JPS6298051A - 船舶推進装置 - Google Patents
船舶推進装置Info
- Publication number
- JPS6298051A JPS6298051A JP60234942A JP23494285A JPS6298051A JP S6298051 A JPS6298051 A JP S6298051A JP 60234942 A JP60234942 A JP 60234942A JP 23494285 A JP23494285 A JP 23494285A JP S6298051 A JPS6298051 A JP S6298051A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main engine
- propeller
- point
- rotation speed
- hydraulic motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Structure Of Transmissions (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。
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、船舶の運航条件の変化に対応し常時、最小の
燃料潤費聞で運転を行い得る船舶推進装置に関するもの
である。
燃料潤費聞で運転を行い得る船舶推進装置に関するもの
である。
［従来の技術］
従来の船舶推進装置は、通常、ディーゼル式主機関をプ
ロペラ軸に直結するか、あるいは第４図に示すように減
速機ａを介してプロペラ軸すに結合しており、いずれの
場合も主機関Ｃとプロペラｄの回転数比が一定であった
。従って船舶の運航条件（積荷量、船体の汚れなど）が
変化すると次に述べるように主機関の作動点が変動し最
良の運転状態を維持することが困難であった。
ロペラ軸に直結するか、あるいは第４図に示すように減
速機ａを介してプロペラ軸すに結合しており、いずれの
場合も主機関Ｃとプロペラｄの回転数比が一定であった
。従って船舶の運航条件（積荷量、船体の汚れなど）が
変化すると次に述べるように主機関の作動点が変動し最
良の運転状態を維持することが困難であった。
［発明が解決しようとする問題点］
周知のように船舶が水上を航走する際の船体抵抗はプロ
ペラ回転数のほぼ２乗に比例して変化しく第５図曲線ｅ
参照）、必要とされる主機関の出力はプロペラ回転数の
ほぼ３乗に比例して変化する。従って主機関とプロペラ
回転数比が一定な場合、必要とされる主機関の平均有効
圧力はプロペラ回転数または主機関回転数のほぼ２乗に
比例して変化する（第６図曲線ｆ参照）。
ペラ回転数のほぼ２乗に比例して変化しく第５図曲線ｅ
参照）、必要とされる主機関の出力はプロペラ回転数の
ほぼ３乗に比例して変化する。従って主機関とプロペラ
回転数比が一定な場合、必要とされる主機関の平均有効
圧力はプロペラ回転数または主機関回転数のほぼ２乗に
比例して変化する（第６図曲線ｆ参照）。
また、曲線ｅで示した船体抵抗は、積荷量および船体の
汚れなどが増大または減少すると曲線０、ｈに示すよう
に増大または減少しく矢印１．Ｊ）この結果、必要とさ
れる主機関の平均有効圧力も変化する（第６図曲線ｌ、
ｍ参照）。
汚れなどが増大または減少すると曲線０、ｈに示すよう
に増大または減少しく矢印１．Ｊ）この結果、必要とさ
れる主機関の平均有効圧力も変化する（第６図曲線ｌ、
ｍ参照）。
一方、ディーゼル機関の燃料消費率（毎時毎馬力当りの
燃料消費ｆＭ （Ｊ／ＰＳ−ｈ 、以下燃費率と呼ぶ）
は第６図に等燃費率曲線ｐで示すように横軸に主機関回
転数、縦軸に平均有効圧力を目盛った座標平面上に二次
元的に分布しており、主機関回転数と平均有効圧力が定
まると燃費率が自ら定まる。なお、第６図に示した破線
は１シリンダ当りの出力が等しい等出力曲線ｑを、また
ｒは運転限界ｍ（１回当りの燃料油噴射量が過大になり
燃焼不良を起こす限界線）である。
燃料消費ｆＭ （Ｊ／ＰＳ−ｈ 、以下燃費率と呼ぶ）
は第６図に等燃費率曲線ｐで示すように横軸に主機関回
転数、縦軸に平均有効圧力を目盛った座標平面上に二次
元的に分布しており、主機関回転数と平均有効圧力が定
まると燃費率が自ら定まる。なお、第６図に示した破線
は１シリンダ当りの出力が等しい等出力曲線ｑを、また
ｒは運転限界ｍ（１回当りの燃料油噴射量が過大になり
燃焼不良を起こす限界線）である。
いま、第５図の曲線ｅに対応する第６図の曲線ｆが最小
燃費率点Ｓを通過しているとすると、曲Ｉｆｆに沿って
主ｉ関を運転するのが燃料経済を図る上で最も有利であ
り、作動点がこの曲線ｆから離隔すればするほど燃料消
費が大きくなる。例えば、点Ｔ［１シリンダ当りの出力
９５０ＰＳ、主機関数ｎｅ （ｎｅ＝ Ｋ ｎｐ、 Ｋ
は減速比、ｎｐはプロペラ回転数）における燃費率は１
３４（１／ｐｓ−ｈを越えるが同じ出力９５０Ｐ Ｓ
１０ＶＩを発揮する曲線ｆ上の点Ｕにおける燃費率は１
３４ｇＰ Ｓ −ｈ １ｙ、下である。また、可変ビッ
ヂプロペラを装備しない主軸駆動発電機を有する推進装
置においては、船体抵抗が第５図の点Ｖまたは点Ｗに移
動した際同一回転数を維持しなければならないため、主
機関は点Ｘまたは点Ｙで作動し、燃費率が悪化する。
燃費率点Ｓを通過しているとすると、曲Ｉｆｆに沿って
主ｉ関を運転するのが燃料経済を図る上で最も有利であ
り、作動点がこの曲線ｆから離隔すればするほど燃料消
費が大きくなる。例えば、点Ｔ［１シリンダ当りの出力
９５０ＰＳ、主機関数ｎｅ （ｎｅ＝ Ｋ ｎｐ、 Ｋ
は減速比、ｎｐはプロペラ回転数）における燃費率は１
３４（１／ｐｓ−ｈを越えるが同じ出力９５０Ｐ Ｓ
１０ＶＩを発揮する曲線ｆ上の点Ｕにおける燃費率は１
３４ｇＰ Ｓ −ｈ １ｙ、下である。また、可変ビッ
ヂプロペラを装備しない主軸駆動発電機を有する推進装
置においては、船体抵抗が第５図の点Ｖまたは点Ｗに移
動した際同一回転数を維持しなければならないため、主
機関は点Ｘまたは点Ｙで作動し、燃費率が悪化する。
さらに、２機１軸固定ピツチプロペラ船（２台のディー
ゼル主機関を用い減速比一定の減速歯車装置を介して１
個の固定ピッチプロペラを駆動する推進装置）において
、１機運転の際、２倍の出力を発揮させるため回転数を
高めようとすると機関の作動点が運転限界線外に逸脱し
、機関本来の出力を発揮できなくなる。また、通常の推
進機関においてもに１端な荒天時同じ回転数を維持しよ
うとすると、主機関の作動点が運転限界線ｒから逸脱し
てしまう（第６図点Ｚ参照）問題点があった。
ゼル主機関を用い減速比一定の減速歯車装置を介して１
個の固定ピッチプロペラを駆動する推進装置）において
、１機運転の際、２倍の出力を発揮させるため回転数を
高めようとすると機関の作動点が運転限界線外に逸脱し
、機関本来の出力を発揮できなくなる。また、通常の推
進機関においてもに１端な荒天時同じ回転数を維持しよ
うとすると、主機関の作動点が運転限界線ｒから逸脱し
てしまう（第６図点Ｚ参照）問題点があった。
上記問題点を回避する対策として可変ピッチプロペラを
作用する方法が考えられるが、可変ビッヂブロベラはプ
ロペラ直径に較べてプロペラボス直径が大きいためプロ
ペラ効率が低く、また、製作コストおよび保守の面でも
不利となり、さらに優れた推進装置の出現が強く望まれ
ていた。
作用する方法が考えられるが、可変ビッヂブロベラはプ
ロペラ直径に較べてプロペラボス直径が大きいためプロ
ペラ効率が低く、また、製作コストおよび保守の面でも
不利となり、さらに優れた推進装置の出現が強く望まれ
ていた。
［問題点を解決するための対策］
本発明は、前述の問題点を解決するためになしたもので
、その目的は、ディーゼル式主機関と、７ｆｉ星歯車減
速機構の外輪を回転自在に支持し前記外輪を油圧モータ
を用いて回転駆動可能に構成した差動減速歯車装置とを
備え、前記油圧モータの回転速度を制御して前記差動減
速歯車装置の減速比を可変に構成した船舶推進装置によ
って達成される。
、その目的は、ディーゼル式主機関と、７ｆｉ星歯車減
速機構の外輪を回転自在に支持し前記外輪を油圧モータ
を用いて回転駆動可能に構成した差動減速歯車装置とを
備え、前記油圧モータの回転速度を制御して前記差動減
速歯車装置の減速比を可変に構成した船舶推進装置によ
って達成される。
［作 用コ
主機関の作動点が最小燃費率点を通る二次曲線上に来る
ように主機関回転数を設定できるので、船舶の運航条件
の変化に拘わらず、常時、最小限の燃費率で主機関を運
転することができる。
ように主機関回転数を設定できるので、船舶の運航条件
の変化に拘わらず、常時、最小限の燃費率で主機関を運
転することができる。
［実 施 例コ
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので図中、
１はディーゼル主機関、２は主機関回転数を設定する調
速償、３は固定ピッチプロペラ、４はプロペラ軸、５は
主機関１とプロペラ軸４の間に配置した差動減速歯車装
置（仮想線で囲って示す） 、６．７はプロペラ軸４の
回転数およびトルクをそ机ぞれ検出する回転数検出器お
よびトルク検出器、８は各検出器６，７から送られた検
出信号９，１０に基づいて軸馬力（プロペラ入力）を演
算し、最適の主機回転数を判断して調速機２に回転数検
出器＠１２を送ると共に、後述する油圧モータ１３に回
転速度制御信号１４を発する演算装置である。
図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので図中、
１はディーゼル主機関、２は主機関回転数を設定する調
速償、３は固定ピッチプロペラ、４はプロペラ軸、５は
主機関１とプロペラ軸４の間に配置した差動減速歯車装
置（仮想線で囲って示す） 、６．７はプロペラ軸４の
回転数およびトルクをそ机ぞれ検出する回転数検出器お
よびトルク検出器、８は各検出器６，７から送られた検
出信号９，１０に基づいて軸馬力（プロペラ入力）を演
算し、最適の主機回転数を判断して調速機２に回転数検
出器＠１２を送ると共に、後述する油圧モータ１３に回
転速度制御信号１４を発する演算装置である。
差動歯車減速装置５は、プロペラｌＮ１４に結合した太
陽歯車１５と、この太陽歯車１５の外側に係合し、スパ
イダー１６を介して入力軸１７に結合される４個の遊星
ｍ車１８（第２図参照）と、各遊星歯車１８に係合する
内歯を有し図示しないケーシンクに回転自在に支承した
外輪１９と、この外輪１つを歯車２０を介して回転駆動
する油圧モータ１３と、前記入力軸１７に結合したＩ！
！ｉＩ車２２によって回転駆動され前記油圧モータ１３
に駆動用圧油を供給する油圧ポンプ２３などからなり、
入力軸１７前端は主機関１に結合されている。
陽歯車１５と、この太陽歯車１５の外側に係合し、スパ
イダー１６を介して入力軸１７に結合される４個の遊星
ｍ車１８（第２図参照）と、各遊星歯車１８に係合する
内歯を有し図示しないケーシンクに回転自在に支承した
外輪１９と、この外輪１つを歯車２０を介して回転駆動
する油圧モータ１３と、前記入力軸１７に結合したＩ！
！ｉＩ車２２によって回転駆動され前記油圧モータ１３
に駆動用圧油を供給する油圧ポンプ２３などからなり、
入力軸１７前端は主機関１に結合されている。
次に、本装置の作動を、プロペラ回転数を常時一定に維
持する推進装置、例えば図示しない発電機を主軸駆動す
る推進装置に適用した場合について説明する。いま、計
画船体抵抗を第５図の点０（プロペラ回転数ｎｐ）に、
また主機関１の作動点を第３図の点Ｓ（Ｓは最小燃費率
点で、このときの減速比に＋ ）に設定した船舶の船体
抵抗が第５図の点Ｖに変化した場合は、主機関１の作動
点が点２４〈第６図の点Ｘと同じ出力を発揮する曲線ｆ
上の点）にくるように差動減速歯車装置５の減速比をに
３に変更する。
持する推進装置、例えば図示しない発電機を主軸駆動す
る推進装置に適用した場合について説明する。いま、計
画船体抵抗を第５図の点０（プロペラ回転数ｎｐ）に、
また主機関１の作動点を第３図の点Ｓ（Ｓは最小燃費率
点で、このときの減速比に＋ ）に設定した船舶の船体
抵抗が第５図の点Ｖに変化した場合は、主機関１の作動
点が点２４〈第６図の点Ｘと同じ出力を発揮する曲線ｆ
上の点）にくるように差動減速歯車装置５の減速比をに
３に変更する。
減速比の変更は次に示すプロセスに従って行われる。す
なわち演算装置８は信号９，１０を検出して所要のプロ
ペラ入力を算出し、演算装置８内に設けた、第３図のチ
ャートを記憶した記憶装置く図示せず）に照合して作動
点２４に相当する主機関回転数を割り出し、調速機２に
信号１２を送る。また、演障装置８は差動減速歯車装置
５が所要の減速比に３で作動するために必要な外輪１９
の回転速度および油圧モータ１３の回転速度をそれぞれ
算出し、油圧モータ１３に回転速度制御信号１４を送る
。
なわち演算装置８は信号９，１０を検出して所要のプロ
ペラ入力を算出し、演算装置８内に設けた、第３図のチ
ャートを記憶した記憶装置く図示せず）に照合して作動
点２４に相当する主機関回転数を割り出し、調速機２に
信号１２を送る。また、演障装置８は差動減速歯車装置
５が所要の減速比に３で作動するために必要な外輪１９
の回転速度および油圧モータ１３の回転速度をそれぞれ
算出し、油圧モータ１３に回転速度制御信号１４を送る
。
また、船体抵抗が第５図の曲線りに示すように変化した
場合は、同様に主機関１の作動点が点２５にくるように
差動減速歯車装置５の減速比をに２に設定する。
場合は、同様に主機関１の作動点が点２５にくるように
差動減速歯車装置５の減速比をに２に設定する。
また、別の作動例として２機１軸船が、１機運転する際
は、２倍の出力を発揮する等出力曲線と最小燃費率点Ｓ
を通る曲線ｒとの交点（図示せず）に相当する主機回転
数を求め、差動減速歯車装置５を所要の減速比に設定す
る。
は、２倍の出力を発揮する等出力曲線と最小燃費率点Ｓ
を通る曲線ｒとの交点（図示せず）に相当する主機回転
数を求め、差動減速歯車装置５を所要の減速比に設定す
る。
なお、本発明は前述の実施例にのみ限定されるものでは
なく、例えば差′＃Ｊ減速歯車装置を２機１軸方式の減
速歯車機構に組み込んでもよいこと、あるいは演算装置
を設ける替わりにｆｌｌｌＯ運転員が図表を用いて所要
の主機回転数および減速比を設定し調速機と油圧モータ
を手動制御してもよいことなど、その池水発明の要旨を
逸脱しない範囲において種々の変更を加え１ｑることは
勿論である。
なく、例えば差′＃Ｊ減速歯車装置を２機１軸方式の減
速歯車機構に組み込んでもよいこと、あるいは演算装置
を設ける替わりにｆｌｌｌＯ運転員が図表を用いて所要
の主機回転数および減速比を設定し調速機と油圧モータ
を手動制御してもよいことなど、その池水発明の要旨を
逸脱しない範囲において種々の変更を加え１ｑることは
勿論である。
［発明の効果］
以上に述べたごとく本発明は次の優れた効果を発揮する
。
。
（ｉ） ディーゼル主機関とプロペラの回転数比を可
変に構成したので、船舶の運航条件（積荷量、船体の汚
れなど）がどのように変化しても常に主機間合最小限の
燃料消費量で運転することが可能になり、省エネルギを
図り（７る。
変に構成したので、船舶の運航条件（積荷量、船体の汚
れなど）がどのように変化しても常に主機間合最小限の
燃料消費量で運転することが可能になり、省エネルギを
図り（７る。
（ｉｔ） 第（ｉ）項と同じ理由により、荒天時また
は２機１軸船の片舷航行時、主機関固有の出力を良好な
運転状態で充分に発揮させることが可能になり、主機関
の運転可能領域を拡大することができる。
は２機１軸船の片舷航行時、主機関固有の出力を良好な
運転状態で充分に発揮させることが可能になり、主機関
の運転可能領域を拡大することができる。
０ 演算装置を設けることにより、前記（１）（ｉｉ）
の効果を自動的に達成できる。
の効果を自動的に達成できる。
第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し、第１図は
本装置の構成を示ず概念図、第２図は第１図に示す差動
減速歯車装置の一部を示す説明図、第３図は本装置の運
転要領を図解したディーゼル主機関の特性曲線図、第４
図は従来の装置の構成を示す概念図、第５図はプロペラ
回転数と船体抵抗の一般的な関係を示す図、第６図は従
来の装置における主機関の運転状態を図解したディーゼ
ル主機関の特性曲線図である。 図中、１は主機関、５は差動減速歯車装置、１３は油圧
モータ、１５は太陽ｍ車、１８は遊甲爾車、１９は外輪
を示す。 特 許 出 願 人 石川島播磨重工業株式会社 区 象
本装置の構成を示ず概念図、第２図は第１図に示す差動
減速歯車装置の一部を示す説明図、第３図は本装置の運
転要領を図解したディーゼル主機関の特性曲線図、第４
図は従来の装置の構成を示す概念図、第５図はプロペラ
回転数と船体抵抗の一般的な関係を示す図、第６図は従
来の装置における主機関の運転状態を図解したディーゼ
ル主機関の特性曲線図である。 図中、１は主機関、５は差動減速歯車装置、１３は油圧
モータ、１５は太陽ｍ車、１８は遊甲爾車、１９は外輪
を示す。 特 許 出 願 人 石川島播磨重工業株式会社 区 象
Claims (1)
- １）ディーゼル式主機関と、遊星歯車減速機構の外輪を
回転自在に支持し前記外輪を油圧モータを用いて回転駆
動可能に構成した差動減速歯車装置とを備え、前記油圧
モータの回転速度を制御して前記差動減速歯車装置の減
速比を可変に構成したことを特徴とする船舶推進装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60234942A JPS6298051A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 船舶推進装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60234942A JPS6298051A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 船舶推進装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6298051A true JPS6298051A (ja) | 1987-05-07 |
Family
ID=16978682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60234942A Pending JPS6298051A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 船舶推進装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6298051A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5092824A (en) * | 1990-10-09 | 1992-03-03 | Connett Donald C | Pump output control system with high efficiency hydromechanical variable speed drive |
| US5222921A (en) * | 1990-06-20 | 1993-06-29 | Aragonesa De Equipamietos Para Automoviles | Continuous gear change mechanism |
| WO2000043696A1 (de) * | 1999-01-20 | 2000-07-27 | Zf Friedrichshafen Ag | Schiffsgetriebestufe mit veränderlicher übersetzung |
| KR100978150B1 (ko) | 2001-04-26 | 2010-08-25 | 시벳 패턴트 테크널러지스 인코포레이티드 | 토크변환이 가변적인 차동전기엔진 |
| JP2014054975A (ja) * | 2012-06-28 | 2014-03-27 | Susumu Shoji | プロペラ駆動の制御方法及び装置 |
| JP2017193224A (ja) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 株式会社 神崎高級工機製作所 | 減速逆転機及びこれを備えた船舶 |
-
1985
- 1985-10-21 JP JP60234942A patent/JPS6298051A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5222921A (en) * | 1990-06-20 | 1993-06-29 | Aragonesa De Equipamietos Para Automoviles | Continuous gear change mechanism |
| US5092824A (en) * | 1990-10-09 | 1992-03-03 | Connett Donald C | Pump output control system with high efficiency hydromechanical variable speed drive |
| WO2000043696A1 (de) * | 1999-01-20 | 2000-07-27 | Zf Friedrichshafen Ag | Schiffsgetriebestufe mit veränderlicher übersetzung |
| KR100978150B1 (ko) | 2001-04-26 | 2010-08-25 | 시벳 패턴트 테크널러지스 인코포레이티드 | 토크변환이 가변적인 차동전기엔진 |
| JP2014054975A (ja) * | 2012-06-28 | 2014-03-27 | Susumu Shoji | プロペラ駆動の制御方法及び装置 |
| JP2017193224A (ja) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 株式会社 神崎高級工機製作所 | 減速逆転機及びこれを備えた船舶 |
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