JP2018514459A - 船舶の推進効果を制御する装置および方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、可能な限り効率的に燃料を使用することができるように、船舶の速度および燃料消費量を制御する装置である。その制御は、船舶の推進効果を変化させることによって行われる。本発明は、速度および燃料消費量の両方を別々の入力装置を介して入力することを特徴とする。本発明は、実際の燃料消費量が、入力された最大燃料消費量より少ない限り、船舶の速度が、所望の値に制御されることをさらに特徴とする。そうでない場合、推進効果は、最大燃料消費量を超えないように制御される。本発明は、船舶用のあらゆるタイプの推進システムに使用することができる。

Description

本発明は、請求項1のプリアンブルに記載の船舶の推進効果を制御する装置に関する。さらに、本発明は、船舶の推進効果を制御する方法に関する。さらに、本発明は制御ユニットに関する。

海運業において、燃料コストは、総運営コストの大部分を占める。燃料を節約するために、現在の趨勢は、船舶を設計条件より低速で、低い推進効果で運航することを意味する「減速運航」に向かっている。趨勢は、また、船舶の運航をより良く制御することを船主が探求する方向にある。

本明細書に示される本発明は、一方で、目的地に時間通りに到着するために必要な速度を定めることを可能にし、同時に、必要な速度を保持することができないような天候または積載状態のときには、最大燃料消費量を自動的に抑制することを可能にするような解決策を提供する。

船舶を一定速度に制御するシステムは、通常、複雑な自動船位保持装置、すなわち「DPシステム」の一部として、長年にわたって市販されている。このシステムは、静止から最大速度までの速度、および位置を、高い精度で設定し得ることを可能にする。このシステムは、極めて高価であり、追加の推進器を必要とする。

市場には、また、いわゆるETAシステム(ETAパイロット)も存在し、このシステムは、所定の時刻に到着するためにはいかなる速度を船舶が保持する必要があるかを計算する。しばしば、このシステムは航法システムに連結され、それにより現ルートの各区間に対してコースおよび速度を設定することができる。その場合、ETAシステムは、主推進器用の制御システムを介して船舶の速度を制御する。

航法システムに連結することなく、通常の速度範囲内で船の速度を制御することだけがそれによって可能になる、より簡単なシステムは、市販されていないと見られる。

燃料消費量を測定し乗組員に示すシステムは、普及しているが、所定の燃料消費量に向けて制御するシステムも、やはり市販されていないと見られる。

本明細書に記載の本発明の目的は、特定の到着時間を考慮する必要があり、同時に燃料消費量が許容値を超過することを防止することが望まれる、固定式または可変式推進器を有する船舶の運航を容易にすることである。本発明の独自性は、本発明が、同時に、個別の入力装置を介して、要求速度および要求燃料消費量を乗組員および/または船主が設定することを可能にし、その後、船舶の推進効果を、最小の燃料消費量を生じるものに向けて制御することにある。

現行設定点値は、航法データおよび最大運送費の計算から設定することができる。

本発明は、2つの別々の設定点値、すなわち所望の速度に関する設定点値および最大燃料消費量に関する設定点値が存在するように成されている。どちらの設定点値を適用するかの選択は、実際の燃料消費量を最大燃料消費量の設定点値と比較することによって行われる。実際の燃料消費量が最大燃料消費量以上であれば、船舶の推進効果は燃料消費量に基づいて制御される。実際の燃料消費量が要求最大燃料消費量未満であれば、推進効果は、要求速度が維持されるように制御される。

本発明による装置からの出力信号は、船舶の推進システムへの設定点値である。設定点値は、直接または間接的に、船舶の推進効果に作用する。

推進力および速度を変化させると、航海の総燃料消費量が増加する結果になる。たとえば上記の本発明を用いる推進力の自動制御によって、たとえば海の悪条件に際し、不必要な推進効果の突出を回避することもできる。

典型的な制御パネルの図である。 制御論理回路の線図である。 一実施形態の構成図である。

全般的に、本機能は、マイクロプロセッサに基づく制御システム(3)によって実現される。例としては、固定式推進器を有するシステムを開示するが、船舶の推進原理に関係なく、システムを同様に実現することができる。

図3
3.1 ユーザボード
3.2 電子ユニット
3.3 主エンジンのエンジン調速機
3.4 主エンジン
3.5 推進器

本システムは、ブリッジのユーザボード3.1から操作される。このユーザボードから、要求速度および要求燃料消費量をシステムに入力することができる。ユーザボードは、実際の値および設定点値を示し、かつシステムを始動し停止するための表示器および制御ユニットをさらに備える。所望の速度および最大燃料消費量の要求設定点値は、それら要求設定点値を実際の指示値と比較する電子ユニット3.2に送られる。どちらのレギュレータを使用するかの選択、すなわち速度か燃料消費量かは、実際の燃料消費量を設定最大燃料消費量と比較することによって行われる。

実際の燃料消費量は、容積流量センサまたは質量流量センサを使用する技法などの測定技法によって測定することができる。燃料消費量は、燃料ポンプの押退け量および回転速度などの他のセンサからの計算に基づく推定燃料消費量から得ることもできる。計算は、主エンジンの燃料消費量の一部を占める潮流作用に基づくこともできる。出力は、エンジン速度と共に、ポンプのロッド位置、最高圧力測定、またはトルクの測定によって推定することができる。

推進効果は、推進器3.5効果に対応し、主エンジンのエンジン調速機に送られる有効レギュレータからの出力信号によって制御される。

電子ユニット3.2または制御ユニットは、船舶の推進効果を制御する装置の一部であり得、むしろそれを構成しているとしてもよい。その装置は、主エンジン3.4のエンジン速度を制御するエンジン調速機に信号を送ることによって、推進効果を制御することができる。

非限定的例として、推進効果の制御は、シャフト作用に基づいてもよく、その場合、所望のシャフト作用が設定点値になり、たとえば、その設定点値は、予め定められ固定されたステップとして与えてもよく、任意選択で、設定点値は、連続的に可変でもよい。実際の値は、シャフト作用またはシャフトの推定推進効果によって示される。

たとえば、電子ユニット3.2または制御ユニットは、図2に示される制御論理回路のような制御論理回路を備え得る。

速度の設定点値は、図1に示されるように、第1のレギュレータ1または第1の入力装置を介して入力することができる。同様に、図1は第2のレギュレータ2または第2の入力装置を示し、その第2のレギュレータまたは第2の入力装置によって、最大燃料消費量、すなわち最大の許容される燃料消費量の設定点値を入力することができる。レギュレータ1、2は、図1では、それぞれの設定点値を設定するために回転させることができるノブとして示される。レギュレータは、また、たとえばレバー、タッチスクリーン、または他のタイプの制御手段のような、他の方式で設計することもできる。どのように制御手段を設計するかに関係なく、制御手段は、2つの設定点値、すなわち速度と燃料消費量との設定点値をそれぞれ別々に入力することが可能であることが好ましい。

本発明は、さらに、船舶の推進効果を制御する方法に関する。その方法は、第1のレギュレータから速度の設定点値を読み取るステップと、第2のレギュレータから燃料消費量の設定点値を読み取るステップと、最小の燃料消費量を生じるような設定点値に対して推進効果を制御するステップとを含む。

任意選択で、その方法は、速度の設定点値に対して制御することによって得られる実際の燃料消費量を、燃料消費量の設定点値に対して制御することによって得られる実際の燃料消費量と比較するステップをさらに含み得る。

本発明は、以下の態様のいずれか1つによって具現することができる。

船舶の推進効果を制御する装置において、2つの別々の設定点値、すなわち要求速度および最大燃料消費量によって入力が行われ、最小の燃料消費量を生じるものに対して制御が行われることを特徴とする装置。

速度の設定点値が、レギュレータを介して、船舶の推進効果を制御することによって船舶の速度を制御し、推進効果の制御が、主エンジンに直接行われ得、または他のシステムを介して間接的に行われ得ることを特徴とする、態様1による装置。

燃料消費量の設定点値が、レギュレータを介して、船舶の推進効果を制御することによって船舶の燃料消費量を制御し、推進効果の制御が、主エンジンに直接行われ得、または他のシステムを介して間接的に行われ得ることを特徴とする、態様1による装置。

態様1、2および3による装置は、いかなるタイプの推進原理を用いる船舶にも使用することができる。

さらに、本発明の実施形態は、速度と燃料消費量との両方を別々の入力装置を介して入力することができると説明することができる。船舶の速度は、実際の燃料消費量が、入力された最大燃料消費量より少ない限り、所望の値に制御される。そうでない場合には、推進効果は、最大燃料消費量を超えないように制御される。

本発明は、船舶用のあらゆるタイプの推進システムに使用することができる。

1 第1のレギュレータまたは第1の入力装置
2 第2のレギュレータまたは第2の入力装置
3.1 ユーザボード
3.2 電子ユニット
3.3 主エンジンのエンジン調速機
3.4 主エンジン
3.5 推進器

Claims (9)

1. 船舶の推進効果を制御する装置において、2つの別々の設定点値、すなわち速度に関する1つの設定点値および最大燃料消費量に関する1つの設定点値によって入力が行われ、最小の燃料消費量を生じる前記設定点値に対して制御が行われることを特徴とする装置。
2. 速度の前記設定点値が、レギュレータを介して、前記船舶の前記推進効果を制御することによって前記船舶の速度を制御することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
3. 燃料消費量の前記設定点値が、レギュレータを介して、前記船舶の前記推進効果を制御することによって前記船舶の燃料消費量を制御することを特徴とする、請求項1または2に記載の装置。
4. 前記推進効果の前記制御を、直接、主機によって行うことができることを特徴とする、請求項2または3に記載の装置。
5. 前記推進効果の前記制御を、間接的に別のシステムを介して行うことができることを特徴とする、請求項2または3に記載の装置。
6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の装置を備える船舶。
7. 船舶の推進効果を制御する方法であって、
   - 第1のレギュレータから速度の設定点値を読み取るステップと、
   - 第2のレギュレータから燃料消費量の設定点値を読み取るステップと、
   - 最小の燃料消費量を生じる前記設定点値に対して前記推進効果を制御するステップと
   を含む方法。
8. 速度の前記設定点値に対して制御することによって得られる実際の燃料消費量を、燃料消費量の前記設定点値に対して制御することによって得られる実際の燃料消費量と比較するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
9. 請求項7または8に記載の方法の全てのステップを実施するように適合された、好ましくは電子制御ユニットである制御ユニット。