JPS6311723A - 浚渫船の浚渫負荷制御装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はポンプ吸入式の浚渫船の浚渫負荷制御装置菰置
に係り、特にポンプ負荷に応じてポンプ駆動用内燃機関
の回転数制御を行なうようにしたものに関する。

［従来の技術］ 従来のポンプ吸入式浚渫船では、ディーゼルエンジン駆
動にてポンプを一定回転数にし、カッタのスイングスピ
ードを変化させることにより掘削土ｍを一定にするよう
操作している。

しかし、従来のものでは次のような欠点があった。

（１）　　スイングスピードを手動で変化させることに
より掘削土予を一定にするようにしているので、判断を
誤ると排送管内に土砂を沈殿させたり、ポンプを停止さ
せたりしてしまう。

（２）　　ディーゼルエンジンを負荷の大小に関わらず
一定回転数で駆動しているので、経済性が悪い。

［発明が解決しようとする問題点コ 上記したようにポンプを一定回転数にしてスイングスピ
ードを変化させる従来のものでは、土砂の沈澱やポンプ
の停止の虞れが大きく、経済性も悪かった。

したがって、本発明の目的は、ポンプ負荷に応じてポン
プのトルク制御を行なうことによって、上記欠点を解消
し、排送管内の土砂の沈澱やポンプの停止を防ぎ、しか
も経済性を良好にした浚渫船の浚渫負荷制御装置を提供
することである。

Ｌ問題点を解決するための手段］ 本発明の浚渫負荷制御２′Ｄ装置は、ポンプの回転数を
変化させることにより、カッタのスイングスピードを一
定にしてもよいようにしたものである。

すなわち、先端にカッタを有しスイング自在に設けたア
ームの排送管内に土砂を排送するポンプと、このポンプ
の負荷を検出する負荷センサと、この負荷センサの検出
値と設定値との偏差に応じて制御信号を出力する制御回
路と、この制御回路の制御信号に応じて作動する電気式
ガバナにより＄１１陣され負荷に応じたトルクをポンプ
に発生させろ内燃機関とを具備して構成したものである
。

し作　用〕 負荷センサで検出されたポンプ負荷が大きく、設定値を
超えたとき、その超えた正の偏差分に応じた制御信号が
制御回路から出力さる。したがつて、この制御信号を受
ｔプた電気式ガバナは内燃機関のＦｉＭ関速度を上昇制
御して負荷に応じた正の１〜ルクをポンプに付与する。

逆に、ポンプ負荷が小さく設定値を下廻った時、その下
廻った負の偏差分に応じて制御信号が１ＩＩＩ御回路か
ら出力される。したがって、この制６１ＮＭ号を受けた
電気式ガバナは内燃致関の機関速度を下降制御して負荷
に応じた負のトルクをポンプに付与する。

その結果、ポンプにより排送される排送管内の土砂流量
が常に一定となり、またポンプ負荷に応じて内燃機関の
回転数は変化する。

［実施例］ 本発明の実施例を第１図〜第７図に基づいて説明すれば
以下の通りである。

第１図は本発明の浚渫船の浚渫負荷＄リリＤ装置の第１
実施例を示す。

１は浚渫船で、アーム２をスイングさせつつカッタ３で
切削した土砂流を排送管４内に排送するポンプ（Ｐ）５
を備えている。このポンプ５は内燃１閏によって駆動さ
れる。図示例では小型ガスタービン（Ｇ／Ｔ）６が用い
られているが、ディーゼル機関であってもよい。

ポンプ５の上流側の排送管４内にはポンプ負荷としての
ポンプ５の吸入圧力を検知する圧力センサ（ＰＴ）７が
取り付けられ、検出された吸入圧力をｖｊ罪回路８に導
き、ここで設定値との偏差を求められたうえ、この偏差
に応じたａｉ＋ｌ　ｌＸｌ信号を制御１１回路８から出
力し、ガスタービン６に加える。

ガスタービン６は吸入圧力に応じてトルクをポンプ５に
発生させる。

第２図は本発明の第２実施例を示すもので、第１図と異
なる点はポンプ５の吸入圧力を吸入流分とし、この土砂
の吸入流量を検出する流量センナ（ＦＤ＞９をポンプ５
の下流側の排送？２４に取付けた点である。

第３図は第１図の基本構成を示したちので、圧力センナ
としての圧力−電流変換器１７が、吸入圧力を電流信号
に変換する。ｔｉｌｌす！１回路は直］１接続された２
つの減算器１８．２８から構成され、初段の減算器１８
は、ポンプ５の定格吸入圧力に対応して圧力基準器１０
に設定した圧力基準電圧と、上記電流信号とを減筒して
偏差信号を出力する。

後段′＠算器２８はガスタービン６の定格回転数に対応
して速度基準器１１に設定した速度基準電圧と、上記藺
差信号とを再び減算して偏差制御信号を出力する。

ガスタービン６にはこれへの燃ｒ（供給量を制御する電
気式ガバナ１２が設けられ、この電気式がバナ１２は上
記偏差制ｔ１］信号を受けて作動するようになっている
。なお、この゛電気式ガバナには電子ガバナと呼ばれて
いるものも含まれる。

第４図は第２図の基本構成を示したしので、基本的には
第３図と同じであり、異なる点は、圧力−電流変換器を
流量〜電流変換器１つと、圧力基準器を流ｍ！＄準器２
０とした点である。

さて、次に第３図及び第４図の構成の作用について説明
するが、両者は検出値が圧力か流措かの相違を除けば全
て共通するので、第３図について述べることとする。

排送管４内に泥水を排送するポンプ５の泥水吸入圧力に
比例した電流信号が圧力−電流変換器１７から取り出さ
れると、定格吸入圧として圧力基準器１ｏに設定した圧
力基準電圧とともに初段減停器１８に加えられる。電流
信号は電圧に変換されたうえで圧力基準電圧によって減
算され、減算器１８からは定格吸入圧力に対する増減分
に対応する偏差信号が出力される。

ガスタービン６の定格回転数に対応して速度基準器１１
で設定された速０！基準電圧が加えられている後段減算
器２８に上記偏差信号が導かれて、速度Ｊ３準電圧によ
って減算され、後段減算器２８からは速度基準電圧に対
する増減分に対応する偏差制御信号が出力される。

この偏差制御信号を受けた電気式ガバナ１２はガスター
ビン６に供給する燃料流量をその偏差制御信号に応じて
調節し、ガスタービン６の回転数を制御して、これによ
り駆動されるポンプ５の回転数を、そのトルクが泥水吸
入圧力に見合った大きさとなるように変化させる。

このようにして泥水吸入圧力が大きいとポンプ５のトル
クは大きくなるように制御され、反対に泥水吸入圧力が
小さいと小さくなるように制御され、ポンプ負荷に応じ
て１〜ルク制御がなされる。

このように、ポンプの吸入圧力又は吸入流量に応じてガ
スタービン駆動によるポンプのトルク制御を行なうこと
により、スイングスピードを変化させることなく掘削土
量を一定にすることができるため、排送管内に土砂を沈
澱させたり、ポンプを停止させてしまうことがない。

また、吸入負荷に応じたトルクの自動制御が行なえ、負
荷の大小によってガスタービンの回転が変化するため、
燃費の軽済性が悪くなることも、手動操作の必要性もな
い。特に、検出した吸入圧力又は吸入流量と設定値との
偏差信号に応じた制御を行なっているので、設定値を用
いないで単に検出値に応じて制御する場合に比して、高
速応答が得られ、最適な制御を行なうことができる。

また、内燃□関としてガスタービンを用いれば、ディー
ゼル機関と異なり浚渫船の小型化も図ることができる。

第５図及び第７図は第３図の基本構成を具体化したもの
を示している。

第５図はアナログ処理形の電子回路で構成されるもので
、圧力基準器及び速度基準器をそれぞれ可変抵抗器３０
．３１で構成するとともに、圧力−電流変換器１７の電
流信号を電圧に変換する手段として抵抗器３２を用いて
いる。

第７図はマイクロコンピュータを用いで構成されるもの
で、圧力−電流変換器１７の電流信号をアナログディジ
タル変換器（△Ｄ）４０に加えてディジタル信号に変換
したうえでマイクロコンピュータ４１に入力し、マイク
ロコンピュータ４１で演算された結果をディジタルアナ
ログ変換器（ＤＡ）４２でアナログ信号に変換して電気
式ガバナ１２に導く。圧力基準及び速度！３準をキーボ
ード４３によって設定し、設定した値を表示装置（ＣＲ
Ｔ）４４で表示させる。

第６図は第５図に示す各部の電圧波形を示したものであ
る。可変抵抗器３０に設定した圧力）ｊ準電圧すに対し
て圧力−電流変換器１７からの電流信号ａは正、負に変
動する（第６図（イ））。この変動する電流信号ａが初
段減算器１８で減算されて圧力基準電圧すに対する電圧
偏差信号Ｃが取り出される（第６図（ロ））。次いで、
取り出された電圧偏差信号Ｃを可変抵抗器３１の速度基
準電圧ｄで後段減算器２８により減算して制！ＩＩ偏差
信号ｅを得る（第６図（ハ））。この制御偏差信号を電
気式ガバナ１２に入力する。

［発明の効果１ 以上型するに本発明によれば次のような優れた効果を発
揮する。

（１）　　ポンプ負荷に応じてポンプ駆動用の内燃機関
を制御するようにしたことにより、カッタのスイングス
ピードを変化させることなく排送管内の土砂流間を一定
に保つことがでさるため、ｉ３送管内の土砂沈澱やポン
プの停止を有効に防止できる。

（２）　　負荷に応じて内燃機関の回転数を変えるよう
にしたので、［７の大小に関わらず回転数を−定にして
いた従来のものと異なり、燃費等の経済性の向上が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明に係る浚渫船の浚渫負荷制御！
Ａ置の実施例を示すものであり、第１図は第１実施例の
概念図、第２図は第２実施例の概念図、第３因は第１実
施例の基本構成図、第４図は第２実施例の基本構成図、
第５図は第１実施例の具体的構成図、第６図は第５図に
示す各部の波形図、第７図は第５図の変形例を示す具体
的構成図である。 図中、１は浚渫船、４は排送管、５はポンプ、６は内燃
ｎｌ３１１としてのガスタービン、７は負荷センサとし
ての圧力センサ、８は１ｉｌｌｔｉＯ回路である。 特許出願人　　石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士
　　絹　　谷　　信　　雄第１図 第２図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）排送管内に土砂を排送するポンプと、該ポンプの
   負荷を検出する負荷センサと、該負荷センサの検出値と
   設定値との偏差に応じた制御信号を出力する制御回路と
   、該制御回路の制御信号により制御され負荷に応じたト
   ルクを上記ポンプに発生させる内燃機関とを具備したこ
   とを特徴とする浚渫船の浚渫負荷制御装置。
2. （２）上記内燃機関がガスタービンであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の浚渫負荷制御装置。