本发明专利技术提供一种空气润滑式船舶的空气供给控制系统，具备：增压器(20)，由来自船舶的主发动机(10)的废气驱动，向主发动机(10)供给加压空气；取出机构(52)，从增压器(20)和主发动机(10)之间将加压空气的一部分旁通并取出；空气供给路径(31)，将取出的加压空气供给至设置在船舶的吃水下的空气供给口(4)；电机机构(51)，助力增压器(20)的旋转；取出量设定机构(53)，设定通过取出机构(52)取出的加压空气的取出量；控制机构(54)，考虑主发动机(10)的负载和船舶的吃水，根据取出量设定机构(53)的取出量的设定对电机机构(51)进行控制，即便在主发动机(10)的低负载运转时，也能够高效地从增压器取出空气润滑所需的加压空气，此外，即便船舶的吃水或主发动机(10)的负载产生变动，也能够使主发动机的运转效率不降低而高效地进行空气润滑。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及空气润滑式船舶的空气供给控制系统以及空气润滑式船舶，该空气供给控制系统用于降低沿着航行中的船舶的吃水线以下的船体的外表面的水的摩擦阻力。
技术介绍
在航行中的船舶中，一般在船体的浸水表面受到水的摩擦阻力，特别是在大型船的情况下，在浸水表面因外部水的相对流动产生的摩擦阻力占船体阻力的大部分。通过对船体的周围放出空气来降低摩擦阻力的空气润滑来减少船体摩擦阻力的节能效果较大，是消减来自船舶的CO2排出的有效方案。在空气润滑式船舶的空气供给方法中，存在主要利用电动鼓风机输送空气的方法和扫气旁通的方法。专利文献1提出了空气供给控制系统的方案，所述空气供给控制系统兼用了利用电动鼓风机输送空气的方法和扫气旁通的方法(图2以及图3示出的实施方式)。另外，已经提出了带电动机的涡轮增压器的方案，在发动机低负载时，利用电气或油压辅助该增压器，改善发动机的启动或低负载性能(例如专利文献2)。此外，也已经提出了具备可变喷嘴的增压器的方案，专利文献3提出了船舶的压缩空气供给控制系统的方案，以如下的方式进行控制：在抽出燃烧用空气而向船体外表面放出的情况下，使可变喷嘴节流，并且在不进行抽出燃烧用空气而向船体外表面放出的情况下，打开可变喷嘴。在专利文献3中，在抽气而向船底输送空气的情况下，使涡轮喷嘴节流来增加增压器涡轮的输出，从而确保气泡放出所需的空气量，进而，在无需向船底输送空气的情况下，打开涡轮喷嘴，从而能够抑制不抽气时的扫气压力力上升。此外，在专利文献4中，提出了一种方案，其构成为在船舶的摩擦阻力降低装置中，将来自由电动电机驱动的流体机械的压缩空气从设置在船底的喷射口排出，并且从增压器排出的压缩空气的一部分被供给至喷射口，所述增压器由发动机的废气来驱动并将压缩空气供给至发动机。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013－193624号公报专利文献2：日本特开2008－240585号公报专利文献3：日本特开2012－171582号公报专利文献4：日本特开2014－113874号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题然而，在利用电动鼓风机输送空气的方法中，除了需要高性能的电动鼓风机(涡轮式)之外，还需要空气冷却器。此外，在扫气旁通的方法中，在船舶的减速运转时，主发动机的负载低，因为废气能量低，所以存在不能充分地从增压器取出空气的情况。近年来，因为多采用减速运转，所以不能从充分地增压器取出空气的情况变多。在专利文献1中，在主发动机的负载低的情况下，不能充分地从增压器取出空气。如专利文献2那样地提出带电动机的涡轮增压器的方案较多，此外，也已经如专利文献3那样地提出具备可变喷嘴的增压器的方案，但是并没有根据扫气等的加压空气的取出量的设定来助力增压器。此外，专利文献4，并没有考虑发动机的负载和船舶的吃水而根据扫气等的加压空气的取出量的设定来助力增压器。因此，本专利技术的目的在于提供一种空气润滑式船舶的空气供给控制系统，即便在主发动机的低负载运转时，也能够高效地从增压器取出空气润滑所需的加压空气，此外，即便船舶的吃水压力或主发动机的负载产生变动，也能够使主发动机的运转效率不降低而高效地进行空气润滑。用于解决上述技术问题的方案在与技术方案1记载对应的空气润滑式船舶的空气供给控制系统中，其特征在于具备：增压器，由来自船舶的主发动机的废气驱动，向主发动机供给加压空气；取出机构，从增压器和主发动机之间将加压空气的一部分旁通并取出；空气供给路径，将取出的加压空气供给至设置在船舶的吃水下的空气供给口；电机机构，助力增压器的旋转；取出量设定机构，设定通过取出机构取出的加压空气的取出量；控制机构，考虑主发动机的负载和船舶的吃水，根据取出量设定机构对取出量的设定而对电机机构进行控制。根据技术方案1记载的本专利技术，根据加压空气的取出量的设定通过电机机构助力增压器的旋转，由此即便在主发动机的低负载运转时，也能够高效地从增压器取出空气润滑所需的加压空气。此外，通过考虑主发动机的负载和船舶的吃水，即便船舶的吃水或主发动机的负载产生变动，也能够使主发动机的运转效率不降低而高效地进行空气润滑。技术方案2记载的本专利技术，其特征在于，在控制机构中，考虑由主发动机的负载确定的增压器的扫气压力和由船舶的吃水确定的吃水压力而对电机机构进行控制。根据技术方案2记载的本专利技术，通过扫气压力考虑主发动机的负载，此外通过吃水压力考虑船舶的吃水，能够根据加压空气的取出量的设定而通过电机机构助力增压器的旋转。技术方案3记载的本专利技术，其特征在于，在控制机构中，在取出量超过由增压器的增压器性能以及扫气压力或者吃水压力确定的规定量的情况下，使电机机构运转。根据技术方案3记载的本专利技术，在加压空气的取出量超过由增压器的增压器性能以及扫气压力或者吃水压力确定的规定量，例如扫气压力降低的情况下，通过电机机构助力增压器，由此不会引起主发动机的运转的故障。此外，相对于船舶的载货量的变动、船速的变化或船体的横摇等的动态变动也能够高效地进行空气润滑。技术方案4记载的本专利技术，其特征在于，规定量由扫气压力与吃水压力中的任一个较高的压力和增压器性能确定。根据技术方案4记载的本专利技术，以扫气压力与吃水压力的任一个较高的压力为基准而使电机机构运转，由此能够更可靠地使主发动机的运转效率不降低地进行空气润滑。技术方案5记载的本专利技术，其特征在于，在控制机构中，控制电机机构，使得设置在从增压器到主发动机之间的路径中的空气冷却器的下游侧的扫气压力保持在规定压力。根据技术方案5记载的本专利技术，通过将扫气压力保持在规定压力，能够使主发动机的运转效率不降低地进行空气润滑。技术方案6记载的本专利技术，其特征在于，在空气供给路径中，具备将取出的加压空气进一步加压的辅助鼓风机。根据技术方案6记载的本专利技术，通过辅助鼓风机能够将加压空气进一步加压至适合空气润滑的压力。技术方案7记载的本专利技术，其特征在于，在控制机构中，驱动电机机构来助力增压器的旋转时，在取出的加压空气的压力不充分的情况下，通过驱动辅助鼓风机对取出的加压空气进一步加压。根据技术方案7记载的本专利技术，在即便通过电机机构来助力增压器的旋转，加压空气的压力也不充分的情况下，通过辅助鼓风机能够将加压空气进一步加压至适合空气润滑的压力。技术方案8记载所述的本专利技术，其特征在于，在控制机构中，基于船舶的吃水来驱动辅助鼓风机，在与主发动机的负载相对应地所需的加压空气的压力不充分的情况下，使电机机构运转。根据技术方案8记载的本专利技术，在与主发动机的负载相对应地所需的加压空气的压力充分的情况下，首先基于吃水驱动辅助鼓风机，因此能够抑制电机机构的运转频率并降低加压空气的供给所需的能量。技术方案9记载的本专利技术，其特征在于，增压器具有可变喷嘴，在控制机构中，在驱动电机机构之前，通过控制可变喷嘴对加压空气进一步加压。根据技术方案9记载的本专利技术，首先通过可变喷嘴能够获得适合主发动机的扫气压力，在可变喷嘴中不能获得充分的扫气压力的情况下，驱动电机机构，由此能够提高能量效率。技术方案10记载的本专利技术，其特征在于，设置有检测扫气压力的扫气压力检测器。根据技术方案10记载的本专利技术，通过设置扫气压力检测器，使用扫气压力检测器的检测值而能够将扫气压力精度优良地保持在规定压力。技术方案11记载的本专利技术，其特征在于，设置有检本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空气润滑式船舶的空气供给控制系统，具备：增压器，由来自船舶的主发动机的废气驱动，向所述主发动机供给加压空气；取出机构，从所述增压器和所述主发动机之间将所述加压空气的一部分旁通并取出；空气供给路径，将取出的所述加压空气供给至设置在所述船舶的吃水下的空气供给口；电机机构，助力所述增压器的旋转；取出量设定机构，设定通过所述取出机构取出的所述加压空气的取出量；控制机构，考虑所述主发动机的负载和所述船舶的吃水，根据所述取出量设定机构对所述取出量的设定而对所述电机机构进行控制。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.27 JP 2014-1330501.一种空气润滑式船舶的空气供给控制系统，具备：增压器，由来自船舶的主发动机的废气驱动，向所述主发动机供给加压空气；取出机构，从所述增压器和所述主发动机之间将所述加压空气的一部分旁通并取出；空气供给路径，将取出的所述加压空气供给至设置在所述船舶的吃水下的空气供给口；电机机构，助力所述增压器的旋转；取出量设定机构，设定通过所述取出机构取出的所述加压空气的取出量；控制机构，考虑所述主发动机的负载和所述船舶的吃水，根据所述取出量设定机构对所述取出量的设定而对所述电机机构进行控制。2.如权利要求1所述的空气润滑式船舶的空气供给控制系统，其特征在于，在所述控制机构中，考虑由所述主发动机的所述负载确定的所述增压器的扫气压力和由所述船舶的所述吃水确定的吃水压力而对所述电机机构进行控制。3.如权利要求2所述的空气润滑式船舶的空气供给控制系统，其特征在于，在所述控制机构中，在所述取出量超过由所述增压器的增压器性能以及所述扫气压力或者所述吃水压力确定的规定量的情况下，使所述电机机构运转。4.如权利要求3所述的空气润滑式船舶的空气供给控制系统，其特征在于，所述规定量由所述扫气压力与所述吃水压力中的任一个较高的压力和所述增压器性能确定。5.如权利要求2～4中的任一项所述的空气润滑式船舶的空气供给控制系统，其特征在于，在所述控制机构中，控制所述电机机构，使得设置在从所述增压器到所述主发动机之间的路径中的空气冷却器的下游侧的所述扫气压力保持在规定压力。6.如权利要求1～5中的任一项所述的空气润滑式船舶的空气供给控制系统，其特征在于，在所述空气供给路径中，具备将取出的所述加压空气进一步加压的辅助鼓风机。7.如权利要求6所述的空气润滑式船舶的空气供给控制系统，其特征在于，在所述控制机构中，驱动所述电机机构来助力所述增压器的旋转时，在取出的所述加压空气的压力不充分的情况下，通过驱动所述辅助鼓风机对取出的所述加压空气进一步加压。8.如权利要求6所述的空气润滑式船舶的空气供给控制系统，其特征在于，在所述控制机构中，基于所述船舶的吃水来驱动所述辅助鼓风机，在与所述主发动机的所述负载相对应地所需的所述加压空气的所述压力不充分的情况下，使所述电机机构运转。9.如权利要求1～8中的任一项所述的空气润滑式船舶的空气供给控制系统，其特征在于，所述增压器具有可变喷嘴，在所述控制机构中，在驱动所述电机机构之前，通过控制所述可变喷嘴对所述加压空气进一步加压。...
【专利技术属性】
技术研发人员：福田哲吾，奥雷克谢·邦达伦科，
申请(专利权)人：国立研究开发法人海上·港湾·航空技术研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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