グリーン・シッピング:高精度なトルク計測で実現する省エネルギー航行

"自動車業界のクリーン駆動システムを現在に押し上げたのは、さらに厳格な省エネルギー、排ガス規制を求める要求でした。同じ厳しい要求が今、船舶用駆動システムに向けられています

世界の海運業界は大きな変革の時期を迎えています。運航時の排ガスの段階的規制が国際的なMARPOL条約で決議され、液化天然ガス(LNG)のように、これまでとは違うタイプの燃料を利用するエンジンの開発が進みました。

エンジンへのガス供給はドライブシャフトからの正確な負荷信号により制御され、これにより必要な排ガスの低減が可能になります。HBMは海運業界のこの規制に対応できる専用トルクセンサT40MARを開発しました。

今後数年の間に、MARPOL条約の規制により船舶からの排ガスは激減します。これに対応すべく海運業界は今2つのアプローチをとっています。

  • 従来の駆動システムの排ガスを後処理する

  • 新たなグリーン駆動システムを開発する

増加する代替駆動システム

従来の駆動システムの排ガスを後処理とは、ガスの再循環や粉じんフィルタ、触媒コンバータなどの利用を意味します。これには高額なコンポーネントの設置が必要になります。

課題は駆動時の燃料消費をできるだけ低く抑えることです。新たなクリーン駆動システムを牽引するのは、LNGのような代替燃料を利用するエンジン開発です。LNGはガソリンに比べて投資効果が高く、資源として見ても長く枯渇の心配がありません。

代替燃料を使うエンジンは燃料モードを切り替えますが、この間のパワー損失は許容されません。エンジンがLNGモードで運転している場合に、危険な運転状態も確実に回避しなければなりません。

これらは高感度制御システムであれば可能です。もっとも重要なポイントは誤差が極めて少ない負荷信号を使うことです。航行状況に応じて、エンジンが常に最適な状態で運転されます。さらにこの制御システムは燃料の大幅低減もできます。

トルク計測により負荷信号を生成

負荷信号は回転スピードとトルク値から演算で求めなければなりませんが、従来、大型の海洋エンジンのトルク値はまず関連する様々な物理量を計算し、そこから間接的にトルクを割り出すという方法がとられてきました。しかしこの方法では、計測の不確かさが非常に大きくなるため信頼性が十分確保できないというデメリットがあります。

校正済のトルクフランジを駆動部に直に装着すれば非常に高精度な計測が行えます。システム全体の計測の不確かさは、このトルクセンサの精度クラスが0.1であることから、1%よりもはるかに低く抑えられるのです。信号のランタイムも非常に短いため制御もスピーディです。

HBMが今回提供する船舶用駆動システム専用トルクセンサT40MARは、アナログとデジタル信号出力を装備し、最大400kN・mまでトルクを直接計測できます。T40MARは設置やパラメータ設定が簡単で、計測データは非接触で転送できます。

船級を取得したHBMのフランジ型トルクセンサT40MAR

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