(57)【要約】【課題】ＣＮＧの脈動の吸収と、ディーゼル機関への供給圧力の高応答性とを両立させることが可能な船舶を提供する。【解決手段】ＬＮＧポンプによって昇圧されたＣＮＧをエンジンへと導く主配管７と、エンジンに供給されるＣＮＧの圧力を計測する圧力センサ３２と、ＣＮＧの圧力をエンジン負荷に応じた設定圧力に調整する圧力調整弁１０と、圧力調整弁１０の前後の差圧を計測する差圧センサ３６と、主配管７におけるＣＮＧの変動圧を吸収するバッファタンク１４とを備え、圧力センサ３２で得られた圧力が低い場合には差圧センサ３６で得られた差圧が大きくなるように、かつ、圧力センサ３２で得られた圧力が高い場合には前記差圧センサ３６で得られた差圧が小さくなるように、ＬＮＧポンプの吐出圧力を制御する。【選択図】図２
2013209926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス炊きディーゼル機関と、
該ガス炊きディーゼル機関に供給する燃料ガスの圧力を昇圧する昇圧手段と、
該昇圧手段の吐出圧力を制御する昇圧手段制御部と、
前記昇圧手段によって昇圧された燃料ガスを前記ガス炊きディーゼル機関へと導く主配管と、
該主配管に設けられ、前記ガス炊きディーゼル機関に供給される燃料ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、
前記主配管における前記圧力計測手段の上流側に設けられ、前記昇圧手段によって昇圧された燃料ガスの圧力を、前記ガス炊きディーゼル機関の負荷に応じた設定圧力に調整する圧力調整弁と、
前記圧力調整弁の前後の差圧を計測する差圧計測手段と、
前記圧力調整弁の上流側位置にて、前記主配管から分岐された分岐配管と、
該分岐配管に接続され、前記昇圧手段を起因とした前記主配管における燃料ガスの変動圧を吸収するバッファタンクと、
を備え、
前記昇圧手段制御部は、前記圧力計測手段で得られた圧力または前記設定圧力が低い場合には前記差圧計測手段で得られた差圧が大きくなるように、かつ、前記圧力計測手段で得られた圧力または前記設定圧力が高い場合には前記差圧計測手段で得られた差圧が小さくなるように、前記昇圧手段の吐出圧力を制御することを特徴とする船舶。
【請求項２】
ガス炊きディーゼル機関に供給する燃料ガスの圧力を昇圧する昇圧手段の吐出圧力を制御する昇圧手段制御部と、
前記昇圧手段によって昇圧された燃料ガスを前記ガス炊きディーゼル機関へと導く主配管と、
該主配管に設けられ、前記ガス炊きディーゼル機関に供給される燃料ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、
前記主配管における前記圧力計測手段の上流側に設けられ、前記昇圧手段によって昇圧された燃料ガスの圧力を、前記ガス炊きディーゼル機関の負荷に応じた設定圧力に調整する圧力調整弁と、
前記圧力調整弁の前後の差圧を計測する差圧計測手段と、
前記圧力調整弁の上流側位置にて、前記主配管から分岐された分岐配管と、
該分岐配管に接続され、前記昇圧手段を起因とした前記主配管における燃料ガスの変動圧を吸収するバッファタンクと、
を備え、
前記昇圧手段制御部は、前記圧力計測手段で得られた圧力または前記設定圧力が低い場合には前記差圧計測手段で得られた差圧が大きくなるように、かつ、前記圧力計測手段で得られた圧力または前記設定圧力が高い場合には前記差圧計測手段で得られた差圧が小さくなるように、前記昇圧手段の吐出圧力を制御することを特徴とする燃料ガス供給装置。
【請求項３】
前記分岐配管の前記バッファタンクの上流側には、差圧制御弁が設けられ、
該差圧制御弁は、前記分岐配管の前記主配管側位置における第１圧力と該主配管側位置よりも前記バッファタンク側位置における第２圧力との差圧が、小さい場合には開方向に制御されるとともに、大きい場合には閉方向に制御されることを特徴とする請求項２に記載の燃料ガス供給装置。
【請求項４】
前記第１圧力および前記第２圧力は、前記差圧制御弁の前後位置における圧力とされていることを特徴とする請求項３に記載の燃料ガス供給装置。
【請求項５】
前記分岐配管にオリフィスが設けられ、
前記第１圧力および前記第２圧力は、前記オリフィスの前後位置における圧力とされていることを特徴とする請求項３に記載の燃料ガス供給装置。
【請求項６】
前記主配管における前記圧力調整弁の下流側から、前記バッファタンクへと燃料ガスを供給する燃料ガス供給補助配管が設けられ、
該燃料ガス供給補助配管には、所定差以上で前記主配管から前記バッファタンク側への燃料ガス流れを許容するチェック弁が設けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の燃料ガス供給装置。
【請求項７】
ガス炊きディーゼル機関に供給する燃料ガスの圧力を昇圧する昇圧手段の吐出圧力を制御する昇圧手段制御部と、
前記昇圧手段によって昇圧された燃料ガスを前記ガス炊きディーゼル機関へと導く主配管と、
該主配管に設けられ、前記ガス炊きディーゼル機関に供給される燃料ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、
前記主配管における前記圧力計測手段の上流側に設けられ、前記昇圧手段によって昇圧された燃料ガスの圧力を、前記ガス炊きディーゼル機関の負荷に応じた設定圧力に調整する圧力調整弁と、
前記圧力調整弁の前後の差圧を計測する差圧計測手段と、
前記圧力調整弁の上流側位置にて、前記主配管から分岐された分岐配管と、
該分岐配管に接続され、前記昇圧手段を起因とした前記主配管における燃料ガスの変動圧を吸収するバッファタンクと、
を備えた燃料ガス供給装置を用いた燃料ガス供給方法であって、
前記昇圧手段制御部により、前記圧力計測手段で得られた圧力または前記設定圧力が低い場合には前記差圧計測手段で得られた差圧が大きくなるように、かつ、前記圧力計測手段で得られた圧力または前記設定圧力が高い場合には前記差圧計測手段で得られた差圧が小さくなるように、前記昇圧手段の吐出圧力を制御することを特徴とする燃料ガス供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス炊きディーゼル機関を備えた船舶、燃料ガス供給装置および燃料ガス供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ（液化天然ガス）をガス化して昇圧したＣＮＧ（圧縮天然ガス）等の高圧燃料ガスをシリンダに噴射するディーゼル機関は、例えばガス炊き低速ディーゼル機関（SSD−GI；Slow−Speed  Diesel−Gas  Injection）として知られ、次世代のＬＮＧ船、及びＬＮＧ／ＬＰＧ燃料船の推進用主機として有望視されている。高圧燃料ガスは、常温（３０〜５０℃）でかつ、ディーゼル機関の負荷にあわせて１５０〜２５０ｂａｒ程度（最大で３００ｂａｒ）の範囲に圧力調整される必要がある。
高圧燃料ガスを製造する方式はおおまかに２つある。一つは、ＬＮＧを液ポンプで昇圧した後に常温まで昇温し、ディーゼル機関に導く液体圧縮方式（例えば特許文献１参照）で、もう一つは、ＬＮＧが気化した後のガスを圧縮機で高圧化して、清水等で常温まで冷やしてディーゼル機関に導くガス圧縮方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−８０３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液体圧縮方式は、ガス圧縮方式に比べて圧縮効率に優れるが、ＬＮＧ船の場合はＬＮＧ貯蔵タンクからのボイルオフガスを処理する方法が別途必要となる。
一方、ガス圧縮方式は、ボイルオフガス（不足する場合は強制蒸発ガスとの混合）を昇圧するので、余剰のボイルオフガスを推進に利用できるという利点があるが、それでもボイルオフガスが余った場合には別途ガス焼却炉・ボイラなどの処理方法が必要となる。
上述したいずれの方式でも、高圧燃料ガスをディーゼル機関に導く際には、その温度と圧力はディーゼル機関が要求する温度および圧力に調整されたものでなければならない。すなわち、高圧燃料ガスの温度は常温とされ、その圧力は、ディーゼル機関の出力に比例して増加させなければならない。
【０００５】
液体圧縮方式の場合、一般にはＬＮＧ液ポンプとして往復ピストン式を用いるので、高圧燃料ガスにはガス圧パルス変動（脈動）が生じるが、このガス圧パルス変動を吸収するのが望ましい。これは、ガス圧縮方式の場合でも、往復ピストン方式等のガス圧パルス変動が生じるガス圧縮機を用いた場合も同様である。
そこで、ガスボトル等のバッファタンクを設け、ガス配管容積を大きくしてガス圧パルス変動を吸収することが考えられる。
しかし、バッファタンクの容積は、ディーゼル機関の負荷変動の際には所望圧力への調整能力を緩慢にする効果がある。
したがって、高圧燃料ガスのガス圧パルス変動の吸収と、ディーゼル機関への供給圧力の高応答性とを両立させることが困難であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高圧燃料ガスのガス圧パルス変動の吸収と、ディーゼル機関への供給圧力の高応答性とを両立させることが可能な船舶、燃料ガス供給装置および燃料ガス供給方法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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の船舶、燃料ガス供給装置および燃料ガス供給方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる船舶は、ガス炊きディーゼル機関と、該ガス炊きディーゼル機関に供給する燃料ガスの圧力を昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段の吐出圧力を制御する昇圧手段制御部と、前記昇圧手段によって昇圧された燃料ガスを前記ガス炊きディーゼル機関へと導く主配管と、該主配管に設けられ、前記ガス炊きディーゼル機関に供給される燃料ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記主配管における前記圧力計測手段の上流側に設けられ、前記昇圧手段によって昇圧された燃料ガスの圧力を、前記ガス炊きディーゼル機関の負荷に応じた設定圧力に調整する圧力調整弁と、前記圧力調整弁の前後の差圧を計測する差圧計測手段と、前記圧力調整弁の上流側位置にて、前記主配管から分岐された分岐配管と、該分岐配管に接続され、前記昇圧手段を起因とした前記主配管における燃料ガスの変動圧を吸収するバッファタンクと、を備え、前記昇圧手段制御部は、前記圧力計測手段で得られた圧力または前記設定圧力が低い場合には前記差圧計測手段で得られた差圧が大きくなるように、かつ、前記圧力計測手段で得られた圧力または前記設定圧力が高い場合には前記差圧計測手段で得られた差圧が小さくなるように、前記昇圧手段の吐出圧力を制御することを特徴とする。
【０００８】
昇圧手段によって昇圧された燃料ガスは、圧力調整弁によって圧力が調整された後にガス炊きディーゼル機関へ供給される。この際、圧力調整弁の開度は、ガス炊きディーゼル機関の負荷に応じて制御される。すなわち、ガス炊きディーゼル機関が高負荷のときには燃料ガスの圧力が高くなるように圧力調整弁が制御され、ガス炊きディーゼル機関が低負荷のときには燃料ガスの圧力が低くなるように圧力調整弁が制御される。
本発明では、昇圧手段の吐出圧力を、昇圧手段制御部によって、ガス炊きディーゼル機関に供給される燃料ガスの圧力を計測する圧力計測手段で得られた圧力（またはディーゼル機関の負荷に応じた設定圧力）と、圧力調整弁の前後の差圧を計測する差圧計測手段で得られた差圧とに基づいて制御する。
すなわち、圧力計測手段で得られた圧力が低い場合には差圧計測手段で得られた差圧が大きくなるように昇圧手段の吐出圧力を制御することにより、圧力調整弁の上流側圧力を高く保つことにした。これにより、ガス炊きディーゼル機関が低負荷とされ圧力が低い場合であっても、急激な負荷上昇すなわち急激な圧力上昇に対応することができる。特に、本発明のように主配管における燃料ガスの変動圧を吸収するバッファタンクが設けられている場合には、バッファタンクの体積が圧力応答を緩慢にするおそれがあるので有効である。
また、圧力計測手段で得られた圧力（またはディーゼル機関の負荷に応じた設定圧力）が高い場合には差圧計測手段で得られた差圧が小さくなるように昇圧手段の吐出圧力を制御することにより、ガス炊きディーゼル機関の高負荷に対応した必要十分な圧力調整弁の上流側圧力を確保することとした。これにより、圧力調整弁の上流側圧力が過剰に高くなることを回避することができる。
【０００９】
なお、「燃料ガス」としては、典型的には、ＬＮＧを気化して圧縮したＣＮＧが挙げられる。
また、「昇圧手段」としては、典型的には、例えば液体のＬＮＧを昇圧する液ポンプや、気化したＮＧ（天然ガス）を圧縮するガス圧縮機が挙げられる。液ポンプやガス圧縮機が往復ピストン式とされている場合には、燃料ガスに変動圧（脈動）が生じ易いので、バッファタンクを備えた本発明が特に効果的である。
また、「差圧計測手段」としては、圧力調整弁の前後の差圧を計測する差圧センサを設けても良いし、あるいは、圧力調整弁の上流側に圧力センサを設け、圧力調整弁の下流側に設けられた圧力計測手段との差圧を用いることとしても良い。
【００１０】
また、本発明の燃料ガス供給装置は、ガス炊きディーゼル機関に供給する燃料ガスの圧力を昇圧する昇圧手段の吐出圧力を制御する昇圧手段制御部と、前記昇圧手段によって昇圧された燃料ガスを前記ガス炊きディーゼル機関へと導く主配管と、該主配管に設けられ、前記ガス炊きディーゼル機関に供給される燃料ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記主配管における前記圧力計測手段の上流側に設けられ、前記昇圧手段によって昇圧された燃料ガスの圧力を、前記ガス炊きディーゼル機関の負荷に応じた設定圧力に調整する圧力調整弁と、前記圧力調整弁の前後の差圧を計測する差圧計測手段と、前記圧力調整弁の上流側位置にて、前記主配管から分岐された分岐配管と、該分岐配管に接続され、前記昇圧手段を起因とした前記主配管における燃料ガスの変動圧を吸収するバッファタンクと、を備え、前記昇圧手段制御部は、前記圧力計測手段で得られた圧力または前記設定圧力が低い場合には前記差圧計測手段で得られた差圧が大きくなるように、かつ、前記圧力計測手段で得られた圧力または前記設定圧力が高い場合には前記差圧計測手段で得られた差圧が小さくなるように、前記昇圧手段の吐出圧力を制御することを特徴とする。
【００１１】
昇圧手段によって昇圧された燃料ガスは、圧力調整弁によって圧力が調整された後にガス炊きディーゼル機関へ供給される。この際、圧力調整弁の開度は、ガス炊きディーゼル機関の負荷に応じて制御される。すなわち、ガス炊きディーゼル機関が高負荷のときには燃料ガスの圧力が高くなるように圧力調整弁が制御され、ガス炊きディーゼル機関が低負荷のときには燃料ガスの圧力が低くなるように圧力調整弁が制御される。
本発明では、昇圧手段の吐出圧力を、昇圧手段制御部によって、ガス炊きディーゼル機関に供給される燃料ガスの圧力を計測する圧力計測手段で得られた圧力（またはディーゼル機関の負荷に応じた設定圧力）と、圧力調整弁の前後の差圧を計測する差圧計測手段で得られた差圧とに基づいて制御する。
すなわち、圧力計測手段で得られた圧力が低い場合には差圧計測手段で得られた差圧が大きくなるように昇圧手段の吐出圧力を制御することにより、圧力調整弁の上流側圧力を高く保つことにした。これにより、ガス炊きディーゼル機関が低負荷とされ圧力が低い場合であっても、急激な負荷上昇すなわち急激な圧力上昇に対応することができる。特に、本発明のように主配管における燃料ガスの変動圧を吸収するバッファタンクが設けられている場合には、バッファタンクの体積が圧力応答を緩慢にするおそれがあるので有効である。
また、圧力計測手段で得られた圧力（またはディーゼル機関の負荷に応じた設定圧力）が高い場合には差圧計測手段で得られた差圧が小さくなるように昇圧手段の吐出圧力を制御することにより、ガス炊きディーゼル機関の高負荷に対応した必要十分な圧力調整弁の上流側圧力を確保することとした。これにより、圧力調整弁の上流側圧力が過剰に高くなることを回避することができる。
【００１２】
前記分岐配管の前記バッファタンクの上流側には、差圧制御弁が設けられ、該差圧制御弁は、前記分岐配管の前記主配管側位置における第１圧力と該主配管側位置よりも前記バッファタンク側位置における第２圧力との差圧が、小さい場合には開方向に制御されるとともに、大きい場合には閉方向に制御されることを特徴とする。
【００１３】
分岐配管の主配管側位置における第１圧力と主配管側位置よりもバッファタンク側位置における第２圧力との差圧が小さい場合には、差圧制御弁を開方向に制御することによって、分岐配管内の燃料ガス流れを許容し、バッファタンクによる変動圧の吸収を行う。一方、第１圧力と第２圧力との差圧が大きい場合には、差圧制御弁を閉方向に制御することによって、バッファタンクへ至る分岐配管内の燃料ガス流れを制限し、主配管内の燃料ガスの圧力応答を高めることができる。
また、このように差圧制御弁によって差圧を制御することにより、バッファタンク内の圧力の減少速度を小さくすることができる。これにより、ジュールトムソン膨張によるバッファタンクまたは分岐配管の過剰な冷却を回避することができる。
なお、差圧制御弁を閉方向に制御する場合であっても、完全に閉とすることなく下限値を設定して微開としておくことが好ましい。
【００１４】
さらに、前記第１圧力および前記第２圧力は、前記差圧制御弁の前後位置における圧力とされていることが好ましい。
【００１５】
あるいは、前記分岐配管にオリフィスが設けられ、前記第１圧力および前記第２圧力は、前記オリフィスの前後位置における圧力とされていることが好ましい。この場合、オリフィスは、差圧制御弁の上流側でも下流側でも良い。
【００１６】
さらに、本発明の燃料ガス供給装置では、前記主配管における前記圧力調整弁の下流側から、前記バッファタンクへと燃料ガスを供給する燃料ガス供給補助配管が設けられ、該燃料ガス供給補助配管には、所定差以上で前記主配管から前記バッファタンク側への燃料ガス流れを許容するチェック弁が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
何らかの原因によりバッファタンク内の圧力が低下した場合であっても、バッファタンク内の圧力が低下してチェック弁前後の差圧が所定値以上となるとチェック弁が開き、燃料ガス供給補助配管によって主配管からバッファタンクへと燃料ガスを供給するようにした。これにより、バッファタンク内の圧力を常に所定値以上に保つことができる。
【００１８】
また、本発明の燃料ガス供給方法は、ガス炊きディーゼル機関に供給する燃料ガスの圧力を昇圧する昇圧手段の吐出圧力を制御する昇圧手段制御部と、前記昇圧手段によって昇圧された燃料ガスを前記ガス炊きディーゼル機関へと導く主配管と、該主配管に設けられ、前記ガス炊きディーゼル機関に供給される燃料ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記主配管における前記圧力計測手段の上流側に設けられ、前記昇圧手段によって昇圧された燃料ガスの圧力を、前記ガス炊きディーゼル機関の負荷に応じた設定圧力に調整する圧力調整弁と、前記圧力調整弁の前後の差圧を計測する差圧計測手段と、前記圧力調整弁の上流側位置にて、前記主配管から分岐された分岐配管と、該分岐配管に接続され、前記昇圧手段を起因とした前記主配管における燃料ガスの変動圧を吸収するバッファタンクと、を備えた燃料ガス供給装置を用いた燃料ガス供給方法であって、前記昇圧手段制御部により、前記圧力計測手段で得られた圧力または前記設定圧力が低い場合には前記差圧計測手段で得られた差圧が大きくなるように、かつ、前記圧力計測手段で得られた圧力または前記設定圧力が高い場合には前記差圧計測手段で得られた差圧が小さくなるように、前記昇圧手段の吐出圧力を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
圧力計測手段で得られた圧力（またはディーゼル機関の負荷に応じた設定圧力）が低い場合には差圧計測手段で得られた差圧が大きくなるように昇圧手段の吐出圧力を制御することにより、圧力調整弁の上流側圧力を高く保つことにした。これにより、ガス炊きディーゼル機関が低負荷とされ圧力が低い場合であっても、急激な負荷上昇すなわち急激な圧力上昇に対応することができる。特に、本発明のように主配管における燃料ガスの変動圧を吸収するバッファタンクが設けられている場合には、バッファタンクの体積が圧力応答を緩慢にするおそれがあるので有効である。
また、圧力計測手段で得られた圧力（またはディーゼル機関の負荷に応じた設定圧力）が高い場合には差圧計測手段で得られた差圧が小さくなるように昇圧手段の吐出圧力を制御することにより、ガス炊きディーゼル機関の高負荷に対応した必要十分な圧力調整弁の上流側圧力を確保することとした。これにより、圧力調整弁の上流側圧力が過剰に高くなることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ＬＮＧ船のガス炊きディーゼル機関に燃料ガスを供給するＬＮＧ供給システムを示した概略構成図である。
【図２】第１実施形態にかかる燃料ガス供給装置を示した概略構成図である。
【図３】ＬＮＧポンプの回転速度を決定する際に使用される設定差圧と計測圧力との関係を示したグラフである。
【図４】差圧制御弁の開度と計測差圧との関係を示したグラフである。
【図５】第２実施形態にかかる燃料ガス供給装置を示した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１乃至図４を用いて説明する。
図１には、ＬＮＧ船（船舶）の推進用主機として使用されるガス炊きディーゼル機関（以下「エンジン」という。）に対して燃料ガスであるＣＮＧ（圧縮天然ガス）を供給するＬＮＧ供給システムが示されている。
ＬＮＧ供給システムは、カーゴタンク等のＬＮＧを貯蔵するＬＮＧタンク１と、ＬＮＧタンク１から導かれたＬＮＧを昇圧するＬＮＧポンプ３と、ＬＮＧポンプ３から導かれた高圧ＬＮＧをガス化するガス化装置５と、ガス化装置５にてガス化されたＣＮＧ（圧縮天然ガス）をエンジンへ導く主配管７とを備えている。
【００２２】
ＬＮＧタンク１の下方には、ＬＮＧ取出配管１６が接続されており、このＬＮＧ取出配管１６を介して、ＬＮＧタンク１内のＬＮＧがサクションドラム１８へと導かれるようになっている。ＬＮＧ取出配管１６には、液面制御弁１７が設けられており、この液面制御弁１７により、サクションドラム１８内のＬＮＧの液面位置が制御されるようになっている。
サクションドラム１８の下方には、ＬＮＧ供給配管２０が接続されており、このＬＮＧ供給配管２０を介して、サクションドラム１８内のＬＮＧがＬＮＧポンプ３へ導かれるようになっている。なお、サクションドラム１８内で生成したボイルオフガスは、ガス燃焼装置２４の燃焼炉２５へと導かれるようになっている。この燃焼炉２５とサクションドラム１８との間には、空気熱交換器３１が設けられており、この空気熱交換器３１によってボイルオフガスを昇温した後に、燃焼炉２５にて焼却処理するようになっている。
【００２３】
ＬＮＧポンプ３は、油圧モータ２１によってシリンダ内のピストンを駆動する往復ピストン方式とされている。油圧モータ２１は、油圧発生ユニット２２から供給される油圧によって駆動されるようになっている。ＬＮＧポンプ３は、図示しないＬＮＧポンプ制御部によって、吐出圧力すなわち回転速度が制御されるようになっている。
ＬＮＧポンプ３によって昇圧された高圧ＬＮＧは、ガス化装置５へと送られガス化される。ガス化装置５には、ガス燃焼装置２４の燃焼ガスによって加熱され生成した蒸気が蒸気導入配管２６を介して導かれるようになっており、この蒸気導入配管２６によって導かれた蒸気によって高圧ＬＮＧが気化される。高圧ＬＮＧを加熱した蒸気は凝縮液化し、清水として再びガス燃焼装置２４へと清水返送配管３０を介して清水ポンプ２８によって返送される。
ガス化装置５にてガス化されたＣＮＧは、主配管７へ導かれる。
【００２４】
主配管７には、圧力調整弁１０が設けられており、この圧力調整弁１０によって、エンジン負荷に対応したガス圧力に調整される。
主配管７の中途位置すなわち圧力調整弁１０の上流側には、分岐配管１２が接続されており、この分岐配管１２にガスボトル（バッファタンク）１４が接続されている。分岐配管１２には、ガスボトル１４の上流側に、後述する差圧制御弁４０が設けられている。なお、図１に示した実施形態では、分岐配管１２が２本並列に設けられ、それぞれにガスボトル１４が接続されているが、特にこの構成に限定されるものではなく、１本の分岐配管に対して１つ又は複数のガスボトルが接続されていてもよいし、３本以上の分岐配管に対してそれぞれガスボトルが設けられていてもよい。
【００２５】
次に、図２を用いて、本実施形態にかかる燃焼ガス供給装置について説明する。図２には、図１を用いて説明した主配管７、分岐配管１２、圧力調整弁１０及びガスボトル１４が示されている。
主配管７の中途位置すなわち圧力調整弁１０の下流側には、圧力センサ（圧力計測手段）３２が設けられている。この圧力センサ３２によって、エンジンに供給されるＣＮＧの圧力が計測される。圧力センサ３２で得られた計測圧力Ｐ１は、圧力センサ制御部３４へと送られる。圧力センサ制御部３４の記憶領域には、エンジンの負荷に応じた設定圧力Ｐ１ｓｅｔが保存されており、エンジン制御部（図示せず）からの指示に応じた負荷に対応した設定圧力Ｐ１ｓｅｔが演算されるようになっている。圧力センサ制御部３４では、演算された設定圧力Ｐ１ｓｅｔと圧力センサ３２からの計測圧力Ｐ１との偏差に基づいて圧力調整弁１０の開度を制御する。
【００２６】
主配管７には、圧力調整弁１０の前後の差圧を計測する差圧センサ（差圧計測手段）３６が設けられている。差圧センサ３６で得られた計測差圧ｄＰ１は、ＬＮＧポンプ３（図１参照）の回転速度すなわち吐出圧力を決定する際に使用される。なお、差圧センサ３６に代えて、圧力調整弁１０の上流側に第２圧力センサを設け、圧力センサ３２の計測圧力Ｐ１との差分を用いて差圧を得るようにしても良い。
【００２７】
図３には、ＬＮＧポンプ制御部によってＬＮＧポンプ３の回転速度を決定する際に使用される設定差圧ｄＰ１ｓｅｔと計測圧力Ｐ１との関係が示されている。同図に示されているように、計測圧力Ｐ１が低い場合には設定差圧ｄＰ１ｓｅｔが大きくなるように、かつ、計測圧力Ｐ１が高い場合には設定差圧ｄＰ１ｓｅｔが小さくなる関係となっている。計測圧力Ｐ１はエンジンの負荷に比例するので、計測圧力Ｐ１が低い場合はエンジンの負荷が小さい場合を意味し、計測圧力Ｐ１が高い場合はエンジンの負荷が大きい場合を示す。したがって、図３に示したように、計測圧力Ｐ１すなわちエンジン負荷に反比例するように設定差圧ｄＰ１ｓｅｔを設定することを意味する。これにより、エンジン負荷が小さい場合は、計測圧力Ｐ１が低いため設定差圧ｄＰ１ｓｅｔが大きく設定され、圧力調整弁１０の上流側圧力が高く保たれるようになる。
一方、エンジン負荷が大きい場合は、計測圧力Ｐ１が高いため設定差圧ｄＰ１ｓｅｔが小さく設定され、エンジンの高負荷に対応した必要十分な圧力調整弁１０の上流側圧力を確保するようになっている。
なお、図３では、計測圧力Ｐ１に基づいて設定差圧ｄＰ１ｓｅｔを決定することとしたが、計測圧力Ｐ１に代えて、エンジン負荷に応じて設定された上述の設定圧力Ｐ１ｓｅｔとしても良い。
【００２８】
図２に示されているように、分岐配管１２には、差圧制御弁４０が設けられている。差圧制御弁４０は、分岐配管差圧センサ４２の計測差圧ｄＰ２に応じて開度が制御されるようになっている。分岐配管差圧センサ４２は、差圧制御弁４０の前後の差圧を計測するようになっており、具体的には、差圧制御弁４０の主配管側位置１２ａにおける第１圧力と差圧制御弁４０のガスボトル１４側位置１２ｂにおける第２圧力との差圧を計測するようになっている。
【００２９】
図４には、差圧制御弁４０の開度指示値ＯｄＰ２と計測差圧ｄＰ２との関係が示されている。同図において、横軸が計測差圧ｄＰ２、縦軸が開度指示値ＯｄＰ２を示す。同図に示されているように、計測差圧ｄＰ２が０（ゼロ）の時に最大開度となり、計測差圧ｄＰ２の０（ゼロ）からの偏差が大きくなるに従い開度指示値ＯｄＰ２が小さくなるように、概略正規分布のような形状に定められている。最低開度ＯｄＰ２＿ｍｉｎは、０（ゼロ）とはせずに、所定開度を維持するようにして微開となるように設定されている。
【００３０】
次に、上述した構成の燃料ガス供給装置の作用効果について説明する。
エンジン負荷が小さい場合には、エンジン制御部からの指示により、圧力調整弁１０の下流側圧力が低くなるように、圧力センサ３２の計測圧力Ｐ１に基づいて圧力調整弁１０の開度が制御される。この場合、図３に示したように、計測圧力Ｐ１が低いので設定差圧ｄＰ１ｓｅｔが大きな値に設定される。ＬＮＧポンプ制御部では、大きく設定された設定差圧ｄＰ１ｓｅｔを満たすように、差圧センサ３６の計測差圧を参照しながらＬＮＧポンプ３の回転速度を増減速させる。この際に生じるＬＮＧポンプ３から伝達されるガス圧パルス変動（脈動）は、主配管７に対して分岐配管１２を介して接続されたガスボトル１４に吸収される。すなわち、ガスボトル１４の容積によって脈動を吸収する。この際に、脈動によって生じる分岐配管１２内のＣＮＧ流れの流量変動は比較的小さいので、分岐配管差圧センサ４２では大きな差圧として計測されず、図４に示したように、差圧制御弁４０の開度指示値ＯｄＰ２は大きい値に設定され、ガスボトル１４に流出入するＣＮＧの流れを許容し、脈動吸収を妨げることはない。
【００３１】
そして、エンジン負荷が低負荷から高負荷へと急上昇すると、圧力調整弁１０の下流側圧力を急上昇させるように、圧力調整弁１０の開度が高速で開方向へと制御される。この際に、上述したように、圧力調整弁１０の上流側圧力は高く設定されているので、圧力急上昇の要求に対して高い応答性をもって対応することができる。
【００３２】
一方、エンジン負荷が大きい場合は、図３に示したように、計測圧力Ｐ１が高いため設定差圧ｄＰ１ｓｅｔが小さく設定される。これにより、エンジンの高負荷に対応した必要十分な圧力調整弁１０の上流側圧力を確保することで、圧力調整弁１０の上流側圧力が過剰に高くなることを回避することができるようになっている。
【００３３】
また、エンジン負荷の急上昇や急降下に伴い主配管７内の圧力が大きく変動する場合には、分岐配管１２内のＣＮＧ流れの流量変動が大きくなり分岐配管差圧センサ４２にて大きな差圧が計測される。そうすると、図４に示したように、差圧制御弁４０の開度が閉方向へと制御され、ガスボトル１４へ至る分岐配管１２内の燃料ガス流れを制限する。これにより、ガスボトル１４の容積によって主配管７内の圧力応答が緩慢になることが防止される。さらに、ガスボトル１４内の圧力の急降下が妨げられるので、ジュールトムソン膨張によるガスボトル１４ひいては分岐配管１２の過剰な冷却を回避することができる。
なお、差圧制御弁４０の開度を閉方向に制御する場合であっても、全閉とはせずに所定の最低開度ＯｄＰ２＿ｍｉｎにて微開とするようにしている。これにより、計測差圧ｄＰ２が大きい場合であっても、ある程度の脈動の吸収ができるようになっている。
【００３４】
以上の通り、本実施形態によれば、ＣＮＧのガス圧パルス変動の吸収と、エンジンへの供給圧力の高応答性とを両立させることが可能となる。
【００３５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態と同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態は、第１実施形態に対して、分岐配管１２における差圧計測が異なる。第１実施形態では、差圧制御弁４０（図２参照）の前後の差圧を計測するように分岐配管差圧センサを設けることとしたが、本実施形態では、固定絞りであるオリフィス４４を分岐配管１２に設け、このオリフィス４４の前後の差圧を分岐配管差圧センサ４２によって計測するようになっている。本実施形態では、分岐配管差圧センサ４２は、オリフィス４４の主配管側位置１２ｃにおける第１圧力とオリフィス４４のガスボトル１４側位置１２ｄにおける第２圧力との差圧を計測するようになっている。分岐配管差圧センサ４２によって計測された差圧を用いた制御については第１実施形態と同様なので、その説明は省略する。
なお、図５に示した実施形態では、オリフィス４４を差圧制御弁４０の上流側に設けたが、差圧制御弁４０の下流側に設けても良い。
【００３６】
また、本実施形態は、主配管７における圧力調整弁１０の下流側から、ガスボトル１４へとＣＮＧを供給するＣＮＧ供給補助配管（燃料ガス供給補助配管）４６が設けられている点で相違する。ＣＮＧ供給補助配管４６には、所定差圧以上で主配管７からガスボトル１４へのＣＮＧ流れを許容するチェック弁４７が設けられている。一方、所定差圧未満では、チェック弁４７は全閉とされており、ＣＮＧ供給補助配管４６内をＣＮＧが流れることはない。
このように、何らかの原因によりガスボトル１４内の圧力が低下した場合であっても、ガスボトル１４内の圧力が低下してチェック弁４７前後の差圧が所定値以上となるとチェック弁４７が開き、ＣＮＧ供給補助配管４６によって主配管７からガスボトル１４へとＣＮＧを供給することができる。これにより、ガスボトル１４内の圧力を常に所定値以上に保つことができる。
なお、本実施形態のＣＮＧ供給補助配管４６は、第１実施形態に設けることができることはもちろんである。
【００３７】
なお、上述した各実施形態では、液ポンプであるＬＮＧポンプ３を用いてＬＮＧを昇圧する液体圧縮方式を用いて説明したが、ＬＮＧを気化した後のＮＧを圧縮するガス圧縮機を用いるガス圧縮方式の場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  ＬＮＧタンク
３  ＬＮＧポンプ（昇圧手段）
５  ガス化装置
７  主配管
１０  圧力調整弁
１２  分岐配管
１４  ガスボトル（バッファタンク）
１６  ＬＮＧ取出配管
１８  サクションドラム
２０  ＬＮＧ供給配管
２２  油圧発生ユニット
２４  ガス燃焼装置
２５  燃焼炉
２６  蒸気導入配管
２８  清水ポンプ
３０  清水返送配管
３２  圧力センサ（圧力計測手段）
３４  圧力センサ制御部
３６  差圧センサ（差圧計測手段）
４０  差圧制御弁
４２  分岐配管差圧センサ
４４  オリフィス
４６  ＣＮＧ供給補助配管（燃料ガス供給補助配管）
４７  チェック弁
【図１】
2013209926.tif 000003
【図２】
2013209926.tif 000004
【図３】
2013209926.tif 000005
【図４】
2013209926.tif 000006
【図５】
2013209926.tif 000007