JP6500576B2

JP6500576B2 - Fuel supply device and ship

Info

Publication number: JP6500576B2
Application number: JP2015089169A
Authority: JP
Inventors: 康之辻; 辻　　康之
Original assignee: Mitsui E&S Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsui E&S Machinery Co Ltd
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2035-04-24
Also published as: JP2016205270A

Description

本発明は、船舶の推進用内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置及び船舶に関する。 The present invention relates to a fuel supply device for supplying fuel to a propulsion internal combustion engine of a ship and a ship.

海や河川を航行する船舶の推進用内燃機関では、内燃機関から推進用プロペに延びる回転主軸の主軸回転数が、与えられた目標設定回転数になるように、内燃機関に供給する燃料供給量を電子ガバナで制御する方式の内燃機関が一般的に用いられている。このような電子制御の内燃機関には、排気熱のエネルギを回収するための排熱回収システムを組み合わせたものがある（特許文献１）。 In a propulsion internal combustion engine for a ship navigating a sea or a river, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine so that the main spindle rotational speed of the rotating main spindle extending from the internal combustion engine to the propulsion prope will be the given target setting rotational speed. An internal combustion engine of a type that controls the engine with an electronic governor is generally used. Among such electronically controlled internal combustion engines, there is a combination of an exhaust heat recovery system for recovering energy of exhaust heat (Patent Document 1).

国際公開第２０１０／０７４０４３号International Publication No. 2010/074043

一般に、内燃機関とクランク軸と接続した回転主軸の先端に設けられている推進用プロペラの回転数は、潮流、波、あるいは船舶の舵角等によって短時間に変化し易い一方、船舶の船速は、船舶の質量が大きいことから、短時間では変化しない。このため、潮流、波、あるいは船舶の舵角等によって回転主軸に作用する回転トルクは短時間に変化しやすい。このような状況において、上記特許文献１に示されるように、推進用プロペラの回転数、すなわち、回転主軸の主軸回転数が目標回転数に一致するように、内燃機関に供給する燃料供給量が制御される。したがって、主軸回転数の変動に応じて制御される燃料供給量は短時間で大きく変動するため、燃料供給装置では、供給する燃料の圧力が変動し、必要な燃料供給量の燃料を内燃機関に供給することは難しかった。 In general, the number of revolutions of a propeller for propulsion provided at the tip of a rotating main shaft connected to an internal combustion engine and a crankshaft is likely to change in a short time due to tidal current, waves, or steering angle of a ship. Does not change in a short time because the mass of the ship is large. For this reason, the rotational torque acting on the rotating main shaft due to the tidal current, waves, or the steering angle of the ship is likely to change in a short time. In such a situation, as shown in the above-mentioned Patent Document 1, the number of revolutions of the propulsion propeller, that is, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine is equal to the target number of revolutions of the main spindle. It is controlled. Therefore, the fuel supply amount controlled in response to the fluctuation of the main spindle rotational speed fluctuates in a short time, so in the fuel supply device, the pressure of the supplied fuel fluctuates, and the fuel of the necessary fuel supply amount is used as an internal combustion engine. It was difficult to supply.

また、主軸回転数を目標回転数にするように燃料供給量を制御する場合、燃料供給量を流量計等で計測することはできず、流量調整バルブの開度で燃料供給量を調整する。このため、短時間の主軸回転数の変動に適用できる安定した十分な精度のバルブ操作による燃料供給量の制御を実現することは難しい。 In addition, when the fuel supply amount is controlled so that the main spindle rotational speed becomes the target rotational speed, the fuel supply amount can not be measured by a flow meter or the like, and the fuel supply amount is adjusted by the opening degree of the flow rate adjustment valve. For this reason, it is difficult to realize the control of the fuel supply amount by the valve operation of the stable and sufficient accuracy applicable to the fluctuation of the main spindle rotational speed in a short time.

そこで、本発明は、船舶の推進用プロペラの回転数の短時間の変動に対応するように、推進用内燃機関に供給する燃料の圧力を精度よく制御する燃料制御装置、及びその燃料供給装置を備えた船舶を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a fuel control device that precisely controls the pressure of the fuel supplied to the internal combustion engine for propulsion so as to correspond to the short-term fluctuation of the rotational speed of the propeller for propulsion of the ship, and the fuel supply device thereof. The purpose is to provide a equipped vessel.

本発明の一態様は、船舶の推進用内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置である。当該燃料供給装置は、
船舶の推進用内燃機関に燃料を供給するために、燃料を加圧する圧縮機と、
前記圧縮機の出力端と接続され、前記推進用内燃機関に供給する燃料が流れる主配管と、
前記主配管内の加圧した燃料の圧力を計測するセンサと、
前記推進用内燃機関と推進用プロペラを接続した回転主軸の主軸回転数が目標回転数になるように、前記内燃機関に供給する燃料の燃料供給量を制御する第１の制御装置と、
前記圧縮機により加圧される燃料の圧力を制御する第２の制御装置と、を備える。
前記第２の制御装置は、
前記回転主軸の主軸回転数の情報と、船舶の船速の情報と、前記回転主軸に接続した推進用プロペラのピッチ情報に基づいて前記回転主軸に作用するトルクを算出するトルク計算部と、
前記トルクに対応する前記内燃機関の回転トルクを前記内燃機関に発生させるための燃料供給量を予測するデマンド予測部と、
前記センサで計測した前記圧力が目標圧力になるように前記燃料供給量に基づいて前記主配管内の燃料の圧力を制御する圧力制御部と、を備える。 One aspect of the present invention is a fuel supply device for supplying fuel to a propulsion internal combustion engine of a ship. The fuel supply device is
A compressor for pressurizing fuel to supply fuel to a ship's propulsion internal combustion engine;
A main pipe connected to an output end of the compressor and flowing with fuel supplied to the propulsion internal combustion engine;
A sensor that measures the pressure of pressurized fuel in the main pipe;
A first control device for controlling a fuel supply amount of fuel supplied to the internal combustion engine such that a main spindle rotational speed of a rotating main shaft connecting the propulsion internal combustion engine and the propulsion propeller becomes a target rotational speed;
And a second control device for controlling the pressure of the fuel pressurized by the compressor.
The second control device is
A torque calculation unit that calculates a torque acting on the rotating spindle based on information on the spindle rotational speed of the rotating spindle, information on ship speed of a ship, and pitch information on a propeller for propulsion connected to the rotating spindle;
A demand prediction unit that predicts a fuel supply amount for causing the internal combustion engine to generate rotational torque of the internal combustion engine corresponding to the torque;
And a pressure control unit configured to control the pressure of the fuel in the main pipe based on the fuel supply amount such that the pressure measured by the sensor becomes a target pressure.

前記圧縮機の燃料の出力端には、圧力制御弁が設けられ、前記圧力制御弁の制御により前記主配管内の燃料の圧力が制御される、ことが好ましい。 Preferably, a pressure control valve is provided at the fuel output end of the compressor, and the pressure of the fuel in the main pipe is controlled by the control of the pressure control valve.

前記圧縮機から吐出する燃料の吐出頻度あるいは燃料の圧縮の程度を制御することにより、前記主配管内の燃料の圧力が制御される、ことが好ましい。 It is preferable that the pressure of the fuel in the main pipe be controlled by controlling the discharge frequency of the fuel discharged from the compressor or the degree of compression of the fuel.

前記トルク計算部は、前記主軸回転数の情報、前記船速の情報、及び、前記推進用プロペラのピッチ情報の他に、船舶に与える舵角の情報に基づいて、前記トルクを算出する、ことが好ましい。 The torque calculation unit calculates the torque based on information on the main shaft rotational speed, information on the boat speed, and information on a pitch of the propeller for propulsion, based on information on a steering angle given to the vessel. Is preferred.

さらに、船舶に与える現在の舵角の情報と、前記回転主軸の現在の主軸回転数の情報と、船舶の現在の船速の情報に基づいて、船舶の将来の予測船速を算出する船速予測計算部を備え、
前記トルク計算部は、前記予測船速を前記船舶の船速の情報として用いて、予測トルクを前記トルクとして算出し、
前記デマンド予測部は、前記予測トルクを用いて、前記燃料供給量を予測燃料供給量として求め、
前記圧力制御部は、前記予測燃料供給量に基づいて、前記主配管内の燃料の圧力を制御する、ことが好ましい。 Furthermore, a ship speed for calculating a future predicted ship speed of the ship based on the information on the current steering angle given to the ship, the information on the current main spindle rotational speed of the rotating spindle, and the information on the current ship speed of the ship Equipped with a prediction calculator,
The torque calculation unit calculates a predicted torque as the torque, using the predicted ship speed as information on the ship speed of the ship.
The demand prediction unit obtains the fuel supply amount as a predicted fuel supply amount using the predicted torque.
The pressure control unit preferably controls the pressure of the fuel in the main pipe based on the predicted fuel supply amount.

本発明の他の態様は、船舶であり、船舶は、
燃料を加圧する圧縮機と、
加圧した燃料の供給を受けて駆動する船舶の推進用内燃機関と、
前記圧縮機の出力端と接続され、前記船舶の推進用内燃機関に供給する燃料が流れる主配管と、
前記主配管内の加圧した燃料の圧力を計測するセンサと、
前記推進用内燃機関と推進用プロペラを接続した回転主軸の主軸回転数を計測する回転計と、
船舶の船速を計測する船速計と、
前記回転主軸の主軸回転数が目標回転数になるように、前記内燃機関に供給する燃料の燃料供給量を制御する第１の制御装置と、
前記圧縮機により加圧される燃料の圧力を制御する第２の制御装置と、を備え、
前記第２の制御装置は、
前記回転主軸の主軸回転数の情報と、船舶の船速の情報と、前記回転主軸に接続した推進用プロペラのピッチ情報に基づいて前記回転主軸に作用するトルクを算出するトルク計算部と、
前記トルクに対応する前記内燃機関の回転トルクを前記内燃機関に発生させるための燃料供給量を予測するデマンド予測部と、
前記センサで計測した前記圧力が目標圧力になるように前記燃料供給量に基づいて前記主配管内の燃料の圧力を制御する圧力制御部と、を備える。 Another aspect of the present invention is a ship, the ship comprising
A compressor that pressurizes the fuel;
An internal combustion engine for propulsion of a ship driven by receiving pressurized fuel supply,
A main pipe connected to an output end of the compressor and through which fuel supplied to a propulsion internal combustion engine of the ship flows;
A sensor that measures the pressure of pressurized fuel in the main pipe;
A tachometer for measuring a spindle rotational speed of a rotating spindle connecting the propulsion internal combustion engine and the propulsion propeller;
A speedometer to measure the speed of the ship;
A first control device that controls a fuel supply amount of fuel supplied to the internal combustion engine such that a main spindle rotational speed of the rotary main shaft becomes a target rotational speed;
A second control device for controlling the pressure of the fuel pressurized by the compressor;
The second control device is
A torque calculation unit that calculates a torque acting on the rotating spindle based on information on the spindle rotational speed of the rotating spindle, information on ship speed of a ship, and pitch information on a propeller for propulsion connected to the rotating spindle;
A demand prediction unit that predicts a fuel supply amount for causing the internal combustion engine to generate rotational torque of the internal combustion engine corresponding to the torque;
And a pressure control unit configured to control the pressure of the fuel in the main pipe based on the fuel supply amount such that the pressure measured by the sensor becomes a target pressure.

上述の燃料供給装置及び船舶によれば、船舶の推進用プロペラの回転数の短時間の変動に対応するように、推進用内燃機関に供給する燃料の圧力を精度よく制御することができる。 According to the above-described fuel supply device and ship, the pressure of the fuel supplied to the internal combustion engine for propulsion can be controlled with high accuracy so as to correspond to the short-term fluctuation of the rotational speed of the propeller for propulsion of the ship.

本実施形態の燃料供給装置の構成の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of composition of a fuel supply system of this embodiment. 本実施形態の燃料供給装置の構成の他の例を説明する図である。It is a figure explaining the other example of the composition of the fuel supply system of this embodiment. 本実施形態の燃料供給装置の圧縮機の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the compressor of the fuel supply apparatus of this embodiment.

以下、本実施形態の燃料供給装置及び船舶を、図を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の燃料供給装置の構成の一例を説明する図である。 Hereinafter, the fuel supply device and the ship of the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view for explaining an example of the configuration of a fuel supply device according to the present embodiment.

燃料供給装置１０は、エンジン１、蛇２、回転主軸３、推進用プロペラ４を備える船舶に設けられている。燃料供給装置１０は、圧縮機１２、主配管１４、及び制御装置１６を主に備える。燃料供給装置１０の構成要素は、全て、船舶に搭載されている。
圧縮機１２は、燃料を加圧する装置で、燃料がガスである場合、燃料は複数の圧縮ユニットを多段に並べて所定の圧力、例えば数１０〜数１００バールに加圧される。
圧縮機１２の燃料ガスの出力端は、船舶の推進用内燃機関であるエンジン１に供給する燃料の主配管１４と接続されている。主配管１４から供給される燃料は、図示されない燃料噴射弁を介してエンジン１のシリンダボア内に供給される。主配管１４には、燃料の供給量を調整するために、開度が制御される流量制御弁６が設けられている。
回転主軸３は、エンジン１の図示されないクランク軸と接続されて、クランク軸の回転が回転主軸３に伝達される。
回転主軸３の先端には、船舶の推進用プロペラ４が設けられている。推進用プロペラ４のピッチは固定されている。
また、推進用プロペラ４の船舶の進行方向の後端の側に、蛇２が設けられている。 The fuel supply device 10 is provided to a ship provided with an engine 1, a snake 2, a rotating main shaft 3, and a propeller 4 for propulsion. The fuel supply device 10 mainly includes a compressor 12, a main pipe 14, and a control device 16. All the components of the fuel supply system 10 are mounted on a ship.
The compressor 12 is a device for pressurizing the fuel, and when the fuel is a gas, the fuel is pressurized to a predetermined pressure, for example, several tens to several hundreds bar, by arranging a plurality of compression units in multiple stages.
The output end of the fuel gas of the compressor 12 is connected to the main pipe 14 of the fuel supplied to the engine 1 which is a propulsion internal combustion engine of a ship. The fuel supplied from the main pipe 14 is supplied into the cylinder bore of the engine 1 via a fuel injection valve (not shown). The main pipe 14 is provided with a flow control valve 6 whose opening degree is controlled in order to adjust the fuel supply amount.
The main shaft 3 is connected to a crankshaft (not shown) of the engine 1, and the rotation of the crankshaft is transmitted to the main shaft 3.
At the tip of the rotating spindle 3, a propeller 4 for propulsion of a ship is provided. The pitch of the propulsion propeller 4 is fixed.
Further, a snake 2 is provided on the rear end side of the propulsion propeller 4 in the traveling direction of the ship.

主配管１４には、加圧された燃料の圧力を計測する圧力センサ７ａが設けられている。圧力センサ７ａの計測位置は、流量制御弁６に対して圧縮機１２側にある。すなわち、圧力センサ７ａは、圧縮機１２の出力端と流量制御弁６との間にある加圧された燃料の圧力を計測する。
また、回転主軸３には、回転主軸３の主軸回転数を計測する回転計７ｂが設けられている。
蛇角の回転軸には、蛇角を計測する操角センサ７ｃが設けられている。
船舶には、船速を計測する速度センサ７ｄが設けられている。速度センサ７ｄの計測する船速は、対水速度である。したがって、舵角が０度でないとき、推進用プロペラ４を通過する水は舵角の分だけ傾斜して流れるので、回転する推進用プロペラ４が横切る水の流速、すなわち、回転主軸３に平行な水の流速成分は、舵角の分だけ船速から低下した速度になっている。 The main pipe 14 is provided with a pressure sensor 7a that measures the pressure of the pressurized fuel. The measurement position of the pressure sensor 7 a is on the compressor 12 side with respect to the flow control valve 6. That is, the pressure sensor 7 a measures the pressure of the pressurized fuel between the output end of the compressor 12 and the flow control valve 6.
In addition, the rotation spindle 3 is provided with a tachometer 7 b that measures the spindle rotational speed of the rotation spindle 3.
A steering angle sensor 7c for measuring the snake angle is provided on the rotary shaft of the snake angle.
The ship is provided with a speed sensor 7d that measures the speed of the ship. The boat speed measured by the speed sensor 7d is the water speed. Therefore, when the steering angle is not 0 °, the water passing through the propulsion propeller 4 flows by an amount corresponding to the steering angle, so that the flow velocity of water traversed by the rotating propulsion propeller 4, ie, parallel to the main rotation shaft 3 The flow velocity component of water is a speed that is reduced from the ship speed by the steering angle.

ガバナ５は、回転計７ｂにより計測された主軸回転数が目標回転数になるように、流量制御弁６の開度を制御する。すなわち、ガバナ５は、エンジン１と推進用プロペラ４を接続した回転主軸３の主軸回転数が目標回転数になるように、エンジン１に供給する燃料の燃料供給量を制御する装置（第１の制御装置）である。ガバナ５は、オペレータの指示等によって提供されるプロペラ回転数の指令に応じて、流量制御弁６の開度を制御することにより燃料供給量を制御する。 The governor 5 controls the opening degree of the flow control valve 6 so that the spindle rotational speed measured by the tachometer 7 b becomes the target rotational speed. That is, the governor 5 controls the fuel supply amount of the fuel supplied to the engine 1 so that the main spindle rotational speed of the rotary spindle 3 connecting the engine 1 and the propeller 4 for propulsion becomes the target rotational speed (first Control device). The governor 5 controls the fuel supply amount by controlling the opening degree of the flow control valve 6 in accordance with a propeller rotational speed command provided by an instruction of the operator or the like.

燃料供給装置１０は、圧縮機１２、主配管１４、及び制御装置１６を主に備え、エンジン１に所望の圧力の燃料を供給する。流量制御弁６では上述したように弁の開度が制御されるが、開度の制御だけでは、燃料の供給量を所望の量にすることは難しい。このため、本実施形態では、ガバナ５の制御とは別に、制御装置１６は、流量制御弁６に対して圧縮機１２側の主配管１４の部分における燃料の圧力を後述するように制御する構成になっている。すなわち、制御装置１６は、圧縮機１２により加圧された主配管１４内の燃料の圧力を制御する装置（第２の制御装置）である。 The fuel supply device 10 mainly includes a compressor 12, a main pipe 14, and a control device 16, and supplies the engine 1 with fuel at a desired pressure. Although the flow control valve 6 controls the opening degree of the valve as described above, it is difficult to make the fuel supply amount a desired amount only by controlling the opening degree. Therefore, in the present embodiment, separately from the control of the governor 5, the control device 16 controls the pressure of the fuel in the portion of the main pipe 14 on the compressor 12 side with respect to the flow control valve 6 as described later. It has become. That is, the control device 16 is a device (second control device) that controls the pressure of the fuel in the main pipe 14 pressurized by the compressor 12.

制御装置１６は、具体的には、トルク計算部１６ａ、デマンド予測部１６ｂ、及び圧力制御部１６ｃを備える。
トルク計算部１６ａは、回転計７ｂによって計測された回転主軸３の主軸回転数の情報と、速度センサ７ｄによって計測された船舶の船速の情報と、推進用プロペラ４のピッチ情報に基づいて回転主軸３に作用するトルク、すなわち、回転主軸３及び推進用プロペラ４が受けるトルクを算出する。ピッチ情報とは、推進用プロペラ４が一回転するときに船舶が進む距離の情報である。 Specifically, the control device 16 includes a torque calculation unit 16a, a demand prediction unit 16b, and a pressure control unit 16c.
The torque calculation unit 16a performs rotation based on information on the spindle rotational speed of the rotary spindle 3 measured by the tachometer 7b, information on the ship speed of the ship measured by the speed sensor 7d, and pitch information on the propulsion propeller 4 The torque acting on the main shaft 3, that is, the torque received by the rotating main shaft 3 and the propeller 4 for propulsion is calculated. The pitch information is information on the distance traveled by the ship when the propulsion propeller 4 makes one revolution.

推進用プロペラ４は水中で回転するとき水の抵抗によってトルクを受ける。このトルクに抗するように、推進用プロペラ４、さらには、回転主軸３には、回転トルクがエンジン１から与えられる。しかし、潮流、波あるいは蛇角に応じて水から推進用プロペラ４及び回転主軸３が受けるトルクは変動あるいは変化する。このため、エンジン１の回転トルクもトルクの変動あるいは変化に対応して変動あるいは変化させることが必要である。このため、トルク計算部１６ａは、回転主軸３に作用するトルクを、主軸回転数の情報と、船速の情報と、ピッチ情報に基づいて算出する。このようなトルクは、予め記憶されているトルク算出式に従って演算して算出してもよいし、主軸回転数の情報及び船速の情報とトルクの対応関係を、ピッチ情報毎に記憶した参照テーブルを予め保持しておき、計測した主軸回転数の情報と、計測した船速の情報と、ピッチ情報とを用いて、記憶した参照テーブルを呼び出して参照し、トルクを求めてもよい。
推進用プロペラ４及び回転主軸３に作用するトルクは上述したように頻繁に変動あるいは変化する場合、これに応じて主軸回転数も頻繁に変動あるいは変化する。一方、ガバナ５は、主軸回転数を一定に保持しようとする制御によって、流量制御弁６の開度を調整しようとする。このとき、開度が頻繁に変動あるいは変化するので、主配管１４内の燃料の圧力も変動する。このため、流量供給弁６の開度によって燃料の供給量を制御しようとしても精度の高い燃料供給量の制御は難しい。このため、本実施形態では、回転主軸３に作用するトルクに対応する必要な回転トルクを算出して、後述するような回転トルクに応じて主配管１４内の燃料の圧力が目標圧力になるように制御する。 The propulsion propeller 4 receives torque by the resistance of water when it rotates in water. A rotational torque is applied from the engine 1 to the propulsion propeller 4 and further to the rotating main shaft 3 so as to resist this torque. However, the torque received by the propeller 4 for propulsion and the main rotating shaft 3 from the water fluctuates or changes in accordance with the current, waves or serpentine. For this reason, it is necessary to change or change the rotational torque of the engine 1 in response to the change or change of the torque. For this reason, the torque calculation unit 16a calculates the torque acting on the rotating spindle 3 based on the information on the spindle rotational speed, the information on the boat speed, and the pitch information. Such a torque may be calculated and calculated according to a torque calculation formula stored in advance, or a reference table in which the correspondence between the information on the spindle rotational speed and the information on the boat speed and the torque is stored for each pitch information May be stored in advance, and the stored reference table may be called up and referred to using the information on the measured main spindle rotational speed, the information on the measured boat speed, and the pitch information to obtain the torque.
When the torque acting on the propulsion propeller 4 and the rotating spindle 3 fluctuates or changes frequently as described above, the spindle rotational speed also fluctuates or changes accordingly. On the other hand, the governor 5 tries to adjust the opening degree of the flow control valve 6 by control to keep the spindle rotational speed constant. At this time, since the opening degree frequently changes or changes, the pressure of the fuel in the main pipe 14 also changes. Therefore, even if it is intended to control the amount of fuel supply by the opening degree of the flow rate supply valve 6, it is difficult to control the amount of fuel supply with high accuracy. For this reason, in the present embodiment, the necessary rotational torque corresponding to the torque acting on the rotational main shaft 3 is calculated, and the pressure of the fuel in the main pipe 14 becomes the target pressure according to the rotational torque as described later. Control.

さらに、トルク計算部１６ａは、主軸回転数の情報、船速の情報、及び、推進用プロペラ４のピッチ情報の他に、船舶に与える舵角の情報に基づいて、回転トルクを算出することも好ましい。蛇角が付くと（０でなくなると）、蛇角が付くことによって、推進用プロペラ４を流れる水の流れ方向も傾斜する。このため、推進用プロペラ４が水から受けるトルクも船速を蛇角が付いた分だけ変化する。しかし、このトルクが変化すると主軸回転数も変化するため、この主軸回転数を一定に保持しようとするガバナ５の制御によって、流量制御弁６の開度も変化する。このとき、開度が変化することによって、主配管１４内の燃料の圧力も変化することは好ましくない。このため、本実施形態では、主配管１４内の燃料の圧力が目標圧力になるように、算出したトルクに基づいて主配管１４内の燃料の圧力を制御する。このため、舵角が付いたときのトルクの変化を考慮して、トルク計算部１６ａは、主軸回転数の情報、船速の情報、及び、推進用プロペラ４のピッチ情報の他に、船舶に与える舵角の情報に基づいて、回転主軸３に作用するトルクを算出することが好ましい。 Furthermore, the torque calculation unit 16a may also calculate the rotational torque based on the information on the steering angle given to the vessel, in addition to the information on the spindle rotational speed, the information on the boat speed, and the pitch information on the propeller 4 for propulsion. preferable. When the serpentine angle is attached (when it is not zero), the direction of the flow of water flowing through the propulsion propeller 4 is also inclined due to the serpentine angle. For this reason, the torque which the propeller 4 for propulsion receives from water also changes only the part to which the boat angle was attached with the snake angle. However, when the torque changes, the spindle rotational speed also changes, so the opening degree of the flow control valve 6 also changes by the control of the governor 5 that attempts to keep the spindle rotational speed constant. At this time, it is not preferable that the pressure of the fuel in the main pipe 14 also changes due to the change of the opening degree. For this reason, in this embodiment, the pressure of the fuel in the main pipe 14 is controlled based on the calculated torque so that the pressure of the fuel in the main pipe 14 becomes the target pressure. For this reason, in consideration of the change in torque when the steering angle is attached, the torque calculation unit 16a adds the information on the spindle rotational speed, the information on the boat speed, and the pitch information on the propulsion propeller 4 to the ship. It is preferable to calculate the torque acting on the rotating spindle 3 based on the information of the steering angle to be applied.

デマンド予測部１６ｂは、トルク計算部１６ａで算出した回転主軸３に作用するトルクに対応するエンジン１の必要な回転トルクをエンジン１に発生させる燃料供給量を予測し、さらに、単位時間当たりの燃料供給量を算出する。ここで、回転トルクは、トルク計算部１６ａで算出したトルクと一致するように定めて燃料供給量を予測してもよいし、トルク計算部１６ａで算出したトルクに所定の比率を乗算したものを、回転トルクとして定めて燃料供給量を予測してもよい。
このような燃料供給量は、求めた回転トルクの情報を用いて算出される。回転トルクは燃料供給量によって変化するので、回転トルクに対する燃料供給量の対応関係を表した参照テーブルと、求めた必要な回転トルクの情報を用いて燃料供給量、具体的には、１サイクルの燃料供給量を求める。このような参照テーブルは、予めエンジン１の特性として制御装置１６に記憶されている。
こうして求められる燃料供給量は、エンジン１の１サイクルの燃料供給量であるので、デマンド予測部１６ｂは、計測によって得られた主軸回転数の情報を用いて、単位時間当たりの燃料供給量を算出する。 The demand prediction unit 16b predicts the amount of fuel supplied to the engine 1 to generate the required rotational torque of the engine 1 corresponding to the torque acting on the rotating spindle 3 calculated by the torque calculation unit 16a, and further, the fuel per unit time Calculate the supply amount. Here, the rotational torque may be determined to coincide with the torque calculated by the torque calculation unit 16a to predict the fuel supply amount, or the torque calculated by the torque calculation unit 16a multiplied by a predetermined ratio may be used. The amount of fuel supplied may be estimated as the rotational torque.
Such fuel supply amount is calculated using information of the calculated rotational torque. Since the rotational torque changes depending on the amount of fuel supplied, the reference table representing the correspondence relationship of the amount of fuel supplied to the rotational torque and the information of the required rotational torque obtained can be used to calculate the amount of fuel supplied, specifically, one cycle Determine the fuel supply amount. Such reference table is stored in advance in the control device 16 as the characteristic of the engine 1.
Since the fuel supply amount thus determined is the fuel supply amount for one cycle of the engine 1, the demand prediction unit 16b calculates the fuel supply amount per unit time using the information on the spindle rotational speed obtained by measurement. Do.

圧力制御部１６ｃは、デマンド予測部１６ｂで算出された単位時間当たりの燃料供給量と、圧力センサ７ａで計測された圧力の情報とを用いて、主配管１４内の燃料の圧力が、定められた目標圧力になるように、単位時間当たりの燃料供給量に基づいて制御する。エンジン１への燃料供給量の変動あるいは変化によって、主配管１４内の圧力も変動あるいは変化する。このため、主配管１４内の燃料の圧力が、例えば一定の目標圧力になるように、制御される。 The pressure control unit 16c determines the pressure of the fuel in the main pipe 14 using the fuel supply amount per unit time calculated by the demand prediction unit 16b and the information of the pressure measured by the pressure sensor 7a. Control is performed based on the fuel supply amount per unit time so that the target pressure is reached. Due to fluctuations or changes in the amount of fuel supplied to the engine 1, the pressure in the main pipe 14 also fluctuates or changes. For this reason, the pressure of the fuel in the main pipe 14 is controlled, for example, to a constant target pressure.

燃料がガスである場合、圧縮機１２の燃料の出力端には、図１に示すように、圧力制御弁１２ａが設けられ、圧力制御弁１２ａの制御により主配管１４内の燃料の圧力が制御されることが好ましい。圧力制御弁１２ａの制御は、弁の開度の制御により行われる。この制御では、単位時間当たりの燃料供給量と圧力センサ７ａにより計測される圧力の情報に対する、圧力が目標圧力になるための圧力制御弁１２ａの開度の関係を表した参照テーブルを予め用意しておき、デマンド予測部１６ｂで予測された燃料供給量と圧力センサ７ａにより計測された圧力の情報から、圧力制御弁１２ａの開度を制御量として定めるとよい。 When the fuel is a gas, as shown in FIG. 1, a pressure control valve 12a is provided at the fuel output end of the compressor 12, and the pressure of the fuel in the main pipe 14 is controlled by the control of the pressure control valve 12a. Preferably. Control of the pressure control valve 12a is performed by control of the opening degree of the valve. In this control, a reference table representing the relationship between the amount of fuel supplied per unit time and the pressure measured by the pressure sensor 7a, representing the opening degree of the pressure control valve 12a for the pressure to become the target pressure is prepared in advance. The opening degree of the pressure control valve 12a may be determined as the control amount from the information of the fuel supply amount predicted by the demand prediction unit 16b and the pressure measured by the pressure sensor 7a.

主配管１４内の燃料の圧力が変化あるいは変動したときに、圧力センサ７ａで計測した圧力が目標圧力になるようにフィードバック制御をすることもできるが、このフィードバック制御では、実際に主配管１４内の燃料の圧力が変化あるいは変動した後に、圧力を制御するので、エンジン１の必要とする燃料供給量が確保できなくなる。このため、本実施形態では、主軸回転数の情報と、船速の情報と、推進用プロペラ４のピッチ情報に基づいて回転主軸の回転トルクを予測し、この回転トルクから、燃料供給量を算出し、この燃料供給量に基づいて、主配管１４内の燃料の圧力が目標圧力になるようにフィードフォワードで制御する。 It is possible to perform feedback control so that the pressure measured by the pressure sensor 7a becomes the target pressure when the pressure of the fuel in the main pipe 14 changes or fluctuates, but in this feedback control, the inside of the main pipe 14 is actually Since the pressure is controlled after the pressure of the fuel changes or fluctuates, the amount of fuel required for the engine 1 can not be secured. For this reason, in this embodiment, the rotational torque of the rotating spindle is predicted based on the information on the spindle rotational speed, the information on the boat speed, and the pitch information on the propeller 4 for propulsion, and the fuel supply amount is calculated from this rotational torque. Then, based on this fuel supply amount, feedforward control is performed so that the pressure of the fuel in the main pipe 14 becomes the target pressure.

図１に示す制御装置１６は、計測された船舶の船速の情報を、主軸回転数の情報、舵角の情報、及び推進用プロペラ４のピッチ情報とともに用いてトルク計算部１６ａでトルクを算出するが、図２に示すような制御装置１６を用いて、現在〜将来の燃料供給量を予測し、これに基づいて、主配管１４内の燃料が目標圧力になるように、圧力制御弁１２ａを制御することもできる。現在〜将来とは、現在の時刻から、例えば数１０分後までの範囲をいう。図２は、図１に示す本実施形態の燃料供給装置の構成と異なる他の例を説明する図である。
図２に示す制御装置１６は、船速予測計算部１６ｄと、トルク計算部１６ａと、デマンド予測部１６ｂと、圧力制御部１６ｃを備える。図２に示すトルク計算部１６ａは、船速度変化部１６ｄで算出される現在〜将来の船速の予測結果を用いて現在〜将来にかけてのトルクを予測する。これ以外は、図２に示すトルク計算部１６ａの機能は図１に示すトルク計算部１６ａと同じである。デマンド予測部１６ｂは、現在〜将来の燃料供給量、燃料の圧力を予測する。これ以外の機能は、図１に示すデマンド予測部１６ｂと同じである。
圧力制御部１６ｃは、現在〜将来の燃料供給量と、計測された現在の燃料の圧力を用いて、上述した参照テーブルを用いて、圧力制御弁１２ａの開度を制御量として定める。したがって、図２に示すトルク計算部１６ａ、デマンド予測部１６ｂ及び圧力制御部１６ｃの機能の説明は省略する。 The control device 16 shown in FIG. 1 uses the information of the measured ship speed of the ship together with the information of the spindle rotational speed, the information of the steering angle, and the pitch information of the propulsion propeller 4 to calculate the torque by the torque calculator 16a. However, the controller 16 as shown in FIG. 2 is used to predict the present and future fuel supply amounts, and based on this, the pressure control valve 12a is adjusted so that the fuel in the main pipe 14 becomes the target pressure. Can also be controlled. The present and future means a range from the present time to, for example, several tens of minutes later. FIG. 2 is a view for explaining another example different from the configuration of the fuel supply system of the present embodiment shown in FIG.
The control device 16 illustrated in FIG. 2 includes a boat speed prediction calculation unit 16 d, a torque calculation unit 16 a, a demand prediction unit 16 b, and a pressure control unit 16 c. The torque calculation unit 16a shown in FIG. 2 predicts the current to future torques using the prediction results of the current to future ship speeds calculated by the ship speed changing unit 16d. Except for this, the function of the torque calculation unit 16a shown in FIG. 2 is the same as that of the torque calculation unit 16a shown in FIG. The demand prediction unit 16b predicts the present and future fuel supply amounts and fuel pressures. The other functions are the same as the demand prediction unit 16b shown in FIG.
The pressure control unit 16c determines the degree of opening of the pressure control valve 12a as a control amount using the reference table described above using the present and future fuel supply amounts and the measured present fuel pressure. Therefore, the description of the functions of the torque calculation unit 16a, the demand prediction unit 16b, and the pressure control unit 16c illustrated in FIG. 2 will be omitted.

船舶が一定の船速で移動している状態から、エンジン１の出力トルクを一定に保った状態で、蛇角を切って船を旋回開始させるとき、船の進行方向は徐々に変化し、これに伴って船の船速は低下した状態から、徐々に増大していく。このような船速が過渡的に変化する継続時間は大型船程長く、数１０分程度かかる。したがって、このような船速の変化である将来の船速の予測は、予め船の運動方程式を用いて得ることができる。したがって、図２に示す制御装置１６は、船舶の将来の船速の変化を予測する船速予測計算部１６ｄを備える。 When the ship is moving at a constant speed and the output torque of the engine 1 is kept constant, the turning direction of the ship gradually changes when the turning of the ship is started by turning the snake angle. The ship's speed will gradually increase from the state of decline. The duration in which such a ship speed changes transiently is as long as a large ship, and takes several tens of minutes. Therefore, prediction of future ship speed that is such a change in ship speed can be obtained in advance using ship's equation of motion. Therefore, the control device 16 illustrated in FIG. 2 includes a boat speed prediction calculation unit 16 d that predicts a change in the future boat speed of the ship.

圧力制御部１６ｃでは、船速予測計算部１６ｄで算出された予測船速を用いてデマンド予測部１６ｂで算出された予測燃料供給量と現在の主配管１４の圧力の情報から参照テーブルを参照して、圧力制御弁１２ａの開度を定めて制御する。例えば、現在の燃料供給量と、将来の予測燃料供給量を重み付け平均し、この平均値と圧力センサ７ａで計測された圧力の情報と、参照テーブルを用いて、圧力制御弁１２ａの開度を定めて主配管１４の燃料の圧力を制御する。上記重み付け平均に用いる重み付け係数は、現在から将来に向けて離れるほど小さくなることが好ましい。
なお、船速予測計算部１６ｄは、上述したように、エンジン１の出力トルクを一定に保った状態で、船が一定の船速で移動している状態から、蛇角を切って船が旋回を開始する条件において、船速の予測を開始し、それ以外の条件では、予測船速を算出せず、現在の計測された船速を、トルク計算部１６ａに供給してもよい。このようにすることで、図１に示す制御装置１６と同じ動作を行うことができる。なお、船速予測計算部１６ｄが予測船速の算出を開始した場合、時々刻々、現在〜将来の予測船速度の情報をトルク計算部１６ａに供給し、これにより、現在〜将来の予測トルクを算出し、さらに、デマンド予測部１６ｂは、現在〜将来の予測燃料供給量を時々刻々算出する。圧力制御部１６ｃは、時々刻々算出される予測燃料供給量を用いて、圧力調整弁１２ａの開度を逐次制御する。 The pressure control unit 16c refers to the reference table from the information of the predicted fuel supply amount calculated by the demand prediction unit 16b and the current pressure of the main pipe 14 using the predicted ship speed calculated by the ship speed prediction calculation unit 16d. And control the opening degree of the pressure control valve 12a. For example, the present fuel supply amount and the future predicted fuel supply amount are weighted and averaged, and the opening value of the pressure control valve 12a is calculated using this average value and the information of the pressure measured by the pressure sensor 7a and a reference table. The pressure of the fuel in the main pipe 14 is controlled. It is preferable that the weighting factor used for the above-mentioned weighted average becomes smaller as it goes away from the present to the future.
As described above, the ship speed prediction calculation unit 16d cuts the snake angle and turns the ship while the ship is moving at a fixed ship speed while keeping the output torque of the engine 1 constant. The prediction of the boat speed may be started under the condition of starting the above, and the current measured boat speed may be supplied to the torque calculation unit 16a without calculating the predicted boat speed under the other conditions. By doing this, the same operation as the control device 16 shown in FIG. 1 can be performed. In addition, when the ship speed prediction calculation unit 16d starts calculation of the predicted ship speed, the information of the current ship-future predicted ship speed is supplied to the torque calculation unit 16a every moment, whereby the current to future prediction torque is The demand prediction unit 16b calculates the predicted fuel supply amount from present to future every moment. The pressure control unit 16c sequentially controls the opening degree of the pressure adjustment valve 12a using the predicted fuel supply amount that is calculated from time to time.

このように、燃料供給装置１０は、船舶に与える現在の舵角の情報と、回転主軸３の現在の主軸回転数の情報と、船舶の現在の船速の情報に基づいて、船舶の将来の予測船速を算出する船速予測計算部１６ｄを備える。その際、トルク計算部１６ａは、予測船速を船舶の船速の情報として用いて、予測トルクを算出し、デマンド予測部１６ｂは、予測トルクを用いて、燃料供給量を予測燃料供給量として求め、圧力制御部１６ｃは、予測燃料供給量に基づいて、主配管１４内の燃料の圧力を制御することが好ましい。このように、制御装置１６は、船速を予測することにより、主配管１４内の燃料の圧力のフィードフォワード制御を効率よく行なうことができる。 As described above, the fuel supply device 10 can calculate the future of the ship based on the information on the current steering angle given to the ship, the information on the current main spindle rotational speed of the rotary spindle 3, and the information on the current ship speed of the ship. A boat speed prediction calculation unit 16d is provided to calculate a predicted ship speed. At that time, the torque calculation unit 16a calculates the predicted torque using the predicted ship speed as the ship speed information of the ship, and the demand prediction unit 16b uses the predicted torque to set the fuel supply amount as the predicted fuel supply amount. Preferably, the pressure control unit 16c controls the pressure of the fuel in the main pipe 14 based on the predicted fuel supply amount. As described above, the controller 16 can efficiently perform feedforward control of the pressure of the fuel in the main pipe 14 by predicting the ship speed.

なお、図１，２に示す形態では、燃料はガスを用いた場合を説明したが、燃料として液体燃料を対象とすることもできる。この場合、圧力燃料制御弁１２ａの開度の制御に代えて、圧縮機１２から吐出される燃料の吐出頻度あるいは燃料の圧縮の程度を制御することにより、主配管１４内の燃料の圧力が制御されることが好ましい。燃料の圧縮の程度は、圧縮機１２がピストンポンプである場合、ピストンポンプの吐出弁の開放圧力を含む。圧縮機１２から吐出される燃料の吐出頻度は、例えば圧縮機１２がピストンポンプである場合、ピストンポンプのピストンの駆動速度を制御することにより燃料を主配管１４に吐出する単位時間当たりの吐出サイクルを含む。 In addition, although the case where fuel used gas was demonstrated in the form shown to FIG. 1, 2, it can also target liquid fuel as fuel. In this case, the pressure of the fuel in the main pipe 14 is controlled by controlling the discharge frequency of the fuel discharged from the compressor 12 or the degree of compression of the fuel instead of controlling the opening degree of the pressure fuel control valve 12a. Preferably. The degree of compression of the fuel includes the opening pressure of the discharge valve of the piston pump when the compressor 12 is a piston pump. The discharge frequency of the fuel discharged from the compressor 12 is, for example, when the compressor 12 is a piston pump, a discharge cycle per unit time for discharging the fuel to the main pipe 14 by controlling the driving speed of the piston of the piston pump. including.

図３は、本実施形態の燃料供給装置の圧縮機の構成の一例を示す図である。図３に示す例は、燃料がガスの場合の圧縮機の構成であり、５段に接続された複数の圧縮ユニット３０〜３８を圧縮機１２として用いた形態の一例である。
圧縮機１２は、５つの圧縮ユニット３０，３２，３４，３６，３８を備える。圧縮ユニット３０，３２，３４，３６，３８は、それぞれ、圧縮部３０ａ，３２ａ，３４ａ，３６ａ，３８ａと、クーラー３０ｂ，３２ｂ，３４ｂ，３６ｂ，３８ｂと、圧力センサ３０ｃ，３２ｃ，３４ｃ，３６ｃ，３８ｃと、スピルバック弁３０ｄ，３２ｄ，３４ｄ，３６ｄ，３８ｄと、接続管３０ｅ，３２ｅ，３４ｅ，３６ｅ，３８ｅと、コントローラ３０ｆ，３２ｆ，３４ｆ，３６ｆ，３８ｆと、を備える。圧縮ユニット３０〜３８の構成は、いずれも同じであるので、圧縮ユニット３０を代表して説明する。 FIG. 3 is a view showing an example of the configuration of the compressor of the fuel supply system of the present embodiment. The example shown in FIG. 3 is a configuration of the compressor when the fuel is a gas, and is an example of a form in which the plurality of compression units 30 to 38 connected in five stages are used as the compressor 12.
The compressor 12 comprises five compression units 30, 32, 34, 36, 38. The compression units 30, 32, 34, 36, 38 respectively have compression units 30a, 32a, 34a, 36a, 38a, coolers 30b, 32b, 34b, 36b, 38b and pressure sensors 30c, 32c, 34c, 36c, 38c, spillback valves 30d, 32d, 34d, 36d, 38d, connection pipes 30e, 32e, 34e, 36e, 38e, and controllers 30f, 32f, 34f, 36f, 38f. The configuration of each of the compression units 30 to 38 is the same, and therefore, the compression unit 30 will be described as a representative.

圧縮ユニット３０では、供給された燃料ガスを圧縮部３０ａで所定の圧力に高めるとともに、クーラー３０ｂで圧縮により高温になったガス状の燃料を冷却し出力する。圧縮された燃料の一部は、スピルバック弁３０ｄの開度の制御により、接続管３０ｅを介して圧縮部３０ａの燃料供給側に流れる。これにより、圧縮ユニット３０の出力端における燃料の圧力は、調整される。このようなスピルバック弁３０ｄが、図１，２に示す圧力制御弁１２ａに対応する。なお、スピルバック弁３０ｄの開度の制御は、圧力制御部１６ｃから送られてきた指示信号に基づいて、圧縮ユニット３０のスプリバック弁３０ｄの燃料の圧力制御に用いられる。なお、圧力センサ３０ｃは、図１，２に示す圧力センサ７ａに対応する。圧力センサ３０ｃから計測された圧力の情報は、コントローラ３０ｆを介して、圧力制御部１６ｃに送られる。
このように、圧縮ユニット３０〜３８の各段は、スピルバック弁３０ｄ〜３８ｄを用いて、燃料の圧力を調整することにより、バランス良く圧力を制御することができる。 In the compression unit 30, the supplied fuel gas is raised to a predetermined pressure by the compression unit 30a, and the gaseous fuel that has become hot due to compression by the cooler 30b is cooled and output. A part of the compressed fuel flows to the fuel supply side of the compression unit 30a through the connection pipe 30e by the control of the opening degree of the spillback valve 30d. Thereby, the pressure of the fuel at the output end of the compression unit 30 is adjusted. Such a spillback valve 30d corresponds to the pressure control valve 12a shown in FIGS. The control of the degree of opening of the spillback valve 30d is used to control the pressure of the fuel of the splitback valve 30d of the compression unit 30, based on the instruction signal sent from the pressure control unit 16c. The pressure sensor 30c corresponds to the pressure sensor 7a shown in FIGS. Information on the pressure measured from the pressure sensor 30c is sent to the pressure control unit 16c via the controller 30f.
Thus, each stage of the compression units 30 to 38 can control the pressure in a well-balanced manner by adjusting the pressure of the fuel using the spill back valves 30 d to 38 d.

圧縮機１２は、５つの圧縮ユニット３０〜３８を備えるが、１〜４個のいずれか１つであってもよく、６個以上であってもよい。圧縮ユニット３０〜３８は、燃料が供給される方向に直列に接続されるとともに、図示されないモータによって駆動されるクランク軸によって駆動される。液体燃料供給管４を通って供給された燃料は、最も入口側に配置される１段目の圧縮ユニット３０から順に、２段目〜４段目の圧縮装置３２、３４、３６を経由して、最も出口側に配置された５段目（最終段）の圧縮ユニット３８に供給され、段階的に昇圧される。例えば、圧縮ユニット３０〜３８は、略同様の圧縮率で、燃料を圧縮するよう構成され、各段の圧縮率が３．１倍である場合は、燃料の圧力を大気圧から３００ｂａｒ程度の圧力にまで昇圧することができる。第４段目の圧縮ユニット３６と第５段目の圧縮ユニット３８との間の管路には、逆止弁４０が設けられていることが好ましい。第５段目の圧縮ユニット３８は、最終的に燃料の圧力を例えば数１００バールに上昇させるため、燃料の圧力は極めて高くなる。このため、圧縮ユニット３８の圧縮部３８ａのピストンを含む駆動部には、潤滑油を給油する給油式コンプレッサが用いられる。一方、１段目〜４段目の圧縮ユニット３０〜３６の圧縮部３０ａ〜３６ａには、燃料の圧力は比較的低いため、潤滑油を給油しない無給油式コンプレッサが用いられる。無給油式コンプレッサを用いるのは、図示されない燃料容器内の液化燃料に、潤滑油が混入する量を抑えるためである。したがって、逆止弁４０を圧縮ユニット３６と圧縮ユニット３８の間に設けることにより、エンジン１への燃料の燃料供給量が急減して、圧縮ユニット３８から圧縮ユニット３６に向けて、潤滑油を含有した燃料が、無給油式コンプレッサを備える圧縮ユニット３０〜３６に逆流するのを防止することができる。 The compressor 12 includes five compression units 30 to 38, but may be any one of one to four or six or more. The compression units 30 to 38 are connected in series in the fuel supply direction and driven by a crankshaft driven by a motor (not shown). The fuel supplied through the liquid fuel supply pipe 4 passes through the second to fourth stage compressors 32, 34, 36 sequentially from the first-stage compression unit 30 disposed closest to the inlet. , It is supplied to the compression unit 38 of the fifth stage (final stage) disposed closest to the outlet side, and is boosted stepwise. For example, the compression units 30 to 38 are configured to compress the fuel with substantially the same compression rate, and when the compression rate of each stage is 3.1 times, the pressure of the fuel is from atmospheric pressure to about 300 bar It can be boosted up to It is preferable that a check valve 40 be provided in the pipeline between the fourth stage compression unit 36 and the fifth stage compression unit 38. Since the fifth stage compression unit 38 eventually raises the pressure of the fuel, for example, to several hundred bars, the pressure of the fuel becomes extremely high. For this reason, in the drive unit including the piston of the compression unit 38a of the compression unit 38, a lubrication type compressor that supplies lubricating oil is used. On the other hand, since the pressure of fuel is relatively low, an oil-free compressor that does not supply lubricating oil is used for the compression units 30a to 36a of the first to fourth compression units 30 to 36. An oil-free compressor is used to reduce the amount of lubricating oil mixed in with liquefied fuel in a fuel container (not shown). Therefore, by providing the check valve 40 between the compression unit 36 and the compression unit 38, the fuel supply amount of fuel to the engine 1 is rapidly reduced, and the lubricating oil is contained from the compression unit 38 toward the compression unit 36. It is possible to prevent backflowing of the fuel to the compression units 30 to 36 equipped with an oil-free compressor.

このように、圧縮機１２が複数の圧縮ユニット３０〜３８で構成される場合でも、各段の圧縮ユニット３０〜３８のそれぞれに圧縮部の出力側の燃料の圧力を制御することが好ましい。 As described above, even when the compressor 12 includes the plurality of compression units 30 to 38, it is preferable to control the pressure of the fuel on the output side of the compression unit in each of the compression units 30 to 38 in each stage.

以上、本発明の燃料供給装置及び船舶について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 As mentioned above, although the fuel supply apparatus and ship of this invention were demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment and Example, In the range which does not deviate from the main point of this invention, even if it improves variously, it changes. Of course it's good.

１エンジン
２蛇
３回転主軸
４推進用プロペラ
６流量制御弁
７ａ，３０ｃ，３２ｃ，３４ｃ，３６ｃ，３８ｃ圧力センサ
７ｂ回転計
７ｃ操角センサ
７ｄ速度センサ
１０燃料供給装置
１２圧縮機
１２ａ圧力制御弁
１４主配管
１６制御装置
１６ａトルク計算部
１６ｂデマンド予測部
１６ｃ圧力制御部
１６ｄ船速予測計算部
３０，３２，３４，３６，３８圧宿ユニット
３０ａ，３２ａ，３４ａ，３６ａ，３８ａ圧縮部
３０ｂ，３２ｂ，３４ｂ，３６ｂ，３８ｂクーラ
３０ｄ，３２ｄ，３４ｄ，３６ｄ，３８ｄスピルバック弁
３０ｅ，３２ｅ，３４ｅ，３６ｅ，３８ｅ接続管
３０ｆ，３２ｆ，３４ｆ，３６ｆ，３８ｆコントローラ
４０逆止弁 Reference Signs List 1 engine 2 snake 3 rotating main shaft 4 propeller for propulsion 6 flow control valve 7a, 30c, 32c, 34c, 36c, 38c pressure sensor 7b rotation indicator 7c steering angle sensor 7d speed sensor 10 fuel supply device 12 compressor 12a pressure control valve 14 Main piping 16 Control device 16a Torque calculation unit 16b Demand prediction unit 16c Pressure control unit 16d Ship speed prediction calculation unit 30, 32, 34, 36, 38 Compression unit 30a, 32a, 34a, 36a, 38a Compression unit 30b, 32b, 34b, 36b, 38b coolers 30d, 32d, 34d, 36d, 38d spillback valves 30e, 32e, 34e, 36e, 38e connection pipes 30f, 32f, 34f, 36f, 38f controller
40 check valve

Claims

船舶の推進用内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置であって、
船舶の推進用内燃機関に燃料を供給するために、燃料を加圧する圧縮機と、
前記圧縮機の出力端と接続され、前記推進用内燃機関に供給する燃料が流れる主配管と、
前記主配管内の加圧した燃料の圧力を計測するセンサと、
前記推進用内燃機関と推進用プロペラを接続した回転主軸の主軸回転数が目標回転数になるように、前記内燃機関に供給する燃料の燃料供給量を制御する第１の制御装置と、
前記圧縮機により加圧される燃料の圧力を制御する第２の制御装置と、を備え、
前記第２の制御装置は、
前記回転主軸の主軸回転数の情報と、船舶の船速の情報と、前記回転主軸に接続した推進用プロペラのピッチ情報に基づいて前記回転主軸に作用するトルクを算出するトルク計算部と、
前記トルクに対応する前記内燃機関の回転トルクを前記内燃機関に発生させるための燃料供給量を予測するデマンド予測部と、
前記センサで計測した前記圧力が目標圧力になるように前記燃料供給量に基づいて前記主配管内の燃料の圧力を制御する圧力制御部と、を備えることを特徴とする燃料供給装置。 A fuel supply device for supplying fuel to a marine vessel propulsion internal combustion engine, comprising:
A compressor for pressurizing fuel to supply fuel to a ship's propulsion internal combustion engine;
A main pipe connected to an output end of the compressor and flowing with fuel supplied to the propulsion internal combustion engine;
A sensor that measures the pressure of pressurized fuel in the main pipe;
A first control device for controlling a fuel supply amount of fuel supplied to the internal combustion engine such that a main spindle rotational speed of a rotating main shaft connecting the propulsion internal combustion engine and the propulsion propeller becomes a target rotational speed;
A second control device for controlling the pressure of the fuel pressurized by the compressor;
The second control device is
A torque calculation unit that calculates a torque acting on the rotating spindle based on information on the spindle rotational speed of the rotating spindle, information on ship speed of a ship, and pitch information on a propeller for propulsion connected to the rotating spindle;
A demand prediction unit that predicts a fuel supply amount for causing the internal combustion engine to generate rotational torque of the internal combustion engine corresponding to the torque;
And a pressure control unit configured to control the pressure of the fuel in the main pipe based on the fuel supply amount so that the pressure measured by the sensor becomes a target pressure.

前記圧縮機の燃料の出力端には、圧力制御弁が設けられ、前記圧力制御弁の制御により前記主配管内の燃料の圧力が制御される、請求項１に記載の燃料供給装置。 The fuel supply device according to claim 1, wherein a pressure control valve is provided at a fuel output end of the compressor, and the pressure of the fuel in the main pipe is controlled by the control of the pressure control valve.

前記圧縮機から吐出する燃料の吐出頻度あるいは燃料の圧縮の程度を制御することにより、前記主配管内の燃料の圧力が制御される、請求項１に記載の燃料供給装置。 The fuel supply device according to claim 1, wherein the pressure of the fuel in the main pipe is controlled by controlling the discharge frequency of the fuel discharged from the compressor or the degree of compression of the fuel.

前記トルク計算部は、前記主軸回転数の情報、前記船速の情報、及び、前記推進用プロペラのピッチ情報の他に、船舶に与える舵角の情報に基づいて、前記トルクを算出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料供給装置。 The torque calculation unit calculates the torque based on the information on the main shaft rotational speed, the information on the boat speed, and the information on the pitch of the propeller for propulsion, based on the information on the steering angle given to the vessel. The fuel supply apparatus of any one of claim 1 to 3.

さらに、船舶に与える現在の舵角の情報と、前記回転主軸の現在の主軸回転数の情報と、船舶の現在の船速の情報に基づいて、船舶の将来の予測船速を算出する船速予測計算部を備え、
前記トルク計算部は、前記予測船速を前記船舶の船速の情報として用いて、予測トルクを前記トルクとして算出し、
前記デマンド予測部は、前記予測トルクを用いて、前記燃料供給量を予測燃料供給量として求め、
前記圧力制御部は、前記予測燃料供給量に基づいて、前記主配管内の燃料の圧力を制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料供給装置。 Furthermore, a ship speed for calculating a future predicted ship speed of the ship based on the information on the current steering angle given to the ship, the information on the current main spindle rotational speed of the rotating spindle, and the information on the current ship speed of the ship Equipped with a prediction calculator,
The torque calculation unit calculates a predicted torque as the torque, using the predicted ship speed as information on the ship speed of the ship.
The demand prediction unit obtains the fuel supply amount as a predicted fuel supply amount using the predicted torque.
The fuel supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure control unit controls the pressure of the fuel in the main pipe based on the predicted fuel supply amount.

燃料を加圧する圧縮機と、
加圧した燃料の供給を受けて駆動する船舶の推進用内燃機関と、
前記圧縮機の出力端と接続され、前記船舶の推進用内燃機関に供給する燃料が流れる主配管と、
前記主配管内の加圧した燃料の圧力を計測するセンサと、
前記推進用内燃機関と推進用プロペラを接続した回転主軸の主軸回転数を計測する回転計と、
船舶の船速を計測する船速計と、
前記回転主軸の主軸回転数が目標回転数になるように、前記内燃機関に供給する燃料の燃料供給量を制御する第１の制御装置と、
前記圧縮機により加圧される燃料の圧力を制御する第２の制御装置と、を備え、
前記第２の制御装置は、
前記回転主軸の主軸回転数の情報と、船舶の船速の情報と、前記回転主軸に接続した推進用プロペラのピッチ情報に基づいて前記回転主軸に作用するトルクを算出するトルク計算部と、
前記トルクに対応する前記内燃機関の回転トルクを前記内燃機関に発生させるための燃料供給量を予測するデマンド予測部と、
前記センサで計測した前記圧力が目標圧力になるように前記燃料供給量に基づいて前記主配管内の燃料の圧力を制御する圧力制御部と、を備えることを特徴とする船舶。 A compressor that pressurizes the fuel;
An internal combustion engine for propulsion of a ship driven by receiving pressurized fuel supply,
A main pipe connected to an output end of the compressor and through which fuel supplied to a propulsion internal combustion engine of the ship flows;
A sensor that measures the pressure of pressurized fuel in the main pipe;
A tachometer for measuring a spindle rotational speed of a rotating spindle connecting the propulsion internal combustion engine and the propulsion propeller;
A speedometer to measure the speed of the ship;
A first control device that controls a fuel supply amount of fuel supplied to the internal combustion engine such that a main spindle rotational speed of the rotary main shaft becomes a target rotational speed;
A second control device for controlling the pressure of the fuel pressurized by the compressor;
The second control device is
A torque calculation unit that calculates a torque acting on the rotating spindle based on information on the spindle rotational speed of the rotating spindle, information on ship speed of a ship, and pitch information on a propeller for propulsion connected to the rotating spindle;
A demand prediction unit that predicts a fuel supply amount for causing the internal combustion engine to generate rotational torque of the internal combustion engine corresponding to the torque;
And a pressure control unit configured to control the pressure of the fuel in the main pipe based on the fuel supply amount so that the pressure measured by the sensor becomes a target pressure.

前記トルク計算部は、前記主軸回転数の情報、前記船速の情報、及び、前記推進用プロペラのピッチ情報の他に、船舶に与える舵角の情報に基づいて、前記トルクを算出する、請求項６に記載の船舶。 The torque calculation unit calculates the torque based on the information on the main shaft rotational speed, the information on the boat speed, and the information on the pitch of the propeller for propulsion, based on the information on the steering angle given to the vessel. The vessel according to item 6.