JP2003081191A - 船舶の発電及び推進システム - Google Patents
船舶の発電及び推進システムInfo
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- JP2003081191A JP2003081191A JP2001278214A JP2001278214A JP2003081191A JP 2003081191 A JP2003081191 A JP 2003081191A JP 2001278214 A JP2001278214 A JP 2001278214A JP 2001278214 A JP2001278214 A JP 2001278214A JP 2003081191 A JP2003081191 A JP 2003081191A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の、推進装置を有する船舶においては、
船内用電力を充電しておくバッテリは搭載されていた
が、電動機を駆動するためのバッテリは搭載されていな
かったので、電動機を安定して駆動するために、電動機
駆動用のバッテリを設けて、電動機駆動用のバッテリに
充電するための経路の確立を行う必要があり、この場合
に安定した適正な充電を行うために、充電時におけるバ
ッテリ状態の検出や監視を行うシステムを確立する必要
がある。 【解決手段】 航走用内燃機関２と、該内燃機関２に接
続される動力伝達装置３との間に、船内電力供給を行う
発電用機器１０を設置し、動力伝達装置３に電動機９を
配設する機構において、該発電用機器１０からの出力
を、整流機器１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を順に介
して、バッテリ１４に充電する。
船内用電力を充電しておくバッテリは搭載されていた
が、電動機を駆動するためのバッテリは搭載されていな
かったので、電動機を安定して駆動するために、電動機
駆動用のバッテリを設けて、電動機駆動用のバッテリに
充電するための経路の確立を行う必要があり、この場合
に安定した適正な充電を行うために、充電時におけるバ
ッテリ状態の検出や監視を行うシステムを確立する必要
がある。 【解決手段】 航走用内燃機関２と、該内燃機関２に接
続される動力伝達装置３との間に、船内電力供給を行う
発電用機器１０を設置し、動力伝達装置３に電動機９を
配設する機構において、該発電用機器１０からの出力
を、整流機器１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を順に介
して、バッテリ１４に充電する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航走用内燃機関と
船内電力供給を行う発電用機器とを有する、船舶の発電
及び推進システムの構成に関する。
船内電力供給を行う発電用機器とを有する、船舶の発電
及び推進システムの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、船舶の推進装置は、内燃機関及び
動力伝達装置等により構成されており、内燃機関の駆動
力を動力伝達装置により減速した後に、動力伝達装置に
接続されるプロペラを駆動するものである。該推進装置
には、航走用の駆動源として、内燃機関に加えて電動機
が設けられ、該電動機により内燃機関をアシストして、
又は電動機単独で航走可能としたものがある。また、船
内で使用する電気機器への電力供給は、船舶の推進装置
における内燃機関に付設される発電機を駆動すること等
により行っていた。
動力伝達装置等により構成されており、内燃機関の駆動
力を動力伝達装置により減速した後に、動力伝達装置に
接続されるプロペラを駆動するものである。該推進装置
には、航走用の駆動源として、内燃機関に加えて電動機
が設けられ、該電動機により内燃機関をアシストして、
又は電動機単独で航走可能としたものがある。また、船
内で使用する電気機器への電力供給は、船舶の推進装置
における内燃機関に付設される発電機を駆動すること等
により行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の推進装
置を有する船舶においては、船内用電力を充電しておく
バッテリは搭載されていたが、電動機を駆動するための
バッテリは搭載されていなかった従って、電動機を安定
して駆動するために、電動機駆動用のバッテリを設け
て、電動機駆動用のバッテリに充電するための経路の確
立を行う必要があった。さらに、この場合、安定した適
正な充電を行うために、充電時におけるバッテリ状態の
検出や監視を行うシステムを確立する必要がある。
置を有する船舶においては、船内用電力を充電しておく
バッテリは搭載されていたが、電動機を駆動するための
バッテリは搭載されていなかった従って、電動機を安定
して駆動するために、電動機駆動用のバッテリを設け
て、電動機駆動用のバッテリに充電するための経路の確
立を行う必要があった。さらに、この場合、安定した適
正な充電を行うために、充電時におけるバッテリ状態の
検出や監視を行うシステムを確立する必要がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべ
く、本発明は次のような手段を用いる。請求項１に記載
のごとく、航走用内燃機関と、該内燃機関に接続される
動力伝達装置との間に、船内電力供給を行う発電用機器
を設置し、動力伝達装置に電動機を配設する機構におい
て、該発電用機器からの出力を、整流・平滑機器、直流
／直流コンバータを順に介して、バッテリに充電する。
く、本発明は次のような手段を用いる。請求項１に記載
のごとく、航走用内燃機関と、該内燃機関に接続される
動力伝達装置との間に、船内電力供給を行う発電用機器
を設置し、動力伝達装置に電動機を配設する機構におい
て、該発電用機器からの出力を、整流・平滑機器、直流
／直流コンバータを順に介して、バッテリに充電する。
【０００５】請求項２に記載のごとく、航走用内燃機関
と、該内燃機関に接続される動力伝達装置との間に、船
内電力供給を行う発電用機器を設置する機構、又は動力
伝達装置に電動機を配設する機構において、内燃機関に
取り付けられる発電機からの出力を、整流・平滑機器、
直流／直流コンバータを順に介して、バッテリに充電す
る。
と、該内燃機関に接続される動力伝達装置との間に、船
内電力供給を行う発電用機器を設置する機構、又は動力
伝達装置に電動機を配設する機構において、内燃機関に
取り付けられる発電機からの出力を、整流・平滑機器、
直流／直流コンバータを順に介して、バッテリに充電す
る。
【０００６】請求項３に記載のごとく、航走用内燃機関
と、該内燃機関に接続される動力伝達装置との間に、船
内電力供給を行う発電用機器を設置する機構、又は動力
伝達装置に電動機を配設する機構において、内燃機関及
び動力伝達装置とは別置きの発電機、又は商用電源から
の出力を、直流変換した後、バッテリに充電する。
と、該内燃機関に接続される動力伝達装置との間に、船
内電力供給を行う発電用機器を設置する機構、又は動力
伝達装置に電動機を配設する機構において、内燃機関及
び動力伝達装置とは別置きの発電機、又は商用電源から
の出力を、直流変換した後、バッテリに充電する。
【０００７】請求項４に記載のごとく、航走用内燃機関
と、該内燃機関に接続される動力伝達装置との間に、船
内電力供給を行う発電用機器を設置し、動力伝達装置に
電動機を配設する機構において、該発電用機器からの発
電出力をバッテリに充電する際には、発電用機器が発電
を開始する前にオープン電圧等のバッテリ状態を検出
し、充電中はバッテリの電圧・電流等のバッテリ状態を
検知して、これらのバッテリ状態に応じてバッテリへの
充電を行う。
と、該内燃機関に接続される動力伝達装置との間に、船
内電力供給を行う発電用機器を設置し、動力伝達装置に
電動機を配設する機構において、該発電用機器からの発
電出力をバッテリに充電する際には、発電用機器が発電
を開始する前にオープン電圧等のバッテリ状態を検出
し、充電中はバッテリの電圧・電流等のバッテリ状態を
検知して、これらのバッテリ状態に応じてバッテリへの
充電を行う。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図１は本発明の発電および推進
システムにかかる船舶の推進装置を示す図、図２は推進
装置の第二実施例を示す図、図３は発電機回転数と発電
機出力との関係を示す図、図４は推進装置の第三実施例
を示す図、図５は推進装置の第四実施例を示す図、図６
は図５の推進装置におけるバッテリの充電フローを示す
図である。
て図を用いて説明する。図１は本発明の発電および推進
システムにかかる船舶の推進装置を示す図、図２は推進
装置の第二実施例を示す図、図３は発電機回転数と発電
機出力との関係を示す図、図４は推進装置の第三実施例
を示す図、図５は推進装置の第四実施例を示す図、図６
は図５の推進装置におけるバッテリの充電フローを示す
図である。
【０００９】本発明の、発電および推進システムにかか
る、船舶の推進装置について説明する。図１に示す推進
装置１は、内燃機関２、及びセイルドライブに構成され
た動力伝達装置３を有しており、動力伝達装置３にはプ
ロペラ４が接続されている。該内燃機関２からの駆動力
は動力伝達装置３により減速されながらプロペラ４に伝
達され、その結果プロペラ４が回転駆動される。また、
推進装置１においては、内燃機関２と動力伝達装置３と
の間に、発電機や発電機特性を有する機器である、発電
用機器１０を介装している。そして、内燃機関２により
発電用機器１０を駆動して、該発電用機器１０により発
電された電力は、後述の電動機駆動用に用いたり、船内
電力として供給したりするようにしている。
る、船舶の推進装置について説明する。図１に示す推進
装置１は、内燃機関２、及びセイルドライブに構成され
た動力伝達装置３を有しており、動力伝達装置３にはプ
ロペラ４が接続されている。該内燃機関２からの駆動力
は動力伝達装置３により減速されながらプロペラ４に伝
達され、その結果プロペラ４が回転駆動される。また、
推進装置１においては、内燃機関２と動力伝達装置３と
の間に、発電機や発電機特性を有する機器である、発電
用機器１０を介装している。そして、内燃機関２により
発電用機器１０を駆動して、該発電用機器１０により発
電された電力は、後述の電動機駆動用に用いたり、船内
電力として供給したりするようにしている。
【００１０】内燃機関２からプロペラ４までの動力伝達
経路について説明すると、まず、内燃機関２のクランク
軸２ａと、略水平方向に配置される動力伝達装置３の入
力軸３ａとが接続されている。動力伝達装置３内におい
ては、入力軸３ａは、略垂直方向に配置される伝達軸３
ｂの上端部と、クラッチ３ｄを介して第一ベベルギア部
３ｅにより連結され、伝達軸３ｂの下端部と出力軸３ｃ
とが第二ベベルギア部３ｆにより連結されている。
経路について説明すると、まず、内燃機関２のクランク
軸２ａと、略水平方向に配置される動力伝達装置３の入
力軸３ａとが接続されている。動力伝達装置３内におい
ては、入力軸３ａは、略垂直方向に配置される伝達軸３
ｂの上端部と、クラッチ３ｄを介して第一ベベルギア部
３ｅにより連結され、伝達軸３ｂの下端部と出力軸３ｃ
とが第二ベベルギア部３ｆにより連結されている。
【００１１】動力伝達装置３の出力軸３ｃは、プロペラ
４の駆動軸４ａと接続されている。そして、内燃機関２
の駆動出力は、クランク軸２ａから動力伝達装置３の入
力軸３ａに伝達され、その後、クラッチ３ｄ、伝達軸３
ｂ及び出力軸３ｃを通じて、プロペラ４の駆動軸４ａに
伝えられる。クラッチ３ｄは、入力軸３ａと伝達軸３ｂ
との連結・非連結を切り換えるとともに、入力軸３ａの
回転を伝達軸３ｂへ伝達する際に、その回転方向を切り
換える機能を有している。
４の駆動軸４ａと接続されている。そして、内燃機関２
の駆動出力は、クランク軸２ａから動力伝達装置３の入
力軸３ａに伝達され、その後、クラッチ３ｄ、伝達軸３
ｂ及び出力軸３ｃを通じて、プロペラ４の駆動軸４ａに
伝えられる。クラッチ３ｄは、入力軸３ａと伝達軸３ｂ
との連結・非連結を切り換えるとともに、入力軸３ａの
回転を伝達軸３ｂへ伝達する際に、その回転方向を切り
換える機能を有している。
【００１２】また、動力伝達装置３の上端部には電動機
９が設置されている。電動機９の出力軸９ａは伝達軸３
ｂと接続されている。
９が設置されている。電動機９の出力軸９ａは伝達軸３
ｂと接続されている。
【００１３】前記発電用機器１０は、例えば高周波発電
機に構成されており、該発電用機器１０の出力部には、
リレー（電磁開閉器）１１、整流機器１２、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ１３、バッテリ１４が、順に接続されてお
り、該バッテリ１４はコントローラ１５を介して前記電
動機９に接続されている。そして、発電用機器１０によ
り発電された交流電力は、整流機器１２により整流・平
滑化されて直流に変換された後、ＤＣ／ＤＣコンバータ
１３により所定の電圧に変圧されてバッテリ１４に充電
される。また、リレー１１は、コントローラ１５により
開閉制御することで、発電用機器１０の出力を、船内へ
供給するか否か、及びバッテリ１４への充電を行うか否
かの切り換えもできる。
機に構成されており、該発電用機器１０の出力部には、
リレー（電磁開閉器）１１、整流機器１２、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ１３、バッテリ１４が、順に接続されてお
り、該バッテリ１４はコントローラ１５を介して前記電
動機９に接続されている。そして、発電用機器１０によ
り発電された交流電力は、整流機器１２により整流・平
滑化されて直流に変換された後、ＤＣ／ＤＣコンバータ
１３により所定の電圧に変圧されてバッテリ１４に充電
される。また、リレー１１は、コントローラ１５により
開閉制御することで、発電用機器１０の出力を、船内へ
供給するか否か、及びバッテリ１４への充電を行うか否
かの切り換えもできる。
【００１４】電動機９は、バッテリ１４に充電された電
力により駆動され、該電動機９の駆動はコントローラ１
５により制御されている。また、整流機器１２により整
流・平滑化された発電用機器１０からの電力は、インバ
ータ１６により交流に変換され、交流電力として船内供
給可能とされている。
力により駆動され、該電動機９の駆動はコントローラ１
５により制御されている。また、整流機器１２により整
流・平滑化された発電用機器１０からの電力は、インバ
ータ１６により交流に変換され、交流電力として船内供
給可能とされている。
【００１５】以上の如く構成される推進装置１において
は、クラッチ３ｄの切り換えにより、プロペラ４の駆動
を、内燃機関２のみにより駆動する、内燃機関２に
より駆動しつつ、電動機９により駆動をアシストする、
電動機９のみにより駆動する、の３種類のパターンに
より行うことが可能となっている。この場合、クラッチ
３ｄはコントローラ１５に接続されており、該クラッチ
３ｄの切り換えはコントローラ１５により制御されてい
る。
は、クラッチ３ｄの切り換えにより、プロペラ４の駆動
を、内燃機関２のみにより駆動する、内燃機関２に
より駆動しつつ、電動機９により駆動をアシストする、
電動機９のみにより駆動する、の３種類のパターンに
より行うことが可能となっている。この場合、クラッチ
３ｄはコントローラ１５に接続されており、該クラッチ
３ｄの切り換えはコントローラ１５により制御されてい
る。
【００１６】尚、本推進装置１は、本例においては、動
力伝達装置３が内燃機関２の下方へ大きく延出し、動力
伝達装置３に直接プロペラ４が取り付けられたセイルド
ライブに構成されているが、動力伝達装置３の後端部
に、プロペラ４のプロペラ軸が装着されるマリンギアに
構成することもできる。
力伝達装置３が内燃機関２の下方へ大きく延出し、動力
伝達装置３に直接プロペラ４が取り付けられたセイルド
ライブに構成されているが、動力伝達装置３の後端部
に、プロペラ４のプロペラ軸が装着されるマリンギアに
構成することもできる。
【００１７】前述のように、本推進装置１における発電
および推進システムでは、内燃機関２により駆動される
発電用機器１０にて発電された交流電力を、船内供給可
能とするとともに、電動機９を駆動するためのバッテリ
１４に充電するように構成しており、船内電力供給用の
発電用機器と、電動機駆動用のバッテリ１４を充電する
ための発電用機器とを兼用して、発電および推進システ
ムの構成の簡素化を図っている。
および推進システムでは、内燃機関２により駆動される
発電用機器１０にて発電された交流電力を、船内供給可
能とするとともに、電動機９を駆動するためのバッテリ
１４に充電するように構成しており、船内電力供給用の
発電用機器と、電動機駆動用のバッテリ１４を充電する
ための発電用機器とを兼用して、発電および推進システ
ムの構成の簡素化を図っている。
【００１８】また、推進用に用いられる内燃機関２の出
力を、発電用機器１０の駆動に用いて、電力供給やバッ
テリ１４を充電するために有効活用することができる。
さらに、発電用機器１０からの電力を一旦バッテリ１４
に蓄えた上で、電動機９を駆動するように構成している
ので、内燃機関２の運転状態に影響されることなく、電
動機９を安定して駆動することが可能である。特に、内
燃機関２が停止状態にあるときでも、バッテリ１４に蓄
えられた電力で電動機９を駆動し、安定的に推進するこ
とが可能である。
力を、発電用機器１０の駆動に用いて、電力供給やバッ
テリ１４を充電するために有効活用することができる。
さらに、発電用機器１０からの電力を一旦バッテリ１４
に蓄えた上で、電動機９を駆動するように構成している
ので、内燃機関２の運転状態に影響されることなく、電
動機９を安定して駆動することが可能である。特に、内
燃機関２が停止状態にあるときでも、バッテリ１４に蓄
えられた電力で電動機９を駆動し、安定的に推進するこ
とが可能である。
【００１９】次に、船舶の発電および推進システムの第
二実施例について説明する。図２に示す推進装置１にお
いては、内燃機関２と動力伝達装置３との間に設置され
る発電用機器１０からの出力は、リレー１１を介して整
流機器１２ａにより、一旦整流・平滑化されて直流に変
換された後、インバータ１６にて交流に変換されて、交
流出力として、船内供給されている。
二実施例について説明する。図２に示す推進装置１にお
いては、内燃機関２と動力伝達装置３との間に設置され
る発電用機器１０からの出力は、リレー１１を介して整
流機器１２ａにより、一旦整流・平滑化されて直流に変
換された後、インバータ１６にて交流に変換されて、交
流出力として、船内供給されている。
【００２０】内燃機関２には、オルタネータ等の機関付
発電機１７が付設されており、該機関付発電機１７から
の発電出力は、整流機器１２ｂにより整流・平滑化され
た後、内燃機関２のスタータモータを駆動するためのス
タータバッテリ１４ａに充電される。また、整流機器１
２ｂにより直流に変換された機関付発電機１７からの出
力電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３により所定の電圧
に変圧されてバッテリ１４にも充電される。動力伝達装
置３の上端に装着される電動機９は、このバッテリ１４
に充電された電力により駆動され、該電動機９の駆動は
コントローラ１５により制御されている。
発電機１７が付設されており、該機関付発電機１７から
の発電出力は、整流機器１２ｂにより整流・平滑化され
た後、内燃機関２のスタータモータを駆動するためのス
タータバッテリ１４ａに充電される。また、整流機器１
２ｂにより直流に変換された機関付発電機１７からの出
力電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３により所定の電圧
に変圧されてバッテリ１４にも充電される。動力伝達装
置３の上端に装着される電動機９は、このバッテリ１４
に充電された電力により駆動され、該電動機９の駆動は
コントローラ１５により制御されている。
【００２１】ここで、図３に示すように、発電用機器１
０及び機関付発電機１７の出力電圧は、発電用機器１０
及び機関付発電機１７の回転数に比例する。また、イン
バータ１６及びＤＣ／ＤＣコンバータ１３が正常に作動
する入力電圧には一定の範囲があり、例えばＶminから
Ｖmaxまでの範囲となっている。従って、船内電力供給
及びバッテリ１４・１４ａへの充電を発電用機器１０の
みで行うように構成した場合、該発電用機器１０を、内
燃機関２が比較的低振動・低騒音である低回転時に電力
供給可能な電圧を出力できるように設定すると（例え
ば、低回転である回転数ｎ1のときの出力電圧がＶminよ
りも大きくなるように設定すると）、高回転時（例えば
回転数ｎ2）の出力電圧がインバータ１６及びＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ１３の作動可能範囲から外れてしまうこと
となる（即ち出力電圧がＶmaxよりも大きくなってしま
う）。このように、低回転時に電力供給可能なように設
定しつつ、高回転時にも出力電圧がインバータ１６及び
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の作動可能範囲内に入るよう
にするためには、回路構成が複雑となってしまう。
０及び機関付発電機１７の出力電圧は、発電用機器１０
及び機関付発電機１７の回転数に比例する。また、イン
バータ１６及びＤＣ／ＤＣコンバータ１３が正常に作動
する入力電圧には一定の範囲があり、例えばＶminから
Ｖmaxまでの範囲となっている。従って、船内電力供給
及びバッテリ１４・１４ａへの充電を発電用機器１０の
みで行うように構成した場合、該発電用機器１０を、内
燃機関２が比較的低振動・低騒音である低回転時に電力
供給可能な電圧を出力できるように設定すると（例え
ば、低回転である回転数ｎ1のときの出力電圧がＶminよ
りも大きくなるように設定すると）、高回転時（例えば
回転数ｎ2）の出力電圧がインバータ１６及びＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ１３の作動可能範囲から外れてしまうこと
となる（即ち出力電圧がＶmaxよりも大きくなってしま
う）。このように、低回転時に電力供給可能なように設
定しつつ、高回転時にも出力電圧がインバータ１６及び
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の作動可能範囲内に入るよう
にするためには、回路構成が複雑となってしまう。
【００２２】そこで、本発電および推進システムにおい
ては、発電用機器１０を、低回転時に大きな出力を出力
できるように設定して、内部電力供給時の内燃機関２の
振動・騒音を抑えるとともに、バッテリ１４及びスター
タバッテリ１４ａへ充電を行うための機関付発電機１７
を、高回転時でも出力電圧がインバータ１６及びＤＣ／
ＤＣコンバータ１３の作動可能範囲内に入るように設定
して、該機関付発電機１７によりバッテリ１４及びスタ
ータバッテリ１４ａの充電を行うように構成している。
ては、発電用機器１０を、低回転時に大きな出力を出力
できるように設定して、内部電力供給時の内燃機関２の
振動・騒音を抑えるとともに、バッテリ１４及びスター
タバッテリ１４ａへ充電を行うための機関付発電機１７
を、高回転時でも出力電圧がインバータ１６及びＤＣ／
ＤＣコンバータ１３の作動可能範囲内に入るように設定
して、該機関付発電機１７によりバッテリ１４及びスタ
ータバッテリ１４ａの充電を行うように構成している。
【００２３】このように、船内電力供給用の発電機とバ
ッテリ１４の充電用の発電機とを、発電用機器１０と機
関付発電機１７との別系統に構成することで、船内電力
供給を低回転時でも可能として、船内電力供給時の内燃
機関２の振動・騒音を抑えつつ、広い回転数域で安定的
に充電を行うことを可能としている。
ッテリ１４の充電用の発電機とを、発電用機器１０と機
関付発電機１７との別系統に構成することで、船内電力
供給を低回転時でも可能として、船内電力供給時の内燃
機関２の振動・騒音を抑えつつ、広い回転数域で安定的
に充電を行うことを可能としている。
【００２４】次に、船舶の発電および推進システムの第
三実施例について説明する。図４に示す推進装置１にお
いては、電動機９を駆動するための電力が蓄えられるバ
ッテリ１４への充電を、推進装置１とは別に設けられる
別置発電機又は商用電源からの出力により行うようにし
ている。別置発電機又は商用電源からの出力電力は、直
流変換機１９により直流に変換された後、バッテリ１４
に充電されている。
三実施例について説明する。図４に示す推進装置１にお
いては、電動機９を駆動するための電力が蓄えられるバ
ッテリ１４への充電を、推進装置１とは別に設けられる
別置発電機又は商用電源からの出力により行うようにし
ている。別置発電機又は商用電源からの出力電力は、直
流変換機１９により直流に変換された後、バッテリ１４
に充電されている。
【００２５】このように、バッテリ１４の充電を、発電
および推進システム外の別置発電機又は商用電源を用い
て行うことで、システム内に発電機やそれに付随する機
器が不要となり、当該システムの簡素化を図ることがで
きる。また、このような構成をとることで、本推進機器
１のように発電用機器１０のような発電機能を有しない
推進機器でも、電動機９を安定的に駆動することがで
き、本システムと同等の発電及び駆動システムを構築す
ることが可能となる。さらに、船舶が寄港している際
等、別置発電機や商用電源がある場合には、内燃機関２
を運転することなくバッテリ１４を充電することがで
き、充電作業も容易となる。
および推進システム外の別置発電機又は商用電源を用い
て行うことで、システム内に発電機やそれに付随する機
器が不要となり、当該システムの簡素化を図ることがで
きる。また、このような構成をとることで、本推進機器
１のように発電用機器１０のような発電機能を有しない
推進機器でも、電動機９を安定的に駆動することがで
き、本システムと同等の発電及び駆動システムを構築す
ることが可能となる。さらに、船舶が寄港している際
等、別置発電機や商用電源がある場合には、内燃機関２
を運転することなくバッテリ１４を充電することがで
き、充電作業も容易となる。
【００２６】次に、船舶の発電および推進システムの第
四実施例について説明する。図５に示す推進装置１にお
いては、発電用機器１０の出力部にリレー１１ａ及び整
流機器１２が接続され、発電用機器１０からの出力は整
流機器１２により直流に変換される。整流機器１２によ
り直流に変換された発電用機器１０からの出力は、ＤＣ
／ＤＣコンバータ１３により所定の電圧に変圧されてバ
ッテリ１４に充電される。また、整流機器１２により直
流に変換された発電用機器１０からの出力は、インバー
タ１６により交流変換されて、交流電力として船内供給
される。
四実施例について説明する。図５に示す推進装置１にお
いては、発電用機器１０の出力部にリレー１１ａ及び整
流機器１２が接続され、発電用機器１０からの出力は整
流機器１２により直流に変換される。整流機器１２によ
り直流に変換された発電用機器１０からの出力は、ＤＣ
／ＤＣコンバータ１３により所定の電圧に変圧されてバ
ッテリ１４に充電される。また、整流機器１２により直
流に変換された発電用機器１０からの出力は、インバー
タ１６により交流変換されて、交流電力として船内供給
される。
【００２７】バッテリ１４はリレー１１ｂを介してコン
トローラ１５に接続されている。また、バッテリ１４の
状態は、検出回路１５ａを通じてコントローラ１５によ
り検出可能とされている。そして、発電用機器１０から
の発電出力をバッテリ１４に充電する際には、該バッテ
リ１４の状態をコントローラ１５により検出して、検出
したバッテリ１４の状態に応じて充電を行うように構成
している。
トローラ１５に接続されている。また、バッテリ１４の
状態は、検出回路１５ａを通じてコントローラ１５によ
り検出可能とされている。そして、発電用機器１０から
の発電出力をバッテリ１４に充電する際には、該バッテ
リ１４の状態をコントローラ１５により検出して、検出
したバッテリ１４の状態に応じて充電を行うように構成
している。
【００２８】例えば、バッテリ１４に充電を行う場合、
まず、充電前にはコントローラ１５により前記リレー１
１ａ・１１ｂが開状態に操作されており、バッテリ１４
は電気的にオープン状態となっている。この状態で、検
出回路１５ａを通じて、コントローラ１５によりバッテ
リ１４のオープン電圧といったバッテリ状態が検出され
る。バッテリ１４のオープン電圧が検出されると、コン
トローラ１５から出力される開閉信号によりリレー１１
ａ・１１ｂが閉じられ、発電用機器１０とバッテリ１４
とが、及びコントローラ１５とバッテリ１４とが電気的
に接続される。そして、バッテリ１４は、発電用機器１
０により、検出したバッテリ状態に応じて充電される。
まず、充電前にはコントローラ１５により前記リレー１
１ａ・１１ｂが開状態に操作されており、バッテリ１４
は電気的にオープン状態となっている。この状態で、検
出回路１５ａを通じて、コントローラ１５によりバッテ
リ１４のオープン電圧といったバッテリ状態が検出され
る。バッテリ１４のオープン電圧が検出されると、コン
トローラ１５から出力される開閉信号によりリレー１１
ａ・１１ｂが閉じられ、発電用機器１０とバッテリ１４
とが、及びコントローラ１５とバッテリ１４とが電気的
に接続される。そして、バッテリ１４は、発電用機器１
０により、検出したバッテリ状態に応じて充電される。
【００２９】このバッテリ１４の充電は、図６に示すフ
ローに沿って行われる。即ち、充電中においては、検出
回路１５ａを通じて、コントローラ１５により、バッテ
リ１４の充電状態、温度、電流、及び電圧といったバッ
テリ状態が検知される。同時に、内燃機関２の速度や、
インバータ１６の負荷、及びＤＣ／ＤＣコンバータ１３
の入力電圧等がコントローラ１５により検知される（Ｓ
１）。このコントローラ１５により検知された内容に何
か誤りがあるか否かが判断され（Ｓ２）、その検知した
状態の内容がコントローラ１５の表示部に表示される
（Ｓ３）。その後、どのような条件で充電を行うかが、
検知した内容に基づいて算出され（Ｓ４）、算出結果が
出力される（Ｓ５）。そして、この算出結果に応じた条
件でバッテリ１４への充電が行われる。尚、ステップＳ
２で誤りがあった場合は、充電条件の出力はされず（Ｓ
１３）、警告信号が発せられる（Ｓ１４）。
ローに沿って行われる。即ち、充電中においては、検出
回路１５ａを通じて、コントローラ１５により、バッテ
リ１４の充電状態、温度、電流、及び電圧といったバッ
テリ状態が検知される。同時に、内燃機関２の速度や、
インバータ１６の負荷、及びＤＣ／ＤＣコンバータ１３
の入力電圧等がコントローラ１５により検知される（Ｓ
１）。このコントローラ１５により検知された内容に何
か誤りがあるか否かが判断され（Ｓ２）、その検知した
状態の内容がコントローラ１５の表示部に表示される
（Ｓ３）。その後、どのような条件で充電を行うかが、
検知した内容に基づいて算出され（Ｓ４）、算出結果が
出力される（Ｓ５）。そして、この算出結果に応じた条
件でバッテリ１４への充電が行われる。尚、ステップＳ
２で誤りがあった場合は、充電条件の出力はされず（Ｓ
１３）、警告信号が発せられる（Ｓ１４）。
【００３０】このように、バッテリ１４への充電中は、
バッテリ１４の充電電圧や充電電流等のバッテリ状態を
常に検知して、コントローラ１５にて把握するようにし
ている。また、充電中は、バッテリ１４の温度も検温回
路１５ｂを通じて常にコントローラ１５によりモニタリ
ングされている。そして、バッテリ１４の充電状態が満
充電状態となると、コントローラ１５からリレー１１ａ
に対して開閉信号が送られ、リレー１１ａが開放側に操
作されて、充電が終了する。
バッテリ１４の充電電圧や充電電流等のバッテリ状態を
常に検知して、コントローラ１５にて把握するようにし
ている。また、充電中は、バッテリ１４の温度も検温回
路１５ｂを通じて常にコントローラ１５によりモニタリ
ングされている。そして、バッテリ１４の充電状態が満
充電状態となると、コントローラ１５からリレー１１ａ
に対して開閉信号が送られ、リレー１１ａが開放側に操
作されて、充電が終了する。
【００３１】発電用機器１０が発電してバッテリ１４へ
の充電が開始される前に、バッテリ１４のオープン電圧
等のバッテリ状態を検出し、充電中はバッテリ１４の電
圧・電流等のバッテリ状態を検知して、これらのバッテ
リ状態に応じてバッテリ１４への充電を行うといったよ
うに、充電中のバッテリ状態を監視することで、内燃機
関２を停止して電動機９を単独運転させた場合の、バッ
テリ量や充電状態や運転可能時間等の種々の情報を表示
器に表示することが可能となる。また、検出・検知した
バッテリ１４等の情報を、充電制御や電動機９の駆動時
の制御に対してフィードバックすることができ、充電制
御や駆動制御の精度を向上させることができる。
の充電が開始される前に、バッテリ１４のオープン電圧
等のバッテリ状態を検出し、充電中はバッテリ１４の電
圧・電流等のバッテリ状態を検知して、これらのバッテ
リ状態に応じてバッテリ１４への充電を行うといったよ
うに、充電中のバッテリ状態を監視することで、内燃機
関２を停止して電動機９を単独運転させた場合の、バッ
テリ量や充電状態や運転可能時間等の種々の情報を表示
器に表示することが可能となる。また、検出・検知した
バッテリ１４等の情報を、充電制御や電動機９の駆動時
の制御に対してフィードバックすることができ、充電制
御や駆動制御の精度を向上させることができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
以下に示すような効果を奏する。即ち、請求項１に示す
ごとく、航走用内燃機関と、該内燃機関に接続される動
力伝達装置との間に、船内電力供給を行う発電用機器を
設置し、動力伝達装置に電動機を配設する機構におい
て、該発電用機器からの出力を、整流・平滑機器、直流
／直流コンバータを順に介して、バッテリに充電するの
で、船内電力供給用の発電用機器と、電動機駆動用のバ
ッテリを充電するための発電用機器とを兼用して、発電
および推進システムの構成の簡素化を図ることができ
る。また、推進用に用いられる内燃機関の余剰出力を、
発電用機器の駆動に用いて、電力供給やバッテリを充電
するために有効活用することができる。さらに、発電用
機器からの電力を一旦バッテリに蓄えた上で、電動機を
駆動するように構成しているので、内燃機関の運転状態
に影響されることなく、電動機を安定して駆動すること
が可能である。特に、内燃機関が停止状態にあるときで
も、バッテリに蓄えられた電力で電動機を駆動し、安定
的に推進することが可能である。
以下に示すような効果を奏する。即ち、請求項１に示す
ごとく、航走用内燃機関と、該内燃機関に接続される動
力伝達装置との間に、船内電力供給を行う発電用機器を
設置し、動力伝達装置に電動機を配設する機構におい
て、該発電用機器からの出力を、整流・平滑機器、直流
／直流コンバータを順に介して、バッテリに充電するの
で、船内電力供給用の発電用機器と、電動機駆動用のバ
ッテリを充電するための発電用機器とを兼用して、発電
および推進システムの構成の簡素化を図ることができ
る。また、推進用に用いられる内燃機関の余剰出力を、
発電用機器の駆動に用いて、電力供給やバッテリを充電
するために有効活用することができる。さらに、発電用
機器からの電力を一旦バッテリに蓄えた上で、電動機を
駆動するように構成しているので、内燃機関の運転状態
に影響されることなく、電動機を安定して駆動すること
が可能である。特に、内燃機関が停止状態にあるときで
も、バッテリに蓄えられた電力で電動機を駆動し、安定
的に推進することが可能である。
【００３３】請求項２に記載のごとく、航走用内燃機関
と、該内燃機関に接続される動力伝達装置との間に、船
内電力供給を行う発電用機器を設置する機構、又は動力
伝達装置に電動機を配設する機構において、内燃機関に
取り付けられる発電機からの出力を、整流・平滑機器、
直流／直流コンバータを順に介して、バッテリに充電す
るので、船内電力供給を低回転時でも可能として、船内
電力供給時の内燃機関の振動・騒音を抑えつつ、広い回
転数域で安定的に充電を行うことを可能となる。
と、該内燃機関に接続される動力伝達装置との間に、船
内電力供給を行う発電用機器を設置する機構、又は動力
伝達装置に電動機を配設する機構において、内燃機関に
取り付けられる発電機からの出力を、整流・平滑機器、
直流／直流コンバータを順に介して、バッテリに充電す
るので、船内電力供給を低回転時でも可能として、船内
電力供給時の内燃機関の振動・騒音を抑えつつ、広い回
転数域で安定的に充電を行うことを可能となる。
【００３４】請求項３に記載のごとく、航走用内燃機関
と、該内燃機関に接続される動力伝達装置との間に、船
内電力供給を行う発電用機器を設置する機構、又は動力
伝達装置に電動機を配設する機構において、内燃機関及
び動力伝達装置とは別置きの発電機、又は商用電源から
の出力を、直流変換した後、バッテリに充電するので、
当該システムの簡素化を図ることができる。また、この
ような構成をとることで、発電機能を有しない推進機器
でも、電動機を安定的に駆動することができ、本システ
ムと同等の発電及び駆動システムを構築することが可能
となる。さらに、船舶が寄港している際等、別置発電機
や商用電源がある場合には、内燃機関を運転することな
くバッテリを充電することができ、充電作業も容易とな
る。
と、該内燃機関に接続される動力伝達装置との間に、船
内電力供給を行う発電用機器を設置する機構、又は動力
伝達装置に電動機を配設する機構において、内燃機関及
び動力伝達装置とは別置きの発電機、又は商用電源から
の出力を、直流変換した後、バッテリに充電するので、
当該システムの簡素化を図ることができる。また、この
ような構成をとることで、発電機能を有しない推進機器
でも、電動機を安定的に駆動することができ、本システ
ムと同等の発電及び駆動システムを構築することが可能
となる。さらに、船舶が寄港している際等、別置発電機
や商用電源がある場合には、内燃機関を運転することな
くバッテリを充電することができ、充電作業も容易とな
る。
【００３５】請求項４に記載のごとく、航走用内燃機関
と、該内燃機関に接続される動力伝達装置との間に、船
内電力供給を行う発電用機器を設置し、動力伝達装置に
電動機を配設する機構において、該発電用機器からの発
電出力をバッテリに充電する際には、発電用機器が発電
を開始する前にオープン電圧等のバッテリ状態を検出
し、充電中はバッテリの電圧・電流等のバッテリ状態を
検知して、これらのバッテリ状態に応じてバッテリへの
充電を行うので、内燃機関を停止して電動機を単独運転
させた場合の、バッテリ量や充電状態や運転可能時間等
の種々の情報を表示器に表示することが可能となる。ま
た、検出・検知したバッテリ等の情報を、充電制御や電
動機の駆動時の制御に対してフィードバックすることが
でき、充電制御や駆動制御の精度を向上させることがで
きる。
と、該内燃機関に接続される動力伝達装置との間に、船
内電力供給を行う発電用機器を設置し、動力伝達装置に
電動機を配設する機構において、該発電用機器からの発
電出力をバッテリに充電する際には、発電用機器が発電
を開始する前にオープン電圧等のバッテリ状態を検出
し、充電中はバッテリの電圧・電流等のバッテリ状態を
検知して、これらのバッテリ状態に応じてバッテリへの
充電を行うので、内燃機関を停止して電動機を単独運転
させた場合の、バッテリ量や充電状態や運転可能時間等
の種々の情報を表示器に表示することが可能となる。ま
た、検出・検知したバッテリ等の情報を、充電制御や電
動機の駆動時の制御に対してフィードバックすることが
でき、充電制御や駆動制御の精度を向上させることがで
きる。
【図１】本発明の発電および推進システムにかかる船舶
の推進装置を示す図である。
の推進装置を示す図である。
【図２】推進装置の第二実施例を示す図である。
【図３】発電機回転数と発電機出力との関係を示す図で
ある。
ある。
【図４】推進装置の第三実施例を示す図である。
【図５】推進装置の第四実施例を示す図である。
【図６】推進装置におけるバッテリの充電フローを示す
図である。
図である。
１ 推進装置
２ 内燃機関
３ 動力伝達装置
４ プロペラ
１０ 発電用機器
１１ リレー
１２ 整流機器
１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１４ バッテリ
１５ コントローラ
１６ インバータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｊ
(72)発明者 戸田 隆行
大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ
ーディーゼル株式会社内
(72)発明者 常陸 純一
大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ
ーディーゼル株式会社内
Ｆターム(参考） 3G093 AA19 EB08
5H590 AA01 AA04 AA08 AB04 AB05
CA07 CA22 CB03 CC01 CD01
CD03 CD10 CE03 CE05 DD25
EA07 EA13 EB02 EB14 EB21
FA05 FA08 FC12 GA02 GA04
HA02 HA04 HA27 KK01
Claims (4)
- 【請求項１】 航走用内燃機関と、該内燃機関に接続さ
れる動力伝達装置との間に、船内電力供給を行う発電用
機器を設置し、動力伝達装置に電動機を配設する機構に
おいて、 該発電用機器からの出力を、整流・平滑機器、直流／直
流コンバータを順に介して、バッテリに充電することを
特徴とする船舶の発電及び推進システム。 - 【請求項２】 航走用内燃機関と、該内燃機関に接続さ
れる動力伝達装置との間に、船内電力供給を行う発電用
機器を設置する機構、又は動力伝達装置に電動機を配設
する機構において、 内燃機関に取り付けられる発電機からの出力を、整流・
平滑機器、直流／直流コンバータを順に介して、バッテ
リに充電することを特徴とする船舶の発電及び推進シス
テム。 - 【請求項３】 航走用内燃機関と、該内燃機関に接続さ
れる動力伝達装置との間に、船内電力供給を行う発電用
機器を設置する機構、又は動力伝達装置に電動機を配設
する機構において、 内燃機関及び動力伝達装置とは別置きの発電機、又は商
用電源からの出力を、直流変換した後、バッテリに充電
することを特徴とする船舶の発電及び推進システム。 - 【請求項４】 航走用内燃機関と、該内燃機関に接続さ
れる動力伝達装置との間に、船内電力供給を行う発電用
機器を設置し、動力伝達装置に電動機を配設する機構に
おいて、 該発電用機器からの発電出力をバッテリに充電する際に
は、発電用機器が発電を開始する前にオープン電圧等の
バッテリ状態を検出し、充電中はバッテリの電圧・電流
等のバッテリ状態を検知して、これらのバッテリ状態に
応じてバッテリへの充電を行うことを特徴とする船舶の
発電及び推進システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001278214A JP2003081191A (ja) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | 船舶の発電及び推進システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001278214A JP2003081191A (ja) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | 船舶の発電及び推進システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003081191A true JP2003081191A (ja) | 2003-03-19 |
Family
ID=19102619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001278214A Pending JP2003081191A (ja) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | 船舶の発電及び推進システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003081191A (ja) |
Cited By (8)
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| JP2009067207A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Ihi Corp | 水陸両用車 |
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- 2001-09-13 JP JP2001278214A patent/JP2003081191A/ja active Pending
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