JP3576500B2 - 船舶の機関室内機器の冷却装置における海水ポンプの自動運転制御方式 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台の海水ポンプを備え、冷却用清水を海水と熱交換させて循環させる船舶の機関室内機器の冷却装置において、取り込む海水量の増減を図るための、海水ポンプの自動運転制御方式に関し、特に、氷海域を航行する船舶の海水ポンプの自動運転制御方式に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
船舶では、例えば、電気推進船の推進モータや発電機エンジン、大気圧凝縮器やイナートガス発生装置等の機関室内機器を冷却するのに、海水と熱交換する清水を循環させて行なう冷却装置が使用されている。この装置は、複数の海水ポンプを備えており、また、該海水ポンプには一定速または２速、例えば、１２００ｒｐｍと９００ｒｐｍの２段階の速度を選べるポンプが使用されている。
【０００３】
そして、主として機関室内機器の負荷に応じて、船内電力を削減するため、運転パターンを切り替えて運転している。
しかし、熱帯から氷海域まで様々な海水温度の条件下で航行する船舶の場合、手動による切り替えでは、制御操作が煩雑になると云う不都合があった。
【０００４】
図１に氷海域を航行するため、熱交換後の海水をシーチェストに戻す配管を備えた機関室内機器冷却装置の構成を示している。
１は海水を取込むためのシーチェストであって、海水取込み口には雑物を除去するフィルターを設けてはいるが、氷海域航行中には、フィルターを通して氷塊が入り込むので、入り込んだ氷塊を、上方に浮かすように背高くなっている。
【０００５】
２は３台並設された海水ポンプであって、この内１台はスタンバイ機であり、他の１台ないし２台が海水供給のために運転される。
３は清水クーラーであって、冷却水である清水と海水ポンプ２により供給される海水とが熱交換される。４は清水循環ポンプであり、５は機関室内機器を示している。
【０００６】
Ａは、海水をシーチェスト１から取り込み、海水ポンプ２、清水クーラー３を通してから船外に排出する海水配管であり、Ｂは海水配管Ａの排出側から分岐し、シーチェスト１に連通する海水戻し管である。
該海水戻し管Ｂは海水配管Ａから、温度指令信号により、設定温度との比較をして、自動的に開度を調整する海水温度調整弁Ｖｓを介して分岐されている。
【０００７】
また、Ｃは清水循環配管であって、清水循環ポンプ４により、清水クーラー３で冷やされた清水を、機関室内機器５の冷却に使用し、冷却後の暖まった清水を清水クーラー３に戻すように循環させている。Ｄは清水循環配管Ｃにおいて、清水クーラー３をバイパスする清水バイパス管である。
該清水バイパス管Ｄは清水循環配管Ｃの清水循環ポンプ４側に、前記海水温度調整弁Ｖｓと同等の清水温度調整弁Ｖｆを介して接続されている。
【０００８】
Ｔｓは、海水配管Ａの海水ポンプ２の入り口側にセットされた海水温度センサーであって、シーチェスト１から取り込む海水の温度を検知し、海水温度調整弁Ｖｓに温度指令信号を発している。
Ｔｆは、清水循環配管Ｃの機関室内機器５の入り口側にセットされた清水温度センサーであって、機関室内機器５に送給される清水の温度を検知し、清水温度調整弁Ｖｆに温度指令信号を発している。
【０００９】
このように、海水戻し管Ｂによって、清水クーラー３を通した後の暖まった海水を、シーチェスト１内に戻すので、シーチェスト１内に入った氷は融ける。
また、海水温度センサーＴｓの設定温度、例えば１５°Ｃまでは、三方弁である海水温度調整弁Ｖｓが海水戻し管Ｂ側に開度を開き、清水クーラー３を出た大量の海水を戻し、循環されるので、シーチェスト１内の海水温度は徐々に上昇することになる。
【００１０】
一方、清水循環配管Ｃの清水温度センサーＴｆについても、設定温度、例えば３６°Ｃまでは、清水温度調整弁Ｖｆが清水バイパス管Ｄ側に開度を開き、清水クーラー３を通す前の清水が大量に循環されることになる。
基本的にはこのような運転制御となる。勿論、各温度センサーＴｓ、Ｔｆの設定温度をこえるような状態になったときは、各温度調整弁Ｖｓ、Ｖｆは上記と逆側に開度を開くことになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
さて、このような機関室内機器の冷却装置においては、機関室内機器５の熱負荷の状況に応じて、取り込む海水量を調整するように、海水ポンプ２を切り替え運転することが船内電力の削減に有効である。
しかし、氷海域を航行する船舶では、海水をシーチェスト１へ戻しており、海水の温度からは、機関室内機器５の熱負荷を正確に掴むことは困難である。
【００１２】
このため、切り替え運転を手動で行なうことは煩雑であり、熱負荷の状況に応じて自動制御方式にすることが望まれている。
本発明は、２速運転可能な複数台の海水ポンプを備えた、船舶の機関室内機器の冷却装置において、海水ポンプの運転パターンの切り替えを、熱負荷の状況に応じて自動的に制御する船舶の海水ポンプの自動運転制御方式を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した構成の船舶における機関室内機器の冷却装置において、清水温度センサーに所定温度を設定し、この設定温度と機関室内機器の入り口側の清水温度を比較した温度指令信号によって清水温度調整弁の開度を調整するようにし、該清
水温度調整弁の開度信号により海水ポンプの運転制御を行うようにした。
また、清水ポンプの運転台数と運転速度をパターンで設定すると共に、清水温度調整弁の開度信号に上限値と下限値を設定し、清水クーラーを通して取り込む清水の量が上限値以上となったときは、１つ上の運転パターンに切り替え、下限値以下となったときは、１つ下の運転パターンに切り替えるようにした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について説明する。
機関室内機器５の冷却に使用される清水は、清水クーラー３を通して、循環使用されるが、このとき、機関室内機器５に供給される清水の温度を所定温度になるように、清水クーラー３を通さない清水を、バイパス管Ｄを通して供給させて温度調整している。
【００１５】
この調整は、清水循環配管Ｃにセットされた温度センサーＴｆによって機関室内機器５の入り口側の温度が検出され、該温度センサーＴｆの設定温度と比較され、その温度差により清水温度調整弁Ｖｆの開度を調整して行なわれる。
【００１６】
例えば、極端な場合無負荷だと、機関室内機器５の入り口側と出口側の清水の温度は変わらないことになるから、清水クーラー３を通す必要はなく、清水クーラー３からの取入れを０とし、バイパス管Ｄから１００パーセント取入れるように開度が調整される。
勿論このとき、海水ポンプ２は海水をシーチェスト１に戻すだけの運転であればよく、フル稼働する必要はない。
【００１７】
このように温度センサーＴｆによって、清水温度調整弁Ｖｆの開度調整が行なわれ、清水クーラー３を通す清水の量が、清水温度調整弁Ｖｆの開度によって分かるので、この開度信号をとり、清水温度調整弁Ｖｆの開度、つまり、清水クーラー３を通す清水の量に応じて、海水ポンプ２の運転を制御するようにした。
【００１８】
具体的には、海水ポンプ２は最大２台運転されるものとし、２速のポンプを使用するとして、１台の低速運転、１台の高速運転、２台の低速運転、２台の高速運転の４パターンを設定する。
一方、三方温度調整弁Ｖｆの開度信号については、清水クーラー３を通して取入れる側の開度を開度信号として取入れ、例えば、上限値を８０パーセントとし、２０パーセントを下限値とする設定をする。
【００１９】
そして、開度信号が設定された上限値以上になったときは、１つ上の運転パターンに切り替えるようにする。また、開度信号が下限値以下になったときは、１つ下の運転パターンに切り替えるようにする。
【００２０】
海水ポンプ２は１台の低速運転でスタートアップし、航海中は無負荷のときでも、この状態で運転されている。そこで、熱負荷がかかってくると、清水クーラー３を通る清水の量が増えてくるので、その量に対応して海水ポンプ２の運転パターンが自動的に制御されることになる。
【００２１】
運転中の海水ポンプ２の１台にトラブルが生じたときには、スタンバイしている海水ポンプ２を運転することになるが、スタンバイポンプもトラブルが発生したポンプと同じ速度に立ち上げられる。
これによって、海水の送り量はトラブル前と同じになるから、継続して切り替え運転制御が行なわれる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、海水ポンプの運転台数および運転速度をパターン化し、清水側の温度調整弁の開度信号を使用して、運転パターンを自動的に制御するようにしたので、氷海域を航行する船舶においても機関室内機器の熱負荷を正確に把握でき、海水ポンプの運転パターンの切り替えを、熱負荷の状況に応じて自動的に制御することができるようになった。
このように、熱負荷の状況に応じて運転制御されるので、船内電力の削減に大きな効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】船舶の機関室内機器の冷却装置の概略を示す側面図。
【符号の説明】
１ シーチェスト ２ 海水ポンプ
３ 清水クーラー ４ 清水循環ポンプ
５ 機関室内機器
Ａ 海水配管 Ｂ 海水戻し管
Ｃ 清水循環配管 Ｄ 清水バイパス管
Ｔｓ 海水温度センサー Ｔｆ 清水温度センサー
Ｖｓ 海水温度調整弁 Ｖｆ 清水温度調整弁
Claims (2)
- ２速運転可能な複数台の海水ポンプを備え、該海水ポンプにより供給される海水と熱交換して清水を冷やす清水クーラーを設け、該清水クーラーを通して清水を循環させ、清水の温度を調整するため、清水循環配管に清水クーラーをバイパスする清水バイパス管を設け、該清水バイパス管は、清水温度センサーからの温度指令信号により開度を調整される清水温度調整弁を介して清水循環配管に接続され、海水ポンプにより取り込まれる海水は、清水クーラーを通される海水配管の排水側から、海水温度調整弁を介して分岐される海水戻し管を連通したシーチェストから取り込むように構成された機関室内機器の冷却装置において、清水温度センサーに所定温度を設定し、この設定温度と機関室内機器の入り口側の清水の温度を比較した温度指令信号によって清水温度調整弁の開度を調整するようにし、該清水温度調整弁の開度信号により海水ポンプの運転制御を行うようにしたことを特徴とする船舶の機関室内機器の冷却装置における海水ポンプの自動運転制御方式。
- 海水ポンプの運転台数と運転速度をパターンで設定すると共に、清水温度調整弁の開度信号に上限値と下限値を設定し、清水クーラーを通して取り込む清水の量が上限値異常となったときは、１つ上の運転パターンに切り替え、下限値以下になったときは、１つ下の運転パターンに切り替えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の船舶の機関室内機器の冷却装置における海水ポンプの自動運転制御方式。
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