JP2010241160A - Ship propulsion system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent any load fluctuation from being transmitted to an internal combustion engine when short-term disturbance such as waves and swells are applied to a propeller of ship. <P>SOLUTION: A motor generator 14 is provided on a power transmission path 12 for connecting a propeller 11 to a main shaft of an internal combustion engine 13. When the load torque applied to the propeller 11 is less than the output torque of the internal combustion engine 13, the power is supplied to a power-supplied part such as an electric apparatus 17 by the motor generator 14. When the load torque is more than the output torque, the power is supplied from a power source to the motor generator 14 to operate the motor generator 14 and to assist the power to the propeller 11. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、船舶航行時に水面の波等の外乱により内燃機関に負荷変動が加わらないようにした船舶の推進装置に関する。   The present invention relates to a marine vessel propulsion device that prevents load fluctuations from being applied to an internal combustion engine due to disturbances such as waves on the water surface during vessel navigation.

プロペラの推力により水上を航行する船舶の動力源としては、通常、内燃機関が使用されており、内燃機関に加えて動力源として電動モータを有するハイブリッド式の推進装置が特許文献1,2に記載されている。このハイブリッド式推進装置は、内燃機関により駆動されて発電するジェネレータを有し、船舶の航行時に内燃機関によってプロペラを駆動しながらジェネレータを駆動することによりバッテリに電力を充電し、電動モータが駆動されるときにはバッテリから電動モータに電力を供給する。推進装置の小型化を図るために、電動モータの機能とジェネレータの機能とを有するモータジェネレータが用いられている。   An internal combustion engine is usually used as a power source for ships that sail on the water by propeller thrust, and hybrid propulsion devices that have an electric motor as a power source in addition to the internal combustion engine are described in Patent Documents 1 and 2. Has been. This hybrid propulsion device has a generator that is driven by an internal combustion engine to generate electric power, and the battery is charged with electric power by driving the generator while driving the propeller by the internal combustion engine during navigation of the ship, and the electric motor is driven. Power is supplied from the battery to the electric motor. In order to reduce the size of the propulsion device, a motor generator having an electric motor function and a generator function is used.

従来のハイブリッド式の推進装置においては、船舶の定常航行時には内燃機関によりプロペラを駆動し、低速ないし微速航行時および使用頻度が少ない後進航行時には電動モータによりプロペラを駆動するようにしている。微速航行時や後進航行時に電動モータによりプロペラを駆動することにより、内燃機関の騒音の発生を解消し、停船時および係留時にもバッテリの電力を電気機器に供給するようにしている。   In a conventional hybrid type propulsion device, a propeller is driven by an internal combustion engine during steady navigation of a ship, and a propeller is driven by an electric motor during low-speed or very low-speed navigation and backward navigation that is less frequently used. The propeller is driven by an electric motor during slow speed travel or reverse travel to eliminate the noise of the internal combustion engine, and to supply electric power from the battery to the electrical equipment when the ship is stopped and moored.

このように、微速航行時や後進航行時に電動モータによりプロペラを駆動するには、定常航行時に内燃機関によりジェネレータを駆動して予めバッテリを充電することになる。   As described above, in order to drive the propeller by the electric motor at the time of slow speed travel or reverse travel, the generator is driven by the internal combustion engine during normal travel and the battery is charged in advance.

特開2001−270495号公報JP 2001-270495 A 特開2001−301692号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-301692

船舶の航行時には船体には潮流、風圧、波浪およびうねり等の外乱が加わることになり、外乱によってプロペラに加わる負荷が増加したり減少したりすることになる。プロペラに加わる負荷が頻繁に変動すると、内燃機関の回転数が頻繁に変化して燃費を悪化させることになる。外乱によってプロペラに加わる負荷が増加したときに電動モータを駆動してプロペラの駆動をアシストし、負荷が減少したときにジェネレータを駆動して発電するようにすれば、内燃機関に加わる負荷変動を防止することができるとともに内燃機関の燃費を向上させることができる。そこで、プロペラに加わる負荷変動に応じてモータジェネレータの作動を制御する方式について本発明者により以下のように検討がなされた。   When navigating the ship, disturbances such as tidal currents, wind pressures, waves and swells are applied to the hull, and the load applied to the propeller is increased or decreased by the disturbances. If the load applied to the propeller fluctuates frequently, the number of revolutions of the internal combustion engine changes frequently and fuel consumption is deteriorated. When the load applied to the propeller increases due to disturbance, the electric motor is driven to assist the drive of the propeller, and when the load decreases, the generator is driven to generate power, thereby preventing fluctuations in the load applied to the internal combustion engine. It is possible to improve the fuel efficiency of the internal combustion engine. In view of this, the present inventor has studied the system for controlling the operation of the motor generator in accordance with the load fluctuation applied to the propeller as follows.

貨物船や商船などの船舶が外洋を航行する場合のような船舶の定常航行時には、プロペラの回転数が一定となるように内燃機関の回転数が設定される。プロペラの回転数は船舶の航行抵抗により相違させる必要があるので、航行抵抗に応じて内燃機関に供給される燃料を調整することにより内燃機関の主軸の回転数が設定される。また、内燃機関の主軸が同じ回転数であっても、海象によりプロペラのスリップ量が異なるため、船舶が目標船速となるように、乗員により操作装置が操作されて海象に応じて内燃機関の回転数が設定される。   When a ship such as a cargo ship or a merchant ship sails in the open ocean, the speed of the internal combustion engine is set so that the speed of the propeller is constant. Since the rotation speed of the propeller needs to be different depending on the navigation resistance of the ship, the rotation speed of the main shaft of the internal combustion engine is set by adjusting the fuel supplied to the internal combustion engine according to the navigation resistance. Further, even if the main shaft of the internal combustion engine has the same rotational speed, the amount of propeller slip varies depending on the sea condition, so that the operating device is operated by the occupant so that the ship reaches the target ship speed, and the internal combustion engine is operated according to the sea condition. The rotation speed is set.

船舶の推進装置には調速装置つまりガバナーが設けられている。ガバナーは常時内燃機関の回転数を検出し、設定された回転数との偏差を算出して設定回転数となるように燃料供給量を調節する。ガバナーの制御頻度は、20Hz程度であるが、燃料供給量を調節してからプロペラの回転数が変化するまでのタイムラグは、数秒から10数秒となっている。この理由は、舶用の内燃機関は自重のみならず主軸に連結されているフライホイールやプロペラの質量も極めて大きいので、これらの慣性力が大きいためである。したがって、燃料供給の調整を開始してから回転数が変化するまでに、上述したような大きなタイムラグがある。   A marine vessel propulsion apparatus is provided with a speed governor, that is, a governor. The governor constantly detects the rotational speed of the internal combustion engine, calculates a deviation from the set rotational speed, and adjusts the fuel supply amount so as to be the set rotational speed. The governor's control frequency is about 20 Hz, but the time lag from the adjustment of the fuel supply amount to the change of the rotation speed of the propeller is from several seconds to several tens of seconds. This is because a marine internal combustion engine has not only its own weight but also the mass of a flywheel and a propeller connected to the main shaft, so that these inertial forces are large. Therefore, there is a large time lag as described above from the start of fuel supply adjustment until the rotational speed changes.

船舶に加わる外乱のうち潮流や風圧は、数時間程度の周期で変化する中長期的な外乱であり、外乱のうち波浪やうねりは、数秒から10数秒の周期で変化する短期的な外乱となっている。   Among the disturbances applied to the ship, the tidal current and wind pressure are medium- to long-term disturbances that change with a period of several hours, and among the disturbances, waves and swells are short-term disturbances that change with a period of several seconds to several tens of seconds. ing.

このため、短期的な外乱により主軸回転数が変化した場合には、ガバナーの制御頻度が高いにも拘わらず、ガバナーによっては外乱に対応させて主軸の回転数を安定的に制御することができない。なぜならば、ガバナーはタイムラグのある回転数を監視しているので、回転数変化の兆候が見られた時点では、負荷トルクはその変化が経過し、既に異なった状態となっている可能性があるためである。その上、回転数変化を検出した後にガバナーが燃料供給量を調整して、その効果が発生するまでに数秒から10数秒間のタイムラグがあるので、その影響は次の制御の入力信号に及ぶこととなる。したがって、ガバナーの特性では時々刻々と変化する短期的な外乱に対しては燃料の調節は難しい。このように、ガバナーは中長期的な外乱に対する主軸回転数の制御には寄与しているが、短期的な外乱に対する主軸の回転数制御には不安定要因となっていると考えられ、最近の実船計測結果では、ガバナーの制御頻度を低くすることにより省エネ効果が認められている程である。   For this reason, when the spindle speed changes due to a short-term disturbance, the governor cannot stably control the spindle speed in response to the disturbance even though the governor control frequency is high. . This is because the governor monitors the rotational speed with a time lag, and when the sign of the rotational speed change is seen, the load torque may have already changed, and the load torque may already be in a different state. Because. In addition, there is a time lag of several seconds to several tens of seconds until the governor adjusts the fuel supply amount after detecting the change in the rotation speed and the effect occurs, so that the influence will affect the input signal of the next control It becomes. Therefore, it is difficult to adjust the fuel for short-term disturbances that change from moment to moment according to the characteristics of the governor. As described above, the governor contributes to the control of the spindle speed for medium- to long-term disturbances, but is considered to be an unstable factor in controlling the spindle speed for short-term disturbances. In the actual ship measurement results, the energy-saving effect is recognized by reducing the governor control frequency.

このように、中長期的な外乱に対してはガバナーにより内燃機関への燃料供給量が調整されプロペラの負荷変動に対して内燃機関の出力トルクを制御することができるが、船舶に短期的な外乱が加わった場合には、ガバナーによっては内燃機関に加わる負荷を抑制することができない。   In this way, for medium- to long-term disturbances, the governor can adjust the fuel supply amount to the internal combustion engine and control the output torque of the internal combustion engine against the load fluctuation of the propeller. When a disturbance is applied, the load applied to the internal combustion engine cannot be suppressed depending on the governor.

本発明の目的は、船舶のプロペラに波やうねり等の短期的な外乱が加わったときに内燃機関に負荷変動が伝達されるのを防止することにある。   An object of the present invention is to prevent load fluctuations from being transmitted to an internal combustion engine when a short-term disturbance such as a wave or swell is applied to a propeller of a ship.

本発明の他の目的は、内燃機関に負荷変動が加わるのを防止して内燃機関の燃費を向上することにある。   Another object of the present invention is to improve the fuel consumption of an internal combustion engine by preventing load fluctuations from being applied to the internal combustion engine.

本発明の船舶の推進装置は、船舶に推力を加えるプロペラと内燃機関の主軸とを連結する動力伝達経路を有する船舶の推進装置であって、前記動力伝達経路に設けられ、前記内燃機関により駆動されて電力を発生するジェネレータと、前記ジェネレータにより発生された電力が供給される電力被供給部と、前記プロペラに加わる負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段と、前記負荷トルク検出手段により検出された負荷トルクと前記内燃機関の出力トルクとを比較し、前記負荷トルクが前記出力トルクを下回っているときには前記ジェネレータを前記内燃機関により稼働させて前記電力被供給部に電力を供給する制御手段とを有することを特徴とする。   A marine vessel propulsion device according to the present invention is a marine vessel propulsion device having a power transmission path that connects a propeller that applies thrust to the marine vessel and a main shaft of an internal combustion engine, and is provided in the power transmission path and driven by the internal combustion engine Generated to generate electric power, an electric power supplied portion to which electric power generated by the generator is supplied, load torque detecting means for detecting load torque applied to the propeller, and detected by the load torque detecting means A control means for comparing a load torque with an output torque of the internal combustion engine, and when the load torque is less than the output torque, operating the generator by the internal combustion engine to supply electric power to the power supplied portion; It is characterized by having.

本発明の船舶の推進装置は、船舶に推力を加えるプロペラと内燃機関の主軸とを連結する動力伝達経路を有する船舶の推進装置であって、前記動力伝達経路に設けられ、前記プロペラに動力を加える電動モータと、前記電動モータに電力を供給する電力源と、前記プロペラに加わる負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段と、前記負荷トルク検出手段により検出された負荷トルクと前記内燃機関の出力トルクとを比較し、前記負荷トルクが前記出力トルクを上回っているときには前記電力源からの電力により前記電動モータを稼働させて前記プロペラに動力をアシストする制御手段とを有することを特徴とする。   A marine vessel propulsion device according to the present invention is a marine vessel propulsion device having a power transmission path that connects a propeller that applies thrust to the marine vessel and a main shaft of an internal combustion engine, and is provided in the power transmission path, and provides power to the propeller. An electric motor to be applied; an electric power source that supplies electric power to the electric motor; load torque detection means that detects load torque applied to the propeller; load torque detected by the load torque detection means; and output torque of the internal combustion engine And control means for assisting power to the propeller by operating the electric motor with the power from the power source when the load torque exceeds the output torque.

本発明の船舶の推進装置は、船舶に推力を加えるプロペラと内燃機関の主軸とを連結する動力伝達経路を有する船舶の推進装置であって、前記動力伝達経路に設けられ、前記内燃機関により駆動されて電力を発生する一方、前記プロペラに動力を加えるモータジェネレータと、前記モータジェネレータにより発生された電力が供給される電力被供給部と、前記モータジェネレータに電力を供給する電力源と、前記プロペラに加わる負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段と、前記負荷トルク検出手段により検出された負荷トルクと前記内燃機関の出力トルクとを比較し、前記負荷トルクが前記出力トルクを下回っているときには前記モータジェネレータを前記内燃機関により稼働させて前記電力被供給部に電力を供給し、前記負荷トルクが前記出力トルクを上回っているときには前記電力源からの電力により前記モータジェネレータを稼働させて前記プロペラに動力をアシストする制御手段とを有することを特徴とする。本発明の船舶の推進装置は、前記電力被供給部と前記電力源はバッテリであり、前記負荷トルクが前記出力トルクを下回っているときには前記モータジェネレータによる発電電力を前記バッテリに充電し、前記負荷トルクが前記出力トルクを上回っているときには前記バッテリの電力により前記モータジェネレータを稼働させて前記プロペラに動力をアシストすることを特徴とする。   A marine vessel propulsion device according to the present invention is a marine vessel propulsion device having a power transmission path that connects a propeller that applies thrust to the marine vessel and a main shaft of an internal combustion engine, and is provided in the power transmission path and driven by the internal combustion engine A motor generator that generates power while supplying power to the propeller, a power supplied unit that is supplied with power generated by the motor generator, a power source that supplies power to the motor generator, and the propeller Load torque detecting means for detecting a load torque applied to the load torque, and comparing the load torque detected by the load torque detecting means with the output torque of the internal combustion engine, and when the load torque is lower than the output torque, the motor A generator is operated by the internal combustion engine to supply power to the power supplied portion, and the load torque is When it exceeds the serial output torque is characterized by having a control means for assisting the motive power to the propeller by running the motor generator with electric power from the power source. In the marine vessel propulsion device according to the present invention, the power supplied unit and the power source are batteries, and when the load torque is lower than the output torque, the battery is charged with power generated by the motor generator, and the load When the torque exceeds the output torque, the motor generator is operated by the power of the battery to assist the propeller with power.

本発明によれば、水面に発生した波やうねり等の短期的な外乱が船舶に加わり、船舶の航行時にプロペラに加わる負荷トルクが内燃機関の出力トルクを下回っているときには、ジェネレータを稼働させるようにしたので、プロペラに加わる負荷トルクが減少したときには内燃機関の出力トルクを利用して発電し、内燃機関に負荷変動が伝達されるのを防止することができる。一方、プロペラに加わる負荷トルクが内燃機関の出力トルクを上回っているときには電動モータを稼働させてプロペラに動力をアシストするようにしたので、内燃機関に負荷変動が伝達されるのを防止することができる。内燃機関への負荷変動の伝達が防止されるので、船舶に外乱が加わっても、内燃機関の回転数を常に一定に保持することができ、内燃機関の燃費を向上させることができる。   According to the present invention, when a short-term disturbance such as a wave or swell generated on the water surface is applied to the ship and the load torque applied to the propeller during the navigation of the ship is lower than the output torque of the internal combustion engine, the generator is operated. As a result, when the load torque applied to the propeller is reduced, power is generated using the output torque of the internal combustion engine, so that load fluctuations can be prevented from being transmitted to the internal combustion engine. On the other hand, when the load torque applied to the propeller exceeds the output torque of the internal combustion engine, the electric motor is operated to assist the propeller with power, so that it is possible to prevent load fluctuation from being transmitted to the internal combustion engine. it can. Since transmission of load fluctuations to the internal combustion engine is prevented, the rotational speed of the internal combustion engine can always be kept constant even when a disturbance is applied to the ship, and the fuel consumption of the internal combustion engine can be improved.

ジェネレータにより発電された電力をバッテリに充電し、電動モータを稼働させるときにバッテリから電力を供給するようにすると、水面の波等により発電された電力をプロペラ動力にアシストすることができるので、波の変動に対応させて内燃機関の出力トルクを変化させる場合に比して、内燃機関の燃費を向上させることができる。   By charging the battery with the power generated by the generator and supplying the power from the battery when operating the electric motor, the power generated by waves on the water surface can be assisted to the propeller power. Compared with the case where the output torque of the internal combustion engine is changed in response to the fluctuation of the engine, the fuel consumption of the internal combustion engine can be improved.

電動モータとジェネレータとの機能を有するモータジェネレータを動力伝達経路に配置することにより、電動モータとジェネレータとを別々に設ける場合よりも推進装置を小型化することができる。   By disposing the motor generator having the functions of the electric motor and the generator in the power transmission path, the propulsion device can be made smaller than when the electric motor and the generator are separately provided.

本発明の一実施の形態である船舶の推進装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the propulsion apparatus of the ship which is one embodiment of this invention. 波が発生している水面を船舶が航行している状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which the ship is navigating the water surface which the wave has generate | occur | produced. (A)は波の発生により標準水位に対して水面が変化している状態を示す模式図であり、(B)は波による船速の変化を示す模式図であり、(C)は波によりプロペラに加わる負荷トルクの変化を示す模式図であり、(D)は波により負荷トルクが変動した場合における内燃機関の回転数を従来技術と比較して示す模式図である。(A) is a schematic diagram showing a state in which the water surface is changed with respect to the standard water level due to the generation of waves, (B) is a schematic diagram showing changes in ship speed due to the waves, (C) is a diagram showing the change in the waves It is a schematic diagram which shows the change of the load torque added to a propeller, (D) is a schematic diagram which shows the rotation speed of an internal combustion engine in case the load torque fluctuates by a wave compared with a prior art. 船舶航行時における推進装置の制御モードを示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the control mode of the propulsion apparatus at the time of ship navigation. エンジンに対する燃料供給量を一定とした状態のもとでエンジンの出力トルクと主軸の回転数との関係を示す特性線図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the engine output torque and the rotational speed of the main shaft under a condition where the fuel supply amount to the engine is constant. 本発明の他の実施の形態である推進装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the propulsion apparatus which is other embodiment of this invention. 本発明のさらに他の実施の形態である推進装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the propulsion apparatus which is further another embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1に示されるように、船舶に推力を加えるプロペラ11が設けられたプロペラ軸12aは、エンジンつまり内燃機関13の主軸12bに連結されている。プロペラ軸12aと主軸12bは動力伝達経路12を構成しており、エンジンの正味出力つまり出力トルクは動力伝達経路12を介してプロペラ11に伝達される。動力伝達経路12にはモータジェネレータ14が設けられており、モータジェネレータ14はプロペラ11に対して動力を加える電動モータとしての機能と、内燃機関13により駆動されて発電するジェネレータとしての機能とを有している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a propeller shaft 12 a provided with a propeller 11 that applies thrust to a ship is connected to a main shaft 12 b of an engine, that is, an internal combustion engine 13. The propeller shaft 12 a and the main shaft 12 b constitute a power transmission path 12, and the net output of the engine, that is, the output torque is transmitted to the propeller 11 via the power transmission path 12. A motor generator 14 is provided in the power transmission path 12, and the motor generator 14 has a function as an electric motor that applies power to the propeller 11 and a function as a generator that generates power by being driven by the internal combustion engine 13. is doing.

乗員がエンジン回転数を設定するために、操作装置15には操作ハンドル15aが設けられており、乗員が操作ハンドル15aを操作することにより入力されたエンジン回転数の指令信号はガバナー16に送られるようになっている。ガバナー16は内燃機関13の主軸12bが指令信号に応じた回転数となるように燃料供給量指令信号を内燃機関13に送る。内燃機関13からは主軸12bの実回転数信号と実際の燃料供給量信号がガバナー16に送られ、内燃機関13は主軸12bが設定された回転数になるようにフィードバック制御される。   In order for the occupant to set the engine speed, the operation device 15 is provided with an operation handle 15a, and an engine speed command signal input by the occupant operating the operation handle 15a is sent to the governor 16. It is like that. The governor 16 sends a fuel supply amount command signal to the internal combustion engine 13 so that the main shaft 12b of the internal combustion engine 13 has a rotational speed corresponding to the command signal. From the internal combustion engine 13, the actual rotational speed signal of the main shaft 12b and the actual fuel supply amount signal are sent to the governor 16, and the internal combustion engine 13 is feedback-controlled so that the main shaft 12b has the set rotational speed.

船舶内に設けられた種々の電気機器17の電力需要を満たすために、船舶内には発電機18が設けられており、発電機18により発電された電力は船内母線19を介して電気機器17に送られる。船内の電気機器17は電力が供給されて機能を発揮する電力被供給部となっており、発電機18は電力を電力被供給部に供給する電力源となっている。   In order to satisfy the power demand of various electrical devices 17 provided in the ship, a generator 18 is provided in the ship, and the electric power generated by the generator 18 is supplied to the electrical device 17 via the inboard bus 19. Sent to. The electric device 17 in the ship is a power supplied unit that functions when supplied with power, and the generator 18 is a power source that supplies power to the power supplied unit.

モータジェネレータ14はインバータ21を介して船内母線19に接続されている。これにより、モータジェネレータ14を発電機として稼働させることにより発生した電力は、インバータ21を介して電気機器17の電力需要に供給することができる。一方、モータジェネレータ14を電動モータとして稼働させてプロペラ11に対して動力をアシストする場合には、モータジェネレータ14には発電機18から電力を供給することができる。さらに、船舶内には二次電池つまりバッテリ22が搭載されており、バッテリ22の電力をモータジェネレータ14に供給してモータジェネレータ14を電動モータとして稼働させることができるとともに、モータジェネレータ14により発電された電力をバッテリ22に充電することができる。このように、推進装置にバッテリ22を設けることにより、バッテリ22は電力源および電力被供給部を構成することになる。   The motor generator 14 is connected to the inboard bus 19 via an inverter 21. Thereby, the electric power generated by operating the motor generator 14 as a generator can be supplied to the electric power demand of the electric device 17 through the inverter 21. On the other hand, when the motor generator 14 is operated as an electric motor to assist the propeller 11 with power, electric power can be supplied to the motor generator 14 from the generator 18. Further, a secondary battery, that is, a battery 22 is mounted in the ship, and the electric power of the battery 22 can be supplied to the motor generator 14 to operate the motor generator 14 as an electric motor. The charged electric power can be charged in the battery 22. Thus, by providing the battery 22 in the propulsion device, the battery 22 constitutes a power source and a power supplied portion.

図1に示す推進装置は、モータジェネレータ14に対しては発電機18とバッテリ22のいずれからも電力を供給し得るとともに、モータジェネレータ14による発電電力を船内の電気機器17とバッテリ22とのいずれにも供給し得る形態となっている。推進装置の形態としては、モータジェネレータ14に発電機18とバッテリ22のいずれからも電力を供給し得る形態と、モータジェネレータ14により発電した電力を船内の電気機器17とバッテリ22とのいずれにも供給し得るようにした形態とがある。   The propulsion device shown in FIG. 1 can supply electric power to the motor generator 14 from either the generator 18 or the battery 22, and the electric power generated by the motor generator 14 can be supplied to either the electric device 17 or the battery 22 in the ship. It is a form that can also be supplied. As a form of the propulsion device, an electric power can be supplied to the motor generator 14 from either the generator 18 or the battery 22, and the electric power generated by the motor generator 14 can be supplied to either the electric device 17 or the battery 22 in the ship. There is a form that can be supplied.

推進装置の他の形態としては、モータジェネレータ14に発電機18のみから電力を供給する形態と、モータジェネレータ14にバッテリ22のみから電力を供給する形態がある。同様に、モータジェネレータ14により発生した電力を船内の電気機器17のみに供給する形態と、バッテリ22のみに供給する形態がある。   As another form of the propulsion device, there are a form in which electric power is supplied to the motor generator 14 only from the generator 18 and a form in which electric power is supplied to the motor generator 14 only from the battery 22. Similarly, there are a mode in which the electric power generated by the motor generator 14 is supplied only to the electric device 17 in the ship and a mode in which only the battery 22 is supplied.

船舶の航行時にプロペラ11に加わる負荷トルクを検出するために、プロペラ軸12aには歪みゲージ23が設けられており、この歪みゲージ23からは無線信号により負荷トルク検出器24に検出信号が送信されるようになっている。この歪みゲージ23は、プロペラ軸12aに加わるねじれ応力に応じた検出信号を、例えば500Hzの周期で負荷トルク検出器24に送信する。プロペラ11がほぼ一定の回転数で回転していた状態のもとで、水面の波やうねり等の外乱がプロペラ11に加わって負荷トルクが変動すると、プロペラ軸12aのねじれ応力が変化するので、歪みゲージ23からの信号によりプロペラ11に加わる負荷トルクを検出することができる。ただし、負荷トルクを検出するために、歪みゲージ23に代えて光学式の軸トルク計を用いるようにしても良い。   In order to detect the load torque applied to the propeller 11 during navigation of the ship, the propeller shaft 12a is provided with a strain gauge 23, and a detection signal is transmitted from the strain gauge 23 to the load torque detector 24 by a radio signal. It has become so. The strain gauge 23 transmits a detection signal corresponding to the torsional stress applied to the propeller shaft 12a to the load torque detector 24 at a cycle of, for example, 500 Hz. Under the state in which the propeller 11 is rotating at a substantially constant rotation speed, when a disturbance such as a wave on the water surface or undulation is applied to the propeller 11 and the load torque varies, the torsional stress of the propeller shaft 12a changes. A load torque applied to the propeller 11 can be detected by a signal from the strain gauge 23. However, in order to detect the load torque, an optical shaft torque meter may be used instead of the strain gauge 23.

ガバナー16からは制御手段としてのコントローラ25に対して、主軸12bの実際の回転数に対応した回転数信号と、内燃機関13に実際に供給される燃料供給量に対応した供給量信号とが送られるようになっている。ガバナー16からコントローラ25に送られるこれらの信号に基づいて、コントローラ25により内燃機関13の正味の出力トルクが演算される。したがって、コントローラ25は内燃機関13の出力トルクを演算する機能を有しているが、内燃機関13を制御する図示しないエンジンコントローラから出力トルクの信号をコントローラ25に送るようにしても良い。正味の出力トルクは、シリンダ内の摩擦損失等を差し引いて内燃機関13の主軸12bから出力されるトルクであり、制動トルクとも言われる。内燃機関13の出力トルクの演算方式としては、軸トルク計により主軸12bの出力トルクを求めるようにしても良い。   The governor 16 sends a rotational speed signal corresponding to the actual rotational speed of the main shaft 12b and a supply amount signal corresponding to the fuel supply amount actually supplied to the internal combustion engine 13 to the controller 25 as control means. It is supposed to be. Based on these signals sent from the governor 16 to the controller 25, the controller 25 calculates the net output torque of the internal combustion engine 13. Therefore, the controller 25 has a function of calculating the output torque of the internal combustion engine 13, but an output torque signal may be sent to the controller 25 from an engine controller (not shown) that controls the internal combustion engine 13. The net output torque is torque that is output from the main shaft 12b of the internal combustion engine 13 by subtracting friction loss in the cylinder, and is also called braking torque. As a calculation method of the output torque of the internal combustion engine 13, the output torque of the main shaft 12b may be obtained by a shaft torque meter.

コントローラ25には負荷トルク検出器24からの検出信号が送られるようになっており、コントローラ25により内燃機関13の出力トルクと、プロペラ軸12aに加わる負荷トルクとが比較される。比較結果に基づいて、モータジェネレータ14を電動モータとして稼働させてプロペラ11に動力をアシストするアシストモードと、モータジェネレータをジェネレータとして稼働させて電気機器17等の電力被供給部に供給するジェネレーティングモードとに切り換えられる。   A detection signal from the load torque detector 24 is sent to the controller 25, and the controller 25 compares the output torque of the internal combustion engine 13 with the load torque applied to the propeller shaft 12a. Based on the comparison result, an assist mode in which the motor generator 14 is operated as an electric motor to assist the propeller 11 and power is generated, and a generation mode in which the motor generator is operated as a generator and is supplied to a power supply unit such as the electric device 17. And can be switched.

図2は波が発生している水面を船舶が航行している状態を示す模式図である。図2に示されるように、水面上を矢印で示す方向に船舶が航行しているとすると、船舶は波を上る状態S1から、波の頂点を航行する状態S2と、波を下る状態S3とを経て波の最下点状態S4に至ることになる。周期的な波が発生している状態のもとで船舶が航行するときには、このような航行状態が周期的に繰り返されることになる。   FIG. 2 is a schematic diagram showing a state where a ship is navigating the water surface where waves are generated. As shown in FIG. 2, assuming that the ship is navigating in the direction indicated by the arrow on the water surface, the ship is in a state S2 in which the wave goes up from a state S1 in which the wave goes up, and a state S3 in which the wave goes down Then, the wave reaches the lowest point state S4. When a ship navigates under a state where periodic waves are generated, such a navigation state is periodically repeated.

図3(A)は波の発生により標準水位に対して水面が変化している状態を示す模式図であり、図3(B)は波による船速の変化を示す模式図であり、図3(C)は波によりプロペラ11に加わる負荷トルクの変化を示す模式図であり、図3(D)は波により負荷トルクが変動した場合における内燃機関の回転数を従来と比較して示す模式図である。   3A is a schematic diagram showing a state in which the water surface is changing with respect to the standard water level due to the generation of waves, and FIG. 3B is a schematic diagram showing changes in ship speed due to the waves. FIG. 3C is a schematic diagram showing a change in load torque applied to the propeller 11 by the wave, and FIG. 3D is a schematic diagram showing the rotational speed of the internal combustion engine when the load torque fluctuates due to the wave as compared with the conventional one. It is.

船舶が波に差し掛かって波を上る状態S1のときには、船体に加わる航行抵抗は波により増加し船速は低下する。船速の低下によりプロペラ11に向けて流れる水の流入速度も低下するので、プロペラ11を介してプロペラ軸12aに加わる負荷トルクが増加することになる。負荷トルクは船速が最低となる波の頂点を航行する状態S2付近において最大となる。一方、波の頂点を過ぎると、波を原因とする航行抵抗は一気に低下し、重力加速度も加勢するために船速は急速に増大し、負荷トルクは低下することになる。したがって、船舶が航行する際に水面に波が発生すると、船速と負荷トルクは図3(B),(C)に示すように変化することになる。ただし、船速と負荷トルクの変化は、図3(B),(C)においては単純化して概略的に示されており、実際の波の変化に対する船速と負荷トルクの位相は図示する場合よりも複雑な位相差となる。   When the ship is in a state S1 where the ship reaches the wave and rises, the navigation resistance applied to the hull increases and the ship speed decreases. Since the inflow speed of the water flowing toward the propeller 11 is also decreased due to the decrease in the ship speed, the load torque applied to the propeller shaft 12a via the propeller 11 is increased. The load torque becomes maximum in the vicinity of the state S2 in which the ship navigates the peak of the wave where the boat speed is the lowest. On the other hand, after passing the top of the wave, the navigation resistance caused by the wave decreases at a stretch, the gravitational acceleration is also added, the ship speed increases rapidly, and the load torque decreases. Therefore, when a wave is generated on the water surface while the ship is navigating, the ship speed and the load torque change as shown in FIGS. 3 (B) and 3 (C). However, changes in ship speed and load torque are schematically shown in FIGS. 3B and 3C, and the phases of ship speed and load torque with respect to actual wave changes are shown in the figure. More complicated phase difference.

図4は船舶航行時における推進装置の制御モードを示すタイムチャートであり、内燃機関13に一定量の燃料を供給すると、主軸12bの目標出力トルクは一定となる。図2に示したように、波が発生している水面を船舶が航行すると、図2において船舶が波を上る状態S1から波の頂点状態S2まで航行する際には、プロペラ11に加わる負荷トルクは内燃機関13の目標出力トルクよりも増加することになる。負荷トルクの増加が、負荷トルク検出器24により検出されると、その信号がコントローラ25に送られて、推進装置はアシストモードに設定される。このアシストモードにおいては、モータジェネレータ14を電動モータとして稼働させてプロペラ11に動力をアシストすることになる。アシスト量は、負荷トルクに応じた値に設定される。アシストされたモータトルクは、図4においてはハッチングを付して示されている。   FIG. 4 is a time chart showing the control mode of the propulsion device when navigating the ship. When a constant amount of fuel is supplied to the internal combustion engine 13, the target output torque of the main shaft 12b becomes constant. As shown in FIG. 2, when the ship navigates the water surface where waves are generated, the load torque applied to the propeller 11 when the ship sails from the state S1 where the waves rise in FIG. 2 to the peak state S2 of the waves. Increases from the target output torque of the internal combustion engine 13. When an increase in load torque is detected by the load torque detector 24, the signal is sent to the controller 25, and the propulsion device is set to the assist mode. In this assist mode, the motor generator 14 is operated as an electric motor to assist the propeller 11 with power. The assist amount is set to a value corresponding to the load torque. The assisted motor torque is indicated by hatching in FIG.

これに対し、図2において船舶が波の頂点状態S2から波を下る状態S3を経て波の最下点状態S4にまで航行する際には、プロペラ11に加わる負荷トルクは目標出力トルクよりも減少することになる。負荷トルクの減少が負荷トルク検出器24により検出されると、その信号がコントローラ25に送られて、推進装置はジェネレーティングモードに設定される。ジェネレーティングモードにおいては、モータジェネレータをジェネレータとして稼働させて発電する。発電電力は電気機器17やバッテリ22からなる電力被供給部に供給される。発電量は、減少した負荷トルクに応じた値に設定される。発電のために内燃機関13によりモータジェネレータ14に加えられたトルクは、図4において点を付して示されている。   On the other hand, in FIG. 2, when the ship sails from the wave peak state S2 to the wave bottom point state S4 through the wave descending state S3, the load torque applied to the propeller 11 is smaller than the target output torque. Will do. When a decrease in load torque is detected by the load torque detector 24, the signal is sent to the controller 25, and the propulsion device is set to the generating mode. In the generating mode, the motor generator is operated as a generator to generate power. The generated power is supplied to an electric power supply unit including the electric device 17 and the battery 22. The power generation amount is set to a value corresponding to the reduced load torque. The torque applied to the motor generator 14 by the internal combustion engine 13 for power generation is shown with dots in FIG.

したがって、短期的な周期で変動する波やうねり等の外乱が発生している水面上を船舶が航行するときに、プロペラ11に加わる負荷トルクが目標出力トルクよりも増加すると、モータジェネレータ14によりプロペラ軸12aには駆動トルクがアシストされるので、内燃機関13に対して供給される燃料を増加させることなく、つまり内燃機関13の目標出力トルクを増加させることなく、船舶を航行させることができる。一方、プロペラ11に加わる負荷トルクが目標出力トルクよりも減少すると、モータジェネレータ14が内燃機関13により駆動されて内燃機関13の出力トルクは発電エネルギーとして使用されるので、内燃機関13に対して供給される燃料を減少させて内燃機関13の目標出力トルクを低下させることなく船舶を航行させることができる。このように、波やうねりが発生している水面上においても、内燃機関13に対して一定量の燃料を供給した状態とし、図3(D)に示すように内燃機関13の回転数を変化させることなく、内燃機関の出力トルクを一定に保持して船舶を航行させることができる。つまり、出力馬力を一定とする航行が可能となる。このように、周期的に負荷トルクが加わっても、内燃機関13の出力トルクを一定に保持することができるので、内燃機関13の回転数を周期的に変化させるように駆動する場合に比して燃費を向上させることができる。   Accordingly, when the ship sails on the surface of the water where disturbances such as waves and swells that fluctuate in a short-term cycle occur, if the load torque applied to the propeller 11 increases above the target output torque, the propeller is driven by the motor generator 14. Since the driving torque is assisted by the shaft 12a, the ship can be navigated without increasing the fuel supplied to the internal combustion engine 13, that is, without increasing the target output torque of the internal combustion engine 13. On the other hand, when the load torque applied to the propeller 11 decreases below the target output torque, the motor generator 14 is driven by the internal combustion engine 13 and the output torque of the internal combustion engine 13 is used as power generation energy. The marine vessel can be navigated without decreasing the target fuel and reducing the target output torque of the internal combustion engine 13. In this way, even on the water surface where waves and undulations are generated, a constant amount of fuel is supplied to the internal combustion engine 13, and the rotational speed of the internal combustion engine 13 is changed as shown in FIG. Therefore, the ship can be navigated while maintaining the output torque of the internal combustion engine constant. That is, navigation with a constant output horsepower is possible. In this way, even if load torque is periodically applied, the output torque of the internal combustion engine 13 can be kept constant, so that it is compared with a case where the rotational speed of the internal combustion engine 13 is changed periodically. Can improve fuel efficiency.

図5は内燃機関13に対する燃料供給量を一定とした状態のもとで内燃機関13の出力トルクと主軸12bの回転数との関係を示す特性線図である。この特性線図は内燃機関13として使用されるディーゼルエンジンの特性を示しており、内燃機関13は、供給燃料一定のもとでは、出力トルクと回転数との関係は、図5に示すような特性を有している。図5において、符号aから符号eは、それぞれ燃料供給量を示しており、符号aから符号eに向かうに従って燃料供給量は少ない状態を示す。ディーゼルエンジンは、回転数が高くなると出力トルクが増加し、最大出力トルクつまり最大馬力となる所定の回転数Pよりも回転数が高くなると、出力トルクは右下がりとなる出力特性を有している。船舶の定常航行時には、主軸12bは回転数が右下がりの領域で駆動される。   FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the output torque of the internal combustion engine 13 and the rotational speed of the main shaft 12b under the condition that the fuel supply amount to the internal combustion engine 13 is constant. This characteristic diagram shows the characteristics of a diesel engine used as the internal combustion engine 13. In the internal combustion engine 13, the relationship between the output torque and the rotational speed is as shown in FIG. It has characteristics. In FIG. 5, reference signs “a” to “e” indicate fuel supply amounts, respectively, and the fuel supply amount decreases from the reference sign “a” to the reference sign “e”. The diesel engine has an output characteristic that the output torque increases as the rotational speed increases, and the output torque decreases to the right when the rotational speed becomes higher than a predetermined rotational speed P that is the maximum output torque, that is, the maximum horsepower. . At the time of steady navigation of the ship, the main shaft 12b is driven in a region where the rotational speed is lowering to the right.

例えば、図5においてA点の状態で船舶が航行しているときに、従来では、波やうねりによりプロペラ11に加わる負荷トルクが増加すると、主軸12bの回転数が低下することになるので、ガバナー16により燃料供給量が高められて、負荷トルクの増加に見合うように出力トルクが高められる。一方、負荷トルクが減少すると、回転数が増加することになるので、ガバナー16により燃料供給量が低下されて、負荷トルクの減少に見合うように出力トルクが低下される。   For example, when the ship is navigating in the state of point A in FIG. 5, conventionally, if the load torque applied to the propeller 11 increases due to waves and undulations, the rotational speed of the main shaft 12 b decreases, so the governor The fuel supply amount is increased by 16, and the output torque is increased to meet the increase in load torque. On the other hand, when the load torque decreases, the rotational speed increases, so the fuel supply amount is decreased by the governor 16 and the output torque is decreased to meet the decrease in the load torque.

したがって、従来技術のように短期的な外乱に対してガバナー16によって燃料供給量を制御するようにすると、図3(D)に示すように、エンジン回転数が頻繁に変化することになり、燃費を悪化させることになる。しかも、ガバナー16により燃料供給量を制御すると、制御が完了するまでに、図3(D)に示すようにタイムラグTがあるので、短期的な外乱に対応させて安定的に主軸12bの回転数を制御することができない。これに対し、本発明においては、短期的な外乱に対して、モータジェネレータ14を稼働させることによって主軸12bの回転数を外乱のもとでも、図3(D)に示すように、一定に維持することができる。   Therefore, if the fuel supply amount is controlled by the governor 16 for short-term disturbance as in the prior art, the engine speed changes frequently as shown in FIG. Will worsen. Moreover, when the fuel supply amount is controlled by the governor 16, there is a time lag T as shown in FIG. 3D until the control is completed. Therefore, the rotational speed of the main shaft 12b can be stably accommodated to short-term disturbances. Can not control. On the other hand, in the present invention, the rotational speed of the spindle 12b is maintained constant as shown in FIG. 3 (D) by operating the motor generator 14 against a short-term disturbance even under the disturbance. can do.

図1に示すように、動力伝達経路12には電動モータの機能とジェネレータの機能とを有するモータジェネレータ14を設けているが、電動モータとジェネレータとを動力伝達経路にそれぞれ設けるようにしても良い。動力伝達経路12に電動モータのみを設けるようにすると、負荷トルクが増加した場合にはプロペラ軸12aにはモータ動力がアシストされることになり、負荷トルク増加時の主軸12bの回転数低下を防止することができる。一方、動力伝達経路12にジェネレータのみを設けるようにすると、負荷トルクが低下した場合にはジェネレータにより発電することができる。ただし、図1に示すように、モータジェネレータ14を動力伝達経路12に配置するようにすると、推進装置を小型化することができる。   As shown in FIG. 1, a motor generator 14 having an electric motor function and a generator function is provided in the power transmission path 12, but the electric motor and the generator may be provided in the power transmission path, respectively. . If only the electric motor is provided in the power transmission path 12, when the load torque increases, the motor power is assisted by the propeller shaft 12a, and the rotation speed of the main shaft 12b is prevented from decreasing when the load torque increases. can do. On the other hand, if only the generator is provided in the power transmission path 12, when the load torque decreases, the generator can generate power. However, as shown in FIG. 1, when the motor generator 14 is arranged in the power transmission path 12, the propulsion device can be reduced in size.

図6は本発明の他の実施の形態である船舶の推進装置を示すブロック図である。この推進装置は、図1に示した推進装置の動力伝達経路12が一列となった一軸タイプであるのに対し、動力伝達経路12にギヤボックス26が設けられたギヤボックスタイプとなっている。内燃機関13の主軸12bは、ギヤボックス26を介してプロペラ軸12aに連結され、モータジェネレータ14の主軸14aもギヤボックス26を介してプロペラ軸12aに連結されている。この場合には、ギヤボックス26内に逆転機構を組み込むことにより、内燃機関13の主軸12bとモータジェネレータ14の主軸14aの回転を逆転させてプロペラ軸12aに伝達することができる。   FIG. 6 is a block diagram showing a marine vessel propulsion apparatus according to another embodiment of the present invention. This propulsion device is a uniaxial type in which the power transmission path 12 of the propulsion apparatus shown in FIG. 1 is in a line, but is a gear box type in which a gear box 26 is provided in the power transmission path 12. The main shaft 12 b of the internal combustion engine 13 is connected to the propeller shaft 12 a via a gear box 26, and the main shaft 14 a of the motor generator 14 is also connected to the propeller shaft 12 a via the gear box 26. In this case, by incorporating a reverse rotation mechanism in the gear box 26, the rotation of the main shaft 12b of the internal combustion engine 13 and the main shaft 14a of the motor generator 14 can be reversed and transmitted to the propeller shaft 12a.

図7は本発明のさらに他の実施の形態である船舶の推進装置を示すブロック図である。この推進装置は、図1に示した推進装置における発電機18に加えて廃熱回収装置31が電力供給源として設けられている。廃熱回収装置31は内燃機関13から排出される排ガスのエネルギーを利用して電力を発生する機能を有しており、廃熱回収装置31により利用されて低圧低温となった排ガスは外部に排出される。   FIG. 7 is a block diagram showing a marine vessel propulsion apparatus according to still another embodiment of the present invention. In this propulsion device, a waste heat recovery device 31 is provided as a power supply source in addition to the generator 18 in the propulsion device shown in FIG. The waste heat recovery device 31 has a function of generating electric power by using the energy of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 13, and the exhaust gas that has been used by the waste heat recovery device 31 and has become low pressure and low temperature is discharged to the outside. Is done.

廃熱回収装置31としては、排ガスの流速、圧力エネルギーによりタービンを回転して発電するタイプと、排ガスの熱エネルギーによりボイラーを加熱し、ボイラーにより得られた蒸気により蒸気タービンを駆動して発電するタイプとがある。このように、内燃機関13の排ガスのエネルギーを電力供給源として利用することにより、内燃機関の燃費をより向上させることができる。   As the waste heat recovery device 31, a type that generates power by rotating the turbine with the flow velocity and pressure energy of the exhaust gas, and a boiler that is heated by the heat energy of the exhaust gas and drives the steam turbine with steam obtained by the boiler to generate power There are types. Thus, by using the energy of the exhaust gas of the internal combustion engine 13 as a power supply source, the fuel efficiency of the internal combustion engine can be further improved.

図7は、図1と同様の一軸タイプの推進装置を示すが、図6と同様のギヤボックスを有するタイプとしても良い。なお、図6および図7においては、図1に示された部材と共通する部材には、同一の符号が付されている。   FIG. 7 shows a single-shaft type propulsion device similar to that in FIG. 1, but it may be a type having a gear box similar to that in FIG. 6 and 7, members that are the same as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

11 プロペラ
12 動力伝達経路
12a プロペラ軸
12b 主軸
13 内燃機関
14 モータジェネレータ
15 操作装置
16 ガバナー
17 電気機器
18 発電機
21 インバータ
22 バッテリ
24 負荷トルク検出器
25 コントローラ(制御手段)
26 ギヤボックス
31 廃熱回収装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Propeller 12 Power transmission path 12a Propeller shaft 12b Main shaft 13 Internal combustion engine 14 Motor generator 15 Operation device 16 Governor 17 Electric equipment 18 Generator 21 Inverter 22 Battery 24 Load torque detector 25 Controller (control means)
26 Gearbox 31 Waste heat recovery device

Claims (4)

船舶に推力を加えるプロペラと内燃機関の主軸とを連結する動力伝達経路を有する船舶の推進装置であって、
前記動力伝達経路に設けられ、前記内燃機関により駆動されて電力を発生するジェネレータと、
前記ジェネレータにより発生された電力が供給される電力被供給部と、
前記プロペラに加わる負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段と、
前記負荷トルク検出手段により検出された負荷トルクと前記内燃機関の出力トルクとを比較し、前記負荷トルクが前記出力トルクを下回っているときには前記ジェネレータを前記内燃機関により稼働させて前記電力被供給部に電力を供給する制御手段とを有することを特徴とする船舶の推進装置。
A propulsion device for a ship having a power transmission path that connects a propeller that applies thrust to the ship and a main shaft of an internal combustion engine,
A generator provided in the power transmission path and driven by the internal combustion engine to generate electric power;
An electric power supply unit to which electric power generated by the generator is supplied;
Load torque detection means for detecting load torque applied to the propeller;
The load torque detected by the load torque detecting means is compared with the output torque of the internal combustion engine, and when the load torque is lower than the output torque, the generator is operated by the internal combustion engine and the power supplied portion A ship propulsion device, characterized by comprising control means for supplying electric power to the ship.
船舶に推力を加えるプロペラと内燃機関の主軸とを連結する動力伝達経路を有する船舶の推進装置であって、
前記動力伝達経路に設けられ、前記プロペラに動力を加える電動モータと、
前記電動モータに電力を供給する電力源と、
前記プロペラに加わる負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段と、
前記負荷トルク検出手段により検出された負荷トルクと前記内燃機関の出力トルクとを比較し、前記負荷トルクが前記出力トルクを上回っているときには前記電力源からの電力により前記電動モータを稼働させて前記プロペラに動力をアシストする制御手段とを有することを特徴とする船舶の推進装置。
A propulsion device for a ship having a power transmission path that connects a propeller that applies thrust to the ship and a main shaft of an internal combustion engine,
An electric motor that is provided in the power transmission path and applies power to the propeller;
A power source for supplying power to the electric motor;
Load torque detection means for detecting load torque applied to the propeller;
The load torque detected by the load torque detection means is compared with the output torque of the internal combustion engine. When the load torque exceeds the output torque, the electric motor is operated by the electric power from the power source, and A propulsion device for a ship having control means for assisting power to a propeller.
船舶に推力を加えるプロペラと内燃機関の主軸とを連結する動力伝達経路を有する船舶の推進装置であって、
前記動力伝達経路に設けられ、前記内燃機関により駆動されて電力を発生する一方、前記プロペラに動力を加えるモータジェネレータと、
前記モータジェネレータにより発生された電力が供給される電力被供給部と、
前記モータジェネレータに電力を供給する電力源と、
前記プロペラに加わる負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段と、
前記負荷トルク検出手段により検出された負荷トルクと前記内燃機関の出力トルクとを比較し、前記負荷トルクが前記出力トルクを下回っているときには前記モータジェネレータを前記内燃機関により稼働させて前記電力被供給部に電力を供給し、前記負荷トルクが前記出力トルクを上回っているときには前記電力源からの電力により前記モータジェネレータを稼働させて前記プロペラに動力をアシストする制御手段とを有することを特徴とする船舶の推進装置。
A propulsion device for a ship having a power transmission path that connects a propeller that applies thrust to the ship and a main shaft of an internal combustion engine,
A motor generator that is provided in the power transmission path and is driven by the internal combustion engine to generate electric power, while applying power to the propeller;
An electric power supply unit to which electric power generated by the motor generator is supplied;
A power source for supplying power to the motor generator;
Load torque detection means for detecting load torque applied to the propeller;
The load torque detected by the load torque detecting means is compared with the output torque of the internal combustion engine. When the load torque is lower than the output torque, the motor generator is operated by the internal combustion engine to supply the power And control means for assisting power to the propeller by operating the motor generator with power from the power source when the load torque exceeds the output torque. Ship propulsion device.
請求項3記載の船舶の推進装置において、前記電力被供給部と前記電力源はバッテリであり、前記負荷トルクが前記出力トルクを下回っているときには前記モータジェネレータによる発電電力を前記バッテリに充電し、前記負荷トルクが前記出力トルクを上回っているときには前記バッテリの電力により前記モータジェネレータを稼働させて前記プロペラに動力をアシストすることを特徴とする船舶の推進装置。   The marine vessel propulsion device according to claim 3, wherein the power supplied portion and the power source are batteries, and when the load torque is lower than the output torque, the power generated by the motor generator is charged to the battery, A marine vessel propulsion device, wherein when the load torque exceeds the output torque, the motor generator is operated by electric power of the battery to assist the propeller with power.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102963518A (en) * 2011-09-01 2013-03-13 日本邮船株式会社 Ship propulsion device
JP2013091422A (en) * 2011-10-26 2013-05-16 Yamaha Motor Co Ltd Marine vessel propulsion device
JP2015003658A (en) * 2013-06-21 2015-01-08 独立行政法人海上技術安全研究所 Hybrid propulsion system and hybrid propulsion vessel equipped with the same
WO2015182158A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 川崎重工業株式会社 Watercraft propulsion system
JP2016088476A (en) * 2014-11-11 2016-05-23 川崎重工業株式会社 Ship propulsion system
JP2016141285A (en) * 2015-02-03 2016-08-08 三井造船株式会社 Hybrid gas engine ship
WO2016182115A1 (en) * 2015-05-13 2016-11-17 삼성중공업 주식회사 Ship and power management method thereof
JP2018177060A (en) * 2017-04-17 2018-11-15 川崎重工業株式会社 Control method for propulsion system of vessel
JP2019018820A (en) * 2017-07-21 2019-02-07 向島ドック 株式会社 Hybrid propulsion type vessel
CN112752711A (en) * 2018-10-10 2021-05-04 三菱重工发动机和增压器株式会社 Ship hybrid system and control method for ship hybrid system
CN113432878A (en) * 2021-06-28 2021-09-24 哈尔滨工程大学 Diesel-fuel-steam-electric series-parallel ship hybrid power test bed with monitoring control system and test method
JP7445564B2 (en) 2020-09-04 2024-03-07 ナブテスコ株式会社 Control device, control method and program

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5951587B2 (en) * 2013-11-13 2016-07-13 三菱重工業株式会社 Control apparatus, ship equipped with the same, and integrated control method
US20230391437A1 (en) * 2020-11-05 2023-12-07 Marine Edge Ltd Compensating for ambient torsional loads affecting marine vessel propulsion

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6342529A (en) * 1986-08-08 1988-02-23 Nakashima Puropera Kk Transmitter installed on rotating body
JP2010235049A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Marine power system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6342529A (en) * 1986-08-08 1988-02-23 Nakashima Puropera Kk Transmitter installed on rotating body
JP2010235049A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Marine power system

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102963518A (en) * 2011-09-01 2013-03-13 日本邮船株式会社 Ship propulsion device
JP2013052704A (en) * 2011-09-01 2013-03-21 Nippon Yusen Kk Device for propelling ship
KR101361426B1 (en) 2011-09-01 2014-02-10 닛뽕 유센 가부시키가이샤 Propulsion Apparatus For Ship
JP2013091422A (en) * 2011-10-26 2013-05-16 Yamaha Motor Co Ltd Marine vessel propulsion device
JP2015003658A (en) * 2013-06-21 2015-01-08 独立行政法人海上技術安全研究所 Hybrid propulsion system and hybrid propulsion vessel equipped with the same
WO2015182158A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 川崎重工業株式会社 Watercraft propulsion system
JP2015227110A (en) * 2014-05-30 2015-12-17 川崎重工業株式会社 Ship propulsion system
JP2016088476A (en) * 2014-11-11 2016-05-23 川崎重工業株式会社 Ship propulsion system
JP2016141285A (en) * 2015-02-03 2016-08-08 三井造船株式会社 Hybrid gas engine ship
WO2016182115A1 (en) * 2015-05-13 2016-11-17 삼성중공업 주식회사 Ship and power management method thereof
US10615601B2 (en) 2015-05-13 2020-04-07 Samsung Heavy Industries Co., Ltd. Ship and power managing method of the same
JP2018177060A (en) * 2017-04-17 2018-11-15 川崎重工業株式会社 Control method for propulsion system of vessel
JP6998125B2 (en) 2017-04-17 2022-01-18 川崎重工業株式会社 Control method of ship propulsion system
JP2019018820A (en) * 2017-07-21 2019-02-07 向島ドック 株式会社 Hybrid propulsion type vessel
CN112752711A (en) * 2018-10-10 2021-05-04 三菱重工发动机和增压器株式会社 Ship hybrid system and control method for ship hybrid system
CN112752711B (en) * 2018-10-10 2023-08-15 三菱重工发动机和增压器株式会社 Hybrid power system for ship and control method for hybrid power system for ship
JP7445564B2 (en) 2020-09-04 2024-03-07 ナブテスコ株式会社 Control device, control method and program
CN113432878A (en) * 2021-06-28 2021-09-24 哈尔滨工程大学 Diesel-fuel-steam-electric series-parallel ship hybrid power test bed with monitoring control system and test method
CN113432878B (en) * 2021-06-28 2023-07-21 哈尔滨工程大学 Diesel-fuel steam-electric series-parallel ship hybrid power test bed with monitoring control system and test method

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JP5260390B2 (en) 2013-08-14

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