JPS58195061A - プログラム温度調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、舶用内燃機関に供給する燃料油の切替時に
、燃料油の温度を調節するプログラム温度調節装置に関
する。

一般に、舶用内燃機関であるディーゼル機関においては
、発停時にディーゼル油（Ａ重油）を使用し、航海状態
になれば低質燃料油（Ｃ重油）に切替えるようにして、
燃料コストの低減を図っている。

ところで、この場合、低粘度のＡ重油は４０℃程度で使
用するのに対して、高粘度のＣ重油は８０℃程度に加熱
して使用するが、燃料油の切替時に両燃料油の温度差が
大きいと、系に温度ショックを生じて各種の不都合を生
ずる。

そこで、燃料油の切替時、例えばＡ重油からＣ重油に切
替える時には、Ａ重油を徐々に加熱して温度差が小さく
なった時にＡ重油からＣ重油に切替え、またＣ重油から
Ａ重油に切替える時には、Ｃ重油に切替えた後Ａ重油適
正温度まで徐々に下降するようにしている。

このようなＡ重油とＣ重油との切替えを自動的に制御す
るＡ−Ｃ重油自動切替装置は、プログラム温度を示す関
数情報（以下「プログラム温度情報」という）に基づい
て燃料温度を調節するプログラム温度調節装置を備えて
いる。

従来、このプログラム温度調節装置は、例えば燃料油切
替開始時の燃料温度を初期温度としてプログラム温度情
報を発生するプログラムを開始し、プログラム温度がＣ
重油又はＡ重油の最適粘度に基づいて予め設定した上限
温度又は下限温度（燃料油切替温度よりも高い又は低い
温度）に達した時にプログラムを終了するようにしたも
のがある。

このように、このプログラム温度調節装量は、プログラ
ムによるプログラム温度情報の発生の終了時点、すなわ
ちプログラム温度情報に基づく燃料温度の調節制御終了
時点を設定温度で決定する、つ捷り温度一時間制御で燃
料温度を調節制御するようにしていた。　　、・。

しかしながら、このようなプログラム温度調節装置にあ
っては、燃料温の温度と粘度との関係が一義的に定まる
としても、実際の燃料油の温度と粘度との対応関係は経
験に頼らざるを得す、プログラムの終了時点を定める設
定温度を、最適粘度と正確に対応させて設定することは
困難であり、プログラム終了時点で最適粘度が得られな
いことがある。

また、プログラム温度の上限温度及び下限温度の設定を
誤まると、プログラム温度調節から通常の温度調節に移
行した際に、必要な粘度に対する温度と設定温度との間
の温度差が大きくなって、温度ショックを生ずることが
ある。

この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、プロ
グラム温度調節装置によるプログラム温度情報に基づく
燃料温度の調節制御終了時に適正粘以が潜られ、且つ温
度ショックを生じないようにすることを目的とする。

そのため、この発明によるプログラム温度調節装置は、
燃料油、の粘度を検出し、検出粘度のピーク値を検出す
ると共に、この検出粘度を予め設定した設定粘度と全比
較して一致の有無を判別し、これ等のピーク値検出結果
及び判別結果に基づいてプログラム温度情報の増減特性
の切替及びプログラム温度調節の終了を制御するように
したものである。

以下、この発明の実施例を添付図面す参照して説明する
。

第１図は、この発明によるプログラム温度調節装置を備
えたＡ−Ｃ重油自動切替装置の要部概略構成を示すブロ
ック図である。

同図において、Ａ重油タンク１及びＣ重油タンク２には
、夫々常温例えば４０℃のＡ重油及び８０℃捷で加熱し
たＣ重油が蓄えられている。

三方向ピストン切替弁３は、三方口電磁弁等のアクチュ
エータ４によって駆動制御されて、内燃機関への燃料供
給系に供給する燃料油を、Ａ重油タンク１のＡ重油又は
Ｃ重油タンク２のＣ重油に切替える。

燃料油供給ポンプ５は、その吸入口から燃料油を吸入し
、燃料油に高圧を与えながら機関の負荷重に応じた油量
を送り出す。

加熱器６は、加熱器制御装置７によって制御されて燃料
油を加熱する。この加熱器６としては、例えば電気式又
は蒸気式のものがあり、電気式加熱器にあっては加熱器
制御装置７によって加熱器に流す電流を制御することに
よって、また蒸気式加熱器にあっては加熱器制御装置７
によって加熱器に送る蒸気量を調整することによって加
熱温度を調整できる。

温度検出器８は、例えばサーミスタ、熱電対、金属測温
抵抗体等を用いた温度センサであり、燃料油の温度に応
じた検出温度信号ＳＴを出力する０粘度検出器９は、粘
度検出手段であり、例えばモータトルク式粘度センサ、
モータ電流式粘度センサ等からなり、燃料油の粘度に応
じた検出粘度信号Ｖｓを出力する。

エンジン１０は、６気筒エンジであり、燃料油供給ポン
プ５から加熱器６及び粘度検出器９を介して燃料油を供
給される。

エアーセパレイタ１１は、燃料油に含まれている空気を
分離排出する０このエアーセパレイク１１は、Ａ重油タ
ンク１及びＣ重油タンク２と同一高さ位置に配置されて
いる。

コントローラ１２は、Ａ−Ｃ切替スイッチ１３をＣ重油
に切替えた時の切替指令信号Ｓｃ及びＡ重油側に切替え
だ時の切替指令信号求を入力してアクチュエータ４に三
方ロピストン切替弁３を切替制御するだめの切替信号８
Ａを入力する切替制御部１４と、温度検出器８からの検
出温度信号ＳＴ、粘度検出器９からの検出粘度信号Ｓｖ
及びＡ−Ｃ切替スイッチ１３からの切替指令信号Ｓｃ、
Ｓｃを入力して加熱器制御装置７に調節信号ＳＢを出力
するプログラム温度調節計１５等からなる。

なお、切替制御部１４は、Ａ重油からＣ重油への切替時
には、Ａ重油とＣ重油の温度が一致したときにアクチュ
エータ４を制御して三方ロピストン切替弁３のＣ重油タ
ンク２側を開くようになっている。

第２図は、このプログ２合理度調節計１５の詳細を示す
ブロック図である。

このプログラム温度調節計は、設定ユニット２０及び調
節ユニット２１からなる調節計２２と、プログラム温度
情報を出力するプログラム発生器２３及び切替スイッチ
かとからなる。

まず、調節計器において、温度検出器８がらの検出温度
信号ＳＴ及び粘度検出器９がらの検出粘度信号Ｓｖが、
切替スイッチ２４の接点ａ又はｂを介して設定ユニット
２０の入力整合部２５に入力されて入力整合された後、
比較部２６に入力される。

その切替スイッチ２４は、Ａ−Ｃ切替スイッチ１３から
の切替指令信号Ｓｃ、Ｓｃによる自動操作又は手動操作
で燃料油切替時に接点す側に切換わる。

比較部２６は、粘度検出器９がらの検出粘度信号Ｓｖと
設定部２７によって予め設定した設定粘度を示比較部２
６は、切替スイッチ２４が接点ａ側に切替っているとき
には検出温度と設定温度を比較する。

この比較部２６からの偏差信号ＳＤは、アンプ２８で増
幅された後、切替スイッチ３０及び３１の各接点ａを介
して調節ユニット２１に出力され、また切替スイッチ３
０の接点すを介してプログラム発生器２３に出力される
。

なお、切替スイッチ３０及び３１は、Ａ−Ｃ重油切替時
に接点す側に切替わり、後述するプログラム発生器２３
の停止制御部５１から停止信号ＰＳが出力された時に接
点ａ側に復帰する。

また、比較部２６からの偏差信号ＳＤをアンプ２８を介
して偏差指示計３２に入力して偏差を表示するようにし
ている。

次に、調節ユニット２１は、設定ユニット２０からの信
号ＳＩＮを入力−して、比例動作部３７、微分動作部３
８、アンプ３９及び積分動作部４０からなる調節演算部
で調節演算し、その結果を自動−手動切替スイッチ４１
、アンプ４２、抵抗４３を介して調節信号ＳＲとして出
力する。

なお、４４は出力指示計、４５は出力指示計４４への入
力を自動時と手動時とで切替えるだめのプッシュボタン
である。

次に、プログラム発生器器において、プログラマ４７は
温度検出器８からの検出温度信号ＳＴと、Ａ−Ｃ切替ス
イッチ１３からの切替指令信号Ｓｃ、Ｓｃ及び後述する
停止制御部５１からの停止信号Ｐｓを入力する。

そして、プログラマ４７は、Ａ−Ｃ切替指令信号Ｓｃ、
Ｓｃが入力された時、検出温度信号ＳＴに対応する温度
を初期温度として漸増、例えば温度換算で１分間に１℃
の割合で高くなるプログラム温度情報であるプログラム
温度信号Ｐｖを後述する正逆切替部５０を介して切替ス
イッチ３１の接点すに出力し、停止制御部５１から停止
信号Ｐｓが入力された時にプログラム温度信号ＰＴの出
力を停止する。

ピーク値検出部４８は、比較部２６からの偏差信号ＳＤ
を人力して、燃料油切替時の燃料粘度のピーク値を検出
し、ピーク値を検出した時にピーク値検出信号Ｐｐを出
力する。なお、このピーク値検出部４８は、Ａ重油から
Ｃ重油への切替時には上限ピーク値を、Ｃ重油からＡ重
油への切替時には下限ピーク値を検出するように初期選
定される。

高低判別部４９は、比較部２６からの偏差信号ＳＤ及び
ピーク値検出部４８からのピーク値検出信号Ｐｐを入力
して、ピーク値検出信号Ｐｐが入力された時に偏差信号
ＳＤに基づいて設定粘度に対する検出粘度の大小関係を
判別し、Ａ重油からＣ重油への切替時には、検出粘度が
設定粘度以上のときに判別信号Ｐｃを、検出粘度が設定
粘度に満たないときに判別信号Ｐｃを夫々出力し、Ｃ重
油からＡ重油への切替時には判別結果と判別信号Ｐｃ、
Ｐｃとの関係を逆にして判別信号Ｐｃ、Ｐｃを夫々出力
する。

正逆切替郷関は、高低判別部４９からの判別信号Ｐｃ、
Ｐｃを入力して、判別信号Ｐｃが入力されたときにはプ
ログラマ４７からのプログラム温度信号ＰＴを増加特性
のまま出力し、判別信号Ｐｃが入力されたときにはプロ
グラマ４７からのプログラム温度信号ＰＴを減少特性に
反転して出力する。なお、この正逆切替部間は、Ａ重油
からＣ重油への切替時にはプログラム温度信号ＰＴをそ
のまま出力し、Ｃ重油からＡ重油への切換時にはプログ
ラム温度信号ＰＴを反転して出力するように初期選定さ
れる。

停止制御部５１は、比較部２６からの偏差信号ＳＤ及び
ピーク値検出部４８からのピーク値検出信号Ｐｐを入力
し、ピーク値検出信号Ｐｐが入力された後検出粘度と設
定粘度とが一致した時に停止信号Ｐｓを出力する。

この停止制御部５１と比較部２６とによってプログラム
油度調節終了制御手段を構成している。

次に、このように構成した実施例におけるプログラム温
度調節について、第３図及び第４図をも参照して説明す
る。

まず、Ａ重油を使用していて、Ａ重油からＣ重油に切替
える場合、第３図及び第４図の時点ｔ１でＡ−Ｃ切替ス
イッチ１３をＣ重油側に切替えると、切替指令信号Ｓｃ
が切替制御部１４及びプログラム温度調節計１５のプロ
グラマ４７に入力される。

このとき、切替スイッチ２４及び切替スイッチ３０、３
１が接点ｂ側に切替わる。

そして、プログラマ４７は、時点ｔ１からその時のＡ重
油の温度を初期プログラム温度Ｔ１、としてプログラム
を開始して、１分間に１℃の割合で上昇するプログラム
温度信号ＰＴを出力し、調節ユニット２１は、このプロ
グラム温度信号ＰＴを信号ＳＩＮとして入力して、その
プログラム温度信号ＰＴに応じた調節信号ＳＲを加熱器
制御装置７に出力する。

それによって、加熱器制御装置７が調節信号ＳＢに応じ
て加熱器６の出力を増加させるので燃料油の温度が漸増
し、第３図に示すように燃料油の粘度はＡ重油の粘度Ｖ
１を初期粘度として時間の経過に従って徐々に低下する
。

そして、プログラム温度が切替温度、すなわち初期設定
されたＣ重油タンク２のＣ重油温度になった第３図及び
第４図の時点ｔ２で、切替制御部１４によってアクチュ
エータ４を駆動制御して、三方口ピストン切替弁３をＣ
重油側に切替えることによって、Ｃ重油タンク２から加
熱された高粘度のＣ重油が供給され、系の燃料油の粘度
は第３図の時点ｔ２からＩ、■、■で示すいずれかの状
態で変化する。

以下、燃料油粘度が第３図の■、■、■で示すように変
化する場合のプログラム発生器２３の動作を説明する。

（１）■の場合 この場合には、ピーク値検出部４８が第３図の時点ｔ３
になった時に粘度のピーク値を検出してピーク値検出信
号Ｐｐを出力するので、高低判別部４９が設定粘度Ｖｏ
に対する検出粘度Ｖｏの高低（大小関係）を判別し、こ
のときＶＯ＜ＶＤであるので判別信号Ｐｃを出力する。

それによって、正逆切替部５０はプログラマ４７からの
プログラム温度信号ＰＴを増加特性のまま出力するので
、プログラム温度は更に上昇して燃料油の温度が上昇す
る。

そのため、燃料油の粘度は時点ｔ３をピーク値として以
後漸減し、時点ｔ５になった時に設定粘度ＶＤと検出部
ＶＤとが一致するので、停止制御部５１から停止信号Ｐ
ｓが出力されてプログラマ４７がプログラムを終了する
。

（２）■の場合 この場合には、第３図の時点ｔ４になった時に、燃料油
の粘度がピーク値に達し、且つ設定粘度Ｖ０と検出粘度
ＶＤとが一致するので、プログラマ４７がプログラムを
終了する。

（３）■の場合 この場合には、第３図の時点ｔ６でピーク値検出部４８
がピーク値を検出してピーク値検出信号Ｐｐを出力し、
このとき設定粘度Ｖｏと検出粘度ＶＤとの関係がＶＤ＜
ＶＯになるので、高低判別部４９がら判別信号Ｐｃが出
力される。

それによって、正逆切替部５０は第４図に示すようにプ
ログラマ４７からのグロダラム温度信号ＰＴを減少特性
に反転させて、つまりプログラム温度を下降させて出力
するので、第３図に示すように燃料油の粘度が漸増する
。

そして、第３図の時点ｔ７になった時に、検出粘度ＶＤ
と設定粘度ＶＯとが一致してプログラマ４７がプログラ
ムを終了する。

なお、Ｃ重油を使用していて、Ｃ重油からＡ重油に切替
える場合の動作説明については省略するが、上述と同様
にして燃料油の粘度が設定粘度に達した時にプログラマ
４７がプログラムを終了する。

このように、プログラムの終了時点を予め設定した燃料
油の粘度で、決定することによって、プログラム終了時
に燃料が最適粘度になり、且つ通常の温度調節に移行し
た時に温度ショックを生じない。

次に、このようなプログラム温度調節を行なった場合の
燃料油の粘度変化の一例、を説明しておく。

まず、第１図において、Ａ重油タンク１に４０秒レッド
ウッドＮｏ．１／１００°ＦのＡ重油が４０℃で貯蔵さ
れ、Ｃ重油タンク２に３５００秒レッドウッドＮｏ．１
／１００°ＦのＣ重油を加熱して８０℃（すなわち２８
０秒レッドウッドＮｏ．１の粘度）のＣ重油が蓄えられ
ている。

また、エンジン１０を１２０００Ｂ．Ｈ．Ｐ．燃料消費
量１２００ｌ／ｈ（７０％負荷のとき）、燃料油供給ポ
ンプ５の吐出容量６０００ｌ／ｈ、燃料油管の全容量１
２００ｌとする。このときの１循環時間は、１２００／
６０００・６０＝１２（分）である。

（ｉ）プログラム開始から４０分経過後４０℃のＡ重油
を、１℃／ｍｉｎで４０分間加熱すると８０℃に達し、
３２秒Ｒ．Ｗ．Ｎｏ．１になり、この時にＡ重油からＣ
重油に切替えると、燃料Ｘ１はＡ重油：４８００ｌ、Ｃ
重油１２００ｌ、Ａ：Ｃ＝８：２であるので、１１０秒
Ｒ．Ｗ．Ｎｏ．１、８０℃になる。

（ｉｉ）（ｉ）から１２分経過後 燃料Ｘ１：４８００ｌ、Ｃ重油：１２００ｌ、Ｘ１：Ｃ
＝８：２であるので、燃料Ｘ２は１４０秒Ｒ．Ｗ．Ｎｏ
．１８９．６℃になる。

（ｉｉｉ）（ｉｉ）から１２分経過後 燃料Ｘ２：４８００ｌ，Ｃ重油：１２００ｌ、Ｘ２：Ｃ
＝８：２であるノで、燃料Ｘ３は１１０秒Ｒ．Ｗ．Ｎｏ
．１、１００℃になる。

すなわち、この例では、燃料粘度が第３図の時点ｔ２か
らＩで示すように変化する。

なお、上記実施例においては、ピーク値検出部４８は比
較部２６からの偏差信号ＳＤに基づいてピーク値を検出
するようにしているが、粘度検出器９がらの検出粘度信
号Ｓｖによって直接ピーク値を検出することもできる。

また、比較部２６と高低判別部４９とによってピーク値
検出部がピーク値を検出した時に予め設定した設定粘度
に対する検出粘度の大小関係（高低）を判別するように
構成しているが、例えば粘度検出器９からの検出粘度信
号Ｓｖと設定部２７からの設定粘度信号ＳＤとを入力し
、ピーク値検出部４８がらのピーク検出信号Ｐｐが入力
された時に、比較動作を開始する比較器によって構成す
ることもできる。

さらにまた、プログラム温度調節終了制御手段を比較部
２６と停止制御部５１とによって構成しているが、粘度
検出器９からの検出粘度信号Ｓｖと設定部２７からの設
定粘度信号Ｐｖとを人力し、ピーク値検出部４８からピ
ーク検出信号Ｐｐが入力された時から比較動作を開始す
る比較器によって構成することもできる。

以上説明したように、この発明によればプログラム温度
調節装置によるプログラム温度情報に基づく温度調節終
了時に燃料が適正粘度になり、且つ温度ショックを生ず
ることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によるプログラム温度調節装置を備
えたＡ−Ｃ重油自動切替装置の要部概略構成を示すブロ
ック図、 第２図は第１図のプログラム温度調節計１５の詳細を示
すブロック図、 第３図及び第４図は、第１図及び第２図の動作説明に供
する波形図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　舶用内燃機関に供給する燃料油の切替時に、プログ
   ラム温度を示す関数情報に基づいて燃料温度を調節制御
   するプログラム温度調節装置において、次の（イ）〜（
   ハ）を設けたことを特徴とするプログラム温度調節装置
   。 （イ）燃料粘度を検出する粘度検出手段（ロ）該粘度検
   出手段が検出した燃料粘度のピーク値を検出するピーク
   値検出手段 （ハ）該ピーク値検出手段が前記ピーク値を検出した後
   、予め設定した設定粘度と前記粘度検出手段の検出粘度
   が一致した時に前記プログラム温度を示す関数情報に基
   づく燃料温度の調節を終了させるプログラム温度調節終
   了制御手段。