船舶的制作方法
【专利说明】?η??
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技术领域
[0001]本发明涉及船舶。详细而言，涉及作为推进用的动力而具备内燃机和电动机的船舶。
【背景技术】
[0002]以往，已知有将柴油发动机等的内燃机和电动机作为推进用的动力源而具备的船舶(混合动力船)。混合动力船在进行常规运转时，来自内燃机的输出被传递给螺旋桨。另一方面，在需要较大的推进力时，将来自内燃机的输出与来自电动机的输出进行合成而传递给螺旋桨。
[0003]对于这样的船舶而言，经由变频机(inverter)从发电机供给用于给电动机的电力。由船内的发电机所发电的电力通过变频机变换成需要的频率而供给电动机。通过根据内燃机的旋转速度来控制电动机的旋转速度，从而能高效地传递电动机的输出的同时，能避免因过载而导致的电动机的损坏。例如，如专利文献I所述的那样。
[0004]然而，在专利文献I所述的船舶中，使用容量达到数百kW的大型电动机。能对应于这样的大型电动机的变频机大型且非常昂贵。因此，为了使用变频机来改变电动机的旋转速度，不仅需要设置大型的变频机的空间，而且还存在带来船舶的制造成本增加的问题。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2010-241160号公报。
【发明内容】
[0008]发明所要解决的技术问题
[0009]本发明是为了解决这样的问题而完成的技术方案，其目的在于，提供一种船舶，其能在不使用变频机而保护电动机的同时，能通过来自内燃机的输出和来自电动机的输出的合成输出来进行推进。此外，本发明的目的在于，提供一种不使用变频机的廉价船舶。
[0010]用于解决问题的技术方案
[0011]本发明所要解决的问题如上，接下来说明用于解决该问题的方法。
[0012]本发明是一种船舶，在来自内燃机的输出上合成来自电动机的输出，并传递给可调距螺旋桨，其特征在于，设定电动机的目标输出，以使来自电动机的输出维持在目标输出的方式来控制内燃机的旋转速度，并且改变内燃机和电动机的负载分担的比例。
[0013]在本发明中，设定所述内燃机的目标旋转速度，并且在以使内燃机的旋转速度维持在目标旋转速度的方式来控制内燃机的输出的同时，以使来自电动机的输出维持在目标输出的方式来改变内燃机的目标旋转速度。
[0014]在本发明中，当来自所述电动机的输出为目标输出且来自所述内燃机的输出达到内燃机的额定输出时，以使所述可调距螺旋桨的螺距角减小的方式进行控制。
[0015]本发明是一种船舶，其构成为能够只将来自所述内燃机的输出传递给可调距螺旋桨。
[0016]本发明是一种船舶，内燃机和电动机通过动力传递装置联动连结，并驱动可调距螺旋桨，其特征在于，以使电动机的旋转速度为恒定的方式来控制内燃机的输出。
[0017]本发明是一种船舶，根据来自所述可调距螺旋桨的负载来控制所述内燃机的输出，并改变内燃机和所述电动机的负载分担的比例。
[0018]本发明是一种船舶，由速度控制装置控制旋转速度的内燃机和由提供的电力的频率决定旋转速度的电动机通过动力传递装置联动连结，并驱动可调距螺旋桨，其特征在于，具备设定所述内燃机的目标旋转速度和所述电动机的目标输出，并且在以使内燃机的旋转速度维持在目标旋转速度的方式通过速度控制装置来控制内燃机的输出的同时，以使来自电动机的输出维持在目标输出的方式来改变内燃机的目标旋转速度的输出控制装置。
[0019]发明效果
[0020]作为本发明的效果，实现如下所示的效果。
[0021]根据本发明，由于内燃机承受负载的变动来达到负载的平衡，因此电动机不会发生过载。由此，能在不使用变频机而保护电动机的同时，能通过来自内燃机的输出和来自电动机的输出的合成输出来进行推进。此外，能提供一种不使用变频机的廉价船舶(混合动力系统)。
[0022]根据本发明，由于内燃机承受负载的变动来达到负载的平衡，因此发动机不会发生过载，电动机的旋转速度维持大致恒定。由此，能在不使用变频机而保护电动机的同时，通过来自内燃机的输出和来自电动机的输出的合成输出来进行推进。此外，能提供一种不使用变频机的廉价船舶。
[0023]根据本发明，即使变为内燃机无法承受负载的变动的状态，也会通过强制地减小负载来保护主机和电动机。由此，能在不使用变频机而保护电动机的同时，通过来自内燃机的输出和来自电动机的输出的合成输出来进行推进。此外，能提供一种不使用变频机的廉价船舶。
[0024]根据本发明，配合船舶的用途来改变动力源。由此，能提供一种不使用变频机的廉价船舶。
[0025]根据本发明，无需控制电动机。由此，能在不使用变频机而保护电动机的同时，通过来自内燃机的输出和来自电动机的输出的合成输出来进行推进。此外，能提供一种不使用变频机的廉价船舶。
[0026]根据本发明，由于内燃机承受负载的变动来达到负载的平衡，因此电动机不会发生过载。由此，能在不使用变频机而保护电动机的同时，通过来自内燃机的输出和来自电动机的输出的合成输出来进行推进。此外，能提供一种不使用变频机的廉价船舶。
[0027]根据本发明，由于内燃机承受负载的变动来达到负载的平衡，因此电动机不会发生过载。由此，能在不使用变频机而保护电动机的同时，通过来自内燃机的输出和来自电动机的输出的合成输出来进行推进。此外，能提供一种不使用变频机的廉价船舶(混合动力系统)。
【附图说明】
[0028]图1是表示本发明的船舶的结构的示意图。
[0029]图2是表示本发明的船舶的输出控制装置中的控制结构的示意图。
[0030]图3是表示本发明的船舶的主机和电动机的负载分担比例的关系的曲线图。
[0031]图4是表示本发明的船舶的输出控制装置的控制流程的图。
[0032]图5是表示本发明的船舶的输出控制装置的并列运转控制设定的控制流程的图。
【具体实施方式】
[0033]首先，使用图1以及图2对本发明的一实施方式即船舶I的结构进行说明。需要说明的是，船舶I表示所谓的双轴推进方式的船舶。但是，推进轴的数量并不限定于此。
[0034]如图1所示，船舶I合成来自内燃机即主机2的输出We和来自电动机4的输出Wm并传递给可调距螺旋桨7。作为主要的构成要素，船舶I在未图示的船体上具备:推进用的发动机即主机2、电动机4、动力传递装置5、可调距螺旋桨7、发电用的发动机即辅机8、以及发电机9。
[0035]如图2所示，主机2是主要产生推进用的动力的装置。主机2由柴油发动机构成。主机2连结到动力传递装置5的输入侧。换而言之，来自主机2的输出We输出到动力传递装置5。主机2构成为能够通过速度控制装置3来任意改变其旋转速度Ve。速度控制装置3连结到主机2的未图示的旋转速度检测传感器、燃料喷射装置。此外，主机2构成为能够进行定速运转控制，其中，该定速运转控制通过速度控制装置3将旋转速度Ve维持在目标旋转速度Vet。进而，主机2构成为能够基于来自后述的输出控制装置10(配电板)的微动信号(脉冲信号)，并通过速度控制装置3来微动控制其旋转速度Ve。在本实施方式中，微动控制是指与微动信号的输入时间无关且只按预先设定的AVe增减旋转速度Ve的控制。
[0036]如图1以及图2所示，电动机4是主要产生推进用的动力的装置。例如，电动机4由同步电动机等构成。电动机4连结到动力传递装置5的输入侧。换而言之，来自电动机4的输出Wm输入到动力传递装置5。电动机4输出对应于提供的电力(电流)的动力。电动机4经由断路器Ib(ACB)连接到电力的供给线路即船内母线la。S卩，电动机4的启动通过直接连接到未图示的电力提供装置的状态下的全压启动来进行。电动机4以与提供的电力的频率成比例的速度进行旋转。S卩，在提供给电动机4的电力的频率为恒定的情况下，电动机4的旋转速度Ve恒定。
[0037]动力传递装置5是合成多个输入的动力进行输出的装置。动力传递装置5由齿轮机构构成。动力传递装置5在其输入侧分别连结有主机2和电动机4。在本实施方式中，动力传递装置5不经过离合器等而连接有电动机4。此外，动力传递装置5在其输出侧经由推进轴6连结有可调距螺旋桨7。动力传递装置5构成为能够将从输入侧输入的主机2的输出We和电动机4的输出Wm的合成输出从输出侧经由推进轴6输出到可调距螺旋桨7。
[0038]动力传递装置5在输入的主机2的旋转速度Ve为目标旋转速度Vet时，以与可调距螺旋桨7的目标旋转速度Vpt —致的方式对主机2的旋转速度Ve进行变速并输出。同样，动力传递装置5在输入的电动机4的旋转速度Vm为目标旋转速度Vmt时，以与可调距螺旋桨7的目标旋转速度Vpt —致的方式对电动机4的旋转速度Vm进行变速并输出。换而言之，主机2和电动机4构成为以规定的旋转速度比进行同步，该规定的旋转速度比对应于动力传递装置5的传动比。
[0039]可调距螺旋桨7(CPP)是产生推进力的装置。可调距螺旋桨7经由推进轴6连结到动力传递装置5的输出轴侧。可调距螺旋桨7连结到螺距角控制装置11。螺距角控制装置11能取得与可调距螺旋桨7的螺距角Θ有关的检测信号，并经由来自螺距角控制装置11的控制信号进行控制的