JP2011020620A - 自動車運搬船 - Google Patents

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Abstract

【課題】自動車運搬船において、貨物重量を減じることなく燃料消費量を低減させ、CO排出量を削減させること。
【解決手段】複数の太陽光発電パネル2と、少なくとも1台のディーゼルエンジン駆動発電機7と、ディーゼルエンジン駆動発電機7を駆動する少なくとも1台の発電機用ディーゼルエンジンと、前記太陽光発電パネル2により変換された電力を蓄える複数の蓄電池ユニット4と、パワーマネジメント装置3とを備え、前記パワーマネジメント装置3により、前記発電機用ディーゼルエンジンは、常に最適な負荷で運転されるとともに、前記ディーゼルエンジン駆動発電機7で発生した電力が、船内で必要とされる電力を上回る場合には、余剰の電力が前記蓄電池ユニット4に蓄えられ、前記ディーゼルエンジン駆動発電機7で発生した電力が船内で必要とされる電力を下回る場合には、不足した電力は前記蓄電池ユニット4から供給されて、補われるように構成した。
【選択図】図1

Description

本発明は、自動車を専用に輸送する自動車運搬船、特に、水面から上甲板までの高さが約30mあり、かつ、一度に大量の自動車を輸送することのできる大型の自動車運搬船に関するものである。
自動車を専用に輸送する自動車運搬船としては、例えば、特許文献1に開示されたものが知られている。
特開2001−253385号公報
上記特許文献1に開示された自動車運搬船は、船内の電力需要を賄うため、ディーゼルエンジンにより駆動される発電機を備えており、船内の電力需要にあわせて、発電機を駆動するディーゼルエンジン(以下、「発電機用ディーゼルエンジン」という。)の負荷が変動するようになっている。すなわち、船内の電力需要が少ないとき(例えば、航海時)には、発電機用ディーゼルエンジンが低負荷状態で運転され、船内の電力需要が多いとき(例えば、入港時、荷役時、出港時)には、発電機用ディーゼルエンジンが高負荷状態で運転されることになる。そのため、発電機用ディーゼルエンジンを常に最適な負荷で運転することができず、燃費が悪くなり、CO排出量が増加してしまうといった問題点があった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、発電機用ディーゼルエンジンを常に最適な負荷で運転することができ、燃料消費量を低減させることができて、CO排出量を削減することができる自動車運搬船を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る自動車運搬船は、船倉内に複数層の車両積載甲板を備えた自動車運搬船であって、複数の太陽光発電パネルと、少なくとも1台のディーゼルエンジン駆動発電機と、ディーゼルエンジン駆動発電機を駆動する少なくとも1台の発電機用ディーゼルエンジンと、前記太陽光発電パネルにより変換された電力を蓄える複数の蓄電池ユニットと、パワーマネジメント装置とを備え、前記パワーマネジメント装置により、前記発電機用ディーゼルエンジンは、常に最適な負荷で運転されるとともに、前記ディーゼルエンジン駆動発電機で発生した電力が、船内で必要とされる電力を上回る場合には、余剰の電力が、前記蓄電池ユニットに蓄えられ、前記ディーゼルエンジン駆動発電機で発生した電力が、船内で必要とされる電力を下回る場合には、不足した電力が、前記蓄電池ユニットから供給されて、補われるようになっている。
ここで、「最適な負荷」とは、発電機用ディーゼルエンジン負荷として80〜90%の範囲で他の負荷範囲に比べ単位発電量当りの燃料消費量が比較的少ない範囲で運転される経済的な運転負荷のことをいう。
本発明に係る自動車運搬船によれば、太陽光発電パネルにより変換された電力、およびディーゼルエンジン駆動発電機で発生した電力のうち、船内で必要とされる電力を上回る余剰の電力は、蓄電池ユニットに一旦蓄えられ、ディーゼルエンジン駆動発電機で発生した電力が、船内で必要とされる電力を下回る場合には、不足した電力が、蓄電池ユニットから供給されて、補われるようになっている。
これにより、発電機用ディーゼルエンジンを常に最適な負荷で運転することができ、燃料消費量を低減させることができて、CO排出量を削減することができる。
また、太陽光発電パネルとして発電量の大きいものを、蓄電池ユニットとして容量の大きいものを搭載している場合には、発電機用ディーゼルエンジンとして出力の小さい小型のものが、ディーゼルエンジン駆動発電機として容量の小さい小型のものが搭載されることになる。
これにより、発電機用ディーゼルエンジンによる燃料消費量をさらに低減させることができて、CO排出量をさらに削減することができる。
また、蓄電池ユニットを固定的に積載しているバラスト水と置き換えることにより貨物重量を減じることなく上述のCO排出量の削減効果を維持できる。
上記自動車運搬船において、前記蓄電池ユニットを収容する蓄電池室が、船体トリムを調整するのに寄与するとともに、少なくとも航海中、常に満水状態とされるウォーターバラストタンク内に設けられており、前記蓄電池ユニットが、固定バラストとしての機能を備えているとさらに好適である。
このような自動車運搬船によれば、船尾喫水が船首喫水に比べ大きくなる船体姿勢を示す自動車運搬船の一般的傾向に対し固定バラストとしての機能を有する蓄電池ユニットの重量により、船の喫水がイーブンキールに近づくことになる。
これにより、水の抵抗を低減させることができ、プロペラスクリューを回転させる主機関の燃料消費量を低減させることができて、CO排出量を削減することができる。
また、蓄電池ユニットは、少なくとも航海中、ウォーターバラストタンク内に搭載される水(海水)の代わりに搭載されることになる。
これにより、蓄電池ユニットを搭載したことによる船の排水量の増加を防止することができるとともに、プロペラスクリューを回転させる主機関の燃料消費量の増加を防止することができる。言い換えれば、蓄電池ユニットを搭載したことにより主機関の燃料消費量の増加原因となる船の排水量の増加を防ぐためには、通常、積載している貨物重量を減じる必要があるが、本発明によれば固定的に搭載されているバラスト水と蓄電池ユニットが置き換わることにより船の主要機能である貨物重量を減じることなく蓄電池ユニットを搭載でき、船の排水量を増加することが無いため主機の燃料消費量の増加を抑えることができる。
さらに、蓄電池ユニットを収容する蓄電池室は、少なくとも航海中、常に満水状態とされ、水面の変動がない(水面の変動が極めて少ない)ウォーターバラストタンク内に設けられていることになる。
これにより、ウォーターバラストタンク内に搭載された水が、蓄電池室を形成する隔壁に衝突する力を最小限にすることができ、蓄電池室を形成する隔壁の強度を最小限にすることができて、船体重量の増加を防止することができるとともに、プロペラスクリューを回転させる主機関の燃料消費量の増加を防止することができる。
上記自動車運搬船において、前記蓄電池室を形成する隔壁のいずれかが、前記車両積載甲板の床板または壁としての機能を備えているとさらに好適である。
このような自動車運搬船によれば、車両積載区画と電池室の境界を形成する隔壁を介して(例えば、車両積載区画と電池室の境界を形成する隔壁に適切な蓋を設けることにより)蓄電池室に収められた蓄電池ユニットに容易にアクセスすることができ、メンテナンス性を大幅に向上させることができる。
本発明に係る自動車運搬船の運用方法は、複数の太陽光発電パネルと、少なくとも1台のディーゼルエンジン駆動発電機と、ディーゼルエンジン駆動発電機を駆動する少なくとも1台の発電機用ディーゼルエンジンと、前記太陽光発電パネルにより変換された電力を蓄える複数の蓄電池ユニットと、パワーマネジメント装置とを備えた自動車運搬船の運用方法であって、前記パワーマネジメント装置により、前記発電機用ディーゼルエンジンを常に最適な負荷で運転するとともに、前記ディーゼルエンジン駆動発電機で発生した電力が、船内で必要とされる電力を上回る場合には、余剰の電力を前記蓄電池ユニットに蓄え、前記ディーゼルエンジン駆動発電機で発生した電力が、船内で必要とされる電力を下回る場合には、不足した電力を前記蓄電池ユニットから供給された電力で補うようにした。
本発明に係る自動車運搬船の運用方法よれば、太陽光発電パネルにより変換された電力、およびディーゼルエンジン駆動発電機で発生した電力のうち、船内で必要とされる電力を上回る余剰の電力は、蓄電池ユニットに一旦蓄えられ、ディーゼルエンジン駆動発電機で発生した電力が、船内で必要とされる電力を下回る場合には、不足した電力が、蓄電池ユニットから供給されて、補われるようになっている。
これにより、発電機用ディーゼルエンジンを常に最適な負荷で運転することができ、燃料消費量を低減させることができて、CO排出量を削減することができる。
また、太陽光発電パネルとして発電量の大きいものを、蓄電池ユニットとして容量の大きいものを搭載している場合には、発電機用ディーゼルエンジンとして出力の小さい小型のものが、ディーゼルエンジン駆動発電機として容量の小さい小型のものが搭載されることになる。
これにより、発電機用ディーゼルエンジンによる燃料消費量をさらに低減させることができて、CO排出量をさらに削減することができる。
また、蓄電池ユニットを固定的に積載しているバラスト水と置き換えることにより貨物重量を減じることなく上述のCO排出量の削減効果を維持できる。
本発明に係る自動車運搬船によれば、貨物重量を減じることなく発電機用ディーゼルエンジンを常に最適な負荷で運転することができ、燃料消費量を低減させることができて、CO排出量を削減することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る自動車運搬船の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る自動車運搬船を右舷側から見た右側面図である。 (a)は図2のa−a矢視断面図、(b)は図2のb−b矢視断面図である。 図2のIV−IV矢視断面図である。 図2のV−V矢視断面図である。 図2のVI−VI矢視断面図である。 図2のVII−VII矢視断面図である。
以下、本発明の一実施形態に係る自動車運搬船について、図1から図7を参照しながら説明する。
図1は本実施形態に係る自動車運搬船の概略構成図、図2は本実施形態に係る自動車運搬船を右舷側から見た右側面図、図3(a)は図2のa−a矢視断面図、図3(b)は図2のb−b矢視断面図、図4は図2のIV−IV矢視断面図、図5は図2のV−V矢視断面図、図6は図2のVI−VI矢視断面図、図7は図2のVII−VII矢視断面図である。
なお、図2に示すバラストタンク18,25,26,27は、自動車運搬船の一般的な例として航海中に常時海水を満載しているタンクを示している。
図1に示すように、本実施形態に係る自動車運搬船(Pure Car Carrier:PCC)1は、複数の太陽光発電パネル2と、パワーマネジメント装置3と、複数の蓄電池ユニット4と、AC−DC変換器5と、主配電盤6と、少なくとも1台のディーゼルエンジン駆動発電機7とを備えている。
太陽光発電パネル2は、上甲板(暴露甲板)8上に設置されており、太陽光発電パネル2により発電された電力は、電線9を介してパワーマネジメント装置3に送られる。太陽光発電パネル2からパワーマネジメント装置3に送られてきた電力は、電線10を介して蓄電池ユニット4に送られ、蓄電池ユニット4に一旦蓄えられる。
パワーマネジメント装置3は、船内の電力需要、ディーゼルエンジン駆動発電機7の負荷、太陽光発電パネル2の発電量、蓄電池ユニット4の充電量等を総合的に判断して、電力(ディーゼルエンジン駆動発電機7の発電量、蓄電池ユニット4の充電量/放電量)を制御する発電装置の全自動制御システムであり、例えば、機関室11内に設けられた機関制御室(図示せず)内に配置されている。
AC−DC変換器5は、蓄電池ユニット4から配線10、パワーマネジメント装置3、配線13を介して送られてきた直流電力を交流電力に変換したり、ディーゼルエンジン駆動発電機7から配線14、主配電盤6、配線15を介して送られてきた余剰の交流電力を直流電力に変換する変換装置であり、例えば、機関室11内に設けられた機関制御室(図示せず)内に配置されている。そして、蓄電池ユニット4から配線10、パワーマネジメント装置3、配線13を介して送られてきた直流電力は、AC−DC変換器5で交流電力に変換された後、配線15を介して主配電盤6に供給され、ディーゼルエンジン駆動発電機7から配線14、主配電盤6、配線15を介して送られてきた余剰の交流電力は、配線13、パワーマネジメント装置3、配線10を介して蓄電池ユニット4に供給され、蓄電池ユニット4に一旦蓄えられる。
主配電盤6には、例えば、自動車を格納する船倉16(図2、図3(a)、図3(b)、図5参照)内に新鮮な外気を供給したり、自動車から排出された排気ガスを船倉16外に排出したりする通風機(送風機)に電力を供給する電線(図示せず)、船内に配置された照明灯およびコンセントに電力を供給する電線(図示せず)、船首船底部に配置されたバウスラスター17(図1および図2参照)に電力を供給する電線(図示せず)、機関室11内に配置された海水ポンプ等の補機類(図示せず)に電力を供給する電線(図示せず)が多数接続されており、必要に応じて各機器に電力が供給されるようになっている。
ディーゼルエンジン駆動発電機7は、機関室11内に設置された発電機用ディーゼルエンジン(図示せず)により駆動されて、交流電力を発生するものであり、本実施形態では、パワーマネジメント装置3により、常時、最適な負荷(例えば、負荷率80%〜90%)で運転されるようになっている。ディーゼルエンジン駆動発電機7で発生した交流電力が、船内で必要とされる電力を上回る場合(例えば、航海時)には、ディーゼルエンジン駆動発電機7で発生した交流電力のうち、船内で必要とされる電力が、電線14、主配電盤6、各機器につながる専用の電線(図示せず)を介して供給され、余剰の電力が、配線14、主配電盤6、配線15、AC−DC変換器5、配線13、パワーマネジメント装置3、配線10を介して蓄電池ユニット4に供給され、蓄電池ユニット4に一旦蓄えられる。一方、ディーゼルエンジン駆動発電機7で発生した交流電力が、船内で必要とされる電力を下回る場合(例えば、入港時、荷役時、出港時)には、ディーゼルエンジン駆動発電機7で発生した交流電力のすべてが、電線14、主配電盤6、各機器につながる専用の電線(図示せず)を介して供給されるとともに、不足分の電力が、配線10、パワーマネジメント装置3、配線13、AC−DC変換器5、配線15、主配電盤6、各機器につながる専用の電線(図示せず)を介して蓄電池ユニット4から供給され、補われるようになっている。
各蓄電池ユニット4は、例えば、モジュール化されたリチウムイオン二次電池(lithium-ion rechargeable battery)を、図示しない筐体内に収めてユニット化したものであり、人間が持ち運べる程度の大きさ及び重量とされている。また、これら蓄電池ユニット4は、船首喫水を大きく(深く)するのに寄与するとともに、少なくとも航海中、常に満水状態とされるウォーターバラストタンク(本実施形態では、図2から図4に示すディープウォーターバラストタンク)18内に設けられた蓄電池室19内に収められている。
図3(a)、図3(b)または図4に示すように、本実施形態に係る蓄電池室19は、ウォーターバラストタンク18の上部船尾側に配置されており、蓄電池室19の下面(底面)を形成する隔壁20と、蓄電池室19の側面(周面)を形成する隔壁21と、蓄電池室19の上面(天面)を形成する隔壁22とによって区画されて(仕切られて)いる。
なお、本実施形態では、船尾側の側面を形成する隔壁21は、この隔壁21を挟んで船尾側に位置する車両積載甲板(カーデッキ)23と蓄電池室19とを区画する(仕切る)機能を備えており、上面を形成する隔壁22は、車両積載甲板23の床板としての機能を備えている。したがって、本実施形態に係る蓄電池室19は、下面を形成する隔壁20と、左舷側の側面、船首側の側面、右舷側の側面を形成する隔壁21とによって、ウォーターバラストタンク18と区画されることになる。
本実施形態に係る自動車運搬船1によれば、太陽光発電パネル2により変換された電力、およびディーゼルエンジン駆動発電機7で発生した電力のうち、船内で必要とされる電力を上回る余剰の電力は、蓄電池ユニット4に一旦蓄えられ、ディーゼルエンジン駆動発電機7で発生した電力が、船内で必要とされる電力を下回る場合には、不足した電力が、蓄電池ユニット4から供給されて、補われるようになっている。
これにより、発電機用ディーゼルエンジンを常に最適な負荷で運転することができ、燃料消費量を低減させることができて、CO排出量を削減することができる。
また、太陽光発電パネル2として発電量の大きいものを、蓄電池ユニット4として容量の大きいものを搭載している場合には、発電機用ディーゼルエンジンとして出力の小さい小型のものが、ディーゼルエンジン駆動発電機7として容量の小さい小型のものが搭載されることになる。
これにより、発電機用ディーゼルエンジンによる燃料消費量をさらに低減させることができて、CO排出量をさらに削減することができる。
本実施形態に係る自動車運搬船1によれば、固定バラストとしての機能を有する蓄電池ユニット4の重量により、船の喫水がイーブンキールに近づくことになる。
これにより、水の抵抗を低減させることができ、プロペラスクリュー(図示せず)を回転させる主機関(図示せず))の燃料消費量を低減させることができて、CO排出量を削減することができる。
また、蓄電池ユニット4は、少なくとも航海中、ウォーターバラストタンク18内に搭載される水(海水)の代わりに搭載されることになる。
これにより、蓄電池ユニット4を搭載したことによる船の排水量の増加を防止することができるとともに、プロペラスクリューを回転させる主機関の燃料消費量の増加を防止することができる。
さらに、蓄電池ユニット4を収容する蓄電池室19は、少なくとも航海中、常に満水状態とされ、水面の変動がない(水面の変動が極めて少ない)ウォーターバラストタンク18内に設けられていることになる。
これにより、ウォーターバラストタンク18内に搭載された水が、蓄電池室19を形成する隔壁20,21に衝突する力を最小限にすることができ、蓄電池室19を形成する隔壁20,21の強度を最小限にすることができて、船体重量の増加を防止することができるとともに、プロペラスクリューを回転させる主機関の燃料消費量の増加を防止することができる。
本実施形態に係る自動車運搬船1によれば、蓄電池室19の上面を形成する隔壁22が、車両積載甲板23の床板としての機能を備えているので、車両積載甲板23の床板に適切な蓋を有する出入り口を設けることにより蓄電池室19に収められた蓄電池ユニット4に容易にアクセスすることができ、メンテナンス性を大幅に向上させることができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更・変形が可能である。
例えば、蓄電池室は、図5に示すような、船首喫水を大きく(深く)するのに寄与するとともに、少なくとも航海中、常に満水状態とされるサイドウォーターバラストタンク24内に設けるようにすることもできる。
この場合、蓄電池室は、サイドウォーターバラストタンク24の上部船体中心側に配置され、蓄電池室の下面を形成する隔壁と、蓄電池室の側面を形成する隔壁と、蓄電池室の上面および車両積載甲板23の床板を形成する隔壁とによって区画されることになる。
また、蓄電池室は、図5に示すような、船首喫水を大きく(深く)するのに寄与するとともに、少なくとも航海中、常に満水状態とされる船底ウォーターバラストタンク25内に設けるようにすることもできる。
この場合、蓄電池室は、船底ウォーターバラストタンク25の内部に配置され、蓄電池室の下面を形成する隔壁と、蓄電池室の側面を形成する隔壁と、蓄電池室の上面を形成する隔壁とによって区画されることになる。
さらに、蓄電池室は、図6に示すような、船首喫水を大きく(深く)するのに寄与するとともに、少なくとも航海中、常に満水状態とされる船底ウォーターバラストタンク26内に設けるようにすることもできる。
この場合、蓄電池室は、船底ウォーターバラストタンク26の上部船体中心側に配置され、蓄電池室の下面を形成する隔壁と、蓄電池室の側面を形成する隔壁と、蓄電池室の上面を形成する隔壁とによって区画されることになる。
さらにまた、蓄電池室は、図7に示すような、少なくとも航海中、常に満水状態とされる船底ウォーターバラストタンク27内に設けるようにすることもできる。
この場合、蓄電池室は、船底ウォーターバラストタンク27の上部船体中心側に配置され、蓄電池室の下面を形成する隔壁と、蓄電池室の側面を形成する隔壁と、蓄電池室の上面を形成する隔壁とによって区画されることになる。
ここで、図5中の符号28は燃料油タンク、図6中の符号29、30はそれぞれ燃料油タンク、サイドウォーターバラストタンク、図7中の符号31、32はそれぞれ燃料油タンク、サイドウォーターバラストタンクであり、図2中の符号33、34、35、36、37はそれぞれ、フォアピークタンク(Fore Peak Tank:船首槽)、ディープウォーターバラストタンク、アフターピークタンク(After Peak Tank:船尾槽)、操舵室および居室を備えたハウス(居住区構造物)、ファンネル(煙突)である。
さらにまた、本発明に係る技術的思想は、航海中に固定的にバラスト水を積載しているバラストタンクを有する自動車運搬船以外の船舶にも適用できる。
1 自動車運搬船
2 太陽光発電パネル
3 パワーマネジメント装置
4 蓄電池ユニット
7 ディーゼルエンジン駆動発電機
16 船倉
18 ウォーターバラストタンク
19 蓄電池室
23 車両積載甲板
26 船底ウォーターバラストタンク(ウォーターバラストタンク)
27 船底ウォーターバラストタンク(ウォーターバラストタンク)

Claims (4)

  1. 船倉内に複数層の車両積載甲板を備えた自動車運搬船であって、
    複数の太陽光発電パネルと、少なくとも1台のディーゼルエンジン駆動発電機と、ディーゼルエンジン駆動発電機を駆動する少なくとも1台の発電機用ディーゼルエンジンと、前記太陽光発電パネルにより変換された電力を蓄える複数の蓄電池ユニットと、パワーマネジメント装置とを備え、
    前記パワーマネジメント装置により、前記発電機用ディーゼルエンジンは、常に最適な負荷で運転されるとともに、前記ディーゼルエンジン駆動発電機で発生した電力が、船内で必要とされる電力を上回る場合には、余剰の電力が、前記蓄電池ユニットに蓄えられ、前記ディーゼルエンジン駆動発電機で発生した電力が、船内で必要とされる電力を下回る場合には、不足した電力が、前記蓄電池ユニットから供給されて、補われるようになっていることを特徴とする自動車運搬船。
  2. 前記蓄電池ユニットを収容する蓄電池室が、船体トリムを調整するのに寄与するとともに、少なくとも航海中、常に満水状態とされるウォーターバラストタンク内に設けられており、前記蓄電池ユニットが、固定バラストとしての機能を備えていることを特徴とする請求項1に記載の自動車運搬船。
  3. 前記蓄電池室を形成する隔壁のいずれかが、前記車両積載甲板の床板または壁としての機能を備えていることを特徴とする請求項2に記載の自動車運搬船。
  4. 複数の太陽光発電パネルと、少なくとも1台のディーゼルエンジン駆動発電機と、ディーゼルエンジン駆動発電機を駆動する少なくとも1台の発電機用ディーゼルエンジンと、前記太陽光発電パネルにより変換された電力を蓄える複数の蓄電池ユニットと、パワーマネジメント装置とを備えた自動車運搬船の運用方法であって、
    前記パワーマネジメント装置により、前記発電機用ディーゼルエンジンを常に最適な負荷で運転するとともに、前記ディーゼルエンジン駆動発電機で発生した電力が、船内で必要とされる電力を上回る場合には、余剰の電力を前記蓄電池ユニットに蓄え、前記ディーゼルエンジン駆動発電機で発生した電力が、船内で必要とされる電力を下回る場合には、不足した電力を前記蓄電池ユニットから供給された電力で補うようにしたことを特徴とする自動車運搬船の運用方法。
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