Sistema de propulsión para un barco.

Sistema de propulsión (1) para un barco, cuyos componentes forman un sistema modular que está dispuesto espacialmente de forma separable dentro del barco,

en donde unas primeras unidades modulares están formadas por árboles de impulsión (3), en cada caso con una hélice (2) y una disposición múltiple de accionamientos eléctricos (4) en cada caso sobre un árbol de impulsión (3), en donde unos generadores (9) forman como alimentación de energía para los accionamientos eléctricos (4) unas segundas unidades modulares, y en donde unos medios de control forman, para la activación y el control selectivos de los accionamientos eléctricos (4) y generadores (9) unas terceras unidades modulares, caracterizado porque para la alimentación de tensión está previsto un circuito intermedio de tensión continua (7), en donde para generar una tensión intermedia en el circuito intermedio de tensión continua (7) están previstos los generadores (9), los cuales pueden acoplarse selectivamente al circuito intermedio de tensión continua (7) mediante conmutadores (11) controlados por una unidad de control, porque los accionamientos eléctricos (4) individuales se activan o desactivan individualmente a través de conmutadores (8) controlados por la unidad de control mediante el acoplamiento o el desacoplamiento del circuito intermedio de tensión continua (7), porque en diferentes modos, mediante el acoplamiento selectivo de generadores (9) individuales se adapta la potencia de generador a la potencia necesaria en cada momento, de tal modo que los generadores (9) pueden hacerse funcionar en sus puntos de trabajo óptimos, en donde en todos los modos están desactivados al menos un generador (9) y un accionamiento eléctrico (4) por cada árbol de impulsión (3), y porque mediante la unidad de control se lleva a cabo de forma continuada una supervisión para la protección contra averías del sistema de propulsión (1), en donde en el caso de una avería de un accionamiento eléctrico (4) o de un generador (9), éste se desacopla del circuito intermedio de tensión continua (7) y se acopla al circuito intermedio de tensión continua (7) un accionamiento eléctrico (4) o generador (9) intacto.

Sistema de propulsión para un barco La invención se refiere a un sistema de propulsión para un barco.

Los barcos de la clase que estamos tratando están configurados en especial como barcos fluviales, es decir buques mercantes, que navegan sobre aguas interiores.

Los barcos fluviales de esta clase presentan como grupo propulsor un motor de gasoil, con el que se accionan uno o varios árboles de impulsión en cada caso con una hélice.

Estos barcos fluviales se hacen funcionar en cuatro modos diferentes, precisamente en el modo de navegación río arriba con el barco a plena carga, el modo de navegación aguas abajo con el barco a plena carga o vacío y el modo de navegación en canal.

El dimensionamiento de la potencia de propulsión de realiza con ello siempre de tal modo que ésta se dimensiona según el caso de máxima potencia posible, precisamente de navegación río arriba con el barco a plena carga, para disponer siempre de una reserva de potencia que garantice una maniobra del barco incluso en las condiciones más desfavorables.

Aquí existe el inconveniente de que en la mayoría de los modos, en especial en el modo de navegación aguas abajo y en el modo de navegación en canal, sólo se necesita una pequeña fracción de la potencia generada, de tal modo que el grupo propulsor se hace funcionar en un funcionamiento de navegación parcial energéticamente desfavorable.

Asimismo existe el inconveniente de que en los barcos fluviales de este tipo el motor de gasoil debe estar asociado espacialmente de forma directa al árbol o a los árboles de impulsión, es decir, todo el sistema de propulsión se encuentra en la zona de popa, de tal modo que esta zona no está disponible como espacio de carga.

Del documento DE 35 31 990 A1 se conoce un sistema de propulsión para un barco de pasajeros. Este sistema de propulsión presenta como motor de propulsión un motor de gasoil de funcionamiento lento, que está dimensionado de tal modo que cubre la máxima velocidad de crucero necesaria. Para la necesidad de potencia que vaya más allá, para alcanzar la velocidad punta, está conectado un motor eléctrico en serie al motor de gasoil. La generación de la energía eléctrica para ello se realiza mediante una disposición de motores de cuatro tiempos de funcionamiento rápido.

Del documento DE 102 31 152 A1 se conoce un barco, en especial un barco de la Marina (Navy) , que presenta varios accionamientos, que pueden estar dotados en especial de hélices. Los accionamientos se alimentan a travésde un sistema eléctrico de alimentación de energía. Éste comprende celdas de combustible que alimentan una red de corriente continua, con la que se realiza la alimentación de energía de accionamientos de navegación normal. Aparte de esto el sistema de alimentación de energía comprende una red de corriente alterna con generadores para alimentar de energía los accionamientos de navegación rápida. Entre la red de corriente continua y la de corriente alterna puede intercambiarse energía.

Del documento WO 80/00429A se conoce un sistema de propulsión del género expuesto para un barco, cuyos componentes forman un sistema modular de tal modo que estos, en especial los generadores y accionamientos eléctricos respectivos, pueden disponerse separados espacialmente. En el caso de este sistema de propulsión se gobiernan varios accionamientos sobre un árbol con una hélice.

Del documento EP-B-1537018 se conoce otro sistema de propulsión para un barco, cuyos componentes pueden estructurarse modularmente y disponerse separados espacialmente.

Del documento WO 2004/028899A y del documento NL-A-8802686 se conocen sistemas de propulsión de barcos que presentan árboles de impulsión con hélices, que se accionan en cada caso con varios accionamientos.

La invención se ha impuesto la tarea de proporcionar un sistema de propulsión para un barco, mediante el cual se consiga una mejora de la rentabilidad del funcionamiento del barco.

Para solucionar esta tarea están previstas las particularidades de la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se describen formas de ejecución ventajosas y perfeccionamientos convenientes de la invención.

El sistema de propulsión conforme a la invención para un barco comprende componentes que forman un sistema modular y que están dispuestos espacialmente de forma separable dentro del barco. Unas primeras unidades modulares están formadas por árboles de impulsión, en cada caso con una hélice y una disposición múltiple de accionamientos eléctricos en cada caso sobre un árbol de impulsión. Los generadores forman como alimentación de energía para los accionamientos eléctricos unas segundas unidades modulares. Unos medios de control forman, para la activación y el control selectivos de los accionamientos eléctricos y generadores, unas terceras unidades modulares. Para la alimentación de tensión está previsto un circuito intermedio de tensión continua y para generar una tensión intermedia en el circuito intermedio de tensión continua los generadores. Estos pueden acoplarse selectivamente al circuito intermedio de tensión continua mediante conmutadores controlados por una unidad de control. Los accionamientos eléctricos individuales pueden activarse o desactivarse individualmente a través de conmutadores controlados por la unidad de control mediante el acoplamiento o el desacoplamiento del circuito intermedio de tensión continua. En diferentes modos, mediante el acoplamiento selectivo de generadores individuales se adapta la potencia de generador a la potencia necesaria en cada momento, de tal modo que los generadores pueden hacerse funcionar en sus puntos de trabajo óptimos. En todos los modos están desactivados al menos un generador y un accionamiento por cada árbol de impulsión. Mediante la unidad de control se lleva a cabo de forma continuada una supervisión para la protección contra averías del sistema de propulsión. En el caso de una avería de un accionamiento eléctrico o de un generador, éste se desacopla del circuito intermedio de tensión continua y se acopla al circuito intermedio de tensión continua un accionamiento eléctrico o generador intacto.

Mediante la estructura modular del sistema de propulsión se hace posible por un lado un montaje flexible y económico de los componentes de este sistema de propulsión. Asimismo mediante la capacidad de separación espacial pueden disponerse las diferentes unidades modulares en puntos de instalación optimizados del barco, con lo que puede aumentarse la rentabilidad del funcionamiento del barco.

Esta ventaja se hace visible en especial en el caso de barcos fluviales, a los que se hará referencia a continuación sin limitación de la referencia general.

En el caso del sistema de propulsión conforme a la invención, el árbol o los árboles de impulsión forma (n) , con los accionamientos eléctricos y las hélices dispuesto (a) s sobre los mismos, una o varias primeras unidades modulares que pueden instalarse de forma independiente de los generadores como segundas unidades modulares.

De este modo los árboles de impulsión pueden disponerse con los accionamientos eléctricos en la zona de popa del barco, mientras que los generadores pueden disponerse en la zona de proa. Debido a que de este modo los generadores están trasladados como unidades de alimentación de energía de gran volumen hacia fuera de la zona de popa, esta zona de popa que ha quedado libre está a disposición como superficie de carga para la mercancía a cargar. En todos los barcos fluviales la zona de popa es bastante más ancha que la zona de proa que se estrecha hacia delante. Mediante la traslación conforme a la invención de los generadores como unidades de alimentación de energía a la zona de proa, y el aprovechamiento de la zona de popa que se obtiene de ello como superficie de carga aumenta significativamente la capacidad de carga del barco fluvial. Debido a que el barco fluvial normalmente presenta en la zona de popa la máxima anchura, esta zona representa una superficie de carga especialmente valiosa, ya que allí pueden alojarse también grandes bultos como contenedores en gran número.

El concepto modular del sistema de propulsión conforme a la invención puede expresarse de forma especialmente ventajosa, por medio de que uno o todos los árboles de impulsión con las hélices y los accionamientos eléctricos dispuesta (o) s sobre los mismos forman una unidad constructiva mecánica premontada. Con ello los accionamientos... [Seguir leyendo]

1. Sistema de propulsión (1) para un barco, cuyos componentes forman un sistema modular que está dispuesto espacialmente de forma separable dentro del barco, en donde unas primeras unidades modulares están formadas por árboles de impulsión (3) , en cada caso con una hélice (2) y una disposición múltiple de accionamientos eléctricos (4) en cada caso sobre un árbol de impulsión (3) , en donde unos generadores (9) forman como alimentación de energía para los accionamientos eléctricos (4) unas segundas unidades modulares, y en donde unos medios de control forman, para la activación y el control selectivos de los accionamientos eléctricos (4) y generadores (9) unas terceras unidades modulares, caracterizado porque para la alimentación de tensión está previsto un circuito intermedio de tensión continua (7) , en donde para generar una tensión intermedia en el circuito intermedio de tensión continua (7) están previstos los generadores (9) , los cuales pueden acoplarse selectivamente al circuito intermedio de tensión continua (7) mediante conmutadores (11) controlados por una unidad de control, porque los accionamientos eléctricos (4) individuales se activan o desactivan individualmente a través de conmutadores (8) controlados por la unidad de control mediante el acoplamiento o el desacoplamiento del circuito intermedio de tensión continua (7) , porque en diferentes modos, mediante el acoplamiento selectivo de generadores (9) individuales se adapta la potencia de generador a la potencia necesaria en cada momento, de tal modo que los generadores (9) pueden hacerse funcionar en sus puntos de trabajo óptimos, en donde en todos los modos están desactivados al menos un generador (9) y un accionamiento eléctrico (4) por cada árbol de impulsión (3) , y porque mediante la unidad de control se lleva a cabo de forma continuada una supervisión para la protección contra averías del sistema de propulsión (1) , en donde en el caso de una avería de un accionamiento eléctrico (4) o de un generador (9) , éste se desacopla del circuito intermedio de tensión continua (7) y se acopla al circuito intermedio de tensión continua (7) un accionamiento eléctrico (4) o generador (9) intacto.

2. Sistema de propulsión (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el barco es un barco fluvial.

3. Sistema de propulsión (1) según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los generadores (9) están dispuestos en la zona de proa del barco, y porque los árboles de impulsión (3) con las hélices (2) y los accionamientos eléctricos (4) están dispuestos en la zona de popa.

4. Sistema de propulsión (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque uno o todos los árboles de impulsión (3) con las hélices (2) y los accionamientos eléctricos (4) dispuesta (o) s sobre los mismos forman una unidad constructiva (12) mecánica premontada.

5. Sistema de propulsión (1) según la reivindicación 4, caracterizado porque los accionamientos eléctricos (4) están montados en asientos (16) .

6. Sistema de propulsión (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los generadores (9) forman unidades premontadas, montadas sobre asientos (16) .

7. Sistema de propulsión (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque como medios de control están previstos una unidad de control así como unos conmutadores (8, 11) controlables por la misma, para la activación selectiva de los generadores (9) y accionamientos eléctricos (4) .

8. Sistema de propulsión (1) según la reivindicación 7, caracterizado porque los conmutadores (8, 11) están dispuestos en una barra de distribución (18a, b) en la sala de máquinas del barco, mientras que la unidad de control está dispuesta en la zona supletoria del barco.

9. Sistema de propulsión (1) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los accionamientos eléctricos (4) y/o generadores (9) forman sistemas parciales independientes, separados unos de los otros.

10. Sistema de propulsión (1) según la reivindicación 9, caracterizado porque los sistemas parciales pueden separarse mediante medios de conmutación eléctricos.

11. Sistema de propulsión (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los accionamientos eléctricos (4) dispuestos sobre un árbol de impulsión (3) están configurados de forma idéntica.

12. Sistema de propulsión (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los accionamientos eléctricos (4) dispuestos sobre un árbol de impulsión (3) están configurados de forma diferente.

13. Sistema de propulsión (1) según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los generadores (9) están configurados de forma idéntica.

14. Sistema de propulsión (1) según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los generadores (9) están configurados de forma diferente.