[實用新型]船舶主機與飛輪儲能系統聯合工作裝置

有效

• 申請號: 201920613043.5
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN209627136U
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 李文華;岳英杰;張存有;孫玉清;張君彥;張金男;周性坤;林珊穎;韓鳳翚;劉雄雁
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: H02K7/02
• 分類號: H02K7/02;H02J3/30;B63H23/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 王志強;李洪福

本實用新型提供一種船舶主機與飛輪儲能系統聯合工作裝置，包括：為船舶提供推進動力的主機系統、可儲存能量的飛輪儲能系統、配電系統和能量管理系統，船舶主機通過離合器傳動連接有傳動軸系，傳動軸系前端設置有螺旋槳，傳動軸系通過齒輪箱與軸帶發電機連接，使傳動軸系的旋轉能夠帶動軸帶發電機發電，或傳動軸系在軸帶發電機的驅動下旋轉。本實用新型所述的船舶主機與飛輪儲能系統聯合工作裝置，將飛輪儲能系統應用于船舶，通過能量管理系統使飛輪儲能裝置與船舶主機聯合工作，使主機可持續運轉于低油耗工況，節省成本，并可維持船舶主機工作于較高負荷，有利于其運轉以及減少有害排放，增加工作壽命，減少維修保養。

技術領域

本實用新型涉及船舶主機領域，具體而言，尤其涉及一種船舶主機與飛輪儲能系統聯合工作裝置。

背景技術

海上貨物運輸以其運量大、運費低以及對貨物適應性強等優點,成為國際貿易中主要的運輸方式，盡管現在提出了全船電力推進的船舶，但是對于大型集裝箱船、VLCC等大型船舶，未來一段時間內還是會采用傳統的、效率高主機直接推進方式。

而每種機型的船舶主機均有其自己的油耗—功率曲線，以6S60ME-C8.2(Partload VT)為例，主機在75％負荷時，油耗率約為158.5g/kW.h，而在40％負荷時，油耗率約為167g/kW.h，大約上漲5.4％，而實際情況是，船舶在拋錨、等引水、靠離碼頭3～5小時，主機經常變負荷航行，有很多時候功率遠遠低于40％，油耗率會進一步升高導致油耗增加。另外由于低負荷、變負荷工況主機燃油、掃氣不是最佳匹配，會導致排放超標、機器磨損加劇。

發明內容

根據上述提出船舶在拋錨、等引水、靠離碼頭3～5小時，主機經常變負荷航行，有很多時候功率遠遠低于40％，油耗率會進一步升高導致油耗增加，另外由于低負荷、變負荷工況主機燃油、掃氣不是最佳匹配，會導致排放超標、機器磨損加劇的的技術問題，而提供一種船舶主機與飛輪儲能系統聯合工作裝置。本實用新型將飛輪儲能系統應用于船舶，通過能量管理系統使飛輪儲能裝系統與船舶主機聯合工作，使船舶主機可持續運轉于低油耗工況，節省成本，維持船舶主機工作于較高負荷，有利于其運轉以及減少有害排放，增加工作壽命，減少維修保養。

本實用新型采用的技術手段如下：

一種船舶主機與飛輪儲能系統聯合工作裝置，包括：

主機系統，包括船舶主機、離合器、傳動軸系、螺旋槳、齒輪箱和軸帶發電機，所述船舶主機通過離合器傳動連接有傳動軸系，所述傳動軸系前端設置有螺旋槳，且所述螺旋槳在傳動軸系的驅動下旋轉，推動船舶前進，所述傳動軸系通過齒輪箱與軸帶發電機連接，使所述傳動軸系的旋轉能夠通過齒輪箱帶動所述軸帶發電機發電，或所述傳動軸系通過齒輪箱在所述軸帶發電機的驅動下旋轉；

飛輪儲能系統，包括飛輪、可逆式電動/發電機和真空室，所述飛輪和可逆式電動/發電機設于所述真空室，且所述可逆式電動/發電機用于驅動所述飛輪旋轉蓄能或在飛輪的慣性旋轉驅動下帶動所述可逆式電動/發電機發電；

配電系統，包括主配電板、第一電子電力元件和第二電子電力元件，所述主配電板通過第一電子電力元件連接有所述軸帶發電機，且所述軸帶發電機通過第一電子電力元件向所述主配電板輸送電力，或所述軸帶發電機在主配電板分配的電力驅動下旋轉，并通過齒輪箱、傳動軸系帶動所述螺旋槳旋轉工作；

當船舶主機低負荷工況至指定值，所述軸帶發電機發電，且將電力依次通過第一電子電力元件、主配電板和第二電子電力元件，傳輸至飛輪儲能系統，驅動所述可逆式電動/發電機旋轉，進而帶動飛輪旋轉蓄能；

當船舶主機高負荷工況至指定值，或故障不工作時，所述飛輪慣性旋轉帶動所述可逆式電動/發電機發電，且將電力依次通過第二電子電力元件、主配電板和第一電子電力元件，傳輸至所述軸帶發電機，驅動所述軸帶發電機旋轉，通過齒輪箱帶動傳動軸系及螺旋槳旋轉。