JP2015085924A - Fuel consumption monitoring system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、航行中の船舶の燃料消費量を、適切に管理するための、モニタリングシステムに関するものである。 The present invention relates to a monitoring system for appropriately managing the fuel consumption of a marine vessel during navigation.
船舶用の機関には、主機関と補機関がある。主機関はメインエンジンで、プロペラなどの推進装置を作動させるもので、補機関は、これ以外の、例えば発電機を運転するためのエンジンや、クレーンやキャプスタンなどの動力が含まれるが、近年は、環境への負荷低減などの観点から、船舶についても省エネルギーへの取り組みが必須となっている。 There are a main engine and an auxiliary engine for marine engines. The main engine is a main engine that operates propellers and other propulsion devices, and the auxiliary engine includes other engines such as power generators and cranes and capstans. From the viewpoint of reducing environmental impact, it is essential to make efforts to save energy for ships.
船舶の省エネルギー航行には、波や風などの気象条件や、海洋生物の付着による船体の表面粗度増加による抵抗増加など、多様な問題がある。そして、船舶における従来のエコノミー運転と言えば、主機関の減速運転や、船内の不要電源のスイッチオフなどによる、補機関の運転削減などに限定されている。 There are various problems in ship energy-saving navigation, such as weather conditions such as waves and winds, and increased resistance due to increased hull surface roughness due to adhesion of marine organisms. Speaking of conventional economy operation in a ship, it is limited to reducing the operation of the auxiliary engine by decelerating the main engine or switching off an unnecessary power source in the ship.
しかも、船舶における省エネルギー関連の機器は、大型船や貨物船を除くと、その殆どが、主機関の回転計のみであり、省エネルギーの効果の把握が困難で、これに対処するには、大規模なシステムを導入するか、人手に頼るしかない状況である。また、燃料の消費量も機関室内の流量計の出力値を記録するだけであり、残量管理が主になっていた。 Moreover, most of the energy-saving equipment on ships, except for large ships and cargo ships, is only the main engine tachometer, and it is difficult to grasp the effects of energy saving. This is a situation where a simple system must be introduced or people can be relied upon. Also, the fuel consumption is only recorded by the output value of the flow meter in the engine room, and the remaining amount management is mainly performed.
このような状況に対処するための技術として、例えば特許文献１には、船舶の運航状態を的確に把握し、最適航路などに関する情報を得る運航支援方法が開示されている。また、特許文献２には、実海域での船体性能の推定値をフィードバックして、燃費の向上などに資することを目的とした、船舶の運航支援システムと船舶の運航支援方法が開示されている。しかしながら、これらのシステムないし方法は、複雑で、導入コストの面で改善の余地がある。 As a technique for coping with such a situation, for example,
また、特に漁船などでは、漁労従事において、網を牽引したり、夜間に集魚灯を点灯したりすることが不可欠で、通常とは相当異なる航行状態となることがあり、前記のような運航支援方法では、十分に対処できないこともある。
従って、本発明の課題は、なるべく簡便な構成で汎用性の高い、船舶の燃料消費モニタリングシステムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a marine fuel consumption monitoring system that is as simple as possible and highly versatile.
本発明者は、このような状況に対処するために、近年実用化されているＦＯＣ（Ｆｕｅｌ Ｏｉｌ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）と称される燃料消費モニタリングシステムに着目し、その構成を再検討した結果、本発明をなしたものである。 In order to cope with such a situation, the present inventor paid attention to a fuel consumption monitoring system called FOC (Fuel Oil Consumption) which has been put into practical use in recent years, and as a result of reviewing its configuration, It has been done.
即ち、本発明は、船舶における、主機関の回転数と、主機関の燃料消費量と、補機関の出力と、補機関の燃料消費量とを、一定時間毎に瞬時計量値として記録する機能と、前記瞬時計量値の記録データに基づいて、経過時間毎に、前記主機関の回転数、前記主機関の燃料消費量、前記補機関の出力、前記補機関の燃料消費量から選ばれる少なくとも１種を、前記表示装置にプロットする機能と、前記瞬時計量値の記録データに基づいて、主機関の回転数の瞬時計量値、主機関の燃料消費量の瞬時計量値、一定期間内の燃料消費量の積算値、補機関の出力の瞬時計量値、補機関の燃料消費量の瞬時計量値、一定期間内の補機関の燃料消費量積算値、一定期間内の補機関の出力の積算値、一定期間内の主機関と補機関の燃料消費量積算値の合計値から選ばれる少なくとも１種を表示する機能を有することを特徴とする燃料消費モニタリングシステムである。 That is, the present invention has a function of recording the rotational speed of the main engine, the fuel consumption of the main engine, the output of the auxiliary engine, and the fuel consumption of the auxiliary engine as instantaneous measurement values at regular intervals in a ship. And at least one selected from the rotational speed of the main engine, the fuel consumption of the main engine, the output of the auxiliary engine, and the fuel consumption of the auxiliary engine for each elapsed time based on the recorded data of the instantaneous measurement value. Based on the function of plotting one type on the display device and the recorded data of the instantaneous measurement value, the instantaneous measurement value of the main engine speed, the instantaneous measurement value of the fuel consumption of the main engine, the fuel within a certain period Integrated value of consumption, instantaneous measured value of auxiliary engine output, instantaneous measured value of fuel consumption of auxiliary engine, integrated fuel consumption of auxiliary engine within a certain period, integrated value of auxiliary engine output within a certain period , Total fuel consumption integrated value of main engine and auxiliary engine within a certain period A fuel consumption monitoring system characterized by having a function of displaying at least one selected et.
また、本発明は、前記一定期間内の燃料消費量の積算値から推算される予測値、前記一定期間内の補機関の燃料消費量の積算値から推算される予測値、前記一定期間内の主機関と補機関の燃料消費量積算値の合計値から推算される予測値の少なくとも１種を表示する機能を有することを特徴とする、前記の燃料消費モニタリングシステムである。 The present invention also provides a predicted value estimated from the integrated value of fuel consumption within the predetermined period, a predicted value estimated from the integrated value of fuel consumption of the auxiliary engine within the fixed period, The fuel consumption monitoring system is characterized in that it has a function of displaying at least one kind of predicted value estimated from a total value of fuel consumption integrated values of a main engine and an auxiliary engine.
また、本発明は、前記一定期間内の燃料消費量の積算値、及び前記一定期間内の補機関の燃料消費量の積算値から推算される、燃料の残量を表示する機能を有することを特徴とする、前記の燃料消費モニタリングシステムである。 Further, the present invention has a function of displaying the remaining amount of fuel that is estimated from the integrated value of the fuel consumption within the predetermined period and the integrated value of the fuel consumption of the auxiliary engine within the predetermined period. A fuel consumption monitoring system as described above.
また、本発明は、前記一定期間内の燃料消費量の積算値と前記一定期間内の主機関に回転数の平均値から、主機関の回転数と燃料消費量との関係を求め、船舶の航行時の主機関の回転数と燃料の残量の推算値から、航行可能な距離を推算し、表示する機能を有することを特徴とする、前記の燃料消費モニタリングシステムである。 Further, the present invention obtains the relationship between the rotational speed of the main engine and the fuel consumption from the integrated value of the fuel consumption within the predetermined period and the average value of the rotational speed of the main engine within the predetermined period, and The fuel consumption monitoring system is characterized in that it has a function of estimating and displaying a navigable distance from an estimated value of the rotational speed of the main engine and the remaining amount of fuel during navigation.
また、本発明は、前記一定期間内の主機関の燃料消費量と前記一定期間内の主機関の回転数の平均値の比を求め、船舶の航行時の主機関の燃料消費量の瞬時計量と主機関の回転数の比が、予め設定した数値よりも大きくなった際に、警報通知機能を有することを特徴とする、前記の燃料消費モニタリングシステムである。 Further, the present invention obtains a ratio between the fuel consumption of the main engine within the predetermined period and the average value of the rotation speed of the main engine within the predetermined period, and instantaneously measures the fuel consumption of the main engine during navigation of the ship. The fuel consumption monitoring system is characterized by having an alarm notification function when the ratio of the rotational speeds of the engine and the main engine becomes larger than a preset numerical value.
本発明の燃料消費モニタリングシステムにおいては、各データの表示手段、より具体的には、例えば液晶画面を、ブリッジや操舵室の適用な位置や、必要に応じてその他の任意の位置に設置することで、主機関、補機関の運転状況、燃料の消費量、補機関の出力についての情報を、煩雑な操作を要せずに、リアルタイムで得ることができる。 In the fuel consumption monitoring system of the present invention, each data display means, more specifically, for example, a liquid crystal screen is installed at an applicable position of a bridge or a wheelhouse, or at any other position as necessary. Thus, information on the operating status of the main engine and auxiliary engine, fuel consumption, and output of the auxiliary engine can be obtained in real time without requiring complicated operations.
また、本発明においては、燃料の消費量の瞬時計量値、つまり瞬時燃料消費量を計測して利用するが、瞬時燃料消費量の検知手段として、パルス発信式流量計を用いる。これを用いることにより、変動する燃料消費量を、任意の単位時間あたりで算出できるので、操作性の向上への寄与が大きい。 In the present invention, an instantaneous measurement value of fuel consumption, that is, an instantaneous fuel consumption is measured and used. A pulse transmission type flow meter is used as a means for detecting the instantaneous fuel consumption. By using this, the fluctuating fuel consumption can be calculated per arbitrary unit time, which greatly contributes to improvement in operability.
そして、本発明の燃料消費モニタリングシステムの運用方法には、次のような事例がある。 And there are the following cases in the operation method of the fuel consumption monitoring system of the present invention.
通常の航行において、主機関が過負荷となる可能性がある場合の一つに、潮流に向かって航行せざるを得ない場合がある。この場合は主機関の瞬時燃料消費量を見て、安全に航行可能な主機関の回転数域で運航する。逆に潮流に乗って航行する場合は、主機関の負荷低下に対して速度が増加するが、この場合は、主機関の瞬時燃料消費量を見て、主機関の回転数を低下させて運航する。潮流に対する航行状態を把握するのは、海面を監視するだけでは困難であることから、このような運用方法は、主機関が過負荷にならないようするためにも重要である。 In normal navigation, one of the cases where the main engine may become overloaded is sometimes forced to navigate toward the tidal current. In this case, see the instantaneous fuel consumption of the main engine and operate in the speed range of the main engine that can be safely navigated. Conversely, when navigating on the tidal current, the speed increases as the load on the main engine decreases. In this case, the engine speed is reduced by looking at the instantaneous fuel consumption of the main engine. To do. Since it is difficult to grasp the navigational state against tidal currents only by monitoring the sea level, such an operation method is also important to prevent the main engine from becoming overloaded.
前記の潮流の影響の他に、航行に際しては、風向、風力、波高などの気象条件の影響が大きいので、瞬時燃料消費量の数値が、主機関が過負荷にならないように、適切な運航状態を維持するための判断材料となる。 In addition to the influence of the tidal current described above, the weather conditions such as wind direction, wind force, and wave height are greatly affected during navigation, so that the value of instantaneous fuel consumption should be in an appropriate operating state so that the main engine is not overloaded. It becomes the judgment material for maintaining.
通常の運航状態における主機関の瞬時燃料消費量を、本システムの記録媒体に記録しておくことにより、主機関の過負荷や主機関の燃焼不良に起因する、瞬時燃料消費量の異常な増加を検知できるので、トラブルの早期発見や、適切なメンテナンス時期の判断に有用である。 By recording the instantaneous fuel consumption of the main engine under normal operating conditions on the recording medium of this system, the abnormal increase in instantaneous fuel consumption due to overloading of the main engine and poor combustion of the main engine It is useful for early detection of troubles and determination of appropriate maintenance time.
前記と同様にして、主機関の損傷、タービンのサージング、プロペラや船体自体の損傷に起因する、主機関の瞬時燃料消費量の異常な変動を検知できるので、状況により、帰港したり、安全な海域まで航行した後、沖停泊したりするという判断ができる。そして、これらの事象へ速やかに対処するために、主機関の瞬時燃料消費量と主機関の回転数の比が、予め設定した数値よりも大きくなった際に、警報を通知する機能を設けておくことが、極めて有用になる。 In the same way as described above, abnormal fluctuations in the instantaneous fuel consumption of the main engine due to main engine damage, turbine surging, propeller and hull damage can be detected. After navigating to the sea, it can be determined that the ship will be anchored offshore. In order to quickly deal with these events, a function is provided to notify an alarm when the ratio of the instantaneous fuel consumption of the main engine to the rotation speed of the main engine exceeds a preset value. It will be extremely useful.
特に漁船においては、漁場における網の負荷が大きくなり、瞬時燃料消費量の変動が大きい。操業形態によって、網を牽引する手法、手段、時間、角度などを適切に維持する必要があるが、本発明の燃料消費モニタリングシステムを用いることにより、主機関の負荷を見ながら、前記諸条件を適切に判断することができる。 Especially in fishing boats, the net load on the fishing grounds increases, and the fluctuations in instantaneous fuel consumption are large. It is necessary to appropriately maintain the method, means, time, angle, etc. for pulling the net depending on the operation form, but by using the fuel consumption monitoring system of the present invention, the above-mentioned conditions can be met while observing the load on the main engine. Judgment can be made appropriately.
また、漁船においては夜間の操業時に集魚灯を用いることで、電力の消費が増加する。通常の発電用の補機関は、回転数が一定なので負荷の状態の判断が困難であるが、本発明の燃料消費モニタリングシステムを用いることにより、状況に応じて、不要な室内灯を消灯するなど、不要電源をＯＦＦにすることで、補機関のエコノミー運転が可能となる。 In addition, the power consumption of fishing boats increases by using a fishing light during nighttime operation. The normal auxiliary engine for power generation is difficult to determine the load state because the rotation speed is constant, but by using the fuel consumption monitoring system of the present invention, unnecessary room lights are turned off depending on the situation. By turning off the unnecessary power supply, the economy operation of the auxiliary engine becomes possible.
一方、前記のように船舶においては、船内で用いる電力を、機関で運転する発電機によっているが、殆どの船舶が機関室にのみ電力計を設置しているので、その変動をリアルタイムで把握できない。ところが、本発明の燃料消費モニタリングシステムによれば、この変動もリアルタイムで検知できる。補機関の故障の原因や状態は多岐に亘るが、燃料系統の損傷の際に、電力計が振れることがあり、これは正常に発電していないこと示している可能性がある。従って、トラブルの早期発見や、メンテナンス時期の判断材料となる。 On the other hand, as described above, in the ship, the power used in the ship depends on the generator operated by the engine. However, since most ships have the wattmeter installed only in the engine room, the fluctuation cannot be grasped in real time. . However, according to the fuel consumption monitoring system of the present invention, this fluctuation can also be detected in real time. There are a variety of causes and conditions for the failure of the auxiliary engine, but the wattmeter may shake when the fuel system is damaged, which may indicate that power generation is not normal. Therefore, it becomes an early detection of trouble and judgment material of maintenance time.
さらに前記の事項の他に、航行中のデータ蓄積から、最良のエコノミー航行を行うための運航計画の策定することも可能で、運航状態の「見える化」により、船員のエコノミー運航への意識高揚に資することもできる。 In addition to the above items, it is also possible to formulate an operation plan for the best economy navigation based on data accumulation during navigation. You can also contribute.
次に本発明の実施の形態について、データ表示装置の一例を示しながら説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to an example of a data display device.
図１は、本発明に係る燃料消費モニタリングシステムの、構成の一例を示す概略図である。図１において、１はデータの表示装置、２は主機関の回転計、３は主機関の燃料流量計、４は電力計、５は補機関の燃料流量計である。ここに示した表示装置１は、データの処理演算を行うコンピュータを内蔵したものでも、コンピュータの部分を別途に設置したものでも使用可能であり、表示装置にタッチセンサ機能を付加することにより、表示装置の画面だけで操作が可能となる。また、主機関の燃料流量計２及び補機関の燃料流量計５は、前記の通りパルス発信式流量計であり、これを用いることにより、後述する様々な演算処理が可能となる。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a fuel consumption monitoring system according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a data display device, 2 is a tachometer of the main engine, 3 is a fuel flow meter of the main engine, 4 is a power meter, and 5 is a fuel flow meter of the auxiliary engine. The
図２は、表示装置１の初期画面の一例を示す図である。図２において、６はデータ収集モード切換ボタン、７は画面切換ボタン、８は時刻表示部である。時刻表示部８に触れることで、設定画面が表示される。図３は、時刻の設定画面の一例を示す図である。各項目の数字部に触れることにより、日時や時刻の設定が可能であり、設定が終了したら、『はい』の表示部に触れることにより、元の図２に示した画面に戻ることができる。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an initial screen of the
図４は、画面切換ボタン７に触れることにより表示される、画面選択ボタンの一例を示す図である。これらのボタンを適宜選択して触れることにより、後述する現在値の表示画面、トレンドの表示画面、バーグラフの表示画面、積算履歴の表示画面を選択することができる。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a screen selection button displayed by touching the
図５は、図２に示した初期画面で現在時間を入力した後に表示される、現在値の表示画面の一例を示す図である。実際の船舶の運航時においては、ここに示したような形式で各データが表示される。なお、『主機消費＊瞬時』という表示は、主機関の瞬時燃料消費量であり、『補機消費＊瞬時』という表示は、補機関の瞬時燃料消費量である。ここでは、それぞれの単位を、１日あたりの量で表示してある。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a current value display screen displayed after the current time is input on the initial screen illustrated in FIG. 2. In actual ship operation, each data is displayed in the format shown here. The indication “main machine consumption * instantaneous” is the instantaneous fuel consumption of the main engine, and the indication “auxiliary machinery consumption * instantaneous” is the instantaneous fuel consumption of the auxiliary engine. Here, each unit is displayed as an amount per day.
図６は、トレンドの表示画面の一例を示す図で、主機関の回転数を表示した状態である。図６において、９は主機関の回転数の表示ボタン、１０は主機関の瞬時燃料消費量の表示ボタン、１１は補機関電力量の表示ボタン、１２は補機関の瞬時燃料消費量の表示ボタン、１３はデータを取り始めた時刻の表示部、１４は過去データへの表示切換ボタン、１５は現在の時刻の表示部である。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a trend display screen, in which the rotational speed of the main engine is displayed. In FIG. 6, 9 is a display button for the main engine speed, 10 is a display button for the instantaneous fuel consumption of the main engine, 11 is a display button for the auxiliary engine power consumption, and 12 is a display button for the instantaneous fuel consumption of the auxiliary engine. , 13 is a display unit for the time at which data is started, 14 is a display switching button for past data, and 15 is a display unit for the current time.
この画面では、主機関の回転数、主機関の瞬時燃料消費量、補機関電力量、補機関の瞬時燃料消費量を５分毎の平均値にて表示する。『拡大』『縮小』のボタンに触れることで、時間軸を３時間、６時間、１２時間、２４時間の４段階に、変更可能である。図７は、バーグラフの表示画面であり、現在値を数値及びバーグラフで表示している。また、ここでは具体的に示していないが、一定期間内の燃料消費量の平均値に基づいて、事後の燃料消費量の予測値を表示することも可能で、航海計画の策定やエコノミー航行に寄与できる。 On this screen, the rotation speed of the main engine, the instantaneous fuel consumption of the main engine, the auxiliary engine power consumption, and the instantaneous fuel consumption of the auxiliary engine are displayed as average values every 5 minutes. By touching the “Enlarge” and “Reduce” buttons, the time axis can be changed in four stages of 3 hours, 6 hours, 12 hours, and 24 hours. FIG. 7 is a bar graph display screen, which displays current values as numerical values and bar graphs. In addition, although not specifically shown here, it is also possible to display the predicted value of the subsequent fuel consumption based on the average value of the fuel consumption over a certain period of time, which can be used for voyage planning and economy navigation. Can contribute.
図８は、積算履歴の表示画面の一例を示す図である。図８において、１６はパルス信号表示部であり。流量計からのパル信号を受信すると点滅する。また、図９は燃料補給量を入力する画面の一例を示す図であり、図８の『補給量』という表示の下部のボックスに触れると表示される。積算履歴の表示画面では、主機関及び補機関の、本日と昨日の１日あたりの燃料消費量を消費量、積み込まれた燃料の総量、総消費量、燃料の残量を示す。また、図９の燃料補給量を入力する画面では、必要な数字の表示部に触れた後、『ＥＮＴ』の表示部に触れると、入力値が総積込量に加算される。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a display screen of the integration history. In FIG. 8, 16 is a pulse signal display section. Blinks when a pal signal is received from the flow meter. FIG. 9 is a view showing an example of a screen for inputting a fuel supply amount. The screen is displayed when the lower box of the “Supply amount” display in FIG. 8 is touched. The accumulated history display screen shows the daily and yesterday's daily fuel consumption of the main engine and auxiliary engine, the total amount of fuel loaded, the total consumption amount, and the remaining amount of fuel. Further, in the screen for inputting the fuel supply amount in FIG. 9, after touching the display portion of a necessary number and then touching the display portion of “ENT”, the input value is added to the total loading amount.
図１０は、メンテナンスメニューの一例を示す図である。図８に示した画面の『停止中』というボタンの３秒間触れると、図１０のメンテナンスメニューの画面に切り換り、『積算リセット』の表示部分に３秒間触れると、信号音の発生とともに、積算量がリセットされる。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the maintenance menu. Touching the “stopped” button on the screen shown in FIG. 8 for 3 seconds switches to the maintenance menu screen in FIG. 10. Touching the “integrated reset” display for 3 seconds causes a signal sound to be generated. The accumulated amount is reset.
図１１はデータを記録媒体に保存する画面の一例を示す図である。この例においては、ＵＳＢメモリーをシステム本体に装着すると、図８における『停止中』という表示が図１１に示したように『収集中』に切り換り、データ保存が可能となる。 FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a screen for storing data in a recording medium. In this example, when the USB memory is attached to the system main body, the display of “stopped” in FIG. 8 is changed to “collecting” as shown in FIG. 11, and data can be saved.
以上に示したように、本発明によれば、船舶の航行状況が、操舵室などで、リアルタイムで監視可能となり、船舶のエコノミー航行や、機関のトラブルへの早期対処に資することができる。なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。 As described above, according to the present invention, the navigation status of the ship can be monitored in real time in the wheelhouse or the like, which can contribute to the economy navigation of the ship and early response to troubles of the engine. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and does not depart from the gist of the present invention, including various modifications and corrections that can be conceived by those having ordinary knowledge in the field of the present invention. Of course, even if there is a design change in the range, it is included in the present invention.
１・・・データの表示装置 ２・・・主機関の回転計 ３・・・主機関の流量計
４・・・電力計 ５・・・補機関の燃料流量計 ６・・・データ収集モード切換ボタン
７・・・画面切換ボタン ８・・・時刻表示部 ９・・・主機関の回転数の表示ボタン
１０・・・主機関の瞬時燃料消費量の表示ボタン １１・・・補機関電力量の表示ボタン
１２・・・補機関の瞬時燃料消費量の表示ボタン
１３・・・データを取り始めた時刻の表示部 １４・・・過去データへの表示切換ボタン
１５・・・現在の時刻の表示部 １６・・・パルス信号表示部DESCRIPTION OF
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