JP2007182963A - バルクコンテナ車両巡回ルート最適化システム - Google Patents

バルクコンテナ車両巡回ルート最適化システム Download PDF

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Abstract

【課題】低廉で、かつ、エネルギーを無駄に消費することなく、複数の液体燃料貯蔵施設に設置された液体燃料貯蔵タンク内の圧力を限界圧力以下に保持できるように、バルクコンテナ車両の巡回ルートを最適化するシステムを提供する。
【解決手段】液体燃料貯蔵タンクの稼働計画データ111を格納する稼働計画データベース110と、液体燃料貯蔵タンクに貯蔵された液体燃料の消費量データ121を格納する消費量データベース120と、ボイルオフガス発生量データ131を格納するボイルオフガス発生量データベース130と、バルクコンテナ車両が液体燃料貯蔵施設間を移動する際の移動コストを格納する移動コストデータベース140と、稼働計画、消費量、ボイルオフガスの発生量及び移動コストに基づいて、最適な巡回ルートを作成する巡回ルート最適化手段180とを具備する。
【選択図】図2

Description

本発明は、複数の液体燃料貯蔵施設において、各液体燃料貯蔵タンク内に発生するボイルオフガス(Boil Off Gas)を、予め設定された限界圧力を超えないようにするために液体燃料貯蔵タンクから抽出するバルクコンテナ車両の輸送ルートの最適化を行うシステムに関する。
天然ガスなどのガス状の燃料は、取扱いの容易さなどから冷却され、液体燃料として燃料貯蔵施設に貯蔵されている。そして、その液体燃料は、液体燃料のまま取引先の液体燃料貯蔵施設に運搬・貯蔵され、消費されている。
LNG(liquefied natural gas)などの液体燃料は、通常沸点が低く、常温では気化してしまうため、液体燃料の貯蔵容器として断熱構造をした液体燃料貯蔵タンクが使用されている。液体燃料貯蔵タンクは、外部からの熱の流入をある程度防止することができるが、完全に防止することはできず、液体燃料貯蔵タンクに熱が流入し、液体燃料貯蔵タンク内に貯蔵されている液体燃料が気化することになる(この際に発生するガスはボイルオフガス(Boil Off Gas:BOG)と呼ばれる。)。すると、発生したボイルオフガスによって液体燃料貯蔵タンク内の圧力が高くなってしまうという問題があった。
この問題に対して、液体燃料貯蔵タンクに安全弁又は高圧調整弁などを設けて液体燃料貯蔵タンク内に発生したボイルオフガスを大気に排出する方法や、必要以上に液体燃料を消費させて液体燃料の体積を減少させる方法、あるいは、ボイルオフガスの再液化装置を用いて、発生したボイルオフガスを再液化して液体燃料貯蔵タンク内の圧力が上昇しないようにする方法などが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−63395号公報
しかしながら、ボイルオフガスを大気に排出する方法は、LNGの主成分であるメタンが地球温暖化ガスであることから、環境保護上好ましくなく、また、各液体燃料貯蔵タンクに安全弁などを設ける必要があるので多くの費用が必要になるという問題があった。必要以上に液体燃料を消費させる方法は、エネルギーを無駄に消費することになるという問題があった。また、ボイルオフガスの再液化装置を用いる方法は、さらに多大な費用が必要になるという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑み、効率的に、複数の液体燃料貯蔵施設に設置された液体燃料貯蔵タンク内の圧力を限界圧力以下に保持できるように、バルクコンテナ車両の巡回ルートを最適化することができるシステムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するための本発明の第1の態様は、液体燃料貯蔵タンクが設置された複数の液体燃料貯蔵施設に、液体燃料貯蔵タンクからボイルオフガスを抽出する抽出手段を有するバルクコンテナ車両を巡回させて、液体燃料貯蔵タンクに貯蔵された液体燃料から発生するボイルオフガスによって前記液体燃料貯蔵タンク内の圧力が予め設定された限界圧力を超えないように前記液体燃料貯蔵タンクからボイルオフガスを抽出する、前記バルクコンテナ車両の巡回ルートを最適化するバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムであって、前記液体燃料貯蔵タンクの稼働計画を格納する稼働計画データベースと、所定の期間に消費される前記液体燃料貯蔵タンクに貯蔵された液体燃料の消費量を格納する消費量データベースと、所定の期間に発生する前記ボイルオフガスの発生量を格納するボイルオフガス発生量データベースと、前記バルクコンテナ車両が前記液体燃料貯蔵施設間を移動する際の移動コストを格納する移動コストデータベースと、少なくとも前記稼働計画、前記消費量、前記ボイルオフガスの発生量及び前記移動コストに基づいて、前記バルクコンテナ車両の最適な巡回ルートを作成する巡回ルート最適化手段とを具備することを特徴とするバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムにある。
かかる第1の態様では、複数の液体燃料貯蔵施設に設置された液体燃料貯蔵タンク内の圧力を限界圧力以下に保持できるように、バルクコンテナ車両の巡回ルートを最適化することができる。
本発明の第2の態様は、液体燃料貯蔵タンクが設置された複数の液体燃料貯蔵施設に、液体燃料貯蔵タンクからボイルオフガスを抽出する抽出手段を有するバルクコンテナ車両を巡回させて、液体燃料貯蔵タンクに貯蔵された液体燃料から発生するボイルオフガスによって前記液体燃料貯蔵タンク内の圧力が予め設定された限界圧力を超えないように前記液体燃料貯蔵タンクからボイルオフガスを抽出する、前記バルクコンテナ車両の巡回ルートを最適化するバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムであって、前記液体燃料貯蔵タンクの稼働計画を格納する稼働計画データベースと、所定の期間に消費される前記液体燃料貯蔵タンクに貯蔵された液体燃料の消費量を格納する消費量データベースと、所定の期間に発生する前記ボイルオフガスの発生量を格納するボイルオフガス発生量データベースと、各液体燃料貯蔵施設間の距離を格納する距離データベースと、少なくとも前記稼働計画、前記消費量、前記ボイルオフガスの発生量及び前記距離に基づいて、前記バルクコンテナ車両の最適な巡回ルートを作成する巡回ルート最適化手段とを具備することを特徴とするバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムにある。
かかる第2の態様では、第1の態様と同様の効果が得られる。
本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様に記載のバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムにおいて、前記バルクコンテナ車両は、コジェネレーションシステムを具備することを特徴とするバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムにある。
かかる第3の態様では、さらに、抽出したボイルオフガスから発電することができる。
本発明に係るバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムによると、複数の液体燃料貯蔵施設に設置された液体燃料貯蔵タンク内の圧力を限界圧力以下に保持できるように、バルクコンテナ車両の巡回ルートを最適化することができるので、液体燃料貯蔵施設の安全性を効率的に向上させることができる。
本発明は、液体燃料貯蔵タンクが設置された複数の液体燃料貯蔵施設を巡回して、液体燃料貯蔵タンク内に発生したボイルオフガスを抽出する、バルクコンテナ車両の巡回ルートを最適化するシステムである。
ここで、液体燃料とは、液状の燃料であれば特に限定されないが、例えばLNGなどが挙げられる。また、液体燃料貯蔵施設とは、液体燃料を貯蔵する施設であれば特に限定されないが、例えば燃料として天然ガスを用いる火力発電所などが挙げられる。さらに、液体燃料貯蔵タンクとは、液体燃料を貯蔵することができる容器であれば特に限定されず、例えばLNG貯蔵タンクなどが挙げられる。
バルクコンテナ車両とは、液体燃料貯蔵タンクの近傍に移動することができ、液体燃料貯蔵タンクと接続して液体燃料貯蔵タンク内に発生したボイルオフガスを抽出することができる機能を有する車両であれば特に限定されないが、例えば図1に示すようなタンクコンテナ車などが挙げられる。このタンクコンテナ車50は牽引車両51とコンテナ車両52とからなっており、牽引車両51とコンテナ車両52とに分離することができるようになっている。そして、コンテナ車両52は液体燃料貯蔵タンクと接続して液体燃料貯蔵タンク内に発生したボイルオフガスを抽出する機能を有しており、牽引車両51により液体燃料貯蔵タンク近傍に牽引された後、牽引車両51から分離され、所定の期間液体燃料貯蔵タンクに接続されて液体燃料貯蔵タンク内に発生したボイルオフガスを抽出することができるようになっている。
なお、ボイルオフガスを液体燃料貯蔵タンクから抽出するには液体燃料貯蔵タンク内を減圧する必要がある。そして、液体燃料貯蔵タンク内を減圧すると、一部の液体燃料が気化し、その気化熱によりその液体燃料貯蔵タンクに貯蔵された液体燃料を冷却することができる。すなわち、ボイルオフガスを液体燃料貯蔵タンクから抽出することは、液体燃料貯蔵タンク内の圧力を下げると共に、その液体燃料貯蔵タンクに貯蔵された液体燃料を冷却することができるという効果を奏することになる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
(実施形態1)
図2は、本発明の実施形態1に係るバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムを示す概略図である。図2に示すように、本実施形態に係るバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システム1は、巡回ルート最適化サーバ100を具備している。
巡回ルート最適化サーバ100は、稼働計画データベース110と、消費量データベース120と、ボイルオフガス発生量データベース130と、移動コストデータベース140と、巡回ルート最適化手段180とを具備し、バルクコンテナ車両を複数の液体燃料貯蔵施設に巡回させる際のバルクコンテナ車両の最適な巡回ルートを作成することができるようになっている。
稼働計画データベース110は、稼働計画データ111を格納することができるものであれば特に限定されない。稼働計画データ111としては、例えば図3に示すようなデータが挙げられる。ここで、液体燃料貯蔵タンクの欄はその液体燃料貯蔵タンクに付与された認識記号を、液体燃料貯蔵施設の欄はその液体燃料貯蔵タンクが設置されている液体燃料貯蔵施設の認識記号を、稼働計画の欄は液体燃料貯蔵タンク内に貯蔵された液体燃料が消費される日をそれぞれ示す。
消費量データベース120は、消費量データ121を格納することができるものであれば特に限定されない。消費量データ121としては、例えば図4に示すようなデータが挙げられる。ここで、消費量は、液体燃料貯蔵タンク内に貯蔵された液体燃料が1日当たりに消費される量を示す。すなわち、液体燃料貯蔵タンクから供給される1日当たりの液体燃料の量を示す。
ボイルオフガス発生量データベース130は、ボイルオフガス発生量データ131を格納することができるものであれば特に限定されない。ボイルオフガス発生量データ131としては、例えば図5に示すようなデータが挙げられる。なお、図5中の発生するボイルオフガス発生量は、1atmにおける体積を示すものである。
移動コストデータベース140は、バルクコンテナ車両が液体燃料貯蔵施設から他の液体燃料貯蔵施設に移動する際の移動コストデータ141を格納することができるものであれば特に限定されない。移動コストデータ141としては、例えば図6に示すようなデータが挙げられる。図6中のデータは、バルクコンテナ車両が左欄の液体燃料施設から上欄の液体燃料施設へ移動する際の移動コストを示している。
巡回ルート最適化手段180は、稼働計画データ111、消費量データ121、ボイルオフガス発生量データ131、及び移動コストデータ141に基づいて、バルクコンテナ車両の最適な巡回ルートを作成することができるものであれば特に限定されない。具体的には、以下に説明する機能を有するプログラムなどが挙げられる。
以下では、すべての液体燃料貯蔵タンクは液体燃料が満杯に貯蔵されているもの、すなわち、すべての液体燃料貯蔵タンク内にはボイルオフガスが存在しないものとし、液体燃料タンクに貯蔵された液体燃料は月曜日から消費されるものとする。また、バルクコンテナ車両の最適な巡回ルートを選択する際には、移動コストが最も低くなるものを選択するように設定する。そして、すべての液体燃料貯蔵タンクの限界圧力を15atmとする。
まず、巡回ルート最適化手段180は、稼働計画データ111、消費量データ121及びボイルオフガス発生量データ131から、各液体燃料貯蔵タンク内の圧力が15atmを超えるのに要する日数を算出する。
具体的には、液体燃料貯蔵タンクA−1に関する稼働計画データ111、消費量データ121及びボイルオフガス発生量データ131が、それぞれ「月曜日〜金曜日」、「15m」、「190m」であることから、月曜日には、液体燃料貯蔵タンクA−1に貯蔵された液体燃料は「15m」の体積が減少すると共に、液体燃料貯蔵タンクA−1内には1atm換算で「190m」の発生したボイルオフガスが閉じ込められていることになる。したがって、月曜日における液体燃料貯蔵タンクA−1内の圧力は12.7atmとなる。
同様にして計算することにより、図7に示すように、1日ごとに液体燃料貯蔵タンクA−1内の圧力を算出することができる。ここで、土曜日における液体燃料貯蔵タンクA−1内の圧力は「15.2atm」であり、限界圧力の「15.0atm」を超えている。これは、月曜〜金曜日しか液体燃料貯蔵タンクA−1に貯蔵された液体燃料は消費されないので、土曜日における消費された液体燃料の総体積は金曜日のものと同じ「75m」であり、液体燃料貯蔵タンクA−1内で発生したボイルオフガスの総発生量は1atm換算で「1140m」となるからである。すなわち、液体燃料貯蔵タンクA−1内からボイルオフガスを取り除かない場合には、液体燃料貯蔵タンクA−1内の圧力が限界圧力である15atmを超えるのに要する日数は6日となることが分かる。このようにして、稼働計画データ111、消費量データ121及びボイルオフガス発生量データ131から、液体燃料貯蔵タンクA−1内の圧力が限界圧力を超えるのに要する日数を算出することができる。そして、このような操作を各液体燃料貯蔵タンクに対して行なうことにより、図8に示すような各液体燃料貯蔵タンク内の圧力が限界圧力を超えるのに要する日数を算出することができる。
次に、上述したように得られた各液体燃料貯蔵タンク内の圧力が限界圧力を超える日数と移動コストデータ141とに基づいて、バルクコンテナ車両の最適な巡回ルートを作成する。
具体的には、液体燃料貯蔵タンク内の圧力が限界圧力を超える日数のうち、最も短い日数となる液体燃料貯蔵タンクA−1〜A−3は液体燃料貯蔵施設Aに設置されているので、バルクコンテナ車両は最初に液体燃料貯蔵施設Aに巡回する必要がある。次に最も短い日数となる液体燃料貯蔵タンクは、液体燃料貯蔵タンクB−1、液体燃料貯蔵タンクC−1、C−2であるので、バルクコンテナ車両はこれらの液体燃料貯蔵タンクが設置された液体燃料貯蔵施設B及びCを巡回しなければならない。ここで、上述したように本実施形態では、バルクコンテナ車両の最適な巡回ルートを選択する際には、移動コストが最も低くなるものを選択するように設定されているので、液体燃料貯蔵施設Aから液体燃料貯蔵施設Bへの移動コスト及び液体燃料貯蔵施設Bから液体燃料貯蔵施設Cへの移動コストの和と、液体燃料貯蔵施設Aから液体燃料貯蔵施設Cへの移動コスト及び液体燃料貯蔵施設Cから液体燃料貯蔵施設Bへの移動コストの和とを比較し、より移動コストが低い方がバルクコンテナ車両の最適な巡回ルートとして選択されることになる。そこで、各巡回ルートの移動コストを計算すると、液体燃料貯蔵施設A→B→Cの移動コストの和は、図6より、「10万円」と「20万円」とで合計「30万円」となる。一方、液体燃料貯蔵施設A→C→Bの移動コストの和は、「30万円」と「20万円」とで合計「50万円」となる。したがって、巡回ルート最適化手段180により、バルクコンテナ車両の最適な巡回ルートとして液体燃料貯蔵施設A→B→Cが選択されることになる。
次に、本実施形態に係るバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システム1の動作について説明する。図9は、本実施形態に係るバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムのシーケンスを示す図である。
図9に示すように、バルクコンテナ車両巡回ルート最適化システム1にバルクコンテナ車両の最適巡回ルート作成の指示が入力されると(S1)、まず、稼働計画データベース110から各液体燃料貯蔵タンクの稼働計画データ111が抽出される(S2)。次に、消費量データベース120から各液体燃料貯蔵タンクの消費量データ121が抽出されると共に(S3)、ボイルオフガス発生量データベース130からボイルオフガス発生量データ131が抽出される(S4)。さらに、移動コストデータベース140から移動コストデータ141が抽出される(S5)。なお、本実施形態では、稼働計画データ111、消費量データ121、ボイルオフガス発生量データ131、移動コストデータ141の順番で各データベースから各データが抽出されているが、抽出される順番は特に限定されず、どのような順番で各データが各データベースから抽出されてもよい。
そして、抽出されたそれらのデータに基づいて、巡回ルート最適化手段180により最適巡回ルートが作成され(S6)、作成された最適巡回ルートが巡回ルート最適化サーバ100に接続された表示画面に提示される(S7)。
(実施形態2)
実施形態1では、バルクコンテナ車両の最適な巡回ルートを選択する際に移動コストが最も低くなるものを選択するように設定すると共に、移動コストデータベース140を巡回ルート最適化サーバ100に具備し、移動コストデータベース140に格納された移動コストデータ141を用いて最適巡回ルートを作成している。しかしながら、それら代えて、図10に示すように、バルクコンテナ車両の最適な巡回ルートを選択する際にバルクコンテナ車両が移動する距離が最も短くなるものを選択するように設定すると共に、距離データベース140Aを巡回ルート最適化サーバ100に具備し、距離データベース140Aに格納された距離データ141Aを用いて最適巡回ルートを作成してもよい。
具体的には、巡回ルート最適化手段180において、上述したように複数の巡回ルートが存在した場合に、各巡回ルートにおける距離データの和が最も短くなるものを最適巡回ルートとして選択するようにしてもよい。このようにしても、実施形態1と同様の効果が得られる。
(他の実施形態)
実施形態1及び実施形態2では、消費された液体燃料の体積と発生したボイルオフガスの体積とを用いて、各液体燃料貯蔵タンク内の圧力を算出したが、各液体燃料貯蔵タンク内の圧力を算出する方法はこれに限定されない。例えば、各燃料貯蔵タンク内の形状や液体燃料の特性などを考慮したより精密なシミュレーションを行って、各液体燃料貯蔵タンク内の圧力を求めるようにしてもよい。
また、実施形態1及び実施形態2では、各液体燃料貯蔵タンク内の圧力を測定することなく、最適巡回ルートを作成しているが、所定の時刻に測定した各液体燃料貯蔵タンク内の圧力データを格納した圧力データベースを巡回ルート最適化サーバ100にさらに具備させ、それらの圧力データを初期値として用いて、各液体燃料貯蔵タンク内の圧力が限界圧力を超えるのに要する日数を算出するようにしてもよい。このようにすることにより、より正確に各液体燃料貯蔵タンク内の圧力が限界圧力を超えるのに要する日数を算出することができる。
さらに、バルクコンテナ車両にコジェネレーションシステムを具備し、そのコジェネレーションシステムを用いて、抽出したボイルオフガスから発電することができるようにしてもよい。ここで、コジェネレーションシステムとしては、バルクコンテナ車両に搭載することができるものであれば特に限定されず、例えばガスエンジン、ボイラー、ガスタービンなどを用いたものが挙げられる。このように構成することにより、抽出したボイルオフガスを有効利用することができる。
本発明に係るバルクコンテナ車両の一例を示す概略図である。 実施形態1に係るバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムを示す概略図である。 実施形態1に係る稼動計画データを示す図である。 実施形態1に係る消費量データを示す図である。 実施形態1に係るボイルオフガス発生量データを示す図である。 実施形態1に係る移動コストデータを示す図である。 実施形態1に係る液体燃料貯蔵タンクA−1内の圧力を示す図である。 実施形態1に係る各液体燃料貯蔵タンク内の圧力が限界圧力を超えるのに要する日数を示す図である。 実施形態1に係るバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムのシーケンスを示す図である。 実施形態2に係るバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムを示す図である。
符号の説明
1、1A バルクコンテナ車両巡回ルート最適化システム
50 タンクコンテナ車
51 牽引車両
52 コンテナ車両
100 巡回ルート最適化サーバ
110 稼働計画データベース
111 稼働計画データ
120 消費量データベース
121 消費量データ
130 ボイルオフガス発生量データベース
131 ボイルオフガス発生量データ
140 移動コストデータベース
140A 距離データベース
141 移動コストデータ
141A 距離データ
151 ボイルオフガス発生量データ
180 巡回ルート最適化手段

Claims (3)

  1. 液体燃料貯蔵タンクが設置された複数の液体燃料貯蔵施設に、液体燃料貯蔵タンクからボイルオフガスを抽出する抽出手段を有するバルクコンテナ車両を巡回させて、
    液体燃料貯蔵タンクに貯蔵された液体燃料から発生するボイルオフガスによって前記液体燃料貯蔵タンク内の圧力が予め設定された限界圧力を超えないように前記液体燃料貯蔵タンクからボイルオフガスを抽出する、前記バルクコンテナ車両の巡回ルートを最適化するバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムであって、
    前記液体燃料貯蔵タンクの稼働計画を格納する稼働計画データベースと、
    所定の期間に消費される前記液体燃料貯蔵タンクに貯蔵された液体燃料の消費量を格納する消費量データベースと、
    所定の期間に発生する前記ボイルオフガスの発生量を格納するボイルオフガス発生量データベースと、
    前記バルクコンテナ車両が前記液体燃料貯蔵施設間を移動する際の移動コストを格納する移動コストデータベースと、
    少なくとも前記稼働計画、前記消費量、前記ボイルオフガスの発生量及び前記移動コストに基づいて、前記バルクコンテナ車両の最適な巡回ルートを作成する巡回ルート最適化手段と
    を具備することを特徴とするバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システム。
  2. 液体燃料貯蔵タンクが設置された複数の液体燃料貯蔵施設に、液体燃料貯蔵タンクからボイルオフガスを抽出する抽出手段を有するバルクコンテナ車両を巡回させて、
    液体燃料貯蔵タンクに貯蔵された液体燃料から発生するボイルオフガスによって前記液体燃料貯蔵タンク内の圧力が予め設定された限界圧力を超えないように前記液体燃料貯蔵タンクからボイルオフガスを抽出する、前記バルクコンテナ車両の巡回ルートを最適化するバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムであって、
    前記液体燃料貯蔵タンクの稼働計画を格納する稼働計画データベースと、
    所定の期間に消費される前記液体燃料貯蔵タンクに貯蔵された液体燃料の消費量を格納する消費量データベースと、
    所定の期間に発生する前記ボイルオフガスの発生量を格納するボイルオフガス発生量データベースと、
    各液体燃料貯蔵施設間の距離を格納する距離データベースと、
    少なくとも前記稼働計画、前記消費量、前記ボイルオフガスの発生量及び前記距離に基づいて、前記バルクコンテナ車両の最適な巡回ルートを作成する巡回ルート最適化手段と
    を具備することを特徴とするバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システム。
  3. 請求項1又は2に記載のバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システムにおいて、
    前記バルクコンテナ車両は、コジェネレーションシステムを具備することを特徴とするバルクコンテナ車両巡回ルート最適化システム。
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