DK172984B1 - Drivanlæg til skibe med elgenerator, der forsyner skibsnettet - Google Patents

Description

7» i DK 172984 B1 ~ Opfindelsen vedrører et anlæg til fremdrivning af et skib.

Det 1 prioritetsintervallet offentliggjorte EP offentlig-5 gørelsesskrift nr. 0 199 165 beskriver et anlæg til frem-drivning af et skib ved hjælp af en med skibsskruen koblet stempeldieselmotor med en nytteeffektgasturbine, hvis gastilgang er forbundet med stempeldieselmotorens udstødningssystem og via et reduktionsgear koblet til en generator, 10 der føder et skibsnet om bord på skibet. Ved dette anlæg drives generatoren af en hjælpedieselmotor, og nytteeffekt-gasturbinen er koblet til en fri akselende på hjælpediesel-generatorenheden. i dette anlæg reguleres generatorens omdrejningstal af hjælpedieselmotoren.

15

Fra EP offentliggørelsesskriftet nr. 0 045 843 kendes en fremgangsmåde til udnyttelse af udstødningsgasvarmeenergien fra en forbrændingsmotor, ved hvilken den i kølemediet og udstødsgasserne indeholdte varmeenergi for størstedelen 20 ændres til elektrisk energi ved hjælp af en dampturbine og en som generator arbejdende synkronmaskine. Vekselstrømmen tilpasses til vekselstrømsforbrugerne ved hjælp af en om- j former.

25 Til grund for opfindelsen ligger den opgave ved et skibs-fremdrivningsanlæg af den i indledningen nævnte slags at anvende en med en omformer forsynet omdrejningstalsstyreindretning, ved hvilken overførslen af den samlede generatoreffekt over omformeren undgås for at forenkle anlægget.

30

Denne opgave løses ifølge opfindelsen med kendetegnene i patentkravet. Da der i anlægget Ifølge opfindelsen kun skal bruges en meget lille effekt til frekvensomformnlngen, er den i sig selv forholdsvis dårlige virkningsgrad for fre-35 kvensomformeren ikke udslaggivende. Med det nye anlæg sker overførslen af elgeneratorens effekt til skibsnettet der- 2 DK 172984 B1 Λ for med en forbedret virkningsgrad. Herudover er anlægget enkelt og billigt i sin opbygning. Da der kun aftages en j lille effekt fra omformeren, kan der endvidere til opbyg ningen anvendes sædvanligt i markedet solgte, med hensyn ! 5 til deres kapacitet forholdsvis meget små og derfor også meget prisbillige konstruktionsdele til frekvensomformeren.

Et eksempel på en udførelsesform for opfindelsen forklares i den følgende beskrivelse nærmere med henvisning til teg-10 ningen, der skematisk viser skibsfremdrivnings- og skibselnetforsyningsanlægget .

Anlægget har en drivmotor 1, der arbejder efter diesel-to-taktmetoden og indeholder flere ikke viste cylindre. Driv-= 15 motorens 1 krumtapaksel er i sin på tegningen venstre ende over en kobling 2 forbundet med en aksel 3, som på sin frie ende bærer en skibsskrue 4. Drivmaskinen 1 er udformet med en udstødningsgassamler 5, som over en ledning 6 er forbundet med indgangen på en nytteeffektgasturbine 7. Til denne 20 turbines 7 udstødning er der tilsluttet en udstødningsledning 8. Turbinen 7 kan omgås via en bypassledning 9, der er tilsluttet mellem ledningerne 6 og 8, idet der ved afgreningsstedet for bypassledningen 9 fra ledningen 6 findes et afspærringsspjæld 10 for udstødningsgassen. Nyt-25 teeffektgasturbinen 7 er over en aksel 11 under mellemkob ling af et reduktionsgear 12 koblet sammen med en elgenerator 13, der leverer den i turbinen 7 frembragte el-effekt ind i et skibsnet 14 i skibet. Den uudnyttede udstødningsenergi kan således fødes ind i skibsnettet som el-30 energi.

Til generatoren 13 hører en omdrejningstalsstyreindretning med en statisk frekvensomformer 15 og en elmotor 16. Den som drejestrømsmotor udformede elmotor 16 er ligeledes me-35 kanisk koblet sammen med generatoren 13 over en aksel 17. Frekvensomformeren er på i sig selv kendt måde sammensat af 3 DK 172984 B1 en med skibsnettet 14 over en omskifter forbundet ensretter 30, en jævnspændings-mellemkreds 31 og en med drejestrøms-motoren 16 forbundet vekselretter 32.

5 Frekvensomformeren 15 benyttes sammen med elmotoren 16 til opstart og til trinløs omdrejningstalsstyring af den af nytteeffektturbinen 7 og generatoren 13 sammensatte enhed.

Til omdrejningstalstyreindretningen hører yderligere en må-10 leføler 18 og en regulator 19, hvis indgang er forbundet med måleføleren, og hvis udgang er forbundet til jævnspændingsmellemkredsen 31. Måleføleren 18 afføler akslens 17 omdrejningshastighed og sender den målte værdi til regulatoren 19. Her bliver den målte værdi sammenlignet med en 15 forud valgt idealværdi. Ved en afvigelse mellem den målte værdi og idealværdien korrigeres generatorens 13 omdrejningshastighed over frekvensomformeren 15 via dennes udgangsfrekvens og dermed over drejestrømsmotoren 16. Måleføleren 18 kan være udformet som tachogenerator.

20

En af strømforsyningsenheden 7, 13 uafhængig diesel gener atorgruppe 20 er ligeledes forbundet raed skibsnettet 14 og leverer såvel el-energi til skibsnettet 14 som den til igangsætning og omdrejningstalsstyring af generatoren 25 13 nødvendige el-energi. Skibsnettet 14 fødes altså til stadighed yderligere og parallelt med generatoren 13 fra mindst en dieselgenera torgruppe 20, som også kan bestå af et andet elkraftfrembringende aggregat. Der er tilsluttet forskellige forbrugere 21 til skibsnettet 14 såsom pumpe-30 motorer, opvarmnings- og klimaanlæg, transformatorer og lignende.

Drivmotoren 1 er på sædvanlig, her ikke vist måde udrustet med et ladeaggregat, hvis turbine også aktiveres med ud-35 stødningsgas fra udstødningsgassamleren 5 og dermed driver en kompressor, som komprimerer forbrændingsluften, som skal 4 DK 172984 B1 tilføres stempelforbrændingsmotorens 1 cylindre. På grund I af en optimeret afpasning af tilførslen til turbine og kom- ' pressor har ladeaggregatet så høj en virkningsgrad, at der til frembringelse af den i drivmotorens 1 øvre belastnings-j 5 område nødvendige ladeluftmængde og det nødvendige lufttryk ikke anvendes hele den til rådighed stående udstødningsgasenergi; den overskydende udstødningsgasenergi kan altså - uden forøget brændstoftilførsel - udnyttes til omdannelse ‘ til elenergi.

10 I drivmotorens 1 nedre belastningsområde eller når man når den nedad begrænsede basisydelse for dieselgeneratorgruppen 20 samt ved havari i nytteeffektgasturbinen 7 stoppes ved hjælp af spærrespjældet 10 for udstødningsgas og bypassled-15 ningen 9 gastilførslen fra udstødningsgassamleren 5 til turbinen 7, idet gasstrømmen ledes ind i udstødningslednin-gen 8.

Det beskrevne anlæg fungerer som følger: 20 Under drivmotorens 1 drift i sit øvre belastningsområde tilføres udstødningsgas fra udstødningsgassamleren 5 over ledningen 6 til nytteeffektgasturbinen 7, der dermed over reduktionsgearet 12 driver generatoren 13. Herved bliver den af drivmotoren 1 til rådighed stillede udstødningsgas-25 energi altid fuldt udnyttet og afgivet til skibsnettet 14 som elektrisk effektandel. Ved hjælp af dieselgeneratorgruppen 20, frekvensomformeren 15 og elmotoren 16 startes strømforsyningsenheden 7, 13 og køres op til synkronomdrejningshastighed. Over frekvensomformeren 15 reguleres kun 30 generatorens 13 frekvens til en forlangt, konstant værdi.

Fra dieselgeneratorgruppen 20 kan såvel en elektrisk basiseffekt som det efter beregningen: basiseffekt for dieselgeneratorgruppen 20 plus generatorens 13 effektydelse over-35 stigende og krævede ekstra elektriske effektbehov fødes direkte ind i skibsnettet 14.

Claims (1)

1. DK 172984 B1 Anlæg til fremdrivning af et skib ved hjælp af en med skibsskruen (4) sammenkoblet stempeldieselmotor (1) med en 5 nytteffektgasturbine (7), hvis gastilgang er forbundet med stempeldieselmotorens udstødningssystem, og som via et reduktionsgear (12) er koblet til en generator (13), der forsyner et skibsnet (14) i skibet, kendetegnet ved, at en til styring af generatorens (13) frekvens bereg-10 net omdrejningstalsstyreindretning (15, 16, 17, 18, 19) har en frekvensomformer (15) og en med generatoren (13) koblet elektromotor (16), der via frekvensomformeren (15) fødes fra skibsnettet (14).