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技術 船舶推進方法及び装置

出願人 ソロモンテクノロジーズ
発明者 デビッドテザー
出願日 1997年4月29日 (23年7ヶ月経過) 出願番号 1997-539268
公開日 2000年7月25日 (20年5ヶ月経過) 公開番号 2000-509346
状態 拒絶査定
技術分野 船舶の推進 推進動力設備・伝動設備
主要キーワード 再生フィードバック 外部発電機 運転力 マイクロプロセッサ制御回路 エネルギ発生装置 ユーザパネル ギヤアセンブリ 作動レベル
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年7月25日)のものです。
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図面 (10)

課題・解決手段

本発明に係る船舶補助推進システムは船舶を推進する運動力を発生する電動機/伝動機装置(12)と、電動機/伝動機装置(12)を駆動する電気エネルギを提供する電力源(27)と、少なくとも太陽光、風の動きおよび水の動きの1つからの変換を介して電気エネルギを発生する少なくとも1つの電気エネルギ発生装置(24a、24b)と、エネルギ発生装置からの電気エネルギによる電源充電を制御する手段(22c)を有する充電回路(22)と、電動機/伝動機装置の速度及び方向動作を制御する手段(16)とを備える。動作においては、電気エネルギが電力源から電動機/伝動機装置に入力されることにより、船舶の主推進システム非活動であるときに運転力が電動機/伝動機装置により発生される。電力源に蓄積されるべき電気エネルギは、太陽光、風の動き及び水の動きの少なくとも1つを電気エネルギに変換することにより発生される。

概要

背景

概要

本発明に係る船舶補助推進システムは船舶を推進する運動力を発生する電動機/伝動機装置(12)と、電動機/伝動機装置(12)を駆動する電気エネルギを提供する電力源(27)と、少なくとも太陽光、風の動きおよび水の動きの1つからの変換を介して電気エネルギを発生する少なくとも1つの電気エネルギ発生装置(24a、24b)と、エネルギ発生装置からの電気エネルギによる電源充電を制御する手段(22c)を有する充電回路(22)と、電動機/伝動機装置の速度及び方向動作を制御する手段(16)とを備える。動作においては、電気エネルギが電力源から電動機/伝動機装置に入力されることにより、船舶の主推進システム非活動であるときに運転力が電動機/伝動機装置により発生される。電力源に蓄積されるべき電気エネルギは、太陽光、風の動き及び水の動きの少なくとも1つを電気エネルギに変換することにより発生される。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

電動機/伝動機装置を含み、船舶推進する運転力を発生する手段と、前記電動機/伝動機装置用エネルギ蓄積する手段と、該エネルギ蓄積手段に蓄積されるべき少なくとも太陽光、風の動き及び水の動きのうちの1つからエネルギを発生する手段とを備えてなる船舶の推進システム

請求項2

船舶を推進する運転力を発生する電動機/伝動機装置と、該電動機/伝動機装置に作動接続され、前記電動機/伝動機装置を駆動する電気エネルギを提供する電力源と、少なくとも太陽光、風の動き及び水の動きのうちの1つからの変換により電気エネルギを発生する少なくとも1つの電気エネルギを発生する手段と、該エネルギ発生装置からの電気エネルギによる前記電源充電を制御する手段を有し、前記電源と前記エネルギ発生装置との間に作動接続された充電回路とを備えてなる船舶の補助推進システム

請求項3

前記電動機/伝動機装置は前記船舶を推進する水推進素子を含むことを特徴とする請求の範囲第2項に記載の船舶の補助推進システム。

請求項4

前記船舶を推進する前記水推進素子はプロペラからなることを特徴とする請求の範囲第3項に記載の船舶の補助推進システム。

請求項5

前記船舶を推進する前記水推進素子はタービンからなることを特徴とする請求の範囲第3項に記載の船舶の補助推進システム。

請求項6

前記電力源は前記電動機/伝動機装置に電力を供給する第1の電源と、前記制御手段に電力を供給する第2の電源とからなることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の船舶の補助推進システム。

請求項7

前記電力源は前記第1および第2の電源のそれぞれの再充電電気蓄積電池を含むことを特徴とする請求の範囲第6項に記載の船舶の補助推進システム。

請求項8

電気エネルギを発生する前記少なくとも1つの電気エネルギ発生装置は前記充電回路に接続された光電池ソーラパネルからなることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の船舶の補助推進システム。

請求項9

電気エネルギを発生する前記少なくとも1つの電気エネルギ発生装置は前記充電回路に接続された風力発電機からなることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の船舶の補助推進システム。

請求項10

前記風力発電機は風車タイプの装置を含むことを特徴とする請求の範囲第9項に記載の船舶の補助推進システム。

請求項11

電気エネルギを発生する前記少なくとも1つの電気エネルギ発生装置は前記充電回路及び前記電動機/伝動機装置に接続された再生フィードバック回路からなり、該フィードバック回路は前記電動機/伝動機装置が運転力の発生において非活動であるときに前記電動機/伝動機装置を介しての水の動きから電気エネルギを発生する手段を含むことを特徴とする請求の範囲第2項に記載の船舶の補助推進システム。

請求項12

電気エネルギを発生する前記少なくとも1つの電気エネルギ発生装置はいずれも前記充電回路に接続された光電池のソーラパネルと、風力発電機と、再生フィードバック回路とを備え、前記再生フィードバック回路は更に前記電動機/伝動機装置に接続されているとともに前記電動機/伝動機装置が運転力の発生において非活動であるときに前記電動機/伝動機装置を介しての水の動きから電気エネルギを発生する手段を含むことを特徴とする請求の範囲第2項に記載の船舶の補助推進システム。

請求項13

前記充電回路は前記電力源における複数の再充電エネルギ蓄積電池のそれぞれのエネルギレベル状態を監視するように前記エネルギ蓄積電池のそれぞれに接続された第1の監視回路と、前記複数のエネルギ蓄積電池を選択的に充電するように前記複数のエネルギ蓄積電池と前記電気エネルギ発生装置とに接続された第1の切換回路と、前記電気エネルギ発生装置のどれが電気エネルギを入力しておりまたは入力することができるかを監視するように前記電気エネルギ発生装置に接続された第2の監視回路と、前記電気エネルギ発生装置管の切換を行うように前記電気エネルギ発生装置に接続されて所定の電気エネルギ発生装置が所定のエネルギ蓄積電池を再充電するようになっている第2の切換回路とを有するエネルギ入力及び負荷管理回路と、前記第1および第2の監視回路と前記第1および第2の切換回路の動作を制御する制御回路とを備えることを特徴とする請求の範囲第12項に記載の船舶の補助推進システム。

請求項14

前記電動機/伝動機装置の速度と方向動作を制御する手段を更に備えることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の船舶の補助推進システム。

請求項15

前記電動機/伝動機装置の速度及び方向動作を制御する前記装置はユーザ制御パネルを含むことを特徴とする請求の範囲第14項に記載の船舶の補助推進システム。

請求項16

電動機/伝動機装置を提供する工程と、電気エネルギを電力源から前記電動機/伝動機装置に入力する工程と、船舶の主推進システム非活動状態にあるときに前記電動機/伝動機装置を使用して前記船舶用の運転力を発生する工程と、前記電力源に蓄積されるべき電気エネルギを発生する工程とを備え、該電気エネルギ発生工程は太陽光、風の動き及び水の動きの少なくとも1つを電気エネルギに変換する工程を含むことを特徴とする船舶に補助推進を提供する方法。

請求項17

電気エネルギを発生する前記工程は光電池のソーラパネルを提供する工程と太陽光を電気エネルギに変換する工程とを含むことを特徴とする請求の範囲第16項に記載の船舶に補助推進を提供する方法。

請求項18

電気エネルギを発生する前記工程は風力発電機を提供する工程と、風の動きを電気エネルギに変換する工程とを含むことを特徴とする請求の範囲第16項に記載の船舶に補助推進を提供する方法。

請求項19

風力発電機を提供する前記工程は風車タイプの装置を提供することを特徴とする請求の範囲第18項に記載の船舶に補助推進を提供する方法。

請求項20

電気エネルギを発生する前記工程は前記電動機/伝動機装置に接続された再生フィードバック回路を提供する工程と、前記電動機/伝動機装置が運転力を提供する場合に非活動であるときに水の動きを前記電動機/伝動機装置を介して電気エネルギに変換する工程を含むことを特徴とする請求の範囲第16項に記載の船舶に補助推進を提供する方法。

請求項21

電気エネルギを発生する前記工程は太陽光、風の動きおよび水の動きの少なくとも1つを変換する複数の電気エネルギ発生装置を提供する工程を含むことを特徴とする請求の範囲第16項に記載の船舶に補助推進を提供する方法。

請求項22

複数の電気エネルギ発生装置を提供する前記工程は光電池のソーラパネルを提供する工程と、風力発電機を提供する工程と、前記電動機/伝動機装置に接続された再生フィードバック回路を提供する工程とを含むことを特徴とする請求の範囲第16項に記載の船舶に補助推進を提供する方法。

請求項23

電気エネルギを発生する前記工程は前記電力源を構成するように複数の再充電エネルギ蓄積電池を提供する工程と、前記複数のエネルギ蓄積電池のそれぞれのエネルギレベルを監視する工程と、前記複数のエネルギ蓄積電池を選択的に充電する工程と、前記電気エネルギ発生装置のどれが電気エネルギを入力しているかあるいは入力を行うことができるかを監視する工程と、所定の電気エネルギ発生装置が所定のエネルギ蓄積電池を再充電を行うように前記電気エネルギ発生装置間の切換を選択的に行う工程とを含むことを特徴とする請求の範囲第22項に記載の船舶に補助推進を提供する方法。

背景技術

0001

発明の分野
本発明は、一般的には、船舶推進させるシステムに関する。特に、本発明は
連続可変速出力を有する電動機と伝動体とを組み合わせた装置と、該装置に動
力を供給する蓄積エネルギ源と、蓄積エネルギ源の再充電を行う再充電システム
とを使用する、動力源とする船舶の補助推進システムに関する。
先行技術の説明

0002

従来、数多くの種類の船舶は、主たる動力エネルギ源として帆の使用に頼って
いた。しかしながら、安全を理由に、より大形の船舶は、風の少ない状態での使
用あるいは架に対するアクセス操作のために補助動力源を備えているのが
一般的ある。かかる補助動力源は、多くの場合、内燃機関または電動モータから
なる。これらの動力源はいずれも、以下に記載のような、特有の欠点を有してい
る。

0003

内燃機関は、不断の保守を必要とするとともに、長時間の使用または不十分な
保守により環境上問題となることがしばしばある。例えば、内燃機関は、漏れ
可能性があるとともに不快で、見苦しく、かつ、危険な悪臭を放出するおそれの
ある石油ベース燃料及び潤滑油を使用する必要がある。更に、内燃機関は、比
較的音が大きく、しかも老化みよりまたは塩水に対する恒常的な曝露により、更
には、船舶の環境に共通する厳しい気象条件により、信頼性を損なう場合がしば
しばある。所要燃料系及びエンジンブロックは嵩張るとともに、不用な重量を
船舶にかけることになる。更にまた、船舶の燃料及び潤滑油源は、船舶の限られ
スペースの中でかなりの部分を占めることになり、更には船舶と乗船者火災
の危険を及ぼすものとなる。

0004

一方、船舶に使用される電気モータは、内燃機関に比べて、音が静かで、汚染
の問題が少なく、しかも保守の必要性が少ない。しかしながら、電気モータもま
た、数多くの固有の問題を有している。電気モータは、通常、再充電なしには長
時間に亘って作動することができない電池により動力が与えられる。通常の動作
の際には、船舶は陸地から離れていることがしばしばあり、再充電源を備えてい
ない。電池の再充電の間隔を長くするために多数の列をなす電池を使用すること
ができる。しかしながら、内燃機関の燃料タンク、エンジンブロック及び所要の
動力源と同様に、従来の電気モータを運転するのに必要な多数の列をなす電池は
、嵩張るとともに重量があるものとなっている。

0005

従って、従来の補助推進システムと比べて比較的軽量で、信頼性があり、占有
スペースが小さく、長時間動作を行うことができ、しかもエネルギ源の補給に関
して陸地の施設に絶対的に依存するものではない船舶の補助推進システムが待望
されている。

0006

船舶は、ほとんど無限のエネルギ源を有する環境において動作を行う。例えば
、上記したように、帆により動かされる船舶は、主たる動力源として風を使用し
ている。しかしながら、かかる船舶は多くの場合、風のほかに、直射日光に数時
間曝されるとともに、運転中は常に水に囲まれている。帆走中の船舶の動きによ
り、水を動かすことができる。風、太陽及び水は、船舶の動力の補助となる可能
性のあるエネルギ源を提供する可能性がある。

0007

従って、風、太陽または水のエネルギを、従来の船舶において可能となってい
る程度と比べて、高度に動力化することができる船舶の推進システムも待望され
ている。
発明の概要

0008

本発明の目的は、先行技術のかかる不利益及び欠点に鑑み、帆を動力源とする
船舶の補助推進システムの装置及び方法を提供することにある。

0009

本発明の別の目的は、帆を動力源とする船舶の電気による推進システムを再充
電する装置及び方法を提供することにある。

0010

本発明の更に別の目的は、比較的軽量で、効率的でかつ安価な、帆を動力源と
する船舶の電気による補助推進システムの装置及び方法を提供することにある。

0011

本発明の更に別の目的は、従来の補助推進システムと比べて、必要とするスペ
ースが小さく、即ち、少なくともスペース効率のよい帆により動かされる船舶の
電気による補助推進システムの装置及び方法を提供することにある。

0012

本発明の更に別の目的は、従来の船舶と比べて、風、太陽または水のエネルギ
を高度に動力化することができる船舶の推進システムの装置及び方法を提供する
ことにある。

0013

本発明の一の観点によれば、補助推進システムの装置が提供されている。この
補助推進システムの装置は、船舶を推進する駆動力を発生する手段を備え、この
運転力手段は、電動機/伝動機装置(electric motor/transmission device)と、
電動機/伝動機装置のエネルギを蓄積する手段と、エネルギ蓄積手段に蓄積され
るべき少なくとも太陽光、風の動き及び水の動きのうちの1つからエネルギを発
生する手段とを備えている。

0014

本発明のより特定の観点によれば、船舶の補助推進システムは、船舶を推進す
る運転力を発生する電動機/伝動機装置と、電動機/伝動機装置を駆動する電気
エネルギを提供する電力源と、少なくとも太陽光、風の動き及び水の動きのうち
の1つからの変換を介して電気エネルギを発生する少なくとも1つの電気エネル
ギを発生する手段と、エネルギ発生装置からの電気エネルギによる電源充電
制御する手段を有する充電回路と、電動機/伝動機装置の速度を方向操作を制御
する手段とを備えている。

0015

本発明の別の観点によれば、船舶の補助推進を行う方法が提供されており、こ
の方法は、電動機/伝動機装置を提供する工程と、電力源から電動機/伝動機装
置に電気エネルギを入力する工程と、船舶の主たる推進システムが非活動のとき
に電動機/伝動機を使用して船舶の運転力を発生する工程と、電力源に蓄積され
るべき電気エネルギを発生する工程とを備えている。電気エネルギを発生する工
程は、太陽光と、風の動きと、水の動きの少なくとも1つを電気エネルギに変換
する工程を含む。

0016

本発明の他の目的と特徴は、好ましい実施例の以下の詳細な説明から明らかに
なるものである。

図面の簡単な説明

0017

本発明を添付図面に関して説明するが、図面において、

0018

図1は、本発明の一般的な実施例に係る電気による再充電式補助推進システム
ブロック図である。

0019

図2は、本発明の好ましい実施例に係る電気による再充電式補助推進システム
のブロック図である。

0020

図3は、本発明に係るユーザ制御パネルの構造と動作の一般的な構成の一例を
示す。

0021

図4A−4Cは、本発明の好ましい実施例に適用することができる個々のエネ
ルギ発生源とかかる発生源に関する構造接続体の例を示す図である。

0022

図5は、本発明の好ましい実施例の充電回路に共に接続された幾つかの電気エ
ネルギ発生源の使用を示す全体的なシステムブロック図の一例を示す。

0023

図6は、本発明の好ましい実施例に適用することができるエネルギ入力及び負
管理回路に共に接続された幾つかの電気エネルギ発生源の使用を示す全体的な
システムブロック図の第2の例を示す。

0024

図7は、充電回路の一実施例の回路素子のシステムブロック図を示す。

0025

図8は、図6回路に適用することができるエネルギ入力及び負荷管理回路の
構成素子の全体的なシステムブロック図を示す。
好ましい実施例の詳細な説明

0026

図面について説明するが、同じ参照符号は、幾つかの実施例及び図において同
素子を示すのに使用されている。特に、図1について説明すると、本発明の推
進システム10は、全体が、シャフトを介してプロペラ14に接続された可変
電動機/伝動機12として具体化されている。電動機/伝動機12は、米国特許
第5,067,932号に開示されているようなデュアル入力無限速電動機/伝
動機装置であり、本明細書においては、この米国特許を引用してその説明に代え
る。

0027

米国特許第5,067,932号において説明されているように、本発明に適
用することができる電動機/伝動機は、太陽ギヤアセンブリに動力を与える太陽
ギヤモータと、リングギヤアセンブリと伝動アセンブリに動力を与えるリング
モータとを有している。リングギヤアセンブリは、無限数の速度で順方向また
は逆方向に回転させることができる。電動機/伝動機により供給されるトルク
量を変えるために、態様ギヤアセンブリは順方向、逆方向に回転させることがで
き、あるいは固定位置においてロックすることができる。

0028

動作においては、電動機/伝動機12は、プロペラ14を駆動することにより
、かかるシステムが装備される船舶(図示せず)を推進する。電動機/伝動機1
2からプロペラへの直接接続により、電動機/伝動機12が生ずるトルクの実質
上全てをプロペラ14に直接伝達することができる。

0029

電動機/伝動機12は更に、電動機/伝動機12への電力を変えることにより
電動機/伝動機12とプロペラ14の速度を変える速度制御回路に接続されてい
る。従って、プロペラの速度を変えると、船舶の速度が変わる。ユーザ制御パネ
ル18からは、船舶の速度または推進システム10に印加される電力の量を、順
方向の動き又は逆方向の動きを行わせるプロペラ14の回転方向とともに、選択
することができる。

0030

速度制御回路16は、電源回路20から電動機/伝動機12に入力される電力
の量を制御する。本発明の好ましい実施例は主として、帆により動かされる船舶
の補助推進システムに関するものであるから、電源回路20は従来は、自動車
バッテリのような列をなす電池(a bank of batteries)とされていた。しかしな
がら、他の種類の高容量蓄電池を電源回路20に使用することができる。例えば
ジーゼル船舶において使用されている商業的に入手することができる蓄電池
適用することができる。

0031

速度制御回路16は、本技術分野において公知の従来のマイクロプロセッサ
よる制御回路を使用して具体化することができ、ユーザ制御パネル18へのユー
ザ入力(即ち、ボタン押圧レバーのシフトダイヤルの回転)は、制御信号
翻訳される。制御信号は、次に、速度制御回路16に入力される。次いで、制
御信号は、速度制御回路16のマイクロプロセッサベースの回路により翻訳され
、電動機/伝動機12に供給されるべき電力の量を制御する。

0032

電源20には、充電回路22を介して電気エネルギが補給される。充電回路2
2は、電源20を再充電するシステムに入力される電圧及び電流のレベルの制御
規制を行う。電源20が列をなす電池からなる本発明の実施例においては、図
7に示すような充電回路22は、列をなす電池20aのどの電池が補給又は交換
を必要とするのかを監視して信号を発生する監視回路22aを含むことができる
。更に、充電回路22は、蓄電池の充電を公平に規制しあるいは充電を必要とす

電池だけを充電するようにするために、電池を選択的に充電する切換回路22b
を含むことができる。充電制御回路22cが、監視回路22aから信号データを
受けて処理するとともに、切換回路22bの切換及び充電動作を制御するように
接続されている。

0033

充電回路22はまた、少なくとも1つの電気エネルギ入力源24と外部エネル
ギ源26に接続されている。電気入力源24は、船舶が帆で動いているときにあ
るいはドックから離れて固定されているときでも、電源20を充電する電気エネ
ルギを発生することができる電気エネルギ発生装置またはシステムとして具体化
されている。本発明の好ましい実施例においては、かかる電気エネルギ発生装置
は、図4A乃至4Cに示すように、光電池アレイからなるソーラーパネル(図
4A)、風力発電機図4B)及び水力または波力発電機図4C)を含む。図
4Bに示すように、風力発電機は、一例として、風により回転するプロペラ25
を有する電気発電機からなる風車タイプの装置となっている。

0034

本発明の好ましい実施例においては、風力または波力発電機は、再生フィード
バック回路24cと該回路に連係する回路(図示せず)とに結合された電動機/
伝動機12を有している。この波力発電機は、船舶が帆で動いているときに動作
を行う。船舶が動くと、水上の船舶の動きにより船舶の下を通る水が付勢され、
電動機/伝動機12が動作を行っていないときに遊んでいる状態にあるプロペラ
14を介して動く。プロペラと電動機/伝動機12とが直接接続されているので
、水のこの動きにより、プロペラ14と電動機/伝動機12は回転し、電動機/
伝動機12は、電気モータとしての通常の動作とは反対に発電機として動作する
。以下において更に説明するように、電動機/伝動機12により得られる電気エ
ネルギは、再生フィードバックループ24cを介して電源20に供給される。

0035

外部エネルギ源26は、電源20及び種々のタイプの電気入力源24に対して
外部となる従来の電源または発電機システムにより具体化することができる。例
えば、一のタイプの外部エネルギ源として、多くのドック及び港において得るこ
とができる従来の115ボルト力差込口とすることができる。別の例として、
ドックに配置されあるいは船舶に備えることができる従来のガソリン動力の発電
機とすることができる。

0036

本発明のより詳細な実施例においては、図2に示すように、速度制御回路16
は、太陽速度コントローラ116及びリング速度コントローラ117として具体
化される。これらの各コントローラの動作は、ユーザ制御パネル18を介して得
られる入力により定められる。上記したように、電動機/伝動機12は、太陽ギ
ヤアセンブリに動力を与える太陽ギヤモータと、リングギヤアセンブリに動力を
与えるリングギヤモータと、伝動アセンブリとを有している(いずれも図示せず
)。太陽速度コントローラ116は、太陽ギヤモータに供給される電気エネルギ
を制御して、太陽ギヤモータ及びこれに対応する太陽ギヤアセンブリの速度とト
ルクを制御する。これに対して、リング速度コントローラ117は、リングギヤ
モータに供給される電気エネルギを制御することにより、リングギヤモータ及び
これに対応するリングギヤ及び伝動アセンブリを制御する。

0037

電源20は、電動機/伝動機の太陽及びリングギヤモータを動かす電気エネル
ギを供給する主電源120と、太陽及びリングギヤコントローラ116、117
を動かす制御電源121として具体化されている。

0038

充電回路22は、電気入力源24だけでなく、従来の115ボルト強力差込口
126及び外部発電機127(即ち、ガソリン動力の発電機)から電気エネルギ
を受けてこれを規制するように構成されている。更に、充電回路22は、再充電
のために主及び制御電源120、121のそれぞれに入力される電気エネルギを
規制する。

0039

別の回路においては、電動機/伝動機12は、図4Cに示す再生フィードバッ
クループ24cを含む再生フィードバック回路28を介して主電源120に接続
されている。再生フィードバック回路28は、(上記したように)発電機として
動作するときに電動機/伝動機12から電気エネルギを受けるとともに、主電源
120を再充電するためにこのエネルギを直接供給する。

0040

一の実施例(図示せず)における再生フィードバック回路28は、図7に示す
充電回路22と同様に、列をなす電池のうちのどの電池が補給または交換を必要
としているを監視するとともにこれを示す信号を出力する監視回路と、電池を選
択的に充電する切換回路とを有することにより、電池の充電を公平に規制しある
いは充電を必要とする電池だけを充電するように構成することができる。

0041

図3に示すように、図2に示す本発明のシステムに係る、ユーザ制御パネル1
8の一の具体例は、イネーブルスイッチ181と、方向制御装置182と、速度
制御装置183とを有する。これら3つの全ての装置は、本技術分野において公
知のスイッチ及び可変入力レベル装置を使用して具体化することができる。例え
ば、イネーブルスイッチ181は、従来の瞬時接点スイッチで具体化することが
でき、方向制御装置182及び速度制御装置183は、従来の可変位置レバーと
して実施することができる。方向制御装置182と速度制御装置183はいずれ
も、対応する制御信号を太陽速度コントローラ及びリング速度コントローラ11
7に送るように接続されている。

0042

図2に示すような本発明の動作においては、イネーブルスイッチ181は、例
えば制御電源121に対する接続を制御することにより、ユーザ制御パネル18
起動を制御する。ユーザ制御パネル18が活動しているときには、方向制御
置182は、方向制御信号を太陽速度コントローラ116とリング速度コントロ
ーラ117の双方に出力し、電動機/伝動機12が動作を行って船舶を順(F設
定)方向または逆(R設定)方向に推進するのか、あるいはアイドリングまたは
ニュートラル(N設定)状態に保持するのかを決定する。

0043

速度制御装置183は、速度制御信号を太陽速度コントローラ116とリング
速度コントローラ117に出力して、太陽ギヤモータ及びリングギヤモータの速
度及びトルク出力レベルを定める。速度制御装置183は、図3に示すように、
モータの最大(MAX設定)及び最小(MIN設定)出力レベルとの間で変動す
るとともに、選択された出力レベルに対応する速度制御信号を出力するように構
成されている。速度制御装置183を方向制御装置182とともに具体化する一
の技術として、本技術分野において公知のマイクロプロセッサにより制御される
回路(図示せず)を使用するものがある。これら2つの制御装置の位置は、この
マイクロプロセッサ制御回路により対応する方向及び速度制御信号に翻訳される
。これらの方向及び速度制御信号は、次に、太陽速度コントローラ116とリン
グ速度コントローラ117に入力される。太陽速度コントローラ116とリング
速度コントローラ117は、これらの制御信号を使用して、電動機/伝動機12
に供給される電気エネルギを規制する。

0044

方向及び速度制御装置182、183を具体化する別の技術として、それぞれ
の位置(即ち、F対R、MAX対MIN)を示すアナログまたはデジタル信号
出力するように制御装置を構成するものがある。これらの制御信号からの出力信
号は、次に、太陽速度コントローラ116及びリング速度コントローラ117の
それぞれに入力される。かかる実施の態様では、太陽速度コントローラ116と
リング速度コントローラ117はいずれも、マイクロプロセッサ制御の回路(図
示せず)を使用して具体化される。太陽速度コントローラ116とリング速度コ
トローラ117は、ユーザ制御パネル18からの出力信号を翻訳し、電動機/
伝動機12の動作を規制する。

0045

ユーザパネル18の方向及び速度制御装置182、183を、太陽速度及びリ
ング速度コントローラ116、117とともに具体化する更に別の技術として、
ユーザ制御パネル18と太陽速度及びリング速度コントローラ116、117と
のそれぞれにおいてマイクロプロセッサ制御の回路を使用するものがある。上記
した各技術においては、マイクロプロセッサ制御の回路の構成及び動作は、本技
術分野において公知のような同様の用途において使用される従来のコントローラ
回路に従うことができる。

0046

動作においては、例えば船舶を順方向に動かすためには、方向制御装置182
は「順」位置(F設定)に設定され、一方、速度制御装置183は比較的低い位
置(即ち、MIN設定またはその付近)に設定される。この状態では、方向制御
装置は、太陽速度コントローラ116に信号を供給し、太陽ギヤアセンブリを所
定位置に堅固にロックするとともに、リングギヤアセンブリを所望の方向に回転
させて船舶を順方向に推進するように電動機/伝動機12の動作を行う。

0047

同様に、速度制御装置183はリング速度コントローラ117と通じることに
より、リングギヤアセンブリを比較的低い回転速度で回転させるように電動機/
伝動機12に指示を与える。このようにして、電動機/伝動機12は、少量のト
ルクをプロペラ14に与えることにより、プロペラ14を比較的低い回転速度で
回転させる。

0048

船舶をより大きい速度で推進するには、プロペラ14をより高い回転速度で回
転させなければならないとともに、電動機/伝動機12はより大きいトルクを発
生しなければならない。そのために、速度制御装置183は、最大出力(MAX
設定)と最小出力またはアイドリング設定(MIN設定)との間の中間点または
その近くに設定され、太陽ギヤアセンブリをリングギヤアセンブリの方向と同じ
方向に回転させるように太陽速度コントローラ116に指示を与える。太陽ギヤ
アセンブリは、速度制御装置183が中間位置と最大出力設定(MAX)との間
に位置するときには、リングギヤアセンブリの回転速度よりも低い回転速度で回
転する。従って、電動機/伝動機12は、太陽ギヤアセンブリが堅固に固定され
て船舶をより高速に推進するときよりも大きいトルクを発生する。

0049

電動機/伝動機12がプロペラ14に最大量のトルクを与えると、船舶は最大
速度で順方向に推進される。最大トルクは、速度制御装置183が最大設定(M
AX)に位置するときに生ずる。この設定においては、速度制御装置183は、
太陽ギヤアセンブリをリングギヤアセンブリと同じ方向に同じ速度で回転させる
ように太陽速度コントローラ116に命令を行う。

0050

船舶を逆方向に推進する場合には、方向制御装置182を逆設定(R)に位置
決めする。太陽速度コントローラ116とリング速度コントローラ182は、太
陽ギヤアセンブリとリングギヤアセンブリを上記とは逆の方向に回転させるよう
に電動機/伝動機12に指示を与える。船舶の後方への動きの速度は、上記と同
じようにして制御される。

0051

更に、方向制御装置182は、プロペラ14が太陽ギヤモータまたはリングギ
ヤモータによっていずれの方向にも回転されていない「ニュートラル」(N設定
)に設定することができる。この位置においては、太陽ギヤモータとリングギヤ
モータはプロペラ14と結合されたままの状態にあるので、水の動きによるプロ
ペラ14の回転により、電動機/伝動機12は発電機として動作を行う。従って
、電動機/伝動機12が発生する電気エネルギは、再生フィードバック回路28
を介して供給されて、主電源を再充電する。

0052

図5に示すように、電気入力源(図1及び2参照)は、二種類以上の電気エネ
ルギ発生システムに具体化することができる。この場合には、例えば、電気入力
源24は、風力発電機24bと並行に接続されて動作を行うソーラパネル24a
からなる。また、水力または波力発電機24cを具体化する再生フィードバック
回路を含ませることができる。図2に示す実施例によれば、再生フィードバック
回路28は、上記のように、列をなす電池のうちのどの電池が補給または交換を
必要としているかを監視して信号を発生する監視回路および電池を選択的に充電
する切換回路を有することができるので、主電源120に直接接続される。充電
回路22と再生フィードバック回路28が図5に示すように独立した回路として
構成される場合には、ユーザが2つの回路のどれが主電源120を再生するのか
選定することができるようにする手動切換回路(図示せず)を組み込むことが
できる。

0053

あるいは、図6に示すような、主電源120と制御電源121の再生を制御す
るのにエネルギ入力及び負荷管理回路200を使用するシステムを使用すること
ができる。負荷管理回路200は、実質上、充電回路22及び再生フィードバッ
ク回路の機能をともに行う。

0054

図8に示すように、負荷管理回路200の一の具体例は、制御回路201と、
列をなす電池20aのうちのどの電池が補給または交換を必要としているのかを
監視して信号を出力する第1の監視回路202と、エネルギ入力装置のどれが入
力を行っておりあるいは入力を行うことができるかを監視する第2の監視回路2
04と、エネルギ入力装置間の切換を行う第2の切換回路205とを含む。制御
回路201は、他の回路の動作を制御するマイクロプロセッサをベースとする装
置である。

0055

動作においては、第1の監視回路202は、列をなす電池のうちのどの電池が
補給または取り替えを必要としているかを監視するとともに、これに応じて制御
回路201に信号に供給する。第2の監視回路204は、エネルギ入力装置のど
れがエネルギを提供することができるかを監視する。例えば、第2の監視回路2
04は、(太陽光を利用することができる場合には)ソーラパネル24a、(充
分に強い空気の流れが風車装置25を回転しているときには)風力発電機24b
または(電動機/伝動機12がモータとして使用されていない場合には)電動機
/伝動機12のどれが電気エネルギを発生しているかを検出する。第2の監視回
路204はまた、システムが外部エネルギ源(即ち、ドックの115ボルト差込
口)に接続されているのか、あるいは外部発電機27に接続されているのかを検
出することができる。第2の監視回路204は次に、どのエネルギ入力装置及び
他のエネルギ源を利用することができるかに関して制御回路201に信号を出力
する。

0056

第1の切換回路203は、制御回路201により制御され、主及び制御電源1
20、121のエネルギ蓄積電池間で選択的に切換を行う。例えば、列をなす電
池の場合には、第1の切換回路203は再充電を必要とする電池と選択的に接続
を行う。エネルギ入力および負荷管理回路200の一の変形例においては、第1
の監視回路202は、個々の電池のエネルギレベルを測定し、第2の回路201
は、この測定結果を、再充電の順序及び優先順位を定めるとともにどの電池が交
換を必要としているかを決定して指示するのに使用する。

0057

第2の切換回路もまた、制御回路201により制御され、異なるエネルギ入力
装置とエネルギ源がエネルギを得るために利用し、接続し、接続を解除しあるい
は減らすときに、これら異なる入力源とエネルギ源間で切換を行う。例えば、船
舶がに投されるときには、エネルギ入力及び負荷管理回路200は電源12
0、121を再充電することができる。太陽光を利用することができる場合には
、ソーラパネル24aは自動的に電気を発生する。第2の監視回路204は電気
エネルギの存在を検出し、第2の切換回路205は制御回路201の制御を受け
てこのエネルギを第1の切換回路203に導いて電源120、121を再充電す
る。に覆われて太陽光が少なくなったが、沖の風が出始めたときには、第2の
監視回路204はエネルギ入力装置の変化を検出する。制御回路210は次に、
ソーラパネル24aからのエネルギの供給を風力発電機24bからのエネルギの
供給に切り換えるように第2の切換回路205を制御する。

0058

その結果、エネルギ入力及び負荷管理回路200は、異なるエネルギ入力装置
の利用を最大にするとともに、電源120、121を最適の作動レベルに維持す
る。
本発明を添付図面に関して好ましい実施例について詳細に説明したが、当業者
は種々の変更と修正が明らかである。例えば、本発明の補助推進システムは、上
記実施例を実質上あるいは全く修正することなく船舶の主推進システムとして使
用することができる。更に、従来のプロペラ14に代えて、電動機/伝動機を、
水を通すように水を付勢するときに発電機として使用しながら、水を介して運転
力を提供することができるタービン外車その他の同様な装置に接続することが
できる。これらの及び他の変更と修正は、逸脱しない限り、請求の範囲に記載の
本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

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