[发明专利]扭转振动应力降低控制装置、具备该装置的船舶、及扭转振动应力降低方法

说明书

技术领域

本发明涉及降低在船舶的推进轴系处产生的扭转振动应力的扭转振动应力降低控制装置、以及具备该扭转振动应力降低控制装置的船舶。又，涉及降低扭转振动应力的扭转振动应力降低方法。

背景技术

装载于船舶的主机是通过曲轴将活塞的往复运动变换为旋转运动的结构，由于多个活塞在不同的相位上往复运动，因此曲轴上的力因曲轴的旋转角度位置而不同，在包含曲轴的推进轴系处产生的扭转应力也因曲轴的旋转角度位置而不同。其结果是在推进轴系处产生的扭转应力主要与主机的旋转同步变动。另一方面，推进轴系在每个振动模式中都有固有振动频率。而且在主机的旋转与推进轴系的固有振动频率一致时，存在上述的扭转应力一瞬间增大，而在某些情况下会损坏推进轴系的危险。关于在该共振时的扭转振动应力，目前一直在探讨对策。

作为扭转振动应力的对策中的一个，有通过改变构成推进轴系的构件的大小和重量等的平衡来改变推进轴系的固有振动频率的方法。根据该方法，可使扭转振动应力的峰值移动至船舶的运用上使用频率较低的低转速，或降低扭转振动应力的值。但减小推进轴系的构成构件的轴径那样的变更存在强度下降这样的问题，而增大轴径那样的变更存在制造成本上升且重量增加这样的问题。又，也有通过将推进轴系的构成构件的材料变更为强度较高的材料，从而扩大扭转振动应力的容许值的方法，但该方法也会使制造成本上升，且有产生伴随着材料变更的其他的问题的可能性。如此，变更推进轴系的构成构件那样的对策容易在制造成本和强度等方面产生问题。

相对于此，也探讨了不变更推进轴系的构成构件，而从控制方面避免或减小扭转振动应力的对策。例如，专利文献1公开了通过暂时解除调速器扫气压力限制器（governor scavenging pressure limiter）以提前脱离主机在增速中时所通过的危险转速区域的危险转速区域回避对策装置。

又，专利文献2公开了形成为发动机转速为规定转速以上时提高增压压力的结构的曲轴的扭转防止装置。根据该装置，向上方作用于曲轴的力变小，从而使曲轴的扭转变小。

又，专利文献3公开了形成为柴油机的转速位于共振转速的范围内时调整燃料喷射时期或燃料喷射期间的结构的柴油机的曲轴扭转振动抑制装置。根据该装置，起振转矩成分变小，从而可减小共振应力。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本实公平06-39072号公报；

专利文献2：日本特开2005-273571号公报；

专利文献3：日本特开平03-275958号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，专利文献1中记载的发明因为扭转振动应力的大小自身无变化，所以不能说是根本性的解决对策。又，专利文献2中记载的发明是在发动机转速较高而发动机负荷较低、且相对于扭转振动惯性力为主导的区域内的对策，其对象是有限制的。尤其是难以应用于船舶用主机那样的以低速高负荷运转为主的发动机中。又，专利文献3中记载的发明的控制的对象为燃料喷射，是直接关系到主机的性能的控制所以是复杂的控制，并且存在必须具备调整燃料喷射时期和喷射期间的机构的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种可通过简易的控制降低扭转振动应力的扭转振动应力降低控制装置。

解决问题的手段：

根据本发明的扭转振动应力降低控制装置是用于降低在具备与推进用的螺旋桨一体地旋转的推进轴系、驱动该推进轴系的主机、和具有被从该主机排出的排气驱动的涡轮且将该涡轮的旋转力作为动力压缩新气并将扫气供给至所述主机的增压器的船舶中的所述推进轴系处产生的扭转振动应力的扭转振动应力降低控制装置，并形成为所述扭转振动应力为规定值以上时，降低所述扫气的压力的结构。

根据该结构，扭转振动应力为规定值以上时降低扫气的压力，因此虽然有主机的效率降低的风险，但可切实地降低扭转振动应力。

又，也可以是形成为在上述的扭转振动应力降低控制装置中，所述扫气的压力的降低通过降低驱动所述增压器的涡轮的所述排气的压力而进行的结构。

又，也可以是形成为在上述的扭转振动应力降低控制装置中，所述增压器具有将从所述主机排出的排气引导至所述涡轮的排气通路、和设置于该排气通路上的旁通阀，且所述排气的压力的降低通过开放所述旁通阀而进行的结构。

又，也可以是形成为在上述的扭转振动应力降低控制装置中，所述增压器在所述涡轮的前段具有可变喷嘴，且所述排气的压力的降低通过改变所述可变喷嘴的开度而进行的结构。