JP2022113009A - 船舶 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LNG(Liquefied Natural Gas)を推進用燃料として使用する船舶に関する。
従来から、LNGを推進用燃料として使用する船舶が知られている。例えば、特許文献1には、LNGを貯留するタンクと、タンク内で発生するBOG(Boil Off Gas)を燃料とするエンジンを含む船舶が開示されている。エンジンは発電機を駆動し、発電機で生成された電力がモータへ供給され、モータが推進用プロペラを駆動する。
具体的に、特許文献1の船舶では、エンジンが供給路によりタンクと接続されている。供給路には、圧送手段としての圧縮機が設けられている。
近年では、エンジンの低燃費化、あるいは排ガス規制対策としての減速航行や沖待ちなどの運航の多様化により、エンジンでのBOGの使用量よりもBOGの発生量が上回る状況が発生しやすくなっている。
エンジンでのBOGの使用量よりもBOGの発生量が上回る場合には、余剰のBOGを処理する必要がある。余剰のBOGを処理するには、余剰のBOGを再液化装置で再液化してタンクへ戻したり、GCU(ガス燃焼ユニット)で燃焼したりすることが考えられる。
しかし、BOGを再液化する再液化装置は高価であるとともに、当該再液化装置の駆動に大きなエネルギーが必要である。また、GCUでBOGを燃焼すると、BOGが無駄に消費される。
そこで、本発明は、再液化装置を用いることなく余剰のBOGを有効活用す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、本発明の船舶は、LNGを貯留するタンクと、推進用プロペラを駆動する、推進電力線と接続されたモータと、前記推進電力線と接続された発電機を駆動するエンジンと、前記タンク内で発生するBOGを燃料として前記エンジンへ供給する供給路と、前記推進電力線と接続された、前記発電機で生成された電力を蓄える蓄電器と、を備える、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、エンジンでのBOGの使用量に対してBOGの発生量が多い場合には、余剰のBOGを使用して電力を生成し、その電力を蓄電器に蓄えることができる。蓄電器に蓄えられた電力は、必要な推進電力がBOGから生成される電力よりも多いときに利用することができる。従って、再液化装置を用いることなく余剰のBOGを有効活用することができる。
本発明によれば、再液化装置を用いることなく余剰のBOGを有効活用することができる船舶が提供される。
図1に、本発明の一実施形態に係る船舶1を示す。この船舶1は、LNGを貯留するタンク2と、推進用プロペラ11を駆動するモータ6と、発電機5をそれぞれ駆動する複数のエンジン4を含む。モータ6は、駆動シャフト61により推進用プロペラ11と連結されている。駆動シャフト61には減速機が設けられることもある。
図1では、エンジン4の数が3つであるが、エンジン4の数は1つまたは2つであっても4つ以上であってもよい。また、モータ6の数は1つに限定されず、船舶1が複数のモータ6を含み、これらのモータ6がギヤボックスを介して推進用プロペラ11を駆動してもよい。
例えば、タンク2は、カーゴタンクであってもよい。この場合、LNG運搬船に適した構成を実現できる。あるいは、タンク2は、耐圧容器として構成された燃料タンクであってもよい。この場合、LNG燃料船に適した構成を実現できる。
エンジン4は、供給路3によりタンク2と接続されている。供給路3は、タンク2内で発生するBOGを燃料としてエンジン4へ供給する。供給路3には、圧送手段としての圧縮機31が設けられている。
本実施形態では、各エンジン4が、BOGと燃料油の一方または双方を燃料として使用可能な二元燃料エンジンである。このため、エンジン4には、燃料油供給路45も接続されている。ただし、各エンジン4は、BOGのみを燃料とするガス専焼エンジンであってもよい。
各エンジン4は、例えば、4ストロークのレシプロエンジンである。レシプロエンジンの燃焼サイクルは、ディーゼルサイクル(自着火式)であってもよいし、オットーサイクル(点火式)であってもよい。ディーゼルサイクルでは燃料噴射圧が比較的に高く(例えば、15~30MPa)、オットーサイクルでは燃料噴射圧が比較的に低い(例えば、0.5~2MPa)。ただし、エンジン4は、ガスタービンエンジンであってもよい。
本実施形態では、タンク2の下部と供給路3における圧縮機31の上流側部分とが補給路32により接続されている。補給路32には、LNGを気化する気化器33が設けられている。なお、図示は省略するが、補給路3がタンク2の下部と圧縮機31の下流側部分とを接続し、気化器33の上流側に加圧用のポンプが設けられてもよい。
上述した発電機5およびモータ6は、推進電力線15と接続されている。本実施形態では、推進電力線15が船内電力線を兼ねる(例えば、電圧:440V)。ただし、推進電力線15は、船内電力線とは別であってもよい(例えば、電圧:6600V)。
推進電力線15には、蓄電器7も接続されている。蓄電器7は、発電機5で生成された電力を蓄える。なお、上述したように推進電力線15が船内電力線とは別の場合、蓄電器7の電圧が440Vであり、推進電力線15と蓄電器7の間に変圧器が設けられてもよい。
蓄電器7は、例えば、リチウム電池である。例えば、蓄電器7は、電解質が固体(酸化物または硫化物)の全固体電池であってもよい。あるいは、蓄電器7は、電解質だけでなく正極および負極も樹脂からなる全樹脂電池であってもよい。
全固体電池または全樹脂電池は、電解質が液体の一般的な電池に比べてエネルギー密度が高いために、一般的な電池よりも小型であるとともに安全性が高い。従って、蓄電器7が全固体電池または全樹脂電池であれば、配置上の制約が少ない。しかも、全固体電池または全樹脂電池であれば、人がアクセス不能な場所(例えば、デッキ下など)に配置することも可能である。また、全樹脂電池であれば、形状の自由度が高いために複雑な形状の場所にも設置可能であるとともに、換気やメンテナンスが省略可能である。従って、全樹脂電池を用いる方が望ましい。
また、本実施形態では、蓄電器7が、太陽光や風力などの再生可能エネルギーを利用して電力を生成する発電装置8とも接続されている。そして、発電装置8で生成された電力も蓄電器7に蓄えられる。
以上説明した構成の船舶1では、エンジン4でのBOGの使用量に対してBOGの発生量が多い場合には、余剰のBOGを使用して電力を生成し、その電力を蓄電器7に蓄えることができる。蓄電器7に蓄えられた電力は、必要な推進電力がBOGから生成される電力よりも多いときに利用することができる。従って、BOG(天然ガス)用の再液化装置を用いることなく余剰のBOGを有効活用することができる。しかも、蓄電器7に蓄えられた電力を利用することで、発電機5の数を従来よりも低減することが可能である。
特に、船舶1が、LPG(Liquefied Petroleum Gas)を貯留する複数のカーゴタンクを含むとともに、タンク2が燃料タンクであるLPG運搬船である場合は、蓄電器7に蓄えられた電力をカーゴタンク内で発生するBOG(石油ガス)の再液化に使用することができる。LPG運搬船ではそのBOGの再液化を行う際に最も発電機負荷が高いため、これに蓄電器7に蓄えられた電力を使用すれば、発電機台数を減らしたり発電機容量を小さくしたりすることができる。
また、本実施形態のようにエンジン4が二元燃料エンジンであれば、蓄電器7が無い場合は、必要な推進電力が多いときに、BOGに加えて燃料油が燃料として使用される。これに対し、蓄電器7が在れば、必要な推進電力が多いときに蓄電器7に蓄えられた電力を使用することができるので、燃料油の使用量を低減することができる。これにより、低環境負荷に貢献できる。
(変形例)
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。
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、気化器33が設けられた補給路32は省略可能である。ただし、補給路32が在れば、BOGが不足する場合でもLNGを気化した気化ガスを燃料として使用することができる。
(まとめ)
本発明の船舶は、LNGを貯留するタンクと、推進用プロペラを駆動する、推進電力線と接続されたモータと、前記推進電力線と接続された発電機を駆動するエンジンと、前記タンク内で発生するBOGを燃料として前記エンジンへ供給する供給路と、前記推進電力線と接続された、前記発電機で生成された電力を蓄える蓄電器と、を備える、ことを特徴とする。
本発明の船舶は、LNGを貯留するタンクと、推進用プロペラを駆動する、推進電力線と接続されたモータと、前記推進電力線と接続された発電機を駆動するエンジンと、前記タンク内で発生するBOGを燃料として前記エンジンへ供給する供給路と、前記推進電力線と接続された、前記発電機で生成された電力を蓄える蓄電器と、を備える、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、エンジンでのBOGの使用量に対してBOGの発生量が多い場合には、余剰のBOGを使用して電力を生成し、その電力を蓄電器に蓄えることができる。蓄電器に蓄えられた電力は、必要な推進電力がBOGから生成される電力よりも多いときに利用することができる。従って、再液化装置を用いることなく余剰のBOGを有効活用することができる。
前記エンジンは、前記BOGと燃料油の一方または双方を燃料として使用可能な二元燃料エンジンであってもよい。この構成によれば、蓄電器が無い場合は、必要な推進電力が多いときに、BOGに加えて燃料油が燃料として使用される。これに対し、蓄電器が在れば、必要な推進電力が多いときに蓄電器に蓄えられた電力を使用することができるので、燃料油の使用量を低減することができる。これにより、低環境負荷に貢献できる。
前記蓄電器は、全固体電池または全樹脂電池であってもよい。全固体電池または全樹脂電池は、電解質が液体の一般的な電池に比べてエネルギー密度が高いために、一般的な電池よりも小型であるとともに安全性が高い。従って、蓄電器が全固体電池または全樹脂電池であれば、配置上の制約が少ない。しかも、全固体電池または全樹脂電池であれば、人がアクセス不能な場所(例えば、デッキ下など)に配置することも可能である。また、全樹脂電池であれば、形状の自由度が高いために複雑な形状の場所にも設置可能であるとともに、換気やメンテナンスが省略可能である。
前記供給路には圧縮機が設けられており、上記の船舶は、前記タンクの下部と前記供給路における前記圧縮機の上流側部分とを接続する、LNGを気化する気化器が設けられた補給路をさらに備えてもよい。この構成によれば、BOGが不足する場合でもLNGを気化した気化ガスを燃料として使用することができる。
前記タンクはカーゴタンクであってもよい。この構成は、LNG運搬船に適した構成である。
前記タンクは、耐圧容器として構成された燃料タンクであってもよい。この構成は、LNG燃料船に適した構成である。特に、LNG燃料船がLPG運搬船である場合は、蓄電器に蓄えられた電力をカーゴタンク内で発生するBOG(石油ガス)の再液化に使用することができる。
1 船舶
11 推進用プロペラ
15 推進電力線
2 タンク
3 供給路
31 圧縮機
32 補給路
33 気化器
4 エンジン
5 発電機
6 モータ
7 蓄電器
11 推進用プロペラ
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31 圧縮機
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4 エンジン
5 発電機
6 モータ
7 蓄電器
Claims (6)
- LNGを貯留するタンクと、
推進用プロペラを駆動する、推進電力線と接続されたモータと、
前記推進電力線と接続された発電機を駆動するエンジンと、
前記タンク内で発生するBOGを燃料として前記エンジンへ供給する供給路と、
前記推進電力線と接続された、前記発電機で生成された電力を蓄える蓄電器と、
を備える、船舶。 - 前記エンジンは、前記BOGと燃料油の一方または双方を燃料として使用可能な二元燃料エンジンである、請求項1に記載の船舶。
- 前記蓄電器は、全固体電池または全樹脂電池である、請求項1または2に記載の船舶。
- 前記供給路には圧縮機が設けられており、
前記タンクの下部と前記供給路における前記圧縮機の上流側部分とを接続する、LNGを気化する気化器が設けられた補給路をさらに備える、請求項1~3の何れか一項に記載の船舶。 - 前記タンクはカーゴタンクである、請求項1~4の何れか一項に記載の船舶。
- 前記タンクは、耐圧容器として構成された燃料タンクである、請求項1~3の何れか一項に記載の船舶。
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