(57)【要約】【課題】インバータの設置台数を抑制する。【解決手段】軸駆動発電装置３０ａと、軸駆動発電装置３０ａから出力される電力が供給される船舶内電力系統１０と、船舶内電力系統１０から電力が供給される複数の負荷４０ａ，５０ａと、船舶内電力系統１０に対して互いに並列に接続されたインバータ群７０と、インバータ群７０と軸駆動発電装置３０ａとの間に介在し、各インバータと軸駆動発電装置３０ａとの間を互いに独立に接続又は遮断する第１の遮断器群８１と、インバータ群７０と複数の負荷４０ａ，５０ａとの間に介在し、インバータ群７０の各インバータと各負荷との間を互いに独立に接続又は遮断する第２の遮断器群８２とを有する。第１の遮断器群８１及び第２の遮断器群８２は、船舶の航行時、接岸時、停泊時、離岸時の運用フェーズに応じて各インバータと、軸駆動発電装置３０ａ及び各負荷との接続を切替える。【選択図】図１
2017019326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶内電力系統へ電力供給、あるいは、前記船舶内電力系統の電力で可変速駆動する軸駆動発電装置と、
前記船舶内電力系統の電力で可変速駆動するバウスラスタ装置と、
前記船舶内電力系統の電力でそれぞれ互いに独立して可変速駆動する複数の荷役装置とを有する船舶内負荷駆動システムにおいて、
前記船舶内電力系統に複数のインバータを接続すると共に、それぞれのインバータの出力側に複数の遮断器を設け、この複数の遮断器を船舶の航行時、接岸時又は離岸時、及び停泊時の運用フェーズに応じて切替えることにより、前記複数のインバータを、前記軸駆動発電装置用のインバータ、あるいは、前記バウスラスタ装置用のインバータ、あるいは、前記複数の荷役装置をそれぞれ互いに独立して制御するインバータとして共用する
ことを特徴とする船舶内負荷駆動システム。
【請求項２】
前記運用フェーズが航行時の場合、前記複数の遮断器を切替えて、前記複数のインバータを介して前記軸駆動発電装置及び前記船舶内電力系統の間を接続し、
前記運用フェーズが接岸時又は離岸時の場合、前記複数の遮断器を切替えて、前記複数のインバータを介して前記バウスラスタ装置及び前記船舶内電力系統の間を接続し、
前記運用フェーズが停泊時の場合、前記複数の遮断器を切替えて、前記複数のそれぞれのインバータを介して前記それぞれの荷役装置及び前記船舶内電力系統の間を接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の船舶内負荷駆動システム。
【請求項３】
前記各インバータの制御モードを前記運用フェーズに応じて発電モード又は電動モードに切替えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の船舶内負荷駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、船舶内負荷駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶内には、例えば、電気推進装置及びバウスラスタ装置といった大容量の動力負荷や、荷役装置などの中小容量の動力負荷が搭載されている。この種の船舶内負荷を駆動する船舶内負荷駆動システムは、近年、エンジン又は油圧による駆動方式から、電力による駆動方式への移行（電動化）が進んでいる。
【０００３】
電力による駆動方式では、インバータを誘導電動機と組み合わせることで可変速の制御が可能な構成が多数採用されている。このようなインバータを含む構成は、エンジンや油圧等の駆動手段と比較して高性能であり、かつ省エネルギ効果も高いことが知られている。また、インバータを含む構成は、油圧による駆動方式のように、油の使用による環境への負荷の懸念もない、という利点も備えている。
【０００４】
また、インバータは、船舶内負荷に限らず、船舶内に電力を供給する軸駆動発電装置においても使用されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１０３８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者の検討によれば、従来の船舶内負荷駆動システムは、以下のような点について検討の余地がある。
【０００７】
インバータを含む構成は、インバータの設置台数の増加に伴い船舶内のスペースファクタを低下させる可能性がある。また、インバータを含む構成は、インバータを設置するための初期投資、インバータを設置した後の維持費、及び運用費が設置台数に応じて高額になる。したがって、インバータを含む構成は、インバータの設置に関する費用対効果の面において懸念事項がある。
【０００８】
また、船舶サイズの大型化に伴い、軸駆動発電装置の大容量化が求められている。軸駆動発電装置の大容量化は、更に多くの台数のインバータの設置を要することとなる。したがって、船舶サイズの大型化は、上述のインバータ設置に伴うスペースファクタ及び費用対効果といった懸念事項を共通の課題として含む。
【０００９】
すなわち、本発明者の検討によれば、従来の船舶内負荷駆動システムは、上述した懸念事項に基づき、インバータの設置台数を抑制する点について検討の余地がある。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、インバータの設置台数を抑制し得る船舶内負荷駆動システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
実施形態の船舶内負荷駆動システムは、船舶内電力系統へ電力供給、あるいは、前記船舶内電力系統の電力で可変速駆動する軸駆動発電装置と、前記船舶内電力系統の電力で可変速駆動するバウスラスタ装置と、前記船舶内電力系統の電力で可変速駆動する複数の荷役装置とを有する船舶内負荷駆動システムにおいて、前記船舶内電力系統に複数のインバータを接続すると共に、それぞれのインバータの出力側に複数の遮断器を設け、この遮断器を船舶の航行時、接岸時又は離岸時、及び停泊時の運用フェーズに応じて切り替えることにより、前記複数のインバータを前記軸駆動発電装置用のインバータ、あるいは、前記バウスラスタ装置用のインバータ、あるいは、前記荷役装置用のインバータとして共用する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施形態に係る船舶内負荷駆動システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】同実施形態における運用フェーズ毎の遮断器群の動作の一例を示す模式図である。
【図３】同実施形態における変形例に係る船舶内負荷駆動システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図４】従来の船舶内負荷駆動システムの構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、一実施形態について図面を用いて説明するが、その前に、従来の船舶内負荷駆動システムについて、インバータを含む構成例を述べる。
【００１４】
図４は、従来の実施形態に係る船舶内負荷駆動システムの構成の一例を示すブロック図である。船舶内負荷駆動システム２は、船舶内電力系統１０、発電装置群２０、軸駆動発電装置３０、バウスラスタ装置４０、荷役装置群５０、及びその他の負荷６１を備えている。
【００１５】
船舶内電力系統１０は、発電装置群２０及び軸駆動発電装置３０から供給される電力を船舶内のバウスラスタ装置４０、荷役装置群５０、及びその他の負荷６１に供給する。発電装置群２０は、発電装置（図中“Ｇ”と表記）２１ａ，２１ｂ，２１ｃ、及び遮断器２２ａ，２２ｂ，２２ｃを備えている。各発電装置２１ａ‐２１ｃは、ディーゼル機関等が用いられる。発電装置群２０は、各発電装置２１ａ‐２１ｃにおいて出力される電力を、各遮断器２２ａ‐２２ｃを介して船舶内電力系統１０に供給する。
【００１６】
軸駆動発電装置３０は、航行中に動作し、船舶内電力系統１０に電力を供給する。軸駆動発電装置３０は、主機（図中“Ｍ／Ｅ”と表記）３１、主機プロペラ３２、軸駆動発電機（図中“ＳＧ”と表記）３３、軸駆動発電装置用インバータ３４、及び遮断器３５を備えている。主機３１は、ディーゼル機関等のエンジンであり、主機プロペラ３２を駆動させる際に軸トルクを軸駆動発電機３３に供給する。軸駆動発電機３３は、主機３１から供給される軸トルクを利用して発電し、その出力電力を軸駆動発電装置用インバータ３４に送出する。軸駆動発電装置用インバータ３４は、軸駆動発電機３３の出力電力を船舶内電力系統１０の電圧及び周波数に応じた電力に変換し、遮断器３５を介して船舶内電力系統１０に供給する。
【００１７】
バウスラスタ装置４０は、船舶内電力系統１０から供給される電力により主に接岸又は離岸時に動作し、船舶を横方向に移動させる推力を発生させる。バウスラスタ装置４０は、バウスラスタ用モータ（図中“Ｍ”と表記）４１、バウスラスタプロペラ４２、バウスラスタ用インバータ４３、及び遮断器４４を備えている。バウスラスタ装置４０は、船舶内電力系統１０から遮断器４４を介して供給電力を受け、バウスラスタ用インバータ４３によって船舶内電力系統１０から供給される電力をバウスラスタ用モータ４１の速度指令信号に応じた電圧及び周波数の電力に変換し、バウスラスタ用モータ４１を速度指令信号に応じた回転数で回転させ、バウスラスタプロペラ４２を駆動する。
【００１８】
荷役装置群５０は、船舶内電力系統１０から供給される電力により主に停泊時に動作するウィンチ巻上げ装置等である。荷役装置群５０は、荷役装置（図中“Ｍ”と表記）５１ａ，ｂ，ｃ，…，ｎと、この荷役装置５１ａ‐５２ｎをそれぞれ駆動制御する荷役装置用インバータ５２ａ，ｂ，ｃ，…，ｎ、及び遮断器５３ａ，ｂ，ｃ，…，ｎを備えている。ここで、ｎは、任意の数を表す。各荷役装置用インバータ５２ａ‐５２ｎは、船舶内電力系統１０の電力を、それぞれに対応する各荷役装置５１ａ‐５１ｎの速度指令信号に応じた電圧及び周波数の電力に変換して、各荷役装置５１ａ‐５１ｎを各速度制御信号に応じた回転数で駆動する。
【００１９】
その他の負荷６１は、船舶内電力系統１０と同じ電圧及び周波数の電力で動作する複数の負荷を集約して表示したものであり、インバータを必要とせず、遮断器６２を介して船舶内電力系統１０からの供給電力を受け、電力を消費する船舶内負荷である。
【００２０】
なお、船舶内負荷駆動システム２内の各部は、軸駆動発電装置用インバータ３４，バウスラスタ用インバータ４３，各荷役装置用インバータ５２ａ‐５２ｎからの高調波に起因した船舶内電力系統１０の高調波歪率を規定値以内に抑制するため、図示しないフィルタ類を備えている。
【００２１】
（一実施形態）
次に、本発明の一実施形態に係る船舶内負荷駆動システムの構成を図１に示すブロック図を用いて説明する。以下では、図４と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。
【００２２】
本実施形態は、インバータの設置台数の低減を図る観点から、従来の軸駆動発電装置３０、バウスラスタ装置４０、荷役装置群５０に設けられているインバータ３４，４３，５２ａ‐５２ｎと遮断器３５，４４，５３ａ‐５３ｎを取り除き、それに代わるインバータ群７０、すなわち、制御モードの切替えにより複数の用途に適用できる複数のインバータ７１‐７ｎからなるインバータ群７０と、この複数のインバータ７１‐７ｎとの接続を切替えるための遮断器群８０とを備えた構成となっている。
【００２３】
具体的には、船舶内負荷駆動システム１は、船舶内電力系統１０、発電装置群２０、軸駆動発電装置３０ａ、バウスラスタ装置４０ａ、荷役装置群５０ａ、その他の負荷６１、インバータ群７０、図示していないがその制御装置、及び遮断器群８０を備えている。
【００２４】
軸駆動発電装置３０ａは、主機３１、主機プロペラ３２、及び軸駆動発電機３３を備えている。軸駆動発電装置３０ａは、航行時の運用フェーズにおいて、主機３１によって主機プロペラ３２と軸駆動発電機３３を駆動し、軸駆動発電機３３から電力を出力する。軸駆動発電装置３０ａは、遮断器群８０の中の第１の遮断器群８１及びインバータ群７０を介して船舶内電力系統１０に接続され、インバータ群７０を制御装置によって発電モードで制御することにより、軸駆動発電機３３において発電して得られた出力電力を、インバータ群７０で船舶内電力系統１０の電圧及び周波数に応じた電力に変換して最終的に船舶内電力系統１０に供給する。
【００２５】
また、軸駆動発電装置３０ａは、上述のように船舶内電力系統１０に電力を供給するだけでなく、インバータ群７０を制御装置によって電動モードで制御することにより、船舶内電力系統１０の電力を軸駆動発電機３３の速度指令信号に応じた電圧及び周波数の電力に変換し、軸駆動発電機３３を航行時における推進加勢装置として動作させ、あるいは、非常時における電気推進装置として動作させ、主機プロペラ３２を駆動する。非常時とは、例えば主機３１に不具合が発生した場合等が想定される。この場合、軸駆動発電装置３０ａは、バウスラスタ装置４０ａや荷役装置群５０ａと同様、電動機として動作する。
【００２６】
バウスラスタ装置４０ａは、バウスラスタ用モータ４１、及びバウスラスタプロペラ４２を備えている。バウスラスタ装置４０ａは、遮断器群８０の中の第２の遮断器群８２の遮断器８２１−８２ｎ及びインバータ群７０を介して船舶内電力系統１０に接続され、インバータ群７０を制御装置によって電動モードで制御することにより、船舶内電力系統１０の電力を、バウスラスタ用モータ４１の速度指令信号に応じた電圧及び周波数の電力に変換してバウスラスタ用モータ４１を駆動し、これによってバウスラスタプロペラ４２を駆動する。
【００２７】
荷役装置群５０ａは、複数の荷役装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，…，５１ｎを備えている。それぞれの荷役装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，…，５１ｎは、遮断器群８０の中の第２の遮断器群８２のそれぞれの遮断器８３１−８３ｎと、インバータ群７０のそれぞれのインバータ７１‐７ｎを介して船舶内電力系統１０に接続され、それぞれのインバータ７１−７ｎを制御装置によって電動モードで制御することにより、船舶内電力系統１０の電力を、それぞれの荷役装置５１ａ‐５１ｎの速度指令信号に応じた電圧及び周波数の電力に変換して、各荷役装置５１ａ‐５１ｎを互いに独立に駆動する。
【００２８】
各部の構成を詳細に説明すると、インバータ群７０は、上述したように図示していない制御装置の制御モードを切替えることにより軸駆動発電装置３０ａから出力される電力を船舶内電力系統１０の電圧及び周波数に応じた電力に変換し、船舶内電力系統１０に供給する機能と、船舶内電力系統１０の電力を軸駆動発電装置３０ａ，バウスラスタ装置４０ａ，及び荷役装置５１ａ‐５１ｎの各速度指令信号に応じた電圧及び周波数の電力に変換し、軸駆動発電機３３、バウスラスタ用モータ４１、各荷役装置５１ａ‐５１ｎを各速度信号に応じた回転数で駆動する機能（可変速ドライブ機能）を有する。インバータ群７０は、各荷役装置５１ａ‐５１ｎに応じた数のインバータ７１，７２，７３，…，７ｎを備えている。各インバータ７１‐７ｎは、その一端を船舶内電力系統１０に対して互いに並列に接続され、他端は、遮断器群８０を介して、軸駆動発電装置３０ａ内の軸駆動発電機３３及びバウスラスタ装置４０ａのバウスラスタ用モータ４１に対して互いに並列に接続され、各荷役装置５１ａ‐５１ｎに対しては、インバータ群７０の各インバータ７１‐７ｎとそれぞれ個々に接続される。すなわち、遮断器群８０を切替えることにより、軸駆動発電装置３０ａ、バウスラスタ装置４０ａ及び船舶内電力系統１０の間は、互いに並列な複数のインバータ７１‐７ｎを介して接続され、荷役装置５１ａ‐５１ｎ及び船舶内電力系統１０の間は、それぞれの荷役装置５１ａ‐５１ｎに対応するインバータ７１−７ｎを介して接続される。
【００２９】
遮断器群８０は、上述したように第１の遮断器群８１と、第２の遮断器群８２とを備えている。第１の遮断器群８１は、インバータ群７０と軸駆動発電装置３０ａとの間に介在する。第２の遮断器群８２は、インバータ群７０と、バウスラスタ装置４０ａ及び荷役装置群５０ａとの間に介在する。遮断器群８０は、船舶の運用フェーズに応じて第１の遮断器群８１及び第２の遮断器群８２のオン及びオフを互いに独立に切替えることにより、軸駆動発電装置３０ａ、バウスラスタ装置４０ａ、及び荷役装置群５０ａと、インバータ群７０との間の接続及び遮断を切替える機能を有する。
【００３０】
軸駆動発電装置３０ａ及び船舶内電力系統１０の間は、各インバータ７１‐７ｎと軸駆動発電装置３０ａとの間の接続を互いに独立に接続又は遮断する第１の遮断器群８１を介して接続されている。第１の遮断器群８１は、遮断器８１１，８１２，８１３，…，８１ｎを備えている。第１の遮断器群８１は、各遮断器８１１‐８１ｎのオン及びオフを互いに独立に切替えることにより、軸駆動発電装置３０ａと、インバータ群７０との間を互いに独立に接続又は遮断する機能を有する。具体的には、遮断器８１１は、軸駆動発電装置３０ａとインバータ７１との接続及び遮断を切替える。同様に、各遮断器８１２‐８１ｎは、それぞれ軸駆動発電装置３０ａと各インバータ７２‐７ｎとの間の接続及び遮断を切替える。
【００３１】
バウスラスタ装置４０ａ及び船舶内電力系統１０の間は、各インバータ７１‐７ｎとバウスラスタ装置４０ａとの間の接続を互いに独立に接続又は遮断する第２の遮断器群８２の中の遮断器８２１，８２２，８２３，…，８２ｎを介して接続されている。すなわち、第２の遮断器群８２は、遮断器８２１，８２２，８２３，…，８２ｎと、遮断器８３１，８３２，８３３，…，８３ｎとを備えている。第２の遮断器群８２の中の各遮断器８２１‐８２ｎは、各遮断器８２１‐８２ｎのオン及びオフを互いに独立に切替えることにより、バウスラスタ装置４０ａと、インバータ群７０との間を互いに独立に接続又は遮断する機能を有する。具体的には、遮断器８２１は、バウスラスタ装置４０ａとインバータ７１との間の接続及び遮断を切替える。同様に、各遮断器８２２‐８２ｎは、それぞれバウスラスタ装置４０ａと各インバータ７２‐７ｎとの接続及び遮断を切替える。
【００３２】
また、荷役装置群５０ａの各荷役装置５１ａ‐５１ｎ及び船舶内電力系統１０の間は、それぞれの各荷役装置５１ａ‐５１ｎに対応するインバータ群７０のインバータ７１‐７ｎが、それぞれ１対１に互いに独立に接続又は遮断するように第２の遮断器群８２の中の遮断器８３１‐８３ｎを介して接続されている。すなわち、第２の遮断器群８２の中の各遮断器８３１‐８３ｎは、各遮断器８３１‐８３ｎのオン及びオフを互いに独立に切替えることにより、各荷役装置５１ａ‐５１ｎと、それに対応するインバータ群７０のインバータ７１‐７ｎが互いに独立に接続又は遮断する機能を有する。具体的には、遮断器８３１は、荷役装置５１ａとインバータ７１との接続及び遮断を切替える。同様に、各遮断器８３２‐８３ｎは、それぞれ対応する各荷役装置５１ｂ‐５１ｎと各インバータ７２‐７ｎとの間の接続及び遮断を切替える。
【００３３】
このような遮断器群８０は、図示しない切替え入力部を介し、船員等の操作に応じた制御信号により、軸駆動発電装置３０ａ、バウスラスタ装置４０ａ、及び荷役装置群５０ａとインバータ群７０との間の接続及び遮断を切替えられ、その制御部は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）回路等を使って実現できる。
【００３４】
次に、以上のように構成された船舶内負荷駆動システム１の動作について、図２に示す運用フェーズに照らし合わせた遮断器群８０の動作を説明する。ここで、運用フェーズは、航行時、接岸時又は離岸時、及び停泊時の３つに区分できる。
（Ａ）航行時
まず、航行時の運用フェーズＡにおける遮断器群８０の動作は、次のようになる。
【００３５】
第１の遮断器群８１内の各遮断器８１１‐８１ｎは、接続状態で、インバータ群７０と軸駆動発電装置３０ａとの間を接続する。この時、バウスラスタ装置４０ａ及び荷役装置群５０ａは、インバータ群７０とは遮断されていて動作しない。
【００３６】
インバータ群７０は、軸駆動発電装置３０ａから出力される電力を船舶内電力系統１０の電圧及び周波数に応じた電力に変換し、変換した電力を船舶内電力系統１０に出力する。船舶内電力系統１０は、受けた電力をその他の負荷６１に給電する。
【００３７】
また、航行時の推進加勢時又は非常時における電気推進時においては、軸駆動発電装置３０ａは、電動機負荷として動作する。この場合も、第１の遮断器群８１内の各遮断器８１１‐８１ｎは接続状態であり、インバータ群７０は、船舶内電力系統１０の電力を軸駆動発電機３３の速度指令信号に応じた電圧及び周波数の電力に変換して軸駆動発電機３３を駆動し、主機プロペラ３２を駆動させる。
（Ｂ）接岸時又は離岸時
次に、接岸時又は離岸時の運用フェーズＢにおける遮断器群８０の動作は、次のようになる。
【００３８】
接岸時又は離岸時では、船体を横に移動させる必要があるために、バウスラスタ装置４０ａを用いて船に横方向の推進力を与える。
【００３９】
そのため、図２内のフェーズＢのように、第２の遮断器群８２の中の各遮断器８２１‐８２ｎは、インバータ群７０とバウスラスタ装置４０ａとの間を接続する。この時、軸駆動発電装置３０ａ及び荷役装置群５０ａは、動作させない。したがって、第１の遮断器群８１内の各遮断器８１１‐８１ｎ及び第２の遮断器群８２内の各遮断器８３１‐８３ｎは、インバータ群７０と軸駆動発電装置３０ａ及び荷役装置群５０ａとの間の接続を遮断している。
【００４０】
インバータ群７０は、船舶内電力系統１０の電力をバウスラスタ用モータ４１の速度指令信号に応じた電圧及び周波数の電力に変換し、変換した電力をバウスラスタ用モータ４１に出力する。これによりバウスラスタ用モータ４１は、速度指令信号に応じた回転数で回転し、バウスラスタプロペラ４２を駆動させる。
（Ｃ）停泊時
さらに、停泊時の運用フェーズＣにおける遮断器群８０の動作は、次のようになる。
【００４１】
停泊時では、船体の推進や横への移動は必要なく、船体の係留等に使用されるウィンチ装置をはじめ、多くの荷役装置を必要に応じて駆動させる。
【００４２】
そのため、図２内のフェーズＣのように、第２の遮断器群８２内の各遮断器８３１‐８３ｎは、必要に応じて操作され、それに対応するインバータ７１‐７ｎと荷役装置５１ａ‐５１ｎとの間を接続する。この時、軸駆動発電装置３０ａ及びバウスラスタ装置４０ａは、動作させない。したがって、第１の遮断器群８１内の各遮断器８１１‐８１ｎ及び第２の遮断器群８２内の各遮断器８２１‐８２ｎは、インバータ群７０と軸駆動発電装置３０ａ及びバウスラスタ装置４０ａとの間の接続を遮断する。ここで、第２の遮断器群８２内の各遮断器８３１‐８３ｎは、駆動が必要とされる荷役装置に応じて操作され、当該荷役装置のみが、それに対応するインバータと接続されるように接続を切替える。
【００４３】
これにより、駆動を必要とする荷役装置に対応するインバータに船舶内電力系統１０から電力が供給され、当該インバータは、当該荷役装置の速度指令信号に応じた電圧及び周波数の電力に変換し、当該荷役装置を駆動させる。
【００４４】
上述したように、一実施形態によれば、第１の遮断器群８１は、並列接続した各々インバータ７１‐７ｎと軸駆動発電装置３０ａとの間を互いに独立に接続又は遮断する。第２の遮断器群８２の中の各遮断器８２１‐８２ｎは、並列接続した各々インバータ７１‐７ｎとバウスラスタ装置４０ａとの間を互いに独立に接続又は遮断する。第２の遮断器群８２の中の各遮断器８３１‐８３ｎは、それぞれ１対１に対応するインバータ７１‐７ｎと、荷役装置５１ａ‐５１ｎとの間を互いに独立に接続又は遮断する。第１の遮断器群８１及び第２の遮断器群８２は、運用フェーズに応じて、インバータ群７０の各々インバータと、船舶内電力系統１０、軸駆動発電装置３０ａ、バウスラスタ装置４０ａ、及び荷役装置群５０ａの荷役装置５１ａ‐５１ｎとの接続を切替えるようにしている。これにより、船舶内に設置されるインバータ群７０は、軸駆動発電装置３０ａが必要とするインバータの用途と、バウスラスタ装置４０ａ及び荷役装置群５０ａが必要とするインバータの用途とを兼ねることができる。したがって、本実施形態によれば、船舶内におけるインバータの設置台数を低減することができる。
【００４５】
また、複数のインバータを並列に接続することにより、１台のインバータでは対応できない大きさの電力の入出力が想定される軸駆動発電装置３０ａやバウスラスタ装置４０ａにも対応できる。したがって、軸駆動発電装置３０ａ、バウスラスタ装置４０ａ、及び荷役装置群５０ａがそれぞれ必要とする電力に応じたインバータの容量を考慮しつつ、最適な数のインバータを設計することができる。これにより、船舶内におけるインバータの設置台数を低減することができる。
【００４６】
このように本実施形態は、インバータの設置台数が低減できるので、船舶内のスペースファクタ低下を抑制すると共に、維持及び運用のコスト増加を抑制することができる。また、インバータの設置台数の低減に応じて船舶内の設備機器の搭載重量が減少し、船舶航行時の燃費効率も向上するので、船舶航行時の環境への負荷も抑制することができる。
【００４７】
なお、本発明の一実施形態を説明したが、一実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、軸駆動発電機３３及びバウスラスタ用モータ４１は、巻き線が多巻きの構造を備えていてもよい。これにより、軸駆動発電機３３及びバウスラスタ用モータ４１は、複数の出力線を備えることができ、図３に示すように、軸駆動発電機３３は、各出力線毎に各遮断器８１１−８１ｎと接続し、バウスラスタ用モータ４１は、各出力線毎に各遮断器８２１−８２ｎと接続する構成が考えられる。
【００４８】
また、例えば、荷役装置群５０ａ内の各荷役装置５１ａ‐５１ｎに対して、インバータ群７０内の複数のインバータが並列に接続されていてもよい。これにより、荷役装置群５０ａ及び船舶内電力系統１０の間のいずれかの接続（遮断器等）や、いずれかのインバータに不良が生じた場合にも、他のインバータ及び他の接続を介して各荷役装置５１ａ‐５１ｎを駆動させることができる。
【００４９】
このように、一実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。各実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１，２…船舶内負荷駆動システム、１０…船舶内電力系統、２０…発電装置群、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…発電装置、３０，３０ａ…軸駆動発電装置、３１…主機、３２…主機プロペラ、３３…軸駆動発電機、３４…軸駆動発電装置用インバータ、４０，４０ａ…バウスラスタ装置、４１…バウスラスタ用モータ、４２…バウスラスタプロペラ、４３…バウスラスタ用インバータ、５０，５０ａ…荷役装置群、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｎ…荷役装置、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｎ…荷役装置用インバータ、６１…その他の負荷、７０…インバータ群、７１，７２，７３，７ｎ…インバータ、８０…遮断器群、８１…第１の遮断器群、８２…第２の遮断器群、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，３５，４４，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｎ，６２，８１１，８１２，８１３，８１ｎ，８２１，８２２，８２３，８２ｎ，８３１，８３２，８３３，８３ｎ…遮断器。
【図１】
2017019326.tif 000003
【図２】
2017019326.tif 000004
【図３】
2017019326.tif 000005
【図４】
2017019326.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月12日(2016.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶内電力系統へ電力供給、あるいは、前記船舶内電力系統の電力で可変速駆動する軸駆動発電装置と、
前記船舶内電力系統の電力で可変速駆動するバウスラスタ装置と、
前記船舶内電力系統の電力でそれぞれ互いに独立して可変速駆動する複数の荷役装置とを有する船舶内負荷駆動システムにおいて、
前記船舶内電力系統に複数のインバータを接続すると共に、それぞれのインバータの出力側に複数の遮断器を設け、この複数の遮断器を船舶の航行時、接岸時又は離岸時、及び停泊時の運用フェーズに応じて切替えることにより、前記複数のインバータを、前記軸駆動発電装置用のインバータ、あるいは、前記バウスラスタ装置用のインバータ、あるいは、前記複数の荷役装置をそれぞれ互いに独立して制御するインバータとして共用し、さらに、前記複数のインバータにより、１台または複数台の電動機を駆動する
ことを特徴とする船舶内負荷駆動システム。
【請求項２】
前記運用フェーズが航行時の場合、前記複数の遮断器を切替えて、前記複数のインバータを介して前記軸駆動発電装置及び前記船舶内電力系統の間を接続し、
前記運用フェーズが接岸時又は離岸時の場合、前記複数の遮断器を切替えて、前記複数のインバータを介して前記バウスラスタ装置及び前記船舶内電力系統の間を接続し、
前記運用フェーズが停泊時の場合、前記複数の遮断器を切替えて、前記複数のそれぞれのインバータを介して前記それぞれの荷役装置及び前記船舶内電力系統の間を接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の船舶内負荷駆動システム。
【請求項３】
前記各インバータの制御モードを前記運用フェーズに応じて発電モード又は電動モードに切替えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の船舶内負荷駆動システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
実施形態の船舶内負荷駆動システムは、船舶内電力系統へ電力供給、あるいは、上記船舶内電力系統の電力で可変速駆動する軸駆動発電装置と、上記船舶内電力系統の電力で可変速駆動するバウスラスタ装置と、上記船舶内電力系統の電力でそれぞれ互いに独立して可変速駆動する複数の荷役装置とを有する船舶内負荷駆動システムにおいて、上記船舶内電力系統に複数のインバータを接続すると共に、それぞれのインバータの出力側に複数の遮断器を設け、この遮断器を船舶の航行時、接岸時又は離岸時、及び停泊時の運用フェーズに応じて切り替えることにより、上記複数のインバータを、上記軸駆動発電装置用のインバータ、あるいは、上記バウスラスタ装置用のインバータ、あるいは、上記複数の荷役装置をそれぞれ互いに独立して制御するインバータとして共用し、さらに、上記複数のインバータにより、１台または複数台の電動機を駆動する。