JP2014198515A - 船舶の運転状態表示装置及び船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】リアルタイムで船舶の運転状態を把握でき、船舶の省エネ運航を支援することができる運転状態表示装置及び船舶を提供する。
【解決手段】主機２と、主機２により駆動される可変ピッチプロペラ４と、主機２の回転数を検出する回転数検出手段１１と、主機２の出力を算出する主機出力算出手段２１と、可変ピッチプロペラ４のピッチ角を検出するピッチ角検出手段１６と、船舶１の船速を検出する船速検出手段１５と、主機２の回転数特性と主機２の出力特性と可変ピッチプロペラ４のピッチ角特性と船舶１の船速との関係を特性図として表示する表示手段４０とを備え、回転数検出手段１１で検出された主機２の回転数と、主機出力算出手段２１で算出された主機２の出力と、ピッチ角検出手段１６で検出された可変ピッチプロペラ４のピッチ角と、船速検出手段１５で検出された船速との関係を現時点の運転状態として特性図表示手段４０に表示したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、可変ピッチプロペラを搭載した船舶を省エネ運航させるための船舶の運転状態表示装置に関する。

特許文献１では、可変ピッチプロペラ装備船の主機馬力及びプロペラピッチ角設定のためのモニター装置が提案されている。
このモニター装置は、毎分回転数比Ｎ（％）を横軸に、主機馬力比ＢＨＰ（％）を縦軸にとって、主機の運転許容範囲を表示器に表示している。また、表示器には、ピッチ角パラメータの線が図示されるとともに、軸馬力と毎分回転数の計測点の０点（ゼロ点）が置点され、ピッチ角の計測値が数値表示され、さらに、最適運転のガイドラインが表示される。

また、特許文献２では、エンジン負荷又はエンジン出力を増加させる際に煙の発生量を減少させることを目的として、エンジンの非定常運転条件を伴う可変ピッチ・プロペラの制御方法が提案され、制御方法を示す線図としてエンジン回転数、エンジン出力、ピッチ角の関係が線図で示されている。

また、特許文献３では、内燃機関の作動パラメータを決定する方法が提案され、パラメータの決定及び設計のための一般的なレイアウト線図及び負荷線図の例として、エンジン回転数と負荷との関係図が示されている。

特開平９−１８８２９６号公報 特開平７−１４９２８７号公報 特表２００６−５１９９５７号公報

特許文献１は、そして、主機出力８５％負荷までは回転速度を一定としてピッチ角を変更し、主機出力８５％負荷以上ではピッチ角を一定として回転速度を変更するものであり、そのためのモニター表示であるため、船速が考慮されておらず、従って船速に関する表示が無い。
特許文献２に示されている線図は、可変ピッチプロペラの制御方法を説明するための図にすぎず、船舶の運転状態を把握するための表示装置を示しているものではなく、従って現時点の運転状態を示さず、船舶の省エネ運航を支援する表示を行えていない。
特許文献３に示されているエンジン回転数と負荷との関係図は、内燃機関の作動パラメータを決定する方法を説明するための図にすぎず、船舶の運転状態を把握するための表示装置を示しているものではなく、従って現時点の運転状態を示さず、船舶の省エネ運航を支援する表示を行えていない。

そこで、本発明は、船舶の現時点の運転状態として、主機の回転数と、主機の出力と、可変ピッチプロペラのピッチ角と、船速との関係を把握でき、船舶の省エネ運航を支援することができる船舶の運転状態表示装置及び船舶を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明に対応した船舶の運転状態表示装置においては、船舶に搭載された主機と、主機により駆動軸を介して駆動され船舶を推進する可変ピッチプロペラと、主機の回転数を検出する回転数検出手段と、主機の出力を算出する主機出力算出手段と、可変ピッチプロペラのピッチ角を検出するピッチ角検出手段と、船舶の船速を検出する船速検出手段と、主機の回転数特性と主機の出力特性と可変ピッチプロペラのピッチ角特性と船舶の船速との関係を特性図として表示する表示手段とを備え、回転数検出手段で検出された主機の回転数と、主機出力算出手段で算出された主機の出力と、ピッチ角検出手段で検出された可変ピッチプロペラのピッチ角と、船速検出手段で検出された船速との関係を現時点の運転状態として特性図に表示したことを特徴とする。請求項１に記載の本発明によれば、現時点の運転状態として、主機の回転数、主機の出力、可変ピッチプロペラのピッチ角、及び船速を特性図として表示したことで、船舶の現時点の運転状態として、主機の回転数と、主機の出力と、可変ピッチプロペラのピッチ角と、船速との関係を把握できるため、船舶の省エネ運航を支援することができる。特に、船舶の運航上の最大関心事である到達時刻の予測に一番関係の深い船速を基軸として、省エネ運航を支援することができる。

請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の船舶の運転状態表示装置において、船速を一定に保った上で主機の燃料消費量が最小となる理想運転状態を特性図に表示したことを特徴とする。請求項２に記載の本発明によれば、到達時刻の予測に一番関係の深い船速を一定として理想運転状態に近づけるように、主機の回転数と可変ピッチプロペラのピッチ角を変更できるため、更に船舶の省エネ運航を支援することができる。

請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の船舶の運転状態表示装置において、現時点の運転状態の表示と理想運転状態の表示とは、表現を異ならせたことを特徴とする。請求項３に記載の本発明によれば、現時点の運転状態と理想運転状態とを把握しやすいため、理想運転状態に近づける操作を行いやすい。

請求項４記載の本発明は、請求項２又は請求項３に記載の船舶の運転状態表示装置において、理想運転状態を等高線で表現したことを特徴する。請求項４に記載の本発明によれば、等高線による表現によって理想運転状態との相違（距離）を把握しやすく、省エネ運航に向けた操作が更に行いやすい。

請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の船舶の運転状態表示装置において、等高線を色の変化で表現したことを特徴する。請求項５に記載の本発明によれば、理想運転状態との相違（距離）を更に識別しやすい。

請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置において、主機の出力を、回転数検出手段で検出した回転数と、駆動軸の駆動トルクとに基づいて算出したことを特徴とする。請求項６に記載の本発明によれば、検出した回転数をそのまま表示できるとともに主機の出力の算出にも用いることができる。

請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置において、主機の出力を、主機の燃料消費量に基づいて算出したことを特徴とする。請求項７に記載の本発明によれば、燃料消費量から簡便に主機の出力を算出することもできる。

請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の船舶の運転状態表示装置において、燃料消費量を、主機への燃料供給量を制御するラックの変位と、回転数検出手段で検出した回転数に基づいて算出したことを特徴とする。請求項８に記載の本発明によれば、通常の船舶で把握が容易なラック変位と回転数から燃料消費量を算出することができる。

請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置において、特性図には、船舶の運航における、回転数及び出力の限界を表示したことを特徴とする。請求項９に記載の本発明によれば、限界を越えない操作を行えるとともに、現時点の運転状態と限界との差（距離）を認識することで安全な運航を実現することができる。

請求項１０記載の本発明は、請求項１から請求項９のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置において、表示手段に、単位距離当たりの燃料消費量、単位時間当たりの燃料消費量、燃料消費量の積算値、及び燃料消費量の時間経過による推移から少なくとも一つが選択される燃料消費量関連情報を表示したことを特徴とする。請求項１０に記載の本発明によれば、省エネ運航を行えているかをリアルタイムに把握することができる。

請求項１１記載の本発明は、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置において、表示手段に、目的地までの距離、船速、到着予測時刻、現在時刻、目的地までの所要時間から少なくとも一つが選択される時間関連情報を表示したことを特徴とする。請求項１１に記載の本発明によれば、全体の運航計画を考慮した操作を可能とすることができる。

請求項１２記載の本発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置において、表示手段に、海象情報又は気象情報を表示したことを特徴とする。請求項１２に記載の本発明によれば、海象情報や気象情報を考慮した省エネ運航を行うことができる。

請求項１３記載の本発明は、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置において、表示手段に、海図又は地図を表示したことを特徴とする。請求項１３に記載の本発明によれば、運航状況を把握しやすい。

請求項１４記載の本発明に対応した船舶においては、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置を搭載したことを特徴とする。請求項１４に記載の本発明によれば、省エネ運航を行える船舶を提供することができる。

請求項１５記載の本発明は、請求項１４に記載の船舶において、表示手段を操舵室と機関制御室に搭載したことを特徴とする。請求項１５に記載の本発明によれば、操舵室において主機関連の運転状態が把握し易くなり、また機関制御室においても船舶の運転状態を把握することができる。

本発明によれば、現時点の運転状態として、主機の回転数、主機の出力、可変ピッチプロペラのピッチ角、及び船速を特性図として表示したことで、船舶の現時点の運転状態として、主機の回転数と、主機の出力と、可変ピッチプロペラのピッチ角と、船速との関係を把握できるため、船舶の省エネ運航を支援することができる。特に、船舶の運航上の最大関心事である到達時刻の予測に一番関係の深い船速を基軸として、省エネ運航を支援することができる。

また、船速を一定に保った上で主機の燃料消費量が最小となる理想運転状態を特性図に表示した場合には、到達時刻の予測に一番関係の深い船速を一定として理想運転状態に近づけるように、主機の回転数と可変ピッチプロペラのピッチ角を変更できるため、更に船舶の省エネ運航を支援することができる。

また、現時点の運転状態の表示と理想運転状態の表示とは、表現を異ならせた場合には、現時点の運転状態と理想運転状態とを把握しやすいため、理想運転状態に近づける操作を行いやすい。

また、理想運転状態を等高線で表現した場合には、等高線による表現によって理想運転状態との相違（距離）を把握しやすく、省エネ運航に向けた操作が更に行いやすい。

また、等高線を色の変化で表現した場合には、理想運転状態との相違（距離）を更に識別しやすい。

また、主機の出力を、回転数検出手段で検出した回転数と、駆動軸の駆動トルクとに基づいて算出した場合には、検出した回転数をそのまま表示できるとともに主機の出力の算出にも用いることができる。

また、主機の出力を、主機の燃料消費量に基づいて算出した場合には、燃料消費量から簡便に主機の出力を算出することもできる。

また、燃料消費量を、主機への燃料供給量を制御するラックの変位と、回転数検出手段で検出した回転数に基づいて算出した場合には、通常の船舶で把握が容易なラック変位と回転数から燃料消費量を算出することができる。

また、特性図には、船舶の運航における、回転数及び出力の限界を表示した場合には、限界を越えない操作を行えるとともに、現時点の運転状態と限界との相違（距離）を認識することで安全な運航を実現することができる。

また、表示手段に、単位距離当たりの燃料消費量、単位時間当たりの燃料消費量、燃料消費量の積算値、及び燃料消費量の時間経過による推移から少なくとも一つが選択される燃料消費量関連情報を表示した場合には、省エネ運航を行えているかをリアルタイムに把握することができる。

また、表示手段に、目的地までの距離、船速、到着予測時刻、現在時刻、目的地までの所要時間から少なくとも一つが選択される時間関連情報を表示した場合には、全体の運航計画を考慮した操作を可能とすることができる。

また、表示手段に、海象情報又は気象情報を表示した場合には、海象情報や気象情報を考慮した省エネ運航を行うことができる。

また、表示手段に、海図又は地図を表示した場合には、運航状況を把握しやすい。

また、本発明の船舶によれば、省エネ運航を行える船舶を提供することができる。

また、表示手段を操舵室と機関制御室に搭載した場合には、操舵室において主機関連の運転状態が把握し易くなり、また機関制御室においても船舶の運転状態を把握することができる。

本発明の実施形態による運転状態表示装置を搭載した船舶の構成図 同実施形態の船舶の運転状態表示装置における表示手段での表示画面の一実施例を示すイメージ図 同実施形態による表示手段での表示画面の一実施例を示す特性図 同実施形態による表示手段での低負荷時の表示状態を示す特性図 同実施形態による表示手段での高負荷時の表示状態を示す特性図 同実施形態による表示手段での表示状態を示し、横軸を時間（年月日）、縦軸を主機の回転数とした一ヶ月の運航状況を示すグラフ 同実施形態による表示手段での表示状態を示し、横軸を時間（年月日）、縦軸を対地速度とした一ヶ月の運航状況を示すグラフ 同実施形態による表示手段での表示状態を示し、横軸を時間（年月）、縦軸を積算燃料消費量及び運航時間とした月別の運航状況を示すグラフ 同実施形態による表示手段での表示状態を示し、地図上に航路を示す図 同実施形態による表示手段での表示状態を示し、横軸を時間（年月日）、縦軸を対地速度とした一航海の運航状況を示すグラフ 同実施形態による表示手段での表示状態を示し、横軸を時間（年月日）、縦軸を軸出力とした一航海の運航状況を示すグラフ 同実施形態による表示手段での表示状態を示し、横軸を時間（年月日）、縦軸を燃料消費量とした一航海の運航状況を示すグラフ 同実施形態による表示手段での表示状態を示し、横軸を時間、縦軸をトリム・ヒール角度とした１分間の運航状況を示すグラフ 同実施形態による表示手段での表示状態を示し、横軸を時間、縦軸を主機の回転数及び駆動軸の軸トルクとした１分間の運航状況を示すグラフ 同実施形態による表示手段での表示状態を示し、横軸を時間、縦軸をラック変位及び燃料消費量とした１分間の運航状況を示すグラフ

以下に、本発明の実施形態による船舶の運転状態表示装置について説明する。

図１は本発明の実施形態による運転状態表示装置を搭載した船舶の構成図である。
図１に示すように、本実施形態の船舶１は、主機２を搭載し、主機２により駆動軸３を介して駆動され船舶１を推進する可変ピッチプロペラ４を備えている。駆動軸３には、クラッチ５と可変ピッチプロペラ変節装置６とを設けている。

本実施形態による船舶の運転状態表示装置は、検出手段として、主機２の回転数を検出する回転数検出手段１１と、駆動軸３の駆動トルクを検出する駆動トルク検出手段１２と、主機２の燃料消費量を検出する燃料消費量検出手段１３と、主機２への燃料供給量を制御するラックの変位を検出するラック変位検出手段１４と、船舶１の船速を検出する船速検出手段１５と、可変ピッチプロペラ４のピッチ角を検出するピッチ角検出手段１６と、トリム振幅やヒール振幅を検出する振幅検出手段１７と、風速や風向を検出する風速・風向検出手段１８とを備えている。
ここで、船速検出手段１５には、例えばＧＰＳを用いることができる。また、対水船速を検出する例えばドップラログセンサや電磁ログセンサ等を併用してもよい。
振幅検出手段１７には、例えば加速度センサを用いることができる。

本実施形態による船舶の運転状態表示装置は、処理手段として、主機２の出力を算出する主機出力算出手段２１と、現時点での運転状態を算出する運転状態算出手段２２とを備えている。なお、燃料消費量算出手段２３を処理手段として備えていてもよい。

主機出力算出手段２１では、回転数検出手段１１で検出した回転数と、駆動トルク検出手段１２で検出した駆動トルクに基づいて主機２の出力を算出する。主機出力算出手段２１は、燃料消費量検出手段１３で検出される主機２の燃料消費量に基づいて主機２の出力を算出してもよい。
主機２の燃料消費量は、燃料消費量検出手段１３での検出に代えて、ラック変位検出手段１４で検出されるラック変位と、回転数検出手段１１で検出される回転数を用いて燃料消費量算出手段２３で算出してもよい。

本実施形態による船舶の運転状態表示装置は、記憶手段３０と表示手段４０とを備えている。
記憶手段３０には、主機２の回転数特性、主機２の出力特性、及び可変ピッチプロペラ４のピッチ角特性と船舶１の船速の関係データをあらかじめ記憶している他、運転状態算出手段２２で算出される運転状態の各種データが蓄積される。
表示手段４０では、運転状態算出手段２２で算出される現時点の運転状態が、記憶手段３０に記憶しているデータとともに表示される。

図では、表示手段４０ａが操舵室に設置され、表示手段４０ｂが機関制御室に設置されていることを示しているが、その他の船室にも表示手段４０を設置することができる。各表示手段４０では、同じデータを表示させることができるとともに、記憶手段３０に記憶されているデータを個別に表示させることができる。また、通信手段５０を用いて船舶１以外の場所に設置した表示手段４０に表示させることもできる。
表示手段４０としては、パーソナルコンピュータを用いることができ、その他、多機能携帯電話など、無線通信による携帯端末を用いてもよい。

以下に本実施形態の表示手段４０での表示例を説明する。
図２は、表示手段での表示画面の一実施例を示すイメージ図である。
表示手段４０には、特性図４１の他に、燃料消費量関連情報４２、時間関連情報４３、海象情報４４、及び気象情報４５が表示される。

図２に示す表示手段４０は、燃料消費量関連情報４２として、単位距離当たりの燃料消費量４２ａ、単位時間当たりの燃料消費量４２ｂ、単位時間当たりの燃料費４２ｃ、燃料消費率４２ｄ、正味熱効率４２ｅ、及びＣＯ２排出量４２ｆを表示している。燃料消費量関連情報４２として、燃料消費量４２ｂの積算値、及び燃料消費量４２ｂの時間経過による推移を表示することもできる。
また、表示手段４０は、時間関連情報４３として、本日の日付４３ａ、現在時刻４３ｂ、及び船速（対地速度）４３ｃを表示している。時間関連情報４３には、目的地までの距離、到着予測時刻、及び目的地までの所要時間を更に表示することが好ましい。
また、表示手段４０は、海象情報４４として、トリム振幅４４ａ及びヒール振幅４４ｂを表示している。なお、トリム振幅４４ａ及びヒール振幅４４ｂは、海象の影響としての船舶１の前後方向、幅方向の動きを示すが、船舶１で計測した、あるいは他から得た波高や波長等の波浪情報や海流、潮流情報等を表示してもよい。
また、表示手段４０は、気象情報４５として、相対風向４５ａ及び相対風速４５ｂを表示している。なお、気象情報４５として船舶１で計測したもの以外に、他から得た気象情報を表示してもよい。
また、表示手段４０は、他の情報４６として、可変ピッチプロペラ４のピッチ角４６ａ、主機２の回転数４６ｂ、ラックの変位４６ｃ、軸出力４６ｄ、プロペラ回転数４６ｅ、トルク４６ｆ、スラスト４６ｇ、船首側喫水４６ｈ、船尾側喫水４６ｉ、軸発電機の発電出力（軸発出力）４６ｊ、緯度４６ｋ、経度４６ｍ、全出力４６ｎ、負荷率４６ｐ、針路４６ｑ、プロペラ効率４６ｒ、推進出力４６ｓ、及び蛇角４６ｔを表示している。

図３は、表示手段での表示画面の一実施例を示す特性図である。
図３では、横軸を主機２の回転数（ｒｐｍ）、縦軸を主機２の出力（ＰＳ）とし、単位時間当たりの燃料消費量４２ｂ（Ｌ／ｈ）を色の変化で表現している。色の変化で表現した燃料消費量４２ｂの表示欄には、現時点の運転状態における燃料消費量４２ｂと理想運転状態における燃料消費量４２ｂとを示している。なお、縦軸には、主機２の出力に代えて、駆動軸３の軸出力としてもよい。

表示手段４０は、回転数検出手段１１で検出された主機２の回転数（図では２００ｒｐｍ）と、主機出力算出手段２１で算出された主機２の出力（図では３０００ＰＳ前後）と、ピッチ角検出手段１６で検出された可変ピッチプロペラ４のピッチ角Ｐと、船速検出手段１５で検出された船速４３ｃ（図では１２．２ｋｔ）との関係を現時点の運転状態（「現在のデータ」として表した白丸印）として特性図４１に表示している。
また、表示手段４０は、船速４３ｃを一定に保った上で主機２の燃料消費量４２ｂが最小となる理想運転状態（「推奨値」として表した黒星印）を等船速カーブとして特性図４１に表示している。なお、等船速カーブは、船速別に複数の等船速カーブを特性図４１に表示することもできる。
また、表示手段４０は、現時点の運転状態を白丸印として表示し、理想運転状態を黒星印として表示して、現時点の運転状態と理想運転状態との表現を異ならせている。
また、表示手段４０は、理想運転状態（「推奨値」として表した黒星印）を中心として、燃料消費量４２ｂを色の変化により等高線として表現している。なお、等高線は色の変化を付けずに、線図として表してもよい。色の変化による等高線、あるいは線図としての等高線は、主機２の回転数と出力、また可変ピッチプロペラ４のピッチ角の組み合わせとしてどのように組み合わせたら理想運転状態に合理的に近づくことができるかを判断し易くなる。
また、等船速カーブを有しているため、船舶１の運航上の最大関心事である到達時刻の予測に一番関係の深い船速を基軸として、船舶１の省エネ運航を支援することができる。特に、船速を一定に保った上で主機の燃料消費量が最小となる理想運転状態を特性図４１に表示したことにより、到達時刻の予測に一番関係の深い船速を一定として理想運転状態に近づけるように、主機２の回転数と可変ピッチプロペラ４のピッチ角を変更できるため、更に船舶１の省エネ運航を支援することができる。
また、表示手段４０は、特性図４１に、船舶１の運航における、回転数の限界（図では下限回転数が１６０ｐｐｍ、上限回転数が２１０ｐｐｍ）及び出力の上限限界ＰＳｍａｘ、下限限界ＰＳｍｉｎを表示している。

図４及び図５は、表示手段で表示する特性図であり、図４は低負荷時の表示状態を、図５は高負荷時の表示状態を示している。
図４及び図５における黒丸印のプロットは、主機２の回転数（ｒｐｍ）に対する出力（ＰＳ）を示しており、現時点の計測データだけでなく、時間経過に伴う推移を複数のプロットによってリアルタイムで表示している。このように、時間経過に伴う推移をリアルタイムで表示することで、海象の変化に伴う主機２の状態変化を把握することができる。

図６から図１５は、表示手段での表示画面の一実施例を示すグラフである。

図６では、横軸を時間（年月日）、縦軸を主機２の回転数（ｒｐｍ）とした一ヶ月の運航状況を示している。

図７では、横軸を時間（年月日）、縦軸を対地速度（ｋｎｏｔ）とし一ヶ月の運航状況を示している。
記憶手段３０に記憶した長期の運航データは、図６及び図７に示す表示を行うことで、例えば月内の運航状況を評価することができる。

図８では、横軸を時間（年月）、縦軸を積算燃料消費量（ｋＬ）及び運航時間（ｈ）とした月別の運航状況を示している。
燃料消費量４２ｂの積算値や燃料消費量４２ｂの時間経過による推移燃料消費量関連情報４２を、記憶手段３０に記憶した長期の運航データを用いて表示することで、例えば月別の燃料消費量運航時間などの運航状況を評価することができる。

図９では、地図上に航路を示している。なお、地図に代えて、又は地図とともに海図を表示してもよい。
地図や海図を用いた表示は、記憶手段３０に記憶した長期の運航データを用いて表示することで、例えば月別の運航状況を評価することができる。
また、地図や海図を用いた表示は、運航中に表示することが好ましく、運航中に表示する場合には、表示手段４０に、目的地までの距離、船速４３ｃ、到着予測時刻、現在時刻４３ｂ、目的地までの所要時間から少なくとも一つが選択される時間関連情報４３を表示することが好ましい。

図１０では、横軸を時間（年月日）、縦軸を対地速度（ｋｎｏｔ）とした一航海の運航状況を示している。

図１１では、横軸を時間（年月日）、縦軸を軸出力（ＰＳ）とした一航海の運航状況を示している。

図１２では、横軸を時間（年月日）、縦軸を燃料消費量（Ｌ／ｍｉｌｅ）とした一航海の運航状況を示している。

図１０から図１２は、一航海の運航実験データであり、運航開始は船速４３ｃが高く、運航途中から減速している。従って、航行中の船速４３ｃを平均化することで省エネ運航を行えることが分かる。

図１３では、横軸を時間（ｓｅｃ）、縦軸をトリム・ヒール角度（ｄｅｇ）とした１分間の運航状況を示している。

図１４では、横軸を時間（ｓｅｃ）、縦軸を主機２の回転数（ｒｐｍ）及び駆動軸３の軸トルク（ｋＮｍ）とした１分間の運航状況を示している。

図１５では、横軸を時間（ｓｅｃ）、縦軸をラック変位（ｍｍ）及び燃料消費量（Ｌ／ｈ）とした１分間の運航状況を示している。

図１３から図１５は、一航海における単位時間の運航実験データであり、０．２ｓｅｃ間隔でサンプリングしている。このようにリアルタイムなデータを表示することで、海象による船舶１の動揺や運航状態をタイムリーに把握することができる。

以上のように本実施形態は、船舶１に搭載された主機２と、主機２により駆動軸３を介して駆動され船舶１を推進する可変ピッチプロペラ４と、主機２の回転数を検出する回転数検出手段１１と、主機２の出力を算出する主機出力算出手段２１と、可変ピッチプロペラ４のピッチ角を検出するピッチ角検出手段１６と、船舶１の船速４３ｃを検出する船速検出手段１５と、主機２の回転数特性と主機２の出力特性と可変ピッチプロペラ４のピッチ角特性と船舶１の船速４３ｃとの関係を特性図４１として表示する表示手段４０とを備え、回転数検出手段１１で検出された主機２の回転数と、主機出力算出手段２１で算出された主機２の出力と、ピッチ角検出手段１６で検出された可変ピッチプロペラ４のピッチ角と、船速検出手段１５で検出された船速４３ｃとの関係を現時点の運転状態として特性図４１に表示したことで、船舶１の現時点の運転状態として、主機２の回転数と、主機２の出力と、可変ピッチプロペラ４のピッチ角と、船速４３ｃとの関係を把握できるため、船舶１の省エネ運航を支援することができる。特に、船舶１の運航上の最大関心事である到達時刻の予測に一番関係の深い船速を基軸として、省エネ運航を支援することができる。

また本実施形態によれば、船速４３ｃを一定に保った上で主機２の燃料消費量４２ｂが最小となる理想運転状態を特性図４１に表示したことで、理想運転状態に近づけるように、主機２の回転数と可変ピッチプロペラ４のピッチ角を変更できるため、到達時刻の予測に一番関係の深い船速を一定として更に船舶１の省エネ運航を支援することができる。

また本実施形態によれば、現時点の運転状態の表示と理想運転状態の表示とは、表現を異ならせたことで、現時点の運転状態と理想運転状態とを把握しやすいため、理想運転状態に近づける操作を行いやすい。

また本実施形態によれば、理想運転状態を等高線で表現したことで、等高線による表現によって理想運転状態との相違（距離）を把握しやすく、省エネ運航に向けた操作が更に行いやすい。

また本実施形態によれば、等高線を色の変化で表現したことで、理想運転状態との相違（距離）を更に識別しやすい。

また本実施形態によれば、主機２の出力を、回転数検出手段１１で検出した回転数と、駆動軸３の駆動トルクとに基づいて算出したことで、検出した回転数をそのまま表示できるとともに主機２の出力の算出にも用いることができる。

また本実施形態によれば、主機２の出力を、主機２の燃料消費量４２ｂに基づいて算出したことで、燃料消費量４２ｂから簡便に主機２の出力を算出することもできる。

また本実施形態によれば、燃料消費量を、主機２への燃料供給量を制御するラックの変位と、回転数検出手段１１で検出した回転数に基づいて算出したことで、通常の船舶で把握が容易なラック変位と回転数から燃料消費量４２ｂを算出することができる。

また本実施形態によれば、特性図４１には、船舶１の運航における、回転数及び出力の限界を表示したことで、限界を越えない操作を行えるとともに、現時点の運転状態と限界との差（距離）を認識することで安全な運航を実現することができる。

また本実施形態によれば、表示手段４０に、単位距離当たりの燃料消費量４２ａ、単位時間当たりの燃料消費量４２ｂ、燃料消費量４２ｂの積算値、及び燃料消費量４２ｂの時間経過による推移から少なくとも一つが選択される燃料消費量関連情報４２を表示したことで、省エネ運航を行えているかをリアルタイムに把握することができる。

また本実施形態によれば、表示手段４０に、目的地までの距離、船速４３ｃ、到着予測時刻、現在時刻、目的地までの所要時間から少なくとも一つが選択される時間関連情報４３を表示したことで、全体の運航計画を考慮した操作を可能とすることができる。

また本実施形態によれば、表示手段４０に、海象情報４４又は気象情報４５を表示したことで、海象情報４４や気象情報４５を考慮した省エネ運航を行える。

また本実施形態によれば、表示手段４０に、海図又は地図を表示したことで、運航状況を把握しやすい。

また本実施形態によれば、船舶１に、運転状態表示装置を搭載したことで、省エネ運航を行える船舶１を提供することができる。

また本実施形態によれば、表示手段４０を操舵室と機関制御室に搭載したことで、操舵室において主機２関連の運転状態が把握しやすくなり、また機関制御室においても船舶１の運転状態を把握することができる。

本発明によれば、可変ピッチプロペラを搭載した船舶の省エネ運航を支援することができる。

１ 船舶
２ 主機
３ 駆動軸
４ 可変ピッチプロペラ
１１ 回転数検出手段
１２ 駆動トルク検出手段
１３ 燃料消費量検出手段
１４ ラック変位検出手段
１５ 船速検出手段
１６ ピッチ角検出手段
２１ 主機出力算出手段
２２ 運転状態算出手段
２３ 燃料消費量算出手段
３０ 記憶手段
４０ 表示手段
４１ 特性図
４２ 燃料消費量関連情報
４３ 時間関連情報
４４ 海象情報
４５ 気象情報
４６ 他の情報

Claims (15)

1. 船舶に搭載された主機と、
   前記主機により駆動軸を介して駆動され前記船舶を推進する可変ピッチプロペラと、
   前記主機の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記主機の出力を算出する主機出力算出手段と、
   前記可変ピッチプロペラのピッチ角を検出するピッチ角検出手段と、
   前記船舶の船速を検出する船速検出手段と、
   前記主機の回転数特性と前記主機の出力特性と前記可変ピッチプロペラのピッチ角特性と前記船舶の前記船速との関係を特性図として表示する表示手段と
   を備え、
   前記回転数検出手段で検出された前記主機の前記回転数と、前記主機出力算出手段で算出された前記主機の前記出力と、前記ピッチ角検出手段で検出された前記可変ピッチプロペラの前記ピッチ角と、前記船速検出手段で検出された前記船速との関係を現時点の運転状態として前記特性図に表示したことを特徴とする船舶の運転状態表示装置。
2. 前記船速を一定に保った上で前記主機の燃料消費量が最小となる理想運転状態を前記特性図に表示したことを特徴とする請求項１に記載の船舶の運転状態表示装置。
3. 現時点の前記運転状態の表示と前記理想運転状態の表示とは、表現を異ならせたことを特徴とする請求項２に記載の船舶の運転状態表示装置。
4. 前記理想運転状態を等高線で表現したことを特徴する請求項２又は請求項３に記載の船舶の運転状態表示装置。
5. 前記等高線を色の変化で表現したことを特徴とする請求項４に記載の船舶の運転状態表示装置。
6. 前記主機の前記出力を、前記回転数検出手段で検出した前記回転数と、前記駆動軸の駆動トルクとに基づいて算出したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置。
7. 前記主機の前記出力を、前記主機の燃料消費量に基づいて算出したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置。
8. 前記燃料消費量を、前記主機への燃料供給量を制御するラックの変位と、前記回転数検出手段で検出した前記回転数に基づいて算出したことを特徴とする請求項７に記載の船舶の運転状態表示装置。
9. 前記特性図には、前記船舶の運航における、前記回転数及び前記出力の限界を表示したことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置。
10. 前記表示手段に、単位距離当たりの燃料消費量、単位時間当たりの燃料消費量、前記燃料消費量の積算値、及び前記燃料消費量の時間経過による推移から少なくとも一つが選択される燃料消費量関連情報を表示したことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置。
11. 前記表示手段に、目的地までの距離、船速、到着予測時刻、現在時刻、前記目的地までの所要時間から少なくとも一つが選択される時間関連情報を表示したことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置。
12. 前記表示手段に、海象情報又は気象情報を表示したことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置。
13. 前記表示手段に、海図又は地図を表示したことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の船舶の運転状態表示装置。
14. 請求項１から請求項１３のいずれかに記載した船舶の運転状態表示装置を搭載したことを特徴とする船舶。
15. 前記表示手段を操舵室と機関制御室に搭載したことを特徴とする請求項１４に記載の船舶。