(57)【要約】【課題】簡略な構成、かつ簡単な制御によりガス圧縮機で発生する熱を利用して強制気化器を加熱できるシステムを提供する。【解決手段】液化ガスを貯留する貨物タンクで発生するボイルオフガスを圧縮するガス圧縮機で発生する熱をガス圧縮機冷却部４６において清水で吸収する。清水をポンプ４２により循環させ、貨物タンクの液化ガスを強制気化するための強制気化器３６に送り、ガス圧縮機冷却部４６において吸収した清水の熱を放出する。これによりガス圧縮機で発生する熱を強制気化器３６における液化ガスの加熱に利用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイルオフガスを圧縮するガス圧縮機で発生する熱を熱媒体で吸収し、前記ガス圧縮機を冷却する吸熱手段と、
液化ガスを強制気化するための強制気化器、および／または、ボイルオフガスを加熱するためのボイルオフガスヒータに前記熱媒体の熱を供給する放熱手段とを備え、
前記ガス圧縮機で発生する熱を前記強制気化器における液化ガス、および／または、前記ボイルオフガスヒータにおけるボイルオフガスの加熱に利用する
ことを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記放熱手段の上流側に、前記熱媒体を加熱するためのヒータを備えることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記熱媒体を循環するための熱媒体循環手段を備えることを特徴とする請求項１〜２の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項４】
前記吸熱手段の上流側に、前記熱媒体を冷却するためのクーラを備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記熱媒体の熱を前記ボイルオフガスに供給する放熱手段を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記熱媒体に熱交換器を介して接する第１熱媒体と第２熱媒体が含まれ、前記第１熱媒体が前記吸熱手段において吸熱し、前記第２熱媒体が前記放熱手段において放熱することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項７】
前記第２熱媒体を加熱するヒータを備えることを特徴とする請求項６に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記第１熱媒体を冷却するクーラを備えることを特徴とする請求項６に記載の冷却システム。
【請求項９】
前記ガス圧縮機および前記強制気化器からのガスが船舶の少なくとも主機、発電機、ボイラの何れか１つの燃料として使用されることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項１０】
前記ガス圧縮機、および／または、前記ボイルオフガスヒータからのガスが、船舶の少なくとも主機、発電機、ボイラの何れか１つの燃料として使用されることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載の冷却システムを備えたことを特徴とする船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガスを強制気化させるための気化器の加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液化ガスを燃料として使用する船舶では、タンク内のボイルオフガス（ＢＯＧ）や、タンク内の液化ガスを強制気化して得られたガスを燃料として使用する構成が知られている。またＢＯＧを圧縮する際の熱を強制気化する液化ガスの加熱に用いる構成も提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１９４１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の構成では、ガス圧縮機で圧縮されたＢＯＧ、およびＢＯＧ圧縮時の熱を利用して液化ガスを加熱するとともに別途熱媒体等を利用して液化ガスを加熱して強制気化させている。しかし、気化器の構成が複雑であり、ＢＯＧ圧縮機の排熱は、ＢＯＧの圧縮時の熱しか利用できていない。また熱媒体の加熱に主機のジャケットの排熱を利用する場合、機関室と機関室から離れたガス機器室との間で熱媒体が輸送される間にエネルギーロスが発生する。
【０００５】
本発明は、簡略な構成、かつ簡単な制御によりガス圧縮機で発生する熱を利用して強制気化器を加熱できるシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の冷却システムは、ボイルオフガスを圧縮するガス圧縮機で発生する熱を熱媒体で吸収し、ガス圧縮機を冷却する吸熱手段と、液化ガスを強制気化するための強制気化器、および／または、ボイルオフガスを加熱するためのボイルオフガスヒータに熱媒体の熱を供給する放熱手段とを備え、ガス圧縮機で発生する熱を強制気化器における液化ガス、および／または、ボイルオフガスヒータにおけるボイルオフガスの加熱に利用することを特徴としている。
【０００７】
強制気化器に常に十分な熱を供給するには、放熱手段の上流側に、熱媒体を加熱するためのヒータを備えることが好ましい。冷却システムは、例えば熱媒体を循環するための熱媒体循環手段を備える。冷却システムは、吸熱手段の上流側に、例えば熱媒体を冷却するためのクーラを備える。また、燃料ガス供給においてボイルオフガスを加熱する場合には、熱媒体の熱をボイルオフガスに供給する放熱手段を備えてもよい。
【０００８】
例えば、熱媒体に熱交換器を介して接する第１熱媒体と第２熱媒体が含まれ、第１熱媒体は吸熱手段において吸熱し、第２熱媒体は放熱手段において放熱する。また、好ましくは、第２熱媒体を加熱するヒータを備える。また、例えば第１熱媒体を冷却するクーラを備える。ガス圧縮機および強制気化器からのガスは、例えば船舶の少なくとも主機、発電機、ボイラの何れか１つの燃料として使用される。ガス圧縮機、および／または、ボイルオフガスヒータからのガスは、船舶の少なくとも主機、発電機、ボイラの何れか１つの燃料として使用される。
【０００９】
本発明の船舶は、上記冷却システムの何れかを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡略な構成、かつ簡単な制御によりガス圧縮機で発生する熱を利用して強制気化器を加熱できるシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態のガス機器冷却システムが適用される液化ガス燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態のガス機器冷却システムのブロック図である。
【図３】第１実施形態の変形例のガス機器冷却システムのブロック図である。
【図４】第２実施形態のガス機器冷却システムのブロック図である。
【図５】第２実施形態の変形例のガス機器冷却システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の強制気化器加熱装置が採用される液化ガス燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【００１３】
本実施形態の液化ガス燃料供給システム１０は、例えばＬＮＧなどの液化ガスを主機１２の燃料とするとともに、液化ガスを複数の貨物タンク１４に貯留し運搬する液化ガス運搬船に搭載される。液化ガスが貯留される貨物タンク１４の上方には、貨物タンク１４内で発生するボイルオフガス（ＢＯＧ）を、主機１２、ガス焚き発電機エンジン１６、ガス焚きボイラ１８など、液化ガス燃料を消費する装置へと供給する燃料ガス供給管２０が接続される。燃料ガス供給管２０は、ガス圧縮機２４へ接続される。ガス圧縮機２４は、例えば多段式の圧縮機であり、最終段では主機１２の要求圧にまで気化された燃料ガスが圧縮され、主機１２へと供給される。また、例えば中段からは発電機エンジン１６やボイラ１８へ、圧縮された燃料ガスを必要に応じて供給可能である。
【００１４】
貨物タンク１４内の底部近くには、液ポンプ３４が設けられ、貨物タンク１４に貯留された液化ガスは、液ポンプ３４により強制気化器３６へと送出可能である（液ポンプ３４には、専用の燃料ガスポンプを使用してもよいが、貨物タンク１４内のスプレー作業に用いられるスプレーポンプと兼用してもよい）。強制気化器３６へ送られた液化ガスは、強制的に気化され、強制気化ガス供給管３８を通して貨物タンク１４とガス圧縮機２４との間を結ぶ燃料ガス供給管２０へと供給可能である。
【００１５】
図２は、第１実施形態のガス機器冷却システムの構成を示すブロック図である。
【００１６】
第１実施形態のガス機器冷却システム４０は、各種のガス機器の冷却に用いられる。ガス機器冷却システム４０は、例えば清水を熱媒体として使用する冷却システムであり、清水はポンプ（熱媒体循環手段）４２によりガス機器冷却システム４０内を循環され、クーラ４４において冷却可能である。なお、温度調節弁４０Ｖによって、クーラ４４で冷却された清水とクーラをバイパスする清水を混合し、温度調節弁４０Ｖ出口の清水温度を一定となるように調整する。
【００１７】
第１実施形態のガス機器冷却システム４０では、ポンプ４２から吐出された清水（熱媒体）の少なくとも一部は、流通経路において直列に配列されるガス圧縮機２４のガス圧縮機冷却部（圧縮機本体の冷却、潤滑油クーラ、ガスクーラなどを含む吸熱手段）４６、ヒータ４８、強制気化器（放熱手段を含む）３６を順次流通した後、温度調節弁４０Ｖの開度に応じて、クーラ４４を通して、あるいはクーラ４４をバイパスして、ポンプ４２へと戻される。また、第１実施形態のガス機器冷却システム４０において、ガス圧縮機２４と強制気化器３６以外のガス機器（その他のガス機器）４９には、ガス圧縮機冷却部のラインに並列に清水が供給され、クーラ４４を通して、あるいはバイパスして、ポンプ４２へと戻される。なおその他のガス機器４９は無くても本発明は成立する。
【００１８】
すなわち、クーラ４４において冷却された清水（熱媒体）は、ガス圧縮機冷却部４６において、ボイルオフガスの圧縮で発生する熱を吸収してガス圧縮機２４を冷却し、吸収した熱を強制気化器３６で放出し、液化ガスの強制気化に利用する。また、ヒータ４８は、蒸気、熱媒油または電気を用いて清水を加熱することができ、ガス圧縮機２４から排出される熱が強制気化器３６での液化ガスの気化に十分でない場合に起動される。なお、ガス機器冷却システム４０の全ては、ガス機器室内に設置される。また、ガス機器室に隣接して電動機室を設置する場合、ポンプ４２、ヒータ４８、クーラ４４および温度調節弁４０Ｖの全て若しくは一部は、電動機室に設置してもよい。
【００１９】
以上のように、第１実施形態によれば、ガス機器冷却システムを利用して強制気化器に熱を供給しているため極めて簡略な構成で液化ガスを強制気化させられ、かつその制御も容易である。また、ガス機器冷却システムを利用することで、吸熱部であるガス圧縮機冷却部と放熱部である強制気化器が同じガス機器室内に配置できるため、両者間の距離が短く、熱媒体輸送時のエネルギーロスが低減される。
【００２０】
次に図３を参照して第１実施形態の変形例について説明する。図３は、第１実施形態の変形例のガス機器冷却システムの構成を示すブロック図である。第１実施形態では、熱媒体を利用してガス圧縮機で発生した熱を取り出し、この熱を強制気化器において液化ガスに供給し気化させた。しかし、変形例では、この熱を更にボイルオフガスの加熱に利用可能とする。なお、第１実施形態と同一の構成に関しては同一参照符号を用いその説明は省略する。
【００２１】
第１実施形態の変形例のガス機器冷却システム５０では、熱媒体が強制気化器３６と並列にＢＯＧヒータ５２へと供給可能である。すなわち、ポンプ４２から送出された清水（熱媒体）は、ガス圧縮機冷却部４６およびヒータ４８を介して加熱された後、強制気化器３６に供給されるとともに、これに並列に設けられ、ボイルオフガスの加熱に用いられるＢＯＧヒータ５２へと供給される。強制気化器３６およびＢＯＧヒータ５２で放熱した清水は、再び１つになってクーラ４４、ポンプ４２へと戻される。
【００２２】
以上のように、第１実施形態の変形例においても、第１実施形態と略同様の効果を得ることができる。また、例えば熱媒体が強制気化器に十分な熱量を輸送する場合には、同熱媒体を更にＢＯＧの加熱にも利用することができる。なお、第１実施形態および第２実施形態の冷却システムには清水に代えて水とエチレングリコールの混合液（以下、グリコール水）などの他の熱媒体を使用してもよい。グリコール水を使用すると比熱が清水よりも小さいため、必要な冷却水流量が増加する可能性があるが、凍結し難いグリコール水を用いることで、熱媒体が液化ガスや低温のボイルオフとの熱交換により凍結される可能性が低減される。
【００２３】
次に図４のブロック図を参照して、第２実施形態のガス機器冷却システムの構成について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同一の参照符号を用い、その説明を省略する。
【００２４】
第１実施形態のガス機器冷却システム４０では、１系統の熱媒体（清水）を通してガス圧縮機２４で吸熱し、強制気化器３６で放熱したが、第２実施形態のガス機器冷却システム５３では、２系統の熱媒体が用いられる。すなわち、ガス圧縮機２４からの熱は第１熱媒体に吸収され、強制気化器３６には第１熱媒体と熱交換を行う第２熱媒体から熱が供給される。
【００２５】
本実施形態では、第１熱媒体として清水が用いられ、第２熱媒体としてグリコール水が用いられる。第１実施形態と同様に、第１熱媒体に用いられる清水は、ポンプ４２により循環され、ポンプ４２から吐出された清水は、並列に接続されるガス圧縮機冷却部４６とその他のガス機器４９にそれぞれ分配して供給される。第２実施形態において、ガス圧縮機冷却部４６の下流側には、清水（第１熱媒体）とグリコール水（第２熱媒体）との間で熱交換を行うことでグリコール水を加熱する熱交換器５４が設けられ、熱交換器５４を介した清水は、クーラ４４、ポンプ４２へと戻される。
【００２６】
一方、グリコール水は、ポンプ５６により循環され、ポンプ５６から吐出されたグリコール水は、ヒータ５８を介して強制気化器３６へと送られ、その後、熱交換器５４を介してポンプ５６へと戻される。ヒータ５８は、蒸気、熱媒油または電気を用いてグリコール水を加熱することができ、熱交換器５４を通したグリコール水の加熱が十分でない場合、すなわちガス圧縮機２４から排出される熱が強制気化器３６での液化ガスの気化に十分でない場合に起動される。なお、第２実施形態のガス機器冷却システム５３の全ては、ガス機器室内に設置される。また、ガス機器室に隣接して電動機室を設置する場合、ポンプ４２、クーラ４４、温度調節弁４０Ｖ、ヒータ５８、熱交換器５４およびポンプ５６の全て若しくは一部は、電動機室に設置してもよい。
【００２７】
以上のように、第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、第２実施形態では、強制気化器への熱供給を行う第２熱媒体に、第１熱媒体である清水よりも凍結し難いグリコール水を用いたため、熱媒体が液化ガスや低温のボイルオフガスとの熱交換により凍結される可能性が低減される。これにより、より信頼性が向上され、その他のガス機器には清水を使用することができるので、その他のガス機器の冷却部を清水仕様のままとすることができる。
【００２８】
次に図５を参照して第２実施形態の変形例について説明する。図５は、第２実施形態の変形例のガス機器冷却システムの構成を示すブロック図である。第２実施形態では、第１熱媒体を利用してガス圧縮機で発生した熱を取り出すとともに、熱交換器を介して第１熱媒体と接する第２熱媒体を用いて強制気化器の液化ガスにガス圧縮機で発生した熱を供給し気化させた。しかし、第２実施形態の変形例では、第２熱媒体を利用して更にボイルオフガスを加熱可能とする。なお、第２実施形態と同一の構成に関しては同一参照符号を用いその説明は省略する。
【００２９】
第２実施形態の変形例のガス機器冷却システム６０では、第２熱媒体であるグリコール水が強制気化器３６と並列にＢＯＧヒータ５２へと供給可能である。すなわち、熱交換器５４で加熱されたグリコール水（第２熱媒体）は、ポンプ５６によって、ヒータ５８を介して加熱された後、強制気化器３６に供給されるとともに、これに並列に設けられたＢＯＧヒータ５２へと供給される。強制気化器３６およびＢＯＧヒータ５２で放熱したグリコール水は、再び１つになって熱交換器５４へと戻される。
【００３０】
以上のように、第２実施形態の変形例においても、第２実施形態と略同様の効果を得ることができる。また、例えば第２熱媒体が強制気化器に十分な熱量を輸送する場合には、第２熱媒体を更にＢＯＧの加熱にも利用することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、第１熱媒体（第１実施形態では熱媒体）の一つおよび第２熱媒体としてグリコール水を例に説明を行なったが、強制気化器やＢＯＧヒータにおいて凍結し難い熱媒体であればこれに限定されるものではなく、他の熱媒体であってもよい。また、第１実施形態、第２実施形態では、熱媒体によって強制気化器を加熱したが、強制気化器を持たずにＢＯＧヒータのみを装備する場合は、強制気化器に代えてＢＯＧヒータのみを加熱する構成としてもよい。
【００３２】
また、第１実施形態、第２実施形態では液化ガスを貨物として輸送する液化ガス運搬船を例に説明したが、本実施形態は、液化ガス輸送船以外の液化ガスを燃料として利用する液化ガス燃料船（液化ガス燃料タンクを有する）に適用することもできる。
【符号の説明】
【００３３】
１０  液化ガス燃料供給システム
１２  主機
１４  貨物タンク
２４  ガス圧縮機
３４  液ポンプ
３６  強制気化器
４０、５０、５３、６０  ガス機器冷却システム
４０Ｖ  温度調節弁
４２、５６  ポンプ
４４  クーラ
４６  ガス圧縮機冷却部（吸熱手段）
４８、５８  ヒータ
４９  その他のガス機器
５２  ＢＯＧヒータ
５４  熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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