JPS5936098B2 - 船舶の主機関回転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ディーゼルなどの主機関直結発電機を有す
る船舶において、主機関の回転数低下の対時間特性およ
び主機関回転数上主機関直結発電装置（軸発電とインバ
ータを含むもので、以下、ＳＧと略称する）から予備発
電機への無停電切換の対時間特性とをマツチングさせる
ようにした船舶の主機関回転制御装置に関する。

従来、可変ピッチプロペラ（ｃｐｐ）を船舶の主機関（
ディーゼル機関）にて駆動されるＳＧはあるが、固定ピ
ッチプロペラ（以下、ＰＰＰと云う）を用いた船舶のＳ
Ｇはほとんどない。

このＰＰＰのある船舶の船速は主機関の回転数を変える
ことにより制御されるので、この主機関に結合されるＳ
Ｇの出力も主機関の回転数の変化にしたがって変化する
。

特に、クラッレ・アスターン（Ｃｒａｓｈ Ａｓｔｅｒ
ｎ −急激な後進操作）またはアクーン（Ａｓｔ、ｅｒ
ｎ−後進操作）指令時にＳＧの出力は急激に減少する。

この場合に、別に設けたディーゼル機関により駆動され
る発電機と無停電切換を行う必要がある。

この発明は、上記の点にかんがみなされたもので、主機
関で駆動される主発電機から予備発電機に無停電切換を
行うために予備発電機に起動指令を与える起動指令装置
と、上記予備発電機器から上記負荷への給電の移行完了
の有無を検出する検出装置と、この検出装置による検出
結果が上記予備発電機から負荷への給電を完了している
ときＬ記事機関の減速指令の発信を続行する減速指令続
行装置と、上記検出装置による検出結果が予備発電機か
ら負荷への給電の移行の未完了のとき主機関の回転数を
所定の最低回転数以上になるように増速指令を出す増速
指令出力装置と、この増速指令出力装置からの増速指令
を受けて上記最低回転数近傍の回転数を検出して上記検
出装置に出力する検出器と、主機関回転数が所定以上の
ときにはそのまま主機関を減速させるとともに上記減速
指令の発生時点からタイムカウントを行い上記検出装置
の検出結果が予備発電機の起動時点と予備発電機による
負荷への電力の供給移行が完了していないときに主機関
を減速する機能を有する減速制御装置とからなることを
要旨とすることにより、主発電機から予備発電機への無
停電切換ならびに負荷への給電移行を支障なく行うこと
ができるとともに、主発電機から予備発電機への停電を
伴なう切換の場合を大幅に減少することのできる船舶の
主機関回転制御装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の船舶の主機関回転制御装置の実施例に
ついて図面に基づき説明する。

第１図はその一実施例の構成を示すブロック図である。

この第１図における１は減速指令検出器である。

この減速指令検出器１は主機関（ディーゼル機関など）
の減速指令を検出するものであり、その出力は論理積回
路２（以下、アンド回路と云う）の第１の入力端に送出
するようになっている。

アンド回路２は３つの入力端を有しており、第２の入力
端および第３の入力端にはそれぞれ検出器３および４の
出力が入力されるようになっている。

検出器３は主機関の回転数が設定値以上であることを検
出するものである。

また、検出器４はＳＧで船内負荷に給電中であることを
検出するものである。

これらの検出器３，４および上記減速指令検出器１の出
力がアンド回路２で論理積がとられると、アンド回路２
は起動指令装置５、論理和回路６（以下、オア回路と云
う）および非重要負荷の優先しゃ断指令装置７に出力す
るようになっている。

起動指令装置５はＳＧから予備発電機への無停電切換を
行うときに、この予備発電機を起動させるための起動指
令を出力するものである。

起動指令装置５から出力された起動指令は後述する検出
装置８に送出するようになっている。

また、優先しゃ断指令装置７はアンド回路２の出力を受
けると、非重要負荷を優先しゃ断させるためのしゃ断指
令を発生するものである。

オア回路６は２人力のオア回路であって、その第１の入
力端にはアンド回路２の出力が導入され、第２の入力端
には後述する増速指令出力装置９の出力が導入されるよ
うになっている。

オア回路６の出力は回転数検出器１０に出力するように
なっている。

このオア回路６の出力が回転数検出器１０に人力される
と、回転数検出器１０はＳＧ使用時にＳＧに要求される
設定出力（定格出力以下）が取り出せる最低回転数ＰＳ
ＥＴ付近の回転数Ｐα（Ｐα≧ＰＳＥＴ）を検出するも
のである。

この回転数検出器１０の出力は上記検出装置８に出力す
るようになっている。

検出装置８は起動指令装置５の起動指令により予備発電
機が起動し、ＳＧから予備発電機に無停電切換が完了す
るとともに、予備発電機による負荷への給電移行の完了
を検出するものである。

検出装置８の出力は上記増速指令出力装置９、減速制御
装置１１および減速指令続行装置１２とに出力するよう
になっている。

このうち、増速指令出力装置９は検出装置８からの信号
により、ＳＧに同期投入された予備発電機に負荷が全て
移行、すなわち、予備発電機により負荷への給電が完全
に移行していなければ主機関の回転数を２６以上になる
ように主機関増速指令を出力し、オア回路６の第２の入
力端に増速指令を主機関に出力したことを出力するよう
になっている。

この増速指令を出力するに際して、減速制御装置１１が
作動すれば、増速指令出力装置９は作動しない。

減速制御装置１１は、主機関回転数が設定値以上のとき
はそのまま主機関を減速する機能と主機関の減速指令の
出る時点からタイムカウントを行い、設定時間以上経過
しても、予備発電機がＳＧに同期投入完了する時間ある
いは予備発電機により負荷への給電移行が完了していな
ければ、そのまま主機関を減速する機能を有するもので
ある。

この減速制御装置１１は増速指令出力装置９に優先して
作動するものである。

また、減速指令続行装置１２は検出装置８から１ の信
号により、予備発電機による負荷への給電が完了してお
れば、主機関の減速指令を続行する装置である。

次に、以上のように構成されたこの発明の船舶の主機関
回転制御装置の動作について、第２図を）併用して述べ
る。

この第２図は主機関の回転数低下と時間の関数を示すも
のである。

横軸に時間（ＳＥＣ）をとり、縦軸に前進の回転数（Ｒ
ＰＭ）をとって示すものである。

この第２図におけるＴ１はアスターン、クラッレ・アス
ターンなど、主機関の減速指令の出る点（時間）を示し
、Ｔ２は時間Ｔ１で起動指令が出て予備発電機がＳＧに
同期投入完了する時間を示している。

また、Ｔ３はＳ （３（７）出力が減少し、設定値以下
になる時間であり、Ｔ３ａはＳＧに同期投入された予備
発電機に負荷が全て移行完了する時間である。

一方、縦軸側において、破線で示すＰＳＥＴはＳ（）使
用時に、このＳＧに要求される設定出力（定格出力以下
）が取り出せる最低回転数である。

そして、Ａは時間Ｔ３と最低回転数ＰＳＥＴの交点を示
し、Ｂは従来の主機関回転逆制御時の主機関回転数の低
下特性を示すものであり、Ｃは主機関回転数をＳＧから
予備発電機に無停電切換完了するまで、最低回転数ＰＳ
ＥＴ以上に保持したときの主機関回転数の低下特性を示
すものである。

いま、第２図における時間Ｔ１で減速指令検出器１が主
機関の減速指令を検出して、出力をアンド回路２の第１
の入力端に出力し、検出器３は主機関の回転数が設定以
上であることを検出して、出力をアンド回路２の第２の
入力端に出力するとともに、検出器４がＳＧにより船内
負荷に給電中であることを検出して、アンド回路２の第
３の入力端に出力することにより、アンド回路２の入力
条件が整えば、アンド回路２は出力する。

このアンド回路２の出力は作動指令として、起動指令装
置５、オア回路６、優先しゃ断指令装置Ｉに送出する。

これにより、第２図の時間Ｔ１で起動指令装置５から予
備電源に起動指令が発生され、時間Ｔ２で予備電源はＳ
Ｇに同期投入する。

また、時間Ｔ１でアンド回路２から優先しゃ断装置７に
作動指令が出力されることにより、この優先しゃ断装置
７が作動して、非重要負荷を優先しゃ断させる。

これと同時に、アンド回路２からオア回路６で送出され
た作動指令はこのオア回路６を通して回転数検出器１０
に送出される。

これにより、回転数検出器１０から主機関の回転数を検
出するように指令が出る。

この回転数検出器１０が第２図における時間ＴからＴ３
の間で、ＰＳＥＴ付近の回転数Ｐαを検出すれば、検出
結果を検出装置８に出力する。

この検出装置８は回転数検出器１０からの検出結果を受
けると、そのときの制御の進行状況（予備発電機がＳＧ
に同期投入されて、ＳＧの出力が減少して設定値以下に
なるよ・うに制御が進行する）にしたがって、検出装置
８から増速指令出力装置９、減速制御装置１１、減速指
令続行装置１２に作動指令が出力される。

これにより増速指令出力装置９、減速制御装置１１およ
び減速指令続行装置１２が作動状態に入る。

このうち、減速制御装置１１は増速指令出力装置９に優
先して動作するので、減速制御装置１１が作動すれば、
増速指令出力装置９は作動しない。

また、減速制御装置１１が作動しなければ、増速指令出
力装置９が作動する。

いま、減速制御装置１１または減速指令続行装置１２が
作動するとすれば、主機関回転数が設定値以上のときは
そのまま主機関に減速指令を出して主機関を減速させる
とともに、減速制御装置１１は上記時間Ｔ、からタイム
カウントを行ない、設定時間以上経過しても、時間Ｔ２
において予備発電機がＳＧに同期投を完了していないか
、あるいは日謂司Ｔ ３ａにおいてＳＧに同期投入され
た予備発電機により負荷への給電の移行が完了していな
ければ、そのまま主機関を減速させる。

これにより、主機関の回転数を減少させ、主機関の回転
数制御が完了する。

また、減速制御装置１１，１２に代えて、増速指令出力
装置９が作動するときは、検出装置８から増速指令出力
装置９に導入される信号が、時間Ｔ ３ ａにおいても
まだＳＧに同期投入された予備発電機により負荷への給
電移行が完了していないことを検出した結果の場合であ
る。

したがって、この場合、増速指令装置９は主機関の回転
数を２６以上になるように増速指令を出し、主機関の回
転数を増速させる。

そして、増速指令装置９の動作結果がオア回路６の第２
の入力端に送出される。

このような一連の制御を行うことにより、第２図のＣで
示すような主機回転数低下となる。

これにともない、従来の場合のように、主機関の燃料カ
ットで減速すれば、第２図Ｂで示すような回転数低下と
なり、Ｃで示すこの発明の主機回転数の低下特性と比較
しても明らかに従来の場合の方が劣ることが判明する。

上述からも明らかなように、この発明では、主機関の回
転数低下の対時間特性および船速とＳＧから予備発電機
への無停電切換の対時間特性とをマツチングさせるよう
に、主機関の回転数を制御するものであるから、この発
明は船舶のディーゼル主機関制御システムに応用でき、
ＳＧの装備された船舶の発電機制御システムなどに広く
応用できるものである。

尚、第１図に示す本発明装置において、クララシュアス
ターン時に主機の回転数は第２図Ｃのようにその低下速
度が従来のものよりも遅れるが一般に船舶用の予備発電
機の場合、これを駆動する機関への起動指令の発信から
電力の給電までに要する時間は８ないし１０秒程度であ
り、本発明装置はこの時間内に無停電切り換えを行う。

一方船舶用主機においては、クラツシュアスクーン指令
を１０秒間故意に遅らせた場合における、船舶が完全に
停止する迄に要する時間及び停船距離は、上記指令を遅
らせない場合に比べて１％程度増加するに過ぎない。

従って本発明装置による無停電切り換えにより主機の回
転数低下速度が遅れても（８ないし１０秒）操船上何ら
支障はない。

以上詳述したように、この発明の船舶の主機関回転制御
装置によれば、主機関で駆動される主発電機から予備発
電機に無停電切換を行うために予備発電機に起動指令を
与える起動指令装置と、上記予備発電機から上記負荷へ
の給電の移行完了の有無を検出する検出装置と、この検
出装置による検出結果が上記予備発電機から負荷への給
電を完了しているとき上記主機関の減速指令の発信を続
行する減速指令続行装置と、上記検出装置による検出結
果が予備発電機から負荷への給電の移行の未完了のとき
主機関の回転数を所定の最低回転数以上になるように増
速指令を出す増速指令出力装置と、この増速指令出力装
置からの増速指令を受けて上記最低回転数近傍の回転数
を検出して上記検出装置に出力する検出器と、主機関回
転数が所定以上のときにはそのまま主機関を減速させる
とともに４−記減速指令の発生時点からタイムカウント
を行い上記検出装置の検出結果が予備発電機の起動時点
と予備発電機による負荷への電力の供給移行が完了して
いないときに主機関を減速する機能を有する減速制御装
置とからなることを要旨としているので、主発電機から
予備発電機への無停電切換ならびに負荷への給電移行を
支障なく行うことができるとともに、主発電機から予備
発電機への停電を伴なう切換の場合を大幅に減少できる
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の船舶主機回転制御装置の一実施例を
示すブロック図、第２図は同実施例を説明するための主
機関回転数低下と時間の関係を示す図である。 １・・・・・・減速指令検出器、２・・・・・・アンド
回路、３゜４・・・・・・検出器、５・・・・・・起動
指令装置、６・・・・・・オア回路、７・・・・・・優
先しゃ断指令装置、８・・・・・・検出装置、９・・・
・・・増速指令出力装置、１０・・・・・・回転数検出
器、１１・・・・・・減速制御装置、１２・・・・・・
減速指令続行装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主機関で駆動される主発電機から予備発電機に無停
   電切換を行うために予備発電機に起動指令を与える起動
   指令装置と、上記予備発電機から上記負荷への給電の移
   行完了の有無を検出する検出装置と、この検出装置によ
   る検出結果が上記予備発電機から上記負荷への給電を完
   了しているとき上記主機関の減速指令の発信を続行する
   減速指令続行装置と、上記検出装置による検出結果が予
   備発電機から負荷への給電の移行の未完了のとき主機関
   の回転数を所定の最低回転数以上になるように増速指令
   を出す増速指令出力装置と、この増速指令出力装置から
   の増速指令を受けて上記最低回転数近傍の回転数を検出
   して上記検出装置に出力する検出器と、主機関回転数が
   所定以上のときにはそのまま主機関を減速させるととも
   に上記減速指令の発生時点からタイムカウントを行い上
   記検出装置の検出結果が予備発電機の起動時点と予備発
   電機による負荷への電力の供給移行が完了していないと
   きに主機関を減速する機能を有する減速制御装置とから
   なる船舶の主機関回転制御装置。