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JP6542064B2 - Ship propulsion system with exhaust heat recovery system - Google Patents
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Description

本発明は、アシスト動作と給電動作を確実かつスムーズに実施できる排熱回収システムを備えた船舶推進システムに関するものである。   The present invention relates to a ship propulsion system provided with an exhaust heat recovery system capable of reliably and smoothly performing an assist operation and a power feeding operation.

特表2009−535258号公報(特許文献1)には、排熱をエネルギ源として電気エネルギを供給するタービン及び発電機を備え、発電機で発電した電気エネルギを船内の電気ネットワークに供給する排熱回収システムと、プロペラシャフトに連結された軸発電機兼モータを備え、発電機で発電した電気エネルギを電気ネットワークに供給しても余る余剰電力を軸発電機兼モータに供給して、余剰電力をプロペラシャフトを駆動するための機械エネルギに変換することにより、プロペラシャフトによる船の推進をアシストするアシスト動作を行い、余剰電力が無くなると軸発電機兼モータを軸発電機としてプロペラシャフトにより駆動して発電した電気エネルギを電気ネットワークに供給する給電動作を行う船舶推進アシストシステムとを備え、軸発電機兼モータの電動機動作から発電機動作への切換及び発電機動作から電動機動作への切換を、電力管理システムの介在なしに実行する排熱回収システムを備えた船舶推進システムの一例が開示されている。
この種の排熱回収システムを備えた船舶推進システムでは、船舶の運転効率を上げることができて省エネルギに貢献できる。
JP-A-2009-535258 (Patent Document 1) includes a turbine and a generator for supplying electric energy using waste heat as an energy source, and an exhaust heat for supplying electric energy generated by the generator to an electric network in the ship. A recovery system and an axial generator / motor connected to a propeller shaft are provided, and surplus electric power generated by the generator is supplied to the electric network, and surplus electric power is supplied to the axial generator / motor to supply surplus electric power. By converting it into mechanical energy for driving the propeller shaft, an assist operation is performed to assist the propulsion of the ship by the propeller shaft, and when the surplus power disappears, the shaft generator / motor is driven by the propeller shaft as a shaft generator. Ship propulsion assist system for supplying electricity that supplies generated electric energy to an electric network An example of a ship propulsion system equipped with an exhaust heat recovery system that is provided with an exhaust heat recovery system that performs switching of the shaft generator / motor from motor operation to generator operation and switching from generator operation to motor operation without the intervention of a power management system Is disclosed.
In the ship propulsion system provided with this kind of exhaust heat recovery system, the operation efficiency of the ship can be improved, which contributes to energy saving.

特表2009−535258号公報Japanese Patent Publication No. 2009-535258

しかしながら従来の排熱回収システムを備えた船舶推進アシストシステムでは、船舶の運転者に船舶推進アシストシステムの運転効率に関する情報を提示することはなかった。そのため船舶の運転者は、船舶推進アシストシステムが効率良く運転されているか否かを知らずに、システムが常に効率のよいアシストを実行していると思っていた。そのため船舶推進アシストシステムに複数の運転モードを持たせようとしても、運転者に運転モードを選択するための情報がなく、適切な運転モードを選択できない状況がある。   However, the ship propulsion assist system provided with the conventional exhaust heat recovery system has not presented the driver of the ship with information on the operation efficiency of the ship propulsion assist system. Therefore, the driver of the ship thought that the system always performed the efficient assist without knowing whether the ship propulsion assist system is operated efficiently. Therefore, there is a situation where the driver does not have information for selecting the operation mode and can not select the appropriate operation mode even if the ship propulsion assist system is to have a plurality of operation modes.

本発明の目的は、船舶の運転者に船舶推進アシストシステムの運転効率に関する情報を提示することができる排熱回収システムを備えた船舶推進システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a ship propulsion system provided with an exhaust heat recovery system capable of presenting information on the driving efficiency of a ship propulsion assist system to a driver of the ship.

本発明の他の目的は、上記目的に加えて、運転者が最適と思う運転モードを選択することが可能な排熱回収システムを備えた船舶推進システムを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a ship propulsion system provided with an exhaust heat recovery system capable of selecting an operation mode which the driver thinks optimum, in addition to the above object.

本発明は、排熱をエネルギ源として電気エネルギを供給するタービン及び発電機を備え、前記発電機で発電した電気エネルギを船内の電気ネットワークに供給する排熱回収システムと、船舶推進アシストシステムとを備えている。船舶推進アシストシステムは、プロペラシャフトに連結された軸発電機兼モータを備え、発電機で発電した電気エネルギを電気ネットワークに供給しても余る余剰電力を軸発電機兼モータに供給して、余剰電力をプロペラシャフトを駆動するための機械エネルギに変換することにより、プロペラシャフトによる船の推進をアシストするアシスト動作を行い、余剰電力が無くなると軸発電機兼モータを軸発電機としてプロペラシャフトにより駆動して発電した電気エネルギを電気ネットワークに供給する給電動作を行う。本発明においては、軸発電機兼モータの運転モードを選択するモード選択部と、軸発電機兼モータの効率を演算する効率演算部と、効率を視覚により認識できるように表示する表示装置とを備えている。軸発電機兼モータの効率を視覚により認識できるように表示すると、自動運転を好まない運転者は効率とその他の状況を考慮して、好ましい運転モードを自由に選択することができる。   The present invention provides a waste heat recovery system including a turbine and a generator that supplies electric energy using waste heat as an energy source, and supplying electric energy generated by the generator to an electric network in the ship, and a ship propulsion assist system Have. The ship propulsion assist system includes an axial generator / motor coupled to a propeller shaft, and supplies surplus electric power remaining to the axial generator / motor even if the electric energy generated by the generator is supplied to the electric network. By converting the power into mechanical energy for driving the propeller shaft, an assist operation is performed to assist the propulsion of the ship by the propeller shaft, and when the surplus power disappears, the shaft generator / motor is driven by the propeller shaft as a shaft generator. Power supply operation to supply the generated electrical energy to the electrical network. In the present invention, a mode selection unit for selecting the operation mode of the shaft generator / motor, an efficiency calculation unit for calculating the efficiency of the shaft generator / motor, and a display device for displaying the efficiency for visual recognition Have. By displaying the efficiency of the shaft generator / motor visually so that it can be visually recognized, a driver who does not like automatic driving can freely select a preferable operation mode in consideration of the efficiency and other situations.

表示装置による効率の表示の態様及び表示内容は任意である。具体的には、そのために、船舶推進アシストシステムは軸発電機兼モータから出力される出力電力及び軸発電機兼モータに入力される入力電力を計測する電力計測部と、軸発電機兼モータが回転しているときに、プロペラシャフトの回転数を計測する回転数計測部と備えているのが好ましい。そして効率演算部は、回転数計測部により検出した回転数と、電力計測部で計測した出力電力又は入力電力と、予め求めたプロペラシャフトの回転数と軸発電機兼モータの効率との関係を示すデータとに基づいて軸発電機兼モータの効率を演算するように構成されているのが好ましい。効率の計算に、電力計測部で計測した出力電力又は入力電力と、予め求めたプロペラシャフトの回転数と軸発電機兼モータの効率との関係を示すデータを用いると、演算精度を高めることできる上、演算速度を速めることができる。
表示装置は、回転数計測部により計測した回転数、効率演算部により演算した効率、電力計測部で計測した出力電力又は入力電力を、相互の関係が視覚により分かるようにモニタに表示する相互関係表示部を備えていることが好ましい。
The display mode and display content of the efficiency by the display device are optional. Specifically, for that purpose, the ship propulsion assist system includes a power measurement unit that measures output power output from the shaft generator / motor and input power input to the shaft generator / motor, and the shaft generator / motor It is preferable to have a rotational speed measuring unit that measures the rotational speed of the propeller shaft when rotating. Then, the efficiency calculating unit calculates the relationship between the number of revolutions detected by the number of revolutions measuring unit, the output power or input power measured by the power measuring unit, the number of revolutions of the propeller shaft and the efficiency of the shaft generator / motor Preferably, the efficiency of the shaft generator and motor is calculated based on the data shown. The calculation accuracy can be improved by using the data indicating the relationship between the output power or input power measured by the power measurement unit and the propeller shaft rotational speed and the efficiency of the shaft generator / motor, which are calculated in advance, for calculating the efficiency. Also, the calculation speed can be increased.
The display device displays the rotation number measured by the rotation number measurement unit, the efficiency calculated by the efficiency calculation unit, the output power measured by the power measurement unit, or the input power on a monitor so that the mutual relationship can be understood visually Preferably, a display unit is provided.

予め求めた前記プロペラシャフトと軸発電機兼モータの効率との関係を示すデータは、軸発電機兼モータの製造メーカが仕様書に示したショップデータであるのが好ましい。ショップデータは、使用する軸発電機兼モータにとって最良のデータであり、演算精度を高めることができる。   The data indicating the relationship between the propeller shaft and the efficiency of the shaft generator / motor, which is obtained in advance, is preferably shop data indicated by a manufacturer of the shaft generator / motor in a specification. Shop data is the best data for the shaft generator / motor used and can increase the calculation accuracy.

相互関係表示部は、X軸に回転数、Y軸に出力電力又は入力電力、Z軸に効率を表示する3軸グラフにより相互の関係をモニタに表示するのが好ましい。回転数、出力電力又は入力電力及び効率の3軸グラフを用いると、運転モードの選択に必要な基本情報をすべて表示することができる。   The interrelation display unit preferably displays the interrelationship on the monitor by a three-axis graph displaying the number of rotations on the X axis, the output power or input power on the Y axis, and the efficiency on the Z axis. Using the three-axis graph of rotational speed, output power or input power and efficiency, it is possible to display all the basic information required to select the operation mode.

相互関係表示部は、3軸の値の交点をプロペラシャフトを駆動する主機の現在のトルクに関連する値として表示することができる。この交点の位置が、モニタの表示画面のどの領域にあるかを見ると、運転モードの切換又は停止の判断を迅速に行える。   The interrelation display can display the intersection of the values of the three axes as a value related to the current torque of the main machine driving the propeller shaft. By looking at which area of the display screen of the monitor the position of this intersection point is, it is possible to quickly make a decision on switching or stopping of the operation mode.

これらの3値を表示すると、主機の回転数が増加して軸発電機兼モータの回転数も増加しているのに、効率が上がらない場合に、その原因が入力電力に制限を加える制御が行われているために入力電力が不足状態にあることが一見して分かる。このような場合には、入力電力の制限を解除する運転モードで制御を行えばよいことが分かる。また海が荒れていて、主機の回転数が高い場合には、主機の負荷の変動が激しくなるために、3値表示の交点が揺れる現象が現れる。このような状態では、効率が高くても、軸発電機兼モータでは一時的に脱調又はトリップ現象が発生し、過電流が流れる事態が発生することもある。そのためこのような状況では、安全を考えて、アシスト動作を停止する運転モードを選択することも可能になる。
なおモニタには、その他の計測値又は演算値を3軸グラフと一緒に表示してもよい。その他の情報もモニタに表示すれば、運転者には船舶の運転の監視に必要な情報を与えることができる。
If these three values are displayed, although the number of revolutions of the main unit increases and the number of revolutions of the shaft generator / motor also increases, if the efficiency does not increase, the control causes the input power to be limited. At first glance it can be seen that there is a shortage of input power because it is being done. In such a case, it is understood that the control may be performed in the operation mode in which the restriction on the input power is released. In addition, when the sea is rough and the number of revolutions of the main unit is high, the load fluctuation of the main unit becomes severe, and the phenomenon that the intersection of the three-value display shakes appears. In such a state, even if the efficiency is high, a step-out or tripping phenomenon may temporarily occur in the shaft generator / motor and an overcurrent may flow. Therefore, in such a situation, it is also possible to select the operation mode for stopping the assist operation in consideration of safety.
Note that other measured values or calculated values may be displayed on the monitor together with the 3-axis graph. By displaying other information on the monitor, the driver can be provided with information necessary for monitoring the operation of the ship.

本発明の排熱回収システムを備えた船舶推進システムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing composition of one embodiment of a vessel propulsion system provided with an exhaust heat recovery system of the present invention. 図1の実施の形態の主要部をコンピュータを利用して実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the algorithm of the software used when implement | achieving the principal part of embodiment of FIG. 1 using a computer. 軸発電機兼モータの切換機能をコンピュータを用いて実行する際に使用されるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flow chart showing an algorithm of software used when executing the switching function of the shaft generator / motor using a computer. FIG. (A)は電力計測部が計測する軸発電機兼モータが発電機として機能しているときの出力電力又は軸発電機兼モータがモータとして機能しているときの入力電力(以下出力電力又は入力電力と言う)と0kWとの偏差の関係を説明するために用いる図、(B)は従来の制御信号(ガバナ信号)の一例を示す図であり、(C)は切換機能を実施する際の比較例における制御信号(ガバナ信号)の例を示す図であり、(D)は本発明の実施の形態において、切換機能を実施する際の制御信号発生部から出力される制御信号(ガバナ信号)の例を示す図である。(A) is the output power when the shaft generator / motor measured by the power measuring unit is functioning as a generator or the input power when the shaft generator / motor is functioning as a motor (hereinafter referred to as output power or input A diagram used to explain the relationship of deviation between power and 0 kW, (B) shows an example of a conventional control signal (a governor signal), and (C) shows an example of implementing a switching function. It is a figure which shows the example of the control signal (governer signal) in a comparative example, and (D) is a control signal (governer signal) output from the control signal generation part at the time of implementing a switching function in embodiment of this invention. Is a diagram illustrating an example of 相互関係表示部の表示画面に軸発電機兼モータの効率を表示する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the algorithm of the software used when displaying the efficiency of an axial generator and motor on the display screen of a correlation display part. (A)は相互関係表示部の表示画面に表示する回転数、出力電力又は入力電力、効率の表示の一例を示す図であり、(B)は相互関係の表示を利用する例を説明するために用いる図である。(A) is a figure which shows an example of a display of the rotation speed, output power or input power, and efficiency which are displayed on the display screen of a correlation display part, (B) demonstrates the example which utilizes the display of correlation. It is a figure used for. 0kW制御とモード制御を、コンピュータを利用して実行する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of the software used when performing 0 kW control and mode control using a computer. 発電機と軸発電機兼モータが並列運転中において、発電機が全ての船内負荷を負担し、軸発電機兼モータは常に0kWを維持する様子を示す図である。While the generator and the shaft generator / motor are in parallel operation, the generator bears all inboard loads, and the shaft generator / motor always maintains 0 kW. 発電機と軸発電機兼モータが並列運転中において、軸発電機兼モータは発電機の余剰電力分主機加勢を行うとともに、発電機の電力が不足すれば発電機に切り換えて不足分の船内負荷を賄う様子を示す図である。While the generator and the shaft generator / motor are in parallel operation, the shaft generator / motor energizes the main generator of the surplus power of the generator and switches to the generator if the power of the generator is insufficient, and the inboard load of the shortage FIG. 発電機と軸発電機兼モータが並列運転中において、発電機が船内負荷と軸発電機兼モータのモータ負荷を最大限負担し、軸発電機兼モータは発電機の余剰電力分で主機加勢を行う様子を示す図である。While the generator and shaft generator / motor are in parallel operation, the generator bears the maximum load of the ship and the shaft generator / motor load, and the shaft generator / motor boosts the main machine by the surplus power of the generator It is a figure which shows a mode that it carries out.

以下図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図1は、本発明の排熱回収システムを備えた船舶推進システムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。図2は、図1の実施の形態の主要部コンピュータを利用して実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。図2のフローチャートは、軸発電機兼モータがモータとして使用できる状態にあることを前提条件としている。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a ship propulsion system equipped with the exhaust heat recovery system of the present invention. FIG. 2 is a flow chart showing an example of an algorithm of software used when realizing the present invention using the main part computer of the embodiment of FIG. The flowchart of FIG. 2 assumes that the shaft generator / motor can be used as a motor.

本実施の形態の排熱回収システムを備えた船舶推進システムは、排熱回収システム1と船舶推進アシストシステム3とを備えている。排熱回収システム1は、排熱をエネルギ源として電気エネルギを供給するタービン5と、タービン5によって駆動されて発電をする発電機(STG)7とを備え、発電機7で発電した電気エネルギを船内の電気ネットワーク9に供給する。   The ship propulsion system provided with the exhaust heat recovery system of the present embodiment includes an exhaust heat recovery system 1 and a ship propulsion assist system 3. The exhaust heat recovery system 1 includes a turbine 5 that supplies electric energy using exhaust heat as an energy source, and a generator (STG) 7 that is driven by the turbine 5 to generate electric power, and generates electric energy generated by the generator 7 Supply to the onboard electrical network 9.

発電機7としては、任意のものを用いることができるが、主機排ガスの熱エネルギを回収し、エコノマイザにより蒸気を発生させて駆動する蒸気タービン(S/T)に加えて、排ガス自体の圧力エネルギを回収して駆動するパワータービン(P/T)を組み合わせた複合型発電装置を用いるのが好ましい。蒸気タービンS/TとパワータービンP/Tは、エネルギ効率が最適となるように、船内電力に応じて各々負荷分担ができる制御装置としてタービン制御システム(Turbine Control System)を有している。   Although any generator can be used as the generator 7, in addition to the steam turbine (S / T) that recovers the thermal energy of the main exhaust gas and generates steam by the economizer to generate steam, the pressure energy of the exhaust gas itself is also used. It is preferable to use a combined power generation system combining a power turbine (P / T) that recovers and drives the The steam turbine S / T and the power turbine P / T have a turbine control system (Turbine Control System) as a control device capable of performing load sharing in accordance with the inboard power so that energy efficiency is optimized.

船舶推進アシストシステム3は、プロペラシャフト11に連結された軸発電機兼モータ(Shaft Generator Motor:SGM)13を備えている。船舶推進アシストシステム3は、発電機7で発電する電気エネルギを電気ネットワーク9に供給しても余る余剰電力を軸発電機兼モータ13に供給して、余剰電力をプロペラシャフト11を駆動するための機械エネルギに変換することにより、プロペラシャフト11による船舶の推進をアシストするアシスト動作を行う。   The ship propulsion assist system 3 includes a shaft generator / motor (SGM) 13 connected to the propeller shaft 11. The ship propulsion assist system 3 supplies the surplus power remaining to the shaft generator / motor 13 even if the electric energy generated by the generator 7 is supplied to the electric network 9 to drive the propeller shaft 11 with the surplus power. By converting into mechanical energy, an assist operation is performed to assist the propulsion of the ship by the propeller shaft 11.

軸発電機兼モータ13は主機の回転エネルギを電力に変換して発電するシステムすなわち軸発電機(SG)として使用され、船内電源に余剰が出た場合には余剰エネルギを主機に供給し、主機加勢を行うシステムすなわちモータ(SM)として使用できる装置である。具体的には、主機回転数が例えば53rpm以上で起動が可能であり、また回転数によって電動機定格が変化する。燃費向上を目的とする場合には、主に主機加勢を行うシステムにおけるモータとして使用され、発電機7と軸発電機兼モータ13が並列運転している状態で、主機加勢が可能である。   The shaft generator / motor 13 is used as a system to generate electric power by converting rotational energy of the main machine into electric power, ie shaft power generator (SG), and supplies surplus energy to the main machine when surplus power is found in the ship's power supply. It is a system that can be used as an energizing system or motor (SM). Specifically, start-up is possible when the main machine rotational speed is, for example, 53 rpm or more, and the motor rating changes with the rotational speed. When the purpose is to improve fuel consumption, it is mainly used as a motor in a system that performs main machine energization, and main machine can be boosted with the generator 7 and the shaft generator / motor 13 operating in parallel.

本実施の形態の船舶推進アシストシステムは、船内の電気ネットワーク9における周波数を測定する周波数測定部15と、周波数変動幅が予め定めた第1の値(例えば0.2Hz)以上になったか否かを判定する周波数変動幅判定部17と、周波数変動幅が予め定めた第1の値以上になったときにアシスト動作を抑制して、周波数変動を抑制する周波数変動抑制部19を有している。周波数変動抑制部19は、軸発電機兼モータ13の目標負荷を低減することにより、周波数変動を抑制する。具体的には、周波数変動抑制部19が軸発電機兼モータ13の駆動を制御する駆動制御装置21の制御信号発生部23に目標負荷の低減を指示する。制御信号発生部23は、軸発電機兼モータ13の駆動制御装置21の駆動回路25に軸発電機からモータに又は前記モータから軸発電機に切り換える際に、徐々に又は段階的にパルス幅が短くなる制御信号[パルス幅が可変の制御信号(ガバナ信号)]を与える。   In the ship propulsion assist system according to the present embodiment, whether or not the frequency fluctuation range has become equal to or greater than a predetermined first value (for example, 0.2 Hz), and the frequency measurement unit 15 for measuring the frequency in the electric network 9 inside the ship. And the frequency fluctuation suppressing unit 19 that suppresses the frequency fluctuation by suppressing the assist operation when the frequency fluctuation width becomes equal to or more than a predetermined first value. . The frequency fluctuation suppressing unit 19 suppresses the frequency fluctuation by reducing the target load of the shaft generator / motor 13. Specifically, the frequency fluctuation suppressing unit 19 instructs the control signal generating unit 23 of the drive control device 21 that controls the drive of the shaft generator / motor 13 to reduce the target load. The control signal generation unit 23 has a pulse width gradually or stepwise when switching from the shaft generator to the motor or from the motor to the shaft generator in the drive circuit 25 of the drive control device 21 of the shaft generator / motor 13. A control signal [a control signal with variable pulse width (a governor signal)] to be shortened is provided.

なお周波数変動抑制部19は、船内周波数を測定し(ステップST1)、アシスト動作以外の原因で、電気ネットワーク9における周波数変動幅が第1の値以上になると(図2のステップST2における5秒に1回行われる0.2Hz低下の判定がYesになると)、軸発電機兼モータ13の目標負荷を低減することにより、周波数変動を抑制する(ステップST3)。周波数変動抑制部19による1回当たりの低減量には、所定の制限(ハンチング防止リミット)を設けておくのが好ましい(ステップST4)。本実施の形態では、ステップST2で5秒に1回の確認が行われるため、低減量に制限を設けておくほうが、急激な周波数変動の発生(ハンチング)を防止できる。ちなみにこのステップST4による制限は30%程度にする(例えば低減量0%を30%にする)のが好ましい。周波数変動幅判定部17と周波数変動抑制部19は、図2に示すフローチャートのステップST1乃至ST4により実現されている。   The frequency fluctuation suppressing unit 19 measures the frequency inside the ship (step ST1), and if the frequency fluctuation width in the electric network 9 becomes equal to or more than the first value due to reasons other than the assist operation (5 seconds in step ST2 in FIG. 2). If the determination of the 0.2 Hz drop performed once is Yes), the target load of the shaft generator / motor 13 is reduced to suppress the frequency fluctuation (step ST3). It is preferable that a predetermined limit (a hunting prevention limit) be provided for the amount of reduction per one cycle by the frequency variation suppression unit 19 (step ST4). In the present embodiment, since confirmation is performed once every five seconds in step ST2, it is possible to prevent the occurrence (hunting) of rapid frequency fluctuation if the reduction amount is limited. Incidentally, it is preferable to set the limit by this step ST4 to about 30% (for example, make the reduction amount 0% to 30%). The frequency fluctuation range judgment unit 17 and the frequency fluctuation suppression unit 19 are realized by steps ST1 to ST4 of the flowchart shown in FIG.

また本実施の形態では、発電機の発生可能電力量を演算する発生可能電力量演算部27と、電力量制限部28と、電気ネットワーク9で使用されている船内電力を測定する船内電力測定部29と、発生可能電力量から船内電力を減算して余剰電力を演算する余剰電力演算部31と、余剰電力演算部31が求めた余剰電力値が正の値であるか負の値であるかを判定する余剰電力値判定部33と、余剰電力に基づいて軸発電機兼モータ13の目標負荷を決定する目標負荷決定部35と、目標負荷により増加する電気ネットワークにおける周波数変動幅が第1の値(例えば0.2Hz)よりも小さい第2の値(例えば0.18Hz)より大きくならないように目標負荷を制限する目標負荷リミット部39を備えている。   Further, in the present embodiment, an available power amount calculation unit 27 for computing the possible power amount of the generator, a power amount limiting unit 28, and an inboard power measurement unit for measuring the inboard power used in the electrical network 9. 29. A surplus power calculation unit 31 that calculates surplus power by subtracting inboard power from the available power amount, and whether the surplus power value obtained by the surplus power calculation unit 31 is a positive value or a negative value The target power determining unit 35 determines the target load of the shaft generator / motor 13 based on the surplus power, and the first frequency fluctuation range in the electrical network increases with the target load. A target load limit unit 39 is provided which limits the target load so as not to exceed a second value (e.g. 0.18 Hz) smaller than the value (e.g. 0.2 Hz).

本実施の形態では、電力量制限部28を設けて、発生可能電力量に制限を加えるため、船内で使用可能な電力に余裕を持たせることができる。その結果、アシスト動作が船内での電力不足を発生する可能性を低減することができる。発生可能電力量演算部27は、図2に示すフローチャートのステップST14により実現されている。また電力量制限部28は、図2に示すフローチャートのステップST15により実現されている。余剰電力演算部31は、図2に示すフローチャートのステップST6により実現されている。余剰電力値判定部33は、図2に示すフローチャートのステップST7により実現されている。目標負荷決定部35は、図2に示すフローチャートのステップST8により実現されている。目標負荷リミット部39は、図2に示すフローチャートのステップST10及び11により実現されている。   In the present embodiment, since the power amount limiting unit 28 is provided to limit the amount of power that can be generated, it is possible to allow room for the power that can be used in the ship. As a result, it is possible to reduce the possibility that the assist operation generates power shortage in the ship. The possible power amount computing unit 27 is realized by step ST14 of the flowchart shown in FIG. The power amount limiting unit 28 is realized by step ST15 of the flowchart shown in FIG. The surplus power calculating unit 31 is realized by step ST6 of the flowchart shown in FIG. The surplus power value determination unit 33 is realized by step ST7 of the flowchart shown in FIG. The target load determination unit 35 is realized by step ST8 of the flowchart shown in FIG. The target load limit unit 39 is realized by steps ST10 and ST11 of the flowchart shown in FIG.

目標負荷決定部35は、余剰電力値判定部33が判定した(ステップST7)余剰電力値が正の値「+」を有するときには目標負荷を演算により決定し(ステップST8)、余剰電力値が負の値「−」を有するときには前に決定された目標負荷をハンチング現象が発生しない範囲で低減する(ステップST9)。余剰電力値が0であればステップST6に戻る。また演算上余剰電力が負の値になっても、短い時間で余剰電力が正の値になることもある。そこで余剰電力値が負の値を有するときでも、目標負荷を低減してアシスト動作を減少させることにより対応すればよい。ただし目標負荷の低減量を大きくし過ぎると、船内周波数が不安定になるハンチング現象が発生する。そこで目標負荷をハンチング現象が発生しない範囲で低減するのが好ましい。本実施の形態では、目標負荷決定部35は、余剰電力値が負の値を有するときには、負の値を有する余剰電力値を0又は0に近い値になるように目標負荷の低減量を決定することを所定の時間間隔(5秒)で行う。所定の時間間隔で目標負荷の低減量を決定すれば、ハンチング現象の発生を抑制できる。なお図2のフローチャートにおいて、上記の判定をすることを「余剰≧0」と表記してある。   The target load determination unit 35 determines the target load by calculation when the surplus power value determined by the surplus power value determination unit 33 (step ST7) has a positive value “+” (step ST8), and the surplus power value is negative. When the target load has a value of “−”, the target load previously determined is reduced in a range where the hunting phenomenon does not occur (step ST9). If the surplus power value is 0, the process returns to step ST6. In addition, even if the calculated surplus power has a negative value, the surplus power may have a positive value in a short time. Therefore, even when the surplus power value has a negative value, it is sufficient to reduce the assist load by reducing the target load. However, if the reduction amount of the target load is increased too much, a hunting phenomenon occurs in which the inboard frequency becomes unstable. Therefore, it is preferable to reduce the target load in the range where the hunting phenomenon does not occur. In the present embodiment, when the surplus power value has a negative value, the target load determination unit 35 determines the reduction amount of the target load so that the surplus power value having a negative value becomes 0 or a value close to 0. To do at predetermined time intervals (5 seconds). If the reduction amount of the target load is determined at predetermined time intervals, the occurrence of the hunting phenomenon can be suppressed. In the flowchart of FIG. 2, performing the above determination is described as “surplus 0 0”.

また本実施の形態では、目標負荷決定部35が、軸発電機兼モータ13の許容負荷を設定する許容負荷設定部37を備えている。許容負荷設定部37により、軸発電機兼モータ13の許容負荷を設定することができると、船の運航状況を考慮して、軸発電機兼モータ13の許容負荷を設定することにより、軸発電機兼モータ13に無理をかけることなくアシスト動作を実施できる。   Further, in the present embodiment, the target load determination unit 35 includes the allowable load setting unit 37 that sets the allowable load of the shaft generator / motor 13. If the allowable load of the shaft generator / motor 13 can be set by the allowable load setting unit 37, the shaft power generation can be performed by setting the allowable load of the shaft generator / motor 13 in consideration of the operation situation of the ship. The assist operation can be performed without exerting an excessive force on the machine / motor 13.

本実施の形態のように、目標負荷リミット部39(ステップST10及びST11)を設けると、目標負荷リミット部39で設定する第2の値(ステップST10の0.18Hz以内)よりも目標負荷により増加する電気ネットワーク9における周波数変動幅が大きくなることを阻止できる。そのため、軸発電機兼モータ13を用いて行う積極的なアシスト動作を有効に利用することができる(ステップST12)。またアシスト動作以外の原因で、電気ネットワーク9における周波数変動幅が第1の値以上になると(例えば図2のステップST2における0.2Hz低下の判定)、周波数変動抑制部19がアシスト動作を抑制して、周波数変動を抑制する。ステップST13でアシスト動作の終了指令(又は切換指令)の入力の有無を判定し、終了指令(又は切換指令)が入力されなければ、制御の始点に戻る。ステップST13でアシスト動作の終了指令(又は切換指令)が入力されたことを検知するとアシスト動作を終了する。   As in the present embodiment, when the target load limit unit 39 (steps ST10 and ST11) is provided, the target load increases more than the second value (within 0.18 Hz of step ST10) set by the target load limit unit 39. It is possible to prevent the frequency fluctuation range in the electrical network 9 from becoming large. Therefore, the positive assist operation performed using the shaft generator / motor 13 can be effectively used (step ST12). Further, if the frequency fluctuation range in the electric network 9 becomes equal to or more than the first value due to reasons other than the assist operation (for example, determination of 0.2 Hz decrease in step ST2 of FIG. 2), the frequency fluctuation suppression unit 19 suppresses the assist operation. To suppress frequency fluctuations. In step ST13, it is determined whether or not there is an input of a termination command (or switching command) for the assist operation, and if the termination command (or switching command) is not input, the process returns to the start point of control. If it is detected in step ST13 that the assist operation end command (or switching command) has been input, the assist operation is ended.

なお電気ネットワーク9における周波数変動幅の制限値である第1の値は、0.2Hz以上0.3Hz以下の値であり、目標負荷リミット部39で設定する第2の値と第1の値との差が0.02Hz以上になるように第2の値を定めるのが好ましい。この数値範囲であれば、船内の電力周波数の変動を大きくすることなく、アシスト動作を実施できる。   The first value which is the limit value of the frequency fluctuation range in the electric network 9 is a value of 0.2 Hz or more and 0.3 Hz or less, and the second value and the first value set by the target load limit unit 39 Preferably, the second value is determined such that the difference between Within this numerical range, the assist operation can be performed without increasing the fluctuation of the power frequency in the ship.

更に船舶推進アシストシステム3は、船内の電気ネットワーク9における瞬時電力量が予め定めた値以上になったときに、船舶推進アシストシステム3によるアシスト動作を抑制する瞬時電力増加対応部34を更に備えている。瞬時電力増加対応部34は、瞬時電力量が予め定めた値以上になったときに、瞬時電力量の増加分を補うように、目標負荷を低減することによりアシスト動作を抑制する。瞬時電力量の増加に対しては、ハンチングが発生したとしても、目標負荷を低減してアシスト動作を犠牲にしても、積極的に船内に電力を配分することが好ましい。この瞬時電力増加対応部34を設けると、急激な瞬時電力の増加に余剰電力を使うことができるので、船内の電力需要に応えることができる。具体的には、瞬時電力増加対応部34が軸発電機兼モータ13の駆動を制御する駆動制御装置21の制御信号発生部23に目標負荷の低減を指示する。瞬時電力増加対応部34は、図2に示すフローチャートのステップST21及びST22により実現されている。ステップST21で、瞬時電力量が100kW増加を検知すると、ステップST22において目標負荷の低減を指示する。本実施の形態では、低減量を特に制限していない。なお低減量に一定の制限を加えるようにしてもよいのは勿論である。なお「100kW増加」は、発電機の出力と負荷との関係から定められたものであり、本発明を実施するにあたって「100kW」に限定さるものではない。   Furthermore, the ship propulsion assist system 3 further includes an instantaneous power increase response unit 34 that suppresses the assist operation by the ship propulsion assist system 3 when the instantaneous electric energy in the electric network 9 in the ship becomes a predetermined value or more. There is. The instantaneous power increase handling unit 34 suppresses the assist operation by reducing the target load so as to compensate for the increase in the instantaneous power when the instantaneous power becomes equal to or greater than a predetermined value. With regard to the increase of the instantaneous power amount, even if hunting occurs, it is preferable to actively distribute power to the inside of the ship even if the target load is reduced and the assist operation is sacrificed. By providing the instantaneous power increase handling unit 34, surplus power can be used for rapid increase of instantaneous power, so that the power demand on the ship can be met. Specifically, the instantaneous power increase handling unit 34 instructs the control signal generation unit 23 of the drive control device 21 that controls the drive of the shaft generator / motor 13 to reduce the target load. The instantaneous power increase handling unit 34 is realized by steps ST21 and ST22 of the flowchart shown in FIG. If it is detected in step ST21 that the instantaneous electric energy has increased by 100 kW, then in step ST22, an instruction to reduce the target load is issued. In the present embodiment, the amount of reduction is not particularly limited. Of course, a certain limit may be added to the reduction amount. The “100 kW increase” is determined from the relationship between the output of the generator and the load, and is not limited to “100 kW” in implementing the present invention.

なお本実施の形態では、周波数変動幅判定部17における周波数変動の判定及び余剰電力値判定部33による判定は、同じタイミング周期で行っている。そのため目標負荷の低減が重複して行われることを防止することができる。また発生可能電力量演算部27の演算及び船内電力測定部29での測定は、常時行っている。   In the present embodiment, the determination of the frequency variation in the frequency variation range determination unit 17 and the determination by the surplus power value determination unit 33 are performed at the same timing cycle. Therefore, it is possible to prevent the target load from being reduced redundantly. Further, the calculation of the possible power amount calculation unit 27 and the measurement by the inboard power measurement unit 29 are always performed.

なお図2においてステップST16乃至ST19は、発電機7の制御ステップである。この制御ステップは公知であるためここでは説明を省略する。ステップST16において、発生可能電力量の増減を判断する。発生可能電力量が「増」の場合には、発電機7の目標負荷を増加し(ステップST18)、発生可能電力量が「減」の場合には、発電機7の目標負荷を低減(ステップST17)する。ステップST19では、ステップST17又はステップST18の結果を受けて、発電機(STG)7の動作を制御し、ステップST14へと戻る。またステップST16において、発生可能電力量が「零」の場合には、現状維持としてステップST14へと戻る。   Steps ST16 to ST19 in FIG. 2 are control steps of the generator 7. Since this control step is known, the description is omitted here. In step ST16, it is determined whether the amount of power that can be generated is increased or decreased. If the amount of power that can be generated is "increase", the target load of the generator 7 is increased (step ST18), and if the amount of power that can be generated is "decrease", the target load of the generator 7 is reduced (step ST17). In step ST19, the operation of the generator (STG) 7 is controlled based on the result of step ST17 or step ST18, and the process returns to step ST14. In step ST16, if the amount of power that can be generated is "zero", the process returns to step ST14 to maintain the current state.

[切換信号発生システム]
船舶推進アシストシステム3は、余剰電力が無くなると軸発電機兼モータ13を軸発電機としてプロペラシャフト11により駆動して発電した電気エネルギを電気ネットワークに供給する給電動作を行い、切換信号が入力されると軸発電機兼モータ13を軸発電機からモータに又はモータから軸発電機に切り換える切換機能を備えている。この切換機能を具体的に実現するシステムの構成は任意である。本実施の形態を開発する以前には、図4(B)に示すような軸発電機兼モータの制御信号(ガバナ信号)として軸発電機からモータに又はモータから軸発電機に切り換える際に徐々に又は段階的にパルス幅が短くなるような制御信号を与え、所定の累積時間が予め定めた切換準備時間に達すると切換信号を発生する切換信号発生システムがあった。しかしこのような既存のシステムでは、所定の累積時間が予め定めた切換準備時間に達するまでにかなり長い時間を要し、迅速な切換が行えない問題が生じる。また断線や故障などにより切換信号出力部から切換信号が出力されなくなると切換動作を行うことができなくなる問題が生じる。そこで本実施の形態では、既存の切換信号発生システムを採用した場合でも、切換信号を迅速に発生させることができ、しかも断線や故障等により切換信号が出力されなくなったときに、軸発電機兼モータの切換動作を停止することができるようにしている。
[Switching signal generation system]
When there is no surplus power, the ship propulsion assist system 3 performs a power supply operation of supplying the generated electrical energy to the electrical network by driving the shaft generator / motor 13 as the shaft generator by the propeller shaft 11, and the switching signal is input. Then, it has a switching function of switching the shaft generator / motor 13 from the shaft generator to the motor or from the motor to the shaft generator. The configuration of a system that specifically implements this switching function is arbitrary. Before the present embodiment is developed, when switching from the shaft generator to the motor or from the motor to the shaft generator as a control signal (a governor signal) for the shaft generator and motor as shown in FIG. 4B. There has been a switching signal generation system which gives a control signal such that the pulse width is shortened gradually or in stages, and generates a switching signal when a predetermined cumulative time reaches a predetermined switching preparation time. However, in such an existing system, it takes a considerably long time for the predetermined cumulative time to reach the predetermined switch preparation time, which causes a problem that quick switching can not be performed. In addition, when the switching signal is not output from the switching signal output unit due to disconnection or failure, the switching operation can not be performed. Therefore, in the present embodiment, even when the existing switching signal generation system is adopted, the switching signal can be generated quickly, and when the switching signal is not output due to disconnection, failure or the like, the shaft generator The motor switching operation can be stopped.

図3は、上記切換機能を有する切換信号発生システムを、コンピュータを用いて実行する際に使用されるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートである。図4(A)は、電力計測部41が計測する出力電力又は入力電力と0kWとの偏差の関係を説明するために用いる図であり、(B)は従来の制御信号(ガバナ信号)の一例を示す図であり、(C)は切換機能を実施する際の比較例における制御信号(ガバナ信号)の例を示す図であり、(D)は本実施の形態において、切換機能を実施する際の制御信号発生部から出力される制御信号(ガバナ信号)の例を示す図である。切換機能を実現するために、本実施の形態の船舶推進アシストシステム3は、軸発電機兼モータ13から出力される出力電力及び軸発電機兼モータ13に入力される入力電力を計測する電力計測部41と、電力計測部41の出力及び制御信号に基づいて、軸発電機兼モータ13を軸発電機からモータに、又はモータから軸発電機に切り換える切換信号を出力する切換信号発生部43とを備えている。切換信号発生部43は、入力時間累積部45と切換信号出力部47とを備えている。電力計測部41は、軸発電機兼モータ13がモータとして機能しているときには、入出力ラインIOLを通して軸発電機兼モータ13に供給される入力電力を公知の電力計測技術を用いて計測し、軸発電機兼モータ13が発電機として機能しているときには入出力ラインIOLを通して船内の電気ネットワーク9に供給される出力電力を公知の電力計測技術を用いて計測する。   FIG. 3 is a flowchart showing an algorithm of software used when executing the switching signal generation system having the switching function using a computer. FIG. 4A is a diagram used to explain the relationship between the output power measured by the power measurement unit 41 or the deviation between 0 kW and the input power, and FIG. 4B shows an example of a conventional control signal (a governor signal). (C) is a diagram showing an example of a control signal (a governor signal) in a comparative example when performing the switching function, and (D) is a diagram when performing the switching function in the present embodiment. It is a figure which shows the example of the control signal (governor signal) output from the control signal generation part of these. In order to realize the switching function, the vessel propulsion assist system 3 according to the present embodiment measures the output power output from the shaft generator / motor 13 and the input power input to the shaft generator / motor 13. A switching signal generation unit 43 for outputting a switching signal for switching the shaft generator / motor 13 from the shaft generator to the motor or from the motor to the shaft generator based on the output of the power measuring unit 41 and the control signal Is equipped. The switching signal generation unit 43 includes an input time accumulation unit 45 and a switching signal output unit 47. When the shaft generator / motor 13 functions as a motor, the power measuring unit 41 measures the input power supplied to the shaft generator / motor 13 through the input / output line IOL using a known power measurement technique, When the shaft generator / motor 13 functions as a generator, the output power supplied to the onboard electrical network 9 through the input / output line IOL is measured using a known power measurement technique.

切換信号発生部43の入力時間累積部45は、電力計測部41が計測する軸発電機兼モータ13の出力電力又は入力電力が予め定めた切換準備電力より小さくなった後(ステップST22)、軸発電機兼モータ13の出力電力又は入力電力が0kW状態になると(ステップST25)、制御信号(ガバナ信号)の入力時間を累積して累積時間として記憶する(ステップST26)。なお図3のステップST22では、本来ならば「SGM出力<5%以下又はSGM入力<5%以下」と記載すべきであるが、便宜上SGM出力<5%以下と記載してある。またステップST25では、「SGM出力=0%又はSGM入力=0%」と記載すべきであるが、便宜上SGM出力=0%と記載してある。   After the output time or input power of the shaft generator / motor 13 measured by the power measurement unit 41 becomes smaller than the predetermined switching preparation power (step ST22), the input time accumulation unit 45 of the switching signal generation unit 43 When the output power or input power of the generator / motor 13 is in the 0 kW state (step ST25), the input time of the control signal (the governor signal) is accumulated and stored as the accumulated time (step ST26). In addition, in step ST22 of FIG. 3, although it should originally be written as “SGM output <5% or less or SGM input <5% or less”, for convenience, it is described as SGM output <5% or less. In step ST25, although "SGM output = 0% or SGM input = 0%" should be described, for convenience, it is described as SGM output = 0%.

そして切換信号出力部47は、累積時間が予め定めた切換準備時間(本実施の形態では、累積3秒)を経過すると(ステップST27)、切換信号を出力し(ステップST28)、切換動作を終了する(ステップST29)。切換準備時間は、経験則に基づくものであり、切換準備時間があまり短いと切換動作の誤動作が発生しやすくなり、切換準備時間が長いと切換遅れが発生する。   Then, switching signal output unit 47 outputs a switching signal (step ST28) when the cumulative time has passed a predetermined switching preparation time (in this embodiment, cumulative 3 seconds) (step ST28), and the switching operation is ended. To do (step ST29). The switching preparation time is based on a rule of thumb, and if the switching preparation time is too short, a malfunction of the switching operation tends to occur, and if the switching preparation time is long, a switching delay occurs.

本実施の形態では、図4(A)に示すように、入力時間累積部45は、電力計測部41が計測する出力電力又は入力電力(軸発電機兼モータの出力電力又は入力電力)が予め定めた切換準備電力(5%)より小さくなると(ステップST22)、制御信号発生部23に連続信号出力指令を出力する(ステップST23)。制御信号発生部23は、連続信号出力指令を受信すると、図4(D)に示すように、連続信号を駆動回路25に出力する。制御信号発生部23は、制御信号(ガバナ信号)を連続信号として切換準備時間(累積で3秒)よりも長い予め定めた時間(連続8秒)駆動回路25に出力した後(ステップST23及びST24)、又は切換動作の終了を確認した後に、制御信号発生部23は制御信号(ガバナ信号)の出力を停止する(ステップST30)。その後、軸発電機兼モータ13の制御は通常の制御に復帰する(ステップST31)。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4 (A), the input time accumulation unit 45 predetermines the output power or input power (output power or input power of the shaft generator / motor) measured by the power measurement unit 41 in advance. When it becomes smaller than the determined switching preparation power (5%) (step ST22), a continuous signal output command is output to the control signal generator 23 (step ST23). When receiving the continuous signal output command, the control signal generation unit 23 outputs the continuous signal to the drive circuit 25 as shown in FIG. 4 (D). After the control signal generation unit 23 outputs the control signal (the governor signal) as a continuous signal to the drive circuit 25 for a predetermined time (8 consecutive seconds) longer than the switching preparation time (3 seconds cumulatively) (steps ST23 and ST24) After confirming the end of the switching operation, the control signal generation unit 23 stops the output of the control signal (the governor signal) (step ST30). Thereafter, control of the shaft generator / motor 13 returns to normal control (step ST31).

このようにすると切換動作をする際に、連続する制御信号が入力時間累積部45に入力されるため、従来のようにパルス幅が短くなる制御信号が入力される場合よりも、短い時間で累積時間が切換準備時間に達するようになる。そのため本実施の形態によれば、既存の切換信号発生システムを用いて、しかも軸発電機からモータに又はモータから軸発電機に切り換える際に徐々に又は段階的にパルス幅が短くなるような制御信号を与える場合であっても、軸発電機兼モータ13の出力電力又は入力電力が予め定めた切換準備電力より小さくなった後に、制御信号を連続信号とすることにより、累積時間の累積を連続して行える。したがって迅速に切換信号を発生することができる。また切換信号発生部で断線や故障が発生して切換信号が出力されなくなった場合でも、制御信号発生部23が発生する連続信号としての制御信号は、予め定めた時間で停止する。その結果、切換信号が出力されない事態が発生しても、制御信号の出力を停止して軸発電機兼モータ13の切換動作を停止することができる。   In this case, when performing the switching operation, continuous control signals are input to the input time accumulation unit 45, so accumulation is performed in a shorter time than when a control signal having a shorter pulse width is input as in the prior art. The time comes to reach the switching preparation time. Therefore, according to the present embodiment, control is performed such that the pulse width is gradually or stepwise shortened when switching from the shaft generator to the motor or from the motor to the shaft generator using the existing switching signal generation system. Even in the case of giving a signal, the accumulation time is continuously accumulated by setting the control signal as a continuous signal after the output power or input power of the shaft generator / motor 13 becomes smaller than the predetermined switching preparation power. It can be done. Therefore, the switching signal can be generated quickly. Even when disconnection or failure occurs in the switching signal generation unit and the switching signal is not output, the control signal as a continuous signal generated by the control signal generation unit 23 stops at a predetermined time. As a result, even if the switching signal is not output, the output of the control signal can be stopped and the switching operation of the shaft generator / motor 13 can be stopped.

切換信号発生部43及び制御信号発生部23は、ステップST23及びST24の処理と、ステップST25〜ST29の処理とが同時に実行されている。図4(D)はステップST23及びST24により発生する制御信号である。ステップST25〜ST29の処理では、制御信号として連続信号が出力されるため、予め定めた時間(連続8秒)よりも短い時間内で、「3秒」の累積を完了して、切換信号が出力される。しかし切換信号発生部43で断線や故障が発生して切換信号が出力されなくなった場合(累積が完了しない場合)でも、ステップST23及びST24の処理が並行しているため、切換準備時間よりも長い予め定めた時間(8秒)制御信号が出力され続けると、制御信号発生部23は制御信号の出力を停止する。その結果、切換信号が出力されないときには、制御信号の出力を停止して軸発電機兼モータの切換動作を停止することができる。その結果、本発明によれば、切換信号が出力されなくなって、軸発電機兼モータの動作を切り換えることができなくなる事態の発生を防止することができる。ちなみに図4(C)に示すように制御信号発生部23が連続信号を出し続けると、図4(A)に「C」の曲線で示すように、出力が異常上昇を続けることになる。   The switching signal generation unit 43 and the control signal generation unit 23 execute the processes of steps ST23 and ST24 and the processes of steps ST25 to ST29 at the same time. FIG. 4D shows control signals generated in steps ST23 and ST24. In the process of steps ST25 to ST29, since a continuous signal is output as a control signal, “3 seconds” accumulation is completed within a time shorter than a predetermined time (8 seconds continuously), and a switching signal is output. Be done. However, even if disconnection or failure occurs in switching signal generation unit 43 and the switching signal is not output (the accumulation is not completed), the processes of steps ST23 and ST24 are performed in parallel, so it is longer than the switching preparation time. When the control signal continues to be output for a predetermined time (8 seconds), the control signal generator 23 stops the output of the control signal. As a result, when the switching signal is not output, the output of the control signal can be stopped to stop the switching operation of the shaft generator / motor. As a result, according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of a situation where the switching signal is not output and the operation of the shaft generator / motor can not be switched. Incidentally, as shown in FIG. 4C, when the control signal generator 23 continues to output a continuous signal, the output continues to abnormally rise as shown by the curve “C” in FIG. 4A.

上記の切換オペレーションでは、モードが切り換わる条件として、軸発電機兼モータ13が0kW認識後、制御信号(ガバナ信号)を3秒以上累計して出力しなければならない。しかし、制御信号が途切れるような事態が発生すると、スムーズな切換が行われないことがある。しかし本実施の形態によれば、軸発電機兼モータ13の切換時にモータ又は発電機の定格値5%以内に入れば制御信号(ガバナ信号)を連続8秒間出力し、切換信号が入ればその時点で制御信号(ガバナ信号)を停止することとした。これによりスムーズな切換が可能となった。   In the above switching operation, as a condition for mode switching, after the axis generator / motor 13 recognizes 0 kW, the control signal (the governor signal) must be accumulated for 3 seconds or more and output. However, when the control signal is interrupted, smooth switching may not be performed. However, according to the present embodiment, at the time of switching of the shaft generator / motor 13, the control signal (the governor signal) is continuously output for 8 seconds if it falls within the rated value of 5% of the motor or generator. It was decided to stop the control signal (the governor signal) at a point in time. This made it possible to switch smoothly.

本実施の形態において、ステップST25〜ST29は、大洋電機株式会社が販売する切換システム「SGH105BS−20」を利用することにより実現した。なお切換準備電力は、定格電力の4%以上6%以下の間の値であることが好ましい。切換準備電力を4%より小さくすると、時間がかかる問題が発生し、6%より大きくすると、負荷変動が大きくなるという問題が発生するからである。   In the present embodiment, steps ST25 to ST29 are realized by using a switching system "SGH105BS-20" sold by Taiyo Electric Co., Ltd. The switching preparation power is preferably a value between 4% and 6% of the rated power. If the switching preparation power is smaller than 4%, it takes a long time, and if it is larger than 6%, the load fluctuation becomes large.

[運転効率表示]
電動機において、エネルギ変換のプロセスでは必ず一部のエネルギが損失してしまう。そのため、主機回転数及び電力負荷によって変動する主機加勢(SM)の運転効率は、本船の燃費を左右する重要な情報であり、常時算出する必要があった。しかし、図示しない主配電盤では軸発電機兼モータ13へ入力する電力量は把握できるが、実際に主機加勢を行う仕事量は分からず、効率値を計算できない。そのため現状の排熱回収システムを備えた船舶推進アシストシステムでも、船舶の運転者に船舶推進アシストシステムの運転効率に関する情報を提示することはしていない。現状では、船舶の運転者は、船舶推進アシストシステムが効率良く運転されているか否かを知らずに、アシストのモードを選択しているのが実情である。そのため船舶推進アシストシステムに複数の運転モードを持たせようとしても、運転者に運転モードを選択するための情報がなく、適切な運転モードを選択できない状況がある。
[Operation efficiency display]
In the motor, in the process of energy conversion, some energy is always lost. Therefore, the operating efficiency of the main engine excitation (SM) that fluctuates depending on the main engine rotational speed and the power load is important information that affects the fuel efficiency of the ship, and has to be constantly calculated. However, in the main switchboard (not shown), although the amount of power input to the shaft generator / motor 13 can be grasped, the amount of work to be applied to the main machine is not actually known, and the efficiency value can not be calculated. Therefore, even the ship propulsion assist system equipped with the present exhaust heat recovery system does not present information on the driving efficiency of the ship propulsion assist system to the driver of the ship. Under the present circumstances, it is a fact that the driver of the ship selects the assist mode without knowing whether the ship propulsion assist system is operated efficiently. Therefore, there is a situation where the driver does not have information for selecting the operation mode and can not select the appropriate operation mode even if the ship propulsion assist system is to have a plurality of operation modes.

そこで本実施の形態では、軸発電機兼モータ13の陸上での試験データを利用して、主機回転数と電力負荷率から効率を計算し、軸発電機兼モータ13の仕事量を算出することにした。これにより瞬時に効率の算出と表示が可能になった。具体的に本実施の形態では、軸発電機兼モータ13の効率を主配電盤のモニタの表示画面に表示するために、軸発電機兼モータ13から発電される出力電力及び軸発電機兼モータ13に入力される入力電力を計測する電力計測部41と、回転数計測部49と効率演算部51と相互関係表示部53とを備えている。図5は、これらの構成部材を用いてモニタの表示画面に軸発電機兼モータの効率を表示する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムの一例を示している。   Therefore, in the present embodiment, using the test data of the shaft generator / motor 13 on land, the efficiency is calculated from the main machine rotational speed and the power load factor, and the workload of the shaft generator / motor 13 is calculated. I made it. This makes it possible to calculate and display efficiency instantly. Specifically, in the present embodiment, in order to display the efficiency of the shaft generator / motor 13 on the display screen of the monitor of the main switchboard, the output power generated by the shaft generator / motor 13 and the shaft generator / motor 13 And a rotation number measurement unit 49, an efficiency calculation unit 51, and a correlation display unit 53. FIG. 5 shows an example of an algorithm of software used when displaying the efficiency of the shaft generator / motor on the display screen of the monitor using these components.

回転数計測部49は、軸発電機兼モータ13が回転しているときに、プロペラシャフト11の回転数を計測する(ステップST41)。効率演算部51は、回転数計測部49により検出した回転数と、電力計測部41で計測した(ステップST42)出力電力又は入力電力と、予め求めたプロペラシャフト11の回転数と軸発電機兼モータ13の効率との関係を示すデータとに基づいて軸発電機兼モータの効率を演算する(ステップST43)。ここで予め求めたプロペラシャフト11と軸発電機兼モータ13の効率との関係を示すデータは、軸発電機兼モータ13の製造メーカが仕様書に示したショップデータを用いることができる。相互関係表示部53は、回転数計測部49により計測した回転数、効率演算部51により演算した効率、電力計測部41で計測した出力電力又は入力電力を、相互の関係が視覚により分かるように図示しないモニタに表示する(ステップST44)。   The rotation speed measurement unit 49 measures the rotation speed of the propeller shaft 11 when the shaft generator / motor 13 is rotating (step ST41). The efficiency calculating unit 51 calculates the rotational speed detected by the rotational speed measuring unit 49, the output power or input power measured by the power measuring unit 41 (step ST42), the rotational speed of the propeller shaft 11 and the shaft generator The efficiency of the shaft generator / motor is calculated based on the data indicating the relationship with the efficiency of the motor 13 (step ST43). The data indicating the relationship between the propeller shaft 11 and the efficiency of the shaft generator / motor 13 obtained in advance can be shop data indicated by the manufacturer of the shaft generator / motor 13 in the specification. The relationship display unit 53 can visually recognize the relationship among the number of rotations measured by the rotation number measurement unit 49, the efficiency calculated by the efficiency calculation unit 51, and the output power or input power measured by the power measurement unit 41. It displays on the monitor which is not illustrated (step ST44).

軸発電機兼モータ13の効率を視覚により認識できるように表示すると、自動運転を好まない運転者は効率とその他の状況を考慮して、好ましい運転モードを自由に選択することができる。   If the efficiency of the shaft generator / motor 13 is displayed for visual recognition, a driver who does not like automatic driving can freely select a preferred operation mode in consideration of the efficiency and other situations.

図6(A)には、相互関係表示部53によりモニタの表示画面に表示する回転数、出力電力又は入力電力、効率の表示の一例が示されている。図6(A)の表示では、X軸に回転数、Y軸に出力電力又は入力電力、Z軸に効率を表示する3軸グラフにより相互の関係をモニタに表示している。また図6(A)の表示には、その他の計測値又は演算値が3軸グラフと一緒に表示されている。相互関係表示部53が表示する3軸の値の交点は、プロペラシャフト11を駆動する主機の現在のトルクに関連する。なおこの交点の位置を確認すると、次のようなことができる。すなわち図6(B)に示すように運転者が設定した好ましい運転ゾーンZNを予め表示画面に表示しておくと、アシスト運転を実行する際に交点(R1,R2)がこの好ましい運転ゾーンZNから外れている場合には、アシストを中止する等の対応をとればよいことになる。またこれらの3値を表示すると、主機の回転数が増加して軸発電機兼モータ13の回転数も増加しているのに、効率が上がらない場合に、その原因が入力電力に制限を加える制御が行われているために入力電力が不足状態にあることが一見して分かる。このような場合には、入力電力の制限を解除する運転モードで制御を行えばよいことが分かる。また海が荒れていて、主機の回転数が高い場合には、主機の負荷の変動が激しくなるために、3値表示の交点(R1,R2)が揺れる現象が現れる。このような状態では、効率が高くても、軸発電機兼モータ13では一時的に脱調又はトリップ現象が発生し、過電流が流れる事態が発生することもある。そのためこのような状況では、安全を考えて、アシスト動作を停止する運転モードを選択することも可能になる。   FIG. 6A shows an example of the display of the number of rotations, the output power or the input power, and the efficiency displayed on the display screen of the monitor by the correlation display unit 53. In the display of FIG. 6 (A), the relationship between each other is displayed on a monitor by a three-axis graph displaying the number of rotations on the X axis, output power or input power on the Y axis, and efficiency on the Z axis. Further, in the display of FIG. 6A, other measured values or calculated values are displayed together with the 3-axis graph. The intersection of the values of the three axes displayed by the interrelation display unit 53 relates to the current torque of the main machine driving the propeller shaft 11. In addition, if the position of this intersection is confirmed, the following can be performed. Specifically, as shown in FIG. 6 (B), when the preferred driving zone ZN set by the driver is displayed in advance on the display screen, the intersection points (R1, R2) are selected from the preferred driving zone ZN when performing the assist driving. If it is not, it is sufficient to take measures such as stopping the assist. In addition, when these three values are displayed, although the rotation speed of the main unit increases and the rotation speed of the shaft generator / motor 13 also increases, the cause is that the input power is limited when the efficiency is not improved. It can be seen at first glance that the input power is insufficient because control is being performed. In such a case, it is understood that the control may be performed in the operation mode in which the restriction on the input power is released. Also, when the sea is rough and the rotation speed of the main unit is high, the load fluctuation of the main unit becomes severe, and a phenomenon that the intersection (R1, R2) of the three-value display shakes appears. In such a state, even if the efficiency is high, a step-out or tripping phenomenon may temporarily occur in the shaft generator / motor 13 and an overcurrent may flow. Therefore, in such a situation, it is also possible to select the operation mode for stopping the assist operation in consideration of safety.

[停止時の0kW保持及び運転モードの選択]
従来の排熱回収システムを備えた船舶推進システムでは、船舶推進アシストシステムを運転開始する前には、軸発電機兼モータ13を駆動制御系から切り離しておき、船舶推進アシストシステムを動作させる際に、軸発電機兼モータ13を駆動制御系に接続することが一般的に行われている。しかしながら船舶推進アシストシステムを動作させたときに、アシスト動作を開始しようとすると、軸発電機兼モータが、給電動作をすることがある。
[0 kW hold at stop and selection of operation mode]
In the ship propulsion system provided with the conventional exhaust heat recovery system, before starting operation of the ship propulsion assist system, the shaft generator / motor 13 is separated from the drive control system and the ship propulsion assist system is operated. In general, the shaft generator / motor 13 is connected to a drive control system. However, when the ship propulsion assist system is operated, if the assist operation is to be started, the shaft generator / motor may perform the power supply operation.

そこで本実施の形態の船舶推進アシストシステム3では、発電機(STG)7が発電している状態で、アシスト動作又は給電動作を行っていないときには、軸発電機兼モータ13の出力が0kW状態になるように軸発電機兼モータ13を制御することとした。   Therefore, in the ship propulsion assist system 3 according to the present embodiment, the output of the shaft generator / motor 13 is set to 0 kW when the assist operation or the power supply operation is not performed in the state where the generator (STG) 7 is generating power. It was decided to control the shaft generator / motor 13 so that

ここで「軸発電機兼モータを出力が0kW状態になるように軸発電機兼モータを制御する」とは、軸発電機兼モータ13の巻線に流れる電流をできるだけ0に近付けるように制御してその出力が0kW状態(例えば、0kW±定格出力の2%の範囲)になるように制御することを意味する。0kW状態では、軸発電機兼モータ13のロータが回転していても軸発電機兼モータ13の出力を0に近い状態で維持している。そのため本発明によれば、休止状態からアシスト動作を開始する場合に、巻線に流れる電流が制御されて制限されているので、無制御状態から給電動作を開始するような事態が発生することを防止できる。したがって本実施の形態では、船舶推進アシストシステム3が休止している状態から、アシスト動作を開始する際に、確実にアシスト動作を開始することができる。なお図6(B)に示すように、0kW状態においては、3値表示の交点は、R3のようになる。   Here, “control the shaft generator / motor so that the output is 0 kW state” means to control the current flowing in the winding of the shaft generator / motor 13 as close to 0 as possible. It means that the power is controlled to be in the 0 kW state (for example, in the range of 0 kW ± 2% of the rated power). In the 0 kW state, the output of the shaft generator / motor 13 is maintained close to 0 even if the rotor of the shaft generator / motor 13 is rotating. Therefore, according to the present invention, when the assist operation is started from the inactive state, the current flowing to the winding is controlled and limited, so that the situation where the power supply operation is started from the non-controlled state occurs. It can prevent. Therefore, in the present embodiment, when the assist operation is started from the state where the vessel propulsion assist system 3 is at rest, the assist operation can be reliably started. As shown in FIG. 6B, in the 0 kW state, the intersection of the three-value display is as shown by R3.

この制御は、図1におけるモード選択部55を介した運転モードの選択に基づいて、駆動制御装置21において実施される。図7には、この制御をコンピュータを利用して実行する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示してある。   This control is performed in the drive control device 21 based on the selection of the operation mode via the mode selection unit 55 in FIG. FIG. 7 shows an algorithm of software used to execute this control using a computer.

具体的には、モード選択部55は、軸発電機兼モータ13を軸発電機又はモータとして運転する第1の運転モードと、軸発電機兼モータ13をモータとして運転する第2の運転モードとを選択可能である。この選択に応じて、船舶推進アシストシステムは制御信号発生部23において、第1の運転モード又は第2の運転モードが選択される前、第1の運転モード又は第2の運転モードが選択されて実行されるまで、軸発電機兼モータ13の出力が0kW状態になるように軸発電機兼モータ13を制御する(ステップST51及びST52)。具体的には、軸発電機兼モータ13の巻線に流れる電流をできるだけ0に近付けるように制限することにより0kW状態を作ることができる。このようにすると確実に選択したモードでアシスト動作を実行できる。なお駆動制御装置21は、図4(A)に示すように、0kWを中心にして定格の±2%以内の所定の不感帯を設定して軸発電機兼モータ13を出力が0kW状態になるように電流を制限するのが好ましい。このような不感帯を設けると、制御が不安定になることを防止できる。   Specifically, the mode selection unit 55 operates in a first operation mode in which the shaft generator / motor 13 is operated as an axis generator or motor, and in a second operation mode in which the shaft generator / motor 13 is operated as a motor. Is selectable. According to this selection, the boat propulsion assist system selects the first operation mode or the second operation mode before the first operation mode or the second operation mode is selected in the control signal generation unit 23. The axis generator / motor 13 is controlled so that the output of the axis generator / motor 13 becomes 0 kW until it is executed (steps ST51 and ST52). Specifically, the 0 kW state can be created by limiting the current flowing in the winding of the shaft generator / motor 13 as close to 0 as possible. In this way, the assist operation can be performed in the selected mode. As shown in FIG. 4A, the drive control device 21 sets a predetermined dead zone within ± 2% of the rating centering around 0 kW so that the output of the shaft generator / motor 13 becomes 0 kW. It is preferable to limit the current to Providing such a dead zone can prevent the control from becoming unstable.

図7のフローチャートでは、発電機7と軸発電機兼モータ13とが並列運転直後、第2の運転モードであるSM MODE又は第1の運転モードであるSM/SG MODEのどちらかをモード選択部55により手動で選択することになる(ステップST53)。その選択を待つ間、軸発電機兼モータ13を機能させないために、発電機7は全ての船内負荷を負担し、軸発電機兼モータ13は0kWを維持する。図8は発電機7と軸発電機兼モータ13が並列運転中、発電機7が全ての船内負荷を負担し、軸発電機兼モータ13は常に0kWを維持する様子を示している。   In the flowchart of FIG. 7, immediately after the parallel operation of the generator 7 and the shaft generator / motor 13, either the SM MODE as the second operation mode or the SM / SG MODE as the first operation mode is selected as the mode selection unit The selection is made manually at step 55 (step ST53). While waiting for the selection, the generator 7 bears all inboard loads, and the shaft generator and motor 13 maintains 0 kW, in order not to allow the shaft generator and motor 13 to function. FIG. 8 shows that the generator 7 bears all inboard loads while the generator 7 and the shaft generator / motor 13 are in parallel operation, and the shaft generator / motor 13 always maintains 0 kW.

SM/SG MODEが選択されると、余剰電力の有無を判断し(ステップST57)、余剰電力があればSM運転(モータ運転)を実行し、余剰電力がなければ、SG運転(発電機運転)を実行する(ステップST59、ST61)。すなわちSM/SG MODEでは、SM MODEの機能に加えて、船舶に実装しているディーゼル発電機の自動バックアップ回数を減らすことを目的として軸発電機兼モータ13を発電機としても使用する。もし発電機7に余剰電力が無くなり、発電機7のみで船内負荷を賄いきれなくなった場合は軸発電機兼モータ13を自動的にモータから発電機へ切り換えて、発電を行う。なお、発電機として発電を行っても船内電力を賄い切れない場合は、一定以下の余剰電力になると自動的に船舶に実装しているディーゼル発電機がバックアップし、軸発電機兼モータ13は自動的に切り離される。船舶の通常航海中は、基本このモードが選択される。図9は発電機7と軸発電機兼モータ13が並列運転中、軸発電機兼モータ13は発電機7の余剰電力分主機加勢を行うとともに、発電機7の電力が不足すれば発電機に切り換えて不足分の船内負荷を賄う様子を示している。   If SM / SG MODE is selected, it is judged whether or not there is surplus power (step ST57). If there is surplus power, SM operation (motor operation) is executed, and if there is no surplus power, SG operation (generator operation) Are executed (steps ST59 and ST61). That is, in the SM / SG MODE, in addition to the function of the SM MODE, the shaft generator / motor 13 is also used as a generator for the purpose of reducing the number of times of automatic backup of the diesel generator mounted on the ship. If surplus power is lost in the generator 7 and the internal load can not be absorbed only by the generator 7, the shaft generator / motor 13 is automatically switched from the motor to the generator to generate power. In addition, even if power generation is performed as a generator, if the power in the ship can not be taken over, the diesel generator mounted on the ship is automatically backed up when the surplus power below a certain level, and the shaft generator / motor 13 is automatic. Cut off. During normal voyage of the ship, this basic mode is selected. In FIG. 9, while the generator 7 and the shaft generator / motor 13 are in parallel operation, the shaft generator / motor 13 performs the main machine energization for the surplus power of the generator 7, and if the power of the generator 7 is insufficient It shows switching to cover the inboard load for the shortfall.

またSM MODEが選択されると、余剰電力の有無を判断し(ステップST65)、余剰電力があるときだけSM運転(モータ運転)を実行する(ステップST67)。なおステップST65において、発電機7に余剰電力が無ければ、軸発電機兼モータ13は0kW運転を維持する。このモードは、軸発電機兼モータ13を発電機として使用したくない場合に選択される。図10は発電機7と軸発電機兼モータ13が並列運転中、発電機7が船内負荷と軸発電機兼モータ13のモータ負荷を最大限負担し、軸発電機兼モータ13は発電機7の余剰電力分で主機加勢を行う様子を示している。   When SM MODE is selected, it is judged whether or not there is surplus power (step ST65), and SM operation (motor operation) is executed only when there is surplus power (step ST67). In addition, in step ST65, if there is no surplus power in the generator 7, the axis generator / motor 13 maintains 0 kW operation. This mode is selected when the shaft generator / motor 13 is not desired to be used as a generator. In FIG. 10, while the generator 7 and the shaft generator / motor 13 are in parallel operation, the generator 7 bears the inboard load and the motor load of the shaft generator / motor 13 at maximum, and the shaft generator / motor 13 is a generator 7 Shows how to boost the main machine with the surplus power of

そしてモード選択部55により、運転モードのOFF MODE(軸発電機兼モータ13を使用しないモード)が手動で選択されると(ステップST69)、ステップST51へと戻って0kW保持が再度開始される。   When the OFF MODE (the mode in which the shaft generator / motor 13 is not used) is manually selected by the mode selection unit 55 (step ST69), the process returns to step ST51, and 0 kW retention is started again.

上記実施の形態の主要制御部分は、1台のコンピュータ(プロセッサ)と1台の記憶装置を用いて実現できるが、複数台のコンピュータ(プロセッサ)と複数台の記憶装置を組み合わせて実現してもよいのは勿論である。   The main control portion of the above embodiment can be realized using one computer (processor) and one storage device, but it may be realized by combining a plurality of computers (processors) and a plurality of storage devices. Of course it is good.

本発明によれば、軸発電機兼モータの運転モードを選択するモード選択部と、軸発電機兼モータの効率を演算する効率演算部と、効率を視覚により認識できるように表示する表示装置とを備えているので、軸発電機兼モータの効率を視覚により認識できるように表示すると、自動運転を好まない運転者は効率とその他の状況を考慮して、好ましい運転モードを自由に選択することができる。   According to the present invention, a mode selection unit for selecting the operation mode of the shaft generator / motor, an efficiency calculation unit for calculating the efficiency of the shaft generator / motor, and a display device for displaying the efficiency for visual recognition The visual display of the efficiency of the shaft generator and motor can be displayed visually, and the driver who does not like automatic driving can freely select the preferred operation mode in consideration of the efficiency and other situations. Can.

1 排熱回収システム
3 船舶推進アシストシステム
5 タービン
7 発電機
9 電気ネットワーク
11 プロペラシャフト
13 軸発電機兼モータ
15 周波数測定部
17 周波数変動幅判定部
19 周波数変動抑制部
21 駆動制御装置
23 制御信号発生部
25 駆動回路
27 発生可能電力量演算部
28 電力量制限部
29 船内電力測定部
31 余剰電力演算部
33 余剰電力値判定部
34 瞬時電力増加対応部
35 目標負荷決定部
37 許容負荷設定部
39 目標負荷リミット部
41 電力計測部
43 切換信号発生部
45 入力時間累積部
47 切換信号出力部
49 回転数計測部
51 効率演算部
53 相互関係表示部
55 モード選択部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waste heat recovery system 3 Ship propulsion assist system 5 Turbine 7 Generator 9 Electric network 11 Propeller shaft 13 Axis generator and motor 15 Frequency measurement unit 17 Frequency fluctuation range judgment unit 19 Frequency fluctuation suppression unit 21 Drive control device 23 Control signal generation Unit 25 Drive circuit 27 Possible power amount computing unit 28 Power amount limiting unit 29 Inboard power measuring unit 31 Excess power computing unit 33 Excess power value judging unit 34 Instantaneous power increase handling unit 35 Target load determination unit 37 Allowable load setting unit 39 Target Load limit unit 41 Power measurement unit 43 Switching signal generation unit 45 Input time accumulation unit 47 Switching signal output unit 49 Rotation speed measurement unit 51 Efficiency calculation unit 53 Relationship display unit 55 Mode selection unit

Claims (7)

排熱をエネルギ源として電気エネルギを供給するタービン及び発電機を備え、前記発電機で発電した電気エネルギを船内の電気ネットワークに供給する排熱回収システムと、
プロペラシャフトに連結された軸発電機兼モータを備え、前記発電機で発電した電気エネルギを前記電気ネットワークに供給しても余る余剰電力を前記軸発電機兼モータに供給して、前記余剰電力を前記プロペラシャフトを駆動するための機械エネルギに変換することにより、前記プロペラシャフトによる船の推進をアシストするアシスト動作を行い、前記余剰電力が無くなると前記軸発電機兼モータを軸発電機として前記プロペラシャフトにより駆動して発電した電気エネルギを前記電気ネットワークに供給する給電動作を行う船舶推進アシストシステムとを備えてなる排熱回収システムを備えた船舶推進システムであって、
前記軸発電機兼モータの運転モードが選択するモード選択部と、
前記軸発電機兼モータの効率を演算する効率演算部と、
前記効率を視覚により認識できるように表示する表示装置とを備えていることを特徴とする排熱回収システムを備えた船舶推進システム。
An exhaust heat recovery system comprising: a turbine and a generator for supplying electric energy using waste heat as an energy source;
An axial generator / motor connected to a propeller shaft is provided, and surplus electric power generated by the generator is supplied to the electric network and surplus electric power is supplied to the axial electric generator / motor to be supplied with the surplus electric power. By converting the propeller shaft into mechanical energy for driving the propeller shaft, an assist operation is performed to assist the propulsion of the ship by the propeller shaft, and when the surplus electric power is lost, the propeller and the motor are used as the shaft generator. A vessel propulsion system comprising an exhaust heat recovery system comprising: a vessel propulsion assist system performing a power feeding operation of supplying electric energy generated by driving with a shaft to the electric network,
A mode selection unit for selecting an operation mode of the shaft generator / motor;
An efficiency calculation unit that calculates the efficiency of the shaft generator / motor;
What is claimed is: 1. A ship propulsion system comprising an exhaust heat recovery system, comprising: a display device that displays the efficiency visually.
前記軸発電機兼モータから出力される出力電力及び前記軸発電機兼モータに入力される入力電力を計測する電力計測
部と、
前記軸発電機兼モータが回転しているときに、前記プロペラシャフトの回転数を計測する回転数計測部とを備え、
前記効率演算部は、前記回転数計測部により検出した前記回転数と、前記電力計測部で計測した出力電力又は入力電力と、予め求めた前記プロペラシャフトの回転数と前記軸発電機兼モータの効率との関係を示すデータとに基づいて前記軸発電機兼モータの効率を演算するように構成されている請求項1に記載の排熱回収システムを備えた船舶推進システム。
A power measurement unit that measures output power output from the shaft generator / motor and input power input to the shaft generator / motor;
And a rotation speed measuring unit that measures the rotation speed of the propeller shaft when the shaft generator / motor is rotating,
The efficiency calculating unit includes the rotational speed detected by the rotational speed measuring unit, the output power or input power measured by the power measuring unit, the rotational speed of the propeller shaft obtained in advance, and the shaft generator / motor. The ship propulsion system provided with the exhaust heat recovery system according to claim 1, wherein the efficiency of the shaft generator / motor is calculated based on data indicating a relationship with efficiency.
前記表示装置は、前記回転数計測部により計測した前記回転数、前記効率演算部により演算した前記効率、前記電力計測部で計測した前記出力電力又は前記入力電力を、相互の関係が視覚により分かるようにモニタに表示する相互関係表示部を備えていることを特徴とする請求項2に記載の排熱回収システムを備えた船舶推進システム。 The display device visually recognizes the relationship among the number of rotations measured by the number-of-rotations measurement unit, the efficiency calculated by the efficiency calculation unit, and the output power or the input power measured by the power measurement unit. The ship propulsion system provided with the exhaust heat recovery system according to claim 2, further comprising an interrelation display unit for displaying on the monitor. 前記予め求めた前記プロペラシャフトと前記軸発電機兼モータの効率との関係を示すデータは、前記軸発電機兼モータの製造メーカが仕様書に示したショップデータである請求項2に記載の排熱回収システムを備えた船舶推進システム。   The data indicating the relationship between the propeller shaft and the efficiency of the shaft generator / motor obtained in advance is shop data indicated by the manufacturer of the shaft generator / motor in a specification document. Ship propulsion system with heat recovery system. 前記相互関係表示部は、X軸に前記回転数、Y軸に前記出力電力又は前記入力電力、Z軸に前記効率を表示する3軸グラフにより前記相互の関係を前記モニタに表示することを特徴とする請求項3に記載の排熱回収システムを備えた船舶推進システム。   The interrelation display unit is characterized in that the interrelation is displayed on the monitor by a 3-axis graph in which the X axis indicates the number of rotations, the Y axis indicates the output power or the input power, and the Z axis indicates the efficiency. A ship propulsion system comprising the exhaust heat recovery system according to claim 3. 前記相互関係表示部は、3軸の値の交点を前記プロペラシャフトを駆動する主機の現在のトルクに関連する値として表示する請求項3に記載の排熱回収システムを備えた船舶推進システム。   The ship propulsion system provided with the exhaust heat recovery system according to claim 3, wherein the interrelation display unit displays an intersection of the values of the three axes as a value related to the current torque of a main machine driving the propeller shaft. 前記モニタには、その他の計測値又は演算値が前記3軸グラフと一緒に表示されている請求項3に記載の排熱回収システムを備えた船舶推進システム。   The ship propulsion system provided with the exhaust heat recovery system according to claim 3, wherein another measured value or calculated value is displayed on the monitor together with the three-axis graph.
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