JP5737662B2 - Ship jet gas supply method and jet gas control device - Google Patents
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Description
本発明は、たとえば船舶の噴出気体供給方法及び噴出気体制御装置に係り、特に過給機の余剰ガスや排気ガスを利用して船体近傍に気泡を発生させ摩擦抵抗の低減を図る噴出気体供給方法及び噴出気体制御装置に関する。 The present invention relates to, for example, an ejection gas supply method and an ejection gas control device for a ship, and more particularly, an ejection gas supply method for generating bubbles in the vicinity of a hull using surplus gas and exhaust gas of a supercharger to reduce frictional resistance. And an ejection gas control device.
省エネルギー技術の一つとして、気泡を船体近傍に発生させることによって船舶の抵抗低減を図るという技術的思想が比較的近年になって出現した。かかる気泡はブロアーなどの送気装置(機構)を船舶に搭載し、これを別途の動力によって駆動させるというものである。この場合には、ブロアー等の駆動に要するエネルギーが抵抗低減により得られるエネルギー削減値以下でなければ経済的な意義はない。さらに、かかる送気装置の構築、敷設に莫大な初期費用がかからないことが前提条件として必要である。 As one of energy-saving technologies, the technical idea of reducing ship resistance by generating bubbles in the vicinity of the hull has appeared in recent years. Such air bubbles are such that an air supply device (mechanism) such as a blower is mounted on a ship and is driven by separate power. In this case, there is no economic significance unless the energy required for driving the blower or the like is less than or equal to the energy reduction value obtained by resistance reduction. Furthermore, it is necessary as a precondition that the construction and laying of such an air supply device do not require enormous initial costs.
一方、大型船舶の主機関である舶用ディーゼル機関は、燃料燃焼用の空気を圧縮して供給する過給機を備えているところ、近年大出力化と同時に高効率化が図れているが、これは過給機の効率が高くなったことによるところが大きい。 On the other hand, marine diesel engines, which are the main engines of large vessels, are equipped with a turbocharger that compresses and supplies fuel combustion air. Is largely due to the increased efficiency of the turbocharger.
ところが、最近、過給機の効率は更に高くなり、エンジンが必要とする効率以上の効率を出すものが出てきた。このことは、エンジンに必要な空気あるいは燃料で燃焼した排気ガスが必要以上に多いことを意味する。 Recently, however, the efficiency of turbochargers has become even higher, and some have become more efficient than the engine requires. This means that the exhaust gas burned with air or fuel required for the engine is more than necessary.
この余剰の排気ガスを利用して排気パワータービンを駆動し発電機を廻す省エネルギー技術が一般に普及してきた(例:ターボコンパウンドシステム)。上記の気泡の発生源としてこの余剰の排気ガスを利用するという考え方も出てきた。 Energy-saving technologies that use this surplus exhaust gas to drive an exhaust power turbine and turn a generator have become popular (eg, turbo compound systems). The idea of using this surplus exhaust gas as a generation source of the bubbles has also come out.
たとえば、下記特許文献1乃至4に記述されるような、過給機からの排ガスを利用して気泡を発生させる思想が開示されてきた。
For example, the idea of generating bubbles using exhaust gas from a supercharger as described in
特許文献1は、燃料調節手段と抽気量調節手段を調節し燃料を低減しつつ排出ガスを過給機から取り出して水中に噴出し摩擦抵抗を低減させる技術的思想を開示している。しかし、特許文献1に開示される思想では、所定の船速に対して主機への燃料の供給量が少なくなるように取り出し量を制御しているのみで、必ずしも最適な制御が実現されているわけではない。
特許文献2は、主機への機体を圧縮する過給機の低圧箇所に抽出口を設け、抽気した気体を水中に放出するという技術的思想を開示している。しかし、特許文献2に開示される思想では、流量調整用バルブへの言及はあるものの、具体的な制御方法は開示されていないため、主機の運転に悪影響を及ぼす虞があった。
特許文献3は、主機に設けられた過給機の加圧空気ラインに分岐ラインを設け、この分岐ラインより船体に泡を吐出させるという技術的思想を開示しているが、やはり具体的な制御方法は開示されていなく、主機の運転に悪影響を及ぼす虞があった。
特許文献4は、主機から排気ガスを分岐し、分岐ラインにタービンを設け、このタービンでブロワを駆動し船体より泡を吐出させるという技術的思想を開示しているが、具体的な制御方法は開示されていなく、主機の運転に悪影響を及ぼす虞があった。
上述したように、主機からの排気ガスを直接あるいは間接的に利用したり、過給機から空気を取り出してこれを船舶の抵抗低減に用いるという思想は、上記特許文献等を初め、種々開示されている。しかし、これらのいずれも、実際上の使用について種々問題点を孕むものであり、或いは実用上発生する問題点をなおざりにしているものである。 As described above, the idea of using exhaust gas from a main engine directly or indirectly, or taking out air from a supercharger and using it for reducing the resistance of a ship is disclosed in various ways including the above-mentioned patent documents. ing. However, all of these problems have various problems in practical use, or leave behind problems that occur in practice.
たとえば、過給機タービンを通過するガスは、主機にとって性能、信頼性を保証する重要なガスであり、その量は適正に確保されねばならない。単に燃料コストを最小化するような制御では、主機に悪影響を及ぼすことなく、また高く維持するためには不十分である。主機への過給機からの空気の供給にしても、主機からの排気にしても、主機の運転状態に応じて適正な条件に制御される必要があり、過給機からの空気の取り出しや主機以降からの排気の取り出しに当たっては、厳密管理された条件下でコントロールされねばならない。 For example, the gas passing through the turbocharger turbine is an important gas that guarantees performance and reliability for the main engine, and the amount thereof must be ensured appropriately. Controls that simply minimize fuel costs are not sufficient to maintain high, without adversely affecting the main engine. Regardless of whether air is supplied to the main engine from the supercharger or exhausted from the main engine, it must be controlled under appropriate conditions according to the operating state of the main engine. The exhaust from the main engine and beyond must be controlled under strictly controlled conditions.
過給機周辺から取り出され得るガスには、過給機の圧縮機以降で冷却器前から取り出し可能な「給気」や冷却器から主機の間から取り出し可能な「掃気」、また主機以降で過給機のタービン間から取り出し可能な「排気」がある。これらを取り出すことにより、主機に供給される空気の圧力、流量、温度等が異なってくることになり、適正な条件下で主機が運転できるか、許容された条件下で主機が運転出来るかが課題となる。次に、取り出した給気、掃気、排気が適正な船舶の摩擦抵抗低減に繋がる条件になっているかが課題となる。これらは総て、温度、流量、圧力が異なる上、取り出すべき箇所が異なるから、複数を組み合わせて利用する場合、取り出しの混合の最適値をいかにして求めるかが問題となる。さらに、排気ガスの場合には、排気が直接、海を汚染するかもしれないという環境問題が想定され、使えない海域があると想定される。この排気ガスが使えない海域では、給気ガスか掃気ガスを用いることになる。また、船舶の喫水状態や、運転状況によっては、バイパス配管から気体の吐出ができない状況も発生し得るし、運転停止時に海水が浸入してエンジンを損傷させることのないように設計されねばならない。 The gas that can be taken out from the vicinity of the turbocharger includes “supply air” that can be taken out from the front of the cooler after the compressor of the supercharger, “scavenging” that can be taken out from between the cooler and the main unit, and after the main unit. There is “exhaust” that can be removed from between the turbocharger turbines. By taking them out, the pressure, flow rate, temperature, etc. of the air supplied to the main engine will be different, and whether the main engine can operate under appropriate conditions or whether the main engine can operate under allowable conditions. It becomes a problem. Next, it becomes a problem whether the extracted air supply, scavenging, and exhausting are the conditions that lead to an appropriate reduction in frictional resistance of the ship. Since all of these are different in temperature, flow rate, and pressure, and the portions to be taken out are different, when using a plurality of them in combination, there is a problem of how to obtain the optimum value of the mixing for taking out. Furthermore, in the case of exhaust gas, an environmental problem that exhaust may directly pollute the sea is assumed, and it is assumed that there is an unusable sea area. In the sea area where exhaust gas cannot be used, supply gas or scavenging gas is used. Further, depending on the draft state of the ship and the operating conditions, there may occur a situation where gas cannot be discharged from the bypass pipe, and the engine must be designed so that seawater does not enter and damage the engine when the operation is stopped.
つまり、過給機からのバイパスガスを実際に利用して船舶の摩擦抵抗の低減を図り、省エネルギーを実現するには、制御上、機能上、安全上、或いは省エネルギー設計上、いろいろと問題点が存在する。しかし、上記の特許各文献を含めて、単に省エネルギーのために余剰ガスを取り出して噴出するのみ、或いは燃料を最小化するように制御するのみでは、上記の問題を現実的に解決して安全上、運営上良好な状態とするものではない。換言すれば、上記特許文献ではこれらに対して、具体的な解決策を与えるものではなかった。 In other words, in order to reduce the frictional resistance of the ship by actually using the bypass gas from the turbocharger and realize energy saving, there are various problems in terms of control, function, safety, and energy saving design. Exists. However, including the above-mentioned patent documents, simply taking out and ejecting surplus gas for energy saving, or simply controlling to minimize the fuel, solves the above problem practically for safety reasons. It is not intended to be in good operating condition. In other words, the above-mentioned patent document does not give a specific solution to these.
本願は、こうした従来技術上の問題点を解決するもので、過給機の余剰ガスを利用して気泡を発生させるにあたって、主機の運転に悪影響を与えることなく高効率を維持しつつ、状況に応じ適切に取り出しを制御し、安全化や省エネルギー化を図った船舶の噴出気体供給方法及び噴出気体制御装置を提供することを課題とする。 This application solves such problems in the prior art, and in generating bubbles using surplus gas of the supercharger, while maintaining high efficiency without adversely affecting the operation of the main engine, Accordingly, it is an object of the present invention to provide a jet gas supply method and a jet gas control device for a ship that appropriately control the take-out and achieve safety and energy saving.
かかる課題を達成するために、本願に係る船舶の噴出気体供給方法は、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との間から前記加圧気体の一部をバイパスして取り出し、この取り出した前記加圧気体の一部を喫水線以下の船体近傍に噴出するとともに、前記加圧気体の一部のバイパスして取り出すバイパス流量の設定値を、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演算し、前記加圧気体の流量検出手段で検出されるバイパス流量が演算した前記バイパス流量の前記設定値となるように、流量調節手段を調節して制御したことを特徴とする(請求項1)。 In order to achieve such a problem, a method for supplying a jet gas of a ship according to the present application includes a main engine that obtains propulsion power of a ship, and a supercharge that is driven by the exhaust of the main engine and supplies pressurized gas to the main engine. in jetting the gas supply method of the ship and a machine, taken out by bypassing a portion of the pressurized gas from between the main engine and the turbocharger, the extracted part of the pressurized gas waterline below while jetting the hull near the physical quantity and turbocharger including a pressure of the settings of the bypass flow amount is taken out by a portion of bypass pressurized gas, said pressurized gas associated with the heat load of the main engine calculated from the characteristic, the so bypass flow rate detected by the pressurized gas of the flow rate detecting means is the set value of the bypass flow rate calculated, characterized by being controlled by adjusting the flow rate control means ( Claim 1).
「主機関の熱負荷に関連した物理量」とは、主機の熱負荷に関連して測定・検出される物性値であり、具体的には、掃気圧と排気温度(或いは排気管の温度もしくはこれらと同視し得るかこれらと一意的対応関係を有する周囲温度)、流量、過給機回転数(周速)等を採用することができる。また、過給機特性としては、過給機効率、過給機とエンジンとのマッチング(適合性)度合い等の性質・特性値を採用することができる。過給機効率の求め方としては、後述の所定式によるものを利用でき、物理量の取得には、それぞれの物性値を検出できるセンサを採用できる。 The “physical quantity related to the heat load of the main engine” is a physical property value measured and detected in relation to the heat load of the main engine. Specifically, the scavenging air pressure and the exhaust temperature (or the temperature of the exhaust pipe or these Or ambient temperature having a unique correspondence with these), flow rate, turbocharger rotation speed (circumferential speed), and the like. Further, as the supercharger characteristics, properties / characteristic values such as supercharger efficiency and the degree of matching (compatibility) between the supercharger and the engine can be adopted. As a method of obtaining the supercharger efficiency, a method based on a predetermined formula described later can be used, and a sensor capable of detecting each physical property value can be employed for obtaining the physical quantity.
こうした構成を備えることにより、過給機からの余剰ガスのうち、加圧気体及び/もしくは排気の一部を気泡として再利用して船体外部の抵抗を減少させることで、気泡発生のためのエネルギーを別途発生させる必要なく抵抗低減を図り、それによるエネルギー消費の低減を図ることができる。さらにこの際に、加圧気体及び/もしくは排気の取り出し量を主機関の熱負荷に関連した物理量と過給機特性とに基づいて制御するために、船速の変化等を経時的に反映させた制御が達成される。すなわち、船速、エンジンの回転数の増減から生じる抵抗力低減を経時的に最適化することができ、自機余剰ガスの再利用により発生される気泡利用による船舶抵抗低減効果を利用してのエネルギー消費効率を最適化することができる。 By providing such a configuration, energy for generating bubbles can be reduced by reducing the resistance outside the hull by reusing part of the pressurized gas and / or exhaust as excess bubbles from the surplus gas from the turbocharger. It is possible to reduce the resistance without the need to separately generate energy, thereby reducing energy consumption. Further, at this time, in order to control the extraction amount of the pressurized gas and / or the exhaust gas based on the physical quantity related to the heat load of the main engine and the supercharger characteristics, changes in ship speed and the like are reflected over time. Control is achieved. In other words, it is possible to optimize the resistance reduction resulting from increase / decrease in ship speed and engine speed over time, and use the ship resistance reduction effect by utilizing bubbles generated by reuse of surplus gas. Energy consumption efficiency can be optimized.
また、上記或いは以下の構成において、前記過給機特性は、前記過給機の総合効率が所定効率以上となる特性であるとしてもよい(請求項2)。また、前記加圧気体の取り出しを補助送気手段により補助するようにしてもよい(請求項3)。 Further, in the above configuration or below, the turbocharger characteristics, the overall efficiency of the turbocharger may be assumed to be characteristic of a predetermined efficiency or more (claim 2). Further, the extraction of the pressurized gas may be assisted by auxiliary air supply means (claim 3).
こうすることで、物理量として掃気圧と排気温度を、過給機特性として過給機効率を、それぞれ採用する構成をとるが、これにより、主機の運転状態に応じた過給機からの適切な気体の取り出しが出来る。これらの物理量は経時的に測定・検出できる値であり、過給機効率は一意的に求まる値であるため、経時的に変化する状況の各々に最適値を設定でき、この設定値を用いることで、主機の適切な運転状態を維持し、気泡利用による船舶抵抗低減効果を利用してのエネルギー消費効率の最大化を確実かつシステム的に実現することができる。 By doing so, scavenging pressure and exhaust temperature are adopted as physical quantities, and supercharger efficiency is adopted as supercharger characteristics, respectively. The gas can be taken out. These physical quantity is a value which can be measured over time and detection, because the turbocharger efficiency is a value obtained in uniquely manner, can set the optimum value in each of the time-varying conditions, using the set value As a result, it is possible to reliably and systematically maximize the energy consumption efficiency by maintaining an appropriate operating state of the main engine and utilizing the ship resistance reduction effect by using bubbles.
さらに、本願に係る船舶の噴出気体制御装置は、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前記加圧気体である給気及び/もしくは掃気の一部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流量及び/もしくは掃気バイパス流量を調節する給気バイパス流量調節手段及び/もしくは掃気バイパス流量調節手段と、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前記加圧気体の一部を噴出する気体噴出口と、前記給気バイパス流量及び/もしくは掃気バイパス流量を検出する流量検出手段と、前記給気バイパス流量及び/もしくは掃気バイパス流量の設定値を、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演算し、前記流量検出手段で検出される前記給気バイパス流量及び/もしくは掃気バイパス流量が演算した前記給気バイパス流量及び/もしくは掃気バイパス流量の前記設定値となるように、前記給気バイパス流量調節手段及び/もしくは掃気バイパス流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(請求項4)。 Further, a ship jet gas control device according to the present application includes a main engine that obtains propulsion power of a ship, a supercharger that is driven by exhaust of the main engine and supplies pressurized gas to the main engine, and the supercharger. A supply air bypass and / or a scavenging bypass for extracting a part of the supply air and / or scavenging as the pressurized gas from a path from the machine to the main engine, and an air supply bypass passing through the supply air bypass and / or the scavenging bypass and air supply bypass flow amount adjusting means and / or scavenging bypass flow amount adjusting means for adjusting the flow amount and / or scavenging bypass flow amount, the supply of gas-bypass and / or through a pipe path from the scavenging bypass provided waterline following a gas outlet for ejecting a portion of the pressurized gas in the hull near the flow rate detecting means for detecting the air supply bypass flow rate and / or the scavenging bypass flow rate, the air supply Bypass flow rate and / or the setting value of the scavenging bypass flow rate, calculated from the physical quantity and the turbocharger characteristics including scavenging air pressure associated with the heat load of the main engine, the air supply bypass flow rate detected by the flow rate detecting means and / or as the scavenging bypass flow rate becomes the set value of the air supply bypass flow rate and / or the scavenging bypass flow rate computed, by adjusting the air supply bypass flow amount adjusting means and / or scavenging bypass flow amount adjusting means And a control device for controlling (claim 4).
「給気バイパス」「掃気バイパス」とは、過給機中で圧縮処理されたガスあるいはこれらガスを取り出す経路で、それぞれ、冷却器(以下、「インタークーラー」とも称する。)に供給される前のガス、インタークーラーで中間冷却された後のガス、及びこれらのガスを通気する管を含む概念である。 “Supply air bypass” and “scavenging bypass” are gas compressed in the supercharger or a path for taking out these gases, respectively, before being supplied to a cooler (hereinafter also referred to as “intercooler”). It is a concept including a gas, a gas after being intercooled by an intercooler, and a pipe through which these gases are vented.
「給気バイパス量調節手段」「掃気バイパス量調節手段」とは、それぞれ給気バイパスガス量、掃気バイパスガス量が後述する制御装置によって制御される機能を持った装置であり、たとえば、当該制御装置と連結された調整弁等によって実現される。 “Supply air bypass amount adjusting means” and “scavenging bypass amount adjusting means” are devices having a function of controlling the air supply bypass gas amount and the scavenging bypass gas amount by a control device to be described later. This is realized by a regulating valve or the like connected to the device.
「気体噴出口」とは、バイパスされて取り出され、もしくは生成された気泡を水中に向けて噴射する機構を有する装置をいう。 The “gas ejection port” refers to an apparatus having a mechanism for ejecting bubbles that are taken out by bypass or generated into water.
「制御装置」とは、本願に係る制御思想に基づき、一定量の変数(本願では、たとえば、主機関の熱負荷に関連した物理量、掃気圧、排気温度、過給機特性、過給機効率、加圧気体の圧力、排気の圧力、船舶の喫水等)を元にして出力の数値・動作(本願では、たとえば各種バイパスガスの量、加圧気体の気体噴出口への供給の開始/停止の動作、排気の気体噴出口への供給の開始/停止の動作等)を経時的に変動せしむる機能を有する機械、装置、器具、プログラム、プログラムを搭載した記録媒体もしくはコンピュータ等によって実現される。 “Control device” refers to a certain amount of variable (in this application, for example, a physical quantity related to the heat load of the main engine, scavenging air pressure, exhaust temperature, supercharger characteristics, supercharger efficiency, based on the control concept of the present application. Output pressure value / operation based on pressure of pressurized gas, pressure of exhaust gas, draft of ship, etc. (in this application, for example, amount of various bypass gases, start / stop of supply of pressurized gas to gas outlet) And the operation of starting / stopping the supply of exhaust gas to the gas outlet) are realized by a machine, device, instrument, program, recording medium or computer mounted with the program, etc. The
かかる構成を備えることで、過給機からの給気及び/もしくは掃気をバイパスさせて気泡として再利用して船体外部の抵抗を減少させるので、バブル発生のためのエネルギーを別途発生させる必要なく抵抗低減を図り、それによるエネルギー消費の低減を図ることができる。さらにここにおいて、主機関の熱負荷に関連した物理量と過給機特性とに基づいて給気バイパス量及び/もしくは掃気バイパス量を制御する制御装置を備えることから、主機関の負荷に応じた、例えば船速の変化等を経時的に反映させた最適値が得られる。これにより主機関の回転数の増減から生じる空気の供給状態を適切に維持しつつ抵抗力低減を経時的に最適化することができ、過給機の余剰ガスの再利用により発生される気泡利用による船舶抵抗低減効果を利用してのエネルギー消費効率を最適化する装置が達成される。 By providing such a configuration, air supply and / or scavenging from the turbocharger is bypassed and reused as bubbles to reduce the resistance outside the hull, so that there is no need to separately generate energy for generating bubbles. Reduction can be achieved, thereby reducing energy consumption. Further, since a control device for controlling the supply air bypass amount and / or the scavenging bypass amount based on the physical quantity related to the heat load of the main engine and the supercharger characteristics is provided, according to the load of the main engine, For example, an optimum value reflecting a change in ship speed over time can be obtained. This makes it possible to optimize the reduction of resistance over time while maintaining the air supply state that results from the increase or decrease in the rotation speed of the main engine, and to use bubbles generated by reusing excess gas from the turbocharger. An apparatus for optimizing the energy consumption efficiency by utilizing the ship resistance reduction effect by the above is achieved.
また、上記構成において、前記過給機特性は、前記過給機の総合効率が所定効率以上となる特性であるとしてもよい(請求項5)。さらに、上記構成において、給気及び/もしくは掃気は、加熱して前記気体噴出口に供給するような構成を備えても良い(請求項6)。給気もしくは掃気を、例えば排ガスによって加熱することによって、水の粘性抵抗を減らし、これにより、船舶の抵抗低減効果を更に高め、一層の抵抗低減を増進させることができる。ここで、加熱する手段としては、過給機の排気を利用して加熱を駆動させるものでもよいし、或いは別のエネルギー源を用いて加熱させるものでもよい。 In the above structure, the turbocharger characteristics, the overall efficiency of the turbocharger may be assumed to be characteristic of a predetermined efficiency or more (claim 5). Furthermore, in the above configuration, the supply air and / or the scavenging may be configured to be heated and supplied to the gas outlet (claim 6). By heating the supply air or scavenging gas with, for example, exhaust gas, the viscosity resistance of water can be reduced, thereby further improving the resistance reduction effect of the ship and further promoting the resistance reduction. Here, as a means for heating, the heating may be driven using the exhaust of the supercharger, or the heating may be performed using another energy source.
さらに、本願に係る船舶の噴出気体制御装置は、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前記排気の一部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、排気バイパス流量を調節する排気バイパス流量調節手段と、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、前記排気バイパス流量を検出する流量検出手段と、前記排気バイパス流量の設定値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演算し、前記排気の前記流量検出手段で検出される前記排気バイパス流量が演算した前記排気バイパス流量の前記設定値となるように、前記排気バイパス流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(請求項7)。ここで、前記過給機特性は、前記過給機の総合効率が所定効率以上となる特性であるとしてもよい(請求項8)。 Further, a jet gas control apparatus for a ship according to the present application includes a main engine that obtains propulsion power of the ship, a supercharger that is driven by exhaust of the main engine and supplies pressurized gas to the main engine, and the main engine an exhaust bypass for taking out a part of the exhaust gas discharged from between the turbocharger and the main engine from the air supply means provided in the exhaust bypass, the exhaust bypass flow amount adjustment to adjust the exhaust bypass flow amount means and a gas outlet for ejecting a gas below the hull near the waterline provided via a pipe path from said air supply means, a flow rate detecting means for detecting the exhaust bypass flow, the exhaust bypass flow amount set value It was calculated from the physical quantity and the turbocharger characteristics including scavenging air pressure associated with the heat load of the main engine, the said setting of said exhaust bypass flow rate is the exhaust bypass flow rate calculated to be detected by the flow rate detecting unit of the exhaust value So as to, characterized in that a control device for adjusting to control the exhaust bypass flow amount adjusting means (claim 7). Here, the turbocharger characteristics, the overall efficiency of the turbocharger may be assumed to be characteristic of a predetermined efficiency or more (claim 8).
「排気バイパス」とは、エンジンで燃焼された結果生成された排気ガスあるいはこの排気ガスを取り出す経路で、このガスを通気する管を含む概念である。 The “exhaust bypass” is a concept including an exhaust gas generated as a result of combustion in an engine or a path for taking out the exhaust gas and including a pipe through which the gas is vented.
「排気バイパス量調節手段」とは、排気バイパスガス量が後述する制御装置によって制御される機能を持った装置であり、たとえば、当該制御装置と連結された調整弁等によって実現される。 The “exhaust bypass amount adjusting means” is a device having a function of controlling the exhaust bypass gas amount by a control device which will be described later, and is realized by, for example, an adjustment valve connected to the control device.
かかる構成を備えることから、過給機からの排ガスをバイパスさせて気泡として再利用して船体外部の抵抗を減少させ、気泡発生のためのエネルギーを別途発生させる必要なく抵抗低減を図り、それによるエネルギー消費の低減を図ることができる。また、この場合に、主機関の熱負荷に関連した物理量と過給機特性とに基づいて排気バイパス量を制御する制御装置を備えることから、主機関の負荷に応じた、例えば船速の変化等を経時的に反映させたエネルギー効率の最適値が選択されることが装置として担保される。これにより主機関の回転数の増減から生じる排気の排出状態を適切に維持しつつ抵抗力低減の効果を経時的に反映させることができ、過給機余剰ガスの再利用により発生される気泡利用による船舶抵抗低減効果を利用してのエネルギー消費効率を計算・制御にもとづき最大化する装置を実現することができる。 With this configuration, the exhaust gas from the turbocharger is bypassed and reused as bubbles to reduce the resistance outside the hull, thereby reducing resistance without the need to separately generate energy for generating bubbles, thereby Energy consumption can be reduced. Further, in this case, since a control device for controlling the exhaust bypass amount based on the physical quantity related to the heat load of the main engine and the supercharger characteristics is provided, for example, a change in ship speed according to the load of the main engine It is ensured as an apparatus that the optimum value of energy efficiency reflecting the above etc. over time is selected. This makes it possible to reflect the effect of reducing the resistance force over time while maintaining the exhaust emission state resulting from the increase / decrease in the number of revolutions of the main engine, and to use bubbles generated by reusing supercharger surplus gas. It is possible to realize a device that maximizes the energy consumption efficiency based on the calculation and control by using the ship resistance reduction effect by.
また、本願に係る船舶の噴出気体制御装置は、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、排気バイパス流量を調節する排気バイパス流量調節手段と、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、前記排気バイパス流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前記排気バイパス流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。 Further, a jet gas control apparatus for a ship according to the present application includes a main engine that obtains propulsion power of a ship, a supercharger that is driven by exhaust of the main engine and supplies pressurized gas to the main engine, and the main engine. An exhaust bypass for extracting exhaust discharged from between the main engine and the supercharger, an air supply means provided in the exhaust bypass, an exhaust bypass flow rate adjusting means for adjusting an exhaust bypass flow rate, and the air supply A gas outlet for jetting gas to the vicinity of the hull below the draft line provided from the means, a physical quantity including a scavenging pressure related to the heat load of the main engine, and supercharger characteristics And a control device for adjusting and controlling the exhaust bypass flow rate adjusting means based on the set and detected exhaust bypass flow rate.
ここで、送気手段とは、気体を発生させる機能を持つものをいい、ブロア(送気装置)、ブロアを駆動するための発電系、ブロアを(高圧)気体によって直接動かす機械的機構を含む。 Here, the air supply means is a device having a function of generating gas, and includes a blower (air supply device), a power generation system for driving the blower, and a mechanical mechanism for directly moving the blower with (high pressure) gas. .
かかる構成を備えることで、過給機からの排ガスをバイパスさせて排気バイパスとし、この排気バイパスによって送気手段が駆動されることにより、この送気手段から発生される気泡を発生させてこの気泡によって船舶の抵抗を低減する。このとき、この排気バイパス量を主機関の熱負荷に関連した物理量と過給機特性とに基づいて制御する制御装置を備えることから、主機関の負荷に応じた、例えば船速の変化等を経時的に反映した排気バイパス量が選択される。これにより、送気手段からの気泡発生もその都度最適な値を選択することができるから、エネルギー効率の最適化が装置として担保される。これにより主機関の回転数の増減から生じる排気の排出状態を適切に維持しつつ抵抗力低減の効果を経時的に反映させることができ、自機余剰ガスの再利用により発生される気泡利用による船舶抵抗低減が得られ、これを利用してのエネルギー消費効率を計算・制御にもとづき装置として最適化することができる。 By providing such a configuration, the exhaust gas from the supercharger is bypassed to form an exhaust bypass, and the air supply means is driven by the exhaust bypass to generate bubbles generated from the air supply means. By reducing ship resistance. At this time, since a control device for controlling the exhaust bypass amount based on the physical quantity related to the heat load of the main engine and the supercharger characteristics is provided, for example, a change in ship speed, etc. according to the load of the main engine The exhaust gas bypass amount reflected over time is selected. Thereby, since it is possible to select an optimum value for the generation of bubbles from the air supply means each time, optimization of energy efficiency is ensured as a device. As a result, the effect of reducing the resistance force can be reflected over time while properly maintaining the exhaust emission state resulting from the increase / decrease in the rotation speed of the main engine. Ship resistance can be reduced, and energy consumption efficiency using this can be optimized as a device based on calculation and control.
さらにこのとき、上記の構成において、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することもできる(請求項9)。 Further, at this time, in the above configuration, the air supply means may be configured to include a turbine, a generator driven by the turbine, and a blower driven by the power of the generator (claim 9). .
かかる構成を備えることで、過給機からの排気バイパスによって送気手段中の発電機が駆動され、この発電機の電力でブロアーが駆動されて、かかるブロアーから発生される気泡を発生させてこの気泡によって船舶の抵抗を低減するので、エネルギー効率を高めることができる。さらにこのとき、この排気バイパス量が、制御装置により、物理量と過給機特性とに基づいて制御されることから、主機関の負荷に応じた、例えば船速の変化等を経時的に反映させた最適な排気バイパス量が選択され、気泡発生量ひいては抵抗低減量が計算によって、及び現実値を反映した最適値が選択されることが、装置的に担保される。 By providing such a configuration, the generator in the air supply means is driven by the exhaust bypass from the supercharger, and the blower is driven by the electric power of the generator to generate bubbles generated from the blower. Since the resistance of the ship is reduced by the bubbles, the energy efficiency can be increased. Further, at this time, since the exhaust bypass amount is controlled by the control device based on the physical quantity and the turbocharger characteristic, for example, a change in ship speed or the like corresponding to the load of the main engine is reflected over time. In addition, it is possible to guarantee that the optimum exhaust bypass amount is selected, the bubble generation amount and the resistance reduction amount are calculated, and the optimum value reflecting the actual value is selected.
さらに、上記の構成において、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するような構成としてもよい(請求項10)。 Further, in the above configuration, the air supply means may be a turbine and a blower driven by the turbine (claim 10).
かかる構成を備えることで、過給機からの排気バイパスによって送気手段中のタービンが駆動され、このタービンの駆動によって(たとえば同軸とした)ブロアーが駆動されて、かかるブロアーから発生される気泡を発生させてこの気泡によって船舶の抵抗を低減するので、エネルギー効率を高めることができる。特に、発電機構を介さずに直接ブロアーをバイパスガスによって駆動するので、効率は一層高まるものと期待される。このとき、この排気バイパス量が、制御装置により、物理量と過給機特性とに基づいて制御されることから、主機関の負荷に応じた、例えば船速の変化等を経時的に反映させた最適な排気バイパス量が選択され、気泡発生量ひいては抵抗低減量が計算によって、及び現実値を反映した最適値が選択されることが、装置的に担保される。 By providing such a configuration, the turbine in the air supply means is driven by the exhaust bypass from the supercharger, and the blower (for example, coaxial) is driven by the driving of the turbine, so that bubbles generated from the blower are removed. Since it is generated and the resistance of the ship is reduced by the bubbles, energy efficiency can be increased. In particular, since the blower is directly driven by the bypass gas without using the power generation mechanism, the efficiency is expected to be further increased. At this time, since the exhaust bypass amount is controlled by the control device based on the physical quantity and the supercharger characteristics, for example, a change in ship speed or the like according to the load of the main engine is reflected over time. An optimal exhaust bypass amount is selected, and it is ensured in terms of apparatus that the bubble generation amount and thus the resistance reduction amount are calculated and the optimum value reflecting the actual value is selected.
さらに、上記の各形態において、配管経路を一旦喫水線以上に上げてから気体噴出口と接続するような構成とすることもできる。こうすることで、一旦喫水線以上の高さを配管経路が経由することにより、喫水線以下に設けられる気体噴出口からの海水の逆流入を防止することができ、主機の安全をさらに増進させることができる(請求項11)。 Furthermore, in each said form, it can also be set as the structure which connects with a gas jet nozzle, after once raising a piping path beyond a water line. By doing so, once the piping path passes through the height above the waterline, it is possible to prevent reverse flow of seawater from the gas outlet provided below the waterline, and further improve the safety of the main engine. (Claim 11).
またさらに、上記の各形態において、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するような構成とすることもできる(請求項12)。こうすることで、配管経路(系統)が複数設けられ、これに付随させた気体噴出口が対称形に複数設けられることにより、各系統ごとに気体の圧力を適合的に変動せしめれば、船舶の横揺れ状態(ローリング)の場合でも、浅い箇所の噴出口からと深い位置の噴出口からのバブル噴出を略均等とすることができ、これにより、ローリング等の際でも、通常時と変わらぬ気泡の噴出に基づく抵抗低減、かかる抵抗低減の際の送気及び/もしくは排気をバイパスさせての利用、かかるバイパス利用の際の物理量と過給機特性とに基づく送気及び/もしくは排ガス量の制御の最適化が確保される。 Furthermore, in each of the above-described embodiments, a plurality of gas outlets may be provided symmetrically, and a plurality of piping paths may be provided correspondingly. By doing so, a plurality of piping paths (systems) are provided, and a plurality of gas outlets attached to the piping paths (systems) are provided symmetrically, so that the gas pressure can be varied appropriately for each system. Even in the case of rolling (rolling), it is possible to make the bubble ejection from the shallow outlet and the deep outlet almost equal, so that even during rolling, etc., the same as usual Reduction of resistance based on the ejection of bubbles, use of air supply and / or exhaust when bypassing such resistance, supply of air and / or exhaust gas based on physical quantities and supercharger characteristics when using such bypass Control optimization is ensured.
さらに、本願に係る船舶の噴出気体制御装置は、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との間から前記加圧気体の一部をバイパスして取り出す加圧気体流量調節手段と、取り出した前記加圧気体の一部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、前記加圧気体のバイパス流量を検出する流量検出手段と、前記加圧気体の圧力と前記船舶の喫水と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流量調節手段を調節して制御する制御装置とを備え、この制御装置は、バイパスして取り出す前記加圧気体の前記バイパス流量の設定値を、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演算し、前記配管経路を通る前記加圧気体の前記流量検出手段で検出される前記バイパス流量が演算した前記バイパス流量の前記設定値となるように、前記加圧気体流量調節手段を調節して制御したことを特徴とする(請求項13)。また、前記過給機特性は、前記過給機の総合効率が所定効率以上となる特性であるとしてもよい(請求項14)。 Further, a ship jet gas control device according to the present application includes a main engine that obtains propulsion power of a ship, a supercharger that is driven by exhaust of the main engine and supplies pressurized gas to the main engine, and the supercharger. the pressurized and pressure gas in a portion bypasses retrieved pressurized gas flow amount adjusting means, following the hull near the waterline through a portion of the pipe path of the pressurized gas taken out from between the machine and the main engine A gas jet spouted into the gas, flow rate detecting means for detecting a bypass flow rate of the pressurized gas, supply of the pressurized gas to the gas jet outlet according to the pressure of the pressurized gas and the draft of the ship and a control device for adjusting to control the pressurized gas flow amount adjusting means to start / stop, the control device, the bypass flow amount set value of the compressed gas is taken out while bypassing said main Including the pressure of the pressurized gas in relation to the heat load of the engine Calculated from the physical quantity and turbocharger characteristics, such that the bypass flow rate detected by the flow rate detecting unit of the pressurized gas through the pipe path serving as the set value of the bypass flow rate calculated, the pressure wherein the adjusted to control the pressure gas flow amount adjusting means (claim 13). Further, the turbocharger characteristics, the overall efficiency of the turbocharger may be assumed to be characteristic of a predetermined efficiency or more (claim 14).
ここで、喫水の把握・センシングには、たとえば船底、船側の喫水線より下面に圧力を測定・検知するセンサを用いることで、圧力と深さの比例関係から喫水を把握する方法によることも可能である。また、たとえば船側からカメラによって水面付近の状況を撮像し、これを画像処理することで喫水を推定するという手段によってもよい。排気圧力のセンシングには圧力センサを用いることができる。 Here, for the purpose of grasping and sensing the draft, it is also possible to use a method of grasping the draft from the proportional relationship between the pressure and depth by using a sensor that measures and detects the pressure from the bottom of the ship and the draft line on the ship side. is there. Further, for example, it may be possible to take a situation in the vicinity of the water surface from the ship side with a camera and to estimate the draft by performing image processing on this. A pressure sensor can be used for sensing the exhaust pressure.
かかる構成を備えることで、過給機と主機関の間からバイパスさせた加圧気体及び/もしくは排気を気体噴出口から供給するのを開始/停止させる動作を、排気の圧力と前記船舶の喫水に基づいて制御することから、気体吐出口の圧力以下ならば海水が船舶中に流入する、という事態を防止できる。また、噴出可能な圧力条件となったら加圧気体及び/もしくは排気の供給を開始し、噴出不可能な圧力条件となったら停止する等して、より安全な気泡利用の船舶抵抗低減が装置的に担保される。 By providing such a configuration, the operation of starting / stopping the supply of pressurized gas and / or exhaust gas bypassed from between the supercharger and the main engine from the gas outlet is performed using the exhaust pressure and the draft of the ship. Therefore, it is possible to prevent the situation that seawater flows into the ship if the pressure is equal to or lower than the pressure of the gas discharge port. In addition, the supply of pressurized gas and / or exhaust is started when the pressure condition allows ejection, and is stopped when the pressure condition cannot be ejected. Secured by
このとき、上記の構成において、制御装置は、加圧気体及び/もしくは排気の取り出し量を前記主機関の熱負荷に関連した物理量と前記過給機特性とに基づいて制御するような構成とすることもできる。かかる構成を備えることで、開始、停止を排気の圧力と船舶の喫水とに基づいて制御すると同時に、運転中の加圧気体及び/もしくは排気の取り出し量も物理量と過給機特性とに基づいて制御されることから、機関の作動開始から、運転、停止に至るまで、加圧気体及び/もしくは排気の圧力と船舶の喫水、物理量と過給機特性に基づいた適切な制御が行える。 At this time, in the above configuration, the control device has a structure such that control on the basis of the pressurized gas and / or extraction amount of the exhaust to the physical quantity and the turbocharger characteristics associated with the heat load of the main engine You can also. By providing such a configuration, the start, based on the control on the basis of the draft pressure and ship evacuated simultaneously stopped, extraction of pressurized gas and / or exhaust during operation and also the physical quantity and turbocharger characteristics Since it is controlled, appropriate control based on the pressure of pressurized gas and / or exhaust, the draft of the ship, the physical quantity and the supercharger characteristics can be performed from the start of operation of the engine to the operation and stoppage.
またさらに、上記の構成において、制御装置は、前記加圧気体の供給停止中に前記加圧気体流量調節手段にて前記配管経路を遮断するような構成とすることもできる(請求項15)。かかる構成を備えることで、加圧気体及び/もしくは排気の供給停止中に、加圧気体及び/もしくは排気の経路が調節手段によって遮断されることから、経路が遮断されないことにより主機関にたとえば海水が意図に反して流入するという危険事態の可能性を最小化することができる。さらに前記加圧気体である給気及び/もしくは掃気の取り出しを補助送気手段により補助してもよい(請求項16)。 Furthermore, in the above configuration, the control device can also be said that blocks the pipe path in the pressurized gas flow amount adjusting means during stop of the supply of pressurized gas configuration (claim 15) . By providing such a configuration, while the supply of pressurized gas and / or exhaust gas is stopped, the path of pressurized gas and / or exhaust gas is blocked by the adjusting means. Can minimize the possibility of a dangerous situation in which the unintended inflow. Further , the supply and / or scavenging of the pressurized gas may be assisted by auxiliary air supply means (claim 16).
本願によれば、過給機からの余剰ガスのうち、加圧気体及び/もしくは排気の一部を気泡として再利用でき、バブル発生のためのエネルギーを特に要することなく抵抗低減を図り、それによるエネルギー消費の低減を図ることができる。さらに、主機関に悪影響を与えることなく、例えば船速の変化等を経時的に反映させた制御が達成される。すなわち、取り出し過ぎて給気量が不足し、主機関の効率が低下したり、排気が悪化したり、また多すぎて同様なことが起こることを防ぐことができる。また、過給機の余剰ガスや主機関からの排気ガスの有効利用を最大限効率良く推進することができる。 According to the present application, among the surplus gas from the supercharger, a part of the pressurized gas and / or exhaust can be reused as bubbles, thereby reducing resistance without particularly requiring energy for generating bubbles, thereby Energy consumption can be reduced. Furthermore, control that reflects, for example, changes in ship speed over time can be achieved without adversely affecting the main engine. That is, it is possible to prevent the intake from becoming insufficient due to excessive extraction, the efficiency of the main engine being lowered, exhaust being deteriorated, and the same being caused by being too much. Further, it is possible to efficiently promote the effective use of the surplus gas of the supercharger and the exhaust gas from the main engine.
また、本願によれば、主機関の熱負荷として表現される運転状態を、一番的確に把握できる物理量としての掃気圧と排気温度、また過給機特性としての過給機効率に基づいて、経時的に変化する状況の各々に最適値を設定できると共に各種演算を自動処理できる。さらに、この設定値を用いることで、気泡利用による船舶抵抗低減効果を利用してのエネルギー消費効率を自動的に最大化することができる。 Further, according to the present application, based on the scavenging pressure and exhaust temperature as physical quantities that can most accurately grasp the operating state expressed as the heat load of the main engine, and the supercharger efficiency as the supercharger characteristics, Optimal values can be set for each situation that changes over time and various calculations can be automatically processed. Furthermore, by using this set value, it is possible to automatically maximize the energy consumption efficiency using the ship resistance reduction effect by using bubbles.
さらに、本願によれば、過給機からの給気と掃気を気泡として再利用でき、バブル発生のためのエネルギーを特に要することなく抵抗低減を図り、それによるエネルギー消費の低減を図ることができる。さらに、給気バイパス量及び/もしくは掃気バイパス量を主機関の熱負荷に関連した物理量と過給機特性とに基づいて制御するために、主機関に悪影響を与えることなく、例えば船速の変化等を経時的に反映させた制御を行う噴出気体制御装置が実現される。すなわち、取り出し過ぎて給気量が不足し、主機関の効率が低下したり、排気が悪化したり、また多すぎて同様なことが起こることを防ぐことができる。また、過給機の余剰ガス(給気、掃気)の有効利用を最大限効率良く推進することができる。 Furthermore, according to the present application, the supply air and scavenging from the supercharger can be reused as bubbles, the resistance can be reduced without requiring energy for bubble generation, and the energy consumption can thereby be reduced. . Furthermore, since the air supply bypass amount and / or the scavenging bypass amount are controlled on the basis of the physical quantity related to the heat load of the main engine and the supercharger characteristics, for example, a change in ship speed is not adversely affected. Thus, an ejection gas control device that performs control reflecting the above with time is realized. That is, it is possible to prevent the intake from becoming insufficient due to excessive extraction, the efficiency of the main engine being lowered, exhaust being deteriorated, and the same being caused by being too much. In addition, the effective use of surplus gas (supplying air, scavenging) of the supercharger can be promoted with maximum efficiency.
また、本願によれば、給気及び/もしくは掃気が、加熱されて前記気体噴出口に供給されるために、水の粘性抵抗を減らし、船舶の摩擦抵抗低減効果を更に高め、一層のエネルギー消費の低減を増進させることができる。 In addition, according to the present application, since the supply air and / or scavenging air is heated and supplied to the gas outlet, the viscosity resistance of water is reduced, the effect of reducing the frictional resistance of the ship is further increased, and the energy consumption is further increased. Can be reduced.
さらに、本願によれば、過給機からの排ガスを気泡として再利用でき、バブル発生のためのエネルギーを特に要することなく抵抗低減を図り、それによるエネルギー消費の低減を図ることができる。さらに、排気バイパス量を主機関の熱負荷に関連した物理量と過給機特性とに基づいて制御するために、主機関に悪影響を与えることなく、例えば船速の変化等を経時的に反映させた制御を行う噴出気体制御装置が実現される。すなわち、取り出し過ぎて給気量が不足し、主機関の効率が低下したり、排気が悪化したり、また多すぎて同様なことが起こることを防ぐことができる。また、過給機の余剰ガスの有効利用を最大限効率良く推進することができる。 Furthermore, according to the present application, the exhaust gas from the supercharger can be reused as bubbles, the resistance can be reduced without requiring energy for generating bubbles, and energy consumption can thereby be reduced. Furthermore, since the exhaust bypass amount is controlled based on the physical quantity related to the heat load of the main engine and the turbocharger characteristics, for example, changes in ship speed, etc. are reflected over time without adversely affecting the main engine. An ejected gas control device that performs control is realized. That is, it is possible to prevent the intake from becoming insufficient due to excessive extraction, the efficiency of the main engine being lowered, exhaust being deteriorated, and the same being caused by being too much. In addition, the effective use of surplus gas from the supercharger can be promoted as efficiently as possible.
また、本願によれば、過給機からの排気バイパスによって送気手段を駆動し、この送気手段から発生される気泡を利用するので、気泡発生のためのエネルギーを特に要することなく抵抗低減を図り、それによるエネルギー消費の低減を図ることができる。さらに、このとき、この排気バイパス量を主機関の熱負荷に関連した物理量と過給機特性とに基づいて制御するので、主機関に悪影響を与えることなく、例えば船速の変化等を経時的に反映したエネルギー効率の最適化が図られる。したがって、過給機の余剰ガスを送気手段の駆動源として有効利用できる。 Further, according to the present application, the air supply means is driven by the exhaust bypass from the supercharger, and the bubbles generated from the air supply means are utilized, so that the resistance can be reduced without particularly requiring energy for generating the bubbles. And energy consumption can thereby be reduced. Further, at this time, since the exhaust bypass amount is controlled based on the physical quantity related to the heat load of the main engine and the supercharger characteristics, for example, changes in ship speed, etc. over time can be performed without adversely affecting the main engine. The energy efficiency that is reflected in is optimized. Therefore, the surplus gas of the supercharger can be effectively used as a drive source for the air supply means.
さらに、本願によれば、過給機からの排気バイパスによって送気手段中の発電機が駆動され、この発電機の電力でブロアーが駆動されて、かかるブロアーから発生される気泡を利用するので、余剰ガスのうち、高圧、高温の気体を含むエネルギー値の高い余剰ガスを発電源として有効に再利用することができる。また、ブロワーが電力で駆動されるため、回転数制御や複数台設けた場合の、回転数に差を付けた運転等が容易に行える。 Furthermore, according to the present application, the generator in the air supply means is driven by the exhaust bypass from the supercharger, the blower is driven by the power of this generator, and the bubbles generated from the blower are used. Of the surplus gas, surplus gas having a high energy value including high-pressure and high-temperature gas can be effectively reused as a power generation source. In addition, since the blower is driven by electric power, it is possible to easily perform an operation with a difference in the rotational speed when the rotational speed is controlled or a plurality of units are provided.
またさらに、本願によれば、過給機からの排気バイパスによって送気手段中のタービンが駆動され、このタービンの駆動によって(たとえば同軸とした)ブロアーが駆動されて、かかるブロアーから発生される気泡を利用するので、余剰ガスのうち、高圧、高温の気体を含むエネルギー値の高い余剰ガスをブロアーの直接駆動源として有効に再利用することができる。特に、タービン駆動によってブロワーが直接駆動されるため、変換効率の向上が図れる。 Still further, according to the present application, the turbine in the air supply means is driven by the exhaust bypass from the supercharger, and the blower (for example, coaxial) is driven by the driving of the turbine, so that the bubbles generated from the blower are generated. Therefore, of the surplus gas, surplus gas having a high energy value including high-pressure and high-temperature gas can be effectively reused as a direct drive source for the blower. In particular, since the blower is directly driven by the turbine drive, the conversion efficiency can be improved.
また、本願によれば、配管経路を一旦喫水線上に上げてから喫水線以下の気体噴出口と接続されるため、気体噴出口からの海水の逆流入を防止することができ、主機の安全を装置面から一層確実化することができる。 In addition, according to the present application, since the piping path is once raised on the water line and then connected to the gas outlets below the water line, the reverse flow of seawater from the gas outlet can be prevented, and the safety of the main engine is improved. It can be further ensured from the surface.
さらに、本願によれば、複数個対称に設けた気体噴出口に対して設けた複数の配管経路(系統)について気体の圧力を適合的に変動せしめることにより、船舶の横揺れ状態(ローリング)の場合でも、浅い箇所の噴出口からと深い位置の噴出口からの気泡噴出を略均等に制御することが可能となる。 Furthermore, according to the present application, by changing the gas pressure adaptively for a plurality of piping paths (systems) provided for a plurality of gas outlets provided symmetrically, the rolling state (rolling) of the ship is changed. Even in this case, it is possible to control the bubble ejection from the shallow outlet and the deep outlet substantially evenly.
また、本願によれば、加圧気体及び/もしくは排気の圧力と船舶の喫水に応じて加圧気体及び/もしくは排気の気体噴出口への供給の開始/停止を加圧気体量調節手段及び/もしくは排気量調節手段を調節して制御することにより、圧力が気泡の噴出に十分な条件になってから供給を開始し、不十分になったときは供給を停止することが調節手段を制御して可能となり、適正な噴出条件での気体の供給が図れ、海水が主機関へ逆流するという事態を防止できる。 Further, according to the present application, the start / stop of the supply of the pressurized gas and / or the exhaust gas to the gas outlet according to the pressure of the pressurized gas and / or the exhaust gas and the draft of the ship is performed. Alternatively, by controlling the displacement adjustment means, the supply is started after the pressure is sufficient for the ejection of bubbles, and when the pressure becomes insufficient, the supply is stopped to control the adjustment means. This makes it possible to supply gas under appropriate ejection conditions and prevent seawater from flowing back to the main engine.
さらに、本願によれば、加圧気体及び/もしくは排気の取り出し量を主機関の熱負荷に関連した物理量と前記過給機特性に基づいて制御するため、機関の作動開始から、運転、停止に至るまで、主機関に悪影響を与えることなく、気泡の排ガス利用発生による抵抗低減に係るエネルギー効率が絶えず装置として最適化できる。 Furthermore, according to the present application, since the amount of pressurized gas and / or exhaust extracted is controlled based on the physical quantity related to the thermal load of the main engine and the supercharger characteristics, the engine operation is started and stopped. Up to this point, the energy efficiency related to the reduction in resistance due to the use of bubbles in the exhaust gas can be constantly optimized without adversely affecting the main engine.
また、本願によれば、経路が遮断されないことにより主機関にたとえば海水が意図に反して流入するという危険事態の可能性を最小化することできる。 Further, according to the present application, it is possible to minimize the possibility of a dangerous situation in which, for example, seawater flows into the main engine unintentionally because the route is not blocked.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、以下では、本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following, the range necessary for the description for achieving the object of the present invention is schematically shown, and the range necessary for the description of the relevant part of the present invention will be mainly described. Are according to known techniques.
図1は、本発明の一実施形態に係る噴出気体制御装置及びこの装置を装備した船舶の全体像を、断面的に示す図である。同図に示されるように、本願に係る船舶1には、噴出気体制御装置2が搭載されている。噴出気体制御装置2は船舶1の推進主エンジンである主機10を備えている。船舶1にはその他、主機10によって駆動され船舶の推進力を得るためのスクリュー3、船舶1の水中の板によって水流の流れを変えることで進行方向を変化・調節するための舵4、床板である甲板5、上階であるデッキ6、エンジン10からの排気ガス8を空中に放出する煙突7を含む、船舶航行に必要な機構が装備として備えられている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an entire image of a jet gas control device and a ship equipped with this device according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, a jet
主機10に後述のごとく添設される3本のバイパス管には、送気管30が連設される。屈曲部を有した送気管30は、一定圧・温度のガスを気体噴出口40まで通すための管であって、3本のバイパス管を取り纏める位置から船底付近の高さに一旦降下させて屈曲部を経た上で、喫水より上部に曲げて略水平に這うように配管され、さらに屈曲部を経て船底方向に降下せしめた形状に配管される。このように一旦喫水線以上の高さを配管経路が経由することにより、喫水線以下に設けられる気体噴出口からの海水の逆流入を防止することができ、主機の安全上の危険状態を避けることができる。送気管30の他方の端部には、船底もしくはその近傍に備えられ、船底もしくはその近傍に開いた開口から気泡を船底9付近の水中に噴出する気体噴出口40が接続される。送気管30の気体噴出口40の手前部分には、送気管30内を通過する気体を温めるための加熱装置50が備えられている。また、送気管30の喫水線以下の部分には流量計35が備え付けられている。加熱装置50によって給気もしくは掃気を排ガスによって加熱することによって、水の粘性抵抗を減らし、これにより、船舶の抵抗低減効果を更に高め、一層の抵抗低減を増進させることができる。なお、この加熱装置50の駆動源としては過給機11の排ガスを利用してもよいし、別途設置する発電等のエネルギー発生装置によってもよい。
An
主機10は、エンジン(燃焼室)内に強制的に圧縮空気を送り込む機構を持つ過給機11と、過給機11が圧縮した空気を圧力を保ったまま冷却するインタークーラー12と、圧縮空気を導通する給気管13と、圧縮空気を貯めておく掃気レシーバ14と、エンジン10によって燃焼された生成気体を貯蔵する排気レシーバ15とを備えている。給気管13には給気の一部をバイパスさせ送気管30に導くための給気バイパス管23が挿通される。掃気レシーバ14には掃気の一部をバイパスさせ送気管30に導くための掃気バイパス管24が挿通される。排気レシーバ15には排気の一部をバイパスさせ送気管30に導くための排気バイパス管25が挿通される。給気バイパス管23、掃気バイパス管24、排気バイパス管25の他端は送気管30に連設されている。
The
図2は、噴出気体制御装置2を海洋で使用する船舶に適用する場合の実施形態に係り、 (a)は、当該船舶の側・断面図を、
(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。
FIG. 2 relates to an embodiment in the case where the jet
(b) shows the top view, respectively, and is shown with the main part configuration exposed for a part of explanation. The surplus gas (part) of the turbocharger from the air
代替的な気体噴出口40は、平面中心線CLに対して対称的に複数配置するような平面配置的構成とすることもできる(図示しない)。この場合には、気体噴出口40に対応する数だけ送気管30を設置するか、或いは送気管30からの分岐管を当該対応する数だけ設けるようにする。これによって、構成を簡素化し、配置も容易化することができる。また、好適には、このような吐出口の数は奇数個とし、真中の一つを平面中心線CL上に持ってくる対称的配置とする。
The
好適には、船底9には、気体噴出口40から噴出された気泡を逃さないように気泡のガイドを行う端板95、96、97を配置する。上記の気体噴出口40を複数設けるときには、端板も船体の平面中心線CLに対して対称に配置する。船底9にはこの他、海水や気泡による船体に作用する剪断力を検出する剪断力検出器である剪断力センサー(図示しない)をたとえば船尾側に設けてもよい。
Preferably,
また、相対速度検出器である相対速度センサー55が船尾側に設けられている。船側には、別の相対速度センサー57が設けられている。これらの相対速度センサー55は、気体噴出口40から離して、あるいは相対速度センサー57は、近くても船側の気泡の影響が無い箇所に設けられている。特に、相対速度センサー57は、船側8でも波の影響を受けない下方に設置されている。これらの相対速度センサー55、57は、たとえば超音波式を採用するものとし、水中での使用を可能として、波や潮による影響を少なくしている。
A
また、船底9の後部と前部には、噴出された気泡の状態を監視するビデオカメラ58、59が設けられている。このビデオカメラ58、59の撮影した映像を、人が監視し、気泡の噴出状態を解析することに役立てている。
Further,
図3は、気体噴出口40の詳細構造を概念的に示す斜視図である。この図3では、説明の簡略化のため、複数ある送気管や気体噴出口の代表例を示している。送気管30を通ってバイパスされた空気は、送気管30に接続された気体噴出口40のチャンバー部401で直角に曲げられる。この送気管30の接続部の直下には、送気されたガスを分散させる三角形の断面を有した分配部品402が設けられていて、この部分で直角に曲げられるとともに、分配部品402によって空気が左右に分散される構成をとっている。空気は直角に曲げられることで、水平面方向に一様に広がろうとするが、チャンバー部401の奥と左右、上下の内壁により、空気は前方の多孔板403、404の方にのみ流れようとするが、この際に分配部品402の存在により、一層、多孔板403、404の左右方向の空気の分布が均一化される。
FIG. 3 is a perspective view conceptually showing the detailed structure of the
多孔板403、404には、多数の孔405、406が開けられているが、多孔板403と404で孔の左右方向の位置がずれていて、開孔位置をずらした配列となっている。この多孔板403、404は、この実施形態では2枚使用した例を示しているが、3枚、4枚といったこれ以外の複数枚であってもよい。多孔板403、404が、その開孔位置をずらして配置されることにより、多孔板403、404が、空気の流れを屈曲させ抵抗を付けるいわゆる邪魔板の作用をすることとなり、さらなる左右方向の空気の均一化に加えて、上下方向の空気も均一化されて、前面の噴出開口407から噴出させることが可能となる。
A large number of
ここで、多孔板403、404はステンレス等の耐食性を有した板金を連続的にプレスで丸孔をあけて生産し、カッティングによって開孔位置をずらした配列を実現できるので、生産性に優れたものとなる。このステンレス材で構成された場合、開孔が丸孔であることにより、エッジ部がなくなり、角孔などのようにプレス時の応力集中が起こりにくく、海水中で用いてもエッジ部から応力腐食が進行することが軽減できる。多孔板403、404は、樹脂を使用し、成型によって生産してもよい。この樹脂を用いた場合は、腐食面からは特に孔の形状はこだわらないが、成形型からも丸孔が好ましい。
Here, the
図4は、本願に係る過給機11からバイパスさせる系統を示す系統図である。図4を用いて、本願に係る過給機からの余剰空気バイパスの仕組みを説明する。
FIG. 4 is a system diagram showing a system to be bypassed from the
過給機11は大気をフィルタ111を介して吸い込み、圧縮する圧縮機(コンプレッサ)110と、圧縮機110を回転駆動させるタービン112と、これらを繋ぐ軸から構成される。この過給機11は、排気管から廃棄されてきた排気ガスのエネルギー(温度・圧力)を利用してタービン112を高速回転させ、その回転力によって圧縮機110を駆動することにより、圧縮した空気を主機関のシリンダ(以下、単に「シリンダ」ともいう。)16内に送り込み、これにより、内燃機関本来の吸気量を超える混合気を吸入・爆発させることで、見掛けの排気量を超える出力を得る仕組みである。
The
各シリンダ16内の燃料の燃焼で出来た高温、高圧の排気ガスは排気弁開時に、排気レシーバ15に溜められ、圧力が静圧化され、タービンノズル116とタービン112で断熱膨張しタービン駆動力となってこれに直結している過給機圧縮機110を廻す。過給機圧縮機110は外部から空気を取り入れ、断熱圧縮して圧縮機110出口のディフューザ113で静圧化され高圧、高温の空気(給気)が作られる。これがエアークーラー112で冷やされ、掃気レシーバ14に溜められ、シリンダ16に供給される。始動直後等、エンジン10が低負荷で排気のエネルギーが十分でないときは補助ブロワ115が作動し、空気を吸い込み、過給機圧縮機110の作動を助けるが、この構成において、本願では給気バイパス管23、掃気バイパス管24、排気バイパス管25を設けて余剰ガスをバイパスさせようとするものである。
The high-temperature and high-pressure exhaust gas produced by the combustion of fuel in each
より詳細な作用としては、まず大気がフィルタ111を介して吸い込まれると、タービン112の回転力によって駆動された圧縮機110によって圧縮空気が生成され、ディフューザ113を介して給気管13に導通される。給気管13には前述したとおり、給気バイパス管23が挿通されており、圧縮された高温空気の一部が給気バイパス管23を通過することでバイパスされる。このバイパスによるガスの取出しには、後述の各物理量のセンシングを元にして開始・運転・停止が制御される給気バイパス調整弁23Aの開閉によって行う。給気バイパス管23によってバイパス取得された給気は、送気管30に導かれる。
As a more detailed action, first, when the atmosphere is sucked through the
給気管13を通るその他の空気はインタークーラー12によって中間冷却される。中間冷却された圧縮空気は導通管中に設置されるミストキャッチャー114によって水分除去されて、可動式ゲートを通って掃気レシーバ14へ導通される。掃気レシーバ14へは調整弁115Aを備えた補助ブロア115からも給気されてよい。掃気レシーバ14には前述したとおり、掃気バイパス管24が挿通されており、掃気レシーバ14内に貯められた圧縮空気の一部が掃気バイパス管24を通過することでバイパスされる。この掃気バイパスによるガスの取出しには、後述の各物理量のセンシングを元にして開始・運転・停止が制御される掃気バイパス調整弁24Aの開閉によって行う。掃気バイパス管24によってバイパス取得された給気は、送気管30に導かれる。
Other air passing through the
掃気レシーバ14に貯められたその他の空気は導通管を通過し、シリンダ16に導かれ、シリンダ16内で燃料が噴霧等によって加えられ燃焼される。燃焼によって生成された排気は排気レシーバ15に導かれる。排気レシーバ15には前述したとおり、排気バイパス管25が挿通されており、排気レシーバ15内に貯められた排気ガスの一部が排気バイパス管25を通過することでバイパスされる。この排気バイパスによるガスの取出しには、後述の各物理量のセンシングを元にして開始・運転・停止が制御される排気バイパス調整弁25Aの開閉によって行う。排気バイパス管25によってバイパス取得された給気は、送気管30に導かれる。
Other air stored in the scavenging
排気レシーバ15内のその他の排気ガスは、狭小径を有するタービンノズル116を経由してタービン112に導かれ、その一部はタービン112を駆動回転させた後、廃棄される排気ガスとして煙突7に導通される。
The other exhaust gas in the
本願発明の出発点としては、前述したように、過給機の近年における飛躍的進歩とこれによる余剰ガスの発生という現実的状況がある。図5は、主機関負荷と過給機効率の関係の一例を示す図である。同図に示されるように、主機関効率の要求値に対してかなりの余剰分が現実的に発生しており、たとえば主機関負荷が75.0%の場合には主機関効率要求値が68.0%に対して現実には72.7%の効率が得られており、この差分が余剰ガスの発生に繋がっている。本実施形態では、こうして発生されるガスが本来単に廃棄されるところに着目し、これを有効利用せんとしたものである。 As described above, as a starting point of the present invention, there is a realistic situation in which the turbocharger has made dramatic progress in recent years and surplus gas is generated. FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the main engine load and the supercharger efficiency. As shown in the figure, a substantial surplus is actually generated with respect to the required value of main engine efficiency. For example, when the main engine load is 75.0%, the required value of main engine efficiency is 68. Actually, an efficiency of 72.7% is obtained with respect to 0.0%, and this difference leads to generation of surplus gas. In the present embodiment, attention is paid to the fact that the gas thus generated is simply discarded, and this is effectively used.
高圧の掃気あるいはこれが燃焼された生産物である排気は、通常全量が過給機排気タービン112を通過して、過給機圧縮機110の駆動に使われるが、図5で説明したように、エンジン10に必要とされる効率以上の過給機では、全量を通さなくても良い。図5のように過給機効率がエンジンから必要とされる効率の3%以上あれば、掃気、排気の10%程度が過給機タービン112を通さなくて、バイパスできる。パワータービン(図示しない)を駆動する場合は排気バイパス25が有効であるが、今回のバブルでは冷えた高圧の空気即ち掃気バイパス24が有効である。
The high-pressure scavenging gas or the exhaust gas that is the product of combustion is usually used for driving the
掃気にしても排気にしても過給機11の駆動ひいてはエンジン10の駆動に必要なものであり、エンジン10の熱負荷に応じて、バイパス量は厳密にコントロールされねばならない。本発明の発明者は、数々の研究の結果バイパス量の制御には、主機関の熱負荷に関連した物理量と過給機特性とに基づくのがよいことを発見した。物理量とはたとえば掃気圧と排気温度(もしくは排気管温度、排気温度と一対一に対応する周囲温度等を含む)が該当し、過給機特性とは、たとえば後述の方法によって求められる過給機効率、或いは主機と過給機とのマッチング(相性)特性等が該当する。なお、これらの物理量は、過給機11や主機関に関連した各経路や各所の温度、圧力、流量等の一部の計測により、必要な値を計算や推定により求めることもできる。
Whether it is scavenging or exhausting, it is necessary to drive the
ここで、本願の一実施形態に係る過給機による余剰ガス利用における、ガスのバイパス量の制御について説明する。 Here, the control of the gas bypass amount in the use of surplus gas by the supercharger according to the embodiment of the present application will be described.
図6は、本願の制御を実現するために、本実施形態に係る各装置と、本願に係る制御の基礎データの取得を行う各種センサ、アクチュエータ等の配置を示したブロック図である。同図に示すように、フィルタ111に入る前方に、気圧センサS1、吸込空気温度センサS2が配置される。圧縮機110とタービン112に連結されるように回転速度センサS3が設置される。掃気レシーバ14中には掃気圧力センサS4が配置される。排気レシーバ15中には排気圧力センサS5が配置される。排気レシーバ15とタービン112との間には排気温度センサS6と、排気質量流量センサS7が配置される。タービン112の後方にはタービン後排気圧力センサS8が配置される。給気バイパス管23、掃気バイパス管24、排気バイパス管25、のそれぞれから導通された送気管30にはバイパス質量流量センサS9が配置される。
FIG. 6 is a block diagram showing an arrangement of each device according to the present embodiment and various sensors, actuators, and the like that acquire basic data of the control according to the present application in order to realize the control according to the present application. As shown in the figure, an atmospheric pressure sensor S1 and an intake air temperature sensor S2 are arranged in front of the
図7は、本願の制御系を説明するための制御ブロック図である。 FIG. 7 is a control block diagram for explaining the control system of the present application.
本願に係る制御を実現するための機能としては、過給機11からの各種センサ(S1乃至S9)及び喫水センサ230によって取得した各種値に基づいて前述の各種バイパスを制御するための制御装置200と、船舶の状況(位置状況、燃料状況、運転状況等)を取得し判断するための船舶状況判断部300と、周囲の海象状況に係るデータを収集し判断するための海象判断部400と、船舶状況判断部300及び海象判断部400の判断に基づき、或いはこれらを対照させて各種条件設定を行うための条件設定部220と、これらの各機能によって最適値が算出されてバイパスされた気体を船底9付近の水中に吐出する気体噴出口40とを具備して構成される。
As a function for realizing the control according to the present application, a
制御装置200は、過給機特性や各種センサ(S1乃至S9、230)により取得されたデータに対して所定の演算処理を行う機能を有する演算部201と、この演算部201に基本データをフィードする機能を有する基本データ部202と、この基本データ部202に過給機特性に関する情報を計算・取得して与える機能を有する過給機特性部203と、各種センサ(S1乃至S9、230)からの値と演算部201によって演算された値等とを比較計算する機能を有する比較部204と、この比較部204を制御する機能を有するコントローラ205とを備えて構成される。特に、演算部201では、所定のセンサ等の検出結果に基づいて、後述する過給機効率の計算を行う機能をも有している。
The
船舶状況判断部300には、船の位置を検出するGPS310、船舶の機関の燃料消費量を計測する燃料計測部320、船舶の機関の運転状態を検出する機関運転検出部330が設けられている。この船舶状況判断部300は、特に船舶の現況を判断する部分であり、航行中に変化が少ない、あるいは変化が緩慢な船舶の現況を判断するものである。例えば、GPS310は船の地図上の位置を把握し、港や目的地までの距離や対地の絶対速度等を検出している。
The ship
これは、どういった地図上の位置や場所で、気泡を噴出したらよいか、また止めたらよいかの判断に利用される。また、対地の絶対速度計測は、回転速度センサーS3を補完する目的でも使用される。燃料計測部320は、機関がどれだけ所定時間当たりの燃料を消費しているかを計測し、所定の燃費を下回ったら気泡の噴出を止めること等に利用される。機関運転検出部330は、船舶の機関の運転状態を検出し、機関の運転が停止しているときには、気泡の噴出を止める、あるいは運転を開始し所定時間経ったら気泡の噴出を開始する等の情報を得ることに利用される。また、機関の回転数を検出して気体噴出口数および/あるいは気泡噴出量を変えることなどにも利用される。この船舶状況判断部300には、この他機関の出力検出器、ジャイロ、レーダ、積載量計測、バラスト水状態等広く船舶の置かれた状況を判断する手段が含まれていて、目的に応じて気泡噴出制御に利用可能となっている。
This is used to determine at what location or place on the map the bubble should be ejected or stopped. The absolute speed measurement of the ground is also used for the purpose of complementing the rotation speed sensor S3. The
船舶状況判断部300には、図示しない航行状態検出部が具備され、航行状態検出部は、相対速度センサー55、57、船体の喫水レベルを検出する喫水センサー230、船体の進行方向に対しての左右の傾きいわゆるローリングを検出する傾斜センサー(図示しない)を備えて構成される。これとは別に、剪断力センサー(図示しない)も備えるような構成としてもよい。これら航行状態検出部は、船舶の航行に伴い比較的変化し易い、あるいは変化をさせる目的で制御される物理量を検出している。この航行状態検出部には、この他、船体の左右揺れ(スウェイング)、縦揺れ(ピッチング)、前後揺れ(サージング)、上下揺れ(ヒービング)、船首揺れ(ヨーイング)を検出するセンサー等が含まれる。
The vessel
海象判断部400は、波センサー410、風センサー420、潮流センサー430を備えて構成されている。波センサー410は、波の波高や方向、また周期等を検出する。風センサー420は、風の風速や方向等を検出する。潮流センサー430は、潮の潮速や方向、また高さ等を検出する。この海象判断部400は、この他一般の天候等の情報も含めて、波、風、潮等の情報に天候等も加味し、例えば、海象が荒れているときは気泡の噴出を止め、回復したら気泡を発生させるなどの判断を行うことに利用される。
The sea
このような船舶状況判断部300の情報、海象判断部400の情報は、条件設定部220に伝えられ、この条件設定部220で総合的に船底9或いはこの近傍へ気泡を噴出する条件が設定される。この条件とは、気泡の噴出開始/停止、複数ある場合には気体噴出口40のどれとどれから気泡を噴出させるか、噴出量をどうするか、噴出のタイミングをどうするか、また時間的な気泡噴出シーケンスをどう組むか、いつ噴出させていつ止めるか等である。また条件設定部220においては、気泡噴出の条件は、船体に働く剪断力、船体の相対速度、喫水、傾斜等の条件も加味されたものとして設定され、これらの信号により制御を行うための条件設定も併せて行われる。なお、この条件設定部220においては、摩擦抵抗の低減のための条件設定指示に従った条件設定の他、気泡噴出による喫水レベルの調整の条件設定指示に従った条件設定も行われる。
Such information on the ship
この条件設定部220の設定に従って、比較部204で信号の比較が行われ、コントローラ205を介してバイパス調整弁23A、24A、25Aの流量・ガス取得量が制御される。コントローラ205は、補助的ブロワー(図示しない)の吐出側に設けたバルブも制御している。これは補助的ブロワーのインバータによる電動機の制御範囲を下回る空気量を制御する場合や喫水センサー230の信号を利用して素早い喫水レベルの調節を行う場合に、これら補助的ブロワーのバルブを調節して所望の空気量を得る目的で付加されている。また、気泡の噴出が気体噴出口40から行われている状況について、気泡の噴出状態や船底9及びその近傍への滞在状態をビデオカメラ57で撮影し、空気の噴出条件の解析、検討に役立てている。
According to the setting of the
また、船底9もしくはその近傍には剪断力センサー(図示しない)が、船底9の下流に気体噴出口40に取り付けられているが、気泡噴出による剪断力変化の解析を深めるために対応した数が取り付けてある。この剪断力センサーの信号は、比較部204にフィードバックされ、予め条件設定部220で設定された剪断力値と比較され、その偏差に応じた所定のルール、アルゴリズム、定数に従って、コントローラ205を介してブロワーの運転状態及び/もしくはバイパス調整弁23A、24A、25Aが微調整される。また、船体と海水との相対速度を相対速度センサー55、57で検出し、所定の統計的処理をして代表値が比較部204に送られる。また、喫水センサー230、傾斜センサー(図示しない)の信号も比較部204に送られる。
In addition, a shear force sensor (not shown) is attached to the
比較部204において、まず相対速度センサー55、57の処理された代表値と予め条件設定部220で設定された、条件設定値との比較が行われる。例えば気体噴出口40が複数41,42、43、44、45として存在するとした場合に、船体の相対速度が設定値を上回ったときは、その偏差に応じて気体噴出口40〜45の数を増したり、気泡量を増したり、その双方を増したりする制御を行う。また、下回ったときは、気体噴出口の数を減らしたり、気泡量を減らしたり、その双方を減らしたりする制御を行う。気体噴出口の数を減らす場合に好ましくは、外側の気体噴出口を止めることが望ましい。
In
例えば、気体噴出口41と気体噴出口45を止める。また、気体噴出口41、42と気体噴出口45、44を止める等である。また、気泡の噴出量についても同様である。気体噴出口41と気体噴出口45の気泡噴出量を同量だけ減らす/増やす、さらに気体噴出口42と気体噴出口44の気泡噴出量を同量だけ減らす/増やす等である。このように、船体の平面中心線CLに略対称に配置された気体噴出口の口数や気泡噴出量を対称的に制御することにより、特に多い直進航行時には均一な摩擦抵抗低減効果が得られ、船の直進性が維持でき、燃料消費量も少ないものとなる。また、制御装置としての回路構成や制御方法も容易なものとなる。 For example, the gas outlet 41 and the gas outlet 45 are stopped. Further, the gas ejection ports 41 and 42 and the gas ejection ports 45 and 44 are stopped. The same applies to the amount of bubble ejection. For example, the amount of bubble ejection at the gas ejection port 41 and the gas ejection port 45 is reduced / increased by the same amount, and the amount of bubble ejection at the gas ejection port 42 and the gas ejection port 44 is decreased / increased by the same amount. In this way, by controlling symmetrically the number of gas outlets and the amount of bubble jets arranged substantially symmetrically with respect to the plane center line CL of the hull, a uniform frictional resistance reduction effect can be obtained particularly during a large number of straight travelings, The straightness of the ship can be maintained and the fuel consumption is low. In addition, the circuit configuration and control method as a control device can be facilitated.
また、比較部204では、喫水センサー230で検出された値と、予め条件設定部220で設定された条件設定値との比較が行われる。例えば、船体の喫水が設定値を上回ったとき(積荷量が多く喫水が深くなった場合)は、その偏差に応じて気体噴出口の数を増したり、気泡量を増したり、その双方を増したりする制御を行う。また、下回ったとき(積荷を下ろしバラスト水状態となった場合)は、気体噴出口の数を減らしたり、気泡量を減らしたり、その双方を減らしたりする制御を行う。この減らす場合には、上記と同様に制御することが望ましい。
Moreover, the
また、大きな波のうねりが来た場合は、喫水センサー230の信号を利用し、補助的ブロワー(図示しない)やバイパス調整弁23A、24A、25Aを制御して、即座に気体噴出口40にかかる圧力を増減微調節し、気泡噴出量が変化することをさらに緩和している。
When a large wave swells, the auxiliary blower (not shown) and the
なお、喫水センサー230の特別な使い方として、船舶1への積荷の積載量を推定することにも使用できるが、この実施形態では次のような利用もしている。即ち、船舶が港湾等で停止した状態で積荷を容易化にする目的や船体の上部に位置する他の障害物を避ける目的の場合、また航行中でも船舶の上部に位置するゲートや橋などの建造物を避ける場合に、気泡を噴出させることにより、船体の喫水を変えることができる。これは、気泡の噴出により、船側、船底が気泡で覆われ、周囲の海水に気泡が混じった状態となり、見かけ上の海水の密度が減る。このためアルキメデスの原理に基づき、船体の排斥する排水量に応じて決まってくる船体に作用する浮力が減ることになる。この結果、船体の喫水を制御することが可能となる。この喫水センサー230はこの用途においても、この喫水レベルの調整の条件設定指示に基づいた条件設定値と喫水センサー230の検出値とを比較部204で比較して、喫水レベルを調節するため気体噴出口数や気泡量が制御される構成となっている。
As a special usage of the
また、比較部204では、傾斜センサー(図示しない)で検出された船体の傾斜値と、予め条件設定部220で設定された条件設定値との比較が行われる。例えば、船体の傾きが船舶の旋回やローリングによって設定値を上回ったときは、その偏差に応じて気体噴出口の噴出箇所を変えたり、気泡量の増減を行う。例えば、進行方向から見て船体が左に傾いた場合、船底は右側が持ち上がる。この場合、見かけの喫水が深くなった左側の気体噴出口の数を増したり、噴出量を増したり、その双方を増す制御を行い、右側の気体噴出口の数を減したり、噴出量を減らしたり、その双方を減らす制御を行うことにより、無駄に気泡を噴出することなく、有効に船体の摩擦抵抗を低減できる。なお、傾斜センサーは、気泡の噴出制御への使用以外にも、船体の傾斜を検出しバランスを取るためのバラスト水調整等にも共用できる。
Moreover, the
なお、このようなローリングの場合の対処法としては、複数の気管系統を別個に設け、それぞれ圧力を設定できるように構成することにより、左舷と右舷とで高さの違い(傾きの存在)が生じても、圧力調整することにより、所望の気泡噴出(たとえば略均等な吐出)を得ることができる。また代替的には、複数気管から一旦チャンバーを経由させてから気泡噴出に導くこともできる。 As the action to take if such rolling, separately a plurality of tracheal systems, by configured to set the pressure respectively, a difference in height between the port and starboard (presence of inclination) Even if it occurs, a desired bubble ejection (for example, substantially uniform discharge) can be obtained by adjusting the pressure. Alternatively, it is also possible to guide the bubbles from a plurality of tracheas through a chamber and then blow out the bubbles.
次に、本願に係る制御の詳細について説明する。上述したように、本願では、加圧気体(給気、掃気)/排気の取り出し量を主機関の熱負荷に関連した物理量と過給機特性とに基づいて制御する。この場合、主機関の熱負荷に関連した物理量の代表例としては、掃気圧と排気温度(或いは排気管温度、その他排気温度と一対一で対応する周囲温度等)を採用し、過給機特性としては過給機効率を採用する。 Next, details of the control according to the present application will be described. As described above, in the present application, the pressurized gas (air supply, scavenged) / controlled based extraction amount of the exhaust to the physical quantity and turbocharger characteristics associated with the heat load of the main engine. In this case, as a representative example of the physical quantity related to the heat load of the main engine, scavenging air pressure and exhaust temperature (or exhaust pipe temperature, ambient temperature corresponding to exhaust temperature one-to-one, etc.) are adopted, and supercharger characteristics As for the supercharger efficiency.
掃気圧は、掃気圧力センサーS4で、排気温度は排気温度センサーS6で検出する。
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。
The scavenging pressure is detected by a scavenging pressure sensor S4, and the exhaust temperature is detected by an exhaust temperature sensor S6.
The supercharger characteristics are obtained based on (1) how to obtain the overall supercharger efficiency described below and (2) correction of the overall supercharger efficiency when there is a scavenging bypass (exhaust bypass).
(1) turbocharger overall efficiency Determination of the turbocharger Overall efficiency = 0.9055 × T 1 / T 2 × (
here,
T 1 : turbocharger air suction temperature (for example, 21 ° C.) + 273
T 2 : Pre-turbine exhaust temperature (for example, 400 ° C.) + 273
R 1 : (atmospheric pressure + scavenging pressure + intercooler differential pressure) / (atmospheric pressure−supercharger filter differential pressure)
R 2 : (atmospheric pressure + exhaust pressure after turbine) / (atmospheric pressure + exhaust receiver pressure)
Compressor efficiency = 3614400 × T 1 × (R 1 0.286 −1) / (μ × U 2 )
here,
μ: Slip rate (depends on turbocharger type)
D: Fan diameter (depending on turbocharger type)
U: Gear peripheral speed = π × D × T / Cspeed
Turbine efficiency = turbocharger overall efficiency / compressor efficiency (2) Multiplier supercharger efficiency calculated in (1) Correction of turbocharger overall efficiency when there is a scavenging bypass (exhaust bypass) .
(mt−meq)/mt
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。
(M t −m eq ) / m t
here,
m t : Mass flow rate through the turbine m eq : Bypass amount of turbine passing and equivalent mass
How to control the scavenging bypass amount (1) To ensure that the overall efficiency of the turbocharger exceeds the required value
For example, for the latest engine, the turbocharger overall efficiency is equal to or greater than 68%. For the retrofit engine, for example, the turbocharger overall efficiency is equal to or greater than 64%. To control.
ここで温度、圧力、過給機回転数は、各センサーによる検出値を、すべり率や扇車直径などは、基本データから読み込み、演算部201で過給機総合効率を計算する。また、補正値は、排気/バイパスの質量流量センサーS7、S9を利用して演算部201で補正をすることで求める。
Here, the temperature, pressure, and supercharger rotation speed are read from the values detected by the sensors, and the slip ratio and fan diameter are read from basic data, and the
過給機総合効率を求めるに当たり必要な、フィルター111やインタークーラー12の圧力損失は、排気/バイパスの質量流量センサー(S7、S9)値と基本データ部202に記憶された圧力損失係数に基づき、演算部201で演算して求める。代替的に、演算によらず、圧力センサー(S1乃至S9その他)を必要部位毎に付けて、検出して求めてもよい。
The pressure loss of the
また、過給機総合効率は、予め基本データ部202に記憶された過給機総合特性のグラフやテーブルに基づいて算出することもできる。この場合、算出に必要な主機関10の負荷は、燃料計測部320で計測される燃料消費量に基づいて行われる。
The supercharger total efficiency can also be calculated based on a graph or table of supercharger total characteristics stored in the
本実施形態では、過給機総合効率を2通りの方法で求めている。 In the present embodiment, the supercharger overall efficiency is obtained by two methods.
すなわち、各センサー(S1乃至S9、230等)による検出値に基づいて演算部201で算出する方法と、グラフやテーブルに基づいて求める方法である。この結果を比較部204で比較し、両者が所定の誤差範囲内に入っているかをチェックし、所定の誤差範囲を外れている場合は、センサー類の故障などが考えられるため、コントローラ205もしくは(図示しない)警告部によって警告を発する。
That is, there are a method of calculating by the
海象判断部400、船舶状況判断部300における各検出値は、気泡の噴出条件設定のために利用されるもので、詳細は前記したとおりである。
Each detection value in the sea
喫水センサー230は、加圧気体/排気の圧力と喫水とに応じて、気体噴出口40への気体/排気の供給開始/停止を制御するために利用される。条件設定部220では、海象判断部400や船舶状況判断部300の状況に応じて、気体/排気の噴出条件や噴出量や噴出タイミング等を設定する。
なお、過給機タービンバイパスガスはエンジン本体の場所で以下の3種類があり、それぞれの性状は下記の通りである。
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)
The turbocharger turbine bypass gas has the following three types at the location of the engine body, and the properties of each are as follows.
A exhaust bypass gas (extraction port is exhaust receiver,
B air supply bypass gas (extraction port is air supply pipe (charge air pipe) before the intercooler, temperature 135 ° C, pressure 0.255MPa gauge pressure)
C scavenging bypass gas (outlet is scavenging receiver,
本願発明は過給機のそれぞれの箇所からのバイパスガスを、あるいはそれらの組み合わせを用いて、バイパスガスから直接気泡を生成するとともに、その量をエンジンの性能、信頼性を崩すことなく利用することを保証するものである。 The present invention uses the bypass gas from each part of the turbocharger or a combination thereof to generate bubbles directly from the bypass gas and use the amount without destroying the performance and reliability of the engine. Is guaranteed.
気泡生成にとっては、圧力が高く、温度が高い方が良い。したがって、A排気バイパスガスがもっとも適しているが、排気が直接、海を汚染するかもしれないという環境問題が想定され、使えない海域があると想定される。このような排気バイパスガスが使えない海域では、B給気バイパスガスかC掃気バイパスガスを使えばよい。B、Cは高圧の空気である。ただし、温度が高いと体積が大きく、気体噴出口までの配管を太くし、配管ロスを考慮せねばならない。また、このとき、配管廻りを保温養生する等の処置を行うようにしてもよい。 For bubble generation, higher pressure and higher temperature are better. Therefore, although A exhaust bypass gas is most suitable, an environmental problem that exhaust may directly contaminate the sea is assumed, and it is assumed that there is an unusable sea area. In sea areas where such exhaust bypass gas cannot be used, B supply bypass gas or C scavenging bypass gas may be used. B and C are high-pressure air. However, if the temperature is high, the volume is large, and the pipe to the gas jet outlet must be thickened to take pipe loss into consideration. Further, at this time, a treatment such as heat-curing around the pipe may be performed.
そこで、掃気バイパスガスは温度が低く、配管系を小さくでき、バブル排出口付近で、排気バイパスガスで加熱するという組み合わせも考えられる。また前述したように、バイパス配管は一旦、喫水よりも高くして、海水がエンジン10に入らないようにする。バイパス配管には、途中に流量計35を設け、バイパス流量を厳密に計測する。
Therefore, the scavenging bypass gas has a low temperature, the piping system can be made small, and a combination of heating with the exhaust bypass gas in the vicinity of the bubble discharge port is also conceivable. As described above, the bypass pipe is once higher than the draft so that seawater does not enter the
ここで、気体の噴出を開始/停止する制御を行う制御についてまとめると、本願の主眼として、バイパスガス量を主機関の熱負荷に関連した物理量と過給機特性とに基づいて制御しつつバイパスガスを取得してこれを気泡として利用すること、次に加圧気体及び/もしくは排気の気体噴出口からの供給動作の開始/停止させる動作を、排気の圧力と前記船舶の喫水とに基づいて制御すること、がある。さらには、船舶状況判断部300の判断に従う場合、海象判断部400の判断に従う場合、航行状態検出部(図示しない)の検出結果に従う場合がある。船舶状況判断部300に従う場合は、例えば、GPS310で港や目的地が近くなると判断すると気泡の噴出を止め、出港すると気泡の噴出を開始し、海域として渦潮域が近付いたら止め、外れたら開始する。また、機関の運転が停止されたら、気泡の噴出も止め、機関が動き出し所定時間たったら気泡の噴出を開始する。燃料計測部320で検出される燃費が予定より下回ったら気泡の噴出を止める。また、燃費の改善が予測される場合は、気泡の噴出を開始する。また、海象判断部400で台風や時化等の荒天の場合は、気泡の噴出を停止し、回復したら開始する、などの制御が可能である。これらの気泡の噴出開始、停止や噴出量は、主機関の運転状態に関連して行われ、主機関で空気を多く必要とする場合は、噴出を停止したり、噴出量を減らすものである。
Here, to summarize the control for starting / stopping the gas ejection, the main point of the present application is to bypass the bypass gas amount while controlling the bypass gas amount based on the physical quantity related to the heat load of the main engine and the supercharger characteristics. by using this to get the gas as bubbles, then pressurized gas and / or start / operation stopping the supply operation from the gas outlet of the exhaust, on the basis of the draft of the pressure of the exhaust gas vessels There is, to control. Furthermore, when following the determination of the ship
また、波センサー410で検出される波高が所定値以上になったら気泡の噴出を停止し、所定値以下になったら開始する。航行状態検出部の検出結果を設定された値と比較して偏差の大小に基づき、この偏差が予め定めた閾値以下で停止し、閾値を越えたら開始する。例えば、相対速度センサー55、57の値は、統計的処理をされ、代表値が比較部204に送られるが、船舶1の速度が落ち、この値が条件設定部220で設定された所定の閾値を下回ると、気泡の噴出を止め、上回ると開始している。相対速度センサー55、57の統計的処理をされた代表値の時間変化に基づき、船舶1が動きだし加速をしているときは、この閾値を下げ早めに気泡を噴出し、有効に気泡による摩擦抵抗低減効果を発揮し、減速しているときは速度が落ちてまだ船底9に滞在している気泡があるため、閾値を上げて気泡の噴出を早めに止めてもよい。
Further, when the wave height detected by the
これら、気体の噴出を開始/停止する制御を行う条件については、優先順位を付けて制御を行い、検出誤差や故障、予測し得なかった事態のときに補完的に他の条件を用いて制御してもよい。いずれにしても、所定の条件下で気泡の噴出を開始/停止すること、船舶が止まっていることを検出/判断したときは噴出を停止することにより、実質の摩擦抵抗低減効果を考慮した、気泡の噴出が実現できる。 These conditions for controlling the start / stop of gas ejection are controlled with priorities, and are complementarily controlled using other conditions in the event of a detection error, failure, or situation that cannot be predicted. May be. In any case, the actual frictional resistance reduction effect is considered by starting / stopping the ejection of bubbles under a predetermined condition, and stopping the ejection when detecting / determining that the ship is stopped, Bubble ejection can be realized.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。たとえば、上記の形態では、バイパスガス量の制御に用いるべき物理量の例として、主機の掃気圧と排気温度を主に例にとって説明し、加圧気体及び/もしくは排気の気体噴出口からの供給動作の開始/停止させる動作制御に用いるべき物理量の例として、排気の圧力と前記船舶の喫水を主に例にとって説明した。これらの物理量は、上記したセンサによって得られるものであるが、これら以外のセンサによる物理量を採用することも可能である。また、過給機特性として、上記では過給機効率をとる場合を例にとり、さらに過給機効率の求め方も上記で説明したが、過給機特性として、これら以外の特性(たとえば、主機と過給機との相性特性等)を採用してもよく、さらに、過給機効率の求め方として、上記の算定式以外に、種々定数、変数等を入れ替えてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, as an example of a physical quantity to be used for controlling the amount of bypass gas, the scavenging pressure and exhaust temperature of the main engine will be mainly described as an example, and supply operation from a gas outlet of pressurized gas and / or exhaust will be described. As an example of the physical quantity to be used for the operation control for starting / stopping the engine, the exhaust pressure and the draft of the ship have been mainly described as examples. These physical quantities are obtained by the above-described sensors, but it is also possible to employ physical quantities obtained by other sensors. In addition, as an example of supercharger characteristics, the supercharger efficiency is taken as an example, and the method for obtaining the supercharger efficiency has also been described above. However, as the supercharger characteristics, other characteristics (for example, main engine) And the like, and other constants, variables, and the like may be exchanged in addition to the above calculation formula as a method for obtaining the supercharger efficiency.
また、上記では、過給機からバイパスされたガス(空気)を直接気泡として水中に噴出する例をとって説明したが、タービンによって発電機を駆動し、発電で得られた電力を用いて別途ブロア(送気手段)を駆動させ、このブロアによって発生された気泡を噴出口40から吐出させるように構成してもよい。代替的に、タービンにたとえば同軸で回転させる機構を設けて、直接ブロア(送気手段)を駆動させてこれからバブルを発生させるようにしてもよい。
In the above description, the gas (air) bypassed from the turbocharger is directly blown into the water as bubbles. However, the generator is driven by a turbine, and the power obtained by power generation is used separately. You may comprise so that a blower (air supply means) may be driven and the bubble produced | generated by this blower may be discharged from the
また、喫水の把握・センシングには、たとえば船底、船側の喫水線より下面に圧力を測定・検知するセンサを用いることで、圧力と深さの比例関係から喫水を把握する方法によることも可能である。また、たとえば船側からカメラによって水面付近の状況を撮像し、これを画像処理することで喫水を推定するという手段によってもよい。 The draft can be grasped and sensed by, for example, using a sensor that measures and detects the pressure from the bottom of the ship and the draft line on the ship's side to detect the draft from the proportional relationship between pressure and depth. . Further, for example, it may be possible to take a situation in the vicinity of the water surface from the ship side with a camera and to estimate the draft by performing image processing on the situation.
また、上述した実施例は、本発明に係る技術思想を具現化するための実施形態の一例を示したにすぎないものであり、他の実施形態でも本発明に係る技術思想を適用することが可能である。 Further, the above-described examples are merely examples of embodiments for embodying the technical idea according to the present invention, and the technical ideas according to the present invention can be applied to other embodiments. Is possible.
本発明に係る船舶の摩擦抵抗低減装置は、一般的に海洋での使用に限らず、河川、湖水等あらゆる水系で利用される船舶で使用することが可能である。 The ship frictional resistance reducing device according to the present invention is not limited to use in the ocean, but can be used in ships used in all water systems such as rivers and lakes.
また、船舶の形を取らない、水系での航行体、浮体に広く適用でき、摩擦抵抗の低減による省エネルギー効果の貢献をはじめ、喫水調整や利便性の面でも広く社会全般、各種産業全般に対して大きな有益性をもたらすものである。 In addition, it can be widely applied to navigating bodies and floating bodies in the water system that do not take the shape of a ship, and contributes to energy saving effect by reducing frictional resistance, and also widely in society and various industries in terms of draft adjustment and convenience. And bring great benefits.
1…船舶、2…噴出気体供給装置制御装置、10…主機(エンジン)、11…過給機、14…掃気レシーバ、15…排気レシーバ、16…シリンダ、23…給気バイパス管、24…掃気バイパス管、25…排気バイパス管、23A、24A、25A…バイパス調整弁、30…送気管、40…気体噴出口、110…圧縮機、200…制御装置、203…過給機特性部、205…コントローラ、230…喫水センサ
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