KR20170102966A - 선박 추진 시스템, 선박 및 선박 추진 방법 - Google Patents

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Abstract

메인 기관의 대형화를 방지할 수 있는 선박 추진 시스템을 제공한다. 선박 추진 시스템(1)은, 선내에 전력을 공급하는 메인 발전기(10A, 10B, 10C)와, 메인 발전기(10A, 10B, 10C)의 전력을 분배하는 배전부(11)와, 배전부(11)를 통하여 입력된 전력에 의하여 제1 회전축(27)을 회전 구동하는 제1 전동기(21)와, 제1 회전축(27)과 함께 회전하는 메인 프로펠러(24)와, 배전부(11)를 통하여 입력된 전력에 의하여 제2 회전축(17)을 회전 구동하는 제2 전동기(15)와, 메인 프로펠러(24)의 선미측에 배치되어, 제2 회전축(17)과 함께 회전하는 선미측 프로펠러(16)를 구비한다.

Description

선박 추진 시스템, 선박 및 선박 추진 방법{SHIP PROPULSION SYSTEM, SHIP, AND SHIP PROPULSION METHOD}
본 발명은, 선박 추진 시스템, 선박 및 선박 추진 방법에 관한 것이다.
본원은, 2015년 2월 20일에, 일본에 출원된 특원 2015-031546호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
이중 반전 프로펠러(CRP: Contra Rotating Propeller system)를 구비한 선박에 있어서 메인 프로펠러 구동용 메인 기관(엔진)에 의하여 구동되는 축 발전기의 발전 전력, 또는 선내용 전력을 공급하기 위하여 구비된 메인 발전기의 발전 전력 중 어느 하나를 선택하여 선미측 프로펠러의 구동용 모터에 공급하는 선박 추진 시스템이 있다(특허문헌 1).
이 선박 추진 시스템을 이용하면, 통상 항행 시에는 연비가 좋은 메인 기관에 의하여 구동되는 축 발전기로 발전한 전력을 선미측 프로펠러용 모터에 공급한다. 이 선박 추진 시스템은, 운항 스케줄의 지연 등으로 인하여 선속을 높일 필요가 있을 때는 축 발전기를 사용하지 않고, 메인 기관은 메인 프로펠러의 구동에만 사용하며, 선미측 프로펠러는 메인 발전기에 의한 발전 전력으로 구동시킴으로써 추진에 제공하는 파워를 높여 선속을 높일 수 있다.
특허문헌 1: 일본 공표특허공보 2014-505621호
그러나, 이와 같은 선박 추진 시스템의 경우, 설계 시에 상정하는 선속이 커질수록, 메인 기관이 대형화되어, 초기 비용이 비싸진다. 메인 기관이 대형화되면, 기관실을 차지하는 메인 기관의 스페이스가 커져, 메인트넌스 스페이스가 작아지게 된다. 메인트넌스 스페이스를 확보하기 위하여 기관실을 크게 하면 손상 시의 기관실에 있어서의 침수량이 증가하여, 복원 성능을 확보하고자 하면 선폭을 크게 해야 하기 때문에 추진 성능이나 연비의 악화로 이어진다.
본 발명은, 상술한 과제를 해결할 수 있는 선박 추진 시스템, 선박 및 선박 추진 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 양태에 의하면, 선박 추진 시스템은, 선내에 전력을 공급하는 메인 발전기와, 상기 메인 발전기의 전력을 분배하는 배전부와, 상기 배전부를 통하여 입력된 전력에 의하여 제1 회전축을 회전 구동하는 제1 전동기와, 상기 제1 회전축과 함께 회전하는 메인 프로펠러와, 상기 배전부를 통하여 입력된 전력에 의하여 제2 회전축을 회전 구동하는 제2 전동기와, 상기 메인 프로펠러의 선미측에 배치되어, 상기 제2 회전축과 함께 회전하는 선미측 프로펠러를 구비한다.
본 발명의 제2 양태에 의하면, 상기 선박 추진 시스템은, 상기 제1 회전축을 회전 구동시키는 메인 기관을 더 구비하고, 상기 제1 전동기는, 상기 메인 기관에 의한 상기 메인 프로펠러의 회전의 부족분을, 상기 제1 회전축을 회전 구동함으로써 보충한다.
본 발명의 제3 양태에 의하면, 상기 제1 전동기는, 상기 메인 기관의 출력에 의한 상기 제1 회전축의 회전에 의하여 발전하여 상기 배전부에 전력 공급하는 발전기를 구비하고, 상기 배전부는, 상기 제1 전동기에 의하여 공급되는 전력을 상기 제2 전동기에 공급한다.
본 발명의 제4 양태에 의하면, 상기 선박 추진 시스템은, 상기 제1 전동기의 동작을 전환하는 제어부를 더 구비하고, 상기 제어부는, 선박에 요구되는 추진력에 따라 상기 제1 전동기에 의하여 상기 제1 회전축을 회전 구동시킬지, 상기 메인 기관의 회전에 의하여 발전하여 상기 배전부에 전력 공급할지를 전환한다.
본 발명의 제5 양태에 의하면, 상기 선박 추진 시스템은, 하나의 상기 메인 프로펠러에 대하여 복수의 상기 메인 기관과, 당해 복수의 메인 기관에 접속된 감속기를 구비한다.
본 발명의 제6 양태에 의하면, 상기 메인 프로펠러는 가변 피치 프로펠러로서, 상기 제1 전동기는 일정한 회전 속도로 회전 구동한다.
본 발명의 제7 양태에 의하면, 상기 메인 프로펠러는 고정 피치 프로펠러이다.
본 발명의 제8 양태에 의하면, 상기 선박 추진 시스템은, 하나 또는 복수의 상기 메인 프로펠러와, 각각의 메인 프로펠러에 대향하도록 배치된 하나의 상기 선미측 프로펠러를 구비한다.
본 발명의 제9 양태에 의하면, 상기 선박 추진 시스템은, 하나의 상기 메인 프로펠러에 대하여, 당해 메인 프로펠러의 회전축을 대칭축으로 하여 선 대칭으로 배치한 2개의 상기 선미측 프로펠러를 구비한다.
본 발명의 제10 양태에 의하면, 선박은, 상술한 어느 하나에 기재된 선박 추진 시스템을 구비한다.
본 발명의 제11 양태에 의하면, 선박 추진 방법은, 선내에 전력을 공급하는 메인 발전기가 전력을 공급하고, 배전부가 상기 메인 발전기의 전력을 분배하며, 상기 배전부를 통하여 입력된 전력에 의하여 제1 전동기가 제1 회전축을 회전 구동하고, 메인 프로펠러를 상기 제1 회전축과 함께 회전시키며, 상기 배전부를 통하여 입력된 전력에 의하여 제2 전동기가 제2 회전축을 회전 구동하고, 상기 메인 프로펠러의 선미측에 배치되는 선미측 프로펠러를 상기 제2 회전축과 함께 회전시킨다.
상기한 선박 추진 시스템, 선박 및 선박 추진 방법에 의하면, 메인 기관의 대형화를 방지하면서, 추진 성능이 좋은 선박의 추진 시스템을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제1 도이다.
도 2는 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제2 도이다.
도 3은 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제3 도이다.
도 4는 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제4 도이다.
도 5는 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제5 도이다.
도 6은 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제6 도이다.
도 7은 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제7 도이다.
도 8은 본 발명에 관한 제2 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 도이다.
<제1 실시형태>
이하, 본 발명의 제1 실시형태에 의한 선박 추진 시스템을 도 1~도 7을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제1 도이다.
선박 추진 시스템(1)은, 페리 등의 여객선이나 화물선 등에 구비된 선박의 추진 시스템이다.
도 1이 나타내는 바와 같이 선박 추진 시스템(1)은, 메인 발전기(10A), 메인 발전기(10B), 메인 발전기(10C), 배전반(11), 변압기(12), 인버터(13), 포드 추진기(14), 모터(15), 선미측 프로펠러(16), 추진용 메인 기관(20), 축 발전기 모터(21), 사이리스터 인버터(22), 동기 조속기(23), 제어 장치(30)를 구비하고 있다. 메인 발전기(10A~10C)를 총칭하여 메인 발전기(10)라고 부른다.
메인 발전기(10A, 10B, 10C)는 선내에 설치된 발전기이며, 선내의 설비에 전력을 공급한다. 메인 발전기(10A~10C)는 배전반(11)에 접속되어 있다.
배전반(11)은 메인 발전기(10A), 메인 발전기(10B), 메인 발전기(10C), 변압기(12), 사이리스터 인버터(22), 도시하지 않은 선내 기기와 접속되어 있다. 배전반(11)은 메인 발전기(10A~10C)와 변압기(12), 사이리스터 인버터(22), 도시하지 않은 선내 기기의 사이에 존재하여 전기 회로의 개폐나 전기 계통의 전환을 행한다. 예를 들면, 배전반(11)은 메인 발전기(10A~10C)가 발전한 전력을, 변압기(12) 및 선내 기기에 전력을 공급하는 전기 계통으로 분배한다. 소정의 조건하에서는, 배전반(11)은 변압기(12)나 선내 기기에 더하여, 사이리스터 인버터(22)에 전력을 공급한다. 소정의 조건하에서는, 배전반(11)은 후술하는 축 발전기 모터(21)의 발전 전력을 변압기(12)나 선내 기기에 공급한다.
변압기(12)는 배전반(11)으로부터 출력되는 전력의 전압을, 인버터(13)에 공급 가능한 소정의 전압으로 강압한다.
인버터(13)는 선미측 프로펠러(16)의 회전수가, 원하는 회전수가 되도록, 변압기(12)가 출력한 전압과 주파수를 원하는 전압과 주파수로 제어한다.
포드 추진기(14)는 메인 프로펠러(24)의 후방에 배치된 고치 모양의 추진 장치이다. 포드 추진기(14)는 모터(15)와 선미측 프로펠러(16)를 구비하여 구성된다.
모터(15)는 포드 추진기(14)에 내장된 전동기이다. 모터(15)는 인버터(13)가 제어한 전력에 의하여 회전 구동된다.
선미측 프로펠러(16)는, 모터(15)의 회전축과 동축에 샤프트(17)를 통하여 접속되어 있으며, 모터(15)의 구동에 따라 회전한다. 선미측 프로펠러(16)는 메인 프로펠러(24)의 선미측에 마련되어 있으며, 메인 프로펠러(24)에 의한 추진력을 보조하거나, 선박의 이접안(離接岸) 시에 사이드 스러스터로서 이용되기도 한다.
추진용 메인 기관(20)은, 예를 들면 디젤 엔진이다. 추진용 메인 기관(20)은, 샤프트(27)를 통하여 메인 프로펠러(24)와 접속되어 있다. 추진용 메인 기관(20)은 샤프트(27)를 회전 구동시킴으로써, 메인 프로펠러(24)를 회전시킨다. 또한, 샤프트(27)를 회전 구동하는 장치로서, 추진용 메인 기관(20)에는 가스 터빈, 증기 터빈, 원자력 터빈, 전동기 등을 적용하는 것도 가능하다.
축 발전기 모터(21)는, 추진용 메인 기관(20)의 출력에 의한 샤프트(27)의 회전에 의하여 발전하는 발전기와 메인 발전기(10)가 발전한 전력에 의하여 회전 구동되는 모터를 구비하는 장치이다. 축 발전기 모터(21)는 샤프트(27)에 마련되어 있다. 또한, 축 발전기 모터(21)는 추진용 메인 기관(20)의 선미측에 배치되어 있지만 선수측에 배치해도 된다. 축 발전기 모터(21)가 발전기로서 동작하는 모드를 발전 모드라고 부르고, 모터로서 동작하는 모드를 전동 모드라고 부른다. 제어 장치(30)는, 예를 들면 선박에 요구되는 추진력에 따라 축 발전기 모터(21)의 운전 모드를 발전 모드와 전동 모드로 전환한다.
예를 들면, 축 발전기 모터(21)의 회전축에는 동축에 제1 기어가 마련되어 있고, 샤프트(27)에는 동축에 제2 기어가 마련되어 있다. 제1 기어는 제2 기어와 끼워 맞춰져 있으며, 축 발전기 모터(21)와 샤프트(27)는, 이들 기어를 통하여 연결되어 있다. 축 발전기 모터(21)가 전동 모드로 동작할 때는, 축 발전기 모터(21)는 메인 발전기(10)에 의한 전력에 의하여 회전 구동되고, 그 회전이 제1 기어를 통하여 제2 기어에 전달되어, 샤프트(27)가 회전한다. 전동 모드의 경우에는, 추진용 메인 기관(20)에 의한 회전 동력에 더하여, 축 발전기 모터(21)에 의한 회전 동력이 샤프트(27)에 입력되어, 이들 동력이 샤프트(27)를 통하여 메인 프로펠러(24)를 회전시킨다. 이와 같이, 축 발전기 모터(21)가 전동 모드로 동작할 때는, 축 발전기 모터(21)의 동력이 메인 프로펠러(24)의 회전을 보조한다.
축 발전기 모터(21)가 발전 모드로 동작할 때는, 추진용 메인 기관(20)이 샤프트(27)를 회전 구동하고, 그 회전이 제2 기어를 통하여 제1 기어에 전달되어, 축 발전기 모터(21)의 회전축이 회전한다. 이와 같이, 축 발전기 모터(21)가 발전 모드로 동작할 때는, 축 발전기 모터(21)는 샤프트(27)의 회전에 의하여 발전한다.
사이리스터 인버터(22)는, 축 발전기 모터(21)에 의한 발전 전력 또는 배전반(11)으로부터 출력된 전력의 주파수의 변동을 억제하여 안정화시키기 위한 정주파 장치이다.
동기 조속기(23)는, 축 발전기 모터(21)에 의한 발전 전력의 전압 및 주파수, 또는 배전반(11)으로부터 출력된 전력의 전압 및 주파수를 제어하는 장치이다. 사이리스터 인버터(22) 및 동기 조속기(23)는, 축 발전기 모터(21)가 발전한 전력을 제어하여 배전반(11)에 출력한다. 사이리스터 인버터(22) 및 동기 조속기(23)는, 배전반(11)으로부터 출력된 전력을 제어하여 축 발전기 모터(21)에 출력한다.
메인 프로펠러(24)는, 추진용 메인 기관(20)과 샤프트(27)를 통하여 접속되어 있으며, 샤프트(27)의 회전 구동에 의하여 회전하여, 선박의 주행에 필요한 추진력의 대부분을 발생시킨다. 축 발전기 모터(21)가 전동 모드로 동작할 때는, 메인 프로펠러(24)는, 추진용 메인 기관(20)의 출력에 더하여 축 발전기 모터(21)의 출력에 의하여 보조된 동력에 의하여 회전한다. 또한, 도 1에 있어서 메인 프로펠러(24)와 선미측 프로펠러(16)는, 동축 상에 대향하여 구비되어 있으며, 1세트의 이중 반전 프로펠러(CRP)를 형성하고 있다.
선박 추진 시스템(1)은, 선내에 전력을 공급하는 메인 발전기(메인 발전기(10A, 10B, 10C))와, 메인 발전기의 전력을 분배하는 배전부(배전반(11))와, 배전부를 통하여 입력된 전력에 의하여 제1 회전축(샤프트(27))을 회전 구동하는 제1 전동기(축 발전기 모터(21))와, 제1 회전축과 함께 회전하는 메인 프로펠러(메인 프로펠러(24))와, 배전부를 통하여 입력된 전력에 의하여 제2 회전축(샤프트(17))을 회전 구동하는 제2 전동기(모터(15))와, 메인 프로펠러의 선미측에 배치되어, 상기 제2 회전축과 함께 회전하는 선미측 프로펠러(선미측 프로펠러(16))와, 제1 회전축을 회전 구동시키는 메인 기관(추진용 메인 기관(20))을 구비하고, 제1 전동기는 상기 메인 기관에 의한 상기 메인 프로펠러의 회전의 부족분을, 상기 제1 회전축을 회전 구동함으로써 보충한다. 제어부(제어 장치(30))는, 선박에 요구되는 추진력에 따라 제1 전동기에 의하여 제1 회전축을 회전 구동시킬지, 메인 기관의 회전에 의하여 발전하여 배전부에 전력 공급할지를 전환한다.
다음으로 선박 추진 시스템(1)의 선박 추진 시의 동작의 일례에 대하여 설명한다.
(동작예 1)
메인 발전기(10A~10C)는 발전 전력을 배전반(11)에 출력하고, 배전반(11)은 입력된 전력의 일부를 선내 전력으로서, 선내 기기에 출력한다. 배전반(11)은 입력된 전력의 일부를 변압기(12)에 출력한다. 이 전력은, 변압기(12), 인버터(13)를 거쳐 모터(15)에 공급되어, 선미측 프로펠러(16)의 구동 전력으로서 이용된다. 한편, 추진용 메인 기관(20)은 샤프트(27)를 통하여 메인 프로펠러(24)를 회전시킨다. 이와 같이 동작예 1에서는, 추진용 메인 기관(20)의 출력에 의하여, 메인 프로펠러(24)가 회전하고, 메인 발전기(10A~10C)로부터 공급되는 전력에 의하여 선미측 프로펠러(16)를 회전시킴으로써 선박을 추진한다.
(동작예 2)
선박 추진 시스템(1)의 선박 추진 시의 동작의 다른 예에 대하여 설명한다. 동작예 1과 마찬가지로 메인 발전기(10A~10C)의 전력은, 선내 기기와 선미측 프로펠러(16)의 회전에 이용된다. 제어 장치(30)는, 예를 들면 선박의 스피드가 소정의 속도 이하인 것을 조건으로, 축 발전기 모터(21)를 발전 모드로 동작시킨다. 이로써, 추진용 메인 기관(20)의 동력은, 메인 프로펠러(24)를 회전시키기 위하여 이용될 뿐만 아니라, 축 발전기 모터(21)를 회전시키기 위해서도 이용된다. 축 발전기 모터(21)는, 추진용 메인 기관(20)의 출력에 의하여 샤프트(27)와 함께 회전하여 전력을 발전시킨다. 축 발전기 모터(21)는, 발전한 전력을, 사이리스터 인버터(22)를 통하여 배전반(11)에 출력한다. 제어 장치(30)는 배전반(11)을 제어하고, 축 발전기 모터(21)에 의한 발전 전력이 변압기(12)에 공급되도록 전기 계통을 전환한다. 배전반(11)은, 축 발전기 모터(21)로부터 입력된 전력을 변압기(12)에 출력한다. 변압기(12)에 입력된 전력은 인버터(13)를 통하여 모터(15)에 출력되고, 선미측 프로펠러(16)의 회전에 이용된다. 이와 같이, 동작예 2에서는, 축 발전기 모터(21)에 의한 발전 전력이 선미측 프로펠러(16)의 회전에 이용된다. 이로써, 메인 발전기(10A~10C)에 의한 발전 전력을 다른 선내 기기 등에 우선적으로 할당할 수 있다. 혹은, 메인 발전기(10A~10C)에 의한 발전 전력을 줄여, 에너지 절약화할 수 있다. 또한, 축 발전기 모터(21)에 의한 발전 전력은 선내 기기용 전력으로서 이용해도 된다.
이 동작예 2는, 예를 들면 선박에 요구되는 추진력이 크지 않아(요구 선속이 크지 않아), 추진용 메인 기관(20)의 출력을 메인 프로펠러(24)의 회전에 이용해도 여유가 있는 경우 등에서 이용할 수 있다. 축 발전기 모터(21)를 갖지 않는 선박 추진 시스템의 경우, 선내 전력이 높아지는 경우에 대비하여, 대형의 메인 발전기(10A~10C)를 구비하거나, 또한 많은 대수의 메인 발전기(10)를 구비하거나 할 필요가 있다. 일반적으로 추진용 메인 기관(20)의 운전 효율은 좋아, 추진용 메인 기관(20)의 출력을 우선적으로 이용하는 것이 연비가 좋다. 한편, 메인 발전기(10A~10C)에 대해서는, 부하의 상황에 따라 최적의 운전 대수로 제어하는 파워 매니지먼트가 행해지는 경우도 많다. 본 실시형태의 동작예 2에 의하면, 추진용 메인 기관(20)의 출력을 이용하여 축 발전기 모터(21)에 의하여 발전하고, 그 전력을 급전할 수 있으므로, 메인 발전기(10)의 대용량화를 방지하여 초기 비용을 억제할 수 있다. 또, 메인 발전기(10)의 가동 대수를 삭감하여 에너지 절약화를 도모할 수 있다.
(동작예 3)
또한, 선박 추진 시스템(1)의 선박 추진 시의 동작의 다른 예에 대하여 설명한다. 동작예 1, 2와 마찬가지로 메인 발전기(10A~10C)의 전력은, 선내 기기와 선미측 프로펠러(16)의 회전에 이용된다. 추진용 메인 기관(20)의 출력은, 메인 프로펠러(24)를 회전시키기 위하여 이용된다. 또한, 이 동작예 3에서는, 제어 장치(30)가, 예를 들면 선박의 스피드가 소정의 속도보다 큰 것을 조건으로, 배전반(11)을 제어하고, 메인 발전기(10A~10C)의 발전 전력을 사이리스터 인버터(22)에 출력하도록 전력 계통을 전환한다. 메인 발전기(10A~10C)에 의한 발전 전력은, 사이리스터 인버터(22)와 동기 조속기(23)를 통하여 축 발전기 모터(21)에 공급된다. 제어 장치(30)는 축 발전기 모터(21)를 전동 모드로 동작시킨다. 축 발전기 모터(21)가 모터로서 동작함으로써, 축 발전기 모터(21)는, 메인 발전기(10A~10C)의 발전 전력의 일부를 동력원으로 하여 회전 구동한다. 축 발전기 모터(21)의 회전 동력은, 추진용 메인 기관(20)의 출력에 의한 메인 프로펠러(24)의 회전을 보조한다. 즉 동작예 3에서는, 축 발전기를 모터로서 이용함으로써, 메인 발전기(10A~10C)의 발전 전력의 일부를 메인 프로펠러(24)의 추진 보조에 이용한다.
이 동작예 3은, 예를 들면 선박에 요구되는 추진력이 커, 요구 선속이 큰 경우에 이용할 수 있다. 축 발전기 모터(21)를 갖지 않는 선박 추진 시스템의 경우, 선박의 속도를 담보하기 위해서는, 대형의 추진용 메인 기관(20)을 구비할 필요가 있다. 그러나, 본 실시형태의 동작예 3에 의하면, 추진용 메인 기관(20)의 회전 동력의 부족분을 메인 발전기(10A~10C)의 발전 전력에 의한 축 발전기 모터(21)의 회전 동력에 의하여 보충하여, 메인 프로펠러(24)의 추진 보조에 사용할 수 있다. 이로 인하여, 선속을 높이는 것을 상정하여 대형의 추진용 메인 기관(20)을 구비할 필요가 없어져, 초기 비용을 억제할 수 있다. 상용 출력(예를 들면 정격 출력의 80%의 출력)에 보조함으로써 추진용 메인 기관(20)은 상용 출력 그대로 높은 추진 출력을 낼 수 있다. 이로 인하여, 추진용 메인 기관(20)에 가해지는 부하를 저감하고, 피폐를 방지함으로써, 메인트넌스 코스트의 삭감으로 이어진다. 추진용 메인 기관(20)에 문제가 있었던 경우, 축 발전기 모터(21)를 전동 모드로 동작시킴으로써 메인 프로펠러(24)를 회전시켜 배를 추진시킬 수 있다.
본 실시형태의 선박 추진 시스템(1)은, 이하에 설명하는 도 2~도 7과 같은 구성으로 하는 것도 가능하다.
(1기 1축 CRP(FPP))
도 2는 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제2 도이다.
도 2의 선박 추진 시스템(2)은, 추진용 메인 기관이 1기, 메인 프로펠러가 1축인 구성을 나타내고 있다. 도 2의 선박 추진 시스템(2)은, 선미측 프로펠러와 메인 프로펠러가 동축 상의 근접하는 위치에 마주보고 마련된 이중 반전식 프로펠러 방식을 채용한 추진 시스템이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 선박 추진 시스템(2)은, 메인 발전기(10A, 10B, 10C), 배전반(11), 변압기(12), 인버터(13), 모터(15), FPP(161), 저속 디젤 기관(201), 축 발전기 모터(21), 사이리스터 인버터(22), 동기 조속기(23), 메인 프로펠러(24)를 구비하고 있다.
도 2의 선박 추진 시스템(2)은, 모터(15)가 포드 추진기 내가 아닌 선내에 마련되어 있다. 모터(15)는, 도시하지 않은 기계적인 전달 기구에 의하여 회전 동작을 샤프트(17)에 전달하여, FPP(161)를 회전시킨다. 또한, 도 2의 선박 추진 시스템(2)에 있어서는, 선미측 프로펠러(16)의 일례로서, FPP(Fixed Pitch Propeller: 고정 피치 프로펠러)(161)를, 또 추진용 메인 기관(20)의 일례로서, 정격 운전 시에서의 회전 속도가 비교적 느린 저속 디젤 기관(201)을 구비하고 있다. 도 2의 선박 추진 시스템(2)의 다른 구성이나 동작(동작예 1~동작예 3)은, 도 1의 경우와 동일하다.
(1기 1축 CRP(CPP))
도 3은 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제3 도이다.
도 3의 선박 추진 시스템(3)도 도 2와 마찬가지로, 추진용 메인 기관이 1기, 메인 프로펠러가 1축인 이중 반전식 프로펠러 방식을 채용한 추진 시스템이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 선박 추진 시스템(3)은, 메인 발전기(10A, 10B, 10C), 배전반(11), 모터(15), CPP(162), 저속 디젤 기관(201), 축 발전기 모터(21), 사이리스터 인버터(22), 동기 조속기(23), 메인 프로펠러(24)를 구비하고 있다.
도 3의 선박 추진 시스템(3)에 있어서도, 모터(15)는 선내에 마련되고, 도시하지 않은 기계적인 전달 기구에 의하여 회전 동작이 샤프트(17)에 전달된다. 또한, 도 3의 선박 추진 시스템(3)에 있어서는, 선미측 프로펠러(16)의 일례로서, CPP(Controllable Pitch Propeller: 가변 피치 프로펠러)(162)를, 또 추진용 메인 기관(20)의 일례로서, 저속 디젤 기관(201)을 구비하고 있다. FPP(161)가 회전수를 제어함으로써 필요한 추진력을 얻는 것에 대하여, CPP(162)는 회전수는 일정한 그대로, 프로펠러 피치(익각(翼角))를 변화시킴으로써 필요한 추진력을 얻을 수 있다. 따라서 도 3의 구성의 경우, FPP를 구비한 도 2와 달리, 회전수의 제어에 필요한 인버터(13)와 변압기(12)를 구비하고 있지 않다. 도 3의 선박 추진 시스템(3)의 다른 구성이나 동작은, 도 2의 경우와 동일하다.
(2기 1축 CRP(FPP))
도 4는, 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제4 도이다.
도 4의 선박 추진 시스템(4)은, 추진용 메인 기관이 2기, 메인 프로펠러가 1축인 구성을 나타내고 있다. 도 4의 경우, 하나의 메인 프로펠러에 대하여, 메인 프로펠러의 회전축을 대칭축으로 하여 2개의 선미측 프로펠러를 선 대칭으로 배치한 구성으로 되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 선박 추진 시스템(4)은, 메인 발전기(10A, 10B, 10C), 배전반(11), 변압기(12A), 변압기(12B), 인버터(13A), 인버터(13B), 모터(15A), 모터(15B), FPP(161A), FPP(161B), 중속 디젤 기관(202A), 중속 디젤 기관(202B), 축 발전기 모터(21), 사이리스터 인버터(22), 동기 조속기(23), 메인 프로펠러(24), 감속기(25)를 구비하고 있다.
배전반(11)은 메인 발전기(10A~10C), 변압기(12A), 변압기(12B), 사이리스터 인버터(22)와 접속되어 있다. 변압기(12A)는 인버터(13A)와 접속되어 있고, 인버터(13A)는 모터(15A)와 접속되어 있다. 모터(15A)는 기계적인 전달 기구를 통하여 샤프트(17A)와 접속되어 있다. 마찬가지로, 변압기(12B)는 인버터(13B)와 접속되어 있고, 인버터(13B)는 모터(15B)와 접속되어 있다. 모터(15B)는 기계적인 전달 기구를 통하여 샤프트(17B)와 접속되어 있다.
감속기(25)는 중속 디젤 기관(202A) 및 중속 디젤 기관(202B)과 접속되어 있다. 감속기(25)는 샤프트(27)를 통하여 메인 프로펠러(24)와 접속되어 있다. 중속 디젤 기관(202)의 중속이란, 정격 운전 시에서의 회전 속도가 중간 정도인 것을 나타내고 있고, 감속기(25)는, 중속 디젤 기관(202A) 및 중속 디젤 기관(202B)의 회전 속도를 줄여 메인 프로펠러(24)를 회전시킨다. 샤프트(27)에는, 축 발전기 모터(21)가 마련되어 있다. 축 발전기 모터(21)는 사이리스터 인버터(22)와 접속되어 있다. 사이리스터 인버터(22)는 동기 조속기(23)와 접속되어 있다.
도 4의 선박 추진 시스템(4)에 있어서는, 선미측 프로펠러(16)의 일례로서, 2기의 FPP(161A), FPP(161B)를, 또 추진용 메인 기관(20)의 일례로서, 2기의 중속 디젤 기관(202A), 중속 디젤 기관(202B)을 구비하고 있다.
이하, 변압기(12A), 변압기(12B)를 총칭하여 변압기(12)라고 한다. 마찬가지로, 인버터(13A), 인버터(13B)를 총칭하여 인버터(13)라고 한다. 모터(15A), 모터(15B)를 총칭하여 모터(15)라고 한다. FPP(161A), FPP(161B)를 총칭하여 FPP(161)라고 한다. 중속 디젤 기관(202A), 중속 디젤 기관(202B)을 총칭하여 중속 디젤 기관(202)이라고 한다.
도 4의 선박 추진 시스템(4)에 있어서의 상술한 동작예 1~3의 설명을 행한다. 동작예 1에서는, 메인 발전기(10A~10C)가 발전한 전력은, 배전반(11)을 통하여 변압기(12A) 및 변압기(12B)에 공급된다. 또한, 변압기(12A)는 입력된 전력의 전압을 변환하여 인버터(13A)에 출력한다. 인버터(13A)는 입력된 전력의 주파수를 제어하여 모터(15A)에 출력한다. 모터(15A)는 샤프트(17A)를 통하여 FPP(161A)를 회전시킨다. 마찬가지로, 변압기(12B)는 입력된 전력의 전압을 변환하여 인버터(13B)에 출력한다. 인버터(13B)는 입력된 전력의 주파수를 제어하여 모터(15B)에 출력한다. 모터(15B)는 샤프트(17B)를 통하여 FPP(161B)를 회전시킨다. 감속기(25)는, 중속 디젤 기관(202A) 및 중속 디젤 기관(202B)의 출력을 입력하여 회전 속도를 줄이고, 샤프트(27)를 통하여 메인 프로펠러(24)를 회전시킨다.
동작예 2의 경우, 제어 장치(30)는 축 발전기 모터(21)를 발전 모드로 동작시킨다. 축 발전기 모터(21)는 발전 전력을 사이리스터 인버터(22)에 출력하고, 사이리스터 인버터(22)는 배전반(11)에 출력한다. 동기 조속기(23)는, 사이리스터 인버터(22)가 배전반(11)에 출력하는 전력의 전압이나 주파수를 제어한다. 제어 장치(30)는 배전반(11)의 전기 계통을 도 1에서의 설명과 동일하게 전환한다. 배전반(11)은, 사이리스터 인버터(22)로부터 입력된 전력을 변압기(12A) 및 변압기(12B)에 출력한다. 그들 전력은, 각각 FPP(161A), FPP(161B)의 동력원으로서 이용된다. 또는, 배전반(11)은, 사이리스터 인버터(22)로부터 입력된 전력을 선내 설비의 전력에 이용해도 된다. 이로써, 메인 발전기(10A~10C)의 가동 대수나 발전 용량을 최적화할 수 있다.
동작예 3의 경우, 제어 장치(30)는 축 발전기 모터(21)를 전동 모드로 동작시킨다. 제어 장치(30)는 배전반(11)의 전기 계통을 도 1에서의 설명과 동일하게 전환한다. 배전반(11)은 메인 발전기(10A~10C)의 발전 전력의 일부를, 사이리스터 인버터(22)를 통하여 축 발전기 모터(21)에 출력하고, 축 발전기 모터(21)는 회전 구동함으로써, 추진용 메인 기관(20)에 의한 메인 프로펠러(24)의 회전에 보조한다.
도 4의 선박 추진 시스템(4)의 경우, FPP(161A), FPP(161B)는, 예를 들면 애지머스 추진기에 마련된 선미측 프로펠러이다. 애지머스 추진기란, 추진기 자체가 회전함으로써, 선박을 추진시키는 기능에 더하여, 키의 기능을 갖는 추진기이다. 애지머스 추진기는 스러스터로서도 이용할 수 있다. 예를 들면, 애지머스 추진기는 이접안 시에는 스탠(선미) 스러스터로서 사용할 수 있고, 또한 360도 선회가 가능한 점에서, 전후, 좌우의 수력의 조정이 용이하며, 좁은 구내에 있어서의 이접안을 원활하게 할 수 있다. 도 4의 선박 추진 시스템(4)의 경우, 애지머스 추진기 및 중속 디젤 기관(202)을 2기씩 구비하고 있는 점에서, 중복성(redundancy)을 확보할 수 있다.
(2기 1축 CRP(CPP))
도 5는 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제5 도이다.
도 5의 선박 추진 시스템(5)도 도 4와 마찬가지로, 추진용 메인 기관이 2기, 메인 프로펠러가 1축인 구성을 나타내고 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 선박 추진 시스템(5)은, 메인 발전기(10A, 10B, 10C), 배전반(11), 모터(15A), 모터(15B), CPP(162A), CPP(162B), 중속 디젤 기관(202A), 중속 디젤 기관(202B), 축 발전기 모터(21), 사이리스터 인버터(22), 동기 조속기(23), 메인 프로펠러(24), 감속기(25)를 구비하고 있다. 도 5의 선박 추진 시스템(5)에 있어서는, 선미측 프로펠러(16)의 일례로서, 2기의 CPP(162A), CPP(162B)를, 또 추진용 메인 기관(20)의 일례로서, 2기의 중속 디젤 기관(202A), 중속 디젤 기관(202B)을 구비하고 있다. 도 5의 선박 추진 시스템(5)의 선미측 프로펠러는 CPP이기 때문에, 도 4와 달리, 변압기(12), 인버터(13)를 구비하고 있지 않다.
도 5의 선박 추진 시스템(5)의 다른 구성이나 동작은 도 4의 경우와 동일하다.
(2기 2축 CRP(FPP))
도 6은 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제6 도이다.
도 6의 선박 추진 시스템(6)은 추진용 메인 기관이 2기, 메인 프로펠러가 2축인 구성을 나타내고 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 선박 추진 시스템(6)은, 메인 발전기(10A, 10B, 10C), 배전반(11), 변압기(12A), 변압기(12B), 인버터(13A), 인버터(13B), 모터(15A), 모터(15B), FPP(161A), FPP(161B), 중속 디젤 기관(202A), 중속 디젤 기관(202B), 축 발전기 모터(21A), 축 발전기 모터(21B), 사이리스터 인버터(22A), 사이리스터 인버터(22B), 동기 조속기(23A), 동기 조속기(23B), 메인 프로펠러(24A), 메인 프로펠러(24B)를 구비하고 있다. 도 6의 선박 추진 시스템(6)에 있어서는, 선미측 프로펠러(16)의 일례로서, 2기의 FPP(161A), FPP(161B)를, 또 추진용 메인 기관(20)의 일례로서, 2기의 중속 디젤 기관(202A), 중속 디젤 기관(202B)을 구비하고 있다.
배전반(11)은 메인 발전기(10A~10C), 변압기(12A, 12B), 사이리스터 인버터(22A, 22B)와 접속되어 있다. 변압기(12), 인버터(13), 모터(15), FPP(161)의 접속 관계에 대해서는 도 4의 경우와 동일하다. 중속 디젤 기관(202A)은 샤프트(27A)를 통하여 메인 프로펠러(24A)와 접속되어 있다. 샤프트(27A)에는, 축 발전기 모터(21A)가 마련되어 있다. 축 발전기 모터(21A)는 사이리스터 인버터(22A)와 접속되어 있다. 사이리스터 인버터(22A)는 동기 조속기(23A)와 접속되어 있다. 마찬가지로, 중속 디젤 기관(202B)은 샤프트(27B)를 통하여 메인 프로펠러(24B)와 접속되어 있다. 샤프트(27B)에는, 축 발전기 모터(21B)가 마련되어 있다. 축 발전기 모터(21B)는 사이리스터 인버터(22B)와 접속되어 있다. 사이리스터 인버터(22B)는 동기 조속기(23B)와 접속되어 있다.
이하, 중속 디젤 기관(202A), 중속 디젤 기관(202B)을 총칭하여 중속 디젤 기관(202)이라고 한다. 축 발전기 모터(21A), 축 발전기 모터(21B)를 총칭하여 축 발전기 모터(21)라고 한다. 사이리스터 인버터(22A), 사이리스터 인버터(22B)를 총칭하여 사이리스터 인버터(22)라고 한다. 동기 조속기(23A), 동기 조속기(23B)를 총칭하여 동기 조속기(23)라고 한다. 메인 프로펠러(24A), 메인 프로펠러(24B)를 총칭하여 메인 프로펠러(24)라고 한다.
도 6의 선박 추진 시스템(6)에서 상술한 동작예 1의 동작을 행하는 경우, 메인 발전기(10A~10C)가 발전한 전력은, 배전반(11)을 통하여 변압기(12A) 및 변압기(12B)에 공급된다. 또한 변압기(12A) 및 변압기(12B)에서 전압이 변환된 전력은, 인버터(13A), 인버터(13B)에 의하여 주파수가 제어되어, 각각 모터(15A), 모터(15B)에 공급된다. 모터(15A)는 샤프트(17A)를 통하여 FPP(161A)를 회전시키고, 모터(15B)는 샤프트(17B)를 통하여 FPP(161B)를 회전시킨다. 중속 디젤 기관(202A)은 샤프트(27A)를 통하여 메인 프로펠러(24A)를 회전시키고, 중속 디젤 기관(202B)은 샤프트(27B)를 통하여 메인 프로펠러(24B)를 회전시킨다.
동작예 2의 경우, 제어 장치(30)는 축 발전기 모터(21A)를 발전 모드로 동작시킨다. 축 발전기 모터(21A)는, 중속 디젤 기관(202A)의 출력에 의하여 샤프트(27A)와 함께 회전 구동되어 발전한다. 축 발전기 모터(21A)는 발전 전력을 사이리스터 인버터(22A)에 출력한다. 사이리스터 인버터(22A)는 입력된 전력을 배전반(11)에 출력한다. 동기 조속기(23A)는, 사이리스터 인버터(22A)가 배전반(11)에 출력하는 전력의 전압이나 주파수를 제어한다. 마찬가지로, 축 발전기 모터(21B)는 발전 모드로 동작하여, 발전 전력을 사이리스터 인버터(22B)에 출력한다. 사이리스터 인버터(22B)는 입력된 전력을 배전반(11)에 출력한다. 제어 장치(30)는, 배전반(11)의 전기 계통을 도 1에서의 설명과 동일하게 전환한다. 배전반(11)은, 사이리스터 인버터(22A, 22B)로부터 입력된 전력과 메인 발전기(10A~10C)로부터 입력된 전력의 일부를 변압기(12A) 및 변압기(12B)에 출력하여, FPP(161A), FPP(161B)의 동력원 등으로 이용한다.
동작예 3의 경우, 제어 장치(30)는, 배전반(11)의 전기 계통을 도 1에서의 설명과 동일하게 전환한다. 배전반(11)은, 메인 발전기(10A~10C)의 발전 전력의 일부를 사이리스터 인버터(22A, 22B)에 출력한다. 제어 장치(30)는 축 발전기 모터(21A, 21B)를 전동 모드로 동작시킨다. 축 발전기 모터(21A)는, 사이리스터 인버터(22A)로부터 전력을 입력하여 회전 구동함으로써, 메인 프로펠러(24A)의 회전에 보조한다. 마찬가지로, 축 발전기 모터(21B)는, 사이리스터 인버터(22B)로부터 전력을 입력하여 회전 구동함으로써, 메인 프로펠러(24B)의 회전에 보조한다.
또한, 도 6에 나타내는 바와 같이 FPP(161A)를 메인 프로펠러(24A)의 동축 상에 배치하여, 1세트의 이중 반전 프로펠러 방식으로 하도록 근접 배치해도 된다. 마찬가지로, FPP(161B)와 메인 프로펠러(24B)를 동축 상에 배치하여, 1세트의 이중 반전 프로펠러를 구성하도록 배치해도 된다. 도 6의 경우, 2기 2축의 구성으로 함으로써 2세트의 추진 계통을 구비하는 것이 되어, 중복성을 확보할 수 있다. 또한 본 실시형태의 선박 추진 시스템(6)을 적용함으로써, 메인 발전기(10)의 발전 전력을 메인 프로펠러(24)의 동력원으로 이용하거나 중속 디젤 기관(202)에 의한 동력을 이용하여 축 발전기 모터(21)가 발전한 전력을 FPP(161)의 동력원으로 할 수 있으므로, 동력원의 중복성을 향상시킬 수 있다.
(2기 2축 CRP(CPP))
도 7은 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 제7 도이다.
도 7의 선박 추진 시스템(7)도 도 6과 마찬가지로, 추진용 메인 기관이 2기, 메인 프로펠러가 2축인 구성을 나타내고 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 선박 추진 시스템(7)은, 메인 발전기(10A, 10B, 10C), 배전반(11), 모터(15A), 모터(15B), CPP(162A), CPP(162B), 중속 디젤 기관(202A), 중속 디젤 기관(202B), 축 발전기 모터(21A), 축 발전기 모터(21B), 사이리스터 인버터(22A), 사이리스터 인버터(22B), 동기 조속기(23A), 동기 조속기(23B), 메인 프로펠러(24A), 메인 프로펠러(24B)를 구비하고 있다. 도 7의 선박 추진 시스템(7)에 있어서는, 선미측 프로펠러(16)의 일례로서, 2기의 CPP(162A), CPP(162B)를, 또 추진용 메인 기관(20)의 일례로서, 2기의 중속 디젤 기관(202A), 중속 디젤 기관(202B)을 구비하고 있다. 도 7의 경우, 변압기(12), 인버터(13)가 존재하지 않아, 배전반(11)은 모터(15)와 접속되어 있다. 도 7의 선박 추진 시스템(7)의 다른 구성이나 동작은, 도 6의 경우와 동일하다.
본 실시형태에 의하면, 연비가 좋은 대용량의 추진용 메인 기관(20)을 이용하여 메인 프로펠러(24)를 구동시키면서, 추진용 메인 기관(20)의 출력이 남는 경우는, 그 출력을 선미측 프로펠러(16)의 동력원으로서 이용할 수 있어, 메인 발전기(10)의 가동을 에너지 절약화할 수 있다. 메인 프로펠러(24)의 동력원이 부족할 때에는, 메인 발전기(10A~10C)가 발전한 전력을 메인 프로펠러(24)의 동력원에 보조할 수 있다. 예를 들면, 악천후 시 등으로 추진용 메인 기관(20)의 사용에 제한이 더해지는 경우에도, 메인 발전기(10A~10C)에 의한 전력으로 메인 프로펠러(24)를 회전시킬 수 있기 때문에, 악천후 시의 추진 손실이 적어진다.
메인 프로펠러(24) 및 선미측 프로펠러(16)의 동력원으로서, 복수의 메인 발전기(10) 및 추진용 메인 기관(20)을 구비하므로 중복성을 가져, 어느 하나가 고장나도 조작이 가능하다.
추진용 메인 기관(20)에서 저출력 항행을 행하면, 그을음 등이 저류되기 쉬워, 메인트넌스성이 악화되는 등의 문제가 있지만, 복수의 메인 발전기(10)를 구비하기 때문에, 항행에 적합한 최적 출력분만큼 메인 발전기(10)를 동작시켜, 연비 효율이 좋은 제어 포인트로 운항이 가능해진다.
도 2~도 7에 있어서 모터(15)를 선박 내에 마련하는 구성을 예시했지만, 도 1과 동일하게 포드 추진기 내에 마련하는 구성으로 해도 된다. 메인 발전기(10)의 대수는 3대가 아니어도 된다.
<제2 실시형태>
이하, 본 발명의 제2 실시형태에 의한 제어 장치(30)를 도 8을 참조하여 설명한다. 제1 실시형태와 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 8은 본 발명에 관한 제2 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템의 일례를 나타내는 도이다.
도 8이 나타내는 바와 같이 선박 추진 시스템(8)은, 메인 발전기(10A, 10B, 10C), 배전반(11), 변압기(12), 인버터(13), 포드 추진기(14), 모터(15), 선미측 프로펠러(16), 메인 프로펠러(241), 추진용 전동기(26)를 구비하고 있다.
추진용 전동기(26)는, 배전반(11)을 통하여 메인 발전기(10)의 발전 전력에 의하여 회전 구동되고, 메인 프로펠러(241)를 회전시킨다. 추진용 전동기(26)는 예를 들면 모터이다.
메인 발전기(10A~10C)는 배전반(11)에 접속되어 있다. 배전반(11)은, 메인 발전기(10A), 메인 발전기(10B), 메인 발전기(10C), 변압기(12), 추진용 전동기(26), 도시하지 않은 선내 기기와 접속되어 있다. 변압기(12)는 인버터(13)와 접속되어 있다. 인버터(13)는, 포드 추진기(14)에 마련된 모터(15)와 접속되어 있다. 모터(15)는 샤프트(17)를 통하여 선미측 프로펠러(16)와 접속되어 있다. 추진용 전동기(26)는 샤프트(27)를 통하여 메인 프로펠러(241)와 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 모터(15) 및 추진용 전동기(26)는 메인 발전기(10)의 전력 공급에 의하여 회전 구동된다. 메인 프로펠러(241)는 CPP이다.
선박 추진 시스템(8)은, 선내에 전력을 공급하는 메인 발전기(메인 발전기(10A~10C))와, 메인 발전기의 전력을 분배하는 배전부(배전반(11))와, 배전부를 통하여 입력된 전력에 의하여 제1 회전축(샤프트(27))을 회전 구동하는 제1 전동기(추진용 전동기(26))와, 제1 회전축과 함께 회전하는 메인 프로펠러(메인 프로펠러(241))와, 배전부를 통하여 입력된 전력에 의하여 제2 회전축(샤프트(17))을 회전 구동하는 제2 전동기(모터(15))와, 메인 프로펠러의 선미측에 배치되어, 상기 제2 회전축과 함께 회전하는 선미측 프로펠러(선미측 프로펠러(16))를 구비한다.
제2 실시형태에 있어서의 선박 추진 시스템(8)의 동작을 설명한다. 제2 실시형태에 있어서는, 동력원이 메인 발전기(10)뿐이다. 제어 장치(30)는, 메인 프로펠러(241)를 회전시키는 전력, 선미측 프로펠러(16)를 회전시키는 전력, 선내 설비에 공급하는 전력을 산출하여, 메인 발전기(10)의 가동 대수나 출력을 제어한다. 배전반(11)은 메인 발전기(10)가 발전한 전력을 각 계통에 공급한다. 인버터(13)는, 변압기(12)로부터 입력된 전력의 주파수를 제어하여, 모터(15)를 원하는 회전 속도로 회전시킨다. 추진용 전동기(26)는, 배전반(11)을 통하여 입력된 전력에 의하여 일정 속도로 회전 구동된다. 추진용 전동기(26)는 샤프트(27)를 통하여 메인 프로펠러(241)를 회전시킨다. 메인 프로펠러(241)는 CPP로서, 제어 장치(30)는 메인 프로펠러(241)의 프로펠러 피치를 변화시켜, 원하는 추진력을 얻을 수 있도록 제어한다.
본 실시형태에 의하면, 제1 실시형태를 포함하는 종래의 추진용 메인 기관을 구비한 선박 추진 시스템에 비하여, 진동 및 소음을 저감시킨 시스템으로 할 수 있다. 예를 들면, 저속 디젤 기관에 의한 추진 시스템에서는, 법률 등으로 규정된 소음에 대한 기준을 만족하는 것이 곤란하다. 본 실시형태에 의하면, 소음의 저하가 가능하다.
본 실시형태에서는, 추진용 메인 기관(20), 축 발전기 모터(21) 등의 구성을 생략할 수 있기 때문에, 기관실 내의 기기의 배치 효율의 향상이나 기관실 내에서의 작업 효율이 향상된다.
복수의 메인 발전기(10)를 동력원으로서 구비하므로 중복성이 있어, 어느 하나의 메인 발전기가 고장나도 조작이 가능하다.
제1 실시형태와 마찬가지로, 제2 실시형태에 있어서도 모터(15)를 포드 추진기(14)가 아닌, 선체 내에 구비하는 구성으로 해도 된다. 선미측 프로펠러를 CPP로 하고, 변압기(12), 인버터(13)를 구비하지 않는 구성으로 해도 된다. 도 4와 같이 메인 프로펠러(241)에 대하여, 선미측 프로펠러(16)(FPP 또는 CPP)를 2기 구비한 구성으로 해도 된다. 도 6과 같이 메인 프로펠러(241)와 선미측 프로펠러(16)를 1세트로 한 CRP를 2세트 구비한 2축 구성으로 해도 된다. 제2 실시형태에 있어서도 메인 프로펠러를 FPP로 하고, 배전반(11)과 추진용 전동기(26)의 사이에 인버터를 마련하여, 추진용 전동기(26)의 회전수를 인버터에 의하여 제어하는 구성으로 해도 된다.
그 외에, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상기한 실시형태에 있어서의 구성 요소를 주지의 구성 요소로 치환하는 것은 적절히 가능하다. 또, 이 발명의 기술 범위는 상기의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경을 더하는 것이 가능하다.
산업상 이용가능성
상기한 선박 추진 시스템, 선박 및 선박 추진 방법에 의하면, 메인 기관의 대형화를 방지하면서, 추진 성능이 좋은 선박의 추진 시스템을 얻을 수 있다.
10 메인 발전기
11 배전반
12 변압기
13 인버터
14 포드 추진기
15 모터
16 선미측 프로펠러
17 샤프트
20 추진용 메인 기관
21 축 발전기 모터
22 사이리스터 인버터
23 동기 조속기
24 메인 프로펠러
25 감속기
26 추진용 전동기
27 샤프트
30 제어 장치
161 FPP
162 CPP
201 저속 디젤 기관
202 중속 디젤 기관

Claims (11)

  1. 선내에 전력을 공급하는 메인 발전기와,
    상기 메인 발전기의 전력을 분배하는 배전부와,
    상기 배전부를 통하여 입력된 전력에 의하여 제1 회전축을 회전 구동하는 제1 전동기와,
    상기 제1 회전축과 함께 회전하는 메인 프로펠러와,
    상기 배전부를 통하여 입력된 전력에 의하여 제2 회전축을 회전 구동하는 제2 전동기와,
    상기 메인 프로펠러의 선미측에 배치되어, 상기 제2 회전축과 함께 회전하는 선미측 프로펠러를 구비하는 선박 추진 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 회전축을 회전 구동시키는 메인 기관을 더 구비하고,
    상기 제1 전동기는, 상기 메인 기관에 의한 상기 메인 프로펠러의 회전의 부족분을, 상기 제1 회전축을 회전 구동함으로써 보충하는 선박 추진 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 전동기는, 상기 메인 기관의 출력에 의한 상기 제1 회전축의 회전에 의하여 발전하여 상기 배전부에 전력 공급하는 발전기를 구비하고,
    상기 배전부는, 상기 제1 전동기에 의하여 공급되는 전력을 상기 제2 전동기에 공급하는, 선박 추진 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 전동기의 동작을 전환하는 제어부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 선박에 요구되는 추진력에 따라 상기 제1 전동기에 의하여 상기 제1 회전축을 회전 구동시킬지, 상기 메인 기관의 회전에 의하여 발전하여 상기 배전부에 전력 공급할지를 전환하는 선박 추진 시스템.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    하나의 상기 메인 프로펠러에 대하여 복수의 상기 메인 기관과,
    당해 복수의 메인 기관에 접속된 감속기를 구비한 선박 추진 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 프로펠러가 가변 피치 프로펠러로서,
    상기 제1 전동기는 일정한 회전 속도로 회전 구동하는, 선박 추진 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 프로펠러가 고정 피치 프로펠러인, 선박 추진 시스템.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 또는 복수의 상기 메인 프로펠러와, 각각의 메인 프로펠러에 대향하도록 배치된 하나의 상기 선미측 프로펠러를 구비하는, 선박 추진 시스템.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    하나의 상기 메인 프로펠러에 대하여, 당해 메인 프로펠러의 회전축을 대칭축으로 하여 선 대칭으로 배치한 2개의 상기 선미측 프로펠러를 구비하는 선박 추진 시스템.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 선박 추진 시스템을 구비한 선박.
  11. 선내에 전력을 공급하는 메인 발전기가 전력을 공급하고,
    배전부가 상기 메인 발전기의 전력을 분배하며,
    상기 배전부를 통하여 입력된 전력에 의하여 제1 전동기가 제1 회전축을 회전 구동하고,
    메인 프로펠러를 상기 제1 회전축과 함께 회전시키며,
    상기 배전부를 통하여 입력된 전력에 의하여 제2 전동기가 제2 회전축을 회전 구동하고,
    상기 메인 프로펠러의 선미측에 배치되는 선미측 프로펠러를 상기 제2 회전축과 함께 회전시키는, 선박 추진 방법.
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