特許 6582290 燃料供給システム

(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】6582290

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】燃料供給システム

(51)【国際特許分類】

   F02M 21/02 20060101AFI20190919BHJP

   F02B 43/00 20060101ALI20190919BHJP

   B63H 21/38 20060101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   F02M21/02 301C

   F02B43/00 A

   F02M21/02 L

   B63H21/38 B

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-92570(P2015-92570)

(22)【出願日】2015年4月30日

(65)【公開番号】特開2016-211378(P2016-211378A)

(43)【公開日】2016年12月15日

【審査請求日】2018年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】518126144

【氏名又は名称】株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】グローバル・アイピー東京特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】林 弘能

(72)【発明者】

【氏名】辻 康之

(72)【発明者】

【氏名】梶谷 哲平

(72)【発明者】

【氏名】和田 裕太郎

(72)【発明者】

【氏名】難波 浩一

【審査官】 種子島 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２０９９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１７９８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０８３９４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０７−１７４０４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ２１／０２

Ｂ６３Ｈ ２１／３８

Ｆ０２Ｂ ４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

船舶のディーゼル機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給システムであって、
推進用エンジンに供給するための高圧の燃料を供給する燃料供給装置と、
前記燃料供給装置から前記推進用エンジンに燃料を搬送する燃料搬送部と、
を備え、
前記燃料搬送部は、前記燃料供給装置と前記推進用エンジンとを接続する燃料供給用配管と、
前記燃料供給用配管と接続される複数の容積タンクと、
前記燃料供給用配管と前記容積タンクのそれぞれとの接続部に設けられる制御弁と、
前記推進用エンジンに設けられた燃料弁の開閉周期によって、前記燃料が前記燃料供給用配管から前記推進用エンジンに周期的に供給されることにより変動する前記燃料供給用配管内の燃料供給圧力の振動数を算出する算出部と、
前記燃料中の音速と、前記燃料供給用配管の長さと、により定まる燃料圧力の固有振動数が前記燃料供給圧力の振動数から離れるように、前記振動数に応じて前記制御弁の開度を調節することで前記固有振動数を調整する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記振動数と、前記振動数から離れた前記固有振動数と、を対応させた第１ルックアップテーブルを有し、前記算出部で算出した前記燃料供給圧力の前記振動数から前記第１ルックアップテーブルを参照して前記固有振動数を算出する、ことを特徴とする燃料供給システム。

【請求項2】

前記制御部は、前記燃料供給用配管の容積と、前記燃料供給用配管と連通される容積タンクの容積との和を変動させることにより、前記固有振動数を前記燃料供給圧力の振動数から離れるように調整する、請求項１に記載の燃料供給システム。

【請求項3】

前記燃料供給用配管と連通される前記容積タンクの合計の容積は、前記制御弁の開閉により複数のレベルに設定することができるように前記容積タンクは構成され、
前記制御部は、前記合計の容積を、前記振動数に応じて前記複数のレベルの１つに調整することにより前記固有振動数を調整する、請求項１または２に記載の燃料供給システム。

【請求項4】

船舶のディーゼル機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給システムであって、
推進用エンジンに供給するための高圧の燃料を供給する燃料供給装置と、
前記燃料供給装置から前記推進用エンジンに燃料を搬送する燃料搬送部と、
を備え、
前記燃料搬送部は、前記燃料供給装置と前記推進用エンジンとを接続する燃料供給用配管と、
前記燃料供給用配管と接続される複数の容積タンクと、
前記燃料供給用配管と前記容積タンクのそれぞれとの接続部に設けられる制御弁と、
前記推進用エンジンに設けられた燃料弁の開閉周期によって、前記燃料が前記燃料供給用配管から前記推進用エンジンに周期的に供給されることにより変動する前記燃料供給用配管内の燃料供給圧力の振動数を算出する算出部と、
前記燃料中の音速と、前記燃料供給用配管の長さと、により定まる燃料圧力の固有振動数が前記燃料供給圧力の振動数から離れるように、前記振動数に応じて前記制御弁の開度を調節することで前記固有振動数を調整する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記振動数と、前記振動数から前記固有振動数を離れさせるための前記制御弁の開閉の制御情報と、を対応させた第２ルックアップテーブルを有し、前記算出部で算出した前記燃料供給圧力の前記振動数から前記第２ルックアップテーブルを参照して前記制御弁の開閉の制御情報を求めて前記制御弁の開度を調整する、ことを特徴とする燃料供給システム。

【請求項5】

前記推進用エンジンの回転数を計測する回転計をさらに備え、
前記算出部は、前記回転計の計測結果に基づき燃料供給圧力の振動数を算出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料供給システム。

【請求項6】

前記燃料供給用配管内の燃料の圧力を計測する圧力計をさらに備え、
前記算出部は、前記圧力計の計測結果に基づき燃料供給圧力の振動数を算出する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料供給システム。

【請求項7】

前記燃料供給用配管内の燃料の温度を計測する温度計をさらに備え、
前記算出部は、前記温度計の計測結果に基づき燃料供給圧力の振動数を算出する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、船舶の推進用エンジンとして用いられるディーゼル機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

メタン、エタン、プロパン等の炭素化合物を主成分とする天然ガスを燃料として用いるディーゼルエンジンを船舶の主機関に採用することが行われている。ディーゼルエンジンは高温・高圧の燃料を必要とするため、ディーゼルエンジンに燃料を供給する燃料供給システムは、燃料となる天然ガスを圧縮するポンプや加熱装置等からなる燃料供給装置を備える。

【0003】

液化天然ガス（ＬＮＧ）運搬船等においては、爆発の危険を回避するために、安全規則上、ＬＮＧタンクやＬＮＧを燃料としてディーゼルエンジンに供給する燃料供給装置は、ディーゼルエンジンと一定の距離を空けて配置される。このため、燃料供給装置とディーゼルエンジンとの間には、燃料供給装置からディーゼルエンジンへ燃料を供給する燃料供給用配管が設けられる。例えば、１８万ｍ^３の積載容量のＬＮＧ運搬船の場合、燃料供給用配管の長さは約２００〜３００ｍとなる。

【0004】

ディーゼルエンジンに供給する燃料には、エンジンに燃料を供給する燃料噴射バルブの開閉周期に応じた振動数の圧力振動が生じる。一方、一定の長さを有する配管は、その容積に応じて一定の体積を有するため、燃料のような流体を配管により所定の圧力で供給する場合、配管内の燃料の体積弾性率が定まり、体積弾性率に応じて配管内の燃料圧力の固有振動数が定まる。この固有振動数と、配管内の燃料供給圧力の振動数とが一致すると、共振によって配管に振動が生じる。この振動により、エンジンや燃料供給装置に不具合が生じるおそれがある。

【0005】

配管内の圧力変動を低減するために、燃料供給用の配管の長さを調節し、燃料の音響波の干渉によって配管内の圧力変動を低減する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４−５２２０３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ＬＮＧ運搬船のような船舶では、気象、海流、波に影響されて、推進用プロペラは外乱を受け、プロペラに直結された推進用エンジンの回転数が変動し、推進用エンジンの燃料の需要が変動する。このため、エンジンに燃料を供給する燃料噴射バルブの開閉周期が変動し、燃料供給用配管内の燃料供給圧力の振動数が変動する。このとき、燃料供給圧力の振動数が、燃料供給用配管内の燃料圧力の固有振動数と一致すると、共振により燃料供給用配管に振動が生じ、エンジンや燃料供給装置に不具合が生じるおそれがある。外乱によるエンジン回転数の変動は予測できず、エンジン回転数の変動に合わせて配管の長さを調節することは困難である。

【0008】

本発明の目的は、一定の長さの燃料供給用配管を用いながら、燃料供給用配管内の燃料供給圧力の振動数が外乱により変動した場合でも、燃料供給圧力の振動数が燃料供給用配管内の燃料圧力の固有振動数と一致することを防ぐことができる燃料供給システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、船舶のディーゼル機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給システムであって、
推進用エンジンに供給するための高圧の燃料を供給する燃料供給装置と、
前記燃料供給装置から前記推進用エンジンに燃料を搬送する燃料搬送部と、
を備え、
前記燃料搬送部は、前記燃料供給装置と前記推進用エンジンとを接続する燃料供給用配管と、
前記燃料供給用配管と接続される複数の容積タンクと、
前記燃料供給用配管と前記容積タンクのそれぞれとの接続部に設けられる制御弁と、
前記推進用エンジンに設けられた燃料弁の開閉周期によって、前記燃料が前記燃料供給用配管から前記推進用エンジンに周期的に供給されることにより変動する前記燃料供給用配管内の燃料供給圧力の振動数を算出する算出部と、
前記燃料中の音速と、前記燃料供給用配管の長さと、により定まる燃料圧力の固有振動数が前記燃料供給圧力の振動数から離れるように、前記振動数に応じて前記制御弁の開度を調節することで前記固有振動数を調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記振動数と、前記振動数から離れた前記固有振動数と、を対応させた第１ルックアップテーブルを有し、前記算出部で算出した前記燃料供給圧力の前記振動数から前記第１ルックアップテーブルを参照して前記固有振動数を算出する、ことを特徴とする。
前記制御部は、前記燃料供給用配管の容積と、前記燃料供給用配管と連通される容積タンクの容積との和を変動させることにより、前記固有振動数を前記燃料供給圧力の振動数から離れるように調整する、ことが好ましい。
前記燃料供給用配管と連通される前記容積タンクの合計の容積は、前記制御弁の開閉により複数のレベルに設定することができるように前記容積タンクは構成され、
前記制御部は、前記合計の容積を、前記振動数に応じて前記複数のレベルの１つに調整することにより前記固有振動数を調整する、ことが好ましい。

【0010】

上記課題を解決するために、本発明の第２の態様も、船舶のディーゼル機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給システムである。当該燃料供給システムは、
推進用エンジンに供給するための高圧の燃料を供給する燃料供給装置と、
前記燃料供給装置から前記推進用エンジンに燃料を搬送する燃料搬送部と、
を備え、
前記燃料搬送部は、前記燃料供給装置と前記推進用エンジンとを接続する燃料供給用配管と、
前記燃料供給用配管と接続される複数の容積タンクと、
前記燃料供給用配管と前記容積タンクのそれぞれとの接続部に設けられる制御弁と、
前記推進用エンジンに設けられた燃料弁の開閉周期によって、前記燃料が前記燃料供給用配管から前記推進用エンジンに周期的に供給されることにより変動する前記燃料供給用配管内の燃料供給圧力の振動数を算出する算出部と、
前記燃料中の音速と、前記燃料供給用配管の長さと、により定まる燃料圧力の固有振動数が前記燃料供給圧力の振動数から離れるように、前記振動数に応じて前記制御弁の開度を調節することで前記固有振動数を調整する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記振動数と、前記振動数から前記固有振動数を離れさせるための前記制御弁の開閉の制御情報と、を対応させた第２ルックアップテーブルを有し、前記算出部で算出した前記燃料供給圧力の前記振動数から前記第２ルックアップテーブルを参照して前記制御弁の開閉の制御情報を求めて前記制御弁の開度を調整する、ことを特徴とする。

【0011】

前記推進用エンジンの回転数を計測する回転計をさらに備え、
前記算出部は、前記回転計の計測結果に基づき燃料供給圧力の振動数を算出する、ことが好ましい。

【0012】

前記燃料供給用配管内の燃料の圧力を計測する圧力計をさらに備え、
前記算出部は、前記圧力計の計測結果に基づき燃料供給圧力の振動数を算出する、ことが好ましい。

【0013】

前記燃料供給用配管内の燃料の温度を計測する温度計をさらに備え、
前記算出部は、前記温度計の計測結果に基づき燃料供給圧力の振動数を算出する、ことが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、燃料供給用配管と容積タンクとの接続部に設けられる制御弁の開度を調節して燃料供給用配管内の燃料の体積弾性率を変動させることで、燃料供給用配管の燃料圧力の固有振動数が算出した燃料供給圧力の振動数から離れるように調節し、共振によりエンジンや燃料供給装置に不具合が生じることを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態に係る燃料供給システムのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態に係る燃料供給システムを図１に基づいて説明する。
本実施形態は、船舶の推進用エンジンとして用いられるディーゼル機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給システムであり、液化天然ガスを運搬するＬＮＧ船において、液化天然ガスを推進用エンジンで利用するのに特に好適に用いられる。

【0017】

燃料供給システムは、燃料供給装置１０と、燃料搬送部３０と、等を備える。

【0018】

燃料供給装置１０は、燃料を推進用エンジン２０で燃焼するのに必要な圧力に昇圧するとともに必要な温度に加熱して供給する装置である。燃料供給装置１０は、図１に示すように、燃料タンク１１と、昇圧ポンプ１２と、熱交換器１３と、等を備える。
燃料タンク１１は、推進用エンジン２０に供給される燃料を貯留する。燃料として、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）等を用いることができる。燃料タンク１１は、昇圧ポンプ１２と接続されており、燃料タンク１１内の燃料は昇圧ポンプ１２に供給される。

【0019】

昇圧ポンプ１２は、入口側が燃料タンク１１と接続され、出口側が熱交換器１３と接続されている。昇圧ポンプ１２は、燃料タンク１１から供給される燃料を例えば２０〜５０ＭＰａに昇圧し、熱交換器１３に供給する。昇圧ポンプ１２には、可動部（プランジャー等）が往復運動を行う形式の往復ポンプを用いることができる。推進用エンジン２０が要求する燃料圧力に応じ、昇圧ポンプ１２が供給する燃料量が調整される。

【0020】

熱交換器１３は、入口側が昇圧ポンプ１２と接続され、出口側が燃料供給用配管３１と接続されている。熱交換器１３は、昇圧ポンプ１２から供給される昇圧後の燃料を例えば４５℃に加熱する。燃料を加熱する熱源として、例えば、燃料タンク１１で発生するボイルオフガスの燃焼熱を用いることができる。例えば、ボイルオフガスの燃焼熱で加熱した温水との熱交換により燃料を加熱してもよい。
熱交換器１３で加熱された燃料は燃料搬送部３０により推進用エンジン２０に供給される。

【0021】

〔推進用エンジン〕
推進用エンジン２０は船舶に搭載されるディーゼルエンジンであり、例えば２ストロークサイクルの低速ディーゼルエンジンを用いることができる。推進用エンジン２０は燃料搬送部３０から供給される燃料により駆動される。燃料搬送部３０から供給される燃料の量は、燃料弁２５により制御される。推進用エンジン２０はシャフト２１を介して推進用プロペラ２２を回転させる。シャフト２１には回転計２３が設けられている。回転計２３はシャフト２１の回転数を計測し、回転数を示す回転数信号を調速機２４および算出部４０に出力する。

【0022】

推進用エンジン２０の出力は、調速機２４により調整される。調速機２４には回転計２３からシャフト２１の回転数を示す回転数信号が入力され、調速機２４はシャフト２１の回転数が一定となるように推進用エンジン２０の燃焼室への燃料供給量を調節する燃料供給量指令信号を燃料弁２５および算出部４０に出力する。

【0023】

〔燃料搬送部〕
燃料搬送部３０は、燃料供給用配管３１と、分岐配管３２（１）、３２（２）、…、３２（ｎ）と、容積タンク３３（１）、３３（２）、…、３３（ｎ）と、制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）と、算出部４０と、容積制御部５０と、等を備える。

【0024】

燃料供給用配管３１は燃料供給装置１０と推進用エンジン２０とを接続し、燃料供給装置１０から推進用エンジン２０に燃料を搬送する。
燃料供給用配管３１内の燃料の圧力は、燃料弁２５の開閉に応じて変動するため、燃料供給用配管３１内の燃料には、燃料弁２５の開閉周期に応じた振動数の振動が生じる。このため、燃料供給用配管３１の長さは、設定された基準条件下で推進用エンジン２０に燃料が供給されることにより生じる燃料供給圧力の振動数において共振が生じないような長さ（基準長さ）とすることが好ましい。しかし、気象、海流、波の影響により、推進用プロペラ２２が外乱を受け、推進用プロペラ２２の回転数が変動すると、推進用エンジン２０の燃料の需要が変動し、燃料弁２５の開閉周期が変動するため、燃料供給用配管３１内の燃料供給圧力の振動数が変動する。燃料供給圧力の振動数が燃料供給用配管３１の燃料圧力の固有振動数（燃料供給用配管３１内の燃料の圧力に生じる定常波の振動数。以下単に「固有振動数」という。）に近づき、共振が生じるおそれがある。本実施形態では、後述するように、燃料供給圧力の振動数の変化によって燃料供給用配管３１の共振が生じないように、固有振動数を調節することで、共振を防ぐことができる。

【0025】

容積タンク３３（１）は分岐配管３２（１）を介して、容積タンク３３（２）は分岐配管３２（２）を介して、…、容積タンク３３（ｎ）は分岐配管３２（ｎ）を介して、燃料供給用配管３１と接続されている。制御弁３４（１）は分岐配管３２（１）に、制御弁３４（２）は分岐配管３２（２）に、…、制御弁３４（ｎ）は分岐配管３２（ｎ）に、設けられている。なお、分岐配管３２（１）、３２（２）、…、３２（ｎ）の長さは、燃料供給用配管３１の長さに比べて極めて短い。
制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）は、基準条件で、所定の開度に設定されている。例えば、制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）は、基準条件で、全て閉じた状態になっている。

【0026】

燃料供給用配管３１には、圧力計３５、温度計３６が設けられている。
圧力計３５は燃料供給用配管３１の内部の燃料供給圧力を計測し、計測した圧力を示す圧力信号を算出部４０に出力する。
温度計３６は燃料供給用配管３１の内部の燃料の温度を計測し、計測した温度を示す温度信号を算出部４０に出力する。

【0027】

算出部４０には、回転計２３から回転数信号が、調速機２４から燃料供給量指令信号が、圧力計３５から圧力信号が、温度計３６から温度信号が入力される。
算出部４０は、入力される信号に基づき、燃料供給圧力の振動数を算出する。
なお、燃料供給圧力の振動数は、燃料弁２５の開閉周波数に依存するが、必ずしも開閉周波数に一致せず、多様なモードの振動数を含む。そこで、例えば、算出部４０に入力される信号の波形をフーリエ変換し、最大ピークとなる振動数を燃料供給圧力の振動数として決定してもよい。
また、燃料の振動により燃料供給用配管３１と共振が生じうる所定の範囲における最大ピークを燃料供給圧力の振動数として決定してもよい。例えば、基準条件における固有振動数のうち、最も小さい基本振動数に近い所定の範囲（例えば基本振動数の０．５〜１．５倍の範囲）で最大ピークとなる振動数を燃料供給圧力の振動数として決定してもよい。

【0028】

燃料供給圧力の振動数を算出するのに用いる信号は任意である。例えば、算出部４０は、推進用エンジン２０への燃料供給によって変動する燃料供給用配管３１内の燃料供給圧力を示す圧力信号に基づき、燃料供給圧力の振動数を算出することができる。
また、算出部４０は、燃料弁２５に出力される燃料供給量指令信号に基づき、燃料弁２５の開閉周期を算出し、燃料弁２５の開閉周期に応じて燃料供給用配管３１内の燃料供給圧力が変動すると推定して燃料供給圧力の振動数を算出してもよい。

【0029】

また、算出部４０は、シャフト２１の回転数を示す回転数信号に基づき、燃料弁２５の開閉周期を予測し、燃料供給圧力の振動数を算出してもよい。シャフト２１の回転数は、気象、海流、波等の外乱による影響を推進用プロペラ２２が受けたことにより変動する。シャフト２１の回転数に応じて推進用エンジン２０の燃料需要が変動するため、回転数信号に基づいて燃料供給圧力の振動数を予測することで、外乱により変動した燃料供給圧力の振動数において燃料供給用配管３１の共振が生じないように、固有振動数を調節することができる。

【0030】

なお、燃料の温度は燃料の圧力に応じて変化するため、算出部４０は、燃料供給用配管３１内の温度を示す温度信号に基づき、燃料供給圧力の振動数を算出してもよい。

【0031】

算出部４０は、算出した燃料供給圧力の振動数に基づき、燃料供給用配管３１内の燃料圧力の好ましい固有振動数を決定し、決定した固有振動数が得られるように制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）の開度を調節するための制御信号を容積制御部５０に出力する。

【0032】

ここで、固有振動数は、燃料供給用配管３１内の燃料中の音速に基づいて定まる。具体的には、固有角振動数をω_ｎ（ｎは自然数）とすると、固有角振動数ω_ｎは以下の式（１）により表される。

【0033】

【数1】

【0034】

式中、ｃは燃料中の音速であり、ｌは燃料供給用配管３１の長さである。なお、式（１）では燃料供給用配管３１を両端が開口の管とし、開口端補正および分岐配管３２（１）、３２（２）、…、３２（ｎ）の影響を無視している。
式（１）より、燃料供給用配管３１内の燃料中の音速ｃを調節することで、固有角振動数を調節することができる。

【0035】

ここで、燃料の密度をρ、燃料の体積弾性率をＫとすると、音速ｃは以下の式（２）により表される。

【0036】

【数2】

【0037】

式（２）より、燃料の体積弾性率を変動させることで、燃料中の音速を調整することができる。

【0038】

ここで、燃料供給配管３１および燃料供給配管３１と内部空間が連続する容積タンク３３の内容積の合計（燃料の体積）をＶ、圧力をｐとすると、体積弾性率Ｋは以下の式（３）により表される。

【0039】

【数3】

【0040】

式（３）より、燃料の体積を変動させることで、燃料の体積弾性率を変動させることができる。
したがって、式（１）〜（３）より、燃料の体積を変動させることで、固有角振動数を調節することができる。

【0041】

固有振動数は、燃料供給圧力の振動数によって燃料供給用配管３１の共振が生じない振動数とすることが好ましい。具体的には、固有振動数が、燃料供給圧力の振動数から離れるように調節することが好ましい。
例えば、燃料供給の角振動数をωとすると、ω_k-１＜ω≦ω_k（ｋは自然数）となるω_k-１およびω_kに対し、ω_k-１およびω_kがωから離れるようにＶを調節することで、共振が生じないように固有角振動数を調節することができる。例えば、（ω_k-１＋ω_k）／２≒ωとなるように、Ｖを調節すればよい。
ここで、式（１）において、ｎ＝１のときの固有角振動数をω_１とすると、ω_k-1＝（ｋ−１）ω_１、ω_k＝ｋω_１である。したがって、（ｋ−１／２）ω_１≒ωとなるように、ω_１がω／（ｋ−１／２）に近づくようにＶを調節すればよい。この場合、Ｖの変化量を最小限にすることができ、開閉する制御弁３４の数を最小限にすることができる。また、Ｖの変化量が最小限となるので、Ｖを大きく変化させる場合よりも燃料の圧力変化の応答速度を高めることができる。

【0042】

なお、容積タンク３３（１）、３３（２）、…、３３（ｎ）の容積は、すべて同一であってもよいし、異なる容積であってもよい。
例えば、容積タンク３３（１）の容積は燃料供給配管３１の内容積と同一、容積タンク３３（２）の容積は容積タンク３３（１）の容積の２倍、容積タンク３３（３）の容積は、容積タンク３３（１）の容積の４倍、…、容積タンク３３（ｎ）の容積は容積タンク３３（１）の容積の２^ｎ−１倍、となるようにしてもよい。すなわち、各容積タンク３３（１）、３３（２）、…、３３（ｎ）の容積が、燃料供給配管３１の容積ｖに対して２の累乗倍となるように設定してもよい。この場合、燃料供給配管３１の容積をｖとすると、ｎ個の制御弁を用いて、Ｖをｖ〜２^ｎｖの範囲で細かく調整することができる。

【0043】

また、例えば、燃料供給配管３１の容積をｖとしたとき、容積タンク３３（１）の容積を３ｖ、容積タンク３３（２）の容積を５ｖ、…容積タンク３３（ｎ）の容積を（２ｎ＋１）ｖとしてもよい。すなわち、燃料供給配管３１の容積と燃料供給配管３１に連通する容積タンク３３（１）、３３（２）、…、３３（ｎ）の容積との和Ｖが、燃料供給配管３１の容積ｖに対して、容積タンク３３（１）、３３（２）、…、３３（ｎ）の数ｎの２乗倍となるように設定してもよい。この場合、制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）を順次開くことで、Ｖをｖの１倍、２^２倍、…、（ｎ＋１）^２倍に調整することができ、式（３）よりＫを１倍、２^２倍、…、（ｎ＋１）^２倍に調整することができる。このため、式（２）より、燃料中の音速ｃを１倍、２倍、…、（ｎ＋１）倍に調整することができ、式（１）より基本角振動数ω_１を１倍、２倍、…、（ｎ＋１）倍に調整することができる。

【0044】

燃料供給配管３１内の圧力損失や、分岐配管３２（１）、３２（２）、…、３２（ｎ）の容積等を考慮して固有振動数を調節するために、予め動特性シミュレーションや作動試験で得たデータを元にして、容積タンク３３（１）、３３（２）、…、３３（ｎ）の容量や、燃料供給圧力の振動数に応じた制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）の開度を規定することが好ましい。

【0045】

なお、燃料供給圧力の振動数に対する好ましい固有振動数をあらかじめルックアップテーブルに記録しておき、燃料供給圧力の振動数を算出したときにルックアップテーブルを参照して好ましい固有振動数を決定してもよい。ルックアップテーブルを参照することで、計算の負担を軽減し、効率よく処理を行うことができる。

【0046】

容積制御部５０は、制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）の開度を調節する開度信号を制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）に出力し、決定された固有振動数が得られるように制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）の開度を調節する。具体的には、燃料供給用配管３１および燃料供給用配管３１に接続されている容積タンクの容積の和が、決定された好ましい固有振動数に対応する燃料の体積に最も近くなるように、制御弁を開く。

【0047】

例えば、燃料供給用配管３１の容積と、容積タンク３３（１）の容積との和が、決定された好ましい固有振動数に対応する燃料の体積に最も近い場合には、制御弁３４（１）を開く。あるいは、燃料供給用配管３１の容積と、容積タンク３３（１）および容積タンク３３（２）の容積との和が、決定された好ましい固有振動数に対応する燃料の体積に最も近い場合には、制御弁３４（１）および制御弁３４（２）を開く。
このように、燃料供給用配管３１および燃料供給用配管３１に接続されている容積タンクの容積の和が、決定された好ましい固有振動数に対応する燃料の体積に最も近くなるように、制御弁を開くことで、燃料供給圧力の振動数によって燃料供給用配管３１の共振が生じることを防ぐことができる。

【0048】

また、例えば、全ての制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）が閉じているとき（基準条件下）の最小の固有振動数（基本振動数）をｆ_０、制御弁３４（１）のみを開いたときの基本振動数をｆ_１、制御弁３４（１）および制御弁３４（２）のみを開いたときの基本振動数をｆ_２、制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｋ）（ｋはｎ以下の自然数）を開いたときの基本振動数をｆ_ｋとしたとき、燃料供給圧力の振動数をｆとすると、ｆ≦ｆ_０／２の場合は全ての制御弁を閉じておき、ｆ_０／２＜ｆ≦ｆ_１／２のときは制御弁３４（１）を開き、…ｆ_ｋ−１／２＜ｆ≦ｆ_ｋ／２のときは制御弁３４（ｋ）を開くように制御してもよい。

【0049】

なお、燃料供給圧力の振動数に対応して開くべき制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）をあらかじめルックアップテーブルに記録しておき、燃料供給圧力の振動数を算出したときにルックアップテーブルを参照して制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）の開度を調節する開度信号を出力してもよい。

【0050】

また、制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）の開度を調整することで、固有振動数を微調整してもよい。制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）の開度を小さくし、制御弁３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ）を通過する燃料の流量を小さくすることで、容積タンク３３（１）、３３（２）、…、３３（ｎ）の容積を擬似的に小さくし、体積弾性率の微調整を行うことができる。
また、複数の容積タンクを設ける代わりに、大容量の容積タンクを１つのみ設け、制御弁の開度のみで体積弾性率の調整を行ってもよい。制御弁の開度を調整することで、燃料供給用配管３１に接続されている容積タンクの容積を擬似的に調整し、体積弾性率の微調整を行うことができる。

【符号の説明】

【0051】

１０ 燃料供給装置
１１ 燃料タンク
１２ 昇圧ポンプ
１３ 熱交換器
２０ 推進用エンジン
２１ シャフト
２２ 推進用プロペラ
２３ 回転計
２４ 調速機
２５ 燃料弁
３０ 燃料搬送部
３１ 燃料供給用配管
３２（１）、３２（２）、…、３２（ｎ） 分岐配管
３３（１）、３３（２）、…、３３（ｎ） 容積タンク
３４（１）、３４（２）、…、３４（ｎ） 制御弁
３５ 圧力計
３６ 温度計
４０ 算出部
５０ 容積制御部

【図1】