Key information

Title
Drivsystem for skip
Application number
20033876
Case type
National
Status
30.09.2022 Ikke betalt årsavgift
Filed
02.09.2003
Effective date
02.09.2003
Publicly available
21.02.2005
Applicant
Norpropeller AS (NO)
Owner
Bertel O. Steen Power Solutions Norway AS (NO)
Inventor
Normann Sandøy (NO) et al.
Agent
CURO AS (NO)
Granted
21.02.2005
Patent number
318223

Abstract and drawing

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.
Drivsystem for fartøy etc, med roterende drivorgan,(12) med en drivmaskin (17) som driver en elektrisk generator (14) som er koblet til en elektrisk motor (11) for drift av propellen. Generatoren (14) og drivmotoren (11) er synkronmaskiner og er koblet direkte sammen.

Publications

B1A
Checking availability of the latest published version...

Documents

 Expand Download files (5)
Date
 Date Doc. No. Process Case number In/Out Journal description To/from
 17.04.2023 10-01 Saksbehandling 20033876(318223) UT PT Opphørt Patent - for ikke betalt årsavgift (3311) CURO AS
 07.02.2023 09-01 Saksbehandling 20033876(318223) UT PT Påminnelse om ikke betalt årsavgift (3329) (PT20033876) CURO AS
 09.01.2020 02-01 Overdragelse av søknad/rettighet 2019/15760 UT GH Forespørsel CURO AS
 12.12.2019 01-02 Overdragelse av søknad/rettighet 2019/15760 INN Fullmakt CURO AS
 12.12.2019 01-01 Overdragelse av søknad/rettighet 2019/15760 INN Generell henvendelse CURO AS
28.06.2005 07-01 Saksbehandling 20033876 UT Patent - Reminder of first annual fee (2005.06.28)
15.02.2005 06-01 Saksbehandling 20033876 UT Patent Specifications (2005.02.15)
01.02.2005 05-02 Saksbehandling 20033876 INN Patenttegninger
01.02.2005 05-01 Saksbehandling 20033876 INN Korrespondanse (hoved dok)
07.01.2005 04-03 Saksbehandling 20033876 INN Patenttegninger
07.01.2005 04-02 Saksbehandling 20033876 INN Sammendrag
07.01.2005 04-01 Saksbehandling 20033876 INN Korrespondanse (hoved dok)
11.10.2004 03-01 Saksbehandling 20033876 UT PT Medelelse om patent (2004.10.11)
01.09.2004 02-03 Saksbehandling 20033876 INN Krav
01.09.2004 02-02 Saksbehandling 20033876 INN Beskrivelse
01.09.2004 02-01 Saksbehandling 20033876 INN Korrespondanse (hoved dok)
15.06.2004 01-01 Saksbehandling 20033876 UT PT Realitet_patent (2004.06.15)

Description, claims and drawings

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content. Description
Oppfinnelsen gjelder et drivsystem som angitt i innledningen til patentkrav 1, for drift (framdrift og posisjonering) av skip og andre mobile marine konstruksjoner.Dieselelektrisk drift har en periode vært populært, særlig for offshorefartøyer. En av grunnene er at installasjonen av maskineriet er fleksibel og tillater at last og redskap kan plasseres der en ønsker.Det finnes flere forslag til elektrisk drift av skip. Det er for eksempel kjent å koble flere generatorer i parallell, for mating av et nett. Dette gjør det mulig & plassere mindre enheter pa ledig plass i skipet, men øker anleggskostnadene. Drivmotorene er blitt koblet til dette nettet over kraftelektronikk-omformere som tillater turtallsregulering. Alternativet til dette er at det brukes et mekanisk gir mellom drivmotor og propell. Begge deler vil øke anleggskostnadene og redusere virkningsgraden. Dessuten vil et slikt utstyr kreve vedlikehold og bety risiko for feil.Det er også kjent å montere en større generator på en drivmaskin. Dersom denne er koblet mot et nett med fast frekvens, må drivmaskinen gå med høyt turtall, uavhengig av lastuttaket.For å kunne styre turtallet ved bruk av et nett med fast frekvens, kreves det en kraftelektronikk som kan mate drivmotoren med både variabel amplityde og variabel frekvens. Et slikt anlegg gir god momentkontroll og effektiv propellstyring, men betyr økte investeringer. Dessuten blir tapene i omformeren betydelige. Problem med overharmoniske resonanser i nettet nødvendiggjør kostnadsdrivende tiltak i generatorer og nettet forøvrig.En ytterligere ulempe ligger i økte drivstoffutgifter, særlig ved bruk av dieselmotor som må gå på fast høyt turtall. Dette har ført til at tradisjonell dieselelektrisk drift med kraftelektronikk, tross sine gunstige styringsegenskaper, har vansker med å konkurrere med tradisjonelle direktedrivende dieselmotorer når det gjelder drivstofføkonomi.Fra tysk offentliggjøringsskrift 1 932 929 (Siemens 1971) er det kjent å koble en synkrongenerator som er drevet av en forbrenningsmotor til to synkronmotorer, den ene direkte, den andre over en elektrisk omdreiningsregulator. Denne løsningen er ikke egnet for anlegg hvor en generator skal drive en enkelt motor.Fra PCT-søknad med publikasjonsnummer WO 03/047963 (Siemens 2003) er det kjent å koble en gassturbindrevet synkrongenerator, hvor det kreves et omfattende reguleringssystem for å kunne koble gassturbinen direkte til generatoren. Dette anlegget gir ingen enkel løsning på sammenkoblingen av en generator og en drivmotor for en propell.Fra japansk patentsøknad 62079764 (Yokogawa Electric Corp. 1988) er det kjent et generator-motor-aggegat for drift av en skipspropell, hvor det mellom generatoren og motoren er koblet en styrekrets for å regulere omdreiningstallet. Dette krever en ekstra og fordyrende enhet.Hovedformålet med oppfinnelsen er å komme fram til et drivanlegg som reduserer investeringene, plassbehovet, vedlikeholdskostnadene, driftsutgiftene og risikoen for svikt under bruk. Samtidig ønsker en å kunne variere propellens turtall innenfor et visst område og dessuten dens dreieretning.Oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1. Den omfatter en en drivmaskin for drift av en elektrisk generator som igjen er koblet til en elektrisk motor med forbindelse til en propell eller liknende drivanordning. Generatoren og drivmotoren er permanentmagnetiserte synkronmaskiner med hovedsakelig samme driftskarakteristikker. De er koblet direkte sammen med stiv elektrisk forbindelse.Det foreslås å bruke en mangepolet og saktegående motor med permanente magneter. På denne måten kan behovet for gir unngås. For å kunne styre turtallet, blir altså drivmotoren koblet direkte til en generator med variable frekvens. Variasjon i generatorfrekvensen oppnås ved å variere turtallet på drivmaskinen, for eksempel en dieselmotor.På denne måten kan turtallet på propellen varieres uten kraftelektronikk og reduseres uten gir. Dette reduserer investeringsbehovet og dessuten plassbehovet. Den viktigste fordelen vil i noen tilfeller være innsparingen i drivstofforbruket. Dette gjør seg særlig gjeldende for fartøy som går mye med redusert hastighet, og med varierende effektbehov på propellen, så som trålere og andre fiskebåter, supplybåter og bukserbåter.Oppfinnelsen gjør det mulig å redusere dieselmotorens turtall ved å bruke en drivmotor med høyere poltall enn generatoren, slik at det dannes en tapsfri utveksling.Fordi generatoren er en synkronmaskin, vil frekvensen på strøm og spenning ut fra generatoren være gitt av omdreiningstallet til generatoren, det vil si til dieselmotoren. Motoren vil rotere synkront med generatoren. Dette betyr at en kan regulere omdreiningstallet til propellen med omdreiningstallet på motoren. Ved å ha forskjellig antall polpar på motor og generator, kan dermed omdreiningstallet på propellen forandres med et "elektrisk gir".Effekten vil være en tredjegrads funksjon av omdreiningstallet fordi momentet er en andregrads-funksjon av omdreiningstallet. Dermed kan effekten levert på propellakselen reguleres uten bruk av kraftelektroniske omformere. Dette er fordelaktig ved fartøy og driftsformer der effektbehovet er varierende. Dette kan være tilfelle ved fiskebåter, forsyningsfartøy, taubåter o.lYtterligere detaljer ved oppfinnelsen vil gå fram av underkravene og den etterfølgende eksempelbeskrivelsen.Fig. 1 viser skjematisk et anlegg for drift av et skip, hvor en utførelsesform av oppfinnelsen er inkludert, mensI Fig. 1 er det vist en drivmotor 11 for drift av en propell 12 som er koblet direkte til motoren, eventuelt over en innskutt mellomaksel. Drivmotoren 11 mates direkte over en trefaseforbindelse 13 fra en generator 14. Fra trefaseforbindelsen 13 er det avgrenet strøm til et forbruksnett 15 over en frekvensomformer 16. Forbruksnettet 15 kan være det vanlige forbruksutstyret på båten, for eksempel til driften av supplyskip eller fabrikktrålere. Frekvensomformeren 16 kan være et motor-generator-sett med kraftelektronikk.Generatoren 14 drives av en drivmaskin 17 som kan være enhver hastighetsregulerbar forbrenningsmotor, så som en gassturbin eller en dieselmotor.Generatoren 14 er en synkronmaskin med permanentmagneter. Denne kan ha forholdsvis høyt turtall og få poler. Dette gir mulighet for å lage dempeviklinger. En slik generator vil i sitt optimale arbeidspunkt får høyere virkningsgrad enn en synkronmaskin med feltvikling.En slik permanentmagnetisert generator kan f.eks. ha seks poler. Den vil da levere 50 Hz ved 1000 omdr/min.Drivmotoren 11 er i eksemplet utformet med et høyere poltall, f.eks. 24, slik at det oppnås en nedgiring fra turtallet på drivmaskinen 17. Med en slik dimensjonering reduseres en motoromdreining med 4:1 tapsfritt. Generatoren 14 og drivmotoren 11 har hovedsakelig samme driftskarakteristikker.Det er også mulig å bruke en synkronmotor med feltvikling, men denne vil ha lavere virkningsgrad og kreve magnetiseirngsstrøm og dermed en hjelpestrømforsyning.Ved oppstart av en synkrongenerator med permanentmagneter vil spenningen stige med turtallet. Dette betyr at spenningen ved ubelastet generator og merketurtall vil ligge over merkespenningen.En permanetmagnetisert synkronmotor med høyt poltall kan vanligvis ikke startes ved å kobles direkte til en generator i drift. For å mestre dette kan drivmotoren 11 være forsynt med dempeviklinger som gir den asynkron-egenskaper i startfasen. Det lavere dreimomentet dette betyr, vil ikke ha særlig negativ effekt ved propelldrift. Siden effekten stiger med tredje potens av turtallet, vil effektbehovet ved starten være beskjedent.I Fig. 2 er det vist alternativ utførelsesform hvor drivmotoren er tilkoblet en hjelpeomformer 18 som blir brukt for start og for dreieretningsstyring. Drivmaskinen 17 blir da kjørt med redusert turtall, f.eks. ca., halvt, og det blir foretatt en innfasing fra redusert frekvens. Innfasingen skjer ved parallelkobling av hjelpeomformeren og generatoren.Sammenkoblingen mellom generatoren og drivmotoren vil være sterkest ved merketurtall, og mer utsatt for å bli tatt ut av synkronisme ved redusert turtall på drivmaskinen. Men dette vil være et akseptabelt problem ved propelldriftI aksel forbindelsen mellom drivmaskinen 17 og generatoren 14 kan det være innskutt et dempelement, f.eks. torsjonssvingedempere på hydraulisk basis, som reduserer slag fra drivmaskinen, f.eks. fra stempelslagene til en dieselmotor.Det er også mulig å legge dempeviklinger inn i generatoren 14, som har bedre plass mellom polene. Slike dempeviklinger vil ha en dempeeffekt også på drivmotoren 11.De permanentmagnetiserte enhetene 11 og 14 kan ha permanentmagnetene montert på overflata av rotorblikket og ha forholdsvis stor luftspalte, eller ha permanentmagnetene montert i det indre av rotoren og dermed redusere luftspalta. Rotorblikket kan ved maskiner med permanentmagneter erstattes av et ringformet åk av massivt stål.En permanentmagnetisert generator, som har relativt liten reaktans, vil være lite følsom for lastendringer, slik at en tilfredsstillende cos fi og virkningsgrad kan oppnås.Forholdet mellom poltallene i generatoren og motoren kan være fra 3:1 til 1:20. Det første kan være aktuelt ved drift av vannjet.I Fig. 3 er det vist en ytterligere alternativ utførelsesform, der strøm til forbruk på fartøyet hentes fra en generator 19 som er koblet til et annet drivuttak på drivmaskinen 17. På tilsvarende måte som ved utstyret i Fig. 1 driver generatoren en frekvensomformer 16 mot nettet 15.Den elektriske sammenkoblingen inneholder vern og kontaktorer for inn- og utkobling.
Claims
1. Drivsystem for skip og andre mobile marine konstruksjoner, med en drivmaskin (17) for drift av en elektrisk generator (14) som igjen er koblet til en elektrisk motor (11) med forbindelse til en propell (12) eller liknende drivanordning, karakterisert ved - at generatoren (14) og drivmotoren (11) er permanentmagnetiserte synkronmaskiner, - at de to synkronmaskinene er utformet med hovedsakelig samme driftskarakteristikker og - at de er koblet direkte sammen med stiv elektrisk forbindelse.2. Drivsystem i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at forholdet mellom poltallene i generatoren og drivmotoren kan være fra 3:1 til 1: 20, fortrinnsvis slik at generatoren (14) har et lavere poltall enn drivmotoren (11).3. Drivsystem i samsvar med et av patentkravene 1-2, karakterisert ved at det omfatter en frekvensomformer (16) som mater et forbruksnett med stabil frekvens fra generatoren (16).4. Drivsystem i samsvar med et av patentkravene 1-2, karakterisert ved at det omfatter en hjelpegenerator (19) som drives av drivmaskinen (17) og som mater fartøyets forbruksnett (15) over en frekvensomformer (16).5. Drivsystem i samsvar med et av patentkravene 1-4, karakterisert ved at det omfatter en hjelpeomformer (18) som blir brukt for start og for dreieretningsstyring, idet drivmaskinen (17) er innrettet for å bli kjørt med redusert turtall, f.eks. ca. halvt turtall, for innfasing fra redusert frekvens ved parallelkobling av hjelpeomformeren og generatoren.
Drawings

Priority

No priority

Patent classes

IPC classesB63H 23/24B63J 3/02B63J 3/04

Citations

JP-A 63247197 ()WO-A1 97/49605 ()

Applicants, owners and inventors

Owners
Bertel O. Steen Power Solutions Norway AS
Postoks 6098 5892 BERGEN NO (BERGEN Municipality, Vestland county)Org. number: 975821994Inventors
Normann Sandøy
c/o Norpropeller AS, Breiløkveien 6, Hollingen 6409 MOLDE NO (AUKRA Municipality, Møre og Romsdal county)
Reidar Vårdal
6523 FREI NO (KRISTIANSUND Municipality, Møre og Romsdal county)

Agent

CURO AS
CURO AS

Org. number: 936803911

Name and address are automatically synchronized with the Brønnøysund Register Centre.

Open in The Brønnøysund Register Centre
Vestre Rosten 81 7075 TILLER NO (TRONDHEIM Municipality, Trøndelag county)
Org. number: 936803911
Reference:

Status history

Payment history

Oppositions and appeals

No oppositions or appeals

Administrative limitation

No administrative limitation

Liens and licences

No liens or licenses registered

Gazette entries

No Gazette entries foundOnly events from 2024.03.04 and onwards are shown.