KR20110025635A - 추진 체인 - Google Patents

추진 체인 Download PDF

Info

Publication number
KR20110025635A
KR20110025635A KR1020100087130A KR20100087130A KR20110025635A KR 20110025635 A KR20110025635 A KR 20110025635A KR 1020100087130 A KR1020100087130 A KR 1020100087130A KR 20100087130 A KR20100087130 A KR 20100087130A KR 20110025635 A KR20110025635 A KR 20110025635A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat engine
main heat
rotary electric
electric machine
ship
Prior art date
Application number
KR1020100087130A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101787746B1 (ko
Inventor
장-마리 푸리존
앙드레 비야
라이오넬 줄리앙
Original Assignee
컨버팀 테크놀로지 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 컨버팀 테크놀로지 리미티드 filed Critical 컨버팀 테크놀로지 리미티드
Publication of KR20110025635A publication Critical patent/KR20110025635A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101787746B1 publication Critical patent/KR101787746B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/22—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing
    • B63H23/24—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/30—Mounting of propulsion plant or unit, e.g. for anti-vibration purposes
    • B63H21/305—Mounting of propulsion plant or unit, e.g. for anti-vibration purposes with passive vibration damping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/30—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements characterised by use of clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/02—Driving of auxiliaries from propulsion power plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/32—Other parts
    • B63H23/321—Bearings or seals specially adapted for propeller shafts
    • B63H2023/325—Thrust bearings, i.e. axial bearings for propeller shafts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

선박용(6) 추진 체인(8)은
주 열기관(18);
분배 패널(34)에 동력을 공급하는 적어도 하나의 제2 전력 하우스(26);
말단 프로펠러(14)에 제공되고 상기 프로펠러를 구동하기 위해 주 열기관(18)에 기계적으로 연결된 적어도 하나의 구동 라인(16);
상기 전동 라인(16)에 기계적으로 연결되고 분배 패널(34)로부터 동력을 공급받는 적어도 하나의 회전 전기 기기(22); 및
회전 전기 기기(22)와 주 열기관(18) 사이에서, 전동 라인(16) 상에 배열된 상기 주 열기관(18)과 회전 전기 기기(22)로부터 자유로울 수 있는 기계적 연결 수단(20)을 포함한다.
그것은 회전 전기 기기(22)와 주 열기관(18)을 결합하기 전에 회전 전기 기기(22)와 주 열기관(18)의 속도를 동기화하기 위한 수단(60), 및 회전 전기 기기(22) 및 주 열기관(18)의 속도들이 본질적으로 동일하게 될 때 결합 수단을 맞물리게 하기 위한 수단(90)을 포함한다.

Description

추진 체인 {Propulsion chain}
본 발명은 다음을 포함하는 형태의 추진 체인에 관한 것이다.
- 주 열기관;
- 분배 패널에 동력을 공급하는 적어도 하나의 제2 전력 하우스;
- 말단 프로펠러가 제공되고 상기 말단 프로펠러를 구동하기 위해 주 열기관에 기계적으로 연결되는 적어도 하나의 전동 라인(transmission line);
- 전동 라인에 기계적으로 연결되고 분배 패널로부터 동력을 공급받는 적어도 하나의 회전 전기 기기;
- 회전 전기 기기와 주 열기관 사이에서, 전동 라인 상에 배열된 주 열기관 및 회전 전기 기기로부터 자유로울 수 있는 적어도 하나의 기계적 연결 수단.
대용량 선박은 일반적으로 감추어진 전동 라인과 프로펠러를 구동하는데 필요한 에너지를 생성하는 디젤 엔진을 구비한다. 상기 디젤 엔진은 엔진과 동일한 속도로 회전하는 프로펠러를 구동하기 위해 전동 라인에 영구적으로 연결되어 있다.
게다가, 회전 전기 기기가 전동 라인에 기계적으로 연결되어 있음이 알려져 있고, 상기 회전 전기 기기는 프로펠러를 구동하기 위해 추가적인 기계적 에너지를 제공하기 위해 기계적 에너지로 변환하는 전기 에너지를 수용할 수 있다.
다른 작동 모드에 따르면, 회전 기기는 주 열기관에 의해 제공되는 기계적 에너지로부터 전기 에너지를 생성하기 위해 발전기로 사용된다.
또한 선박은 제2 엔진으로부터 나오는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 교류기에 연결된 적어도 하나의 보조 내부 열기관을 포함하는 제2 전기 동력 하우스, 및 다른 교류기에 동력을 공급하는 주엔진으로부터 배기 가스상의 에너지 회수 시스템을 포함한다. 상기 제2 열기관은 바람직하게 MDO (Marine Diesel Oil; 해양 디젤유) 또는 천연가스(LPG) 경디젤로 동력을 제공받는 4 행정 고속 디젤 엔진이다. 상기 제2 동력 하우스에 의해 공급되는 전기에너지는 전동 라인에 기계적으로 연결된 회전 기기를 구동하는데 사용될 수 있다.
추진 체인이 구비된 선박들은 주엔진 및 제2 동력 하우스에 의해 공급된 에너지의 관리를 최적화한다. 주엔진은 선박에 전기 에너지를 공급하는데 사용될 수 있고 제2 동력 하우스는, 주 열기관에 더하여, 프로펠러를 구동하는데 기여하는 회전 기기를 통해 선박의 추진에 기여하는데 사용될 수 있다.
그러나, 이러한 추진 체인은, 항구에 들어가거나 나올 때, 또는 선박이 감속되어 이용될 때와 같은 특정 환경 하에서의 선박의 구동을 위해서 부피가 커질 수 있거나 효과가 나빠질 수 있다.
이러한 특별한 작동 환경을 위해서, 주 열기관과 회전 기기 사이의 전동 라인 상에서, 풀릴 수 있는 결합 수단이 제공되는 것이 알려져 있으며, 이는 주 열기관 결합을 해제할 수 있으며 항구에 들어가거나 떠날 때 회전 기기만을 사용하도록 할 수 있다.
결합 수단을 결합시키거나 풀리게 하기 위해, 결합 수단을 수동을 작동시키는 것이 필요하며, 특히 볼트와 같은 기계적 요소를 제거하거나 추가하는 것이 필요하다. 본 발명은 열기관과 회전 기기가 정지하는 것을 필요로 한다. 따라서, 결합 수단의 결합 또는 풀림은 시간-소모적이다.
본 발명은, 선박이 가득 채워지거나 규제된 영역 내에 있을 때 그리고 선박이 항구 내에서 조정될 때, 신속히 사용되는 최적의 에너지와 배기 관리가 가능하도록 하는 추진 체인을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해서, 본 발명은 전술한 형태의 추진 체인에 관한 것이고, 회전 전기 기기와 주 열기관을 결합하기 전에 회전 전기 기기와 주 열기관의 속도를 동기화하는 수단, 및 회전 전기 기기와 주 열기관의 속도가 본질적으로 동일하게 될 때 결합 수단을 맞물리게 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 선박용 추진 체인은 하나 또는 몇몇의 다음의 특징을 포함한다:
- 주 열기관은 2 행정(two stroke) 엔진이다;
- 전동 라인의 축을 따라 선박의 헐(hull)로 추진력을 전달할 수 있는 스러스트 베어링(thrust bearing)은 프로펠러와 풀릴 수 있는 기계적 결합 수단 사이에 설치된다;
- 스러스트 베어링은 회전 전기 기기에 통합된다;
- 주 열기관과 회전 전기 기기의 풀릴 수 있는 결합 수단은 클러치(clutch)이다;
- 추진 체인은, 선박의 조종 단계 동안, 기계적 결합 수단을 푸는 것에 의해 전동 라인으로부터 주 열기관의 기계적 비접속을 가능하게 하고 분배 패널에 의해 공급된 에너지로 인해 그리고 제2 전력 하우스로부터 나오는 회전 기기의 전류의 공급을 가능하게 하는 조정 유니트(piloting unit)을 포함한다;
- 전동 라인은 감속 유니트 없이 열기관에 연결되어서, 프로펠러는 주 열기관의 회전 속도로 회전 구동된다;
- 추진 체인은 회전 전기 기기와 전기적 분배 패널 사이에 연결된 전류를 형성하기 위한 가역 변화기(reversible converter)를 포함하고, 상기 전기 분배 패널은 또한 선박의 전력 분배 시스템에 연결된다;
- 추진 체인은 주 열기관의 배출로 상의 에너지 회수 터빈을 포함하고, 상기 터빈은 전력 출구가 전기 분배 패널에 연결된 교류기에 기계적으로 연결된다;
- 회전 전기 기기는 전동 라인의 축 주위에 장착된 로터를 포함한다;
- 동기화 수단은 회전 전기 기기의 토크 세트 포인트(torque set point)를 조절하는 수단을 포함하다;
- 동기화 수단은 주 열기관과 회전 기기의 회전 속도를 측정하는 속도 센서들을 포함한다;
- 동기화 수단은 주 열기관과 회전 기기상에 배열된 위치 센서들을 포함하다; 그리고
- 추진 체인은 회전 전기 기기와 주 열기관을 결합하기 전에 회전 전기 기기와 주 열기관의 상대적인 각 위치를 동기화하기 위한 수단을 포함하고, 결합 수단을 맞물리게 하는 수단은 회전 전기 기기와 주 열기관의 각 위치가 소정의 상대 위치에 있을 때 결합 수단의 맞물림을 가능하게 하도록 한다.
본 발명은 또한 헐과 위에서 정의된 추진 체인을 포함하는 선박에 관한 것이다.
본 발명은, 예시로서 제공되고 도면을 참조하는, 다음의 상세한 설명에 의해 더욱 잘 이해될 것이다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
도 1은 본 발명에 따른 추진 체인에 구비된 선박의 헐의 후방의 길이방향 단면도이다;
도 2는 도 1에 도시된 추진 체인의 제어 체인의 개략도이다;
도 3은 결합 수단이 맞물릴 때 도 2의 추진 체인의 제어 흐름도이다.
도 1에 부분적으로 도시된 선박(8)은 전방에 프로펠러(14)가 장착된 러더(12)를 가진 후방 단부에 설치된 헐(10)을 포함한다. 이러한 프로펠러는 헐을 꿰뚫는 전동 라인(16)의 말단에 고정된다. 전동 라인의 타 단에서, 전동 라인(16)은 전동 라인을 구동하기 위한 주 열기관(18)의 출력과 직접 맞물리게 연결된다. 상기 열기관은 바람직하게 디젤 엔진이고 "저속(slow)" 디젤 엔진, 즉 150rpm 이하의 회전 속도를 가지는 2 행정 엔진이다. 상기 엔진에는 중연료유(Heavy Fuel Oil; HFO) 또는 중간연료유(Intermediate Fuel Oil; IFO)와 같은 중연료가 공급될 수 있다.
엔진(18), 그 자체로 알려진 바와 같이, 프로펠러로부터 나오고 라인 상에 놓인 헐(10)로 향하는 축 방향 추진력의 전달을 가능하게 하는 스러스트 베어링(19)을 포함한다.
전동 라인(16)은 예를 들어 제어가능한 클러치로 만들어진 풀릴 수 있는 기계적 결합 수단(20)에 의해 엔진(18)에 연결되고, 상기 결합 수단은 전동 라인(16)과 엔진(18)의 기계적 결합 또는 기계적 비결합을 선택적으로 가능하게 한다.
결합을 제어하기 위한 시스템(21)이 결합 수단(20)을 제어하기 위해 결합 수단(20)에 연결된다.
회전 전기 기기(22)가, 클러치(20)와 프로펠러(14) 사이에서, 전동 라인(16) 상에 제공되고, 회전 기기(22)의 로터는 감속 유니트 없이 전동 라인(16)의 축 주위에서 전동 라인과 직접 통합되도록 만들어진다. 스테이터가 전동 라인 주위에 배열되고 선박의 헐과 통합되도록 만들어진다.
회전 전기 기기(22)가 라인 상에 직접 장착되고, 전동 라인(16)과 회전 기기(22) 사이에는 스프로켓 박스나 감속기가 제공되지 않는다.
프로펠러(14)와 클러치(20) 사이의, 전동 라인(16)은 프로펠러로부터 선박의 헐로 나오는 추진력을 전달하기 위한 보완 스러스트 베어링을 포함한다. 그럼에도 불구하고, "비결합" 위치에서, 베어링(24)은 수직 추진력의 약 30%의 양 방향(bi-directional) 축 추진력의 헐(10)로 향하는 전달을 가능하게 한다. 그러므로, 이는 주 엔진(18)이 정지되거나 유지를 위해 회전 과정 내에 있을 때 회전 전기 기기(22)의 사용을 가능하게 한다.
전동 라인(16)이 엔진과 직접 맞물려 연결되어 있어서, 프로펠러와 엔진(18) 사이에 감속 유니트가 제공되지 않아서, 클러치(20)가 기계적 결합을 할 때, 주 엔진(18)과 프로펠러(14)는 동일한 속도로 회전한다.
또한 선박은 제2 전력 하우스(26)를 포함한다. 제2 전력 하우스(26)는 바람직하게 저-오염(low-pollution)이다. 특히, 오염 가스들(CO2, NOx, 등)의 배출이 감소되거나 존재하지 않는다. 이를 위해서, 예를 들어, 그것은 태양 또는 풍력 발전기를 포함하거나 연료로서 액화 천연 가스(LNG)를 사용한다.
고려되는 실시예에서, 전력 하우스(26)는 제2 엔진으로부터의 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 적어도 하나의 교류기(31)에 결합된 적어도 하나의 제2 열기관(30)을 포함한다. 제2 열기관(30)은 바람직하게 경디젤 또는 천연가스로 구동되는, 4 행정 고속 디젤 엔진이다.
또한 전력 하우스(26)는 주 열기관(18)으로부터의 배출 가스들로부터 열을 회수하기 위한 터빈(33)에 기계적으로 연결된 교류기(32)를 포함한다.
이러한 터빈은 배출 가스들에 의해 구동될 수 있고 교류기(32)를 구동할 수 있다.
교류기(31 및 32)는 주 분배 패널(34)에 연결되고, 보드의 전력 시스템(36) 뿐 아니라 가역 전력 변환기(38)에 연결된다. 분배 패널(34)은 시스템(36) 및/또는 변환기(38)를 향하는 교류기(31 및 32)로부터 나오는 전력을 분배할 수 있다.
변환기(38)는 그것에 동력을 공급하거나 그것에 의해 생성된 전기에너지를 모으기 위한 회전 기기(22)에 전기적으로 연결된다. 변환기(38)는 회전 기기(22)의 전기적 동력을 가능하게 하는 전류를 형성할 수 있어서 회전 기기(22)는 엔진으로서 작동하고 소정의 토크로 프로펠러(14)의 구동을 가능하게 한다. 또한 그것은 발전기로 작동할 때 시스템(36)으로 전류를 주입하기 위해 회전 전기 기기(22)에 의해 생성된 전류를 형성할 수 있다.
엔진들(18,30), 터빈(33), 분배 패널(34), 변환기(38), 및 회전 전기 기기(22)는 선박의 제어 포스트(control post)에 연결되고, 바람직하게 그것들을 개별적으로 제어되게 하는 동일한 중앙 정보 처리 유니트(50)에 연결된다.
또한 중앙 정보 처리 유니트(50)는 제어 시스템(21)의 조정 요소를 구성한다.
이를 위해, 유니트(50)는 그것들과 결합되거나 비결합되도록 하기 위한 결합 수단(20)에 연결된다.
선박을 제어하기 위해, 유니트(50)는 프로펠러의 회전을 위한 속도 세트 포인트를 정의할 수 있는 제어 레버(52)에 연결된다. 마찬가지로, 유니트(50)는 결합 수단(2)의 결합 또는 비결합 상태를 정의할 수 있는 스위치(54)에 연결된다.
주 열기관(18)과 회전 전기 기기(22)의 회전 속도 및/또는 각 위치 센서들이 설치되어 제공된다. 게다가 특히, 결합을 제어하기 위한 시스템(21)은 주 열기관(18)의 회전 속도(
Figure pat00001
18) 및/또는 각 위치를 결정하기 위한 센서(56)뿐만 아니라 회전 전기 기기(22)의 회전 속도(
Figure pat00002
22) 및/또는 각 위치를 결정하기 위한 센서(58)를 포함한다. 이러한 센서들(56, 58)은 엔진과 회전 전기 기기의 회전 위치와 접속되는 위치에 있다. 그것들은 각각 정보 처리 유니트(50)에 연결된다.
도 2는 결합 수단(20)의 맞물림 단계 동안 엔진(18)과 회전 전기 기기(22)의 제어 체인(60)을 도시한다. 이러한 제어 체인은 스위치(54)가 결합 수단에 맞물린 위치에 놓일 때에만 수행된다.
본 도면에서, 주 열기관(18), 회전 전기 기기(22) 및 결합 수단(20)뿐만 아니라, 주 열기관(18)과 회전 전기 기기(22)와 각각 결합된 제어 레버(52) 및 속도 센서들(56 및 58)이 도시된다.
엔진(18) 및 회전 기기(22) 각각은, N18과 N22로 기재된 회전 속도 세트 포인트를 입력으로 각각 수용하는, 68, 72로 기재된 속도 조절 유니트에 연결된다. 또한 그것들은 주 열기관(18)과 회전 전기 기기(22)를 위해, 각각,
Figure pat00003
18과
Figure pat00004
22로 기재된 실제 회전 속도의 지시를 수용한다.
각각의 조절 유니트(68, 72)는 엔진(18)과 회전 기기(22)에 적용되는 C18, C22로 각각 기재된 토크 제어를 제공하는 것으로 그 자체로서 알려진 조절 알고리즘을 수행한다.
회전 속도 세트 포인트(N18)는 제어 레버(52)로부터 바로 온다.
제어 체인(60)은 주 열기관(18)과 회전 전기 기기(22)의 실적 회전 속도들(
Figure pat00005
18 및
Figure pat00006
22)을 입력으로서 수용하는 속도 동기화 유니트(76)를 포함한다.
이러한 동기화 유니트(76)는 엔진(18)과 회전 전기 기기(22) 사이의 속도 차이를 계산하는 감산기(80)뿐만 아니라 여과 모듈(82)을 포함한다. 여과된 신호는 제어 레버(52)에 의해 생선된 열기관(18)에 대한 여과된 속도 차이 및 속도 세트 포인트(N18)의 합산을 수행하는 합산기(86)로 보내진다. 합선기(86)로부터 출력으로 얻어진 신호는 회전 기기(22)의 속도 세트 포인트(N22)로서 조절 유니트(72)의 입력으로 적용된다.
마지막으로, 동기화 체인(60)은 감산기(80)로부터 회전 속도들의 차이의 결과인 제1 입력상의, 그리고 제2 입력상의 무효 레퍼런스 역치(null reference threshold value)를 수용하는 이력 비교기(hysteresis comparator; 90)를 포함한다. 이러한 비교기의 출력은 회전 속도들의 차이가 무효(null)일 때 그것들이 맞물리도록 결합 수단(20)에 연결된다.
선박이 가득찰 때, 프로펠러(14)의 구동은 주 엔진(18)에 의해 수행된다. 이를 위해서, 클러치(20)가 결합되고, 엔진(18)으로부터 프로펠러로 기계적 동력의 전달을 보증한다. 항해 속도에서, 또는 선박의 높은 속도를 필요로 하는 상태에서, 회전 기기(22)는 터빈(33)에 의해 구동된 교류기(31) 및 제2 열기관(30)에 의해 구동된 교류기(32)에 의해 바람직하게 생성된 전기 에너지로부터 동력을 공급받고, 전동 라인(16)으로부터 프로펠러로 제공된 기계적 동력을 증가시킨다.
바람직하게, 선박이 가득찰 때, 필요하다면, 오염 배기를 줄일 수 있는 엔진(18)의 추진력을 제한하면서 최적 작동 포인트에서 제2 열기관을 사용하기 위해 회전 기기(22)에 의해 생성된 추진력은 변환기(38)의 제어 시스템에 의해 조정될 수 있다.
바람직하게, 선박이 가득찰 때, 일 작동 모드에 따르면, 회전 기기(22)는 발전기로서 사용될 수 있고 에너지 변화 시스템(38)을 통해 선박의 그리드(grid) 내로 재주입된 전기 에너지를 생성한다.
선박의 조절된 영역 또는 조절할 수 있는 상태에서, 그리고 특히 항구 내에서, 선박이 더 낮은 속도로 이동할 때, 주 엔진(18)은 풀리는 클러치(20)를 통해 전동 라인으로부터 결합이 해제된다. 주 엔진(18)은 정지하거나 연이은 회전을 유지한다. 이어서 프로펠러(14)는, 오염 배기를 제한하는 연료(MDO 경연료 또는 LNG 천연가스)의 사용으로 인해 본질적으로 더 적은 오염을 유발하는, 제2 열기관(30)에 의해서만 구동되는 교류기(32)에 의해 제공된 전기 에너지에 의해 회전 기기(22)에 의해서만 구동된다.
작동 모드에서, 선박에 의해 소모된 에너지는 제2 열기관에 동력을 공급하기 위해 필요한 연료로만 감소된다. 주 엔진(18)이 전동 라인으로부터 결합 해제되고, 그것은 부하(load)를 구성하지 않고 모든 에너지는 프로펠러(14)로 적용될 수 있다. 이러한 조건들 아래에서, 에너지 소모는 줄어들고 디젤 엔진들로부터의 배출로 인한 주변 오염은 제2 열기관(30)으로부터 나오는 연기로만 감소된다.
선박이 높은 바다에 도달할 고, 주 엔진(18)이 프로펠러에 연결되어야 할 때, 결합을 제어하는 시스템(21)이 수행된다.
이를 위해서, 도 3의 알고리즘은 중앙 정보 처리 유니트(50)에 의해 자동적으로 수행된다. 이러한 알고리즘은 맞물린 결합 위치로 스위치(54)를 스위칭함으로써 시작되고, 선박은 처음에는 회전 기기(22)에 의해서만 추진된다.
단계(100)에서, 주 열기관(18)이 이동하는 선박의 정상적인 속도의 예를 들어 30%에 대응하는 소정의 속도로 움직인다. 이러한 속도는 제어 핸들(52)로부터 조정된다.
단계(102)에서, 회전 전기 기기(22)의 회전 속도는 주 열기관(18)의 속도와 동기화된다. 이를 위해서, 회전 기기(22)의 세트 포인트(C22)는 조정되어서 기기의 회전 속도(N22)는 도 2에 도시된 조절 체인으로부터 열기관(18)의 회전 속도(N18)와 엄격하게 동일하게 된다. 이를 위해서, 변환기(38)가 정보 처리 유니트(50)에 의해 결과적으로 조정된다.
제어 체인(60)에서, 유니트(76)는 두 기기 사이의 속도 차이를 계산하고, 합산기(86)에서 상기 차이는, 조정 유니트(72)에 의해 적용되는, 회전 기기(22)에 대한 정정된 속도 세트 포인트(N22)를 생성하기 위해 엔진의 속도 세트 포인트(N18)에 추가된다.
비교기(80)에 의해 결정되는, 두 속도들이 동일할 때, 결합 수단(20)은 단계(104)에서 맞물리도록 조정된다.
단계(106)에서, 동기화 체인은 정지하고, 그것들 자체로 알려진 메커니즘을 통해, 회전 기기(22)는, 전술한 바와 같이, 엔진 또는 교류기로 사용된다.
또는, 결합 수단(20)은 클러치에 의해서가 아닌 도그(dog)에 의해 형성되고, 이는 엔진(18)과 회전 기기(22)의 결합을 허용하고, 그러한 두 요소들의 라인들 사이의 소정의 상대 위치를 필요로 한다. 본 실시예에서, 속도 센서들(56 및 58)은 엔진(18)과 회전 기기(22)의 라인의 위치 센서들에 의해 대체되고, 조정이 수행되어서 위치들의 동기화는 결합 수단의 맞물림 전에 수행된다.
수단(20)을 풀기 위해, 제어 레버(52)는 제 위치에 남아 있고 명령이 스위치(54)에 의해 주어진다. 중앙 정보 처리 유니트(50)에 의해 명령이 수용된 후에, 주 열기관(18)은 회전 전기 기기(22)에 의해 점차적으로 경감된다. 조정 유니트(72)는 토크 램프(torque ramp)를 통해 회전 전기 기기(22)를 제어한다. 주 열기관(18)의 조정 유니트(68)가, 예를 들어 아주 적은 동력의 10% 이하의 동력 유지를 통해, 열기관(18)의 비-하중(no-load) 작동을 감지할 때, 풀림 명령이 중앙 정보 처리 유니트(50)에 의해 수단(20)으로 주어진다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
6 : 선박
8 : 추진 체인
16 : 전동 라인
18 : 주 열기관
20 : 결합 수단
22 : 회전 전기 기기

Claims (15)

  1. 주 열기관(18);
    분배 패널(34)에 동력을 공급하는 적어도 하나의 제2 전력 하우스(26);
    말단 프로펠러(14)에 제공되고 상기 프로펠러를 구동하기 위해 주 열기관(18)에 기계적으로 연결된 적어도 하나의 구동 라인(16);
    상기 전동 라인(16)에 기계적으로 연결되고 분배 패널(34)로부터 동력을 공급받는 적어도 하나의 회전 전기 기기(22); 및
    회전 전기 기기(22)와 주 열기관(18) 사이에서, 전동 라인(16) 상에 배열된 상기 주 열기관(18)과 회전 전기 기기(22)로부터 자유로울 수 있는 기계적 연결 수단(20);
    를 포함하고,
    회전 전기 기기(22)와 주 열기관(18)을 결합하기 전에 회전 전기 기기(22)와 주 열기관(18)의 속도를 동기화하기 위한 수단(60), 및 회전 전기 기기(22) 및 주 열기관(18)의 속도들이 본질적으로 동일하게 될 때 결합 수단을 맞물리게 하기 위한 수단(90)을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박(6)용 추진 체인(8).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주 열기관(18)은 2 행정 엔진인 것을 특징으로 하는 선박용 추진 체인.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 선박의 헐(10)로 전동 라인(16)의 축을 따라 추진력을 전달할 수 있는 스러스트 베어링(24)이 프로펠러(14)와 풀어질 수 있는 기계적 결합 수단(20) 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진 체인.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스러스트 베어링(24)은 회전 전기 기기(22) 내로 통합되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진 체인.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주 열기관(18)과 회전 전기 기기(22)의 풀어질 수 있는 기계적 결합 수단은 클러치(20)인 것을 특징으로 하는 선박용 추진 체인.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선박의 조정 단계 동안, 기계적 결합 수단(20)을 푸는 것에 의해 전동 라인(16)으로부터 주 열기관(18)의 기계적 연결을 해제하고 분배 패널(34)에 의해 공급되고 제2 전력 하우스(26)로부터 나오는 에너지로 인해 회전 기기(22)의 전류의 공급을 가능하게 하는 조정 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진 체인.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전동 라인(16)이 감속 유니트 없이 주 열기관(18)에 연결되어서, 프로펠러가 주 열기관(18)의 회전 속도로 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진 체인.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 전기 기기(22)와 전기 분배 패널(34) 사이에 연결된 전류를 형성하기 위한 가역 변환기(38)를 포함하고, 상기 전기 분배 패널(34)은 또한 선박의 전력 분배 시스템(36)에 연결되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진 체인.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주 열기관(18)의 배출부 상의 에너지 회수 터빈(33)을 포함하고, 사이 터빈(33)은 전력 출력이 전기 분배 패널(34)에 연결되는 교류기(32)에 기계적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진 체인.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 전기 기기(22)는 전동 라인(16)의 축 주위에 장착된 로터를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진 체인.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동기화 수단(60)은 회전 전기 기기(22)의 토크 세트 포인트(C22)를 조정하기 위한 수단(72)을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진 체인.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동기화 수단(60)은 주 열기관(18)과 회전 전기 기기(22)의 회전 속도들을 측정하는 속도 센서들(56, 58)을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진 체인.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동기화 수단(60)은 주 열기관(18)과 회전 기기(22) 상에 배열된 위치 센서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진 체인.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 회전 전기 기기(22)와 주 열기관(18)을 결합하기 전에 회전 전기 기기(22)와 주 열기관(18)의 상대 각 위치들을 동기화하기 위한 수단(60)을 포함하고, 회전 전기 기기(22)와 주 열기관(18)의 각 위치들이 소정의 상대 위치들에 있을 때 결합 수단(20)을 맞물리게 하기 위한 수단(90)이 결합 수단(20)의 맞물림을 보증하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진 체인.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 추진 체인과 헐(10)을 포함하는 선박(8).
KR1020100087130A 2009-09-04 2010-09-06 추진 체인 KR101787746B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0904226A FR2949750B1 (fr) 2009-09-04 2009-09-04 Chaine de propulsion
FR0904226 2009-09-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110025635A true KR20110025635A (ko) 2011-03-10
KR101787746B1 KR101787746B1 (ko) 2017-10-18

Family

ID=41565914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100087130A KR101787746B1 (ko) 2009-09-04 2010-09-06 추진 체인

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8357019B2 (ko)
EP (1) EP2292511B1 (ko)
KR (1) KR101787746B1 (ko)
FR (1) FR2949750B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160006622A (ko) * 2014-07-09 2016-01-19 우드사이드 에너지 테크놀로지스 피티와이 리미티드 실시간으로 모니터링된 선체 일체 데이터 세트를 이용한 해상 lng 선의 지향 제어 시스템 및 그 방법
KR20160006623A (ko) * 2014-07-09 2016-01-19 우드사이드 에너지 테크놀로지스 피티와이 리미티드 실시간으로 모니터링된 화물 구속 시스템 변형 데이터를 이용한 해상 lng 선의 지향 제어 시스템 및 그 방법
JP2020075651A (ja) * 2018-11-08 2020-05-21 三菱造船株式会社 船舶、船舶の航行方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8855890B2 (en) * 2007-04-18 2014-10-07 Evoke Technology Llc Engine synchronizer
DE102009043530A1 (de) * 2009-09-30 2011-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Antriebswelle und Fahrzeug mit einer derartigen elektrischen Antriebswelle
NO332138B2 (no) * 2009-11-09 2016-04-11 Rolls Royce Marine As Power Electric Systems Bergen Hybrid fremdriftssystem for et fartøy
US8795008B2 (en) * 2011-04-06 2014-08-05 Twin Disc, Inc. Two-into-two or one hybrid power device for a marine vehicle
FR2990683B1 (fr) * 2012-05-21 2014-04-18 Jean Jacques Leon Brasse Dispositif de propulsion hybride d'un navire
US9833272B2 (en) 2012-11-16 2017-12-05 Spinal Generations, Llc Multichannel cannula and methods for using same
EP3192735A1 (en) * 2016-01-12 2017-07-19 Mancraft AS Hybrid engine system
US20230020778A1 (en) * 2021-07-12 2023-01-19 Yanmar Holdings Co., Ltd. Ship control method, ship control program, and ship control system, and ship

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435961A (en) * 1980-12-19 1984-03-13 Stewart Glenn D Method and apparatus for automatically synchronizing multiple engines
JPS5918216A (ja) * 1982-07-22 1984-01-30 Hitachi Zosen Corp 電気推進装置
US4741165A (en) * 1986-04-25 1988-05-03 Kobus John R Twin engine Synchronizer
US4964276A (en) * 1989-04-12 1990-10-23 Sturdy Corporation Engine synchronizer
US5305213A (en) * 1991-05-09 1994-04-19 Eaton Corporation Driveline torque limit control strategy-using SAE J1922 type engine control
US5417597A (en) * 1994-04-28 1995-05-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Vessel with machinery modules outside watertight hull
DE19623914C2 (de) * 1995-10-04 1998-11-12 Flender A F & Co Schiffsantrieb mit einer Antriebsmaschine und direkt angetriebener Propellerwelle
JP2001301692A (ja) * 2000-04-20 2001-10-31 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 船舶の推進装置
DE10061578A1 (de) * 2000-12-11 2002-06-27 Siemens Ag Hybridantrieb für Schiffe
DE10154650C1 (de) * 2001-10-30 2003-05-08 Kaessbohrer Gelaendefahrzeug Kettenfahrzeug
DE102005059761B4 (de) * 2005-12-14 2007-12-06 Siemens Ag Antriebssystem für ein Wasserfahrzeug
US8036809B2 (en) * 2007-04-18 2011-10-11 Evoke Technology Llc Engine synchronizer
EP2067966A1 (en) * 2007-12-06 2009-06-10 Ford Global Technologies, LLC Engine arrangement
US8125095B2 (en) * 2008-06-18 2012-02-28 Duffey Christopher K Variable speed synchronous generator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160006622A (ko) * 2014-07-09 2016-01-19 우드사이드 에너지 테크놀로지스 피티와이 리미티드 실시간으로 모니터링된 선체 일체 데이터 세트를 이용한 해상 lng 선의 지향 제어 시스템 및 그 방법
KR20160006623A (ko) * 2014-07-09 2016-01-19 우드사이드 에너지 테크놀로지스 피티와이 리미티드 실시간으로 모니터링된 화물 구속 시스템 변형 데이터를 이용한 해상 lng 선의 지향 제어 시스템 및 그 방법
JP2020075651A (ja) * 2018-11-08 2020-05-21 三菱造船株式会社 船舶、船舶の航行方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2292511A1 (fr) 2011-03-09
FR2949750B1 (fr) 2011-10-07
EP2292511B1 (fr) 2013-03-27
KR101787746B1 (ko) 2017-10-18
US20110111653A1 (en) 2011-05-12
US8357019B2 (en) 2013-01-22
FR2949750A1 (fr) 2011-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101787746B1 (ko) 추진 체인
US8545278B2 (en) Method and apparatus for operation of a marine vessel hybrid propulsion system
JP5086323B2 (ja) 排熱回収型船舶推進装置およびこれを備えた船舶ならびに排熱回収型船舶推進装置の制御方法
KR101602507B1 (ko) 선박용 대형 디젤 엔진의 배기가스 에너지를 이용하는 선박 추진 시스템
WO2011021727A1 (ja) 舶用推進装置
KR102314973B1 (ko) 축계발전기와 축전지를 이용한 하이브리드 추진선박
US8299638B2 (en) Propulsion system for ships
AU2012203987A1 (en) Propulsion system
EP2658773B1 (en) Propulsion system
CN101767645A (zh) 新型电力推进系统
KR20140132404A (ko) 선박용 구동 케스케이드 시스템
CA2825560A1 (en) Arrangement for steering a ship and for supplying power to its propulsion system
JP3902157B2 (ja) 船舶推進装置＿
JP2008111384A (ja) 船舶用エンジンの余剰排気エネルギ回収システム
JP7343252B2 (ja) クラッチを用いた推進及び制動システム
WO2021006223A1 (ja) 推進システム
RU2392180C1 (ru) Гребная электрическая установка (варианты)
KR20100030572A (ko) 대형 디젤 엔진용 에너지 회수 장치
KR20120058561A (ko) 내연 기관 시스템 및 선박
CN204210722U (zh) 一种应用于小型船舶的动力推进装置及其系统
CN109733584A (zh) 一种船艇用柴电混合推进装置及方法
KR20150030307A (ko) 컨테이너선의 전력 관리시스템 및 전력 관리방법
CN111017180A (zh) 船舶混合推进方法及系统
JP2014148265A (ja) 船舶
CN103569342A (zh) 一种应用于小型船只上的动力系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant