JP3150541U

JP3150541U - 電動船舶の節電動力構造

Info

Publication number: JP3150541U
Application number: JP2009001211U
Authority: JP
Inventors: 錦柱蘇
Original assignee: 呉金増
Priority date: 2009-03-03
Filing date: 2009-03-03
Publication date: 2009-05-21
Anticipated expiration: 2019-03-03

Abstract

【課題】船舶の走行において、効果的に節電し、後続距離を延長させることができる電動船舶の節電動力構造を提供する。【解決手段】２組以上のバッテリーユニット１０は交替に、電動機３０に対して電力を供給し、電動機３０の出力軸３２上には、カウンターウェイトフライホイール３３、回転速度検知器３４を設置し、交流発電機８０の電力出力端を、バッテリーユニット１０に連結する。電動機３０が起動後の出力軸３２は、スクリュー７０を既に駆動しているか否かに関わらず、出力軸３２上のカウンターウェイトフライホイール３３の運動慣性省力作用を利用し、続いて、回転速度検知器３４は、出力軸３２の回転速度を検知し、交流発電機８０の発電を適時に連動し、これにより、スクリュー７０は省力状態で船舶を推進させると同時に、交流発電機８０により、出力軸３２の過剰動力を転換し電力を発生し、バッテリーユニット１０に充電する。【選択図】図１

Description

本考案は電動船舶の節電動力構造に関し、特に電動船舶の航続力を拡大することができ、充電機能を備える電動船舶の節電動力構造に関する。

船の多くは、ガソリン或いはディーゼルエンジンを動力とする。つまり、短距離(近水域)適用の船舶が、電力を動力とする例は非常に少ない。電力の損耗が速く、航続力が不十分で、コストパフォーマンスが低い等の原因により、小型船舶において、電動機の推力としての使用は考慮されて来なかった。しかし、電動機がスクリューを駆動する動力に、もし非常に優れた節電効果があり、船舶の航続力を効果的に拡大することができれば、大きな進歩である。電動スクリューの水中における回転動は、電動機にとっては不安定性負荷となる。そのため電動機の馬力の選択、送電する電力の管理に、コントロールが困難であるという現象が出現し、電力損耗の状況が発生する。電動機の駆動力がスクリューを動かすためには不十分で、それにより起こる問題を解決するためには、伝動構造において、船舶の起動、スタートに対して、一般速度での走行、及び高速走行等の条件で、省力化の変速機構を設計する必要がある。さらに、電動機の出力軸に良好なトルク出力を常態的に維持させ、しかも、出力する動力或いは過剰な動力を回収しエネルギーを貯蔵し、再利用可能とすることは、最重要課題である。本考案者の前案である実用新案証書第M257570号「蓄電可能な転換出力装置」は、蓄電能力において、良好な成果を挙げている。しかし、船舶は、さまざまな動力条件を考慮し、或いは制限しなければならないため、技術と構造において、さらなる改良と刷新を行なう必要がある。

本考案が解決しようとする第一の課題は、２組以上のバッテリーユニットは交替に、電力コントローラーを通して、電動機に対して電力を供給し、電動機上には、電力コントローラーと電気的に連結する小型発電器を備え、しかも出力軸上には、カウンターウェイトフライホイール、回転速度検知器を設置し、第一回転軸、第二回転軸、第三回転軸を連動し、第一回転軸上には、第一クラッチと回転方向コントロールボックスを備え、減速ギアユニットを対応させ、スクリューの回転軸を選択的に駆動し、第二回転軸上には、第二クラッチを備え、ギア変速ボックスを対応させ、選択的に、かつ切り替え方式で、スクリューの回転軸を駆動し、第三回転軸上には、回転速度検知器により制御される第三クラッチを備え、第三クラッチの作動により、交流発電機を駆動するか否かを決定し、交流発電機の電力出力端には、電力ボックスを接続し、１組の整流変圧器を通過後、バッテリーユニットに連結し、これにより、電動機が起動後の出力軸は、スクリューを既に駆動しているか否かに関わらず、出力軸上のカウンターウェイトフライホイールの運動慣性省力作用を利用することができ、続いて、回転速度検知器は、出力軸の回転速度を検知し、交流発電機の発電を適時に連動し、これにより、スクリューは省力状態で船舶を推進させると同時に、交流発電機により、出力軸の過剰動力を転換し電力を発生し、バッテリーユニットに充電し、こうして、船舶の走行において、効果的に節電し、後続距離を延長させることができる電動船舶の節電動力構造を提供することである。
本考案が解決しようとする第二の課題は、第一回転軸上の第一クラッチと回転方向コントロールボックスは、操縦桿によりその作動を操縦され、しかも操縦桿は、第二回転軸上の第二クラッチとギア変速ボックスをも一緒に操縦し、これにより、電動機が起動され、カウンターウェイトフライホイールが高速回転にある時、操縦桿の操作により、出力軸の高トルク出力の動力は、第一回転軸を経て減速ギアユニットを通して減速され、スクリューを駆動し、これにより、船舶は省力状態で、ゆっくりと動き始め、前進或いは後退を行ない、船舶がスムーズに走行を始めた後、操縦桿の操作により、出力軸の動力は、第二回転軸により出力され、さらに、ギア変速ボックスのシフトチェンジ操作により、スクリューは省力状態で理想的な回転速度となり、船舶の走行を推進することができる電動船舶の節電動力構造を提供することである。
本考案が解決しようとする第三の課題は、２組以上のバッテリーユニットは、電力コントローラーを通して電動機に電力を供給し、電動機上には、小型発電機を備え、電力コントローラーと電気的に連結し、しかも、電力コントローラー一端には、回転速度制御桿を設置し、これにより、回転速度制御桿は様々に電力コントローラーを制御し、電力アウトプットを多段階的に増大させる方式で、電動機に電力を供給し、電動機は、多段階的に回転速度を増大させる変化或いは設定により、出力軸上のカウンターウェイトフライホイールの回転速度が速ければ速いほど、出力軸のトルク出力は大きくなり、これにより、既に正常に走行している船舶は、低電力消費モードを維持しながら、定速性の多段階走行速度加速操作を行うことができる電動船舶の節電動力構造を提供することである。
本考案が解決しようとする第四の課題は、第三回転軸は、電動機の出力軸により伝動され、第三回転軸上には、さらに無段変速器を設置し、無段変速器の動力出力端は、ベルトにより、交流発電機回転軸上の受動ベルトホイールに伝動され、これにより、電動機の出力軸が、第三回転軸を通して、交流発電機の運転を連動し発電させる時、無段変速器は、出力軸の回転速度が速く（遠心力が大きく）なればなるほど、受動ベルトホイールとの間の伝動減速比率は大きくなり、出力軸はより省力状態で、交流発電機の発電を駆動することができ、こうして、出力軸が回転速度を増している時には、加速動力の大部分は、スクリューに伝えられ、船舶を加速前進させる推力として使われ、また、交流発電機は、一定の回転速度範囲内において、運転し発電を維持するため、高速化による損壊を回避することができる電動船舶の節電動力構造を提供することである。
本考案が解決しようとする第五の課題は、２組以上のバッテリーユニットは交替に、電力コントローラーを通して電動機に電力を供給し、しかも、交流発電機の電力出力端には、電力ボックスを接続し、１組の整流変圧器を通過後、バッテリーユニットに連結し、２組以上のバッテリーユニットは、それぞれ電力検知器を備え、しかも電力コントローラーとの間の電力出力線路上に、電力出力交換器を設置し、整流変圧器との間の入力線路上に、電力入力交換器と一時停止スイッチを設置し、さらに、電力検知器、電力出力交換器、電力入力交換器、一時停止スイッチはすべて、充放電コントローラーに電気的に連結し、これにより、充放電コントローラーは、電力検知器が検知した、各バッテリーユニットの電力使用或いは充電状況に応じて、機動的に信号を出力し、電力出力交換器、電力入力交換器、一時停止スイッチの一時停止或いは切り換え動作を制御することができ、こうして、各バッテリーユニット間の電力使用或いは充電状況は、相互に対応し、自動的に転換され、しかも電力出力交換器と電力コントローラーとの間には、大キャパシターを設置することができ、これにより、電力出力交換器の切り換え過程においても、大キャパシターにより電力を放出することで、電動機の正常な運転を維持することができる電動船舶の節電動力構造を提供することである。
本考案が解決しようとする第六の課題は、２組以上のバッテリーユニットの各バッテリーユニットは、２本以上のバッテリーが連結して構成し、しかもその充電端には、市内電力に連接可能な充電器を備え、これにより、充電器を通して、市内電力をバッテリーユニットに充電することができ、バッテリーユニットの電力が消耗した時には、電力の補充、蓄電を行なうことができる電動船舶の節電動力構造を提供することである。

請求項１の考案は、２組以上のバッテリーユニットは交替に、電力コントローラーを通して、電動機に対して電力を供給し、前記電動機上には、前記電力コントローラーと電気的に連結する小型発電器を備え、しかも出力軸上には、カウンターウェイトフライホイール、回転速度検知器を設置し、第一回転軸、第二回転軸、第三回転軸を連動し、前記第一回転軸上には、第一クラッチと回転方向コントロールボックスを備え、減速ギアユニットを対応させ、スクリューの回転軸を選択的に駆動し、前記第二回転軸上には、第二クラッチを備え、ギア変速ボックスを対応させ、選択的に、かつ切り替え方式で、スクリューの回転軸を駆動し、前記第三回転軸上には、回転速度検知器により制御される第三クラッチを備え、第三クラッチの作動により、交流発電機を駆動するか否かを決定し、前記交流発電機の電力出力端には、電力ボックスを接続し、１組の整流変圧器を通過後、バッテリーユニットに連結し、これにより、前記電動機が起動後の出力軸は、前記スクリューを既に駆動しているか否かに関わらず、前記出力軸上のカウンターウェイトフライホイールの運動慣性省力作用を利用することができ、続いて、前記回転速度検知器は、前記出力軸の回転速度を検知し、前記交流発電機の発電を適時に連動し、これにより、前記スクリューは省力状態で船舶を推進させると同時に、前記交流発電機により、前記出力軸の過剰動力を転換し電力を発生し、バッテリーユニットに充電し、こうして、船舶の走行において、効果的に節電し、後続距離を延長させることができることを特徴とする電動船舶の節電動力構造としている。
請求項２の考案は、前記第一回転軸上の第一クラッチと前記回転方向コントロールボックスは、操縦桿によりその作動を操縦され、しかも前記操縦桿は、前記第二回転軸上の第二クラッチとギア変速ボックスをも一緒に操縦し、これにより、前記電動機が起動され、前記カウンターウェイトフライホイールが高速回転にある時、前記操縦桿の操作により、前記出力軸の高トルク出力の動力は、前記第一回転軸を経て減速ギアユニットを通して減速され、スクリューを駆動し、これにより、船舶は省力状態で、ゆっくりと動き始め、前進或いは後退を行ない、船舶がスムーズに走行を始めた後、前記操縦桿の操作により、出力軸の動力は、第二回転軸により出力され、さらに、前記ギア変速ボックスのシフトチェンジ操作により、スクリューは省力状態で理想的な回転速度となり、船舶の走行を推進することができることを特徴とする請求項１に記載の電動船舶の節電動力構造としている。
請求項３の考案は、前記２組以上のバッテリーユニットは、前記電力コントローラーを通して電動機に電力を供給し、前記電動機上には、小型発電機を備え、前記電力コントローラーと電気的に連結し、しかも、前記電力コントローラー一端には、回転速度制御桿を設置し、これにより、前記回転速度制御桿は様々に電力コントローラーを制御し、電力アウトプットを多段階的に増大させる方式で、前記電動機に電力を供給し、前記電動機は、多段階的に回転速度を増大させる変化或いは設定により、前記出力軸上のカウンターウェイトフライホイールの回転速度が速ければ速いほど、前記出力軸のトルク出力は大きくなり、これにより、既に正常に走行している船舶は、低電力消費モードを維持しながら、定速性の多段階走行速度加速操作を行うことができることを特徴とする請求項１に記載の電動船舶の節電動力構造としている。
請求項４の考案は、前記第三回転軸は、前記電動機の出力軸により伝動され、前記第三回転軸上には、さらに無段変速器を設置し、無段変速器の動力出力端は、ベルトにより、前記交流発電機回転軸上の受動ベルトホイールに伝動され、これにより、前記電動機の出力軸が、第三回転軸を通して、前記交流発電機の運転を連動し発電させる時、前記無段変速器は、出力軸の回転速度が速く（遠心力が大きく）なればなるほど、受動ベルトホイールとの間の伝動減速比率は大きくなり、出力軸はより省力状態で、交流発電機の発電を駆動することができ、こうして、前記出力軸が回転速度を増している時には、加速動力の大部分は、スクリューに伝えられ、船舶を加速前進させる推力として使われ、また、前記交流発電機は、一定の回転速度範囲内において、運転し発電を維持するため、高速化による損壊を回避することができることを特徴とする請求項１に記載の電動船舶の節電動力構造としている。
請求項５の考案は、前記２組以上のバッテリーユニットは交替に、前記電力コントローラーを通して電動機に電力を供給し、しかも、前記交流発電機の電力出力端には、電力ボックスを接続し、１組の整流変圧器を通過後、前記バッテリーユニットに連結し、前記２組以上のバッテリーユニットは、それぞれ電力検知器を備え、しかも前記電力コントローラーとの間の電力出力線路上に、電力出力交換器を設置し、整流変圧器との間の入力線路上に、電力入力交換器と一時停止スイッチを設置し、さらに、前記電力検知器、前記電力出力交換器、前記電力入力交換器、前記一時停止スイッチはすべて、充放電コントローラーに電気的に連結し、これにより、前記充放電コントローラーは、前記電力検知器が検知した、前記各バッテリーユニットの電力使用或いは充電状況に応じて、機動的に信号を出力し、前記電力出力交換器、前記電力入力交換器、前記一時停止スイッチの一時停止或いは切り換え動作を制御することができ、こうして、前記各バッテリーユニット間の電力使用或いは充電状況は、相互に対応し、自動的に転換されることを特徴とする請求項１に記載の電動船舶の節電動力構造としている。
請求項６の考案は、前記電力出力交換器と前記電力コントローラーとの間には、大キャパシターを設置することができ、これにより、電力出力交換器の切り換え過程においても、前記大キャパシターにより電力を放出することで、電動機の正常な運転を維持することができることを特徴とする請求項５に記載の電動船舶の節電動力構造としている。
請求項７の考案は、前記２組以上のバッテリーユニットの各バッテリーユニットは、２本以上のバッテリーが連結して構成し、しかもその充電端には、市内電力に連接可能な充電器を備え、これにより、前記充電器を通して、市内電力をバッテリーユニットに充電することができ、前記バッテリーユニットの電力が消耗した時には、電力の補充、蓄電を行なうことができることを特徴とする請求項１に記載の電動船舶の節電動力構造としている。

本考案は、船舶の走行において効果的に節電し電動船舶の航続力を拡大することができ、充電機能を備え後続距離を延長させることができる。

本考案構造の概略図である。本考案電動機の無段減速駆動交流発電機の動作概略図である。

本考案構造の概略図である図１に示すように、２組以上のバッテリーユニット１０は交替に、電力コントローラー２０を通して、電動機３０に対して電力を供給する。電動機３０上には、電力コントローラー２０と電気的に連結する小型発電器３１を備え、しかも出力軸３２上には、カウンターウェイトフライホイール３３、回転速度検知器３４を設置し、第一回転軸４０、第二回転軸５０、第三回転軸６０を連動する。第一回転軸４０上には、第一クラッチ４１と回転方向コントロールボックス４２を備え、減速ギアユニット４３を対応させ、スクリュー７０の回転軸を選択的に駆動する。第二回転軸５０上には、第二クラッチ５１を備え、ギア変速ボックス５２を対応させ、選択的に、かつ切り替え方式で、スクリュー７０の回転軸を駆動する。第三回転軸６０上には、回転速度検知器３４により制御される第三クラッチ６１を備え、第三クラッチ６１の作動により、交流発電機８０を駆動するか否かを決定する。交流発電機８０の電力出力端には、電力ボックス８１を接続し、１組の整流変圧器８２を通過後、バッテリーユニット１０に連結する。これにより、電動機３０が起動後の出力軸３２は、スクリュー７０を既に駆動しているか否かに関わらず、出力軸３２上のカウンターウェイトフライホイール３３の運動慣性省力作用を利用する。続いて、回転速度検知器３４は、出力軸３２の回転速度を検知し、交流発電機８０の発電を適時に連動する。これにより、スクリュー７０は省力状態で船舶を推進させると同時に、交流発電機８０により、出力軸３２の過剰動力を転換し電力を発生し、バッテリーユニット１０に充電する。こうして、船舶の走行において、効果的に節電し、後続距離を延長させることができる。

また、回転速度検知器３４が、出力軸３２が一定の回転速度に達していないことを検知した時には、第三クラッチ６１の作動を制御しない。これにより、電動機３０が起動を開始する時には、電力コントローラー２０は、電動機３０上の小型発電機３１が出力する電圧のパルスを拡大する方式で、電動機３０は、低速から徐々に電流を拡大する。こうして、出力軸３２は、回転速度検知器３４が検知する回転速度に達する前に、電動機３０は、第三回転軸６０上の交流発電機８０からのロードを引き受ける必要はなく、また第一回転軸４０と第二回転軸５０上には負荷がないため、出力軸３２は、カウンターウェイトフライホイール３３の回転を順調に連動することができる。電動機３０が起動を完成後、出力軸３２は、カウンターウェイトフライホイール３３の高速回転が発生する大きなトルクに従い、すなわち第一回転軸４０と第二回転軸５０上にはなお負荷がなく、アイドルスピードの状況下にあって、回転速度検知器３４は、出力軸３２が一定の出力回転速度に達したことを検知し、第三クラッチ６１の作動を利用し、出力軸３２の動力を交流発電機８０に出力することができる。交流発電機８０が運転し発電することにより発生する電力は、電力ボックス８１の電力処理を経て、整流変圧器８２を通過後、バッテリーユニット１０へと充電される。こうして、電動機３０起動後の船舶は、走行を開始する前（アイドルスピード状態）において、出力軸３２の動力は適時電力に転換され、再び蓄電される（すなわち、電力消耗を減少させる）。また、第一回転軸４０上の第一クラッチ４１は、クラッチ作動を行い、回転方向コントロールボックス４２の切り換えを対応させ、船舶を前進、或いはゆっくりと後退させる時、電動機３０出力軸３２上のカウンターウェイトフライホイール３３の高速回転が発生する大トルクの動力は、第一回転軸４０上から出力され、減速ギアユニット４３の減速トルク再上昇作用を経て、省力状態でスクリュー７０の回転軸を駆動する。これにより、船舶は最も節電可能な方式でゆっくりと前進或いは後退する。この過程において、スクリュー７０の回転軸が動き出すと、回転初期の抵抗力は過大であるため、瞬間的(最初期)に出力軸３２の回転速度が減退する現象が生じる。この時、回転速度検知器３４は、直ちに第三クラッチ６１の作動制御を停止し、これにより第三回転軸６０は交流発電機８０への動力出力をすぐに停止する。これにより、出力軸３２の動力は、交流発電機８０の負荷を分担する必要はないため、スクリュー７０は出力軸３２の動力のすべてを得ることができ、良好な回転を始めることができる。しかも、船舶がスムーズに走行を開始後、第一クラッチ４１の作動を解除することで、第二クラッチ５１から切り換え、これにより出力軸３２の動力は第二回転軸５０から出力される。こうして、ギア変速ボックス５２の変速操作により、スクリュー７０の回転速度を拡大させ、船舶の走行速度を上げることができる。しかも、スクリュー７０に与えられる出力軸３２の動力が、第一回転軸４０と第二回転軸５０のどちらから出力されようと、出力軸３２の回転速度が、回転速度検知器３４が検知する速度に達する、或いは超えさえすれば、第三クラッチ６１は、随時作動を回復し、過剰な動力は交流発電機８０に自動的に分配され発電される。発電により生じた電力は、バッテリーユニット１０に蓄えられ、再利用されるため、優れた節電性能を発揮し、船舶の航続距離を伸ばすことができる。

上記した実施例に基づき、図１に示すように、第一回転軸４０上の第一クラッチ４１と回転方向コントロールボックス４２は、操縦桿９０によりその作動を操縦され、しかも操縦桿９０は、第二回転軸５０上の第二クラッチ５１とギア変速ボックス５２をも一緒に操縦する。これにより、電動機３０が起動され、カウンターウェイトフライホイール３３が高速回転にある時、操縦桿９０の操作により、出力軸３２の高トルク出力の動力は、第一回転軸４０を経て減速ギアユニット４３を通して減速され、スクリュー７０を駆動する。これにより、船舶は省力状態で、ゆっくりと動き始め、前進或いは後退を行なう。船舶がスムーズに走行を始めた後、操縦桿９０の操作により、出力軸３２の動力は、第二回転軸５０により出力され、さらに、ギア変速ボックス５２のシフトチェンジ操作により、スクリュー７０は省力状態で理想的な回転速度となり、船舶の走行を推進することができる。

上記した実施例に基づき、図１に示すように、２組以上のバッテリーユニット１０は、電力コントローラー２０を通して電動機３０に電力を供給する。電動機３０上には、小型発電機３１を備え、電力コントローラー２０と電気的に連結し、しかも、電力コントローラー２０一端には、回転速度制御桿２１を設置する。これにより、回転速度制御桿２１は様々に電力コントローラー２０を制御し、電力アウトプットを多段階的に増大させる方式で、電動機３０に電力を供給する。電動機３０は、多段階的に回転速度を増大させる変化或いは設定により、出力軸３２上のカウンターウェイトフライホイール３３の回転速度が速ければ速いほど、出力軸３２のトルク出力は大きくなり、これにより、既に正常に走行している船舶は、低電力消費モードを維持しながら、定速性の多段階走行速度加速操作を行うことができる。

上記した実施例に基づき、図１に示すように、第三回転軸６０は、電動機３０の出力軸３２により伝動される。第三回転軸６０上には、さらにクラッチ式無段変速器６２を設置し、無段変速器６２の動力出力端は、ベルトにより、交流発電機８０回転軸上の受動ベルトホイール８３に伝動される。これにより、電動機３０の出力軸３２が、第三回転軸６０を通して、交流発電機８０の運転を連動し発電させる時、図２に示すように、無段変速器６２は、出力軸３２の回転速度が速く（遠心力が大きく）なればなるほど、受動ベルトホイール８３との間の伝動減速比率は大きくなり、出力軸３２はより省力状態で、交流発電機８０の発電を駆動することができる。こうして、出力軸３２が回転速度を増している時には、加速動力の大部分は、スクリュー７０に伝えられ、船舶を加速前進させる推力として使われる。また、交流発電機８０は、一定の回転速度範囲内において、運転し発電を維持するため、高速化による損壊を回避することができる。

上記した実施例に基づき、図１に示すように、２組以上のバッテリーユニット１０は交替に、電力コントローラー２０を通して電動機３０に電力を供給する。しかも、交流発電機８０の電力出力端には、電力ボックス８１を接続し、１組の整流変圧器８２を通過後、バッテリーユニット１０に連結する。２組以上のバッテリーユニット１０は、それぞれ電力検知器１１を備え、しかも電力コントローラー２０との間の電力出力線路上に、電力出力交換器１２を設置し、整流変圧器８２との間の入力線路上に、電力入力交換器１３と一時停止スイッチ１４を設置する。さらに、電力検知器１１、電力出力交換器１２、電力入力交換器１３、一時停止スイッチ１４はすべて、充放電コントローラー１５に電気的に連結する。これにより、充放電コントローラー１５は、電力検知器１１が検知した、各バッテリーユニット１０の電力使用或いは充電状況に応じて、機動的に信号を出力し、電力出力交換器１２、電力入力交換器１３、一時停止スイッチ１４の一時停止或いは切り換え動作を制御することができる。こうして、各バッテリーユニット１０間の電力使用或いは充電状況は、相互に対応し、自動的に転換される。しかも、電力出力交換器１２と電力コントローラー２０との間には、大キャパシター２２を設置することができる。これにより、電力出力交換器１２の切り換え過程においても、大キャパシター２２により電力を放出することで、電動機３０の正常な運転を維持することができる。

上記した実施例に基づき、図１に示すように、２組以上のバッテリーユニット１０の各バッテリーユニット１０は、２本以上のバッテリーが連結して構成し、しかもその充電端には、市内電力に連接可能な充電器１６を備える。これにより、充電器１６を通して、市内電力をバッテリーユニット１０に充電することができ、バッテリーユニット１０の電力が消耗した時には、電力の補充、蓄電を行なうことができる。

上記説明は、本考案の最適実施例に過ぎず、上記実施例に基づく等価置換、或いは簡易な改変はすべて本考案の精神と範囲内における均等変化と修飾とみなし、すべて本考案の保護範囲に含むものとする。

１０バッテリーユニット
１１電力検知器
１２電力出力交換器
１３電力入力交換器
１４一時停止スイッチ
１５充放電コントローラー
１６充電器
２０電力コントローラー
２１回転速度制御桿
２２大キャパシター
３０電動機
３１小型発電機
３２出力軸
３３カウンターウェイトフライホイール
３４回転速度検知器
４０第一回転軸
４１第一クラッチ
４２回転方向コントロールボックス
４３減速ギアユニット
５０第二回転軸
５１第二クラッチ
５２ギア変速ボックス
６０第三回転軸
６１第三クラッチ
６２無段変速器
７０スクリュー
８０交流発電機
８１電力ボックス
８２整流変圧器
８３受動ベルトホイール
９０操縦桿

Claims

２組以上のバッテリーユニットは交替に、電力コントローラーを通して、電動機に対して電力を供給し、前記電動機上には、前記電力コントローラーと電気的に連結する小型発電器を備え、しかも出力軸上には、カウンターウェイトフライホイール、回転速度検知器を設置し、第一回転軸、第二回転軸、第三回転軸を連動し、前記第一回転軸上には、第一クラッチと回転方向コントロールボックスを備え、減速ギアユニットを対応させ、スクリューの回転軸を選択的に駆動し、前記第二回転軸上には、第二クラッチを備え、ギア変速ボックスを対応させ、選択的に、かつ切り替え方式で、スクリューの回転軸を駆動し、前記第三回転軸上には、回転速度検知器により制御される第三クラッチを備え、第三クラッチの作動により、交流発電機を駆動するか否かを決定し、前記交流発電機の電力出力端には、電力ボックスを接続し、１組の整流変圧器を通過後、バッテリーユニットに連結し、これにより、前記電動機が起動後の出力軸は、前記スクリューを既に駆動しているか否かに関わらず、前記出力軸上のカウンターウェイトフライホイールの運動慣性省力作用を利用することができ、続いて、前記回転速度検知器は、前記出力軸の回転速度を検知し、前記交流発電機の発電を適時に連動し、これにより、前記スクリューは省力状態で船舶を推進させると同時に、前記交流発電機により、前記出力軸の過剰動力を転換し電力を発生し、バッテリーユニットに充電し、こうして、船舶の走行において、効果的に節電し、後続距離を延長させることができることを特徴とする電動船舶の節電動力構造。
前記第一回転軸上の第一クラッチと前記回転方向コントロールボックスは、操縦桿によりその作動を操縦され、しかも前記操縦桿は、前記第二回転軸上の第二クラッチとギア変速ボックスをも一緒に操縦し、これにより、前記電動機が起動され、前記カウンターウェイトフライホイールが高速回転にある時、前記操縦桿の操作により、前記出力軸の高トルク出力の動力は、前記第一回転軸を経て減速ギアユニットを通して減速され、スクリューを駆動し、これにより、船舶は省力状態で、ゆっくりと動き始め、前進或いは後退を行ない、船舶がスムーズに走行を始めた後、前記操縦桿の操作により、出力軸の動力は、第二回転軸により出力され、さらに、前記ギア変速ボックスのシフトチェンジ操作により、スクリューは省力状態で理想的な回転速度となり、船舶の走行を推進することができることを特徴とする請求項１に記載の電動船舶の節電動力構造。
前記２組以上のバッテリーユニットは、前記電力コントローラーを通して電動機に電力を供給し、前記電動機上には、小型発電機を備え、前記電力コントローラーと電気的に連結し、しかも、前記電力コントローラー一端には、回転速度制御桿を設置し、これにより、前記回転速度制御桿は様々に電力コントローラーを制御し、電力アウトプットを多段階的に増大させる方式で、前記電動機に電力を供給し、前記電動機は、多段階的に回転速度を増大させる変化或いは設定により、前記出力軸上のカウンターウェイトフライホイールの回転速度が速ければ速いほど、前記出力軸のトルク出力は大きくなり、これにより、既に正常に走行している船舶は、低電力消費モードを維持しながら、定速性の多段階走行速度加速操作を行うことができることを特徴とする請求項１に記載の電動船舶の節電動力構造。
前記第三回転軸は、前記電動機の出力軸により伝動され、前記第三回転軸上には、さらに無段変速器を設置し、無段変速器の動力出力端は、ベルトにより、前記交流発電機回転軸上の受動ベルトホイールに伝動され、これにより、前記電動機の出力軸が、第三回転軸を通して、前記交流発電機の運転を連動し発電させる時、前記無段変速器は、出力軸の回転速度が速く（遠心力が大きく）なればなるほど、受動ベルトホイールとの間の伝動減速比率は大きくなり、出力軸はより省力状態で、交流発電機の発電を駆動することができ、こうして、前記出力軸が回転速度を増している時には、加速動力の大部分は、スクリューに伝えられ、船舶を加速前進させる推力として使われ、また、前記交流発電機は、一定の回転速度範囲内において、運転し発電を維持するため、高速化による損壊を回避することができることを特徴とする請求項１に記載の電動船舶の節電動力構造。
前記２組以上のバッテリーユニットは交替に、前記電力コントローラーを通して電動機に電力を供給し、しかも、前記交流発電機の電力出力端には、電力ボックスを接続し、１組の整流変圧器を通過後、前記バッテリーユニットに連結し、前記２組以上のバッテリーユニットは、それぞれ電力検知器を備え、しかも前記電力コントローラーとの間の電力出力線路上に、電力出力交換器を設置し、整流変圧器との間の入力線路上に、電力入力交換器と一時停止スイッチを設置し、さらに、前記電力検知器、前記電力出力交換器、前記電力入力交換器、前記一時停止スイッチはすべて、充放電コントローラーに電気的に連結し、これにより、前記充放電コントローラーは、前記電力検知器が検知した、前記各バッテリーユニットの電力使用或いは充電状況に応じて、機動的に信号を出力し、前記電力出力交換器、前記電力入力交換器、前記一時停止スイッチの一時停止或いは切り換え動作を制御することができ、こうして、前記各バッテリーユニット間の電力使用或いは充電状況は、相互に対応し、自動的に転換されることを特徴とする請求項１に記載の電動船舶の節電動力構造。
前記電力出力交換器と前記電力コントローラーとの間には、大キャパシターを設置することができ、これにより、電力出力交換器の切り換え過程においても、前記大キャパシターにより電力を放出することで、電動機の正常な運転を維持することができることを特徴とする請求項５に記載の電動船舶の節電動力構造。
前記２組以上のバッテリーユニットの各バッテリーユニットは、２本以上のバッテリーが連結して構成し、しかもその充電端には、市内電力に連接可能な充電器を備え、これにより、前記充電器を通して、市内電力をバッテリーユニットに充電することができ、前記バッテリーユニットの電力が消耗した時には、電力の補充、蓄電を行なうことができることを特徴とする請求項１に記載の電動船舶の節電動力構造。