JP2019156023A - Lngを利用する船舶用の気体潤滑システム、及び、lngを利用する船舶の運転方法 - Google Patents

Lngを利用する船舶用の気体潤滑システム、及び、lngを利用する船舶の運転方法 Download PDF

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Abstract

【課題】船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための消費エネルギを低減可能なLNGを利用する船舶用のLNG気化装置及び気体潤滑システム、並びに、LNGを利用する船舶の運転方法を提供する。【解決手段】LNGを利用する船舶用のLNG気化装置は、船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための気体供給ライン上に設けられ、LNG運搬船のLNGタンクに接続されるLNGラインを流れるLNGと、気体供給ラインを流れる気体とを熱交換するように構成された熱交換器を備える。【選択図】図1

Description

本開示は、LNGを利用する船舶においてLNGを気化させるためのLNG気化装置、船舶の船殻から気体を吹き出す気体潤滑システム、並びに、LNGを利用する船舶の運転方法に関する。
エンジンからの出力を利用して航行する船舶の一種として、低温液体燃料であるLNGを運搬するLNG運搬船や気化したLNGを利用するLNG燃料船等が知られている。例えば、LNG運搬船では、LNGを貯蔵するタンク内のボイルオフガス(BOG)がエンジンの燃料として利用される。特にデュアルフューエルエンジンでは、エンジン出力を上昇する場合に、ボイルオフガスに加えて、タンク内に貯蔵されたLNGの一部を強制的に蒸発させて生成された気化ガスを併用することで、エンジンへの燃料供給量が増加される。
ところで、航行中の船体に作用する摩擦抵抗を低減する技術として、船殻に設けられた吹出口にから気体を噴出することで、船体外面を気泡で覆う気体潤滑システムが知られている。例えば特許文献1には、航行中のローリングにより船体に傾斜が生じた場合であっても、吹出口から吹き出される空気量を均一にすることが可能な気体潤滑システムが開示されている。また特許文献2には、船体への積載量によって喫水が変化した場合に、その変化量に応じて吹出口からの空気の吹出量を制御することが可能な気体潤滑システムが開示されている。
特開2012−166704号公報 特開2013−091376号公報
喫水が大きな船舶に対して、上述のような気体潤滑システムを適用する場合、気体が吹き出される吹出口における水圧が高くなるため、当該水圧に抗して気体を吹き出すための消費エネルギが増加してしまう。その結果、気体潤滑システムによる摩擦抵抗の低減による省エネルギ効果を十分に享受することが難しくなるおそれがある。
本発明の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための消費エネルギを低減可能なLNGを利用する船舶用のLNG気化装置及び気体潤滑システム、並びに、LNGを利用する船舶の運転方法を提供することを目的とする。
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係るLNGを利用する船舶用のLNG気化装置は上記課題を解決するために、
LNGを気化させるためのLNGを利用する船舶用のLNG気化装置であって、
前記船舶の船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための気体供給ライン上に設けられ、前記船舶のLNGタンクに接続されるLNGラインを流れる前記LNGと、前記気体供給ラインを流れる前記気体とを熱交換するように構成された熱交換器を備える。
上記(1)の構成によれば、熱交換器においてLNGラインを流れるLNGが気化される際に、気体供給ラインを流れる気体はLNGと熱交換することにより冷却される。このように気体供給ラインを流れる気体の温度が低下することにより、船舶の船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための消費エネルギが低減される。
(2)幾つかの実施形態では上記(1)の構成において、
前記気体供給ラインに対して並列に設けられるLNG強制蒸発ラインを備え、
前記熱交換器は、
前記気体供給ラインを流れる前記気体と、前記LNG強制蒸発ラインを流れる熱媒体との間で、前記LNGラインを流れる前記LNGと熱交換する媒体を切替可能に構成される。
上記(2)の構成によれば、LNGラインを流れるLGNと強制蒸発ラインを流れる熱媒体とを熱交換することで、気体供給ラインで吹出口に向けた気体の流れを停止する場合であっても、LNGの気化を継続できる。
(3)幾つかの実施形態では上記(2)の構成において、
前記LNG強制蒸発ラインに設けられ、前記熱媒体を循環させるための循環装置と、
前記LNG強制蒸発ラインに設けられ、前記熱媒体を加熱するためのヒータと、
を備える。
上記(3)の構成によれば、強制蒸発ラインでは、ヒータで加熱された熱媒体が循環装置によって循環する。これによりLNGラインを流れるLNGが強制蒸発ラインを流れる熱媒体と熱交換する際には、強制蒸発ラインを流れる熱媒体から連続的且つ安定的に熱エネルギを供給することで、LNGの気化を的確に行える。
(4)本発明の少なくとも一実施形態に係るLNGを利用する船舶用の気体潤滑システムは上記課題を解決するために、
上記(1)から(3)のいずれか一構成の前記LNG気化装置の前記熱交換器の内部を通って前記吹出口まで延在する前記気体供給ラインと、
前記気体供給ライン上において前記熱交換器と前記吹出口との間に設けられる第1ブロワと、
を備える。
上記(4)の構成によれば、熱交換器の内部を通過する気体供給ラインを流れる気体は、LNGラインを流れるLNGと熱交換することにより冷却される。これにより、気体供給ライン上において熱交換器と吹出口との間(すなわち熱交換器より下流側)に設けられる第1ブロワに供給される気体温度が低下するため、第1ブロワにおける消費エネルギを効果的に低減できる。
(5)幾つかの実施形態では上記(4)の構成において、
前記熱交換器よりも下流側にて前記気体供給ラインから分岐し、且つ、前記吹出口より低圧側に設けられた排出口に連通する排出ラインを備える。
上記(5)の構成によれば、気体供給ラインを流れる気体を排出ラインを介して排出口から排出することで、吹出口からの気体の噴出を停止できる。排出口は吹出口より低圧側に設けられているため、吹出口に比べて気体を吹き出すために要する消費エネルギが少ない。そのため、吹出口からの気体の噴出を停止した状況下においても、消費エネルギを抑えることができる。
(6)幾つかの実施形態では上記(5)の構成において、
前記気体供給ラインのうち前記排出ラインとの分岐点より上流側に、前記気体供給ラインと並列に設けられた並列ラインと、
前記並列ライン上に設置され、前記第1ブロワより小出力な第2ブロワと、
を備える。
上記(6)の構成によれば、排出ラインを介した気体の排出は、並列ライン上に設けられた第2ブロワによって行うことができる。第2ブロワは第1ブロワに比べて小出力であるため、排出に要する消費エネルギをより低く抑えることができる。
(7)幾つかの実施形態では上記(4)から(6)のいずれか一構成において、
前記気体供給ラインと並列に設けられ、前記熱交換器をバイパスするバイパスラインを備える。
上記(7)の構成によれば、気体供給ラインを流れる気体をバイパスラインに導くことにより、気体が熱交換器を通過する際に生じる圧損を回避できる。このようなバイパスラインによって熱交換器をバイパスするように気体を流すことで、LNG気化装置におけるLNGの気化を停止しながら気体潤滑システムを動作させる際における消費エネルギを低く抑えることができる。
(8)幾つかの実施形態では上記(4)から(7)のいずれか一構成において、
前記気体供給ラインのうち前記熱交換器の下流側から分岐され、前記LNG運搬船に搭載されたエンジンの吸気通路又は前記エンジンが収容されるエンジンルームの少なくとも一方に連通する冷却気体供給ラインを備える。
上記(8)の構成によれば、熱交換器においてLNGと熱交換することで冷却された気体は、冷却気体供給ラインを介して、エンジンの吸気通路又はエンジンルームの少なくとも一方に供給される。これにより、エンジンの吸気冷却によるエンジン動力の削減、又は、エンジンルームの冷却用動力の削減が可能になる。
(9)幾つかの実施形態では上記(4)から(8)のいずれか一構成において、
前記気体供給ラインは、前記LNG運搬船に搭載されたエンジンの排気を前記気体として前記吹出口に向けて供給するように構成される。
上記(9)の構成によれば、エンジンの排気が、気体供給ラインに供給される。これにより、熱交換器には温度及び圧力が高い排気が導入されるため、LNGの気化を効率的に行えるとともに、熱交換器のダウンサイジングが可能となる。また圧力が高い排気を気体供給ラインに導入することで、吹出口からの気体噴出に要する消費エネルギも低減できる。
(10)本発明の少なくとも一実施形態に係るLNGを利用する船舶の運転方法は上記課題を解決するために、
LNG運搬船の船殻に設けられた吹出口に向けて、気体供給ラインに気体を流すステップと、
前記気体供給ラインを流れる前記気体との熱交換により、前記LNG運搬船のLNGタンクに接続されるLNGラインを流れる前記LNGを気化させるステップと、
少なくとも、前記LNGの気化により得られる気化ガスを燃料として用い、前記LNG運搬船のエンジンを稼働するステップと、
を備える。
上記(10)の方法によれば、船舶の船殻に設けられた吹出口に向けて、気体供給ラインに気体を流すことにより、吹出口から噴出される気体によって船体外面を覆う気泡を生成し、航行中における船体の摩擦抵抗を低減できる。一方、LNGラインを流れるLNGは、気体供給ラインを流れる気体との熱交換によって気化ガスとなり、エンジンに供給される。このとき、気体供給ラインを流れる気体はLNGと熱交換することにより冷却されて温度が低下するため、船舶の船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための消費エネルギを低減できる。
(11)幾つかの実施形態では上記(10)の方法において、
前記吹出口に対する前記気体の供給を停止した場合に、前記気体供給ラインに対して並列に設けられるLNG強制蒸発ラインを流れる熱媒体と前記LNGとを熱交換することにより、前記LNGを気化させるステップを備える。
上記(11)の方法によれば、吹出口に対する気体の供給を停止した場合においても、LNGラインを流れるLGNと強制蒸発ラインを流れる熱媒体とを熱交換することで、LNGの気化を継続できる。
(12)幾つかの実施形態では上記(10)又は(11)の方法において、
前記吹出口からの前記気体の噴出を停止した場合に、前記LNGと熱交換された前記気体を、前記気体供給ラインから分岐した排出ラインを介して、前記吹出口より低圧側に設けられた排出口に排出するステップを備える。
上記(12)の方法によれば、吹出口からの気体の噴出を停止する場合には、LNGと熱交換された気体は、排出ラインを介して排出口から排出される。排出口は吹出口より低圧側に設けられるため、吹出口に比べて気体を吹き出すために要する消費エネルギが少なく済む。
(13)幾つかの実施形態では上記(10)から(12)のいずれか一方法において、
前記LNGと熱交換された前記気体を、前記船舶に搭載されたエンジンの吸気通路又は前記エンジンが収容されるエンジンルームの少なくとも一方に供給するステップを備える。
上記(13)の方法によれば、 熱交換器においてLNGと熱交換することで冷却された気体は、エンジンの吸気通路又はエンジンルームの少なくとも一方に供給される。これにより、エンジンの吸気冷却によるエンジン動力の削減、又は、エンジンルームの冷却用動力の削減が可能になる。
(14)幾つかの実施形態では上記(10)から(13)のいずれか一方法において、
前記船舶のエンジンの排気を前記気体として前記気体供給ラインに流すステップを備える。
上記(14)の方法によれば、エンジンの排気が、気体供給ラインに供給される。これにより、熱交換器には温度及び圧力が高い排気が導入されるため、LNGの気化を効率的に行えるとともに、熱交換器のダウンサイジングが可能となる。また圧力が高い排気を気体供給ラインに導入することで、吹出口からの気体噴出に要する消費エネルギも低減できる。
(15)幾つかの実施形態では上記(10)から(14)のいずれか一方法において、
前記LNGと前記気体との熱交換が行われる熱交換器よりも下流側にて前記気体供給ラインに設けられた第1ブロワによって、前記LNGと熱交換された前記気体を前記吹出口から噴出するステップを備える。
上記(15)の方法によれば、LNGと熱交換されることで冷却された気体が、熱交換器よりも下流側にて気体供給ラインに設けられた第1ブロワによって、吹出口から噴出される。これにより、第1ブロワに供給される気体温度が低下するため、第1ブロワにおける消費エネルギを効果的に低減できる。
(16)幾つかの実施形態では上記(10)から(15)のいずれか一方法において、
前記LNGタンクからのボイルオフガスのみを燃料として前記エンジンを稼働させる場合、前記LNGと前記気体との熱交換を行う熱交換器をバイパスして、前記吹出口に前記気体を供給するステップを備える。
上記(16)の方法によれば、LNGタンクからのボイルオフガスのみを燃料としてエンジンを稼働させる場合、LNGラインを流れるLNGの気化は停止される。このような場合には、気体供給ラインを流れる気体は熱交換器をバイパスして吹出口に導かれる。これにより、気体供給ラインを流れる気体が熱交換器を通過する際に生じる圧損を回避できるため、消費エネルギをより低く抑えることができる。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための消費エネルギを低減可能なLNGを利用する船舶用のLNG気化装置及び気体潤滑システム、並びに、LNGを利用する船舶の運転方法を提供できる。
本発明の第1実施形態に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。 図1のLNG運搬船の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。 図3のLNG運搬船の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。 本発明の第3実施形態に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。 図5のLNG運搬船の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。 本発明の第4実施形態に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。 図7のLNG運搬船の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。 本発明の第5実施形態に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。 本発明の第6実施形態に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。 参考技術に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
<参考技術>
本願明細書では、本発明の具体的な実施形態について説明する前に、その前提となる参考技術について説明する。図11は、参考技術に係るLNG気化装置10を備えるLNGを利用する船舶の一例であるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
尚、以下の説明ではLNGを利用する船舶の一例としてLNG運搬船1について述べるが、本発明の少なくとも一実施形態は、その他のLNGを利用する船舶、例えば、LNG燃料線等にも同様に適用可能である。
LNG運搬船1は、低温液体燃料であるLNGを運搬するための船舶である。LNG運搬船1は、運搬対象であるLNGを貯蔵可能なLNGタンク2を搭載しており、LNGタンク2にはLNGが高圧液体状態で貯留されている。LNGタンク2は略球形状を有しており、内部に貯留された液体状態のLNGの液面上は、LNGが蒸発してなるボイルオフガス4で満たされている。
LNG運搬船1は、航行用動力源としてLNGの気化ガスを燃料とするエンジン6を搭載する。エンジン6の吸気側には、LNGタンク2の上部に接続されたボイルオフガス供給ライン8が接続されており、LNGタンク2内のボイルオフガスがエンジン6に燃料として供給可能に構成されている。
エンジン6はデュアルフューエルエンジンであり、エンジン出力を上昇する場合に、ボイルオフガス供給ライン8を介して供給されるボイルオフガスに加えて、必要に応じて、LNGタンク2内に貯蔵されたLNGの一部を強制的に蒸発させて生成された気化ガスを供給可能に構成されている。具体的には、LNGタンク2の下部に接続されたLNGライン12によって、LNGタンク2内に貯蔵されたLNGの一部がLNG気化装置10に導入され、該LNG気化装置10によって生成されたLNGの気化ガスが、気化ガス供給ライン14を介してエンジン6の吸気側に供給可能に構成されている。
尚、以下の説明ではエンジン6としてデュアルフューエルエンジンを例示して述べるが、エンジン6には気化したLNGを燃料とするエンジン全般を含めることができる。
LNG気化装置10は、LNG強制蒸発ライン16を流れる熱媒体と、LNGライン12を流れるLNGとを熱交換可能に構成された熱交換器18を備える。LNG強制蒸発ライン16上には、熱媒体を閉回路内で循環させるための循環装置であるポンプ20と、熱媒体を加熱するためのヒータ22とが設置されている。LNG気化装置10では、ヒータ22によって加熱された熱媒体がポンプ20によってLNG強制蒸発ライン16を循環することにより、熱交換器18においてLNGライン12を流れるLNGを加熱して気化ガスが生成される。
尚、エンジン6の吸気側には、ボイルオフガス供給ライン8を介して供給されるボイルオフガス、及び、気化ガス供給ライン14から供給される気化ガスを圧縮するためのコンプレッサ24が配置されている。
またLNG運搬船1には、航行中の船体に作用する摩擦抵抗を低減するための気体潤滑システム26が搭載されている。気体潤滑システム26は、LNG運搬船1の船殻(不図示)に設けられた吹出口28から気体を水中に向けて噴出することにより、船体外面を気泡で覆うことで航行中の船体に作用する摩擦抵抗を低減する。
尚、LNG運搬船1の船殻における吹出口28の位置は任意であってよいが、吹出口28は例えば船底に設けられる。
気体潤滑システム26は、吹出口28に気体を供給するための気体供給ライン30を有する。気体供給ライン30は、気体を取り込むための取込口32と、船殻に設けられた吹出口28とを連通する。本実施形態では、取込口32は大気圧にある船内又は甲板に開放するように設けられており、吹出口28から噴出可能な気体として大気中の空気が取込可能に構成されている。
また気体供給ライン30には、該気体供給ライン30に取り込まれた気体を送るための送風装置として第1ブロワ34が設置されている。第1ブロワ34は、不図示の電力供給源から供給される電力によって駆動可能な送風装置である。第1ブロワ34が駆動されると、取込口32から気体(待機中からの空気)が取り込まれ、該気体は気体供給ライン30中を吹出口28に向けて流れる。
このように参考技術に係るLNG運搬船1では、LNG気化装置10及び気体潤滑システム26は互いに独立したシステム(別系統)として搭載されている。このようなLNG運搬船1では、気体潤滑システム26を作動させる際に第1ブロワ34で消費されるエネルギ(電力)が大きくなると、気体潤滑システム26による摩擦抵抗の低減による省エネルギ効果を十分に享受することが難しくなるおそれがある。特に、LNG運搬船1のように喫水が大きな船舶では、気体が吹き出される吹出口28における水圧が高くなるため、当該水圧に抗して気体を吹き出すための消費エネルギが増加しやすい。
このような参考技術における課題は、以下に説明する各実施形態において好適に解消可能である。尚、以下に説明する各実施形態では、上述の参考技術に対応する構成について共通の符号を付すこととし、特段の説明がない限りにおいて、重複する説明は省略することとする。
<第1実施形態>
図1は本発明の第1実施形態に係るLNG気化装置10を備えるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
LNG気化装置10は、気体潤滑システム26の気体供給ライン30を流れる気体と、LNGライン12を流れるLNGとが熱交換可能に構成された熱交換器36とを備える。上述の参考技術では、気体潤滑システム26の気体供給ライン30と、LNG気化装置10のLNGライン12とは、互いに独立したシステム(別系統)として構成されていたが、本実施形態では、気体潤滑システム26の気体供給ライン30とLNG気化装置10のLNGライン12とが、共通の熱交換器36に組み込まれることで一体的な熱交換システムとして構成されている。つまり、熱交換器36は、気体潤滑システム26の気体供給ライン30とLNG気化装置10のLNGライン12とを含む。更に言い換えれば、気体供給ライン30は、LNG気化装置10の熱交換器36の内部を通って吹出口28まで延在している。
このように本実施形態では、LNG気化装置10と気体潤滑システム26とが実質的に一体化させたシステムとして構築されており、参考技術でLNGを気化させるために必要なLNG強制蒸発ライン16、ポンプ20及びヒータ22を不要とすることができる。そのため、システムサイズが小さく済み、良好な設計の自由度が得られる。
図2は図1のLNG運搬船1の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。
LNG運搬船1では、気体潤滑システム26の作動状態に応じて、船殻に設けられた吹出口28に向けて気体供給ライン30に気体が流される(ステップS10)。このような気体供給ライン30における気体の流れは、気体供給ライン30に設けられた第1ブロワ34を作動させることにより形成される。気体供給ライン30を流れる気体は、必要に応じて、吹出口28から水中に噴出されることにより、船体外面を気泡で覆い、航行中の船体に作用する摩擦抵抗が低減される。
LNGライン12では、エンジン6の出力状態に応じて、LNGタンク2からLNG気化装置10に導入されたLNGが、熱交換器36において、気体供給ライン30を流れる気体と熱交換することで気化される(ステップS11)。つまり熱交換器36では、LNGライン12を流れるLNGが気体供給ライン30を流れる気体によって加熱されることで、気化ガスの生成が行われる。
ステップS11の熱交換では、気体供給ライン30を流れる気体は、LNGライン12を流れるLNGによって冷却される。第1ブロワ34には、このように熱交換器36で冷却された気体が送られるので、第1ブロワ34における消費エネルギが低減される。
熱交換器36で生成された気化ガスは、エンジン6の出力状態に応じて気化ガス供給ライン14を介してエンジン6に送られる。エンジン6に送られた気化ガスは、ボイルオフガス供給ライン8を介して送られるボイルオフガスと共に、エンジン6の吸気側に燃料として供給され、エンジン6の稼働が行われる(ステップS12)。
以上説明したように第1実施形態によれば、熱交換器36においてLNGライン12を流れるLNGが気化される際に、気体供給ライン30を流れる気体はLNGと熱交換することにより冷却される。このように気体供給ライン30を流れる気体の温度が低下することにより、LNG運搬船1の船殻に設けられた吹出口28に気体を供給するための消費エネルギが低減される。
<第2実施形態>
図3は本発明の第2実施形態に係るLNG気化装置10を備えるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
本実施形態では上述の第1実施形態に比べて、気体供給ライン30に対して並列に設けられるLNG強制蒸発ライン16を備える。LNG強制蒸発ライン16は、参考技術と同様の構成を有しており、LNG強制蒸発ライン16上には、熱媒体を閉回路内で循環させるための循環装置であるポンプ20と、熱媒体を加熱するためのヒータ22とが設置されている。
強制蒸発ライン16では、ヒータ22で加熱された熱媒体がポンプ20によって循環する。これによりLNGライン12を流れるLNGが強制蒸発ライン16を流れる熱媒体と熱交換する際には、強制蒸発ライン16を流れる熱媒体から連続的且つ安定的に熱エネルギを供給することで、LNGの気化を的確に実施可能になっている。
熱交換器36は、気体供給ライン30を流れる気体と、LNG強制蒸発ライン16を流れる熱媒体との間で、LNGライン12を流れるLNGと熱交換する媒体を切替可能に構成される。このような切替動作は、例えば不図示の流路切替弁を手動的又は自動制御的に操作することにより実施される。つまり本実施形態では、LNGライン12を流れるLNGを気化させる際に、LNGとの熱交換対象として、第1実施形態と同様の気体供給ライン30を流れる気体に代えて、LNG強制蒸発ライン16を流れる熱媒体を利用可能に構成されている。
図4は図3のLNG運搬船1の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。
LNG運搬船1の状態に応じて、吹出口28に対する気体の供給を停止するか否かを判断する(ステップS20)。吹出口28に対する気体の供給を停止すると判断した場合(ステップS20:YES)、第1ブロワ34を停止させることで、気体供給ライン30における気体の流れを停止させる(ステップS21)。これにより、気体潤滑システム26は停止状態となる。
続いて、熱交換器36においてLNGライン12との熱交換対象を、気体供給ライン30からLNG強制蒸発ライン16に切り替える(ステップS22)。そして、熱交換器36においてLNG強制蒸発ライン16を流れる熱媒体とLNGライン12を流れるLNGとを熱交換することにより、LNGを気化させる(ステップS23)。
このように本実施形態では、吹出口28に対する気体の供給を停止した場合においても、LNGライン12を流れるLGNは、強制蒸発ライン16を流れる熱媒体と熱交換することで気化できる。強制蒸発ライン16ではヒータ22で加熱された熱媒体がポンプ20によって循環するため、強制蒸発ライン16を流れる熱媒体から連続的且つ安定的に熱エネルギを供給することで、LNGの気化を的確に実施できる。
尚、吹出口28に対する気体の供給を停止しないと判断した場合(ステップS20:NO)、LNGライン12を流れるLNGは、上述の第1実施形態と同様に、気体供給ライン30を流れる気体と熱交換することによって気化される。
<第3実施形態>
図5は本発明の第3実施形態に係るLNG気化装置10を備えるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
本実施形態では、熱交換器36よりも下流側にて気体供給ライン30から分岐した排出ライン38を備える。排出ライン38は、吹出口28より低圧側に設けられた排出口40に連通しており、不図示の切替弁によって気体供給ライン30に対して接続状態を切替可能に構成されている。ここで排出口40は、吹出口28より低圧な空間に気体を噴出可能な穴部であり、例えば、吹出口28より上方側の船体外面や甲板上に設けられていてもよいし、吹出口28との位置関係に関わらず、船内で大気に満たされた空間(船室など)に設けられていてもよい。また排出口40における圧力は、吹出口28における水圧より低圧であればよいが、例えば大気圧であってもよい。
吹出口28からの気体の噴出が停止される場合(LNG気化装置10の動作状態は問わない)には、気体供給ライン30内の気体は、このような排出ライン38を介して排出口40から排出できる。排出口40は吹出口28より低圧側に設けられるため、吹出口28に比べて気体を吹き出すために要する消費エネルギが少なく済む。
また気体供給ライン30のうち排出ライン38との分岐点44より上流側には、気体供給ライン30と並列に設けられた並列ライン46が設けられる。並列ライン46上には、第1ブロワ34より小出力な第2ブロワ48が設置される。並列ライン46は不図示の流路切替弁によって気体供給ライン30に対して接続状態を切替可能に構成されている。
気体供給ライン30内の気体を排出口40から排出する場合には、気体供給ライン30に対して並列ライン46が連通するように流路切替弁を制御するとともに、並列ライン46上の第2ブロワ48が作動されてもよい。これにより、第1ブロワ34より小出力な第2ブロワ48の作動によって気体の排出が可能となるため、排出に要する消費エネルギをより低く抑えることができる。
図6は図5のLNG運搬船1の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。
まずLNG運搬船1の状態に応じて、吹出口28からの気体の噴出を停止するか否かが判断される(ステップS30)。吹出口28からの気体の噴出を停止すると判断した場合(ステップS30:YES)、不図示の流路切替弁を切替制御することにより、気体供給ライン30に対して排出ライン38を連通させる(ステップS31)。
その後、不図示の流路切替弁を切替制御することにより、気体供給ライン30に対して並列ライン46を連通させる(ステップS32)。そして第1ブロワ34を停止させるとともに(ステップS33)、並列ライン46上の第2ブロワ48を作動させる(ステップS34)。これにより、気体供給ライン30内の気体は、吹出口28からの噴出されることなく、排出ライン38を介して排出される。第2ブロワ48は上述したように第1ブロワ34に比べて小出力であるため、このような第2ブロワ48を用いた排出は、消費エネルギが少なく済む。
<第4実施形態>
図7は本発明の第4実施形態に係るLNG気化装置10を備えるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
本実施形態では、気体供給ライン30と並列に設けられ、熱交換器36をバイパスするバイパスライン50が備えられる。バイパスライン50は、気体供給ライン30のうち熱交換器36の上流側及び下流側を接続するように構成されており、その両端の少なくとも一方に、流路を切り替えるための流路切替弁が設けられている。流路切替弁は不図示のコントローラからの制御信号又は手動により操作されることにより、気体供給ライン30を流れる気体が、熱交換器36をバイパス可能に構成されている。
図8は図7のLNG運搬船1の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。
まずLNG運搬船1の状態に応じて、LNG気化装置10におけるLNGの気化を停止するか否かが判断される(ステップS40)。LNG気化装置10におけるLNGの気化を停止すると判断した場合(ステップS40:YES)、不図示の流路切替弁を切替制御することにより、気体供給ライン30を流れる気体がバイパスライン50に導かれるように流路が切り替えられる(ステップS41)。これにより、気体供給ライン30を流れる気体は、熱交換器36を通過することなく、バイパスライン50を介して吹出口28に導かれる。その結果、気体供給ライン30を流れる気体が熱交換器36を通過する際に生じる圧損を回避できるため、消費エネルギが低減される。このようにして本実施形態では、LNG気化装置10におけるLNGの気化を停止した状態においても、消費エネルギを抑えつつ、気体潤滑システム26の作動を継続することができる。
<第5実施形態>
図9は本発明の第5実施形態に係るLNG気化装置10を備えるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
本実施形態では、気体供給ライン30のうち熱交換器36の下流側から分岐され、LNG運搬船1に搭載されたエンジン6の吸気通路又はエンジン6が収容されるエンジンルーム52の少なくとも一方に連通する冷却気体供給ライン54が備えられる。そのため、熱交換器36においてLNGと熱交換することで冷却された気体は、冷却気体供給ライン54を介して、エンジン6の吸気通路又はエンジンルーム52の少なくとも一方に供給される。これにより、エンジン6の吸気冷却によるエンジン動力の削減、又は、エンジンルーム52の冷却用動力の削減が可能になる。
<第6実施形態>
図10は本発明の第6実施形態に係るLNG気化装置10を備えるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
本実施形態では、気体供給ライン30は、LNG運搬船1に搭載されたエンジン6の排気を気体として吹出口28に向けて供給するように構成される。つまり、エンジン6の排気通路は、排気供給ライン56を介して、気体供給ライン30の取込口32に接続されることで、エンジン6の排気が気体供給ライン30に供給可能になっている。これにより、熱交換器36には温度及び圧力が高い排気が導入されるため、熱交換器36ではLNGの気化を、より効率的に行え、また熱交換器36のダウンサイジングが可能となる。また圧力が高い排気が気体供給ライン30に導入されるので、吹出口28からの気体噴出に要する消費エネルギも低減できる。
以上説明したように本発明の少なくとも一実施形態によれば、船殻に設けられた吹出口28に気体を供給するための消費エネルギを低減可能なLNG運搬船1用のLNG気化装置10及び気体潤滑システム26、並びに、LNG運搬船1の運転方法を提供できる。
尚、上述したLNG運搬船1に関する各種動作は手動によって実施されてもよいし、不図示のコントローラによって自動制御的に実施されてもよい。後者の場合、コントローラは例えばコンピュータのような電子演算装置によって構成され、制御内容に関するプログラムがインストールされることで、各種制御が実施可能である。また、このようなプログラムは記録媒体に記録されていてもよく、当該記録媒体を電子演算装置で読み取ることにより、上記コントローラを構成してもよい。
本発明の少なくとも一実施形態は、LNGを利用する船舶においてLNGを気化させるためのLNG気化装置、LNGを利用する船舶の船殻から気体を吹き出す気体潤滑システム、並びに、LNG運搬船の運転方法に利用可能である。
1 LNG運搬船
2 LNGタンク
4 ボイルオフガス
6 エンジン
8 ボイルオフガス供給ライン
10 LNG気化装置
12 LNGライン
14 気化ガス供給ライン
16 強制蒸発ライン
18,36 熱交換器
20 ポンプ
22 ヒータ
24 コンプレッサ
26 気体潤滑システム
28 吹出口
30 気体供給ライン
32 取込口
34 第1ブロワ
38 排出ライン
40 排出口
44 分岐点
46 並列ライン
48 第2ブロワ
50 バイパスライン
52 エンジンルーム
54 冷却気体供給ライン
56 排気供給ライン
本開示は、LNGを利用する船舶の船殻から気体を吹き出す気体潤滑システム、及び、LNGを利用する船舶の運転方法に関する。
エンジンからの出力を利用して航行する船舶の一種として、低温液体燃料であるLNGを運搬するLNG運搬船や気化したLNGを利用するLNG燃料船等が知られている。例えば、LNG運搬船では、LNGを貯蔵するタンク内のボイルオフガス(BOG)がエンジンの燃料として利用される。特にデュアルフューエルエンジンでは、エンジン出力を上昇する場合に、ボイルオフガスに加えて、タンク内に貯蔵されたLNGの一部を強制的に蒸発させて生成された気化ガスを併用することで、エンジンへの燃料供給量が増加される。
ところで、航行中の船体に作用する摩擦抵抗を低減する技術として、船殻に設けられた吹出口にから気体を噴出することで、船体外面を気泡で覆う気体潤滑システムが知られている。例えば特許文献1には、航行中のローリングにより船体に傾斜が生じた場合であっても、吹出口から吹き出される空気量を均一にすることが可能な気体潤滑システムが開示されている。また特許文献2には、船体への積載量によって喫水が変化した場合に、その変化量に応じて吹出口からの空気の吹出量を制御することが可能な気体潤滑システムが開示されている。
特開2012−166704号公報 特開2013−091376号公報
喫水が大きな船舶に対して、上述のような気体潤滑システムを適用する場合、気体が吹き出される吹出口における水圧が高くなるため、当該水圧に抗して気体を吹き出すための消費エネルギが増加してしまう。その結果、気体潤滑システムによる摩擦抵抗の低減による省エネルギ効果を十分に享受することが難しくなるおそれがある。
本発明の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための消費エネルギを低減可能なLNGを利用する船舶用の気体潤滑システム、及び、LNGを利用する船舶の運転方法を提供することを目的とする。
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係るLNGを利用する船舶用の気体潤滑システムは上記課題を解決するために、
NGを利用する船舶用の気体潤滑システムであって、
前記船舶の船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための気体供給ライン上に設けられ、前記LNG運搬船のLNGタンクに接続されるLNGラインを流れる前記LNGと、前記気体供給ラインを流れる前記気体とを熱交換するように構成された熱交換器を備える、LNGを気化させるためのLNG気化装置の前記熱交換器の内部を通って前記吹出口まで延在する前記気体供給ラインと、
前記気体供給ライン上において前記熱交換器と前記吹出口との間に設けられる第1ブロワと、
を備える。
上記(1)の構成によれば、熱交換器においてLNGラインを流れるLNGが気化される際に、気体供給ラインを流れる気体はLNGと熱交換することにより冷却される。このように気体供給ラインを流れる気体の温度が低下することにより、船舶の船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための消費エネルギが低減される。
また上記(1)の構成によれば、熱交換器の内部を通過する気体供給ラインを流れる気体は、LNGラインを流れるLNGと熱交換することにより冷却される。これにより、気体供給ライン上において熱交換器と吹出口との間(すなわち熱交換器より下流側)に設けられる第1ブロワに供給される気体温度が低下するため、第1ブロワにおける消費エネルギを効果的に低減できる。
(2)幾つかの実施形態では上記(1)の構成において、
前記気体供給ラインに対して並列に設けられるLNG強制蒸発ラインを備え、
前記熱交換器は、
前記気体供給ラインを流れる前記気体と、前記LNG強制蒸発ラインを流れる熱媒体との間で、前記LNGラインを流れる前記LNGと熱交換する媒体を切替可能に構成される。
上記(2)の構成によれば、LNGラインを流れるLNGと強制蒸発ラインを流れる熱媒体とを熱交換することで、気体供給ラインで吹出口に向けた気体の流れを停止する場合であっても、LNGの気化を継続できる。
(3)幾つかの実施形態では上記(2)の構成において、
前記LNG強制蒸発ラインに設けられ、前記熱媒体を循環させるための循環装置と、
前記LNG強制蒸発ラインに設けられ、前記熱媒体を加熱するためのヒータと、
を備える。
上記(3)の構成によれば、強制蒸発ラインでは、ヒータで加熱された熱媒体が循環装置によって循環する。これによりLNGラインを流れるLNGが強制蒸発ラインを流れる熱媒体と熱交換する際には、強制蒸発ラインを流れる熱媒体から連続的且つ安定的に熱エネルギを供給することで、LNGの気化を的確に行える。
)幾つかの実施形態では上記(1)から(3)のいずれか一構成において、
前記熱交換器よりも下流側にて前記気体供給ラインから分岐し、且つ、前記吹出口より低圧側に設けられた排出口に連通する排出ラインを備える。
上記()の構成によれば、気体供給ラインを流れる気体を排出ラインを介して排出口から排出することで、吹出口からの気体の噴出を停止できる。排出口は吹出口より低圧側に設けられているため、吹出口に比べて気体を吹き出すために要する消費エネルギが少ない。そのため、吹出口からの気体の噴出を停止した状況下においても、消費エネルギを抑えることができる。
)幾つかの実施形態では上記()の構成において、
前記気体供給ラインのうち前記排出ラインとの分岐点より上流側に、前記気体供給ラインと並列に設けられた並列ラインと、
前記並列ライン上に設置され、前記第1ブロワより小出力な第2ブロワと、
を備える。
上記()の構成によれば、排出ラインを介した気体の排出は、並列ライン上に設けられた第2ブロワによって行うことができる。第2ブロワは第1ブロワに比べて小出力であるため、排出に要する消費エネルギをより低く抑えることができる。
)幾つかの実施形態では上記()から()のいずれか一構成において、
前記気体供給ラインと並列に設けられ、前記熱交換器をバイパスするバイパスラインを備える。
上記()の構成によれば、気体供給ラインを流れる気体をバイパスラインに導くことにより、気体が熱交換器を通過する際に生じる圧損を回避できる。このようなバイパスラインによって熱交換器をバイパスするように気体を流すことで、LNG気化装置におけるLNGの気化を停止しながら気体潤滑システムを動作させる際における消費エネルギを低く抑えることができる。
)幾つかの実施形態では上記()から()のいずれか一構成において、
前記気体供給ラインのうち前記熱交換器の下流側から分岐され、前記LNG運搬船に搭載されたエンジンの吸気通路又は前記エンジンが収容されるエンジンルームの少なくとも一方に連通する冷却気体供給ラインを備える。
上記()の構成によれば、熱交換器においてLNGと熱交換することで冷却された気体は、冷却気体供給ラインを介して、エンジンの吸気通路又はエンジンルームの少なくとも一方に供給される。これにより、エンジンの吸気冷却によるエンジン動力の削減、又は、エンジンルームの冷却用動力の削減が可能になる。
)幾つかの実施形態では上記()から()のいずれか一構成において、
前記気体供給ラインは、前記LNG運搬船に搭載されたエンジンの排気を前記気体として前記吹出口に向けて供給するように構成される。
上記()の構成によれば、エンジンの排気が、気体供給ラインに供給される。これにより、熱交換器には温度及び圧力が高い排気が導入されるため、LNGの気化を効率的に行えるとともに、熱交換器のダウンサイジングが可能となる。また圧力が高い排気を気体供給ラインに導入することで、吹出口からの気体噴出に要する消費エネルギも低減できる。
)本発明の少なくとも一実施形態に係るLNGを利用する船舶の運転方法は上記課題を解決するために、
LNG運搬船の船殻に設けられた吹出口に向けて、気体供給ラインに気体を流すステップと、
前記気体供給ラインを流れる前記気体との熱交換により、前記LNG運搬船のLNGタンクに接続されるLNGラインを流れる前記LNGを気化させるステップと、
少なくとも、前記LNGの気化により得られる気化ガスを燃料として用い、前記LNG運搬船のエンジンを稼働するステップと、
を備える。
上記()の方法によれば、船舶の船殻に設けられた吹出口に向けて、気体供給ラインに気体を流すことにより、吹出口から噴出される気体によって船体外面を覆う気泡を生成し、航行中における船体の摩擦抵抗を低減できる。一方、LNGラインを流れるLNGは、気体供給ラインを流れる気体との熱交換によって気化ガスとなり、エンジンに供給される。このとき、気体供給ラインを流れる気体はLNGと熱交換することにより冷却されて温度が低下するため、船舶の船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための消費エネルギを低減できる。
10)幾つかの実施形態では上記()の方法において、
前記吹出口に対する前記気体の供給を停止した場合に、前記気体供給ラインに対して並列に設けられるLNG強制蒸発ラインを流れる熱媒体と前記LNGとを熱交換することにより、前記LNGを気化させるステップを備える。
上記(10)の方法によれば、吹出口に対する気体の供給を停止した場合においても、LNGラインを流れるLNGと強制蒸発ラインを流れる熱媒体とを熱交換することで、LNGの気化を継続できる。
11)幾つかの実施形態では上記()又は(10)の方法において、
前記吹出口からの前記気体の噴出を停止した場合に、前記LNGと熱交換された前記気体を、前記気体供給ラインから分岐した排出ラインを介して、前記吹出口より低圧側に設けられた排出口に排出するステップを備える。
上記(11)の方法によれば、吹出口からの気体の噴出を停止する場合には、LNGと熱交換された気体は、排出ラインを介して排出口から排出される。排出口は吹出口より低圧側に設けられるため、吹出口に比べて気体を吹き出すために要する消費エネルギが少なく済む。
12)幾つかの実施形態では上記()から(11)のいずれか一方法において、
前記LNGと熱交換された前記気体を、前記船舶に搭載されたエンジンの吸気通路又は前記エンジンが収容されるエンジンルームの少なくとも一方に供給するステップを備える。
上記(12)の方法によれば、 熱交換器においてLNGと熱交換することで冷却された気体は、エンジンの吸気通路又はエンジンルームの少なくとも一方に供給される。これにより、エンジンの吸気冷却によるエンジン動力の削減、又は、エンジンルームの冷却用動力の削減が可能になる。
13)幾つかの実施形態では上記()から(12)のいずれか一方法において、
前記船舶のエンジンの排気を前記気体として前記気体供給ラインに流すステップを備える。
上記(13)の方法によれば、エンジンの排気が、気体供給ラインに供給される。これにより、熱交換器には温度及び圧力が高い排気が導入されるため、LNGの気化を効率的に行えるとともに、熱交換器のダウンサイジングが可能となる。また圧力が高い排気を気体供給ラインに導入することで、吹出口からの気体噴出に要する消費エネルギも低減できる。
14)幾つかの実施形態では上記()から(13)のいずれか一方法において、
前記LNGと前記気体との熱交換が行われる熱交換器よりも下流側にて前記気体供給ラインに設けられた第1ブロワによって、前記LNGと熱交換された前記気体を前記吹出口から噴出するステップを備える。
上記(14)の方法によれば、LNGと熱交換されることで冷却された気体が、熱交換器よりも下流側にて気体供給ラインに設けられた第1ブロワによって、吹出口から噴出される。これにより、第1ブロワに供給される気体温度が低下するため、第1ブロワにおける消費エネルギを効果的に低減できる。
15)幾つかの実施形態では上記()から(14)のいずれか一方法において、
前記LNGタンクからのボイルオフガスのみを燃料として前記エンジンを稼働させる場合、前記LNGと前記気体との熱交換を行う熱交換器をバイパスして、前記吹出口に前記気体を供給するステップを備える。
上記(15)の方法によれば、LNGタンクからのボイルオフガスのみを燃料としてエンジンを稼働させる場合、LNGラインを流れるLNGの気化は停止される。このような場合には、気体供給ラインを流れる気体は熱交換器をバイパスして吹出口に導かれる。これにより、気体供給ラインを流れる気体が熱交換器を通過する際に生じる圧損を回避できるため、消費エネルギをより低く抑えることができる。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための消費エネルギを低減可能なLNGを利用する船舶用の気体潤滑システム、及び、LNGを利用する船舶の運転方法を提供できる。
本発明の第1実施形態に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。 図1のLNG運搬船の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。 図3のLNG運搬船の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。 本発明の第3実施形態に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。 図5のLNG運搬船の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。 本発明の第4実施形態に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。 図7のLNG運搬船の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。 本発明の第5実施形態に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。 本発明の第6実施形態に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。 参考技術に係るLNG気化装置を備えるLNG運搬船の内部構造を示す模式図である。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
<参考技術>
本願明細書では、本発明の具体的な実施形態について説明する前に、その前提となる参考技術について説明する。図11は、参考技術に係るLNG気化装置10を備えるLNGを利用する船舶の一例であるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
尚、以下の説明ではLNGを利用する船舶の一例としてLNG運搬船1について述べるが、本発明の少なくとも一実施形態は、その他のLNGを利用する船舶、例えば、LNG燃料線等にも同様に適用可能である。
LNG運搬船1は、低温液体燃料であるLNGを運搬するための船舶である。LNG運搬船1は、運搬対象であるLNGを貯蔵可能なLNGタンク2を搭載しており、LNGタンク2にはLNGが高圧液体状態で貯留されている。LNGタンク2は略球形状を有しており、内部に貯留された液体状態のLNGの液面上は、LNGが蒸発してなるボイルオフガス4で満たされている。
LNG運搬船1は、航行用動力源としてLNGの気化ガスを燃料とするエンジン6を搭載する。エンジン6の吸気側には、LNGタンク2の上部に接続されたボイルオフガス供給ライン8が接続されており、LNGタンク2内のボイルオフガスがエンジン6に燃料として供給可能に構成されている。
エンジン6はデュアルフューエルエンジンであり、エンジン出力を上昇する場合に、ボイルオフガス供給ライン8を介して供給されるボイルオフガスに加えて、必要に応じて、LNGタンク2内に貯蔵されたLNGの一部を強制的に蒸発させて生成された気化ガスを供給可能に構成されている。具体的には、LNGタンク2の下部に接続されたLNGライン12によって、LNGタンク2内に貯蔵されたLNGの一部がLNG気化装置10に導入され、該LNG気化装置10によって生成されたLNGの気化ガスが、気化ガス供給ライン14を介してエンジン6の吸気側に供給可能に構成されている。
尚、以下の説明ではエンジン6としてデュアルフューエルエンジンを例示して述べるが、エンジン6には気化したLNGを燃料とするエンジン全般を含めることができる。
LNG気化装置10は、LNG強制蒸発ライン16を流れる熱媒体と、LNGライン12を流れるLNGとを熱交換可能に構成された熱交換器18を備える。LNG強制蒸発ライン16上には、熱媒体を閉回路内で循環させるための循環装置であるポンプ20と、熱媒体を加熱するためのヒータ22とが設置されている。LNG気化装置10では、ヒータ22によって加熱された熱媒体がポンプ20によってLNG強制蒸発ライン16を循環することにより、熱交換器18においてLNGライン12を流れるLNGを加熱して気化ガスが生成される。
尚、エンジン6の吸気側には、ボイルオフガス供給ライン8を介して供給されるボイルオフガス、及び、気化ガス供給ライン14から供給される気化ガスを圧縮するためのコンプレッサ24が配置されている。
またLNG運搬船1には、航行中の船体に作用する摩擦抵抗を低減するための気体潤滑システム26が搭載されている。気体潤滑システム26は、LNG運搬船1の船殻(不図示)に設けられた吹出口28から気体を水中に向けて噴出することにより、船体外面を気泡で覆うことで航行中の船体に作用する摩擦抵抗を低減する。
尚、LNG運搬船1の船殻における吹出口28の位置は任意であってよいが、吹出口28は例えば船底に設けられる。
気体潤滑システム26は、吹出口28に気体を供給するための気体供給ライン30を有する。気体供給ライン30は、気体を取り込むための取込口32と、船殻に設けられた吹出口28とを連通する。本実施形態では、取込口32は大気圧にある船内又は甲板に開放するように設けられており、吹出口28から噴出可能な気体として大気中の空気が取込可能に構成されている。
また気体供給ライン30には、該気体供給ライン30に取り込まれた気体を送るための送風装置として第1ブロワ34が設置されている。第1ブロワ34は、不図示の電力供給源から供給される電力によって駆動可能な送風装置である。第1ブロワ34が駆動されると、取込口32から気体(待機中からの空気)が取り込まれ、該気体は気体供給ライン30中を吹出口28に向けて流れる。
このように参考技術に係るLNG運搬船1では、LNG気化装置10及び気体潤滑システム26は互いに独立したシステム(別系統)として搭載されている。このようなLNG運搬船1では、気体潤滑システム26を作動させる際に第1ブロワ34で消費されるエネルギ(電力)が大きくなると、気体潤滑システム26による摩擦抵抗の低減による省エネルギ効果を十分に享受することが難しくなるおそれがある。特に、LNG運搬船1のように喫水が大きな船舶では、気体が吹き出される吹出口28における水圧が高くなるため、当該水圧に抗して気体を吹き出すための消費エネルギが増加しやすい。
このような参考技術における課題は、以下に説明する各実施形態において好適に解消可能である。尚、以下に説明する各実施形態では、上述の参考技術に対応する構成について共通の符号を付すこととし、特段の説明がない限りにおいて、重複する説明は省略することとする。
<第1実施形態>
図1は本発明の第1実施形態に係るLNG気化装置10を備えるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
LNG気化装置10は、気体潤滑システム26の気体供給ライン30を流れる気体と、LNGライン12を流れるLNGとが熱交換可能に構成された熱交換器36とを備える。上述の参考技術では、気体潤滑システム26の気体供給ライン30と、LNG気化装置10のLNGライン12とは、互いに独立したシステム(別系統)として構成されていたが、本実施形態では、気体潤滑システム26の気体供給ライン30とLNG気化装置10のLNGライン12とが、共通の熱交換器36に組み込まれることで一体的な熱交換システムとして構成されている。つまり、熱交換器36は、気体潤滑システム26の気体供給ライン30とLNG気化装置10のLNGライン12とを含む。更に言い換えれば、気体供給ライン30は、LNG気化装置10の熱交換器36の内部を通って吹出口28まで延在している。
このように本実施形態では、LNG気化装置10と気体潤滑システム26とが実質的に一体化させたシステムとして構築されており、参考技術でLNGを気化させるために必要なLNG強制蒸発ライン16、ポンプ20及びヒータ22を不要とすることができる。そのため、システムサイズが小さく済み、良好な設計の自由度が得られる。
図2は図1のLNG運搬船1の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。
LNG運搬船1では、気体潤滑システム26の作動状態に応じて、船殻に設けられた吹出口28に向けて気体供給ライン30に気体が流される(ステップS10)。このような気体供給ライン30における気体の流れは、気体供給ライン30に設けられた第1ブロワ34を作動させることにより形成される。気体供給ライン30を流れる気体は、必要に応じて、吹出口28から水中に噴出されることにより、船体外面を気泡で覆い、航行中の船体に作用する摩擦抵抗が低減される。
LNGライン12では、エンジン6の出力状態に応じて、LNGタンク2からLNG気化装置10に導入されたLNGが、熱交換器36において、気体供給ライン30を流れる気体と熱交換することで気化される(ステップS11)。つまり熱交換器36では、LNGライン12を流れるLNGが気体供給ライン30を流れる気体によって加熱されることで、気化ガスの生成が行われる。
ステップS11の熱交換では、気体供給ライン30を流れる気体は、LNGライン12を流れるLNGによって冷却される。第1ブロワ34には、このように熱交換器36で冷却された気体が送られるので、第1ブロワ34における消費エネルギが低減される。
熱交換器36で生成された気化ガスは、エンジン6の出力状態に応じて気化ガス供給ライン14を介してエンジン6に送られる。エンジン6に送られた気化ガスは、ボイルオフガス供給ライン8を介して送られるボイルオフガスと共に、エンジン6の吸気側に燃料として供給され、エンジン6の稼働が行われる(ステップS12)。
以上説明したように第1実施形態によれば、熱交換器36においてLNGライン12を流れるLNGが気化される際に、気体供給ライン30を流れる気体はLNGと熱交換することにより冷却される。このように気体供給ライン30を流れる気体の温度が低下することにより、LNG運搬船1の船殻に設けられた吹出口28に気体を供給するための消費エネルギが低減される。
<第2実施形態>
図3は本発明の第2実施形態に係るLNG気化装置10を備えるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
本実施形態では上述の第1実施形態に比べて、気体供給ライン30に対して並列に設けられるLNG強制蒸発ライン16を備える。LNG強制蒸発ライン16は、参考技術と同様の構成を有しており、LNG強制蒸発ライン16上には、熱媒体を閉回路内で循環させるための循環装置であるポンプ20と、熱媒体を加熱するためのヒータ22とが設置されている。
強制蒸発ライン16では、ヒータ22で加熱された熱媒体がポンプ20によって循環する。これによりLNGライン12を流れるLNGが強制蒸発ライン16を流れる熱媒体と熱交換する際には、強制蒸発ライン16を流れる熱媒体から連続的且つ安定的に熱エネルギを供給することで、LNGの気化を的確に実施可能になっている。
熱交換器36は、気体供給ライン30を流れる気体と、LNG強制蒸発ライン16を流れる熱媒体との間で、LNGライン12を流れるLNGと熱交換する媒体を切替可能に構成される。このような切替動作は、例えば不図示の流路切替弁を手動的又は自動制御的に操作することにより実施される。つまり本実施形態では、LNGライン12を流れるLNGを気化させる際に、LNGとの熱交換対象として、第1実施形態と同様の気体供給ライン30を流れる気体に代えて、LNG強制蒸発ライン16を流れる熱媒体を利用可能に構成されている。
図4は図3のLNG運搬船1の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。
LNG運搬船1の状態に応じて、吹出口28に対する気体の供給を停止するか否かを判断する(ステップS20)。吹出口28に対する気体の供給を停止すると判断した場合(ステップS20:YES)、第1ブロワ34を停止させることで、気体供給ライン30における気体の流れを停止させる(ステップS21)。これにより、気体潤滑システム26は停止状態となる。
続いて、熱交換器36においてLNGライン12との熱交換対象を、気体供給ライン30からLNG強制蒸発ライン16に切り替える(ステップS22)。そして、熱交換器36においてLNG強制蒸発ライン16を流れる熱媒体とLNGライン12を流れるLNGとを熱交換することにより、LNGを気化させる(ステップS23)。
このように本実施形態では、吹出口28に対する気体の供給を停止した場合においても、LNGライン12を流れるLNGは、強制蒸発ライン16を流れる熱媒体と熱交換することで気化できる。強制蒸発ライン16ではヒータ22で加熱された熱媒体がポンプ20によって循環するため、強制蒸発ライン16を流れる熱媒体から連続的且つ安定的に熱エネルギを供給することで、LNGの気化を的確に実施できる。
尚、吹出口28に対する気体の供給を停止しないと判断した場合(ステップS20:NO)、LNGライン12を流れるLNGは、上述の第1実施形態と同様に、気体供給ライン30を流れる気体と熱交換することによって気化される。
<第3実施形態>
図5は本発明の第3実施形態に係るLNG気化装置10を備えるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
本実施形態では、熱交換器36よりも下流側にて気体供給ライン30から分岐した排出ライン38を備える。排出ライン38は、吹出口28より低圧側に設けられた排出口40に連通しており、不図示の切替弁によって気体供給ライン30に対して接続状態を切替可能に構成されている。ここで排出口40は、吹出口28より低圧な空間に気体を噴出可能な穴部であり、例えば、吹出口28より上方側の船体外面や甲板上に設けられていてもよいし、吹出口28との位置関係に関わらず、船内で大気に満たされた空間(船室など)に設けられていてもよい。また排出口40における圧力は、吹出口28における水圧より低圧であればよいが、例えば大気圧であってもよい。
吹出口28からの気体の噴出が停止される場合(LNG気化装置10の動作状態は問わない)には、気体供給ライン30内の気体は、このような排出ライン38を介して排出口40から排出できる。排出口40は吹出口28より低圧側に設けられるため、吹出口28に比べて気体を吹き出すために要する消費エネルギが少なく済む。
また気体供給ライン30のうち排出ライン38との分岐点44より上流側には、気体供給ライン30と並列に設けられた並列ライン46が設けられる。並列ライン46上には、第1ブロワ34より小出力な第2ブロワ48が設置される。並列ライン46は不図示の流路切替弁によって気体供給ライン30に対して接続状態を切替可能に構成されている。
気体供給ライン30内の気体を排出口40から排出する場合には、気体供給ライン30に対して並列ライン46が連通するように流路切替弁を制御するとともに、並列ライン46上の第2ブロワ48が作動されてもよい。これにより、第1ブロワ34より小出力な第2ブロワ48の作動によって気体の排出が可能となるため、排出に要する消費エネルギをより低く抑えることができる。
図6は図5のLNG運搬船1の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。
まずLNG運搬船1の状態に応じて、吹出口28からの気体の噴出を停止するか否かが判断される(ステップS30)。吹出口28からの気体の噴出を停止すると判断した場合(ステップS30:YES)、不図示の流路切替弁を切替制御することにより、気体供給ライン30に対して排出ライン38を連通させる(ステップS31)。
その後、不図示の流路切替弁を切替制御することにより、気体供給ライン30に対して並列ライン46を連通させる(ステップS32)。そして第1ブロワ34を停止させるとともに(ステップS33)、並列ライン46上の第2ブロワ48を作動させる(ステップS34)。これにより、気体供給ライン30内の気体は、吹出口28からの噴出されることなく、排出ライン38を介して排出される。第2ブロワ48は上述したように第1ブロワ34に比べて小出力であるため、このような第2ブロワ48を用いた排出は、消費エネルギが少なく済む。
<第4実施形態>
図7は本発明の第4実施形態に係るLNG気化装置10を備えるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
本実施形態では、気体供給ライン30と並列に設けられ、熱交換器36をバイパスするバイパスライン50が備えられる。バイパスライン50は、気体供給ライン30のうち熱交換器36の上流側及び下流側を接続するように構成されており、その両端の少なくとも一方に、流路を切り替えるための流路切替弁が設けられている。流路切替弁は不図示のコントローラからの制御信号又は手動により操作されることにより、気体供給ライン30を流れる気体が、熱交換器36をバイパス可能に構成されている。
図8は図7のLNG運搬船1の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。
まずLNG運搬船1の状態に応じて、LNG気化装置10におけるLNGの気化を停止するか否かが判断される(ステップS40)。LNG気化装置10におけるLNGの気化を停止すると判断した場合(ステップS40:YES)、不図示の流路切替弁を切替制御することにより、気体供給ライン30を流れる気体がバイパスライン50に導かれるように流路が切り替えられる(ステップS41)。これにより、気体供給ライン30を流れる気体は、熱交換器36を通過することなく、バイパスライン50を介して吹出口28に導かれる。その結果、気体供給ライン30を流れる気体が熱交換器36を通過する際に生じる圧損を回避できるため、消費エネルギが低減される。このようにして本実施形態では、LNG気化装置10におけるLNGの気化を停止した状態においても、消費エネルギを抑えつつ、気体潤滑システム26の作動を継続することができる。
<第5実施形態>
図9は本発明の第5実施形態に係るLNG気化装置10を備えるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
本実施形態では、気体供給ライン30のうち熱交換器36の下流側から分岐され、LNG運搬船1に搭載されたエンジン6の吸気通路又はエンジン6が収容されるエンジンルーム52の少なくとも一方に連通する冷却気体供給ライン54が備えられる。そのため、熱交換器36においてLNGと熱交換することで冷却された気体は、冷却気体供給ライン54を介して、エンジン6の吸気通路又はエンジンルーム52の少なくとも一方に供給される。これにより、エンジン6の吸気冷却によるエンジン動力の削減、又は、エンジンルーム52の冷却用動力の削減が可能になる。
<第6実施形態>
図10は本発明の第6実施形態に係るLNG気化装置10を備えるLNG運搬船1の内部構造を示す模式図である。
本実施形態では、気体供給ライン30は、LNG運搬船1に搭載されたエンジン6の排気を気体として吹出口28に向けて供給するように構成される。つまり、エンジン6の排気通路は、排気供給ライン56を介して、気体供給ライン30の取込口32に接続されることで、エンジン6の排気が気体供給ライン30に供給可能になっている。これにより、熱交換器36には温度及び圧力が高い排気が導入されるため、熱交換器36ではLNGの気化を、より効率的に行え、また熱交換器36のダウンサイジングが可能となる。また圧力が高い排気が気体供給ライン30に導入されるので、吹出口28からの気体噴出に要する消費エネルギも低減できる。
以上説明したように本発明の少なくとも一実施形態によれば、船殻に設けられた吹出口28に気体を供給するための消費エネルギを低減可能なLNG運搬船1用のLNG気化装置10及び気体潤滑システム26、並びに、LNG運搬船1の運転方法を提供できる。
尚、上述したLNG運搬船1に関する各種動作は手動によって実施されてもよいし、不図示のコントローラによって自動制御的に実施されてもよい。後者の場合、コントローラは例えばコンピュータのような電子演算装置によって構成され、制御内容に関するプログラムがインストールされることで、各種制御が実施可能である。また、このようなプログラムは記録媒体に記録されていてもよく、当該記録媒体を電子演算装置で読み取ることにより、上記コントローラを構成してもよい。
本発明の少なくとも一実施形態は、LNGを利用する船舶の船殻から気体を吹き出す気体潤滑システム、及び、LNG運搬船の運転方法に利用可能である。
1 LNG運搬船
2 LNGタンク
4 ボイルオフガス
6 エンジン
8 ボイルオフガス供給ライン
10 LNG気化装置
12 LNGライン
14 気化ガス供給ライン
16 強制蒸発ライン
18,36 熱交換器
20 ポンプ
22 ヒータ
24 コンプレッサ
26 気体潤滑システム
28 吹出口
30 気体供給ライン
32 取込口
34 第1ブロワ
38 排出ライン
40 排出口
44 分岐点
46 並列ライン
48 第2ブロワ
50 バイパスライン
52 エンジンルーム
54 冷却気体供給ライン
56 排気供給ライン

Claims (16)

  1. LNGを気化させるためのLNGを利用する船舶用のLNG気化装置であって、
    前記船舶の船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための気体供給ライン上に設けられ、前記LNG運搬船のLNGタンクに接続されるLNGラインを流れる前記LNGと、前記気体供給ラインを流れる前記気体とを熱交換するように構成された熱交換器を備えるLNGを利用する船舶用のLNG気化装置。
  2. 前記気体供給ラインに対して並列に設けられるLNG強制蒸発ラインを備え、
    前記熱交換器は、
    前記気体供給ラインを流れる前記気体と、前記LNG強制蒸発ラインを流れる熱媒体との間で、前記LNGラインを流れる前記LNGと熱交換する媒体を切替可能に構成された
    請求項1に記載のLNGを利用する船舶用のLNG気化装置。
  3. 前記LNG強制蒸発ラインに設けられ、前記熱媒体を循環させるための循環装置と、
    前記LNG強制蒸発ラインに設けられ、前記熱媒体を加熱するためのヒータと、
    を備える請求項2に記載のLNGを利用する船舶用のLNG気化装置。
  4. 請求項1から3のいずれか一項の前記LNG気化装置の前記熱交換器の内部を通って前記吹出口まで延在する前記気体供給ラインと、
    前記気体供給ライン上において前記熱交換器と前記吹出口との間に設けられる第1ブロワと、
    を備えるLNGを利用する船舶用の気体潤滑システム。
  5. 前記熱交換器よりも下流側にて前記気体供給ラインから分岐し、且つ、前記吹出口より低圧側に設けられた排出口に連通する排出ラインを備える、請求項4に記載のLNGを利用する船舶用の気体潤滑システム。
  6. 前記気体供給ラインのうち前記排出ラインとの分岐点より上流側に、前記気体供給ラインと並列に設けられた並列ラインと、
    前記並列ライン上に設置され、前記第1ブロワより小出力な第2ブロワと、
    を備える、請求項5に記載のLNGを利用する船舶用の気体潤滑システム。
  7. 前記気体供給ラインと並列に設けられ、前記熱交換器をバイパスするバイパスラインを備える、請求項4から6のいずれか一項に記載のLNG運搬船用の気体潤滑システム。
  8. 前記気体供給ラインのうち前記熱交換器の下流側から分岐され、前記船舶に搭載されたエンジンの吸気通路又は前記エンジンが収容されるエンジンルームの少なくとも一方に連通する冷却気体供給ラインを備える、請求項4から7のいずれか一項に記載のLNGを利用する船舶用の気体潤滑システム。
  9. 前記気体供給ラインは、前記船舶に搭載されたエンジンの排気を前記気体として前記吹出口に向けて供給するように構成された、請求項4から8のいずれか一項に記載のLNGを利用する船舶用の気体潤滑システム。
  10. LNGを利用する船舶の船殻に設けられた吹出口に向けて、気体供給ラインに気体を流すステップと、
    前記気体供給ラインを流れる前記気体との熱交換により、前記LNG運搬船のLNGタンクに接続されるLNGラインを流れる前記LNGを気化させるステップと、
    少なくとも、前記LNGの気化により得られる気化ガスを燃料として用い、前記船舶のエンジンを稼働するステップと、
    を備える
    LNGを利用する船舶の運転方法。
  11. 前記吹出口に対する前記気体の供給を停止した場合に、前記気体供給ラインに対して並列に設けられるLNG強制蒸発ラインを流れる熱媒体と前記LNGとを熱交換することにより、前記LNGを気化させるステップを備える、請求項10に記載のLNGを利用する船舶の運転方法。
  12. 前記吹出口からの前記気体の噴出を停止した場合に、前記LNGと熱交換された前記気体を、前記気体供給ラインから分岐した排出ラインを介して、前記吹出口より低圧側に設けられた排出口に排出するステップを備える、請求項10又は11に記載のLNGを利用する船舶の運転方法。
  13. 前記LNGと熱交換された前記気体を、前記LNG運搬船に搭載されたエンジンの吸気通路又は前記エンジンが収容されるエンジンルームの少なくとも一方に供給するステップを備える、請求項10から12のいずれか一項に記載のLNGを利用する船舶の運転方法。
  14. 前記LNG運搬船のエンジンの排気を前記気体として前記気体供給ラインに流すステップを備える、請求項10から13のいずれか一項に記載のLNGを利用する船舶の運転方法。
  15. 前記LNGと前記気体との熱交換が行われる熱交換器よりも下流側にて前記気体供給ラインに設けられた第1ブロワによって、前記LNGと熱交換された前記気体を前記吹出口から噴出するステップを備える、請求項10から14のいずれか一項に記載のLNGを利用する船舶の運転方法。
  16. 前記LNGタンクからのボイルオフガスのみを燃料として前記エンジンを稼働させる場合、前記LNGと前記気体との熱交換を行う熱交換器をバイパスして、前記吹出口に前記気体を供給するステップを備える、請求項10から15のいずれか一項に記載のLNGを利用する船舶の運転方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011063166A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 National Maritime Research Institute 流体抵抗低減装置
JP2013010395A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 摩擦抵抗低減型船舶及びその製造方法
KR20130040941A (ko) * 2010-09-27 2013-04-24 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 선박의 공기 윤활 시스템
KR20150017152A (ko) * 2013-08-06 2015-02-16 에스티엑스조선해양 주식회사 공기 윤활 장치가 탑재된 엘엔지 운반선의 압축 공기 생산 시스템 및 방법
JP2017110623A (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 川崎重工業株式会社 船舶

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101078853B1 (ko) * 2009-12-28 2011-11-01 삼성중공업 주식회사 Lng 선박용 재기화 장치
KR101247328B1 (ko) * 2010-12-28 2013-03-25 (주)삼원이앤비 생활폐기물 자동이송 처리설비의 터보블로어 이송기류 냉각 장치 및 급난방 시스템
JP5797418B2 (ja) 2011-02-15 2015-10-21 国立研究開発法人海上技術安全研究所 船舶の摩擦抵抗低減用気泡吹出装置
JP5826590B2 (ja) 2011-10-25 2015-12-02 国立研究開発法人海上技術安全研究所 空気潤滑式船舶の空気供給装置
KR20140083944A (ko) * 2014-05-28 2014-07-04 삼성중공업 주식회사 선박의 공기윤활시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011063166A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 National Maritime Research Institute 流体抵抗低減装置
KR20130040941A (ko) * 2010-09-27 2013-04-24 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 선박의 공기 윤활 시스템
JP2013010395A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 摩擦抵抗低減型船舶及びその製造方法
KR20150017152A (ko) * 2013-08-06 2015-02-16 에스티엑스조선해양 주식회사 공기 윤활 장치가 탑재된 엘엔지 운반선의 압축 공기 생산 시스템 및 방법
JP2017110623A (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 川崎重工業株式会社 船舶

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