JP2015131613A - 船舶の冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】 船舶の主機関の負荷増加に追従して、冷却海水量を増加する船舶の冷却システムを提供する。【解決手段】 モータ制御装置５４は、主機関Ｙの負荷値Ｆｋに基づき単位時間の負荷変動を演算し、単位時間での負荷が増加すると、冷却海水モータ３の現在の回転数を増加する負荷回転数値ｒｐを演算し、負荷回転数値ｒｐにて冷却海水モータ３の回転数を制御する構成の船舶の冷却システムＺである。【選択図】 図１

Description

本発明は、船舶の主機関を冷却する冷却システムに関する。

船舶の冷却システムとして、特許文献１は、冷却海水系統、冷却清水系統、調整弁制御装置及びインバータ装置等で構成される冷却海水移送ポンプの回転数制御装置を開示する。冷却海水系統は、冷却海水移送ポンプ、冷却海水移送ポンプ駆動モータを備え、冷却海水移送ポンプ駆動モータで冷却海水移送ポンプを駆動して冷却海水を熱交換器に供給する。冷却清水系統は、清水循環配管、清水バイパス配管及び清水温度調整弁を備え、清水循環配管は熱交換器及び船内機器の間で清水を循環する。清水バイパス配管は、熱交換器をバイパスして清水循環配管に接続される。清水温度調整弁は、熱交換器の下流側において、清水循環配管及び清水バイパス配管の接続点に設置され、熱交換器に流す清水の流量及び清水バイパス配管に流す清水の流量を調整する。
調整弁制御装置は、清水温度調整弁及び船内機器間の清水温度に基づき、清水温度調整弁の弁開度を調整することで、船内機器に送る清水の温度を清水目標温度に制御する。

特許文献１において、インバータ制御装置は、清水温度調整弁の弁開度値及び予め設定された弁開度目標値を比較し、弁開度値＞弁開度目標値であれば、冷却海水移送ポンプ用駆動モータの現在の回転数に回転数増加値を加算した操作回転数値を演算する。続いて、インバータ制御装置は、操作回転数値にて冷却海水移送ポンプ駆動モータの回転数を制御する。

特開２００９−２７４４６９号公報

しかし、特許文献１では、清水温度調整弁の弁開度値及び弁開度目標値に基づき操作回転数を演算して、操作回転数値にて冷却海水移送ポンプ駆動モータの回転数を制御しているが、船舶の主機関の負荷変動を直接検出して、冷却海水移動ポンプ駆動モータの回転数を制御しておらず、船舶の主機関の負荷変動に追従して冷却海水移送駆動モータの回転数を速やかに制御できないという問題がある。

本発明は、船舶の主機関の負荷変動である負荷増加に追従して、冷却海水モータの回転数を制御できる船舶の冷却システムを提供することにある。

本発明に係る請求項１は、冷却海水及び清水の間で熱交換して、前記清水を冷却する熱交換器と、前記熱交換器に前記冷却海水を供給する冷却海水ポンプと、前記冷却海水ポンプを駆動する冷却海水モータと、清水目標温度値を予め記憶し、前記冷却海水モータの回転数を制御するモータ制御装置と、前記熱交換器から船舶の主機関に送られる冷却清水、前記主機関から戻される戻し清水を前記熱交換器及び前記主機関の間で循環する清水循環管路と、前記清水循環管路に接続され、前記熱交換器をバイパスする清水バイパス管路と、前記熱交換器から前記主機関に流す前記冷却清水の流量及び前記清水バイパス管路から前記主機関に流す前記戻り清水の流量を調整する清水流量調整弁と、前記清水流量調整弁から前記主機関に流れる送り清水の温度を検出し、清水温度検出値を前記モータ制御装置に出力する清水温度検出器と、前記清水温度検出器の前記清水温度検出値に基づき前記清水流量調整弁の弁開度を制御し、弁開度値を前記モータ制御装置に出力する調整弁制御装置と、前記主機関の負荷を検出し、負荷値を前記モータ制御装置に出力する負荷検出器と、を備え、前記モータ制御装置は、前記清水流量調整弁が前記冷却清水を前記熱交換器から前記主機関に流す弁開度値、及び前記清水温度検出温度が前記清水目標温度値以上であると、前記冷却海水モータを起動して最大回転数未満の始動回転数にて制御し、前記負荷値に基づき単位時間の前記主機関の負荷変動を演算し、前記単位時間での負荷が増加すると、前記冷却海水ポンプの現在の回転数を増加する負荷回転数値を演算し、前記負荷回転数値にて前記冷却海水モータの回転を制御することを特徴とする船舶の冷却システムである。

本発明に係る請求項２は、前記モータ制御装置は、回転数増加値を予め記憶し、前記単位時間での負荷が増加すると、前記冷却海水モータの現在の回転数に前記回転数増加値を加算した負荷回転数値を演算することを特徴とする請求項１に記載の船舶の冷却システムである。

本発明に係る請求項３は、前記モータ制御装置は、前記清水温度検出値が前記清水目標温度値未満であると、前記始動回転数値にて前記冷却海水モータの回転を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶の冷却システムである。

本発明に係る請求項４は、前記モータ制御装置は、前記清水流量調整弁が前記戻り清水の全てを前記清水バイパス配管から前記主機関に流す弁開度値であると、前記冷却海水ポンプの回転を停止することを特徴とする請求項３に記載の船舶の冷却システムである。

本発明に係る請求項１では、負荷検出器は主機関の負荷を検出し、負荷値をモータ制御装置に出力する。モータ制御装置は、負荷値に基づき単位時間の負荷変動を演算し、単位時間での負荷が増加すると、冷却海水モータの現在の回転数を増加する負荷回転数値を演算し、負荷回転数値にて冷却海水モータの回転数を制御する。
これにより、船舶の主機関の負荷変動である負荷増加に追従して、冷却海水モータの回転数を制御でき、冷却海水ポンプで熱交換器に供給する冷却海水の流量も主機関の負荷変動に追従できる。
また、モータ制御装置は、清水流量調整弁が冷却清水を熱交換器から主機関に流す弁開度値、及び清水温度検出値が清水目標温度値以上であると、冷却海水モータを始動して最大回転数未満の始動回転数値で制御するので、熱交換器で清水を冷却する必要のない場合には、冷却海水ポンプの回転を停止できる。

本発明に係る請求項２では、モータ制御装置は予め回転数増加値を予め記憶しているので、負荷回転数値は冷却海水モータの現在の回転数に回転数増加値を加算するだけで算出でき、回転数を速やかに制御できる。

本発明に係る請求項３では、主機関の負荷増加に基づいて、冷却海水モータの現在の回転数を始動回転数値より増加した時、清水温度検出値が清水目標温度未満になると、冷却海水モータを始動回転数値にて制御できるので、適正な回転数にて冷却海水モータの回転数を制御できる。これにより、冷却海水ポンプから熱交換器に供給される冷却海水の流量も適正な流量にできる。

本発明に係る請求項４では、清水温度検出値が清水目標温度値未満であり、清水流量調整弁が戻り清水の全てを清水バイパス管路から主機関に流す弁開度値であると、熱交換器で戻り清水を冷却する必要がなく、冷却海水モータの回転を停止できる。

本発明に係る船舶の冷却システムを示す全体構成図である。

本発明に係る船舶の冷却システムについて、図１を参照して説明する。
図１は本発明に係る船舶の冷却システムを示す全体構成図である。

図１において、船舶の冷却システムＺは、清水を船舶の主機関Ｙに導入して、主機関Ｙを冷却する。
船舶の冷却システムＺは、熱交換器Ａ、冷却海水系統Ｂ、冷却清水系統Ｃ及び冷却制御系統Ｄを含んで構成される。

〈主機関Ｙ〉
主機関Ｙは、例えばディーゼルエンジン、ガスタービンエンジン、蒸気タービンエンジンで構成される。主機関Ｙは、エンジン制御装置等でなるエンジン制御系統（図示しない）に接続され、エンジン制御系統は主機関Ｙに噴射する燃料噴射量を調整して、主機関Ｙの負荷（主力）を制御する。

〈熱交換器Ａ〉
熱交換器Ａは、船外の海水及び清水の間で熱交換して、清水を冷却する。熱交換器Ａは、冷却海水位系統Ｂ及び冷却清水系統Ｃに接続される。

〈冷却海水系統Ｂ〉
冷水海水系統Ｂは、船外の海水を熱交換器Ａに供給し、熱交換器Ａで清水と熱交換した海水を船外に排出する。
冷却海水系統Ｂは、海水管路１、冷却海水ポンプ２及び冷却海水モータ３を備える。

海水管路１は、冷却海水を熱交換器Ａに供給し、熱交換器Ａから海水を排出する。
海水管路１は、海水供給配管１Ａ及び海水排出配管１Ｂで構成される。海水供給配管１Ａは、海水供給口４Ａ及び熱交換器Ａの海水入口Ａ１に接続される。海水排出配管１Ｂは、熱交換器Ａの海水出口Ａ２及び海水排出口４Ｂに接続される。
冷却海水は、海水供給口４Ａから海水供給配管１Ａ、熱交換器Ａ及び海水排出配管１Ｂを通して海水排出口４Ｂに排出される。

冷却海水ポンプ２は、海水供給口４Ａ及び熱交換器Ａの間（熱交換器Ａ上流側）に設置される。
冷却海水ポンプ２は、海水供給口４Ａから海水を吸水して、熱交換器Ａに海水を供給（吐出）する。

冷却海水モータ３は、冷却海水ポンプ２に連結され、冷却海水ポンプ２を駆動する。冷却海水モータ３は、三相交流モータで構成される。

〈冷却清水系統Ｃ〉
冷却清水系統Ｃは、清水を熱交換器Ａ及び主機関Ｙの間で循環する。
冷却清水系統Ｃは、清水循環管路１１、清水バイパス管路１２、清水流量調整弁１３、冷却清水ポンプ１４及び冷却清水モータ１５を備える。

清水循環管路１１は、熱交換器Ａ及び主機関Ｙの間に配管される。清水循環管路１１は、清水送り配管１１Ａ及び清水戻り配管１１Ｂで構成される。
清水送り配管１１Ａは、熱交換器Ａの清水出口Ａ３及び主機関Ｙに接続される。清水戻り配管１１Ｂは、主機関Ｙ及び熱交換器Ａの清水入口Ａ４に接続される。
熱交換器Ａで冷却された清水（以下、「冷却清水」という）は、熱交換器Ａの清水出口Ａ３から清水送り配管１１Ａを通して主機関Ｙに送られる。主機関Ｙから戻される戻り清水（主機関Ｙとの熱交換で加熱された清水）は、清水戻り配管１１Ｂを通して熱交換器Ａの清水入口Ａ４に戻される。

清水バイパス管路１２は、清水循環管路１１に接続され、熱交換器Ａをバイパスする。清水バイパス管路１２は、清水循環管路１１の清水戻り配管１１Ｂから分岐して、清水送り配管１１Ａに接続される。
主機関Ｙから戻される戻り清水は、清水戻り配管１１Ｂから清水バイパス管路１２を通して清水送り配管１１Ａにバイパスされる。

清水流量調整弁１３は、清水送り配管１１Ａ及び清水バイパス管路１２の接続点ＨＴに設置される。
清水流量調整弁１３は、清水循環管路１１の清水送り配管１１Ａを通して、熱交換器Ａ及び主機関Ｙに接続される。清水流量調整弁１３は清水バイパス管路１２に接続される。
清水流量調整弁１３は、熱交換器Ａから主機関Ｙに流す冷却清水の流量及び清水バイパス管路１２から主機関Ｙに流す戻し清水の流量を調整して、主機関Ｙに送る送り清水の温度を清水目標温度値Ｔｐに調整する。

清水流量調整弁１３は、例えば三方口調整弁で構成され、アクチュエータ１３Ａで駆動される弁体（図示しない）を有する。
清水流量調整弁１３は、弁体を駆動して弁開度を調整することで、主機関Ｙに流す冷却清水の流量及び戻し清水の流量を調整する。
清水流量調整弁１３において、弁開度：１００は、戻し清水の全てを清水バイパス管路１２から主機関Ｙに流す弁開度である。弁開度：０は、戻り清水の全てを熱交換器で冷却して、冷却清水（冷却された全ての戻し清水）を熱交換器から主機関Ｙに流す弁開度である。弁開度：０を超え１００未満は、戻し清水の全て又は一部を熱交換器Ａで冷却して、冷却清水（冷却された一部の戻し清水）を熱交換器Ａから主機関Ｙに流し、及び戻し清水の一部を清水バイパス管路１２から主機関Ｙに流す弁開度である。
清水流量調整弁１３から主機関Ｙに流される送り清水は、全て冷却清水、全て戻し清水、又は冷却清水及び戻し清水の混合した清水となる。

冷却清水ポンプ１４は、主機関Ｙ及び清水バイパス管路１２の間で、清水循環管路１１の清水戻り配管１１Ｂに設置される。
冷却清水ポンプ１４は、主機関Ｙから戻り清水を吸水して、熱交換器Ａ側（清水バイパス管路１２側）に戻り清水を吐出（供給）する。

冷却清水モータ１５は、冷却清水ポンプ１４に連結され、冷却清水ポンプ１４を駆動する。冷却清水モータ１５は、三相交流モータで構成する。

〈冷却制御系統Ｄ〉
冷却制御系統Ｄは、冷却海水モータ３の回転数を制御して、冷却海水ポンプ２の供給（吐出）する冷却海水の流量を調整する。
冷却制御系統Ｄは、図１に示すように、負荷検出器５１、清水温度検出器５２、調整弁制御装置５３及びモータ制御装置５４を備える。

負荷検出器５１は、例えばエンジン制御系統（図示しない）に設置され、モータ制御装置５４に接続される。
負荷検出器５１は、主機関Ｙの負荷（出力）を検出し、連続して負荷値Ｆｋ（負荷信号）をモータ制御装置５４に出力する。
負荷検出器５１は、例えば主機関Ｙに噴射する燃料噴射量を負荷として検出する。

清水温度検出器５２は、清水流量調整弁１３及び主機関Ｙの間で、清水送り配管１１Ａに設置される。清水温度検出器５２は、調整弁制御装置５３及びモータ制御装置５４に接続される。
清水温度検出器５２は、主機関Ｙに送られる送り清水の温度を検出し、連続して清水温度検出値Ｔｋ（清水温度検出信号）を調整弁制御装置５３及びモータ制御装置５４に出力する。

調整弁制御装置５３は、清水流量調整弁１３のアクチュエータ１３Ａ及びモータ制御装置５４に接続される。
調整弁制御装置５３は、清水温度検出器５２の清水温度検出値Ｔｋ、及び清水目標温度値Ｔｐに基づき弁開度値Ｋｂを演算する。
調整弁制御装置５３は、弁開度値Ｋｂに基づきアクチュエータ１３Ａを駆動して、清水流量調整弁１３の弁開度を調整する。
調整弁制御装置５３は、弁開度値Ｋｂ（弁開度信号）をモータ制御装置５４に出力する。

モータ制御装置５４は、冷却海水モータ３の回転数を制御する。モータ制御装置５４は、冷却海水モータ３、負荷検出器５１、清水温度検出器５２及び調整弁装置５３に接続され、負荷値Ｆｋ（負荷信号）、清水温度検出値Ｔｋ（清水温度検出信号）及び弁開度値Ｋｂ（弁開度信号）を入力する。

モータ制御装置５４は、ＧＳＰ５０、データ記憶部５５、モータ制御部５６及びＶＶＶＦ制御部５７を備える。

ＧＳＰ（Group Starter Panel）５０は、冷却海水モータを起動する電動機起動器である。

データ記憶部５５は、設定負荷変動率値δ、清水目標温度値Ｔｐ、複数の回転数増加値ｒ１，r２及び始動回転数値ｒｓを記憶する。
設定負荷変動率値δは、単位時間（例えば、５秒）当たりの主機関Ｙの負荷変動率であり、１．０以上で選択され、例えばδ＝１．１に設定する。
清水目標温度値Ｔｐは、例えば４５℃であり、主機関Ｙの仕様に基づき適宜選択される。
各回転数増加値ｒ１，r２（以下、「第一回転数増加値ｒ１，第二回転数増加値ｒ２」という）は、冷却海水モータ３の現在の回転数に加算する回転数値である。各回転数増加値ｒ１，ｒ２は、ｒ１＞ｒ２に設定する。
始動回転数値ｒｓは、冷却海水ポンプ３の最大回転数未満の任意の回転数値であり、例えば最大回転数の半分に設定する。
なお、設定負荷変動率値δ、清水温度目標値Ｔｐ、各回転数増加値ｒ１，ｒ２、及び始動回転数値ｒｓは、船舶の主機関Ｙの仕様（サイズ、出力馬力等）によって適宜選択される。

モータ制御部５６は、ＧＳＰ５０、データ記憶部５５及びＶＶＶＦインバータ部５７に接続される。
モータ制御部５６は、入力部（図示しない）から入力される設定変動率値δ、清水目標温度値Ｔｐ及び各回転数増加値ｒ１，ｒ２を予めデータ記憶部５５に設定（記憶）する。

モータ制御部５６は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit/中央演算処理装置）で構成され、負荷値Ｆｋに基づき単位時間の主機関Ｙの負荷変動を演算する。
モータ制御部５６は、例えば、負荷検出器５１で検出された第一負荷値Ｆｋ１と、単位時間経過後の第二負荷値Ｆｋ２から負荷変動率δ１＝Ｆｋ１/Ｆｋ２を演算する。

モータ制御部５６は、負荷変動率δ１及び設定負荷変動率δを比較し、単位時間での負荷が増加すると、負荷回転数値ｒｐを演算する。なお、単位時間での負荷が増加するとは、負荷変動率δ１＞１．０になることである。
モータ制御部５６は、負荷変動率δ１≧設定負荷変動率δ（δ＝１．１）であると、データ記憶部５５から第一回転数増加値ｒ１を読み出し、冷却海水モータ３の現在の回転数に第一回転数増加値ｒ１を加算した負荷回転数値を演算する。
モータ制御部５６は、設定負荷変動率値δ＞負荷変動率δ１＞１．０であると、データ記憶部５５から第二回転数増加値ｒ２を読み出し、冷却海水モータ３の現在の回転数に第二回転数増加値ｒ２を加算した負荷回転数値ｒｐを演算する。
モータ制御部５６は、負荷回転数値ｒｐをＶＶＶＦ制御部５７に出力する。

モータ制御部５６は、冷却海水ポンプ３の停止中、清水温度検出値Ｔｋ及び清水目標温度値Ｔｐに基づき、清水温度検出温度Ｔｋ≧清水目標温度値Ｔｐ（清水温度検出温度Ｔｋが清水目標温度値Ｔｐ以上）、及び弁開度値Ｋｂ＜１００であると、データ記憶部５５から始動回転数値ｒｓを読み出し、ＶＶＶＦ制御部５７に始動回転数値ｒｓを出力する。
なお、弁開度値Ｋｂ＝１００とは、清水流量調整弁１３が戻り清水の全てを清水バイパス管路１２から主機関Ｙに流す弁開度値である。
また、モータ制御部５６は、ＧＳＰ５０を介して冷却海水モータ３を始動する。

モータ制御部５６は、冷却海水モータ３の回転中において、清水温度検出値Ｔｋ及び清水目標温度値Ｔｐに基づき、清水温度検出温度Ｔｋ＜清水目標温度値Ｔｐであると、データ記憶部５５から始動回転数値ｒｓを読み出し、ＶＶＶＦ制御部５７に始動回転数値ｒｓを出力する。

モータ制御部５６は、弁開度値Ｋｂに基づき、Ｋｂ＝１００であると、ＶＶＶＦ制御部５７に回転数：０（零）を出力する。
弁開度Ｋｂ＝１００とは、清水流量調整弁１３が戻り清水の全てを清水バイパス管路１２から主機関Ｙに流す弁開度である。

ＶＶＶＦ制御部５７は、始動回転数値ｒｓ、負荷回転数値ｒｐを入力して、始動回転数値ｒｓ又は負荷回転数値ｒｐにて冷却海水モータ３を駆動制御する。
ＶＶＶＦ制御部５７は、回転数：０（零）を入力すると、冷却海水モータ３の回転を停止する。
ＶＶＶＦ制御部５７（Variable Voltage Variable Frequency controller）は、モータ制御５６に接続され、コンバータ部及びインバータ部（図示しない）で構成される。コンバータ部は配電盤（図示しない）からの交流電流を目標電圧の直流電流に変換し、インバータ部は直流電流を目標周波数の三相交流電流に変換する。

次に、船舶の冷却システムＺで実行する冷却海水モータ３の回転数制御について、図１を参照して説明する。
なお、説明の便宜上、冷却海水モータ３及びＶＶＶＦ制御部５７は停止しているものとする。また、冷却清水ポンプ１４は一定科回転数で制御される冷却清水モータ１５で駆動され、一定流量の清水を吐出しているものとする。更に、船舶の主機関Ｙは駆動しているものとする。

冷却制御系統Ｄにおいて、調整弁制御装置５３は、清水温度検出温度Ｔｋ及び清水目標温度値Ｔｐに基づき弁開度値Ｋｂを演算し、弁開度値Ｋｂにてアクチュエータ１３Ａ（弁体）を駆動して、清水流量調整弁１３の弁開度を調整する。
このように、調整弁制御装置５３は、順次、清水流量調整弁１３の弁開度を調整して、送り清水の温度を清水目標温度値Ｔｐに制御する。
調整弁制御装置５３は、弁開度値Ｋｂを演算すると、順次、弁開度値Ｋｂ（弁開度信号）をモータ制御装置５４（モータ制御部５６）に出力する。

負荷検出器５１は、主機関Ｙの負荷（出力）を検出して、順次、負荷値Ｆｋをモータ制御装置５４（モータ制御部５６）に出力する。

清水温度検出器５２は、送り清水の温度を検出して、順次、清水温度検出値Ｔｋ（清水温度検出信号）をモータ制御装置５４（モータ制御部５６）に出力する。

モータ制御装置５４において、モータ制御部５６は、清水温度検出値Ｔｋ及び弁開度値Ｋｂを入力して、清水温度検出値Ｔｋ≧清水目標温度値Ｔｐ、及び弁開度値Ｋｂ＜１００であると、ＶＶＶＦ制御部５７を始動する。
また、モータ制御部５６は、始動回転数値ｒｓをＶＶＶＦ制御部５７に出力し、冷却海水モータ１５を始動する。

ＶＶＶＦ制御部５７は、始動回転数値ｒｓにて冷却海水モータ３を制御する。
これにより、冷却海水ポンプ２は、冷却海水モータ３で駆動され、船外の海水を熱交換器Ａに供給する。冷却海水ポンプ２は、始動回転数値ｒｓに応じた流量の海水を熱交換器Ａに供給する。
なお、モータ制御部５６は、清水温度検出値Ｔｋ＜清水温度目標値Ｔｐ、又は弁開度値Ｋｂ＝１００であると、ＶＶＶＦ制御部５７及び冷却海水モータ３を始動しない。
これは、送り清水の温度が清水目標温度値Ｔｐ未満となっているからである。また、弁開度値Ｋｂ＝１００では戻り清水の全てが清水バイパス管路１２から主機関Ｙに流れ、熱交換器Ａで戻り清水を冷却する必要がないからである。

続いて、モータ制御部５６は、冷却海水モータ３の現在の回転数が最大回転数未満であると、負荷値Ｆｋに基づき単位時間の負荷変動率δ１を演算する。
モータ制御部５６は、負荷値Ｋｂに基づき単位時間の負荷変動率値δ１を演算し、負荷変動率値δ１及び設定負荷変動率値δを比較する。
モータ制御部５６は、負荷変動率値δ１＞１．０である（負荷が増加する）と、負荷回転数値ｒｐを演算する。
このとき、モータ制御部５６は、負荷変動率値δ１＞設定負荷変動率値δ（例えばδ＝１．１）であると、冷却海水モータ３の現在の回転数に第一回転数増加値ｒ１を加算した負荷回転数値ｒｐを演算する。また、モータ制御部５６は、設定負荷変動率値δ（例えばδ＝１．１）＞負荷変動率値δ１＞１．０であると、冷却海水モータ３の現在の回転数に第二回転数増加値ｒ２を加算した負荷回転数値ｒ２を演算する。
モータ制御部５６は、負荷回転数値ｒｐを演算すると、負荷回転数値ｒｐをＶＶＶＦ制御部５７に出力する。

ＶＶＶＦ制御部５７は、負荷回転数値ｒｐを入力すると、負荷回転数値ｒｐにて冷却回数モータ３の回転数を制御する。
冷却海水ポンプ２は、負荷変動に基づく冷却海水モータ３の負荷回転数値ｒｐに応じた流量の冷却海水を熱交換器Ａに供給（吐出）する。
これにより、モータ制御装置５４は、主機関Ｙの負荷変動である負荷増加に応じて、冷却海水ポンプ２から熱交換器Ａに供給（吐出）する海水の流量を調整する。

一方、モータ制御部５６は、冷却海水モータ３の回転中、清水温度検出値Ｔｒ＜清水目標温度値Ｔｐであると、ＶＶＶＦ制御部５７に始動回転数値ｒｓを出力する。
なお、清水温度検出値Ｔｒが清水目標温度値Ｔｐ以上であると、海水で戻り清水を冷却する必要があるので、モータ制御部５６は、冷却海水モータ３の現在の回転数を始動回転数値ｒｓにしない。

ＶＶＶＦ制御部５７は、冷却海水モータ３の回転中、始動回転数値ｒｓを入力すると、始動回転数値ｒｓにて冷却海水モータ３の回転数を制御する。
これは、主機関Ｙの負荷増加に基づいて、冷却海水モータ３の現在の回転数を始動回転数値ｒｓより増加した時、清水温度検出温度値Ｔｒが清水目標温度値Ｔｐ未満になると、戻り清水を積極的に海水で冷却する必要がないからである。
なお、ＶＶＶＦ制御部５７は、冷却海水モータ３の運転中、始動回転数値ｒｓを入力しないと、冷却海水モータ３の回転数を現在の回転数にて制御する。

更に、モータ制御部５６は、冷却海水モータ３の回転中、清水温度検出値Ｔｒ＜清水目標温度値Ｔｐであり、弁開度値Ｋｂ＝１００であると、回転数値：０（零）をＶＶＶＦ制御部５７に出力する。

ＶＶＶＦ制御部５７は、冷却海水モータ３の回転中、回転数値：０（零）を入力すると、回転数値：０（零）にて冷却海水モータ３の回転数を制御し、冷却海水モータ３の回転を停止する。
これにより、冷却海水ポンプ２は、停止され、船外の海水を熱交換器Ａに供給（吐出）しない。
これは、清水流量調整弁１３の弁開度値Ｋｂ＝１００であると、主機関Ｙから戻される戻り清水全ては、熱交換器Ａをバイパスして、清水バイパス管路１２から主機関Ｙに流れるので、船外の海水で戻り清水を冷却する必要がなくなるからである。

船舶の冷却システムＺでは、設定負荷変動率値δ及び負荷変動率値δ１に基づき主機関Ｙの負荷増加を演算しているが、これに限定されず、例えば短時間の負荷値を減算して負荷変動差値を演算し、設定負荷変動差値との比較によって負荷増加を演算する構成も採用できる。
具体的に説明すると、モータ制御部５６は、設定負荷変動差値τをデータ記憶部５５に予め記憶する。設定負荷変動差値τは、第一及び第二負荷値を減算した差であって、例えば０を超える値（例えばτ＝５）に設定する。
モータ制御部５６は、単位時間での第一及び第二負荷値を減算して負荷変動差値τ１を演算し、負荷変動差値τ１及び設定負荷変動差値τを比較する。
モータ制御部５６は、負荷変動差値τ１＞０（零）であると、単位時間での負荷が増加であると判断する。
続いて、モータ制御部５６は、負荷変動差値τ１＞設定負荷変動差値τであると、冷却海水モータ３の現在の回転数に第一回転数増加値ｒ１を加算した負荷回転数値ｒｐを演算する。また、モータ制御部５６は、設定負荷変動差値τ＞負荷変動差値τ１＞０（零）であると、冷却海水モータ３の現在の回転数に第二回転数増加値ｒ２を加算した負荷回転数値ｒｐを演算する。

船舶の冷却システムＺは、冷却海水モータ３の現在の回転数に第一又は第二回転数増加値ｒ１，ｒ２を加算して負荷回転数値ｒｐを演算する構成について説明したが、これに限定されない。

船舶の冷却システムＺでは、モータ制御装置５４に表示装置６１を接続して、冷却海水モータ３の回転数等を表示装置６１に表示する構成も採用できる。

本発明は、船舶の主機関を冷却するのに最適である。

Ｚ 船舶の冷却システム
Ｙ 船舶の主機関
Ａ 熱交換器
２ 冷却海水ポンプ
３ 冷却海水モータ
１１ 清水循環管路
１２ 清水バイパス管路
１３ 清水流量調整弁
５１ 負荷検出器
５２ 清水温度検出器
５３ 調整弁制御装置
５４ モータ制御装置

Claims (4)

1. 冷却海水及び清水の間で熱交換して、前記清水を冷却する熱交換器と、
   前記熱交換器に前記冷却海水を供給する冷却海水ポンプと、
   前記冷却海水ポンプを駆動する冷却海水モータと、
   清水目標温度値を予め記憶し、前記冷却海水モータの回転数を制御するモータ制御装置と、
   前記熱交換器から船舶の主機関に送られる冷却清水、前記主機関から戻される戻り清水を前記熱交換器及び前記主機関の間で循環する清水循環管路と、
   前記清水循環配管に接続され、前記熱交換器をバイパスする清水バイパス管路と、
   前記熱交換器から前記主機関に流す前記冷却清水の流量及び前記清水バイパス管路から前記主機関に流す前記戻し清水の流量を調整する清水流量調整弁と、
   前記清水流量調整弁から前記主機関に流れる送り清水の温度を検出し、清水温度検出値を前記モータ制御装置に出力する清水温度検出器と、
   前記清水温度検出器の前記清水温度検出値に基づき前記清水流量調整弁の弁開度を制御し、弁開度値を前記モータ制御装置に出力する調整弁制御装置と、
   前記主機関の負荷を検出し、負荷値を前記モータ制御装置に出力する負荷検出器と、
   を備え、
   前記モータ制御装置は、
   前記清水流量調整弁が前記冷却清水を前記熱交換器から前記主機関に流す弁開度値、及び前記清水温度検出値が前記清水目標温度値以上であると、前記冷却海水モータを起動して最大回転数未満の始動回転数にて制御し、
   前記負荷値に基づき単位時間の前記主機関の負荷変動を演算し、前記単位時間での前記負荷変動が増加すると、現在の回転数を増加する負荷回転数値を演算し、前記負荷回転数値にて前記冷却海水モータの回転数を制御する
   ことを特徴とする船舶の冷却システム。
2. 前記モータ制御装置は、
   回転数増加値を予め記憶し、
   前記単位時間での前記負荷が増加すると、前記冷却海水モータの現在の回転数に前記回転数増加値を加算した負荷回転数値を演算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の冷却システム。
3. 前記モータ制御装置は、
   前記清水温度検出温度が前記清水目標温度値未満であると、
   前記始動回転数にて前記冷却海水モータの回転数を制御する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶の冷却システム。
4. 前記モータ制御装置は、
   前記清水流量制御弁が前記戻り清水の全てを前記清流バイパス配管から前記主機関に流す弁開度値であると、
   前記冷却海水ポンプの回転を停止する
   ことを特徴とする請求項３に記載の船舶の冷却システム。

Images