JP4445167B2 - 船舶の発電および推進装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航走用の駆動源としての機関に加えて電動機を設け、該電動機により機関をアシストして、又は電動機単独で航走可能とする船舶の推進装置の構成に関する。
【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り、船舶を推進させる際には、常に内燃機関を駆動させておき、微速航行時においても内燃機関によりプロペラを駆動するように構成されている。これにより、排気ガスや振動・騒音が常時発生することとなっていた。また、船内で使用する電気機器への電力供給は、バッテリに蓄えられた電力により行われ、バッテリへの充電は、前記推進装置の内燃機関に付設される発電機により行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の如くの内燃機関によりプロペラを駆動して航走する船舶においては、最高船速時を除く各回転数にて、内燃機関の最大出力が船舶の負荷よりも大きく、余剰出力を有している。そこで、本発明においては、推進装置に電動機を設けて、該電動機によりプロペラを駆動して航走する、又は該電動機により内燃機関を補助してプロペラ駆動を行うことが可能な電動機設置構造を確立するものである。また、この場合、電動機出力を動力推進装置へ伝達する際の過大トルクの抑制や軸系の保護機構の確立、および電動機出力を安定させるための冷却方法を確立するものである。
【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。
【０００５】
請求項１においては、内燃機関（２）と動力伝達装置（３）との間に、発電用機器（１０）を設置し、該動力伝達装置（３）部に電動機（９）を配設した船舶の発電および推進装置において、該動力伝達装置（３）にはプロペラ（４）を接続し、該内燃機関（２）からの駆動力を、動力伝達装置（３）により減速しながらプロペラ（４）に伝達し、該内燃機関（２）により発電用機器（１０）を駆動し、該発電用機器（１０）により発電された電力は、電動機駆動用と船内電力として供給し、該内燃機関（２）からプロペラ（４）までの動力伝達経路において、該内燃機関（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）とを接続し、前記動力伝達装置（３）内において、該入力軸（３ａ）は、略垂直方向に配置される伝達軸（３ｂ）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、該伝達軸（３ｂ）の下端部と、出力軸（３ｃ）とを第二ベベルギア部（３ｆ）により連結し、該動力伝達装置（３）の出力軸（３ｃ）は、該プロペラ（４）の駆動軸（４ａ）と接続し、該動力伝達装置（３）の上端部には電動機（９）を設置し、該電動機（９）の出力軸（９ａ）は、該動力伝達装置（３）の伝達軸（３ｂ）と同芯上に配置し、該出力軸（９ａ）と伝達軸（３ｂ）を接続可能とし、該クラッチ（３ｄ）は、該入力軸（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、該推進装置（１）において、クラッチ（３ｄ）の切り換えにより、該プロペラ（４）の駆動を、「内燃機関のみにより駆動する」と、「内燃機関により駆動しつつ、電動機により駆動をアシストする」と、「電動機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を可能としたものである。
【０００６】
請求項２においては、請求項１記載の船舶の発電および推進装置において、前記発電用機器（１０）の出力部に、電磁開閉器（１１）、整流機器（１２）、ＤＣ／ＤＣコンバータ（１３）、バッテリ（１４）を接続し、該バッテリ（１４）はコントローラ（１５）を介して前記電動機（９）に接続し、該発電用機器（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）に充電し、該電動機（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（１５）により制御し、前記クラッチ（３ｄ）は、該コントローラ（１５）に接続され、該クラッチ（３ｄ）の切り換えはコントローラ（１５）により制御するものである。
【０００７】
請求項３においては、請求項１記載の船舶の推進装置において、前記内燃機関（２）冷却用の冷却水は、ポンプ（Ｐ）により冷却水入口（２６ａ）を通じて船舶外部から取り入れ、まず電動機（９）の近傍に通水して冷却した後、次に内燃機関（２）を冷却し、その後、冷却水出口（２６ｂ）から回路外部へ排出されるものである。
【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。
【０００９】
図１は本発明の発電および推進システムを有する船舶の推進装置を示す側面断面図、図２は同じく後面図である。
【００１０】
図３は船舶の推進装置の第二の実施例を示す側面断面図、図４は同じく後面図、図５は出力軸を、トルクリミッタを介して動力伝達装置と接続した電動機を示す側面断面図である。
【００１１】
図６は出力軸を、弾性継手を介して動力伝達装置と接続した電動機を示す側面断面図、図７は出力軸を、クラッチを介して動力伝達装置と接続した電動機を示す側面断面図である。
【００１２】
図８は電動機の空冷構造を示す側面断面図、図９は冷却水が船舶の推進装置外部から取り入れられる冷却回路を有する、電動機の水冷構造を示す図である。
【００１３】
図１０は冷却水が船舶の推進装置内に設けられる冷却回路内を循環する、電動機の水冷構造を示す図である。
【００１４】
本発明の、船舶の発電および推進システムにかかる、推進装置について説明する。図１、図２に示す船舶の推進装置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。
【００１５】
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３ｂ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。
【００１６】
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３ｂ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。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３ｂと接続されている。電動機９の回転軸である出力軸９ａは、動力伝達装置３の回転軸の一つである伝達軸３ｂと同芯配置されている。
【００１７】
前記発電用機器１０は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。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１５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。
【００１８】
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、（１）内燃機関２のみにより駆動する、（２）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、（３）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。
【００１９】
このように、内燃機関２と動力伝達装置３との間に発電用機器１０を設置し、該動力伝達装置３部に電動機９を配設することにより、内燃機関２の駆動による航走のみならず、電動機９によりプロペラ４を駆動、及び電動機９により内燃機関２を補助してプロペラ４を駆動しての航走をも行うことが可能となる。これにより、排気ガスや振動・騒音の発生を抑えて、対環境性の向上を図ることができる。さらに、電動機９を動力伝達装置３部に配設することで、電動機９の着脱やメンテナンスが容易となる。また、クラッチ３ｄを切り換えてのシフトチェンジ時に、電動機９の駆動を制御することが容易に可能となる。
【００２０】
また、電動機９の出力軸９ａは、動力伝達装置３の伝達軸３ｂと同芯配置されているので、複雑なギア機構等を用いることなくシンプルな構造で該伝達軸３ｂと連結することが可能となり、少ない部品点数で構成することができるとともに、組立やメンテナンスを簡単・容易とすることができる。
【００２１】
また、動力伝達装置３部に配設する電動機９は、次のような配置構成とすることもできる。即ち、図３、図４に示す推進装置３１における動力伝達装置３３はマリンギアに構成されており、該動力伝達装置３３の入力軸３３ａが内燃機関２のクランク軸２ａに接続されている。入力軸３３ａは、クラッチ３３ｂを介して第一ギア３３ｃに接続され、該第一ギア３３ｃは、出力軸３３ｄに固設される第二ギア３３ｅと噛合している。出力軸３３ｄは、動力伝達装置３３の下部後端に装着されるプロペラ３４の駆動軸３４ａと接続されている。
【００２２】
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３３の入力軸３３ａに伝達され、その後、クラッチ３３ｂ、第一ギア３３ｃ、第二ギア３３ｅ、及び出力軸３３ｄを通じて、プロペラ４の駆動軸４ａに伝えられる。尚、クラッチ３３ｂは、入力軸３３ａと第一ギア３３ｃとの連結・非連結を切り換えるとともに、入力軸３３ａの回転を第一ギア３３ｃ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。
【００２３】
また、動力伝達装置３３の上部後端には、電動機９が設置されている。電動機９の出力軸９ａには駆動ギア９ｂが固設されており、該駆動ギア９ｂが動力伝達装置３３の第二ギア３３ｅと噛合している。電動機９の回転軸である出力軸９ａは、動力伝達装置３３の回転軸の一つである入力軸３３ａ及び出力軸３３ｄ、並びに内燃機関２のクランク軸２ａに対して、平行に且つ軸心をずらして配置され、即ち、異芯平行配置されている。
【００２４】
このように、電動機９を、第二ギア３３ｅを介してプロペラ４と接続することで、前述の場合と同様に、内燃機関２によるプロペラ４の駆動のアシストや、プロペラ４を電動機９のみにより駆動することが可能となっている。
【００２５】
そして、電動機９の出力軸９ａは、動力伝達装置３３の入力軸３３ａ及び出力軸３３ｄと異芯平行配置され、駆動ギア９ｂ及び第二ギア３３ｅを介してプロペラ４に接続されているので、該電動機９によりプロペラ４を駆動する際には、電動機９の回転駆動力を駆動ギア９ｂ及び第二ギア３３ｅにより変速してプロペラ４へ伝達することができる。また、シンプルな構造で電動機９の出力軸９ａと動力伝達装置３３の出力軸３３ｄとを接続することが可能となり、少ない部品点数で構成することができるとともに、組立やメンテナンスを簡単・容易とすることができる。
【００２６】
次に、前記動力伝達装置３に設置される電動機９の出力軸９ａから、動力伝達装置３の伝達軸３ｂへの、動力伝達構造について説明する。図５に示すように、電動機９は、出力軸９ａと一体的に回転可能なマグネットロータ９ｄを中心部に配設し、該マグネットロータ９ｄの外周部にステータコイル１１を配置して構成されている。
【００２７】
電動機９内には、下端から動力伝達装置３の伝達軸３ｂが侵入しており、該伝達軸３ｂと出力軸９ａとが、トルクリミッタ２１にて接続されている。該伝達軸３ｂの上端部にはスプラインが形成され、このスプライン形成部分に、トルクリミッタ２１の本体部２１ａが一体的回転可能に装着されている。また、出力軸９ａの下端部にはスプラインが形成され、このスプライン形成部分に、トルクリミッタ２１の摩擦板２１ｂが一体的回転可能に装着されている。
【００２８】
トルクリミッタ２１の摩擦板２１ｂは、本体部２１ａに対する回転方向の力が加わった場合、加わった力が所定の大きさより小さいと該本体部２１ａと一体的に回転し、加わった力が所定の大きさより大きいと、該本体部２１ａに対してすべり回転する。従って、通常の、電動機９によるプロペラ４の駆動時（内燃機関２のアシスト時含む）には、出力軸９ａと伝達軸３ｂとが一体的に回転するが、伝達軸３ｂに突然大きな力がかかった場合等には、出力軸９ａと伝達軸３ｂとが相対的に回転することとなる。
【００２９】
これにより、動力伝達装置３の伝達軸３ｂや電動機９の出力軸９ａに無理な力がかからないように保護することができ、推進装置１の信頼性を向上させることができる。また、トルクリミッタ２１を介して動力伝達装置３の伝達軸３ｂと電動機９の出力軸９ａとを接続することで、電動機９の動力伝達装置３への着脱が容易となり、電動機９を動力伝達装置３へ組み付ける際の組付性や、電動機９のメンテナンス性を向上させることができる。
【００３０】
また、電動機９の出力軸９ａと、動力伝達装置３の伝達軸３ｂとは、図６に示すように、弾性継手２２を介して接続することもできる。弾性継手２２は、上部体２２ａと下部体２２ｂを、ゴムやエラストマー等の弾性部材２２ｃにより連結して構成されている。上部体２２ａには、スプラインが形成された出力軸９ａの下端部が一体的回転可能に取り付けられ、下部体２２ｂには、スプラインが形成された伝達軸３ｂの上端部が一体的回転可能に取り付けられている。
【００３１】
そして、出力軸９ａ又は伝達軸３ｂの一方に回転方向に大きな力がかかった場合には、弾性部材２２ａが有する弾性により、出力軸９ａと伝達軸３ｂとの間にずれが生じ、他方にその大きな力がそのまま伝達されることが防止される。従って、通常の、電動機９によるプロペラ４の駆動時（内燃機関２のアシスト時含む）には、出力軸９ａと伝達軸３ｂとが一体的に回転するが、伝達軸３ｂに突然大きな力がかかった場合等には、出力軸９ａと伝達軸３ｂとがずれて、伝達軸３ｂにかかった力が弱められて出力軸９ａに伝達されることとなる。
【００３２】
これにより、動力伝達装置３の伝達軸３ｂや電動機９の出力軸９ａに無理な力がかからないように保護することができ、推進装置１の信頼性を向上させることができる。また、弾性継手２２を介して動力伝達装置３の伝達軸３ｂと電動機９の出力軸９ａとを接続することで、電動機９の動力伝達装置３への着脱が容易となり、電動機９を動力伝達装置３へ組み付ける際の組付性や、電動機９のメンテナンス性を向上させることができる。さらに、弾性継手２２は、上部体２２ａと下部体２２ｂとを弾性部材２２ｃにより連結しただけの簡単な構造であるので、軸保護機構を安価に構成することができる。
【００３３】
また、電動機９の出力軸９ａと、動力伝達装置３の伝達軸３ｂとは、図７に示すように、クラッチ２３を介して接続することもできる。クラッチ２３は、上部体２３ａと下部体２３ｂとで構成されており、該上部体２３ａと下部体２３ｂとは、一体的に回転可能な状態と、相対的に回転可能な状態とを、切換可能に構成されている。上部体２３ａには出力軸９ａの下端部が一体的回転可能に取り付けられ、下部体２３ｂには伝達軸３ｂの上端部が一体的回転可能に取り付けられている。
【００３４】
従って、電動機９によるプロペラ４の駆動時（内燃機関２のアシスト時含む）には、クラッチ２３を上部体２３ａと下部体２３ｂとが一体的に回転可能な状態に切り換えて、出力軸９ａと伝達軸３ｂとを一体的に回転させることができ、内燃機関２のみでプロペラ４を駆動する場合には、クラッチ２３を上部体２３ａと下部体２３ｂとが相対的に回転可能な状態に切り換えて、出力軸９ａと伝達軸３ｂとの接続を切断し、駆動力の機械損失を低減することができる。
【００３５】
また、電動機９に故障等のトラブルが発生した場合には、出力軸９ａと伝達軸３ｂとの接続を切断して、内燃機関２による航走を容易にすることができる。さらに、クラッチ２３を介して動力伝達装置３の伝達軸３ｂと電動機９の出力軸９ａとを接続することで、電動機９の動力伝達装置３への着脱が容易となり、電動機９を動力伝達装置３へ組み付ける際の組付性や、電動機９のメンテナンス性を向上させることができる。
【００３６】
次に、前記電動機９の冷却構造について説明する。電動機９は、空冷構造及び水冷構造の冷却構造を有している。まず、空冷構造について説明すると、図８に示すように、電動機９の出力軸９ａには冷却ファン２４が設けられるとともに、電動機９のケース９ｅに、冷却風入口９ｆ及び冷却風出口９ｇが形成されている。そして、出力軸９ａとともに回転する冷却ファン２３によって、冷却風入口９ｆから電動機９内へ冷却風が取り込まれ、マグネットロータ９ｄ及びステータコイル９ｃ等の電動機９の構成部材を冷却した後の冷却風が冷却風出口９ｇから外部へ排出されるように構成されている。
【００３７】
次に水冷構造について、図８、図９により説明する。図９に示す推進装置１における、内燃機関２は冷却水回路２６を有しており、該冷却水回路２６の冷却水入口２６ａ近傍にはポンプＰが設けられている。該冷却水回路２６は、内燃機関２内及び電動機９の近傍に配管されており、内燃機関２及び電動機９の冷却を行うようにしている。
【００３８】
該冷却水回路２６へは、回路外部に存在する海水や湖水等が冷却水として、冷却水入口２６ａを通じてポンプＰにより導入される。冷却水回路２６へ導入された冷却水は、まず、電動機９を冷却した後、内燃機関２を冷却して、その後、冷却水出口２６ｂから回路外部へ排出されるように構成されている。尚、冷却水回路２６は、冷却水入口２６ａから電動機９までの間に、発電用機器１０の近傍を通過して、該発電用機器１０の冷却も行っている。
【００３９】
このように、内燃機関２を冷却するための冷却水回路２６を利用して電動機９や発電用機器１０を冷却するように構成することで、電動機９等を効率良く冷却することができ、電動機９等の温度上昇を防いで、推進装置１における発電システムや推進システムの安定性や信頼性を向上することができる。また、冷却水回路２６は、冷却水入口２６ａから、回路外部の海水や湖水等を冷却水として取り入れるように構成しているので、安価に冷却構造を構成することができる。さらに、電動機９等を冷却するための冷却水回路に別途ポンプ装置を設ける必要がなく低コスト化を図ることができる。
【００４０】
また、発電用機器１０の水冷構造は、次のように構成することもできる。図１０に示す推進装置１における、内燃機関２は冷却水回路２７を有しており、該冷却水回路２７の冷却水入口２７ａ近傍にはポンプＰａが設けられている。該冷却水回路２７は、内燃機関２内に配管されている。該冷却水回路２７へは、回路外部に存在する海水や湖水等が冷却水として、冷却水入口２７ａを通じてポンプＰａにより導入され、導入された冷却水は、内燃機関２を冷却した後、冷却水出口２７ｂから回路外部へ排出されるように構成されている。
【００４１】
また、推進装置１には、清水回路２８が設けられている。清水回路２８は、内燃機関２内の機関清水回路２８ａと接続された閉回路であり、ポンプＰｂにより、清水回路２８内及び機関清水回路２８ａ内を、冷却水としての清水が循環している。清水回路２８は電動機９の近傍に配管されており、該清水回路２８により電動機９が冷却される。
【００４２】
また、清水回路２８における、電動機９近傍部と、機関清水回路２８ａの接続部との間で、電動機９よりも下流側の部分には、温水タンク２８ｂが設けられており、該温水タンク２８ｂ内には、電動機９を冷却した後の、温められた冷却水が貯留されるように構成している。この、温水タンク２８ｂに貯留された冷却水を、船内の温水供給に用いる等利用することで、排熱を効率的に利用することを可能としている。
【００４３】
【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。
【００４４】
請求項１に示すごとく、内燃機関（２）と動力伝達装置（３）との間に、発電用機器（１０）を設置し、該動力伝達装置（３）部に電動機（９）を配設した船舶の発電および推進装置において、該動力伝達装置（３）にはプロペラ（４）を接続し、該内燃機関（２）からの駆動力を、動力伝達装置（３）により減速しながらプロペラ（４）に伝達し、該内燃機関（２）により発電用機器（１０）を駆動し、該発電用機器（１０）により発電された電力は、電動機駆動用と船内電力として供給し、該内燃機関（２）からプロペラ（４）までの動力伝達経路において、該内燃機関（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）とを接続し、前記動力伝達装置（３）内において、該入力軸（３ａ）は、略垂直方向に配置される伝達軸（３ｂ）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、該伝達軸（３ｂ）の下端部と、出力軸（３ｃ）とを第二ベベルギア部（３ｆ）により連結し、該動力伝達装置（３）の出力軸（３ｃ）は、該プロペラ（４）の駆動軸（４ａ）と接続し、該動力伝達装置（３）の上端部には電動機（９）を設置し、該電動機（９）の出力軸（９ａ）は、該動力伝達装置（３）の伝達軸（３ｂ）と同芯上に配置し、該出力軸（９ａ）と伝達軸（３ｂ）を接続可能とし、該クラッチ（３ｄ）は、該入力軸（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、該推進装置（１）において、クラッチ（３ｄ）の切り換えにより、該プロペラ（４）の駆動を、「内燃機関のみにより駆動する」と、「内燃機関により駆動しつつ、電動機により駆動をアシストする」と、「電動機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を可能としたので、内燃機関の駆動による航走のみならず、電動機によりプロペラを駆動しての航走、及び電動機により内燃機関を補助してプロペラを駆動しての航走をも行うことが可能となる。 これにより、排気ガスや振動・騒音の発生を抑えて、対環境性の向上を図ることができる。
【００４５】
さらに、電動機を動力伝達装置部に配設することで、電動機の着脱やメンテナンスが容易となる。また、クラッチを切り換えてのシフトチェンジ時に、電動機の駆動を制御することが容易に可能となる。
【００４６】
また、前記電動機の回転軸を、動力伝達装置の何れかの回転軸に対して、同芯配置したので、電動機の回転軸を、複雑なギア機構等を用いることなくシンプルな構造で、動力伝達装置の回転軸と連結することが可能となり、少ない部品点数で構成することができるとともに、組立やメンテナンスを簡単・容易とすることができる。
【００４７】
請求項２に記載の如く、請求項１記載の船舶の発電および推進装置において、前記発電用機器（１０）の出力部に、電磁開閉器（１１）、整流機器（１２）、ＤＣ／ＤＣコンバータ（１３）、バッテリ（１４）を接続し、該バッテリ（１４）はコントローラ（１５）を介して前記電動機（９）に接続し、該発電用機器（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）に充電し、該電動機（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（１５）により制御し、前記クラッチ（３ｄ）は、該コントローラ（１５）に接続され、該クラッチ（３ｄ）の切り換えはコントローラ（１５）により制御するので、クラッチ３ｄを切り換えてのシフトチェンジ時に、電動機９の駆動を制御することが容易に可能となるのである。
【００４８】
また、内燃機関２の駆動による航走のみならず、電動機９によりプロペラ４を駆動、及び電動機９により内燃機関２を補助してプロペラ４を駆動しての航走をも行うことが可能となる。これにより、排気ガスや振動・騒音の発生を抑えて、対環境性の向上を図ることができる。
さらに、電動機９を動力伝達装置３部に配設することで、電動機９の着脱やメンテナンスが容易となる。
【００４９】
請求項３に記載の如く、請求項１記載の船舶の推進装置において、前記内燃機関（２）冷却用の冷却水は、ポンプ（Ｐ）により冷却水入口（２６ａ）を通じて船舶外部から取り入れ、まず電動機（９）の近傍に通水して冷却した後、次に内燃機関（２）を冷却し、その後、冷却水出口（２６ｂ）から回路外部へ排出されるので、電動機の組立性やメンテナンス性を良好としつつ、電動機等を効率良く冷却することができ、電動機等の温度上昇を防いで、推進装置における発電システムや推進システムの安定性や信頼性を向上することができる。
【００５０】
また、前記冷却水は、船舶外部から取り入れられるので、電動機の組立性やメンテナンス性を良好としつつ、安価に冷却構造を構成することができる。さらに、電動機等を冷却するための冷却水回路に別途ポンプ装置を設ける必要がなく低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の発電および推進システムを有する船舶の推進装置を示す側面断面図である。
【図２】 同じく後面図である。
【図３】 船舶の推進装置の第二の実施例を示す側面断面図である。
【図４】 同じく後面図である。
【図５】 出力軸を、トルクリミッタを介して動力伝達装置と接続した電動機を示す側面断面図である。
【図６】 出力軸を、弾性継手を介して動力伝達装置と接続した電動機を示す側面断面図である。
【図７】 出力軸を、クラッチを介して動力伝達装置と接続した電動機を示す側面断面図である。
【図８】 電動機の空冷構造を示す側面断面図である。
【図９】 冷却水が船舶の推進装置外部から取り入れられる冷却回路を有する、電動機の水冷構造を示す図である。
【図１０】 冷却水が船舶の推進装置内に設けられる冷却回路内を循環する、電動機の水冷構造を示す図である。
【符号の説明】
１ 推進装置
２ 内燃機関
２ａ クランク軸
３ 動力伝達装置
３ａ 入力軸
３ｂ 伝達軸
３ｃ 出力軸
３ｄ クラッチ
４ プロペラ
９ 電動機
９ａ 出力軸
１０ 発電用機器
２１ トルクリミッタ

Claims (3)

1. 内燃機関（２）と動力伝達装置（３）との間に、発電用機器（１０）を設置し、該動力伝達装置（３）部に電動機（９）を配設した船舶の発電および推進装置において、該動力伝達装置（３）にはプロペラ（４）を接続し、該内燃機関（２）からの駆動力を、動力伝達装置（３）により減速しながらプロペラ（４）に伝達し、該内燃機関（２）により発電用機器（１０）を駆動し、該発電用機器（１０）により発電された電力は、電動機駆動用と船内電力として供給し、該内燃機関（２）からプロペラ（４）までの動力伝達経路において、該内燃機関（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）とを接続し、前記動力伝達装置（３）内において、該入力軸（３ａ）は、略垂直方向に配置される伝達軸（３ｂ）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、該伝達軸（３ｂ）の下端部と、出力軸（３ｃ）とを第二ベベルギア部（３ｆ）により連結し、該動力伝達装置（３）の出力軸（３ｃ）は、該プロペラ（４）の駆動軸（４ａ）と接続し、該動力伝達装置（３）の上端部には電動機（９）を設置し、該電動機（９）の出力軸（９ａ）は、該動力伝達装置（３）の伝達軸（３ｂ）と同芯上に配置し、該出力軸（９ａ）と伝達軸（３ｂ）を接続可能とし、該クラッチ（３ｄ）は、該入力軸（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、該推進装置（１）において、クラッチ（３ｄ）の切り換えにより、該プロペラ（４）の駆動を、「内燃機関のみにより駆動する」と、「内燃機関により駆動しつつ、電動機により駆動をアシストする」と、「電動機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を可能としたことを特徴とする船舶の発電および推進装置。
2. 請求項１記載の船舶の発電および推進装置において、前記発電用機器（１０）の出力部に、電磁開閉器（１１）、整流機器（１２）、ＤＣ／ＤＣコンバータ（１３）、バッテリ（１４）を接続し、該バッテリ（１４）はコントローラ（１５）を介して前記電動機（９）に接続し、該発電用機器（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）に充電し、該電動機（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（１５）により制御し、前記クラッチ（３ｄ）は、該コントローラ（１５）に接続され、該クラッチ（３ｄ）の切り換えはコントローラ（１５）により制御することを特徴とする船舶の発電および推進装置。
3. 請求項１記載の船舶の推進装置において、前記内燃機関（２）冷却用の冷却水は、ポンプ（Ｐ）により冷却水入口（２６ａ）を通じて船舶外部から取り入れ、まず電動機（９）の近傍に通水して冷却した後、次に内燃機関（２）を冷却し、その後、冷却水出口（２６ｂ）から回路外部へ排出されることを特徴とする船舶の推進装置。

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