JPH11348871A - マイクロバブル装置への空気供給量制御方法 - Google Patents

マイクロバブル装置への空気供給量制御方法

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JPH11348871A
JPH11348871A JP10164553A JP16455398A JPH11348871A JP H11348871 A JPH11348871 A JP H11348871A JP 10164553 A JP10164553 A JP 10164553A JP 16455398 A JP16455398 A JP 16455398A JP H11348871 A JPH11348871 A JP H11348871A
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pressurized air
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JP10164553A
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Masatoki Utsunomiya
正時 宇都宮
Tetsuya Daimatsu
哲也 大松
Tomohiro Harada
朋宏 原田
Hideki Shudo
英樹 主藤
Shunsuke Ota
俊介 太田
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 主機の過給機が発生する加圧空気を抽出して
マイクロバブル装置に供給する際に、主機の燃焼効率低
下を防止し、低負荷での燃料消費を改善できる加圧空気
量供給制御方法を提供する。 【解決手段】 主機11に設けられた過給機12より加
圧空気を抽出して、船体より泡を吐出して船体抵抗を減
少させるマイクロバブル装置へ供給する際の空気供給量
制御方法において、一定の空気量を抽出するものとする
が、抽出された残りの加圧空気量が主機に必要な量未満
とならないように抽出量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、船体より泡を吐出
して船体抵抗を減少させるマイクロバブル装置へ加圧空
気を過給機から供給する空気供給量制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロバブル装置とは船底から微細な
泡を吹き出し、船体が推進する際水との間に発生する摩
擦抵抗を減少させる装置で、現在開発が進められてい
る。図6はマイクロバブル装置の一例を示す図である。
(A)は船体の平面図であり、(B)は(A)のX−X
断面図、(C)は(A)のY−Y断面図、(D)は
(A)のZ−Z断面図である。
【0003】船体1の予め定められた複数の位置(図6
では3箇所)には空気室2が設けられ、空気室2に加圧
空気を供給し、多孔板3から空気を吐出して微細な泡を
船体表面に沿って発生させ、水と船体1との摩擦抵抗を
減少させる。空気室2には船外弁4が設けられ、この弁
4より加圧空気が供給される。
【0004】船体1の同一位置にある空気室2(空気室
群と称する)ごとにブロワ5から加圧空気が供給され
る。ブロワ5からの空気配管6には圧力調整弁7と逆止
弁8が設けられ、各空気室2の船外弁4に接続してい
る。空気室群ごとに圧力計9が設けられ、制御装置10
はこの圧力計9の計測値に基づき各空気室群に供給する
空気の圧力を圧力調整弁7により調整する。ブロワ5は
電動機で駆動される。またブロワ5の代わりに空気圧縮
機を用いる場合もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ブロワを電動機で駆動
する場合や空気圧縮機で加圧空気を供給する場合、それ
ぞれ単独に空気供給量を制御できる。空気供給方法とし
て主機に加圧空気を供給する過給機より加圧空気を抽出
する方法が考えられるが、この場合主機の性能を損なわ
ないように抽出する必要がある。
【0006】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、主機の過給機が発生する加圧空気を抽出してマ
イクロバブル装置に供給する際に、主機の燃焼効率低下
を防止し、低負荷での燃料消費を改善できる加圧空気量
供給制御方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1の発明では、主機に設けられた過給機より加圧
空気を抽出して、船体より泡を吐出して船体抵抗を減少
させるマイクロバブル装置へ供給する際の空気供給量制
御方法において、喫水が変化しても一定の空気量を抽出
するものとするが、抽出された残りの加圧空気量が主機
に必要な量未満とならないように抽出量を制御する。
【0008】主機がディーゼル機関の場合、主機の排気
ガスでタービンを回転しそれによりブロワを駆動して加
圧空気を発生し、主機に送り込む過給機が用いられてい
る。この過給機のブロワから主機に加圧空気を抽出する
が、抽出量は主機の出力には関係なく、喫水が変化して
も一定量とする。過給機の発生する加圧空気量は主機の
必要量より多くなるようにしておき、抽出した残りの加
圧空気量が主機に必要な量未満とならないように抽出量
を定めることにより主機の燃焼効率低下を防止する。
【0009】請求項2の発明では、請求項1において、
前記抽出された残りの加圧空気量が主機に必要な量未満
となるときは抽出を中止する。
【0010】過給機の発生する加圧空気量は主機の出力
が減少するとこれに応じて低下する。このため主機の低
出力時には一定量抽出すると、主機の必要量が不足する
ので、不足するようになる主機の出力のとき抽出を停止
する。これにより主機の燃焼効率低下を防止できるが、
その停止した主機の出力以下の出力では、停止したこと
により主機に供給される加圧空気量に余裕がでるため多
くの空気が供給されるので、主機の燃料消費の改善が可
能になる。
【0011】請求項3の発明では主機に設けられた過給
機より加圧空気を抽出して、船体より泡を吐出して船体
抵抗を減少させるマイクロバブル装置へ供給する際の空
気供給量制御方法において、主機の出力に応じた空気量
を抽出するものとするが、抽出された残りの加圧空気量
が主機に必要な量未満とならないように抽出量を制御す
る。
【0012】過給機のブロワから主機に加圧空気を抽出
するが、抽出量は主機の出力に応じた量とする。過給機
の発生する加圧空気量は主機の必要量より多くなるよう
にしておき、主機の出力に応じた量を差し引いても必要
量以下にならないように、主機の出力に応じた量を定め
ることにより主機の燃焼効率低下を防止する。
【0013】請求項4の発明では、請求項3において、
前記抽出された残りの加圧空気量が主機に必要な量未満
となるときは抽出を中止する。
【0014】過給機の発生する加圧空気量は主機の出力
が減少するとこれに応じて低下する。このため主機の低
出力時には、主機の出力に応じた量抽出すると、主機の
必要量が不足するので、不足するようになる主機の出力
のとき抽出を停止する。これにより主機の燃焼効率低下
を防止できるが、その停止した主機の出力以下の出力で
は、停止したことにより主機に供給される加圧空気量に
余裕がでるため多くの空気が供給されるので、主機の燃
料消費の改善が可能になる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は実施形態の過給機からの空気
供給装置の構成を示す図である。11は主機ディーゼル
機関であり、12は主機の排気ガスで過給機タービン1
3を駆動し、この過給機タービン13で過給機ブロワ1
4を駆動する過給機である。主機11からの排気ガスは
主機排気ガスライン15より過給機タービン13に供給
される。この過給機タービン13により過給機ブロワ1
4が駆動され、空気を加圧し、加圧空気ライン16によ
り主機に加圧空気を供給する。加圧空気ライン16には
分岐ライン17が設けられ、分岐した加圧空気を流量調
整弁18で調整して、図6で示すマイクロバブル装置へ
供給する。加圧空気ライン16には、過給機ブロワ14
の出口に空気冷却器19が設けられ、過給機ブロワ14
で120〜140℃に加熱された空気を主機11に適し
た40℃程度に冷却する。分岐ライン17は空気冷却器
19の下流に設けられているので,冷却された空気が供
給される。空気の温度はマイクロバブルの性能には関係
ないが、空気室2までの空気配管6の径を小さくするこ
とができる。
【0016】流量調整弁18の入側と出側の差圧を計測
する差圧計20と、主機11の負荷を計測するロードイ
ンジケータ21が設けられている。弁開度制御部22は
この差圧と主機11の負荷より流量調整弁18の弁開度
を調整して流量を制御する。
【0017】かかる構造を用いた第1実施形態の空気供
給量制御方法を図2,図3を用いて説明する。図2は主
機11の過給機12より加圧空気を一定量抽出する場合
の制御方法を示す図である。横軸は主機11の負荷を示
し、縦軸は加圧空気量を示す。曲線Aは過給機12によ
る空気供給量を示し、曲線Bは主機必要空気量を示す。
抽出量Dは主機11の負荷に係わらず一定量とする。主
機11の負荷が大きいときは、一定量Dを抽出しても主
機余剰分Eは多いが、負荷が小さくなるに従い主機余剰
分Eは少なくなり、ついには0となる。この主機余剰分
0となる負荷の値をしきい値とし、このしきい値以下に
負荷がなったとき抽出を中止する。すると主機余剰分F
が生じずる。しきい値以下の低速ではマイクロバブルの
効果は少ないので泡発生を中止してもよい。このような
低速域において主機11に空気を多く供給すると燃焼効
率がよくなり、不燃物の発生も少なくなる。
【0018】図3は弁開度制御部22による制御フロー
図である。先ずロードインジケータ21より主機負荷を
読み取り(S1)、この主機負荷が図2で説明したしき
い値より大きいか調べる(S2)。大きくない場合は、
弁開度を閉方向にして閉鎖する(S7)。大きい場合
は、流量調整弁18の差圧を読み取り(S3)、設定差
圧より小か否か調べる(S4)。ここで設定差圧とは図
2で示した一定流量Dとなる差圧である。読み取った差
圧が設定差圧と等しければ、弁開度を維持し(S5)、
小さければ弁開度を開方向にし(S6)、小さくなけれ
ば弁開度を閉方向にする(S7)。これにより主機11
の負荷がしきい値以上であれば、一定流量の加圧空気が
流量調整弁18を流れ、未満であれば弁18の流れは遮
断される。
【0019】次に第2実施形態の空気供給量制御方法を
図4,図5を用いて説明する。図4は主機11の過給機
12より加圧空気を主機負荷に対して一定比率で抽出す
る場合の制御方法を示す図である。横軸は主機11の負
荷を示し、縦軸は加圧空気量を示す。曲線Aは過給機1
2による空気供給量を示し、曲線Bは主機必要空気量を
示す。これらの値はともに主機負荷に応じて変化する。
抽出量D1は主機負荷に対応する過給機の供給量aの一
定比率x%(D1=a×x/100)、抽出量D2は主
機負荷に対応する過給機の供給量bの一定比率x%(D
2=b×x/100)である。主機11の負荷が大きい
ときは、抽出量Dを抽出しても主機余剰分Eは多いが、
負荷が小さくなるに従い主機余剰分Eは少なくなり、つ
いには0となる。この主機余剰分0となる負荷の値をし
きい値とし、このしきい値以下に負荷がなったとき抽出
を中止する。すると主機余剰分Fが生じずる。しきい値
以下の低速ではマイクロバブルの効果は少ないので泡発
生を中止してもよい。このような低速域において主機1
1に空気を多く供給すると燃焼効率がよくなり、不燃物
の発生も少なくなる。なお、抽出量D1は主機負荷に対
応する主機必要空気量a1の一定比率x%(D1=a1
×x/100)、抽出量D2は主機負荷に対応する主機
必要空気量b1の一定比率x%(D2=b2×x/10
0)としてもよい。
【0020】図5は第2実施形態の弁開度制御部22に
よる制御フロー図である。先ずロードインジケータ21
より主機負荷を読み取り(S11)、この主機負荷が図
4で説明したしきい値より大きいか調べる(S12)。
大きくない場合は、弁開度を閉方向にして閉鎖する(S
18)。大きい場合は、図4で主機負荷に応じて抽出量
Dを計算した方法により抽出量Dを求め、さらにこの抽
出量Dとなる弁差圧を求め、これを設定差圧とする(S
13)。次に、流量調整弁18の差圧を読み取り(S1
4)、設定差圧より小か否か調べる(S15)。読み取
った差圧が設定差圧と等しければ、弁開度を維持し(S
16)、小さければ弁開度を開方向にし(S17)、小
さくなければ弁開度を閉方向にする(S18)。これに
より主機11の負荷がしきい値以上であれば、主機負荷
に対して一定比率の加圧空気が流量調整弁18を流れ、
未満であれば弁18の流れは遮断される。
【0021】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は次の効果を奏する。 ディーゼル主機の各負荷における過給機からの加圧
空気抽出量を一定量または過給機出力量の一定比率に保
持するので、主機の燃焼用空気量を確保でき、主機の燃
料消費悪化を抑えることができる。なお、船の吃水が変
化しても一定量または一定比率量は確保されるので、安
定したマイクロバブルを発生することができる。 ディーゼル主機の低負荷域において、過給機からの
加圧空気抽出を取り止めることにより、主機に対しより
多くの加圧空気量を供給できるため、主機燃料消費の改
善が可能になる。また従来は主機の低負荷域では過給機
の出力が不足するので、補助ブロワを設けることが一般
的であるが、この補助ブロワの容量を小さくする、もし
くは取り止めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の機器構成を示す図である。
【図2】本発明の第1実施形態の一定抽出量を説明する
図である。
【図3】本発明の第1実施形態の動作フロー図である。
【図4】本発明の第2実施形態の一定抽出率を説明する
図である。
【図5】本発明の第2実施形態の動作フロー図である。
【図6】マイクロバブル装置の構成例を示す図である。
【図7】空気室の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 船体 2 空気室 3 多孔板 4 船外弁 5 ブロワ 6 空気配管 7 圧力調整弁 8 逆止弁 9 圧力計 10 制御装置 11 主機 12 過給機 13 過給機タービン 14 過給機ブロワ 15 主機排気ガスライン 16 加圧空気ライン 17 分岐ライン 18 流量調整弁 19 空気冷却器 20 差圧計 21 ロードインジケータ 22 弁開度制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 主藤 英樹 東京都江東区豊洲2丁目1番1号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者 太田 俊介 東京都江東区豊洲2丁目1番1号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主機に設けられた過給機より加圧空気を
    抽出して、船体より泡を吐出して船体抵抗を減少させる
    マイクロバブル装置へ供給する際の空気供給量制御方法
    において、喫水が変化しても一定の空気量を抽出するも
    のとするが、抽出された残りの加圧空気量が主機に必要
    な量未満とならないように抽出量を制御することを特徴
    とするマイクロバブル装置への空気供給量制御方法。
  2. 【請求項2】 前記抽出された残りの加圧空気量が主機
    に必要な量未満となるときは抽出を中止することを特徴
    とする請求項1記載のマイクロバブル装置への空気供給
    量制御方法。
  3. 【請求項3】 主機に設けられた過給機より加圧空気を
    抽出して、船体より泡を吐出して船体抵抗を減少させる
    マイクロバブル装置へ供給する際の空気供給量制御方法
    において、主機の出力に応じた空気量を抽出するものと
    するが、抽出された残りの加圧空気量が主機に必要な量
    未満とならないように抽出量を制御することを特徴とす
    るマイクロバブル装置への空気供給量制御方法。
  4. 【請求項4】 前記抽出された残りの加圧空気量が主機
    に必要な量未満となるときは抽出を中止することを特徴
    とする請求項3記載のマイクロバブル装置への空気供給
    量制御方法。
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