(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を貯蔵する燃料タンクよりも前記燃料の流れ方向の下流側であり、前記燃料を消費する機関よりも前記燃料の流れ方向の上流側に位置するケース内にて前記燃料の脱気を行うエアセパレーターであって、
前記ケース内にて前記燃料を冷却する冷却手段を一体的に備え、前記冷却手段は前記燃料タンクからの前記燃料を冷却媒体で冷却することを特徴とするエアセパレーター。
【請求項２】
前記燃料は、低粘度のマリーンガスオイルであることを特徴とする請求項１記載のエアセパレーター。
【請求項３】
前記冷却手段は、前記ケース内に配置され、前記ケース内を流れる前記燃料を冷却する冷却流路を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のエアセパレーター。
【請求項４】
前記冷却手段は、前記ケース外の周囲に配置され、前記ケース内を流れる前記燃料を冷却する冷却流路を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のエアセパレーター。
【請求項５】
前記ケースには、前記燃料タンクから前記燃料が流入される燃料入口パイプと、リターン燃料が流入されるリターン燃料入口パイプと、が設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のエアセパレーター。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載のエアセパレーターを備え、
前記エアセパレーターの前記ケース内に前記燃料を流入させ、当該エアセパレーターを通ることにより脱気され冷却された前記燃料を、前記機関に供給することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項７】
前記機関は、ボイラであることを特徴とする請求項６に記載の燃料供給システム。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の燃料供給システムを搭載し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、エアセパレーター及び燃料供給システム並びに船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、船舶から排出される大気汚染物質を抑制するための様々な規制が行われている。例えば、欧州、北米等の沿岸の海域を船舶が航行する場合には、低硫黄（燃料油に含まれる硫黄分濃度が０．１０％以下）・低粘度（４０°Ｃでの粘度が１．５〜２．０ｃＳｔ（センチストークス））の燃料油の使用が義務付けられている。
【０００３】
規制前の船舶では、例えばＣ重油等の高硫黄（燃料油に含まれる硫黄分濃度が３．５％以下）・高粘度（５０°Ｃでの粘度が１８０〜７００ｃＳｔ）の燃料油が用いられている。このような高硫黄・高粘度燃料を後段の機器に供給するための燃料供給システムにあっては、供給流路中のポンプに流入する燃料油の粘度が、１３〜１８ｃＳｔ程度に設定されている。このため、粘度を低めるべく、高硫黄・高粘度燃料を加熱器で加熱し、所定の粘度にしてからポンプに流入させるようにしている。ここで、上述した低硫黄・低粘度燃料を使用する場合には、高硫黄・高粘度燃料の場合とは逆に粘度を高めるべく、低硫黄・低粘度燃料を冷却し、所定の粘度にしてからポンプに流入させる必要がある。
【０００４】
このような低硫黄・低粘度燃料に対応し得る燃料供給系統が、以下の特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載の燃料供給系統は、低粘度燃料を貯留する第１燃料油タンク及び高粘度燃料を貯留する第２燃料油タンクと、主機関、補機関又はボイラ等とを燃料油供給配管により接続すると共に、上流側から下流側に向かう燃料油供給配管の途中に、タンク内の燃料を下流に圧送するための燃料油供給ポンプ、濾過器として機能するフィルター、燃料を所定の圧力に保ったまま一時的に貯留するためのバッファチャンバー、バッファチャンバーの燃料を下流に圧送するための燃料油循環ポンプ、冷却又は加熱を行う熱交換器、上記主機関、補機関又はボイラ等に燃料を圧送するための燃料ポンプ等を、この順に備える。熱交換器は、上流から供給される低粘度燃料又は高粘度燃料に応じて冷却又は加熱を選択する。バッファチャンバーは、これより上流の燃料油供給ポンプで燃料油が加圧されることから、燃料油の脱気を行う所謂エアセパレーターとしても機能するのが一般的である。従って、以下、単にエアセパレーターと呼ぶ。
【０００５】
そして、このような燃料供給系統によれば、低粘度燃料を用いる場合には、第１燃料油タンクの低粘度燃料が燃料油供給ポンプにより下流に圧送され、フィルターを通ることにより固形粒子、スラッジ等が除去され、エアセパレーターにおいて一時的に貯留され脱気が行われてから燃料油循環ポンプにより熱交換器に流入し、冷却器とされた熱交換器により冷却され粘度が高められてから、燃料ポンプにより後段の主機関、補機関又はボイラ等に供給される。
【０００６】
また、高粘度燃料を用いる場合には、第２燃料油タンクの高粘度燃料が燃料油供給ポンプにより下流に圧送され、フィルター、エアセパレーター、燃料油循環ポンプを介して熱交換器に流入し、加熱器とされた熱交換器により加熱され粘度が低められてから、燃料ポンプにより後段の主機関、補機関又はボイラ等に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１７６６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、上記燃料供給系統にあっては、燃料油タンクと燃料ポンプとを繋ぐ燃料油供給配管の途中に、燃料油供給ポンプ、フィルター、エアセパレーター、燃料油循環ポンプ、熱交換器等の多様な機器が配置されているため、相応のスペースが必要になると共に、機器や配管の配置に制限が生じることになり、従って、改善が求められている。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、省スペース化を図ることができると共に、機器や配管の配置の自由度を高めることができるエアセパレーター及び燃料供給システム並びに船舶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】
【００１０】
本発明によるエアセパレーターは、ケース内を流れる燃料の脱気を行うエアセパレーターであって、ケース内を流れる燃料を冷却する冷却手段を一体的に備えることを特徴としている。なお、ここでいうケースとは、エアセパレーターを構成する胴体のことである。
【００１１】
このようなエアセパレーターによれば、エアセパレーターのケース内を流れる燃料を冷却する冷却手段を一体的に備えるため、従来エアセパレーターの後段で燃料を冷却していた冷却器が不要となり、従来個別に必要であった２個の機器を１個にすることができる。これにより、省スペース化を図ることができると共に、機器や配管の配置の自由度を高めることができる。
【００１２】
ここで、上記作用を好適に奏する燃料としては、具体的には、低粘度のマリーンガスオイルが挙げられる。
【００１３】
また、冷却手段としては、具体的には、ケース内に配置され、ケース内を流れる燃料を冷却する冷却流路を備える構成が挙げられる。
【００１４】
また、冷却手段としては、具体的には、ケース外に配置され、ケース内を流れる燃料を冷却する冷却流路を備える構成も挙げられる。
【００１５】
また、本発明による燃料供給システムは、上記エアセパレーターを備え、エアセパレーターのケース内に燃料を流入させ、当該エアセパレーターを通ることにより脱気され冷却された燃料を、後段に供給することを特徴としている。
【００１６】
このような燃料供給システムによれば、上記エアセパレーターを備えるため、省スペース化を図ることができると共に、機器や配管の配置の自由度を高めることができる。
【００１７】
また、本発明による船舶は、上記燃料供給システムを搭載したことを特徴としている。
【００１８】
このような船舶によれば、上記燃料供給システムを備えるため、省スペース化を図ることができると共に、機器や配管の配置の自由度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
このような本発明によれば、省スペース化が図られると共に、機器や配管の配置の自由度が高められるエアセパレーター及び燃料供給システム並びに船舶を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエアセパレーターを備えた燃料供給システムを示す概略構成図である。
【図２】図１のII-II矢視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るエアセパレーターを備えた燃料供給システムを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明によるエアセパレーター及び燃料供給システムの好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るエアセパレーターを備えた燃料供給システムを示す概略構成図、図２は、図１のII-II矢視図である。本実施形態の燃料供給システムは、船舶に搭載され、規制海域を船舶が航行する際に使用が義務付けられている低硫黄（燃料油に含まれる硫黄分濃度が０．１０％以下）・低粘度（４０°Ｃでの粘度が１．５〜２．０ｃＳｔ）燃料を供給するためのものであり、船舶のボイラに対して適用されるものである。
【００２２】
図１に示すように、燃料供給システム１００は、燃料タンク１とボイラとを燃料供給配管Ｌ１により接続すると共に、上流側から下流側に向かう燃料供給配管Ｌ１の途中に、ポンプＰ１、エアセパレーター２、ポンプＰ２を、この順に備える。
【００２３】
燃料タンク１は、低硫黄・低粘度燃料を貯留するためのものである。ポンプＰ１は、燃料タンク１の低硫黄・低粘度燃料をエアセパレーター２に圧送するためのものである。ポンプＰ２は、エアセパレーター２を通過した燃料をボイラに圧送するためのものであり、流入する燃料の粘度が、１３〜１８ｃＳｔ程度に設定されている。
【００２４】
エアセパレーター２は、流入する低硫黄・低粘度燃料を、脱気すると共に冷却するためのものである。このエアセパレーター２は、その外観が、円筒体の両端を閉じて立てた形状を成し、その内部に低硫黄・低粘度燃料を流しながら脱気を行う所謂エアセパレートチューブの様相を呈している。
【００２５】
エアセパレーター２の外郭はケース（ケーシング）２ｘにより形成され、ケース２ｘは、ケース上部２ａ、ケース下部２ｂ及びケース胴部２ｃを備える。ケース上部２ａは、上方にドーム状に突出するように湾曲し、ケース下部２ｂは、下方にドーム状に突出するように湾曲し、ケース上部２ａとケース下部２ｂとの間のケース胴部２ｃは、円筒状に構成される。なお、ケース上部２ａ及びケース下部２ｂの湾曲形状は一例であり、後述の複数の冷却パイプ２ｍを集合できる空間であれば、その形状は限定されるものではない。
【００２６】
ケース上部２ａの中央には脱気ガスを外部に放出するための脱気ガス出口２ｄが開口される。ケース上部２ａの中央から離れた位置には、冷却媒体をケース２ｘ内に流入させるための冷却媒体入口パイプ２ｅが設けられる。ケース下部２ｂには、ケース２ｘ内を流れた冷却媒体を外部に流出させるための冷却媒体出口パイプ２ｆが設けられる。ケース胴部２ｃの下部には、ポンプＰ１からの低硫黄・低粘度燃料をケース２ｘ内に流入させるための燃料入口パイプ２ｇが設けられると共に、この燃料入口パイプ２ｇの反対側の位置に、ケース２ｘ内を流れた燃料をケース２ｘ外に流出させるための燃料出口パイプ２ｈが設けられる。なお、燃料出口パイプ２ｈの位置は一例であり、燃料入口パイプ２ｇの反対側の位置以外の位置であっても勿論良い。そして、ケース胴部２ｃの上部には、リターン燃料をケース２ｘ内に流入させるためのリターン燃料入口パイプ２ｉが設けられる。
【００２７】
ケース２ｘ内の下部には、ケース下部２ｂとケース胴部２ｃとの間を仕切る仕切板２ｊが設けられる。また、ケース２ｘ内には、図１及び図２に示すように、複数の冷却パイプ２ｍが上下方向に延びるように配置される。この冷却パイプ２ｍの上端部は、図示は省略されているが、冷却媒体入口パイプ２ｅに接続される。冷却パイプ２ｍの下端部は、仕切板２ｊを貫通して当該仕切板２ｊに連結され、冷却パイプ２ｍ内は、仕切板２ｊより下側の出口領域２ｋに連通した状態となっている。
【００２８】
そして、ケース胴部２ｃ内の領域で上記冷却パイプ２ｍを除く領域（特に図２参照）が、燃料入口パイプ２ｇから流入した低硫黄・低粘度燃料が燃料出口パイプ２ｈに向かうように流れる燃料流路２ｎとされる。この燃料流路２ｎは、上方に開放されており、燃料液面Ｆより上方の空間が、脱気ガス出口２ｄに連通した状態となっている。
【００２９】
燃料流路２ｎを流れる低硫黄・低粘度燃料を冷却するための冷却媒体は、冷却媒体入口パイプ２ｅ、冷却パイプ２ｍ、出口領域２ｋ、冷却媒体出口パイプ２ｆの順に流れ、従って、これらの冷却媒体入口パイプ２ｅ、冷却パイプ２ｍ、出口領域２ｋ、冷却媒体出口パイプ２ｆが、冷却手段２ｐを構成する。また、特に冷却パイプ２ｍが、ケース２ｘ内、具体的には、燃料流路２ｎを流れる低硫黄・低粘度燃料を実質的に冷却する冷却流路となっている。
【００３０】
なお、低硫黄・低粘度燃料としては、ここでは、マリーンガスオイル（ＭＧＯ）が用いられているが、マリーンガスオイルに限定されるものではない。また、冷却媒体としては、ここでは、特に好ましいとして、清水が用いられているが、勿論清水に限定されるものではない。
【００３１】
因みに、燃料供給配管Ｌ１の途中に、燃料を圧送するためのポンプがさらに設けられていても良く、また、重力落下式と併用にしたり、重力落下式の採用により上流側のポンプＰ１を省くようにしても良い。
【００３２】
このように構成された燃料供給システム１００によれば、燃料タンク１の低硫黄・低粘度燃料は、エアセパレーター２のケース２ｘ内に流入し、燃料流路２ｎを流れる。このとき、燃料流路２ｎを流れる低硫黄・低粘度燃料から脱気がなされ、脱気ガスは外部に排出される。
【００３３】
一方、脱気と並行して、冷却媒体入口パイプ２ｅ、冷却パイプ２ｍ、出口領域２ｋ、冷却媒体出口パイプ２ｆには冷却媒体が流れており、燃料流路２ｎを流れる低硫黄・低粘度燃料は、複数の冷却パイプ２ｍにより効果的に冷却される。
【００３４】
すなわち、低硫黄・低粘度燃料は、エアセパレーター２を通ることにより、脱気されると共に所定の粘度（１３〜１８ｃＳｔ程度）まで粘度が高められる。この粘度が高められた燃料は、流入する燃料の粘度が１３〜１８ｃＳｔ程度に設定されたポンプＰ２に流入し、当該ポンプＰ２により、支障なく後段のボイラに供給される。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、エアセパレーター２のケース２ｘ内を流れる低硫黄・低粘度燃料を冷却する冷却手段２ｐを一体的に備えるため、従来エアセパレーターの後段で低粘度燃料を冷却していた冷却器が不要となり、従来個別に必要であった２個の機器を１個にすることができる。その結果、省スペース化を図ることができると共に、機器や配管の配置の自由度を高めることができる。
【００３６】
図３は、本発明の第２実施形態に係るエアセパレーターを備えた燃料供給システムを示す概略構成図である。
【００３７】
この第２実施形態のエアセパレーター２０は、例えば、上下のデッキ間に跨がり高さが必要な箇所に適用されるエアセパレーターであり、第１実施形態のケース２ｘに延長ケース１２を付設したものである。
【００３８】
具体的には、延長ケース１２は、冷却流路が設けられていない単なる脱気用のケースであり、この延長ケース１２が、第１実施形態のケース２ｘ、具体的には、ケース胴部２ｃの上部に連結パイプ１２ｉを介して接続される。そして、第１実施形態の脱気ガス出口２ｄは延長ケース１２の天部に設けられる。また、延長ケース１２の上部に、第１実施形態のリターン燃料入口パイプ２ｉが接続される。
【００３９】
このような第２実施形態によれば、ケース２ｘ内の冷却パイプ２ｍにより低硫黄・低粘度燃料を冷却しながら、ケース２ｘ及び延長ケース１２により低硫黄・低粘度燃料の脱気を行うことができる。加えて、冷却パイプ２ｍはケース２ｘ内のみに設けられ、延長ケース１２内には設けられていないため、高さが必要な箇所においてコスト低減を図りつつ、脱気・冷却を十分に行うことができる。
【００４０】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、ケース２ｘ内の冷却流路である冷却パイプ２ｍをなくし、ケース２ｘ（特にケース胴部２ｃ）の周囲に、例えば配管を螺旋状に巻回して当該配管を一体的に備える構成とし、配管に例えば清水等の冷却媒体を流しケース２ｘ外に冷却流路を構成することにより、ケース２ｘ内（燃料流路２ｎ）を流れる低硫黄・低粘度燃料を冷却するようにしても良い。また、低硫黄・低粘度燃料を脱気し後段に供給する場合には、上記と同様に、ケース２ｘ外の配管（冷却流路）に冷却媒体を流すことにより、ケース２ｘ内を流れる低硫黄・低粘度燃料を冷却する一方で、例えばＣ重油等の高硫黄・高粘度燃料を脱気し後段に供給する場合には、上記ケース２ｘ外の配管に例えば蒸気等の加熱媒体を流し加熱流路とすることにより、ケース２ｘ内を流れる高硫黄・高粘度燃料を加熱するようにしても良く、このように、冷却、加熱を燃料に応じて選択的に行うようにしても良い。
【００４１】
また、ケース２ｘの周囲に、例えば蒸気配管等の加熱配管を例えば螺旋状に巻回し、低硫黄・低粘度燃料を脱気し後段に供給する場合には、上記ケース２ｘ内の冷却パイプ２ｍにより冷却する一方で、例えばＣ重油等の高硫黄・高粘度燃料を脱気し後段に供給する場合には、冷却パイプ２ｍによる冷却は止めてケース２ｘ外の加熱配管による加熱を行い、冷却、加熱を燃料に応じて選択的に行うようにしても良い。なお、ケース２ｘ外に冷却のための配管や加熱のための配管を備える場合には、配管及びケース２ｘを周囲から覆う断熱材を備えることが好ましい。
【００４２】
また、ケース２ｘ内又は外の冷却媒体が流れる冷却流路をなくし、ケース２ｘ内を流れる低硫黄・低粘度燃料に浸漬するように冷却体を設け、当該冷却体により低硫黄・低粘度燃料を直接冷却するようにしても良い。
【００４３】
また、上記実施形態においては、規制に基づく低硫黄・低粘度燃料を対象としているが、上記実施形態のエアセパレーターは、脱気を行うのと並行して低粘度燃料を冷却し粘度を高めるためのものであるから、低硫黄燃料以外の低粘度燃料（４０°Ｃでの粘度が１．５〜２．０ｃＳｔ）に対して適用することができる。また、低粘度燃料のみに限定されるものではなく、燃料であれば適用できる。
【００４４】
また、上記実施形態においては、船舶のボイラに適用される燃料供給システムについて述べているが、当該燃料供給システムは、船舶のボイラ以外の例えば主機関及び補機関等に対しても適用でき、さらには、船舶以外の燃料供給システムとしても採用できる。
【符号の説明】
【００４５】
２，２０…エアセパレーター、２ｍ…冷却パイプ（冷却流路）、２ｎ…燃料流路、２ｐ…冷却手段、２ｘ…ケース、１００…燃料供給システム。
【図１】
0006509594.tif 000002
【図２】
0006509594.tif 000003
【図３】
0006509594.tif 000004