JPH11115881A - マニホールド圧力補償システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マニホールド圧力発信器の装備削減を促進する
マニホールド圧力補償システムを提供すること。 【解決手段】ポンプ吐出圧力を発信する発信手段（３）
と、この発信手段（３）からのデータを基に求めたポン
プの流量と前記ポンプからマニホールドまでの配管抵抗
とを基に圧力損失を計算し、前記ポンプの吐出圧力から
前記圧力損失を差し引いてマニホールド圧力を算出する
演算手段（１）と、この演算手段（１）で算出されたマ
ニホールド圧力を基に、前記ポンプのコントローラ
（７）を制御する信号を出力する出力手段（１）と、を
具備。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タンカーの荷役制
御装置に適用されるマニホールド圧力補償システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、タンカーの荷役システムにおけ
る標準的な圧力発信器の取り付けを示す図である。この
荷役システムでは、現状の荷役作業では現場の各マニホ
ールド１０に取り付けられている各センサー圧力計Ｐｔ
（１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ）によりマニホールド圧力を
読み、ポンプ２の回転数等を調整する。あるいは、遠隔
表示を行う場合は、各圧力発信器ＰＴ（１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ）を装備し、各マニホールド１０の圧力Ｐｍ
データを図示しない入力装置から取り込んでいる。さら
に、自動化システムを実現するときは信頼性向上のた
め、センサー圧力計Ｐｔと圧力発信器ＰＴを二重化（１
１ｄ，１１ｅ，１１ｆ）している。

【０００３】また、ポンプ２を駆動する駆動タービン２
０の前段には弁２１が設けられており、駆動タービン２
０とポンプ２との間にはポンプ回転計（Ｒ）１４が備え
られている。ポンプ２はラインを介して各マニホールド
１０に接続されており、ポンプ２と各マニホールド１０
との間に循環弁３０が設けられている。前記ライン上に
は圧力発信器ＰＴ（１２）が設けられている。またポン
プ２には、ラインを介して複数の液面・喫水計測ユニッ
ト（カーゴタンク）４が接続されており、各液面・喫水
計測ユニット４には液面計１５が備えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在、タンカーの揚荷
役では、船舶のマニホールド圧力を目標値に保持するた
め、ポンプ回転数や、ポンプ吐出側からタンクへの戻り
ラインの循環弁３０開度を調整している。すなわち、揚
荷役中のマニホールド圧力とポンプ吐出側圧力Ｐｄの監
視は、安全かつ効率の良い揚荷役作業を行なう上で不可
欠である。

【０００５】しかしながら、このような調整を自動で行
なう場合、前述したように現場に圧力発信器を装備し、
現場の圧力データを入出力装置に取り込まなければなら
ない。また、陸上設備との関連により、船によってはマ
ニホールドの本数を増やさねばならず、マニホールド部
分の圧力発信器の装備数も多くなる。このことはシステ
ム価格を押し上げる要因にもなる。

【０００６】さらに、揚荷役中の漏油防止のために、マ
ニホールド圧力の保持制御は常に正常に作動することが
要求され、図４に示すように６本のマニホールドが存在
する場合には、センサー異常時のバックアップを考慮す
ると、計１２個の防爆構造を有する本質安全防爆型の圧
力発信器が必要になる。本発明の目的は、マニホールド
圧力発信器の装備削減を促進するマニホールド圧力補償
システムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明のマニホールド圧力補償システ
ムは以下の如く構成されている。本発明のマニホールド
圧力補償システムは、ポンプ吐出圧力を発信する発信手
段と、この発信手段からのデータを基に求めたポンプの
流量と前記ポンプからマニホールドまでの配管抵抗とを
基に圧力損失を計算し、前記ポンプの吐出圧力から前記
圧力損失を差し引いてマニホールド圧力を算出する演算
手段と、この演算手段で算出されたマニホールド圧力を
基に、前記ポンプのコントローラを制御する信号を出力
する出力手段と、から構成されている。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態に係
るタンカーのマニホールド圧力補償システムにおける制
御システム装置の構成を示す図である。図１において図
４と同一な部分には同一符号を付してある。この装置で
は、演算装置であるホストＣＰＵ１が、図示しない入出
力ユニット（シーケンサ）を介して図示しない各センサ
類、圧力発信器ユニット３、液面・喫水計測ユニット
（カーゴタンク）４、弁遠隔制御操作装置５、及びポン
プコントローラ６と、情報の受け渡しを行なう。

【０００９】また、ホストＣＰＵ１には、比較器１ａ、
マニホールド圧力演算器１ｂ、配管ライン管抵抗係数記
憶器１ｃが備えられている。圧力発信器ユニット３は圧
力発信器ＰＴ（１１ａ〜１１ｆ）から情報を受け、液面
・喫水計測ユニット４は液面計１５から情報を受ける。
弁遠隔制御操作装置５は、弁１０ａ〜１０ｆの制御を行
なうとともに、弁１０ａ〜１０ｆから開度の情報を受け
る。ポンプコントローラ６は、弁２１，３０の制御を行
なうとともに、弁２１，３０から開度の情報を受け、圧
力発信器ＰＴ（１２，１３）とポンプ回転計１４から情
報を受ける。

【００１０】図２は、当該マニホールド圧力補償システ
ムのホストＣＰＵ１による制御処理を示すフローチャー
トである。まずステップＳ１で、ホストＣＰＵ１は圧力
発信器ユニット３のポンプ吐出／吸込み圧力信号が正常
であるか否かを判定し、正常である場合、ステップＳ２
で、ポンプの回転数が正常であるか否かを判定する。こ
こで正常である場合、ステップＳ３で、後述するバック
アップ計算が可能であるので、ステップＳ４で、バック
アップ計算を行なう。

【００１１】次にステップＳ５で、比較器１ａによる比
較の結果、バックアップ値とマニホールド圧力計測値と
の誤差が許容値内であり、ステップＳ６で、マニホール
ド圧力信号が正常であれば、ステップＳ７で、前記計測
値による制御を行なう。また、ステップＳ５で、バック
アップ値とマニホールド圧力計測値との誤差が許容値内
でないか、またはステップＳ６でマニホールド圧力信号
が正常でなければ、ステップＳ８で、バックアップ値に
よる制御を行なう。

【００１２】一方、上記ステップＳ１でポンプ吐出／吸
込み圧力信号が正常でない場合、または上記ステップＳ
２でポンプの回転数が正常でない場合には、ステップＳ
９でバックアップ計算が不可能であるので、ステップＳ
１０でマニホールド圧力信号が正常である場合、ステッ
プＳ７で計測値による制御を行なう。また、ステップＳ
１０でマニホールド圧力信号が正常でない場合、ステッ
プＳ１１に示すように、制御を行なうことはできない。

【００１３】通常、ポンプの制御を行なうときは目標の
マニホールド圧力を設定し、この目標値に向かってポン
プ回転数を制御する。よって、圧力発信器ユニット３か
ら上記入出力ユニットを介して取り込んだマニホールド
圧力をホストマニホールド圧力演算器１ｂにより演算処
理し、上記入出力ユニットを介してポンプコントローラ
６に回転指令を出すとともに、マニホールドの圧力を調
整する循環弁の操作指令を弁遠隔制御操作装置５へ出力
する。ここで、通常、貨物油ポンプにはポンプの保護と
性能確認のため、吐出圧力計及び吸込圧力計が取り付け
てある。そこで、ポンプの回転数制御を行ないながら、
並行して吐出圧力及び吸込圧力を使い、マニホールド圧
力をホストＣＰＵ１で算出している。

【００１４】図３は、図２のステップＳ４におけるバッ
クアップ計算処理を詳細に示すフローチャートである。
ステップＳ４１で、ホストＣＰＵ１はポンプ吐出圧力
（Ｐｄ）とポンプ吸込圧力（Ｐｓ）を入力し、ステップ
Ｓ４２で、ポンプ回転数を入力する。

【００１５】次に、ステップＳ４３で、各入力データと
内蔵データ（性能曲線）によりポンプの運転点を求め、
流量（Ｑ）を算出する。続いて、ステップＳ４４で、配
管ライン管抵抗係数記憶器１ｃに記憶されている、前記
流量と循環弁の開閉状態から認識した現状の貨物油配管
ライン（貨物油の流れるライン）からの内蔵データ（配
管抵抗係数）より、マニホールド部分までの圧力損失
（ΔＰ）を計算する。次にステップＳ４５で、マニホー
ルド圧力演算器１ｂにて、この圧力損失（ΔＰ）をポン
プ吐出圧力（Ｐｄ）から差し引くことにより（ｐｍ＝Ｐ
ｄ−ΔＰ）、マニホールド部の圧力（ｐｍ）を算出す
る。

【００１６】このような計算により求めたマニホールド
圧力は、圧力センサー異常の際のバックアップ機能を果
たすことになり、従来の如きマニホールドの圧力センサ
ーの二重装備が不要になる。さらに、マニホールドの圧
力指示は現場指示計のみによるものとし、当該ポンプの
吐出圧力や吸込圧力からの演算結果により、直接マニホ
ールド圧力を表示、制御することも可能になり、場合に
よってはマニホールド圧力発信器を全廃することも可能
になる。

【００１７】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施でき
る。 （実施の形態のまとめ）実施の形態に示された構成およ
び作用効果をまとめると次の通りである。

【００１８】実施の形態に示されたマニホールド圧力補
償システムは、ポンプ吐出圧力を発信する発信手段
（３）と、この発信手段（３）からのデータを基に求め
たポンプ（２）の流量（Ｑ）と前記ポンプ（２）からマ
ニホールド（１０）までの配管抵抗とを基に圧力損失を
計算し、前記ポンプ（２）の吐出圧力から前記圧力損失
を差し引いてマニホールド圧力を算出する演算手段
（１）と、この演算手段（１）で算出されたマニホール
ド圧力を基に、前記ポンプ（２）のコントローラ（６）
を制御する信号を出力する出力手段（１）と、から構成
されている。

【００１９】したがって上記マニホールド圧力補償シス
テムにおいては、貨物油ポンプの吐出量を求め、その吐
出量と圧力を求めようとするマニホールドまでの配管抵
抗係数により圧力損失水頭を算出し、この圧力損失を貨
物油ポンプの吐出側圧力から差し引くことにより、使用
するマニホールド部の圧力を求めている。すなわち、ポ
ンプ吐出側の圧力計測、及びポンプ吐出側からマニホー
ルドまでの圧力損失計算により、使用するマニホールド
部分の圧力を求めることができ、圧力計のバックアップ
に使用可能である。また、マニホールド圧力計の実測値
と計算値を比較することにより、センサー異常等の大方
の判定を行なうことも可能である。

【００２０】計算によって求めたマニホールド圧力は、
圧力センサー異常の際のバックアップ機能を果たすこと
になり、従来の如きマニホールドの圧力センサーの二重
装備が不要になる。さらに、マニホールド圧力指示は現
場指示計のみとし、当該ポンプの吐出圧力からの演算結
果により直接マニホールド圧力を制御することも可能に
なり、マニホールド圧力発信器を全廃することも可能に
なる。

【００２１】以上により、センサー本体及びその設備関
連費用を低減することが可能になると同時に、圧力発信
器の生データと計算値を比較することにより、センサー
本体の作動が正常であるか否かの判定を行なうことも可
能になる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、貨物油ポンプの吐出量
を求め、その吐出量と圧力を求めようとするマニホール
ドまでの配管抵抗係数により圧力損失水頭を算出し、こ
の圧力損失を貨物油ポンプの吐出側圧力から差し引くこ
とにより、使用するマニホールド部の圧力を求めてい
る。すなわち、ポンプ吐出側の圧力計測、及びポンプ吐
出側からマニホールドまでの圧力損失計算により、使用
するマニホールド部分の圧力を求めることができ、圧力
計のバックアップに使用可能である。また、マニホール
ド圧力計の実測値と計算値を比較することにより、セン
サー異常等の大方の判定を行なうことも可能である。

【００２３】計算によって求めたマニホールド圧力は、
圧力センサー異常の際のバックアップ機能を果たすこと
になり、従来の如きマニホールドの圧力センサーの二重
装備が不要になる。さらに、マニホールド圧力指示は現
場指示計のみとし、当該ポンプの吐出圧力からの演算結
果により直接マニホールド圧力を制御することも可能に
なり、マニホールド圧力発信器を全廃することも可能に
なる。

【００２４】以上により、センサー本体及びその設備関
連費用を低減することが可能になると同時に、圧力発信
器の生データと計算値を比較することにより、センサー
本体の作動が正常であるか否かの判定を行なうことも可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るタンカーのマニホー
ルド圧力補償システムにおける制御システム装置の構成
を示す図。

【図２】本発明の実施の形態に係るマニホールド圧力補
償システムの制御処理を示すフローチャート。

【図３】本発明の実施の形態に係るバックアップ計算処
理を詳細に示すフローチャート。

【図４】従来例に係るタンカーの荷役システムにおける
標準的な圧力発信器の取り付けを示す図。

【符号の説明】

１…ホストＣＰＵ １ａ…比較器 １ｂ…マニホールド圧力演算器 １ｃ…配管ライン管抵抗係数記憶器 ２…ポンプ ３…圧力発信器ユニット ４…液面・喫水計測ユニット ５…弁遠隔制御操作装置 ６…ポンプコントローラ １０…マニホールド １１ａ〜１１ｆ…圧力発信器 １２…圧力発信器 １３…圧力発信器 １４…ポンプ回転計 １５…液面計 ２０…駆動タービン ２１…弁 ３０…循環弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプ吐出圧力を発信する発信手段と、 この発信手段からのデータを基に求めたポンプの流量と
   前記ポンプからマニホールドまでの配管抵抗とを基に圧
   力損失を計算し、前記ポンプの吐出圧力から前記圧力損
   失を差し引いてマニホールド圧力を算出する演算手段
   と、 この演算手段で算出されたマニホールド圧力を基に、前
   記ポンプのコントローラを制御する信号を出力する出力
   手段と、 を具備したことを特徴とするマニホールド圧力補償シス
   テム。