JPH0119565Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、船舶用発電機としてターボ発電機
とデイーゼル発電機とをそなえる場合の、両発電
機間の負荷分担制御装置に関するものである。

一般に、たがいに燃料消費率の異なる２台の発
電機を並列運転する場合には、当然に燃料消費率
のよい発電機にできるだけ多くの負荷を分担させ
ることが望まれる。

船舶においては、デイーゼル機関を主機とする
場合、該機関の排ガスを熱源として排ガスボイラ
で発生させた蒸気により駆動されるターボ発電機
が設けられることがあり、このターボ発電機とデ
イーゼル発電機との並列運転によつて船内所要電
力を賄うようにされる場合がある。この場合のデ
イーゼル発電機なる用語は、発電用としての独立
デイーゼル機関は勿論、その他デイーゼル主機関
の動力の一部を割いて駆動される発電機をも含む
ものである。

このように、ターボ発電機とデイーゼル発電機
とを並列に使用する場合、一つのパターンとし
て、ターボ発電機の出力を排ガスによつて発生し
得る出力の可能最大値によつて設定し、残りの負
荷電力需要をデイーゼル発電機で賄う方式の負荷
分担の方式が行われる。いま、このような負荷分
担方式をモードと称することとする。具体的に
は、この場合のターボ発電機の出力は、ボイラド
ラム圧力を一定とするように制御される。

一方、ターボ発電機は、補助ボイラを油焚きす
ることによつて発生する蒸気により使用すること
も可能であるが、この場合のターボ発電機の燃料
消費率は、デイーゼル発電機の燃料消費率よりも
当然に悪いので、このような場合に対処する他の
パターンとして、デイーゼル発電機にできるだけ
負荷を分担させ、残りの負荷をターボ発電機で賄
う負荷分担方式が望ましいことになる。いま、こ
のような負荷分担方式をモードと称することと
する。

いま、モードの方式に基いてターボ発電機を
排ガスボイラによつて駆動する場合、該発電機の
出力は、主機出力、大気温度、あるいは排ガスボ
イラの汚れなどによつて当然に変化する。そこ
で、できれば上記のような周囲の条件の変化に応
じて、モードとモードとの間の切換運転が行
われることが望ましい。

従来は、この切換操作を手動操作によつて行な
つているが、煩雑であり、非能率であるため、該
操作の自動化を望む要求が強く出されていた。

この考案は、ターボ発電機とデイーゼル発電機
との並列運転を、発電設備としての燃料消費率の
面において最適な状態になるように、上記モード
、モードの切換操作を主機排ガスエネルギー
の変化に対応して自動的に行うことのできる船舶
用発電機の負荷分担制御装置を実現することを目
的とするものである。

この考案装置は上記の目的を達成するための構
成として、ターボ発電機とデイーゼル発電機との
並列運転によつて電力需要を賄う船舶用発電機の
負荷分担制御装置を、燃料ラツク位置などの主機
出力を表示する装置によつて主機出力が基準値を
超えまたは基準値以下であることを判断してそれ
ぞれ別個の信号を送信する主機出力判断手段と、
上記信号のうち基準値を超える信号を受けてター
ボ発電機出力が該出力の設定値に対する適否判断
をするターボ発電機出力判断手段と、上記ターボ
発電機出力判断の受信結果と補助ボイラのドラム
圧力とに応じて補助ボイラバーナ制御の適否を判
断して該判断結果を補助ボイラバーナ制御装置に
送信する補助ボイラ運転判断手段とをそなえ、上
記ターボ発電機出力判断の結果が基準最低出力よ
り大きい場合は補助ボイラ運転判断手段によつて
該ボイラの運転停止を指令し、上記基準最低出力
と比較してこれと等しいかまたはこれより小さい
場合は該ボイラのドラム圧力がダンプ圧直前の圧
力の場合には該ボイラの運転停止を指令しダンプ
圧直前の圧力に至らない場合は該ボイラの自動運
転を指令するとともに、上記主機出力判断手段に
よる判断結果が基準値以下の場合にも該ボイラの
自動運転を指令する発電機負荷分担決定手段をそ
なえることを特徴とする。

元来、船舶のそなえるターボ発電機とデイーゼ
ル発電機との間において、上記モードとモード
との切換によつて負荷分担の適正負担を自動的
に達成せんとする場合、たとえばモードの方式
が選択実施されているとき、主機出力の低下によ
つてボイラドラム圧力が設定値以下に低下した場
合に、補助ボイラが自動的に点火し、補助ボイラ
を点火した状態でモードの負荷分担方式が行わ
れ、以後において主機出力が回復した後もこの状
態のまゝで推移することになつて、主機排ガスに
よるターボ発電機の稼動が可能状態となつたに拘
らず、補助ボイラにおける燃料の無駄使いが行わ
れる。また、当初モードの負荷分担方式で発電
していて、その後主機出力の増加によつて排ガス
量が増加した場合にも、そのまゝモードが接続
されることになる、などの問題点がある。

かゝる問題点にかんがみ、本案装置では、主機
が停止状態、あるいは低負荷状態にあるときは、
モードの状態とする。この場合の低負荷状態と
は、主機の排ガスのみによつてはターボ発電機の
運転が殆ど不可能と予想される主機の負荷状態を
いう。

上記設定の低負荷状態以上の負荷状態において
は、ターボ発電機の出力を監視することによつ
て、排ガス発生量の増減を知ることができる。但
し、補助ボイラは、ターボ発電機の出力がデイー
ゼル発電機と並列運転するために必要な最低出力
より大きい場合には、運転を停止せしめる。した
がつてターボ発電機の出力が上記最低出力より大
きい場合は、モードの負荷分担方式を実施す
る。この状態からターボ発電機の出力が低下した
場合は排ガス量の低下と判断でき、ターボ発電機
が上記最低出力にまで低下した場合には、補助ボ
イラを自動運転状態としてモードの負荷分担方
式に切換える。この場合、ターボ発電機の出力
は、補助ボイラの使用によつて上記最低出力を維
持せしめる。

さらに、モードの状態において、主機排ガス
が再び増加した場合、ボイラドラムの圧力の上昇
によつて補助ボイラのバーナはOFFの状態にな
るが、ターボ発電機の出力は上記最低出力で維持
され、排ガスによる蒸気で賄われることになる。
このときの排ガスによる蒸気量が上記最低出力の
維持に必要な量以上に発生する場合には、ボイラ
ドラム圧力は上昇し、ドラム内の蒸気はダンプさ
れることになる。したがつて、ドラム内の蒸気圧
がダンプ圧力の直前の状態であることを検出し
て、負荷分担方式をモードからモードに切換
える必要があり、それによつて主機の排ガスを再
び十分利用できる状態になる。

つぎに実施例によつて詳細かつ具体的に説明す
る。第１図および第２図において、負荷分担制御
装置１は、主機出力判断手段２と、ターボ発電機
出力判断手段３と、補助ボイラ運転判断手段４
と、発電機負荷分担決定手段５とよりなる。６
は、デイーゼル主機１５のそなえる主機燃料ラツ
クで、その位置の移動を、主機出力の増減を判断
するための指標として利用する。主機出力の判断
手段としては、燃料ラツクのほかに、掃気圧力、
排ガス温度、主機回転数あるいは過給機回転数な
どが適用可能である。

７はターボ発電機で、その負荷制御装置として
補助ボイラドラム８から導かれる蒸気導入管のタ
ービン入口にガバナ弁１１がある。９は補助ボイ
ラのバーナ制御装置である。１０はデイーゼル発
電機で、その負荷制御装置としてデイーゼル発電
機ガバナ１２をそなえる。１３は圧力検出器、１
４は排ガスエコノマイザ、１５はデイーゼル主
機、１６は排ガス出口、１７はポンプであり、１
８は主配電盤である。

第２図において、主機出力判断手段２は、主機
燃料ラツク６の位置の信号ｇを受けて主機出力が
基準値よりLOWかHIGHかを判断し、LOWであ
れば信号ａを発電機負荷分担決定手段５に付与
し、HIGHであれば信号ｂをターボ発電機出力判
断手段３に付与する。ターボ発電機出力判断手段
３において、上記信号ｂとターボ発電機７の出力
の信号ｈを受けてその出力と設定値とを比較し、
その大小を判断したのち、信号ｃを補助ボイラ運
転判断手段４に付与する。補助ボイラ運転判断手
段４においては、上記信号ｃと補助ボイラドラム
８の圧力検出器１３による圧力の信号ｊとを受け
て、ターボ発電機の出力が設定電力より小で且つ
補助ボイラの圧力が設定圧力より小の場合は、補
助ボイラを運転すべき指令の信号ｌを補助ボイラ
バーナ制御装置９に対して与え、それ以外の場合
は補助ボイラの運転を停止すべき指令の信号ｌを
補助ボイラバーナ制御装置９に対して与える。そ
れと同時に、発電機負荷分担決定手段５に対して
は、モード、モードのいずれの運転方式に入
るべきかの選択を行なつたのち、その運転モード
に関する指令の信号ｄを与える。この運転方式の
選択基準は、補助ボイラ運転判断手段４から補助
ボイラバーナ制御装置９に与える信号ｌが、補助
ボイラを運転すべき旨の信号であるときは、モー
ドを選択すべしとの指令信号とされ、信号ｌが
補助ボイラの運転を停止すべき旨の信号であると
きは、モードを選択すべしとの指令信号とされ
る。

発電機負荷分担決定手段５においては、上記の
信号ｄとともに、ターボ発電機７の出力の信号ｉ
と、補助ボイラドラム８の圧力の信号ｋと、さら
にデイーゼル発電機１０の出力の信号ｍとを受
け、デイーゼル発電機１０とターボ発電機７との
具体的な負荷分担を決定して、それらに関する指
令の信号ｅおよびｆをそれぞれターボ発電機７の
負荷制御装置としてのガバナ１１およびデイーゼ
ル発電機１０の負荷制御装置としてのデイーゼル
発電機ガバナ１２に与える。

以上の制御作用の経過につき、さらにシーケン
スを理解するためのフローチヤート図としての第
３図を用いて以下に説明する。図において、負荷
分担方式の切換スイツチを「自動」に切換える
と、前記の主機出力判断手段によつて、主機出力
が基準値との比較によつて判断される。比較結果
がLOWの場合は補助ボイラの自動運転を指令し、
HIGHの場合はターボ発電機出力判断の段階に進
む。こゝで、ターボ発電機出力がMIN.出力に関
する設定値と比較してこれより大きい場合は、補
助ボイラに対して運転の停止を指令し、該設定値
と比較してこれと等しいかまたはそれより小さい
場合は、ドラム圧力に関する判断の段階に進む。
こゝで、ドラム圧力がダンプ圧直前の値である場
合は、補助ボイラ運転停止指令の線に合流し、該
直前の値に至らない場合には、補助ボイラ自動運
転指令の線に合流する。上記補助ボイラの運転を
停止する運転方式とは、モードの運転方式であ
り、補助ボイラを自動運転する運転方式とは、モ
ードの運転方式で、上記シーケンスの要領にし
たがい、モードとモードとの切換運転が、主
機排ガスエネルギーの変化に対応して自動的に行
われることになる。

この考案装置は以上のように構成されるので、
モードとモードとの各負荷分担方式間の切換
操作が自動的に行われ、その結果ターボ発電機と
デイーゼル発電機との負荷分担が燃料消費の節減
に関して常に最適の状態に置かれるような並列運
転を実施することが可能となり、従来装置にない
すぐれた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案装置の配置系統図、第２図はその
要部に関する機能系統を示すブロツク図、第３図
は本案装置のシーケンスを説明するためのフロー
チヤート図である。 １……負荷分担制御装置、２……主機出力判断
手段、３……ターボ発電機出力判断手段、４……
補助ボイラ運転判断手段、５……発電機負荷分担
決定手段、６……主機燃料ラツク、７……ターボ
発電機、８……補助ボイラドラム、９……補助ボ
イラバーナ制御装置、１０……デイーゼル発電
機、１１……ガバナ弁、１２……デイーゼル発電
機ガバナ、１３……圧力検出器、１４……排ガス
エコノマイザ、１５……デイーゼル主機、１６…
…排ガス出口、１７……ポンプ、１８……主配電
盤。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ターボ発電機とデイーゼル発電機との並列運転
   によつて電力需要を賄う船舶用発電機の負荷分担
   制御装置を、燃料ラツク位置などの主機出力を表
   示する装置によつて主機出力が基準値を超えまた
   は基準値以下であることを判断してそれぞれ別個
   の信号を送信する主機出力判断手段と、上記信号
   のうち基準値を超える信号を受けてターボ発電機
   出力が該出力の設定値に対する適否判断をするタ
   ーボ発電機出力判断手段と、上記ターボ発電機出
   力判断の受信結果と補助ボイラのドラム圧力とに
   応じて補助ボイラバーナ制御の適否を判断して該
   判断結果を補助ボイラバーナ制御装置に送信する
   補助ボイラ運転判断手段とをそなえ、上記ターボ
   発電機出力判断の結果が基準最低出力より大きい
   場合は補助ボイラ運転判断手段によつて該ボイラ
   の運転停止を指令し、上記基準最低出力と比較し
   てこれと等しいかまたはこれより小さい場合は該
   ボイラのドラム圧力がダンプ圧直前の圧力の場合
   には該ボイラの運転停止を指令しダンプ圧直前の
   圧力に至らない場合は該ボイラの自動運転を指令
   するとともに、上記主機出力判断手段による判断
   結果が基準値以下の場合にも該ボイラの自動運転
   を指令する発電機負荷分担決定手段をそなえるこ
   とを特徴とする船舶用発電機の負荷分担制御装
   置。