(57)【要約】【課題】ＮＧＨを燃料として使用し、且つＮＧＨの分解によって得られる水を有効活用することが可能な船舶を提供する。【解決手段】ＮＧＨ分解装置１２で生成された燃料ガスは、バッファタンク１３を介してガスエンジン１４に供給され、ガスエンジン１４の駆動燃料として使用される。一方、ＮＧＨ分解装置１２で副次的に生成されたＮＧＨ分解水は、バッファタンク１７を介して第１の熱交換器１８に供給され、空調システム２１の二次冷却水を冷却する一次冷却水として用いられる。ＮＧＨ分解水はさらに第２の熱交換器１９に供給され、ガスエンジン１４の二次冷却水を冷却する一次冷却水として用いられる。第２の熱交換器１９を通過したＮＧＨ分解水は、生活用水として貯水タンク２２に蓄えられる。【選択図】図１
2008126825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＧＨが貯蔵されたＮＧＨタンクと、
前記ＮＧＨタンクより供給されるＮＧＨを分解して燃料ガスとＮＧＨ分解水を生成するＮＧＨ分解装置と、
前記燃料ガスによって駆動されると共に、前記ＮＧＨ分解水を冷却水として使用する主機関と、
前記主機関において前記冷却水として使用された前記ＮＧＨ分解水を貯水する貯水タンクとを備え、
前記貯水タンク内の前記ＮＧＨ分解水を生活用水として供給することを特徴とする船舶。
【請求項２】
前記ＮＧＨ分解水を前記主機関の一次冷却水として使用することを特徴とする請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
前記ＮＧＨ分解水とは別に、海水を前記主機関の一次冷却水として使用することを特徴とする請求項２に記載の船舶。
【請求項４】
前記ＮＧＨ分解水を前記主機関の二次冷却水として使用することを特徴とする請求項１に記載の船舶。
【請求項５】
船内の空調システムをさらに備え、前記ＮＧＨ分解水を前記空調システムの冷却水として使用することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の船舶。
【請求項６】
前記ＮＧＨ分解水を前記空調システムの冷却水として使用した後、前記主機関の冷却水として使用することを特徴とする請求項５に記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶に関し、特に、天然ガスハイドレート（NGH：Natural Gas Hydrate）を燃料として使用する船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶の主機関には従来からディーゼル機関が採用されており、その燃料には重油が使用されているが、ＣＯ２、ＮＯｘ、ＳＯｘといった大気汚染物質が排出されるため、それを抑制するための制御や設備投資（低速運行、高効率機関や低排ガスエンジンの採用等）が必要となる。また、衝突や座礁により燃料の重油が海上に流出した場合には重大な環境破壊を起こすおそれがある。そこで、地球環境への配慮から燃料として天然ガスエネルギーが注目されている（非特許文献１参照）。
【０００３】
天然ガスエネルギーとしては、液化天然ガス（ＬＮＧ）がよく知られているが、ＬＮＧは−１６２℃の極低温下で製造・貯蔵されるため、取り扱いが非常に難しいという問題を有している。また、タンクの温度上昇によりＬＮＧが少しずつ蒸発してボイルオフガスが多量に発生するという問題がある。特に、船舶が２〜３日動かないような場合には、タンク内部の圧力が非常に高くなるため、ボイラーで燃焼するなどしてボイルオフガスを取り除く必要があり、燃料を必要外に消費することによりコストが増加するという問題がある。
【０００４】
そのため、最近は、新たな天然ガスエネルギーとしてＮＧＨが注目されている。ＮＧＨは、メタン、エタン、プロパンなどを主成分とする天然ガスの分子（ゲスト）が水分子のクラスタ中に取り込まれた包接水和物であり、−２０℃の大気圧環境下で約１７０倍のガスを包蔵することができるため、製造、輸送、貯蔵、ガス化というシステム全体面でＬＮＧよりも有利な点が多い。また、ＮＧＨはガソリンなどに比べて二酸化炭素や大気汚染物質の排出量が少ないことから、クリーンエネルギーとしても注目されている。
【非特許文献１】三井造船株式会社、"天然ガスハイドレート（ＮＧＨ)−三井造船"、[online]、[平成１８年１１月２１日検索]、インターネット<URL：http://www.mes.co.jp/mes_technology/ngh.html>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
船舶の燃料として上述のＮＧＨを採用する場合、ＮＧＨが−２０℃という比較的制御しやすい温度環境下で貯蔵・保管されることから、ＬＮＧのような問題はなく、燃料の取り扱いが比較的容易である。さらに、衝突等によりＮＧＨが海上に流出したとしても、ＮＧＨが燃料ガスと水に分解するだけであるため、環境への影響はほとんどない。しかし、ＮＧＨの分解によって天然ガスのほか、多量の水が副次的に生成され、水の生成率はＮＧＨに対する体積比で約８０％であることから、かなり多量の水が生成されることになる。燃料は主として船舶の航行中に消費され、燃料の消費に伴ってそのような多量の水が生成されるため、船舶においてこの水を有効活用する新たな工夫が望まれている。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、ＮＧＨを燃料として使用し、且つＮＧＨの分解によって得られる水を有効活用することが可能な船舶を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、ＮＧＨが貯蔵されたＮＧＨタンクと、前記ＮＧＨタンクより供給されるＮＧＨを分解して燃料ガスとＮＧＨ分解水を生成するＮＧＨ分解装置と、前記燃料ガスによって駆動されると共に、前記ＮＧＨ分解水を冷却水として使用する主機関と、前記主機関において冷却水として使用された前記ＮＧＨ分解水を貯水する貯水タンクとを備え、前記貯水タンク内の前記ＮＧＨ分解水を生活用水として供給することを特徴とする船舶によって達成される。
【０００８】
船舶の航行中には、主機関の燃料が必要である一方で、主機関の冷却も必要であるため、ＮＧＨの分解によって得られる燃料ガスを主機関の駆動用燃料として用いると共に、ＮＧＨの分解に伴って多量に生成される比較的低温なＮＧＨ分解水を主機関の冷却に用いることにより、ＮＧＨ分解水の有効活用、並びに船舶の性能向上を図ることができる。また、ＮＧＨ分解水を主機関の冷却水として使用した後、貯水タンクに蓄えられ、生活用水として適宜使用されるので、ＮＧＨ分解水を冷媒として有効に利用することができる。また、船舶の航行中にはＮＧＨ分解水が常に生成されるので、従来の船舶において必要だった比較的大きな貯水タンクが不要となり、船内スペースの有効活用を図ることができ、生活用水の積み込みにかかる時間やコストを低減することができる。また、多量の生活用水をいろいろな場面で使用することが可能となり、船内での生活面の向上、船内設備の寿命向上を図ることができる。
【０００９】
本発明においては、前記ＮＧＨ分解水を前記主機関の一次冷却水として使用することが好ましく、前記ＮＧＨ分解水とは別に、海水を前記主機関の一次冷却水として使用することが特に好ましい。これによれば、主機関の二次冷却水による冷却能力を高めることができ、船舶のさらなる性能向上を図ることができる。
【００１０】
本発明においては、前記ＮＧＨ分解水を前記主機関の二次冷却水として使用することが好ましい。これによれば、二次冷却水を循環して使用する必要がなく、常に新しい冷水を使用するので、冷却効率の向上を図ることができ、また蒸発等による二次冷却水の補充作業も不要となる。したがって、ＮＧＨ分解水のさらなる有効活用、船舶の性能向上を図ることができる。
【００１１】
本発明においては、船内の空調システムをさらに備え、前記ＮＧＨ分解水を前記空調システムの冷却水として使用することが好ましく、前記ＮＧＨ分解水を前記空調システムの冷却水として使用した後に前記主機関の冷却水として使用することが特に好ましい。これによれば、ＮＧＨ分解水を空調システムの冷却水として使用することから、ＮＧＨ分解水の更なる有効活用を図ることができる。特に、冷媒としてのＮＧＨ分解水を初段の空調システムで使用し、次いで次段のガスエンジンで使用した後、貯水タンクに蓄えることから、ＮＧＨ分解水を冷媒及び生活用水として極めて効率良く利用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
このように、本発明によれば、ＮＧＨを燃料として使用し、且つＮＧＨの分解によって得られる水を有効活用した船舶を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る船舶の構成を示す模式図である。
【００１５】
図１に示すように、この船舶１０は、ＮＧＨが貯蔵されたＮＧＨタンク１１と、ＮＧＨタンク１１より供給されるＮＧＨを燃料ガスと水に分解するＮＧＨ分解装置１２と、ＮＧＨ分解装置１２で生成された燃料ガスを一時的に蓄えるバッファタンク１３と、燃料ガスによって駆動される主機関としてのガスエンジン１４と、ガスエンジン１４の動力によって回転するスクリュー１５と、船舶内のガス設備１６とを備えている。船舶１０はまた、ＮＧＨ分解装置１２で生成された水（以下、ＮＧＨ分解水という）を一時的に蓄えるバッファタンク１７と、第１乃至第３の熱交換器１８、１９、２０と、第１の熱交換器１８との間で熱交換を行う船舶内の空調システム２１と、第１及び第２の熱交換器１８、１９を通過したＮＧＨ分解水を船内の生活用水として貯水するための貯水タンク２２とを備えている。
【００１６】
図２は、ＮＧＨ分解装置１２の構成を示す模式図である。
【００１７】
図２に示すように、ＮＧＨ分解装置１２は、ＮＧＨタンク１１から供給されるペレット状のＮＧＨ（ＮＧＨペレット）１００を分解するためのＮＧＨ分解槽１０１と、ＮＧＨ分解用の温水をＮＧＨ分解槽１０１内のＮＧＨペレット１００の上方から噴霧するノズル１０２とを備えている。ＮＧＨ分解用の温水としては、特に限定されるものではないが、ＮＧＨ分解水を温水器１２ａで加熱したものを循環して使用することができる。この場合の温水器１２ａは、ＮＧＨの分解によって得られた燃料ガスを利用したガスヒータであってもよく、海水と熱交換することによりＮＧＨ分解水を温水化する熱交換器であってもよく、或いは電気温水器であってもよい。特に、海水を用いる場合には、加熱のためのエネルギーが不要なため、エネルギー消費を抑えることができる。ＮＧＨペレット１００に温水を噴霧することにより、ＮＧＨペレット１００は溶解し、燃料ガスと水が生成される。このとき得られる水は冷水であり、水温は−５〜１０℃と常温よりも十分に低い。ＮＧＨ分解槽１０１の内部にはネット１０３が設けられており、このネット１０３によりＮＧＨ分解槽１０１内のＮＧＨペレット１００とＮＧＨ分解水１０４とが上下に分離される。ＮＧＨ分解槽１０１内で発生した燃料ガスはＮＧＨ分解槽１０１の上方に設けられたガス排出口１０１ａから取り出され、ＮＧＨ分解槽１０１内で発生した水１０４はＮＧＨ分解槽１０１の下方に設けられた排水口１０１ｂから取り出される。
【００１８】
ＮＧＨ分解装置１２で生成された燃料ガスは、図１に示すように、バッファタンク１３を介してガスエンジン１４に供給され、ガスエンジン１４の駆動燃料として使用される他、ガスキッチン等の船内のガス設備１６にも供給される。
【００１９】
一方、ＮＧＨ分解装置１２で副次的に生成されたＮＧＨ分解水は、バッファタンク１７を介して第１の熱交換器１８に供給され、空調システム２１の二次冷却水を冷却する一次冷却水として用いられる。第１の熱交換器１８を通過し、熱交換により温度上昇したＮＧＨ分解水はさらに第２の熱交換器１９に供給され、ガスエンジン１４の二次冷却水を冷却する一次冷却水として用いられる。ここで、通常、ガスエンジン１４の一次冷却水には海水が用いられ、二次冷却水は第３の熱交換器２０によって海水と熱交換されることにより冷却されるが、本実施形態のようにＮＧＨ分解水を一次冷却水として併用することにより、ガスエンジン１４の冷却能力の向上、海水の使用を停止することによるコストの低減を図ることができる。また、ＮＧＨ分解水は海水によって一度冷却された後の二次冷却水の冷却に使用されることから、ＮＧＨ分解水の極端な温度上昇を抑えることができる。また、ガスエンジンの冷却が必要なタイミングであるガスエンジンの稼働時にＮＧＨが分解され、ＮＧＨ分解水が生成されることから、ＮＧＨ分解水をガスエンジンの一次冷却水として利用することにより、ＮＧＨ分解水の有効活用を図ることができる。
【００２０】
第２の熱交換器１９を通過し、熱交換によってさらに温度上昇したＮＧＨ分解水は、生活用水として貯水タンク２２に蓄えられる。この貯水タンク２２は、航行中に必要な全ての生活用水を蓄えておく従来の貯水タンクほど大型である必要はなく、その大きさはＮＧＨ分解装置１２からのＮＧＨ分解水の供給量と消費量とを比較して決定すればよい。その後、貯水タンク２２内の水は生活用水として適宜取り出される。具体的には、浄水器２３を介して飲料水として供給され、或いは、トイレ、風呂、洗濯、船内の清掃等に使用される。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＮＧＨ分解装置１２より得られる燃料ガスをガスエンジン１４の燃料とし、ＮＧＨ分解装置１２より得られるＮＧＨ分解水をガスエンジン１４の一次冷却水として使用することから、ＮＧＨの副生成物である冷水を有効活用することができる。これにより、ガスエンジン１４の冷却効率の向上を図ることができると共に、船舶の性能面の向上を図ることができる。
【００２２】
また、船舶が港に停泊中であれば港内設備から給水された水をそのまま使用することができるが、航行中においては貯水タンクの水だけが頼りである。しかし、あまりに大きな貯水タンクは船舶内の無駄なスペースとなることから、従来の船舶においては比較的小型のタンクの採用により真水の使用が制約され、用途に応じて様々な種類の水が使用されてきた。例えば、飲料水は港で積み込まれ、専用のタンクに貯蔵されていた。また、トイレ、風呂、洗濯、船内の清掃等には、海水から作った真水、雨水、排水を再処理した中水等が利用されていた。また、主機関であるエンジンの一次冷却水、デッキ上の清掃用水、火災になった場合の消火用水等には海水が使用されていた。しかし、本実施形態によれば、航行中において常に生成されるＮＧＨ分解水を船舶内の生活用水として使用することから、大型の貯水タンクが不要であるのはもちろんのこと、多量の真水をいろいろな場面で使用することが可能となり、船内での生活面の向上、船内設備の寿命向上を図ることができる。
【００２３】
また、本実施形態によれば、ＮＧＨ分解水を空調システムの冷却水としても使用することから、ＮＧＨ分解水の更なる有効活用を図ることができる。特に、ＮＧＨ分解水を初段の空調システムの冷却水として使用し、次いで次段のガスエンジンの冷却水として使用した後、生活用水として貯水タンクに蓄えることから、冷媒としてのＮＧＨ分解水を段階的に利用することができ、ＮＧＨ分解水を冷媒及び生活用水として極めて効率良く利用することができる。
【００２４】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る船舶の構成を示す模式図である。
【００２５】
図３に示すように、この船舶３０は、熱交換器１８を通過し、空調システム２１との間で熱交換されたＮＧＨ分解水の一部をＮＧＨ分解用の温水として使用するものである。その他の構成については、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。本実施形態によれば、熱交換によって温度上昇したＮＧＨ分解水を活用することができ、ＮＧＨ分解用のヒータを不要にすることができる。
【００２６】
図４は、本発明の第３の実施形態に係る船舶の構成を示す模式図である。
【００２７】
図４に示すように、この船舶４０は、熱交換器１９を通過し、ガスエンジン１４との間で熱交換されたＮＧＨ分解水の一部をＮＧＨ分解用の温水として使用するものである。その他の構成については、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。本実施形態によれば、第２の実施形態と同様、熱交換によってさらに温度上昇したＮＧＨ分解水を活用することができ、ＮＧＨ分解用のヒータを不要にすることができる。
【００２８】
図５は、本発明の第４の実施形態に係る船舶の構成を示す模式図である。
【００２９】
図５に示すように、この船舶５０は、ＮＧＨ分解水をガスエンジン１４の二次冷却水としてそのまま使用する点に特徴を有している。空調システム２１の冷却水として第１の熱交換器１８を通過し、熱交換により温度上昇したＮＧＨ分解水は、貯水タンク２２に供給されると共に、ガスエンジン１４にも供給され、ガスエンジン１４の二次冷却水として用いられる。二次冷却水は（第３の）熱交換器２０によって海水と熱交換されることにより冷却されるが、本実施形態においては、ＮＧＨ分解水をガスエンジン１４の二次冷却水として常に供給可能であることから、熱交換後の二次冷却水の多くは排水され、常に新しい冷却水が補充される。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＮＧＨ分解水をガスエンジン１４の二次冷却水として用いることから、二次冷却水を循環して使用する必要がなく、常に新鮮な冷却水の使用により冷却効率の向上を図ることができ、また蒸発等による冷却水の補充作業も不要となる。したがって、ＮＧＨ分解水のさらなる有効活用、船舶の性能向上を図ることができる。
【００３１】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。
【００３２】
例えば、上記実施形態においては、船舶の主機関としてガスエンジン１４を用いているが、ガスタービンを使用することも可能である。ガスタービンにおいても、その一次冷却水又は二次冷却水としてＮＧＨ分解水を使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る船舶の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】図２は、ＮＧＨ分解装置１２の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る船舶の構成を概略的に示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施形態に係る船舶の構成を概略的に示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の第４の実施形態に係る船舶の構成を概略的に示す模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    船舶
１１    タンク
１２    ＮＧＨ分解装置
１２ａ    温水器
１３    バッファタンク
１４    ガスエンジン
１５    スクリュー
１６    ガス設備
１７    バッファタンク
１８    第１の熱交換器
１９    第２の熱交換器
２０    第３の熱交換器
２１    空調システム
２２    貯水タンク
２３    浄水器
３０    船舶
４０    船舶
５０    船舶
１００    ＮＧＨペレット
１０１    ＮＧＨ分解槽
１０１ａ    ガス排出口
１０１ｂ    排水口
１０２    ノズル
１０３    ネット
１０４    ＮＧＨ分解水
【図１】
2008126825.tif 000003
【図２】
2008126825.tif 000004
【図３】
2008126825.tif 000005
【図４】
2008126825.tif 000006
【図５】
2008126825.tif 000007