JP4748932B2 - Engine equipment - Google Patents
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Description
本発明は、プロペラ作動のための2つのエンジンと、第1の作動モードにおいてスピードと相互位相角の設定との両方によって2つの内燃機関の作動を同期させるために制御信号を伝達して一つのエンジンからの外部モーメントが他方のエンジンからの外部モーメントに対抗するようになされた制御ユニットと、を備えたエンジン装置に関する。 The present invention transmits a control signal to synchronize the operation of two internal combustion engines by both the two engines for propeller operation and the speed and mutual phase angle settings in the first mode of operation. And a control unit configured so that an external moment from the engine opposes an external moment from the other engine.
このようなエンジン装置は、米国特許第4,245,955号に記載されており、このエンジン装置に従って、2つのエンジンからなる航空機エンジンが同期して作動して、2つのエンジンからの総外部モーメントが適切に小さくなるようになされている。従って、航空機が乗員を運ぶときに乗員室内の振動を少なくすることができる。航空機内の別の振動パターンが望ましい場合に、パイロットが、調節ボタンによってエンジン同士の間の位相差を調整することができる。 Such an engine device is described in U.S. Pat. No. 4,245,955, and according to this engine device, an aircraft engine consisting of two engines operates in synchronism with the total external moment from the two engines. Is designed to be properly reduced. Therefore, vibrations in the passenger compartment can be reduced when the aircraft carries the passenger. If another vibration pattern in the aircraft is desired, the pilot can adjust the phase difference between the engines by means of an adjustment button.
更に、従来技術は、2つの回転している平衡錘がエンジンの端部に取り付けられ且つカムシャフトに結合されたチェーン駆動装置かクランクシャフトからの別個のチェーン駆動装置かによって駆動される船用機関を含んでいる。平衡錘は、クランクシャフトのスピードの2倍のスピードで互いに逆方向に回転している。
本発明の目的は、船用機関におけるチェーン駆動装置か又は歯付きのホイール駆動装置によって駆動される回転する平衡錘を使用する必要性を減じることである。 The object of the present invention is to reduce the need to use rotating counterweights driven by chain drives or toothed wheel drives in marine engines.
上記目的に鑑みて、本発明のエンジン装置は、各エンジンが、4ないし7個のシリンダを有し且つ船の中の2ストロークのクロスヘッドエンジンであり、各エンジンからの二次外部モーメントがエンジンから船の船体への修正無しに伝達され、制御ユニットが、一方のエンジンのみが作動中であり且つ他方のエンジンとは独立して制御信号を受け取る第二の作動モードを有していることを特徴としている。 In view of the above object, the engine device of the present invention is a two-stroke crosshead engine in which each engine has 4 to 7 cylinders and a secondary external moment from each engine is the engine. The control unit has a second operating mode in which only one engine is operating and receives control signals independent of the other engine. It is a feature.
エンジンから船の船体への二次外部モーメントの修正されない伝達は、クランクシャフトによって駆動される回転する平衡錘の使用を不要にする。2つのエンジンがほぼ同じスピード及び一方のエンジンからの二次外部モーメントが他方のエンジンからの二次外部モーメントと対抗するようにさせる相互位相角で作動するとき、船の船体は、たとえ平衡錘がモーメントを均衡させるために使用されていなくても、通常の連続最大出力(MCR)が不適切に大きなモーメントによって影響を受けないであろう。 Uncorrected transmission of the secondary external moment from the engine to the hull of the ship obviates the use of a rotating counterweight driven by the crankshaft. When two engines operate at approximately the same speed and a mutual phase angle that causes the secondary external moment from one engine to oppose the secondary external moment from the other engine, the hull of the ship is Even if not used to balance moments, the normal continuous maximum output (MCR) will not be affected by inappropriately large moments.
一方のエンジンのみが作動している場合には、エンジンは、停止したエンジンに対して同調することなく制御される。この場合には、船の船体は、作動しているエンジンからの自由二次モーメントによって影響を受けるであろうが、この影響は、典型的には、2つのエンジンの総出力に対応する出力を有する大きなエンジンからの対応する影響の半分未満である。この実質的に低減された影響の結果として、船体振動のレベルは、許容可能な船体振動に対する制限以下である。2つの推進エンジン間のエンジン装置の出力の分割は、二次外部モーメントが一つのエンジンのみが作動しているときの船体に対するモーメントの影響の制限値より低いという事実に適用する。両方のエンジンが作動しており且つ総二次外部モーメントがこの制限値を超える場合に、一方のエンジンの外部モーメントは、他方のエンジンの外部モーメントを均衡させるために使用されて、船の船体に対する結果的なモーメントの影響は制限値より小さい。 When only one engine is operating, the engine is controlled without tuning to the stopped engine. In this case, the hull of the ship will be affected by the free second moment from the operating engine, which typically produces an output corresponding to the total output of the two engines. Having less than half of the corresponding impact from a large engine. As a result of this substantially reduced effect, the level of hull vibration is below the limit for acceptable hull vibration. The division of the engine power between the two propulsion engines applies to the fact that the secondary external moment is lower than the limit value of the moment effect on the hull when only one engine is operating. When both engines are operating and the total secondary external moment exceeds this limit, the external moment of one engine is used to balance the external moment of the other engine and The resulting moment effect is less than the limit value.
一方のエンジンのみを有するエンジン装置と比較して、2つのエンジンの間の出力の分割は、エンジン装置の作動の信頼性を改良するという補足的な利点を提供する。一方のエンジンが故障している場合には、他方のエンジンは、故障したエンジンが修理されるまで作動し続けることができる。全体的な停止状態に対するこの特別な安全性は、全体的な停止状態が極めて重大な危険性を含むかもしれないタンカー、バラ積み貨物船及びLNG運搬船のような船において特に有用である。 Compared to an engine device having only one engine, the division of power between the two engines provides the complementary advantage of improving the reliability of operation of the engine device. If one engine fails, the other engine can continue to operate until the failed engine is repaired. This extra safety against global outages is particularly useful in ships such as tankers, bulk carriers and LNG carriers where the overall outage may involve significant danger.
2つのエンジンは、別個のシャフトによって各々のプロペラを作動させるのが好ましい。なぜなら、これは、典型的には、船の船体の長手方向の垂直中心面の両側上の互いに対向するエンジンの配置をもたらすからである。この場合には、船尾は、典型的には、2つの船尾管を有しており且ついわゆる双スケグの設計であっても良く又は船尾管が船尾材の各々の側部上に現れている比較的一般的な設計であっても良い。船の中心面の近くに対称的に配置されることもまた、振動に関する外部モーメントの相互均衡に対して有利である。このことは、一方のエンジンからの自由モーメントが他方のエンジンからの自由モーメントを均衡させるために使用することができるので、特に、H−タイプのガイド力モーメントからの大きな自由モーメントが存在する場合に当てはまる。相互位相角の設定に対する変動する必要性によって多くの異なるタイプの自由モーメントが存在する場合には、エンジンの相互位相角の設定は、例えば、二次外部モーメントを最小化するための理想的な相互位相角設定とH−タイプのガイド力モーメントからの自由モーメントを最小化するための理想的な相互位相角設定との間の折衷案として選択することができる。異なるタイプの自由モーメントが結果的な外部モーメントを最小化するための共通の理想的な相互位相角設定を有するエンジン装置においては、エンジンの相互位相角は、この理想的な相互位相角設定を得るように制御される。関連するプロペラシャフトを有するエンジンは、同じ回転方向(共回転)を有しても良く又は反対の回転方向(逆回転)を有しても良い。2つの別個のプロペラシャフトの使用に対する代替的な方法として、2つのエンジンは、所望の場合には、一方のプロペラを駆動し且つ他方のプロペラを駆動する中空のシャフト内を同軸状に延びている中心シャフトによって設計されても良い共通のシャフトを有していても良い。中心シャフトと中空のシャフトとは、2つのエンジンの各々によって駆動されても良い。更に別の代替例として、各エンジンは、プロペラと関連する電動モーターを駆動する発電機を駆動しても良い。これは、船の中の適当な場所において互いに連続させて2つのエンジンを配置することを可能にする。 The two engines preferably operate each propeller by separate shafts. This is because this typically results in the placement of opposing engines on either side of the longitudinal vertical center plane of the ship's hull. In this case, the stern typically has two stern tubes and may be a so-called twin-skeg design or a comparison in which the stern tubes appear on each side of the stern material. It may be a general design. A symmetrical arrangement near the center plane of the ship is also advantageous for the mutual balance of external moments with respect to vibration. This is especially true when there is a large free moment from the H-type guide force moment, since the free moment from one engine can be used to balance the free moment from the other engine. apply. If there are many different types of free moments due to the varying need for cross-phase angle settings, the engine cross-phase angle settings are, for example, ideal for minimizing secondary external moments. It can be chosen as a compromise between the phase angle setting and the ideal mutual phase angle setting to minimize the free moment from the H-type guide force moment. In engine systems where different types of free moments have a common ideal cross-phase angle setting to minimize the resulting external moment, the engine cross-phase angle obtains this ideal cross-phase angle setting. To be controlled. Engines with associated propeller shafts may have the same direction of rotation (co-rotation) or the opposite direction of rotation (reverse rotation). As an alternative to the use of two separate propeller shafts, the two engines extend coaxially within a hollow shaft that drives one propeller and the other, if desired. It may have a common shaft that may be designed by a central shaft. The central shaft and the hollow shaft may be driven by each of the two engines. As yet another alternative, each engine may drive a generator that drives an electric motor associated with the propeller. This makes it possible to place the two engines in succession with each other at a suitable place in the ship.
好ましい実施形態においては、二次外部モーメントに対してNmで示された振幅の合計と、kWによって示されたエンジン装置出力との間の比率は、140Nm/kW乃至350Nm/kWの範囲内である。振幅の合計は、2つのエンジンの各々の振幅による外部モーメントに対する影響が互いに均衡している(等しい)か否かに関係なく単に合計された値であることを意味する。一方のエンジンが170Nm/kWの不均衡を有しており、他方のエンジンが175Nm/kWの不均衡を有している場合には、2つのエンジンのための不均衡な振幅の合計は345Nm/kWである。実際には、多数のファクタが、振動の修正器の使用の形態の介入を必要とする強い船体の振動を生じさせることなく船体に供給することができる振動エネルギの限度を決定する。従って、必要とされている振動修正器無しでエンジンの不均衡の大きさに対する絶対的な限度を固定することは不可能である。2つのエンジンからなる装置の均衡していない振幅の合計が140Nm/kW未満である場合には、2つのエンジンは、おそらく、相互同期されることなく互いに独立して作動しても良い。もちろん、同期は、依然として利点を提供するかも知れないけれども、省略することもできる。2つのエンジンからなる装置の均衡していない振幅の合計が350Nm/kWよりも高い場合には、外部モーメントのいかなる修正も無く一方のエンジンのみの作動が船体内に強すぎる振動を励起するかもしれないという虞が存在する。船が停止状態の結果による如何なる特別な危険性の範疇にない場合には、2つのエンジンからの寄与率は互いに十分に均衡するので、船は、普通の作動状態において比較的大きな不均衡によって影響を受けないので、作動している一方のエンジンのみによって長期間に亘って船を作動させることができる必要性がそれほど大きくなく、350Nm/kWよりも高い値が許容可能である。部分的なエンジン負荷においては、両方のエンジンが最大出力未満で作動し、均衡が依然として有効である。そして、一方のエンジンによる作動は、かなり短期間に亘る緊急の作動として実行することができる。 In a preferred embodiment, the ratio between the sum of the amplitudes shown in Nm for the second order external moment and the engine equipment output shown in kW is in the range of 140 Nm / kW to 350 Nm / kW. . The sum of the amplitudes means that the effect on the external moment due to the amplitude of each of the two engines is simply a summed value regardless of whether they are balanced (equal) to each other. If one engine has an imbalance of 170 Nm / kW and the other engine has an imbalance of 175 Nm / kW, the sum of the unbalanced amplitudes for the two engines is 345 Nm / kW. In practice, a number of factors determine the limit of vibration energy that can be delivered to the hull without causing strong hull vibration that requires intervention in the form of use of a vibration modifier. It is therefore impossible to fix an absolute limit on the magnitude of the engine imbalance without the required vibration modifier. If the total unbalanced amplitude of the device consisting of the two engines is less than 140 Nm / kW, the two engines may possibly operate independently of each other without being synchronized with each other. Of course, synchronization may still provide advantages, but can be omitted. If the sum of the unbalanced amplitudes of the device consisting of two engines is higher than 350 Nm / kW, the operation of only one engine may excite too strong vibrations in the hull without any modification of the external moment. There is a fear that there is no. If the ship is not in any particular risk category due to the result of a stop, the contributions from the two engines are well balanced with each other, so the ship is affected by a relatively large imbalance in normal operating conditions. The need to be able to operate the ship for a long period of time with only one operating engine is not so great, and values higher than 350 Nm / kW are acceptable. At partial engine load, both engines operate at less than maximum power and the balance is still valid. The operation by one engine can be executed as an emergency operation for a fairly short time.
二次外部モーメントに対してNmによって示された不均衡の振幅の合計と、kWによって示されたエンジン装置出力との間の比率は、案出されたエンジン装置が、作動時に、振動緩衝器を必要とするように変わらないであろうという特別な確実性を提供するために、適切に、140Nm/kW〜275Nm/kWの間隔であることができる。 The ratio between the sum of the imbalance amplitudes indicated by Nm with respect to the second order external moment and the engine equipment output indicated by kW indicates that when the proposed engine equipment is in operation, the vibration damper In order to provide extra certainty that it will not change as needed, it may suitably be between 140 Nm / kW and 275 Nm / kW.
特別な設計においては、エンジン装置は、各々が7つのシリンダを有している2つのエンジンを含んでおり、この場合には、二次モーメントに似た方法で互いに均衡するために船の船体に対する修正無しで外部四次モーメントが伝達されることが有利かも知れない。従って、これらの外部モーメントのために別個の修正器が必要とされない。このような制限値は、制御ユニットからの調整信号の周期を短くすることに着よするかもしれない。平均的には、これは、長期間に亘ってエンジンのより円滑な作動をもたらすかも知れない。 In a special design, the engine system includes two engines, each with seven cylinders, in this case relative to the ship's hull to balance each other in a manner similar to a second moment. It may be advantageous to transmit the external fourth moment without modification. Thus, no separate corrector is required for these external moments. Such a limit value may be based on shortening the period of the adjustment signal from the control unit. On average, this may result in a smoother operation of the engine over time.
前記制御ユニットは、10°よりも小さい位相偏差を許容するように設計するのが適切であるかも知れない。このような制限は、制御ユニットからの調整信号の周期を短くすることに寄与するかも知れない。平均的には、これは、長期間に亘ってエンジンのより円滑な作動をもたらすかも知れない。 It may be appropriate to design the control unit to allow a phase deviation of less than 10 °. Such a limitation may contribute to shortening the period of the adjustment signal from the control unit. On average, this may result in a smoother operation of the engine over time.
制御ユニットが、所望のスピードの15%よりも小さいスピードの偏差を許容することもまた適切である。制御ユニットからの修正信号を有しないスピードのこの比較的大きな偏差は、特に、船が船体面の後部のプロペラの近くの伴流域が海の中で船の動き及び波の通過によって周期的に変化するかも知れない荒海内を曳航中である場合に適切であるかも知れない。これらの変化は、プロペラの負荷が互いに変化し、これがエンジンのスピードの差を生じさせることを意味する両方のプロペラに対して同時に起こらない。この変化が周期的であるので、一つのエンジンは、他方のエンジンはより遅く作動するであろう。従って、これは、制御ユニットがエンジンの平均速度のより長期間に亘る変化に作用し合うだけである場合に有利である。 It is also appropriate for the control unit to allow a speed deviation of less than 15% of the desired speed. This relatively large deviation in speed without a correction signal from the control unit, especially when the wake area near the propeller at the rear of the hull surface changes periodically with the movement of the ship and the passage of waves in the sea. It may be appropriate if you are towing in a rough sea that you might do. These changes do not occur simultaneously for both propellers, which means that the propeller load changes with each other, which causes a difference in engine speed. Since this change is periodic, one engine will run slower than the other. This is therefore advantageous when the control unit only works on longer-term changes in the average speed of the engine.
本発明を、図面を参考にして以下により詳細に説明する。
図1は、2つの船尾2を有している双スケグ型の船体の形態の船体1を備えた船の船尾を示している。2つのエンジン3は、船の長手方向中心面4を中心に対称的に併設されている。各エンジンは、例えば、MC又はMEタイプのMAN B&W Dieselエンジンのような2ストロークのクロスヘッドエンジンである。MCエンジンは、クランクシャフトからのチェーン駆動装置によって駆動されるカムシャフトを有しており、MEエンジンは、カムシャフトを有しない電子制御エンジンである。これらのエンジンは、24cm乃至110cm、典型的には、40cm乃至90cmの間隔のシリンダ寸法を有していても良い。2つのエンジンの総出力は、典型的には2,500kWを超える。エンジンの最大連続定格速度は、50rpm乃至300rpm、好ましくは50rpm乃至180rpmの間隔である。
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the stern of a ship with a hull 1 in the form of a twin-skeg hull having two sterns 2. The two
図1に図示されているように、各エンジンは、例えば、同じ寸法の5つのシリンダ18を有していても良い。4つのシリンダよりも少ない場合に、エンジンの出力は、別個のエンジンを構築するコストに対して小さすぎる。8つのシリンダを有するエンジンは、通常は、ほんの小さい外部モーメントを有する微細な振動特性を有しており、従って、本発明は、特に、各エンジンが4乃至7個のシリンダの多数のシリンダを有しているエンジン装置に関する。上記したように、自由モーメントとも呼ばれ得る外部モーメントが、個々のエンジンからの修正無しで船の船体に伝達される。外部モーメントのいくつかの緩衝、従って、修正は、エンジンの床及び他の構造部材において起こるかもしれないことは明らかである。従って、“修正無し”という用語は、外部モーメントが船の船体に必ず100%伝達されることを意味すると考えられるべきではなく、むしろ、外部モーメントが実質的にエンジンから船体へと伝達されること及び一つのエンジンからの外部モーメントを許容できないレベルから無害なレベルまで減衰させるために、他方のエンジンとは独立して特別な積極的に修正する振動減衰機が使用されないことを意味すると考えられるべきである。
As shown in FIG. 1, each engine may have, for example, five
2ストロークのクロスヘッドエンジンの基本的な構造は、極めて良く知られており、詳細な説明は不要である。エンジン3の各々は、シャフト6を介してプロペラ5に直に結合されており、シャフト6は、プロペラシャフトによって構成されても良いし又は1以上の中間シャフトとプロペラシャフトとによって構成されても良い。プロペラは、一定のピッチのプロペラであるのが好ましいけれども、可変ピッチのプロペラを使用することもできる。
The basic structure of a two-stroke crosshead engine is very well known and does not require detailed description. Each of the
2つのエンジンの作動による第1の作動モードにおいては、制御ユニット7は、エンジンのスピードが同期されていること及びこれらの相互位相角の設定が外部モーメントが互いに対抗するようになされていることを確実にしている。一つの実施形態においては、制御ユニットは、両方のエンジンに制御信号を伝達し、これらのエンジンが完全に同じ設計であるという利点を提供しても良い。もう一つ別の実施形態においては、一方のエンジンが制御ユニットによって制御されることなくマスター(親)エンジンとして作動し、他方のエンジンは、副エンジンとして作動し、この副エンジンは、同副エンジンをマスターエンジンと同期された状態に維持する制御信号を制御ユニットから受け取る。この場合には、マスターエンジンには、クランクシャフトの角度位置についてのデータをサンプリングし且つ同角度位置に関する信号を制御ユニットに伝達するセンサーユニットが設けられている。
In the first mode of operation with the operation of the two engines, the
エンジンからの外部モーメントは船体を振動させるかも知れない。多数の異なるファクタが、特別な大きさの外部モーメントがうるさい振動を起こすもとになるか否かを判定する。一つのファクタは、振動の形態であり、この点において、垂直振動モードは、外部モーメントが二次的なものであるときに重要である。図2は、3つの交点による垂直方向の船体の振動に対する振動モードaと、4つの交点15による垂直方向の船体の振動に対する振動モードbと共に、船の船体1の輪郭を示している。
External moments from the engine may cause the hull to vibrate. A number of different factors determine whether a specially sized external moment causes a noisy vibration. One factor is the form of vibration, in which the vertical vibration mode is important when the external moment is secondary. FIG. 2 shows the contour of the hull 1 of the ship, with a vibration mode a for vertical hull vibrations due to three intersections and a vibration mode b for vertical hull vibrations due to four
もう一つ別のファクタは、外部モーメントの周波数である。二次外部モーメントは、エンジンのスピードの2倍の1分間当たりのサイクル数(cpm)を有している。外部モーメントは、外部モーメントの周波数が振動モードの自然周波数と一致しているか又は近いときに、振動モードに不所望な大量のエネルギを供給するかもしれない。 Another factor is the frequency of the external moment. The secondary external moment has a number of cycles per minute (cpm) that is twice the speed of the engine. The external moment may provide an undesirably large amount of energy in the vibration mode when the frequency of the external moment matches or is close to the natural frequency of the vibration mode.
従って、第三のファクタは、種々の振動モードの自然周波数である。これらの自然周波数は主要な寸法及び船の船体の構造に依存し且つある程度は負荷条件にも依存する。図3は、運搬船に対する載貨重量トン数(1,000t)と、垂直方向の船体の振動における2,3,4及び5個の交点による振動モードの自然周波数との間の相関関係に対する経験的なデータを示している。各振動モードに対して、あや目領域は、自然周波数の存在の間隔を示している。 Thus, the third factor is the natural frequency of the various vibration modes. These natural frequencies depend on the main dimensions and the hull structure of the ship and to some extent also on the load conditions. FIG. 3 shows an empirical relationship between the load tonnage (1,000t) for the carrier and the natural frequency of the vibration mode with 2, 3, 4 and 5 intersections in vertical hull vibration. Data are shown. For each vibration mode, the eye area indicates the interval of natural frequency.
次に、制御ユニット7の実施形態を図4を参考にしてより詳細に説明する。各エンジンには、クランクシャフトの角度方向の動きをサンプリングするセンサーユニット8が設けられている。センサーユニット8は、例えば、シャフト上のゼロ指示器がセンサーを通過する度毎に信号を伝達するセンサーを有しており、シャフトの回転毎に一つの信号が伝達される。センサーユニット8はまた、例えば、45°のシャフトの回転毎に一つの信号を伝達するような、シャフトが所定の度数だけ回転する毎に一つの信号を伝達する1以上のセンサーを有していても良い。信号は、例えば、シャフト上に取り付けられたマーカーがセンサーを通過するときに伝達されても良い。センサーユニットは、光学的増分エンコーダとして知られているタイプのものであっても良い。これは、エンジンの角度方向の運動についての増幅されたデジタル信号を伝達しても良い。
Next, an embodiment of the
エンジンの角度方向の運動に関するデータは、センサーユニット8から信号ライン9を介して制御ユニット7に伝達され、制御ユニット7においてデータ修正ユニット10内に記憶され、コンパレータ11は、データ修正ユニット10からデータをピックアップし且つエンジン間の現在のスピード差と同エンジン間の現在の相互位相角差とを計算する。エンジンのスピードのあらゆる差が回転誤差記憶装置内に記憶され、次いで、回転誤差に対する所定の制限値と比較される。制限値を超えている場合には、パルス指示器12が、信号ライン13を介して修正信号を一方のエンジンのためのエンジン制御ユニット14に伝達する。
Data relating to the angular movement of the engine is transmitted from the sensor unit 8 to the
一方のエンジンがマスターエンジンである場合には、修正信号は、副エンジンのエンジン制御ユニット14に伝達される。エンジンが併設されている場合には、制御ユニット7は、例えば、エンジン制御ユニット14と一体化され、エンジン制御ユニット14は、エンジン装置が所望の出力よりも高いか又は低い出力を供給するか否かを示すデータに基づいた信号を受け取るエンジンを選択することを可能にする。エンジン装置の出力が高すぎる場合には、速い方のエンジンには、より遅く動かすための修正信号が付与され、エンジン装置の出力が低すぎる場合には、遅い方のエンジンにより速く動かすための信号が付与されても良い。
When one engine is the master engine, the correction signal is transmitted to the
コンパレータ11によって計算されたエンジン同士の間の位相差の値が所望の位相差に対する所定の値と比較され、これら2つの値の差が位相誤差として記憶される。次いで、位相誤差は、位相誤差に対する所定の制限値と比較され、制限値を超えている場合には、パルス指示器12は、信号ライン12を介して修正信号をエンジンのうちの一方のエンジン制御ユニット14に伝達する。この信号は、2つのエンジンのどちらか一つに伝達されても良いし又は一方のエンジンがマスターエンジンである場合には副エンジンに伝達されても良い。
The value of the phase difference between the engines calculated by the comparator 11 is compared with a predetermined value for the desired phase difference, and the difference between these two values is stored as a phase error. The phase error is then compared to a predetermined limit value for the phase error, and if the limit value is exceeded, the
所望の位相差は、交点の配置に関して船の中のエンジンの位置に依存する。図5は、両方のエンジンが、3つの交点を備えた振動モードで一番後の交点15の後に配置されている実施形態を示している。図示上の理由から、エンジンは船の長手方向における同じ位置に重ねられたものとして描かれているけれども、エンジンは互いに併設されていること、すなわち、船を横切る方向において相互に分離された同じ長手方向の位置に配置されていることは理解されるべきである。この場合には、垂直方向の力の対17が可能な程度まで反対方向位相であるように、所望の位相差は180°である。図6には、発電機16を駆動するエンジン同士の間に交点15が配置された状態で配置されるべきエンジン3が示されている。交点に対するエンジンのこの配置においては、垂直方向の力の対は、交点を中心として反対向きに向けられたモーメントによって振動モードに影響を及ぼすので、所望の位相差は0°である。
The desired phase difference depends on the position of the engine in the ship with respect to the placement of the intersection. FIG. 5 shows an embodiment in which both engines are arranged after the
制御ユニット7のもう一つ別の実施形態は、米国特許第3,367,110号に記載されているような所謂フリップ−フロップユニットである。
本発明の利点が一つの例によって図示されている。100,000トンのdwtを有する運搬船のエンジン装置は、少なくとも18,900kWの推進出力を必要とする。この出力は、MAN B&W Dieselの5S80MC−Cエンジンの形態の一般的な単一エンジンからなる装置によって供給されても良い。このエンジンは、76rpmのスピードにおいて19,400kWの出力を有している。このエンジンは、不均衡を減じるために不均衡な重りの使用を必要としている不均衡と252Nm/kWのエンジン装置出力との間の比率に対応して、152cpmにおいて4,895kNmの二次の自由モーメントにおける不均衡を有している。
Another embodiment of the
The advantages of the present invention are illustrated by an example. A carrier engine device with a dwt of 100,000 tons requires a propulsion power of at least 18,900 kW. This output may be supplied by a device consisting of a common single engine in the form of a MAN B & W Diesel 5S80MC-C engine. This engine has an output of 19,400 kW at a speed of 76 rpm. This engine has a secondary freedom of 4,895 kNm at 152 cpm, corresponding to the ratio between the unbalance requiring the use of an unbalanced weight to reduce the imbalance and the engine unit output of 252 Nm / kW. Has an imbalance in moments.
2つのエンジンからなる装置としての本発明によるエンジン装置の設計においては、推進出力は、各々が127rpmの速度で9,480kWの出力である2つの6S50ME−Cエンジンによって供給することができる。各エンジンは、不均衡と単独で動いているときのエンジン出力との間の81Nm/kWの比率に対応して、254cpmにおいて771kNmの二次の自由モーメントにおける不均衡を有している。出力に対する不均衡が著しく低減されることがすぐさま明らかとなる。両方のエンジンが作動しているときには、不均衡は実質的に均衡される。これらの低いレベルの不均衡は、更なる処置を講ずることなく許容可能であり、不均衡を減衰するために回転する平衡錘が必要とされない。 In the design of the engine device according to the invention as a device consisting of two engines, the propulsive power can be supplied by two 6S50ME-C engines, each with a power of 9,480 kW at a speed of 127 rpm. Each engine has an imbalance in a second free moment of 771 kWNm at 254 cpm, corresponding to a ratio of 81 Nm / kW between the imbalance and the engine power when running alone. It is immediately apparent that the output imbalance is significantly reduced. When both engines are operating, the imbalance is substantially balanced. These low levels of imbalance can be tolerated without further action and a rotating counterweight is not required to dampen the imbalance.
本発明の実施形態の上記の説明は、互いに組み合わせて、特許請求の範囲の範囲内に含まれる新しい実施形態としても良い。 The above description of embodiments of the invention may be combined with each other to form new embodiments that fall within the scope of the claims.
2 船尾、 3 エンジン、 5 プロペラ、
6 シャフト、 7 制御ユニット、 8 センサーユニット、
9 信号ライン、 10 データ修正ユニット、
11 コンパレータ、 12 パルス指示器、
13 信号ライン、 14 エンジン制御ユニット、
15 交点、 16 発電機、 18 シリンダ、
2 stern, 3 engine, 5 propeller,
6 shaft, 7 control unit, 8 sensor unit,
9 signal lines, 10 data correction units,
11 Comparator, 12 Pulse indicator,
13 signal lines, 14 engine control units,
15 intersections, 16 generators, 18 cylinders,
Claims (3)
各エンジン(3)が、7個のシリンダ(18)を有する2ストロークのクロスヘッドエンジンであり且つ個々のエンジン(3)からの船体の垂直方向の振動を生じさせる型式の二次外部モーメントが船の船体へと伝達されるエンジンであり、
前記制御ユニット(7)が、一方のエンジンのみが作動しており且つ制御ユニット(7)から制御信号を受け取り、他方のエンジンは停止している第2の作動モードを有しており、
四次の外部モーメントが船の船体に伝達される、エンジン装置。 It has two engines (3) for operating each propeller (5) by a separate shaft (6 ) in the ship (1) and a control unit (7), which control unit In operating mode, a control signal is transmitted to synchronize the operation of the two engines (3) by both speed and mutual phase angle setting, so that an external moment from one engine is external to the other engine. An engine device designed to counter a moment,
A secondary external moment of the type where each engine (3) is a two-stroke crosshead engine with seven cylinders (18) and produces vertical vibrations of the hull from the individual engines (3). Engine transmitted to the hull of the
The control unit (7) has a second operating mode in which only one engine is operating and receives a control signal from the control unit (7) and the other engine is stopped ;
An engine device in which a fourth-order external moment is transmitted to the hull of the ship.
前記制御ユニット(7)が、10°よりも小さい位相偏差を許容するようになされた、エンジン装置。 The engine device according to claim 1 ,
Engine device, wherein the control unit (7) is adapted to allow a phase deviation of less than 10 °.
前記制御ユニット(7)が、所望のスピードの15%よりも小さいエンジンスピードの偏差を許容するようになされた、エンジン装置。 The engine device according to claim 1 or 2 ,
Engine device, wherein the control unit (7) is adapted to allow an engine speed deviation of less than 15% of the desired speed.
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