(57)【要約】【課題】システム全体のエネルギー効率が良好で且つ設備コストも安く済むガス焚き超電導電気推進船を提供する。【解決手段】ＬＮＧ２を貯蔵するカーゴタンク１（燃料タンク）と、該カーゴタンク１内で発生した気化ガス２'を燃料として発電機６のデュエルフュエルエンジン５（駆動機関）へ送る気化ガス供給ライン３と、該気化ガス供給ライン３の途中に装備されて気化ガス２'を昇温するガスヒータ４と、前記発電機６により発電された電力で駆動される推進用の超電導モータ７と、該超電導モータ７を冷却して低温に維持するヒートポンプ１５と、該ヒートポンプ１５での圧縮放熱処理の冷熱源としてカーゴタンク１からＬＮＧ２を送り且つその処理後の気化ガス２'をカーゴタンク１及び前記気化ガス供給ライン３のガスヒータ４入側に導くＬＮＧガス化ライン２６とを備えたガス焚き超電導電気推進船とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＮＧを貯蔵する燃料タンクと、該燃料タンク内で発生した気化ガスを燃料として発電機の駆動機関へ送る気化ガス供給ラインと、該気化ガス供給ラインの途中に装備されて気化ガスを昇温するガスヒータと、前記発電機により発電された電力で駆動される推進用の超電導モータと、該超電導モータを冷却して低温に維持するヒートポンプと、該ヒートポンプでの圧縮放熱処理の冷熱源として燃料タンクからＬＮＧを送り且つその処理後の気化ガスを燃料タンク及び前記気化ガス供給ラインのガスヒータ入側に導くＬＮＧガス化ラインとを備えたことを特徴とするガス焚き超電導電気推進船。
【請求項２】
ＬＮＧガス化ラインが船内の各種機器類を経由する冷却ラインを並列に備えていることを特徴とする請求項１に記載のガス焚き超電導電気推進船。
【請求項３】
燃料タンクがカーゴタンクであることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス焚き超電導電気推進船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス焚き超電導電気推進船に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＬＮＧ（液化天然ガス）を輸送するＬＮＧ船においては、積荷（Cargo）としてのＬＮＧのボイルオフガスをディーゼル発電機の燃料として利用し、その発電した電力で電動モータを駆動して推進するようにしたガス焚き電気推進船が就航しているが、更なる高効率の電気推進システムの実現を図るべく超電導モータを採用したガス焚き超電導電気推進船の開発が検討されている。
【０００３】
図２は既存のシステムの組み合わせから成る従来提案のガス焚き超電導電気推進船の一例を示すもので、図２中の符号１は積荷であるＬＮＧ２を貯えたカーゴタンク１（特に燃料用として別タンクを設置することも可）を示し、該カーゴタンク１内で発生した気化ガス２'（ボイルオフガス）を気化ガス供給ライン３によりガスヒータ４を介し昇温してからデュエルフュエルエンジン５に供給し、デュエルフュエルエンジン５にて燃料として利用して発電機６を駆動し、その発電した電力を推進用の超電導モータ７に供給するようしてある。
【０００４】
また、前記カーゴタンク１内に貯溜する液相のＬＮＧ２の一部が必要に応じタンク底部からポンプ８付きのＬＮＧガス化ライン９により抜き出されてベーパライザ１０を介し気化され、その気化ガス２'も前記気化ガス供給ライン３におけるガスヒータ４出側に合流されてデュエルフュエルエンジン５に燃料として供給できるようになっている。
【０００５】
尚、前記ガスヒータ４及びベーパライザ１０には、例えば船内のボイラ設備等から蒸気１１を導いて熱源として利用すれば良く、また、前記デュエルフュエルエンジン５には、熱源の確保が難しい立ち上げ時等に適宜に重油タンク１２から重油１３を導いて燃料として利用できるようにもなっている。
【０００６】
一方、超電導モータ７は、ヘリウムを冷媒１４とするヒートポンプ１５により−１９６℃付近まで冷却されるようになっており、より具体的には、圧縮機１６により圧縮して高温高圧のヘリウムガスとなった冷媒１４を凝縮器１７に導き、ここで、後述するセントラル清水冷却システム１８から導いた清水１９と熱交換させることで冷やして中温高圧のヘリウムの液体とし、これを超電導モータ７の直前の膨張弁２０で膨張させて蒸発させ、超電導モータ７の界磁コイルや電機子コイルから蒸発熱を奪うことで超電導化条件温度までの冷却を図り、超電導モータ７から出たヘリウムガスを再び圧縮機１６へ戻して循環させるようにしている。
【０００７】
ここに図示している例では、ヒートポンプ１５の凝縮器１７で行われる圧縮放熱処理の冷熱源としてセントラル清水冷却システム１８から導いた清水１９が用いられているが、このセントラル清水冷却システム１８とは、船内の各種機器類２１の冷却を閉鎖回路２２を循環する清水１９により行うようにしたものであり、前記ヒートポンプ１５の凝縮器１７や各種機器類２１を経由して暖まった清水１９は、閉鎖回路２２の途中の清水クーラ２３にて船外から取り込んだ海水２４で熱交換されて冷却されるようになっている。
【０００８】
尚、本発明に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１や特許文献２等が既に存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１８６８１５号公報
【特許文献２】特開２００５−１８３４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図２に示す如き既存のシステムを組み合わせた従来提案のガス焚き超電導電気推進船では、超電導モータ７の冷却過程で得られる熱が海水と熱交換されて無駄に海へ捨てられることになり、しかも、カーゴタンク１内で発生した気化ガス２'（ボイルオフガス）をガスヒータ４で昇温するための熱や、カーゴタンク１内から抜き出した液相のＬＮＧ２をベーパライザ１０で蒸発させるための熱を船内設備で確保しなければならないため、システム全体のエネルギー効率が悪くなるという問題があり、また、超電導モータ７の冷却システムと、ＬＮＧ２を蒸発させる加熱システムとが個別に必要となることによりシステム構成が複雑なものとなって設備コストが高くつくという問題もあった。
【００１１】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、システム全体のエネルギー効率が良好で且つ設備コストも安く済むガス焚き超電導電気推進船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】
【００１２】
本発明は、ＬＮＧを貯蔵する燃料タンクと、該燃料タンク内で発生した気化ガスを燃料として発電機の駆動機関へ送る気化ガス供給ラインと、該気化ガス供給ラインの途中に装備されて気化ガスを昇温するガスヒータと、前記発電機により発電された電力で駆動される推進用の超電導モータと、該超電導モータを冷却して低温に維持するヒートポンプと、該ヒートポンプでの圧縮放熱処理の冷熱源として燃料タンクからＬＮＧを送り且つその処理後の気化ガスを燃料タンク及び前記気化ガス供給ラインのガスヒータ入側に導くＬＮＧガス化ラインとを備えたことを特徴とするガス焚き超電導電気推進船、に係るものである。
【００１３】
而して、このようにすれば、ＬＮＧガス化ラインにより燃料タンクからＬＮＧがヒートポンプに送られ、該ヒートポンプでの圧縮放熱処理の冷熱源として利用されることで超電導モータの冷却に寄与する一方、ＬＮＧ自体が気化ガスとなって燃料タンク及び前記気化ガス供給ラインのガスヒータ入側に導かれ、燃料タンク内で発生した気化ガスと一緒にガスヒータで昇温されてから駆動機関に供給され、該駆動機関で燃料として使用されて発電機にて発電が行われ、その発電した電力が推進用の超電導モータに供給されて該超電導モータが駆動されることになる。
【００１４】
また、本発明においては、ＬＮＧガス化ラインが船内の各種機器類を経由する冷却ラインを並列に備えていることが好ましく、このようにすれば、各種機器類の排熱をＬＮＧのガス化に有効に利用することが可能となると共に、セントラル清水冷却システムの一部又は全てを省略して設備コストの更なる削減を図ることが可能となる。
【００１５】
更に、本発明においては、燃料タンクがカーゴタンクであっても良く、このようにすれば、積荷（Cargo）としてのＬＮＧを発電機の駆動機関の燃料として利用することが可能となり、燃料タンクをカーゴタンクと別に装備しなくても済んで設備コストの更なる削減を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
上記した本発明のガス焚き超電導電気推進船によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１７】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、燃料タンク内のＬＮＧを燃料として発電機の駆動機関へ供給する前に超電導モータを冷却するための冷熱源として使用し、超電導モータの冷却過程で得られる熱をＬＮＧの気化に利用するようにしているので、システム全体のエネルギー効率を大幅に向上することができ、しかも、超電導モータを冷却するシステムと、ＬＮＧを蒸発させるシステムとを統合して単一のシステムとすることにより、システム構成を簡素化して設備コストの大幅な削減を図ることができる。
【００１８】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、各種機器類の排熱をＬＮＧのガス化に有効に利用することができると共に、セントラル清水冷却システムの一部又は全てを省略して設備コストの更なる削減を図ることができる。
【００１９】
（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、積荷（Cargo）としてのＬＮＧを発電機の駆動機関の燃料として利用することができ、燃料タンクをカーゴタンクと別に装備しなくても済んで設備コストの更なる削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す系統図である。
【図２】従来例を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２３】
本形態例では、先の図２において、ヒートポンプ１５の凝縮器１７で行われる圧縮放熱処理の冷熱源としてセントラル清水冷却システム１８（図２参照）から導いた清水１９（図２参照）を用いていたことに替えて、ヒートポンプ１５の凝縮器１７で行われる圧縮放熱処理の冷熱源としてカーゴタンク１（燃料タンク）からポンプ２５を介しＬＮＧ２を送り且つその処理後の気化ガス２'をカーゴタンク１及び気化ガス供給ライン３のガスヒータ４入側に導くＬＮＧガス化ライン２６を新たに備える一方、図２のシステム構成で採用されていたところのカーゴタンク１内のＬＮＧ２をベーパライザ１０（図２参照）を介し気化ガス２'として気化ガス供給ライン３のガスヒータ４出側に合流するＬＮＧガス化ライン９（図２参照）を廃止している。
【００２４】
また、特に本形態例においては、ＬＮＧガス化ライン２６が船内の各種機器類２１を経由する冷却ライン２７を並列に備えており、これら各冷却ライン２７を流れるＬＮＧ２が前記各種機器類２１の冷却を行うようになっていて、該各種機器類２１の冷却を行うことでもＬＮＧ２の気化が促進されるようになっている。
【００２５】
而して、このようにガス焚き超電導電気推進船を構成すれば、ＬＮＧガス化ライン２６によりカーゴタンク１からＬＮＧ２がヒートポンプ１５に送られ、該ヒートポンプ１５での圧縮放熱処理の冷熱源として利用されることで超電導モータ７の冷却に寄与する一方、ＬＮＧ２自体が気化ガス２'となってカーゴタンク１及び前記気化ガス供給ライン３のガスヒータ４入側に導かれ、カーゴタンク１内で発生した気化ガス２'と一緒にガスヒータ４で昇温されてからデュエルフュエルエンジン５（発電機６の駆動機関）に供給され、該デュエルフュエルエンジン５で燃料として使用されて発電機６にて発電が行われ、その発電した電力が推進用の超電導モータ７に供給されて該超電導モータ７が駆動されることになる。
【００２６】
ここで、付言しておくと、ＬＮＧガス化ライン２６により気化ガス供給ライン３のガスヒータ４入側に導かれる気化ガス２'は、超電導モータ７の冷却過程で得られた熱により比較的温度が上がっているため、ガスヒータ４での熱交換のために投入される熱源の必要量は、図２の場合のようにカーゴタンク１内で発生した気化ガス２'（ボイルオフガス）だけを対象として昇温する場合よりも少なくて済む。
【００２７】
以上に述べた如きガス焚き超電導電気推進船によれば、カーゴタンク１内のＬＮＧ２を燃料として発電機６のデュエルフュエルエンジン５へ供給する前に超電導モータ７を冷却するための冷熱源として使用し、超電導モータ７の冷却過程で得られる熱をＬＮＧ２の気化に利用するようにしているので、システム全体のエネルギー効率を大幅に向上することができ、しかも、超電導モータ７を冷却するシステムと、ＬＮＧ２を蒸発させるシステムとを統合して単一のシステムとすることにより、システム構成を簡素化して設備コストの大幅な削減を図ることができる。
【００２８】
また、特に本形態例においては、ＬＮＧガス化ライン２６が船内の各種機器類２１を経由する冷却ライン２７を並列に備えているので、各種機器類２１の排熱をＬＮＧ２のガス化に有効に利用することができると共に、セントラル清水冷却システムの一部又は全てを省略して設備コストの更なる削減を図ることができる。
【００２９】
更に、本形態例では、積荷であるＬＮＧ２を貯えたカーゴタンク１を燃料タンクとしているので、積荷（Cargo）としてのＬＮＧ２を発電機６のデュエルフュエルエンジン５の燃料として利用することができ、燃料タンクをカーゴタンク１と別に装備しなくても済んで設備コストの更なる削減を図ることができる。
【００３０】
尚、本発明のガス焚き超電導電気推進船は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、図示例では燃料タンクがカーゴタンクである場合を例示しているが、燃料タンクをカーゴタンクとは別に装備するようにしても良いこと、また、ヒートポンプの冷媒は必ずしもヘリウムに限定されないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３１】
１  カーゴタンク（燃料タンク）
２  ＬＮＧ
２'  気化ガス
３  気化ガス供給ライン
４  ガスヒータ
５  デュエルフュエルエンジン（駆動機関）
６  発電機
７  超電導モータ
１５  ヒートポンプ
２１  各種機器類
２６  ＬＮＧガス化ライン
２７  冷却ライン
【図１】
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【図２】
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