(57)【要約】【課題】本願考案は、従来の清水冷却装置を構成する機器に新たな機器を追加することなく、荷役時に発電機関がフル稼働しても、主空気圧縮機の冷却適温温度を確保できる清水冷却装置を提供することを目的とする。  【解決手段】清水循環水が、主機関清水冷却器と主機関の熱交換部と冷却膨張タンクとを順に循環する第１の冷却清水循環回路と、発電機関清水冷却器と主空気圧縮機の熱交換部と冷却膨張タンクと主発電機関の熱交換部とを順に循環する第２の冷却清水循環回路と、からなる船舶の主機関、主発電機および主空気圧縮機を清水冷却する清水冷却装置において、第１の冷却清水循環回路を構成する主機関清水冷却器の下流側と、第２の冷却清水循環回路を構成する主空気圧縮機の上流側とを冷却清水バイパス管路で接続させて、主空気圧縮機の熱交換部と冷却膨張タンクと主機関清水冷却器とを順に清水循環水を循環させる第３の冷却清水循環回路を形成する構成とした。【選択図】図１
0003106705.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
清水循環水が、主機関清水冷却器と主機関の熱交換部と冷却膨張タンクとを順に循環する第１の冷却清水循環回路と、発電機関清水冷却器と主空気圧縮機の熱交換部と前記冷却膨張タンクと主発電機関の熱交換部とを順に循環する第２の冷却清水循環回路とからなる船舶の主機関、主発電機および主空気圧縮機を清水冷却する清水冷却装置において、
前記第１の冷却清水循環回路を構成する前記主機関清水冷却器の清水循環水の排出口側と、前記第２の冷却清水循環回路を構成する前記主空気圧縮機の上流側とを冷却清水バイパス管路で接続させて、清水循環水を前記主機関清水冷却器と前記主空気圧縮機の熱交換部と前記冷却膨張タンクとを順に循環させる第３の冷却清水循環回路が形成されることを特徴とする船舶の清水冷却装置。
【請求項２】
前記排出口側に接続される前記冷却清水バイパス管路の上流側端部は、前記第１の冷却清水循環回路を構成する主機関清水冷却器と主機関の熱交換部との間に介装された冷却清水ポンプと前記主機関清水冷却器とを接続する管路の中間域に三方弁を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶の清水冷却装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、船舶の主空気圧縮機を清水冷却する清水冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型船舶の主機関、主発電機および主空気圧縮機を冷却する清水冷却装置としては、図３に示す清水冷却装置が知られている。図３は従来例の船舶の清水冷却装置の模式図であり、この従来例の清水冷却装置について、図３を基に説明する。なお、図中の矢印は清水循環水の流れを示している。
【０００３】
従来例の清水冷却装置４０は、主機関５２の熱交換部と、主発電機関５４の熱交換部と、主空気圧縮機５６の熱交換部と、冷却清水ポンプ５３と、主発電機関５４に付設される主発電機関ポンプ５５と、主空気圧縮機５６に付設される主空気圧縮機ポンプ５７と、主機関清水冷却器６２と、主発電機関清水冷却器６４と、冷却清水膨張タンク６６と、造水装置６８と、前記の各機器を接続する管路および前記管路に介装される開閉弁、三方弁などから構成されている。
【０００４】
清水冷却装置４０が冷却の対象とする機器は、主機関５２、主発電機関５４および主空気圧縮機５６であり、主発電機関５４は、No.１主発電機関とNo.２主発電機関の２台で構成されていて、それぞれの主発電機関にNo.１主発電機関ポンプ５５ａとNo.２主発電機関ポンプ５５ｂが付設され、主空気圧縮機５６も、No.１主空気圧縮機とNo.２主空気圧縮機の２台で構成されていて、それぞれの主空気圧縮機にNo.１主空気圧縮機ポンプ５７ａとNo.２主空気圧縮機ポンプ５７ｂが付設されている。この主発電機関５４および主空気圧縮機５６をそれぞれ２台としている理由の一つは、船舶の航海時と港に停泊中における荷役時とでは、電気使用量や圧縮空気使用量が大きく増減するので、その増減に対処する必要があるためである。
なお、主機関５２、主発電機関５４および主空気圧縮機５６の各機器には図示外の熱交換部が組み込まれていて、各機器が発生する熱と冷却媒体との間で熱の授受がおこなわれるようになっている。
【０００５】
主機関５２を冷却する第１の冷却清水循環回路は、冷却循環水が循環する順に、主に主機関清水冷却器６２と、冷却清水ポンプ５３と、主機関５２の熱交換部（図示外）と、冷却清水膨張タンク６６と、それぞれの機器を接続する管路から構成され、主機関５２の熱交換部と主機関清水冷却器６２とを直接接続するバイパス管路には造水装置６８が介装されている。なお、冷却清水ポンプ５３は２台の冷却清水ポンプ５３ａ、５３ｂとから構成されている。
【０００６】
主機関清水冷却器６２で冷却された清水循環水は、冷却清水ポンプ５３によって主機関５２に向かって送出され、主機関５２の熱交換部で熱交換した後、冷却清水膨張タンク６６に排出される。この冷却清水膨張タンク６６は、清水循環水の各機器との熱交換前後における温度差による体積膨張を吸収するためのものである。その後、清水循環水は、冷却清水膨張タンク６６から主機関清水冷却器６２に戻り、再び冷却されて主機関５２に向かって送出される。このようにして、第１の冷却清水循環回路は閉回路となっていて、清水循環水をエンドレスに循環させて、主機関５２を冷却する。
【０００７】
主発電機関５４および主空気圧縮機５６を冷却する第２の冷却清水循環回路は、冷却循環水が循環する順に、主に発電機関冷却器６４と、主空気圧縮機ポンプ５７と、主空気圧縮機５６の熱交換部（図示外）と、冷却清水膨張タンク６６と、主発電機ポンプ５５と、主発電機関５４の熱交換部（図示外）と、それぞれの機器を接続する管路から構成されている。そして、発電機関冷却器６４と主発電機ポンプ５５とは、バイパス管路によって直接接続されていて、通常は三方弁４４によってこのバイパス管路は閉じられている。
【０００８】
発電機関清水冷却器６４で冷却された清水循環水は、主空気圧縮機ポンプ５７によって主空気圧縮機５６の熱交換部に送出されて熱交換した後、冷却清水膨張タンク６６に排出される。その後、清水循環水は、冷却清水膨張タンク６６から主発電機関ポンプ５５によって主発電機関５４の熱交換部に送られ、熱交換した後に発電機関清水冷却器６４に戻される。
このようにして、第２の冷却清水循環回路は閉回路となっていて、清水循環水をエンドレスに循環させて、主発電機関５４および主空気圧縮機５６を冷却する。
【０００９】
なお、前述の説明から分かるように、第１の冷却清水循環回路と第２の冷却清水循環回路は、冷却清水膨張タンク６６を共有していて、第１の冷却清水循環回路の清水循環水と第２の冷却清水循環回路の清水循環水は、冷却清水膨張タンク６６を介して相互に行き来するようになっている。すなわち、清水冷却装置４０には、冷却清水膨張タンク６６を介することによって、一つの冷却清水循環回路が形成されている。
【００１０】
この清水冷却装置４０が冷却の対象としている主空気圧縮機５６は、その冷却された清水循環水の温度を４５〜５０℃が適温とされていて、これより高温となると、主空気圧縮機５６の機能・能力が低下したり、故障の原因になる場合もある。
【００１１】
本願出願人は、船舶の発電機関および空気圧縮機の清水冷却装置に関する考案を既に提案している（実用新案登録第３０７９９５８号公報参照）。
従来のこの種の船舶の発電機関および空気圧縮機には、それぞれ別個のシェルアンドチューブ式の冷却器を用いていたのに対して、この公報に開示の考案は、発電機関および空気圧縮機にプレート式の発電機関および空気圧縮機に兼用する冷却器を用いることとした。そして、冷却器をシェルアンドチューブ式からプレート式にしたことにより、発電機関および空気圧縮機の仕様が多少異なっていても、冷却器のプレートの枚数を調整して、所定の粋のヒートバランスを調整することができ、周りの付帯工事に影響を及ぼすことなく、冷却器の形式における段階的標準化を図ることができ、また、発電機関および空気圧縮機の兼用冷却器とすることにより、据付け面積およびメンテナンススペースを小さくし、システムの簡素化および省スペース化を図らせるというものである。
【特許文献１】実用新案登録第３０７９９５８号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、港に停泊中における荷役時においては、荷役設備をも稼動させるため、発電機関は２台ともフル稼働となり、発電機関の熱交換部からは、熱交換後の高温で、かつ多量の清水循環水が排出される。そのため、発電機関清水冷却器の冷却清水出口温度も７０℃の高温となり、主空気圧縮機の冷却適温温度である４５〜５０℃を満足できない場合が生ずる。
【００１３】
このような場合には、荷役設備の稼動を加減することもおこなわれるが、荷役時間の制限もあることから根本的な解決方法とはならない。また、別に発電機関の清水冷却装置を設けることは、設置場所の制約からも簡単にできることではない。
また、実用新案登録第３０７９９５８号公報に開示の考案については、上述のように発電機関および空気圧縮機の異なる仕様に対処できる兼用冷却器に関する考案であり、清水冷却器の冷却清水出口温度を低下させるような記述はなく、上記の課題を解決するものではない。
【００１４】
そこで、本願考案は、従来の清水冷却装置に新たな機器を設置することなく、発電機関が２台ともフル稼働になっても、主空気圧縮機の熱交換部に送られてくる冷却された清水循環水の温度を冷却適温温度である４５〜５０℃とすることができる清水冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願出願人は、港に停泊中における荷役時においては、多くの場合、主機関は運転されずにいて、従来の清水冷却装置における第１の冷却清水循環回路は、ほとんど使用されていないことに着目して上記の課題の解決を図ったものである。
【００１６】
すなわち、上記課題を解決するために、請求項１に係る船舶の清水冷却装置は、清水循環水が、主機関清水冷却器と主機関の熱交換部と冷却膨張タンクとを順に循環する第１の冷却清水循環回路と、発電機関清水冷却器と主空気圧縮機の熱交換部と前記冷却膨張タンクと主発電機関の熱交換部とを順に循環する第２の冷却清水循環回路と、からなる船舶の主機関、主発電機および主空気圧縮機を清水冷却する清水冷却装置において、前記第１の冷却清水循環回路を構成する前記主機関清水冷却器の清水循環水の排出口側と、前記第２の冷却清水循環回路を構成する前記主空気圧縮機の上流側と、を冷却清水バイパス管路で接続させて、清水循環水を前記主機関清水冷却器と前記主空気圧縮機の熱交換部と前記冷却膨張タンクとを順に循環させる第３の冷却清水循環回路が、形成されることを特徴としている。
そして、請求項２に係る船舶の清水冷却装置は、請求項１に係る船舶の清水冷却装置であって、前記排出口側に接続される前記冷却清水バイパス管路の上流側端部は、前記第１の冷却清水循環回路を構成する主機関清水冷却器と主機関の熱交換部との間に介装された冷却清水ポンプと前記主機関清水冷却器とを接続する管路の中間域に三方弁を介して接続されていることを特徴としている。
【考案の効果】
【００１７】
請求項１に係る船舶の清水冷却装置は、主機関清水冷却器の排出口側と主空気圧縮機の上流側とを冷却清水バイパス管路で接続させて、第３の冷却清水循環回路を形成させているため、以下の効果を有する。すなわち、
（１）主機関清水冷却器の排出口側と主空気圧縮機の上流側とを冷却清水バイパス管路で接続させているだけで、新たな機器を増設してはいない。したがって、本願考案に係る清水冷却装置は、従来の清水冷却装置と同様のスペースがあれば設置でき、また、従来の清水冷却装置に対しても、冷却清水バイパス管路を取付けるだけで、本発明の効果を得ることができる。
（２）第３の冷却清水循環回路においては、主機関清水冷却器の下流側と主空気圧縮機の上流側とを直接冷却清水バイパス管路で接続していて、主機関清水冷却器から送られてくる冷却後の清水循環水は、直接、主空気圧縮機の熱交換部に送られる。そのため、主空気圧縮機の冷却温度を適温の４５〜５０℃とすることが容易にできる。
【００１８】
また、請求項２に係る考案では、冷却清水バイパス管路の上流端が、主機関清水冷却器と冷却清水ポンプとを接続する管路に三方弁を介して接続されている。このため、この三方弁の切り替え操作のみによって、第１の冷却清水循環回路を閉じて第３の冷却清水循環回路を開き、あるいは、第３の冷却清水循環回路を閉じて第１の冷却清水循環回路を開くことができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１９】
つぎに、本考案を実施するための最良の形態に係る実施例１および実施例２について、図１および図２に基づいて説明する。
図１は実施例１に係る船舶の清水冷却装置の模式図であり、図２は、実施例２に係る船舶の清水冷却装置の模式図である。なお、図1および図２において、従来の船舶の清水冷却装置として説明した図３と同一の要素については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２０】
図１および図２において、符号１０は実施例１に係る船舶の清水冷却装置、符号１２は実施例２に係る船舶の清水冷却装置、符号２２は冷却清水バイパス管、符号２４は開閉弁、符号２６、符号４２および符号４４は三方弁、符号５２は主機関、符号５３は冷却清水ポンプ、符号５４は主発電機関、符号５５は主発電機関ポンプ、符号５６は主空気圧縮機、符号５７は主空気圧縮機ポンプ、符号６２は主機関清水冷却器、符号６４は主発電機関清水冷却器、符号６６は冷却清水膨張タンク、符号６８は造水装置である。なお、図中の矢印は清水循環水の流れを示している。
【００２１】
図３で説明した第１の冷却清水循環回路および第２の冷却清水循環回路については、実施例１および実施例２においても、その構成、作用および効果は同様であるので、ここでは、新たに形成された第３の冷却清水循環回路について主として説明する。
【００２２】
まず、実施例１について図１を基に説明する。
冷却清水バイパス管２２の上流側端部は主機関清水冷却器６２の排出口に接続し、下流側端部は主空気圧縮機５６の熱交換部（図示外）に清水循環水を送り込む主空気圧縮機ポンプ５７の上流側に接続していて、冷却清水バイパス管２２の中間域には開閉弁２４が介装されている。そして、この冷却清水バイパス管２２により、第３の冷却清水循環回路が形成される。
【００２３】
第３の冷却清水循環回路は、冷却循環水が循環する順に、主に主機関清水冷却器６２と、主空気圧縮機器ポンプ５７と、主空気圧縮機５６の熱交換部（図示外）と、冷却清水ポンプ５３と、冷却清水膨張タンク６６とから構成されている。そして、第３の冷却清水循環回路を作動させるに際しては、開閉弁２４を「開」にし、三方弁４２を回動して主機関清水冷却器６２と冷却清水ポンプ５３を接続する管路を遮断する、という一連の操作を必要とする。
上記一連の操作により、清水循環水は主空気圧縮機ポンプ５７によって、主機関清水冷却器６２→主空気圧縮機ポンプ５７→主空気圧縮機５６の熱交換部→冷却清水膨張タンク６６→主機関清水冷却器６２の経路で循環する。
【００２４】
一方、第２の冷却清水循環回路も作動していて、三方弁４４を回動させて発電機関冷却器６４と発電機関ポンプとを接続する管路を遮断すると、清水循環水は、発電機関冷却器６４→主空気圧縮機ポンプ５７→主空気圧縮機５６の熱交換部→冷却清水膨張タンク６６→発電機関ポンプ５５→発電機関５４の熱交換部→発電機関清水冷却器６４の経路で循環している。
このため、主空気圧縮機５６の熱交換部には、主機関冷却器６２で冷却された冷却清水と、発電機関冷却器６４で冷却された冷却清水とが送り込まれることになり、発電機関５５が２台ともフル稼働となっても、主空気圧縮機５６の冷却適温温度である４５〜５０℃を確保できることになる。
この場合、主空気圧縮機ポンプ５７→主空気圧縮機５６の熱交換部→冷却清水膨張タンク６６の経路においては、第２の冷却清水循環回路と第３の冷却清水循環回路が重複していて、この経路上で第２の冷却清水循環回路の清水循環水と第３の冷却清水循環回路の清水循環水とが相互に行き来することになる。
【００２５】
さらに、三方弁４４を回動させて発電機関冷却器６４と発電機関ポンプとを接続する管路を開放させると、第２の冷却清水循環回路は短絡されて、発電機関清水冷却器６４→発電機関ポンプ５５→発電機関５４→発電機関清水冷却器６４の経路が形成され、発電機関清水冷却器６４で冷却された清水循環水は、専ら発電機関５４を冷却するために使用され、その反射的作用として、主機関清水冷却器６２で冷却された清水循環水は、専ら空気圧縮機５６を冷却するために使用される。
【００２６】
つぎに、実施例２について図２を基に説明する。
実施例２は実施例１と略同様の構成であり、相違する点は、冷却清水バイパス管２２の上流側端部の接続部分にある。すなわち、実施例１では、冷却清水バイパス管２２の上流側端部は主機関清水冷却器６２の排出口に接続するのに対し、実施例２では、主機関清水冷却器６２と冷却清水ポンプ５３とを接続する管路に、三方弁２６を介して接続されている。このため、実施例１においては、第３の冷却清水循環回路を作動させるに際しては、開閉弁２４を「開」にし、三方弁４２を回動して主機関清水冷却器６２と冷却清水ポンプ５３を接続する管路を遮断する、という二つの操作を必要とする、のに対し、実施例２においては、三方弁４２を回動することによって、主機関清水冷却器６２と冷却清水ポンプ５３とを接続する管路を遮断すると同時に、主機関清水冷却器６２と冷却清水ポンプ５３を接続する管路を開放する、という一つの操作で済むことになる。
上記の相違点以外は、実施例２は実施例１とまったく同様の構成、作用および効果を有するので、その説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、実施例１に係る船舶の清水冷却装置の模式図である。
【図２】図２は、実施例２に係る船舶の清水冷却装置の模式図である。
【図３】図３は、従来例の船舶の清水冷却装置の模式図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  実施例１に係る船舶の清水冷却装置
１２  実施例２に係る船舶の清水冷却装置
２２  冷却清水バイパス管
２４  開閉弁
２６  三方弁
５２  主機関
５３  冷却清水ポンプ
５４  主発電機関
５５  主発電機関ポンプ
５６  主空気圧縮機
５７  主空気圧縮機ポンプ
６２  主機関清水冷却器
６４  主発電機関清水冷却器
６６  冷却清水膨張タンク
６８  造水装置
【図１】
0003106705.tif 000003
【図２】
0003106705.tif 000004
【図３】
0003106705.tif 000005