JP2014501201A - 推進システム - Google Patents

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Abstract

交流発電機(4)に接続されたプロペラモータ(8)を具備し、交流発電機(4)は、電気エネルギをプロペラモータ(8)に供給する、電力を船舶の推進システムに供給する構成体である。交流発電機は、回転式動力ユニット(2)によって回転される。周波数変換器(26)が、交流発電機(4)に並列に接続可能であり、また、周波数変換器(26)は、第2の動力ユニット(16、18)から電力を供給する。

Description

本発明は、船舶の推進システムに電力を供給する構成体に関する。
大型船又は船舶の推進力は、オイル、ガス、原子力をエネルギ源とする回転式動力ユニットによって発生される。回転式動力ユニットは、ディーゼルエンジン、ガスタービン又は原子炉回転タービンであることができる。機械式出力シャフトは、直接的に、又は、ギアを介して、プロペラのシャフトに連結され、又は、回転式動力ユニットは、発電機を駆動させ、発電機は、船のプロペラモータに電力を供給する。さらに、プロペラを駆動させるためのこれらの2つの主な方法のいくつかの異なる組合せが利用される。
船舶の動力及びエネルギ効率は、推進力が異なる運航モードにおいてできる限り経済的に発生されることを必要とする。従って、全体的なエネルギ消費が最適化されるべきである。このことは、電力が船上で利用できる最も経済的な電力生産システムを使用して発生されなければならないこと、及び、電気エネルギを使用して装置及びモータに電力を供給するとき、電力ができる限り効率的に利用されることを意味している。
技術的に周知であるように、推進装置は、船舶で使われるエネルギの大半を消費する。さらに、推進力又は推力は、異なる種類のエンジン又はモータを同時に使用して発生される。それ故、これらのエンジン又はモータは、所要の推進力を生成し、操舵するとき、これらのエンジン又はモータの組み合わされたエネルギ消費ができる限り少なくなるように協働することが重要である。同時に、全エネルギ消費及び電気の生成は、できる限り効率的でなければならない。船舶の全エネルギが効率的に生成され、電力が異なる運航状況において全ての電力消費機器に効率的に供給され、使用されることが不可欠である。
刊行物国際公開第02/072418号は、一方のプロペラが主エンジンによって駆動され、他方のプロペラが電気モータによって駆動されるCRPプロペラ構成体を提案している。第1及び第2のプロペラのシャフトが、同軸であり、また、第1のプロペラのシャフトは、第2のプロペラの中空シャフトの中に配置されている。主エンジンは、主エンジンのシャフトに連結された第1のプロペラを駆動させ、また、主エンジンのシャフトに配置された発電機は、第2のプロペラを駆動するモータに電力を供給する。さらに、モータに電力を供給する発電機を回転させる他のエンジンがある。
刊行物独国特許第3207398号は、主エンジンが船の船体に載せられた一方のプロペラを中心に回転し、他方のプロペラが方向舵ユニットに配置されているCRP構成体を開示する。他方のプロペラは、主エンジンによって駆動される発電機から給電されるモータによって回転される。モータは、直接的に、又は、周波数変換器を介して発電機に接続されている。代わって、モータは、他の主エンジンによって駆動される他の発電機から主スイッチ盤を介して給電される。
国際公開第02/072418号 独国特許第3207398号
本発明の目的は、船又は船舶において電力を供給するために、新規かつ費用対効果に優れた構成体を提供することである。本発明によるこの構成体は、請求項1の特徴部分によって特徴付けられる。本発明の好ましい実施の形態が、従属請求項に規定される。
船舶の推進システムに電力を供給する構成体は、交流発電機に接続されたプロペラモータを具備し、前記交流発電機は、電気エネルギを前記プロペラモータに供給し、これにより、前記交流発電機が回転式動力ユニットによって回転される。周波数変換器が、前記交流発電機に並列に接続可能であり、また、前記周波数変換器は、第2の動力ユニットから電力を供給する。
本発明の好ましい一態様によれば、前記周波数変換器は、スイッチによって電力接続部に接続され、前記電力接続部は、前記交流発電機を前記プロペラモータに接続している。
本発明の好ましい一態様によれば、前記回転式動力ユニットによって駆動される主プロペラと、前記プロペラモータによって駆動される副プロペラとの間で動力配分を変更するとき、前記周波数変換器が、前記電力接続部に切り替え可能である。
本発明の好ましい一態様によれば、前記電力接続部は、断流器を有し、また、船舶を操縦するとき、前記発電機と前記周波数変換器とは、前記プロペラモータに交互に切り替え可能である。
本発明の好ましい一態様によれば、この構成体は、複数の第2の動力ユニットを有し、複数の第2の動力ユニットは、複数の補助交流発電機を回転させ、主スイッチ盤が補助交流発電機によって給電される。
本発明の好ましい一態様によれば、前記回転式動力ユニットは、第1のプロペラを回転させ、前記プロペラモータは、第2のプロペラを回転させ、前記第1及び第2のプロペラは、CRPシステムを形成している。
本発明の好ましい一態様によれば、前記周波数変換器は、前記プロペラの電力需要に応じて、第2の動力ユニットから、及び、船舶内の他の電力消費機器に電力を供給する。
本発明の構成体を使用するとき、例えば、機械的推進と比較して、船の一般的な構成体及び船体設計により多くの自由度がある。発電機は、より効果的なようにして配置されることができ、これにより、船舶の流体力学的効率が改良される。
エネルギは、異なる運航状況において、船舶のさまざまな電力需要を満たすとき、最も効率的なようにして発生される。船舶の電気的損失も同様に、従来の電気的推進システムと比較して最小限に抑えられる。
本発明の構成体は、船舶の要件に従って理に適うようにして1次エネルギ源を使用して発電プラント及びエンジンを構成することを可能にする。この構成体は、複数の多重発電プラント構成の中で最適なものを選定する自由度を与え、エネルギ効率に優れた船舶運航を可能にする。
ディーゼルエンジンのようなエネルギ発生機と、電気モータ又は主プロペラ駆動ディーゼルのような推進力発生モータとが船舶に分配され、これらは、接続及び分離されることができる。これにより、推進ユニット又はこれらのサブユニットなどの冗長性を高めることができる。
本発明は、添付図面を参照して以下でより詳細に説明される。
図1は、本発明の第1の好ましい実施の形態を示す図である。 図2は、本発明の第2の好ましい実施の形態を示す図である。 図3は、本発明の第2の好ましい実施の形態の運航モードを示す図である。 図4は、本発明の第2の好ましい実施の形態の第2の運航モードを示す図である。 図5は、本発明の第2の好ましい実施の形態の第3の運航モードを示す図である。 図6は、本発明の第2の好ましい実施の形態の第4の運航モードを示す図である。 図7は、本発明の第2の好ましい実施の形態の第5の運航モードを示す図である。 図8は、本発明の第3の好ましい実施の形態を示す図である。 図9は、本発明の第4の好ましい実施の形態を示す図である。
図1は、本発明の第1の好ましい実施の形態を示す概略図である。船舶の船体の内側に位置された回転式動力ユニット2は、発電機4を回転させる。回転式動力ユニット2は、好ましくは、燃料としてオイルを使用する2ストロークディーゼルエンジンである。回転式動力ユニットは、ガス、原子力又は燃料電池のような1次エネルギ源を使用する他のエンジンであってもよい。発電機4は、直接的に、又は、ギアボックスを介して、回転式動力ユニット2の出力シャフトに接続されている。従って、発電機4のロータの回転速度は、回転式動力ユニット2の出力シャフトの回転速度と同じであり、あるいは、ギアボックスを有するとき、これらの回転数の比は、ギアの変速比によって規定される。発電機4の電気出力は、電力接続部6を介してプロペラモータ8に接続されている。プロペラモータ8は、モータのシャフトに固定されたプロペラ10を回転させる。回路遮断器12が、発電機4と接合点14との間にある電力接続部6に設置されている。
2つの補助回転式動力ユニット、即ち第2の動力ユニット16及び18が、2つの発電機20及び22に連結されており、これら発電機は、電力接続部を介して、船の主スイッチ盤、即ち主バス24に接続されている。スイッチ盤24は、船舶の配電幹線に接続されており、また、発電機20及び22は、消費機器に電力を供給する。補助回転式動力ユニット16及び18は、好ましくは、回転式動力ユニット2よりも少ない動力を有する4ストロークディーゼルエンジンである。回転式動力ユニット2と補助回転式動力ユニット16及び18とは、船舶の船体内の適当な空間に位置されることができ、これらは、船舶のプロペラ10の近くに、又は、他の電力消費機器の近くに配置される必要がない。周波数変換器26が、主スイッチ盤24と電力接続部6の接点14との間に、それぞれ、接続している電力接続部28、電力接続部29を介して連結されている。主スイッチ盤24と周波数変換器26との間に第2の回路遮断器30があり、また、周波数変換器26と接点14との間に第3の回路遮断器32がある。
推進力は、船舶の運航モードに応じて、回転式動力ユニット2によって、補助回転式動力ユニット16及び18によって、又は、回転式動力ユニット2と補助回転式動力ユニット16及び18とによって発生される。船舶が通常モードで運航し、いかなる制御動作も必要でないとき、回路遮断器12が閉じ、推進力は、電力接続部を介して推進モータ8に伝えられる。推進モータ8は、交流モータであり、回転速度が交流発電機4によって供給された交流の周波数に依存する非同期又は同期モータである。発電機4の回転速度は、回転式動力ユニット2の回転速度と同じであるか、ギアボックスが存在する場合、変速比に比例する。発電機4と推進モータ8との両方が交流機であるので、これらの回転速度は、交流の周波数と機械の極数とに比例する。従って、同期機の場合、これらの機械の回転速度は、極数が同じであるとき、同じであり、これらの機械が異なる極数を有するとき、これらの極数に反比例する。モータ8が非同期モータである場合、非同期モータの滑りのためさらなる差がある。一定の負荷状況において、プロペラ10の回転速度は、回転式動力ユニット2の回転速度によって決定される。付加的な推進力が必要とされるとき、第2及び第3の回路遮断器30及び32がスイッチを入れられ、周波数変換器26は、発電機4と並行して追加の電力を推進モータ8に供給する。
主モータ(prime mower)が動いていないか回転式動力ユニットの一部が適切に機能していない間に、船舶が、船舶を発進させるか船舶を移動させるような他のモードで運航しているとき、図1の構成体は、制御要件を満たすようにそれぞれ制御されることができる。補助回転式動力ユニット16又は18がスイッチ盤24に接続された装置に所要動力を発生させることができず、回転式動力ユニット2が推進モータの要求を越えるエネルギ容量を有する状況が存在することがある。この状況では、全ての回路遮断器12、30及び32がスイッチを入れられ、周波数変換器26は、スイッチ盤24に電力を供給するように制御される。ある場合には、回転式動力ユニット2は、故障により、又は、他の理由により利用されることができないことがある。このような状況では、回路遮断器12がスイッチを切られ、電力が発電機20及び22から電力接続部28及び29を介して供給され、周波数変換器26によって制御される。
図2は、本発明の第2の実施の形態を示す概略図である。例えば、2ストロークディーゼルエンジンである主回転式動力ユニット40は、推進交流発電機42を駆動し、推進交流発電機のロータは、回転式動力ユニット40の1つの出力シャフトに固定されている。船舶の主プロペラ44は、回転式動力ユニット40の他の出力シャフト46に固定されている。発電機42及びプロペラ44は、図2に示される実施の形態において回転式動力ユニット40の反対側にあるが、発電機は、プロペラ44に対して回転式動力ユニット40と同じ側にあってもよい。主プロペラ44に対向して、交流モータ50によって駆動される第2のプロペラ48が配置されている。主プロペラ、即ち船首プロペラ44は、ベアリングと一体となって船舶の船体に係合されている。第2のプロペラ、即ち船尾プロペラ48は、交流モータ50と一体となって船舶の船体又は船舶の方向舵構成体に支持されている。船首プロペラ44及び船尾プロペラ48は、当業者に周知の逆回転推進(CRP)モードで運航するように配置されている。推進交流発電機42は、電力接続部52によって交流モータ50に接続されている。回路遮断器54が電力接続部52に配置されており、この回路遮断器によって交流モータ50と推進交流発電機42との間の接続部は、スイッチを入れたり切ったりすることができる。回路遮断器54がスイッチを入れられたとき、交流モータ50と推進交流発電機42とは、同じ周波数を有する。これらの回転速度は、船尾プロペラ及び船首プロベラの回転速度と同様に、図3ないし図8に示される異なる運航モードと関連して後で詳細に明らかにされるように、周波数及びこれらの極数によりもたらされる。
2つの補助回転式動力ユニット、即ち第2の動力ユニット56及び58が、2つの発電機60及び62に連結されており、これら発電機は、電力接続部を介して、船の主スイッチ盤、即ち主バス64に接続されている。スイッチ盤64は、船舶の配電幹線に接続されており、また、発電機60及び62は、消費機器に電力を供給する。補助回転式動力ユニット56及び58は、好ましくは、回転式動力ユニット40よりも少ない動力を有する4ストロークディーゼルエンジンである。補助回転式動力ユニット56及び58は、船舶の船体内の適当な空間に位置されることができ、これらは、船舶のプロペラ44又は48の近くに、又は、他の電力消費機器の近くに配置される必要がない。周波数変換器66が、主スイッチ盤64と電力接続部52の接点68との間に、それぞれ、接続している電力接続部70、電力接続部72を介して連結されている。主スイッチ盤64と周波数変換器66との間に第2の回路遮断器74があり、また、周波数変換器66と接点68との間に第3の回路遮断器76がある。
図2に示される推進システムは、運航モードに応じていくつかのやり方で操作され制御されることができる。図3ないし図8を参照して、いくつかの運航モードが明らかにされる。該当する場合、図2の場合と同じ参照符号が図3ないし図8で使用される。
図3は、推進力が補助回転式動力ユニット56及び58によって発生され、一方、主回転式動力ユニットが機能していない操舵モードにおける本発明の第2の実施の形態を示す図である。推進力は、矢印82によって示されるように、船尾プロペラ48によって発生され、船首プロペラは、停止している。かくして、交流発電機42は、電力を発生することがなく、回路遮断器54はスイッチを切られる。回路遮断器74及び76は、スイッチを入れられ、電力が、発電機60及び62から周波数変換器66を介して、及び主スイッチ盤を介して交流モータ50に供給される。電力の流れが、矢印80によって示される。電気エネルギを交流モータ50に供給する動力及び周波数が、周波数変換器66によって制御される。船尾プロペラの推進力は、交流発電機60及び62の容量に、実際には、周波数変換器66の容量に制限される。
図4は、推進力が補助回転式動力ユニット56及び58と主回転式動力ユニット40とによって発生される第1の始動モードにおける本発明の第2の実施の形態を示す図である。船尾プロペラ48及び船首プロペラ44は、矢印82及び84によって示されるように、CRPモードで機能する。主回転式動力ユニットは機能しているが、交流発電機42は電力を発生しておらず、動力回路遮断器54はスイッチを切られている。回路遮断器74及び76は、スイッチを入れられ、電力が、発電機60及び62から周波数変換器66を介して、及び主スイッチ盤を介して、交流モータ50に供給される。電力の流れが、矢印80によって示される。電気エネルギを交流モータ50に供給する動力及び周波数が、周波数変換器66によって制御される。このモードでは、船尾プロペラ48の速度は、船首プロペラ44の速度から独立して制御されることができる。主回転式動力ユニットは、その通常動力の25%のような、より低い動力レベルで作動しており、船首プロペラの推進力は、これらの全動力の約25%である。船尾プロペラの推進力は、交流発電機60及び62の容量に、実際には、周波数変換器66の容量に制限される。
図5は、推進力が補助回転式動力ユニット56及び58と主回転式動力ユニット40とによって発生される第2の始動モードにおける本発明の第2の実施の形態を示す図である。交流モータ50は、周波数変換器66を介して交流発電機60及び62の両方から、及び電力接続部52を介して交流発電機42から供給される。船尾プロペラ48及び船首プロペラ44は、矢印82及び84によって示されるように、CRPモードで機能する。主回転式動力ユニットが機能しており、交流発電機42が電力を発生し、動力回路遮断器54がスイッチを入れられる。回路遮断器74及び76は、スイッチを入れられ、電力が発電機60及び62から周波数変換器66を介して、及び主スイッチ盤を介して、交流モータ50に供給される。交流発電機60及び62からの電力の流れが、矢印80によって示され、交流発電機42からの電流の流れが、矢印86によって示され、交流モータ50への電力の流れが、矢印88によって示される。電気エネルギを交流モータ50に供給する動力及び周波数が、周波数変換器66によって制御される。このモードでは、交流モータ50への電力の供給は、交流発電機42の出力を調整し、相応して周波数変換器を制御することによって、交流発電機60及び62から交流発電機42に徐々に移っている。主回転式動力ユニットは、その通常動力の25%のような、より低い動力レベルで作動しており、船首プロペラの推進力は、船尾及び船首プロペラの推進力レベルを許容限界内に維持するために、これらの全動力の約25%である。船尾プロペラの推進力は、交流発電機60及び62の容量に、実際には、周波数変換器66の容量に制限され、また、適切なCRP機能は、船尾及び船首プロペラの推進力が正しい比率に、好ましくは、50対50と20対80との間にあることを必要とする。
図6は、推進力が主回転式動力ユニット40によって発生される第3の始動モードにおける本発明の第2の実施の形態を示す図である。これはまた、両方のプロペラが主回転式動力ユニット40の動力によって機能しており、交流発電機42が交流モータ50に直接的に接続されている全速力かつ全出力推進を示している。回路遮断器54がスイッチを入れられ、一方、回路遮断器74及び76がスイッチを切られ、交流モータ50が、電力接続部52を介して交流発電機42から完全に供給される。船尾プロペラ48及び船首プロペラ44は、矢印82及び84によって示されるように、CRPモードで機能する。交流モータ50への電力の流れが、矢印90によって示される。第3の始動モード中に、主回転式動力ユニットの動力が、25%のようなより低いレベルからその通常動力に向かって増加される。効率的なCRP機能状態にするため、船尾及び船首プロペラの推進力は、正しい比率に、好ましくは、50対50と20対80との間にある。交流発電機42は、電力接続部52を介して交流モータ50に直接的に接続されているので、交流発電機42と交流モータとは、同じ周波数を有する。これらの両方が同期機であるとき、これらの機械の回転速度は、機械の極数に基づいて互いに異なる。相応して、これらが機械のシャフトに固定されているので、船尾及び船首プロペラの回転速度は、同様に、異なる。
図7は、推進力が主回転式動力ユニット40によって発生される第4のモードにおける本発明の第2の実施の形態を示す図である。主回転式動力ユニット40が、全出力で機能しており、交流発電機42が、交流モータ50に直接的に接続されている。回路遮断器54がスイッチを入れられ、同様に、回路遮断器74及び76がスイッチを入れられ、周波数変換器66が、主スイッチ盤64とライン52の接点68との間に接続されている。交流モータ50が、電力接続部52を介して交流発電機42から完全に供給される。さらに、交流発電機42もまた、周波数変換器66によって制御されるように電力を主スイッチ盤64に供給している。交流モータ50への電力の流れが、矢印94によって示され、交流発電機42からの電力の流れが、矢印94によって示され、主スイッチ盤64への電力の流れが、矢印96によって示される。推進力は、主スイッチ盤64に供給された量だけ低下される。他の点では、CRPは、図6に関連して説明されたように機能する。
図8は、本発明の第3の実施の形態の概略図を示す図である。本実施の形態は、1つの機械式プロペラと、2つの電気式プロペラとを開示している。例えば、2ストロークディーゼルエンジンである主回転式動力ユニット100は、推進交流発電機102を駆動させ、この交流発電機のロータは、回転式動力ユニット100の出力シャフトに固定されている。船舶の主プロペラ104が、回転式動力ユニット100の出力シャフト106に固定されている。
補助回転式動力ユニット、即ち第2の動力ユニット108が、交流発電機110に連結されており、この交流発電機は、電力接続部を介して、船の主スイッチ盤、即ち主バス112に接続されている。主スイッチ盤112は、船舶の配電幹線に接続されており、また、交流発電機110は、消費機器に電力を供給する。補助回転式動力ユニット108は、好ましくは、回転式動力ユニット100よりも少ない動力を有する4ストロークディーゼルエンジンである。補助回転式動力ユニット108及び交流発電機は、船舶の船体内の適当な空間に位置されることができる。
交流発電機102の出力は、電力接続部114を介して第1の推進モータ116に接続されている。回路遮断器118が、交流発電機102と接点120との間のライン114に配置されている。周波数変換器122が、主スイッチ盤112と接点120との間に設置されている。交流発電機102の他の出力が、電力接続部124を介して第2の推進モータ126に接続されている。回路遮断器128が、交流発電機102と接点130との間のライン124に配置されている。他の周波数変換器132が、主スイッチ盤112と接点130との間に設置されている。
第1の電気モータ116によって駆動されるプロペラ117は、交流発電機102から直接的に給電される。代わって、第1の電気モータ116は、主スイッチ盤112から給電され、周波数変換器122によって制御されるか、又は、第1のモータ116は、主スイッチ盤112から給電され、周波数変換器122によって制御され、交流発電機102から給電される。電力が交流発電機から供給されるとき、第1のモータの回転速度は、交流発電機と同じであり、又は、極数が異なる場合、交流発電機に比例する。主プロペラ104のプロペラ速度及びプロペラ117のプロペラ速度は、互いに比例する。第2のモータ126と、第2のモータによって駆動されるプロペラ127とは、交流発電機102によって同じように駆動することと、周波数変換器132によって制御することとの少なくとも一方をすることができる。
図9は、本発明の第4の実施の形態の概略を示す図である。本実施の形態は、2つの電気式プロペラ、いわゆるツインプロペラを開示している。例えば、2ストロークディーゼルエンジンである主回転式動力ユニット140は、推進交流発電機142を駆動させ、この推進交流発電機のロータは、回転式動力ユニット140の出力シャフトに固定されている。
補助回転式動力ユニット、即ち第2の動力ユニット148が、交流発電機150に連結されており、この交流発電機は、電力接続部を介して、船の主スイッチ盤、即ち主バス152に接続されている。主スイッチ盤152は、船舶の配電幹線に接続されており、また、交流発電機150は、消費機器に電力を供給する。補助回転式動力ユニット148は、好ましくは、回転式動力ユニット140よりも少ない動力を有する4ストロークディーゼルエンジンである。補助回転式動力ユニット148及び交流発電機150は、船舶の船体内の適当な空間に位置されることができる。
交流発電機142の出力は、電気接続部154を介して第1の推進モータ156に接続されている。回路遮断器158が、交流発電機142と接点160との間のライン154に配置されている。周波数変換器162が、主スイッチ盤152と接点160との間に設置されている。交流発電機142の他の出力が、電力接続部164を介して第2の推進モータ166に接続されている。回路遮断器168が、交流発電機142と接点170との間のライン164に配置されている。他の周波数変換器172が、主スイッチ盤152と接点170との間に設置されている。
第1の電気モータ156によって駆動されるプロペラ157は、交流発電機142から直接的に給電される。代わって、第1の電気モータ156は、主スイッチ盤152から給電され、周波数変換器162によって制御されるか、又は、第1の電気モータ156は、主スイッチ盤152によって給電され、周波数変換器162によって制御され、交流発電機142から給電される。電力が交流発電機から供給されるとき、第1のモータの回転速度は、交流発電機と同じであり、極数が異なる場合、交流発電機に比例する。第2のモータ166と、この第2のモータによって駆動されるプロペラ167とは、交流発電機142によって同じように駆動することと、周波数変換器172によって制御することとの少なくとも一方をすることができる。
本発明による船舶の推進力は、回転式動力ユニットによって発生され、この回転式動力ユニットのエネルギ源は、オイル、ガス、原子力である。回転式動力ユニットは、ディーゼルエンジン、ガスタービン又は原子炉回転タービンであってもよい。さらに、ターボチャージャによって主エンジンの排気ガスを利用する廃熱回収システムが使用されることがある。第1のプロペラと第2のプロペラとの両方が、固定ピッチ又は制御可能ピッチを有することができる。

Claims (7)

  1. 交流発電機(4)に接続されたプロペラモータ(8)を具備し、
    前記交流発電機(4)は、電気エネルギを前記プロペラモータ(8)に供給し、これにより、前記交流発電機(4)が回転式動力ユニット(2)によって回転される、電力を船舶の推進システムに供給する構成体において、
    周波数変換器(26)が、前記交流発電機(4)に並列に接続可能であり、また、前記周波数変換器(26)は、第2の動力ユニット(16、18)から電力を供給することを特徴とする構成体。
  2. 前記周波数変換器(26)は、スイッチ(32)によって電力接続部(14)に接続され、前記電力接続部は、前記交流発電機(4)を前記プロペラモータ(8)に接続していることを特徴とする請求項1の構成体。
  3. 前記回転式動力ユニット(40)によって駆動される主プロペラ(44)と、前記プロペラモータ(50)によって駆動される副プロペラ(48)との間で動力配分を変更するとき、前記周波数変換器(66)が、前記電力接続部(68)に切り替え可能であることを特徴とする請求項2の構成体。
  4. 前記電力接続部は、断流器(54)を有し、
    船舶を操縦するとき、前記発電機(42)と前記周波数変換器(66)とは、前記プロペラモータ(50)に交互に切り替え可能であることを特徴とする請求項2の構成体。
  5. 複数の補助交流発電機(60、62)を回転させる複数の第2の動力ユニット(56、58)を有し、主スイッチ盤(64)が前記補助交流発電機によって給電されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1の構成体。
  6. 前記回転式動力ユニット(40)は、第1のプロペラ(44)を回転させ、
    前記プロペラモータ(50)は、第2のプロペラ(48)を回転させ、
    前記第1及び第2のプロペラは、CRPシステムを形成していることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1の構成体。
  7. 前記周波数変換器(66)は、前記プロペラの電力需要に応じて、前記回転式動力ユニット(42)から、及び、船舶内の他の電力消費機器に電力を供給することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1の構成体。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014180942A (ja) * 2013-03-19 2014-09-29 Daiichi Denki Kk 船舶用電気推進システム
JP2016153259A (ja) * 2015-02-20 2016-08-25 三菱重工業株式会社 船舶推進システム、船舶及び船舶推進方法
WO2017038524A1 (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 三井造船株式会社 浮体式洋上設備、及び浮体式洋上設備の電力供給方法
JP2021195090A (ja) * 2020-06-18 2021-12-27 三井E&S造船株式会社 船舶用二重反転プロペラ及び船舶

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10974802B2 (en) * 2016-01-20 2021-04-13 Siemens Aktiengesellschaft Vessel energy management system
US10017170B1 (en) * 2017-01-05 2018-07-10 GM Global Technology Operations LLC System and method for propulsion system control
DE102017213414A1 (de) * 2017-08-02 2019-02-07 Siemens Aktiengesellschaft Aktivrudernachrüstung
CN113382923B (zh) * 2018-12-14 2024-04-19 Abb瑞士股份有限公司 驱动布置、摆线船用推进单元和操作驱动布置的方法
DE102019207936A1 (de) * 2019-05-29 2020-12-03 Siemens Aktiengesellschaft Energieversorgungseinrichtung
KR102205453B1 (ko) 2019-08-26 2021-01-20 주식회사 빈센 모듈화된 선박용 전기 추진 장치
EP4230517A1 (de) * 2022-02-17 2023-08-23 FSG-Nobiskrug Holding GmbH Frachtschiff mit effizenzverbessertem mehrpropellerantrieb

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58156492A (ja) * 1982-03-02 1983-09-17 ライセンテイア・パテント−フエルヴアルトウンクス−ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフトウンク 主プロペラおよび付加プロペラをもつ船用推進装置
WO2002072418A1 (de) * 2001-03-13 2002-09-19 Man B & W Diesel A/S Antriebsanlage für maritime objekte
WO2005030573A1 (en) * 2003-09-30 2005-04-07 Abb Oy Propulsion arrangement for a ship comprising two coaxial propellers

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1024365A1 (ru) * 1982-02-18 1983-06-23 Центральное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Всесоюзного Рыбопромышленного Объединения Азово-Черноморского Бассейна Судова энергетическа установка
EP0117881B1 (de) * 1983-03-03 1986-06-18 Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Schiffspropulsionsanlage mit einem Haupt- und einem Zusatzpropeller
CH667627A5 (de) * 1985-09-03 1988-10-31 Sulzer Ag Schiffsantrieb.
DE4340747C1 (de) * 1993-11-30 1995-04-27 Nord Systemtechnik Schiffspropulsionsanlage mit zwei gegenläufig rotierenden Propellern
RU2146635C1 (ru) * 1998-12-30 2000-03-20 Государственная морская академия им.адмирала С.О.Макарова Судовая электроэнергетическая установка
EP2225118B1 (en) * 2007-12-12 2016-06-22 Foss Maritime Company Hybrid propulsion systems
NO332138B2 (no) * 2009-11-09 2016-04-11 Rolls Royce Marine As Power Electric Systems Bergen Hybrid fremdriftssystem for et fartøy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58156492A (ja) * 1982-03-02 1983-09-17 ライセンテイア・パテント−フエルヴアルトウンクス−ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフトウンク 主プロペラおよび付加プロペラをもつ船用推進装置
WO2002072418A1 (de) * 2001-03-13 2002-09-19 Man B & W Diesel A/S Antriebsanlage für maritime objekte
JP2004530588A (ja) * 2001-03-13 2004-10-07 エムエーエヌ・ビー・アンド・ダブリュ・ディーゼル・エーエス 海洋関連対象物のための駆動装置
WO2005030573A1 (en) * 2003-09-30 2005-04-07 Abb Oy Propulsion arrangement for a ship comprising two coaxial propellers

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014180942A (ja) * 2013-03-19 2014-09-29 Daiichi Denki Kk 船舶用電気推進システム
JP2016153259A (ja) * 2015-02-20 2016-08-25 三菱重工業株式会社 船舶推進システム、船舶及び船舶推進方法
WO2016132610A1 (ja) * 2015-02-20 2016-08-25 三菱重工業株式会社 船舶推進システム、船舶及び船舶推進方法
WO2017038524A1 (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 三井造船株式会社 浮体式洋上設備、及び浮体式洋上設備の電力供給方法
JP2021195090A (ja) * 2020-06-18 2021-12-27 三井E&S造船株式会社 船舶用二重反転プロペラ及び船舶
JP7405705B2 (ja) 2020-06-18 2023-12-26 三井E&S造船株式会社 船舶

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