JPS58106123A - 舶用エンジンの冷却システム - Google Patents

舶用エンジンの冷却システム

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JPS58106123A
JPS58106123A JP56205545A JP20554581A JPS58106123A JP S58106123 A JPS58106123 A JP S58106123A JP 56205545 A JP56205545 A JP 56205545A JP 20554581 A JP20554581 A JP 20554581A JP S58106123 A JPS58106123 A JP S58106123A
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pump
seawater
lubricating oil
cooler
speed
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Tsuneo Ishii
石井 常夫
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/164Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by varying pump speed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発用は舶用エンジン(ディーセルエンジン、カスエン
ジン)の冷却システムに関するもので、冷却システムで
消費する電力を最少にすることを1的としてiる。
石油価裕の^騰にともない舶用機関にも省エネ(雀エネ
ルギ一対策)か求められている。この観点から、舶用デ
ィーセルエンジンの冷却システムのポンプに着目するさ
、冷却システム内には冷却加水ポンプ、冷却清水ポンプ
、潤滑油ポンプ、シャフット冷却清水ポンプ、ピストン
冷却ポンプ等があシ5.出力1,2万島力位のエンジン
で、モータ動力は150〜180 KW位が必要となり
ている。椀在これらボン1顛の省エネ対策としては、上
記モータ動力の中の30〜409bを占める冷却海水ポ
ンプのa数変換による司変速化が行われているのみであ
る。しかしその場合は効率が急く、コスト高になること
は避けられない。又最近、冷却海水ポンプの渦電流継手
による無段変速化の試み及びその実船実験が報告されて
いる(昭和55年7月発行の日本舶用機関学会1彫15
巻第7号555頁、主機冷却可変hポンプシステムの開
発)。その場合の可変量ポンプシステムの概要は細1図
の逸シで、図中1は海水ポンプ、2は渦電流継手、3は
モ―り、4は潤滑油クーラ、5はエアクーラ、6紘渭水
クーラ、7は温度検出器、8社PID(比例積分微分)
コントローラ、9祉海水配管、10は信号路である。即
ち第1f!Jに示す従来技術においては、清水クーラ6
の出口における海水温度を棟出器7で挟出し、その海水
ahか一定になるようにコントローラ8によnm電流継
手2t−制御し、加水ポンプl′r:無段友速している
。ところが潤滑油クーラ4には従来と同様に詞?#油ホ
ンプ11、ブー七スタンド12、バイパス13、tsf
k冷却部力14等から成る潤m油冷却系統か併設され、
又清水クーラ6には清水ポンプ、ブー七スタンド、バイ
パス、シリンダジャケット等(図示せず)から成る清水
冷却系統か併設されているので、?1!l滑油ホンプ1
1、清水ポンプ等はバイパスが開放している無駄な運転
期間が避けられない。例えば鉤渭油ボン7°IIK層目
すると、潤滑油温度が低い場合でもポン111は潤滑油
をバイパス13に流すために設計速度で無駄に運転され
る。しかも心水本ンプlは1llil滑油冷却系統や清
水冷却系統の状態を考慮せずに、単に海水の油水クーラ
出口編成のみで制御されるため、潤滑油温度、清水温度
がたまたま賊る運転状態では満足すべき範囲に納まる場
合はあっても、積荷の状態やエンジンの負荷状態、気温
その他の条件を考慮した時、全運転範囲に11Lシ消賀
電力を岐少にすることは困難でろシ、現在ではコスト高
ということで実際には使用されていない。このため脚孔
では、これらのボン10゜仕様は、鮫大連hc出力(M
CO)、海水源&32゜Cで計画されておシ、冷媒のバ
イパス等に起因して多くの無駄な動力か浪費されている
のか実状である。
本発明れ上記従来の同艦を回避しようとするもので、次
のような塊状分析にもとづいている。
天1の海水−良は、季節、航路等によシ大きく異シ、0
@〜32°Cの範囲で変化する。エンジン出力はm常の
チーヒススピード時は85%MCOであり、燃費節約運
転の場合は7590M G Oも珍らしくない。
一方、渦巻ポンプでは、流鬼又回転数、水頭〆([!i
i転数)、′ 動力ダ(回転数)3 又各ポンプの必要流亀水顧は次のii1ルである。
+11  冷却海水ポンプ 流量:エンジン出力とほぼ比例し、出入口の海水温度差
に反比例する。
水頭:(流量)3に比例する部分(抵抗水頭)十位皺水
顧 (2) 冷却清水ポンプ 流量:エンジン出力と比例 水頭:(流量)8に比例する部分十位置水頭十付加圧力
(キャビテーション防止の6ため)131  潤滑油ポ
ンプ 流量:エンジン出力に比例し、液の温度が高くなるに従
って少くなる。
水頭:(流量)3に比例する部分十位置水頭+付加圧力 鮎カニC@転数)1に比例し、粘度が上るにつれて大き
くなる。
故にエンジン出力、海水温度、潤滑油温度、各流路の抵
抗、高さ、付加圧程度等を考えて、それぞれ適当な流鳳
水顯曲線を与えるポンプを一計し、回転数を制御すれば
、非富に大きな動力を節約することができることが分る
。清水冷却ポンプ、潤滑油ポンプについては、必要水頭
は管路の抵抗のみではないので、締切水頭の高い特殊な
ポンプを作らなければならない。即ち省エネのためにポ
ンプを低速で回しても、所定の必・要水顯が得られるよ
うなポンプが必要になる。海水冷却ポンプについては、
冷却場所が数箇所になるため、それぞれの必要をみたす
べく最適の流量を決定することは複雑な計算を要するの
で、マイクロコンピュータを使用する必要がある。
本発明は上記各事項と、熱交換器(クーラ)の効率が流
速のjil数であシ、伝達率が油と水で違う点等を考慮
して、海水側の制御と、潤滑油、清水側の制御を別に行
い、しかも両者を関連づける二重制御方式となるように
したもので、清水ポンプ潤滑油ポンプと海水ポンプ清水
ポンプの回転数を消費電力最少に制御するようにしたこ
とを特徴としておシ、第2図にシス7″ムの概念図を示
す。
第2図において、海水ポンプ20はイングクシヨンモー
タ21に接続し、モータ21は周波数変換器22、コン
トローラ23t−有する信号路24mへてff4クロコ
ンピユータ25に接続している。
N@紋敞茨挨器22は交流電源の周波数を変えてモータ
21に供給する役割を果し、ik実で効率がよく、コス
トが低い特長を有する。海水ポンプ20の赦込口は海水
路26をへて海水27に接続し、肚出口I/i途中にエ
アクーラ28、清水クーラ29を自する海水路30tへ
て海水27に接続し、ポンプ20とエアクーラ28の藺
の海水路30から編水路31が分岐し、海水路31の途
中には潤滑油クーラ32が配置され、先端はクーラ2g
、29聞の海水路30に接続している。エアクジラ28
の入口は吸気路33を介して過給機のコンブレラデー出
口(図示せすンに接続し、エアクーラ28の吸気出口は
吸気路34tへてディーゼルエンジン35の!ML気マ
二本−ルドに接続する。
脚渭油クーラ32の潤滑油出口は油路36とその途中の
エンジン−a渭冷却部分37iへて胸滑娃ポンプ38の
入口に接続し、ポンプ38の出口は油路39をへて潤滑
油クーラ32の入口に接続する。エンジン35の潤滑油
出口に温度検出1!40が取如付けてあシ、検出器40
は信号路41をへてマイクロコンピュータ25に接続し
ている。纏滑油ポンプ38の駆動用インタクションモー
タ42には、If4波数変換器43、PIDコントロー
ラ44を有する信号路45が接続し、信号路45の先端
は信号路41に&−続している。
清水クーラ29の清水出口は途中にシリングジャケット
47を合する清水路48を介して清水ポンプ49の入口
に接続し、清水ポンプ49の出口は清水路50を介して
清水クーラ29の清水入口に接続する。エンジン35の
清水出口には温度検出器51が取シ付けてあシ、温度検
出器51t;i信9852をへてマイクロコンピュータ
25に接続すると共に、その途中から信号路53か分岐
し、信号路53は途中にPIDコントローラ54、胸波
数変換器55を備え、先端は清水?ンプ駆動用インダク
ションモータ56に接続している。
エアクーラ28の出口匈吸気路34には温度検出器58
が取ル付けてあシ、温度検出器58線信号絡59を介し
てマイクロコンピュータ25に接続している。又海水ボ
ン7’20の肚出側海水路30には流量計60が取シ付
けてあシ、流量計60は信号路61をへてマイクロコン
ピュータ25に接続している。
一潰油ギン138はエンジン出口における一滑@&良を
一度検出器40で検出し、セット温度を保ツべ(PID
コントローラ44によシ胸波数変換器43で幽隋油ポン
プ38の回転を制御するようになっている。又清水ポン
プ49はエンジン出口の清水編成に温度検出器51で検
出し、セット温度を保つべ(PIDコントローラ54に
よりm波数変換器55で滴水ポンプ49の回転を制御す
るようになっている。
冷却海水ポンプ20/Ii、エアクーラ28を出た吸気
のエンジン入口温度を温度検出415gで検出し、又−
rlIN@及び冷却清水のエンジン出口の湿度′に一度
検出器40,51で検出し、マイクロコンピュータ25
によル最適流麓を判断し、コントローラ23、周波数変
換器22によル海水ボンプ20の回転数を制御する。そ
の場合流量計60により海水ボンデ20の流量を検出し
、流量が増加しすぎると回転数を下げるように制御する
。又各クーラ28.32.29における効率は海水及び
もう一方の流体(吸気、潤滑油、清水等)の流速、温度
の一数になるため、消費電力が最少(その近傍を含む)
となる最適効率が得られるように流量を制御する。この
流量制御の考え方は、潤滑油ポンプ38、清水ボンデ4
9の制御[tlKも適用される。
なお実施例においてポンプを可変速にする手段として周
波数変換器22.43.55.、、が採用されているが
、極数変換方式、渦電流方式、油圧方式、機械方式等任
意の方式を採用することがてきる。しかし周波数変換器
を採用すると確実で、効率よく、しか4低コストにまと
まる。
省エネ効果は、条件の設定によル相当興るが、通常の状
態で年間を通ずれば、現在の動力の約30〜40g6は
節約可能である。又副次的効果として海水ボンデ20の
オーバロード防止効果を上げることができる。坤ら積荷
の茨化による吃水の増減のため、海水ポンプの部分では
吸込状ムが、吸込から強い押込み状態迄涙化する。中容
量以上の編巻ポンプでは一般に流産の全域に亘ってキャ
ビテーションを防止することはむずかしい。そして工場
公試(公的試&)には設絢上段込状態で退転するので、
本船では吃水が上がル、押込が大きくなった時、容態が
出すぎてオーバロードを起すとをかある。従って従来の
ように小ル化、動カ一杯で計画すると、この傾向か特に
強くなシ、本船で間−を起すことが多い。これに対し本
発明によると、自動的に回転が下ることになル、当然オ
ーバロードかなくなる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の可変鳳ボン1システムの一例を示す概念
−1亀2図は本発明のシステムを示す概念図である。2
0・・・海水ポンプs21.42・・・インダクション
モータ(無段階髪速モータ)、2s・・・マイクロコン
ピュータ、2g、29.32・・・クーラ、38・・・
m滑油ポンプ 第i t:’t

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 市水ボン1の吐出口に各細クーラを接続し、少なくとも
    潤滑油クーラには潤滑油ポンプを有する絢m油冷却系統
    を併設した舶用エンジンの冷却システムにおいて、加水
    ポンプとam油ポンプにそれぞれ交流電踪のサイクル歓
    変化による無Pi階変連モータtI&続し、i1!l滑
    油ポンプと加水ポンプの一転鈑を消賀電力鮫少惰へ制御
    するようにしたこと【特徴とする舶用エンジンの冷却シ
    ステム
JP56205545A 1981-12-18 1981-12-18 舶用エンジンの冷却システム Granted JPS58106123A (ja)

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JPH0135167B2 JPH0135167B2 (ja) 1989-07-24

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