JP2000108997A - 船体構造組込用電力変換装置 - Google Patents

船体構造組込用電力変換装置

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JP2000108997A
JP2000108997A JP11287214A JP28721499A JP2000108997A JP 2000108997 A JP2000108997 A JP 2000108997A JP 11287214 A JP11287214 A JP 11287214A JP 28721499 A JP28721499 A JP 28721499A JP 2000108997 A JP2000108997 A JP 2000108997A
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B Jakuba Jeffrey
ビー ジャクバ ジェフリー
Edgar S Thaxton
エス サックストン エドガー
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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/32Other parts
    • B63H23/34Propeller shafts; Paddle-wheel shafts; Attachment of propellers on shafts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
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    • B63H21/30Mounting of propulsion plant or unit, e.g. for anti-vibration purposes
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力変換モジュールを船体構造に組み込む。 【解決手段】 電力変換器ユニットは防振マウントによ
り船殻構造からの振動を遮断して支持されるプラットホ
ーム上に搭載された多数の筐体を含む。各筐体は電力変
換モジュールを含み、電力ケーブル、冷却液配管及び制
御用配線が筐体の後壁を形成するパネルから与えられ
る。電力変換モジュールは検査及び試験のため筐体から
引き出せるようにして筐体に支持され、可撓性の電力ケ
ーブル、冷却液配管及び制御用配線が試験及び検査を容
易にするために備えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電力変換装置に関
し、特に艦船用電力変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】艦船の推進及び電力配電システムが従来
の機械駆動及び発電機システムから電気駆動及び電力変
換器システムに進化するとともに、船舶発電が満たすべ
き要件は非常に増大している。発電容量の増加には装置
の寸法及び重量の増加が通常ともなうが、船上に設置す
る場合には、これを受け入れることはまずできない。パ
ワーエレクトロニクスの分野における進歩により、出力
密度をより大きくして構成部品の寸法及び重量を減少さ
せることができ、一方で構成部品の総合性能効率、融通
性及び信頼性が高められた発電及び電力変換装置を船舶
建造業者が利用できるようになっている。さらに、モジ
ュラー構成で比例拡大及び縮小が可能な電力変換器に基
づく電力供給装置が望ましい。従来の電力変換器は、そ
れぞれのシステムが要求する電力、電圧及び電流に応じ
て多重直並列構成で電気的に接続することができる。
【0003】これまで、様々な電力用及びその他の構成
部品が船舶に搭載するためにモジュラー形態で供給され
ている。例えば、米国特許第4,398,484号は艦
船に原子炉ブロックを設置するための装置および設置を
実施し完了させるための巻き上げ機械装置を開示し、米
国特許第4,678,439号は船舶を推進するための
モジュラー型エンジン及び変速機の設置に関している。
同様に、米国特許第4,747,360号は一体化され
た凝縮器をもつ艦船用タービン動力装置用の支持システ
ムの設置を開示し、米国特許第5,022,628号は
機械装置が搭載される柔軟な基台の船舶への設置及び船
殻への振動の伝達を低減するために制御電磁石を用いる
前記基台の支持方法を開示している。米国特許第5,1
99,912号には、大輸送船用電力システム及び様々
な負荷にAC(交流)及びDC(直流)電力を配電する
ための装置が記述されている。米国特許第5,259,
332号は、機関室内の装置が機能に従って配置され、
装置構成部品がグループ毎に支持枠に搭載され、すなわ
ちモジュール化されて、これらのモジュールが既定のパ
ターンで機関室内に配列される構成を記述している。米
国特許第5,417,597号に従えば、駆逐艦のよう
な高速船に試験済で調整済の推進及び船内供給用電力モ
ジュールが取り外しできるようにして設置される。上述
の各電力モジュールはそれぞれ、ガスタービン、船内供
給用交流発電機、及び推進用交流発電機からなってい
る。しかし、従来技術はいずれも電力変換モジュールの
船体構造への組込を開示ないし示唆してはいない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、従来技術の難点を克服する、電力変換器ユニットを
船体構造に組み込むための方法および構成を提供するこ
とにある。
【0005】本発明の別の目的は、修理及び交換のため
に容易に架台から引き出すことができる比例拡大及び縮
小が可能な電力変換モジュールの使用を可能にし、衝
撃、振動及び環境暴露から保護する、電力変換器ユニッ
トを船体構造に組み込むための方法および構成を提供す
ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の上記及びその他
の目的は、船殻からの振動を遮断する防振マウントによ
り支持され、電力変換器を収めたモジュールを収容する
ための複数の筐体をプラットホーム上に保持し、よって
前記モジュールに組み込まれた構成部品が防振されてい
ない構成部品には要求される耐衝撃及び振動基準を満た
す必要のない、集成電力変換器ユニットを提供すること
により達成される。各プラットホームは、取り外す必要
なく検査あるいは修理のために筐体から対応するモジュ
ールを引き出すことができるが、モジュールを迅速に交
換するためには簡便に取り外すことができるように配置
された電力ケーブル及び冷却配管列を含む。望ましい実
施の形態においては、前記筐体は電磁干渉からの防護も
提供し、漂遊インダクタンス及び表皮効果の影響を最小
限に抑えるように配置された母線構体も有する。
【0007】本発明のさらなる目的及び利点は添付図面
とともに以下の説明を読むことにより明らかになるであ
ろう。
【0008】
【発明の実施の形態】図1及び2に示される本発明の代
表的実施の形態においては、上下に離して置かれ、多数
の直立支柱14で連結された、2台の平面プラットホー
ム12が、衝撃及び振動からの必要な防護を提供するよ
うに設計された複数の防振マウント18により船殻構造
16からの振動を遮断して支持されている。2列の溶接
された筐体20が対をなして隣接する支柱の間に置かれ
ている。各筐体は溶接された隔壁22により形成され、
電力及び冷却液を前記筐体に供給するために電気ケーブ
ル及び冷却液配管が接続された後部用力供給パネル24
を有する。
【0009】各筐体20内には1台以上の電力変換モジ
ュール26が取り外しできるようにして設置される。前
記モジュール26は、検査及び修理のためにモジュール
を筐体から図2の矢印28で示されるように引き出せる
ラックマウントに支持される。各筐体の可撓性ケーブル
及び配管が、モジュールを前記後部パネル24のケーブ
ル30及び配管32に接続して、検査及び修理のため、
またモジュールと前記ケーブル及び配管との簡便な接続
及び切離しのための各モジュールの引き出しを容易にす
る。さらに、各筐体は必要な引出用スライドレール、
扉、換気及び冷却用部品、配管バルブ、ケーブル配線、
母線構体及びモジュールの動作に必要な電気コネクタを
含む。
【0010】ケーブル30及び配管32を含む、プラッ
トホーム12,支柱14,筐体20及び用力供給パネル
24の完全集成体は前もって組み立てられて、前記防振
マウント18に一体として設置するための一体化ユニッ
トを提供する。モジュラー型装置は全て、船体に一体化
ユニット34を搭載する前に、ユニット34の中に設置
されて試験される。前記一体化ユニットが船体に置かれ
ると、既定の接続部で船体のケーブル及び配管がユニッ
ト34のケーブル30及び配管32に接続される。
【0011】集成ユニット34の配管32は、電力変換
モジュールの所要冷却条件及び船体の所要耐衝撃及び振
動条件を満たすように、また所要の冷却液を前記モジュ
ールに供給するように、設計され、建造され、品質認定
される。各筐体内で構成部品を前記用力供給パネルに接
続している可撓性配管は迅速に切離せるように設計さ
れ、個々の電力モジュールあるいは電力変換モジュール
群を隔離できるように、硬質配管の所要区画に締切バル
ブが設置される。
【0012】電気系統は、電力変換モジュールの所要の
電力及び計装及び制御条件並びに支持計装を満たすよう
に設計される。電力ケーブル30は、ケーブル専用路3
6から前記用力供給パネル24頂部の開口38を通して
用力供給パネルに供給される。ケーブル30は組立時に
前記ユニット34内で配線されて試験され、前記一体化
ユニットが船体に置かれた後の船側ケーブルとの接続の
ためのコネクタが取り付けられる。主電力は用力供給パ
ネル24に導かれ、用力供給パネルから主電力が個々の
電力モジュールに接続されて、モジュールが筐体から取
り外されるべきときに迅速に切り離すことができる。用
力供給パネル24及び電力モジュールの制御用配線も迅
速に切り離せるように配置される。前記制御用配線は、
電力モジュールが試験のために引き出される場合にも接
続が保たれるように、可動吊手で支持されることが望ま
しい。ケーブル配線及び母線構体は全て、表皮効果、漂
遊インダクタンス及び電磁干渉を最小限に抑えるように
設計され、前記ユニット34の内部構造は必要とされる
電圧により定まる十分な絶縁が施されまた十分な間隔が
とられる。
【0013】別の実施の形態においては、前記プラット
ホーム12上に溶接して立てられた筐体20に個々の電
力変換モジュールを搭載する代わりに、全電力変換キャ
ビネットがプラットホーム12上に搭載されて前記ユニ
ット34がつくられ、次いでユニット34が同様の方法
で船体構造に組み込まれる。
【0014】本発明に従う、防振マウントに支持される
集成ユニットの形態で船体構造に電力変換装置を組み込
むための独特の構成により、船舶建造業者は船舶での使
用に要求される耐衝撃及び振動基準並びに電磁絶縁基準
を満たす必要のない通常の電力変換部品を用いることが
でき、よって船舶の性能を向上させるための通常の技術
を利用することが可能となる。このように商用技術を用
いることにより、筐体の品質認定の責任が商用製造業者
から船舶建造業者に移り、よってコストが低減される。
コスト上の利点は、前記構造体34を前もって組み立
て、変換モジュールを後から設置するという建造工程に
よっても実現される。さらに個々のモジュールを、その
場での修理あるいは全電力変換キャビネットの修理のた
めの取り外しを必要とする代わりに、船外で保守及び修
理を行うことができる。
【0015】本発明を特定の実施の形態を参照して本明
細書で説明したが、同業者には本実施の形態に多くの変
更及び変形が容易に浮かぶであろう。従って、そのよう
な変形及び変更は本発明の意図した範囲の内に含まれ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従う、船体構造に電力変換器ユニット
を組み込むための代表的な配置を示す簡略な透視図
【図2】図1に示す電力変換器ユニットの拡大透視図
【符号の説明】
12 プラットホーム 14 支柱 16 船殻構造 18 防振マウント 20 筐体 22 隔壁 24 用力供給パネル 26 電力変換モジュール 28 矢印 30 ケーブル 32 配管 34 一体化ユニット 36 ケーブル専用路 38 開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドガー エス サックストン アメリカ合衆国 ロードアイランド州 02808 ブラッドフォード ウェイランド ストリート 3

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1基の電力変換モジュールを
    支持するためのプラットホーム、船殻構造からの振動を
    遮断して前記プラットホームを支持するための防振マウ
    ント手段、少なくとも1基の電力変換モジュールを囲う
    ための前記プラットホーム上の筐体手段、前記筐体に電
    力、冷却液及び制御信号を供給するための電力ケーブ
    ル、冷却用配管及び制御用配線、並びに電力変換モジュ
    ールを支持し、試験及び検査を容易にするために前記電
    力変換モジュールを前記筐体内の設置位置から露出位置
    まで移動させるための前記筐体内支持手段を含むことを
    特徴とする船体構造組込用電力変換装置。
  2. 【請求項2】 前記電力変換モジュールの前記筐体内の
    前記設置位置からの取り外しを容易にするために、前記
    電力変換モジュールを冷却液配管、電力供給線路及び制
    御線路に接続するための可撓性結合具を含むことを特徴
    とする請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記筐体が表皮効果、漂遊インダクタン
    ス及び電磁干渉を最小限に抑えるように配置された壁、
    ケーブル配線及び母線構体を含むことを特徴とする請求
    項1に記載の装置。
  4. 【請求項4】 前記プラットホーム上に列をなして配置
    された複数の筐体及び各筐体の後部壁を形成する用力供
    給パネルを含み、前記用力供給パネルを通して電源線
    路、冷却液配管及び制御線路が前記筐体に接続されるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記プラットホーム、筐体並びに電源線
    路及び冷却用配管が前もって組み立てられた後に船体に
    設置されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  6. 【請求項6】 プラットホーム上に筐体を準備し、前記
    プラットホーム上の前記筐体に電源ケーブル、冷却液配
    管及び制御線路を取り付け、船殻構造に取り付けられた
    複数の防振マウント上に前記筐体をもつ前記プラットホ
    ームを載せる工程を含むことを特徴とする船体構造に電
    力変換器筐体を組み込む方法。
  7. 【請求項7】 前記プラットホームが前記船殻構造に搭
    載される前に電力変換モジュールが前記筐体に設置され
    ることを特徴とする請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記プラットホームが前記船殻構造に搭
    載された後に電力変換モジュールが前記筐体に設置され
    ることを特徴とする請求項6に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記プラットホーム上に備えられた前記
    筐体が前もって設置された電力変換気装置を収める全電
    力変換キャビネットを含むことを特徴とする請求項6に
    記載の方法。
JP11287214A 1998-10-07 1999-10-07 船体構造組込用電力変換装置 Withdrawn JP2000108997A (ja)

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