特許 6021752 船舶の運航方法及び船舶の運航装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6021752

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】船舶の運航方法及び船舶の運航装置

(51)【国際特許分類】

   B63H 3/10 20060101AFI20161027BHJP

【ＦＩ】

   B63H3/10

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-132822(P2013-132822)

(22)【出願日】2013年6月25日

(65)【公開番号】特開2015-6848(P2015-6848A)

(43)【公開日】2015年1月15日

【審査請求日】2015年4月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】宮脇 一弘

(72)【発明者】

【氏名】浴 将洋

(72)【発明者】

【氏名】大和 邦昭

【審査官】 中村 泰二郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−０６４０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７６５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１０８９０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｈ ３／１０，２１／２１，２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主機関の負荷に応じて可変ピッチプロペラの翼角を変更可能とする自動負荷制御機能を有する船舶であって、
前記主機関の回転数と前記可変ピッチプロペラの翼角とを舶用特性に応じて設定する平穏運航モードと、前記主機関の回転数と前記可変ピッチプロペラの翼角とを前記平穏運航モードより小翼角側に設定する荒天運航モードとが予め設定されており、
海象に応じて前記平穏運航モードと前記荒天運航モードとのいずれかを操作員判断により設定して運航し、
前記運航モードは、出力増加の操作に対して前記主機関の回転数が上昇すると共に前記可変ピッチプロペラの翼角が大きくなるものであり、前記平穏運航モードで設定された翼角の初期変化率が前記荒天運航モードで設定された翼角の初期変化率より大きく設定される、
ことを特徴とする船舶の運航方法。

【請求項2】

前記平穏運航モードと前記荒天運航モードとの間に中間運航モードが設定され、海象に応じて前記平穏運航モードと前記中間運航モードと前記荒天運航モードとのいずれかを操作員判断により設定して運航することを特徴とする請求項１に記載の船舶の運航方法。

【請求項3】

船舶の停泊時に前記各運航モードのいずれかの運航モードに切替えて出航することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の船舶の運航方法。

【請求項4】

プロペラの翼角が可変可能な可変ピッチプロペラと、
前記可変ピッチプロペラを回転駆動する主機関と、
前記主機関の負荷に応じて前記可変ピッチプロペラの翼角を制御する制御部と、
前記主機関の回転数と前記可変ピッチプロペラの翼角との相対設定を違えた第１運航モードと第２運航モードを有するモード設定部と、
前記モード設定部に指令を出力して前記第１運航モード又は第２運航モードに切替えるモード切替部とを有し、
前記第１運航モードに比べ前記第２運航モードは、前記可変ピッチプロペラの翼角が小翼角側に設定されており、
前記運航モードは、出力増加の操作に対して前記主機関の回転数が上昇すると共に前記可変ピッチプロペラの翼角が大きくなるものであり、前記第１運航モードで設定された翼角の初期変化率が前記第２運航モードで設定された翼角の初期変化率より大きく設定される、
ことを特徴とする船舶の運航装置。

【請求項5】

前記第２運航モードで設定された前記主機関の回転数は、前記第１運航モードで設定された前記主機関の回転数より高く設定されることを特徴とする請求項４に記載の船舶の運航装置。

【請求項6】

前記第１運航モードは平穏運航モードであり、前記第２運航モードは荒天運航モードであり、前記平穏運航モードと前記荒天運航モードとの間に中間運航モードが設定されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の船舶の運航装置。

【請求項7】

前記モード切替部は、機関制御室または操舵室に設けられることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一つに記載の船舶の運航装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、旅客船、フェリー、ＲＯ−ＲＯ船（Roll-on/Roll-off Ship）、自動車専用船としてのＰＣＣ（Pure Car Carrier）、ＰＣＴＣ（Pure Car / Truck Carrier）などの船舶の運航方法及び船舶の運航装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

船舶用のプロペラ装置として、翼角を変更できるように構成した可変ピッチプロペラ（ＣＰＰ：Controllable Pitch Propeller）がある。この可変ピッチプロペラを装備した船舶を運航する場合、３つの運航方法が実施されている。第１の運航方法は、一速制御方式であって、主機関の回転数（回転速度）を一定とし、可変ピッチプロペラのピッチのみを変更する方法である。第２の運航方法は、二速制御方式であって、主機関の回転数（回転速度）を港内操船時と航海中で異なる回転数を選択し、可変ピッチプロペラのピッチも変更する方法である。第３の運航方法は、コンビネータ方式であって、主機関の回転数（回転速度）と可変ピッチプロペラのピッチとの間に最適な関連性をもたせ、両者を同時に指令制御する方法である。

【0003】

可変ピッチプロペラとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがあり、可変ピッチプロペラの制御方法としては、例えば、下記特許文献２に記載されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５０５５２４３号公報

【特許文献2】国際公開第２０１０／０６４４８３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

主機関の回転数と可変ピッチプロペラのピッチとの間に最適な関連性をもたせ、これらを指令制御する場合、自動負荷制御装置（ＡＬＣ：Automatic Load Control）を用いて行う。この自動負荷制御装置は、主機関の過負荷を検知し、自動的に可変ピッチプロペラの翼角を小さくする。そのため、主機関の負荷が低下してトルクリッチを防止することができる。ところが、海象、気象、潮流などの変化により負荷が変動したとき、自動負荷制御装置が可変ピッチプロペラの翼角を頻繁に変更することから、燃費が悪化してしまうという問題がある。

【0006】

また、上述した特許文献２に記載された可変ピッチプロペラの翼角制御方法では、翼角と負荷と回転数に応じて前進係数データとしてのプロペラ周りの流速を求め、最適翼角のピッチデータと、検出された翼角に基づいて前進係数に対する最適翼角を求め、最適翼角に基づいてプロペラの翼角を制御している。この場合であっても、船舶の航行中に、最適翼角に基づいてプロペラの翼角を頻繁に変更しており、燃費の悪化を招いてしまう。

【0007】

本発明は、上述した課題を解決するものであり、海象に応じて可変ピッチプロペラの翼角を適正に制御することで燃費の向上を図る船舶の運航方法及び船舶の運航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】

【0008】

上記の目的を達成するための本発明の船舶の運航方法は、主機関の負荷に応じて可変ピッチプロペラの翼角を変更可能とする自動負荷制御機能を有する船舶であって、前記主機関の回転数と前記可変ピッチプロペラの翼角とを舶用特性に応じて設定する平穏運航モードと、前記主機関の回転数と前記可変ピッチプロペラの翼角とを前記平穏運航モードより小翼角側に設定する荒天運航モードとが予め設定されており、海象に応じて前記平穏運航モードと前記荒天運航モードとのいずれかを操作員判断により設定して運航する、ことを特徴とするものである。

【0009】

従って、操作員は、海象に応じて平穏運航モードまたは荒天運航モードいずれかを設定して船舶を運航する。そのため、例えば、天候が平穏であるときには、平穏運航モードを設定して運航する。また、天候が荒天であるときには、荒天運航モードを設定して運航する。その結果、海象に応じて可変ピッチプロペラの翼角を適正に制御することで、燃費を向上することができる。

【0010】

本発明の船舶の運航方法では、前記平穏運航モードと前記荒天運航モードとの間に中間運航モードが設定され、海象に応じて前記平穏運航モードと前記中間運航モードと前記荒天運航モードとのいずれかを操作員判断により設定して運航することを特徴としている。

【0011】

従って、操作員は、海象に応じて平穏運航モードと中間運航モードと荒天運航モードとのいずれかを設定することができ、海象に応じて最適な運航モードとすることができ、更なる燃費向上を可能とすることができる。

【0012】

本発明の船舶の運航方法では、船舶の停泊時に前記各運航モードのいずれかの運航モードに切替えて出航することを特徴としている。

【0013】

従って、操作員は、船舶の停泊時、即ち、出航前に所望の運航モードを設定して出航することで、安定した航海を維持することができる。

【0014】

また、本発明の船舶の運航装置は、プロペラの翼角が可変可能な可変ピッチプロペラと、前記可変ピッチプロペラを回転駆動する主機関と、前記主機関の負荷に応じて前記可変ピッチプロペラの翼角を制御する制御部と、前記主機関の回転数と前記可変ピッチプロペラの翼角との相対設定を違えた第１運航モードと第２運航モードを有するモード設定部と、前記モード設定部に指令を出力して前記第１運航モード又は第２運航モードに切替えるモード切替部とを有し、前記第１運航モードに比べ前記第２運航モードは、前記可変ピッチプロペラの翼角が小翼角側に設定されていることを特徴とするものである。

【0015】

従って、操作員は、海象（船舶の運航状況）に応じて第１運航モードまたは第２運航モードいずれかを設定して船舶を運航する。そのため、例えば、天候が平穏であるときには、第１運航モードを設定して運航する。また、天候が荒天であるときには、第２運航モードを設定して運航する。その結果、海象に応じて可変ピッチプロペラの翼角を適正に制御することで、燃費を向上することができる。

【0016】

本発明の船舶の運航装置では、前記運航モードは、出力増加の操作に対して前記主機関の回転数が上昇すると共に前記可変ピッチプロペラの翼角が大きくなるものであり、前記第１運航モードで設定された翼角の初期変化率が前記第２運航モードで設定された翼角の初期変化率より大きく設定されることを特徴としている。

【0017】

従って、天候が平穏であるとき、第１運航モードを設定すると、出力増加の操作に対して、主機関の回転数が上昇すると共に可変ピッチプロペラの翼角が早期に大きくなり、直ちに所望の運航状態に移行することができる。一方、天候が荒天であるとき、第２運航モードを設定すると、出力増加の操作に対して、主機関の回転数が上昇すると共に可変ピッチプロペラの翼角が徐々に大きくなり、安定して所望の運航状態に移行することができる。

【0018】

本発明の船舶の運航装置では、前記第２運航モードで設定された前記主機関の回転数は、前記第１運航モードで設定された前記主機関の回転数より高く設定されることを特徴としている。

【0019】

従って、第２運航モードでは、出力増加の操作に対して、可変ピッチプロペラの翼角が小さい分、主機関の回転数を高くすることで、所望の運航状態への移行の遅れを抑制することができる。

【0020】

本発明の船舶の運航装置では、前記第１運航モードは平穏運航モードであり、前記第２運航モードは荒天運航モードであり、前記平穏運航モードと前記荒天運航モードとの間に中間運航モードが設定されることを特徴としている。

【0021】

従って、操作員は、海象に応じて平穏運航モードと中間運航モードと荒天運航モードとのいずれかを設定することができ、海象に応じて最適な運航モードとすることができ、更なる燃費向上を可能とすることができる。

【0022】

本発明の船舶の運航装置では、前記モード切替部は、機関制御室または操舵室に設けられることを特徴としている。

【0023】

従って、モード切替部を機関制御室に設けることで、機関職員がモード切替部を操作するため、航行中に誤操作することがなく、一方、モード切替部を操舵室に設けることで、航行中にモード切替を行うことにより天候の変化に応じた詳細なモード設定を可能とすることができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明の船舶の運航方法及び船舶の運航装置によれば、操作員は、海象に応じて平穏運航モード（第１運航モード）または荒天運航モード（第２運航モード）のいずれかを設定して船舶を運航するので、海象に応じて可変ピッチプロペラの翼角を適正に制御し、燃費を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は、本実施例の船舶の運航方法を実施するための運航システムを表す概略構成図である。

【図2】図２は、平穏運航モードを表す要求出力における軸回転数と翼角を表すグラフである。

【図3】図３は、中間運航モードにおける要求出力に対する軸回転数と翼角を表すグラフである。

【図4】図４は、荒天運航モードを表す要求出力における軸回転数と翼角を表すグラフである。

【図5】図５は、各運航モードに対する軸回転数と出力を表すグラフである。

【図6】図６は、本実施例の変形例における各運航モードに対する軸回転数と出力を表すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下に添付図面を参照して、本発明に係る船舶の運航方法及び船舶の運航装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

【実施例】

【0027】

図１は、本実施例の船舶の運航方法を実施するための運航システムを表す概略構成図である。

【0028】

本実施例の船舶としての旅客船（カーフェリー）において、図１に示すように、船体１１は、下層の甲板（例えば、乾舷甲板）１２により下層空間１３が区画され、この下層空間１３は、船尾隔壁１４と機関室隔壁１５により船尾側に領域が区画され、第１甲板１６と第２甲板１７により上側の機関制御室１８と下側の機関室１９が区画されている。なお、ＷＬは、船体１１の満載喫水線を表している。

【0029】

主機関としてのディーゼルエンジン２０は、機関室１９に配置され、出力軸２１に推進力を伝達するプロペラ２２が連結されており、このプロペラ２２を所定の回転数（回転速度）で回転可能となっている。また、船体１１は、船尾に船体１１の方向を制御する舵２３が設けられている。

【0030】

また、本実施例の船舶の運航装置は、プロペラ（可変ピッチプロペラ）２２の翼角を変更可能とする可変ピッチプロペラ装置２４が設けられている。この可変ピッチプロペラ装置２４は、ディーゼルエンジン２０の回転数と可変ピッチプロペラ２２の翼角（ピッチ）との間に関連性をもたせ、ディーゼルエンジン２０に作用する負荷に応じて、ディーゼルエンジン２０の回転数や可変ピッチプロペラ２２の翼角を変更するものである。

【0031】

ディーゼルエンジン２０は、エンジン制御部３１が接続されており、エンジン制御部３１は、ディーゼルエンジン２０の回転数を制御（調整）することができる。本実施例では、ディーゼルエンジン２０の出力軸２１がプロペラ２２の支持軸に直結されていることから、ディーゼルエンジン２０の回転数とプロペラ２２の回転数が同じである。エンジン制御部３１は、ディーゼルエンジン２０の回転数を調整することで、プロペラ２２の回転数を制御する。可変ピッチプロペラ装置２４は、プロペラ制御部３２が接続されており、プロペラ制御部３２は、可変ピッチプロペラ装置２４の翼角を制御（調整）することができる。また、プロペラ制御部３２は、出力操作部３３が接続されている。そして、プロペラ制御部３２は、モード設定部３４を有し、モード切替部３５が接続されている。操作員は、出力操作部３３を操作することで、船舶の速度を調整することができる。また、操作員は、モード切替部３５を操作することで、運航モードを切替えることができる。

【0032】

この場合、プロペラ制御部３２は、自動負荷制御装置（ＡＬＣ）である。また、エンジン制御部３１とプロペラ制御部３２（モード設定部３４）は、機関制御室１８に配置されている。また、出力操作部３３とモード切替部３５は、操舵室２５に配置されている。なお、モード切替部３５を機関制御室１８に配置してもよい。

【0033】

エンジン制御部３１は、ディーゼルエンジン２０の回転数を調整しており、内蔵された回転数センサが回転数を検出している。また、エンジン制御部３１は、ディーゼルエンジン２０の回転数を調整するために燃料噴射量（燃料消費量）を調整しており、燃料噴射量に指令値に基づいて燃料消費量を把握している。エンジン制御部３１は、ディーゼルエンジン２０の回転数と燃料消費量をプロペラ制御部３２に出力している。エンジン制御部３１は、荒天などにより船舶の航行負荷が増加すると、ディーゼルエンジン２０の燃料消費量が増加することから、プロペラ制御部３２は、ディーゼルエンジン２０の燃料消費量を負荷として認識する。

【0034】

プロペラ制御部３２は、ディーゼルエンジン２０の回転数と可変ピッチプロペラ２２の翼角との間に関連性をもたせ、ディーゼルエンジン２０の負荷に応じて、ディーゼルエンジン２０の回転数や可変ピッチプロペラ２２の翼角を変更する。即ち、プロペラ制御部３２は、エンジン制御部３１から入力されたディーゼルエンジン２０の回転数に基づいて舶用特性に応じた可変ピッチプロペラ２２の翼角を設定し、可変ピッチプロペラ装置２４を制御する。

【0035】

そして、ディーゼルエンジン２０の負荷が変更すると、プロペラ制御部３２は、エンジン制御部３１から入力されたディーゼルエンジン２０の負荷（燃料消費量）に基づいて舶用特性に応じた可変ピッチプロペラ２２の翼角を設定し直し、可変ピッチプロペラ装置２４を制御する。また、このとき、プロペラ制御部３２は、変更した可変ピッチプロペラ２２の翼角に応じてディーゼルエンジン２０の回転数を設定し、エンジン制御部３１に出力する。エンジン制御部３１は、変更されたディーゼルエンジン２０の回転数に応じてディーゼルエンジン２０を制御する。

【0036】

本実施例の船舶の運航システム（船舶の運航装置）は、ディーゼルエンジン２０の負荷に応じて可変ピッチプロペラ装置２４を制御可能とするプロペラ制御部３２と、海象に応じた複数の運航モードが設定されたモード設定部３４と、モード設定部３４に指令を出力して運航モードを切替えるモード切替部３５とを有している。

【0037】

そして、モード設定部３４は、ディーゼルエンジン２０の回転数と可変ピッチプロペラ２２の翼角とを舶用特性に応じて設定する平穏運航モード（第１運航モード）と、平穏運航モードより小翼角側に設定する荒天運航モード（第２運航モード）とを有している。また、モード設定部３４は、平穏運航モードと荒天運航モードとの間に設定される中間運航モードを有している。

【0038】

なお、舶用特性とは、主機関としてのディーゼルエンジン２０を使用するにあたり、最適な負荷状態で燃費効率も最も良いとされる主機関負荷とプロペラ（主機関）回転数の関係(曲線)である。この舶用特性は、一般的に、各出力における最適の回転数は１００％出力のプロペラ（主機関）回転数の１／３乗と各負荷に比例する。

【0039】

ここで、まず、平穏運航モードと中間運航モードと荒天運航モードを詳細に説明する。図２は、平穏運航モードを表す要求出力における軸回転数と翼角を表すグラフで、図３は、中間運航モードにおける要求出力に対する軸回転数と翼角を表すグラフ、図４は、荒天運航モードを表す要求出力における軸回転数と翼角を表すグラフである。図２から図４のグラフにて、横軸が出力操作部３３であり、−１０〜＋１０までの指令を出力可能であり、実線で表す＋６〜＋１０の範囲が制御領域Ｓであり、プロペラ制御部３２が可変ピッチプロペラ２２の翼角を調整し、エンジン制御部３１がディーゼルエンジン２０の回転数を調整する。

【0040】

平穏運航モードは、図２に示すように、船体１１の形状や重量、ディーゼルエンジン２０の出力特性などの舶用特性に応じて設定されたモードである。この平穏運航モードは、ディーゼルエンジン２０の回転数と可変ピッチプロペラ２２の翼角とをこの舶用特性に応じて設定する運航モードである。プロペラ制御部３２が可変ピッチプロペラ２２の翼角を調整可能であると共に、エンジン制御部３１がディーゼルエンジン２０の回転数を調整可能な出力指令値領域＋６〜＋１０にて、可変ピッチプロペラ２２の翼角は、出力指令値領域＋６で１５度、出力指令値領域＋７で２６度、出力指令値領域＋８〜＋１０で２８度に設定されている。一方、ディーゼルエンジン２０の回転数は、出力指令値領域＋６〜＋７で１４０ｍｉｎ^−１、出力指令値領域＋８で１５０ｍｉｎ^−１、出力指令値領域＋９で１６０ｍｉｎ^−１、出力指令値領域＋１０で１７０ｍｉｎ^−１に設定されている。

【0041】

中間運航モードは、図３に示すように、ディーゼルエンジン２０の回転数と可変ピッチプロペラ２２の翼角とを平穏運航モードより小翼角側に設定されたモードである。プロペラ制御部３２が可変ピッチプロペラ２２の翼角を調整可能であると共に、エンジン制御部３１がディーゼルエンジン２０の回転数を調整可能な出力指令値領域＋６〜＋１０にて、可変ピッチプロペラ２２の翼角は、出力指令値領域＋６で１５度、出力指令値領域＋７で２２度、出力指令値領域＋８〜＋１０で２８度に設定されている。一方、ディーゼルエンジン２０の回転数は、出力指令値領域＋６で１４０ｍｉｎ^−１、出力指令値領域＋７で１４７ｍｉｎ^−１、出力指令値領域＋８で１５５ｍｉｎ^−１、出力指令値領域＋９で１６２ｍｉｎ^−１、出力指令値領域＋１０で１７０ｍｉｎ^−１に設定されている。

【0042】

荒天運航モードは、図４に示すように、ディーゼルエンジン２０の回転数と可変ピッチプロペラ２２の翼角とを中間運航モードより小翼角側に設定されたモードである。プロペラ制御部３２が可変ピッチプロペラ２２の翼角を調整可能であると共に、エンジン制御部３１がディーゼルエンジン２０の回転数を調整可能な出力指令値領域＋６〜＋１０にて、可変ピッチプロペラ２２の翼角は、出力指令値領域＋６で１５度、出力指令値領域＋７で１９度、出力指令値領域＋８〜＋１０で２８度に設定されている。一方、ディーゼルエンジン２０の回転数は、出力指令値領域＋６で１４０ｍｉｎ^−１、出力指令値領域＋７で１４７ｍｉｎ^−１、出力指令値領域＋８で１５５ｍｉｎ^−１、出力指令値領域＋９で１６２ｍｉｎ^−１、出力指令値領域＋１０で１７０ｍｉｎ^−１に設定されている。

【0043】

３つの運航モードを比較すると、可変ピッチプロペラ２２の翼角は、出力指令値＋６で１５度、出力指令値領域＋８〜＋１０で２８度と各運航モードで同様であるが、出力指令値領域＋７では、平穏運航モードが２６度、中間運航モードで２２度、荒天運航モードで１９度と異なっている。即ち、各運航モードは、出力増加の指令（操作）に対して、可変ピッチプロペラ２２の翼角が大きくなるものであり、平穏運航モードで設定された翼角の初期変化率が中間運航モードで設定された翼角の初期変化率より大きく設定され、中間運航モードで設定された翼角の初期変化率が荒天運航モードで設定された翼角の初期変化率より大きく設定されている。

【0044】

また、ディーゼルエンジン２０の回転数は、平穏運航モードが出力指令値＋７から上昇するが、中間運航モードと荒天運航モードは、出力指令値＋６から上昇し、両者が異なっている。即ち、各運航モードは、出力増加の指令（操作）に対して、ディーゼルエンジン２０の回転数が上昇するものであり、中間運航モード及び荒天運航モードで設定されたディーゼルエンジン２０の回転数は、平穏運航モードで設定されたディーゼルエンジン２０の回転数より高く設定されている。その結果、平穏運航モードで設定された回転数の変化率が中間運航モード及び荒天運航モードで設定された回転数の変化率より大きく設定されている。

【0045】

本実施例の船舶の運航方法は、操作員が海象に応じて、モード切替部３５を用いてモード設定部３４に指令を出力することで、平穏運航モードと中間運航モードと荒天運航モードとからいずれか一つを設定して切替える判断を行う。具体的に、操作員は、運航ダイヤ、潮流の速度、風速、積荷の量（積載量）などにより運航モードを設定する。例えば、潮流や風により航行負荷が低くて天候が平穏であれば、平穏運航モードを設定し、潮流や風により航行負荷が高くて天候が荒天であれば、荒天運航モードを設定する。また、潮流や風により航行負荷が高くもないが、低くもなければ、中間運航モードを設定する。

【0046】

この操作員がモード切替部３５によりモード設定部３４に指令を出力して実行する運航モード設定は、船舶の停泊時、つまり、船舶の出航前に行って出航する。但し、船舶の航行中に天候が急変した場合には、航行中に、運航モードの切替を行ってもよい。

【0047】

次に、この平穏運航モードと中間運航モードと荒天運航モードにおける可変ピッチプロペラ２２の軸回転数（ディーゼルエンジン２０の回転数）に対する船舶の出力について説明する。図５は、各運航モードに対する軸回転数と出力を表すグラフである。

【0048】

平穏運航モードＡは、ディーゼルエンジン２０の回転数と可変ピッチプロペラ２２の翼角とを舶用特性に応じて設定する運航モードであり、可変ピッチプロペラ２２の軸回転数（ディーゼルエンジン２０の回転数）に対してディーゼルエンジン２０の出力（船舶の出力）が設定されている。この場合、平穏運航モードＡは、可変ピッチプロペラ２２における最大翼角の限界ラインであり、可変ピッチプロペラ２２の軸回転数がＮｍｉｎ^−１のときにディーゼルエンジン２０の出力が１００％に設定されている。そのため、この平穏運航モードＡで船舶を運航した場合、プロペラ制御部３２（図１参照）は、可変ピッチプロペラ２２の最大翼角を維持したままで、可変ピッチプロペラ２２の軸回転数を増加し、ディーゼルエンジン２０の出力を１００％まで上昇させる。なお、可変ピッチプロペラ２２の最大翼角は、可変ピッチプロペラ２２の軸回転数に応じて異なるものであり、詳細は、図２に表すとおりである。

【0049】

そして、プロペラ制御部３２は、ディーゼルエンジン２０に作用する負荷が予め設定された所定値より大きくなると、可変ピッチプロペラ２２に対する安全性から、翼角を小さく調整する。すると、船舶は、軸回転数が変わらないものの、出力が低下するため、操作員は船舶の速度を維持しようとして、出力操作部３３により出力指令値を増加させる。しかし、ディーゼルエンジン２０の回転数が上昇すると、出力が増加するものの、ディーゼルエンジン２０に作用する負荷も増加するため、プロペラ制御部３２は、翼角を小さく調整してしまう。

【0050】

即ち、天候が平穏でディーゼルエンジン２０の負荷が変動しない船舶の運航状況では、平穏運航モードＡを設定することで、ディーゼルエンジン２０の回転数に対して最適な出力を確保することができる。しかし、天候が荒天でディーゼルエンジン２０の負荷が頻繁に変動する船舶の運航状況では、ディーゼルエンジン２０の回転数に対して最適な出力を確保することが困難となる。つまり、可変ピッチプロペラ２２の翼角の調整と、ディーゼルエンジン２０の回転数の調整を頻繁に行うこととなり、燃費が悪化する。

【0051】

そこで、天候が平穏でディーゼルエンジン２０の負荷が変動する船舶の運航状況では、荒天運航モードＣを設定する。この荒天運航モードＣは、平穏運航モードＡより可変ピッチプロペラ２２の翼角を小さく設定した運航モードであり、可変ピッチプロペラ２２の軸回転数に対するディーゼルエンジン２０の出力が平穏運航モードＡより低く設定され、可変ピッチプロペラ２２の軸回転数がＮｍｉｎ^−１のときにディーゼルエンジン２０の出力が１００％に設定されている。そのため、この荒天運航モードＣで船舶を運航した場合、プロペラ制御部３２は、可変ピッチプロペラ２２の最大翼角より小さい翼角を維持したままで、可変ピッチプロペラ２２の軸回転数を増加し、ディーゼルエンジン２０の出力を１００％まで上昇させる。

【0052】

そして、荒天によりディーゼルエンジン２０に作用する負荷が大きくなっても、維持している可変ピッチプロペラ２２の翼角が最大翼角より小さいことから、プロペラ制御部３２は、翼角を小さく調整しない。即ち、軸回転数と出力との関係が、平穏運航モードＡのラインを超えることがなく、平穏運航モードＡと荒天運航モードＣとの間に不感帯が確保されていることから、プロペラ制御部３２は、荒天運航モードＣのラインに沿って軸回転数を上昇して出力を１００％まで上昇させることができる。そのため、天候が荒天でディーゼルエンジン２０の負荷が変動する船舶の運航状況であるとき、荒天運航モードＣを設定することで、可変ピッチプロペラ２２の翼角を頻繁に変更することはなく、燃費の悪化が抑制される。

【0053】

また、天候が平穏と荒天との間にあるときは、中間運航モードＢを設定することで、荒天運航モードＣと同様に、燃費の悪化が抑制される。

【0054】

なお、上述の実施例にて、平穏運航モードと中間運航モードと荒天運航モードは、可変ピッチプロペラ２２の軸回転数がＮｍｉｎ^−１のときにディーゼルエンジン２０の出力が１００％になるように設定したが、この構成に限定されるものではない。図６は、本実施例の変形例における各運航モードに対する軸回転数と出力を表すグラフである。

【0055】

この変形例にて、図６に示すように、平穏運航モードＡと中間運航モードＢと荒天運航モードＣは、可変ピッチプロペラ２２の軸回転数がそれぞれ異なる回転数のときに、ディーゼルエンジン２０の出力が１００％になるように設定されている。即ち、平穏運航モードＡと中間運航モードＢと荒天運航モードＣは、略平行にラインに設定されている。

【0056】

このように本実施例の船舶の運航方法にあっては、ディーゼルエンジン２０の負荷に応じて可変ピッチプロペラ２２の翼角を変更可能とする自動負荷制御機能を有する船舶であって、ディーゼルエンジン２０の回転数と可変ピッチプロペラ２２の翼角とを舶用特性に応じて設定する平穏運航モードと、ディーゼルエンジン２０の回転数と可変ピッチプロペラ２２の翼角とを平穏運航モードより小翼角側に設定する荒天運航モードとが予め設定されており、海象に応じて平穏運航モードと荒天運航モードとのいずれかを操作員判断により設定して運航するものである。

【0057】

従って、操作員は、海象に応じて平穏運航モードまたは荒天運航モードいずれかを設定して船舶を運航する。そのため、例えば、天候が平穏であるときには、平穏運航モードを設定して運航する。また、天候が荒天であるときには、荒天運航モードを設定して運航する。その結果、海象に応じて可変ピッチプロペラ２２の翼角を適正に制御することで、燃費を向上することができる。

【0058】

本実施例の船舶の運航方法では、平穏運航モードと荒天運航モードとの間に中間運航モードが設定され、海象に応じて平穏運航モードと中間運航モードと荒天運航モードとのいずれかを操作員判断により設定して運航する。従って、操作員は、海象に応じて複数の運航モードのいずれかを設定することができ、海象に応じて最適な運航モードとすることができ、更なる燃費向上を可能とすることができる。

【0059】

本実施例の船舶の運航方法では、船舶の停泊時に各運航モードにうちのいずれかの運航モードに切替えて出航する。従って、操作員は、船舶の停泊時、即ち、出航前に所望の運航モードを設定して出航することで、安定した航海を維持することができる。

【0060】

また、本実施例の船舶の運航装置にあっては、プロペラ２２の翼角を変更可能とする可変ピッチプロペラ装置２４と、可変ピッチプロペラ２４を回転駆動するディーゼルエンジン２０と、ディーゼルエンジン２０の負荷に応じて可変ピッチプロペラ２２を制御可能とするプロペラ制御部３２と、ディーゼルエンジン２０の回転数と可変ピッチプロペラ２２の翼角との相対設定を違えた第１運航モードと第２運航モードを有するモード設定部３４と、モード設定部３４に指令を出力して第１運航モードまたは第２運航モードに切替えるモード切替部３５とを設け、第１運航モードに比べ第２運航モードは、可変ピッチプロペラ２２の翼角が小翼角側に設定されている。

【0061】

従って、操作員は、海象に応じてモード切替部３５により所望の運航モードを設定して船舶を運航する。その結果、海象に応じて可変ピッチプロペラ２２の翼角を適正に制御することで、燃費を向上することができる。

【0062】

本実施例の船舶の運航装置では、各運航モードは、出力増加の操作に対してディーゼルエンジン２０の回転数が上昇すると共に可変ピッチプロペラ２２の翼角が大きくなるものであり、平穏運航モードで設定された翼角の初期変化率が荒天運航モードで設定された翼角の初期変化率より大きく設定されている。従って、天候が平穏であるとき、平穏運航モードを設定すると、出力増加の操作に対して、ディーゼルエンジン２０の回転数が上昇すると共に可変ピッチプロペラ２２の翼角が早期に大きくなり、直ちに所望の運航状態に移行することができる。一方、天候が荒天であるとき、荒天運航モードを設定すると、出力増加の操作に対して、ディーゼルエンジン２０の回転数が上昇すると共に可変ピッチプロペラ２２の翼角が徐々に大きくなり、安定して所望の運航状態に移行することができる。

【0063】

本実施例の船舶の運航装置では、荒天運航モードで設定されたディーゼルエンジン２０の回転数は、平穏運航モードで設定されたディーゼルエンジン２０の回転数より高く設定されている。従って、荒天運航モードでは、出力増加の操作に対して、可変ピッチプロペラ２２の翼角が小さい分、ディーゼルエンジン２０の回転数を高くすることにより所望の運航状態への移行の遅れを抑制することができる。

【0064】

本実施例の船舶の運航装置では、モード切替部３５を操舵室２５に設けている。従って、航行中にモード切替を行うことができ、天候の変化に応じた詳細なモード設定を任意に変更することができる。

【0065】

また、本実施例の船舶の運航装置では、モード切替部３５を機関制御室１８に設けてもよい。この場合、航行中にモード切替部３５を誤操作することがない。

【0066】

なお、上述した実施例では、平穏運航モードと中間運航モードと荒天運航モードの３つの運航モードを設定し、いずれかの運航モードを選択するように構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、平穏運航モードと荒天運航モードの２つの運航モードだけを設定したり、複数の中間運航モードを設定したりしてもよい。即ち、運航モードの数は３つに限らず、２つまたは４つ以上設定してもよい。

【符号の説明】

【0067】

１１ 船体
１８ 機関制御室
２０ ディーゼルエンジン（主機関）
２２ 可変ピッチプロペラ（プロペラ）
２４ 可変ピッチプロペラ装置
２５ 操舵室
３１ エンジン制御部
３２ プロペラ制御部
３３ 出力操作部
３４ モード設定部
３５ モード切替部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】