(57)【要約】      （修正有）【課題】廃熱回収システムを有する船舶推進システムにおいて、燃料効率を改善する。【解決手段】排熱回収システム１１は、船舶の電気ネットワーク５に廃熱から電気エネルギーを供給するタービン１８及び発電機２０を備える。軸発電機/モーター１０が、プロペラシャフト３に連結すると共に、電気ネットワーク５に電気的に結合し、その駆動モーター動作モードは、電気ネットワーク５からの電気エネルギーをプロペラシャフト３を駆動するための機械エネルギーに変換し、その発電機動作モードは、プロペラシャフト５の機械エネルギーを電気エネルギーに変換し電気ネットワークに供給する。コントローラ１２は、該軸発電機/モーター１０に接続され、該軸発電機/モーター１０の動作を調節することにより電気ネットワーク５の周波数を制御するように構成される。【選択図】図１
2013227012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃熱回収系を有する船舶推進システム（１）であって、
船舶のプロペラ（４）に組み合わされるプロペラシャフト（３）を駆動する主機関である、ターボ過給式大型２ストローク内燃機関（２）と；
タービン（１８）及び発電機（２０）を備え、前記船舶の電気ネットワーク（５）のために廃熱から電気エネルギーを生成する排熱回収システム（１１）と；
前記プロペラシャフト（３）に連結しているとともに、前記電気ネットワーク（５）に電気的に結合している、軸発電機／モーター（１０）であって、
その駆動モーター動作モードにおいては、前記電気ネットワーク（５）からの電気エネルギーを前記プロペラシャフト（３）を駆動するための機械エネルギーに変換し、
その発電機動作モードにおいては、前記プロペラシャフト（５）の機械エネルギーを前記電気ネットワーク（３）のための電気エネルギーに変換するように構成される、軸発電機／モーター（１０）と；
前記軸発電機／モーター（１０）を制御しうるように該軸発電機／モーター（１０）に接続され、該軸発電機／モーター（１０）の動作を調節することにより前記電気ネットワーク（５）の周波数を制御するように構成されるコントローラ（１２）と；
を備える船舶推進システム（１）。
【請求項２】
前記コントローラ（１２）は、前記軸発電機／モーター（１０）の動作を、前記駆動モーター動作モードおよび前記発電機動作モードにおいて調節することにより、前記電気ネットワーク（５）の周波数を制御するように構成される、請求項１に記載の船舶推進システム（１）。
【請求項３】
前記コントローラ（１２）は、前記駆動モーター動作モードにおいては前記軸発電機／モーター（１０）への電力を調節することにより、および、前記発電機動作モードにおいては前記軸発電機／モーター（１０）への負荷を調節することにより、前記電気ネットワーク（５）の周波数を制御するように構成される、請求項１又は２に記載の船舶推進システム（１）。
【請求項４】
前記コントローラ（１２）は、前記軸発電機／モーター（１０）の動作を、駆動モーター動作モードおよび前記発電機動作モードを含む連続的な動作設定範囲にわたって調節することにより、前記電気ネットワーク（５）の周波数を制御するように構成される、請求項１から３のいずれかに記載の船舶推進システム（１）。
【請求項５】
前記コントローラ（１２）は、前記電気ネットワーク（５）の周波数を制御するためにドループ速度制御を行うように構成される、請求項１から４のいずれかに記載の船舶推進システム（１）。
【請求項６】
前記コントローラ（１２）は、前記電気ネットワーク（５）の周波数を制御するためにアイソクロナス速度制御を行うように構成される、請求項１から４のいずれかに記載の船舶推進システム（１）。
【請求項７】
前記コントローラ（１２）は、前記廃熱回収システム（１１）を制御しうるように該廃熱回収システム（１１）に接続され、該廃熱回収システム（１１）をベースロードとして動作させるように構成される、請求項１から６のいずれかに記載の船舶推進システム（１）。
【請求項８】
前記コントローラ（１２）は、前記軸発電機／モーター（１０）の励起電流を制御することにより前記電気ネットワークの周波数を制御するように構成される、請求項１から７のいずれかに記載の船舶推進システム（１）。
【請求項９】
前記プロペラシャフト（３）は可変ピッチプロペラ（４）に連結され、前記コントローラ（１２）は、プロペラシャフトの回転速度が一定になるように、従って前記軸発電機／モーターの回転速度を一定に保って電気ネットワークの周波数が一定になるように、前記船舶推進システムを動作させるように構成される、請求項１から７のいずれかに記載の船舶推進システム（１）。
【請求項１０】
前記軸発電機／モーター（１０）と前記プロペラシャフト（３）との間に配される伝達比可変手段（１９）を更に備え、前記コントローラ（１２）は前記伝達比可変手段（１９）に接続されると共に、該伝達比可変手段（１９）の伝達比を制御することにより、前記プロペラシャフト（３）の回転速度の変動に関わらず、前記軸発電機／モーター（１０）の回転速度を一定に保つように構成される、請求項１から７のいずれかに記載の船舶推進システム（１）。
【請求項１１】
船舶推進システム（１）を動作させる方法であって、該船舶推進システムは、
船舶のプロペラ（４）に組み合わされるプロペラシャフト（３）を駆動する主機関である、ターボ過給式大型２ストローク内燃機関（２）と；
タービン（１８）及び発電機（２０）を備え、前記船舶の電気ネットワーク（５）のために廃熱から電気エネルギーを生成する排熱回収システム（１１）と；
前記プロペラシャフト（３）に連結しているとともに、前記電気ネットワーク（５）に電気的に結合している、軸発電機／モーター（１０）であって、
その駆動モーター動作モードにおいては、前記電気ネットワーク（５）からの電気エネルギーを前記プロペラシャフト（３）を駆動するための機械エネルギーに変換し、
その発電機動作モードにおいては、前記プロペラシャフト（５）の機械エネルギーを前記電気ネットワーク（３）のための電気エネルギーに変換するように構成される、軸発電機／モーター（１０）と；
を備え前記軸発電機／モーター（１０）の動作を調節することにより前記電気ネットワークの周波数を制御する、方法。
【請求項１２】
前記軸発電機／モーター（１０）の動作を、前記駆動モーター動作モードおよび前記発電機動作モードにおいて調節することにより、前記電気ネットワーク（５）の周波数を制御することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記駆動モーター動作モードにおいては前記軸発電機／モーター（１０）への電力を調節することにより、および、前記発電機動作モードにおいては前記軸発電機／モーター（１０）への負荷を調節することにより、前記電気ネットワーク（５）の周波数を制御することを含む、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記軸発電機／モーター（１０）の動作を、駆動モーター動作モードおよび前記発電機動作モードを含む連続的な動作設定範囲にわたって調節することにより、前記電気ネットワーク（５）の周波数を制御することを含む、請求項１１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記電気ネットワーク（５）の周波数を制御するためにドループ速度制御を行うことを含む、請求項１１から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記電気ネットワーク（５）の周波数を制御するためにアイソクロナス速度制御を行うことを含む、請求項１１から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
ベースロードとして、前記廃熱回収システム（１１）の動作を制御することを含む、請求項１１から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記軸発電機／モーター（１０）の動作モードや、前記軸発電機／モーター（１０）が消費する又はこれに届けられる電力に関わらず、前記主機関（２）の回転速度を一定に保つことを含む、請求項１１から１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
所望された前記軸発電機／モーター（１０）の設定が、前記軸発電機／モーター（１０）の動作範囲外になってしまう危険がある場合に、前記廃熱回収システム（１１）の設定を調節することを含む、請求項１１から１８のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃熱回収システムを有する船舶推進システムを制御する方法および廃熱回収システムを有する船舶推進システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＯ２００７／１２４９６８は、コンテナ船のような大型貨物船のための船舶推進システムを開示している。通常、このような推進システムは、低速の２ストロークディーゼル機関の形式の主機関を有する。主機関は、船舶のプロペラに組み合わされるプロペラシャフトを駆動するためのメカニカルなエネルギーを生成する。主機関の連続定格出力はおよそ５ＭＷから１１０ＭＷに達する。
【０００３】
船舶に搭載される電気機器は、通常、船舶の電気ネットワークにより電力供給を受ける。船舶の電気ネットワークは、発電系統、すなわち、主機関よりも高速で動作する燃焼機関に接続される発電機から電力を受け取る。発電系統で使用されるエンジンは、通常４ストロークのディーゼル機関である。近年、燃料価格の上昇や、排出物削減の要請、運転コスト削減の要請といった事情が、主機関の廃熱を利用してエネルギー利用率を向上させることに注目を集めることになっている。余剰の熱は、特に、主機関の排気ガスや冷却系統に見いだされる。上記ＷＯ２００７／１２４９６８において、廃熱回収システムを有する推進システムは、主機関の排熱から電力を生成し、それを船舶の電気ネットワークに供給している。また、軸発電機／モーターがプロペラシャフトに機械的に結合するとともに、電気ネットワークに電気的に結合している。軸発電機／モーターは、船舶の電気ネットワークから電流を供給されると駆動モーターとして動作することができ、また、プロペラシャフトから機械的な回転エネルギーの供給を受けると電力を生成する発電機として動作することができる。軸発電機／モーターは、船舶の電気ネットワークからの電力による駆動モーターとしてシャフトシステムを駆動するための機械的なエネルギーを提供する動作と、シャフトシステムの機械的なエネルギーを船舶の電気ネットワークのための追加の電力に変換する発電機としての動作とを切り替えることができる。
【０００４】
伝統的に、船舶のための電気エネルギーは、各々発電機を駆動する複数の補助機関（発電系）により供給されてきた。廃エネルギー回収システムを有する船舶推進システムにおいては、必要とされる電気的エネルギーの主要な部分または全てが廃エネルギー回収システムにより届けられることができる。廃熱エネルギー回収システムが船舶の電気ネットワークに十分な電力を供給することができる場合には、電力管理システムまたはコントローラは補助機関により供給される電力を抑え、可能な場合には、補助機関は完全に停止することができる。
【０００５】
加えて、発電動作モードにある軸発電機／モーターを通じて、更に多くの電気的エネルギーを船舶電気ネットワークに供給することができ、補助機関の燃料消費を更に減少させることができる。
【０００６】
これらの手段は燃料及び運転コストの著しい削減と、補助機関からの排出物の著しい減少をもたらした。
【０００７】
廃熱エネルギー回収システムが船舶の電力消費の必要量以上のエネルギーを生成する場合、その余分なエネルギーは、駆動モーターとして動作している軸発電機／モーターに供給される。それによって、プロペラシャフトに追加の駆動力が提供される。この場合、船舶の電気ネットワークに電力を供給するのは廃熱回収システムだけであり、補助機関は停止している。
【０００８】
既知の推進及び電力システムは、ほとんどの運転条件において、廃熱回収システムが、他の電力生成要素の助けを得ずに、必要とされる電力を生成するように構成及び設計されている。
【０００９】
既知の推進及び電力システムにおいては、電気ネットワークの周波数は、廃熱回収システムにより生成される電力を調節することにより、すなわち絞ることにより、制御されている。この周波数制御を行うことを可能にするためには、消費系により使用される電力における変化をカバーするために、未利用のキャパシティが十分になければならない。
【００１０】
廃熱回収システムは、周波数制御を行うことを可能にするために、様々な電力設定で動作することが可能でなければならない。すなわち廃熱回収システムは、その最大能力で動作してはいない。最大能力で動作していないということは、廃熱の"タダの"エネルギー部分を利用していないということであるから、効率を落としているということである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＷＯ２００７／１２４９６８
【発明の開示】
【００１２】
これらの背景から、本明細書で開示される事項の目的の一つは、上述のタイプの船舶推進システムにおいて、燃料効率を改善することである。
【００１３】
この目的は廃熱回収系を有する次のような船舶推進システムを提供することによって達成される。このシステムは、船舶のプロペラに組み合わされるプロペラシャフトを駆動する主機関である、ターボ過給式大型２ストローク内燃機関と；タービン及び発電機を備え、前記船舶の電気ネットワークのために廃熱から電気エネルギーを生成する排熱回収システムと；前記プロペラシャフトに連結しているとともに、前記船舶の前記電気ネットワークに電気的に結合している、軸発電機／モーターであって、その駆動モーター動作モードにおいては、前記電気ネットワークからの電気エネルギーを前記プロペラシャフトを駆動するための機械エネルギーに変換し、その発電機動作モードにおいては、前記プロペラシャフトの機械エネルギーを前記電気ネットワークのための電気エネルギーに変換するように構成される、軸発電機／モーターと；前記軸発電機／モーターを制御しうるように該軸発電機／モーターに接続され、該軸発電機／モーターの動作を調節することにより前記電気ネットワークの周波数を制御するように構成されるコントローラと；を備える。
【００１４】
前記電気ネットワークの周波数を制御するために、軸発電機／モーターの出力範囲を使用することにより、廃熱回収システムからの全ての利用可能な出力を有効に利用することができるようになり、したがって、船舶推進システムのエネルギー効率を改善することができる。
【００１５】
ある実施形態において、前記コントローラは電気ネットワークの周波数を制御するように構成される。この制御は、軸発電機／モーターの動作を、駆動モーター動作モードおよび発電機動作モードにおいて調節することにより行われる。この手段は、周波数制御に利用可能な出力範囲を広げる。
【００１６】
ある実施形態において、前記コントローラは、前記駆動モーター動作モードにおいては前記軸発電機／モーターへの電力を調節することにより、および、前記発電機動作モードにおいては前記軸発電機／モーターへの負荷を調節することにより、前記電気ネットワークの周波数を制御するように構成される。
【００１７】
ある実施形態において、前記コントローラは、前記軸発電機／モーターの動作を、駆動モーター動作モードおよび前記発電機動作モードを含む連続的な動作設定範囲にわたって調節することにより、前記電気ネットワークの周波数を制御するように構成される。
【００１８】
ある実施形態において、前記コントローラは、前記軸発電機／モーターの励起電流を制御することにより、前記電気ネットワークを制御するように構成される。
【００１９】
ある実施形態において、前記プロペラシャフトは可変ピッチプロペラに連結され、前記コントローラは、プロペラシャフトの回転速度が一定になるように、従って前記軸発電機／モーターの回転速度を一定に保って電気ネットワークの周波数が一定になるように、前記船舶推進システムを動作させるように構成される。
【００２０】
ある実施形態において、前記船舶推進システムは、前記軸発電機／モーターと前記プロペラシャフトとの間に配される伝達比可変手段を更に備える。前記コントローラは前記伝達比可変手段に接続されると共に、該伝達比可変手段の伝達比を制御することにより、前記プロペラシャフトの回転速度の変動に関わらず、前記軸発電機／モーターの回転速度を一定に保つように構成される。
【００２１】
ある実施形態において、前記コントローラは、前記電気ネットワークの周波数を制御するためにドループ速度制御を行うように構成される。
【００２２】
ある実施形態において、前記コントローラは、前記電気ネットワークの周波数を制御するためにアイソクロナス速度制御を行うように構成される。
【００２３】
ある実施形態において、前記コントローラは、前記廃熱回収システムを制御しうるように該廃熱回収システムに接続され、該廃熱回収システムをベースロードとして動作させるように構成される。
【００２４】
本発明の目的は、燃料効率の改善のために、上述のタイプの船舶推進システムを動作させる方法を提供することである。
【００２５】
上記の目的は、次のような船舶推進システムを動作させる方法を提供することによって達成される。前記システムは、船舶のプロペラに組み合わされるプロペラシャフトを駆動する主機関である、ターボ過給式大型２ストローク内燃機関と；タービン及び発電機を備え、前記船舶の電気ネットワークのために廃熱から電気エネルギーを生成する排熱回収システムと；前記プロペラシャフトに連結しているとともに、前記船舶の前記電気ネットワークに電気的に結合している、軸発電機／モーターであって、その駆動モーター動作モードにおいては、前記電気ネットワークからの電気エネルギーを前記プロペラシャフトを駆動するための機械エネルギーに変換し、その発電機動作モードにおいては、前記プロペラシャフトの機械エネルギーを前記電気ネットワークのための電気エネルギーに変換するように構成される、軸発電機／モーターとを備える。そして前記方法は、前記軸発電機／モーターの動作を調節することにより前記電気ネットワークの周波数を制御することを含む。
【００２６】
前記電気ネットワークの周波数を制御するために、軸発電機／モーターの出力範囲を使用することにより、廃熱回収システムからの全ての利用可能な出力を有効に利用することができるようになり、したがって、船舶推進システムのエネルギー効率を改善することができる。
【００２７】
実施形態によっては、前記方法は、電気ネットワークの周波数を制御することを含む。この制御は、軸発電機／モーターの動作を、駆動モーター動作モードおよび発電機モードにおいて調節することにより行われる。この手段は、周波数制御に利用可能な電力範囲を広げる。
【００２８】
実施形態によっては、前記方法は、前記駆動モーター動作モードにおいては前記軸発電機／モーターへの電力を調節することにより、および、前記発電機動作モードにおいては前記軸発電機／モーターへの負荷を調節することにより、前記電気ネットワークの周波数を制御することを含む。
【００２９】
実施形態によっては、前記方法は、前記軸発電機／モーターの動作を、駆動モーター動作モードおよび前記発電機動作モードを含む連続的な動作設定範囲にわたって調節することにより、前記電気ネットワークの周波数を制御することを含む。
【００３０】
実施形態によっては、前記方法は、前記電気ネットワークの周波数を制御するためにドループ速度制御を行うことを含む。
【００３１】
実施形態によっては、前記方法は、前記電気ネットワークの周波数を制御するためにアイソクロナス速度制御を行うことを含む。
【００３２】
実施形態によっては、前記方法は、前記廃熱回収システムの動作をベースロードとして制御することを含む。
【００３３】
実施形態によっては、前記方法は、軸発電機／モーターの動作モード及びこれが消費する（又はこれに届けられる）電力に関わらず、メインエンジンの回転速度を一定に保つことを含む。
【００３４】
実施形態によっては、前記方法は、所望された軸発電機／モーターの設定が、軸発電機／モーターの動作範囲外になってしまうような場合に、廃熱回収システムの設定を調節することを含む。
【００３５】
本明細書の開示に従う船舶推進システムや船舶推進システムを制御する方法の更なる目的や特徴、利点、性質は、以下の詳細説明により明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
本明細書の以下の詳細説明部分においては、図面に示される例示的な実施形態を参照して発明がより詳細に説明される。
【図１】船舶推進システムの例示的実施形態の略図である。
【図２】船舶推進システムの別の例示的実施形態の略図である。
【好適な実施形態の詳細な説明】
【００３７】
以下の詳細説明では、例示的実施形態を用いて船舶推進システム及び方法が説明される。
【００３８】
図１は、例えばコンテナ船のような大型船舶のための、廃熱回収システムを備える船舶推進システム１の例示的実施形態の概略を示す。推進システムの中核部は主機関であるターボ過給式大型低速２ストロークディーゼル機関２である。このエンジンのクランクシャフトは連接棒、クロスヘッド、ピストン棒を介してピストンに連結される。ターボ過給式大型２ストロークディーゼル機関は通常、直列に配される５から１６のシリンダを有する。機関の全出力は、例えば、５，０００ｋＷから１１０，０００ｋＷでありうる。
【００３９】
主機関２は、プロペラシャフト３を介して、船舶を推進するための固定ピッチプロペラ４に連結される。電気ネットワーク５は船舶に搭載される電気機器やシステムに電力を供給するために使用される。
【００４０】
電力を消費する機器は、例えば、貨物を冷やすための冷却装置であってもよい。明確化及び簡単化のために、図１には、単一の電気機器６しか描かれていない。しかし実際には、多数の電気機器が船舶の電気ネットワークから電力供給を受けることになる。
【００４１】
船舶の電気ネットワーク５のためのエネルギーを生成するために、いくつかの発電セット（ｇｅｎｓｅｔ）８が設けられる。各発電セットは発電機及び補助エンジン９を備える。補助機関９は主機関２に比べて著しく小さくまた高速に動作する。補助機関９は、多くの場合、中速の４ストロークディーゼルエンジンであり、例えば５ＭＷ程度の出力を有する。
【００４２】
軸発電機／モーター１０は、プロペラシャフト３に機械的に連結しているとともに、船舶電気ネットワーク５に電気的に結合している。
【００４３】
軸モーター／発電機１０は、低速の同期機として設計され、好ましくはギヤボックスを介在させずにプロペラシャフト３に直接作用することができるように設計される。
【００４４】
軸モーター／発電機１０は、プロペラシャフト３にギヤボックスを介して連結してもよく、また、主機関２のクランクシャフトに連結されてもよい。つまり、クランクシャフトにおけるプロペラシャフト３の反対側の短部でクランクシャフトに連結されてもよい。
【００４５】
船舶推進システムには廃熱回収システム１１が設けられる。主機関２の排気ガスの廃熱は、熱交換器１６を介して、図示されていない蒸気循環系に送られる。蒸気循環系には蒸気タービン１８が接続されている。蒸気タービン１８は発電機２０を駆動する。発電機２０により生成された電気エネルギーは船舶電気ネットワーク５に供給される。
【００４６】
実施例によっては、蒸気タービン１８は、廃熱で駆動されるパワータービンに組み合わされるか、廃熱で駆動されるパワータービンに置き換えられる。
【００４７】
船舶推進システム１を動作させる主な目的は、廃熱回収システムから得られる全ての電気エネルギーを船舶電気ネットワーク５に供給することである。
【００４８】
いったん発電機２０が電力を船舶電気ネットワーク５に供給し始めると、コントローラ１２はディーゼル発電セット８を任務から解放し、可能であるならば、発電セット８を完全に停止させる。
【００４９】
このような手段は燃料及び制御コストを著しく削減し、また、ディーゼル発電セットの排出物を著しく減少させる。
【００５０】
廃熱回収システム１１が電気機器６に必要な量よりも多くのエネルギーを生成すると、この余分なエネルギーは軸発電機／モーター１０を駆動モーターモードで動作させるために使用される。従って、プロペラシャフト３を駆動するための追加の動力が提供される。
【００５１】
駆動モーター動作モードにおいて、軸発電機／モーター１０は、電気ネットワーク５からの電気エネルギーを、プロペラシャフト３を駆動するための機械的エネルギーに変換する。
【００５２】
このようにして、船舶電力ネットワーク５における予備能力は、船舶の推進力を増すために用いられる。例えば、船舶の速度を増すために用いられたり、船舶の速度を維持したまま主機関２の負荷を減少させるために用いられたりする。
【００５３】
発電機動作モードにおいて、軸発電機／モーター１０は、プロペラシャフト５の機械的回転エネルギーを、電気ネットワーク３のための電気エネルギーに変換する。
【００５４】
これは、主機関２の予備能力を、船舶電気ネットワーク５のためのエネルギーを生成するために使用することを可能にする。
【００５５】
軸発電機／モーターの制御及び調整は、好ましくはデジタル技術により実装される、共通の制御及び調整システムであるコントローラ１２により行われる。
【００５６】
軸発電機／モーター１０の動作設定は、コントローラ１２により制御及び調整される。特に、ある実施形態において、コントローラ１２は、Ｆ／Ｖコンバータ１３を介して軸発電機／モーター１０の励起電流を制御する。
【００５７】
軸発電機／モーター１０の励起電流を制御及び調整することにより、軸発電機／モーター１０は、駆動モーターとして又は発電機として動作させられる。これは、定速発電機や可変ピッチプロペラにとって特に便利である。
【００５８】
コントローラ１２は電気ネットワーク５の周波数を制御するように構成される。この制御は、軸発電機／モーター１０の動作を、駆動モーター動作モードおよび発電機動作モードにおいて調節することにより行われる。
【００５９】
コントローラは、駆動モーターモードにおいて、軸発電機／モーター１０への電力を制御することにより、電気ネットワーク５の周波数を制御する。またコントローラは、発電機モードにおいて、軸発電機／モーター１０にかかる負荷を調節することにより、電気ネットワーク５の周波数を制御する。この調節は、好ましくは、軸発電機／モーター１０の励起電流（ｅｘｃｉｔｅｒ  ｃｕｒｒｅｎｔ）を介して行われる。
【００６０】
コントローラは、軸発電機／モーター１０の動作の制御及び調整を、駆動モータ動作モード及び発電機動作モードを含む、連続的な動作設定の範囲にわたって行うように構成される。これら２つの動作モードの間の遷移は事実上スムーズである。
【００６１】
コントローラ１２は励起電流を独立に制御及び調整することができる。またはコントローラ１２は軸発電機／モーター１０の励起システムを制御及び調整することができる。この目的のため、コントローラ１２は軸発電機／モーター１０のスピードやモーター電圧、ネットワーク電圧及び周波数を登録し、周波数−電圧変換器１３を介して励起電流を制御する。
【００６２】
図１に描かれる実施形態のバリエーションには、船舶推進システム１にピッチ制御プロペラ（controlled pitch propeller）４が備えられるものがある。この実施形態において、コントローラに１２は、船舶の速度と独立にプロペラシャフトのスピードを一定に保つ目的で、プロペラのピッチを制御する。それは、軸発電機／モーター１０の回転速度を一定に保ち、従って軸発電機／モーター１０により生成される電気ネットワークの周波数を一定に保つことに繋がる。
【００６３】
図２は本発明の別の実施形態を示す。この実施形態は図１のものと基本的に同じであるが、プロペラシャフト３と軸発電機／モーター１０との間に可変伝達装置（variable transmission）が設けられる点が異なっている。可変伝達装置はコントローラ１２に組み合わされ、またその制御を受ける。可変伝達装置は、可変伝達比を有するギヤボックスの実施例である。そのようなギヤボックスは、プロペラシャフト３とプロペラ４の間に組み合わされる。この実施形態におけるプロペラは固定ピッチプロペラであることができる。
【００６４】
この実施形態において、コントローラ１２は可変伝達装置１０を制御するように構成される。この制御は、プロペラシャフト３の回転速度に関わらず軸発電機／モーター１０が一定の速度で動作し、従って軸発電機／モーター１０が電気ネットワークに一定の周波数を供給するように行われる。
【００６５】
廃熱回収システムと軸発電機／モーター１０とがいずれも電力を生成及び消費することができるので、この実施形態におけるコントローラは、廃熱回収システムがベースロード（base load）としての役割を果たすことを許し、また、軸発電機／モーター１０がそれより広い動作範囲における変動を受け持つ機器としての役割を果たしうるように軸発電機／モーター１０を制御するように構成される。
【００６６】
ドループ速度制御（droop speed control）及びアイソクロナス速度制御（isochronous speed control）を含む伝統的な負荷分散のコンセプトを、軸発電機／モーター１０の動作範囲をカバーするために適用することができる。
【００６７】
ある実施形態において、コントローラ１２は、軸発電機／モーター１０の動作モード及びこれが消費する（又はこれに届けられる）電力に関わらず、主機関２の回転速度を一定に保つように構成される。
【００６８】
コントローラ１２はまた、船舶電気ネットワークの周波数を制御するために、船舶電気ネットワーク５に接続される電力消費機器の一つ又は複数を制御するように構成されてもよい。
【００６９】
コントローラ１２はまた、所望された軸発電機／モーター１０の設定が、軸発電機／モーター１０の動作範囲外になってしまうような場合に、廃熱回収システム１１の設定を調節するようにさらに構成されてもよい。
【００７０】
特許請求の範囲において使用される「備える」「有する」「含む」との語句は、その他の要素やステップが含まれることを除外しない。特許請求の範囲において単数で記載されている要素であっても、それが複数供えられることを除外しない。特許請求の範囲に記載されるいくつかの手段の機能は、単一のプロセッサ又は他のユニットによって遂行されてもよい。
【００７１】
特許請求の範囲で使用されている符号は発明の範囲を限定するものと解釈されてはならない。
【００７２】
例示のために本発明を詳細に説明してきたが、これらの詳細は例示の目的のためだけに提供されたものであって、本発明の範囲を逸脱せずに当業者により様々な変形がなされうる。例えば、それは排気ガス再循環系を有する大型２ストローク機関においても実施されうる。
【図１】
2013227012.tif 000003
【図２】
2013227012.tif 000004
【外国語明細書】
2013227012000001.pdf