KR20040108541A

KR20040108541A - 잠수함

Info

Publication number: KR20040108541A
Application number: KR1020040026674A
Authority: KR
Inventors: 이베르스우베-옌스; 부데르잉고
Original assignee: 호발트스벨케-도이췌벨프트아게
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2004-04-19
Publication date: 2004-12-24
Also published as: EP1484243A3; ATE396913T1; EP1484243A2; DE502004007260D1; ES2306934T3; KR100630210B1; DE10325456A1; EP1484243B1

Abstract

본 발명은 정상 운행시 잠수함의 전기공급을 위해 상호 분리된 두개의 전기 공급 시스템을 제공하는 것이다. 전기 공급 시스템은 이의 장치류가 스위치 오프될 때 필요시에 예컨대 차단후 상호 연결될 수 있다. 각각의 전기 공급 시스템에는 충전가능한 배터리 및 잠수함을 구동시키는 프로펠러용의 구동모터들 중 하나의 구성모터가 배치됨은 물론, 전원공급 변환장치가 제공된다. 각각의 전기 공급 시스템을 위한 별도의 전원공급 변환장치를 대신하여, 공통 전원공급 변환장치가 제공될 수 있고, 이 공통 전원공급 변환장치는 다이오드를 통해 상기 전기 공급 시스템으로부터 동력을 공급받으로써, 전기 공급 시스템사이에서의 전류흐름이 방지된다. 이를 통해, 잠수함의 전원공급 시스템의 신뢰성 있는 전류공급이 보장된다.

도면부호의 설명

1,2: 직류 공급 시스템

3-6: 버스바

7: 스위치

8: 분리장치

9: 디젤 발전기

10: 배터리

11,12: 부분 모터

13: 전원공급 변환장치

14: 다이오드

15: 연료셀장치

16: 스위치

17: 부분 버스바

18: 전류 제한기

Description

잠수함{SUBMARINE}

본 발명은 잠수함, 특히 잠수함의 전기공급에 관한 것이다.

잠수함에 직류 공급 시스템을 구비하는 것은 종래의 기술에 속한다. 직류 공급 시스템은 재충전될 수 있는 배터리(축전지), 예를 들면 납축전지의 형태로 공급된다. 이러한 직류 공급 시스템에서는 배터리의 충전을 위해, 그리고 수면운행 또는 심해의 수중 운행시 전기발생을 위해 디젤발전기가 제공된다. 상기 축전지들과 더불어 연료셀 장치를 구비하는 것은 공지되어 있다. 소비측면에서 이러한 직류 공급 시스템의 경우 직류를 교류로 바꾸며 일반적인 전압수준으로 바꾸는 전원공급 변환장치가 구비되어 있다. 또 다른 전기 소모장치로는 이러한 전기 공급망에 의해 동력을 공급받아서 잠수함의 프로펠러를 구동시키는 전기모터가 있다. 직류 공급 시스템의 동력 공급을 위하여 디젤발전기 및 연료셀장치가 구비되어 있다.

개별 장치류가 단락되는 경우, 직류 공급 시스템의 운전을 유지하기 위하여 몇몇의 장치류가 복수로 존재한다. 전체의 전기 소모장치, 축전지 및 변압기가 연결되어 있는 두개의 버스바(bus bars)로 구성된 직류 공급 시스템은 두개의 부분 버스바(partial bus bars)로 격리될 수 있는 버스바를 구비하고 있다. 예를 들면, 단락(short circuit) 또는 그 밖의 장애가 발생할 경우에 장애를 갖고 있는 부분이 격리 될 수 있도록, 부분 버스바에 접속하며 일반 운전상태에서 연결되어 있는 스위치가 구비되어 있다. 장애가 발생할 경우 스위치가 열리게 되고, 전류공급이 최소한 하나의 버스바를 통하여 안전하게 공급된다. 이러한 목적을 위하여 최소한 두개의 배터리가 구비되며, 이러한 배터리는 각각의 부분 버스바에 하나의 배터리가 연결되게 되어 있다. 부분적인 직류 공급 시스템에 장애가 발생한 경우에도 배의 운전을 안전하게 하기 위하여 상기 모터는 전기적으로 부분 모터들로 분할하며, 그리고 이 부분 모터들은 버스바의 각 부분에 연결되며, 그로 인하여 장애가 발생하여 버스바가 격리된 이후에도 전기에너지가 부분 모터에 공급된다. 상기 디젤발전기 및 연료셀장치는 그럼에도 불구하고 설치되어 있으며, 두개의 부분선 중 하나에 연결되어 있다.

이러한 공급의 경우에 통계학적 수단으로 모든 두 번째 차단의 경우 상기 연료셀장치 및 디젤발전기가 완벽히 기능성을 갖추고 있으면서도 차단된다는 것은 단점일 수 있다. 단락이 발생할 경우에 전체 시스템은 버스바에 연결된 스위치가 열릴 때까지 이와 동반하여 나타나는 전압강하를 통하여 약화되며, 이러한 전압강하는 특히 전기 시스템에서 기능장애를 일으킬 수 있다. 전압이 없는 부분장치에 있는 모든 전원공급 소모장치는 결점이 없는 시스템 부분에 전압공급이 없이 전환될 때까지 머물러 있다. 분리과정 및 전환과정은 정지한 변환기의 허용 전압중단에 일치하는 것보다 오래 걸린다. 그러므로 상기 변환기는 연결이 끊어지고 전압수준으로 돌아간 후에 상기 전원공급이 더 이루어지기 전에 처음 다시 새로이 만들어진다. 더욱이 부분장치를 서로 연결하는 고압의 단락을 위한 클러치스위치가 놓여야 한다는 것은 또다른 단점을 가지고 있다. 이러한 이유는 바람직하지 않게 우선 단락 동안 아크반응에 자유롭게 열려있어야만 하기 때문이다. 이러한 종류의 클러치스위치는 단지 제한적으로 유용하며, 이는 다시 말하면 최대 허용가능한 단락 전류는 결국에 전체 전기장치의 기능제한을 일으키는 클러치스위치를 통하여 제한된다.

본 발명은 이러한 공지기술의 전술한 단점을 줄이거나 또는 제거하고, 특히 전기공급 및 공급안전성을 개선함으로써 잠수함의 기능을 개선하려는 목적을 가지고 있다.

본 발명의 기본개념은, 정상운전의 경우에는 전기적으로 서로 연결되어 있지 않고 분리되어 있으나, 필요한 경우, 즉 장애가 발생할 경우에는 서로 연결될 수 있는 최소한 두개의 서로 분리된 전기 공급 시스템을 구비하는 것이다. 이 경우 모든 공급 시스템에는 최소한 하나의 전기화학적 에너지 저장장치 및 프로펠러를 위한 최소한 하나의 구동모터 및 최소한 하나의 전원공급 변환장치가 연결되어 있으며, 직류 공급 시스템에 장애가 발생한 경우에도 상기 전원공급이 지속적으로 이루어지고, 또한 프로펠러가 구동상태를 유지한다. 모든 공급 시스템에 대해 전원공급 변환장치를 설치하는 대신에 최소 두개의 공급 시스템으로부터 동력을 공급받는 공동 전원공급 변환장치가 선택적으로 설치될 수 있으며, 한쪽 방향으로 차단되는 전기 부품, 특히 다이오드가 직류 공급 시스템들 사이에서의 전류흐름을 방지하기 위하여 연결설치된다. 단락 또는 바람직하지 않은 높은 과도전류가 발생하여 공급 시스템 중 하나에 장애가 발생한 경우 잠수함의 전기적 기본공급은 나쁜 영향을 받지 않고 전기접속이 차단될 수 있다. 최소 하나의 전원공급 변환장치가 제공되어 있으므로, 전원공급 변환장치는 장애가 발생하는 동안이나 후에 즉시 안전하게 된다. 만약 결함이 발견된 후에 이것이 극복되거나 이에 상응하는 시스템 부분의 연결이 끊어지는 경우에, 직류 공급 시스템은 다시 불안정하게 되거나 반대로 최근 것으로부터 다른 직류 공급 시스템의 연결을 통하여 동시에 공급을 받을 수 있다.

직류 공급 시스템은 직류 전압 네트워크로서 전개되며 그때마다 최소한 두개의 버스바가 바람직하게 설치되며,이들 버스바에는 각각의 공급시스템의 양 전위 및 음 전위가 놓이게 된다. 이러한 직류전압 네트워크는 운전상황에 따라, 디젤발전기를 통하여 연료셀장치 또는 충전이 가능한 배터리, 특히 납축전지배터리로부터 공급 받을 수 있다.

직류회로망을 적용함에 있어 전기 모터로서 직류모터, 특히 영구자성발생 직류모터를 적용하는 것이 특히 목적에 맞는다. 이와는 달리, 변환기가 연결되어 역으로 동력을 공급하는 교류모터와 같은 다른 모터를 적용할 수도 있다. 상기 직류 공급시스템 중 하나에 장애가 발생한 경우에 모터가 전원을 공급을 받는 것을 보장하기 위해, 모터는 최소한 두개의 서로 독립적인 전기 부분모터로 구성되어 있으며, 이 경우 각각의 부분모터는 다른 직류 공급 시스템에 연결되어 있다. 만약 두개 이상의 직류 공급 시스템이 구비되어 있는 경우에 이에 상응하게 더욱 많은 부분모터를 설치하는 것은 직류 공급 시스템의 장애가 발생하는 경우에 비교적 작은 모터부분에 장애가 일어나므로 바람직하다.

각각의 직류 공급 시스템에 재충전이 가능한 배터리의 형태로 고유의 에너지 저장장치 뿐만이 아니라 디젤발전기도 바람직하게 연결되어 있으며, 디젤발전기는 에너지 저장장치를 충전하거나 직류 공급 시스템에 직접 전기에너지를 공급할 수 있다.

직류 공급 시스템 중 하나에 장애가 발생하는 경우에 전원공급이 완벽하게 이루어지는 것을 보장하기 위해, 더욱 바람직하게 본 발명은 두개의 직류 공급 시스템을 전기적으로 연결하는, 한 방향으로 전원이 차단된 전기장치, 특히 다이오드를 통하여 전원공급 변환장치를 구비하고 있다. 다이오드를 통해, 전원공급 변환장치가 두개의 직류 공급 시스템에 의해 전기를 공급받는 것과, 상기 직류 공급 시스템 사이에 전류흐름이 발생하지 않게 하는 것이 보장된다. 하나의 직류 공급 시스템에 장애가 발생하면 장애가 발생한 직류 공급 시스템의 전원공급 변환장치는 자동적으로 다른 직류 공급 시스템에 의해 전원을 공급받음으로써, 이 전원공급 변환장치는 지속적으로 작동유지된다.

에너지공급을 위한 연료셀장치가 구비되어 있는 경우, 이것은 동일한 방법으로 한 방향으로 전원이 차단된 전기장치, 특히 다이오드를 통하여 두개의 직류 공급 시스템에 바람직하게 연결됨으로써, 상기 연료셀장치는 두개의 직류 공급 시스템에 동력을 전달할 수 있으며, 반대로 상기 직류 공급 시스템 사이에 전류가 흐르는 것이 방지된다.

두개 또는 그 이상의 부분장치로 상기 연료셀장치가 구성되어 있거나 두개 또는 그 이상의 연료셀장치들이 구비되어 있는 경우에는 각각의 직류 공급 시스템에 하나의 연료셀장치를 배열하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 앞에서 언급한 다이오드가 없어도 되며, 상기 다이오드를 통하여 발생하는 에너지손실면에서 바람직하다. 물론 두개의 직류 공급 시스템에 다이오드를 통한 이러한 적용은 기술적 또한 직류 공급 시스템의 동일한 부하라는 점에서 바람직하다. 전원공급 변환장치를 두개의 직류 공급 시스템에 연결하는 것을 통해, 우선 보다 강하고 보다 높은 전압을 나타내는 직류 공급 시스템이 부하를 받으므로, 반대로 다이오드 에 의해 연료셀장치를 두개의 직류 공급 시스템에 연결하는 것을 통하여 우선 보다 약하고 보다 낮은 전압을 갖고 있는 직류 공급 시스템이 공급을 받는 것, 즉 배터리들이 축전되는 것이 보장된다. 소모장치와 전원의 통합을 통해 두개의 직류 공급 시스템간의 피할 수 없는 부하차이를 자동으로 조정한다.

배터리전압은 전해물질의 온도, 부하 및 방전상태에 좌우되기 때문에, 개별 적인 직류 공급 시스템의 주 공급 시스템의 전압은 개별적인 배터리 냉각을 통하여 영향을 받을 수 있으며, 앞에서 언급한 다이오드를 통하여 연결된 소모장치 및 다이오드에 의해 연결된 연료셀장치로부터의 공급선의 분산을 통하여 부하의 분산이 조정된다. 본 발명에 따르면 모든 배터리를 위하여 냉각장치 및 배터리의 전압에 따라 냉각제공급을 조정하는 조절장치가 구비되어 있으므로, 만약 예를 들어 배터리의 동일한 방전상태가 필요한 경우에 가능한 동일한 전압이 얻어지거나, 운영자에 의해 앞서 결정된 전압차이가 만들어 진다.

직류 공급 시스템에서 단락이 발생하는 경우에 상기 연료셀장치가 허용되지 않는 방법으로 부하받지 않도록 하는 것을 보장하기 위해, 상기 연료셀장치는 전류제한기와 함께 제공되는 것이 유리하다. 직류 공급 시스템의 내부에 이미 결정된 크기의 전압강하의 경우에 직류 공급 시스템으로부터 전체 연료셀장치를 분리하는 스위치장치를 구비한 연료셀장치가 선택적으로 또는 보다 바람직하게 구비되어야만 한다. 이것을 통해 직류 공급 시스템 내부에 단락 또는 결함이 발생한 경우에 상기 연료셀장치는 다른 직류 공급 시스템을 위해 의도적으로 계속 작동될 수 있고 직류 공급 시스템으로부터 필요하지 않도록 하는 것이 보장된다.

도입부에서 언급한 바와 같이 상기 직류 공급 시스템은 운행 중에 서로 연결되어 구비되어 있으며, 이를 통하여 직류 공급 시스템 중 하나의 부분품이 다른 직류 공급 시스템과 함께 동력을 공급받을 수 있다. 여기에 보통의 운전상태에서 개방되어 있는 전기스위치를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 직류 공급 시스템의 구체적인 구성은 잠수함의 경우에 일반적인 것과 마찬가지로 장치류 및 소모장치가 연결되어 있는 버스바를 통하여 이루어진다. 두개의 직류 공급 시스템을 구비한 구성에 있어서 각각의 직류 공급 시스템에 대해 두개의 버스바가 구비되어 있으며, 양쪽의 직류 공급 시스템의 두개의 동일한 전위의 버스바는 단지 하나의 분리장치를 구비한 하나의 공동 버스바에 배치될 수 있으며, 이로 인하여 상기 버스바들은 필요한 경우에 두개의 부분 버스바로 전기적으로 분리될 수 있다. 두개 이상의 직류 공급 시스템이 구비되어 있는 경우에, 상기 버스바의 대응 부분은 더욱 많은 부분 버스바로 제공된다. 따라서, 이에 상응하는개수의 분리장치들이 존재하게 된다. 이러한 배열의 장점은 보다 작은 공간과 간단한 구성이 필요하다는 것이다. 물론 이러한 배열은 전원공급 변환장치를 공통 버스바에 연결하기 위하여 버스바를 두개의 부분 버스바로 분리한 후에 이러한 부분 버스바들 사이에 전류가 흐르는 것을 방지하는 다이오드 또는 이와 비교할 수 있는 요소를 구비하도록 해야 한다. 배열이 보다 적절하면, 공통 버스바는 세 개의 부분 버스바로 분리될 수 있으며, 이 경우 버스바 부분은 전원공급 변환장치 및 다른 버스바 부분과 연결되며, 그때마다 부분 모터, 배터리 및 디젤발전기와 연결된다. 또한 연료셀장치는 상기 전원공급 변환장치가 연결되어 있는 버스바 부분과 연결되는 것이 바람직하다.

축전지, 디젤발전기, 전원공급 변환장치 또는 부분모터와 같은 장치류들은 스위치수단을 통하여 잠수함의 전기적 장치로부터 분리되는 것이, 이러한 방법으로 상기 장치류 중 하나에 결함이 발생하는 경우에 이것을 신속하고 간단하게 공급망의 기능에 나쁜 영향을 주지 않고 상호간 연결을 차단할 수 있기 위해 바람직하다.

전술 및 후술되는 상세한 설명은 실제로 두개의 직류 공급 시스템을 구비한 잠수함에 관한 것이다. 본 발명을 기초로 한 원리에 의하면, 세 개 또는 그 이상의 직류 공급 시스템이 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있으며, 이 경우 각각의 부품들은 각각의 직류 공급 시스템에 상응하도록 배열되어 있다.

도 1은 두 부분으로 구성되고 공통 버스바를 구비한 두개의 직류 공급 시스템으로 이루어진 실시예의 회로도,

도 2는 공통 버스바가 세 개의 부분으로 구성된 실시예를 나타낸 회로도,

도 3은 직류 공급 시스템에 장착된 연료셀장치의 배열을 도시한 회로도, 및

도 4는 도 3의 대체 실시예를 나타낸 회도로이다.

본 발명은 하기에 도면으로 표시된 실시예들에 따라 보다 명확해진다.

도 1에 나타낸 잠수함의 전기 공급 시스템은 두개의 직류공급 시스템(1,2)으로 구성되어 있다. 직류 공급 시스템(1,2)의 각각은 두개의 버스바(3,4;5,6)를 구비하고 있으며, 이 경우 버스바(3)는 직류 공급 시스템(1)의 양 전위를 갖고 버스바(4)는 음 전위를 갖고 있으며, 또한 버스바(5)는 직류 공급 시스템(2)의 양 전위를 갖고, 버스바(6)는 음 전위를 갖고 있다. 직류 공급 시스템(1,2)은 정상 운전상태에서는, 즉, 어떠한 장애도 발생하지 않을 경우엔 전기적으로 서로 분리되어 있다. 그러나, 버스바(3,5)가 정상 운전상태에서 오픈된 스위치(7)를 통하여 서로 분리되어 있음에도 불구하고, 버스바(4,6)는 서로 연결되어 있다. 음 전위의 부분에서는 버스바(4,6)가 전기적으로 서로 분리되는 것을 가능케 하는 분리장치(8)가 구비되어 있음에도 불구하고, 이 버스바(4,6)는 서로 연결되어 있다.

직류 공급 시스템(1,2)의 각각은 디젤발전기(9), 재충전이 가능한 배터리(10) 및 부분 모터(11,12)를 구비하고 있다. 이와 더불어 전원공급 변환장치(13)가 각각의 직류 공급 시스템(1, 2)에 배치된다.

디젤발전기(9)의 경우에는 이미 알려져 있는 방법으로 전기를 발생하기 위한 발전기를 구동하는 디젤발전기를 말한다. 배터리(10)의 경우에는 공급 시스템에충분한 전압을 구비한 납축전지를 말한다. 여기에서는 또한 니켈 금속 하이드라이드형 또는 축전지형이 설치될 수 있다. 전기모터(11, 12)는 두개의 구성모터(11, 12)로 전기적으로 분리된 영구자성을 발생하는, 잠수함의 프로펠러를 작동시키는 직류모터를 말한다.

전원공급 변환장치(13)는 직류 공급 시스템(1, 2)내에서 유효한 직류전압을 주파수(예를 들어, 직류전압, 60Hz 교류전압 및 400Hz 교류전압) 및 전압(예를 들어, 24V 및 115V)으로 매번 연결된 전원공급과 일치하는 전압으로 변환시켜서, 이것에 동력을 공급한다. 상기한 장치류(9, 10, 11, 12 및 13)는 직류 공급 시스템(1,2)에 각각 배치됨으로써, 직류 공급 시스템(2)에 단락이 발생하는 경우에도 다른 직류 공급 시스템(1)은 어떠한 스위치 작동도 없이도 운행이 유지된다.

전원공급 변환장치(13)는 본 실시예의 경우에 다이오드(14)를 통하여 두개의 직류 공급 시스템(1,2)에 연결되어 있다. 전원공급 변환장치(13)와 버스바(3,5) 또는 전원공급 변환장치(13)와 버스바(4,6)의 사이에 배치되어 있는 다이오드(14)는 전원공급 변환장치(13)를 통하여 제 1 직류 공급 시스템(1)에서 제 2 직류 공급 시스템(2)으로 또는 그 반대로 전기가 역류하지 않도록 하고, 오로지 전원공급 변환장치(13)로만 흐르도록 한다. 이 전원공급 변환장치는 두개의 직류 공급 시스템(1,2)에 연결됨으로써, 우선 보다 강한 공급시스템, 즉 보다 높은 전원전압을 구비한 직류 공급시스템으로부터 동력을 공급받는다.

더욱이 도 1에서 개별적으로 도시되어 있지 않고, 두개의 직류 공급 시스템(1,2)에서 가능한 한 동일한 배터리전압을 유지하기 위해 배터리의 전압에 의존하는 배리터(10)에 대한 냉각제공급을 제어하는 제어장치가 제공된다.

연료셀장치(15)는 다이오드(14)를 통하여 직류 공급 시스템(1,2)의 두개의 버스바(3,5)와 연결되어 있으며, 분리장치(8)가 분리되어 있지 않는 한, 다른 면에 단지 버스바(6)와 버스바(4)만이 케이블로 연결되어 있다. 연료셀장치(15)는 또한 두개의 직류 공급 시스템(1,2)에 동력을 공급하며, 반대로 전원공급 변환장치(13)의 경우에서 같이 우선 보다 약한 공급 시스템, 즉 직류 공급 시스템(1,2)에 보다 낮은 전압이 공급된다. 또한 이러한 방법으로 보다 약한 직류 공급 시스템의 반자동 지원이 이루어진다.

전체적인 장치류(9-13, 15)는 스위치(16)를 통하여 각각의 직류 공급 시스템(1,2)에 통합되어 있기 때문에 결함이 발생할 경우 이들 장치류는 상기 회로망으로부터 전기적으로 분리될 수 있으며, 오랫동안 그것들이 연결되어 있는 전체 직류 공급 시스템(1, 2)을 불안정하게 하지는 않는다.

정상운행 상태에서는 두개의 직류 공급 시스템(1,2)은 서로 의존하지 않고 독립적으로 작동한다. 물론 두개의 직류 공급 시스템에 연결된 전원공급 변환장치(13) 및 연료셀장치(15)를 통해서는 보다 약한 직류 공급 시스템이 보존되는 방식으로 부하가 발생한다. 이와 더불어 직류 공급 시스템(1,2)에 있는 서로 다른 전압이 제어장치를 통해 배터리에 상응하는 냉각제공급을 통해 지속적으로 조정된다.

전형적으로 단락 및 결함과 같은 회로차단의 경우에 우선 에너지를 공급하는 장치류(9,10)의 전기적 접속이 끊어지도록 직류 공급 시스템(1, 2)에서 상기 장치류가 우선적으로 전기적으로 차단된다. 프로펠러를 구동시키는 모터(11, 12)는 이 경우에, 다른 방해받지 않는 직류 공급 시스템으로부터 동력을 공급받는 구성모터가 지속적으로 동력을 공급받으므로, 운전상태를 유지한다. 이러한 경우에 프로펠러 모터는 정규출력에 상응하는 최대 출력을 보여준다. 이와 더불어, 한편으로 방해받지 않은 직류 공급 시스템의 전원공급 변환장치(13)가 정상적으로 작동되고, 다른 한편으로 손상된 직류 공급 시스템의 전원공급 변환장치(13)가 다른 직류 공급 시스템으로부터 동력을 공급받으므로, 전원공급역시 유지한다. 다이오드(14)에 의해서 손상된 직류 공급 시스템으로의 전류가 역류되는 것이 방지된다. 또한 연료셀장치(15)는 양쪽의 직류 공급 시스템 대신에 두개의 직류 공급 시스템 중 하나에만 동력을 공급하므로 기능이 저하되게 작동되면 안 된다. 결함이 국한되거나 결함이 있는 장치류 또는 단락위치가 스위치기술로 분리되는 것을 통하여 극복될 수 있는 경우에 이에 대한 연결에서 스위치(7)는 닫혀지고, 그로 인하여 손상된 직류 공급 시스템의 동력공급은 손상되지 않는 직류 공급 시스템을 통하여 이루어진다. 버스바(4,6)중 하나의 버스바에서 결함이 발생한 경우에 해당 부분을 분리하기 위하여, 이러한 경우 추가적으로 스위치(7)에 개방되는 분리장치(8)가 구비되어 있다.

도 2에 따른 실시예는 도 1에 버스바(4,6)를 통해 구성된 공통 버스바가 두 개가 아닌 세 개의 부분 버스바로 구성되어 있는 것을 통하여 실제로 도 1에 따라 이미 기술한 것과 구별된다. 도 2에 따른 회로에 있어서는 직류 공급 시스템(1)에 양 전위인 버스바(3)와 음 전위인 버스바(4)가 구비되어 있으며, 이와 상응하여 직류 공급 시스템(2)에는 양 전위 버스바(5) 및 음 전위인 버스바(6)가 구비되어 있다. 버스바(4,6)는 서로 직접 연결되어 있지 않고 버스바(17)의 중간회로로 연결되어 있다. 버스바(17)와 버스바(4,6) 사이에 각각 분리장치(8)가 설치되어 있다. 장치류(9, 10, 11, 12, 13 및 15)는 도 1에서 기술한 바와 동일한 방법으로 버스바(3,5)에 연결된다. 또한 연결된 장치류를 통하여 버스바(3,5) 사이에서 전류의 흐름을 방지하기 위해 다이오드(14)가 설치되어 있다. 물론 도 1에 따른 실시예와 구분하여 전원공급 변환장치(13) 및 연료셀장치(15)는 버스바(4,6)에 직접적으로 연결되어 있지 않으며, 부분 버스바(17)에 다이오드(14)의 중간연결 없이 직접 연결되어 있다. 분리장치(8)를 통하여 어떤 직류 공급 시스템에 회로가 차단되는 경우에 버스바(4) 및 버스바(6)으로부터의 분리가 이루어 질 수 있으며, 이를 통하여 손상된 직류 공급 시스템으로의 전류흐름 연결이 끊어질 수 있다. 도 2에 따른 배열의 장점은, 연결된 전기적 손실을 줄일 수 있는 한전원공급 변환장치(13)와 버스바(4,6)사이에 다이오드들의 배치를 생략할 수 있다는 점이다.

갑작스럽게 회로차단이 일어날 경우에 연료셀장치(15)가 높은 전류로 부하가 걸리는 것을 방지하기 위하여 도 3에 표시된 바와 같이 전류제한기(18)가 설치되어 있다. 선택적 또는 추가적으로 도 4에 표시된 바와 같이 버스바(3,5)의 모든 요소에 스위치(19)가 구비될 수 있으며, 이로 인하여 손상된 직류 공급 시스템(1,2)으로의 연결은 다른 직류 공급 시스템의 공급이 저하하지 않은 상태에서 분리될 수 있다. 최종적인 예방책으로, 예를 들어 수선을 목적으로할 경우와 같이 연료셀장치(15)를 두개의 직류 공급 시스템으로부터 확실하게 분리하기 위하여 분리장치(8)를 구비할 수 있다.

Claims

상호 분리되어 있으나 필요시에는 연결되는 최소한 두개의 전기 공급 시스템(1,2)을 통해 정상 운행시에 전기 공급이 이루어지는 잠수함에 있어서, 전기 공급 시스템(1,2)의 각각에는 최소한 하나의 전기화학적 에너지 저장장치(10) 및 프로펠러용의 구동모터(11,12)중 최소한 하나의 부분모터가 설치되어 있고, 최소한 하나의 전원공급 변환장치(13)나 최소한 하나의 공통 전원공급 변환장치가 설치되어 있으며, 이 공통 전원공급 변환장치를 통해 한쪽 방향으로는 차단되어 있는 전기적 구성요소(14)가 상기 두개의 전기 공급 시스템(1,2)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
제1항에 있어서, 전기 공급 시스템(1,2)은 각각 두개의 버스바(3,4;5,6)가 배치되어 있는 직류 전압 시스템인 것을 특징으로 하는 잠수함.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 프로펠러는 최소한 두개의 구성 모터(11,12)로 전기적으로 분할된 구동모터(11,12)에 의해 구동되고, 이 각각의 부분 모터(11,12)는 서로 다른 전기 공급 시스템(1,2)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 구동모터(11,12)는 직류모터, 바람직하기로는 영구자성을 발생시키는 직류모터, 또는 교류전원이 공급되는 교류모터인 것을 특징으로 하는 잠수함.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 전기 공급 시스템(1,2)에는 최소한 하나의 디젤 발전기(9), 및 에너지 저장장치인 최소한 하나의 충전가능한 배터리(10)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 최소한 하나의 바람직하기로는 모든 충전가능한 배터리(10)용의 냉각장치가 설치되어 있고, 가능한 한 동일한 모든 배터리(10)의 전압을 유지하기 위해 배터리 전압에 의존하여 냉각제 공급 및 전기 공급 시스템(1,2)을 제어하는 제어장치가 설치되어 있어서, 운전자에 의해 전기 공급 시스템(1,2)간의 주어진 전압차가 유지되도록 한 것을 특징으로 하는 잠수함.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 전원공급 변환장치(13)는 한쪽 방향으로는 차단되어 있는 전기적 구성요소(14), 바람직하기로는 다이오드를 통해 최소한 두개의 전기 공급 시스템(1,2)에 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 한쪽 방향으로 차단되어 있는 전기적 구성요소(14), 바람직하기로는 다이오드를 통해 최소한 두개의 전기 공급 시스템(1,2)에 전기공급되는 연료셀장치(15)가 최소한 하나 설치된 것을 특징으로 하는 잠수함.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 연료셀장치(15)의 단부측에 전류 제한기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 공급 시스템(1,2)중 하나의 전기 공급 시스템(1,2)에 소정크기로 전압강하가 발생하는 경우 연료셀장치를 분리시키는 수단(19)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 두개의 전기 공급 시스템(1,2)은 스위치(7)를 통해 전기적으로 상호 연결되고, 이 스위치(7)는 정상 운행시 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 두개의 전기 공급 시스템(1,2)은 공통 버스바(4,6)로 동력을 공급받고, 전기적으로 분리된 버스바(4,6)에 대한 수단(8)이 두개의 부분 버스바(4,6)에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 공통 버스바(4,6,17)를 3개의 버스바(4,6,17)로 분리하기 위한 수단(8)이 구비되어 있고, 부분 버스바(17)는 전원공급 변환장치(13) 및 부분 모터(11,12)와, 그리고 다른 버스바(4,6)는 각각 적어도 축전지(10)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 축전지(10), 디젤 발전기(9), 전원공급 변환장치(13) 및/또는 부분 모터(11,12)와 같은 장치류는 스위치 수단(16)을 통해 잠수함의 전기장치로부터 전기적으로 분리가능하게 된 것을 특징으로 하는 잠수함.