JPS6368493A

JPS6368493A - 軸発電動機の出力制御方法

Info

Publication number: JPS6368493A
Application number: JP61213028A
Authority: JP
Inventors: Sumio Hamahira; 浜平　澄雄; Yasumitsu Takagi; 康光高木; Nobuhiro Kawabata; 川端　庸弘
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1986-09-09
Filing date: 1986-09-09
Publication date: 1988-03-28
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPH07106720B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、船舶の出力軸に装着される発電動機（選択
により、発電機あるいは電動機として動作するものをい
う。本明細書において、軸発電動機という）の出力制御
方法、特に電動機として運転する際の出力制御方法に関
する。

（従来技術）近年、船舶においても他の分野と同様省エネルギー化が
促進されている。

例えば、省エネルギー化の一環として、船舶の主機から
の排気ガスに含まれる熱エネルギーをエコノマイザ−（
排ガスボイラー）等で回収し、この熱エネルギーで蒸気
を発生させてターボジェネレータを回転させることによ
り発電し、この電気で船内所要電力（船内で消費する電
力をいう）を賄い、さらに上記発電量が船内所要電力を
上回る場合にはその余剰分でプロペラシャフトに取着さ
れた軸発電動機を回転させ（この運転状態を電動機運転
時という）、主機の負担を軽減することによって主機の
燃費を向上させるよう構成されている推進補助動力シス
テムがある。

このシステムにおいては、船内所要電力が増加した場合
、エコノマイザ−の汚れにより上記蒸気の発生量が低下
した場合、あるいは減速等による主機の回転数の減少に
よって上記発電量が減少した場合、または外気温度が低
下した場合等の原因により、上記排気ガスから得られる
発電量が船内所要電力を下回った際には、主機の駆動力
を用い上記軸発電動機で発電して（この運転状態を発電
機運転時という）、不足電力を補充するよう構成されて
いる。

ところで、上記システムにおいて、船内所要電力と排気
ガスの熱エネルギーから得られる電力とを比較し、上記
軸発電動機を電動機として用いるか、あるいは発電機と
して用いるかの切換に関する制御方法は、本出願人によ
り既に提供されている（特公昭５６−３０２３８号）。

しかし、排気ガス中の熱エネルギーから得られる電力が
船内所要電力を上回っている場合に、どの程度の電力を
軸発電動機に供給するかの判断（電動機運転時の出力制
御）は、専ら操作員が適宜その時の排気ガスエネルギー
から回収できる電力と船内所要電力を予測することによ
りなされ、手動で調整されていた。即ち、専ら操作員の
長年の経験による勘等によって、上記軸発電動機への電
力の供給を調整するボリュームを適宜操作することによ
り、電動機運転時の軸発電動機の出力制御がなされてい
た。

（発明が解決しようとする問題点）このため、例えば、排気ガスの熱エネルギーから回収で
きる電力より上記電動機運転時軸発電動機と船内所要電
力に供給する合計電力の方が上回った場合には、上記タ
ーボジェネレータにそのときの供給蒸気圧力から出し得
る出力以上の負荷を強いることになり、この結果、蒸気
供給弁が全開となり、供給蒸気を急速に消費していくた
め、供給蒸気圧力が低下し、電動機運転ができなくなる
。

また、逆の場合には、余剰エネルギーが上記ターボジェ
ネレータへ供給される蒸気圧力の上昇という形で蓄積さ
れ、この圧力が所定圧力以上になると余剰蒸気ダンプ弁
が開弁して蒸気を外方に放出するか、または、復水器に
導き復水する。かかる場合、推進補助動力として利用で
きる排気ガス中の熱エネルギーの一部を無駄に外部に捨
ててしまうこととなり、省エネルギー化の思想に反する
ことになる。

一方、操作員にとっても、船内所要電力の変化、主機の
回転数の変化あるいは外気温度の変化等に絶えず注意を
払い、その都度どの程度電動機運転時の軸発電動機に電
力を供給すればよいか判断して、上記ボリュームをこま
めに調整するという煩わしい作業を強いられることとな
る。

このように、ポリューウムを言周整するということは、
ターボジェネレータの蒸気供給弁の開度を頻繁に調整す
ることにつながり、効率的な運転とは言えない。

本発明は、上記現況に鑑み行われたもので、自動的に、
排気ガス中の熱エネルギーを最も有効に利用できるよう
な、軸発電動機の電動機運転時の出力制御方法を提供す
ることを目的とする。

（問題を解決するための手段）本発明にかかる軸発電動機の電動機運転時の出力制御方
法は、船舶における主機の排気ガス中の熱エネルギーを
利用して蒸気を発生させ、この蒸気でターボジェネレー
タを介して発電させ、この発電で得た電力を船内所要電
力として供給した後の余剰電力を電動機運転時の軸発電
動機へ供給する際の該軸発電動機の出力制御方法であっ
て、ターボジェネレータへ供給される蒸気圧力を検出して、
その検出値における該ターボジェネレータの最大発生可
能電力を予め求められ記憶されているデータにもとづい
て算出するとともに、そのときの船内所要電力を検出し
、上記最大発生可能電力から上記船内所要電力を減算し
た値を余剰電力とみなし、この値にもとづいて、軸発電
動機の出力を設定し、変動する余剰電力に対応させて上
記軸発電動機の出力制御を自動的に行うことを特徴とす
る。

（作用）しかして、本発明にかかる軸発電動機の出力制御方法は
、上述のように、そのときの排気ガス中の熱エネルギー
で生ずる蒸気圧から常に発生可能な最大の電力を得るよ
うターボジェネレータへの蒸気の供給弁を制御すれば、
その最大発生可能電力からそのときの船内所要電力を減
算し、残った電力分を軸発電動機に供給するため、排気
ガス中の熱エネルギーは常に且つ自動的に最も効率よく
推進補助動力として利用できる。しかも、蒸気圧力の変
動に対応して負荷である軸発電動機の出力が調整される
ため、ターボジェネレータの蒸気供給弁の開度は、はぼ
一定に保たれ、しぼり損失のない一番効率のよいところ
でターボジェネレータを運転できる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本実施例にかかる制御方法を実施するための装
置の構成を示す全体構成図、第２図は制御装置のメモリ
内に予め記憶されている「蒸気圧−ターボジェネレータ
最大発生可能電力」関係図、第３図は本実施例にかかる
制御方法を示すフローチャートである。

まず、本実施例にかかる制御方法を実施するための装置
について説明する。第１図において、１は推進軸を駆動
する主機で、この主機１の排ガス通路１ａにはエコノマ
イザ−２が配設されている。そして、このエコノマイザ
−２には、破線で示される配管３及び供給弁１１を介し
てターボジェネレータ４が接続され、エコノマイザ−２
で発生した蒸気をターボジェネレータ４に供給するよう
構成されている。そして、上記ターボジェネレータ４の
インレット側４ａには、供給される蒸気圧力を検出する
検出器５が装着されている。

また、先端に推進用のプロペラ１３を備えた上記推進軸
には軸発電動ｓ６が装着されており、この軸発電動機６
は、サイリスク変換器を具備した制御盤７を介して、船
内電力線に接続されている。負荷分担装置８は、船内電
力線に接続され、ターボジェネレータと軸発電動機の電
力分担を制御している。また、船内電力線９には、船内
所要電力を検出する検出器１２が配設されている。

上記検出器５、検出器１２、負荷分担装置８及び供給弁
１１は、電気的に、制御装置１０に接続されている。こ
の制御装置１０は、軸発電動機６の出力制御値を演算し
、その出力制御値にもとづいて、負荷分担装置８に制御
信号を出力するコンピュータ（−示せず）を備えている
。このマイクロコンピュータのメモリ内には、予めデー
タとして求められた第２図に示す「蒸気圧−ターボジェ
ネレータ最大発生可能電力」関係図がデータとして予め
記憶されている。

しかして、このように構成された装置において、軸発電
動機は以下のように制御される。

即ち、第３図のフローチャートに示すように、軸発電動
機６がある出力を得られるような状態、例えば、蒸気圧
５．５　ｋｇ／ｃｎｌ−Ｇで稼動中に、エコノマイザ−
２からターボジェネレータ４への供給される蒸気圧が６
ｋｇ／ｃａｌ−Ｇに上昇したとすると、この変化を検出
器５が検出し、この値を制ｗＪ装置１０に伝達する。こ
の検出器５からの変化した値の入力により、制御装置１
０のマイクロコンピュータは、この蒸気圧においてター
ボジェネレータの最大発生可能電力が得られるよう供給
弁１１を制御するとともに、第２図に示すデータにもと
づいて、当該蒸気圧におけるターボジェネレータ４の最
大発生可能電力（本実施例の場合、５５０Ｋｗ　：第２
図参照）を算出し、この値から、この時点での船内電力
（例えば、５００　Ｋｗ）を、減算した値、即ち５０　
Ｋｗ（５５０Ｋｗ：最大発生可能電力−５００Ｋｗ　：
船内所要電力）を軸発電動機６の制御出力値（目標値）
とじてみなし、その値に見合った制御信号を負荷分担装
置８に出力する。負荷分担装置８は、この制御信号にも
とづいて、出力を調整する。この結果、軸発電動機６は
、５０　Ｋｗの出力値に制御されることとなる。また、
上記蒸気圧が一定である場合において、船内所要電力が
例えば５００　Ｋｗから４８０　Ｋｗに減少した場合に
は、そのときの最大発生可能電力（５５０Ｋｗ）から船
内所要電力（４８０にのを減算した値７０　Ｋｗを軸発
電動機６の制御出力値とみなし、その値に見合った制御
信号を負荷分担装置８に出力して、上記と同様に制御さ
れる。

このように、軸発電動機６の出力は、エコノマイザ−２
からターボジェネレータ４に供給される蒸気圧の変動、
あるいは船内所要電力の変動に対応して制御されること
となる。従って、予め第２図に示す如き、「蒸気圧−タ
ーボジェネレータ最大発生可能電力」関係図を、当該船
舶のエコノマイザ−とターボジェネレータ等の機器性能
から計算してデータとして入力しておくだけで、主機か
らの排気ガスの有する熱エネルギーを最も効率よく、且
つターボジェネレータ等に無理な負荷をかけることなく
得ることができる。

尚、本発明にかかる出力制御方法は、排ガスターボジェ
ネレータと組み合わせて使用する軸発電動機の電動機運
転時の出力制御として、すべてのタイプの軸発電動機に
適用できる。

（発明の効果）本発明にかかる軸発電動機の出力制御方法は、以下のよ
うな種々の優れた効果を有する。

（１）、’エコノマイザーで回収される熱エネルギーが
無駄なく最大限に推進補助動力として利用でき、（２）
、特に、主機出力の変動、エコノマイザ−の汚れ等によ
る排気ガスエネルギーから回収できる電力の変動、及び
船内所要電力の変動に追従した適切な軸発電動機出力の
制御が可能になり、（３）、余剰電力を軸発電動機出力
として考えることにより、ターボジェネレータは常時そ
の時の蒸気条件に見合った最大発生可能電力を発生すれ
ばよく、安定的な運転が可能になり、（４）、軸発電動
機出力が自動的に制御されるので、その時の排気ガスエ
ネルギーより回収できる電力の予測とか、出力設定変更
操作等の人為的な操作が不用となり、このため操作員も
煩わしい作業から開放される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の全体の構成を示す全体構成図、第２
図は制御装置のメモリ内に予め記憶されている「蒸気圧
−ターボジェネレータ出力」関係図、第３図は本実施例
にかかる出力制御方法の流れを示すフローチャート閣で
ある。１・・・主機、２・・・エコノマイザ−１４・・・ター
ボジェネレータ、５・・・蒸気圧力の検出器、６・・・
軸発電動機、１２・・・船内所要電力の検出器。

Claims

【特許請求の範囲】

船舶における主機の排気ガス中の熱エネルギーを利用し
て蒸気を発生させ、この蒸気でターボジェネレータを介
して発電させ、この発電で得た電力を船内所要電力とし
て供給した後の余剰電力を電動機運転時の軸発電動機へ
供給する際の該軸発電動機の出力制御方法であって、タ
ーボジェネレータへ供給される蒸気圧力を検出して、そ
の検出値における該ターボジェネレータの最大発生可能
電力を予め求められ記憶されているデータにもとづいて
算出するとともに、そのときの船内所要電力を検出し、
上記最大発生可能電力から上記船内所要電力を減算した
値を余剰電力とみなし、この値にもとづいて、軸発電動
機の出力を設定し、変動する余剰電力に対応させて上記
軸発電動機の出力制御を自動的に行うことを特徴とする
軸発電動機の電動機運転時の出力制御方法。