JPS6285794A

JPS6285794A - 船の性能を監視するための方法及び装置

Info

Publication number: JPS6285794A
Application number: JP61208839A
Authority: JP
Inventors: シドニイ・レナド・ウイツプス; ペテル・エイヘンラーム
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1985-09-06
Filing date: 1986-09-04
Publication date: 1987-04-20
Also published as: EP0215500B1; EP0215500A3; DE3688545T2; GB8522208D0; EP0215500A2; DE3688545D1

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】本発明は船舶の性能を監視するための方法及び装置に係
わる。

たいていの船舶操縦者は、関係者全員が懸命に努力して
も、進水後数年を経た彼らの船舶の性能は軸馬力時のダ
ラム換算値及びトン当り航行距離がかなり低下する事実
を認めざるを得ないであろう。船体汚染やスクリュー調
整不良を含めた船の性能の低下の原因としては船舶関係
者の制御の及ばない多くの因子が考えられる。従って乗
船スタッフにとって燃料庫の保全に役立つべく講じ得る
方策は殆んどないと考えられている。

燃料消費及び燃料節約のためには、正確な推進設備の調
整と、船体整備（即ち船のつり合い状態及びパラストの
最適化）が重要な仕事である。調整実施の目的は、１つ
１つが正しく調整されていなければ、測定可能な全体効
率の低下に夫々の方法でつながり易い多数の変数を組織
的に最適化することである。今まで船舶スタッフにとっ
てこのような船の短期間調整の効果を測定することは困
難であった。乗船具たちが適切な方策を講することによ
って船の性能の変化に即応し得るため、船の全体的性能
、推進設備性能、及び船の水力学的ないし船体的性能を
常時表示する即応形装置の必要性が痛感されていた。

船の全体的性能は、海里数で表わした航行距離対トン当
り燃料消費として決定することができる（ｎ　　ｍ１ｌ
ｅ／ｌ　）。１海里（ｎ　ｍ１ｌｅ　）は１８５３メー
トル、ｉ　トン（ｆ−）はメートルトン　（＝１０００
ｋＦ）とする。

推進設備性能は、グラム単位消費燃料対軸馬力時（ｆ　
／　５ＩＩＰｈ　）、即ち設備の比燃料消費で表わすこ
とができる。軸馬力時（５ｔ−ｉｐｈ　）は商船業界で
はよく知られた単位である、エンジン出力は今なお軸馬
力時（ＳＨＰｂ）で示されている（ｌ軸馬力時＝２６４
７ＭＪ）船体性能はメートル単位の航行距離対軸馬力時（ｍ　／
　５ＩＩＰｈ　）で表わすことができる。

従って本発明の目的は、船の全体的性能、船体性能及び
エンジン効率を監視するためのオンライン形の方法及び
装置を提供し、このようにして船舶関係者の燃料保全に
対する努力の結果得られた効率の総ての変化を監視する
ことを目的とする。

従って本発明は、船の速度を代表する第１量を決定する
ための手段と、船の燃料消費を代表する第２量を決定す
るための手段と、船の軸トルクを代表する第３世を決定
するための手段と、軸の回転数を代表する第４量を決定
するための手段と、これらの量を、船の比燃料消費ハの
水力学的ないし船体的性能及び船の全体性能を代表する
データを前記量の値から引出すための手段に伝達するだ
めの手段と、及び前記値及びデータを、このようにして
得られた値及びデータを表示するための手段に伝達する
ための手段とを特徴とする、船の性能を監視するための
オンライン形装置を提供する。

決定されるべき量と表示されるべき値及びデータが船主
の意志に応じて目的にかなった任意の共通の単位で表わ
し得ることが理解されよう。

ふつう商船業界では船の速度はノント（Ｋｎ）（１ノッ
ト＝毎時１海里）で表わし、船の燃料消費はｋｆ／時で
、軸トルクは（メートル法の）トンメートル（ｔｍ）で
、軸回転数又は軸速度は毎分回転数（回転７分又は毎分
回転（ｒ　ｐｍ　））で、更に先に述べた通り船の比燃
料消費はＳ　ＨＰ　ＩＴ毎のグラム数（ｒ／５ＨＰｈ）
で、船体性能はＳＨＰ　ｈ毎のメートル数で（ｍ／５Ｈ
Ｐｈ）、及び船の全体性能は（メートル法の）トン燃料
（ｎ　　ｍ１ｌｅ／　ｔ）で表わされる。

本発明は更に、船の速度を代表する第１量を決定し、船
の燃料消費を代表する第２量を決定し、船の軸トルクを
代表する第３量を決定し、軸の回転数を代表する第４量
を決定し、前記諸量の値から船の比燃料消費、船の水力
学的又は船体的性能、及び船の全体性能を代表するデー
タを引出し、更にこのようにして得られた値及びデータ
を常時表示する手段を特徴とする、船の性能を監視する
ためのオンライン形方法を提供する。

このようにして性能変化に対する応答がほぼ即時に与え
られ、燃料消費の和尚の節約（例えば１０％）が得られ
る。例えば、本発明によれば、性能変化０．１％に対す
る応答が５秒以内に与えられよう。

次に本発明を例として添付図面を参照して更に詳しく説
明する。この種の装置は目的に適う任意の方法により船
舶上に設置することができる。

図によれば、処理手段１が概略的に示されている。処理
手段１はその入力側では任意の適当な接続手段を介して
燃料計２、燃料温度センサ２ａ、出力計３、船速測定装
置４及び海水温度セン？５に夫々接続される。出力計３
は船軸トルク測定手段３ａと船軸回転数（毎分回転数）
を測定するための手段３ｂとを含んでいる。

（以下余白）処理手段１はその出力側では任意の適当な接続手段を介
して、機関制御室表示盤６及び遠隔操舵室表示盤７に夫
々、関係ノにラメータ表示のために接続されている。こ
れらの表示はディジタル表示であってもよい。更に、記
録計８及び計算機９が目的に適う任意の方法で処理手段
ＩＫ接続できる。

操舵室表示盤７はセンサ５によって測定される海水温度
表示にも使用できる。

船の性能データは計算機９で得ることができる。

記録計８の出力では、１度に１０の変化のうち１つが得
られる。変化の選択は機関制御室の表示盤上で適当な手
段（例えばサムホイール選択スイッチ）によって行なわ
れる。

次のような変数（、Ｑラメータ）を表示することができ
る。即ち、速度、燃料消費、軸速度又は軸の回転数、軸
トルク、比燃料消費、船体性能、全体性能、軸馬力、現
在燃料密度、及び燃料温度などである。速度（ｋｎｏｔ
ｓ単位）は船速測定装置４から得られる（例えば速度ロ
グ）。

燃料消費は式：ＦＣ＝（７０−）Ｘ（Ｄ）Ｘ（３６００
）　。

（但しＰＣはに９／時単位の燃料消費、フローは燃料流
量計２から得られるリットル／秒単位の燃料流量、及び
Ｄは修正密度（ｋ＋７／ｒｎ”単位）を表わす）によっ
て計算される。

回転数（軸速度）は回転計３ｂから、トルク（ｔｍ単位
）はトルク計３ａから得られる。

比燃料消費は式：　８ＦＣ＝Ｆ／　（Ｐｘ　１０００　
）、（但しＳＦＣは比燃料消費でＦはｋｇ／時単位の燃
料消費、及びＰはＨＰ年単位軸馬力を表わす）によって
計算される。

船体性能は次の式によって計算される。）（＝ｊ９Ｘ　
１８５３７Ｐ　（但しＨはｋｎｏ　ｔ　ｓ単位の速度、
ＰはＨＰ年単位軸馬力、及び１８５３は海里からメート
ルへの変換計数を表わす）。

全体性能は式０＝Ｓ／（Ｐｘ　ｔｏｏｏ　）、（他しＯ
は全体性能、Ｓはｋｎｏｔｓ単位の速度、Ｆはｋｇ／時
単位の燃料消費である）によって計算される。

軸馬力は弐Ｐ＝（２ｒｎＮ）（６０Ｃ）−（但しＰはＨ
Ｐ単位の軸馬力、ｎはｒｐｍ単位の軸の回転速度、Ｎは
Ｎｍ（又は（メートル法）トンメートル）単位の軸トル
ク、及びＣはワットからＨＰ　＝、＝　７３５．５ワツ
）／ＨＰへの換算係数である）によって計算される。

現在燃料密度は式１）’Ｄ　Ｘ　（（１−０，０００７
）Ｘ（Ｔ−１５））、（但しＤ′は現在密度Ｃｋｇ／ｍ
”単位χＤは１５Ｃ（燃料庫仕様）における密度（例え
ば機関制御室表示盤上のサムホイールスイッチから得た
）、及びＩＩ＋は現在燃料温度（Ｃ単位）である）によ
って計算される。更に燃料温度は燃料温度センサ２ａか
ら得られる。

本装置は次のように作動する。船の燃料消費、軸の回転
トルク及び回転数を表わす量は、夫々燃料計２及び出力
計３によって決定される。これらの開は処理手段１に対
しその入力側で接続手段を介して伝達され、更にこれら
の量の値から船の推進設備の比燃料消仲が計算される。

ト１月整された設備及び全体性能を表示するためには、
燃料の重量を知らなければならない。同様に燃料密度も
、重量＝（容積）×（現在密度）であるから知らなけれ
ばならず、更に装置は燃料密度の入力のための適切な手
段（図示せず）を備えている。燃料の温度差に対する密
度修正は本装置によって行なわれる。

軸出力及び航行距離を代表する量は、夫々出力計３及び
速度測定装置４によって決定される。これらの量は夫々
の接続手段を介して処理手段の入力に伝達され、更にこ
れらの量の値から水力学的又は船体的船舶性能を表わす
データが引出される。

このようにして得られたデータから全体性能が引出され
る。関連データは表示盤６，７及び記録計８に表示され
る。正常航行状態中は、機関制御室表示盤６は船舶性能
変数を示している。表示盤７は船舶性仙変・数及び海水
温度を示している。正常操船状態では、表示盤の指針は
同時に次のデータをも表示している。即ち、比燃料消費
（１／Ｓ１−ＩＰＭ単位）、船体性卵（ｍ　／　Ｓ　Ｈ
Ｐ　ｈ−１）単位）、及び全体９ｆｄ　（ｎ　ｍ１ｌｅ
　／　を単位）。

ｆｔ取りは最新式に規則的で、例えば５秒毎である。こ
れらの件能／Ｑラメータは船の航行中のみ表示されるか
ら、表示装置上に現われる・端報は、心安がちれば、軸
速度がゼロに低下した時は（メートル法）トン／日単位
の「入港」消費を表わすぺ〈切換えることができる。計
算機９のプログラムは幾つかの適当な表示及び記録モー
　ドを提供するよう開発されている。例えば、１、　１を行モ〜　ド：本装置によって得られき［算さ
れた主要／髪うメータが表示装置のスクリーン上に表示
され、要請があれば管理用に積分プリンタ上で記録する
ことができる。

２、調整モード：性苗パラメータが表にされ、操作者の
選択に応じた頻度で（例えば１分〜９時間の範囲で）最
新式に画面移動スクリーン上に表示される。

λ　３．グラフモード：任意のパラメータを選択可能の
時間軸で（例えば３０分〜９時間の範囲）グラフ表示す
るために選択することができる。

Ａ表は航行モーｒに於ける関連データと、それらの単位
を表示画面上に再現したものを表す。

表　　　Ａ機関性能：比燃料消費　　　　１　／　ＳＩ■Ｐ　ｈ燃料消費　　
１／１）燃料消費　　ｔ　／　ｄａｙ出　　　　　　　力　　　　　　　　８１（Ｐ水力学的
性能：距離／出力　　　ｍ／５ＨＰｈ速　　　　　　度　　　　　　　ｋｎｏ　ｔ　ｓ複合性
能：？肖　　　　　　　　費　　　　　　　　　　　　　　
　　　ｎ　　ｍｉ　ｌｅ　／　ｔＢ表は調整モードに於
ける表示画面上での再往を表す。

表　　Ｂ時間　速度　ＳＦＣ燃料　出力　Ｄ／Ｐｍ１ｎ、　　ｋ
ｎ　　、９／８ｌ−ＩＰｈ　ｔ／ｈ　　５ＨＰｈ　ｍ／
８ＨＰｈ−０１），８２８０３，４０１０８１，３３３
−１０１），８２８０３，４０１０，８１，３３３−２
０１），８２８０３，４０１０，８１，３３３−３０１
），８２８０３，４０１０゜８　　　１．３３３−４０
　　　１）．８　　　２８０　　　３．４０　　　１）
）８　　　１．３３３−５０　　　１）．８　　　２８
０　　　３．４０　　　１０．８　　　１．３３３−６
０　　　１）．８　　　２８０　　　３．４０　　　１
０．８，１．３３３−７０　１）．８　２８０　３．４
０　１０．８　１．３３３−８０　１）．８　２８０　
３．４０　１０．８　１．３３３−９０　　　１）．８
　　　２８０　　　３．４０　　　１０．８　　　１．
３３３船舶性能変数のこの常時表示によって、関係スタ
ッフは一般状態の下での船舶性能を最大限に発揮させる
べく性能変化に即応した正確な応答を与え、このように
して相当の燃料節減（例えば１０〜１５チ）を行なうこ
とができる。例えば、船の推進設備は操船を最適化する
ため調整することができる。これは例えば、エンジンの
変数（例えば充填エア温度、燃料粘度及び冷却温度など
）を系統的に最適化することによって行ない得た。同時
に、船体変数（例えば姿勢及びパラスト）が最適化され
た。一般に人間の制御が及ばない操船状態、即ち海の状
態や外気温度等々の変化によって比較的大きな変化が生
じる時であっても、エンジ／と船体／スクリューとの両
方の効率に非常に小さな差を検出することができる・本発明の有利な具体例では、関心のあるデータを選択さ
れた動作モードとは別に適当な媒体上に（例えばカセッ
トテープ上に′）記憶しておき、後でこれを研究するこ
とができる。このような「行動再生」設備は、例えば「
職員室」に日常性の出来事であれ特別試験プログラムと
してであれ、詳細な記録を提供する必要が生じた時に特
に有用である。

間違データは目的に適う任意の遠隔場所で表示されるこ
とができることが理解されよう。

以上の説明並びに添付の図面から、本発明の種仰の変形
例が当業者に明らかとなるであろう。これらの修正は付
随する請求範囲に含まれるものと考えられる。

【図面の簡単な説明】

（２）は、本発明装置の概略的説明図である。 ■・・・処理手段、　　２・・・燃料］、３・・・出力
計、　　　４・・・船速度測定装置、５・・・海水温度
センサ、６・・・機関制御室表示盤、７・・・遠隔操舵
室表示盤、８・・・記録計、９・・・計算機。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）船の性能を監視するためのオンライン装置であつ
て、船の速度を代表する第１量を決定するための手段と
、船の燃料消費を代表する第２量を決定するための手段
と、船の軸トルクを代表する第３量を決定するための手
段と、軸の回転数を代表する第４量を決定するための手
段と、これらの量を、船の比燃料消費、船の水力学的な
いし船体的性能及び船の全体性能を代表するデータを前
記量の値から引出すための手段に伝達するための手段と
、及び前記値及びデータを、このようにして得られた値
及びデータを表示するための手段に伝達するための手段
とを特徴とする装置。
（２）前記決定された量及び計算されたデータを記憶す
るための手段を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
載の装置。
（３）船の操舵室の表示手段を特徴とする、特許請求の
範囲第１項又は第２項に記載の装置。
（４）船の機関制御室の表示手段を特徴とする、特許請
求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の装置。
（５）操船を最適化するべく船のエンジン変数及び／又
は船体変数を調整するための手段を特徴とする、特許請
求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の装置。
（６）船の性能を監視するためのオンライン方法であつ
て、船の速度を代表する第１量を決定し、船の燃料消費
を代表する第２量を決定し、船の軸トルクを代表する第
３量を決定し、軸の回転数を代表する第４量を決定し、
前記量の値から船の比燃料消費、船の水力学的ないし船
体的性能、及び船の全体性能を代表するデータを引出し
、更にこのようにして得られた値及びデータを常時表示
する過程を特徴とする方法。
（７）前記決定された量及び計算されたデータを記憶す
る過程を特徴とする、特許請求の範囲第６項に記載の方
法。
（８）操船を最適化するべく船のエンジン変数及び／又
は船体変数を調整する過程を特徴とする、特許請求の範
囲第６項又は第７項に記載の方法。