(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶主機の排ガスの熱を利用して蒸気を発生する蒸気発生器と、圧力センサーを有し，蒸気圧力が低圧側設定値以下になると作動し高圧側設定値以上になると停止する補助蒸気発生器と、使用すべき油を加熱するヒーティングタンクと、前記蒸気発生器及び補助蒸気発生器に接続する主蒸気配管と、前記ヒーティングタンクと主蒸気配管とを接続する、蒸気弁を介装した油タンク加熱用副蒸気配管と、次回使用予定のスタンバイタンクと、このスタンバイタンクと前記主蒸気配管とを接続する、蒸気弁を介装した油タンク加熱用副蒸気配管とを具備することを特徴とする船舶主機燃料加熱装置。
【請求項２】
前記油タンク加熱用副蒸気配管の上流側の主蒸気配管に、ハイ・ローセレクター付き圧力調整弁が介装されていることを特徴とする請求項１記載の船舶主機燃料加熱装置。
【請求項３】
前記油タンク加熱用副蒸気配管の上流側の主蒸気配管に、設定流量切替機能付き蒸気流量調整弁が介装されていることを特徴とする請求項１記載の船舶主機燃料加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶等の油タンク用加熱管の蒸気弁制御に使用される船舶主機燃料加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船舶等においては、主機等で使用する燃料油（あるいは貨物油）を油タンクに貯蔵しており、油移動時に必要な最低粘度を確保するためには、一定温度以上に加熱する必要がある。そのため、油タンク内の油を加熱するための蒸気配管を油タンク内に設けている。
【０００３】
蒸気発生装置としては、主機の排ガスを利用する排ガスエコノマイザー、ボイラーが利用されている。主機の排ガスを利用する排ガスエコノマイザーは、蒸気発生に費用を必要としない。従って、排ガスエコノマイザーを主に利用し、その補助的装置としてボイラーを利用するのが一般的である。しかし、排ガスエコノマイザーによる蒸気供給能力には制限があり、それを超えて蒸気が消費されると、ボイラーが作動し蒸気を補充する。
【０００４】
船舶では通常複数の燃料油タンク（あるいは貨物油タンク）を持ち、そのうち加熱が必要な油タンク（通常１〜４タンク）だけを加熱している。この時、油タンク内の油温は不明のため、その配管中の弁は常時開状態を維持している。従って、必要以上に油を加熱し、蒸気を浪費している時がある。
【０００５】
また、排ガスエコノマイザーで発生する蒸気量を供給すれば、十分油を加熱・保温可能であるのに消費蒸気量を制限できる機能がないため、必要以上の蒸気を消費してしまい、補助ボイラーは作動してしまう場合が多くなる。
【０００６】
このようなことから、効率的に油を加熱し、かつボイラー作動時間を減らすシステムが望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、船舶主機の排ガスの熱を利用して蒸気を発生する蒸気発生器と、圧力センサーを有し，蒸気圧力が低圧側設定値以下になると作動し高圧側設定値以上になると停止する補助蒸気発生器と、使用すべき油を加熱するヒーティングタンクと、前記蒸気発生器及び補助蒸気発生器に接続する主蒸気配管と、前記ヒーティングタンクと主蒸気配管とを接続する、蒸気弁を介装した油タンク加熱用副蒸気配管と、次回使用予定のスタンバイタンクと、このスタンバイタンクと前記主蒸気配管とを接続する、蒸気弁を介装した油タンク加熱用副蒸気配管とを具備した構成にすることにより、蒸気の浪費を回避するとともに、効率的に油を加熱してボイラー作動時間を減少しえる船舶主機燃料加熱装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、船舶主機の排ガスの熱を利用して蒸気を発生する蒸気発生器と、圧力センサーを有し，蒸気圧力が低圧側設定値以下になると作動し高圧側設定値以上になると停止する補助蒸気発生器と、使用すべき油を加熱するヒーティングタンクと、前記蒸気発生器及び補助蒸気発生器に接続する主蒸気配管と、前記ヒーティングタンクと主蒸気配管とを接続する、蒸気弁を介装した油タンク加熱用副蒸気配管と、次回使用予定のスタンバイタンクと、このスタンバイタンクと前記主蒸気配管とを接続する、蒸気弁を介装した油タンク加熱用副蒸気配管とを具備することを特徴とする船舶主機燃料加熱装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明において、前記ヒーティングタンクとは、現在使用（油タンク内の油を移送）中の油タンクを呼ぶ。油タンクが船の左舷・右舷に対称に配置されている時は、両舷の油タンクを同時に使用することが多いため、左舷・右舷併せて二つのヒーティングタンクがある。
【００１０】
本発明において、主蒸気配管と加熱用副蒸気配管とは通常別々の配管であるが、場合によって主蒸気配管と加熱用副配管とが連結されて一体となっていてもよい。例えば、後述する実施例４や実施例６は別々に図示されているが、主蒸気配管（あるいは加熱用副配管）のみで、一体となっていてもよい。
【００１１】
本発明において、ヒーティングタンクの他にスタンバイタンクを設けてもよい。ここで、スタンバイタンクとは、次回使用予定のタンク（ヒーティングタンクの次に使用する予定のタンク）を示す。油タンクが船の左舷・右舷に対称に配置されている時は、通常スタンバイタンクも左舷・右舷併せて二つになる。
【００１２】
本発明において、前記主蒸気発生器は主に使用する蒸気発生器であり、主機の排ガスの熱を利用して蒸気を発生する装置を示す。ここで発生した蒸気は、油タンク内の油加熱以外にも、各種機器等へ供給されている。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
（実施例１）
図１を参照する。図中の符番１は、船舶主機の排ガスの熱を利用して蒸気を発生する蒸気発生器（排ガスエコノマイザー）を示す。この蒸気発生器１で発生した蒸気は、油タンク内の油加熱以外にも、各種機器類等へ供給されている。一方、付番２は、補助蒸気発生器（補助ボイラー）を示す。この補助蒸気発生器２は、圧力センサー（図示せず）を有し、蒸気圧力が低圧側設定値以下になると作動し、高圧側設定値以上になると停止する機能を有している。
【００１４】
前記蒸気発生器１及び補助蒸気発生器２には、ハイ・ローセレクター付き圧力調整弁（以下、圧力調整弁と呼ぶ）３を介装した油タンク加熱用主蒸気配管（以下、主蒸気配管と呼ぶ）４が連結されている。この主蒸気配管４には、蒸気弁５を介装した油タンク加熱用副蒸気配管（以下、第１の副蒸気配管と呼ぶ）６、蒸気弁７を介装した油タンク加熱用副蒸気配管（以下、第２の副蒸気配管と呼ぶ）８が夫々連結されている。前記主蒸気配管４、第１の副蒸気配管６、第２の副蒸気配管８は、いずれも後述するタンクを加熱するための蒸気を通すための配管である。
【００１５】
前記圧力調整弁３は、主蒸気配管４内の蒸気圧力を設定圧に保持するよう開度を調整するバルブ（弁）である。蒸気圧力が設定圧力値以上になると、バルブは徐々に開状態になり、設定圧力値に達するとその開度を維持する。また、全開になっても蒸気圧力が設定圧力値以上だと、全開状態で維持する。一方、設定圧力値以下に蒸気圧力が低下すると、バルブは徐々に閉まっていき、蒸気圧力が設定値となったところで、その開度を維持する。バルブが全閉となっても、蒸気圧力が設定圧力値に達していないときは、全閉状態を維持する。
【００１６】
前記圧力調整弁３は、ハイ・ロー二種類の設定圧力値を切り替える機能を有している。ここで、ハイ・ロー設定圧は、以下のように設定する。
ハイ設定圧力値＞補助蒸気発生器の低圧側設定値（補助蒸気発生器作動圧力値）＞ロー設定値
前記第１の副蒸気配管６は、途中で蛇行してその蛇行部分が油を収容したヒーティングタンク９に配置されている。ここで、ヒーティングタンク９とは、現在使用（油タンク内の油を移送）中の油タンクを意味する。前記第２の副蒸気配管８は、途中で蛇行してその蛇行部分が油を収容したスタンバイタンク１０に配置されている。前記ヒーティングタンク９、スタンバイタンク１０には、夫々温度計１１が設置されている。温度計１１で計測した温度情報は、図示しない制御コンピューターに送られる。
【００１７】
なお、船体に設置されている油タンクの中から前記ヒーティングタンク９とスタンバイタンク１０を設定しているが、これらのタンク９、１０は夫々複数のタンクが選択されることもある。また、指示された２種類のタンク以外は制御対象外となり、そのタンク付きの蒸気弁５、７は常に全閉状態を維持する。
【００１８】
次に、こうした構成の船舶主機燃料加熱装置の作用について説明する。
入力情報は、各タンク内の油温と、ヒーティングタンク９用の蒸気弁５の開閉の状態である。また、制御対象は、蒸気弁５、７の開閉動作と、圧力調整弁３の設定圧力値ハイ／ローの切替である。
【００１９】
ａ）ヒーティングタンク用蒸気弁５
ヒーティングタンク９内の油の温度が、ある設定温度（Ｔｌｏｗ）以下になると、蒸気弁５は開となる。また、ヒーティングタンク９内の温度が、ある設定温度（Ｔｈｉｇｈ）以上になると、前記蒸気弁５は閉となる。こうした開閉の動作により、油の過加熱を防止し、蒸気の浪費を抑える。
【００２０】
ｂ）スタンバイタンク用蒸気弁７
前記蒸気弁５が閉の状態の時は、スタンバイタンク用蒸気弁７は開となる。また、前記蒸気弁５が開の状態の時は、前記蒸気弁７は閉となる。これは、ヒーティングタンク９が充分加熱された状態になると、蒸気発生器１が発生する蒸気を有効に活用し、スタンバイタンク１０内の油も加熱する。従って、スタンバイタンク１０を実際利用する時は、このタンク１０内の油温は予熱されているため、必要な温度にまで加熱するのに要する蒸気は少なくなる。
【００２１】
ｃ）圧力調整弁
ヒーティングタンク９内の油温がある設定温度（ＴＰｈｉｇｈ）以上になると、圧力調整弁３の設定圧はハイに切替わる。また、ヒーティングタンク９内の油温がある設定温度（ＴＰｌｏｗ）以下になると、圧力調整弁３の設定圧はローに切替わる。つまり、圧力調整弁３を設けることによって、ヒーティングタンク９が充分加熱された状態では、補助蒸気発生器２は作動せず、蒸気発生器１が発生する蒸気のみを使用してタンクの加熱をする。また、蒸気発生器１による蒸気の供給で油タンク内の油温が下がり、必要温度以下の時は、圧力調整弁３の設定圧はローに切替わり、補助蒸気発生器２は作動する。
このことにより、従来では作動していた条件でも、補助蒸気発生器２は停止するため、補助蒸気発生器２の作動時間を減少させる。
【００２２】
つまり、上記実施例１は、油タンク内の温度計測に基づき蒸気配管中のバルブの開閉を制御するもので、ハイー・ローの二種類の設定圧を持った圧力調整弁３を設けて補助蒸気発生器２の作動開示・停止を制御するとともに、ヒーティングタンク９を加熱していない間にスタンバイタンク１０を加熱することを特徴とする。実施例１によれば、以下に述べる効果を有する。
（１）ヒーティングタンク９内の油を、必要な温度に維持しながら、設定温度以上となった時は、蒸気弁５を閉じることによって蒸気の浪費を抑えることができる。
（２）圧力調整弁３を利用することによって、従来作動していた補助蒸気発生器２を作動させずに、ヒーティングタンク９の加熱が可能となる。
【００２３】
（３）圧力調整弁３を利用することによって、補助蒸気発生器２を作動せずにスタンバイタンク１０を加熱することができる。従って、蒸気発生器１から発生した利用可能な蒸気を有効利用できる。
（４）上記（１）〜（３）全ての効果の結果、補助蒸気発生器２の作動時間を減少できる。
【００２４】
（実施例２）
図２を参照する。但し、図１と同部材は同符号を付して説明を省略する。
図中の付番２１は、設定流量切替機能付き蒸気流量調整弁（以下、蒸気流量調整弁と呼ぶ）を示す。つまり、実施例２に係る船舶主機燃料加熱装置は、実施例１の装置の圧力調整弁の代わりに蒸気流量調整弁２１を用いた点が異なるのみで他の構成は実施例１と同様である。
【００２５】
前記蒸気流量調整弁２１は、設定流量値を可変させる機能をもち、低流量側設定値（Ｆｌｏｗ）では補助蒸気発生器２は作動せず、高流量側設定値（Ｆｈｉｇｈ）では補助蒸気発生器２は作動するが、十分油タンクを加熱できる流量とする。それ以外の機器個々の説明は実施例１の説明済みなので、省略する。
【００２６】
実施例２は、油タンク内の温度計測に基づき蒸気配管中のバルブの開閉を制御するもので、二種類（あるいはそれ以上）の設定流量を持った蒸気流量調整弁２１を設けて補助蒸気発生器２の作動開示・停止を制御するとともに、ヒーティングタンク９を加熱していない間にスタンバイタンク１０を加熱することを特徴とする。実施例２によれば、実施例１における圧力調整弁のハイ・ローの切替の代わりに、下記に示す蒸気流量調整弁２１の設定値（Ｆｌｏｗ）と設定値（Ｆｈｉｇｈ）を切替えることにより、実施例１と同様な効果を有する。
圧力調整弁３，ハイ＝蒸気流量調整弁２１，（Ｆｌｏｗ）
圧力調整弁３，ロー＝蒸気流量調整弁２１，（Ｆｈｉｇｈ）
（実施例３）
図３を参照する。但し、図１と同部材は同符号を付して説明を省略する。
本実施例３は、図３に示すように、実施例１と比べ、圧力調整弁３を除いた主蒸気配管４を用いる点が異なるのみで、その他の構成、作用・効果は全く同様である。
【００２７】
実施例３は、油タンク内の温度計測に基づき蒸気配管中のバルブの開閉を制御するもので、ヒーティングタンク９を加熱していない間にスタンバイタンク１０を加熱することを特徴とする。
【００２８】
（実施例４）
図４を参照する。但し、図１、図２と同部材は同符号を付して説明を省略する。本実施例４は、図４に示すように、実施例１と比べ、スタンバイタンク１０を除くとともに、このスタンバイタンク１０と主蒸気配管４とを接続する第２の副蒸気配管８を除いた点が異なるのみで、その他の構成、作用・効果は全く同様である。
【００２９】
実施例４は、油タンク内の温度計測に基づき蒸気配管中のバルブの開閉を制御するもので、ハイ・ローの二種類を持った二種類の設定圧をもった圧力調整弁３を設けて補助蒸気発生器２の作動開始・停止を制御することを特徴とする。
【００３０】
（実施例５）
図５を参照する。但し、図１、図２と同部材は同符号を付して説明を省略する。本実施例５は、図５に示すように、実施例２と比べ、スタンバイタンク１０を除くとともに、このスタンバイタンク１０と主蒸気配管４とを接続する第２の副蒸気配管８を除いた点が異なるのみで、その他の構成、作用・効果は全く同様である。
【００３１】
実施例５は、油タンク内の温度計測に基づき蒸気配管中のバルブの開閉を制御するもので、二種類（あるいはそれ以上）の設定流量を持った蒸気流量調整弁２１を設けて補助蒸気発生器２の作動開示・停止を制御することを特徴とする
（実施例６）
図６を参照する。但し、図１と同部材は同符号を付して説明を省略する。本実施例５は、図６に示すように、実施例３と比べ、スタンバイタンク１０を除くとともに、このスタンバイタンク１０と主蒸気配管４とを第２の副蒸気配管８を除いた点が異なるのみで、その他の構成、作用・効果は全く同様である。
【００３２】
実施例６は、油タンク内の温度計測に基づき蒸気配管中のバルブの開閉を制御することを特徴とする。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、船舶主機の排ガスの熱を利用して蒸気を発生する蒸気発生器と、圧力センサーを有し，蒸気圧力が低圧側設定値以下になると作動し高圧側設定値以上になると停止する補助蒸気発生器と、使用すべき油を加熱するヒーティングタンクと、前記蒸気発生器及び補助蒸気発生器に接続する主蒸気配管と、前記ヒーティングタンクと主蒸気配管とを接続する、蒸気弁を介装した油タンク加熱用副蒸気配管と、次回使用予定のスタンバイタンクと、このスタンバイタンクと前記主蒸気配管とを接続する、蒸気弁を介装した油タンク加熱用副蒸気配管とを具備した構成にすることにより、蒸気の浪費を回避するとともに、効率的に油を加熱してボイラー作動時間を減少しえる船舶主機燃料加熱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る船舶主機燃料加熱装置の説明図。
【図２】本発明の実施例２に係る船舶主機燃料加熱装置の説明図。
【図３】本発明の実施例３に係る船舶主機燃料加熱装置の説明図。
【図４】本発明の実施例４に係る船舶主機燃料加熱装置の説明図。
【図５】本発明の実施例５に係る船舶主機燃料加熱装置の説明図。
【図６】本発明の実施例６に係る船舶主機燃料加熱装置の説明図。
【符号の説明】
１…蒸気発生器（排ガスエコノマイザー）、
２…補助蒸気発生器（補助ボイラー）、
３…ハイ・ローセレクター付き圧力調整弁、
４…主蒸気配管、
５、７…蒸気弁、
６、８…副蒸気配管、
９…ヒーティングタンク、
１０…スタンバイタンク、
１１…温度計、
２１…設定流量切替機能付き蒸気流量調整弁。
【図１】
0003659848.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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