KR20030080256A

KR20030080256A - 해운 선박용 추진 시스템

Info

Publication number: KR20030080256A
Application number: KR10-2003-7011902A
Authority: KR
Inventors: 갤린콘스탄틴엠.; 니엘슨옌스링; 묄러에릭
Original assignee: 맨 비 앤드 더블유 디젤 에이/에스
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2003-10-11
Also published as: EP1368227B1; CN1496318A; JP4319410B2; CN1281457C; DE10111910A1; NO20034066L; NO20034066D0; EP1368227B2; JP2004530588A; EP1368227A1; WO2002072418A1; KR100742677B1; DE50205342D1; NO335420B1

Abstract

본 발명은 해운 선박용 하이브리드 추진 시스템(hybrid propulsion system)에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 전력(power)을 개별적인 경우의 필요에 따라 적응시킬 수 있는 능력을 제공하고, 고도의 안정성 및 전체적으로 양호한 경제성을 보장하는 데 있다. 이를 위해 본 발명에 의한 추진 시스템은 동축으로 차례대로 배열되고 동시에 또는 교대로 구동 가능한 적어도 두 개의 상반 회전 프로펠러(contra-rotating propeller)(1, 2)를 구비하고, 상반 회전 프로펠러는 배치된 축(shaft)(5, 13)에 각각 설치된다. 프론트 프로펠러(2)에 배치된 축(13)은 리어 프로펠러(1)에 배치된 축(5)이 통과되는 중공축(hollow shaft)으로 형성된다. 리어 프로펠러(1)에 배치된 축(5)은 적어도 하나의 선내 주 모터(on-board primary moter)(3)에 의해 구동될 수 있고, 프론트 프로펠러(2)에 배치된 축(13)은 배치된 적어도 하나의 전기 모터(electromotor)(10)에 의해 구동될 수 있다. 전기 모터는 주 모터(3)에 의해 추가로 구동 가능한 축 구동 교류 발전기(shaft-driven alternator)(18) 및/또는 선내 보조 파워 유닛(on-board auxiliary power unit)(20)에 의해 선택적으로 전류(electric current)를 공급받을 수 있다. 전체 전진 파워(advanced power)는 주 모터(3)와 보조 파워 유닛(20)이 동시에 작동할 때 주 모터(3)에 의해 생성되는 최대 전진 파워보다 크다.

Description

해운 선박용 추진 시스템 {PROPULSION SYSTEM FOR MARITIME CRAFT}

독일 특허 DE 44 41 604 C2에 기재된 선박용 추진 시스템은 동축으로 차례대로 배열되는 두 개의 상반 회전 프로펠러(contra-rotating propeller)를 구비하고, 상반 회전 프로펠러 중 하나는 내연기관(internal combustion engine)에 의해 구동되고, 다른 하나는 전기 모터(electromotor)에 의해 구동된다. 전기 모터는 선내 보조 파워 유닛(on-board auxiliary power unit)에 의해서만 전류(electric current)를 공급받는다. 내연기관에 의해 추가로 구동 가능한 축 구동 교류 발전기(shaft-driven alternator)는 제공되지 않는다. 잘 알려져 있는 이러한 장치는 다방면에서 성능이 충분치 않은 것으로 입증되었다. 특히 보조 파워 유닛이 다른 곳에 필요하기 때문에 배치된 전기 모터에 전류를 보낼 수 없는 경우, 전기로 구동되는 프로펠러는 여기에서 사용할 수 없다.

스위스 특허 CH 667 627 A5에 기재된 선박용 추진 시스템은 평행하게 나란히 배열되는 두 개의 프로펠러를 구비하고, 프로펠러는 각각 배치된 디젤 엔진에 의해 구동 가능하다. 디젤 엔진은 전기 모터와 직렬로 배열된다. 전기 모터는 선내 전기 회로망(ship electrical network)의 예비 전력(power reserve)에서 전류를 공급받을 수 있고, 추가 전력이 필요치 않을 때에는 주 모터(primary motor)에 의해 구동 가능한 축 구동 교류 발전기로 기능하며, 축 구동 교류 발전기는 선내 전기 회로망에 전류를 보낸다. 주 모터에 의해 추가로 구동되는 축 구동 교류 발전기의 기능이 여기에서는 전기 모터가 선내 전기 회로망에 전류를 공급하는 정도로만 제시된다. 동축으로 차례대로 배열되는 두 개의 프로펠러를 구비하는 추진 시스템에는 이러한 잘 알려진 배열이 적합하지 않다.

유럽 특허 EP 0 117 881 B1에 기재된 선박용 추진 시스템은 차례대로 배열된 두 개의 프로펠러를 구비하고, 그 중 하나는 내연기관에 의해, 다른 하나는 전기 모터에 의해 구동된다. 전기 모터는 내연기관에 의해 추가로 구동되는 축 구동 교류 발전기나 선내 전기 회로망에 의해 교대로 전류를 공급받을 수 있다. 내연 기관에 의해 구동되는 프로펠러는 여기에서 프론트 프로펠러에 해당된다. 전기로 구동되는 리어 프로펠러는 러더(rudder) 안에 내장된다. 선내 전기 회로망과 축 구동 교류 발전기가 함께 전기 모터에 전류를 공급하는 일이 여기에서는 일어나지 않는다. 잘 알려져 있는 이러한 배열 역시 다방면에서 성능이 충분치 않은 것으로 입증되므로, 경제성 면에서는 전체적으로 바람직하지 않다.

본 발명은 해운 시설, 특히 선박용 추진 시스템에 관한 것이다.

도 1은 느리게 작동하는 2행정 대형 디젤 엔진을 주 모터로 구비하는 하이브리드 선박 추진 시스템의 개략도.

도 2는 급회전하는 4행정 대형 디젤 엔진을 주 모터로 구비하는 하이브리드 선박 추진 시스템의 개략도.

도 3은 도 1 및 도 2에 따른 실시예와는 다른 프로펠러 스트럿을 구비하는 지지 베어링 장치에 대한 예의 도면.

도 4는 도 3에 따른 장치를 뒤에서 본 도면.

도 5는 반 현수 러더를 구비하는 장치로, 도 3에 대한 변형예의 도면.

본 발명의 목적은 선박과 같은 해운 시설용 추진 시스템을 제공하여, 내연기관의 최대 연속 사용(continuous duty)을 넘어서는 높은 피크 전력(peak power)이 가능할 뿐만 아니라 안정성과 경제성을 고려하여 개별적인 경우의 필요에 따라 전력이 적응할 수 있는 능력을 보장하면서, 추진 시스템을 간단하고도 저렴하게 구성하는 데 있다.

본 발명의 목적은 특허청구범위 제1항의 특징들에 의해 달성된다.

본 발명은 해운 시설, 특히 선박용 추진 시스템이 동축으로 차례로 배열되고 동시에 또는 교대로 구동 가능한 두 개의 상반 회전 프로펠러를 적어도 한 쌍 구비할 것을 제안한다. 상반 회전 프로펠러는 배치된 축(shaft)에 각각 설치된다. 프론트 프로펠러에 배치된 축은 리어 프로펠러에 배치된 축이 통과되는 중공축(hollow shaft)으로 형성된다. 리어 프로펠러에 배치된 축은 적어도 하나의 선내 주 내연기관(on-board primary internal combustion engine)에 의해 구동될 수 있고, 프론트 프로펠러에 배치된 축은 배치된 적어도 하나의 전기 모터에 의해 구동될 수 있다. 전기 모터는 주 내연기관에 의해 추가로 구동 가능한 축 구동 교류 발전기 및/또는 선내 보조 파워 유닛에 의해 선택적으로 전류를 공급받을 수 있다. 전체 전진 파워(advanced power)는 주 내연기관과 보조 파워 유닛이 동시에 작동할 때 상기 주 내연기관에 의해 생성되는 최대 전진 파워보다 크다.

이러한 방안들을 통해 바람직하게 내연 기관부 및 전기 기관부로 이루어지는 하이브리드 추진 시스템(hybrid propulsion system)이 발생되는데, 하이브리드 추진 시스템은 잘 알려져 있고 실전에서 입증된 요소들로만 구성되는 것이 바람직하다. 본 발명에 의한 추진 시스템은 바람직하게도 동축인 상반 회전 프로펠러 장치의 장점들을 이용함으로써, 두 개의 프로펠러를 구동할 때 뿐만 아니라 리어 프로펠러만을 구동할 때에도 유체역학적인 전체 효율(hydrodynamical overall efficiency)이 높아진다. 두 개의 프로펠러를 구동하면 특히 효율이 높아져, 기계에너지가 전기 에너지로 바뀌거나 그 반대가 될 때 불가피하게 생기는 전력 손실을 훨씬 줄일 수 있다. 본 발명에 의한 추진 시스템의 경우, 각각 효율적인 구동 전력을 갖는 일련의 구동 형태가 가능하다는 장점이 있다. 그래서 두 개의 프로펠러를 이용하거나, 리어 프로펠러만으로 또는 프론트 프로펠러만으로 운전이 가능하다. 마찬가지로 주 내연기관과 보조 파워 유닛을 이용하거나, 주 내연기관만으로 또는 보조 파워 유닛만으로도 운전이 가능하다. 따라서 상부 전력 영역만이 아니라 하부 전력 영역에서도 전력의 적응 능력이 향상될 수 있으며, 이와 함께 전체적으로 경제성을 높이고 전력의 여유를 늘릴 수 있다는 장점이 생긴다.

두 개의 프로펠러가 구동되고 주 내연기관 외에도 선내 예비 전력이 보조 파워 유닛 형태로 투입되면, 소위 부스터(booster) 구동이 발생해 정상 작동에 비해 운전 속도가 현저히 상승한다. 이로써 이러한 시스템을 갖춘 선박의 신뢰도가 높아지고, 특히 선박 건조 수년 후 전력이 경우에 따라 상당히 많이 요구되어도 잘 적응할 수 있게 된다. 본 발명에 의한 장치에 구비되는 축 구동 교류 발전기에 의해 바람직하게는 하이브리드 추진 시스템 전기 기관부의 전력량이 선내 예비 전력을 능가할 수 있다. 즉, 보조 파워 유닛의 전력보다 상승할 수 있다. 이로써 프로펠러 전력비는 최대화될 수 있고, 따라서 전체 효율이 특히 좋아질 수 있다. 선내 예비 전력이 필요하지 않은 정상 작동의 경우, 주 내연기관에 의해 추가로 구동되는 축 구동 교류 발전기에 의해 마찬가지로 두 개의 프로펠러가 구동되고 이로써 이중 프로펠러 장치의 유체역학적인 전체 효율이 향상된다는 장점이 있다. 이렇게 구동될 때만 활용되는 주 내연기관은 대체로 가격이 저렴한 중유(heavy oil)를 연소할 수 있고, 더욱이 소모 시 경제적이다. 두 개의 프로펠러가 구동됨에도 불구하고 여기에서는 보조 파워 유닛을 필요로 하지 않으므로, 보조 파워 유닛을 보호하여 비용을 절약할 수 있다. 주 내연기관의 전력이 전부 구동 전력으로 필요하지 않으면 전기 모터가 간단히 공전될 수 있어서, 프론트 프로펠러도 자유롭게 공전될 수 있다. 이로써 매우 정상적인 단일 프로펠러(single propeller) 구동이 이루어진다. 자유롭게 회전하는 프론트 프로펠러는 이때, 실험들에서 나타났듯이, 실제로 전력 손실을 야기하지 않는다. 마찬가지로 축 구동 교류 발전기는 차단되거나 선내 회로망용 전류 공급기로 활용될 수 있다. 대단히 느리게 작동할 때나 비상 구동 시에는 프론트 프로펠러만으로 운전이 가능하다. 이 경우 전력은 선내 전기 회로망, 즉 보조 파워 유닛으로부터만 올 수 있다. 이때 하부 전력 영역에서 효율이 대단히 나쁜 주 내연기관을 필요로 하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명에 의한 장치는 이로써 대단히 다방면으로 활용 가능하고 경제적이라고 입증되었다.

본 발명의 바람직한 실시예 및 개선 실시예는 종속항들에 제시된다. 리어 프로펠러는 위치 조절이 가능한 블레이드(blade)를 구비하는 조정 가능 피치 프로펠러(controllable pitch propeller)로 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 어느 경우에나 효율적인 블레이드 위치와 더불어, 구비된 이중 프로펠러 장치의 최대 전체 효율도 가능해진다. 리어 프로펠러의 블레이드 위치가 바뀜으로써 주 내연기관의 과대 부하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 속도도 실제로 일정하게 유지할 수 있어서, 축 구동 교류 발전기가 확실히 주파수 변동(frequency fluctation)을 일으키거나 선내 회로망에 전달할 수 없게 되므로, 사이리스터(thyristor) 장치 형태의비용이 많이 드는 대응 방안들이 불필요하게 된다.

특히 바람직한 또 다른 방안에서는, 리어 프로펠러의 직경이 프론트 프로펠러의 직경보다 클 수 있다. 이로써 두 개의 프로펠러 상의 전력 분포는 유리하게 선택될 수 있고, 프론트 프로펠러에 의해 생성된 터닝 콘(turning cone)이 리어 프로펠러에 완전히 닿게 되므로, 동축인 상반 회전 프로펠러 장치의 특히 높은 유체역학적 전체 효율이 확실히 보장된다.

본 발명에 의한 추진 시스템은, 고정 프로펠러(fixed pitch propeller)로 형성된 프론트 프로펠러의 속도가 리어 프로펠러 속도의 70% 이하, 주로 50% - 60%인 게 바람직하다. 이로써 프론트 프로펠러의 블레이드가 견딜 수 있는 경사를 선택할 수 있게 된다. 이것은 양호한 유체역학적인 효율에 바람직하다. 이를 위해 상기 모터에 적합한 감속 기어(reducing gear)가 추가 배열되는 것이 바람직하다.

전기 모터와 추가 배열된 감속 기어 사이에, 주로 유체역학적인 클러치로 형성된 탄성 클러치가 배열되는 것이 바람직하다. 이러한 방안을 통해 충격을 흡수하는 효과가 생긴다. 이로써 프론트 프로펠러에 발생하는 토크 변동(torque fluctuation) 및 프로펠러 축을 거쳐 전기 모터에 이르는 비틀림 진동(torsional oscillation), 그리고 그 때문에 발생하여 선내 전기 회로망에 부정적인 영향을 줄 수 있는 장애의 전달을 막을 수 있게 된다. 유체 라이닝(fluid lining)을 포함하는 유체역학적인 클러치를 사용하면, 클러치가 토크 전달을 방지하기 위해 간단하게 비워질 수 있다는 장점이 추가로 생긴다. 이로써 전기 모터는 공전하는 프론트 프로펠러에 함께 끌려가지 않고 연결이 간단하게 해제될 수 있다.

특히 바람직한 또 다른 방안에서는, 리어 프로펠러의 축이 클러치(clutch)에 의해 주 모터로부터 연결 해제될 수 있다. 이로써 주 내연기관을 특히 바람직하게 정지시킬 수 있다. 여기에서는 보조 파워 유닛을 끌어당기면서 프론트 프로펠러만으로 구동을 야기할 수 있다. 그 결과 주 내연기관의 고장 시에도 대단히 안정적이며, 주 내연기관의 검사 수리 동안에 가령 유조선의 경우처럼 항구에서 운전 준비가 되어야만 하는 때에도 비용을 절감하게 된다. 이와 연관하여 지금까지 필요했던 예인선(tug boat)을 준비시키지 않아도 된다.

리어 프로펠러에 배치된 축은 프로펠러보다 길게 연장되면서 지지 베어링(supporting bearing)에 장착되는 것이 바람직하다. 지지 베어링은 해운 시설의 선체(hull)에 장착된 프로펠러 스트럿(propeller strut)에, 또는 반 현수 러더(semi-suspended rudder)를 구비하는 배열의 경우에는 주로 인접한 러더에 배치된 러더 혼(rudder horn)에 수용된다. 이로써 진동의 안정성이 보장된다. 뿐만 아니라 지지 베어링의 간단하고도 사용하기에 용이한 구조가 보장된다. 뒤쪽 지지 베어링을 인접한 러더에 배치된 러더 혼에 통합시키면 추가 프로펠러 스트럿이 필요 없게 되고, 흐름 상황이 보다 좋아질 뿐만 아니라 구조도 특히 간단해지고 비용이 절감된다. 또 다른 특별한 장점으로는, 조정 가능 피치 프로펠러로 형성된 리어 프로펠러에 배치되는 주유관이 러더 혼에 장착된다는 점을 들 수 있다.

보다 유리한 흐름 상황을 만들기 위한 또 다른 바람직한 방안에서는 리어 프로펠러에 배치된 프로펠러 축의 뒤쪽 단부에, 층흐름(laminar)으로 환류하는 흐름 유도체(flow conductive body) 내지 이에 상응하는 러더 혼의 윤곽이 형성된다.마찬가지로 두 프로펠러의 허브(hub)들 사이에 흐름 유도체를 구비할 수 있다.

본 발명의 특히 바람직한 또 다른 개선 실시예에서는 주 내연기관을 지지하기 위해 보조 파워 유닛이 작동하면 주 내연기관에 의해 추가로 구동 가능한 축 구동 교류 발전기의 전력 수용이 조절되어, 축 구동 교류 발전기는 두 개의 프로펠러의 구동 작용 사이에 최적의 상태를 위해 보조 파워 유닛의 전력에 추가로 필요한 만큼만 전력을 수용하게 된다. 그 결과 바람직하게는 동축인 상반 회전 프로펠러 장치의 전체 효율이 최대로 되고, 기계 에너지가 전기 에너지로 바뀌거나 그 반대로 될 때 불가피하게 발생하는 에너지 손실에 의해 야기된 전력 손실은 최소화되며, 따라서 전체 효율이 전반적으로 대단히 좋아진다.

축 구동 교류 발전기에 의해 수용 가능한 전력은 주 내연기관의 최대 연속 사용의 20% - 30%, 주로 25% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 이 범위를 유지하면, 이중 프로펠러 장치의 효율 증가에서 생기는 장점이 어쨌든 에너지 변화에서 기인하는 손실보다 크다. 이러한 장점은 최대 연속 사용과 연관되고, 손실은 축 구동 교류 발전기가 수용하며 앞서 언급된 연속 사용의 부분에만 연관된다. 이로써 본 발명에 의한 추진 시스템의 전기 기관부를 위한 투자 비용 역시 바람직하게는 이러한 범위 내로 한정된다.

본 발명의 기타 바람직한 실시예나 개선 실시예는 나머지 종속항들에 제시되고, 도면에 의거한 하기의 실시예를 통해 보다 자세히 알 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 선박(S)은 디젤 기관부 및 전기 기관부를 포함하는 하이브리드 추진 시스템을 갖추고 있다. 상기 추진 시스템은 주행 방향에서 동축으로 차례대로 배열된 두 개의 상반 회전 프로펠러(1, 2)를 포함한다. 두 개의 상반 회전 프로펠러의 직경은 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 도시된 예에서 리어 프로펠러(1)의 직경은 프론트 프로펠러(2)의 직경보다 크기 때문에, 두 개의 프로펠러(1, 2) 상에 효율적인 전력 분포가 가능하며, 상기 리어 프로펠러(1)가 프론트 프로펠러(2)에 의해 생성된 터닝 콘을 실제로 완전히 활용할 수 있어서 양호한 프로펠러 효율의 달성에 바람직한 영향을 미친다.

간단한 경우에는 두 개의 프로펠러(1, 2)가 소위 고정 프로펠러로 형성될 수 있다. 도시된 예에서는 프론트 프로펠러(2)만이 고정 배열된 블레이드를 구비하는 고정 프로펠러로 형성된다. 이런 방법을 통해, 리어 프로펠러(1)의 블레이드 경사가 달라질 수 있어서 속도가 일정하게 유지되고 리어 프로펠러(1)가 어떤 경우에도회전에 어려움이 없으므로, 추진 시스템의 과부하를 방지하는 데 바람직한 영향을 미친다.

조정 가능 피치 프로펠러로 형성된 프로펠러(1)는 내연기관, 즉 선박(S)의 소위 주 내연기관에 의해 구동될 수 있다. 이때 내연기관은 왕복 기관(reciprocating engine)이나 터빈(turbine)일 수 있다. 도 1에 따른 실시예의 경우, 천천히 회전하는 2행정 대형 디젤 엔진으로 형성되는 주 모터(3)가 구비된다. 도 2에 따른 실시예에서는, 중간 속도나 급속 회전하는 4행정 대형 디젤 엔진으로 형성되는 주 모터(4)가 구비된다.

도 1에 따른 실시에에서, 주 모터(3)로부터 상기 주 모터에 의해 구동되는 리어 프로펠러(1)로의 전력 전달은 프로펠러 축(5)에 의해 이루어진다. 프로펠러 축은 주 모터(3) 크랭크 축(crank shaft)의 구동 플랜지(driven flange)에 직접 플랜지 연결될 수 있다. 도 2에 따른 실시예의 경우, 상기 리어 프로펠러(1)에 배치된 프로펠러 축(5)은 감속 기어(6)의 출구와 구동 가능하게 연결되고, 감속 기어의 입구는 주 모터(4)의 구동 플랜지와 연결된다. 주 모터에 추가 배열되는 감속 기어(6)에 의해 크랭크 축의 속도는 바람직한 프로펠러 속도로 감소한다. 본 발명에 의한 장치의 경우 주 모터(3 내지 4)와 프로펠러(1) 사이의 파열(wave train)에 충격을 완화시키기 위해 구비되는 통상적인 탄성 클러치뿐만 아니라 모터 크랭크 축에 배치된 스러스트 베어링(thrust bearing) 역시 도 1 및 도 2에서는 간단한 설명을 위해 도시되지 않았다.

도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 주 모터(3 내지 4)와 상기 주 모터에 의해구동되는 프로펠러(1) 사이에 클러치(7 내지 7a)가 제공되고, 클러치는 주 모터(3 내지 4)와 상기 리어 프로펠러(1) 사이의 구동 가능한 연결을 중단시킬 수 있다. 이로써 리어 프로펠러(1)의 구동을 멈출 수 있고, 이 경우에 공회전이 가능하다. 도 1에 따른 배열에서는 상기 클러치(7)가 축(5)에 구비된다. 도 2에 따른 배열의 경우, 상기 클러치(7a)는 감속 기어(6)와 주 모터(4) 사이에, 즉 감속 기어(6)의 급회전하는 입구 축(9) 상에 배열되는 것이 바람직하다. 이로써 도 1에 따른 실시예에 비해 크기가 작고 따라서 비용이 저렴한 클러치(7a)의 구조가 생겨난다. 이때 클러치는 감속 기어(6)를 포함하는 기어 하우징(8)의 내부나 외부에 배열될 수 있다.

상기에서 설명한 구성 요소들은 본 발명에 의한 하이브리드 추진 시스템의 디젤 기관부를 형성한다. 전기 기관부에 속하는 것으로는 도 1 및 도 2에서 볼 수 있듯이 전기 모터(10)가 있는데, 전기 모터는 탄성 클러치(11), 추가 배치되는 감속 기어(12) 및 축(13)에 의해 리어 프로펠러에 대해 앞쪽에 있는 프론트 프로펠러(2)를 구동시킬 수 있다. 상기 축(13)은 리어 프로펠러(1)에 배치된 축(5)이 통과되는 동축인 중공축으로 형성되고, 중공축은 전기 모터(10)의 구동면에 추가 배치되는 감속 기어(12)와 구동 가능하게 연결된다. 감속 기어는 고정 프로펠러로 형성되는 프론트 프로펠러(2)의 속도가 조정 가능 피치 프로펠러로 형성되는 리어 프로펠러(1)의 70% 이하, 주로 50% - 60%에 달하도록 형성된다. 이로써 한편으로는 가능한 한 프론트 프로펠러(2)만큼 낮은 바람직한 속도 및 다른 한편으로는 속도가 감소될수록 커지는 바람직하지 않은 블레이드 경사 사이에 절충이 잘이루어진다.

프로펠러의 상태, 특히 프로펠러의 크기는 주 모터의 형태와 크기 및 동축인 두 개의 상반 회전 프로펠러(1, 2) 사이의 전력 분포에 따라 선택된다. 도 1에 따른 배열의 경우, 상기 리어 프로펠러(1)의 크기는 모터 속도에 직접 맞추어지는데, 이것은 주 모터(3)를 형성하는 2행정 대형 디젤 엔진과 리어 프로펠러(1)의 축(5) 사이에 어떤 기어도 구비되지 않을 때 상기 리어 프로펠러(1)의 속도가 모터 속도와 일치하기 때문이다. 도 2에 따른 배열에서는 이런 관점에서 볼 때, 주 모터(4)를 형성하는 4행정 대형 디젤 엔진에 추가 배치되는 감속 기어(6)의 감속 비율에 따라 리어 프로펠러(1)의 속도에 차이가 생기고, 따라서 리어 프로펠러(1)의 크기에도 차이가 생길 수 있다는 장점이 있다.

전기 모터(10)를 충격과 파동(wave oscillation) 등으로부터 보호하기 위해 제공되고 전기 모터(10) 및 감속 기어(12) 입구면에 배치되는 탄성 클러치(11)는 유체 라이닝을 포함하는 유체역학적인 클러치로 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 탄성 클러치는 유체를 방출함으로써 간단히 패시베이션(passivation)된다. 따라서 프론트 프로펠러(2)와 상기 프론트 프로펠러에 구동 엔진으로 배치된 전기 모터(10) 사이에 구동 가능한 연결이 중단될 수 있으므로, 상기 프론트 프로펠러(2)는 전기 모터(10)가 함께 회전하지 않아도 상황이나 필요에 따라 공회전할 수 있다. 전기 모터는 이런 상태에서 정비를 받거나 교체될 수 있다.

중공축으로 형성된 축(13)은 도 1 및 도 2에서 볼 수 있듯이, 지지 베어링에 의해 선채의 소위 선미관(stern tube)에 장착된다. 축(13)을 통과하는 축(5)의 뒤쪽 단부는 도 1 및 도 2의 실시예에서 중공축으로 형성되는 축(13)에 장착된다. 이를 위해 중공축(13)의 뒤쪽 단부에 위치하고 중공축 또는 프론트 프로펠러(1)의 허브에 내장된 지지 베어링(14)이 구비된다. 그 결과 리어 프로펠러(1)를 수용하는 축(5)의 단부 영역에 이동식 베어링 배열이 실제로 생겨난다. 인접한 러더는 도 1 및 도 2에서 볼 수 있듯이, 완전 현수 러더(full-suspended rudder)로 형성될 수 있다. 바람직한 흐름 상황을 얻기 위해, 리어 프로펠러(1)의 허브는 프론트 프로펠러(2) 반대쪽에 축(5)의 뒤쪽 단부를 통과하는 흐름 유도체(30)를 구비할 수 있고, 흐름 유도체는 도시된 예에서 부분 타원형 횡단면을 갖는 회전체(body of revolution)로 형성된다. 테이퍼(taper) 형태의 흐름 유도체는 뒤쪽으로 커지는 반경을 갖는다고 입증되었다. 흐름 유도체에 의해 흐름의 중단이나 바람직하지 않은 소용돌이를 막을 수 있다.

대안이 되는 실시예는 도 3 및 도 4에 도시된다. 이 실시예에서는 리어 프로펠러(1)에 배치된 축(5)이 이동식 베어링 배열을 방지하기 위해, 리어 프로펠러(1)를 지나 뒤쪽으로 이어지는 연장부를 구비하고, 연장부는 선체에 장착된 프로펠러 스트럿(16)에 수용되는 지지 베어링(14a)과 맞물린다. 이로써 지지 베어링(14a)의 배열은 점검이 쉽고 사용하기 좋게 되므로, 선박 구조에 바람직하다. 뿐만 아니라 축(5)에 대하여 바람직한 굽힘 모먼트(bending moment)가 생긴다. 바람직한 흐름 상황을 얻기 위해, 프로펠러(1)의 허브와 인접한 지지 베어링 배열 사이의 간격은 테이퍼형 흐름 유도체(31)에 의해 연결될 수 있다. 유사 테이퍼형 흐름 유도체는 물론 프로펠러(1 및 2)의 허브들 사이의 영역에 구비될 수도있다. 이것은 특히 리어 프로펠러(1)가 조정 가능 피치 프로펠러로 형성되고, 프로펠러의 허브 직경이 고정 프로펠러로 형성된 프론트 프로펠러(2)의 허브의 직경보다 반드시 커야 할 때 유리하다. 이것은 또한 도 1 및 도 2에도 적용된다. 마찬가지로 프로펠러에서 먼 지지 베어링 장치 뒷면에 플로 보디(flow body)(32)가 배열될 수 있다. 상기에서 언급한 형태의 프로펠러 스트럿은 예를 들면, 소형 이축 선박(twinscrew ship)에서처럼, 입증된 구성요소라 할 수 있다.

도 5는 도 3 및 도 4에 따른 실시예에 대한 변형예를 보여준다. 도 5에 따른 선박(S)은 소위 반 현수 러더(33)를 구비하고, 상기 반 현수 러더는 선체에 장착된 러더 혼의 형태로 고정 장치(fixing device)에 장착된다. 이 경우 축(5)은 배치된 프로펠러(1)를 지나 뒤쪽으로 이어지는 연장부를 갖고 러더 혼(34) 상에 장착된다. 따라서 축(5)의 뒤쪽 단부에 배치된 지지 베어링(14a)은 여기에서 러더 혼(34) 내에 설치된다. 조정 가능 피치 프로펠러로 형성된 리어 프로펠러(1)에 배치된 주유 장치는 러더 혼(34)에 의해 작동될 수 있다.

이러한 실시예의 경우에도, 프로펠러(1, 2)의 허브들 사이 및 프로펠러(1)의 허브와 인접한 지지 베어링 장치 사이에 상기에서 언급한 형태의 흐름 유도체가 제공될 수 있다. 지지 베어링(14a)을 수용하는 러더 혼(34)은 바람직한 흐름 상황을 얻기 위해 지지 베어링(14a)의 영역에 유도체의 형태의 형상을 가질 수 있다. 이때 양쪽에는 전구(glass bulb) 형태의 덴트(dents)가 생겨난다.

도 1 내지 도 5의 프로펠러 장치에서 바람직한 흐름 상황을 얻을 수 있는 또 다른 가능성으로는, 적어도 리어 프로펠러(1)를, 주로 두 개의 프로펠러(1 및 2)를부분적으로 또는 주로 완전히 포함하는 흐름 유도 하우징(flow conductive housing ), 즉 소위 코오트 노즐(kort nozzle)을 각각 구비하는 것을 들 수 있다. 도 1 내지 도 5의 실시예에서 모두 문제되는 동종의 배열은 개관을 용이하게 하기 위해서 도면에는 도시되지 않았다.

본 발명에 의한 하이브리드 추진 시스템의 전기 기관부에 속하는 것으로는, 도 1 및 도 2에서 볼 수 있듯이 흐름을 발생하고 각각의 주 모터(3, 4)에 의해 구동 가능한 소위 축 구동 교류 발전기(18)를 들 수 있다. 축 구동 교류 발전기(18)는 모터 크랭크 축에 구동 가능하게 연결된다는 데서 그 명칭이 유래한다. 여기에서 전동 장치(transmission gear)는 대체로 그 사이에 변속된다. 도 1에 따른 배열의 경우, 축 구동 교류 발전기는 전동 장치(17)가 중간 삽입되면서 프로펠러 장치 반대쪽에 있는 주 모터(3)의 크랭크 축 단부에 연결된다. 이런 형태의 배열은 4행정 대형 디젤 엔진을 도 2의 주 모터로 사용할 때에도 생각할 수 있다. 도 2에 도시된 실시예의 경우 축 구동 교류 발전기(18)는 앞에 배열된 전동 장치(19)에 의해, 주 모터(4)의 구동 플랜지에 플랜지 연결되고 감속 기어(6)에 의해 리어 프로펠러(1)의 축(5)과 결합되는 축(9)에 구동 가능하게 연결된다. 축 구동 교류 발전기(18)로부터 전류로(path of current)(21)는 어떤 경우이든 전기 모터(10)로 이어지고, 전기 모터는 이런 방법을 통해 전류를 축 구동 교류 발전기(18)로부터 얻을 수 있다.

도 2에 따른 실시예의 경우 전동 장치(19)는 앞에서 언급한 클러치(7a)에 의해 형성된 축(9)의 중단 부분 앞에 배열되는 것이 바람직하다. 즉, 축(9)의 모터쪽 영역에 배치되는 것이 바람직하다. 도시된 예에서 전동 장치(19)는 도 2에 개략적으로 도시된 것처럼, 클러치(7a)와 연결된다. 상기 축(9)의 모터쪽 부분과 연결되는 클러치 반쪽은 외부의 기어 림(gear rim)을 구비하고, 상기 기어 림은 전동 장치(19)의 일부를 형성한다. 상기 축(5)에 배치된 감속 기어(6)는 클러치(7a)에 의해 형성된 축(9) 중단 부분 뒤에 배치된다. 따라서 프로펠러(1)와 주 모터(4)의 연결을 해제하고도 도 1에 따른 실시예에서도 볼 수 있듯이 축 구동 교류 발전기(18)를 구동시킬 수 있다.

상기 전동 장치(19)는 클러치(7a)와 함께 감속 기어(6)의 기어 하우징(8)에 배열될 수 있어서 소형 장치가 생겨난다. 도 2에 도시된 실시예에서는 클러치(7a)가 기어 하우징 외부에 구비된다. 축 구동 교류 발전기(18)와 연결된 보다 빠른 전동 장치(19)의 축은 여기에서 기어 하우징에 장착된다.

상기 축 구동 교류 발전기(18)에 의해 전류를 허용하기 위해, 전기 모터(10)는 전류로(23)를 통해 도시되듯이 전류를 선내 전기 회로망(22)으로부터 동시에 또는 교대로 얻을 수 있다. 전류로는 도시된 예들에서는 주파수 변압기(frequency transformer)(24)를 구비한다. 선내 전기 회로망(22)은 선내 디젤 발전기(diesel generator)(20)에 의해 전류를 공급받는다. 이것은 각각 대체로 급회전하는 디젤 모터(diesel motor)에 의해 구동되는 발전기를 말한다. 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼 선내에는 세 개의 독자적인 디젤 발전기(20)가 구비되고, 그 중 하나는 바다에서 필요한 선내 전기 에너지를 공급하고, 다른 하나는 이물 스러스터(bow thruster)를 조종하거나 항구에서 짐을 선적하고 하역할 때 필요한 전류를 공급한다. 세 번째 디젤 발전기(20)는 언제나 준비 상태(stand-by)로 있어야 한다. 사용 가능한 디젤 발전기(20)를 선내 회로망(22)을 통하지 않고 직접 전기 모터(10)와 연결하는 것 역시 물론 가능하다. 디젤 발전기(20) 형태의 선내 전력 저장실(앞에서 설명됨)은 또한 실제로 본 발명에 의한 하이브리드 추진 시스템의 전기 기관부에 해당된다.

바람직하게는 연료, 공기, 냉각수 등의 서로 분리된 공급 시스템이 주 모터(3 내지 4) 및 각각의 디젤 발전기(20)에 배치되므로, 서로 분리된 구동 방식이 가능하다. 따라서 전기 모터(10)는 이미 언급된대로 축 구동 교류 발전기(18) 및/또는 하나 이상의 디젤 발전기(20)에 의해 전류를 공급받을 수 있다. 마찬가지로 선내 전기 회로망(22)은 축 구동 교류 발전기(18)에 의해 전류를 공급받을 수 있다.

상기 전기 모터(10)의 전류 입구 앞쪽에 배열되는 스위치(switch)(25)는 평행 전류로(21 및 23)에 대해 직렬로 위치하고, 전기 모터(10)에 의해 축 구동 교류 발전기(18)뿐만 아니라 선내 전기 회로망(22)과도 분리될 수 있다. 다른 스위치들(26 내지 27)은 전류로(21 내지 23)에 배치된다. 도 1 및 도 2에서는 닫힌 상태의 세 개의 스위치(25, 26, 27)가 모두 도시된다. 이러한 스위치 상태에서는 전기 모터(10)가 축 구동 교류 발전기(18)뿐만 아니라 선내 전기 회로망(22)에 의해서도 전류를 공급받는다. 스위치(25, 26)만 닫히고 스위치(27)가 열려 있으면, 전기 모터(10)는 축 구동 교류 발전기(18)에 의해서만 전류를 공급받는다. 다른 한편 스위치(25, 27)가 닫히고 스위치(26)가 열려 있으면, 전기 모터(10)는 선내 회로망에 의해서만 전류를 공급받는다. 스위치(25)가 열려 있고 스위치(26, 27)가 닫혀 있으면 축 구동 교류 발전기(18)가 선내 회로망(22)에 연결되므로, 축 구동 교류 발전기(18)는 전류를 선내 회로망(22)에 공급할 수 있다. 이때 주파수 변압기(24)는 선내 회로망(22)에 주파수 장애가 이르지 못하도록 저지한다. 리어 프로펠러(1) 블레이드의 조정 가능성 때문에 축(5)과 모터 크랭크 축 및 모터 크랭크 축에 걸려 있는 축 구동 교류 발전기(18)의 속도가 일정하게 유지될 수 있으므로, 주파수 변압기(24)나 이와 유사한 것을 생략할 수 있다.

본 발명에 의한 하이브리드 추진 시스템의 경우 여러 가지의 구동 형태가 실행될 수 있다. 어느 경우에나 이미 설정된 구동 전력은 경제성 및 구동의 안정성을 고려하여 개별적인 경우의 상황들에 적응할 수 있다. 개별적인 구동 형태는 하기에 보다 상세히 설명된다.

1. 선박의 정상 구동

선박의 정상 구동에서는 두 개의 프로펠러(1, 2)가 작동하지만, 주 모터(3 내지 4)에 의해서만 구동될 수 있다. 주 모터는 가격이 저렴한 중유를 연소할 수 있고 소모 때 경제적이다. 이에 상응하게 전기 모터(10)는 주 모터(3 내지 4)에 의해 구동되는 축 구동 교류 발전기(18)에 의해서만 전류를 공급받는다. 이에 맞추어 스위치(25, 26)는 닫힌다. 스위치(27)는 열려 있다.

기계 에너지가 전기 에너지로, 또 그 반대로 바뀌는 이중적인 에너지 변화 때문에 효율의 손실이 발생하긴 한다. 그러나 효율의 손실은 전체 구동 전력의 일부에 관계될 뿐이고, 차례대로 배열되는 프로펠러(1, 2)를 포함하는 두 개의 상반회전 프로펠러 장치에서 생기는 효율의 이득으로 그 이상 보상된다. 축 구동 교류 발전기(18)의 크기는, 축 구동 교류 발전기가 수용 가능한 전력이 배치된 주 모터(3 내지 4)의 최대 연속 사용의 20% 내지 30%, 주로 25% 이하인 것이 바람직하다.

2. 부분 하중(partial load)-선박 구동

무역선의 경우 종종 예컨대, 기후 상태는 좋고 화물의 양이 작을 때처럼 정상 순항 속도(cruising speed) 내지 구동 전력을 필요로 하지 않는 구동 상태가 생기곤 한다. 이러한 경우 전기 모터(10)는 스위치(25)를 엶으로써 전류 공급과 분리되고, 즉 공전 상태가 되므로, 프론트 프로펠러(2)가 구동되지 않고 자유롭게 작동할 수 있다. 클러치(11)가 유체역학적인 클러치인 경우에는 비워지게 되므로, 전기 모터가 정지한다. 선박은 주 모터(3 내지 4)에 의해 구동되는 리어 프로펠러(1)와 함께 대단히 간단하고 탄탄하며 정상적인 단일 프로펠러 추진 시스템을 사용한다. 모델 실험을 통해, 자유롭게 회전하는 프론트 프로펠러(2)가 구동 전력의 언급할만한 손실을 야기하지 않음이 밝혀졌다.

프론트 프로펠러(2)가 자유롭게 작동하면, 리어 프로펠러(1)로의 유입 상황이 바뀐다. 리어 프로펠러가 조정 가능 피치 프로펠러로 형성되기 때문에 블레이드의 조정이 가능하므로, 블레이드 경사가 생긴다. 블레이드 경사가 있으면 프로펠러(1)는 비교적 쉽게 회전되므로, 주 모터(3 내지 4)의 열 과부하를 방지할 수 있다.

축 구동 교류 발전기(18)는 이러한 경우에 마찬가지로 공전 상태가 될 수 있거나, 선내 회로망(22)이 전류를 수용할 수 있다면 이 회로망에 전류를 공급할 수 있다. 전류를 공급할 수 있는 경우에는 스위치(26, 27)가 닫히고 스위치(25)는 열린다.

3. 서행 또는 비상 구동

예를 들면, 운하나 수문을 지날 때처럼 선박이 서행할 때, 선박은 프론트 프로펠러(2)에 의해 야기된 추진력에 의해서만 운행할 수 있다. 주 모터(3 내지 4)가 갑자기 고장나는 비상 상황에서도 마찬가지이다. 리어 프로펠러(1)는 클러치(7 내지 7a)의 상응하는 작동에 의해 주 모터(3 내지 4)로부터 연결이 해제되므로, 자유롭게 회전될 수 있다. 이때 생긴 구동 전력의 손실은 이러한 경우에 별 의미를 지니지 못한다. 프론트 프로펠러(2)를 구동하는 전기 모터(10)는 필요한 전류를 선내 회로망(22) 내지 작동하는 디젤 발전기(20)로부터 얻는다. 따라서 스위치(25 및 27)는 닫힌다. 축 구동 교류 발전기(18)를 전류 없이 구동시키기 위해 스위치(26)가 열린다. 예컨대, 운하나 수문을 지날 때처럼 대단히 느린 운행은 대체로 오래 계속되지 않기 때문에, 추진 시스템의 효율 역시 이런 구동 상태에서는 중요하지 않다. 비상 상황에서도 마찬가지다. 그럼에도 선박이 이러한 구동 상황일 때 대단히 비싸고 시간이 걸리는 예인선의 도움에 의존하지 않는다는 것은 경제적인 장점을 지닌다.

4. 부스터 구동

경제성을 충분히 확보하기 위해서는, 선박의 순항 속도가 필요한 경우 시장의 요구에 따라 올라갈 수 있다는 사실이 실제로 대단히 중요하다. 이를 위해 선박은 정상 구동 때에 비해 추가의 구동 전력이 필요하고, 추가 구동 전력은 소위 부스터 장치에 의해 공급되어야 한다.

본 발명의 대상이 되는 부스터 장치는 프론트 프로펠러(2)에 배치되고 전기 모터(10)를 갖는 추진 장치로 이루어진다. 전기 모터는 부스터 구동 때 사용 가능한 모든 전류원, 즉 축 구동 교류 발전기(18)로부터, 또 선내 회로망(22)을 통해 사용 가능한 디젤 발전기(20)로부터 전류를 공급받는다. 준비 상태(stand-by)로 유지되는 하나의 디젤 발전기(20)를 제외하고, 모든 디젤 발전기(20)가 전류를 공급할 수 있다. 이때, 상기 리어 프로펠러(1)에 추가하여 주 모터(3 내지 4)에 의해 구동 가능한 축 구동 교류 발전기(18)의 전력 수용을 조절하여, 축 구동 교류 발전기(18)가 두 개의 프로펠러(1, 2)의 구동 작용 사이에 효율적인 상태를 만들기 위해 선내 회로망(22)으로부터 얻을 수 있는 전력에 추가하여 필요한 만큼만 전력을 수용하는 것이 바람직하다. 축 구동 교류 발전기에 의해 수용된 전력은 개별적인 경우에 제로(zero)로 될 수도 있다. 앞서 말한 조정을 통해 어느 경우에나 한편으로는 차례대로 배열된 상반 회전 프로펠러(1, 2)에 의해 형성되는 이중 프로펠러 장치의 유체역학적 효율이 최대화되고, 다른 한편으로는 기계 에너지가 전기 에너지로, 또 그 반대로 될 때 이중적인 에너지 변화 때문에 발생하는 손실이 최소화되므로, 전체 효율이 전반적으로 좋아진다.

본 발명에 의한 추진 시스템의 부스터 구동은, 기후 상황이 나쁘고 이행해야만 하는 전세 계약 조건이 까다로울 때에도 운행 계획을 확실히 지킬 수 있으므로, 선박 전체의 경제성을 개선할 수 있다. 앞서 언급된 방안들을 통해 바람직하게는이미 운행 중인 선박이 시간이 지남에 따라 높아지는 요구 사항들에 나중에라도 적응할 수 있게 된다. 선박의 장차 구동 상태를 어떻게 평가하느냐에 따라, 구동 전력의 양을 구상 단계에서 이미 자유롭게, 예컨대 전체 구동 전력의 10% 내지 50% 사이에서 선택할 수 있다. 조정 가능 피치 프로펠러로 형성된 리어 프로펠러(1) 블레이드의 조정 가능성 때문에, 구동 시 개별적인 경우마다 확실히 적응할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 실시예들은, 본 발명에 의한 하이브리드 추진 시스템이 실제로 나타나는 모든 구동 상태에 적합하고, 따라서 경제성과 안정성을 고려하여 개별적인 경우의 상황들에 적응할 수 있는 능력이 대단히 뛰어나다는 점을 보여준다. 또 다른 장점으로는, 본 발명에 의한 추진 시스템이 잘 알려져 있고 실제로 성능이 입증된 구성 요소들로만 이루어진다는 점을 들 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예들이 상세히 설명되었지만 여기에만 제한될 필요는 없다. 기계적인 동력원(power source)으로서 주 모터 대신, 기어 어셈블리(gear assembly)에 의해 구동 가능하게 상호 연결되는 두 개의 모터를 사용할 수도 있다. 마찬가지로 동일한 선박의 경우 도시된 형태의 평행하고 동축인 상반 회전 프로펠러 장치를 다수 구비하는 것도 생각해볼 수 있다.

본 발명은 해운 시설, 특히 선박용 추진 시스템에 이용된다.

Claims

해운 시설, 특히 선박용 추진 시스템으로서,

동축으로 차례로 배열되고 동시에 또는 교대로 구동 가능한 두 개의 상반 회전 프로펠러(1, 2)를 적어도 한 쌍 구비하고, 상기 상반 회전 프로펠러는 배치된 축(5, 13)에 각각 수용되고, 프론트 프로펠러(2)에 배치된 축(13)은 리어 프로펠러(1)에 배치된 축(5)이 통과되는 중공축으로 형성되며, 상기 리어 프로펠러(1)에 배치된 축(5)은 적어도 하나의 선내 주 내연기관(on-board primary internal combustion engine)(3, 4)에 의해 구동 가능하며, 상기 프론트 프로펠러(2)에 배치된 축(13)은 적어도 하나의 전기 모터(10)에 의해 구동 가능하고, 상기 전기 모터는 주 내연기관(3, 4)에 의해 추가로 구동 가능한 축 구동 교류 발전기(18) 및/또는 선내 보조 파워 유닛(20)에 의해 선택적으로 전류를 공급받을 수 있으며, 전체 전진 파워(advanced power)는 상기 주 내연기관(3, 4)과 상기 보조 파워 유닛(20)이 동시에 작동할 때 상기 주 내연기관(3, 4)에 의해 생성되는 최대 전진 파워보다 큰

추진 시스템.
제1항에 있어서,

상기 리어 프로펠러(1)는 조정 가능한 블레이드(blade)를 구비하는 조정 가능 피치 프로펠러(controllable pitch propeller)로 형성되는 것을 특징으로 하는추진 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 프론트 프로펠러(2)는 고정된 블레이드를 구비하는 고정 프로펠러로 형성되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 리어 프로펠러(1)의 직경은 상기 프론트 프로펠러(2)의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

고정 프로펠러로 형성되는 상기 프론트 프로펠러(2)의 속도는 조정 가능 피치 프로펠러로 형성되는 상기 리어 프로펠러(1)의 70% 이하, 주로 50% - 60%인 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 리어 프로펠러(1)의 축(5)은 클러치(7 내지 7a)에 의해 주 모터(3 내지 4)로부터 연결이 해제되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 주 내연기관(3)을 천천히 작동하는 내연기관, 특히 2행정 대형 디젤 엔진으로 형성할 때, 상기 리어 프로펠러(1)에 배치되고 클러치(7)를 포함하는 축(5)은 모터 축의 단부와 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 주 내연기관(4)을 중간 속도로 또는 급회전하는 내연기관, 특히 4행정 대형 디젤 엔진으로 형성할 때, 클러치(7a)를 중간 삽입하면서 감속 기어(6)가 상기 내연기관에 추가 배치되고, 상기 리어 프로펠러(1)에 배치된 축(5)이 상기 감속 기어의 출구와 구동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 축 구동 교류 발전기(18)는 감속 기어(17 내지 19)에 의해 상기 주 내연기관(3 내지 4)의 축과 구동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제9항에 있어서,

상기 축 구동 교류 발전기(18)에 배치된 상기 감속 기어(17 내지 19)는 상기 클러치(7 내지 7a)가 해제될 때에도 상기 주 내연기관(3 내지 4)에 의해 구동 가능한 부품과 구동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전기 모터(10)는 추가 배치되는 감속 기어(12)의 입구와 연결되고, 상기 감속 기어(12)의 구동은 상기 프론트 프로펠러(2)에 배치된 축(13)과 공동 작용하는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제11항에 있어서,

상기 전기 모터(10)와 추가 배치되는 상기 감속 기어(12) 사이에 탄성 클러치(11)가 배열되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제12항에 있어서,

상기 탄성 클러치(11)는 유체역학적인 클러치로 형성되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 리어 프로펠러(1)에 배치된 축(5)은 상기 프로펠러(1)를 지나 연장되면서 지지 베어링(14a)에 장착되고, 상기 지지 베어링(14a)은 해운 시설의 선체에 장착되는 지지 기관(supporting organ)에 수용되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제14항에 있어서,

상기 지지 베어링(14a)은 러더 혼(rudder horn)(34)에 장착된 반 현수러더(semi-suspended rudder)(33)를 갖는 해운 시설의 경우 상기 러더 혼(34)에 내장되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

적어도 상기 리어 프로펠러(1)에 배치된 축(5)의 뒤쪽 단부에 흐름 유도체(30 내지 32)가 배치되고, 상기 흐름 유도체(30 내지 32)는 주로 테이퍼형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프로펠러(1, 2)의 허브들 사이의 이행은 흐름 유도체(31)로 형성되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 주 내연기관(3 내지 4) 및 각각의 보조 파워 유닛(20)에는 서로 분리된 공급 시스템이 배치되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 축 구동 교류 발전기(18)의 출구는 선내 전류 회로망(22)과 연결될 수 있어 전류가 상기 선내 전류 회로망(22)에 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 축 구동 교류 발전기와 상기 선내 전류 회로망(22) 사이의 접속선에 주파수 변압기(24)가 구비되는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 주 내연기관(3 내지 4)을 지원하기 위해 상기 보조 파워 유닛(20)이 작동할 때, 상기 보조 파워 유닛(20)은 준비 상태에 있는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 주 내연기관(3 내지 4)을 지원하기 위해 상기 보조 파워 유닛(20)이 작동할 때, 상기 주 내연기관(3 내지 4)에 의해 추가로 구동 가능한 상기 축 구동 교류 발전기(18)의 전력 수용이 조정되어, 상기 축 구동 교류 발전기(18)는 두 개의 프로펠러(1, 2)의 구동 작용 사이의 효율적인 상태를 위해 상기 보조 파워 유닛(20)의 전력에 추가로 필요한 만큼만 전력을 수용하는 것을 특징으로 하는 추진 시스템.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 축 구동 교류 발전기(18)에 의해 수용 가능한 전력은 상기 주내연기관(3, 4)의 최대 연속 사용 때의 20% - 30%, 주로 25% 이하인 것을 특징으로 하는 추진 시스템.