JP2012046180A - 冷却システム - Google Patents

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Abstract

【課題】発電ユニットを停止させずに第1のポンプ又は第1の流路をメンテナンスする。
【解決手段】冷却システム50は、海水W11を圧送する主冷却海水ポンプ11、海水W12を圧送する消防兼雑用海水ポンプ15、主冷却海水ポンプ11で圧送された海水W11を発電ユニット20へ流通させる配管51、消防兼雑用海水ポンプ15で圧送された海水W12を流通させる配管16、及び配管16に着脱可能に接続され海水W12を発電ユニット20へ流通させるための接続ユニット52を備えている。配管51は、その下流側の端部に、発電ユニット20に接続され海水W11を発電ユニット20に流入させる流入部51aを有している。接続ユニット52は、流入部51aと取替えられて、発電ユニット20に着脱可能に接続される。
【選択図】図5

Description

本発明は、船舶において発電ユニットに冷却水を供給する冷却システムに関する。
従来の冷却システムとしては、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。図8に示すように、このような冷却システム80では、ポンプ(第1のポンプ)11で冷却水Wが圧送される。圧送された冷却水Wは、流路(第1の流路)12を流通し、発電ユニット20のクーラ22に供給される。そして、クーラ22において、発電ユニット20の発電機21を冷却する冷却清水Wが冷却水Wで冷却され、これにより、発電機21が冷却される。
特開平10−82325号公報
ところで、ポンプ11又は流路12(弁15を含む)をメンテナンスする際には、ポンプ11を停止させる必要がある。しかしながら、上述した従来の冷却システム80では、ポンプ11を停止させると、発電ユニット20に冷却水Wを供給できなくなることから、発電ユニット20をも停止せざるを得ないという問題がある。その結果、かかるメンテナンスの際、電力を供給することができない状態(いわいる、ブラックアウト)が発生してしまう。
そこで、本発明は、発電ユニットを停止させずに第1のポンプ又は第1の流路をメンテナンスすることができる冷却システムを提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る冷却システムは、船舶において発電ユニットに冷却水を供給する冷却システムであって、第1の冷却水を圧送する第1のポンプと、第2の冷却水を圧送する第2のポンプと、第1のポンプで圧送された第1の冷却水を発電ユニットへ流通させるための第1の流路と、第2のポンプで圧送された第2の冷却水を流通させるための第2の流路と、第2の流路に着脱可能に接続され、第2のポンプで圧送された第2の冷却水を発電ユニットへ流通させるための接続手段と、を備え、第1の流路は、その下流側の端部に、発電ユニットに接続され第1の冷却水を発電ユニットに流入させる流入部を有し、接続手段は、流入部と取替えられて、発電ユニットに着脱可能に接続されることを特徴とする。
この冷却システムによれば、第1のポンプ又は第1の流路をメンテナンスする際、例えば、第2の流路に接続手段を接続し、第2のポンプを作動させることで、接続手段によって第2の冷却水が発電ユニットへ流通され、第2の冷却水が発電ユニットに供給される。そして、その後、第1のポンプを停止させることで、第1の冷却水の発電ユニットへの流通が停止される。すなわち、かかるメンテナンスに際して第1のポンプを停止させても、第2の冷却水が発電ユニットに供給されるため、発電ユニットを停止させることが不要となる。その結果、発電ユニットを停止させずに第1のポンプ又は第1の流路をメンテナンスすることが可能となる。
また、第1の流路は、その下流側の端部に、発電ユニットに接続され第1の冷却水を発電ユニットに流入させる流入部を有し、接続手段は、流入部と取替えられて、発電ユニットに着脱可能に接続されることから、接続手段を流入部と取替えるだけで、第2の冷却水を発電ユニットへ流通させることが可能となる。よって、既存設備を好適に利用することができる。
ここで、発電ユニットは、発電機と当該発電機を冷却するためのクーラとを含んで構成されており、第1の流路は、第1の冷却水をクーラへ流通させ、接続手段は、クーラに着脱可能に直接接続されることが好ましい。この場合、接続手段をクーラに直接接続するだけで、第2の冷却水を発電ユニットへ流通させることができる。よって、部品点数の増加を抑制することができると共に、既存設備を好適に利用することが可能となる。
このとき、接続手段は、クーラにおいて第1の流路が接続される側と反対側に接続されることが好ましい。この場合、接続手段の取りまわしが容易となる。
また、発電ユニットは、発電機と当該発電機を冷却するためのクーラとを含んで構成されており、第1の流路は、第1の冷却水を発電機へ流通させる場合がある。
また、第2のポンプは、消防用ポンプ又は消防兼雑用ポンプであることが好ましい。消防用ポンプ又は消防兼雑用ポンプは、通常、船舶に必ず設置されている。そのため、消防用ポンプ又は消防兼雑用ポンプを第2のポンプとすることで、既存設備が有効利用されることになる。
本発明によれば、発電ユニットを停止させずに第1のポンプ又は第1の流路をメンテナンスすることが可能となる。
本発明の第1実施形態に係る冷却システムを有する船舶を示す概略側面図である。 図1の冷却システムを示す概略ブロック図である。 図1のクーラを示す斜視図である。 本発明の第2実施形態に係る冷却システムを示す概略ブロック図である。 本発明の第3実施形態に係る冷却システムを示す概略ブロック図である。 図4の冷却システムの変形例を示す概略ブロック図である。 図5の冷却システムの変形例を示す概略ブロック図である。 従来の冷却システムを示す概略ブロック図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
まず、本発明の第1実施形態について説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る冷却システムを有する船舶を示す概略側面図である。図1に示すように、本実施形態の船舶1は、オイルタンカーであり、船体2及び冷却システム10を備えている。船体2は、その船尾側において隔壁3によって画成された機関室5を少なくとも有している。
図2は、冷却システムを示す概略ブロック図である。図2(a)に示すように、冷却システム10は、発電ユニット20に冷却水として海水Wを供給するものである。そこで、まず、発電ユニット20について説明する。
発電ユニット20は、船舶1で使用する総電力のほぼ全てをまかなうものであって、主発電機21とクーラ22とを備えている。主発電機21は、電力を発生させるものである。この主発電機21は、機関室5に配置されている(図1参照)。クーラ22は、主発電機21を冷却するためのものである。ここでのクーラ22では、流出入する海水Wによって、主発電機21との間で循環する清水Wを冷却している。このクーラ22は、機関室5内に配置されている(図1参照)。
図3は、クーラを示す斜視図である。図3に示すように、クーラ22は、本体23と締付具24とを含んで構成されている。本体23は、複数のプレート25が互いに積層されてなり、清水W及び海水W間で熱交換を行うためのものである。図3(a)に示すように、この本体23の前面23aには、海水Wを流入させる流入口26aと、海水Wを流出させる流出口26bと、清水Wを流入させる流入口27aと、清水Wを流出させる流出口27bとが形成されている。
一方、図3(b)に示すように、本体23の裏面23bには、海水Wを流入させる流入口26cが形成されている。なお、この流入口26cは、海水Wのごみ等の異物を捕捉し除去するフィルタをクーラ22に挿入するための挿入口として機能させることもできる。
締付具24は、ボルト28及びナット29からなり、積層された複数のプレート25を挟み込むように締め付けて固定し保持する。ここでのボルト28は、本体23の積層方向における厚さに対して充分に長いものとされ、締め付け状態にて後面23bから後方に突出するように構成されている。これにより、例えば、プレート25の積層枚数を増やしてクーラ22の冷却性能を高める場合でも、締付具24でプレート25が保持可能となっている。すなわち、クーラ22では、その冷却性能が可変とされている。
図2(a)に戻り、この冷却システム10は、発電ユニット20のクーラ22に海水Wを供給することで清水Wを冷却し、この冷却された清水Wで主発電機21を冷却するもの(いわゆる、清水冷却システム)である。この冷却システム10は、主冷却海水ポンプ(Main Cooling Sea Water Pump)11、配管12〜14及び弁15を備えている。
主冷却海水ポンプ11は、冷却用のメインポンプであり、例えば船舶1の周囲の海水をくみ上げ、冷却水として海水(第1の冷却水)W11を圧送する。この主冷却海水ポンプ11は、機関室5内に配置されている(図1参照)。配管(第1の流路)12は、主冷却海水ポンプ11で圧送された海水W11を発電ユニット20のクーラ22へ流通させるための流路である。この配管12の上流側は、主冷却海水ポンプ11に接続されている一方、下流側は、クーラ22の流入口26a(図3参照)に接続されている。
配管13は、クーラ22を通過した海水Wを船外へ流通させて排出する流路である。この配管13の上流側は、クーラ22の流出口26b(図3参照)に接続されている一方、下流側は、例えば船外に開放されている。
配管14は、清水Wを主発電機21とクーラ22との間で循環させるための流路である。この配管14は、クーラ22の流入口27a及び流出口27b(図3参照)に接続されると共に、主発電機21に接続されている。弁15は、配管12に設けられており、クーラ22への海水W11の流通の有無を制御する。
また、冷却システム10は、消防兼雑用海水ポンプ(Fire General Service Pump)15及び配管(第2の流路)16を備えている。消防兼雑用海水ポンプ15は、火災時の消火用のためのポンプであり、主冷却海水ポンプ11と同様に、冷却水として海水(第2の冷却水)W12を圧送する。この消防兼雑用海水ポンプ15は、機関室5内に配置されている(図1参照)。配管16は、消防兼雑用海水ポンプ15で圧送された海水W12を流通させるための流路であり、消防兼雑用海水ポンプ15に接続されている。
また、冷却システム10にあっては、接続ユニット(接続手段)30を備えている。接続ユニット30は、消防兼雑用海水ポンプ15で圧送された海水W12を発電ユニット20へ流通させるためものである。この接続ユニット30は、消防用弁31と、ホース弁32と、ホース33と、配管34と、を有している。
消防用弁31は、配管16に設けられており、例えば、船体2においてクーラ22周辺に配置されている。ホース弁32は、配管34を介して、クーラ22に着脱可能に直接接続されている。この配管34は、クーラ22の裏面23bの流入口26c(図3参照)に着脱可能に接続されている。ホース33は、配管16とクーラ22とを接続するための流路であり、弁31,32間に着脱可能に設けられている。
以上に説明した冷却システム10では、通常の冷却時においては、図2(b)に示すように、接続ユニット30を非接続とした状態で弁15を開とし、主冷却海水ポンプ11を作動させる。これにより、主冷却海水ポンプ11で汲み上げられ圧送された海水W11が、配管12を介してクーラ22に供給される。このクーラ22では、清水Wから海水W11へ熱量が移動され、清水Wが冷却される。その後、冷却された清水Wが配管14を介して主発電機21に供給され、この清水Wでもって主発電機21が冷却される。これと共に、清水Wで加熱されてクーラ22から流出する海水W11が、配管13を介して海へ排出される。
ここで、主冷却海水ポンプ11又は配管12の少なくとも一方をメンテナンスする際には、図2(a)に示すように、まず、配管34及びホース弁32をクーラ22に接続すると共に、消防弁31及びホース弁32間にホース33を接続する。そして、消防弁31及びホース弁32を開とし、消防兼雑用海水ポンプ15を作動させる。その後、弁15を閉とし、主冷却海水ポンプ11を停止する。これにより、消防兼雑用海水ポンプ15で汲み上げられ圧送された海水W12にあっては、接続ユニット30の消防弁31、ホース33、ホース弁32及び配管34をこの順に流通し、クーラ22に供給されることとなる。その後、上記の通常の冷却時と同様に、クーラ22にて清水Wが海水W12で冷却され、この清水Wでもって主発電機21が冷却されると共に、クーラ22からの海水W12が海へ排出される。
従って、本実施形態の冷却システム10によれば、メンテナンスするに際して主冷却海水ポンプ11を停止させても、消防兼雑用海水ポンプ15による海水W12が発電ユニット30のクーラ22に供給される。そのため、主発電機21を冷却できないが故に主発電機21を停止するということが不要となる。すなわち、主発電機21を停止させずに主冷却海水ポンプ11又は配管12をメンテナンスすることが可能となる。
また、本実施形態では、上述したように、配管34及びホース弁32がクーラ22に直接接続されると共に、消防弁31及びホース弁32間にホース33が接続される。つまり、接続ユニット30は、クーラ22に着脱可能に直接接続される。よって、接続ユニット30をクーラに直接接続するだけで、消防兼雑用海水ポンプ15で圧送された海水W12をクーラ22へ流通させることができる。よって、従来の冷却システムをそのまま用いることができ、部品点数の増加を抑制すると共に、既存設備を好適に利用することが可能となる。その結果、コストアップを抑制することができる。
また、本実施形態では、上述したように、クーラ22の後面23bの流入口26cに配管34が接続される。つまり、クーラ22において配管12が接続される前面23a側と反対側に、接続ユニット30が接続される。よって、接続ユニット30の取りまわしが容易となる。
また、クーラ22の後面23b側に接続ユニット30を接続することにより、従来ではデットスペースであった後方の空間が利用されることとなり、機関室5の例えば通路スペース等の空間が狭くなるのを抑制することができる。さらに、本実施形態のクーラ22では、上述したようにボルト28が後面23bから後方に突出するように構成されているため、その後方の空間は、特に利用困難なものとなっている。よって、後方の空間を利用するという上記効果は顕著である。
また、本実施形態では、上述したように、主冷却海水ポンプ11及び消防兼雑用海水ポンプ15が、海水W11,W12を冷却水としてそれぞれ圧送する。よって、温度が低く且つ船舶1の周囲に無尽蔵に存在する海水が有効利用され、発電機21が充分に冷却されることとなる。
また、本実施形態では、上述したように、メンテナンスの際、消防兼雑用海水ポンプ15を利用して主発電機21を冷却している。消防兼雑用海水ポンプ15は、消防上必ず設けられていることから、既存設備が有効利用されることになる。また、消防兼雑用海水ポンプ15は、機関室5内に配置されていることから、接続ユニット30を着脱し易くでき、冷却システム10の利便性を高めることができる。
なお、冷却システム10は、セントラル・クーリング・システム(Central Cooling System)とも称され、クーラ10はセントラル・クーラ(Central Cooler)とも称される(以下の冷却システムについて同じ)。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図4は、本発明の第2実施形態に係る冷却システムを示す概略ブロック図である。図4(a)に示すように、本実施形態の冷却システム40が上記第1実施形態の冷却システム10(図2参照)と異なる点は、接続ユニット30に代えて、配管12に常設されたホース弁(弁)41を有する接続ユニット43を備えた点である。
冷却システム40では、通常の冷却時においては、図4(b)に示すように、接続ユニット43を非接続とした状態で弁15を開とすると共にホース弁41を閉とし、主冷却海水ポンプ11を作動させる。これにより、主冷却海水ポンプ11で圧送された海水W11がクーラ22に供給され、クーラ22で清水Wが冷却され、この清水Wでもって主発電機21が冷却される。これと共に、クーラ22から流出する海水W11が海へ排出される。
ここで、主冷却海水ポンプ11又は配管12をメンテナンスする際には、図4(a)に示すように、まず、消防弁31及びホース弁41間にホース33を接続し、消防兼雑用海水ポンプ15を作動させ、消防弁31及びホース弁41を開とする。その後、弁15を閉とし、主冷却海水ポンプ11を停止する。これにより、消防兼雑用海水ポンプ15で圧送された海水W12がクーラ22に供給されることとなる。
以上、本実施形態の冷却システム40によれば、上記の冷却システム10と同様な効果、すなわち、主発電機21を停止させずに主冷却海水ポンプ11及び配管12をメンテナンスできるという効果を奏する。
また、本実施形態では、上述したように、配管12に設けられたホース弁41にホース33が着脱可能に接続される。つまり、配管12にホース弁41を常設するだけで、消防兼雑用海水ポンプ15で圧送された海水W12をクーラ22へ流通させることができる。よって、既存設備を好適に利用することが可能となる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図5は、本発明の第3実施形態に係る冷却システムを示す概略ブロック図である。図5(a)に示すように、本実施形態の冷却システム50が上記第1実施形態の冷却システム10(図2参照)と異なる点は、配管12に代えて配管(第1の流路)51を備え、接続ユニット30に代えて接続ユニット52を備えた点である。
配管51は、図5(b)に示すように、その下流側の端部に、着脱可能に設けられた仮設配管としての流入部51aを有している。流入部51aは、クーラ51の流入口26a(図3参照)に接続され、主冷却海水ポンプ11で圧送された海水W11をクーラ22に流入させる。接続ユニット52は、図5(a)に示すように、ホース弁53を有している。このホース弁53は、流入部51aと取替えられ、配管54を介してクーラ22に着脱可能に接続される。配管54は、クーラ22の流入口26a(図3参照)に着脱可能に接続される。
冷却システム50では、通常の冷却時においては、図5(b)に示すように、接続ユニット52を非接続とした状態で弁15を開とし、主冷却海水ポンプ11を作動させる。これにより、主冷却海水ポンプ11で圧送された海水W11が、配管51を介してクーラ22に供給され、クーラ22で清水Wが冷却され、この清水Wでもって主発電機21が冷却される。これと共に、クーラ22から流出する海水W11が海へ排出される。
ここで、主冷却海水ポンプ11又は配管51をメンテナンスする際には、図5(a)に示すように、弁15を閉とし、主冷却海水ポンプ11を停止した後、直ちに、配管51の流入部51aを取り外すと共に、ホース弁53及び配管54をクーラ22に取り付ける。そして、消防弁31及びホース弁53間にホース33を接続し、消防弁31及びホース弁53を開とし、消防兼雑用海水ポンプ15を作動する。これにより、消防兼雑用海水ポンプ15で圧送された海水W12がクーラ22に供給されることとなる。
以上、本実施形態の冷却システム50によれば、上記の冷却システム10と同様な効果、すなわち、主発電機21を停止させずに主冷却海水ポンプ11又は配管51をメンテナンスできるという効果を奏する。
また、本実施形態では、上述したように、接続ユニット52が、流入部51aと取替えられてクーラ22に接続される。つまり、接続ユニット52を流入部51aと取替えるだけで、消防兼雑用海水ポンプ15で圧送された海水W12をクーラ22へ流通させることができる。よって、既存設備を好適に利用することが可能となる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態は、発電ユニット20のクーラ22に海水Wを供給することで清水Wを冷却し、この冷却された清水Wで主発電機21を冷却するものであるが、主発電機21に海水Wを供給することで主発電機21を冷却するもの(いわゆる、海水冷却システム)であってもよい。すなわち、本発明は、船舶において発電ユニットに冷却水を供給するものであればよい。
図6は、図4の冷却システムの変形例を示す概略ブロック図、図7は図5の冷却システムの変形例を示す概略ブロック図である。図6,7に示すように、変形例の冷却システム60,70のそれぞれは、主発電機21に海水Wを供給して主発電機21を冷却した後、クーラ22に海水Wを供給して清水Wを冷却し、この冷却された清水Wで主発電機21をさらに冷却する。具体的には、図6に示すように、冷却システム60は、配管61(第1の流路)を備えている。配管61は、主冷却海水ポンプ11で圧送された海水W11を、発電ユニット20の主発電機21へ流通させる。他方、図7に示すように、冷却システム70は、配管71(第1の流路)を備えている。配管71は、主冷却海水ポンプ11で圧送された海水W11を、発電ユニット20の主発電機21へ流通させる。この配管71の下流側の端部には、上記の流入部51a(図5参照)と同様な流入部71aが、着脱可能に設けられている。
また、上記実施形態では、弁31,32間、弁31,41間及び弁31,53間をホース33で接続したが、配管やフレキシブル配管等の流路で接続してもよい。ホースやフレキシブル配管等の可撓性のあるもので接続した場合、接続手段の取りまわしが容易になる。また、上記第1実施形態では、クーラ22の後面23bに接続ユニット30を直接接続したが、クーラの側面や前面に直接接続してもよく、クーラ22に直接接続可能であればよい。
また、上記実施形態では、消防兼雑用海水ポンプ15を第2のポンプとしたが、消防用ポンプ等の消防配管に接続されたポンプを第2のポンプとしてもよい。また、上記実施形態では、冷却システムをオイルタンカーに適用したが、本発明は、種々の船舶に適用可能である。
なお、上記第1及び第2実施形態では、まず、接続ユニットを接続して消防兼雑用海水ポンプ15を作動させた後、主冷却海水ポンプ11を停止したが、まず、主冷却海水ポンプ11を停止し、その後直ちに、接続ユニットを接続して消防兼雑用海水ポンプ15を作動させてもよい。要は、本発明では、メンテナンスに際して主発電機21の温度が上限値となる前に海水W12を発電ユニット20に供給すればよく、主発電機21が連続運転可能であればよい。
1…船舶、10,40,50,60,70…冷却システム、11…主冷却海水ポンプ(第1のポンプ)、12,51,61,71…配管(第1の流路)、15…消防兼雑用海水ポンプ(第2のポンプ)、16…配管(第2の流路)、20…発電ユニット、21…発電機、22…クーラ、30,43,52…接続ユニット(接続手段)、41…ホース弁(弁)、51a,71a…流入部、W…海水(冷却水)、W11…海水(第1の冷却水)、W12…海水(第2の冷却水)。

Claims (5)

  1. 船舶において発電ユニットに冷却水を供給する冷却システムであって、
    第1の冷却水を圧送する第1のポンプと、
    第2の冷却水を圧送する第2のポンプと、
    前記第1のポンプで圧送された前記第1の冷却水を前記発電ユニットへ流通させるための第1の流路と、
    前記第2のポンプで圧送された前記第2の冷却水を流通させるための第2の流路と、
    前記第2の流路に着脱可能に接続され、前記第2のポンプで圧送された前記第2の冷却水を前記発電ユニットへ流通させるための接続手段と、を備え、
    前記第1の流路は、その下流側の端部に、前記発電ユニットに接続され前記第1の冷却水を前記発電ユニットに流入させる流入部を有し、
    前記接続手段は、前記流入部と取替えられて、前記発電ユニットに着脱可能に接続されることを特徴とする冷却システム。
  2. 前記発電ユニットは、発電機と当該発電機を冷却するためのクーラとを含んで構成されており、
    前記第1の流路は、前記第1の冷却水を前記クーラへ流通させ、
    前記接続手段は、前記クーラに着脱可能に直接接続されることを特徴とする請求項1記載の冷却システム。
  3. 前記接続手段は、前記クーラにおいて前記第1の流路が接続される側と反対側に接続されることを特徴とする請求項2記載の冷却システム。
  4. 前記発電ユニットは、発電機と当該発電機を冷却するためのクーラとを含んで構成されており、
    前記第1の流路は、前記第1の冷却水を前記発電機へ流通させることを特徴とする請求項1記載の冷却システム。
  5. 前記第2のポンプは、消防用ポンプ又は消防兼雑用ポンプであることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項記載の冷却システム。
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