(57)【要約】  船舶の逆回転プロペラ（ＣＲＰ）推進システムに推進力を供給する構成体であって、回転動力ユニット（２）によって駆動される第１のプロペラ（６）と、交流モータ（８）によって駆動される第２のプロペラ（１２）とを具備する。第２のプロペラは、第１のプロペラと反対方向に回転され、交流発電機（４）が、回転動力ユニット（２）によって駆動され、交流発電機（４）は、交流モータ（８）に電気的に接続されている。第２のプロペラの回転速度は、第１のプロペラの回転速度の９５％ないし１５０％にあり、交流モータと交流発電機とが、同じ電気的周波数を有し、交流発電機の極数が、２ないし４０であり、交流モータの極数が、２ないし４０である。
2014505621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転式動力ユニット（２）によって駆動される第１のプロペラ（６）と、
交流モータ（８）によって駆動される第２のプロペラ（１２）とを具備し、
これにより、前記第２のプロペラ（１２）は、前記第１のプロペラ（６）と反対方向に回転され、
交流発電機（４）が、前記回転動力ユニット（２）によって駆動され、
前記交流発電機（４）は、前記交流モータ（８）に電気的に接続されている、船舶の逆回転プロペラ（ＣＲＰ）推進システムに推進力を供給する構成体において、
前記第２のプロペラ（１２）の回転速度は、前記第１のプロペラ（６）の回転速度の９５％ないし１５０％にあり、
前記交流モータ（８）と前記交流発電機（４）とは、同じ電気的周波数を有し、
前記交流発電機（４）の極数が、２ないし４０であり、前記交流モータ（８）の極数が、２ないし４０であり、これにより、前記交流モータ（８）と前記交流発電機（４）の極数の比が、０．０５ないし２０であることとを特徴とする構成体。
【請求項２】
前記第２のプロペラ（１２）の直径は、前記第１のプロペラ（６）の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１の構成体。
【請求項３】
前記第１のプロペラ（６）と前記第２のプロペラ（１２）との間の距離は、前記第１のプロペラ（６）の直径の２倍未満であることを特徴とする請求項１の構成体。
【請求項４】
前記第１のプロペラ（６）と前記第２のプロペラ（１２）との動力比率は、５０：５０ないし８０：２０であることを特徴とする請求項１の構成体。
【請求項５】
前記交流モータ（５０）は、前記交流発電機（４２）に電気的に並列接続される第２の電力源（６６）によって給電されることを特徴とする請求項１の構成体。
【請求項６】
前記交流発電機（４２）は、前記交流発電機（４２）に電気的に接続される第２の電気消費機器（６４）に電力を供給することを特徴とする請求項１の構成体。
【請求項７】
前記第２の電力源は、周波数変換器（６６）を有し、
前記第２の電力源は、スイッチ（７６）を介して前記交流モータ（５０）に電気的に接続されることを特徴とする請求項５の構成体。
【請求項８】
前記第２の電力源は、前記第１のプロペラ（４４）と前記第２のプロペラ（４８）との間で動力分配を変更するとき、前記交流モータ（５０）と前記交流発電機（４２）との少なくとも一方に切り替え可能であることを特徴とする請求項５の構成体。
【請求項９】
前記交流モータ（５０）と前記交流発電機（４２）との間の電力接続部が、断流器（５４）を有し、
船舶を操縦するとき、前記交流発電機（４２）と前記第２の電力源（６６）とは、前記交流モータ（５０）に交互に切り替え可能であることを特徴とする請求項５の構成体。
【請求項１０】
前記交流モータと前記交流発電機との少なくとも一方は、少なくとも１つの独立した巻線を有することを特徴とする請求項１の構成体。
【請求項１１】
前記交流発電機は、少なくとも１つの別の発電機を有することを特徴とする請求項１の構成体。
【請求項１２】
前記第１のプロペラ（６）と、前記第１のプロペラを駆動させる前記回転式動力ユニット（２）との間に、少なくとも１つの機械式ギア（２４）があることを特徴とする請求項１の構成体。
【請求項１３】
前記交流発電機（４）と、前記交流発電機を駆動させる前記回転式動力ユニット（２）との間に、少なくとも１つの機械式ギア（２０）が存在することと、ギアユニットが前記第２のプロペラと前記交流モータとの間に配置されていることとの少なくとも一方を特徴とする請求項１の構成体。
【請求項１４】
前記第２のプロペラは、アジマス型であることを特徴とする請求項１の構成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式動力ユニットによって駆動される第１のプロペラと、交流モータによって駆動される第２のプロペラとを具備し、船舶の逆回転プロペラ（ＣＲＰ）推進システムに推進力を供給する構成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型船又は船舶の推進力は、オイル、ガス、原子力をエネルギ源とする回転式動力ユニットによって発生される。回転式動力ユニットは、ディーゼルエンジン、ガスタービン又は原子炉回転タービンであることができる。機械式出力シャフトは、直接的に、又は、ギアを介して、プロペラのシャフトに連結され、又は、回転式動力ユニットは、発電機を駆動させ、発電機は、船のプロペラモータに電力を供給する。さらに、プロペラを駆動させるためのこれらの２つの主な方法のいくつかの異なる組合せが利用される。
【０００３】
船舶の動力及びエネルギ効率は、推進力が異なる運航モードにおいてできる限り経済的に発生されることを必要とする。従って、全体的なエネルギ消費が最適化されるべきである。このことは、電力が船上で利用できる最も経済的な電力生産システムを使用して発生されなければならないこと、及び、電気エネルギを使用して装置及びモータに電力を供給するとき、電力ができる限り効率的に利用されることを意味している。
【０００４】
技術的に周知であるように、推進装置は、船舶で使われるエネルギの大半を消費する。さらに、推進力又は推力は、異なる種類のエンジン又はモータを同時に使用して発生される。それ故、これらのエンジン又はモータは、所要の推進力を生成し、操舵するとき、これらのエンジン又はモータの組み合わされたエネルギ消費ができる限り少なくなるように協働することが重要である。同時に、全エネルギ消費及び電気の生成は、できる限り効率的でなければならない。船舶の全エネルギが効率的に生成され、電力が異なる運航状況において全ての電力消費機器に効率的に供給され、使用されることが不可欠である。
【０００５】
刊行物国際公開第０２／０７２４１８号は、一方のプロペラが主エンジンによって駆動され、他方のプロペラが電気モータによって駆動されるＣＲＰプロペラ構成体を提案している。第１及び第２のプロペラのシャフトが、同軸であり、また、第１のプロペラのシャフトは、第２のプロペラの中空シャフトの中に配置されている。主エンジンは、主エンジンのシャフトに連結された第１のプロペラを駆動させ、また、主エンジンのシャフトに配置された発電機は、第２のプロペラを駆動するモータに電力を供給する。さらに、モータに電力を供給する発電機を回転させる他のエンジンがある。
【０００６】
刊行物独国特許第３２０７３９８号は、主エンジンが船の船体に載せられた一方のプロペラを中心に回転し、他方のプロペラが方向舵ユニットに配置されているＣＲＰ構成体を開示する。他方のプロペラは、主エンジンによって駆動される発電機から給電されるモータによって回転される。モータは、直接的に、又は、周波数変換器を介して発電機に接続されている。代わって、モータは、他の主エンジンによって駆動される他の発電機から主スイッチ盤を介して給電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第０２／０７２４１８号
【特許文献２】独国特許第３２０７３９８号
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、船又は船舶において電力を供給するために、新規かつ費用対効果に優れた構成体を提供することである。本発明によるこの構成体は、請求項１の特徴部分によって特徴付けられる。本発明の好ましい実施の形態が、従属請求項に規定される。
【０００９】
船舶の逆回転プロペラ（ＣＲＰ）推進システムに推進力を供給する構成体は、回転式動力ユニットによって駆動される第１のプロペラと、交流モータによって駆動される第２のプロペラとを具備し、これにより、前記第２のプロペラは、前記第１のプロペラと反対方向に回転され、交流発電機が、前記回転動力ユニットによって駆動され、前記交流発電機は、前記交流モータに電気的に接続されている。前記第２のプロペラの回転速度は、前記第１のプロペラの回転速度の９５％ないし１５０％にあり、前記交流モータと前記交流発電機とは、同じ電気的周波数を有し、前記交流発電機の極数が、２ないし４０であり、前記交流モータの極数が、２ないし４０であり、これにより、前記交流モータと前記交流発電機の極数の比が、０．０５ないし２０である。極数の値は、偶数である。
【００１０】
本発明の好ましい一実施の形態によれば、前記第２のプロペラの直径は、前記第１のプロペラの直径よりも小さい。
【００１１】
本発明の好ましい一実施の形態によれば、前記第１のプロペラと前記第２のプロペラとの間の距離は、前記第１のプロペラの直径の２倍未満である。
【００１２】
本発明の好ましい一実施の形態によれば、前記第１のプロペラと前記第２のプロペラとの動力比率は、５０：５０ないし８０：２０である。
【００１３】
本発明の好ましい一実施の形態によれば、前記交流モータは、前記交流発電機に電気的に並列接続される第２の電力源によって給電される。
【００１４】
本発明の好ましい一実施の形態によれば、前記交流発電機は、前記交流発電機に電気的に接続される第２の電気消費機器に電力を供給する。
【００１５】
本発明の好ましい一実施の形態によれば、前記第２の電力源は、周波数変換器を有し、前記第２の電力源は、スイッチを介して前記交流モータに電気的に接続される。
【００１６】
本発明の好ましい一実施の形態によれば、前記第２の電力源は、前記第１のプロペラと前記第２のプロペラとの間で動力分配を変更するとき、前記交流モータと前記交流発電機との少なくとも一方に切り替え可能である。
【００１７】
本発明の好ましい一実施の形態によれば、前記交流モータと前記交流発電機との間の電力接続部が、断流器を有し、船舶を操縦するとき、前記交流発電機と前記第２の電力源とは、前記交流モータに交互に切り替え可能である。
【００１８】
本発明の構成体を使用するとき、例えば、機械的推進と比較して、船の一般的な構成体及び船体設計により多くの自由度がある。発電機は、より効果的なようにして配置されることができ、これにより、船舶の流体力学的効率が改良される。
【００１９】
エネルギは、異なる運航状況において、船舶のさまざまな電力需要を満たすとき、最も効率的なようにして発生される。船舶の電気的損失も同様に、従来の電気的推進システムと比較して最小限に抑えられる。
【００２０】
本発明の構成体は、船舶の要件に従って理に適うようにして１次エネルギ源を使用して発電プラント及びエンジンを構成することを可能にする。この構成体は、複数の多重発電プラント構成の中で最適なものを選定する自由度を与え、エネルギ効率に優れた船舶運航を可能にする。
【００２１】
ディーゼルエンジンのようなエネルギ発生機と、電気モータ又は主プロペラ駆動ディーゼルのような推進力発生モータとが船舶に分配され、これらは、接続及び分離されることができる。これにより、推進ユニット又はこれらのサブユニットなどの冗長性を高めることができる。
【００２２】
本発明は、添付図面を参照して以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の第１の好ましい実施の形態を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第２の好ましい実施の形態を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第２の好ましい実施の形態の運航モードを示す図である。
【図４】図４は、本発明の第２の好ましい実施の形態の第２の運航モードを示す図である。
【図５】図５は、本発明の第２の好ましい実施の形態の第３の運航モードを示す図である。
【図６】図６は、本発明の第２の好ましい実施の形態の第４の運航モードを示す図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態の第５の運航モードを示す図である。
【図８】図８は、本発明の第２の好ましい実施の形態を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第３の好ましい実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す概略図である。例えば、２ストロークディーゼルエンジンである主回転式動力ユニット２は、推進交流発電機４を駆動させ、推進交流発電機のロータは、回転式動力ユニット２の一方の出力シャフトに固定されている。船舶の主プロペラ６は、回転式動力ユニット２の他方の出力シャフト１０に固定されている。交流発電機４とプロペラ６とは、図１に示された実施の形態において回転式動力ユニット２の反対側にあるが、発電機は、回転式動力ユニット２に対してプロペラ６と同じ側にあってもよい。主プロペラ６に対向して、交流モータ８によって駆動される第２のプロペラ１２が配置されている。主プロペラ、即ち船首プロペラ６は、ベアリングと一体となって船舶の船体に係合されている。第２のプロペラ、即ち船尾プロペラ１２は、交流モータ８と一体となって船舶の船体又は船舶の方向舵構成体に支持されている。船首プロペラ６及び船尾プロペラ１２は、当業者に周知の逆回転推進（ＣＲＰ）モードで運航するように配置されている。交流発電機４は、電力接続部１４によって交流モータ８に接続されている。交流モータ８と交流発電機４とは、同じ周波数を有する。これらの回転速度は、船尾プロペラ及び船首プロベラの回転速度と同様に、周波数に影響される。
【００２５】
回転式動力ユニット２の動力ＰＭＥは、船舶の推進力需要に依存して、６０ないし１００ＭＷ以上のような、ＭＷの数十倍である。交流発電機４の電力ＰＧ及び交流モータ８の電力ＰＭは、ＰＭＥの２０ないし５０％の範囲である。このようにして、船首プロペラと船尾プロペラとの動力比は、５０対５０から２０対８０まで変化する。交流発電機４の極数と交流モータ８の極数とは、ＣＰＲ構成体において最適な推進効果を達成するために選択された値を有する。第２のプロペラの回転速度は、第１のプロペラの回転速度の９５％ないし１５０％にある。交流発電機４の極数は、２ないし４０の値を有することができ、交流モータ８の極数は２ないし４０の値を有することができ、極数の値は、偶数である。交流モータと交流発電機との極数の比率は、０．０５ないし２０である。
【００２６】
これらの値は、ＣＲＰドライブ全体の寸法決定の際に個別に規定され、いくつかの要因がこれに影響を与える。回転式動力ユニットと交流発電機との間のギア、船首プロペラと回転式動力ユニットとの間のギア、及び船首プロペラと回転式動力ユニットとの間のギアがあることがある。プロペラ同士の直径比と、プロペラ間の距離とが、同様に、船尾プロペラと船首プロペラとの所要の回転速度比に影響を与える。交流発電機の極数及び交流モータの極数を選択することによって、交流モータと交流発電機との相互速度がこれらの極数によって規定されるので、船尾プロペラと船首プロペラとの所要の回転速度比が達成される。
【００２７】
一例として、回転式動力ユニットの回転速度は、１００ｒｐｍであり、交流発電機及び船首プロペラは、回転式動力ユニットのシャフトに直接的に接続されている。交流モータのシャフトに直接的に接続されている船尾プロペラの回転速度は、１２０ｒｐｍであることが必要とされる。従って、交流発電機に対して１２に等しい極数を選択し、交流モータに対して１０に等しい極数を選択することにより、交流発電機と交流モータとが電力接続部によって直接的に接続され、これらが同じ周波数を有するので、プロペラ同士の所要の回転速度比が達成されることになる。
【００２８】
他の一例として、回転式動力ユニットの回転速度は、１００ｒｐｍであり、船首プロペラが回転式動力ユニットのシャフトに直接的に接続されている。交流発電機は、ギアボックスを介して、回転式動力ユニットのシャフトに接続されている。ギアの変速比は、３に等しく、交流発電機の回転速度は、３００ｒｐｍに等しい。交流モータのシャフトに直接的に接続されている船尾プロペラの回転速度は、１２０ｒｐｍであることが必要とされる。従って、交流発電機に対して４に等しい極数を選択し、交流モータに対して１０に等しい極数を選択することにより、交流発電機と交流モータとが電力接続部によって直接的に接続され、これらが同じ周波数を有するので、プロペラ同士の所要の回転速度比が達成されることになる。
【００２９】
図２は、本発明の第２の実施の形態を示す概略図である。例えば、２ストロークディーゼルエンジンである主回転式動力ユニット４０は、推進交流発電機４２を駆動し、推進交流発電機のロータは、回転式動力ユニット４０の１つの出力シャフトに固定されている。船舶の主プロペラ４４は、回転式動力ユニット４０の他の出力シャフト４６に固定されている。発電機４２及びプロペラ４４は、図２に示される実施の形態において回転式動力ユニット４０の反対側にあるが、発電機は、プロペラ４４に対して回転式動力ユニット４０と同じ側にあってもよい。主プロペラ４４に対向して、交流モータ５０によって駆動される第２のプロペラ４８が配置されている。主プロペラ、即ち船首プロペラ４４は、ベアリングと一体となって船舶の船体に係合されている。第２のプロペラ、即ち船尾プロペラ４８は、交流モータ５０と一体となって船舶の船体又は船舶の方向舵構成体に支持されている。船首プロペラ４４及び船尾プロペラ４８は、当業者に周知の逆回転推進（ＣＲＰ）モードで運航するように配置されている。推進交流発電機４２は、電力接続部５２によって交流モータ５０に接続されている。回路遮断器５４が電力接続部５２に配置されており、この回路遮断器によって交流モータ５０と推進交流発電機４２との間の接続部は、スイッチを入れたり切ったりすることができる。回路遮断器５４がスイッチを入れられたとき、交流モータ５０と推進交流発電機４２とは、同じ周波数を有する。これらの回転速度は、船尾プロペラ及び船首プロベラの回転速度と同様に、周波数によりもたらされる。
【００３０】
２つの補助回転式動力ユニット５６及び５８が、２つの発電機６０及び６２に連結されており、これら発電機は、電力接続部を介して、船の主スイッチ盤、即ち主バス６４に接続されている。スイッチ盤６４は、船舶の配電幹線に接続されており、また、発電機６０及び６２は、消費機器に電力を供給する。補助回転式動力ユニット５６及び５８は、好ましくは、回転式動力ユニット４０よりも少ない動力を有する４ストロークディーゼルエンジンである。補助回転式動力ユニット５６及び５８は、船舶の船体内の適当な空間に位置されることができ、これらは、船舶のプロペラ４４又は４８の近くに、又は、他の電力消費機器の近くに配置される必要がない。周波数変換器６６は、主スイッチ盤６４と電力接続部５２の接点６８との間に、それぞれ、接続している電力接続部７０、電力接続部７２を介して連結されている。主スイッチ盤６４と周波数変換器６６との間に第２の回路遮断器７４があり、周波数変換器６６と接点６８との間に第３の回路遮断器７６がある。
【００３１】
図２に示される推進システムは、運航モードに応じていくつかのやり方で操作され制御されることができる。図３ないし図６を参照して、いくつかの運航モードが明らかにされる。該当する場合、図２の場合と同じ参照符号が図３ないし図７で使用される。
【００３２】
図３は、推進力が補助回転式動力ユニット５６及び５８によって発生され、一方、主回転式動力ユニットが機能していない操舵モードにおける本発明の第２の実施の形態を示す図である。推進力は、矢印８２によって示されるように、船尾プロペラ４８によって発生され、船首プロペラは、停止している。かくして、交流発電機４２は、電力を発生することがなく、回路遮断器５４はスイッチを切られる。回路遮断器７４及び７６は、スイッチを入れられ、電力が、発電機６０及び６２から周波数変換器６６を介して、及び主スイッチ盤を介して交流モータ５０に供給される。電力の流れが、矢印８０によって示される。電気エネルギを交流モータ５０に供給する動力及び周波数が、周波数変換器６６によって制御される。船尾プロペラの推進力は、交流発電機６０及び６２の容量に制限され、実際には、周波数変換器６６の容量に制限される。
【００３３】
図４は、推進力が補助回転式動力ユニット５６及び５８と主回転式動力ユニット４０とによって発生される第１の始動モードにおける本発明の第２の実施の形態を示す図である。船尾プロペラ４８及び船首プロペラ４４は、矢印８２及び８４によって示されるように、ＣＲＰモードで機能する。主回転式動力ユニットは機能しているが、交流発電機４２は電力を発生しておらず、動力回路遮断器５４はスイッチを切られている。回路遮断器７４及び７６は、スイッチを入れられ、電力が、発電機６０及び６２から周波数変換器６６を介して、及び主スイッチ盤を介して、交流モータ５０に供給される。電力の流れが、矢印８０によって示される。電気エネルギを交流モータ５０に供給する動力及び周波数が、周波数変換器６６によって制御される。このモードでは、船尾プロペラ４８の速度は、船首プロペラ４４の速度から独立して制御されることができる。主回転式動力ユニットは、その通常動力の２５％のような、より低い動力レベルで作動しており、船首プロペラの推進力は、これらの全動力の約２５％である。船尾プロペラの推進力は、交流発電機６０及び６２の容量に、実際には、周波数変換器６６の容量に制限される。
【００３４】
図５は、推進力が補助回転式動力ユニット５６及び５８と主回転式動力ユニット４０とによって発生される第２の始動モードにおける本発明の第２の実施の形態を示す図である。交流モータ５０は、周波数変換器６６を介して交流発電機６０及び６２の両方から、及び電力接続部５２を介して交流発電機４２から供給される。船尾プロペラ４８及び船首プロペラ４４は、矢印８２及び８４によって示されるように、ＣＲＰモードで機能する。主回転式動力ユニットが機能しており、交流発電機４２が電力を発生し、動力回路遮断器５４がスイッチを入れられる。回路遮断器７４及び７６は、スイッチを入れられ、電力が発電機６０及び６２から周波数変換器６６を介して、及び主スイッチ盤を介して、交流モータ５０に供給される。交流発電機６０及び６２からの電力の流れが、矢印８０によって示され、交流発電機４２からの電流の流れが、矢印８６によって示され、交流モータ５０への電力の流れが、矢印８８によって示される。電気エネルギを交流モータ５０に供給する動力及び周波数が、周波数変換器６６によって制御される。このモードでは、交流モータ５０への電力の供給は、交流発電機４２の出力を調整し、相応して周波数変換器を制御することによって、交流発電機６０及び６２から交流発電機４２に徐々に移っている。主回転式動力ユニットは、その通常動力の２５％のような、より低い動力レベルで作動しており、船首プロペラの推進力は、船尾及び船首プロペラの推進力レベルを許容限界内に維持するために、これらの全動力の約２５％である。船尾プロペラの推進力は、交流発電機６０及び６２の容量に、実際には、周波数変換器６６の容量に制限され、また、適切なＣＲＰ機能は、船尾及び船首プロペラの推進力が正しい比率に、好ましくは、５０対５０と２０対８０との間にあることを必要とする。
【００３５】
図６は、推進力が主回転式動力ユニット４０によって発生される第３の始動モードにおける本発明の第２の実施の形態を示す図である。これはまた、両方のプロペラが主回転式動力ユニット４０の動力によって機能しており、交流発電機４２が交流モータ５０に直接的に接続されている全速力かつ全出力推進を示している。回路遮断器５４がスイッチを入れられ、一方、回路遮断器７４及び７６がスイッチを切られ、交流モータ５０が、電力接続部５２を介して交流発電機４２から完全に供給される。船尾プロペラ４８及び船首プロペラ４４は、矢印８２及び８４によって示されるように、ＣＲＰモードで機能する。交流モータ５０への電力の流れが、矢印９０によって示される。第３の始動モード中に、主回転式動力ユニットの動力が、２５％のようなより低いレベルからその通常動力に向かって増加される。効率的なＣＲＰ機能状態にするため、船尾及び船首プロペラの推進力は、正しい比率に、好ましくは、５０対５０と２０対８０との間にある。交流発電機４２は、電力接続部５２を介して交流モータ５０に直接的に接続されているので、交流発電機４２と交流モータとは、同じ周波数を有する。これらの両方が同期機であるとき、これらの機械の回転速度は、機械の極数に基づいて互いに異なる。相応して、これらが機械のシャフトに固定されているので、船尾及び船首プロペラの回転速度は、同様に、異なる。
【００３６】
図７は、推進力が主回転式動力ユニット４０によって発生される第４のモードにおける本発明の第２の実施の形態を示す図である。主回転式動力ユニット４０が、全出力で機能しており、交流発電機４２が、交流モータ５０に直接的に接続されている。回路遮断器５４がスイッチを入れられ、同様に、回路遮断器７４及び７６がスイッチを入れられ、周波数変換器６６が、主スイッチ盤６４とライン５２の接点６８との間に接続されている。交流モータ５０が、電力接続部５２を介して交流発電機４２から完全に供給される。さらに、交流発電機４２もまた、周波数変換器６６によって制御されるように電力を主スイッチ盤６４に供給している。交流モータ５０への電力の流れが、矢印９４によって示され、交流発電機４２からの電力の流れが、矢印９４によって示され、主スイッチ盤６４への電力の流れが、矢印９６によって示される。推進力は、主スイッチ盤６４に供給された量だけ低下される。他の点では、ＣＲＰは、図６に関連して説明されたように機能する。
【００３７】
図８は、本発明の第３の実施の形態の概略図を示す図である。例えば、２ストロークディーゼルエンジンである主回転式動力ユニット２は、ギア２０を介して推進交流発電機４を駆動し、このギアは、回転式動力ユニット２の第１の出力シャフト２２に連結されている。第２のギア２４が、回転式動力ユニット２の第２の出力シャフト２６に連結されている。プロペラ６が、ギア２４の第２のシャフト２８に接続されている。主プロペラ６に対向して、交流モータ８によって駆動される第２のプロペラ１２が配置されている。主プロペラ、即ち船首プロペラ６は、ベアリングと一体となって船舶の船体に係合されている。第２又は船尾プロペラ１２は、交流モータ８と一体となって船舶の船体又は船舶の方向舵構成体に支持されている。船首プロペラ６及び船尾プロペラ１２は、当業者に周知の逆回転反転プロペラ（ＣＲＰ）モードで運航するように配置されている。交流発電機４は、電力接続部１４によって交流モータ８に接続されている。交流モータ８と交流発電機４とは、同じ周波数を有する。交流発電機４及び交流モータ８の極数は、第２のプロペラ１２の回転速度が第１のプロペラ６の回転速度の９５％ないし１５０％であるように規定されている。
【００３８】
図９は、本発明の第４の実施の形態を示す概略図である。例えば、２ストロークディーゼルエンジンである主回転式動力ユニット２は、この主回転式動力ユニットの出力シャフト１０に接続された第１のプロペラ６を駆動する。他の回転式動力ユニット３０が、回転式動力ユニット３０の出力シャフト３３に連結された交流発電機３２を回転させる。回転式動力ユニット３０は、主回転式動力ユニット２から分離されることができるか、主回転式動力ユニットの排気ガスを利用するターボチャージャであってもよい。主プロペラ６に対向して、交流モータ８によって駆動される第２のプロペラ１２が配置されている。主プロペラ、即ち船首プロペラ６は、ベアリングと一体となって船舶の船体に係合されている。第２のプロペラ、即ち船尾プロペラ１２は、交流モータ８と一体となって船舶の船体又は船舶の方向舵構成体に支持されている。船首プロペラ６及び船尾プロペラ１２は、当業者によく知られた逆回転プロペラ（ＣＲＰ）モードで運航するように配置されている。交流発電機４は、電力接続部３４によって交流モータ８に接続されている。交流モータ８と交流発電機４とは、同じ周波数を有する。交流発電機４及び交流モータ８の極数と、主回転式動力ユニット２及び他の回転式動力ユニット３０の回転速度とは、第２のプロペラ１２の回転速度が第１のプロペラ６の回転速度の９５％ないし１５０％であるように規定されている。
【００３９】
本発明による構成体は、多くの実施の形態を有することができる。これらの実施の形態の一部がここに例として記載されている。交流モータと交流発電機との少なくとも一方が、技術的に周知であるようにして利用されることができる少なくとも１つの独立した巻線を有する。交流モータ及び交流発電機と電力接続部とは、３つ以上の電気的位相を構成する。
【００４０】
第１のプロペラ及び第２のプロペラは、ＣＲＰ構成体において同軸上にアライメントされている。これらのプロペラは、厳密に同じライン上には存在しないように、又は、僅かに傾けられるように、僅かにオフセットさせられてもよい。
【００４１】
交流発電機は、少なくとも１つの別の発電機を有することができる。利用可能な程度に十分に大きな発電機が存在しない場合、並列に連結され、回転式動力ユニットによって回転される２つの、又はそれ以上の発電機を使用することが可能である。発電機は、電力需要に応じて接続及び分離されることができる。
【００４２】
交流発電機のみが、第１のプロペラと同じ回転式動力源によって駆動されることが可能である。主回転式動力ユニットをより小型のユニットに分割することが同様に可能であり、これらのより小型のユニットのうちの１つが第１のプロペラを回転させ、他のユニットが第２のプロペラの交流モータに接続されている交流発電機を回転させる。小型の回転式動力ユニットは、船舶内により自由に配置されることができ、空間がより最適化されて使用されることになる。より小型の動力ユニットは、ガスタービンであることができ、これにより、プロペラ同士の回転速度の比率を調整することが可能である。
【００４３】
第２のプロペラは、船体又は船舶の方向舵に固定されることができる。第２のプロペラはポッド型プロペラであることができる。第２のプロペラはまた、船舶を操縦するため使用されることがあるアジマス型であることができる。
【００４４】
さまざまな種類の交流機が、交流モータ及び交流発電機の両方のため可能である。交流機は、誘導機又は同期機であることができる。同期機は、電気制御式磁石によって、又は、永久磁石によって励起されることができる。
【００４５】
誘導モータが使用されるとき、誘導型モータの滑りが変更され、同期型発電機の励起が調整される。この方法によって、速度と相対的な電力を僅かに調整することができる。発電機が、ロータ回路が外部制御可能な抵抗器を含むか、周波数変換器がロータとステータの相対速度を制御することを可能にする誘導型スリップリング発電機である場合、発電機の滑りをさらに調整することが可能である。この方法により、滑りは、およそ±２０％調整することができる。この発電機は、従って、調整可能な周波数を使って誘導又は同期モータを駆動することができる。これらの方法の両方によって、回転式動力ユニットの負荷は、例えば、回転式動力ユニットの燃料消費に対してより最適化するように調整されることができる。
【００４６】
第１のプロペラと第２のプロペラとの両方が、固定ピッチ又は制御可能ピッチを有することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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