JP2014040245A - 船舶の噴出気体供給方法及び噴出気体制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】船舶1の推進動力を得る主機関10と、主機関10の排気により駆動され主機関10に加圧気体を送気する過給機11と、過給機11と主機関10の間から加圧気体の一部をバイパスして取り出し、この取り出した加圧気体を喫水線以下の船体近傍9に噴出するとともに、加圧気体のバイパスして取り出す取り出し量を、主機関10の熱負荷に関連した加圧気体の圧力を含む物理量と過給機特性とから設定し加圧気体の検出したバイパス流量に基づいて、もしくは過給機11の総合効率が所定効率以上となるように、調節手段を調節して制御する構成とした。
【選択図】図1
Description
(b)は、その上面図を、それぞれ示すもので、一部説明のために要部構成を露出させて表現している。給気バイパス管23及び/もしくは掃気バイパス管24及び/もしくは排気バイパス管25からの過給機の余剰ガス(の一部)が、屈曲部を有した送気管30を通って、船底9の近傍に設置された気体噴出口40に導かれる。この気体噴出口40は、たとえば本実施形態の場合、船底9の前部で船体の平面中心線CL付近に配置される。気体噴出口40を船底9近傍に設けることは、噴出した気泡の船底9部への滞在を長引かせ、波等による圧力変動を緩和する狙いからであり、また船底9近傍の前部に設けることは、噴出した気泡を船底9へ極力全体に亘って滞在させる目的からである。したがって、気体噴出口40は、船底9以外であってもよく、喫水線以下の適切な場所であればよい。
過給機特性は、下記に記載の(1)過給機総合効率の求め方、及び、(2)掃気バイパス(排気バイパス)がある場合の過給機総合効率の補正に基づいて求める。
(1)過給機総合効率の求め方
過給機総合効率=0.9055×T1/T2×(R1 0.286―1)/(1―R2 0.265)
ここで、
T1:過給機空気吸込温度(たとえば21℃)+273
T2:タービン前排気温度(たとえば400℃)+273
R1:(大気圧+掃気圧力+インタークーラー差圧)/(大気圧―過給機フィルタ差圧)
R2:(大気圧+タービン後排気圧力)/(大気圧+排気レシーバ圧力)
圧縮機効率=3614400×T1×(R1 0.286―1)/(μ×U2)
ここで、
μ:すべり率(過給機タイプによる)
D:扇車直径(過給機タイプによる)
U:歯車の周速=π×D×T/Cspeed
タービン効率=過給機総合効率/圧縮機効率
(2)掃気バイパス(排気バイパス)がある場合の過給機総合効率の補正
(1)で求めた過給機総合効率に、下記補正式を掛ける。
ここで、
mt:タービンを通過する質量流量
meq:バイパス量のタービン通過と等価質量
掃気バイパス量の制御の仕方
(1)過給機総合効率が要求される値以上になるように、
例えば最新エンジン用は、過給機総合効率≧68%以上
例えばレトロフィットエンジン用は、過給機総合効率≧64%以上
(2)掃気圧が所定値以上、排気温度が所定値以下、になるように制御する。
A排気バイパスガス(取り出し口は排気レシーバ、温度400℃、圧力0.2393MPaゲージ圧)
B給気バイパスガス(取り出し口は給気管(チャージエアパイプ)でインタークーラー前、温度135℃、圧力0.255MPaゲージ圧)
C掃気バイパスガス(取り出し口は掃気レシーバ、温度35℃、圧力0.2533MPaゲージ圧)
Claims (16)
- 船舶の推進動力を得る主機関と、この主機関の排気により駆動され前記主機関に加圧気体を送気する過給機とを備える船舶の噴出気体供給方法において、この過給機と前記主機関の間から加圧気体の一部をバイパスして取り出し、この取り出した加圧気体を喫水線以下の船体近傍に噴出するとともに、前記加圧気体のバイパスして取り出す取り出し量を、前記主機関の熱負荷に関連した前記加圧気体の圧力を含む物理量と過給機特性とから設定し前記加圧気体の検出したバイパス流量に基づいて、もしくは前記過給機の総合効率が所定効率以上となるように、調節手段を調節して制御したことを特徴とする船舶の噴出気体供給方法。
- 前記主機関の熱負荷に関連した物理量としてさらに排気温度を用い、また前記過給機特性は過給機効率に基づいた、もしくは前記所定効率以上のもと前記加圧気体の圧力としての掃気圧が所定圧力以上に前記排気の排気温度が所定温度以下となるように制御した、ことを特徴とする請求項1記載の船舶の噴出気体供給方法。
- 前記加圧気体の取り出しを補助送気手段により補助したことを特徴とする請求項1もしくは2記載の船舶の噴出気体供給方法。
- 船舶の推進動力を得る主機関と、この主機関の排気により駆動され前記主機関に加圧気体を送気する過給機と、この過給機から前記主機関に至る経路から給気及び/もしくは掃気を取り出す給気バイパス及び/もしくは掃気バイパスと、この給気バイパス及び/もしくは掃気バイパスを通る給気バイパス量及び/もしくは掃気バイパス量を調節する給気バイパス量調節手段及び/もしくは掃気バイパス量調節手段と、前記給気バイパス及び/もしくは掃気バイパスから配管経路を介して設けた喫水線以下の船体近傍に気体を噴出する気体噴出口と、前記給気及び/もしくは掃気のバイパスして取り出す取り出し量を、前記主機関の熱負荷に関連した掃気圧を含む物理量と過給機特性とから設定し前記配管経路を通る前記給気バイパス及び/もしくは掃気バイパスの検出したバイパス流量に基づいて、もしくは前記過給機の総合効率が所定効率以上となるように、前記給気バイパス量調節手段及び/もしくは掃気バイパス量調節手段を調節して制御する制御装置とを備えたことを特徴とする船舶の噴出気体制御装置。
- 前記主機関の熱負荷に関連した物理量としてさらに排気温度を用い、また前記過給機特性は過給機効率に基づいた、もしくは前記所定効率以上のもと前記掃気の掃気圧が所定圧力以上に前記排気の排気温度が所定温度以下となるように制御したことを特徴とする請求項4記載の船舶の噴出気体制御装置。
- 前記給気及び/もしくは掃気の取り出しを補助送気手段により補助したことを特徴とする請求項4もしくは5記載の船舶の噴出気体制御装置。
- 船舶の推進動力を得る主機関と、この主機関の排気により駆動され前記主機関に加圧気体を送気する過給機と、前記主機関から排出される排気を前記主機関と前記過給機との間から取り出す排気バイパスと、この排気バイパスに設けた送気手段と、排気バイパス量を調節する排気バイパス量調節手段と、前記送気手段から配管経路を介して設けた喫水線以下の船体近傍に気体を噴出する気体噴出口と、前記排気バイパス量を前記主機関の熱負荷に関連した掃気圧を含む物理量と過給機特性とから設定し、検出した排気バイパス流量に基づいて、もしくは前記排気バイパス量を前記過給機の総合効率が所定効率以上となるように、前記排気バイパス量調節手段を調節して制御する制御装置とを備えたことを特徴とする船舶の噴出気体制御装置。
- 前記主機関の熱負荷に関連した物理量としてさらに排気温度を用い、また前記過給機特性は過給機効率に基づいた、もしくは前記所定効率以上のもと前記加圧気体の圧力としての掃気圧が所定圧力以上に前記排気の排気温度が所定温度以下となるように制御した、ことを特徴とする請求項7記載の船舶の噴出気体制御装置。
- 前記送気手段は、タービンとこのタービンにより駆動される発電機と、この発電機の電力で駆動されるブロワーとを備えて構成されることを特徴とする請求項7もしくは8記載の船舶の噴出気体制御装置。
- 前記送気手段は、タービンとこのタービンにより駆動されるブロワーとしたことを特徴とする請求項7もしくは8記載の船舶の噴出気体制御装置。
- 前記配管経路を一旦喫水線以上に上げてから前記気体噴出口と接続したことを特徴とする請求項4乃至10のうち1項記載の船舶の噴出気体制御装置。
- 前記気体噴出口を複数個対称に設け、前記配管経路もこれに対応して複数個としたことを特徴とする請求項4乃至11のうち1項記載の船舶の噴出気体制御装置。
- 船舶の推進動力を得る主機関と、この主機関の排気により駆動され前記主機関に加圧気体を送気する過給機と、この過給機と前記主機関の間から加圧気体の一部をバイパスして取り出す加圧気体量調節手段と、取り出した加圧気体を配管経路を介して喫水線以下の船体近傍に噴出する気体噴出口と、前記加圧気体の圧力と前記船舶の喫水に応じて前記加圧気体の前記気体噴出口への供給の開始/停止を前記加圧気体量調節手段を調節して制御する制御装置を備え、この制御装置は、バイパスして取り出す前記加圧気体の取り出し量を、前記主機関の熱負荷に関連した前記加圧気体の圧力を含む物理量と過給機特性とから設定し前記配管経路を通る前記加圧気体の検出したバイパス流量に基づいて、もしくは前記過給機の総合効率が所定効率以上となるように、前記加圧気体量調節手段を調節して制御したことを特徴とする船舶の噴出気体制御装置。
- 前記主機関の熱負荷に関連した物理量としてさらに排気温度を用い、また前記過給機特性は過給機効率に基づいた、もしくは前記加圧気体の圧力としての掃気圧が所定圧力以上に前記排気の排気温度が所定温度以下となるように制御した、ことを特徴とする請求項13記載の船舶の噴出気体制御装置。
- 前記制御装置は、前記加圧気体の供給停止中に前記加圧気体量調節手段にて前記配管経路を遮断したことを特徴とする請求項13もしくは14記載の船舶の噴出気体制御装置。
- 前記給気及び/もしくは掃気の取り出しを補助送気手段により補助したことを特徴とする請求項13乃至15のうち1項記載の船舶の噴出気体制御装置。
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