專(zhuān)利名稱(chēng)：船舶的電力供給裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶電力供給系統(tǒng)，尤其涉及在具有帶再生制動(dòng)機(jī)的起重 機(jī)的船舶中，向船內(nèi)電氣設(shè)備提供電力的系統(tǒng)。本發(fā)明與以下日本申請(qǐng)有 關(guān)。對(duì)于承認(rèn)根據(jù)文獻(xiàn)參照而插入的指定國(guó)而言，將下述申請(qǐng)所記載的內(nèi) 容通過(guò)參照插入到本申請(qǐng)中，作為本申請(qǐng)的一部分。1、特願(yuàn)2006-266003，申請(qǐng)日 2006年9月28日。
技術(shù)背景船舶安裝有通過(guò)電力供給而工作的電氣設(shè)備。船舶中的電力設(shè)備例如有除燈火機(jī)器，通信機(jī)器，測(cè)位裝置等外，還有系泊絞車(chē)，起錨機(jī)等。 另外在船舶居住區(qū)中還有炊事器具、照明器具、空調(diào)等電器器具。還有， 根據(jù)船舶的用途，裝備的起重機(jī)、電動(dòng)升降口等。在下述專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，記載了船舶用電源裝置。該船舶用電源裝置除 了通過(guò)包括配電線(xiàn)的配電盤(pán)，與船內(nèi)負(fù)載連接的常用發(fā)動(dòng)機(jī)外，作為供電 電源包括太陽(yáng)能電池組件。這樣，由于船舶能夠有效利用來(lái)自太陽(yáng)光線(xiàn)的 能源，可以抑制發(fā)電用燃料的消耗。另外，下述專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，還記載了船舶用電源裝置。該船舶用電源裝置通過(guò)將母線(xiàn)直流化，簡(jiǎn)化了電力供給系統(tǒng)。進(jìn)一步，在下述專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，記載了在水翼船上搭載了容量大的燃料電池，由燃料電池對(duì)停泊中的 船內(nèi)電氣設(shè)備提供電力。[專(zhuān)利文獻(xiàn)l]特開(kāi)平10-032942號(hào)公報(bào) [專(zhuān)利文獻(xiàn)2]特開(kāi)平11-266532號(hào)公報(bào) [專(zhuān)利文獻(xiàn)3]特開(kāi)2004-066917號(hào)公報(bào)但是，太陽(yáng)能電池組件的發(fā)電效率低，通過(guò)太陽(yáng)能電池組件獲得的電 力很難滿(mǎn)足船內(nèi)電氣設(shè)備的用電。另外，由于燃料電池要使用用于發(fā)電的 燃料或燃料生成裝置，所以，問(wèn)題是，在用該燃料電池使用航海中的船舶 電力設(shè)備時(shí)，船舶還必須裝載這一部分的燃料等。發(fā)明內(nèi)容作為發(fā)明的第一方案，提供一種電力供給系統(tǒng)，是向船舶所搭載的電氣設(shè)備提供電力，其包括發(fā)電的發(fā)電機(jī)，接受供電、使裝卸對(duì)象上升的 同時(shí)，具有在使裝卸對(duì)象下降時(shí)產(chǎn)生電力的電力再生制動(dòng)裝置的起重機(jī)， 儲(chǔ)存再生制動(dòng)裝置發(fā)生的電力的蓄電器，共同連接發(fā)動(dòng)機(jī)、蓄電器、電氣 設(shè)備及再生制動(dòng)裝置的電力母線(xiàn)，并基于電力母線(xiàn)，向該船舶中的起重機(jī) 以外的電氣設(shè)備提供電力。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例涉及的貨船100的外觀(guān)模式示意立體圖。 圖2是貨船100的船內(nèi)電氣設(shè)備200的模式示意圖。 圖3是起重機(jī)300的電氣結(jié)構(gòu)模式示意圖。圖4是貨船100的船內(nèi)電力供給系統(tǒng)400的構(gòu)造模式示意圖。 圖5是電力供給系統(tǒng)400中的電量推移示意曲線(xiàn)圖表。 [符號(hào)說(shuō)明]100貨船、110船體、121裝卸對(duì)象、122、 124、 126、 128甲板起重 機(jī)、130船橋、140發(fā)電機(jī)、142常用發(fā)電機(jī)、144非常用發(fā)電機(jī)、150配 電盤(pán)、152母線(xiàn)、154、 156斷路器、200電氣設(shè)備、210起錨機(jī)、212錨、 220系泊絞車(chē)、222系留索、230電動(dòng)升降口、 232升降口罩、240居住區(qū) 電氣設(shè)備、241、 252、 262控制裝置、242鼓風(fēng)機(jī)、244探照燈、246室 內(nèi)燈、248航海燈、250 二次電池、260蓄電器、300起重機(jī)、310旋轉(zhuǎn) 塔、320座艙、330懸臂、340逆變換器、342懸臂電動(dòng)機(jī)、344提升電動(dòng) 機(jī)、346旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、350再生單元、360滑環(huán)、400電力供給系統(tǒng)具體實(shí)施方式
以下，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明的權(quán)利范圍并不限定 于以下實(shí)施例，而且實(shí)施例中說(shuō)明的特征的組合并不一定都是本發(fā)明的必 要特征。圖1，是本發(fā)明的實(shí)施例涉及的裝備有電力供給系統(tǒng)400的貨船100 的外觀(guān)模式示意立體圖。如該圖所示，該貨船100，在船體110內(nèi)部具有多 個(gè)貨物室。每個(gè)貨物室的頂棚，通過(guò)升降口罩232開(kāi)閉。另外，在各個(gè)升 降口罩232的附近，分別設(shè)置甲板起重機(jī)122、 124、 126、 128。具有上述 設(shè)備的貨船100通過(guò)以升降口罩232打開(kāi)的狀態(tài)下，使甲板起重機(jī)122、 124、 126、 128動(dòng)作，將裝卸對(duì)象121運(yùn)進(jìn)船體110內(nèi)的船艙，還可以運(yùn)出。在貨船100的船體110后端的附近，配置有包含搭載船員的居住區(qū)的船橋130。在船橋130的下方的船體110內(nèi)，搭載了后述的發(fā)動(dòng)機(jī)140和配 電盤(pán)150。配電盤(pán)150通過(guò)后述的母線(xiàn)152向船內(nèi)的各部提供電力。圖2，是在貨船100的船內(nèi)，包含甲板起重機(jī)122、 124、 126、 128的 電氣設(shè)備200的模式示意圖。甲板起重機(jī)122、 124、 126、 128的每一個(gè)， 具有與船體110相對(duì)固定的基座部301，其上端安裝有旋轉(zhuǎn)塔310。旋轉(zhuǎn)塔 310相對(duì)于基座部301旋轉(zhuǎn)。另外，旋轉(zhuǎn)塔310具有可升降的懸臂330。懸 臂330在自體升降的同時(shí)，將從其頂端下垂的索線(xiàn)巻上或巻下，可以使懸 掛在索線(xiàn)頂端的裝卸對(duì)象121升降。當(dāng)甲板起重機(jī)122、 124、 126、 128將裝卸對(duì)象121提升時(shí)，消耗與裝 卸對(duì)象121的重量對(duì)應(yīng)的電力。另一方面，在使裝卸對(duì)象121下降時(shí)，與 裝卸對(duì)象121及懸臂330的重量對(duì)抗，邊對(duì)可動(dòng)部制動(dòng)，邊以適當(dāng)?shù)乃俣?下降。另外，該貨船100的電氣設(shè)備200具有起錨機(jī)210、系泊絞車(chē)220及電 動(dòng)升降口 230。所述起錨機(jī)210、系泊絞車(chē)220與該貨船100的母線(xiàn)152連 接。起錨機(jī)210可以巻起大重量的錨212，但是，這種情況下消耗電力。另 外，系泊絞車(chē)220用于巻起系留索222 (系泊鏈)。但是，這種情況下消耗 電力。電動(dòng)升降口 230通過(guò)設(shè)置在船體110甲板上的電動(dòng)升降口罩232電 動(dòng)開(kāi)閉。進(jìn)一步，在船橋130的居住區(qū)上，電氣設(shè)備200具有鼓風(fēng)機(jī)242、探 照燈244、室內(nèi)燈246、航海燈248等，消耗電力的居住區(qū)電氣設(shè)備240。 示意圖省略了居住區(qū)電氣設(shè)備240包含的通信機(jī)器、雷達(dá)、航海裝置、炊事機(jī)器等。上述居住區(qū)電氣設(shè)備240也是通過(guò)與母線(xiàn)152連接，接受供電， 但是相對(duì)電力消耗較少，且使用陸地的商用電源為前提制造的機(jī)器較多， 因此，居住區(qū)電氣設(shè)備240可以通過(guò)100V左右的電壓進(jìn)行供電。另夕卜，該貨船100具有電力的2次電池250、蓄電器260及發(fā)電機(jī)140， 其產(chǎn)生或保持向上述電氣設(shè)備200提供的電力。發(fā)電機(jī)140與母線(xiàn)152連 接，通過(guò)母線(xiàn)152向船內(nèi)各部提供440V左右的高壓電。這樣，在船舶內(nèi)， 由于具有與母線(xiàn)152連接的發(fā)電機(jī)140，在要求對(duì)船內(nèi)電氣設(shè)備200工作提 供大功率時(shí)，使發(fā)電機(jī)140工作，可以提供足夠的電力。2次電池250和蓄電器260，分別通過(guò)獨(dú)立的控制裝置252、 262與母 線(xiàn)152連接，防止過(guò)充電等。還有，2次電池250主要在停泊中向居住區(qū)電 氣設(shè)備240提供電力時(shí)使用。蓄電器260具有比2次電池250還大的容量，蓄積如后所述的再生制 動(dòng)單元350產(chǎn)生的大功率。這樣，可以蓄積更大的電力，補(bǔ)充在船內(nèi)的電 力消耗增大時(shí)的電力供給。換言之，通過(guò)搭載蓄電器260能夠抑制發(fā)電機(jī) 140的峰值發(fā)電容量。這樣，進(jìn)一步具有母線(xiàn)152連接的蓄電器260，蓄電器260可以蓄積作 為電力再生制動(dòng)機(jī)工作的再生單元350產(chǎn)生的電力。以此，可以從容地應(yīng) 對(duì)船內(nèi)電氣設(shè)備200的電力需要，無(wú)浪費(fèi)地利用再生電力。作為以上述用途使用的蓄電器260，優(yōu)選使用采用了電偶極子層電容器 的蓄電裝置。電偶極子層電容器蓄積在電極和電解液的臨界產(chǎn)生的電偶極 子層上的電荷。電偶極子層形成相當(dāng)1個(gè)分子的達(dá)到極限的薄縫，所以， 可以蓄積非常大的能量密度的電力。但是，外加電壓超過(guò)耐壓時(shí)，電偶極子層被擊穿，所以和管理外加電壓的控制裝置262組合形成蓄電裝置。這樣，蓄電器260能夠使用具有電偶極子層電容器的蓄電裝置。以此， 以高能量密度蓄積電力，作為驅(qū)動(dòng)船舶內(nèi)的電器設(shè)備200的電力使用。圖3是圖1及圖2所示的作為甲板起重機(jī)122、 124、 126、 128使用的 起重機(jī)300的電氣結(jié)構(gòu)模式圖。而且，圖3單獨(dú)說(shuō)明了旋轉(zhuǎn)塔310。如該圖所示，在旋轉(zhuǎn)塔310的外側(cè)，設(shè)置有包括起重機(jī)300操縱裝置 的座艙320。另外，旋轉(zhuǎn)塔310的外側(cè)，在側(cè)面安裝了懸臂330。旋轉(zhuǎn)塔310的內(nèi)部，分別具有使懸臂330升降的懸臂電動(dòng)機(jī)342、巻 起懸架有鉤子的索線(xiàn)的提升電動(dòng)機(jī)344、使旋轉(zhuǎn)塔310自體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī) 346。另外，還裝備了由控制母線(xiàn)152供給的電力，向上述懸臂電機(jī)342、 提升電動(dòng)機(jī)344、旋轉(zhuǎn)電機(jī)346提供的逆變換器340。驅(qū)動(dòng)各電機(jī)的電力通 過(guò)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)塔310底部的滑環(huán)360由母線(xiàn)152供給。這樣，在上述電力供給系統(tǒng)400中，起重機(jī)300可以作為具有逆變換 器340的電動(dòng)起重機(jī)。以此，可以使將電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源的起重機(jī)300更 有效率的工作。進(jìn)一步，旋轉(zhuǎn)塔310裝備再生單元350。再生單元350在起重機(jī)300 處理的裝卸對(duì)象121下降的時(shí)候，通過(guò)將裝卸對(duì)象121以及懸臂330的運(yùn) 動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成電力，讓裝卸對(duì)象121以及懸臂330的降落速度減小。再生 單元350所產(chǎn)生的電力通過(guò)滑環(huán)360，返回到船體110里面的母線(xiàn)152。即使在沒(méi)有懸掛裝卸對(duì)象121的時(shí)候，起重機(jī)300也由于懸臂330的 重量及纜線(xiàn)頂端安裝的吊鉤的重量而使懸臂330下降，可以使再生單元350 產(chǎn)生電力。在這種情況下產(chǎn)生的電力也被儲(chǔ)存到蓄電器260以及二次電池250中，能在船內(nèi)其他居住區(qū)電氣設(shè)備240中使用。圖4是表示貨船100的船內(nèi)的電力供給系統(tǒng)400的構(gòu)造的模式示意圖。 如圖顯示，這個(gè)電力供給系統(tǒng)400中，電氣設(shè)備200的每一個(gè)通過(guò)斷路器 156，與被設(shè)置在配電盤(pán)150上的母線(xiàn)152連接。另外，蓄電器260以及二 次電池250也分別通過(guò)控制裝置241、 252、 262，被連接在母線(xiàn)152上。而 且發(fā)電機(jī)140也通過(guò)斷路器154，被連接到母線(xiàn)152。另外，發(fā)電機(jī)140包 含有常用發(fā)電機(jī)142以及非常用發(fā)電機(jī)144，并且分別獨(dú)立地通過(guò)斷路器 154，被連接在母線(xiàn)152上。在如上所述的電力供給系統(tǒng)400中，斷路器154、156以及控制裝置241、 252、 262只要沒(méi)有斷開(kāi)電連接，電氣設(shè)備200的每一個(gè)就被電連接到母線(xiàn) 152上。因而，如果通過(guò)作為對(duì)所述母線(xiàn)152的電源的發(fā)電機(jī)140、 二次電 池250、蓄電器260以及再生單元350的哪一方面，能夠供給足夠的電力的 話(huà)，就能夠驅(qū)動(dòng)電氣設(shè)備200。比方說(shuō)，在像甲板起重機(jī)122、 124、 126、 128、起錨機(jī)210、系泊絞 車(chē)220、電動(dòng)升降口 230那樣的電力消耗大的機(jī)器工作時(shí)，讓發(fā)電機(jī)140 工作，視所需消耗的電量而供給電力。另外，在停泊中，顯示燈等的少量 耗電的時(shí)候，由二次電池250供給電力。一方面，例如，因?yàn)樵谘b卸作業(yè)中，讓4套甲板起重機(jī)122、 124、 126、 128工作，所以要求視其情況供給電力。為了從發(fā)電機(jī)140供給上述電力， 必須裝備發(fā)電量較大的發(fā)電機(jī)140。但是在該電力供給系統(tǒng)400中，在4 套甲板起重機(jī)122、 124、 126、 128中，從讓裝卸對(duì)象121下降的甲板起重 機(jī)裝備的再生單元350也將電力提供給母線(xiàn)152。因而，在該電力供給系統(tǒng)400中，可以對(duì)抑制發(fā)電機(jī)140要求的最大發(fā)電量。這樣，在該電力供給系統(tǒng)400中，船舶具有多個(gè)由母線(xiàn)152共同連接 的起重機(jī)300，并且當(dāng)起重機(jī)300中的一個(gè)，讓裝卸對(duì)象121降落的時(shí)候， 能夠?qū)⒃撈鹬貦C(jī)300的再生制動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電力提供給另一個(gè)使裝卸對(duì)象 121上升的起重機(jī)300。這樣，能有效利用再生電力，使起重機(jī)300實(shí)現(xiàn)經(jīng) 濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)。圖5是圖1顯示的貨船100中的，表示讓甲板起重機(jī)122、 124、 126、 128的任意一個(gè)動(dòng)作時(shí)的電量推移的示意曲線(xiàn)。該貨船100的電力供給系統(tǒng) 400具有圖4所示的構(gòu)造。另外，作為蓄電器260，使用了具有內(nèi)部電阻十 分小的電偶極子層電容器的蓄電裝置(以下表示為"EDLC")。如圖5顯示，甲板起重機(jī)122、 124、 126、 128中的一個(gè)將裝卸對(duì)象121 巻起、放下以及進(jìn)行懸臂330的升降的時(shí)候，動(dòng)作開(kāi)始最初，因電動(dòng)機(jī)的 沖擊電流等原因，耗電超過(guò)250kW。隨后，在使裝卸對(duì)象121或者懸臂330 上升動(dòng)作時(shí)，電力消耗在繼續(xù)，但是，在使其降落的動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生再生電力。 另外，即使在使裝卸對(duì)象121或者使懸臂330上升的動(dòng)作中，也在各動(dòng)作期間的末期產(chǎn)生再生電力。因而，通過(guò)有效地利用這些再生電力，可降低 發(fā)電機(jī)140的負(fù)荷。另外，因?yàn)榫哂写笕萘康男铍娖?60，所以當(dāng)甲板起重 機(jī)122、 124、 126、 128休止的時(shí)候，即使使發(fā)電機(jī)140停止，也能提供居 住區(qū)電氣設(shè)備240等的小電力消費(fèi)。這樣，可提供一種搭載在船舶上，向該船舶的起重機(jī)300以外的電氣 設(shè)備200供應(yīng)電力的電力供給系統(tǒng)400，該電力供給系統(tǒng)400包括具有在 降下時(shí)產(chǎn)生電力的再生制動(dòng)裝置的起重機(jī)300，和共同連接電氣設(shè)備200及再生制動(dòng)機(jī)的母線(xiàn)152。這樣，在起重機(jī)300中，使裝卸對(duì)象121降落的 時(shí)候，可以利用有效地回收作為熱能被放出的能源，驅(qū)動(dòng)船內(nèi)的電氣設(shè)備 200。另外，通過(guò)將利用再生電力的設(shè)備設(shè)為多種電氣設(shè)備200，所以能夠 實(shí)現(xiàn)與再生電力的多少無(wú)關(guān)地高效利用。另外，通過(guò)電力供給系統(tǒng)400也向起重機(jī)300以外的電氣設(shè)備200供 應(yīng)由裝備了再生單元350的起重機(jī)300產(chǎn)生的電力，能夠降低用于提供電 力而消耗的燃料。以此，不僅能削減燃料費(fèi)，而且還能夠抑制碳酸氣體、 氮氧化物、硫磺氧化物等的排放量，并且還能減少環(huán)境的負(fù)擔(dān)。以上，利用實(shí)施例解說(shuō)了本發(fā)明，但是本發(fā)明的技術(shù)范圍不局限于以 上實(shí)施例所記載的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)如上所述實(shí)施方式加以各種 變更或者改良。根據(jù)權(quán)利要求的范圍可以得知，這樣的施加了變更或者改 良的實(shí)施方式也包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種電力供給系統(tǒng)，對(duì)船舶所搭載的電氣設(shè)備供給電力，其特征在于包括用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)；起重機(jī)，其具有在接受供電、使裝卸對(duì)象上升的同時(shí)，在讓裝卸對(duì)象下降時(shí)，產(chǎn)生電力的再生制動(dòng)機(jī)；蓄電器，用于蓄積所述電力再生制動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電力；電力母線(xiàn)，共同連接所述發(fā)電機(jī)、所述蓄電器、所述電氣設(shè)備以及所述再生制動(dòng)機(jī)；基于所述電力母線(xiàn)向該船舶中的起重機(jī)以外的電氣設(shè)備提供電力。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述船舶具有 通過(guò)共同的所述母線(xiàn)連接的多個(gè)所述起重機(jī)，在讓所述起重機(jī)之一將裝卸 對(duì)象下降時(shí)，把該起重機(jī)的所述再生制動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電力提供給另一個(gè)讓裝 卸對(duì)象上升的所述起重機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述起重機(jī)是 具有逆變換器的電動(dòng)起重機(jī)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述母線(xiàn)用于 傳輸交流電。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述起重機(jī)是 具有逆變換器的電動(dòng)起重機(jī)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述母線(xiàn)用于 傳輸交流電。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述母線(xiàn)用于傳輸交流電。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述母線(xiàn)用于 傳輸交流電。
全文摘要
對(duì)船舶所搭載的電氣設(shè)備(200)供給電力的電力供給系統(tǒng)(400)，包括用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)(142、144)；起重機(jī)(122、124、126、128)，其具有在接受供電，使裝卸對(duì)象(121)上升，同時(shí)，在讓裝卸對(duì)象(121)下降時(shí)，產(chǎn)生電力的電力再生單元(350)；存儲(chǔ)電力再生單元(350)所產(chǎn)生的電力的蓄電器(260)；以及共同連接發(fā)電機(jī)(140)、蓄電器(260)、電氣設(shè)備(200)及電力再生單元(350)的母線(xiàn)(152)，通過(guò)母線(xiàn)(152)向該船舶中的起重機(jī)(122、124、126、128)以外的電氣設(shè)備(200)供電。
文檔編號(hào)B63J99/00GK101331055SQ200780000698
公開(kāi)日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2007年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者辻恒充 申請(qǐng)人:辻產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社