(57)【要約】【課題】  ＬＮＧの蒸発ガス中に重質成分を殆ど含まない燃料ガスを安定して得ることができない。【解決手段】  カーゴタンク１内のＬＮＧをポンプ１５でＬＮＧ蒸発器１４に送り、このＬＮＧ蒸発器１４で強制蒸発させた強制蒸発ガスをカーゴタンク１内のＬＮＧ液中に戻して再液化させることによりカーゴタンク液層からの蒸発ガス量を増加させる燃料ガス強制蒸発装置４を設け、この燃料ガス強制蒸発装置４で増加させる液層からの蒸発ガス量をカーゴタンク１内の蒸発ガス圧力によってコントロールする制御器２２を設けてカーゴタンク１内の蒸発ガス量を制御することにより燃料ガスを得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＮＧ運搬船のカーゴタンク内のＬＮＧから発生する蒸発ガスをＬＮＧ運搬船用エンジンに燃料ガスとして供給するシステムにおいて、
前記カーゴタンク内のＬＮＧをポンプでＬＮＧ蒸発器に送り、該ＬＮＧ蒸発器で強制蒸発させた強制蒸発ガスをカーゴタンク内のＬＮＧ液中に戻して再液化させることによりカーゴタンク液層からの蒸発ガス量を増加させる燃料ガス強制蒸発装置を設け、該燃料ガス強制蒸発装置で増加させる液層からの蒸発ガス量をカーゴタンク内の蒸発ガス圧力によってコントロールする制御器を設けてカーゴタンク内の蒸発ガス量を制御するようにしたＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システム。
【請求項２】
請求項１記載のＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システムにおいて、
前記制御器でカーゴタンク内の蒸発ガス圧力が設定圧力に達したことを検出したら、前記ポンプでＬＮＧ蒸発器に送るＬＮＧの量を調整するように構成したＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システムにおいて、
前記ＬＮＧ蒸発器からカーゴタンク内のＬＮＧ液中に強制蒸発ガスを戻す戻し配管を設け、該戻し配管の下端をバラスト航海中も液中となるタンク底部に位置させ、該戻し配管の下端に強制蒸発ガスをＬＮＧ液中に細かく放出する複数の開口を設けたＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システムにおいて、
前記カーゴタンク内の蒸発ガスをエンジンに供給する経路に、該蒸発ガスを設定圧力まで加圧するコンプレッサと、該コンプレッサで加圧した蒸発ガスを所定温度まで加熱するヒータと、該ヒータで加熱した蒸発ガスを設定圧力でエンジンに供給するバッファタンクとを備えた燃料ガス供給装置を設けたＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システム。
【請求項５】
請求項４記載のＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システムにおいて、
前記バッファタンク内を設定圧力に保つように前記コンプレッサの吐出量を調整する制御器を設けたＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システム。
【請求項６】
請求項４記載のＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システムにおいて、
前記バッファタンク内を設定圧力に保つように該バッファタンクに供給する蒸発ガスを前記カーゴタンクに戻して調整する制御器を設けたＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システム。
【請求項７】
請求項４記載のＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システムにおいて、
前記バッファタンク内を設定圧力に保つように前記コンプレッサの吐出量の調整と、該バッファタンクに供給する蒸発ガスを前記カーゴタンクに戻す調整とを行う制御器を設けたＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ＬＮＧ運搬船のディーゼルエンジンに燃料ガスを供給するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＬＮＧ運搬船のカーゴタンクには、内部のＬＮＧ（Liquefied Natural Gas；液化天然ガス）の温度を−１６０℃程度に保ってＬＮＧの過剰な蒸発を防止するために防熱処理が施されるが、外部からの侵入熱によりＬＮＧの液層から一部が自然蒸発して蒸発ガス（boil off gas；天然ガス）が発生する。この蒸発ガスは沸点が低く再液化することが困難であるため、本船に搭載された蒸気ボイラの燃料として利用されている。
【０００３】
この蒸発ガスのガス量は航海中の気温や気圧によって変化するが、過剰に発生しないように前記防熱処理が施されており、この蒸発ガスの自然蒸発量はエンジンの通常の必要量よりも少なくなるように設計されている。
【０００４】
従来のＬＮＧ運搬船においては、この蒸発ガスの処理のために前記蒸気ボイラが採用されているが、近年になって天然ガスを燃料とし、燃料消費のより少ない舶用ガス焚きディーゼルエンジンが開発され、実用化され始めている。
【０００５】
このガス焚きディーゼルエンジンとしては、蒸発ガスを２０Ｍｐａ以上の高圧でシリンダ内に噴射する２サイクルエンジンと、０．５Ｍｐａ程度でシリンダ内に吸入して圧縮した上で点火する４サイクルエンジンとがある。２サイクルエンジンの場合、前記したように蒸発ガスを高圧で圧縮するために大型のコンプレッサを必要とするので、舶用としては４サイクルエンジンが好ましい。
【０００６】
一方、このようなガス焚きディーゼルエンジンを用いる場合、通常航海時等のエンジン出力が大きい範囲では、エンジンが必要とする燃料ガスは、カーゴタンクから自然蒸発によって得られる蒸発ガスの量よりも多くなる。そこで、そのような場合に、カーゴタンク内のＬＮＧを強制的に蒸発させて燃料ガスに利用しようとする考えがある。
【０００７】
カーゴタンク内のＬＮＧを強制的に蒸発させて燃料ガスに利用しようとする従来技術として、カーゴタンクのガス層からガスコンプレッサによって吸引昇圧した蒸発ガスと、ＬＮＧ蒸発器によってカーゴタンク内のＬＮＧを蒸発させて得た蒸発ガスとを混合してガスエンジンの燃料ガスとして用いるガス状燃料供給設備がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
このガス状燃料供給設備では、タンク液面上から吸引してコンプレッサで圧縮した蒸発ガスとタンク底部からポンプで蒸発器に供給して蒸発させた蒸発ガスとを同一のマニホールドを介してエンジンを含む発電システムに供給し、蒸発器に供給するＬＮＧは圧力に応じて戻し調節バルブでタンクへ戻すようにしている。
【特許文献１】特開２００４−３６６０８号公報（第２−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、カーゴタンクの液層における蒸発ガスは、ＬＮＧの中の沸点の低い成分であるメタンを主成分とし不純物の窒素とで約１００%を占めている。しかし、前記特許文献１のように、ＬＮＧを蒸発器で強制的に蒸発させたガスはＬＮＧと同じ成分となるので、エタンやプロパンといった重質成分を多く含んでいる。ＬＮＧの生産地によっても異なるが、窒素の含有率はモル分率で１%以下と少ないが、エタンやプロパン及びその他重質成分の含有率はモル分率で１０%以上も珍しくはない。
【００１０】
そのため、前記特許文献１のようにポンプで汲み上げたＬＮＧを蒸発器で蒸発させた蒸発ガスをエンジンへ供給した場合、その蒸発ガス中には多くの重質成分を含んでいる。
【００１１】
前述した従来の蒸気ボイラでは蒸発ガスの成分や供給圧力に対する制約が緩かったので、このように重質成分を含む強制蒸発させた蒸発ガスを自然蒸発したガスと混合して燃料ガスとして利用することは比較的に容易であった。
【００１２】
しかし、前記したガス焚きディーゼルエンジンの特に４サイクルエンジンの場合、燃焼ガス中に含まれるエタンやプロパンといった重質成分の比率が増えると吸入した後の圧縮行程でノッキングを誘発するため、出力を下げて運転せざるを得なくなる場合がある。
【００１３】
また、供給圧力の変動が許容圧力変動の範囲を超えると、燃焼が不安定になるのでガス運転モードから燃料油運転モードに切り替えざるを得ない場合も生じる。
【００１４】
そのため、これらを解決するために複雑な機器構成とコントロールシステムとが必要となる。
【００１５】
さらに、ＬＮＧ運搬船の場合、荷揚げ地でＬＮＧを荷揚げした後に荷積み地まで帰るバラスト航海中にはカーゴタンクの中に少量のＬＮＧが燃料ガスを発生させるために残される。この場合、タンク内では沸点の低いメタンや窒素が優先して蒸発するので重質成分の比率が徐々に高くなり易く、ＬＮＧ組成が変わる「ウェザリング」現象を生じるおそれがある。しかも、重質成分の比率が高くなったＬＮＧが蒸発した蒸発ガスは重質成分を多く含んでいるので、前記したようにエンジンでノッキングを誘発する原因となる。
【００１６】
そこで、本願発明は、ガス焚きディーゼルエンジンを採用したＬＮＧ運搬船の燃料ガス供給システムとして、重質成分を殆ど含まない良質な燃料ガスを安定して供給できるシステム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】
【００１７】
前記目的を達成するために、本願発明は、ＬＮＧ運搬船のカーゴタンク内のＬＮＧから発生する蒸発ガスをＬＮＧ運搬船用エンジンに燃料ガスとして供給するシステムにおいて、前記カーゴタンク内のＬＮＧをポンプでＬＮＧ蒸発器に送り、該ＬＮＧ蒸発器で強制蒸発させた強制蒸発ガスをカーゴタンク内のＬＮＧ液中に戻して再液化させることによりカーゴタンク液層からの蒸発ガス量を増加させる燃料ガス強制蒸発装置を設け、該燃料ガス強制蒸発装置で増加させる液層からの蒸発ガス量をカーゴタンク内の蒸発ガス圧力によってコントロールする制御器を設けてカーゴタンク内の蒸発ガス量を制御するようにしている。
【００１８】
また、このＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システムにおいて、前記制御器でカーゴタンク内の蒸発ガス圧力が設定圧力に達したことを検出したら、前記ポンプでＬＮＧ蒸発器に送るＬＮＧの量を調整するように構成してもよい。
【００１９】
さらに、これらのＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システムにおいて、前記ＬＮＧ蒸発器からカーゴタンク内のＬＮＧ液中に強制蒸発ガスを戻す戻し配管を設け、該戻し配管の下端をバラスト航海中も液中となるタンク底部に位置させ、該戻し配管の下端に強制蒸発ガスをＬＮＧ液中に細かく放出する複数の開口を設ければ、カーゴタンク内のＬＮＧの量が少ないバラスト航海を行う場合でも、ガス焚きエンジンに良質な燃料ガスを安定供給することができる。
【００２０】
また、前記いずれかのＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システムにおいて、前記カーゴタンク内の蒸発ガスをエンジンに供給する経路に、該蒸発ガスを設定圧力まで加圧するコンプレッサと、該コンプレッサで加圧した蒸発ガスを所定温度まで加熱するヒータと、該ヒータで加熱した蒸発ガスを設定圧力でエンジンに供給するバッファタンクとを備えた燃料ガス供給装置を設けて、燃料ガスをエンジンに供給する前に圧力と温度を調整するようにしてもよい。
【００２１】
さらに、このＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システムにおいて、前記バッファタンク内を設定圧力に保つように前記コンプレッサの吐出量を調整する制御器を設けてもよい。
【００２２】
また、前記ＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システムにおいて、前記バッファタンク内を設定圧力に保つように該バッファタンクに供給する蒸発ガスを前記カーゴタンクに戻して調整する制御器を設けてもよい。
【００２３】
さらに、前記ＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システムにおいて、前記バッファタンク内を設定圧力に保つように前記コンプレッサの吐出量の調整と、該バッファタンクに供給する蒸発ガスを前記カーゴタンクに戻す調整とを行う制御器を設けて、これら両方の調整を組合わせるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本願発明は、以上説明したような手段により、カーゴタンク内のＬＮＧを蒸発器で強制蒸発させた強制蒸発ガスをＬＮＧ液中に戻して再液化することにより液層ガス量を増加させることができるので、ガス焚きエンジンに供給する燃料ガスとして重質成分を殆ど含まない良質の蒸発ガスを安定供給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本願発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、２基のカーゴタンクを備えたＬＮＧ運搬船を例にして説明する。図１は本願発明の第１実施形態に係る燃料ガス供給システムを示す構成図であり、図２は図１に示すII部の拡大断面図である。
【００２６】
図示するように、全体のシステムとしては、カーゴタンク１内に発生する自然蒸発ガスを燃料ガスとしてガス焚きディーゼルエンジン２に供給する燃料ガス供給装置３と、この自然蒸発ガスだけではエンジン２が必要とするガス量に不足する場合にそれを補う蒸発ガスを強制的に発生させる燃料ガス強制蒸発装置４の２つの独立した系統により構成されている。ガス焚きディーゼルエンジン２としては、設定圧力の燃料ガスを吸入して圧縮し、点火燃料となるディーゼル燃料を噴射して点火させるような４サイクルディーゼルエンジンが採用されている。
【００２７】
前記カーゴタンク１は、内部のＬＮＧの温度を−１６０℃程度に保ってＬＮＧの過剰な蒸発を防止するように周囲に防熱処理１１が施されているが、外部からの侵入熱によりＬＮＧの液層から一部が自然蒸発して蒸発ガスとなり、カーゴタンク１の上部に溜まる。カーゴタンク１内の圧力はカーゴタンク１の設計圧力や運航状態によって異なるが、この蒸発ガスをガス焚きエンジンに供給するためには昇圧する必要がある。
【００２８】
前記燃料ガス供給装置３は、この実施形態では、カーゴタンク１内のＬＮＧ液層から蒸発した蒸発ガスＧを吸引してエンジン２に燃料ガス（以下、エンジンに供給する過程の「蒸発ガス」を「燃料ガス」という。）として送るためのガスコンプレッサ５と、燃料ガスをエンジン２が必要とする温度に調整するためのガスヒータ６と、このガスヒータ６の出口側に配置されて燃料ガスを設定圧力で蓄積してエンジン２ヘ安定した圧力の燃料ガスとして供給するためのバッファタンク７とが設けられている。これらは配管８〜１０によって接続されている。なお、ガスコンプレッサ５の形式やガスヒータ６の形式は限定されるものではない。
【００２９】
このような燃料ガス供給装置３によって燃料ガスとして前記ガス焚きエンジン２に供給される燃料ガス圧力は、ガス焚きエンジン２の機種によって異なるが、４サイクルエンジンの場合には０．５Ｍｐａ前後であり、また、燃料ガス温度は０℃〜５０℃程度であるため、バッファタンク７内の燃料ガスがこの圧力と温度となるように前記コンプレッサ５で圧縮されて前記ヒータ６で加熱される。
【００３０】
この実施形態では、燃料ガス供給装置３による燃料ガス供給量の調整が、エンジン２の必要ガス量に追従してガスコンプレッサ５の運転を制御することにより行われている。この制御は、コンプレッサ５の下流（この例では、バッファタンク７）に圧力計１２を設置し、この圧力計１２で検出した圧力が設定圧力を超えると制御器１３でコンプレッサ５の吐出し量を低下させ、設定圧力に満たない場合はコンプレッサ５の吐出し量を増加させる制御によって行われている。２３は制御回路である。これによりバッファタンク７内の燃料ガス圧力を設定圧力に保ち、エンジン２の必要ガス量（ガス圧）を確保するようにしている。
【００３１】
一方、前記燃料ガス強制蒸発装置４は、カーゴタンク１内のＬＮＧ液層からの蒸発ガスを強制的に増加させるように構成されている。この燃料ガス強制蒸発装置４は、ガス焚きエンジン２を高負荷で運転する航海時のように、ＬＮＧ液層からの自然蒸発で得られる蒸発ガスだけでは燃料ガスが不足する時に、その不足分を補うように追加の燃料ガスを得るために用いられる。
【００３２】
燃料ガス強制蒸発装置４は、カーゴタンク１からＬＮＧをＬＮＧ蒸発器１４に送るためのポンプ１５と、このポンプ１５から配管１６を介してＬＮＧ蒸発器１４に送って加熱することにより強制的に蒸発させた強制蒸発ガスをカーゴタンク１内の液中に放出するための戻し配管１７とを備えている。この戻し配管１７でカーゴタンク１内のＬＮＧ液中に強制蒸発ガスを放出することにより、強制蒸発ガスをカーゴタンク１内のＬＮＧと混合させている。前記ポンプ１５としては、カーゴタンク１に設けられているスプレーポンプを兼用してもよい。
【００３３】
また、この実施形態では、強制的に蒸発させた強制蒸発ガスとカーゴタンク１内のＬＮＧとの混合が十分に行えるように、戻し配管１７の下端をカーゴタンク１のできるだけ低い位置で開口させている。しかも、この戻し配管１７の下端を、積荷のＬＮＧを荷揚げ地で下ろしてカーゴタンク１内に燃料分しか残さないバラスト航海時も液中となるカーゴタンク１の底部に位置させることにより、バラスト航海時でも強制蒸発ガスをカーゴタンク１内の液中に放出するように構成している。
【００３４】
さらに、この戻し配管１７の下端は、図２に示すように、下端面と下端部周囲とに複数の小穴１８が設けられている。このように強制蒸発させた強制蒸発ガスＦＧをカーゴタンク１内のＬＮＧ液中に放出するための複数の開口を複数の小穴１８とすることにより、強制蒸発ガスＦＧを細かく液中に放出して接触面積を増やして溶け込み易いようにしている。つまり、この理由からも、戻し配管１７の下端はカーゴタンク１のできるだけ低い位置に設け、下端には細かい穴を多数設けて液中での強制蒸発ガスの接触面積を増やすように構成するのが好ましい。図２では小穴１８を模式的に記載している。この実施形態では複数の開口を小穴１８で構成しているが、強制蒸発ガスを細かく液中に放出できる構成であれば他の構成であってもよい。
【００３５】
また、図１に示すように、この実施形態では、前記ポンプ１５とＬＮＧ蒸発器１４とを繋ぐ配管１６から分岐してカーゴタンク１内に開口する分岐戻り管１９が設けられている。この分岐戻り管１９には制御弁２０が設けられており、この制御弁２０を開放することによりＬＮＧ蒸発器１４へ送るＬＮＧをカーゴタンク１に戻して送り量を調整することができるようにしている。
【００３６】
この構成の場合、エンジン２が消費している蒸発ガス量よりも、ＬＮＧ蒸発器１４で蒸発させた強制蒸発ガスをＬＮＧ液中に戻すことによって発生させる蒸発ガス量が多いとカーゴタンク１内の圧力が上昇するので、その圧力を圧力計２１で監視して設定範囲を超えたことを検出すれば、制御器２２で分岐戻り管１９の制御弁２０を開いてＬＮＧ蒸発器１４に送るＬＮＧの量を減らすように制御される。２４は制御回路である。また、この構成を設けた場合、ＬＮＧ蒸発器１４に流れるＬＮＧ量を減らすようにコントロールするので、細かい加熱量の調整が可能である。
【００３７】
なお、この実施形態では、ＬＮＧ蒸発器１４に送るＬＮＧの量を調整するように構成しているが、ＬＮＧの量が十分にカーゴタンク１の中にある場合は、カーゴタンク１内の圧力を監視しながらポンプ１５とＬＮＧ蒸発器１４との運転と停止を切り替えるのみでも良い。この場合、前記制御器２２によってポンプ１５とＬＮＧ蒸発器１４との運転／停止が制御される。
【００３８】
このように構成された燃料ガス強制蒸発装置４によれば、カーゴタンク１からＬＮＧ蒸発器１４に送られたＬＮＧは、熱交換機であるＬＮＧ蒸発器１４で強制的に蒸発させられて強制蒸発ガスとなり、このときに蒸発潜熱と温度上昇による顕熱とを得る。
【００３９】
そして、このようにして強制蒸発させた強制蒸発ガスＦＧをカーゴタンク１内のＬＮＧ液中に戻すことにより、カーゴタンク１の底部で開口している戻し配管１７の小穴１８からＬＮＧ液中に放出され、ＬＮＧに希釈冷却されて溶け込んで再液化される。このときにＬＮＧ蒸発器１４で得た潜熱と顕熱がタンク内のＬＮＧに吸収される。このＬＮＧに吸収された熱エネルギは対流によって液面に近い層に運ばれながらＬＮＧ中の沸点の低いメタンや窒素の蒸発を促進させる。これによってカーゴタンク１内の液層ガスの蒸発が促進され、カーゴタンク液層上部の蒸発ガス量を増加させることができる。
【００４０】
しかも、このようにして得られる液層の蒸発ガスは、ＬＮＧ蒸発器１４によって直接ＬＮＧを蒸発させた強制蒸発ガスとは異なり、沸点の低いメタンを主な成分とするガスであるため、ノッキングの原因となる重質成分を殆ど含まない良質な燃料ガスとなる。つまり、この得られた液層の蒸発ガスは、燃料ガスを燃料とするガス焚きエンジン２にとって理想的な成分の良質ガスとなる。
【００４１】
その上、ＬＮＧを熱媒としているが、気化させたＬＮＧを液に戻す蒸発と液化とを伴っているので、それが伴わない顕熱のみ（すなわち、ガスあるいはＬＮＧの状態のままでの熱媒としての利用）と比べた場合、単位重量当りのエネルギの大きい潜熱のやり取りを伴っており（メタンの顕熱は、比熱（２ｋＪ／ｋｇ℃）と温度変化の積であり、例えば、温度変化が１００℃の場合でも２００ｋＪ／ｋｇと比較的小さいのに対し、潜熱は５１０ｋＪ／ｋｇである。）、少量の液をタンクからＬＮＧ蒸発器１４へ送るだけで十分な量の蒸発ガスをタンク内で発生させることができる。
【００４２】
なお、カーゴタンク１およびその中のＬＮＧは大きな熱容量を持っており、ＬＮＧ蒸発器１４による一部のＬＮＧの加熱により、カーゴタンク１内の温度や圧力が急激に変化することはない。
【００４３】
以上のように構成された燃料ガス供給システム２５によれば、燃料ガス強制蒸発装置４によってカーゴタンク１内のＬＮＧをＬＮＧ蒸発器１４で強制蒸発させた蒸発ガスをＬＮＧ液中に戻すことにより、カーゴタンク１内の液層から蒸発する蒸発ガスＧの発生量を増加させる。この増加させた液層からの蒸発ガスＧは、コンプレッサ５に吸引され、ヒータ６で所定温度に昇温させられた後、バッファタンク７に供給される。つまり、ＬＮＧ液層からの蒸発ガスのみを燃料ガスとしている。これにより、バッファタンク７内にはＬＮＧ液中の重質成分を殆ど含まない良質な燃料ガス（蒸発ガス）を所定の設定圧力で溜めることができる。このようにしてバッファタンク７に設定圧力で溜められた燃料ガスはエンジン２に吸入される。
【００４４】
そして、エンジン２の稼働状況等によってバッファタンク７内のガス圧力が変化し、バッファタンク７内の圧力が上昇するとエンジンのガス消費量が少ないと判断してコンプレッサ５によって供給するガス量を減少させ、バッファタンク７内の圧力が下降するとエンジンのガス消費量が多いと判断してコンプレッサ５によって供給するガス量を増加させるように制御器１３で調整される。
【００４５】
つまり、この実施形態の燃料ガス供給システム２５によれば、燃料ガス供給装置３では、エンジン２の必要ガス量によりコンプレッサ５を制御してバッファタンク７側への供給量を調整するように制御器１３で調整される。
【００４６】
そして、このようにバッファタンク７内の圧力の変化に応じてコンプレッサ５による供給ガス量の調整時にも、燃料ガス強制蒸発装置４では、カーゴタンク１内の圧力が圧力計２１で検出され、カーゴタンク１内の圧力が設定圧力よりも高い場合はエンジンの消費量が少ないのでＬＮＧ蒸発器１４によって強制蒸発させるＬＮＧの量を減らすことによりカーゴタンク１内の液層からの蒸発ガス量を減少させ、カーゴタンク１内の圧力が設定圧力よりも低い場合はエンジンの消費量が多いのでＬＮＧ蒸発器１４によって強制蒸発させるＬＮＧの量を増やすことによりカーゴタンク１内の液層からの蒸発ガス量を増加させるように、制御器２２でＬＮＧ蒸発器１４に送るＬＮＧの量が調整される。
【００４７】
また、この実施形態では、ＬＮＧ蒸発器１４からの戻し配管１７の下端をバラスト航海中でも液中となるカーゴタンク１の下部に位置させているので、バラスト航海中でもＬＮＧ蒸発器１４で強制的に蒸発させた強制蒸発ガスをカーゴタンク１内の液中に放出して重質成分が少ない良質の蒸発ガスを安定して得ることができる。
【００４８】
しかも、このようにして行う蒸発ガス（燃料ガス）量の調整は、前記燃料ガス供給装置３と燃料ガス強制蒸発装置４とは独立しているため、それぞれの制御が簡単であるとともに両方を組合わせても簡単な制御で調整することができる。
【００４９】
なお、強制蒸発装置４のＬＮＧ蒸発器１４における加熱量がエンジン２の燃料消費から要求される必要量を超えた場合は一時的に蒸発量が増えるが、蒸発ガスはエンジン２が消費し続けるので、加熱を停止すれぱカーゴタンク１内の圧力は次第に低下する。逆に一時的に加熱量が足らなくとも、ＬＮＧ全体の温度と圧力がわずかに下がるだけであり問題は無い。したがって、カーゴタンク１内のＬＮＧの量によっては、ＬＮＧ蒸発器１４における加熱の実施と停止のみのシンプルなコントロールのみでも良い。
【００５０】
また、熱容量の大きなカーゴタンク１内のＬＮＧを利用しているので、強制蒸発装置４が一時的に過剰な加熱を行ったり、加熱が不足した場合でもカーゴタンク１内の温度や圧力が急激に変化することはなく、安定した運転が可能である。
【００５１】
さらに、軽質成分である窒素はメタンよりも沸点が低いので優先して蒸発しＬＮＧから消失するが、前述したように窒素は元々ＬＮＧ中の含有率が１モル%以下と少ないとともにノッキングの原因物質ではないため、エンジンにノッキングを生じさせることはない。
【００５２】
図３は本願発明の第２実施形態に係る燃料ガス供給システムを示す構成図である。この第２実施形態は、燃料ガス供給装置のバッファタンク７内の燃料ガス圧力を一定に保つための構成が前記第１実施形態とは異なっている。なお、前記第１実施形態と同一の構成には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５３】
図示するように、この第２実施形態では、前記第１実施形態におけるバッファタンク７内の圧力をコンプレッサ５の吐出し量のコントロールで行うのに換えて、コンプレッサ５の吐出し量は一定量を維持したまま、コンプレッサ５の下流の燃料ガスをカーゴタンク１に戻すことによってエンジン２ヘの供給ガス量の調整を行うようにしている。
【００５４】
この実施形態における燃料ガス供給装置３１には、バッファタンク７に設けられた圧力計７と、ガスヒータ６からバッファタンク７ヘ通じる配管９から戻し配管１７を介してカーゴタンク１に通じるように設けられた分岐配管３２と、この分岐配管３２を開閉する制御弁３３と、前記圧力計７で検出した圧力が設定圧力を越えた場合には制御弁３３を開放して前記分岐配管３２からカーゴタンク１に燃料ガスを戻すように制御する制御器３４とが設けられている。前述した燃料ガス強制蒸発装置４は第１実施形態と同一であるため、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
このように構成された第２実施形態の燃料ガス供給システム３５によれば、バッファタンク７に設けられた圧力計１２によってバッファタンク内の圧力を検出し、この圧力が設定圧力を越えた場合には、ガスヒータ６からバッファタンク７ヘ通じる配管９に設けられた分岐配管３２の制御弁３３を制御器３４で開放し、この分岐配管３２からバッファタンク７に供給する燃料ガスの一部をカーゴタンク１に戻すように制御される。
【００５６】
したがって、この第２実施形態によれば、コンプレッサ５による供給ガス量は制御することなく一定運転又は運転と停止の切替えのみでよく、バッファタンク７に供給する燃料ガス量をバッファタンク７内の圧力を設定圧力に保つように、カーゴタンク１に戻すガス量が制御器３４によって調整される。
【００５７】
つまり、通常は配管９からカーゴタンク１へ通じる分岐配管３２の制御弁３３を閉じて運転し、バッファタンク７内の圧力が設定範囲を超えると、この分岐配管３２の制御弁３３を開放してバッファタンク７へ供給する燃料ガスの一部をカーゴタンク１に戻すことによりバッファタンク７への流量を減少させる。
【００５８】
また、この実施形態でも、カーゴタンク１のガス層から得られるメタンを主成分として窒素を含む蒸発ガスＧのみを燃料ガスとしているので、エンジン２にはＬＮＧ液中の重質成分を殆ど含まない良質な燃料ガスを供給することができる。しかも、カーゴタンク１内のＬＮＧの量が少ないバラスト航海においても、ノッキングの原因となる重質成分を殆ど含まない良質な燃料ガスを供給できる。
【００５９】
さらに、この実施形態でも、燃料ガス供給装置３１と前記燃料ガス強制蒸発装置４とは独立しているため、それぞれの制御が簡単であるとともに両方を組合わせても簡単な制御で蒸発ガス量を調整することができる。
【００６０】
なお、この第２実施形態ではガスヒータ６とバッファタンク７との間の配管９からカーゴタンク１に燃料ガスを戻すように構成しているが、コンプレッサ５とガス焚きディーゼルエンジン２との間であれば、この実施形態に限定されるものではない。
【００６１】
また、他の作用効果は前述した第１実施形態の燃料ガス供給システム２５と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
さらに、この第２実施形態では制御弁３３を用いてバッファタンク７に送られる蒸発ガス量を調整するようにしているが、この制御弁３３を用いた調整と前記第１実施形態におけるコンプレッサ５の吐出し量による調整とを組み合わせてガス量を調整するように構成してもよく、ガス量の調整方法は使用条件等に応じて決定すればよい。
【００６３】
なお、前記実施形態では、いずれも２基のカーゴタンク１を備えたＬＮＧ運搬船を例にして説明したが、カーゴタンク１の数は限定されるものではない。
【００６４】
また、コンプレッサ５およびヒータ６を１系統設けているが、これらを２系統設けて故障等に備えるようにしてもよい。
【００６５】
さらに、前述した実施形態は一例を示しており、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本願発明は前述した実施形態に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本願発明に係るＬＮＧ運搬船用エンジンへの燃料ガス供給システムは、ディーゼルエンジンの燃料ガスとして積荷のＬＮＧ中の重質成分を殆ど含まないようにガス化して利用するＬＮＧ運搬船に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本願発明の第１実施形態に係る燃料ガス供給システムを示す構成図である。
【図２】図１に示すII部の拡大断面図である。
【図３】本願発明の第２実施形態に係る燃料ガス供給システムを示す構成図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…カーゴタンク
２…ガス焚きディーゼルエンジン
３…燃料ガス供給装置
４…燃料ガス強制蒸発装置
５…ガスコンプレッサ
６…ガスヒータ
７…バッファタンク
８〜１０…配管
１１…防熱処理
１２…圧力計
１３…制御器
１４…ＬＮＧ蒸発器
１５…ポンプ
１６…配管
１７…戻し配管
１８…小穴
１９…分岐戻り管
２０…制御弁
２１…圧力計
２２…制御器
２３，２４…制御回路
２５…燃料ガス供給システム
３１…燃料ガス供給装置
３２…分岐配管
３３…制御弁
３４…制御器
３５…燃料ガス供給システム
Ｇ…蒸発ガス
ＦＧ…強制蒸発ガス
【図１】
2006063817.tif 000003
【図２】
2006063817.tif 000004
【図３】
2006063817.tif 000005