship propulsion system together with an associated electrical system.

Wie aus den beiliegenden Figuren ersichtlich ist, weisen die dort dargestellten Schiffspropulsionsanlagen einen ersten Propeller 2 und einen zweiten Propeller 4 auf. Der erste Propeller 2 liegt, in Vorwärts-Fahrtrichtung des Schiffes (gemäß der Figuren nach rechts) betrachtet, hinter dem zweiten Propeller 4. Beide Propeller 2, 4 sind koaxial gelagert und sitzen auf koaxial zueinander liegenden, ortsfest gelagerten Wellen 6, 8. Der erste hintere Propeller sitzt auf der inneren Welle 6, während der zweite vordere Propeller 4 auf der äußeren Welle 8 sitzt.As can be seen from the accompanying figures, the ship propulsion systems shown there have a first propeller 2 and a second propeller 4 . The first propeller 2 lies behind the second propeller 4, viewed in the forward direction of travel of the ship (to the right according to the figures). Both propellers 2 , 4 are mounted coaxially and are seated on shafts 6 , 8 , which are mounted coaxially to one another and are stationary. The first rear propeller sits on the inner shaft 6 , while the second front propeller 4 sits on the outer shaft 8 .

Die innere Welle 6 ist mit der Ausgangswelle eines ersten Verbren nungsmotors 14 mechanisch fest gekoppelt. Somit wird der erste hintere Propeller 2 vom ersten Verbrennungsmotor 14 direkt angetrie ben.The inner shaft 6 is mechanically fixedly coupled to the output shaft of a first combustion engine 14 . Thus, the first rear propeller 2 is directly driven by the first internal combustion engine 14 .

Zusätzlich ist mindestens ein elektrisches Aggregat vorgesehen, das aus einem zweiten Verbrennungsmotor 15 und einem von diesem ange triebenen elektrischen Synchrongenerator 16 besteht. Der Synchronge nerator 16 ist über einen Schalter 17 an ein Maschinen-Mittelspan nungsnetz 18 und über einen weiteren Schalter 21 (bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungen) bzw. einen später noch zu beschreibenden Phasenwendeschalter 20 (bei den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungen) an einen elektrischen Antriebsmotor 24 bzw. 24′ zuschaltbar, so daß der elektrische Generator 16 den elektrischen Antriebsmotor 24 speist. Der elektrische Antriebsmotor 24 bzw. 24′ ist über ein Über- oder Untersetzungsgetriebe 32 mit der äußeren Welle 8 gekoppelt und treibt den zweiten vorderen Propeller 4 an. Somit bilden der elektrische Generator 16 und der von diesem gespeiste elektrische Antriebsmotor 24 bzw. 24′ eine sogenannte "elektrische Welle", über die der zweite vordere Propeller 4 vom zweiten Verbrennungsmotor 15 angetrieben wird. Ergänzend sei an dieser Stelle noch angemerkt, daß das Getriebe 32 wahlweise auch weggelassen werden kann, so daß der zweite vordere Propeller 4 auch direkt vom elektrischen Antriebsmotor 24 bzw. 24′ angetrieben werden kann.In addition, at least one electrical unit is provided, which consists of a second internal combustion engine 15 and a driven by this electrical synchronous generator 16 . The Synchronge generator 16 is via a switch 17 to a machine medium voltage supply network 18 and via a further switch 21 (in the versions shown in FIGS . 1 and 2) or a phase reversing switch 20 to be described later (in the in FIGS . illustrated embodiments 3 and 4) to an electric drive motor 24 or 24 'can be activated, so that the electric generator 16 feeds the electric drive motor 24. The electric drive motor 24 or 24 'is coupled via a step-up or step-down gear 32 to the outer shaft 8 and drives the second front propeller 4 . Thus, the electric generator 16 and the electric drive motor 24 and 24 'fed by it form a so-called "electric shaft" via which the second front propeller 4 is driven by the second internal combustion engine 15 . In addition, it should be noted at this point that the gear 32 can optionally be omitted, so that the second front propeller 4 can also be driven directly by the electric drive motor 24 or 24 '.

Die ersten und zweiten Verbrennungsmotoren 14, 15 sind so ausgelegt, daß die Summe ihrer Leistungen im wesentlichen der für das Schiff maximal benötigten Propulsionsleistung entspricht. Demnach ist die maximal benötigte Propulsionsleistung auf die ersten und zweiten Verbrennungsmotoren 14, 15 aufgeteilt, so daß der - bisher als Hauptantriebsmaschine dienende - erste Verbrennungsmotor 14 nur noch einen Teil der für das Schiff maximal benötigten Propulsionsleistung bereitstellen kann. Vorzugsweise sollte der zweite Verbrennungsmotor 15 eine höchstens gleiche Leistung wie oder eine kleinere Leistung als der erste Verbrennungsmotor 14 haben. Erste Berechnungen und Versuche haben gezeigt, daß der vom zweiten Verbrennungsmotor 15 bereitgestellte optimale Anteil bei 25% bis 50% der maximalen Schiffspropulsionsleistung liegt.The first and second internal combustion engines 14 , 15 are designed so that the sum of their outputs essentially corresponds to the maximum propulsion output required for the ship. Accordingly, the maximum propulsion power required is divided between the first and second internal combustion engines 14 , 15 , so that the first internal combustion engine 14 , which previously served as the main drive machine, can only provide part of the maximum propulsion power required for the ship. The second internal combustion engine 15 should preferably have at most the same output as or a lower output than the first internal combustion engine 14 . First calculations and tests have shown that the optimal portion provided by the second internal combustion engine 15 is 25% to 50% of the maximum ship propulsion power.

Natürlich sind im elektrischen Aggregat der zweite Verbrennungsmotor 15 und der elektrische Generator 16 leistungsmäßig aufeinander abgestimmt.In the electrical unit, the second internal combustion engine 15 and the electrical generator 16 are naturally matched to one another in terms of performance.

Um einen möglichst verlustarmen Betrieb zu realisieren und die Investitionskosten zu senken, speist der elektrische Generator 16 direkt und ohne zwischengeschaltete Umrichter den elektrischen Antriebsmotor 24 bzw. 24′.In order to realize a low-loss operation and to reduce the investment costs, the electrical generator 16 feeds directly and without an intermediate converter, the electric drive motor 24 or 24 '.

Zusätzlich ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die in den Figuren mit dem Bezugszeichen 100, 100′, 100′′ bzw. 100′′′ bezeichnet ist. Diese Steuereinrichtung hat zunächst die Aufgabe, daß in jedem Betriebszustand in einem möglichst ökonomischen Betrieb gefahren wird. Auch wenn hier von einer "Steuereinrichtung" gesprochen wird, so sei an dieser Stelle ergänzend darauf hingewiesen, daß diese neben Steuerungs- auch Regelungsfunktionen übernehmen kann. Zusätz lich können auch noch Regler vor Ort an den Verbrennungsmotoren 14, 15, dem elektrischen Generator 16 und dem elektrischen Antriebsmotor 24 vorgesehen sein, welche in den Figuren im einzelnen nicht näher dargestellt sind. Die Steuereinrichtung nimmt über in den Figuren ebenfalls nicht dargestellte Sensoren Betriebsgrößen auf und erzeugt Stellgrößen und/oder Sollwerte. Dies ist in den Figuren durch mit den Motoren, dem Generator und den Schaltern verbundene, nicht näher bezeichnete unterbrochene Leitungen angedeutet. Hierzu sei darauf hingewiesen, daß es sich nur um eine schematische Darstellung dieser Leitungen handelt und daß durchaus noch weitere Leitungen zwischen den einzelnen Komponenten der Anlage und der Steuereinrichtung vorgesehen werden können, welche in den Figuren jedoch nicht dargestellt sind.In addition, a control device is provided, which is denoted in the figures by the reference numerals 100 , 100 ', 100 ''and 100 '''. The first task of this control device is to operate in the most economical possible manner in every operating state. Even if the term "control device" is used here, it should also be pointed out at this point that it can also take on control functions as well as control functions. In addition, regulators can also be provided on site on the internal combustion engines 14 , 15 , the electric generator 16 and the electric drive motor 24 , which are not shown in detail in the figures. The control device records operating variables via sensors, which are also not shown in the figures, and generates manipulated variables and / or setpoints. This is indicated in the figures by interrupted lines, not specified, which are connected to the motors, the generator and the switches. In this regard, it should be pointed out that this is only a schematic representation of these lines and that further lines can certainly be provided between the individual components of the system and the control device, but these are not shown in the figures.

Insbesondere besteht eine Aufgabe der Steuereinrichtung 100, 100′, 100′′ bzw. 100′′′ bei allen Ausführungen gemeinsam darin, daß sie die effektivsten Solldrehzahlwerte an die Verbrennungsmotoren 14, 15 gibt, wenn der elektrische Generator 16 zusätzlich noch in das Mittelspannungsnetz 18 speist und der erste Verbrennungsmotor 14 zwischen einer minimalen und einer maximalen Drehzahl gefahren wird.In particular, it is a task of the control device 100 , 100 ', 100 ''and 100 ''' in all versions in common that it gives the most effective target speed values to the internal combustion engines 14 , 15 when the electric generator 16 is also in the medium voltage network 18th feeds and the first internal combustion engine 14 is driven between a minimum and a maximum speed.

Nachfolgend werden die Besonderheiten der einzelnen dargestellten Ausführungen näher beschrieben. The specifics of each are shown below Descriptions described in more detail.

Die Ausführungen gemäß der Fig. 1 und 2 haben gemeinsam, daß der zweite Verbrennungsmotor 15 umsteuerbar und der von diesem angetrie bene elektrische Generator 16 über den Schalter 21 an den elek trischen Antriebsmotor 24 bzw. 24′ zuschaltbar ist.The embodiments according to FIGS. 1 and 2 have in common that the second internal combustion engine and is connected via the switch 21 to the elec trical drive motor 24 or 24 'can be activated by this reversible 15 is surrounded trie electrical generator 16.

Der elektrische Antriebsmotor 24 bei der Ausführung gemäß Fig. 1 ist als Synchronmotor ausgebildet. Zum Bremsen des elektrischen Antriebsmotors 24 ist ein Bremswiderstand 28 vorgesehen, der mittels eines Schalters 30 an die zum elektrischen Antriebsmotor 24 führende Leitung zugeschaltet wird.The electric drive motor 24 in the embodiment according to FIG. 1 is designed as a synchronous motor. To brake the electric drive motor 24 , a braking resistor 28 is provided, which is connected by means of a switch 30 to the line leading to the electric drive motor 24 .

In Fig. 2 ist eine modifizierte Ausführung dargestellt, bei welcher als elektrischer Antriebsmotor 24 ein Asynchronmotor verwendet wird. Für den Abbremsvorgang wird bei dieser Ausführung über einen Trans formator 22 mit Hilfe eines Schalters 23 ein Gleichrichter 27 mit seinem Eingang an das Mittelspannungsnetz 18 zugeschaltet, während sein Gleichspannungsausgang über einen Schalter 25 an zwei Phasen des elektrischen Antriebsmotors 24 angeschlossen ist; auf diese Weise läßt sich eine sogenannte Gleichstrombremsung durchführen. FIG. 2 shows a modified embodiment in which an asynchronous motor is used as the electric drive motor 24 . For the braking process is in this embodiment via a transformer 22 with the help of a switch 23, a rectifier 27 connected with its input to the medium-voltage network 18 , while its DC voltage output is connected via a switch 25 to two phases of the electric drive motor 24 ; In this way, so-called DC braking can be carried out.

Ebenfalls ist es auch denkbar, den elektrischen Antriebsmotor 24 bzw. 24′ durch Rückspeisung ins Mittelspannungsnetz 18 generatorisch zu bremsen.It is also conceivable to regeneratively brake the electric drive motor 24 or 24 'by feeding it back into the medium-voltage network 18 .

Die Steuereinrichtung 100 bzw. 100′ der Ausführungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 gibt den Verbrennungsmotoren 14, 15 gemeinsame, propor tional zueinander verlaufende Drehzahlsollwerte für Vorausfahrt, Umsteuern und Stoppen des Schiffes vor, wenn die Verbrennungsmotoren 14, 15 allein zur Propulsion dienen.The control device 100 or 100 'of the embodiments according to FIGS. 1 and Fig. 2 are in front of the internal combustion engines 14, 15 common propor tional to each other running speed command values for forward travel, reversing and stopping of the vessel when the internal combustion engines 14, 15 only serve for Propulsion .

Bei Manöverfahrten berücksichtigt die Steuereinrichtung 100 bzw. 100′ zusätzlich die hydrodynamischen Auswirkungen des einen Propel lers auf den anderen, um das Anfahren und Umsteuern zu erleichtern, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. When maneuvering, the control device 100 and 100 'additionally takes into account the hydrodynamic effects of one propeller on the other in order to facilitate starting and reversing, as will be explained in more detail below.

Es gibt nun Betriebszustände, bei welchen der elektrische Generator 16 nicht für die Propulsion genutzt wird, sondern seine Energie zu anderen Zwecken in das Mittelspannungsnetz 18 speist. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Tankschiff den Entladebetrieb allein mit Hilfe der vom elektrischen Generator 16 gelieferten Energie ausführen. Danach kann mit Hilfe des ersten Verbrennungsmotors 14, der hierzu die Funktion der bisherigen Hauptmaschine übernimmt, der erste hintere Propeller 2 betrieben werden, während der zweite vordere Propeller 4 nur mitgeschleppt wird, da der elektrische Antriebsmotor 24 vom elektrischen Generator 16 abgeschaltet ist. Bei Hafen- und Revierfahrt kann somit die vom elektrischen Generator 16 gelieferte Energie auch für die Aufnahme von Wasserballast und für den Betrieb von Bug- und Heckstrahlrudern verwendet werden, so daß das Schiff auch voll manövrierfähig bleibt.There are now operating states in which the electric generator 16 is not used for the propulsion, but rather feeds its energy into the medium-voltage network 18 for other purposes. In this way, for example, a tanker can carry out the unloading operation using only the energy supplied by the electrical generator 16 . Thereafter, with the help of the first internal combustion engine 14 , which takes over the function of the previous main machine, the first rear propeller 2 can be operated, while the second front propeller 4 is only towed because the electric drive motor 24 is switched off by the electric generator 16 . During harbor and hunting trips, the energy supplied by the electrical generator 16 can thus also be used to hold water ballast and to operate bow and stern thrusters, so that the ship remains fully maneuverable.

Die Steuereinrichtung 100 bzw. 100′ ermittelt nun die überschüssige Leistung des elektrischen Generators 16 und gibt dann die Freigabe für das Zuschalten des elektrischen Antriebsmotors 24 bzw. 24′ an den elektrischen Generator 16 für den Fahrtzustand des Schiffes. Für das Zuschalten des elektrischen Generators 16 läuft der zweite Ver brennungsmotor 15 nahe seiner minimalen Drehzahl, wobei der Schalter 21 noch geöffnet bleibt. Da der zweite vordere Propeller 4 vom ersten hinteren Propeller 2 strömungsmäßig beaufschlagt wird, wird der zweite Propeller 4 und somit der elektrische Antriebsmotor 24 bzw. 24′ in Rotation versetzt. Der elektrische Antriebsmotor 24 bzw. 24′ wird auf Leerlauferregung erregt, und zwar mit einer Konstant- Regelung des Spannungs-Frequenz-Verhältnisses. Dann wird die Dreh zahl des ersten Verbrennungsmotors 14 von der Steuereinrichtung 100 bzw. 100′ so weit gesteuert verändert, daß sich die Schleppdrehzahl des zweiten vorderen Propellers 4 bzw. die Frequenz des elektrischen Antriebsmotors 24 bzw. 24′ der Frequenz des elektrischen Generators 16 nähert, so daß anschließend der Schalter 21 geschlossen und somit der elektrische Generator 16 an den elektrischen Antriebsmotor 24 bzw. 24′ zugeschaltet und zusynchronisiert wird. Ggf. wird hierzu die Drehzahl des ersten Verbrennungsmotors 14 durch die Steuer einrichtung 100 bzw. 100′ vorübergehend leicht erhöht.The control device 100 and 100 'now determines the excess power of the electric generator 16 and then gives the release for switching on the electric drive motor 24 or 24 ' to the electric generator 16 for the cruising condition of the ship. For switching on the electric generator 16 , the second internal combustion engine 15 runs close to its minimum speed, the switch 21 still remaining open. Since the second front propeller 4 is acted upon in terms of flow by the first rear propeller 2 , the second propeller 4 and thus the electric drive motor 24 or 24 'are set in rotation. The electric drive motor 24 or 24 'is excited to idle excitation, with constant control of the voltage-frequency ratio. Then the speed of the first internal combustion engine 14 is changed by the control device 100 or 100 'controlled so far that the towing speed of the second front propeller 4 or the frequency of the electric drive motor 24 or 24 ' approaches the frequency of the electric generator 16 , so that the switch 21 is then closed and thus the electric generator 16 is switched on and synchronized to the electric drive motor 24 or 24 '. Possibly. For this purpose, the speed of the first internal combustion engine 14 is temporarily slightly increased by the control device 100 or 100 '.

Während bei der Ausführung gemäß Fig. 1 die Frequenz des elek trischen Antriebsmotors (Synchronmotors) 24 mit der Frequenz des elektrischen Generators 16 möglichst übereinstimmen soll, kann bei der Ausführung gemäß Fig. 2 der Schalter 21 bereits bei noch vorhandenem minimalen Schlupf zwischen der Frequenz des elektrischen Antriebsmotors (Asynchronmotors) 24′ und des elektrischen Generators 16 problemlos geschlossen werden.1 in the embodiment of FIG. 1, the frequency of the elec trical drive motor (synchronous motor) 24 should match the frequency of the electrical generator 16 as far as possible, in the embodiment according to FIG. 2, the switch 21 can already have a minimal slip between the frequency of the electric drive motor (asynchronous motor) 24 'and the electrical generator 16 can be closed easily.

Das Zuschalten des elektrischen Generators 16 kann auf die gleiche Weise auch bei stehendem Schiff erfolgen, indem die Drehzahl des ersten Verbrennungsmotors 14 für das Zusynchronisieren kurzzeitig stärker erhöht wird.The electrical generator 16 can be switched on in the same way even when the ship is at a standstill, by briefly increasing the speed of the first internal combustion engine 14 for synchronization.

Ist bei höherer Schiffsgeschwindigkeit aufgrund erhöhter Schlepp drehzahl des zweiten vorderen Propellers 4 die Frequenz des - noch leerlaufenden - elektrischen Antriebsmotors 24 bzw. 24′ bereits größer als die Frequenz des elektrischen Generators 16, wenn der zweite Verbrennungsmotor 15 diesen nur mit minimaler Drehzahl antreibt, so ist eine Anpassung der Frequenz auch durch von der Steuereinrichtung 100 bzw. 100′ beeinflußtes Drehzahlstellen des zweiten Verbrennungsmotors 15 für das Zusynchronisieren möglich.Is at higher ship speed due to increased towing speed of the second front propeller 4, the frequency of the - still idling - electric drive motor 24 or 24 'is already greater than the frequency of the electric generator 16 when the second internal combustion engine 15 drives this only at minimum speed, so an adjustment of the frequency is also possible by the control device 100 or 100 'influenced speed setting of the second internal combustion engine 15 for synchronization.

Das Umsteuern bei kleinerer Fahrt oder im Stillstand des Schiffes erfolgt in ähnlicher Weise durch Ausnutzen der hydrodynamischen Kopplung der beiden Propeller 2, 4, indem der Schalter 21 von der Steuereinrichtung 100 bzw. 100′ geöffnet wird, während der erste Verbrennungsmotor 14 von der Steuereinrichtung 100 bzw. 100′ umge steuert und dann kurz auf hohe Rückwärtsdrehzahlen gebracht wird, so daß der nun leerlaufende zweite vordere Propeller 4 durch die Anströmung vom ersten hinteren Propeller 2 ebenfalls in Rückwärts drehung versetzt wird. Währenddessen wird der zweite Verbrennungs motor 15 ebenfalls umgesteuert, so daß nun der elektrische Generator 16 in entgegengesetzter Richtung angetrieben wird. Dabei wird zunächst der zweite Verbrennungsmotor 15 durch die Steuereinrichtung 100 bzw. 100′ auf minimaler Drehzahl gehalten, so daß sich die Frequenz des vom zweiten vorderen Propeller 4 angetriebenen elek trischen Antriebsmotors 24 bzw. 24′ der Frequenz des elektrischen Generators 16 schnell nähert und bei Unterschreiten einer vorgegebe nen Differenzfrequenz der Schalter 21 wieder geschlossen werden kann. Anschließend wird das weitere Umsteuern des zweiten Verbren nungsmotors 15 und damit verbundene negative Hochlaufen des elek trischen Generators 16 durch das weitere Anströmen des zweiten vorderen Propellers 4 durch den ersten hinteren Propeller 2 erleich tert, so daß dann beide Verbrennungsmotoren 14, 15 von der Steuer einrichtung 100 bzw. 100′ gemeinsam hochgefahren werden können.The reversal during a short trip or when the ship is at a standstill is carried out in a similar manner by utilizing the hydrodynamic coupling of the two propellers 2 , 4 by opening the switch 21 from the control device 100 or 100 ', while the first internal combustion engine 14 is controlled by the control device 100 or 100 'controls and then briefly brought to high reverse speeds, so that the now idling second front propeller 4 is also set in reverse rotation by the flow from the first rear propeller 2 . Meanwhile, the second internal combustion engine 15 is also reversed so that the electric generator 16 is now driven in the opposite direction. First, the second internal combustion engine 15 is kept at a minimum speed by the control device 100 or 100 ', so that the frequency of the electric propulsion motor 24 or 24 ' driven by the second front propeller 4 'quickly approaches the frequency of the electric generator 16 and at Falling below a predetermined differential frequency of the switch 21 can be closed again. Subsequently, the further reversal of the second combus- tion engine 15 and associated negative run-up of the elec tric generator 16 is facilitated by the further inflow of the second front propeller 4 by the first rear propeller 2 , so that then both internal combustion engines 14 , 15 from the control device 100 or 100 'can be started up together.

Durch die Ausnutzung der hydrodynamischen Kopplung zwischen beiden Propellern 2, 4 läßt sich bei Stoppen des Schiffes aus voller Fahrt oder bei Notstop eine erhebliche Reduzierung der Stoppzeiten errei chen.By utilizing the hydrodynamic coupling between the two propellers 2 , 4 , a considerable reduction in the stopping times can be achieved when the ship stops at full speed or in the event of an emergency stop.

Bisher mußte bei Dieselschiffen zunächst einige Zeit abgewartet werden, bis nach Fahrtverminderung eine Umsteuerung des Diesels durch Gegenluft vorgenommen werden konnte.Until now, diesel ships had to wait some time until the diesel is reduced, could be done by counter air.

Zum Stoppen des Schiffes wird zunächst der Schalter 21 geöffnet und anschließend wird der Schalter 30 bei der Ausführung gemäß Fig. 1 bzw. werden die Schalter 23, 25 bei der Ausführung gemäß Fig. 2 von der Steuereinrichtung 100 bzw. 100′ geschlossen. Auf diese Weise wird der elektrische Antriebsmotor 24 bzw. 24′ - durch eine Wider stands- oder Kurzschlußbremsung bei der Ausführung gemäß Fig. 1 oder eine Gleichstrombremsung bei der Ausführung gemäß Fig. 2 - gezielt abgebremst, indem er von der Steuereinrichtung 100 bzw. 100′ im vierten Quadranten der Robinson-Kurve betrieben wird. Dadurch wirkt der zweite vordere Propeller 4 als Turbine und vermindert die Ausströmung des ersten hinteren Propellers 2. Der erste hintere Propeller 2 wird dadurch innerhalb kürzester Zeit soweit entlastet, daß der erste Verbrennungsmotor 14 sofort umgesteuert werden kann. Gleichzeitig wird der Schalter 30 bei der Ausführung gemäß Fig. 2 bzw. werden die Schalter 23, 25 bei der Ausführung gemäß Fig. 2 wieder geöffnet, so daß die Bremsschaltung aufgelöst wird und der zweite hintere Propeller 4 mit dem elektrischen Antriebsmotor 24 bzw. 24′ nun leer mitläuft. Durch Erhöhung der Rückwärtsdrehzahl des ersten Verbrennungsmotors 14 strömt dann der erste hintere Propeller den - leerlaufenden - zweiten vorderen Propeller 4 so weit an, daß er ebenfalls in Rückwärtsdrehung versetzt wird. Anschließend kann der elektrische Antriebsmotor 24 bzw. 24′ in der zuvor beschriebenen Weise wieder an den elektrischen Generator 16 zugeschaltet werden, und es kann dann mit der gesamten von den Verbrennungsmotoren 14, 15 erzeugten Energie optimal gestoppt werden.To stop the ship, the switch 21 is first opened and then the switch 30 in the embodiment according to FIG. 1 or the switches 23 , 25 in the embodiment according to FIG. 2 are closed by the control device 100 or 100 '. In this way, the electric drive motor 24 or 24 '- by a resistance or short circuit braking in the embodiment according to FIG. 1 or DC braking in the embodiment according to FIG. 2 - braked specifically by the control device 100 or 100th 'Is operated in the fourth quadrant of the Robinson curve. As a result, the second front propeller 4 acts as a turbine and reduces the outflow of the first rear propeller 2 . The first rear propeller 2 is thus relieved within a very short time so that the first internal combustion engine 14 can be reversed immediately. At the same time, the switch 30 in the embodiment according to FIG. 2 or the switches 23 , 25 in the embodiment according to FIG. 2 are opened again, so that the brake circuit is released and the second rear propeller 4 with the electric drive motor 24 or 24 'Now runs empty. By increasing the reverse speed of the first internal combustion engine 14 , the first rear propeller then flows against the - idling - second front propeller 4 to such an extent that it is also set in reverse rotation. Subsequently, the electric drive motor 24 or 24 'can be switched on again to the electrical generator 16 in the manner described above, and it can then be optimally stopped with all the energy generated by the internal combustion engines 14 , 15 .

Während der zuvor geschilderten Umsteuer- und Stopp-Betriebe kann der elektrische Generator 16, insbesondere wenn der zweite Ver brennungsmotor 15 auf minimaler Drehzahl läuft, auch zusätzlich in das Mittelspannungsnetz 18 und ein damit gekoppeltes Bordnetz speisen und gilt damit als Bordnetz-Hauptaggregat nach den Vor schriften der Klassifikationsgesellschaften.During the previously described reversing and stopping operations, the electric generator 16 , in particular when the second internal combustion engine 15 is running at minimum speed, can also additionally feed into the medium-voltage network 18 and an on-board network connected to it, and is therefore considered to be the on-board network main unit according to the previous version writings of the classification societies.

Der elektrische Antriebsmotor 24 kann auch bei Notbetrieb, d. h. bei Ausfall des ersten Verbrennungsmotors 14, allein durch sogenannte "Hochlaufsynchronisation" aus dem Stand hochgefahren werden, indem bereits vor Hochlauf des zweiten Verbrennungsmotors 15 der elek trische Generator 16 durch Schließen der Schalter 17, 21 an den elektrischen Antriebsmotor 24 zugeschaltet wird und bei Hochlauf des zweiten Verbrennungsmotors 15 den elektrischen Antriebsmotor 24 "mitzieht". Dabei kann das vorübergehende Anlassen des ersten Verbrennungsmotors 14 durch Luft den Hochlauf über die hydrodynami sche Kopplung der beiden Propeller 2, 4 verbessern. The electric drive motor 24 can also be started up in standby mode, ie in the event of failure of the first internal combustion engine 14 , solely by so-called "run-up synchronization" by already before the second internal combustion engine 15 starts up, the electric generator 16 by closing the switches 17 , 21 the electric drive motor 24 is switched on and "pulls" the electric drive motor 24 when the second internal combustion engine 15 starts up. The temporary starting of the first internal combustion engine 14 by air can improve the run-up via the hydrodynamic coupling of the two propellers 2 , 4 .

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführung einer Schiffspropulsions anlage dargestellt, die sich von den zuvor beschriebenen beiden Ausführungen dadurch unterscheidet, daß anstelle eines einfachen Ein-Aus-Motorschalters 21 ein Phasenwendeschalter 20 vorgesehen ist. Dieser Phasenwendeschalter 20 funktioniert ähnlich wie ein Umschal ter und läßt sich von einer ersten Schaltstellung über eine Aus- Stellung in eine zweite Schaltstellung schalten, wobei in der zweiten Schaltstellung die Phasen gegenüber der ersten Schaltstel lung derart gegenseitig vertauscht sind, daß sich das Drehfeld im elektrischen Antriebsmotor 24 in entgegengesetzter Richtung dreht, wodurch der elektrische Antriebsmotor 24 dann in entgegengesetzter Richtung läuft.In Fig. 3, a further embodiment of a ship propulsion system is shown, which differs from the two versions described above in that a phase reversing switch 20 is provided instead of a simple on-off motor switch 21 . This phase change switch 20 works similarly to a changeover ter and can be switched from a first switch position via an off position to a second switch position, with the phases in the second switch position being mutually interchanged with respect to the first switch position in such a way that the rotating field is electrical Drive motor 24 rotates in the opposite direction, whereby the electric drive motor 24 then runs in the opposite direction.

Durch die Anordnung eines derartigen Phasenwendeschalters 20 ent fällt das Erfordernis, den den elektrischen Generator 16 antreiben den zweiten Verbrennungsmotor 15 umsteuern zu müssen. Vielmehr können der zweite Verbrennungsmotor 15 und der von diesem angetrie bene elektrische Generator 16 stets in der gleichen Drehrichtung betrieben werden. Die Umsteuerung, d. h. die Änderung der Drehrich tung des Drehfeldes, wird nun vom Phasenwendeschalter 20 übernommen. Das aus dem zweiten Verbrennungsmotor 15 und dem elektrischen Generator 16 gebildete Aggregat läuft stets in die gleiche Richtung. Dies erlaubt eine konstante Speisung des Mittelspannungsnetzes 18, sofern überschüssige Energie vom elektrischen Generator 16 vorhanden ist.The arrangement of such a phase change switch 20 ent eliminates the need to drive the electric generator 16 to reverse the second internal combustion engine 15 . Rather, the second internal combustion engine 15 and the electric generator 16 driven by it can always be operated in the same direction of rotation. The reversal, ie the change in the direction of rotation of the rotating field, is now taken over by the phase reversing switch 20 . The unit formed from the second internal combustion engine 15 and the electrical generator 16 always runs in the same direction. This allows the medium-voltage network 18 to be supplied with a constant supply if there is excess energy from the electrical generator 16 .

Mit der Ausführung gemäß Fig. 3 lassen sich die unterschiedlichen Betriebsarten in gleicher Weise durchführen, wie bei den beiden zuvor beschriebenen Ausführungen. Der Unterschied besteht insbeson dere beim Umsteuern darin, daß zum Zuschalten des elektrischen Generators 16 an den elektrischen Antriebsmotor 24 der Phasenwende schalter 20 in eine andere Schaltstellung geschaltet wird, als er sich vor dem Abschalten befand, wodurch die Drehrichtung des Dreh feldes nun entgegengesetzt ist. Das Umsteuern des zweiten Verbren nungsmotors 15 entfällt, was einen betriebstechnischen Vorteil darstellt.With the embodiment of FIG. 3, the different modes in the same manner can be performed, as in the two previously described embodiments. The difference is in particular when reversing that to switch the electrical generator 16 to the electric drive motor 24 of the phase change switch 20 is switched to a different switching position than it was before switching off, so that the direction of rotation of the rotating field is now opposite. The reversal of the second combustion engine 15 is eliminated, which is an operational advantage.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 kann als elektrischer Antriebsmotor wahlweise ein Synchronmotor 24 oder ein Asynchronmotor 24′ verwendet werden. Dementsprechend kann zum Abbremsen des elektrischen An triebsmotors 24 bzw. 24′ der Bremswiderstand 28 oder der Gleichrich ter 27 zugeschaltet werden.In the embodiment according to FIG. 3, a synchronous motor 24 or an asynchronous motor 24 'can optionally be used as the electric drive motor. Accordingly, the braking resistor 28 or the rectifier ter 27 can be switched on to brake the electric drive motor 24 or 24 '.

Wie Fig. 3 zusätzlich zu entnehmen ist, können an das Mittelspan nungsnetz 18 bevorzugt elektrische Aggregate angeschlossen sein, die eine hohe Leistung benötigen. Auf diese Weise können diese elek trischen Aggregate direkt vom elektrischen Generator gespeist werden. Bei solchen elektrischen Aggregaten handelt es sich bevor zugt um Elektromotoren höherer Leistung, die beispielsweise Ballast pumpen BP und Bugstrahlruder BT und ST sowie - im Falle eines Tankers - Ladeölpumpen LP antreiben, wie in Fig. 3 angedeutet ist. Die Elektromotoren sind über Wechselrichter 42 und 26 an das Mittel spannungsnetz 18 angeschlossen.As can also be seen in FIG. 3, electrical units that require high power can preferably be connected to the medium-voltage network 18 . In this way, these electrical units can be fed directly from the electrical generator. Such electrical units are preferably electric motors of higher power, which, for example, drive ballast pumps BP and bow thrusters BT and ST and - in the case of a tanker - charge oil pumps LP, as indicated in FIG. 3. The electric motors are connected to the medium voltage network 18 via inverters 42 and 26 .

Über den Wechselrichter 26 und einen nachgeschalteten Transformator 44 ist - insbesondere im Fahrbetrieb - das Mittelspannungsnetz 18 mit einem Niederspannungs-Bordnetz 50 elektrisch koppelbar. Das Bordnetz 50 versorgt die üblichen elektrischen Verbraucher eines Schiffes bei Seebetrieb. Ferner ist mindestens ein aus einem Hilfs diesel und einem diesen antreibenden elektrischen Generator beste hendes Aggregat 34 vorgesehen, welches in das Bordnetz 50 alternativ speisen kann. Zusätzlich ist zur Spannungshaltung und Blindlastver sorgung des Bordnetzes 50 eine Blindleistungsmaschine 46 an das Bordnetz 50 zuschaltbar.The medium-voltage network 18 can be electrically coupled to a low-voltage on-board network 50 via the inverter 26 and a downstream transformer 44 , in particular when driving. The electrical system 50 supplies the usual electrical consumers of a ship when operating at sea. Furthermore, at least one unit 34 consisting of an auxiliary diesel and an electric generator driving this is provided, which can alternatively feed into the electrical system 50 . In addition to maintaining voltage and Blindlastver supply of the vehicle electrical system 50, a reactive power machine 46 switched to the power supply 50th

Die Leistung des elektrischen Generators 16 kann im wesentlichen auf die vom Mittelspannungsnetz 18 und Bordnetz 50 benötigte Leistung, insbesondere die erhöhte Hafenbetriebsleistung, z. B. den Entladebe trieb eines Tankers oder den Kühlbetrieb eines Kühlschiffes abge stimmt sein. Der Umrichter 26 ist so ausgebildet und dimensioniert, daß er elektrische Energie für den Schiffshilfsbetrieb bei Seefahrt liefern und wahlweise in beiden Richtungen übertragen kann und im wesentlichen auch auf die Gesamtleistung des elektrischen Generators 16 ausgelegt ist. Letzteres gilt auch für den Transformator 44. In diesem Fall ist die Netzversorgung durch den elektrischen Generator 16 bei allen Fahrzuständen des Schiffes, selbst im Hafen, gewähr leistet. Somit gilt das aus zweitem Verbrennungsmotor 15 und elek trischem Generator 16 bestehende Aggregat als ein von den Klassifi kationsgesellschaften gefordertes Hauptbordnetzaggregat. Daher kann ein Bordnetzaggregat 34 eingespart werden.The power of the electrical generator 16 can essentially be based on the power required by the medium-voltage network 18 and the on-board network 50 , in particular the increased port operating power, e.g. B. the Entladebe operated a tanker or the cooling operation of a cooling ship abge agrees. The converter 26 is designed and dimensioned in such a way that it can supply electrical energy for auxiliary ship operation in seafaring and can optionally transmit it in both directions and is essentially also designed for the total power of the electrical generator 16 . The latter also applies to transformer 44 . In this case, the mains supply by the electrical generator 16 is guaranteed in all driving conditions of the ship, even in the port. Thus, the unit consisting of a second internal combustion engine 15 and an electric generator 16 is considered to be a main on-board power supply unit required by the classification societies. An on-board power supply unit 34 can therefore be saved.

Auch bei dieser Ausführung kann das Schiff wahlweise nur von dem ersten hinteren Propeller 2 angetrieben werden. Für diese Betriebs art ist dann der Phasenwendeschalter 20 in seine Aus-Stellung geschaltet bzw. geöffnet. Der elektrische Generator 16 speist dann in das Mittelspannungsnetz 18 und in das Bordnetz 50, insbesondere wenn eine erhöhte Leistung z. B. für die Ballastpumpen BP oder die Bugstrahlruder BT und BS benötigt wird. Dabei läuft dann der elek trische Antriebsmotor 24 bzw. 24′ mit dem zweiten vorderen Propeller 4 leer mit. Nach Beendigung der erhöhten Netzeinspeisung fährt die Steuereinrichtung 100′′ über den zweiten Verbrennungsmotor 15 den von diesem angetriebenen elektrischen Generator 16 mit seiner Frequenz an die Frequenz des leerlaufenden elektrischen Antriebsmotors 24 und bei einer "U/f = Konstant"-Regelung (U: Spannung; f: Frequenz) auch die Spannung des elektrischen Generators 16 an die Spannung des elektrischen Antriebsmotors 24 heran und schließt dann den Phasen wendeschalter 20 zur Zusynchronisation.In this embodiment, too, the ship can optionally only be driven by the first rear propeller 2 . For this type of operation, the phase reversing switch 20 is then switched into its open position or opened. The electrical generator 16 then feeds into the medium-voltage network 18 and into the on-board network 50 , in particular when an increased power, for. B. for the ballast pumps BP or the bow thrusters BT and BS is required. The electric drive motor 24 or 24 'then runs empty with the second front propeller 4 . After completion of the increased power supply, the control device 100 '' via the second internal combustion engine 15 drives the electric generator 16 driven by it with its frequency to the frequency of the idling electric drive motor 24 and with a "U / f = constant" control (U: voltage ; f: frequency) also the voltage of the electric generator 16 to the voltage of the electric drive motor 24 and then closes the phase reversing switch 20 for synchronization.

In Fig. 4 ist eine vierte Ausführung dargestellt, die sich von der Ausführung gemäß Fig. 3 dadurch unterscheidet, daß anstelle eines aus einem Verbrennungsmotor 15 und einem von diesem angetriebenen elektrischen Generator 16 bestehenden Aggregates mehrere, hier drei, Aggregate 52, 53 und 54 zur Speisung des elektrischen Antriebsmotors 24 bzw. 24′ und ggf. des Mittelspannungsnetzes 18 vorgesehen sind. Die Aggregatleistung ist also bei dieser Ausführung auf die mehreren Aggregate 52, 53 und 54 aufgeteilt, die von der Steuereinrichtung 100′′′ in Abhängigkeit von den verschiedenen Betriebszuständen über die Schalter 17 zu- und abschaltbar sind. FIG. 4 shows a fourth embodiment, which differs from the embodiment according to FIG. 3 in that instead of an assembly consisting of an internal combustion engine 15 and an electric generator 16 driven by it, several, here three, assemblies 52 , 53 and 54 for supplying the electric drive motor 24 or 24 'and possibly the medium voltage network 18 are provided. The unit output is thus divided in this embodiment over the several units 52 , 53 and 54 , which can be switched on and off by the control device 100 '''depending on the different operating states via the switch 17 .

Vorzugsweise können die drei Aggregate 52, 53 und 54 als Kraftwerks block unter einer "U/f = Konstant"-Regelung betrieben werden.Preferably, the three units 52 , 53 and 54 can be operated as a power plant block under a "V / f = constant" control.

Außerdem unterscheidet sich die Ausführung gemäß Fig. 4 von der Ausführung gemäß Fig. 3 zusätzlich noch dadurch, daß Elektromotoren 60 von Hochleistungsverbrauchern jeweils direkt an die elektrischen Generatoren der Aggregate 52 bis 54 angeschlossen sind. Insoweit muß die Leistung der elektrischen Generatoren der Aggregate 52 bis 54 auf die Leistung der Elektromotoren 60 ausgelegt sein, so daß die Elektromotoren 60, die beispielsweise - im Falle eines Tankers - Ölladepumpen antreiben, im Hafen durch die Aggregate 52 bis 54 drehzahlgeregelt gefahren werden können und auf Umrichter verzichtet werden kann.In addition, the embodiment according to FIG. 4 differs from the embodiment according to FIG. 3 in that electric motors 60 of high-performance consumers are each connected directly to the electrical generators of the units 52 to 54 . In this respect, the power of the electrical generators of the units 52 to 54 must be designed for the power of the electric motors 60 , so that the electric motors 60 , which, for example - in the case of a tanker - drive oil-charging pumps, can be driven in speed by the units 52 to 54 in the port and there is no need for converters.

Ggf. können die Aggregate 52 bis 54 über den Transformator 44 auch direkt auf das Bordnetz 50 geschaltet werden.Possibly. The units 52 to 54 can also be connected directly to the vehicle electrical system 50 via the transformer 44 .

Im übrigen ist die Betriebsweise der Ausführung gemäß Fig. 4 die gleiche wie bei der Ausführung gemäß Fig. 3.Otherwise, the mode of operation of the embodiment according to FIG. 4 is the same as that of the embodiment according to FIG. 3.

Ergänzend sei noch darauf hingewiesen, daß natürlich auch die Leistung des elektrischen Antriebsmotors 24 bzw. 24′ auf mehrere elektrische Motoren aufgeteilt werden kann, die dann gemeinsam über ein Getriebe die Welle 8 des zweiten vorderen Propellers 4 antrei ben.In addition, it should also be pointed out that, of course, the power of the electric drive motor 24 or 24 'can be divided into several electric motors, which then drive ben the shaft 8 of the second front propeller 4 together via a gear.

Claims

1. ship propulsion system with two counter rotating propellers ( 2 , 4 ), of which the first propeller ( 2 ) from at least a first internal combustion engine ( 14 ) and the second propeller ( 4 ) in the opposite direction from at least one electric drive motor ( 24 ; 24 ' is) is driven, which is fed by at least one electrical generator (16), and on coaxial and fixed to each other arranged rotatable about its longitudinal axis shafts (6, sitting 8), characterized in that the electric drive motor (24; 24 ' ) feeding electrical generator ( 16 ) is driven by at least one power-wise on the electrical generator's ( 16 ) second internal combustion engine ( 15 ), the first and second internal combustion engines ( 14 , 15 ) being designed so that the sum of their outputs essentially corresponds to the maximum required Propulsionslei for the ship, and that a control device ( 100 ; 100 '; 1st 00 ''; 100 ''') is provided, which, when the first and second combustion engines ( 14 , 15 ) are used only for propulsion, the internal combustion engines ( 14 , 15 ) a common, proportional speed behavior for driving ahead, reversing and stopping the ship pretends.

2. Plant according to claim 1, characterized in that the electric generator ( 16 ) feeds the electric drive motor ( 24 ; 24 ') directly without a converter.

3. Installation according to claim 1 or 2, characterized in that the second internal combustion engine ( 15 ) has approximately the same power as or a smaller power than the first internal combustion engine ( 14 ).

4. Plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control device ( 100 ; 100 '; 100 ''; 100 ''') sets the speeds of the internal combustion engines ( 14 , 15 ) such that essentially always a total economical operation is driven.

5. Installation according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control device ( 100 ; 100 '; 100 ''; 100 ''') when maneuvering the ship also the hydrodynamic effects of one propeller ( 2 ) on the other ( 4 ) considered.

6. Plant according to claim 5, characterized in that for braking the ship, the control device ( 100 ; 100 '; 100 ''; 100 ''') first the electric drive motor ( 24 ; 24 ') in an effective area of the fourth quadrant operates the Robinson curve and reverses the first internal combustion engine ( 14 ) when the first propeller ( 2 ) is hydrodynamically relieved by the second propeller ( 4 ), the first propeller ( 2 ) preferably being located behind the second propeller ( 4 ) in the forward direction.

7. Plant according to claim 6, characterized in that the control device ( 100 ; 100 '; 100 ''; 100 ''') reverses the second internal combustion engine ( 15 ) during or after reversing the first internal combustion engine ( 14 ).

8. Plant according to claim 7, characterized in that the control device ( 100 ; 100 '; 100 ''; 100 ''') controls the reversal in such a way that the negative run-up of the second internal combustion engine ( 15 ) by flow against the second propeller lers ( 4 ) is facilitated by the first propeller ( 2 ).

9. Plant according to one of claims 1 to 8, characterized in that the electric drive motor ( 24 ) is a synchronous motor and the electrical generator ( 16 ) is a synchronous generator.

10. Plant according to one of claims 1 to 9, characterized in that the electric drive motor ( 24 ; 24 ') for braking can be short-circuited or connected to a resistor ( 28 ) or an electrical system ( 18 ).

11. Installation according to one of claims 8 to 10, characterized in that the control device ( 100 ; 100 '; 100 ''; 100 ''') switches off the electric drive motor ( 24 ; 24 ') from the electric generator ( 16 ), one Short-circuit or resistance braking of the electric drive motor ( 24 ; 24 ') causes and before and after reversing the first internal combustion engine ( 14 ) the electric generator ( 16 ) to the electric drive motor ( 15 ) is synchronized and switched on.

12. Plant according to claim 11, characterized in that when operating the first propeller ( 2 ) to switch on the electric drive motor ( 24 ; 24 ') to the electric generator ( 16 ), the control device ( 100 ; 100 '; 100 ''; 100 ''') Sets the speed of the first internal combustion engine ( 15 ) in such a way that the idling second propeller ( 4 ) receives a speed due to the flow effect of the first propeller ( 2 ), which activates the electric drive motor ( 24 ; 24 ' at least approximately synchronously) ) to the electrical generator ( 16 ).

13. Plant according to claim 12, characterized in that at low speed of the first propeller ( 2 ), the control device ( 100 ; 100 '; 100 ''; 100 ''') increases the speed of the first internal combustion engine ( 14 ) at least briefly.

14. Plant according to one of claims 1 to 13, characterized in that the electric drive motor ( 24 ') is an asynchronous motor.

15. Plant according to claim 14, 12 or 13, characterized in that the control device ( 100 ') the elec trical drive motor ( 24 ') switches on with little slip.

16. Plant according to one of claims 1 to 15, characterized in that between the electric drive motor ( 24 ; 24 ') and the electric generator ( 16 ) a phase reversing switch ter ( 20 ) is connected and the electric generator ( 16 ) to driving second internal combustion engine ( 15 ) is not reversible.

17. Plant according to claims 6 and 16, characterized in that to stop the ship, the control device ( 100 ''; 100 ''')

- Braking the electric drive motor ( 24 ; 24 ') causes
- then reverses the first internal combustion engine ( 14 ) to the maximum reverse speed,
- When regenerative braking into the vehicle electrical system ( 18 ) opens the phase switch ( 20 ) or switches off the short circuit or resistor ( 28 ) in the event of short-circuit or resistance braking,
- The frequency of the electric generator ( 16 ) by speed control of the second internal combustion engine ( 15 ) approaches the frequency of the electric drive motor ( 24 ) driven by the flow against the second propeller ( 4 ) in the opposite direction,
- After at least approximately frequency correspondence, the phase reversing switch ( 20 ) switches to a second switching position in which the phases are interchanged, and
- The speed of the internal combustion engines ( 14 , 15 ) increased again.

18. Installation according to one of claims 1 to 17, characterized in that the electrical generator ( 16 ) can be connected to an electrical system ( 18 , 50 ) and the power of the electrical generator ( 16 ) essentially to the electrical system power, in particular the port operating power of the ship, e.g. B. the unloading operation of a tanker or the cooling operation of a cooling ship is coordinated.

19. System according to claim 18, characterized in that the electrical generator ( 16 ) via a converter ( 26 ) and a transformer ( 44 ) is connected to the electrical system ( 50 ) and that a reactive power machine ( 46 ) for voltage maintenance and reactive load supply of the electrical system ( 50 ) is seen before, wherein the converter ( 26 ), the transformer ( 44 ) and the reactive power machine ( 46 ) are matched to the electrical system power at sea.

20. Plant according to claim 18 or 19, characterized in that the converter ( 42 , 26 ) with optional switchover for certain operating states, for. B. charge pump operation, ballast operation, cooling pump or transverse thruster operation, can be connected to the electrical generator ( 16 ).

21. Plant according to one of claims 18 to 20, characterized in that when the first propeller ( 2 ) is operated alone, while the phase reversing switch ( 20 ) is open, the electrical generator ( 16 ) feeds into the electrical system ( 18 , 50 ) and the electric drive motor ( 24 ; 24 ') runs empty with the second propeller ( 4 ), for switching on the electric drive motor ( 24 ; 24 ') to the electric generator ( 16 ) the control device ( 100 '') after the end of an increased on-board power supply Fre quency and the voltage of the electric generator ( 16 ) to the frequency and the voltage of the electric drive motor ( 24 ; 24 ') approaches and the phase reversing switch ( 20 ) closes.

22. Plant according to one of claims 1 to 21, characterized in that for starting up the second propeller ( 4 ) from a standing position, the control device ( 100 ; 100 '; 100 ''; 100 ''') on the electric generator ( 16 ) the electric drive motor ( 24 ; 24 ') switches on, the electric generator ( 16 ) and the electric drive motor ( 24 ; 24 ') gives shock excitation at the same time and at the same time starts the second internal combustion engine ( 15 ) with air until it is synchronized with the electric drive motor ( 24 ; 24 ′) is run up and has ignited.

23. System according to claim 22, characterized in that the control device ( 100 ; 100 '; 100 ''; 100 ''') simultaneously starts the first internal combustion engine ( 14 ) with air to support the start-up.

24. Plant according to one of claims 1 to 23, characterized by a gear ( 32 ) via which the shaft ( 8 ) of the second propeller ( 4 ) is driven.

25. Plant according to claim 24, characterized in that instead of an electric drive motor, a plurality of electric drive motors are provided which together drive the shaft ( 8 ) of the second propeller ( 4 ) via the gear.

26. Plant according to one of claims 1 to 25, characterized in that instead of an electrical generator, a plurality of electrical generators ( 16 , 52 to 54 ) are provided, which are driven jointly or individually by internal combustion engines and depending on different driving and operating conditions - and can be switched off.

27. Plant according to claim 26, characterized in that the control device ( 100 ''') the generators ( 52 to 54 ) specifies a speed together.

28. Plant according to claim 26 or 27, characterized in that the control device ( 100 ''') switches the generators ( 52 to 54 ) on and off.

29. Plant according to one of claims 26 to 28, characterized in that the electrical generators ( 52 to 54 ) can be switched directly to the electrical system ( 18 ).

30. Plant according to one of claims 26 to 29 for a tanker with charging oil pumps (LP), characterized in that the charging oil pumps (LP) are driven by electric motors and the power of the electric generators ( 16 , 52 to 54 ) on the power of the electric motors the charging oil pumps (LP) is matched.