JP2016049881A

JP2016049881A - 船舶

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Publication number: JP2016049881A
Application number: JP2014176350A
Authority: JP
Inventors: 健治長町; Kenji Nagamachi; 岳夫宇井; Takeo Ui; 信彦杉山; Nobuhiko Sugiyama; 崇嗣安部; Takatsugu Abe
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-04-11
Also published as: CN106458310B; CN106458310A; WO2016031211A1; KR20170015512A

Abstract

【課題】２機以上のガス焚きディーゼルエンジンに異なる圧力の燃料ガスを供給することができ、かつ、省スペース化を図ることができる船舶を提供する。
【解決手段】船舶１Ａは、液化ガスを貯留するタンク２と、プロペラ５３ａ，５３ｂが設けられた主軸５２ａ，５２ｂを駆動する複数のディーゼルエンジン５１ａ，５１ｂと、タンク２から供給される液化ガス又は蒸発ガスを昇圧する昇圧装置４１と、昇圧装置４１から複数のディーゼルエンジン５１ａ，５１ｂへ延びる供給ライン３を備えている。昇圧装置４１は、タンク２から供給される液化ガス又は蒸発ガスを、ディーゼルエンジン５１ａ，５１ｂに供給される蒸発ガスが複数のディーゼルエンジン５１ａ，５１ｂの要求圧のうち最も高い要求圧より高くなるように昇圧する。供給ライン３は、昇圧装置４１に接続された主流路３１および複数の分岐路３２，３３を含む。複数の分岐路３２，３３のそれぞれには、圧力調整弁６１ａ，６１ｂが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスを燃料として使用する複数のディーゼルエンジンを搭載した船舶に関する。

近年、環境負荷の観点から、天然ガスを燃料としたガス焚きディーゼルエンジンを推進用主機とする船舶が注目されている。ガス焚きディーゼルエンジンを搭載した船舶としては、複数台の主機を搭載し、各主機でプロペラが設けられた主軸を駆動する多機多軸式の船舶が知られている。

例えば特許文献１には、ガス焚きディーゼルエンジンとしての低速二元燃料ディーゼル（ＤＦＤ；Dual Fuel Diesel）エンジン及び低速ＤＦＤエンジンにより駆動するプロペラとを備えた２機２軸式の船舶が開示されている。この船舶は、ＬＮＧを貯蔵するＬＮＧタンクと、ＬＮＧタンク内に配置されたＬＮＧポンプと、ＬＮＧタンクからＬＮＧポンプを介して供給されるＬＮＧを高圧ガス化し、この高圧ガス化したＬＮＧを低速ＤＦＤエンジンに供給する高圧燃料ガス供給システムを備える。なお、特許文献１には具体的に記載されていないが、高圧ガス供給システムは、高圧ポンプ（昇圧装置）と気化器を含むものであると推測される。

特開２０１３−１９３５０３号公報

ところで、ガス焚きディーゼルエンジンを搭載した多機多軸式の船舶では、各エンジンに要求される出力が異なる場合がある。例えば、エンジンやプロペラには製造時の個体差があり、同じ回転数で駆動させるときに必要な出力には差が生じる。また、横風や波浪の中で船体を直進させるために、意図的に複数のプロペラの回転数を変化させる場合もある。このような場合それぞれのエンジンに要求される出力に応じた圧力の燃料ガスを供給することが望まれる。しかしながら、特許文献１に開示された船舶では、１つの高圧ガス供給システムから２機のエンジンに燃料ガスを供給しており、各エンジンに異なる圧力の燃料ガスを供給することができない。異なる圧力の燃料ガスを供給するために、エンジンごとに高圧ガス供給システムを設けることが考えられるが、船内の設置スペースには限りがあるため、省スペースの観点から、高圧ポンプや気化器等を含む高圧ガス供給システムをエンジンごとに設けるのは好ましくない。

そこで、本発明は、２機以上のガス焚きディーゼルエンジンに異なる圧力の燃料ガスを供給することができ、かつ、省スペース化を図ることができる船舶を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る船舶は、液化ガスを貯留するタンクと、前記液化ガスが気化した蒸発ガスを燃料として使用する、プロペラが設けられた主軸を駆動する複数のディーゼルエンジンと、前記タンクから供給される液化ガス又は蒸発ガスを、前記ディーゼルエンジンに供給される蒸発ガスが前記複数のディーゼルエンジンの要求圧のうち最も高い要求圧より高くなるように昇圧する昇圧装置と、前記昇圧装置から前記複数のディーゼルエンジンへ延びる供給ラインであって、前記昇圧装置に接続された主流路および前記複数のディーゼルエンジンに接続された複数の分岐路を含む供給ラインと、前記複数の分岐路のそれぞれに設けられた圧力調整弁と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、ディーゼルエンジンにつながる分岐路のそれぞれに圧力調整弁が設けられているため、圧力調整弁の開度をそれぞれ調節して、エンジンへの供給ガス圧を各ディーゼルエンジンに要求される出力に応じた圧力にすることができる。また、複数のディーゼルエンジンに対して一つの昇圧装置で異なる圧力の燃料ガスを供給できるため、各エンジンに異なる圧力の燃料ガスを供給するためにエンジンごとに高圧ガス供給システムを設けた船舶よりも、船内の省スペース化を図ることができる。

上記の構成において、前記昇圧装置は、前記液化ガスを昇圧するポンプであり、前記主流路には、前記ポンプから吐出された液化ガスを気化させる気化器が設けられていてもよい。

上記の船舶は、前記圧力調整弁の一次側と二次側を連通するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられた圧力調整弁又は開閉弁とを更に備えていてもよい。この構成によれば、分岐路の圧力調整弁と並列にバイパス流路に圧力調整弁を設けた場合、これらの圧力調整弁の調整可能流量が異なれば、エンジンへのガス流量やエンジンからの要求圧に応じて使用する圧力調整弁を変えて、エンジンへの供給ガス圧を適切に調整することができる。また、バイパス流路に開閉弁を設けた場合には、この開閉弁を開くことにより、分岐路の圧力調整弁の上流側と下流側を同圧にすることができる。

上記の船舶は、前記複数の分岐路に、前記圧力調整弁の下流側でそれぞれ連通する複数のバッファタンクと、前記複数の分岐路のそれぞれにおける圧力調整弁の下流側部分と前記複数のバッファタンクのそれぞれとの連通部分に設けられた開閉弁と、前記複数のバッファタンクのそれぞれに接続されたブリードラインと、前記ブリードラインに設けられたブリードバルブと、を更に備えてもよい。

複数のディーゼルエンジンのうちの１つがエンジントラブルで停止した場合には、船全体におけるエンジンでのガス消費量以上にエンジン側にガスが供給されて、供給ラインのガス圧が上昇してしまう。これに対し、上記の構成によれば、バッファタンクの入口の開閉弁を閉じ、ブリードラインに設けられたブリードバルブを開くことで、バッファタンクを低圧にすることができる。すなわち、エンジントラブルなどにより供給ラインにガス圧上昇が生じるときには、開閉弁を開いて低圧に保たれていたバッファタンクと供給ラインとを連通させて、供給ラインの急激な圧力上昇を防ぐことができる。

上記の船舶は、前記複数の分岐路のうちの第１分岐路における圧力調整弁の下流側部分と前記複数の分岐路のうち前記第１分岐路とは別の第２分岐路における圧力調整弁の下流側部分とを連通するクロスフィードラインと、前記クロスフィードラインに設けられたクロスフィードバルブとを更に備えていてもよい。この構成によれば、いずれかの分岐路の圧力調整弁が故障してその下流側のガス圧調整ができなくなった場合でも、故障した圧力調整弁の下流側のエンジンには、クロスフィードラインを介してガス供給を行うことができる。また、クロスフィードバルブが圧力調整弁や流量制御弁である場合には、故障した圧力調整弁の下流側のエンジンへの供給ガス圧を調整することができる。

上記の船舶は、前記複数の分岐路のうちの第１分岐路における圧力調整弁の下流側部分と前記複数の分岐路のうちの前記第１分岐路とは別の第２分岐路における圧力調整弁の下流側部分とを連通するクロスフィードラインと、前記クロスフィードラインに設けられたバッファタンクと、前記クロスフィードラインにおける前記バッファタンクと前記第１分岐路との間の部分に設けられた第１開閉弁と、前記クロスフィードラインにおける前記バッファタンクと前記第２分岐路との間の部分に設けられた第２開閉弁とを更に備えていてもよい。この構成によれば、複数の分岐路に共通のバッファタンクが設けられているため、エンジンごとにバッファタンクを設ける必要がない。このため、船内の省スペース化を図ることができる。

上記の船舶は、前記クロスフィードラインの前記バッファタンクに接続されたブリードラインと、前記ブリードラインに設けられたブリードバルブとを更に備えていてもよい。この構成によれば、複数のディーゼルエンジンのうちの１つがエンジントラブルで停止した場合には、船全体でのエンジンでのガス消費量以上にエンジン側にガスが供給されて、供給ラインのガス圧が上昇してしまう。これに対し、上記の構成によれば、バッファタンクの入口の開閉弁を閉じ、ブリードラインに設けられたブリードバルブを開くことで、バッファタンクを低圧にすることができる。すなわち、エンジントラブルなどによりガス圧上昇が生じるときには、開閉弁を開いて低圧に保たれていたバッファタンクと分岐路とを連通させて、供給ラインの急激な圧力上昇を防ぐことができる。

上記ディーゼルエンジンは、油のみを燃料として使用する油運転とガスのみ又は油とガスの両方を燃料として使用するガス運転とで切り換え可能である二元燃料ディーゼルエンジンであってもよい。この構成によれば、油運転からガス運転に速やかに切り換えることができる。

また、上記ディーゼルエンジンは、ガス燃料にて運転する際に、ディーゼルエンジンの出力に応じて要求圧が変化してもよい。

本発明によれば、２機以上のガス焚きディーゼルエンジンに異なる圧力の燃料ガスを供給することができ、かつ、省スペース化を図ることができる船舶を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る船舶の一部を示す概略構成図である。本発明の第２実施形態に係る船舶の一部を示す概略構成図である。本発明の第３実施形態に係る船舶の一部を示す概略構成図である。本発明の第４実施形態に係る船舶の一部を示す概略構成図である。本発明の第５実施形態に係る船舶の一部を示す概略構成図である。本発明の第６実施形態に係る船舶の一部を示す概略構成図である。図１の船舶におけるガス供給システムの変形例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。

＜第１実施形態＞
図１に、本発明の第１実施形態に係る船舶１Ａの一部を示す。この船舶１Ａは、推進用主機として、第１のディーゼルエンジン５１ａ（以下、単に「第１のエンジン５１ａ」という）と第２のディーゼルエンジン５１ｂ（以下、単に「第２のエンジン５１ｂ」という）を備える２機２軸式の船舶である。第１のエンジン５１ａは、プロペラ５３ａが設けられた主軸５２ａを駆動し、第２のエンジン５１ｂは、プロペラ５３ｂが設けられた主軸５２ｂを駆動する。

また、第１のエンジン５１ａ及び第２のエンジン５１ｂは、いずれも油とガスの両方を燃料として利用できるＤＦＤエンジンである。この船舶１Ａは、油供給ライン５４ａ，５４ｂを通じて油をエンジン５１ａ，５１ｂに供給するための油供給システム（図示せず）と、ガスをエンジン５１ａ，５１ｂに供給するためのガス供給システム１０Ａを有している。

ガス供給システム１０Ａは、液化ガスを気化した蒸発ガスを燃料としてエンジン５１ａ，５１ｂに供給する。ガス供給システム１０Ａは、液化ガスを貯留するタンク２と、タンク２から供給される液化ガスを昇圧する高圧ポンプ（本発明の昇圧装置の一例）４１と、高圧ポンプ４１からエンジン５１ａ，５１ｂへ延びるガス供給ライン３を含む。また、ガス供給ライン３には、高圧ポンプ４１から吐出された液化ガスを気化させる気化器４２が設けられている。

タンク２は、船舶１Ａの船長方向に配列された大型の輸送タンクの少なくとも１つである。ただし、輸送タンクと後述する高圧ポンプ４１との間にサクションドラムが配置される場合は、タンク２はそのサクションドラムであってもよい。この実施形態におけるタンク２に貯留される液化ガスはＬＮＧであり、タンク２は、ＬＮＧが大気圧下の約−１６２℃の液体状態で保持できるように、極低温状態を保持可能な防熱性能を有する。なお、液化ガスは、必ずしもＬＮＧである必要はなく、例えばＬＰＧや液体水素であってもよい。

高圧ポンプ４１は、制御装置４５によって制御され、第１のエンジン５１ａ及び第２のエンジン５１ｂに供給される気化器４２で気化された蒸発ガスが要求圧（例えば１５〜３０ＭＰａ）より高くなるように、タンク２から供給される液化ガスを昇圧する。ここで、「第１のエンジン５１ａ及び第２のエンジン５１ｂに供給される気化器４２で気化された蒸発ガスが要求圧より高くなる」とは、第１のエンジン５１ａ及び第２のエンジン５１ｂのそれぞれの要求圧のうち最も高い方の要求圧より高くなるという意味である。高圧ポンプ４１は、例えば、ピストンポンプであり、油圧モータによって駆動されて液化ガスをシリンダから押し出す複数のピストンを含む。また、高圧ポンプ４１は、その回転数（例えば、油圧モータの回転数）を変更可能に構成されており、高圧ポンプ４１の回転数にほぼ比例してポンプ吐出量を変更することができる。

気化器４２は、例えば、蛇行したチューブがシェル内に配置された熱交換器である。シェルは、図略の循環ラインに接続されており、シェル及び循環ラインを通じて、例えばグリコールなどの熱媒体が循環させられる。

ガス供給ライン３は、高圧ポンプ４１に接続された主流路３１、主流路３１と連通する２つの分岐路（第１の分岐路３２と第２の分岐路３３）を含む。第１の分岐路３２は、第１のエンジン５１ａと接続されており、第２の分岐路３３は、第２のエンジン５１ｂと接続されている。気化器４２は、ガス供給ライン３における主流路３１に設けられている。

ガス供給システム１０Ａは、ガス供給ライン３の主流路３１における高圧ポンプ４１と気化器４２との間にある部分から分岐してタンク２へつながる還流ライン４４と、還流ライン４４に設けられた流量制御弁４３とを更に備えている。高圧ポンプ４１で昇圧された液化ガスは、その一部をこの還流ライン４４を介してタンク２に戻すことができ、制御装置４５により流量制御弁４３の開度を変更することによって還流ライン４４を通過する液化ガスの流量を調整することができる。この実施形態では、高圧ポンプ４１の回転数と流量制御弁４３の開度を調整することにより、高圧ポンプ４１の下流側にある気化器４２で気化された蒸発ガスの圧力を調整することができる。気化器４２で気化された蒸発ガスの圧力は、第１のエンジン５１ａ及び第２のエンジン５１ｂのそれぞれの要求圧のうち高い方の要求圧よりも圧力調整弁での圧力損失分だけ高い圧力である。また、要求圧の変化に応じて、気化器４２で気化した蒸発ガスの圧力を変更しないですむように、気化器４２で気化された蒸発ガスの圧力は、第１のエンジン５１ａ及び第２のエンジン５１ｂの運用上の最大の圧力よりも圧力損失分だけ高い圧力に調整されていてもよい。

第１の分岐路３２には、第１の圧力調整弁６１ａが設けられており、第２の分岐路３３には、第２の圧力調整弁６１ｂが設けられている。第１の圧力調整弁６１ａの開度を制御することにより、第１の分岐路３２における第１の圧力調整弁６１ａの下流側部分３２２の圧力を変更することができる。また、第２の圧力調整弁６１ｂの開度を制御することにより、第２の分岐路３３における第２の圧力調整弁６１ｂの下流側部分３３２の圧力を変更することができる。

第１の分岐路３２における第１の圧力調整弁６１ａの下流側部分３２２には、バッファタンク７１ａが連通しており、また、第２の分岐路３３における第２の圧力調整弁６１ｂの下流側部分３３２には、バッファタンク７１ｂが連通している。バッファタンク７１ａ，７１ｂにより、ガス供給ライン３の急激な圧力変動を防ぐことができる。

また、第１の分岐路３２におけるバッファタンク７１ａへの分岐点よりも下流側には、開閉弁である第１の切換弁６３ａが設けられており、第２の分岐路３３におけるバッファタンク７１ｂへの分岐点よりも下流側には、開閉弁である第２の切換弁６３ｂが設けられている。第１の切換弁６３ａは、第１のエンジン５１ａのガス運転の直前に開かれ、第２の切換弁６３ｂは、第２のエンジン５１ｂのガス運転の直前に開かれる。また、第１の分岐路３２における第１の切換弁６３ａと第１のエンジン５１ａとの間には、アキュムレータ６４ａが設けられており、第２の分岐路３３における第２の切換弁６３ｂと第２のエンジン５１ｂとの間には、アキュムレータ６４ｂが設けられている。

第１のエンジン５１ａと第２のエンジン５１ｂは、いずれも電子制御式ガスインジェクション（ＭＥ−ＧＩ）方式のＤＦＤエンジンであり、電子制御により油のみを燃料として使用する油運転と、ガスのみ又は油及びガスを燃料とするガス運転とを切り換えることができる。第１のエンジン５１ａと第２のエンジン５１ｂには、エンジンでのガス噴射圧やガス運転と油運転との切り換えを制御するエンジン制御部（図示せず）が接続されている。エンジン制御部は、それぞれのエンジン出力に応じた圧力（以下、「要求圧」という）の蒸発ガスをガス供給システム１０Ａの制御装置４５に要求する。ガス供給システム１０Ａでは、第１のエンジン５１ａと第２のエンジン５１ｂへの供給ガス圧として要求されたガス圧（要求圧）に調整されるように、圧力調整弁６１ａ，６１ｂの開度がそれぞれ調整される。図１及びそれ以降の図面において、図面を簡略化するために、制御装置４５により制御される各構成要素と制御装置４５との間の制御線は省略されている。

例えば、第１のエンジン５１ａの要求圧が２８ＭＰａであって、第２のエンジン５１ｂの要求圧が２４ＭＰａである場合、気化器４２で気化された蒸発ガスが、これらの要求圧のうち高い方の要求圧より高い圧力、例えば２９ＭＰａとなるように、高圧ポンプ４１で液化ガスを昇圧する。そして、制御装置４５によって、第１の分岐路３２における第１の圧力調整弁６１ａよりも下流側部分３２２のガス圧が２８ＭＰａとなるように、第１の圧力調整弁６１ａの開度が調整され、第２の分岐路３３における第２の圧力調整弁６１ｂよりも下流側部分３３２のガス圧が２４ＭＰａとなるように、第２の圧力調整弁６１ｂの開度が調整される。

以上説明したように、本実施形態の船舶１Ａでは、高圧ポンプ４１で第１のエンジン５１ａと第２のエンジン５１ｂに供給される蒸発ガスをエンジンでの要求圧より高くなるように昇圧し、第１のエンジン５１ａと第２のエンジン５１ｂにつながる分岐路３２，３３のそれぞれに圧力調整弁６１ａ，６１ｂが設けられている。このため、第１のエンジン５１ａと第２のエンジン５１ｂが異なる圧力の燃料ガスをガス供給システム１０Ａに要求する場合であっても、圧力調整弁６１ａ，６１ｂの開度をそれぞれ調節して、エンジンへの供給ガス圧を各エンジンに要求される出力に応じた圧力にすることができる。また、２台のエンジン５１ａ，５１ｂに対してガス供給システム１０Ａで異なる圧力の燃料ガスを供給できるため、エンジンごとにガス供給システムを設けて異なる圧力の燃料ガスを供給する船舶よりも、エンジンへのガス供給システムの省スペース化を達成することができる。

ところで、特許文献１に開示された船舶の構成においては、複数のエンジンについて１台ずつガス運転を開始していく場合がある。例えば、あるエンジンのガス運転中に他のエンジンでガス運転、すなわちガスの消費を開始すると、その直後にはガス運転中のエンジンへのガス供給量も変動してしまう。このため、ガス運転開始時のガス消費量の変化を受けつつも、ガス運転を継続しているエンジンには安定的にガスを供給し続けることが望ましい。また、複数のガス運転中のエンジンのうち、あるエンジンがトラブルなどにより急にガス運転をやめてしまう場合でも、他のエンジンには安定してガス供給を続けられることが望ましい。

本実施形態の船舶１Ａでは、第１のエンジン５１ａがガス運転中にあり、第２のエンジン５１ｂのガス運転を開始させる場合に、第２の分岐路３３における第２の圧力調整弁６１ｂよりも下流側であって第２の切換弁６３ｂの上流側部分とバッファタンク７１ｂのガス圧を、設定された圧力まで昇圧させた後に、第２の切換弁６３ｂを開くことができる。バッファタンク７１ｂ及び第２の切換弁６３ｂの上流側のガスは、第２の切換弁６３ｂの下流側のアキュムレータ６４ｂに流入して、第２の分岐路３３における第２の圧力調整弁６１ｂよりも下流側部分３３２のガス圧は低下することになる。しかしながら、バッファタンク７１ｂに設定圧力まで昇圧されたガスが保持されていたことにより、第２の切換弁６３ｂを開いた時の急激な圧力の低下は防ぐことができる。

また、本実施形態の船舶１Ａでは、第１のエンジン５１ａがガス運転中にあり、第２のエンジン５１ｂがガス運転を開始したり停止したりする場合に、第２の圧力調整弁６１ｂにて第２の分岐路３３に流入するガス流量の変化を緩やかにできるので、ガス運転中の第１のエンジン５１ａに安定的にガスを供給することができる。

すなわち、第１の分岐路３２における第１の圧力調整弁６１ａよりも下流側部分３２２のガス圧が、急激に低下して許容範囲を逸脱しないように、且つ、第２の分岐路３３における第２の圧力調整弁６１ｂよりも下流側部分３３２のガス圧が、第２のエンジン５１ｂの要求圧に調整されるように、高圧ポンプ４１の回転数、流量制御弁４３の開度、第１の圧力調整弁６１ａ及び第２の圧力調整弁６１ｂを制御することができる。これにより、ガス運転中の第１のエンジン５１ａへの供給ガス圧の変動を許容範囲内に抑えつつ、第２のエンジン５１ｂへの供給ガス圧を上昇させることができる。従って、ガス運転中の第１のエンジン５１ａへのガス供給を安定的に継続させつつ、第２のエンジン５１ｂのガス運転を開始することができる。

＜第２実施形態＞
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態に係る船舶１Ｂを説明する。第２実施形態に係るガス供給システム１０Ｂは、第１実施形態の構成要素に加えて、第１の分岐路３２の第１の圧力調整弁６１ａの一次側と二次側を連通するバイパス流路３４ａと、第２の分岐路３３の第２の圧力調整弁６１ｂの一次側と二次側を連通するバイパス流路３４ｂとを備えている。また、第２実施形態に係るガス供給システム１０Ｂは、バイパス流路３４ａに設けられた第３の圧力調整弁６２ａと、バイパス流路３４ｂに設けられた第４の圧力調整弁６２ｂとを備えている。

本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、圧力調整弁によって調整可能流量は異なるが、本実施形態では、分岐路３２，３３の圧力調整弁６１ａ，６１ｂとは調整可能流量が異なる圧力調整弁６２ａ，６２ｂをバイパス流路３４ａ，３４ｂに設ければ、例えばエンジンを低出力にしてエンジンへのガス流量が分岐路３２，３３の圧力調整弁６１ａ，６１ｂの調整可能流量の範囲外になった場合に、分岐路３２，３３の圧力調整弁６１ａ，６１ｂの代わりに、調整可能流量の範囲内にあるバイパス流路３４ａ，３４ｂの圧力調整弁６２ａ，６２ｂを用いてガス圧を調整することができる。これにより、エンジンへの供給ガス圧を適切に調整することができる。例えば、エンジンでのガス消費量が少ない場合でも、安定的に圧力調整を行うことが可能である。

また、この実施形態において、バイパス流路３４ａ，３４ｂに設けられる弁は、開閉弁であってもよい。バイパス流路３４ａ，３４ｂに開閉弁を設けた場合には、この開閉弁を開くことにより、分岐路３２，３３の圧力調整弁６１ａ，６１ｂでの圧力調整を行わず、分岐路３２，３３の上流側３２１，３３１と下流側３２２，３３２との圧力損失を最小とすることができる。

＜第３実施形態＞
次に、図３を参照して、本発明の第３実施形態に係る船舶１Ｃを説明する。第３実施形態に係る船舶１Ｃは、第１実施形態の構成要素に加えて、第１の分岐路３２における第１の圧力調整弁６１ａの下流側部分３２２と第２の分岐路３３における第２の圧力調整弁６１ｂの下流側部分３３２とを連通するクロスフィードライン８２と、クロスフィードライン８２に設けられたクロスフィードバルブ８１を備えている。

クロスフィードバルブ８１は、クロスフィードライン８２の双方向へのガスの流れを可能にする流量制御弁であってもよい。クロスフィードバルブ８１が流量制御弁である場合、このクロスフィードバルブ８１でガス流量を調整して、第１の分岐路３２における第１の圧力調整弁６１ａの下流側部分３２２と第２の分岐路３３における第２の圧力調整弁６１ｂの下流側部分３３２を調整することが可能である。また、クロスフィードライン８２の一方向へのガスの流れのみを可能にする場合、クロスフィードバルブ８１は、圧力調整弁であってもよい。また、クロスフィードバルブ８１及びクロスフィードライン８２は、複数あってもよい。

本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、いずれかの分岐路の圧力調整弁が故障してその下流側のガス圧調整ができなくなった場合でも、故障した圧力調整弁の下流側のエンジンには、クロスフィードラインを介してガス供給を行い、クロスフィードバルブにより圧力調整を行うことができる。例えば、第２の分岐路３３の第２の圧力調整弁６１ｂが故障してその下流側部分３３２のガス圧調整ができなくなった場合でも、故障した第２の圧力調整弁６１ｂの下流側の第２のエンジン５１ｂには、クロスフィードライン８２を介してガス供給を行い、クロスフィードライン８２のクロスフィードバルブ８１によりガス圧調整を行うことができる。

＜第４実施形態＞
次に、図４を参照して、本発明の第４実施形態に係る船舶１Ｄを説明する。第４実施形態に係る船舶１Ｄは、第１実施形態の構成要素に加えて、第１の分岐路３２における第１の圧力調整弁６１ａの下流側部分３２２と第２の分岐路３３における第２の圧力調整弁６１ｂの下流側部分３３２とを連通するクロスフィードライン９４を備えている。また、第４実施形態に係る船舶１Ｄは、第１実施形態の第１の分岐路３２に連通したバッファタンク７１ａと第２の分岐路３３に連通したバッファタンク７１ｂの代わりに、クロスフィードライン９４にバッファタンク９１が設けられている。クロスフィードライン９４におけるバッファタンク９１と第１の分岐路３２との間の部分９４ａには、第１開閉弁９２が設けられており、クロスフィードライン９４におけるバッファタンク９１と第２の分岐路３３との間の部分９４ｂには、第２開閉弁９３が設けられている。

本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、例えば第２のエンジン５１ｂがエンジントラブルにより停止した場合、第２開閉弁９３を開くことで、バッファタンク９１とガス供給ライン３とを連通させて、ガス供給ライン３における第２の分岐路３３の急激な圧力上昇を防ぐことができる。さらに、本実施形態では、エンジンごとにバッファタンクを設ける必要がないため、船内の省スペース化を図ることができる。

＜第５実施形態＞
次に、図５を参照して、本発明の第５実施形態に係る船舶１Ｅを説明する。第５実施形態に係る船舶１Ｅは、第１実施形態の構成要素に加えて、第１の分岐路３２における第１の圧力調整弁６１ａの下流側部分３２２とバッファタンク７１ａとの連通部分７２ａに設けられた開閉弁７３ａと、第２の分岐路３３における第２の圧力調整弁６１ｂの下流側部分３３２とバッファタンク７１ｂとの連通部分７２ｂに設けられた開閉弁７３ｂとを備えている。また、第５実施形態に係る船舶１Ｅは、バッファタンク内の蒸発ガスを逃がすようにバッファタンク７１ａ，７１ｂにそれぞれ接続されたブリードライン７５ａ，７５ｂと、ブリードライン７５ａ，７５ｂのそれぞれに設けられたブリードバルブ７４ａ，７４ｂを更に備えている。

ブリードバルブ７４ａ，７４ｂは、例えば圧力調整弁や流量制御弁である。ブリードライン７５ａ，７５ｂの下流側末端は、例えば、バッファタンク内の蒸発ガスの一部がブリードライン７５ａ，７５ｂを通じてタンク２に戻されるように、タンク２に接続されていてもよい。あるいは、ブリードライン７５ａ，７５ｂの下流側末端は、例えば、バッファタンク内の蒸発ガスの一部がブリードライン７５ａ，７５ｂを通じて発電用エンジン、ボイラーなどの燃料として供給されるように、発電用エンジン、ボイラーなどに接続されていてもよい。あるいは、ブリードライン７５ａ，７５ｂの下流側末端は、例えば、バッファタンク内の蒸発ガスの一部が焼却されるように、焼却処理システムに接続されていてもよい。

本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

ところで、第１のエンジン５１ａと第２のエンジン５１ｂのうちの１つがエンジントラブルにより停止した場合、船全体におけるエンジンでのガス消費量は半分になり、ガス供給ライン３のガス圧が一時的に上昇してしまう。しかし、本実施形態では、あらかじめ開閉弁７３ａ，７３ｂを閉じ、ブリードライン７５ａ，７５ｂに設けられたブリードバルブ７４ａ，７４ｂを開くことで、バッファタンク７１ａ，７１ｂを低圧にしておくことができる。すなわち、エンジントラブルなどによりガス供給ライン３にガス圧上昇が生じるときには、開閉弁７３ａ，７３ｂを開いて低圧に保たれていたバッファタンク７１ａ，７１ｂとガス供給ライン３とを連通させて、ガス供給ライン３の急激な圧力上昇を防ぐことができる。

また、開閉弁７３ａ，７３ｂを開き、ブリードライン７５ａ，７５ｂに設けられたブリードバルブ７４ａ，７４ｂを閉じることで、バッファタンク７１ａ，７１ｂ内の圧力をエンジンへの供給ガス圧と同等にすることができる。これにより、エンジンの急な負荷上昇に対して、圧力変動を少なくすることができる。

さらに、いずれのエンジンもガス運転中にないとき、例えばいずれのエンジンも油運転にある時や船舶１Ｅの停泊時には、開閉弁７３ａ，７３ｂを開き、ブリードライン７５ａ，７５ｂに設けられたブリードバルブ７４ａ，７４ｂを開くことで、ガス供給ライン３全体を減圧することができる。

＜第６実施形態＞
次に、図６を参照して、本発明の第６実施形態に係る船舶１Ｆを説明する。第６実施形態に係る船舶１Ｆは、第４実施形態の構成要素に加えて、バッファタンク９１内の蒸発ガスを逃がすようにバッファタンク９１に接続されたブリードライン９６と、ブリードライン９６に設けられたブリードバルブ９５を更に備えている。

本実施形態でも、第４実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態でも、第１開閉弁９２及び第２開閉弁９３を閉じ、ブリードライン９６に設けられたブリードバルブ９５を開くことで、バッファタンク９１を低圧にしておくことができるため、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、いずれのエンジンもガス運転中にないときには、第１開閉弁９２及び第２開閉弁９３を開き、ブリードライン９６に設けられたブリードバルブ９５を開くことで、ガス供給ライン３全体を減圧することができる。さらに、本実施形態では、エンジンごとにバッファタンクを設ける必要がないため、船内の省スペース化を図ることができる。

＜油運転とガス運転の切り換え＞
上記第１〜６実施形態は、複数のＤＦＤエンジンについて油運転とガス運転との切り換えを一台ずつ行う場合に、あるエンジンがガス運転にあるときに、別のエンジンへの供給ガス圧を低圧にしたり設定圧に維持したりすることができるため、特に有益である。また、あるエンジンにてガス運転を継続している一方で、別のエンジンのガス運転を開始する場合には、ガス流量が急速に変化するが、その際にもガス運転を継続しているエンジンには安定的にガス燃料の供給を行うことができる。以下、一例として、第６実施形態に係る船舶１Ｆについての油運転とガス運転との切り換え方法を説明する。

第６実施形態に係る船舶１Ｆにおいて、第１のエンジン５１ａがガス運転にあり、第２のエンジン５１ｂが油運転にある場合を考える。第１のエンジン５１ａは、エンジン出力が８０％で、要求圧が２８ＭＰａである。気化器４２で気化された蒸発ガスの圧力は、２９ＭＰａで、第１の分岐路３２の第１の圧力調整弁６１ａを調節することにより、第１のエンジン５１ａへの供給ガス圧は２８ＭＰａに保たれている。一方、第２のエンジン５１ｂが油運転にあるため、第２の分岐路３３の第２の圧力調整弁６１ｂを全閉にし、かつ、第１開閉弁９２及び第２開閉弁９３を閉じ、ブリードバルブ９５を開いた状態にして、第２の分岐路３３における第２の圧力調整弁６１ｂよりも下流側部分３３２のガス圧やバッファタンク９１は、低圧に保たれている。

第２のエンジン５１ｂが油運転にある間に、第２のエンジン５１ｂへの供給ガス圧を一定の高圧（例えば設定圧力２４ＭＰａ）に維持したスタンバイ状態をとっておくことは、第２のエンジン５１ｂにおける油運転からガス運転までの切換時間を短縮することができるため好適である。油運転にある第２のエンジン５１ｂをスタンバイ状態にするために、ブリードバルブ９５を閉じて、第２開閉弁９３を開き、また、ガス運転中の第１のエンジン５１ａへの供給ガス圧が急激に変動しないように第２の分岐路３３の第２の圧力調整弁６１ｂを微開にする。こうして、第２の分岐路３３における第２の圧力調整弁６１ｂよりも下流側部分３３２のガス圧を上昇させ、例えば設定圧力２４ＭＰａに近づいたところで第２の圧力調整弁６１ｂを全閉にする。これにより、油運転にある第２のエンジン５１ｂをガス運転のスタンバイ状態にすることができ、第２のエンジン５１ｂにおける油運転からガス運転への切換時間を短縮できる。

第２の圧力調整弁６１ｂを全閉にしても、微量のガスが第２の圧力調整弁６１ｂの二次側に漏れて、第２のエンジン５１ｂへの供給ガス圧が徐々に上昇する場合には、ブリードバルブ９５の開度を調整して、第２のエンジン５１ｂへの供給ガス圧をスタンバイ状態の設定圧力（例えば設定圧力２４ＭＰａ）に維持することができる。

ガス運転のスタンバイ状態にある（そして、油運転にある）第２のエンジン５１ｂをガス運転に切り換える場合、第２の切換弁６３ｂを開くことで、バッファタンク９１及び第２の切換弁６３ｂの上流側のガスは、第２の切換弁６３ｂの下流側のアキュムレータ６４ｂに流入する。これにより、第２の分岐路３３における第２の圧力調整弁６１ｂよりも下流側部分３３２のガス圧は低下することになるが、バッファタンク９１に設定圧力まで上昇させたガスが保持されていたことにより、第２の切換弁６３ｂを開いた時の急激な圧力の低下は防ぐことができる。

一方、第１の分岐路３２における第１の圧力調整弁６１ａよりも下流側部分３２２のガス圧が、急激に低下して許容範囲を逸脱しないように、且つ、第２のエンジン５１ｂの要求圧（例えば２５ＭＰａ）に調整されるように、高圧ポンプ４１の回転数、流量制御弁４３の開度、第１の圧力調整弁６１ａ及び第２の圧力調整弁６１ｂが制御される。これにより、第２のエンジン５１ｂを油運転からガス運転に切り換えることができる。また、第１のエンジン５１ａと第２のエンジン５１ｂとを、異なる供給ガス圧でガス運転させることができる。また、第２のエンジン５１ｂのガス運転を開始する際に、第１の圧力調整弁６１ａ及び第２の圧力調整弁６１ｂを調整することによって、ガス運転中の第１のエンジン５１ａへの供給ガス圧の変動を許容範囲内に抑えつつ、第２のエンジン５１ｂへの供給ガス圧を上昇させることができる。これにより、ガス運転中の第１のエンジン５１ａへのガス供給を安定的に継続させつつ、第２のエンジン５１ｂのガス運転を開始することができる。

また、第２のエンジン５１ｂのガス運転中において、第２開閉弁９３を閉じ、ブリードバルブ９５を開くことで、バッファタンク９１を低圧にすることができ、ガス供給ラインの急激な圧力上昇が生じた場合に対応できる。また、第２開閉弁９３を開き、ブリードバルブ９５を閉じて、バッファタンク９１の圧力を第２のエンジン５１ｂへの供給ガス圧と同じにしておくこともでき、急なエンジン出力の上昇に起因する圧力変動を少なくすることができる。

このような油運転からガス運転への切り換えは、第６実施形態に係る船舶１Ｆに関して説明されたが、上記第１〜５実施形態についても上記と同様の制御を行うことにより行うことができる。また、油運転とガス運転の切り換えのための上記制御は、一例にすぎず、例えば第１開閉弁９２及び第２開閉弁９３を開閉するタイミングなど、必ずしも上記制御に限定されない。

＜その他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態に係る船舶のガス供給システムでは、第１のエンジン５１ａ及び第２のエンジン５１ｂに供給される蒸発ガスが要求圧（例えば１５〜３０ＭＰａ）より高くなるように、高圧ポンプ４１でタンク２から供給される液化ガスを昇圧したが、本発明の昇圧装置は高圧ポンプ４１に限られない。

例えば、図７に、第１実施形態に係る船舶におけるガス供給システム１０Ａの変形例が示されている。図７のガス供給システム１０Ａ’は、液化ガスを貯留するタンク２と、タンク２内の液化ガスが気化してタンク２の上部に溜まったボイルオフガスを昇圧する圧縮機（本発明の昇圧装置の一例）４６と、圧縮機４６からエンジン５１ａ，５１ｂへ延びるガス供給ライン３を含む。また、ガス供給ライン３は、圧縮機４６に接続された主流路３１、主流路３１と連通する２つの分岐路（第１の分岐路３２と第２の分岐路３３）を含む。さらに、ガス供給システム１０Ａ’は、ガス供給ライン３の主流路３１における圧縮機４６の下流側部分から分岐してタンク２へつながる還流ライン４８と、還流ライン４８に設けられた流量制御弁４９及び再液化装置４７を備えている。このタンク２のボイルオフガスを圧縮機４６により、エンジンに供給される蒸発ガスが要求圧より高くなるように昇圧する。流量制御弁４９を調整することにより、圧縮機４６で昇圧された蒸発ガスの一部を再液化装置４７で再液化し、タンク２に戻すことができる。このようなガス供給システム１０Ａ’を有する船舶１Ａ’でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、圧縮機４６を含むガス供給システム１０Ａ’は、第２〜６実施形態にも適用可能である。

また、上記実施形態では、プロペラが設けられた主軸を駆動する複数のディーゼルエンジンを搭載した船舶の一例として２機２軸式の船舶が説明されたが、本発明の船舶はこれに限られない。本発明の船舶は、例えば３機３軸式の船舶や４機４軸式の船舶であってもよいし、歯車装置を用いて２機１軸や４機２軸の船舶でもよい。

上述の第３実施形態の説明は、３機以上のエンジンを備えた船舶にも適用される。この場合、上述の「第１の分岐路」は、複数の分岐路のうちの任意の１つの分岐路を意味し、「第２の分岐路」は、複数の分岐路のうち第１の分岐路とは別の任意の１つの分岐路を意味する。例えば、ガス供給ラインが３つの分岐路を含む３機３軸式の船舶の場合、本発明の船舶は、３つの分岐路のうち２つの分岐路のみの間にクロスフィードラインが設けられている船舶のみならず、３つの分岐路のうちのどの２つの分岐路の間にもクロスフィードラインが設けられている船舶も含む。

上述の第４実施形態及び第６実施形態の説明は、３機以上のエンジンを備えた船舶にも適用される。この場合、上述の「第１の分岐路」は、複数の分岐路のうちの任意の１つの分岐路を意味し、「第２の分岐路」は、複数の分岐路のうち第１分岐路とは別の任意の１つの分岐路を意味する。例えば、ガス供給ラインが３つの分岐路を含む３機３軸式の船舶の場合、本発明の船舶は、３つの分岐路のうち２つの分岐路のみの間にクロスフィードラインが設けられている船舶のみならず、３つの分岐路のうちのどの２つの分岐路の間にもクロスフィードラインが設けられている船舶も含み、また、本発明の船舶は、例えば、３つの分岐路のそれぞれに、１つの共通のバッファタンクに延びたクロスフィードラインが設けられており、各クロスフィードラインに開閉弁が設けられている船舶も含む。また、第１〜３の実施形態に係る船舶は、バッファタンクを備えていなくてもよい。

さらに、図２〜図６の構成は、適宜組合せ可能であり、例えば、図２に示すバイパス流路３４ａ，３４ｂ及び圧力調整弁６２ａ，６２ｂを、図３〜図６の構成に加えてもよい。

本発明は、ガスを燃料としたディーゼルエンジンを推進用主機とし、複数台の主機を搭載し、各主機でプロペラが設けられた主軸を駆動する多機多軸式の船舶に適用することができる。

１Ａ〜１Ｆ船舶
１０Ａ〜１０Ｆガス供給システム
２タンク
３ガス供給ライン
３１主流路
３２，３３分岐路
３４ａ，３４ｂバイパス流路
４１高圧ポンプ（昇圧装置）
４２気化器
４３流量制御弁
４４還流ライン
５１ａ，５１ｂエンジン
５２ａ，５２ｂ主軸
５３ａ，５３ｂプロペラ
５４ａ，５４ｂ油供給ライン
６１ａ，６１ｂ圧力調整弁
６２ａ，６２ｂ圧力調整弁
７１ａ，７１ｂバッファタンク
７３ａ，７３ｂ開閉弁
７４ａ，７４ｂブリードバルブ
７５ａ，７５ｂブリードライン
８１クロスフィードバルブ
８２クロスフィードライン
９１バッファタンク
９２，９３開閉弁
９４クロスフィードライン
９５ブリードバルブ
９６ブリードライン

Claims

液化ガスを貯留するタンクと、
前記液化ガスが気化した蒸発ガスを燃料として使用する、プロペラが設けられた主軸を駆動する複数のディーゼルエンジンと、
前記タンクから供給される液化ガス又は蒸発ガスを、前記ディーゼルエンジンに供給される蒸発ガスが前記複数のディーゼルエンジンの要求圧のうち最も高い要求圧より高くなるように昇圧する昇圧装置と、
前記昇圧装置から前記複数のディーゼルエンジンへ延びる供給ラインであって、前記昇圧装置に接続された主流路および前記複数のディーゼルエンジンに接続された複数の分岐路を含む供給ラインと、
前記複数の分岐路のそれぞれに設けられた圧力調整弁と、を備える船舶。
前記昇圧装置は、前記液化ガスを昇圧するポンプであり、前記主流路には、前記ポンプから吐出された液化ガスを気化させる気化器が設けられている、請求項１に記載の船舶。
前記圧力調整弁の一次側と二次側を連通するバイパス流路と、
前記バイパス流路に設けられた圧力調整弁又は開閉弁と、を更に備える、請求項１又は２に記載の船舶。
前記複数の分岐路に、前記圧力調整弁の下流側でそれぞれ連通する複数のバッファタンクと、
前記複数の分岐路のそれぞれにおける圧力調整弁の下流側部分と前記複数のバッファタンクのそれぞれとの連通部分に設けられた開閉弁と、
前記複数のバッファタンクのそれぞれに接続されたブリードラインと、
前記ブリードラインに設けられたブリードバルブと、を更に備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶。
前記複数の分岐路のうちの第１分岐路における圧力調整弁の下流側部分と前記複数の分岐路のうち前記第１分岐路とは別の第２分岐路における圧力調整弁の下流側部分とを連通するクロスフィードラインと、
前記クロスフィードラインに設けられたクロスフィードバルブと、を更に備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の船舶。
前記複数の分岐路のうちの第１分岐路における圧力調整弁の下流側部分と前記複数の分岐路のうちの前記第１分岐路とは別の第２分岐路における圧力調整弁の下流側部分とを連通するクロスフィードラインと、
前記クロスフィードラインに設けられたバッファタンクと、
前記クロスフィードラインにおける前記バッファタンクと前記第１分岐路との間の部分に設けられた第１開閉弁と、
前記クロスフィードラインにおける前記バッファタンクと前記第２分岐路との間の部分に設けられた第２開閉弁と、を更に備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶。
前記クロスフィードラインの前記バッファタンクに接続されたブリードラインと、
前記ブリードラインに設けられたブリードバルブと、を更に備える、請求項６に記載の船舶。
前記ディーゼルエンジンは、油のみを燃料として使用する油運転とガスのみ又は油とガスの両方を燃料として使用するガス運転とで切り換え可能である二元燃料ディーゼルエンジンである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の船舶。
前記ディーゼルエンジンは、ガス燃料にて運転する際に、前記ディーゼルエンジンの出力に応じて要求圧が変化することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の船舶。