JP2888779B2 - 電気推進と二枚舵による船舶推進操縦制御装置 - Google Patents
電気推進と二枚舵による船舶推進操縦制御装置Info
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Description
船舶推進操縦制御装置に関する。
わゆる電気推進船は、ディーゼル推進船、タービン推進
船に比べて、操作が容易であること、遠隔・自動制御が
容易であること、機関室配管に自由度があること、振動
が少ないこと、などの点から、特殊船には採用されてい
るが、商船用としては採用されていない。その理由は、
船の速度を調節するのに推進電動機の速度制御及び後進
のための逆回転制御が必要であるため、特殊な制御方式
が必要となることである。このため、価格が極めて高価
となるほか、燃料消費量も増加することになり、このこ
とが、商船用として採用されない理由である。
オナード制御方式、サイリスタ制御方式である。従来の
ワードレオナード制御電気推進船の場合、その構成は、
図17に示すように、ディーゼル機関91により駆動さ
れる交流発電機92、この交流発電機からの電力で作動
する定速交流モーター93、この定速交流モーターで機
械的に駆動される直流発電機94、この直流発電機から
の電力で作動する推進用直流電動機95、この推進用直
流電動機の出力軸に結合された推進プロペラ軸96及び
推進プロペラ97、及び、推進用電動機95の回転速度
を制御するワードレオナード制御装置98から成る。
して、近年、1基の一方向回転推進プロペラの後方に、
それぞれ主として外舷側が固定幾何学的高揚力断面輪郭
を有する舵2枚を左右対称に設ける舵装置があり、1本
の操作レバー(ジョイステッイック)を二次元面上で操
作することにより、各舵の回転位置を組み合わせる操作
を行っている。
させた状態、つまり、プロペラが常時後方に後流を発生
させる状態のままで、2枚の舵がプロペラの後流を受け
て高揚力を発生し、併せて、2枚の舵が形成する可変ダ
クト効果により、360°全周方向に、船舶の操縦の元
となる推力を発生し、船舶の直前進、直後進、前進左右
旋回、後進左右旋回、ホバリング(その場静止)、スピ
ニング(その場旋回)の各操縦モードができるようにし
たものが実用に供されている。
舶の操縦性という面では著しい向上を達成しているが、
従来、この二枚舵装置を作用させる元であるところの推
進プロペラを駆動する主機関はディーゼル機関である。
気推進装置は、ワードレオナード制御方式はもちろん、
サイリスタ制御方式にしても、或いは周波数制御方式に
しても、最大の問題は、設備コストが極めて高いこと、
また、特にワードレオナード制御方式においては、それ
に加えて燃料消費量が極めて多くなることであり、経済
性を重んじる商船においては、採用能わざるところであ
った。
設備コストが高い、燃料消費量が多いという問題を解決
する手段は、交流籠型誘導電動機を推進電動機として採
用することである。
でこの交流籠型誘導電動機を用いて直接に推進プロペラ
を駆動する場合、次のような問題がある。即ち、船舶に
おいては、特に出入港時、狭水路航行時において、船舶
の速度を任意の速度に制御することができるようにする
とともに、前後進切換の制御ができなければならない
が、交流籠型誘導電動機の場合、極数変換によって回転
速度を段階的に変えられるのみで、任意の回転速度に変
速することはできないという問題があった。
進電動機としての籠型誘導電動機を起動すると、過大な
起動電流が流れるので、起動を可能にするためには、起
動電流の故に大きな発電機容量を必要とするという問題
があった。
郭を有する二枚舵を装備した船舶は、船の操縦性の向上
という面では著しい効果を発揮するものの、この二枚舵
装置に揚力を発生させる源であるところの推進プロペラ
を駆動するのがディーゼル機関であったので、操作が複
雑で自動化し難く、そのため多くの乗組員を必要とし、
据付け・艤装が複雑となり、メンテナンスに手がかか
り、機関室長さが長くなり、機関部重量が重くなり、振
動が大きくなるといった問題が残されていた。
装置の問題を解決し、その結果として、取扱いが容易で
当直中のメンテナンスが不要となることによる機関部の
無人化を可能にし、船舶の安全性を高めるために操縦性
を向上させ、船舶の建造コストを低減させ、機関室長さ
を短縮し、振動を軽減し、従来の電気推進方式に比べて
燃料消費量を約5%少なくすることを可能にするという
諸命題を一挙に達成することを目的としてなされたもの
である。
ために、本発明の電気推進と二枚舵による船舶推進操縦
制御装置は、複数のディーゼル交流発電機と、各ディー
ゼル交流発電機の発電交流電力によって駆動され、極数
変換によって回転速度を段階的に変更する複数の一方向
回転の極数変換誘導籠型の推進電動機と、各推進電動機
の出力軸と推進プロペラ軸との間に設け、減速比の異な
る複数の歯車列をクラッチ操作によって切換えるクラッ
チ付きの回転数切換減速装置と、推進プロペラの後方に
左右対称に配し、それぞれの回転角度位置の組み合わせ
によりプロペラ後流を制御することにより、船舶の任意
の速度への減速、後進、前進左右旋回、後進左右旋回、
その場静止(ホバリング)、その場旋回(スピニング)
の各操縦ができるようにした固定幾何学的高揚力断面輪
郭を有する二枚舵装置と、集中制御するための諸機器と
必要な安全保護システムを装備する制御パネルとからな
る構成とする。
動機の起動電流の問題を解決する手段として、推進電動
機を複数台に分け、減速装置にクラッチを設ける。即
ち、起動時には、減速装置のクラッチを切り離して推進
電動機と推進プロペラとの結合を解除するとともに、推
進電動機を1台づつタイムラグを設けて起動できるよう
な構成にする。
電動機を推進電動機として使用するときの速度制御の問
題を解決する手段として、二枚の舵の回転角度の制御に
より、推進プロペラは一定回転速度で回転していても、
船速は、ゼロまで任意の速度に制御できるように構成す
る。籠型誘導電動機を極数を2段或いは3段に変換でき
る構成とするほか、更に船舶の大洋航行において必要と
される最大船速と常用船速に対応する減速比を持つクラ
ッチ付多段変速減速装置により速度制御するものとす
る。
後進操縦とを二枚舵装置に受け持たせること、また、船
舶の運転状態に応じた必要な推進プロペラ回転速度の切
換を推進電動機の極数変換とクラッチ付き回転数切換減
速装置の動力伝達経路の切り換えにより行うこと、更
に、起動電流を抑制するために、推進電動機を複数台に
分けて起動を順次行うようにすることにより、推進プロ
ペラを駆動するための電気装置としては、ディーゼル交
流発電機の発電する交流電力によって直接駆動される一
方向回転(逆転を必要としない)の交流極数変換籠型誘
導電動機を採用することができるため、製造コスト高と
いう従来の電気推進装置の最大の問題が解決される。さ
らに、効率が良くなり、従来の電気推進方式に比べて燃
料消費量を約5%節減できるとともに、機関部の容積と
重量を減少させることができる。
ん推進電動機の極数と減速装置の動力伝達経路を設定
し、複数台の推進電動機を1台ずつ順次起動しておけ
ば、あとは、推進プロペラは常時作動させたままで二枚
舵装置により船舶操縦ができることにより、従来の電気
推進装置における船舶操縦時の推進電動機の頻繁な起動
・停止・回転数制御・回転方向制御の問題も解決され
る。
生させる源として、操作が複雑、自動化しにくい、据付
け・艤装が複雑、メンテナンスに手がかかる、機関室長
さが長くなる、振動が大きいといった問題のあるディー
ゼル主機関に依存しなくて済むことになる。
要請が高まっている操縦制御の容易さ、航海中のメンテ
ナンスの不要なることによる機関部の無人化が可能とな
り、同時に、船舶の操縦性能が高まることにより、安全
性も向上させることができる。
ることによる艤装コストの低減と併せて、機関室長さが
短縮されることにより、建造コストが低減する。さら
に、メンテナンスに手がかかり、最大の振動源であった
ディーゼル主機関がなくなるという効果があり、振動が
なくなるということは船体の設計を容易にする。
に基づいて説明する。 [第一実施形態] (1)構成 ○ 図1〜図2に示すように、複数のディーゼル機関1
(本実施形態では3台)の各々に交流発電機2が直結さ
れる。 ○ この交流発電機2の発電電力によって、始動器3を
通して駆動される複数(本第一実施形態では2台)の一
方向回転の極数変換(本第一実施形態では4/8極の極
数変換)籠型交流誘導型の推進電動機、即ち第一推進電
動機4と第二推進電動機5を設ける。 ○ 推進電動機4,5と推進プロペラ6のプロペラ軸7
の間にクラッチ付きの回転数切換(本第一実施形態では
動力伝達経路二段切換)回転数切換減速装置8を設け
る。 ○ 図2に示すように、回転数切換減速装置8は、第一
推進電動機4の出力軸9に結合される第一入力軸10、
該第一入力軸に遊嵌された第一電動機ピニオン11、第
二推進電動機5の出力軸12に結合される第二入力軸1
3、該第二入力軸に遊嵌された第二電動機ピニオン1
4、該第一電動機ピニオン及び該第二電動機ピニオンが
同時に噛み合う電動機ギア15、該電動機ギア15と同
軸上に固定された第一段第一ピニオン16と第一段第二
ピニオン17、第一段第一ピニオン16と噛み合う第一
段第一ギア18、第一段第二ピニオン17と噛み合う第
一段第二ギア19、第一段第一ギア18を遊嵌するとと
もに第二段第一ピニオン20を固定した第一中間軸2
1、第一段第二ギア19を遊嵌するとともに第二段第二
ピニオン22を固定した第二中間軸23、第二段第一ピ
ニオン20及び第二段第二ピニオン22の双方に噛み合
う第二段ギア24、該第二段ギア24を固定した出力軸
25、第一入力軸10と第一電動機ピニオン11との間
を嵌脱する第一電動機クラッチ26、第二入力軸13と
第二電動機ピニオン14との間を嵌脱する第二電動機ク
ラッチ27、第一中間軸21と第一段第一ギア18との
間を嵌脱する第一クラッチ28、第二中間軸23と第一
段第二ギア19との間を嵌脱する第二クラッチ29、出
力軸25に設けた推進プロペラスラスト軸受30、及び
各軸10、13、21、23の半径方向荷重を受ける各
ラジアル軸受から構成される。 ○ 回転数切換減速装置8の減速比については、推進プ
ロペラの設計に依存するが、推進プロペラ常用回転速度
を300 r.p.m.とすれば、電源を60Hzとして推進電動機の
最大回転速度(極数4極)は1,800 r.p.m となる減速比
とする。
の操作により、第一段第一ピニオン16、同第一ギア1
8、第二段第一ピニオン20、第二段ギア24を経て動
力が伝達される経路(第一経路)においては1/6.3
となり、また、第一段第二ピニオン17、同第二ギア1
9、第二段第二ピニオン22、第二段ギア24を経て動
力が伝達される経路(第二経路)においては約1/6と
なるようにする。これは、船舶の大洋航行時の推進プロ
ペラ出力を最大100%と定格85%の二点で使用でき
るようにするためである。
すような構成である。 ○ 1基の一方向回転式の推進プロペラ6の後方に、左
舷舵32と右舷舵33とを、推進プロペラ軸心34を含
む垂直面に対して左右対称に配置する。 ○ 各舵の水平断面において、その輪郭は、例えば左舷
舵32については図5に示すように、半円形の前縁35
から断面幅を徐々に増して最大幅に達した後、断面幅を
徐々に減少していく流線型をなし、外舷側の側面の後端
部に凹面36を形成する。これが所謂固定幾何学的高揚
力断面輪郭と呼ばれるところの、主として高揚力を発生
する面である。 ○ 各舵32,33の頂面と底面には、外舷側に張り出
した頂端板37と底端板38をそれぞれ取り付ける。 ○ 各舵の頂部の舵回転中心線上に舵軸39をそれぞれ
固定する。各舵軸の上端に舵取機40をそれぞれ取り付
ける。 ○ 左舷舵32は、舵取機40によって、上から見て時
計方向に、二つの舵軸の軸心を通る直線を越えて最小限
15°まで回転でき、右舷舵33は、同様に、反時計方
向に、該直線を越えて最小限15°まで回転できるよう
にする。 ○ 各舵32,33の回転角度位置を組み合わせること
によって、船舶の操縦に必要な、360°全周のいずれ
の方向にも推力を発生せしめ得るように各舵を制御する
ために、図6に示すように、二次元面上で1本の操作レ
バーで操作するようにした操作装置(ジョイスティッ
ク)41を制御パネル42に設ける。制御パネル42
は、上記の電気推進装置及び舵装置を集中制御するとと
もに必要な安全保護システムを装備するためのであり、
船橋(船舶操船位置)に設置する。
ィーゼル発電機始動押釦43、同停止押釦44等からな
るディーゼル発電機制御装置45と、ACB・減速装置
クラッチ・推進電動機の電気回路投入押釦46、同遮断
押釦47、電圧・電流・電力・周波数の表示等からなる
配電装置48と、二枚の舵を組合せ操作するためのジョ
イスティック41とその作動と指令を表示するCRT4
9からなるジョイスティック操作装置50と、減速装置
の各クラッチの単独嵌合押釦51、同切離押釦52、イ
ンターロック装置、動力伝達経路切り替えスイッチ53
等からなるクラッチ制御装置54と、推進電動機電気回
路投入押釦55、同遮断押釦56、極数切り替えスイッ
チ57、運転表示58等からなる推進電動機制御装置5
9とで構成される。 (2)作用 上記の構成の電気推進と二枚舵による船舶推進操縦制御
装置の第一実施形態は次のように作用する。 (i)ディーゼル発電機の始動と給電 ○ 船舶を停泊状態から運転状態にするときは、先ずデ
ィーゼル発電機を作動さる。この始動操作は制御パネル
42から行う。 ○ 船舶の運転の状態により必要な電力負荷に応じて、
運転すべきディーゼル発電機を特定する。 ○ そのディーゼル発電機の始動押釦スイッチ43を押
すことにより、ディーゼル発電機始動装置を作動させ、
ディーゼル機関1を始動させる。 ○ 始動が完了すれば、ACB投入釦46を押すことに
より、または自動投入により、ACBを投入し、給電す
る。 ○ 必要電力負荷により更に残りのディーゼル発電機を
始動させる場合は、同様にディーゼル機関を始動させた
あと、手動またはACB自動投入・負荷分担装置によ
り、同期投入させ、また、運転中の発電機の負荷を均分
させるために、負荷分担装置を働かせる。 (ii)推進電動機の始動・停止 ○ ディーゼル発電機2の始動が完了すれば、次に、推
進電動機4,5を始動させる。この操作は制御パネル4
2から行う。 ○ 回転数切換減速装置8に結合した2台の推進電動機
のうちの1台、例えば第一推進電動機4を先ず起動す
る。第一電動機クラッチ26を脱にした状態で第一推進
電動機4を始動器3によって起動する。この場合、電動
機は無負荷で、しかも慣性質量は電動機の回転子のみで
あるから、起動時間は極めて短く、ディーゼル発電機2
に過負荷を生じない。次に、第二電動機クラッチ27を
脱にした状態で第二推進電動機5を始動器3によって起
動する。同じように、起動電流は極めて短く、ディーゼ
ル発電機2に過負荷を生じない。始動は、必要に応じて
減電圧始動にすれば、更に始動電流が小さくなり、始動
時負荷を減少させることができる。 (iii )推進プロペラの始動 ○ 上記の推進電動機4,5の始動のあと、推進プロペ
ラ6の始動は、制御パネル42から回転数切換減速装置
8の第一クラッチ28、第二クラッチ29を操作するこ
とによって行う。推進プロペラ6は、回転数切換減速装
置8の第一クラッチ28を嵌、第二クラッチ29を脱の
状態にすれば、第一経路を通じて、また、第一クラッチ
28を脱、第二クラッチ29を嵌の状態にすれば、第二
経路を通じて、推進電動機4,5の動力により始動され
る。推進プロペラの始動の時は2枚、舵の位置は常にホ
ーバリングの状態に置くものとする。 ○ 推進電動機4,5は、いったん起動すれば、船舶の
大洋航行中はもちろん、出入港、狭水路航行中の船舶の
微速走行、前後進切替えを含む操縦の間も、いっさい停
止・起動の操作を行う必要はなく、常時一方向に、電動
機のいずれかの極数で、また、減速装置のいずれかの動
力伝達経路で、作動の状態のままである。換言すれば、
推進プロペラは、船舶の純停泊状態を除いて、常時、船
舶のいかなる操縦状態においても、プロペラ後流を後方
に向かって発生させていることになる。 (iv)速力の切り換え ○ 推進プロペラ6の高速回転を必要とする船舶の大洋
航行中は、推進電動機4,5は、高速の極数(4極)で
運転する。而して、定格常用航海速力(出力85%)で
航海するときは、回転数切換減速装置8は、第一クラッ
チ28を嵌、第二クラッチ29を脱の状態(第一動力伝
達経路)で運転する。最大航海速力(出力100%)で
航海するときは、回転数切換減速装置8は、第一クラッ
チ28を脱、第二クラッチ29を嵌の状態(第二動力伝
達経路)で運転する。 ○ 船舶を低速で走行させる出入港、狭水路航行中は、
クラッチ出力85%の状態で2枚の舵の操作によるが、
必要であれば適宜に推進電動機4,5は、低速の極数
(8極)に切り換え、また、回転数切換減速装置8は、
通常、減速比のより大きい第一動力伝達経路、即ち、第
一クラッチ28を嵌、第二クラッチ29を脱の状態で運
転する。 ○ なお、推進電動機の極数を4極から8極に切り換え
る(即ち、回転速度が50%になる)と、負荷は約1
2.5%に減少するから、2台のうちの1台の推進電動
機の電動機クラッチを脱にし、その推進電動機の運転を
停止させ、併せて、ディーゼル発電機も1台を停止させ
ることができる。このことにより、推進電動機或いはデ
ィーゼル発電機の各1台が故障を起こしても、支障なく
船舶の運航を続けさせることが可能となる。 ○ なお、推進電動機の極数変換に当たっては、変換時
に過電流が生ずるのを避けるために、始動器で短時間減
電圧操作を行い、回転数が許容の一定範囲内になってか
ら、全電圧を印加するように制御する。 ○ なお、ディーゼル機関を主機関とする従来の船舶に
おいては、船速の選択はディーゼル機関の性能に対応し
て規定され、最大出力(100%)での長時間運航はで
きなかったが、本発明の電気推進装置では、推進電動機
の100%出力に対してディーゼル発電機の容量に余裕
がある(推進電動機の始動を考慮している)ため、何ら
問題なく100%出力連続運航ができるという特長が生
まれる。 (v)操船制御 ○ 大洋航行中の操船、及び出入港・狭水路航行時にお
ける操縦は、制御パネル42からジョイスティック41
の操作により、舵取機制御装置に作動指令を与えて、二
枚の舵32,33の回転角度の組み合わせを制御するこ
と、及び、それと併せて、そのときの操船・操縦状態に
最も適した推進プロペラ6の回転速度が得られるよう
に、制御パネル42から、推進電動機4,5の極数変換
操作と回転数切換減速装置8のクラッチ嵌脱操作をする
ことによって行う。 ○ 二枚の舵32,33は、それぞれ外舷側に回転角度
が与えられると、外舷側の高揚力面に沿って推進プロペ
ラ後流が流れるとき高揚力を発生する。例えば左舷側の
舵32については、上から見て時計方向に回転させた位
置において、推進プロペラ6の後流が外舷側の面に沿っ
て流線的に流れるに際し、通常の揚力を発生するほか、
後端近くの凹面36において、反力を生ずるように流れ
が偏向し、これが高揚力となる。右舷側の舵33につい
ては、対称的に、反時計方向に回転させたときに高揚力
を発生する。これら左右舷の舵32,33の回転位置の
組み合わせによりそれぞれが発生する揚力と舵の2枚が
形成する可変ダクト効果とにより、船体を操縦する推力
が生まれる。 ○ 船舶の前進走行速度を上記推進プロペラ最低回転速
度に相当する速度より更に低くする必要のある場合、即
ち船舶微速走行時においては、二枚の舵32,33を、
図7(g)に示すように、「ハ」の字形に置く。このよ
うにすれば、各舵が発生する揚力の横方向の分力は左右
の舵によって相殺され、前進方向の分力のみが残り、こ
れにより船舶は前進させられる。この「ハ」の字形の角
度を調整することにより、前進方向分力の大きさを自由
に変えられることになり、船舶の前進速度は、ゼロから
推進プロペラ最低回転速度に相当する速度まで、無段階
に制御できる。 ○ 船舶を直後進させる場合は、図7(c)に示すよう
に、左舷舵32を、舵取機40によって、上から見て時
計方向に、二つの舵軸39の軸心を通る直線を越えて最
小限15°まで回転させた位置に、また、右舷舵33
を、同様に、反時計方向に、直線を越えて最小限15°
まで回転させた位置にそれぞれ置く。つまり蛤の貝殻が
開いたような形にする。 ○ 緊急に船舶後進操縦(クラッシュアスターン)を行
う必要がある場合は、二枚の舵を上記の直後進位置に置
いた上で、推進電動機4,5の運転を高速の極数(4
極)に切り換え、また更に、回転数切換減速装置8の動
力伝達を第二経路に切り換えて、このシステムから得ら
れる最高の推進プロペラ回転速度にする。これによりプ
ロペラ後流水量が増えて、二枚の舵による反転水量が増
え、後進推力が大きくなる。
32,33の回転位置を種々組み合わせる。即ち、前進
左右旋回に対しては、二枚の舵を図7(b)に示すよう
な回転位置に置く。後進左右旋回に対しては、二枚の舵
を図7(d)に示すような回転位置に、ホバリング(そ
の場静止)に対しては、図7(e)に示すような位置
に、また、スピニング(その場旋回)に対しては、図7
(f)に示すような位置にそれぞれ置く。
外舷側の高揚力発生面上を流れる推進プロペラ後流が頂
部と底部において上と下に逸流するのを防ぎ、水流を効
果的に高揚力発生面に封じ込める。従って、舵に効果的
に高揚力を発生させる。
気推進装置を船舶に搭載することにより従来のディーゼ
ル推進の場合に比べて、機関室の長さが大幅に短くな
る。しかも、推進電動機4および回転数切換減速装置8
と、複数のディーゼル機関1(本実施形態では3台)お
よび交流発電機2とを異なるデッキに配置することがで
き、これにより、船体の長さを短くでき、建造コストを
低減できる。或いは、載貨量を増やすことができ、船舶
の経済性が向上する。 [第二実施形態]更に、上記第一実施形態では推進電動
機を2台としたが、大きい出力が必要とされて、2台で
は製作可能な推進電動機最大容量を超えてしまうような
場合、或いは、起動電流を更に小さく抑える必要がある
場合とか、更にきめ細かい推進電動機運転台数制御を望
む場合は、推進電動機を3台或いはそれ以上に分けるこ
とができる。その場合でも、減速装置は1基のままで、
ただ単に、図2における電動機ギア15に噛み合う電動
機ピニオン11,14及びそれを駆動する推進電動機
4,5の数を増やすだけでよい。
ば、それらを順次始動させることによって起動電流の大
きさを更に小さくすることができ、ディーゼル発電機の
容量を減少させることができる。加えて、負荷の大きさ
に応じて、運転させるべき推進電動機の数を選択する自
由度が大きくなり、より効率の高い点で運転することが
できるようになり、燃料消費量をいっそう節減できるこ
とになる。更に、休止させてよい推進電動機の数が増
え、非常時の安全性が更に大きくなる。 [第三実施形態]更に、上記第一実施形態では回転数切
換減速装置8の動力伝達経路を減速比の異なる2経路
(第一動力伝達経路と第二動力伝達経路)にしたが、更
に減速比の異なる第三動力伝達経路を加えることも自由
にできる。
5をタンデムに結合し、その合成出力を第1推進電動機
4から回転数切換減速装置8に伝達する。回転数切換減
速装置8は、第1推進電動機4の出力軸9に結合される
入力軸10、該入力軸上に固定された第1段第1ピニオ
ン16、第1段第2ピニオン17、第1段第3ピニオン
17a、第1段第1ピニオン16と噛み合う第1段第1
ギヤ18、第1段第2ピニオン17と噛み合う第1段第
2ギヤ19、第1段第3ピニオン17aと噛み合う第1
段第3ギヤ19a、第1段第1ギヤ18を遊嵌するとと
もに第2段第1ピニオン20を固定した第1中間軸2
1、第1段第2ギヤ19を遊嵌するとともに、第2段第
2ピニオン22を固定した第2中間軸23、第1段第3
ギヤ19aを遊嵌するとともに第2段第3ピニオン22
aを固定した第3中間軸23a、第2段第1ピニオン2
0、第2段第2ピニオン22および第2段第3ピニオン
22aのすべてに噛み合う第2段ギヤ24、該第2段ギ
ヤを固定した出力軸25、第1中間軸21と第1段第1
ギヤ18との間を嵌脱する第1クラッチ28、第2中間
軸23と第1段第2ギヤ19との間を嵌脱する第2クラ
ッチ29、第3中間軸23aと第1段第3ギヤ19aと
の間を嵌脱する第3クラッチ29a、出力軸25に設け
た推力プロペラスラスト軸受30および各軸の半径方向
荷重を受ける各ラジアル軸受から構成される。
転数を300 r.p.m とすれば、電源を60 Hz として推進電
動機の最大回転速度(極数4極)は1,800 r.p.m となる
減速比とする。このための減速比は、クラッチ28,2
9,29aの操作により、第1段第1ピニオン16、同
第1ギヤ18、第2段第1ピニオン20、第2段ギヤ2
4を経て動力が伝達される経路(第1経路)においては
1/6.7となり、第1段第2ピニオン17、同第2ギ
ヤ19、第2段第2ピニオン22、第2段ギヤ24を経
て動力が伝達される経路(第2経路)においては、約1
/6.3となり、また第1段第3ピニオン17a、同第
3ギヤ19a、第2段第3ピニオン22a、第2段ギヤ
24を経て動力が伝達される経路(第3経路)において
は1/6になるようにする。
ペラ出力を最大100%、85%および72%の3点で
切換使用が可能となる。動力伝達経路を減速比の異なる
三つの経路に増やすことにより、推進速力選択の幅が増
え、当該航路における経済船速の選定、入港時間調整な
どより自由度の高い運搬計画をすることができる。 [第四実施形態]第三実施形態では、推進電動機4,5
をタンデムに接合して、回転数切換減速装置8に結合す
る例を示したが、図14〜図16に示すように、電動機
ピニオン11,12に、電動機ギヤ15、電動機クラッ
チ26,27等を付加して、推進電動機を並列に設置し
て、動力伝達経路を減速比の異なる三経路のものを構成
することができる。
るが、この場合、例えば、第一経路による減速比を1/
7.5にして、この経路のクラッチを選択して嵌にすれ
ば、推進プロペラ出力は約50%になるから、推進電動
機4,5のうち、1台を休止させ、1台だけで航行させ
ることが可能となり、同時に発電機2の3台のうち1台
を休止させることができるので、安全性が向上するほ
か、取扱も容易となり、当直中のメンテナンスが不要と
なって、いっそう機関部の無人化に寄与することができ
る。
操縦と後進操縦とを二枚舵装置で受け持たせ、推進プロ
ペラ回転速度の切り換えを推進電動機の極数変換とクラ
ッチ付き回転数切換減速装置の動力伝達経路の切り換え
により行い、推進電動機を複数台に分けて起動を行うこ
とにより、一方向回転(逆転を必要としない)の交流極
数変換籠型誘導電動機を採用することができ、従来の電
気推進方式に比べて燃料消費量を約5%節減でき、機関
部の容積と重量を減少させることができる。また、推進
プロペラは常時作動させたままで二枚舵装置により船舶
操縦ができるので、従来の電気推進装置のように船舶操
縦時に推進電動機の頻繁な起動・停止・回転数制御・回
転方向制御を行う必要がなく、操縦制御の容易さ、航海
中のメンテナンスの不要なることによる機関部の無人化
を図ることができる。
御装置を示すブロック線図である。
減速装置の構成を示す模式図である。
る。
角の組み合わせを示す模式図である。
す模式図である。
す模式図である。
装置の配置構造を示す模式図である。
置の配置構造を示す模式図である。
係を示す模式図である。
示す模式図である。
装置の配置構造を示す模式図である。
置の配置構造を示す模式図である。
係を示す模式図である。
線図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 複数のディーゼル交流発電機と、各ディーゼル交流発電機の発電交流電力によって駆動さ
れ、極数変換によって回転速度を段階的に変更する複数
の 一方向回転の極数変換誘導籠型の推進電動機と、各推進電動機の出力軸と推進プロペラ軸との間に設け、
減速比の異なる複数の歯車列をクラッチ操作によって切
換える クラッチ付きの回転数切換減速装置と、 推進プロペラの後方に左右対称に配し、それぞれの回転
角度位置の組み合わせによりプロペラ後流を制御するこ
とにより、船舶の任意の速度への減速、後進、前進左右
旋回、後進左右旋回、その場静止(ホバリング)、その
場旋回(スピニング)の各操縦ができるようにした固定
幾何学的高揚力断面輪郭を有する二枚舵装置と、 集中制御するための諸機器と必要な安全保護システムを
装備する制御パネルとからなることを特徴とする電気推
進と二枚舵による船舶推進操縦制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7196905A JP2888779B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 電気推進と二枚舵による船舶推進操縦制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP7196905A JP2888779B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 電気推進と二枚舵による船舶推進操縦制御装置 |
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ID=16365604
Family Applications (1)
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---|---|---|---|---|
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1995
- 1995-08-02 JP JP7196905A patent/JP2888779B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2003026096A (ja) * | 2001-05-09 | 2003-01-29 | Japan Hamuwaaji Kk | 大型船用二枚舵システム |
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JPH0939894A (ja) | 1997-02-10 |
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