(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023058406
(43)【公開日】2023-04-25
(54)【発明の名称】力率改善方法及び力率改善システム
(51)【国際特許分類】
B63J 3/02 20060101AFI20230418BHJP
H02J 3/18 20060101ALI20230418BHJP
B63J 99/00 20090101ALI20230418BHJP
【ＦＩ】
B63J3/02 A
H02J3/18 135
H02J3/18 185
B63J99/00 A
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021168456
(22)【出願日】2021-10-13
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-01-20
(71)【出願人】
【識別番号】519043718
【氏名又は名称】石川電装株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100134533
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 夏香
(74)【代理人】
【識別番号】100186451
【弁理士】
【氏名又は名称】梅森 嘉匡
(72)【発明者】
【氏名】石川 貴之
(72)【発明者】
【氏名】石川 勇人
【テーマコード（参考）】
5G066
【Ｆターム（参考）】
5G066EA05
5G066FA01
(57)【要約】
【課題】メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現する。
【解決手段】コントローラ１１０が、電源が入っている大負荷６に対応するコンデンサ１３１をデータベース１１１から抽出し、抽出したコンデンサ１３１それぞれの積算運転時間を検知し当該積算運転時間とデータベース１１１に記憶されたそれぞれの許容運転時間とを比較し積算運転時間が許容運転時間を超えないコンデンサ１３１を投入する。
【選択図】図２
【解決手段】コントローラ１１０が、電源が入っている大負荷６に対応するコンデンサ１３１をデータベース１１１から抽出し、抽出したコンデンサ１３１それぞれの積算運転時間を検知し当該積算運転時間とデータベース１１１に記憶されたそれぞれの許容運転時間とを比較し積算運転時間が許容運転時間を超えないコンデンサ１３１を投入する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発電機を搭載した船舶内におけるコントローラを用いた力率改善方法であって、
前記コントローラが、所定以上の消費電力である大負荷と前記大負荷に対応する大容量コンデンサと前記大容量コンデンサの許容運転時間Ｔｃとを関連づけて記憶するデータベースを有し、
前記コントローラが、陸上電源から船内母線に電力供給がないことと、前記発電機が前記船内母線に電力供給中であることと、前記大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているときに、
前記コントローラが、作動中の大負荷に対応する大容量コンデンサを前記データベースから抽出するコンデンサ抽出ステップと、
前記コントローラが、抽出した大容量コンデンサそれぞれの積算運転時間Ｑｃを検知し、当該積算運転時間Ｑｃと、前記データベースに記憶されたそれぞれの許容運転時間Ｔｃとを比較し、積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えない大容量コンデンサを投入する投入ステップと、
を実行することを含み、かつ、
前記コントローラが、中小容量コンデンサを制御し前記発電機の力率を算出する力率調整装置から、前記力率を取得し、前記大容量コンデンサの作動中に前記力率が所定値を超えたことを検知した場合は、投入中の大容量コンデンサのうち最大容量のコンデンサを停止させることを特徴とする力率改善方法。
前記コントローラが、所定以上の消費電力である大負荷と前記大負荷に対応する大容量コンデンサと前記大容量コンデンサの許容運転時間Ｔｃとを関連づけて記憶するデータベースを有し、
前記コントローラが、陸上電源から船内母線に電力供給がないことと、前記発電機が前記船内母線に電力供給中であることと、前記大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているときに、
前記コントローラが、作動中の大負荷に対応する大容量コンデンサを前記データベースから抽出するコンデンサ抽出ステップと、
前記コントローラが、抽出した大容量コンデンサそれぞれの積算運転時間Ｑｃを検知し、当該積算運転時間Ｑｃと、前記データベースに記憶されたそれぞれの許容運転時間Ｔｃとを比較し、積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えない大容量コンデンサを投入する投入ステップと、
を実行することを含み、かつ、
前記コントローラが、中小容量コンデンサを制御し前記発電機の力率を算出する力率調整装置から、前記力率を取得し、前記大容量コンデンサの作動中に前記力率が所定値を超えたことを検知した場合は、投入中の大容量コンデンサのうち最大容量のコンデンサを停止させることを特徴とする力率改善方法。
【請求項2】
前記データベースは、予備コンデンサと前記予備コンデンサの許容運転時間Ｔｒとを関連づけて記憶しており、
前記投入ステップにおいて、さらに、
前記コントローラが、前記抽出した大容量コンデンサのうち積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えたコンデンサについては投入を保留し、前記データベースから予備コンデンサを抽出する予備抽出ステップと、
前記コントローラが、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒを検知し、当該積算運転時間Ｑｒと前記データベースに記憶された前記予備コンデンサの許容運転時間Ｔｒとを比較し、積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えない場合は前記予備コンデンサを投入する予備投入ステップと、
前記コントローラが、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えた場合は、前記予備抽出ステップで電源投入を保留したコンデンサの積算運転時間Ｑｃと、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒとを比較し、積算運転時間の少ない方のコンデンサを選択して投入するコンデンサ選択ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１記載の力率改善方法。
前記投入ステップにおいて、さらに、
前記コントローラが、前記抽出した大容量コンデンサのうち積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えたコンデンサについては投入を保留し、前記データベースから予備コンデンサを抽出する予備抽出ステップと、
前記コントローラが、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒを検知し、当該積算運転時間Ｑｒと前記データベースに記憶された前記予備コンデンサの許容運転時間Ｔｒとを比較し、積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えない場合は前記予備コンデンサを投入する予備投入ステップと、
前記コントローラが、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えた場合は、前記予備抽出ステップで電源投入を保留したコンデンサの積算運転時間Ｑｃと、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒとを比較し、積算運転時間の少ない方のコンデンサを選択して投入するコンデンサ選択ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１記載の力率改善方法。
【請求項3】
前記コントローラが、前記陸上電源から前記船内母線に電力供給されていることを検知した場合は、前記大容量コンデンサ及び前記中小容量コンデンサが作動しないようにインターロックすることを特徴とする請求項１又は２記載の力率改善方法。
【請求項4】
コントローラと前記コントローラに接続された力率調整装置とを備える制御盤を有し、
（Ａ）前記力率調整装置が、
（ア）船内母線を介して、中小負荷と、発電機とに接続され、
（イ）前記発電機の力率を算出し、
（ウ）中小容量コンデンサを制御するものであって、
（Ｂ）前記コントローラが、
（ア）所定以上の消費電力である大負荷と、前記大負荷に対応する大容量コンデンサと、前記大容量コンデンサの許容運転時間Ｔｃと、を関連づけて記憶するデータベースを有し、
（イ）前記船内母線を介して、前記大負荷と、前記発電機とに接続され、それぞれの作動状況を取得する機能と、
（ウ）陸上電源のブレーカーと、発電機の遮断器とに接続され、それぞれの作動状況を取得する機能と、
（エ）前記力率調整装置から前記力率を取得する機能と、
（オ）前記大負荷に対応する大容量コンデンサに接続され、前記陸上電源から前記船内母線に電力供給がないことと、前記発電機が前記船内母線に電力供給中であることと、前記大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているときに、前記大容量コンデンサを、前記許容運転時間Ｔｃと積算運転時間Ｑｃとに基づいて制御する機能と、
を有することを特徴とする力率改善システム。
（Ａ）前記力率調整装置が、
（ア）船内母線を介して、中小負荷と、発電機とに接続され、
（イ）前記発電機の力率を算出し、
（ウ）中小容量コンデンサを制御するものであって、
（Ｂ）前記コントローラが、
（ア）所定以上の消費電力である大負荷と、前記大負荷に対応する大容量コンデンサと、前記大容量コンデンサの許容運転時間Ｔｃと、を関連づけて記憶するデータベースを有し、
（イ）前記船内母線を介して、前記大負荷と、前記発電機とに接続され、それぞれの作動状況を取得する機能と、
（ウ）陸上電源のブレーカーと、発電機の遮断器とに接続され、それぞれの作動状況を取得する機能と、
（エ）前記力率調整装置から前記力率を取得する機能と、
（オ）前記大負荷に対応する大容量コンデンサに接続され、前記陸上電源から前記船内母線に電力供給がないことと、前記発電機が前記船内母線に電力供給中であることと、前記大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているときに、前記大容量コンデンサを、前記許容運転時間Ｔｃと積算運転時間Ｑｃとに基づいて制御する機能と、
を有することを特徴とする力率改善システム。
【請求項5】
前記大負荷の消費電力が、前記発電機の供給可能電力の１０％以上であることを特徴とする請求項４記載の力率改善システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷凍機やポンプ等の負荷を搭載する船舶において使用する、力率改善方法及び力率改善システムに関する。
【背景技術】
【0002】
船舶は、港湾での停泊中は陸上電源から電力の供給を受けることができるが、航海中は外部から電力を供給できないので、船舶に搭載した燃料タンクの燃料を用いた発電機で自己発電し、船舶内の冷凍機やポンプ等の負荷に電力を供給する。
【0003】
しかし、船舶では、使用している負荷の運転状況により消費電力が変動するため、発電機の力率も安定しない。船内発電機で発電した出力電力を負荷に供給する際に、コンデンサを用いて力率制御を行う方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平４－２０８０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
長い航海を行う船舶では、長期間にわたり力率改善を行うことになる。したがって、航海中に、コンデンサの使用時間が許容時間を超過することにより、メンテナンスを要する事態が起こりうる。しかし、上述した従来の船舶における力率制御では、メンテナンスについて考慮されていない。
【0006】
進相コンデンサのメンテナンスについては、船員では判断や作業がしにくいため、航海中にメンテナンスを要する事態が生じると、効果的な力率改善が十分発揮できず、船舶に搭載されたエンジンで消費されるエネルギーの省エネを図れないという問題があった。
【0007】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の第１の態様は、発電機を搭載した船舶内におけるコントローラを用いた力率改善方法であって、
前記コントローラが、所定以上の消費電力である大負荷と前記大負荷に対応する大容量コンデンサと前記大容量コンデンサの許容運転時間Ｔｃとを関連づけて記憶するデータベースを有し、
前記コントローラが、陸上電源から船内母線に電力供給がないことと、前記発電機が前記船内母線に電力供給中であることと、前記大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているときに、
前記コントローラが、作動中の大負荷に対応する大容量コンデンサを前記データベースから抽出するコンデンサ抽出ステップと、
前記コントローラが、抽出した大容量コンデンサそれぞれの積算運転時間Ｑｃを検知し、当該積算運転時間Ｑｃと、前記データベースに記憶されたそれぞれの許容運転時間Ｔｃとを比較し、積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えない大容量コンデンサを投入する投入ステップと、
を実行することを含み、かつ、
前記コントローラが、中小容量コンデンサを制御し前記発電機の力率を算出する力率調整装置から、前記力率を取得し、前記大容量コンデンサの作動中に前記力率が所定値を超えたことを検知した場合は、投入中の大容量コンデンサのうち最大容量のコンデンサを停止させることを特徴とする力率改善方法を提供する。
前記コントローラが、所定以上の消費電力である大負荷と前記大負荷に対応する大容量コンデンサと前記大容量コンデンサの許容運転時間Ｔｃとを関連づけて記憶するデータベースを有し、
前記コントローラが、陸上電源から船内母線に電力供給がないことと、前記発電機が前記船内母線に電力供給中であることと、前記大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているときに、
前記コントローラが、作動中の大負荷に対応する大容量コンデンサを前記データベースから抽出するコンデンサ抽出ステップと、
前記コントローラが、抽出した大容量コンデンサそれぞれの積算運転時間Ｑｃを検知し、当該積算運転時間Ｑｃと、前記データベースに記憶されたそれぞれの許容運転時間Ｔｃとを比較し、積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えない大容量コンデンサを投入する投入ステップと、
を実行することを含み、かつ、
前記コントローラが、中小容量コンデンサを制御し前記発電機の力率を算出する力率調整装置から、前記力率を取得し、前記大容量コンデンサの作動中に前記力率が所定値を超えたことを検知した場合は、投入中の大容量コンデンサのうち最大容量のコンデンサを停止させることを特徴とする力率改善方法を提供する。
【0009】
本発明の第１の態様によれば、船舶内の力率改善を実現でき、位相の進みすぎを防止することができ、また、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することができる。さらに、力率改善のために航海中の安全を犠牲にするおそれがない。
【0010】
また、本発明の第１の態様の力率改善方法は、前記データベースは、予備コンデンサと前記予備コンデンサの許容運転時間Ｔｒとを関連づけて記憶しており、
前記投入ステップにおいて、さらに、
前記コントローラが、前記抽出した大容量コンデンサのうち積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えたコンデンサについては投入を保留し、前記データベースから予備コンデンサを抽出する予備抽出ステップと、
前記コントローラが、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒを検知し、当該積算運転時間Ｑｒと前記データベースに記憶された前記予備コンデンサの許容運転時間Ｔｒとを比較し、積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えない場合は前記予備コンデンサを投入する予備投入ステップと、
前記コントローラが、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えた場合は、前記予備抽出ステップで電源投入を保留したコンデンサの積算運転時間Ｑｃと、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒとを比較し、積算運転時間の少ない方のコンデンサを選択して投入するコンデンサ選択ステップと、
を含むことが好ましい。
前記投入ステップにおいて、さらに、
前記コントローラが、前記抽出した大容量コンデンサのうち積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えたコンデンサについては投入を保留し、前記データベースから予備コンデンサを抽出する予備抽出ステップと、
前記コントローラが、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒを検知し、当該積算運転時間Ｑｒと前記データベースに記憶された前記予備コンデンサの許容運転時間Ｔｒとを比較し、積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えない場合は前記予備コンデンサを投入する予備投入ステップと、
前記コントローラが、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えた場合は、前記予備抽出ステップで電源投入を保留したコンデンサの積算運転時間Ｑｃと、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒとを比較し、積算運転時間の少ない方のコンデンサを選択して投入するコンデンサ選択ステップと、
を含むことが好ましい。
【0011】
メンテナンスがしにくい状況でも、即座に力率改善の効率向上を持続させることができ、より効率よく省エネを実現できる。
【0012】
また、本発明の第１の態様の力率改善方法は、さらに、前記コントローラが、前記陸上電源から前記船内母線に電力供給されていることを検知した場合は、前記大容量コンデンサ及び前記中小容量コンデンサが作動しないようにインターロックすることが好ましい。
【0013】
陸上電源からの電力供給中にコンデンサが投入されることによる陸上電源設備の故障を防止できる。
【0014】
また、本発明の第２の態様は、コントローラと前記コントローラに接続された力率調整装置とを備える制御盤を有し、
（Ａ）前記力率調整装置が、
（ア）船内母線を介して、中小負荷と、発電機とに接続され、
（イ）前記発電機の力率を算出し、
（ウ）中小容量コンデンサを制御するものであって、
（Ｂ）前記コントローラが、
（ア）所定以上の消費電力である大負荷と、前記大負荷に対応する大容量コンデンサと、前記大容量コンデンサの許容運転時間Ｔｃと、を関連づけて記憶するデータベースを有し、
（イ）前記船内母線を介して、前記大負荷と、前記発電機とに接続され、それぞれの作動状況を取得する機能と、
（ウ）陸上電源のブレーカーと、発電機の遮断器とに接続され、それぞれの作動状況を取得する機能と、
（エ）前記力率調整装置から前記力率を取得する機能と、
（オ）前記大負荷に対応する大容量コンデンサに接続され、前記陸上電源から前記船内母線に電力供給がないことと、前記発電機が前記船内母線に電力供給中であることと、前記大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているときに、前記大容量コンデンサを、前記許容運転時間Ｔｃと積算運転時間Ｑｃとに基づいて制御する機能と、
を有するための力率改善システムを提供する。
（Ａ）前記力率調整装置が、
（ア）船内母線を介して、中小負荷と、発電機とに接続され、
（イ）前記発電機の力率を算出し、
（ウ）中小容量コンデンサを制御するものであって、
（Ｂ）前記コントローラが、
（ア）所定以上の消費電力である大負荷と、前記大負荷に対応する大容量コンデンサと、前記大容量コンデンサの許容運転時間Ｔｃと、を関連づけて記憶するデータベースを有し、
（イ）前記船内母線を介して、前記大負荷と、前記発電機とに接続され、それぞれの作動状況を取得する機能と、
（ウ）陸上電源のブレーカーと、発電機の遮断器とに接続され、それぞれの作動状況を取得する機能と、
（エ）前記力率調整装置から前記力率を取得する機能と、
（オ）前記大負荷に対応する大容量コンデンサに接続され、前記陸上電源から前記船内母線に電力供給がないことと、前記発電機が前記船内母線に電力供給中であることと、前記大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているときに、前記大容量コンデンサを、前記許容運転時間Ｔｃと積算運転時間Ｑｃとに基づいて制御する機能と、
を有するための力率改善システムを提供する。
【0015】
本発明の第２の態様によれば、船舶内の力率改善を実現でき、位相の進みすぎを防止することができ、また、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することができる。
【0016】
また、本発明の第２の態様の力率改善システムは、前記大負荷の消費電力が、前記発電機の供給可能電力の１０％以上であることが好ましい。
【0017】
航海中に、負荷の大きい機器は対応するコンデンサと予備コンデンサで力率を制御し、負荷が小さい機器はコンデンサ群でサイクリックに力率を制御することができ、より効率的な力率改善を実現できる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の力率改善方法の実施例１を実行する力率改善システムを含む主な回路構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の力率改善方法の実施例１のフロー図である。
【図3】本発明の力率改善方法の実施例１における制御関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の力率改善方法及び力率改善システムについて、添付図面を参照して実施例を用いて本発明の好適な実施の形態を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例0021】
｛構成｝
図１は、本発明の力率改善方法の実施例１を実行する力率改善システムを含む主な回路構成を示すブロック図である。本実施例の力率改善システムは、船舶に搭載して、船体内の発電機（ＧＥＮ）２から船内の負荷（例えば、冷凍機、ポンプ、送風機、ウィンドラス、キャプスタン等の電動機や、電灯等）に供給する電力のコントロールを行う。発電機２は本実施例では２台であるが、１台でも３台以上でもよい。本実施例の力率改善システムは、プログラムリレーを有するコントローラ１１０と、コントローラ１１０に接続された力率調整装置１２０とを備える、力率改善装置１内の制御盤１０１を有する。力率改善装置１は、制御盤（Ｃ．Ｏ．Ｐ）１０１と、コンデンサ盤（Ｃ．Ｐ）１０２とを有する。コントローラ１１０と力率調整装置１２０は、力率改善装置１の制御盤１０１内に設置され、互いに接続してある。
図１は、本発明の力率改善方法の実施例１を実行する力率改善システムを含む主な回路構成を示すブロック図である。本実施例の力率改善システムは、船舶に搭載して、船体内の発電機（ＧＥＮ）２から船内の負荷（例えば、冷凍機、ポンプ、送風機、ウィンドラス、キャプスタン等の電動機や、電灯等）に供給する電力のコントロールを行う。発電機２は本実施例では２台であるが、１台でも３台以上でもよい。本実施例の力率改善システムは、プログラムリレーを有するコントローラ１１０と、コントローラ１１０に接続された力率調整装置１２０とを備える、力率改善装置１内の制御盤１０１を有する。力率改善装置１は、制御盤（Ｃ．Ｏ．Ｐ）１０１と、コンデンサ盤（Ｃ．Ｐ）１０２とを有する。コントローラ１１０と力率調整装置１２０は、力率改善装置１の制御盤１０１内に設置され、互いに接続してある。
【0022】
船体に搭載された燃料タンク３は、燃料移送ポンプ３０１を介して、駆動用エンジン４ａ、ｂに燃料を供給し、それぞれのエンジンに接続された発電機２ａ、ｂにおいて電気エネルギーに変換し、主配電盤（Ｍ．Ｓ．Ｂ）５の母線５０１を介して船内の負荷（大負荷：冷凍機（Ｍ１～４）６ａ～ｄ、中小負荷：中小電動機（Ｐ５～ｖ）７ａ～ｊ）に電力を供給する。
【0023】
本実施例では、船内の負荷について、必要に応じて、消費電力が大きい負荷を大負荷、消費電力の小さい負荷を中負荷・小負荷合わせて中小負荷、として区別して説明する。
【0024】
本実施例では、冷凍機６ａ～ｄの４台を、所定以上の消費電力である大負荷の例として示すが、台数は４台に限定されず、船体に搭載し稼働させる発電機の供給可能電力に対して、消費電力が大きければ他の電動機でもよい。本実施例では、大負荷である冷凍機６ａ～ｄの消費電力は全て、船内で稼働させる全ての発電機２の供給可能電力（発電機が複数ある場合（図１では発電機２ａ、ｂの２台で例示）は、合計の供給可能電力）から計算して所定以上（本実施例では、１０％以上）の消費電力である。本実施例では、発電機全ての供給可能電力の１０％としたが、１０％とする代わりに８～１５％の任意の割合としてもよい。１つの発電機に接続される大負荷の台数は、１～５程度が好ましい。航海前に、どの負荷を大負荷としてコントローラでの制御対象とするかを決めておく。
【0025】
また、本実施例では、中小電動機７ａ～ｊを、中小負荷（Ｐ５～ｖ）の例として示す。本実施例では中小電動機の数を１０とするが、中小容量コンデンサ１２個（本実施例の場合。他の力率調整装置では、その装置に接続可能なコンデンサ数：コンデンサバンク）以内で制御可能な台数内であれば、１０台に限定されない。中小電動機としては、ポンプ、送風機、ウィンドラス、キャプスタン等が挙げられるが、船体に搭載し稼働させる発電機に対して、消費電力が小さければ他の電動機でもよい。本実施例では、中小負荷である中小電動機７ａ～ｊは全て、発電機全ての供給可能電力の１０％未満の消費電力であるが、大負荷よりも消費電力が大きくなければ、消費電力が、発電機全ての供給可能電力の１０％を超える負荷が含まれていてもよい。
【0026】
力率調整装置１２０としては、市販の力率調整装置を用いることができ、本実施例では、三菱電機社製の自動力率調整装置ＶＡＲ－１２Ａを用いるが、これに限定されない。力率調整装置１２０は、中小負荷（中小電動機７ａ～ｊ）と発電機とに接続され、中小容量コンデンサの制御機能と、力率計算機能と、力率等の表示機能を有する。力率調整装置１２０は、発電機２から送出する電流値・電圧値を測定して皮相電力を算出し、船内母線５０１における有効電力を測定し、これらの値から力率を算出する。
【0027】
コントローラ１１０では、コンデンサ盤１０２内に搭載された大容量コンデンサ（Ｃ１～Ｃ４）１３１ａ～ｄと予備コンデンサ（Ｃｒ）１３２の投入・遮断の制御を行う。大容量コンデンサ（Ｃ１～Ｃ４）１３１ａ～ｄと予備コンデンサ（Ｃｒ）１３２のマグネットスイッチ（ＭＳ）は制御盤１０１内に設置されている（図示省略）。コンデンサ盤１０２内のコンデンサはいずれも進相コンデンサである。進相コンデンサのうち、少なくとも、大容量コンデンサ（予備コンデンサを含む）は、積算運転時間を記憶しており、記憶された積算運転時間のデータをコントローラ１１０に送出することによりメンテナンスに活用する。
【0028】
一方、力率調整装置１２０では、コンデンサ盤１０２内に搭載された中小容量コンデンサ（Ｃ５～Ｃｘ）１３３ａ～ｌの投入・遮断の制御を行う。中小容量コンデンサ（Ｃ５～Ｃｘ）１３３ａ～ｌのマグネットスイッチは制御盤１０１内に設置されている。本実施例では、中小容量コンデンサは１２個であるが、力率調整装置の制御可能数内であれば個数は限定されない。
【0029】
本実施例では力率調整装置１２０のコンデンサバンク数は１２であるが、これに限定されない。船内力率が悪いと負荷電流が大きくなり、発電機回転子が高温となるため、絶縁低下等で発電機事故のリスクが増加する。力率改善することにより、実負荷に対しての電流値が低下し、無効電流が減少するので発電機効率が増加し、燃料消費量の軽減が図れ、発電機事故等のリスクを軽減し、また、機関室内温度を下げる効果も期待できる。
【0030】
船舶では、電動機負荷が大きなウェイトを占めるため、力率が低くなることが多い。力率低下の対策として進相コンデンサを備えることが挙げられる。しかし、力率調整装置だけでは、メンテナンスリスク等が軽減できない。
【0031】
コントローラ１１０は、所定以上の消費電力である大負荷である冷凍機６ａ～ｄと、大負荷に対応するコンデンサである大容量コンデンサ１３１ａ～ｄと、大容量コンデンサ１３１ａ～ｄの許容運転時間Ｔｃ１～４と、を関連づけて記憶し、かつ、予備コンデンサ１３２と予備コンデンサ１３２の許容運転時間Ｔｒとを関連づけて記憶するデータベース１１１を有する。
【0032】
データベース１１１において、例えば、大負荷である冷凍機６ａの識別子Ｍ１と、冷凍機６ａに対応する大容量コンデンサ１３１ａの識別子Ｃ１と、大容量コンデンサ１３１ａの許容運転時間Ｔｃ１とが関連付けられて記憶されており、冷凍機６ａの作動を検知すると、関連付けられて記憶されている大容量コンデンサ１３１ａが抽出され、大容量コンデンサ１３１ａから積算運転時間Ｑｃ１を検知して表示し、関連付けられて記憶されている許容運転時間Ｔｃ１が抽出される。Ｑｃ１とＴｃ１とどちらが大きいかをコントローラ１１０が比較する。
【0033】
大負荷のマグネットスイッチ（ＭＳ１～４）５０２ａ～ｄからの運転信号はコントローラ１１０に送信される。なお、中小負荷のマグネットスイッチ（ＭＳ５～ｖ）５０２e～ｖは、本実施例では１０個（ＭＳｖ＝ＭＳ１４）であるが、１０個に限らず、したがって、ＭＳｖのｖは任意の数である。
【0034】
大負荷（冷凍機６ａ～ｄ）に対応する大容量コンデンサ（１３１ａ～ｄ）は、事前に決めて、データベース１１１に、各大負荷（Ｍ１～４）と対応するコンデンサ（Ｃ１～Ｃ４）とが互いに関連づけて記憶させてある。また、本実施例では、大容量コンデンサの他に予備コンデンサもデータベース１１１に記憶し、コンデンサ毎にそれぞれの許容運転時間（Ｔｃ１～４、Ｔｒ）も関連づけてデータベース１１１に記憶してある。
【0035】
コントローラ１１０は、母線５０１を介して、大負荷（冷凍機６ａ～ｄ）と、発電機２と、に接続され、また運転信号を得るために、陸上電源のブレーカー（ＭＣＢ）５０３と、発電機２ａ、ｂの遮断器（ＡＣＢ）５０４ａ、ｂとに接続されている。
【0036】
陸上受電のブレーカー５０３は、船内の主配電盤５内に配置され、陸上電源の陸上配電盤（ＳＣＢ）８に接続されている。陸上配電盤（ＳＣＢ）８は船内に配置され、港湾等に停泊中に船舶の電力供給源として、陸上電源が陸上配電盤を経由して接続され、母線に陸上電源から電力が供給されている状態では、ブレーカー５０３は「通電」となっており、航海中等で陸上電源が陸上配電盤（ＳＣＢ）８に接続されていない状態では、ブレーカー５０３は「遮断」となっている。ブレーカー５０３が「遮断」の状態で、陸上電源から船内母線に電力供給がない状態となる。コントローラ１１０は、接点（ＳＣ）で、陸上電源から船内母線への電流の有無を検知することによって、ブレーカー５０３からＯＮ（通電）・ＯＦＦ（遮断）の信号を取得する。
【0037】
発電機２の遮断器５０４は、主配電盤５内に配置され、発電機２に接続されている。発電機２の電源が投入されると、遮断器５０４は、発電機２から船内母線５０１へ通電状態とする。遮断器が「通電」の状態で、発電機が船内母線に電力供給中となる。コントローラ１１０は、接点で、発電機２から母線への電流の有無を検知することによって、遮断器５０４からＯＮ（通電）・ＯＦＦ（遮断）の信号を取得する。
【0038】
本実施例では、主配電盤５には、母線５０１、マグネットスイッチ５０２ａ～ｖ、ブレーカー５０３、遮断器５０４ａ、ｂを含む。
【0039】
コントローラ１１０は、大負荷（冷凍機６ａ～ｄ）に対応する大容量コンデンサ（１３１ａ～ｄ）と、予備コンデンサ１３２と、力率調整装置１２０と、非常停止ボタン９とに接続されている。
【0040】
コントローラ１１０は、力率調整装置１２０から力率データを随時取得する。
【0041】
不測の事態等が生じて船員等によって非常停止ボタン９が押下されると、非常停止ボタン９に接続されたコントローラ１１０は、非常停止信号を受信する。非常停止ボタン９が押下されると、非常停止中の状態となり、一度非常停止ボタン９が押されると、非常停止解除の動作がされない限り継続する。非常停止ボタン９はコントローラ１１０に接続されており、非常停止ボタン９が押されると、コントローラ１１０によって全ての大容量コンデンサ１３１の作動を停止し、コントローラ１１０から力率調整装置１２０を通じて中小容量コンデンサ１３３の作動を停止する。非常停止信号を受信すると、解除されるまで力率改善は中止となる。
【0042】
コントローラ１１０は、大負荷に対応する大容量コンデンサ１３１ａ～ｄと、予備コンデンサ１３２を制御する。具体的には、運転している大負荷に関連づけられた大容量コンデンサを、積算運転時間が許容運転時間を超えないように制御することによって、コンデンサのメンテナンスが必要なトラブルをできるだけ回避しながら力率改善を行う。
【0043】
コントローラ１１０は、検知した積算運転時間の表示機能を有する。積算運転時間を表示できるので、メンテナンス計画を立てやすくなる。
【0044】
予備コンデンサ１３２の容量は、大容量コンデンサ１３１ａ～ｄの中で最も小さい容量のコンデンサの容量以下である。予備コンデンサ１３２は大容量コンデンサ１３１ａ～ｄの予備であるところ、予備コンデンサ１３２を代替として使用したときに代替前と比べて位相が進みすぎないという効果がある。なお、本実施例では、予備コンデンサは１つであるが複数あってもよい。
【0045】
大容量コンデンサ１３１ａ～ｄと予備コンデンサ１３２は、積算運転時間のデータをコントローラ１１０に随時送信する。コントローラ１１０は、接点を介して、当該データを受信する。
【0046】
コントローラ１１０は、大容量コンデンサ１３１ａ～ｄを、大負荷（冷凍機６ａ～ｄ）の運転状況と、上述した力率と、許容運転時間Ｔｃ１～４、Ｔｒと、積算運転時間Ｑｃ１～４、Ｑｒと、陸上電源及び発電機２a、ｂ及び非常停止ボタン９の作動状況と、に基づいて制御する機能を有する。
【0047】
コントローラ１１０は、陸上電源から船内母線５０１に電力供給がないことと、発電機２が船内母線５０１に電力供給中であることと、大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているとき、大容量コンデンサを制御して力率改善を行う。力率が所定値（本実施例では０．９５）に近づくように制御するが、大容量コンデンサの使いすぎによるメンテナンスリスクを回避するため、許容運転時間Ｔｃと積算運転時間Ｑｃとに基づいて作動の可否を判断して制御する。
【0048】
また、コントローラ１１０は、陸上電源から船内母線５０１に電力供給されていることを検知した場合は、大容量コンデンサ１３１及び中小容量コンデンサ１３３が作動しないようにインターロックする機能を有する。これにより、陸上電源供給側の故障を防止できる。
【0049】
さらに、コントローラ１１０は、陸上電源から船内母線５０１に電力供給されていることを検知した場合は、発電機２が船内母線５０１に電力供給しないようにインターロックする機能を有する。これにより、二重の電力供給を防止できる。
【0050】
一方、力率調整装置１２０は、母線５０１を介して所定以下の消費電力である中小負荷（中小電動機（Ｐ）７ａ～ｊ）と、発電機２とに接続され、発電機２の力率を測定する。そして、中小負荷用コンデンサ群（中小容量コンデンサ（Ｃ５～Ｃｘ）１３３ａ～ｌ）を制御するものである。
【0051】
力率調整装置１２０は、中小容量コンデンサ（Ｃ５～Ｃｘ）１３３ａ～ｌをサイクリック制御して各コンデンサをできるだけ均等に使用しながら力率改善を行う。中小容量コンデンサは、本実施例では、１００μＦ、２５０μＦの組み合わせである。
【0052】
例えば、冷凍機６ａ～ｄがいずれも消費電力が６０ｋｗであった場合、大容量コンデンサ１３１ａ～ｄはいずれも９００μＦの容量のコンデンサとし、冷凍機の消費電力が２倍であれば対応するコンデンサの容量も２倍とする。コンデンサ盤内の全てのコンデンサの容量の合計が、発電機の定格電流値の一定値以下となるように算出し、その値から大容量コンデンサの容量の合計量を差し引いた容量を、力率調整装置でサイクリック制御する中小容量コンデンサの容量の合計とする。
【0053】
大容量コンデンサの容量は、５００μF～２０００μＦが好ましいが、これに限定されない。中小容量コンデンサの容量は、５～５００μFが好ましいが、これに限定されない。
【0054】
｛効果｝
本実施例の力率改善システムによれば、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することができる。
本実施例の力率改善システムによれば、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することができる。
【0055】
本実施例の力率改善システムによれば、航海中に、使用中の進相コンデンサのメンテナンスを要する事態となったとき、自動的に予備コンデンサがサポートするので、効果的な力率改善が十分発揮でき、船舶に搭載されたエンジンで消費されるエネルギーの省力化ができる。したがって、船員が急いでメンテナンスについて判断や作業する必要なく、利便性が高い。
【0056】
また、本実施例の力率改善システムによれば、力率が一定値以上になった場合は、一定のコンデンサを停止させるので、長い航海を行う船舶でメンテナンスがしにくい状況でも、位相の進みすぎを防止し、長期間にわたり船舶内の力率改善を効率よく行うことができる。したがって、消費エネルギーの削減ができる。例えば、遠洋鮪延縄漁船発電機関で燃料消費が一航海平均１．１ｋｌ／日の船では、３００日航海で約１３ｋｌの燃料削減が可能となる。
【0057】
位相が進みすぎた場合にコンデンサを停止させることで、力率が低くなった状態でも負荷の運転を停止せずに運航できるので、力率改善のために航海中の安全を犠牲にするおそれがない。
【0058】
｛処理プロセス｝
図２は、本発明の力率改善方法の実施例１のフロー図である。本実施例の力率改善方法は、船舶内の電力供給における力率改善方法であって、上述したコントローラ１１０、すなわち、所定以上の消費電力である大負荷（本実施例では、冷凍機６ａ～ｄ）と大負荷に対応するコンデンサ（本実施例では、大容量コンデンサ１３１ａ～ｄ）とコンデンサの許容運転時間（Ｔｃ１～４）とを関連づけて記憶するデータベースを有するコントローラ１１０を使用して行う。
図２は、本発明の力率改善方法の実施例１のフロー図である。本実施例の力率改善方法は、船舶内の電力供給における力率改善方法であって、上述したコントローラ１１０、すなわち、所定以上の消費電力である大負荷（本実施例では、冷凍機６ａ～ｄ）と大負荷に対応するコンデンサ（本実施例では、大容量コンデンサ１３１ａ～ｄ）とコンデンサの許容運転時間（Ｔｃ１～４）とを関連づけて記憶するデータベースを有するコントローラ１１０を使用して行う。
【0059】
本実施例の力率改善方法は、コントローラ１１０が、陸上電源のブレーカー５０３からの信号により陸上電源から船内母線５０１に電力供給がないことを検知し、船舶に搭載された発電機２の遮断器５０４からの信号により発電機２が船内母線５０１に電力供給中であることを検知し、大負荷である冷凍機６a～ｄのマグネットスイッチ５０２a～ｄからの信号により大負荷のうち１又は複数が作動中であることを検知しているときに、（Ｓｔｅｐ１００）コントローラ１１０が、作動中の大負荷（冷凍機６）に対応するコンデンサ（大容量コンデンサ１３１）をデータベース１１１から抽出するコンデンサ抽出ステップと、（Ｓｔｅｐ２００）コントローラ１１０が、抽出した大容量コンデンサそれぞれの積算運転時間Ｑｃを検知し、積算運転時間Ｑｃと、データベース１１１に記憶されたそれぞれの許容運転時間Ｔｃとを比較し、積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えない大容量コンデンサを投入する投入ステップと、を実行することを含むものである。
【0060】
本実施例の力率改善方法は、さらに、（Ｓｔｅｐ３００）コントローラ１１０が、中小容量コンデンサ（中小容量コンデンサ１３３ａ～ｌ）を制御し発電機２の力率を算出する力率調整装置１２０から、力率データを取得し、大容量コンデンサの作動中に、力率が所定値（本実施例では０．９５）を超えたことを検知した場合は、投入中のコンデンサのうち最大容量のコンデンサを停止させる停止ステップを含む。
【0061】
本実施例の力率改善方法では、データベース１１１に、さらに予備コンデンサ１３２と予備コンデンサの許容運転時間Ｔｒとを関連づけて記憶されており、（Ｓｔｅｐ２００）投入ステップにおいて、さらに、（Ｓｔｅｐ２１０）コントローラ１１０が、抽出したコンデンサ（大容量コンデンサ１３１）のうち積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えたコンデンサについては投入を保留し、データベース１１１から予備コンデンサ１３２を抽出する予備抽出ステップと、（Ｓｔｅｐ２２０）コントローラ１１０が、予備コンデンサ１３２の積算運転時間Ｑｒを検知し、積算運転時間Ｑｒとデータベース１１１に記憶された予備コンデンサ１３２の許容運転時間Ｔｒとを比較し、積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えない場合は予備コンデンサ１３２を投入する予備投入ステップと、（Ｓｔｅｐ２３０）コントローラ１１０が、予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えた場合は、予備抽出ステップで電源投入を保留したコンデンサの積算運転時間Ｑｃと予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒとを比較し、積算運転時間の少ない方を選択して投入するコンデンサ選択ステップと、を含む。予備コンデンサを使用しない場合は、これらのステップを要しない。
【0062】
図３は、本発明の力率改善方法の実施例１における制御関係を示す説明図である。
【0063】
（Ｓｔｅｐ１０）初期確認ステップ
コントローラ１１０は、陸上電源のブレーカー５０３に接続し、ブレーカー５０３から、常時、陸上電源から船内母線５０１への電力供給がされていないか監視する。また、コントローラ１１０は、発電機２の遮断器５０４に接続し、遮断器５０４から、常時、発電機２から船内母線５０１への電力供給がされているか監視する。さらに、コントローラ１１０は、非常停止ボタン９に接続し、非常停止ボタン９から、常時、非常停止ボタンが押されていないか（一度押された場合は、非常停止中の状態が解除されているか）監視する。また、さらに、コントローラ１１０は、大負荷である大容量コンデンサ１３１のマグネットスイッチ５０２に接続し、マグネットスイッチ５０２から、常時、大容量コンデンサ１３１が作動中であるか監視する。
コントローラ１１０は、陸上電源のブレーカー５０３に接続し、ブレーカー５０３から、常時、陸上電源から船内母線５０１への電力供給がされていないか監視する。また、コントローラ１１０は、発電機２の遮断器５０４に接続し、遮断器５０４から、常時、発電機２から船内母線５０１への電力供給がされているか監視する。さらに、コントローラ１１０は、非常停止ボタン９に接続し、非常停止ボタン９から、常時、非常停止ボタンが押されていないか（一度押された場合は、非常停止中の状態が解除されているか）監視する。また、さらに、コントローラ１１０は、大負荷である大容量コンデンサ１３１のマグネットスイッチ５０２に接続し、マグネットスイッチ５０２から、常時、大容量コンデンサ１３１が作動中であるか監視する。
【0064】
コントローラ１１０は、陸上電源から船内母線５０１に電力供給がないことと、船舶に搭載された発電機２が船内母線５０１に電力供給中であることと、大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているときに、以下に述べる、コンデンサ抽出ステップと、投入ステップ（予備コンデンサ抽出ステップと予備投入ステップとコンデンサ選択ステップを含む）と、を実行する。非常停止中である場合は下記ステップを実行しない。
【0065】
検知は常時行い、例えば、大負荷が作動していないときは、コントローラ１１０で行う力率改善は中止し、力率調整装置１２０により中小負荷のみで力率改善が適用される。
【0066】
陸上電源からの電力供給がされているときは、インターロックにより発電機の電源をＯＦＦにする。陸上電源からの電力供給中は、供給側の電力が大きく、供給側の大元に接続される負荷多数であるため、力率改善を行っても送電ロスを防ぐ等の効果しかないので、本発明の力率改善システムは稼働させない。また、さらに、陸上電源からの電力供給がされているときは、インターロックにより、進相コンデンサであるコンデンサ１３１、１３２、１３３を運転させない。
【0067】
陸上電源からの電力供給がされていない状態で、発電機の電源をＯＮにすることができる。発電機の電源をＯＮにすると、発電機に接続されている冷凍機等の負荷の大きい電動機と小容量ポンプや送風機等の負荷の小さい電動機に発電機からの電力が供給される。コントローラ１１０及び力率調整装置１２０にも電力が供給される。
【0068】
（Ｓｔｅｐ１００）コンデンサ抽出ステップ
コントローラ１１０が、作動中の冷凍機６に対応するコンデンサ（大容量コンデンサ１３１）をデータベース１１１から抽出する。例えば、冷凍機６ａ、ｂ、ｃが稼働中であることを、マグネットスイッチ（ＭＳ１～３）５０２ａ、ｂ、ｃで運転信号を受信すると、各負荷に予め関連づけてデータベース１１１に記憶されている大容量コンデンサ（Ｃ１～３）１３１ａ、ｂ、ｃを、コントローラ１１０が抽出する。
コントローラ１１０が、作動中の冷凍機６に対応するコンデンサ（大容量コンデンサ１３１）をデータベース１１１から抽出する。例えば、冷凍機６ａ、ｂ、ｃが稼働中であることを、マグネットスイッチ（ＭＳ１～３）５０２ａ、ｂ、ｃで運転信号を受信すると、各負荷に予め関連づけてデータベース１１１に記憶されている大容量コンデンサ（Ｃ１～３）１３１ａ、ｂ、ｃを、コントローラ１１０が抽出する。
【0069】
（Ｓｔｅｐ２００）投入ステップ
コントローラ１１０が、抽出した大容量コンデンサそれぞれの積算運転時間Ｑｃを検知する。図２においては、抽出したコンデンサを対応Ｃ（コンデンサ）として表示する。冷凍機６ａ、ｂ、ｃが稼働中である場合、大容量コンデンサ（Ｃ１～３）１３１ａ、ｂ、ｃに積算運転時間Ｑｃ１～３のデータを要求する。検知した積算運転時間Ｑｃは、コントローラ１１０上に表示させる。積算運転時間を作業者が確認することができるので、メンテナンスの計画を立てやすく、利便性が高い。
コントローラ１１０が、抽出した大容量コンデンサそれぞれの積算運転時間Ｑｃを検知する。図２においては、抽出したコンデンサを対応Ｃ（コンデンサ）として表示する。冷凍機６ａ、ｂ、ｃが稼働中である場合、大容量コンデンサ（Ｃ１～３）１３１ａ、ｂ、ｃに積算運転時間Ｑｃ１～３のデータを要求する。検知した積算運転時間Ｑｃは、コントローラ１１０上に表示させる。積算運転時間を作業者が確認することができるので、メンテナンスの計画を立てやすく、利便性が高い。
【0070】
次に、コントローラ１１０が、検知した積算運転時間Ｑｃ１～３と、データベース１１１に記憶されたそれぞれの許容運転時間Ｔｃ１～３とを比較する。大容量コンデンサ（Ｃ１～３）１３１ａ、ｂ、ｃから得られた各積算運転時間Ｑｃ１、Ｑｃ、Ｑｃ３と、データベース１１１に記憶された許容運転時間Ｔｃ１、Ｔｃ、Ｔｃ３と、を比較する。
【0071】
次に、コントローラ１１０が、積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えない大容量コンデンサを投入する。積算運転時間が許容運転時間内であれば、コンデンサのトラブルは生じにくい。したがって、対応するコンデンサが許容運転時間内であればこれを使用する。航海中は負荷が決まっているので、力率に影響を与えやすい負荷、すなわち、消費電力の大きい負荷については、サイクリックで制御するよりも対応するコンデンサで力率調整した方が安定する。また、メンテナンス作業の発生率も低減でき、船員の負担を軽減することができる。また、負荷に対しコンデンサが決まっているので、メンテナンスの必要が発生したときも、原因の特定等がしやすく、メンテナンスもしやすい。
【0072】
（Ｓｔｅｐ２１０）予備抽出ステップ
コントローラ１１０が、抽出したコンデンサ（大容量コンデンサ１３１）のうち積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えたコンデンサについては投入を保留する。予備コンデンサを搭載している場合は、データベースで関連づけられているコンデンサの投入を行わない。これにより、長時間使用され劣化しているおそれのあるコンデンサのトラブルを、未然に防ぐことができる。
コントローラ１１０が、抽出したコンデンサ（大容量コンデンサ１３１）のうち積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えたコンデンサについては投入を保留する。予備コンデンサを搭載している場合は、データベースで関連づけられているコンデンサの投入を行わない。これにより、長時間使用され劣化しているおそれのあるコンデンサのトラブルを、未然に防ぐことができる。
【0073】
コントローラ１１０が、データベース１１１から予備コンデンサ１３２を抽出する。例えば、大容量コンデンサ１３１ａが許容運転時間Ｔｃ１を超過していた場合、冷凍機６ａに対し、大容量コンデンサ１３１ａを使用せず、コンデンサ１３２を使用して力率改善を行うデータベースで関連づけられているコンデンサを無理に使わず、予備のコンデンサＣｒを使用して、より効率的な力率改善をすることが可能となる。
【0074】
（Ｓｔｅｐ２２０）予備投入ステップ
コントローラ１１０が、予備コンデンサ１３２の積算運転時間Ｑｒを検知する。具体的には、予備コンデンサ（Ｃｒ）１３２に積算運転時間Ｑｒのデータを要求して検知する。
コントローラ１１０が、予備コンデンサ１３２の積算運転時間Ｑｒを検知する。具体的には、予備コンデンサ（Ｃｒ）１３２に積算運転時間Ｑｒのデータを要求して検知する。
【0075】
次に、コントローラ１１０が、検知した積算運転時間Ｑｒとデータベース１１１に記憶された予備コンデンサ１３２の許容運転時間Ｔｒとを比較する。予備コンデンサ（Ｃｒ）１３２から得られた積算運転時間Ｑｒと、データベース１１１に記憶された許容運転時間Ｔｒとを比較する。
【0076】
次に、コントローラ１１０が、積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えない場合は予備コンデンサ１３２を投入する。積算運転時間が許容運転時間内であれば、コンデンサのトラブルは生じにくい。したがって、予備コンデンサが許容運転時間内であればこれを使用する。
【0077】
（Ｓｔｅｐ２３０）コンデンサ選択ステップ
コントローラ１１０が、予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えた場合は、予備抽出ステップで電源投入を保留したコンデンサの積算運転時間Ｑｃと予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒとを比較する。大容量コンデンサ１３１ａ（図２では対応Ｃと表示）も予備コンデンサ１３２も、積算運転時間Ｑが許容運転時間Ｔを超えている場合、次善の策として、どちらを使用すべきかを判断することになる。そのときの判断基準として、積算運転時間Ｑを用いる。
コントローラ１１０が、予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えた場合は、予備抽出ステップで電源投入を保留したコンデンサの積算運転時間Ｑｃと予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒとを比較する。大容量コンデンサ１３１ａ（図２では対応Ｃと表示）も予備コンデンサ１３２も、積算運転時間Ｑが許容運転時間Ｔを超えている場合、次善の策として、どちらを使用すべきかを判断することになる。そのときの判断基準として、積算運転時間Ｑを用いる。
【0078】
次に、積算運転時間Ｑの少ない方を選択して投入する。例えば、大容量コンデンサ１３１ａと予備コンデンサ１３２のうち、大容量コンデンサ１３１ａの方が、積算運転時間Ｑが短いか同じであれば、大容量コンデンサ１３１ａに運転要求する。大容量コンデンサ１３１ａの方が、積算運転時間Ｑが長ければ、予備コンデンサ１３２に運転要求する。
【0079】
（Ｓｔｅｐ３００）停止ステップ
コントローラ１１０は、力率調整装置１２０から、大容量コンデンサ１３２の作動中は常時、力率データを取得する。力率調整装置１２０は、所定以下の消費電力である中小負荷（中小電動機７ａ～ｊ）と中小負荷用コンデンサ群（中小容量コンデンサ１３３ａ～ｌ）とに接続して中小負荷用コンデンサ群を制御する装置である。力率調整装置１２０は、発電機２ａ、ｂの電流電圧値データを常時取得し、力率を算出している。進相コンデンサにより力率改善がされると力率は１．０に近づく。
コントローラ１１０は、力率調整装置１２０から、大容量コンデンサ１３２の作動中は常時、力率データを取得する。力率調整装置１２０は、所定以下の消費電力である中小負荷（中小電動機７ａ～ｊ）と中小負荷用コンデンサ群（中小容量コンデンサ１３３ａ～ｌ）とに接続して中小負荷用コンデンサ群を制御する装置である。力率調整装置１２０は、発電機２ａ、ｂの電流電圧値データを常時取得し、力率を算出している。進相コンデンサにより力率改善がされると力率は１．０に近づく。
【0080】
コントローラ１１０が、大容量コンデンサ１３２の作動中に、力率が０．９５を超えたことを検知した場合は、投入中のコンデンサのうち最大容量のコンデンサを停止させる。力率は０．９５を目標として改善する。力率が１．０を超える（位相が進みすぎる）ことがないように、０．９５を超えたら、異常が発生したと判断し、投入中のコンデンサの中で最も容量が大きいコンデンサ１つを遮断して運転停止とする。位相が進みすぎると電圧制御不能のリスクが生じるためである。より力率改善を優先したい場合は、０．９５から０．９８まで制限値を上げてもよい。運転を停止したコンデンサについては、異常発生の原因究明・改善までは、安全のため使用を見合わせる。航海中に船員が原因究明を即座に行うことは困難であるためと、力率改善よりも航海の安全を優先するためである。
【0081】
｛効果｝
本実施例の力率改善方法によれば、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することができる。
本実施例の力率改善方法によれば、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することができる。
【0082】
本実施例の力率改善方法によれば、航海中に、使用中の進相コンデンサのメンテナンスを要する事態となったとき、自動的に予備コンデンサがサポートするので、効果的な力率改善が十分発揮でき、船舶に搭載されたエンジンで消費されるエネルギーの省力化ができる。したがって、船員が急いでメンテナンスについて判断や作業する必要なく、利便性が高い。
【0083】
また、本実施例の力率改善方法によれば、力率が一定値以上になった場合は、一定のコンデンサを停止させるので、長い航海を行う船舶でメンテナンスがしにくい状況でも、位相の進みすぎを防止し、長期間にわたり船舶内の力率改善を効率よく行うことができる。したがって、消費エネルギーの削減ができる。
【0084】
位相が進みすぎた場合にコンデンサを停止させることで、力率が低くなった状態でも負荷の運転を停止せずに運航できるので、力率改善のために航海中の安全を犠牲にするおそれがない。
【符号の説明】
【0085】
１ 力率改善装置
１０１ 制御盤
１０２ コンデンサ盤
１１０ コントローラ
１１１ データベース
１２０ 力率調整装置
１３１ 大容量コンデンサ
１３２ 予備コンデンサ
１３３ 中小容量コンデンサ
２ 発電機
３ 燃料タンク
３０１ 燃料移送ポンプ
４ 駆動用エンジン
５ 主配電盤
５０１ 船内母線
５０２ マグネットスイッチ
５０３ ブレーカー
５０４ 遮断器
６ 冷凍機
７ 中小電動機
８ 陸上配電盤
９ 非常停止ボタン
１０１ 制御盤
１０２ コンデンサ盤
１１０ コントローラ
１１１ データベース
１２０ 力率調整装置
１３１ 大容量コンデンサ
１３２ 予備コンデンサ
１３３ 中小容量コンデンサ
２ 発電機
３ 燃料タンク
３０１ 燃料移送ポンプ
４ 駆動用エンジン
５ 主配電盤
５０１ 船内母線
５０２ マグネットスイッチ
５０３ ブレーカー
５０４ 遮断器
６ 冷凍機
７ 中小電動機
８ 陸上配電盤
９ 非常停止ボタン
【図1】
【図2】
【図3】