(57)【要約】  操舵および船舶の二重反転プロペラ（ＣＲＰ）推進システムに推進パワーを供給するための装置であり、その装置は、回転パワーユニット（４０）によって駆動される第一のプロペラ（４４）と、交流モーター（５０）によって駆動される第二のプロペラ（４８）を備え、前記第二のプロペラ（４３）は前記第一のプロペラ（４４）と反対方向に回転され、また、前記パワーユニット（４０）の機械的出力シャフトに接続され前記回転パワーユニットによって駆動されるＡＣジェネレーター（４２）を備え、前記ＡＣジェネレーター（４２）は前記交流モーター（５０）に電気的に接続されている。前記装置によれば、前記交流モーター（５０）と前記ＡＣジェネレーター（４２）は同じ電気的周波数を有しており、別の電気的パワー源（６０，６１，６２）が、前記ＡＣジェネレーター（４２）に並列に前記交流モーター（５０）に電気的に接続可能である。
2014507329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵および船舶の二重反転プロペラ（ＣＲＰ）推進システムに推進パワーを供給するための装置であり、その装置は、回転パワーユニット（４０）によって駆動される第一のプロペラ（４４）と、交流モーター（５０）によって駆動される第二のプロペラ（４８）を備え、前記第二のプロペラ（４８）は前記第一のプロペラ（４４）と反対方向に回転され、また、前記パワーユニット（４０）の機械的出力シャフトに接続され前記回転パワーユニットによって駆動されるＡＣジェネレーター（４２）を備え、前記ＡＣジェネレーター（４２）は前記交流モーター（５０）に電気的に接続されている、前記装置において、
（ｉ）前記交流モーター（５０）と前記ＡＣジェネレーター（４２）は同じ電気的周波数を有しており、
（ｉｉ）別の電気的パワー源（６０，６１，６２）が、前記ＡＣジェネレーター（４２）に並列に前記交流モーター（５０）に電気的に接続可能であり、
（ｉｉｉ）前記第二のプロペラのシャフト（４７）は、前記船舶（２）の船体に取り付けられた支持構造体（１６，２４）に回転可能に装着されており、
（ｉｖ）ラダー（１０）は、前記支持構造体（１６，２４）に対する前記ラダー（１０）の旋回軸の移動を許可する方式で支持されている、前記装置。
【請求項２】
前記ラダー（１０）が前記船舶（２）の船体に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第一のプロペラ（４４）と前記第二のプロペラ（４８）のハブ（４５と４９）が連続的流線形を形成していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵および船舶の二重反転プロペラ（ＣＲＰ）推進システムに推進パワーを供給するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型船や船舶の推進パワーは回転パワーユニットによって生成され、そのエネルギー源は油、ガス、原子力である。回転パワーユニットは、ディーゼルエンジンやガスタービン、原子力リアクター回転タービンであってもよい。機械的出力シャフトは直接またはギヤを介してプロペラのシャフトに接続されるか、回転パワーユニットがジェネレーターを駆動し、それが船のプロペラモーターに電気パワーを供給する。さらに、プロペラを駆動するためにこれらの主な二つの手法のいくつかの異なる組み合わせが利用された。
【０００３】
船舶のパワーおよびエネルギー効率は、推進パワーが異なる動作モードにおいて可能な限り経済的に生成されることを必要とする。したがって、全体のエネルギー使用量は最適化されるべきである。それは、搭載可能であり、電気エネルギーを使用するデバイスおよびモーターに電気エネルギーを供給するときに電気エネルギーが可能な限り効率的に利用される最大経済的パワー生産システムを使用して、電気エネルギーが生成されなければならないことを意味する。
【０００４】
この分野で周知のように、推進デバイスは、船舶で使われる大量のエネルギーを消費する。さらに、推進力や推力は、異なる種類のエンジンやモーターを同時に使用して生成される。したがって、必要とされる推進パワーおよび操舵を生産するとき、それらの組み合わされたエネルギー消費が可能な限り低いように、これらが共働することが重要である。同時に、全エネルギー消費と電気の生成は、可能な限り効率的でなければならない。船舶の全エネルギーが効果的に生成され、異なる動作状況においてすべての電気的パワー消費デバイスに電気的パワーが効果的に供給され使用されることが重要であると同時に、一定状況下でまっすぐに前進するときにエネルギーのほとんどが使用されるとき、推進ユニットの効率は最高に重要である。
【０００５】
刊行物ＷＯ０２／０７２４１８は、一つのプロペラがメインエンジンによって駆動され、別のプロペラが電気モーターによって駆動されるＣＲＰプロペラ装置を提案している。第一および第二のプロペラのシャフトは同軸であり、第一のプロペラのシャフトは第二のプロペラの中空シャフトの中に配されている。メインエンジンは、メインエンジンのシャフトに接続された第一のプロペラを駆動し、メインエンジンのシャフトに配されたジェネレーターは、第二のプロペラを駆動するモーターに電気パワーを供給する。さらに、モーターにパワーを供給するジェネレーターを回転させる他のエンジンがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ０２／０７２４１８
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、船や船舶の中の電気パワーを供給するべき新しくコスト効率の良い装置を作成することである。本発明によるこの装置は、請求項１の特徴によって特徴づけられる。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項で定められる。操舵および船舶の二重反転プロペラ（ＣＲＰ）推進システムに推進パワーを供給するための装置は、回転パワーユニット（４０）によって駆動される第一のプロペラ（４４）と、交流モーター（５０）によって駆動される第二のプロペラ（４８）を備え、前記第二のプロペラ（４８）は前記第一のプロペラ（４４）と反対方向に回転され、また、前記パワーユニット（４０）の機械的出力シャフトに接続され前記回転パワーユニットによって駆動されるＡＣジェネレーター（４２）を備え、前記ＡＣジェネレーター（４２）は前記交流モーター（５０）に電気的に接続されている。前記装置は、（ｉ）前記交流モーターと前記ＡＣジェネレーターは同じ電気的周波数を有しており、（ｉｉ）別の電気的パワー源が、前記ＡＣジェネレーターに並列に前記交流モーターに電気的に接続可能であり、（ｉｉｉ）前記第二のプロペラのシャフトは、前記船舶の船体に取り付けられた支持構造体に回転可能に装着されており、（ｉｖ）ラダーは、前記支持構造体に対する前記ラダーの旋回軸の移動を許可する方式で支持されていることを備えている。本発明の一つの実施形態によれば、前記ラダーは、前記船舶の船体に支持されている。
【０００８】
本発明の一つの実施形態によれば、前記第一のプロペラと前記第二のプロペラのハブは連続的流線形を形成している。
【０００９】
本発明の装置を使用するとき、船の一般配置および船体設計により多くの自由がある。電気パワージェネレーターは、より有利な方法で位置されることができ、それによって、船舶の流体力学の効率が改善される。
【００１０】
エネルギーは、異なる動作状況において、船舶のさまざまなパワー需要を満たすとき、最も効率的な方法で生成される。それによって、船舶の電気的損失も、従来の電気的推進システムと比較して最小化される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明は、添付図面に関連して以下に詳細に説明される。
【図１】図１は、本発明の実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施形態の概略図を示している。ＣＲＰ（二重反転プロペラ）推進装置４は、船舶２の後部の部分に設置されている。ＣＲＰ推進装置は、反対方向に回転するように配された前側プロペラ４４と船尾側プロペラ４８を備えており、この分野の熟練者たちに周知である。たとえばツーストロークディーゼルエンジンであるメイン回転パワーユニット４０は、推進パワーａｃジェネレーター４２を駆動し、そのローターは、回転パワーユニット４０の一つの出力シャフトに固定されている。船舶のメインプロペラ４４は、回転パワーユニット４０の別の出力シャフト４６に固定されている。ジェネレーター４２およびプロペラ４４は、図１に示された実施形態では、回転パワーユニット４０の反対側にあるが、ジェネレーターは、回転パワーユニット４０のプロペラ４４と同じ側にあってもよい。メインプロペラ４４に向き合って、ａｃモーター５０の出力シャフト４７に固定されａｃモーター５０によって駆動される第二のプロペラ４８が配されている。メインまたは前側プロペラ４４は、ベアリング（図示せず）と共に船舶の船体に取り付けられている。第二または船尾側プロペラ４８は、支持アームまたは支柱１６によって船舶の船体に支持された鞘状ハウジング２４に搭載されたａｃモーター５０で支持されている。推進ａｃジェネレーター４２は、電気的パワー接続体５２によってａｃモーター５０に接続されている。それによって、ａｃジェネレーター４２によって生成されたａｃ電流は、ａｃモーター５０に直接供給される。回路遮断器５４は電気的パワー接続体５２上に配されており、それによってａｃモーター５０と推進ａｃジェネレーター４２の間の接続がオンオフされ得る。回路遮断器５４がオンにされたとき、ａｃモーター５０と推進ａｃジェネレーター４２は同じ周波数を有する。
【００１３】
船舶２の船尾にラダー１０が配されている。ラダーは、ラダーシャフト１４を介して船舶２の船体、またラダーシャフト１８を介してハウジング２４に支持されている。ラダーシャフト１４は、船体に対するラダーの旋回軸運動を許可するベアリング２０を介して支持されている。ラダーシャフト１８は、ラダーシャフト１４と同じ垂直軸線２２上にあり、ラダー１６は、ハウジング２４と支持体支柱１６に対する旋回軸運動をすることが可能となっている。ラダーシャフトはハウジング２４に固定されており、ラダーはベアリング１２を介してそれに支持されている。ラダーは、この分野で周知の制御ユニットによって垂直軸線のまわりに回転される。
【００１４】
プロペラ４４および４８は、ＣＲＰモードにおいて高効率を有するように設計されている。プロペラ４４のハブ４５とプロペラ４８のハブ４９は、流線形を有するように形成されている。プロペラは軸線に配され、それらの共通外側表面は流線形全体を形成している。鞘状ハウジング２４と支持支柱１６とラダー１０も流線形を形成している。
【００１５】
三つの補助回転パワーユニット５６、５７および５８が、三つのジェネレーター６０、６１および６２に接続されており、それらは、電気的パワー接続体を介して、船のメイン配電盤またはメインバス６４に接続されている。配電盤６４は、船舶の電気分配幹線に接続されており、ジェネレーター６０、６１および６２は消費体に電気パワーを供給する。補助回転パワーユニット５６、５６および５８は、好ましくは、回転パワーユニット４０よりも低いパワーを有しているフォーストロークディーゼルエンジンである。それらは、たとえば、ガスタービンまたは廃熱回収システムであってもよい。補助回転パワーユニット５６、５７および５８は、船舶の船体の中の適当な空間に配置されることができ、船舶のプロペラ４４または４８の近くや、電気パワーの他の消費体の近くに位置する必要はない。周波数変換器６６が、メイン配電盤６４と電気的パワー接続体５２の接合部６８の間に、それぞれ電気的パワー接続体７０を介して、電気的パワー接続体７２を介して接続されている。メイン配電盤６４と周波数変換器６６の間に第二の回路遮断器７４があり、周波数変換器６６と接合部６８の間に第三の回路遮断器７６がある。図１に示される推進システムは、オペレーションモードに応じていくつかの手法で動作および制御されることができる。一つのモードでは、推進パワーはメイン回転パワーユニット４０によって生成される。メイン回転パワーユニット４０はフルパワーで機能しており、ａｃジェネレーター４２はａｃモーター５０に直接接続されている。回路遮断器５４がオンにされ、回路遮断器７４および７６もオンにされ、周波数変換器６６がメイン配電盤６４と線５２の接合部６８の間に接続される。ａｃモーター５０は、ａｃジェネレーター４２から電気的パワー接続体５２を介してまったく供給される。ａｃジェネレーター４２が電気的パワー接続体５２を介してａｃモーター５０に直接接続されるとき、ａｃジェネレーター４２とａｃモーターは同じ周波数を有する。ａｃジェネレーター４２とａｃモーター５０が同数の極を有するとき、それによってそれらは本質的に同じ回転速度を中心に回転し、同期機の場合には、速度は同じであり、非同期機の場合には、速度はスリップの量に応じて異なる。ａｃジェネレーター４２とａｃモーター５０が異なる極数を有しているとき、それらの回転速度は、機械の極数に基づいて互いに異なる。同様に、船尾側および前側プロペラの回転速度は、それらが機械のシャフトに固定されるのと同じ手法に応じて異なる。
【００１６】
第二のモードでは、推進パワーは、補助回転パワーユニット５６、５７および５８とメイン回転パワーユニット４０によって生成される。ａｃモーターは、ａｃジェネレーター５０とａｃジェネレーター６０、６１および６２から周波数変換器６６を介して、またａｃジェネレーター４２から電気的パワー接続体５２を介して供給される。回路遮断器７４および７６がオンにされ、電気パワーが、ジェネレーター６０、６１および６２からメイン配電盤を介して周波数変換器６６を介してａｃモーター５０に供給される。ジェネレーター６０、６１および６２からａｃモーター５０に電気エネルギーを供給するパワーおよび周波数は、周波数変換器６６によって制御される。推進システムのパワー需要と、船舶の他の電気パワー使用者のパワー需要に応じて、周波数変換器は、周波数変換器６６を介してメインスイッチボード６４に電気パワーを供給してもよい。
【００１７】
本発明による船舶の推進パワーは、回転パワーユニットによって生成され、そのエネルギー源は油、ガス、原子力である。回転パワーユニットは、ディーゼルエンジンやガスタービン、原子力リアクター回転タービンであってもよい。さらに、ターボチャージャーによってメインエンジンの排気ガスを利用する廃熱回収システムが使用されてもよい。
【００１８】
ａｃジェネレーターは、ギヤを介してメインエンジンのシャフトに接続されてもよい。第二のプロペラとそれを回転させるａｃモーターの間に、異なる種類のギヤ装置があってもよい。これらの修正は、本発明の範囲内にある多くの変形を可能にする。
【図１】
2014507329.tif 000003
【国際調査報告】
2014507329.tif 000004
2014507329.tif 000005