TWI590986B - 船舶推進方法及船舶用推進裝置 - Google Patents

Description

船舶推進方法及船舶用推進裝置

本發明是有關於一種使用了複數個電動機之船舶推進方法及船舶用推進裝置。

以往，作為使用於拖船等之作業船的船舶用推進裝置，提案有例如專利文獻1～4所記載者。 在記載於專利文獻1之船舶用混合驅動裝置中，揭示了具有配置於船舶之內部的第1驅動馬達與第2驅動馬達者。第1驅動馬達是以內燃機的形態具體化，第2驅動馬達是電動式。 又，記載於專利文獻2之船舶用推進裝置就不使用變流器或調距螺旋槳等之船舶用電力推進裝置，是具有柴油引擎、控制該旋轉速度之機械控制板、發電機、電動機、減速機、及固定於減速機之輸出軸的定距螺旋槳。減速機是可將旋轉速度切換成第1減速齒輪或者第2減速齒輪任一者。

記載於專利文獻3及專利文獻4之船舶用推進裝置是提案一種在全向推進器等之船舶用推進裝置中，除了主機械之內燃機之外，還連結馬達發電機，藉此可進行單體馬達發電機之推進、單體主機械之推進、主機械之輸出加上馬達發電機之助力的混合推進。 先行技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特表第2015-514615號公報 專利文獻2：日本特開第2014-80175號公報 專利文獻3：日本特許第5107987號公報 專利文獻4：國際公開第2011/021727號說明書

發明概要 發明欲解決之課題 然而，在上述之以往的混合型船舶用推進裝置中，驅動螺旋槳的方式之已知的技術是進行電動機驅動的電力推進。電動機驅動進行的電力推進中，驅動定距螺旋槳時，為了改變螺旋槳之旋轉數，必須對電動機進行可變速控制，而需要變流器控制。 可是，此種變流器是可驅動螺旋槳的大輸出，為了船內電源的穩定，需要諧波抑制對策用面板，而如此的變流器由於在市場上的流通量少，故無法以通用品處理，而為特別訂製物，因此極為高價，除此之外也需要諧波抑制對策用之面板的設置空間。此為對將螺旋槳與內燃機作為直接耦合的船舶用推進裝置來說，電力推進裝置之需求較少的主要原因。

另一方面，就不使用特別的變流器之無變流器之技術，提案有專利文獻2所記載的推進裝置，但該裝置在螺旋槳與電動機之間設置可變速齒輪，且將發電機之機械旋轉數作為可變的，以改變對電動機的電源頻率。若為此系統，由於在變更可變速齒輪之瞬間，螺旋槳驅動動力會中斷，因此具有會產生衝撃，並且乘坐感差的缺點。這是所謂的汽車為手排變速車時的換檔狀態。

本發明是有鑑於上述之課題而作成者，其目的在於提供一種船舶推進方法及船舶用推進裝置，其是即便使用變流器，占有空間也小且低成本，可達成因應螺旋槳輸出之有效率的驅動控制與燃料消耗。 解決課題之手段

本發明船舶推進方法，是使螺旋槳旋轉而推進船舶的船舶推進方法，其特徵在於包含有下述步驟：若前述螺旋槳之旋轉數小於預定旋轉數時，則以變流器控制副電動機之旋轉數而傳送到前述螺旋槳；及若前述螺旋槳之旋轉數在預定旋轉數以上時，則以滑移離合器控制主電動機之旋轉數而使之傳送到前述螺旋槳。 根據本發明，若螺旋槳輸出小於預定旋轉數時，則以變流器控制驅動旋轉小容量之副電動機而使螺旋槳旋轉，並將螺旋槳輸出在預定旋轉數以上之驅動源從副電動機切換到主電動機，在主電動機之驅動旋轉不使用變流器之下，以滑移離合器控制滑移程度而漸漸增大螺旋槳旋轉數。藉此，由於在螺旋槳旋轉之驅動動力不中斷之下從副電動機轉換到主電動機，因此可進行穩定的螺旋槳輸出之控制與航行。而且，由於驅動源不使用內燃機，且僅旋轉控制變流器也小容量之副電動機，故可小型化且可確保空間。 在此，本發明之滑移離合器，是相對於傳送旋轉力之裝置，透過摩擦力或流體而進行動力傳送，並具有可使旋轉數在預定範圍內任意減少之功能。因此，滑移離合器也含有例如摩擦離合器或流体離合器、扭矩變換器離合器。

又，較佳的是，若藉由前述變流器控制前述副電動機之旋轉而傳送到前述螺旋槳時，則將前述滑移離合器保持在斷開狀態。 若是螺旋槳旋轉數較小的低輸出，則將設置在主電動機之下游側的滑移離合器斷開，藉此減少副電動機之旋轉驅動的損失而提高驅動效率。

又，亦可構成為：若藉由前述變流器控制前述副電動機之旋轉而傳送到前述螺旋槳時，則對前述主電動機使設置在滑移離合器之下游側的on-off離合器為斷開狀態。 藉在副電動機驅動時令on-off離合器為斷開狀態，由於使設置在設置於其上游側之主電動機之驅動系統的滑移離合器或輸入軸等之軸不旋轉，降低副電動機之驅動損失而提高驅動效率，並可削減燃料消耗。 再者，本發明中的on-off離合器，是不以滑移操作之減速運轉為目的，而可在傳送旋轉之連接狀態（on狀態）與不傳送旋轉之斷開狀態（off狀態）任一者運轉的離合器。

又，較佳的是，將主電動機之旋轉透過滑移離合器傳送到螺旋槳時，以變流器將副電動機控制在零扭矩。 此種情況下，在主電動機之旋轉驅動時，由於將從變流器往副電動機之輸出指令設定為零扭矩，因此副電動機會空轉，可抑制主電動機之驅動旋轉的效率降低。

又，較佳的是，在將前述螺旋槳之旋轉由前述副電動機切換成主電動機時，副電動機之旋轉輸出也傳送到前述螺旋槳。 若螺旋槳旋轉數到達預先設定之預定旋轉數時，會將驅動源從副電動機轉換成主電動機，此時，可不停止副電動機而僅在預定時間繼續驅動旋轉，藉此進行扭矩輔助而漸漸地將驅動源轉換成主電動機，故在驅動源轉換時，不發生衝撃等而可順利地轉換。因此，而可在螺旋槳之驅動動力不中斷之下，螺旋槳旋轉數不停滞，因此可穩定的航行。

本發明之船舶用推進裝置，是藉由使螺旋槳旋轉而推進船舶之船舶用推進裝置，其特徵在於包含有：副電動機，若前述螺旋槳之旋轉數小於預定旋轉數時，則將旋轉傳送到前述螺旋槳；變流器，控制前述副電動機之旋轉數；主電動機，若前述螺旋槳之旋轉數在預定旋轉數以上時，則將旋轉傳送到前述螺旋槳；滑移離合器，是控制前述主電動機之旋轉數而傳送到前述螺旋槳；及切換控制機構，若前述螺旋槳之旋轉數為預定旋轉數以上時，則將前述螺旋槳之驅動源由前述副電動機切換成主電動機。 根據本發明，若螺旋槳輸出小於預定旋轉數，則以變流器控制驅動小容量之副電動機，使螺旋槳旋轉，並且在預定旋轉數以上時，以切換控制機構將驅動源從副電動機切換成主電動機，並且使主電動機之驅動旋轉藉由滑移離合器來控制滑移程度等之動力傳送比例，而更為增大螺旋槳旋轉數。因此，由於可在螺旋槳旋轉之驅動動力不中斷之下，由副電動機轉換為主電動機，故可進行穩定的螺旋槳輸出之控制與航行。

又，亦可在前述主電動機之下游側具有on-off離合器滑移離合器之下游側。 藉在副電動機之驅動時，令on-off離合器為斷開狀態，藉此使旋轉不傳送到設置在on-off離合器之上游側之主電動機之驅動系統的滑移離合器等，故可減少副電動機之驅動損失而提高驅動效率。 再者，亦可在減速機與滑移離合器之間設置on-off離合器。

又，亦可具有將前述副電動機之旋轉與主電動機之旋轉減速而傳送到螺旋槳之減速機，且在前述減速機之內部或主電動機側之外部設置有前述滑移離合器。 藉在減速機與主電動機之間設置滑移離合器，可以滑移離合器之滑移度合控制主電動機之驅動旋轉，並透過減速機而傳送到螺旋槳，而可以滑移離合器控制螺旋槳旋轉。又，若在減速機之內部設置滑移離合器，由於可省略滑移離合器之設置空間，故省空間。 再者，亦可為主電動機為感應電動機，且副電動機為同步電動機。 發明效果

根據本發明之船舶推進方法與船舶用推進裝置，若螺旋槳之旋轉數小於預定旋轉數，則藉由變流器控制副電動機之旋轉使之傳送到螺旋槳而旋轉，當在預定旋轉數以上時，則將驅動源從副電動機切換到主電動機，藉由滑移離合器控制主電動機之旋轉可旋轉螺旋槳，因此可不使用內燃機而控制螺旋槳的旋轉。而且，由於以變流器驅動控制之副電動機為低輸出，因此可不使用特別訂製的高價變流器而可使用通用品，故不需要為了船內電源的安定的諧波抑制對策用之面板，低成本且省空間。 而且，在螺旋槳輸出小於預定旋轉數的階段中，使用小容量之副電動機的驅動輸出，在預定旋轉數以上的階段中，切換成滑移離合器控制之主電動機的驅動輸出，藉此降低螺旋槳輸出之損失而進行效率佳的運轉。

較佳實施例之詳細說明 以下，參照圖1~圖4說明本發明之實施形態的船舶用推進裝置。 圖1及圖2所示之本發明之實施形態的船舶用推進裝置1是以傳送動力之垂直軸為中心而使水平的螺旋槳軸轉動而設定推進方向之全向推進器。圖1及圖2所示之實施形態的船舶用推進裝置1中，在搭載了船舶用推進裝置1之船舶2的船尾，有成為船舶用推進裝置1之全向推進器3之基座部的座部4固定於其底部。在該座部4之上面設置具有齒輪箱之減速機6，並且在減速機6之內部設置有：用以傳送驅動力之水平的輸入軸7、該輸入軸7連結於驅動力之輸入側的on-off離合器8、及一端連結於on-off離合器8之輸出側之水平的輸入輸出軸9。在減速機6內設置有將動力傳送到與輸入輸出軸9之旋轉方向正交之方向的上部傘齒輪10作為第1變向機構。

本實施形態之船舶用推進裝置1中，在減速機6之隔著輸入軸7之其中一側，連結與船舶2之螺旋槳輸出為同容量且大容量的主電動機M1，並且在隔著輸入輸出軸9之另一側連結有小容量之副電動機M2。本實施形態之船舶用推進裝置1中，例如若是運轉狀態分成低輸出與高輸出之作業船，對主電動機M1與副電動機M2進行切換驅動控制作為驅動源。副電動機M2以低輸出驅動後述之螺旋槳20，主電動機M1以高輸出驅動螺旋槳20，藉此可進行效率佳之切換運轉。又，根據螺旋槳輸出或作業船之運轉方法，可任意地選定副電動機M2之容量或副電動機M2與主電動機M1之切換時間點。

中空之支柱13與殼體14一體安裝於座部4之下側，朝船舶2之下方突出而可轉動。支柱13與殼體14可藉由未圖示之轉動驅動機構而轉動。支柱13與設置在殼體14內之呈略垂直延伸之垂直軸15的其上端部在減速機6內連結於上部傘齒輪10，下端部側是貫通座部4及船舶2之船底而朝下方之支柱13與殼體14內延伸。 垂直軸15之下端部經由設置在殼體14內之下部傘齒輪17而連結於朝水平方向延伸之螺旋槳軸18的一端側。下部傘齒輪17構成第2變向機構。該螺旋槳軸18之另一端側朝連結於殼體14之略圓筒狀之槽19內延伸，且在位於槽19內之螺旋槳軸18的另一端部安裝有螺旋槳20。該螺旋槳20為定距螺旋槳。

其次就連結於減速機6之兩端之船舶2之船舶用推進裝置1的驅動機構進行說明。再者，本說明書中，將從主電動機M1通過垂直軸15到螺旋槳20之動力傳送方向稱為主電動機M1之驅動系統的下游側，將反方向稱為上游側。又，同樣地，將從副電動機M2通過垂直軸15到螺旋槳20之動力傳送方向稱為副電動機M2之驅動系統中的下游側，將反方向稱為上游側。 設置於船舶用推進裝置1之主電動機M1的驅動系統中，在設置於減速機6之輸入輸出軸9與輸入軸7之連結部的on-off離合器(分離離合器)8之上游側連結有大容量之主電動機M1作為驅動源。主電動機M1為例如感應電動機等。主電動機M1電性連結於例如柴油引擎等之主發電機22而可將電力供給到主電動機M1。通常的情況下，主發電機22將商用頻率之電力供給到主電動機M1，主電動機M1在正常狀態下以因應於頻率的固定速度旋轉。 主發電機22可具有複數台。主發電機22的發電機整體需要可起動主電動機M1的功率容量，但主電動機M1起動後的運轉中，需要的功率容量比此小，若僅驅動副電動機M2，則需要的功率容量則更小。若以小負載使用了大功率容量的發電機的話，效率會降低，因此若具有複數個主發電機22因應功率容量的需要而使用必要台數之發電機，則效率會更好。又，若主發電機22為複數個，亦可組合功率容量不同者。

輸入軸7中，在主電動機M1與on-off離合器8之間連結有滑移離合器23。滑移離合器23是由例如將複數片離合器板積層配列而成的濕式複片型離合器構成，並且藉將各離合器板之摩擦面之間對壓，可將扭矩從離合器之其中一半部傳送到另一半部。而且，在各離合器板之摩擦面間，經常存在有油等潤滑油。 而且，主電動機M1以一定旋轉數驅動並且以滑移離合器23控制螺旋槳旋轉數。滑移離合器23藉由使其連接狀態變化之滑移控制在直接耦合狀態與滑移較少的高旋轉狀態與滑移較大的低旋轉狀態之間轉換，藉此可調整加速或減速。

又，設置於船舶用推進裝置1之副電動機M2的驅動系統中，在減速機6之輸入輸出軸9中之上部傘齒輪10的上游側連結有小容量之副電動機M2作為驅動源。副電動機M2為例如同步電動機等。在副電動機M2連接有通用的小型變流器24，由控制裝置28控制。因應於為控制對象之螺旋槳的旋轉數，由變流器24進行副電動機M2之扭矩控制，藉此可進行螺旋槳的速度控制。 在此，小容量之副電動機M2是設定為可以通用的變流器24對應的容量，藉此即使令副電動機M2為變流驅動亦可設定為便宜的系統。具體而言，小容量之通用變流器24可適當設定適用馬達輸出，但該適用馬達輸出為例如1200kW以下，以560kW以下為佳，以300kW以下為較佳。

變流器24連接有電阻器25，且在副電動機M2驅動時，因波的影響而在螺旋槳20產生制動時仍發電，但在其狀況下，可藉由電阻器25吸收發電。又，亦可取代電阻器25而將蓄電池連接於變流器24來蓄電。此時，若以副電動機M2進行螺旋槳驅動，則可將充電到蓄電池之電力供給到副電動機M2。 變流器24與主發電機22電性連接，亦可在該電路連接雜訊濾波器26。亦可在副電動機M2與輸入輸出軸9之間連接有耦合器27。或者，考慮到安全面亦可設置on-off離合器（分離離合器）來取代耦合器27。

在本實施形態之船舶用推進裝置1，設置有用以切換副電動機M2之驅動與主電動機M1之驅動的控制裝置28。以適當的計測器測定螺旋槳20之旋轉數，若螺旋槳20之旋轉數未滿足預先設定之預定旋轉數R，則使小容量之副電動機M2驅動，若螺旋槳20之旋轉數在預定旋轉數R以上時，則將驅動源從副電動機M2切換成主電動機M1來驅動。 再者，螺旋槳20之預定旋轉數R之值藉由副電動機M2之容量、或螺旋槳20之輸出或作業船之運轉方法等而可預先選定適當值。

圖3是顯示船舶用推進裝置1中之副電動機M2及主電動機M1之各推進區域之控制切換點與螺旋槳旋轉數與螺旋槳輸出之關係的圖表。 如圖3所示，從初期低輸出之螺旋槳運轉狀態中，將on-off離合器8斷電，驅動副電動機M2而使螺旋槳輸出上昇。當螺旋槳20之旋轉數成為預定值R之控制切換點時，則進行控制，以控制裝置28進行検知而將驅動源從副電動機M2切換成主電動機M1。 在驅動源之切換之轉換期中，即使旋轉數超過R，副電動機M2不停止或斷開，繼續將旋轉傳送至輸入輸出軸9，而使主電動機M1扭矩輔助，漸漸地將驅動源轉換到主電動機M1。只要在螺旋槳旋轉從旋轉數R之控制切換點上升到一定旋轉數之範圍之前，將驅動源從副電動機M2切換成主電動機M1即可。

驅動源完全轉換到主電動機M1後，副電動機M2與螺旋槳20一起藉由主電動機M1而旋轉，但副電動機M2進行扭矩控制，從變流器24往副電動機M2之輸出指令為扭矩0Nm，因此僅進行空轉。 驅動源之控制切換點與切換完成旋轉數可根據運航方法或操船者之意向而任意設定。由於藉由滑移離合器23控制旋轉數並且切換主電動機M2與副電動機M1，因此往螺旋槳20之驅動動力不中斷，螺旋槳旋轉數不停滞而可以無違和感之且順利、穩定的航行。

其次，藉由圖4比較檢討滑移離合器23之有無造成之螺旋槳輸出之損失的大小之計算例。圖4是比較變流器與滑移離合器之可變速裝置的損失而不考慮各電動機或發電機的損失。 圖4中，以實施形態之船舶用推進裝置1中之螺旋槳輸出的低輸出驅動副電動機M2，並且在預定旋轉數R以降將驅動源切換成主電動機M1者作為實施例。又，螺旋槳旋轉數之全範圍（0％～100％）中，將僅以主電動機M1驅動者作為比較例1（稱為滑移損失），將僅以附有變流器24之副電動機M2驅動者稱為比較例2（稱為變流器損失）。 使用該等實施例、比較例1、2，試驗了在將螺旋槳旋轉數從0％增加到100％之情況下的螺旋槳輸出之損失的變化。並將實施例之螺旋槳輸出的變化表示為螺旋槳負荷作為參考。

比較例2中，螺旋槳輸出之損失遞移約5％左右。比較例1中，螺旋槳輸出之損失是呈緩和山形變化，比預定旋轉數R小之低旋轉時，螺旋槳輸出之損失超出10％左右，使主電動機M1驅動之主發電機22的燃料消耗量變差。進而變流器控制相較於滑移離合器23的應答佳且操船性也較佳。 相對於此，實施例中，直到螺旋槳旋轉數到控制切換時之預定旋轉數R，螺旋槳輸出損失與比較例2（變流器損失）同樣地遞移，螺旋槳輸出損失為5％左右，因此比比較例1（滑移損失）小，因此效率變佳，主發電機22之燃料消耗量變佳。 因此，使螺旋槳輸出增大時，若螺旋槳旋轉數為圖3所示之控制切換點，則將驅動源從副電動機M2切換成主電動機M1，若使螺旋槳輸出減少，則將驅動源由主電動機M1切換成副電動機M2的情況在主發電機22之燃料消耗量中可說是有效率的。

本發明之實施形態之船舶用推進裝置1具有上述之構成，其次沿著圖1乃至圖4說明船舶推進方法。 本實施形態之船舶用推進裝置1之驅動開始時，根據控制裝置28之指示以變流器24控制副電動機M2，但此時，會先使on-off離合器8斷開，使驅動力不傳送到滑移離合器23與主電動機M1。此時，主電動機M1為驅動狀態，但亦可為停止狀態。 因此，主電動機M1之驅動損失會漸漸消失而效率佳。由變流器24驅動控制之副電動機M2是經由耦合器27將其低輸出之旋轉驅動力傳送到輸入輸出軸9、減速機6。而且，從減速機6內之上部傘齒輪10經由垂直軸15與下部傘齒輪17而動力傳送到螺旋槳軸18，並且旋轉驅動螺旋槳20。

而且，當螺旋槳旋轉數為控制切換值之R以上時，以控制裝置28連結on-off離合器8並且將驅動源從副電動機M2切換成主電動機M1而使之旋轉驅動。於是，主電動機M1之旋轉驅動力經由滑移離合器23而傳送到輸入軸7、on-off離合器8、輸入輸出軸9、減速機6，進而從上部傘齒輪10動力傳送到垂直軸15而以更高輸出使螺旋槳20旋轉驅動。 定速旋轉之主電動機M1藉由滑移離合器23之滑移控制而從滑移較大之低旋轉變化成滑移較小或成為離合器直接耦合狀態之高旋轉狀態。使滑移旋轉數減速時，可朝反方向進行滑移控制而減速調整。

在驅動源之切換轉換時，不立刻完成切換，而是過渡性地使副電動機M2與主電動機M1一起旋轉驅動而進行扭矩輔助，提高旋轉數並漸漸地將驅動源轉換到主電動機M1。而且，螺旋槳旋轉數從控制切換點到僅上昇一定旋轉數之前，使驅動源完全地轉換到主電動機M1。當驅動源完全轉換到主電動機M1時，副電動機M2與螺旋槳20一起藉由主電動機M1旋轉，但副電動機M2受扭矩控制，來自變流器24之輸出指令為扭矩0Nm，因此進行空轉。 再者，若使螺旋槳20之旋轉減速驅動，則只要與上述情況相反地驅動控制即可。

如上述，根據本實施形態之船舶用推進裝置1與船舶推進方法，若螺旋槳20之旋轉數小於預定旋轉數R，則以變流器24控制副電動機M2之旋轉而使螺旋槳20旋轉，並且若在預定旋轉數R以上則以滑移離合器23控制主電動機M1之旋轉而使螺旋槳20旋轉，因此可不使用內燃機而控制螺旋槳20之旋轉。 而且，以變流器24控制之副電動機M2為低輸出且為小容量，因此可不使用特別訂製之高價的變流器而以通用品即可，不需要諧波抑制對策用面板來穩定船內電源，故除了低成本之外也可省空間。 又，使用2種電動機，以螺旋槳20為低輸出時進行以變流器控制的副電動機M2之驅動，若螺旋槳20為高輸出時則進行以不使用變流器24之滑移離合器控制的主電動機M1之驅動組合，因此螺旋槳20之驅動動力不中斷，可連續且順利地轉換而可進行穩定的航行。而且，降低螺旋槳輸出之損失而可進行效率佳的運轉，並且可削減使2個電動機驅動之主發電機22的燃料消耗量。

又，在螺旋槳旋轉為低旋轉數使副電動機M2驅動之階段中，由於以減速機6內之on-off離合器8將來自主電動機M1之動力傳送斷開，因此不需要使旋轉傳送到其上游側之輸入軸7或滑移離合器23，而可減少驅動損失並且驅動效率變佳。 而且，在副電動機M2之驅動時，以變流器24進行扭矩控制而驅動螺旋槳20，但因為波等之影響而螺旋槳20產生制動作用而以副電動機M2發電時，可藉由電阻器25吸收電力。又，若取代電阻器25而連接蓄電池，則可進行充電電力而供給到副電動機M2等之再利用。

再者，本發明不限定於上述之實施形態之船舶用推進裝置1與船舶推進方法，可在不變更本發明之要旨的範圍內進行適當的變更或置換等，該等任一者皆包含於本發明。其次就本發明之實施形態的變形例說明，但對與上述之實施形態相同或同樣的部分、構件則使用相同的符號說明。

圖5是顯示本發明之實施形態之第一變形例的船舶用推進裝置1A。本第一變形例中，在主電動機M1之下游側中，省略了減速機6內之on-off離合器8。本第一變形例中，藉由設置於減速機6之上游側的滑移離合器23兼用on-off離合器8之功能。 因此，在螺旋槳20之低速旋轉時之副電動機M2的驅動旋轉時，使滑移離合器23斷開，藉此可阻止往主電動機M1的驅動傳送。

其次，圖6是顯示第二變形例之舶用推進裝置1B。本第二變形例也在主電動機M1之下游側中省略了減速機6內之on-off離合器8。而且，在減速機6內設置滑移離合器23，而可兼用on-off離合器8之機能。 因此，本第二變形例中，與第一變形例同樣地，在螺旋槳20之低速旋轉時之副電動機M2的驅動時，使滑移離合器23斷開，藉此可阻止往主電動機M1之驅動傳送。而且，由於將滑移離合器23設置於減速機6內，因此不需要在減速機6之外部設置滑移離合器23的設置空間，可更為省空間。

再者，在上述之實施形態，主電動機驅動系統中，在主電動機M1之下游側設置滑移離合器23，但滑移離合器23可採用例如摩擦離合器或流体離合器、扭矩變換離合器等。 又，副電動機M2之驅動系統中，亦可省略設置於副電動機M2與輸入輸出軸9之間的耦合器27或on-off離合器而直接地連結。   産業上之可利用性

本發明是提供一種即便使用變流器也是占有空間小且低成本，並可達成因應於螺旋槳輸出之有效率的驅動控制與燃料消耗之船舶用推進裝置與船舶推進方法。

1, 1A, 1B‧‧‧船舶用推進裝置
2‧‧‧船舶
3‧‧‧全向推進器
4‧‧‧座部
6‧‧‧減速機
7‧‧‧輸入軸
8‧‧‧on-off離合器
9‧‧‧輸入輸出軸
10‧‧‧上部傘齒輪
13‧‧‧支柱
14‧‧‧殼體
15‧‧‧垂直軸
17‧‧‧下部傘齒輪
18‧‧‧螺旋槳軸
19‧‧‧槽
20‧‧‧螺旋槳
22‧‧‧主發電機
23‧‧‧滑移離合器
24‧‧‧變流器
25‧‧‧電阻器
26‧‧‧雜訊濾波器
27‧‧‧耦合器
28‧‧‧控制裝置
M1‧‧‧主電動機
M2‧‧‧副電動機

圖1是顯示本發明之實施形態之船舶用推進裝置的要部構成圖。 圖2是顯示圖1所示之船舶用推進裝置之螺旋槳之驅動系統的部分放大圖。 圖3是顯示因應於副電動機與主電動機之各推進區域的螺旋槳旋轉數與螺旋槳輸出之關係的圖表。 圖4是顯示實施例與使用了主電動機之比較例1與使用了副電動機之比較例2螺旋槳旋轉數與螺旋槳輸出之關係的圖表。 圖5是顯示本實施形態之第一變形例之減速機與滑移離合器之連結構成的要部截面圖。 圖6是顯示本實施形態之第二變形例之減速機與滑移離合器之連結構成的要部截面圖。

1‧‧‧船舶用推進裝置

2‧‧‧船舶

3‧‧‧全向推進器

4‧‧‧座部

6‧‧‧減速機

7‧‧‧輸入軸

8‧‧‧on-off離合器

9‧‧‧輸入輸出軸

10‧‧‧上部傘齒輪

13‧‧‧支柱

14‧‧‧殼體

15‧‧‧垂直軸

17‧‧‧下部傘齒輪

18‧‧‧螺旋槳軸

19‧‧‧槽

20‧‧‧螺旋槳

22‧‧‧主發電機

23‧‧‧滑移離合器

24‧‧‧變流器

25‧‧‧電阻器

26‧‧‧雜訊濾波器

27‧‧‧耦合器

28‧‧‧控制裝置

M1‧‧‧主電動機

M2‧‧‧副電動機

Claims (11)

1. 一種船舶推進方法，是使螺旋槳旋轉而推進船舶的船舶推進方法，其特徵在於包含有下述步驟：若前述螺旋槳之旋轉數小於預定旋轉數時，則以變流器控制副電動機之旋轉數而使之傳送到前述螺旋槳；及若前述螺旋槳之旋轉數在預定旋轉數以上時，則以滑移離合器控制主電動機之旋轉數而使之傳送到前述螺旋槳。
2. 如請求項1之船舶推進方法，其中若藉由前述變流器控制前述副電動機之旋轉而傳送到前述螺旋槳時，則將前述滑移離合器保持在斷開狀態。
3. 如請求項1之船舶推進方法，其中若藉由前述變流器控制前述副電動機之旋轉而傳送到前述螺旋槳時，則對前述主電動機使設置在滑移離合器之下游側的on-off離合器為斷開狀態。
4. 如請求項1至3中之任一項之船舶推進方法，其中在經由前述滑移離合器而將前述主電動機之旋轉傳送到前述螺旋槳時，藉由變流器將前述副電動機控制為零扭矩。
5. 如請求項1至3中之任一項之船舶推進方法，其中在將前述螺旋槳之旋轉由前述副電動機切換成主電動機時，副電動機之旋轉輸出也傳送到前述螺旋槳。
6. 如請求項4之船舶推進方法，其中在將前述螺旋槳之旋轉由前述副電動機切換成主電動機時，副電 動機之旋轉輸出也傳送到前述螺旋槳。
7. 一種船舶用推進裝置，是藉由使螺旋槳旋轉而推進船舶之船舶用推進裝置，其特徵在於包含有：副電動機，若前述螺旋槳之旋轉數小於預定旋轉數時，則將旋轉傳送到前述螺旋槳；變流器，控制前述副電動機之旋轉數；主電動機，若前述螺旋槳之旋轉數在預定旋轉數以上時，則將旋轉傳送到前述螺旋槳；滑移離合器，是控制前述主電動機之旋轉數而傳送到前述螺旋槳；及切換控制機構，若前述螺旋槳之旋轉數為預定旋轉數以上時，則將前述螺旋槳之驅動源由前述副電動機切換成主電動機。
8. 如請求項7之船舶用推進裝置，在前述主電動機之下游側具有on-off離合器。
9. 如請求項7或8之船舶用推進裝置，其具有將前述副電動機之旋轉與主電動機之旋轉減速而傳送到螺旋槳之減速機，且在前述減速機之內部或主電動機側之外部設置有前述滑移離合器。
10. 如請求項7或8之船舶用推進裝置，其中前述主電動機為感應電動機，且前述副電動機為同步電動機。
11. 如請求項9之船舶用推進裝置，其中前述主電動機為感應電動機，且前述副電動機為同步電動 機。