JP4446992B2 - 舶用主機タービンのアイドリング方法とその装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＮＧ船などに用いられる舶用主機蒸気タービン（以下、主機タービンともいう）を主に出航直前に暖機して、出航時や増速時に主機タービンを円滑に駆動するためのアイドリング方法とアイドリング装置に関する。いいかえれば、本船の就航直前に行う主機タービンの暖機運転方法と暖機運転装置に関する。

この種の舶用主機タービンでは、停泊時に主機タービンの運転を長時間停止することによってタービンロータが変形するおそれがあることから、この変形を防止するため、スピニング装置が装備されている。ただし、このスピニング装置は、あくまでタービンロータの変形防止を目的とした前後進繰り返し運転を自動的に行う装置で、図７に示すように一般的にタイマーにより一定時間間隔(通常は３分ピッチ）で前後進運転を繰り返す制御方法を実施するものであり、オートスピニングと称している。このオートスピニングによれば、蒸気タービンの入り口に設けられている前進・後進用操縦弁がシーケンシャルに切り換えられ、交互に開閉される。

したがって、オートスピニングでは、特に後進側の低圧タービンに蒸気が流入したのち、操縦弁が切り換わって前進側の高圧タービンに蒸気が流入するまでの、約３分間は高圧タービンには蒸気が流入しない。このため、オートスピニングだけではタービンロータの変形防止は図られても、暖機効果が十分に得られるとは限らない。

そこで、出港直前(通常は１〜２時間前）には、主蒸気管を通してある程度の蒸気を主機タービンへ流入させ、蒸気配管およびタービン本体を暖めておく必要がある。したがって、従来は、オペレータが主機タービンに蒸気を流入し、ごく低速(通常、回転数が１０rpm以下）にてプロペラを正逆に回転させ、前進と後進運転を交互に繰り返し行っている。これをマニュアルスピニング(手動スピニング）と称しているが、この操縦にはオペレータの熟練した技量を必要とするうえ、長時間に亘ってオペレータはスイッチの切り換え操作を緊張感の下で繰り返さなければならず、オペレータにかかる労力負担が多大である。
＊ところで先行技術として、主機タービンのケーシングの内側と外側との温度差が設定温度差よりも大きい場合は、主機タービンの出力に対する増速時間を長くし、その温度差が小さくなるに連れて主機タービンの出力に対する増速時間を短くしたタイムスケジュールを作成し、実測した主機タービンの内側と外側の温度差に応じて前記タイムスケジュールを選択して主機タービンの出力と増速時間とを制御することによって、蒸気タービン船を停泊状態から出航するときの増速時に、振動等を抑制して安定した増速を可能にする主機タービンの増速方法が提案されている(例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１４６８７０号公報(４頁・６頁および図４）

しかしながら、上記特許文献１に記載の主機タービンの増速方法は、タービンケーシングの内外で温度差が生じている場合において、出航時に軸振動等を抑制して増速する方法に関するものであり、本発明が対象とする出航直前に主機タービンを暖機運転して本船の出航時や増速時に主機タービンを十分に暖機し軸振動が生じないようにするという、課題を解決するものではない。いいかえれば、本発明は、従来、熟練したオペレータにより行われているマニュアルスピニングに比べ、自動的にしかも安全性が向上して時間短縮も図れ、誰にでも容易に主機タービンの暖機運転ができるようにすることを目的としている。

そこで、上記の課題を解決するために本発明にかかる舶用主機タービンのアイドリング方法は、1)主機タービンの前進用タービンと後進用タービンとへ蒸気を供給する操縦弁を前進側と後進側について、それぞれ徐々に開放して所定の弁開度に達するとその所定の弁開度に一定時間を保ったのち又は保つことなく徐々に閉鎖する操作・制御を、前進側と後進側とで一定ピッチ（一定の時間間隔）にて交互に繰り返すこと、2)前記操縦弁の前記所定の弁開度を、プロペラ軸の回転数が設定回転数（アイドリング許容最大回転数）を超えないように規制することの２つの条件を満たすように操作・制御することを特徴とする。

上記構成を有する本発明にかかる舶用主機タービンのアイドリング方法によれば、従来のオートスピニングに比べて前進側と後進側とで切り換えるピッチ（時間間隔）を大幅に短縮しており、前進側と後進側とで操縦弁を交互に短時間で開放することにより、蒸気をタービンロータのブレーキとして使用できるから、各タービンに流入可能な蒸気流量が増加する。この結果、ボイラー温度が上昇し、主機タービンの暖機効果が向上する。

請求項２に記載のように、前記ピッチが２５秒〜６０秒であり、前記設定回転数が１０rpmであってもよい。

このようにすれば、前進側と後進側とで切り換えるピッチが従来は３分前後であったものが、１／３〜１／６以上に短縮されるので、蒸気をタービン内に流入することによるブレーキ効果が有効に発揮され、各タービン内に流入する蒸気流量を大幅に増加でき、暖機効果を必要かつ十分に向上できる。

請求項３に記載のように、前進側についての前記操縦弁の開放操作・制御で前記プロペラ軸の回転数が前記設定回転数を超えるときには、次回の前進側および後進側の前記所定の弁開度を２％ずつ自動的に絞られるようにすることができる。なお、一連のアイドリング方法が終了した時には、弁開度を絞った分は元の弁開度(初期設定値）にリセットされる。

このようにすれば、潮流等の外乱要因によってプロペラ軸の回転数が上昇してアイドリング許容最大回転数を超えた時には、次回よりプロペラ軸の回転数が下がっていく。ただし、前記所定の弁開度を２％絞っても前記設定回転数を超える場合には、次回よりさらに２％弁開度を絞る。つまり、前記設定回転数を超えないように、２％ずつ弁開度を絞っていくことができる。

請求項４に記載のように、前進側についての前記操縦弁の開放操作・制御で前記プロペラ軸の回転数が前記設定回転数を超えるときには、次回からあらかじめ設定した回数(例えば１０回）だけ前進側と後進側とで切り換えるピッチ（時間間隔）を１０〜２０％延長されるようにすることができる。なお、設定した回数のアイドリングが終了した時には、ピッチを延長した分は元のピッチに戻される(本請求項のアイドリング方法では、２モードの前後進切り換えピッチを持つことになる。）。

このようにすれば、潮流等の外乱要因によってプロペラ軸の回転数が上昇して前記設定回転数を超えた時には、次回よりプロペラ軸の回転数が下がる。設定した回数のアイドリングが終了後、元のピッチに戻した場合に、その時点でもプロペラ軸の回転数が前記設定回転数を超える時には、同じように次回サイクルからあらかじめ設定した回数はピッチを延長してアイドリングを行う。

請求項５に記載のように、高圧タービン車室内側または高圧タービン蒸気室内側の蒸気温度が所定温度まで上昇したときに、前進側と後進側とで切り換えるピッチ（時間間隔）を延長するようにしてもよい。

このようにすれば、直接的に暖機状態を監視することができ、必要以上の蒸気を消費することなく効率的に暖機効果を得ることができる。

上記の課題を解決するために本発明にかかる舶用主機タービンのアイドリング装置は、主機タービンの前進用タービンと後進用タービンとへ蒸気を供給する操縦弁を、下記の1)および2)の手段に従って自動的に操作する制御手段およびプロペラ軸の回転数検知手段とを具備することを特徴とする。1)前記操縦弁を前進側と後進側について、それぞれ所定の弁開度に達するまで徐々に開放し、その所定の弁開度にて一定時間を保ったのち又は保つことなく徐々に閉鎖する弁操作・制御を、前進側と後進側とで一定ピッチにて交互に繰り返す手段、2)前記プロペラ軸回転数検知手段にて同回転数を検知し、前記操縦弁の前記所定の弁開度をプロペラ軸の回転数が設定回転数（アイドリング許容最大回転数）を超えない開度に規制する手段。

このように構成することにより、従来は熟練したオペレータにより手動で行われていたアイドリング運転が自動的に行われ、容易に主機タービンの暖機運転を行うことができる。

請求項７に記載のように、前記ピッチを２５秒〜６０秒とし、前記設定回転数を１０rpmとすることができる。

このように操縦弁の開閉を繰り返すピッチを短く設定することで、タービン内に流入させる蒸気をロータの回転を抑制するブレーキとして有効に作用させられるから、タービン内等を暖めるのに十分な量の蒸気を流入できる。しかも、プロペラ軸の回転数を常時検知し、操縦弁の開度を前記設定回転数を超えないように規制しているので、アイドリング作業時に停泊中の本船が前後進するおそれがなく、安全性が高い。

請求項８に記載のように、前記制御手段が、前進側についての前記操縦弁の開放操作で前記プロペラ軸が前記設定回転数を超えるときには、次回から前進側および後進側の前記弁開度を２％ずつ絞る手段を備えることができる。

このように構成すれば、プロペラ軸の回転数が前記設定回転数を超えることがあったとしても、次回に操縦弁を開放する際には弁開度が自動的に２％絞られ、２％絞られても前記設定回転数を超えると、次回にはさらに２％絞られ、以降段階的に絞られるから、プロペラ軸の回転数が前記設定回転数を超えることがない。

請求項９に記載のように、前記制御手段が、前進側についての前記操縦弁の開放操作で前記プロペラ軸の回転数が設定回転数であるアイドリング許容最大回転数を超えるときには、次回から設定した回数だけ前進側と後進側とで切り換えるピッチ（時間間隔）を１０〜２０％延長する手段を備えることができる。

このように構成すれば、プロペラ軸の回転数が前記設定回転数を超えることがあったとしても、次回に操縦弁を開放するまでの時間間隔（ピッチ）が延長されるから、請求項７と同様に、プロペラ軸の回転数が前記設定回転数を超えることがない。

請求項１０に記載のように、高圧タービン車室内側または高圧タービン蒸気室内側の温度が所定温度まで上昇したときに、前進側と後進側とで切り換えるピッチ（時間間隔）を延長する手段を備えることができる。

このように構成すれば、直接的に暖機状態を監視することができ、必要以上の蒸気を消費することなく効率的に暖機効果を得ることができる。

本発明にかかる舶用主機タービンのアイドリング方法および同アイドリング装置には、次のような優れた効果ある。

・オートスピニング運転に比べてピッチを短くし蒸気によるブレーキ作用をタービンロータに対し働かせられるので、タービン内への蒸気流入量を増大できタービンの暖機効果が大幅に向上する。

・プロペラ軸の回転数を検知し回転数の上昇に応じてアイドリングのピッチ、操縦弁開度などを自動的に制御できるので、潮流などの影響でプロペラ軸の回転上昇率が変化するなどしても許容最大回転数を超えることなく、自動的なアイドリング（オートアイドリング）運転が可能になって、安全により安定した暖機状態を得ることができる。

以下、本発明にかかる主機タービンのアイドリング装置について実施の形態を図面に基づいて説明し、併せてアイドリング方法についても説明する。

図１は本発明の実施例にかかる主機タービンのアイドリング装置を示す系統図である。

図１に示すように、主機タービン１は、本例では高圧タービン２とこの高圧タービン２の排気蒸気を回収する低圧タービン３とからなり、低圧タービン３には後進用タービン４が一体に連結されている。高圧タービン２および低圧タ−ビン３はそれぞれ減速機５に接続され、この減速機５を介してプロペラ軸６が回転駆動される。また、主ボイラ８からは主蒸気が、主機タービン１の入口側に設けられた操縦弁７に主蒸気供給ライン９を通って供給される。操縦弁７は前進用操縦弁７ａと後進用操縦弁７ｂとからなり、前進用操縦弁７ａは前進用蒸気供給ライン１０により高圧タービン２に、後進用操縦弁７ｂは後進用蒸気供給ライン１１により後進用タービン４にそれぞれ接続されている。さらに、高圧タービン２は排気蒸気供給ライン１２により低圧タービン３に接続されている。また、低圧タービン３の排気口および後進用タービン４の排気口は、各蒸気排気ライン１３、１４によりそれぞれ主復水器１５に接続されている。

本発明の特徴部分である主機タービン１のアイドリング装置２０は、上記操縦弁７の開閉を制御する制御装置としてのタービンリモコン２１を備えており、このタービンリモコン２１が操縦弁７に接続されている。また、プロペラ軸６には回転数検知手段２２が配備されており、この回転数検知手段２２からプロペラ軸６の回転数信号が信号入力ライン２３にてタービンリモコン２１に入力される。

タービンリモコン２１には、複数種類の制御パターンが組み込まれている。それらの制御パターンについて、以下に具体的に説明する。

図２は制御パターン（１）の一例を示すもので、前半部分が従来のオートスピニングによる主蒸気温度・高圧タービン蒸気室内の蒸気温度・タービンケーシング内側温度・タービンケーシング外側温度およびプロペラ軸回転数を示すグラフで、中間部分から後半部分が本発明のアイドリング方法による主蒸気温度・高圧タービン蒸気室内の蒸気温度・タービンケーシング内側温度・タービンケーシング外側温度およびプロペラ軸回転数を示すグラフである。図３は図２の制御パターンの一部を拡大して示すもので、通常のオートスピニング運転と設定値を共通にした際の、前後進側操縦弁の開閉状態とプロペラ軸の回転数を縦軸とし横軸の時間との関係で示すグラフである。図４は制御パターン（２）の一例を示すもので、前後進側操縦弁の開閉状態とプロペラ軸の回転数を縦軸とし横軸の時間との関係で示すグラフである。図５は制御パターン（３）の一例を示すもので、前後進側操縦弁の開閉状態とプロペラ軸の回転数を縦軸とし横軸の時間との関係で示すグラフである。図６は制御パターン（４）の一例を示すもので、前後進側操縦弁の開閉状態とプロペラ軸の回転数を縦軸とし横軸の時間との関係で示すグラフである。

Ａ：制御パターン（１）は図２のように最も基本的な制御パターンを表すものである。すなわち、従来のオートスピニング（図７参照）におけるピッチを、約３分(１７１秒)間隔から大幅に短縮し、例えば２５秒間隔にしている。本例の場合は、操縦弁７の前進側７ａと後進側７ｂとが交互に２５秒ピッチで開閉される。正確には、図２に示すように、前進側７ａについて従来のオートスピニングにおける弁開度まで次第に開放されたのち次第に閉鎖される。続いて後進側７ｂについても従来のオートスピニングにおける弁開度まで次第に開放されたのち次第に閉鎖され、以降交互に繰り返し開閉される。

本例の場合、従来のオートスピニング（図７参照）と違って、前進側操縦弁７ａまたは後進側操縦弁７ｂが完全に閉鎖されたのち、後進側操縦弁７ｂまたは前進側操縦弁７ａの開放作業が開始されるまでに３分弱の閉鎖状態（プロペラ軸６の停止した状態）は存在しないから、つまり、図３に示すように、斜線部分と☆部分は開放されている側の操縦弁(前進側または後進側)とプロペラ軸６の回転方向(後進または前進)とが逆になり、流入蒸気がブレーキとして作用していることが確認される。こうした作用効果を生じさせるには、プロペラ軸６の回転中に反対方向にプロペラ軸６を回転させる側の操縦弁７を開放する必要があるので、ピッチ（時間間隔）を３０秒前後に設定することが好ましい。

本例の制御パターン（１）では、プロペラ軸６の回転数は検知せず（正確には、回転数を検知してもそれを考慮せず）に、ピッチだけを短縮している。また、本例の制御パターン（１）によれば、蒸気流入量が増加することから、図２に示すように、主ボイラー８（図１）からの主蒸気温度が上昇するため、高圧タービン２蒸気室内の蒸気温度およびタービンケーシングの内側温度が上昇し、暖機効果がかなり向上していることが確認される。

Ｂ：制御パターン（２）は、潮流などの諸条件によってアイドリング時にプロペラ軸６の回転数が設定回転数（例えば１０ｒｐｍ）を超えた場合に、回転数の上昇を抑制するために、図４に示すように、次のサイクルで操縦弁７の開度を自動的に２％（初期の操縦弁開度に対し）絞る手段を、制御パターン（１）に加えている。これに先立って、回転数検知手段２２（図１）にてプロペラ軸６の回転数を常時検知している。検知した回転数信号が設定回転数を超えると、次のサイクルで操縦弁７の開度を自動的に２％絞るが、絞った段階でもプロペラ軸６の回転数が設定回転数を超えていると、操縦弁７の開度をさらに２％（初期の操縦弁開度に対し４％）絞る手段を設けている。本例の場合は２％ずつ、最大で初期の操縦弁７の開度に対し８％まで絞る手段を備えている(図８のフローチャート参照）。以上のアイドリング作業が終了した際には、弁開度減少分は初期の設定開度にリセットされる。

なお、本例の制御パターン（２）では、ピッチを３０秒に設定しているが、ピッチの時間および自動的に操縦弁開度を絞る割合、段階的に最大絞る回数は、限定されるものではなく、潮流などの影響を考慮して決定される。なお、この制御パターン（２）についても制御パターン（１）と同様に、流入蒸気をブレーキとして作用させ、蒸気流量を増やして暖機効果を高めるところは共通している。

Ｃ：制御パターン（３）は潮流などの諸条件によってアイドリング時にプロペラ軸６の回転数が設定回転数を超えた場合の対応が制御パターン（２）とは異なっている。すなわち、自動的に操縦弁７の開度を絞る手段を設ける代わりに、従来のオートスピニングにおける弁開度まで前進用制御弁７ａと後進用制御弁７ｂを交互に繰り返し開閉するピッチを、自動的に延長する手段を、図５に示すように制御パターン（１）に加えている。これに先立って、回転数検知手段２２にてプロペラ軸６の回転数を常時検知する点は、制御パターン（２）と共通している。延長する時間は、例えば１０％〜２０％（初期ピッチ（３０秒）に対し３〜６秒）とすることができるが、限定されるものではなく、潮流などの影響を考慮して決定される。また、本例の場合、ピッチを延長する回数は例えば１０回とし、１１回目には元のピッチに戻す。しかし、元のピッチに戻したときに、再度プロペラ軸６の回転数が設定回転数を超えているときは、次サイクル以降１０回はピッチを延長してアイドリング運転を行う。つまり、制御パターン（３）では、前後進切り換えピッチは、初期設定した時間間隔と延長した時間間隔との２つのモードをもつことになる。なお、
流入蒸気をタービンロータの回転を抑止するブレーキとして作用させる点は、上記制御パターン(１)（２）と共通するので、延長してもピッチは最大で６０秒程度とする。

Ｄ：その他の制御パターンとして、例えば図６に示すように、従来のオートスピニング（図７）におけるピッチよりも時間間隔を短縮し、例えば４５秒にする。そして、前進用操縦弁７ａおよび後進用操縦弁７ｂともに、各操縦弁７ａ・７ｂを閉鎖する途中の過程で弁開度を一定に数秒間維持したのち閉鎖する。この制御パターンを繰り返すというアイドリング方法（制御パターン（４））がある。なお、流入蒸気をタービンロータの回転を抑止するブレーキとして作用させる点は、上記制御パターン(１)〜（３）と共通するので、タービンロータが停止する前に、反対方向の操縦弁７ａまたは７ｂを開放する。ただし、本例の制御パターンは上記した３例の制御パターンに比べて時間間隔が長くなっている。また、図６のように各操縦弁７ａ・７ｂの閉鎖途中で弁開度を一定に維持するため、反対方向に蒸気を流入することによるブレーキ効果は小さいことから、暖機効果は上記３例の制御パターンに比べるとやや劣る。しかも、制御パターンは非常に複雑である。

図８は制御パターン（２）におけるオートアイドリングプログラム（操作・制御の手順）をスタート(開始)）からエンド(終了）まで順に示すフローチャートである。図８−１に示すように、主機タービン１のアイドリングをスタート（ステップ０、以下Ｓ０・Ｓ１・Ｓ２…ともいう）すると、暖機運転（アイドリング）用開始ボタンを押すように指示され、同開始ボタンが押されたか否かが判断される（Ｓ１）。スタートＳ０の状態では暖機運転モードのランプが消灯している（Ｓ２）。開始ボタンが押されていない（ＮＯ）と判断されると、エンド（終了）になる（Ｓ３７）。開始ボタンが押されている（ＹＥＳ）と判断されると、”暖機運転モード”を表示するランプが点滅する（Ｓ４）。

Ｓ２に続いて、プロペラ軸６の回転数が１rpm未満か否かが判断される（Ｓ３）が、これはオートアイドリング（暖機運転）の開始前に、通常はオートスピニングが行われているため、オートスピニング状態での回転数を検出したものである。そして、１rpm未満でない（ＮＯ、いいかえれば１rpm以上である）と判断されると、Ｓ３に戻される。一方、１rpm未満である（ＹＥＳ）と判断されると、タイマーＡが作動し（Ｓ５）、同時に”オートスピニング待機中”を表示するランプが点灯する（Ｓ６）。Ｓ５に続いて、タイマーＡが作動後３０秒経過したか否かが判断される（Ｓ７）。３０秒経過する（ＹＥＳ）であって、かつプロペラ軸６の回転数が１rpm未満つまりＳ４がＹＥＳであれば、ＡＮＤ回路がＯＮになり（Ｓ９）、図８−２に示すように暖機運転（アイドリング）用開始ボタンが押されているか否かが判断される（Ｓ１１）。同時に、”オートスピニング待機中”を表示するランプが消え、”オートスピニング中”を表示するランプが点灯し、同時に”暖機運転モード”を表示するランプが点灯する（Ｓ１０）。

一方、３０秒経過していない（ＮＯ）ときは、暖機運転（アイドリング）用開始ボタンが押されているか否かが判断され（Ｓ８）、押されていれば（ＹＥＳ）、Ｓ７の手前に戻る。押されていない（ＮＯ）ときは、エンド（終了）になる（Ｓ３７）。

Ｓ１１において、暖機運転（アイドリング）用開始ボタンが押されているか否かが判断され（Ｓ１１）、押されている（ＹＥＳ）ときは、前進（ＡＨ）用操縦弁７ａを開放する旨の指令が出され、操縦弁７ａが開放される（Ｓ１２）。暖機運転（アイドリング）用開始ボタンが押されていない（ＮＯ）ときは、エンド（終了）になる（Ｓ３７）。それから、タイマーＢが作動し（Ｓ１３）、プロペラ軸６の前進方向への回転数が３．６rpmを超えているか否かが判断され（Ｓ１４）、超えていない（ＮＯ）と判断されると、Ｓ１４に戻される。

Ｓ１３に続いて、タイマーＢが作動後３０秒経過したか否かが判断される（Ｓ１５）。３０秒経過していれば（ＹＥＳ）、ＡＮＤ回路（Ｓ２３）へ送られるが、３０秒経過していない（ＮＯ）ときは、暖機運転（アイドリング）用開始ボタンが押されているか否かが判断され（Ｓ１６）、押されている（ＹＥＳ）ときは、Ｓ１５の手前に戻る。押されていない（ＮＯ）ときは、エンド（終了）になる（Ｓ３７）。

Ｓ１４に続いて、プロペラ軸６の回転数が１０rpmを超えているかどうかが判断され（Ｓ１７）、超えている（ＹＥＳ）と判断されると、操縦弁７ａの開度を絞るよう指令が出され、この指令が４回以内かが判断される（Ｓ１８）。４回以内である（ＹＥＳ）と判断されると、前進用操縦弁７ａの開度を２％絞るよう指令が出され、前進用操縦弁７ａの開度が２％絞られる（Ｓ１９）。Ｓ１８で操縦弁７ａの開度を絞る指令が４回までは、Ｓ１９で２％ずつ段階的に絞られる。一方、操縦弁７ａの開度を絞るよう指令が４回以内かが判断され（Ｓ１８）。４回以内でない（ＮＯ）と、Ｓ２０の手前へジャンプする。

続いて、プロペラ軸６の前進方向への回転数が１２rpmを超えているかどうかが判断され（Ｓ２０）、１２rpmを超えていない（ＮＯ）と判断されると、前進用操縦弁７ａが閉鎖される（Ｓ２１）。操縦弁７ａが閉鎖され（Ｓ２１）、かつタイマーＢが作動後３０秒経過していれば（Ｓ１５）、ＡＮＤ回路がＯＮになる（Ｓ２３）。一方、１２rpmを超えている（ＹＥＳ）と判断されると、図８−３に示すように終了（エンド）する（Ｓ３７）と同時に、操縦弁７ａが閉鎖されることにより主機タービンの回転が停止し、主機危急停止状態にあることが警報される（Ｓ２２）。

図８−３に示すように、操縦弁７ｂが開放される（Ｓ２４）と、タイマーＣが作動し（Ｓ２７）、同時にプロペラ軸６の後進方向への回転数が３．６rpmを超えているか否かが判断される（Ｓ２６）。

Ｓ２５に続いて、タイマーＣが作動後３０秒経過したか否かが判断される（Ｓ２７）。３０秒経過していれば（ＹＥＳ）、ＡＮＤ回路（Ｓ３６）へ送られるが、３０秒経過していない（ＮＯ）ときは、暖機運転（アイドリング）用開始ボタンが押されているか否かが判断され（Ｓ２８）、押されている（ＹＥＳ）ときは、Ｓ２７の手前に戻る。押されていない（ＮＯ）ときは、エンド（終了）になる（Ｓ３７）。

またＳ２６においてプロペラ軸６の後進方向への回転数が３．６rpmを超えているか否かが判断され（Ｓ２６）、超えていない（ＮＯ）と判断されると、Ｓ２６に戻される。一方、回転数が３．６rpm以上である（ＹＥＳ）と、プロペラ軸６の回転数が１０rpmを超えているかどうかが判断され（Ｓ２９）、超えている（ＹＥＳ）と判断されると、操縦弁７ｂの開度を絞るよう指令が出され、この指令が４回以内かが判断される（Ｓ３０）。４回以内である（ＹＥＳ）と判断されると、後進用操縦弁７ｂの開度を２％絞るよう指令が出され、後進用操縦弁７ｂの開度が２％絞られる（Ｓ３１）。Ｓ３０において操縦弁７ｂの開度を絞る指令が４回までは、Ｓ３１で２％ずつ段階的に絞られる。一方、操縦弁７ｂの開度を絞るよう指令が４回以内かが判断され（Ｓ３０）。４回以内でない（ＮＯ）ときは、Ｓ３２の手前へジャンプする。一方、Ｓ２９においてプロペラ軸６の回転数が１０rpm未満（ＮＯ）であるときは、Ｓ３３の手前へジャンプする。

Ｓ３１に続いて、プロペラ軸６の後進方向への回転数が１２rpmを超えているかどうかが判断され（Ｓ３２）、１２rpmを超えていない（ＮＯ）と判断されると、後進用操縦弁７ｂが閉鎖される（Ｓ３３）。操縦弁７ｂが閉鎖され（Ｓ３３）、かつタイマーＣが作動後３０秒経過していれば（Ｓ２７）、ＡＮＤ回路がＯＮになって（Ｓ３６）、Ｓ１１の手前へ戻される。一方、１２rpmを超えている（ＹＥＳ）と判断されると、終了（エンド）する（Ｓ３７）と同時に、主機タービンの回転が停止し、主機危急停止状態であることが警報される（Ｓ３５）。以後、Ｓ１１〜Ｓ３６の作業が繰り返される。

本発明の実施例にかかる主機タービンのアイドリング装置を示す系統図である。 前半部分が従来のオートスピニングによる主蒸気温度・高圧タービン蒸気室蒸気温度・タービンケーシング内側温度・タービンケーシング外側温度およびプロペラ軸回転数を示すグラフで、中間部分から後半部分が本発明のアイドリング方法による主蒸気温度・高圧タービン蒸気室蒸気温度・タービンケーシング内側温度・タービンケーシング外側温度およびプロペラ軸回転数を示すグラフである。 通常のオートスピニング運転と設定値を共通にした際の、前後進側操縦弁の開閉状態とプロペラ軸の回転数を縦軸とし横軸の時間との関係で示すグラフである。 制御パターン（２）の一例を示すもので、前後進側操縦弁の開閉状態とプロペラ軸の回転数を縦軸とし横軸の時間との関係で示すグラフである。 制御パターン（３）の一例を示すもので、前後進側操縦弁の開閉状態とプロペラ軸の回転数を縦軸とし横軸の時間との関係で示すグラフである。 制御パターン（４）の一例を示すもので、前後進側操縦弁の開閉状態とプロペラ軸の回転数を縦軸とし横軸の時間との関係で示すグラフである。 従来のオートスピニングにおける前後進側操縦弁の開閉状態とプロペラ軸の回転数を縦軸とし横軸の時間との関係で示すグラフである。 図８−１は制御パターン（２）におけるプログラム（操作・制御の手順）の一例をスタート(開始)）からエンド(終了）まで順に示す１番目のフローチャートである。 図８−２は制御パターン（２）におけるプログラム（操作・制御の手順）の一例をスタート(開始)）からエンド(終了）まで順に示す２番目のフローチャートである。 図８−３は制御パターン（２）におけるプログラム（操作・制御の手順）の一例をスタート(開始)）からエンド(終了）まで順に示す３番目のフローチャートである。

符号の説明

１ 主機タービン
２ 高圧タービン
３ 低圧タービン
４ 後進用タービン
５ 減速機
６ プロペラ軸
７ 操縦弁
７ａ前進用操縦弁
７ｂ後進用操縦弁
８ 主ボイラ（主蒸気ボイラ）
９ 主蒸気供給ライン
１０ 前進用蒸気供給ライン
１１ 後進用蒸気供給ライン
１２ 排気蒸気供給ライン
１３・１４ 蒸気排気ライン
１５ 主復水器
２０ アイドリング装置
２１ タービンリモコン（制御装置）
２２ 回転数検知手段
２３ 回転数信号が信号入力ライン

Claims (10)

1. 下記の1)および2)の条件を満たすように操作・制御することを特徴とする舶用主機タービンのアイドリング方法。
   1) 主機タービンの前進用タービンと後進用タービンとへ蒸気を供給する操縦弁を前進側と後進側について、それぞれ徐々に開放して所定の弁開度に達するとその所定の弁開度に一定時間を保ったのち又は保つことなく徐々に閉鎖するという操作・制御を、前進側と後進側とで一定ピッチ（一定の時間間隔）にて交互に繰り返すこと、
   2) 前記操縦弁の前記所定の弁開度を、プロペラ軸の回転数が設定回転数を超えないように規制すること。
2. 前記ピッチが２５秒〜６０秒であり、前記設定回転数が１０rpmである請求項１記載の舶用主機タービンのアイドリング方法。
3. 前進側についての前記操縦弁の開放操作で前記プロペラ軸の回転数が前記設定回転数を超えるときには、次回から前進側および後進側の前記所定の弁開度を２％ずつ絞るようにしていることを特徴とする請求項１又は２記載の舶用主機タービンのアイドリング方法。
4. 前進側についての前記操縦弁の開放操作で前記プロペラ軸の回転数が前記設定回転数を超えるときには、次回からあらかじめ設定した回数だけ前進側と後進側とで切り換えるピッチ（時間間隔）を１０〜２０％延長するようにしていることを特徴とする請求項１又は２記載の舶用主機タービンのアイドリング方法。
5. 高圧タービン車室内側または高圧タービン蒸気室内側の蒸気温度が所定温度まで上昇したときに、前進側と後進側とで切り換えるピッチ（時間間隔）を延長するようにしていることを特徴とする請求項１又は２記載の舶用主機タービンのアイドリング方法。
6. 主機タービンの前進用タービンと後進用タービンとへ蒸気を供給する操縦弁を、下記の1)および2)の手段にしたがって自動的に操作する制御手段とプロペラ軸の回転数検知手段とを具備することを特徴とする舶用主機タービンのアイドリング装置。
   1) 前記操縦弁を前進側と後進側について、それぞれ所定の弁開度に達するまで徐々に開放し、その所定の弁開度にて一定時間を保ったのち又は保つことなく徐々に閉鎖する弁操作を、前進側と後進側とで一定ピッチにて交互に繰り返す手段、
   2) 前記プロペラ軸回転数検知手段にて同回転数を検知し、前記操縦弁の前記所定の弁開度をプロペラ軸の回転数が設定回転数を超えない開度に規制する手段。
7. 前記ピッチが２５秒〜６０秒であり、前記設定回転数が１０rpmである請求項６記載の舶用主機タービンのアイドリング装置。
8. 前記制御手段が、前進側についての前記操縦弁の開放操作で前記プロペラ軸の回転数が前記設定回転数を超えるときには、次回から前進側および後進側の前記所定の弁開度を２％ずつ絞る手段を備えることを特徴とする請求項６又は７記載の舶用主機タービンのアイドリング装置。
9. 前記制御手段が、前進側についての前記操縦弁の開放操作で前記プロペラ軸の回転数が前記設定回転数を超えるときには、次回からあらかじめ設定した回数だけ前進側と後進側とで切り換えるピッチ（時間間隔）を１０〜２０％延長する手段を備えることを特徴とする請求項６又は７記載の舶用主機タービンのアイドリング装置。
10. 高圧タービン車室内側または高圧タービン蒸気室内側の蒸気温度が所定温度まで上昇したときに、前進側と後進側とで切り換えるピッチ（時間間隔）を延長する手段を備えることを特徴とする請求項６又は７記載の舶用主機タービンのアイドリング装置。

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