JP6677682B2 - Hybrid propulsion ship - Google Patents
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Description
本発明は、運航状況に応じて、推進に用いるエネルギーを主機関と補助機関（推進電動機兼軸発電機）で適切に使い分け使用するとともに、蓄電手段を用いて補助機関又は船内の電力を供給することができる省エネ効果の高いハイブリッド推進式船舶に関するものである。 According to the present invention, the energy used for propulsion is properly used for the main engine and the auxiliary engine (propulsion motor / shaft generator) in accordance with the operation situation, and power is supplied to the auxiliary engine or the ship using power storage means. The present invention relates to a hybrid propulsion ship with high energy saving effect.
船舶は、他の交通機関に比べて高い省エネ性・低二酸化炭素排出性能を持ち、国内貨物輸送の内航海運へのモーダルシフトが、国家的規模で推奨されているものの、未だに動きは大きくない。モーダルシフトの推進のためにも、環境負荷及び運送コスト削減を実行できる高経済性船舶が広く求められている。 Vessels have higher energy efficiency and lower carbon dioxide emission performance than other transportation systems, and although modal shift of domestic freight transport to coastal shipping is recommended on a national scale, there is still little movement . In order to promote the modal shift, there is a wide demand for high-economic ships that can reduce the environmental burden and transportation costs.
加えて近年の少子高齢化の人口構造による影響を多分に受け、内航船員不足も大きく表面化し、その解決策の一つとして革新的技術・新技術を用い、省エネ性の高い運航能力を有した船舶が内航船分野において出現することが期待されている。 In addition, the population structure of the declining birthrate and aging population in recent years is likely to cause a significant shortage of coastal seafarers. One of the solutions is to use innovative and new technologies and have a highly energy-efficient operating capacity. Is expected to emerge in the coastal shipping sector.
船舶のエネルギー効率を高める方法や運航管理を最適化する方法としては、従来から様々な方法が提案されている。 Conventionally, various methods have been proposed as a method for improving the energy efficiency of a ship and a method for optimizing operation management.
例えば、特許文献１では、主機関とプロペラ軸との間に発電及び駆動を行うことができる軸駆動発電機を介在させることにより、主機関なしで低速推進を可能とする船舶推進装置が提案されている。また、特許文献２では、定時運航を行うための運航管理を自動的に行うために計画運航パターン作成部と運航時間評価部と運航エネルギー評価部とを備えた船舶運航管理装置が提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes a marine propulsion device that enables low-speed propulsion without a main engine by interposing a shaft drive generator that can generate and drive power between a main engine and a propeller shaft. ing. Patent Document 2 proposes a ship operation management device including a planned operation pattern creation unit, an operation time evaluation unit, and an operation energy evaluation unit in order to automatically perform operation management for performing scheduled operation. .
しかしながら、特許文献１の装置の軸駆動発電機は、主機関が作動不能な状態のときに緊急避難的に船舶を推進することができる程度のものであり、港内、湾内等の短距離航海での使用まで考慮されていない。また、特許文献２の装置は、各種の外乱を考慮した上で、定時運航を行うために必要な船速を自動決定するにすぎず、主機関と補助機関の間での適切な使い分け使用を提案するものではない。いずれにしても両特許文献は、主機関と補助機関と他の電源装置とを適切に構成して、常用航海、短距離航海、停泊などの運航状況に応じて船舶の推進と電力供給を省エネの観点から適切に制御して行なうことについて何ら具体的な提案がなされていない。 However, the shaft-driven generator of the device of Patent Document 1 is of such a degree that the ship can be propelled in an emergency evacuation state when the main engine is inoperable. Not considered until the use of. In addition, the apparatus disclosed in Patent Document 2 merely determines the boat speed necessary for punctual operation in consideration of various disturbances, and uses the proper use between the main engine and the auxiliary engine. Not a suggestion. In any case, the two patent documents properly configure the main engine, auxiliary engine, and other power supply devices, and save energy for propulsion and power supply of ships according to operating conditions such as regular voyage, short-range voyage, and berthing. No specific suggestion has been made regarding proper control from the viewpoint of the above.
また、特許文献３では、主機関と補助駆動手段と発電手段と蓄電手段とエネルギー収支計画立案手段とを備え、さらにエネルギー収支計画に基づいて発電手段から蓄電手段への充電、蓄電手段から補助駆動手段への放電、停泊後の荷役に必要な電力を残すように補助駆動手段への放電の制御を行う蓄電制御手段を設けた船舶のハイブリッド運航システムが提案されている。 Further, Patent Document 3 includes a main engine, an auxiliary driving unit, a power generation unit, a power storage unit, and an energy balance plan formulation unit. There has been proposed a hybrid operation system of a ship provided with a power storage control means for controlling discharge to an auxiliary drive means so as to leave electric power required for discharge to the means and cargo handling after berthing.
しかしながら、特許文献３のシステムは、もっぱら停泊後の荷役に必要な電力を残すように船が目的地に到達した後のエネルギー需給バランスを最適化しようとするものであり、常用航海時、港内又は湾内のような短距離低速航海時、停泊時等の様々な運航状況に応じて船舶の推進と電力供給を省エネの観点から適切に制御して行なうことについて何ら具体的な提案がなされていない。 However, the system of Patent Literature 3 aims to optimize the energy supply and demand balance after the ship reaches the destination so as to leave power necessary for cargo handling only after berthing, and at the time of regular voyage, in the port or No specific proposal has been made for appropriately controlling the propulsion of the ship and the power supply from the viewpoint of energy saving in accordance with various operating conditions such as short-distance low-speed voyage such as in a bay and berthing.
本発明は、かかる従来技術の現状に鑑み創案されたものであり、その目的は、様々な運航状況に応じて、推進に用いるエネルギーを主機関と補助機関で適切に使い分け、補助機関で発電された電力や外部供給電力を有効に活用するように制御できる省エネ効果の高いハイブリッド推進式船舶を提供することにある。 The present invention has been made in view of the current state of the prior art, and its purpose is to properly use the energy used for propulsion between the main engine and the auxiliary engine according to various operating conditions, and to generate power using the auxiliary engine. It is an object of the present invention to provide a hybrid propulsion ship with high energy saving effect that can be controlled so as to effectively utilize the electric power supplied from the outside and the externally supplied electric power.
本発明者は、かかる目的を達成するために鋭意検討した結果、船舶に、主機関と、推進電動機兼軸発電機である補助機関と、蓄電手段と、推進手段とを設けたうえで、主機関が推進手段及び／又は補助機関の軸発電機にエネルギーを与えるように構成し、さらに補助機関が蓄電手段からの電力により推進電動機として推進手段にエネルギーを与えるか、又は主機関からのエネルギーにより軸発電機として発電させるように構成し、蓄電手段が補助手段の軸発電機より発電された電力もしくは陸上電源より供給された電力を蓄電するか、又は補助手段の推進電動機もしくは船内に電力を供給するように構成することにより、常用航海時、低速航海時、及び停泊時等の様々な運航状況において省エネ効果を最大限発揮できることを見出し、本発明の完成に至った。 The present inventor has conducted intensive studies in order to achieve the object, and as a result, provided a ship with a main engine, an auxiliary engine which is a propulsion motor and a shaft generator, a power storage means, and a propulsion means. The engine is configured to supply energy to the propulsion means and / or the shaft generator of the auxiliary engine, and the auxiliary engine supplies energy to the propulsion means as a propulsion motor using electric power from the power storage means, or uses energy from the main engine. It is configured to generate power as a shaft generator, and the power storage means stores the power generated from the shaft generator of the auxiliary means or the power supplied from the land power source, or supplies the power to the propulsion motor of the auxiliary means or the ship interior The present invention has been found to be capable of maximizing the energy saving effect in various operating situations such as normal voyage, low-speed voyage, and berthing, etc. It has been accomplished.
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、以下の（１）〜（４）の構成を有するものである。
（１）主機関と、推進電動機兼軸発電機である補助機関と、１０００ｋＷ〜１０００００ｋＷの容量の蓄電池からなる蓄電手段と、船体を推進するための推進手段とを含む、総トン数１００Ｔ以上５０００Ｔ未満の内航船であって、
主機関は、クラッチを介して推進手段に推進力を与えること、及びクラッチを介して補助機関の軸発電機を回転することができるように構成され、
補助機関は、クラッチを介して推進手段に推進力を与えることができるように構成され、
補助機関は、蓄電手段から供給された電力により推進電動機を回転させて推進手段に推進力を与えること、及び主機関からのエネルギーにより軸発電機を回転して発電させることができるように構成され、
蓄電手段は、補助手段の軸発電機により発電された電力及び陸上電源より供給された電力を蓄電すること、並びに補助手段の推進電動機及び船内に電力を供給することができるように構成されていること、
常用航海時において、主機関が、推進手段に推進力を与え、かつ補助機関の軸発電機を回転して発電させ、発電した電力を蓄電手段に蓄電するように制御されることができること、
１０ノット以下の低速航海時において、主機関が使用されず、補助機関の推進電動機が蓄電手段から供給される電力により動かされ、これにより推進手段に推進力を与えるように制御されることができること、
停泊時において、主機関及び補助機関が使用されず、蓄電手段が船内の電力を供給するように制御されることができることを特徴とするハイブリッド推進式船舶。
（２）停泊時において、陸上電源により船内に電力を供給するか、及び／又は陸上電源により蓄電手段に電力を蓄電することができることを特徴とする（１）に記載のハイブリッド推進式船舶。
（３）推進手段が可変ピッチプロペラを使用するものであり、これによりプロペラの回転数を一定に維持したまま船速調整が可能であるように構成されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載のハイブリッド推進式船舶。
（４）主機関が内燃機関であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のハイブリッド推進式船舶。
The present invention has been completed based on the above findings, and has the following configurations (1) to (4).
(1) A gross tonnage of 100 T or more and less than 5000 T including a main engine, an auxiliary engine which is a propulsion motor and a shaft generator, a power storage means comprising a storage battery having a capacity of 1000 kW to 100,000 kW, and a propulsion means for propelling the hull. A coastal ship,
The main engine is configured to apply a propulsive force to the propulsion means via the clutch, and to rotate a shaft generator of the auxiliary engine via the clutch,
The auxiliary engine is configured to be able to apply propulsion to the propulsion means via the clutch ,
The auxiliary engine is configured to rotate the propulsion motor by the electric power supplied from the power storage means to give propulsion force to the propulsion means, and to rotate the shaft generator by the energy from the main engine to generate power. ,
The power storage means is configured to be able to store the power generated by the shaft generator of the auxiliary means and the power supplied from the land power source, and to supply the electric power to the propulsion motor of the auxiliary means and the inside of the ship. thing,
At the time of service voyage, the main engine can be controlled to apply propulsion to the propulsion means, rotate the shaft generator of the auxiliary engine to generate power, and store the generated power in the power storage means,
The main engine is not used and the propulsion motor of the auxiliary engine is driven by the electric power supplied from the power storage means during low-speed voyage of 10 knots or less, whereby the propulsion means can be controlled to provide propulsion. ,
A hybrid propulsion ship in which a main engine and an auxiliary engine are not used at the time of berthing, and the power storage means can be controlled to supply electric power in the ship.
(2) The hybrid propulsion ship according to (1), wherein, at the time of berthing, power can be supplied into the ship by a land power source and / or power can be stored in the power storage means by the land power source.
(3) The propulsion means uses a variable-pitch propeller, whereby the boat speed can be adjusted while keeping the rotation speed of the propeller constant (1) or The hybrid propulsion ship according to (2).
(4) The hybrid propulsion ship according to any one of (1) to (3), wherein the main engine is an internal combustion engine.
本発明のハイブリッド推進式船舶は、常用航海時には、主機関による船舶の推進及び補助機関の発電と蓄電手段への蓄電がなされ、低速航海時には、もっぱら蓄電手段からの電力によって駆動される補助機関による船舶の推進がなされ、停泊時には、蓄電手段から船内電力を供給することができるように構成されているので、船舶全体における総合的な燃料消費量を大幅に削減することができ、省エネ効果が極めて高い。 The hybrid propulsion-type ship of the present invention is configured such that during normal voyage, the main engine propulses the ship, generates power from the auxiliary engine, and stores power in the power storage means. When the ship is propelled and the berth is berthed, it is configured to be able to supply onboard power from the power storage means, so the overall fuel consumption of the entire ship can be significantly reduced, and the energy saving effect is extremely reduced. high.
以下、図面を参照しながら本発明のハイブリッド推進式船舶を説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。 Hereinafter, the hybrid propulsion ship of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
本発明のハイブリッド推進式船舶は、船舶の大きさや種類に関係なく様々な船舶に適用可能であるが、現実的な実現性の観点から総トン数１００Ｔ以上、特に総トン数が１００Ｔ以上５０００Ｔ未満の内航船（特に内航貨物船）を対象とすることが好ましい。 The hybrid propulsion ship of the present invention can be applied to various ships regardless of the size and type of the ship. However, from the viewpoint of practical feasibility, a coastal ship having a gross tonnage of 100 T or more, particularly a gross tonnage of 100 T or more and less than 5000 T ( In particular, it is preferable to target a domestic cargo ship.
内航船の運航時における要求船速に対する主機関の出力は、気象や海象の影響を多分に受けるため、状況に応じて大きく変動することが一般的である。加えて運航計画により要求船速も変動するため、通常は運航計画における最大船速、最大出力における使用を考慮し主機関を選定しているケースが多い。ただ一方では少数ではあるが、気象海象等の悪条件化においては、要求船速を満たす航海を諦めて避難することを念頭とし、小型の主機関を搭載するケースも存在する。いずれにしても運航状況に応じて必要な出力が容易に変化するために、燃料消費量の変動が比較的大きくなる特徴を有している。 In general, the output of the main engine with respect to the required boat speed during the operation of a coastal ship is largely affected by weather and sea conditions, and thus generally fluctuates greatly depending on the situation. In addition, since the required ship speed varies depending on the operation plan, the main engine is usually selected in consideration of use at the maximum ship speed and maximum output in the operation plan. On the other hand, although there are a few, under adverse conditions such as weather and sea conditions, there is a case where a small main engine is mounted in order to give up evacuation by giving up voyage satisfying the required ship speed. In any case, the required output is easily changed according to the operating conditions, and therefore, the fuel consumption is characterized by relatively large fluctuations.
本発明のハイブリッド推進式船舶は、主機関（例えばディーゼル機関）と補助機関（推進電動機）の２つの異なる推進機関を推進力として使用するものであり、上記の内航船の特徴を考慮して高い省エネ効果を発揮するものである。以下、本発明のハイブリッド推進式船舶の基本構成、及び常用航海時、低速航海時、及び停泊時の制御システムの例を説明する。 The hybrid propulsion ship of the present invention uses two different propulsion engines, a main engine (for example, a diesel engine) and an auxiliary engine (propulsion motor), as propulsion forces. It has an energy-saving effect. Hereinafter, the basic configuration of the hybrid propulsion type ship according to the present invention and an example of a control system during normal voyage, low speed voyage, and berthing will be described.
（ハイブリッド推進式船舶の基本構成）
図１は、本発明のハイブリッド推進式船舶の基本構成の概略説明図である。図１では、主に各構成部間のエネルギーの流れを説明するため、船尾に主要な構成を集めて概略図が示されている。
(Basic configuration of hybrid propulsion ship)
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a basic configuration of a hybrid propulsion type ship according to the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram in which main components are gathered at the stern to mainly explain the flow of energy between the components.
図１において、１は、主機関であり、一般には駆動力の高い内燃機関、例えばディーゼル機関、ＬＮＧ機関が採用される。主機関１は、クラッチ２を介して船舶の推進手段３（例えばプロペラ）に推進力を与えることができる。さらに、主機関１は、推進手段３に推進力を与える以外に、クラッチ２を介して補助機関４に回転エネルギーを与え、軸発電機として発電させることができる。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a main engine, which is generally an internal combustion engine having a high driving force, for example, a diesel engine or an LNG engine. The main engine 1 can apply a propulsive force to the propulsion means 3 (for example, a propeller) of the ship via the clutch 2. Further, the main engine 1 can apply the rotational energy to the auxiliary engine 4 via the clutch 2 in addition to applying the propulsive force to the propulsion means 3 to generate power as a shaft generator.
クラッチ２及び推進手段３は、特に限定されず、船舶に従来使用されているものを適宜採用することができる。推進手段３は、例えばプロペラが使用され、特にプロペラの翼角（プロペラ・ピッチ）を制御することにより、全速から微速、停止、後進に必要な速度を容易に得ることができる可変ピッチプロペラを使用したものが好ましい。 The clutch 2 and the propulsion means 3 are not particularly limited, and those conventionally used in ships can be appropriately adopted. For the propulsion means 3, for example, a propeller is used. In particular, a variable pitch propeller that can easily obtain a speed necessary for full-speed, low-speed, stop, and reverse travels by controlling the blade angle (propeller pitch) of the propeller is used. Are preferred.
補助機関４は、上述のように、軸発電機として機能する以外に、船舶の推進手段３に推進力を与えるための推進電動機としても機能することができる。補助機関４が主機関１から得たエネルギーにより軸発電機として機能する場合は、発電された電気は、インバータ５を介して整流され、主配電盤６を経て蓄電手段７に送られて蓄電されるか、又は船内電力として供給されることができる。補助機関４が蓄電手段７から得たエネルギーにより推進電動機として機能する場合は、主機関１の代わりに補助機関４が推進手段３に推進力を与えることができる。 As described above, the auxiliary engine 4 can also function as a propulsion motor for giving propulsion to the propulsion means 3 of the ship, in addition to functioning as the shaft generator. When the auxiliary engine 4 functions as a shaft generator using energy obtained from the main engine 1, the generated electricity is rectified via the inverter 5, sent to the power storage means 7 via the main switchboard 6, and stored. Alternatively, it can be supplied as onboard power. When the auxiliary engine 4 functions as a propulsion motor using the energy obtained from the power storage unit 7, the auxiliary engine 4 can provide the propulsion unit 3 with propulsion instead of the main engine 1.
補助機関４は、推進電動機として使用されない場合は、主機関１より必要に応じたエネルギーを受けることにより軸発電機として使用される。主機関１に必要電力のエネルギー負荷を掛けて補助機関４を軸発電機として使用することにより、船内の必要エネルギー（電力）が主機関単独で供給されることが可能である。それにより、常用航海時における主機関の負荷率が向上し、燃料消費を全体として低減することができる。また、減速航海を要求される場合も、主機関の負荷率を比較的高く維持できるので減速運航の下限が広がり、更なる省燃費運航が可能である。この補助機関４で使用される軸発電機は、一般的に船舶に使用される高速発電機と比較して省エネ効果に優れるという特徴を有するので、機器単体においても十分省エネ効果が期待できる。低速域の航海においては、常用航海時に蓄電手段７へ蓄電されたエネルギーを用いて補助機関４の推進電動機としての単独運転航海が可能となる。主機関１が使用されず、補助機関４の推進電動機単独で運転する場合には、振動や騒音の軽減による船内環境の良化、港湾内における微速時の操作の迅速化が可能である。 When the auxiliary engine 4 is not used as a propulsion motor, it receives the necessary energy from the main engine 1 and is used as a shaft generator. By applying the energy load of the required power to the main engine 1 and using the auxiliary engine 4 as a shaft generator, the required energy (electric power) in the ship can be supplied by the main engine alone. As a result, the load factor of the main engine during normal voyage is improved, and the fuel consumption can be reduced as a whole. Also, when a slow voyage is required, the load factor of the main engine can be maintained relatively high, so that the lower limit of the slow voyage is widened, and further fuel-saving voyage is possible. The shaft generator used in the auxiliary engine 4 has a feature that the energy saving effect is superior to that of a high-speed generator generally used for a ship, and therefore a sufficient energy saving effect can be expected even with a single device. In the voyage in the low-speed range, the single operation voyage as the propulsion motor of the auxiliary engine 4 becomes possible by using the energy stored in the power storage means 7 during the normal voyage. When the main engine 1 is not used and the propulsion motor of the auxiliary engine 4 is operated alone, it is possible to improve the environment inside the ship by reducing vibration and noise, and to speed up the operation at a low speed in the harbor.
蓄電手段７は、一回限りではなく充電を行うことにより電気を繰り返し蓄えることができ、しかも繰り返し電気を取り出して使用することができる電池であり、例えば鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池やリチウムイオンポリマー二次電池などのリチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池などの従来公知の蓄電池を使用することができる。本発明では、蓄電手段７として重量あたりの蓄電量の大きさからリチウムイオン蓄電池を使用することが好ましい。蓄電手段７は、補助機関４の軸発電機として発電された電気を蓄電でき、また補助機関４の推進電動機が船舶の推進力として有効に機能でき、あるいは船内電力として電気を供給できる容量を持つことが好ましく、その容量は１０００ｋＷ〜１０００００ｋＷであることが好ましい。 The power storage means 7 is a battery that can repeatedly store electricity by charging it not only once, but can also repeatedly extract and use the electricity, such as a lead storage battery, a lithium ion secondary battery, and a lithium ion battery. Conventionally known storage batteries such as a lithium ion storage battery such as a polymer secondary battery, a nickel hydride storage battery, and a nickel cadmium storage battery can be used. In the present invention, it is preferable to use a lithium ion storage battery as the power storage means 7 because of the amount of power storage per weight. The power storage means 7 is capable of storing electricity generated as a shaft generator of the auxiliary engine 4 and has a capacity such that the propulsion motor of the auxiliary engine 4 can effectively function as a propulsion power of the ship or supply electricity as inboard power. It is preferable that the capacity be 1000 kW to 100,000 kW.
（常用航海時の制御システム）
図２は、本発明のハイブリッド推進式船舶の常用航海時の制御システムの概略説明図である。図２では、エネルギーの流れが矢印で示されている。常用航海では、主機関１は、一般にその最大出力の５０％以上で運転され、主機関１は、運転によりそのエネルギーをクラッチ２を介して推進手段３に与えるとともに、主機関１のエネルギーを用いて補助機関４の軸発電機を回転させる。軸発電機で発電したエネルギーは、インバータ５及び主配電盤６を経て船内電力として供給されることができ、必要に応じて蓄電手段７に電力を供給し、蓄電を実行することができる。
(Control system during regular voyage)
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a control system of the hybrid propulsion-type ship according to the present invention during normal voyage. In FIG. 2, the flow of energy is indicated by arrows. In a service voyage, the main engine 1 is generally operated at 50% or more of its maximum output. The main engine 1 supplies its energy to the propulsion means 3 through the clutch 2 by operation and uses the energy of the main engine 1. To rotate the shaft generator of the auxiliary engine 4. The energy generated by the shaft generator can be supplied as inboard power via the inverter 5 and the main switchboard 6, and power can be supplied to the power storage means 7 as necessary to execute power storage.
一般の内航貨物船の場合、船舶の推進力はもっぱら主機関１を用い、発電には発電用内燃機関を２台又は３台を別途用いるのが一般的であるが、本発明の船舶は、必要エネルギー供給源を１台の主機関に集中させることができるため、船内に据え付ける発電用内燃機関を最小限にすることができ、また、発電用内燃機関の運転時間も大幅に低下することができる。従って、ポンプや清浄機等の補器類の運転用エネルギー減少による船内必要電力の低下や総運転時間の減少によるメンテナンスコストの低下、船員労務の軽減、低振動・低騒音効果といった船内居住環境の良化等、様々な効果を享受することができる。 In the case of a general coastal cargo ship, it is common to use the main engine 1 exclusively for the propulsion of the ship and to use two or three separate internal combustion engines for power generation for power generation. In addition, since the required energy source can be concentrated on one main engine, the number of internal combustion engines for power generation installed onboard the ship can be minimized, and the operating time of the internal combustion engine for power generation can be significantly reduced. Can be. Therefore, the reduction of the energy required for operation of auxiliary equipment such as pumps and purifiers reduces the required power onboard, lowers the total operating time, reduces maintenance costs, reduces labor for crews, and reduces the effects of living environment on board, such as low vibration and noise. Various effects such as improvement can be enjoyed.
（低速航海時の制御システム）
図３は、本発明のハイブリッド推進式船舶の低速航海時の制御システムの概略説明図である。図３においても、エネルギーの流れが矢印で示されている。低速航海とは、１０ノット以下、さらには３〜１０ノット程度の速力の航海を言う。低速航海は、一般に港内や湾内等の短距離航海で行なわれ、基本的には主機関１を使用せず、蓄電手段７から供給される電力により補助機関４の推進電動機を駆動させ、そのエネルギーをクラッチ２を介して推進手段３に与えて船舶の推進力を得る。このとき同時に蓄電手段７は、船内にも必要電力を供給することができる。
(Control system during low-speed voyage)
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a control system of the hybrid propulsion type ship at the time of low speed voyage according to the present invention. Also in FIG. 3, the flow of energy is indicated by arrows. A low speed voyage is a voyage with a speed of 10 knots or less, and further, about 3 to 10 knots. The low-speed voyage is generally performed in a short-distance voyage such as in a harbor or a bay. Basically, the main engine 1 is not used. Is applied to the propulsion means 3 via the clutch 2 to obtain the propulsion force of the ship. At this time, the power storage means 7 can also supply necessary electric power to the inside of the ship.
この制御システムは、常用航海時の主機関１のエネルギーを利用し蓄電された電力を利用しているため、省エネ効果が極めて高く、加えて船員労務の軽減、低振動・低騒音効果といった船内居住環境の良化、推進電動機の特性である微速前後進の切り替えの迅速さによる操船性・安全性の上昇、主機関、発電機関の運転時間の減少により部品代、潤滑油消費量、修繕費といった複合的なコスト低減効果も高い。 This control system uses the energy stored in the main engine 1 during regular voyage, so it has a very high energy-saving effect. In addition, it reduces the crew's labor and reduces the vibration and noise. Improving the environment, increasing the maneuverability and safety due to the speedy switching of the forward / backward movement, which is a characteristic of the propulsion motor, and reducing the operating time of the main engine and generator, such as parts costs, lubricating oil consumption, repair costs, etc. The combined cost reduction effect is also high.
（停泊時の制御システム）
図４は、本発明のハイブリッド推進式船舶の停泊時の制御システムの概略説明図である。図４においても、エネルギーの流れが矢印で示されている。停泊時には、主機関１も補助機関４も使用されず、蓄電手段７が船内の電力を供給することができる。また、停泊時においては、必要により陸上電源（図示せず）により船内に電力を供給したり、及び／又は陸上電源により蓄電手段７に電力を蓄電することができる。
(Control system when berthing)
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of a control system when the hybrid propulsion type ship of the present invention is anchored. Also in FIG. 4, the flow of energy is indicated by arrows. At the time of berthing, neither the main engine 1 nor the auxiliary engine 4 is used, and the power storage means 7 can supply electric power in the ship. Further, at the time of berthing, power can be supplied into the ship by a land power source (not shown) as necessary, and / or power can be stored in the power storage means 7 by a land power source.
本発明のハイブリッド推進式船舶は、様々な運航状況に応じた制御を行うことにより、極めて高い省エネ、省コスト、船員労務負荷低減、船内環境の良化などの効果を奏することができ、特に内航貨物輸送において極めて有用である。 The hybrid propulsion type ship of the present invention can exert effects such as extremely high energy saving, cost saving, reduction of crew labor load, and improvement of the onboard environment by performing control according to various operating conditions, It is extremely useful in freight forwarding.
１ 主機関
２ クラッチ
３ 推進手段
４ 補助機関
５ インバータ
６ 主配電盤
７ 蓄電手段
Reference Signs List 1 main engine 2 clutch 3 propulsion means 4 auxiliary engine 5 inverter 6 main switchboard 7 power storage means
Claims (4)
主機関は、クラッチを介して推進手段に推進力を与えること、及びクラッチを介して補助機関の軸発電機を回転することができるように構成され、
補助機関は、クラッチを介して推進手段に推進力を与えることができるように構成され、
補助機関は、蓄電手段から供給された電力により推進電動機を回転させて推進手段に推進力を与えること、及び主機関からのエネルギーにより軸発電機を回転して発電させることができるように構成され、
蓄電手段は、補助手段の軸発電機により発電された電力及び陸上電源より供給された電力を蓄電すること、並びに補助手段の推進電動機及び船内に電力を供給することができるように構成されていること、
常用航海時において、主機関が、推進手段に推進力を与え、かつ補助機関の軸発電機を回転して発電させ、発電した電力を蓄電手段に蓄電するように制御されることができること、
１０ノット以下の低速航海時において、主機関が使用されず、補助機関の推進電動機が蓄電手段から供給される電力により動かされ、これにより推進手段に推進力を与えるように制御されることができること、
停泊時において、主機関及び補助機関が使用されず、蓄電手段が船内の電力を供給するように制御されることができることを特徴とするハイブリッド推進式船舶。 On a coastal ship with a gross tonnage of 100 T or more and less than 5000 T including a main engine, an auxiliary engine that is a propulsion motor and a shaft generator, a power storage means including a storage battery having a capacity of 1000 kW to 100,000 kW, and a propulsion means for propelling the hull. So,
The main engine is configured to apply a propulsive force to the propulsion means via the clutch, and to rotate a shaft generator of the auxiliary engine via the clutch,
The auxiliary engine is configured to be able to apply propulsion to the propulsion means via the clutch ,
The auxiliary engine is configured to rotate the propulsion motor by the electric power supplied from the power storage means to give propulsion force to the propulsion means, and to rotate the shaft generator by the energy from the main engine to generate power. ,
The power storage means is configured to be able to store the power generated by the shaft generator of the auxiliary means and the power supplied from the land power source, and to supply the electric power to the propulsion motor of the auxiliary means and the inside of the ship. thing,
At the time of service voyage, the main engine can be controlled to apply propulsion to the propulsion means, rotate the shaft generator of the auxiliary engine to generate power, and store the generated power in the power storage means,
The main engine is not used and the propulsion motor of the auxiliary engine is driven by the electric power supplied from the power storage means during low-speed voyage of 10 knots or less, whereby the propulsion means can be controlled to provide propulsion. ,
A hybrid propulsion ship in which a main engine and an auxiliary engine are not used at the time of berthing, and the power storage means can be controlled to supply electric power in the ship.
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