JP4228608B2 - 液化ガス運搬船の推進装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＮＧ船等の液化ガス運搬船の推進装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液化ガス運搬船として、たとえば、ＬＮＧ船におけるＬＮＧタンク内では、積載量に対して一日当り約０．１５％の割合でＢＯＧ（Boil Off Gas）が発生している。このため上記発生したＢＯＧを船内にて処理することが必要となる。特に、大型のＬＮＧ船ではＢＯＧの発生量も多く、この大量のＢＯＧをいかに効率よく処理するかが地球環境保護の観点からも重要になる。
【０００３】
このことに鑑みて、上記ＬＮＧ船の推進装置としては、ＬＮＧタンク内にて発生したＢＯＧをボイラへ供給して該ボイラにて燃焼させることにより焼却処理させると同時に、上記ボイラにて発生する蒸気を、出力軸側に推進用のプロペラが連結してある蒸気タービンに導いて該蒸気タービンを作動させ、これにより、上記推進用プロペラを回転駆動させてＬＮＧ船の推進動力を得るようにしたタービン推進方式が主流となっていた。しかし、かかるタービン推進方式では、推進プラントの熱効率が３０〜３３％程度と悪いという問題がある。
【０００４】
そのため近年では、ＬＮＧタンク内にて発生するＢＯＧを、出力軸側に推進用プロペラが連結してあるガス焚きディーゼル機関、たとえば、ＢＯＧとＡ重油を燃料とすることができる４サイクル（中速）のＤＦ（Dual-fuel）ディーゼル機関に燃料として供給することにより、該ディーゼル機関にて上記ＢＯＧを推進用燃料として燃焼させて焼却処理すると同時に、ＬＮＧ船の推進動力を得るようにする方式の推進装置も考えられてきている。
【０００５】
ところで、上記タービン推進方式、及び、ガス焚きディーゼル機関による推進方式のいずれの推進装置においても、荷役時等のＬＮＧ船の停泊時には、推進力が必要とされないためにＢＯＧを推進用燃料として消費することができないことから、この場合はＬＮＧタンクから送出されるＢＯＧを再液化装置を用いて再液化することにより、ＬＮＧへと変態させてＬＮＧタンクへ戻すか、ボイラ、焼却炉にて焼却処分する手法が採られていた。
【０００６】
なお、船級協会の規則では、ＬＮＧ船等の液化ガス運搬船では、いかなる場合においても直ちに航走を開始できるようにし、且つＢＯＧ処理手段を２重化して備え、船舶のすべての運行状態で有効に機能することが求められている。又、停泊時に即時に航走を開始できるようにするための非常航走手段も要求される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したように、タービン推進方式のＬＮＧ船の推進装置では、熱効率が悪く、又、上記ガス焚きディーゼル機関による推進装置では、上記タービン推進方式に比して熱効率を改善できるが、４０％程度にしかならない。このため上記いずれの推進方式を採用してもＢＯＧを推進用燃料として消費させるときの消費量が多くなり、このためＬＮＧタンク内にて自然発生するＢＯＧのみではＬＮＧ船の航走に不足する虞があり、航走時にＢＯＧの不足が生じた場合には、ＬＮＧを加熱して強制的に気化させることによりＢＯＧを製造して不足分を補充すれば輸送可能なＬＮＧ量が低下するという問題がある。
【０００８】
又、ＤＦディーゼル機関を用いる場合には、Ｃ重油の利用が困難なため、高価なＡ重油を必要とするという問題もある。
【０００９】
更に、ガス焚きディーゼル機関を採用したＬＮＧ船では、非常航走手段としてディーゼル機関を２台装備することがあり、この場合は、エンジンルームが大きくなってしまうため、ＬＮＧの積載量が制限されるという問題もある。
【００１０】
上記再液化装置に関しては、装置自体が複雑且つ高価であり、しかも、該再液化装置によるＢＯＧの再液化を行う場合には、再液化装置の動力として大きな電力を要するという問題もあることから、あまり採用されていないというのが実状であり、このため現状では、ＬＮＧ船の停泊中に発生したＢＯＧは、ボイラや焼却炉等で単に焼却して捨てているため、ＬＮＧ資源の無駄が大きいのみならず、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭ等の環境汚染物質や温室効果ガス（ＧＨＧ）が無駄に排出されることになるため、地球環境上の問題もある。
【００１１】
そこで、本発明は、ＢＯＧの利用効率を高めることができ、又、停泊中におけるＢＯＧの無駄な消費を防止できて、地球環境対策の向上を図ることができ、更に、推進用主機関の燃料消費量を最小限に抑えることができる液化ガス運搬船の推進装置を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、主機関によりクラッチを介して推進用プロペラシャフトを回転駆動して推進できるようにし、且つ上記プロペラシャフトに、シャフトジェネレータが取り付けてある液化ガス運搬船の推進装置において、液化ガスタンクからのＢＯＧを燃料ガスとして用いて発電するようにした燃料電池を設置して、該燃料電池にＢＯＧ送出ラインを接続し、且つ上記燃料電池を船内の電力供給回路に接続すると共に、上記シャフトジェネレータを、インバーコンバータとシンクロナスコンデンサを介して上記船内の電力供給回路に接続してなる構成として、上記主機関によるプロペラシャフトの回転駆動時には、上記シャフトジェネレータにより発電して、上記船内の電力供給回路に電力を供給できるようにすると共に、上記燃料電池で発電した電力を電力供給回路を経て上記シャフトジェネレータへ供給できるようにし、更に、ＢＯＧ送出ラインの途中位置に分岐ラインを設けて、ＢＯＧを可逆的に圧縮して圧縮ガスとすることができるようにしたガスコンプレッサに、上記分岐ラインを接続すると共に、該ガスコンプレッサの圧縮ガス出口を圧縮ガス貯蔵タンクに接続した構成とする。
【００１３】
液化ガスタンク内にて発生するＢＯＧが燃料電池の燃料として供給されることにより、該燃料電池にて発電が行われる。この燃料電池にて発電された電力をシャフトジェネレータへ供給すると、該シャフトジェネレータにおいてプロペラシャフトを回転する回転駆動力が発生されることから、推進動力に加勢できる。又、クラッチを切ってプロペラシャフトを主機関からフリーな状態とすることにより、上記シャフトジェネレータからの出力によりプロペラシャフトと一体にプロペラが回転駆動されて、液化ガス運搬船の停泊時の非常航走手段となる。
【００１４】
又、主機関によりクラッチを介して推進用プロペラシャフトを回転駆動して推進できるようにし、且つ上記プロペラシャフトに、シャフトジェネレータが取り付けてある液化ガス運搬船の推進装置において、液化ガスタンクからのＢＯＧを燃料ガスとして用いて発電するようにした燃料電池を設置して、該燃料電池にＢＯＧ送出ラインを接続し、且つ上記燃料電池を船内の電力供給回路に接続すると共に、上記シャフトジェネレータを、インバーコンバータとシンクロナスコンデンサを介して上記船内の電力供給回路に接続してなる構成として、上記主機関によるプロペラシャフトの回転駆動時には、上記シャフトジェネレータにより発電して、上記船内の電力供給回路に電力を供給できるようにすると共に、上記燃料電池で発電した電力を電力供給回路を経て上記シャフトジェネレータへ供給できるようにし、且つＢＯＧ送出ラインの途中位置に分岐ラインを設けて、ＢＯＧを可逆的に圧縮して圧縮ガスとすることができるようにしたガスコンプレッサに、上記分岐ラインを接続すると共に、該ガスコンプレッサの圧縮ガス出口を圧縮ガス貯蔵タンクに接続し、更に、ＢＯＧを水素に改質するための改質器を、液化ガスタンクに一端を接続したＢＯＧ送出ラインの他端に接続し、且つ該改質器の出口を、水素供給ラインを介して燃料電池のアノード入口側に直接接続して、ＢＯＧを上記改質器で改質したガスを燃料電池に供給するようにし、更に、上記燃料電池のアノード入口側に直接接続してある水素供給ラインの途中位置に設けた分岐ラインを、水素を出し入れ自在に貯蔵できるようにした水素貯蔵タンクに接続するようにした構成とすることにより、液化ガス運搬船の停泊時等、船内電力の需要量が低下しているときに発生するＢＯＧを有効に処理することができ、従来のＬＮＧ船の停泊時の如くＢＯＧを無駄に燃焼させて消費することをなくすことができて、液化ガス資源の有効利用を図ることができ、ＢＯＧの処理に伴う二酸化炭素の発生量を抑制できると同時に、推進動力に加勢することにより主機の燃料消費量を抑えＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭ等の環境汚染物質の排出をも抑制できるため、地球環境保護に大きく貢献でき、今後船舶に規制が予測される大気関係の規制、すなわち、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭや温室効果ガスの排出規制の対応策として有効なものとすることが可能になり、更に、ＢＯＧを貯蔵するに当り、従来ＢＯＧをＬＮＧへ変態させるために要していた如き高価で且つ運転に大きな電力を要する再液化装置は不要とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明の液化ガス運搬船の推進装置の実施の一形態として、液化ガス運搬船としてのＬＮＧ船の推進装置に適用する場合を示すもので、ＬＮＧ船に搭載した主機関としてのディーゼル機関１の出力軸２に、先端部に推進用プロペラ３が一体に取り付けてあるプロペラシャフト４の基端部をクラッチ５を介し接続して、該クラッチ５を繋ぐことにより、上記ディーゼル機関１の出力を出力軸２、クラッチ５を介してプロペラシャフト４に伝達して該プロペラシャフト４と一体に推進用プロペラ３を回転駆動させてＬＮＧ船の推進力を得ることができるようにすると共に、上記クラッチ５を切ることにより、上記プロペラシャフト４と一体の推進用プロペラ３をフリー（回転自在）な状態にできるようにし、更に、上記プロペラシャフト４の中間部に、シャフトジェネレータ６を取り付けて設ける。上記シャフトジェネレータ６は、上記ディーゼル機関１によるプロペラシャフト４の回転駆動時に、該プロペラシャフト４の回転に伴って発電できて、該シャフトジェネレータ６の送電端７に接続してある電力供給回路８を経て船内の各種機器に発電した電力を供給することができるようにすると共に、上記送電端７に外部電力を供給することにより、上記シャフトジェネレータ６をモータとして作動させて上記プロペラシャフト４へ回転駆動力を付与することができるようにした構成とする。なお、上記シャフトジェネレータ６はインバーコンバータ９とシンクロナスコンデンサ１０を補機として装備してなる構成としてある。
【００１７】
更に又、液化ガスタンクとしてのＬＮＧタンク１１に一端を接続したＢＯＧ送出ライン１２の他端を改質器１３の改質室に接続し、上記ＬＮＧタンク１１内にて発生して、ＢＯＧ送出ライン１２を通して送出されるＢＯＧ１４を、改質器１３にて改質して水素（Ｈ２）１５を製造できるようにし、且つ上記改質器１３の改質室の出口を水素供給ライン１６を介して燃料電池１７のアノード入口側に接続して、改質器１３で改質された水素１５を燃料ガスとして燃料電池１７のアノードに供給できるようして、上記燃料電池１７のアノードに水素１５を、又、カソードに図示しない空気供給部から供給される空気をそれぞれ供給することによりアノードとカソードで電池反応させて発電できるようにし、上記燃料電池１７の送電端１８を、上記電力供給回路８に接続することにより、上記燃料電池１７にて発電した電力によっても、電力供給回路８を経て船内の各種機器に給電が行えて必要電力を賄えるようにする。
【００１８】
なお、上記改質器１３におけるＢＯＧ１４より水素１５を製造するための吸熱反応用の熱源としては、ディーゼル機関１の排気の熱等を利用すればよい。１９は、船内の電力供給回路８に接続した別の発電機である。
【００１９】
上記構成において、ＬＮＧ船の推進を行う場合、通常は、所要の燃料をディーゼル機関１に供給して燃焼させることにより該ディーゼル機関１を運転させ、この状態にてクラッチ５を繋ぎ、上記ディーゼル機関１の出力によりプロペラシャフト４と一体に推進用プロペラ３を回転させることにより推進力を得て、ＬＮＧ船の航走が行われるようにする。
【００２０】
この際、シャフトジェネレータ６では、プロペラシャフト４の回転に伴って発電が行われるため、該発電された電力は、電力供給回路８を経て船内の各種機器へ給電される。
【００２１】
又、ＬＮＧタンク１１内ではＢＯＧ１４が発生するため、該発生するＢＯＧ１４は、改質器１３にて水素１５へ改質された後、該水素１５が燃料電池１７へ燃料として供給されることにより該燃料電池１７における発電が行われ、この燃料電池１７にて発電された電力も、船内の電力供給回路８を経て各種機器へ給電される。
【００２２】
上記のようなＬＮＧ船の航走時において、上記燃料電池１７にてＢＯＧ１４を改質してなる水素１５を燃料として消費することにより発電される電力量が、船内の電力需要を上回って余剰が生じるようになる場合は、上記燃料電池１７にて発電される電力の余剰分を、電力供給回路８を経てシャフトジェネレータ６へ供給すると、該シャフトジェネレータ６がモータとして作用させられて、該シャフトジェネレータ６よりプロペラシャフト４へを回転駆動力が付与されるようになるため推進動力に加勢することが可能になる。したがって、この状態にてクラッチ５を切ってプロペラシャフト４をディーゼル機関１の出力軸２から切り離してフリーな状態にすると、上記シャフトジェネレータ６の出力によりプロペラシャフト４と一体に推進用プロペラ３が回転駆動されて推進力が得られるようになるため、上記シャフトジェネレータ６へ電力供給することで得られる推進力、すなわち、電気推進によりＬＮＧ船の航走を行わせることが可能となる。
【００２３】
このように、ＬＮＧタンク１１にて発生するＢＯＧ１４は、水素１５に転換した後、熱効率が６０％にも達する燃料電池１７、すなわち、従来のガス焚きディーゼル機関にて燃焼させる場合に比して熱効率のよい燃料電池１７に供給して、船内電力の生成のために消費させることができることから、ＢＯＧ１４の有するエネルギーの利用効率を高めることができ、このため温室効果ガスである二酸化炭素の排出量を抑制することができ、又、燃料電池１７は船内における配置上の制約が少ないため、改造等にも容易に対応することが可能になる。しかも、上記ＢＯＧ１４は、燃焼させることなく処理できるため、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭ等の地球環境汚染物質の排出量を従来のものに比して少なくすることも可能になる。
【００２４】
更に、ＬＮＧタンク１１におけるＢＯＧ１４の発生量が多く、該ＢＯＧ１４を改質して製造する水素１５を燃料として供給する燃料電池１７における発電量が多い場合には、船内の電力需要を上回る余剰電力をシャフトジェネレータ６へ供給することにより推進動力に変換でき、この電力による推進を行っている間は、主機関となるディーゼル機関１の出力を低減できるため、該ディーゼル機関１の燃料消費量を最小限にすることができ、又、上記ディーゼル機関１では、ＢＯＧ１４を燃料として燃焼させて処理する必要はないため、燃料が自由に選択できるようになり、コストの低いＣ重油を利用できると共に、ＬＮＧ、ＣＮＧ（Compressed Natural Gas：圧縮天然ガス）、ＧＴＬ（天然ガス由来液体燃料）、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）等の代替燃料を使用する今後の代替推進機関への応用が可能になる。
【００２５】
更に又、上記の如くＢＯＧ１４をＬＮＧ船の電気推進用の燃料として消費する場合であっても、該ＢＯＧ１４の有するエネルギーを、熱効率の高い燃料電池１７にて一旦電気へ変換した後、推進用の動力源として利用するため、ＢＯＧ１４の消費量を上記従来のガス焚きディーゼル機関にて推進用燃料として燃焼させる場合に比して効率よく利用することができる。このため強制気化によるＬＮＧの輸送量の低下の問題をなくすことができる。
【００２６】
又、シャフトジェネレータ６へ電力供給することにより該シャフトジェネレータ６の出力によって得られる推進力を、ＬＮＧ船の非常航走手段として使用することが可能になるため、ディーゼル機関を２台装備する必要をなくすことができて、従来のＬＮＧ船より機関室を縮小でき、ＬＮＧの積載量を増加させることも可能になる。
【００２７】
図１において、２０は分岐ラインで、水素供給ライン１６の途中位置より分岐ライン２０を設けて、該分岐ライン２０を、水素１５を出し入れ自在に貯蔵できるようにしてある水素貯蔵タンク２１に接続する。
【００２９】
上記構成によれば、改質器１３にてＢＯＧ１４から製造する水素１５の製造量が、燃料電池１７に供給して消費させる水素１５の消費量を上回って該水素１５に余剰が生じる場合、たとえば、荷役時等のＬＮＧ船の停泊時の如く、推進力が不要でシャフトジェネレータ６においても電力が消費されず、又、船内における電力需要も低い場合には、ＬＮＧタンク１１で発生するＢＯＧ１４を改質器１３で水素１５に転換した後、余剰の水素１５を水素貯蔵タンク２１へ貯蔵することができると共に、その後、船内の各種機器における電力需要が高まったり、ＬＮＧ船を航走させるべく、シャフトジェネレータ６へ電力供給して該シャフトジェネレータ６の出力によりプロペラシャフト４と一体に推進用プロペラ３を回転駆動させるときには、上記水素貯蔵タンク２１より水素１５を放出させ、燃料電池１７へ燃料として供給して該燃料電池１７における発電用に消費させることができる。そのため、ＬＮＧ船の停船時にＬＮＧタンク１１内にて発生するＢＯＧ１４を無駄なく消費させることができて、ＬＮＧ資源の有効利用を図ることができ、従来の如くＬＮＧ船の停泊中に発生したＢＯＧをボイラや焼却炉等で焼却して捨てる場合に比して温室効果ガス（ＧＨＧ）、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭ等の環境汚染物質の排出量を大幅に低減させることが可能になるため、地球環境保護に大きく貢献できる。
【００３０】
又、ＢＯＧ１４は水素１５に転換して水素貯蔵タンク２１へ貯蔵させるようにしてあるため、従来ＢＯＧ４をＬＮＧへ変態させるために要していた如き高価で且つ運転に大きな電力を要する再液化装置を不要とすることができる。
【００３１】
更に、図１に示す如く、ＢＯＧ送出ライン１２の途中位置に分岐ライン２２を設けると共に、該分岐ライン２２を、ＢＯＧ１４を可逆的に圧縮して圧縮ガスとしてのＣＮＧ（圧縮天然ガス）２３とすることができるようにしてあるガスコンプレッサとしてのＣＮＧコンプレッサ２４に接続し、且つ該ＣＮＧコンプレッサ２４の圧縮ガス出口に、圧縮ガス貯蔵タンクとしてのＣＮＧ貯蔵タンク２５を、ＣＮＧ配管２６を介して接続した構成として、上記改質器１３へのＢＯＧ１４の供給量を減少させることにより余剰のＢＯＧ１４が生じる場合には、該余剰ＢＯＧ１４を分岐ライン２２を通してＣＮＧコンプレッサ２４へ送り、該ＣＮＧコンプレッサ２４にて圧縮してＣＮＧ２３を製造すると共に、該ＣＮＧ２３の状態でＣＮＧ貯蔵タンク２５へ貯蔵させるようにし、その後、船内における電力需要が高まって燃料電池１７における発電量を大とすべく水素１５の消費量が増大するときには、上記ＣＮＧ貯蔵タンク２５より貯蔵しておいたＣＮＧ２３を放出させ、膨張させることにより改質器１３へ水素１５製造用の原料として供給することができるようにする。
【００３３】
上記構成によれば、船内における電力需要が低くて燃料電池１７における水素１５の消費量が少ないときには、改質器１３へのＢＯＧ１４の供給量を減少させて該改質器１３における水素１５の製造量を減らすことができることから、水素１５への改質以前のＢＯＧ１４を圧縮してＣＮＧ２３の状態として、ＣＮＧ貯蔵タンク２５へ一旦貯蔵しておき、後に船内の電力需要が高まってＢＯＧ１４の消費量が増大するときに上記ＣＮＧ貯蔵タンク２５に貯蔵しておいたＣＮＧ２３を放出させて発電用に消費させることができる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、ＬＮＧ船の船内における電力需要が少なくて余剰電力が発生する場合に、ＢＯＧ１４の余剰分を貯蔵するための設備としては、ＣＮＧ貯蔵タンク２５のみを設けて、余剰ＢＯＧ１４を水素１５に転換することなくすべてＣＮＧ２３の状態として貯蔵させるようにしてもよいこと、内部改質型の燃料電池を使用する場合には、燃料電池１７と別体の改質器１３を設けなくてもよく、この場合には、ＢＯＧ送出ライン１２を改質器１３を経ることなく内部改質型の燃料電池に直接接続して、ＢＯＧ１４を内部改質型燃料電池に直接供給して内部で改質した後にアノード側に燃料ガスを供給させるようにしてもよいこと、ＬＮＧ以外の液化ガスを運搬する液化ガス運搬船の推進装置にも適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の液化ガス運搬船の推進装置によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
(1) 主機関によりクラッチを介して推進用プロペラシャフトを回転駆動して推進できるようにし、且つ上記プロペラシャフトに、シャフトジェネレータが取り付けてある液化ガス運搬船の推進装置において、液化ガスタンクからのＢＯＧを燃料ガスとして用いて発電するようにした燃料電池を設置して、該燃料電池にＢＯＧ送出ラインを接続し、且つ上記燃料電池を船内の電力供給回路に接続すると共に、上記シャフトジェネレータを、インバーコンバータとシンクロナスコンデンサを介して上記船内の電力供給回路に接続してなる構成として、上記主機関によるプロペラシャフトの回転駆動時には、上記シャフトジェネレータにより発電して、上記船内の電力供給回路に電力を供給できるようにすると共に、上記燃料電池で発電した電力を電力供給回路を経て上記シャフトジェネレータへ供給できるようにし、更に、ＢＯＧ送出ラインの途中位置に分岐ラインを設けて、ＢＯＧを可逆的に圧縮して圧縮ガスとすることができるようにしたガスコンプレッサに、上記分岐ラインを接続すると共に、該ガスコンプレッサの圧縮ガス出口を圧縮ガス貯蔵タンクに接続した構成としてあるので、ＬＮＧタンクにて発生するＢＯＧを熱効率のよい燃料電池に供給して、船内電力の生成のために消費させることができることから、ＢＯＧの有するエネルギーの利用効率を高めることができ、このため温室効果ガスである二酸化炭素の排出量を抑制することができる。
(2) ＢＯＧは燃焼させることなく処理できるため、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭ等の地球環境汚染物質の排出量を従来のものに比して少なくすることができる。
(3) ＬＮＧタンクにおけるＢＯＧの発生量が多く、該ＢＯＧを燃料として発電を行わせる燃料電池における発電量が多い場合には、船内の電力需要を上回る余剰電力をシャフトジェネレータへ供給することにより推進動力に変換でき、主機関の燃料消費量を最小限にできる。
(4) 主機関では、ＢＯＧを燃料として燃焼させて処理する必要はないため、燃料が自由に選択できるようになり、コストの低いＣ重油を利用できると共に、ＬＮＧ、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）、ＧＴＬ（天然ガス由来液体燃料）、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）等の代替燃料を使用する今後の代替推進機関への応用が可能になる。
(5) ＢＯＧを液化ガス運搬船の電気推進用の燃料として消費させる場合に、該ＢＯＧの有するエネルギーを、熱効率の高い燃料電池にて一旦電気へ変換した後、推進用の動力源として利用するため、ＢＯＧの消費量を従来のガス焚きディーゼル機関にて推進用燃料として燃焼させる場合に比して少なくすることができ、このため、強制気化によるＬＮＧの輸送量の低下を削減できる。
(6) シャフトジェネレータへ電力供給することにより該シャフトジェネレータの出力によって得られる推進力を、液化ガス運搬船の非常航走手段として使用することができるようになるため、ディーゼル機関を２台装備する必要をなくすことができ、機関室を縮小できて、ＬＮＧの積載量を増加させることも可能になる。
(7) 燃料電池は船内における配置上の制約が少ないため、機関室のコンパクト化が図れる。又、改造等にも容易に対応することが可能になる。
(8) ＢＯＧ送出ラインの途中位置に分岐ラインを設けて、ＢＯＧを可逆的に圧縮して圧縮ガスとすることができるようにしたガスコンプレッサに、上記分岐ラインを接続すると共に、該ガスコンプレッサの圧縮ガス出口を圧縮ガス貯蔵タンクに接続した構成としてあることにより、更には、ＢＯＧを水素に改質するための改質器を、液化ガスタンクに一端を接続したＢＯＧ送出ラインの他端に接続し、且つ該改質器の出口を、水素供給ラインを介して燃料電池のアノード入口側に直接接続して、ＢＯＧを上記改質器で改質したガスを燃料電池に供給するようにし、更に、上記燃料電池のアノード入口側に直接接続してある水素供給ラインの途中位置に設けた分岐ラインを、水素を出し入れ自在に貯蔵できるようにした水素貯蔵タンクに接続するようにした構成とすることにより、液化ガス運搬船の停泊時等、船内電力の需要量が低下しているときに発生するＢＯＧを有効に処理することができ、従来のＬＮＧ船の停泊時の如くＢＯＧを無駄に燃焼させて消費することをなくすことができて、液化ガス資源の有効利用を図ることができ、ＢＯＧの処理に伴う二酸化炭素の発生量を抑制できると同時に、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭ等の環境汚染物質の排出をも抑制できるため、地球環境保護に大きく貢献でき、今後船舶に規制が予測される大気関係の規制、すなわち、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭや温室効果ガスの排出規制の対応策として有効なものとすることが可能になる。
(9) ＢＯＧを貯蔵するに当り、従来ＢＯＧをＬＮＧへ変態させるために要していた如き高価で且つ運転に大きな電力を要する再液化装置は不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の液化ガス運搬船の推進装置の実施の一形態を示す概要図である。
【符号の説明】
１ ディーゼル機関（主機関）
３ 推進用プロペラ
４ プロペラシャフト
５ クラッチ
６ シャフトジェネレータ
８ 電力供給回路
９ インバーコンバータ
１０ シンクロナスコンデンサ
１１ ＬＮＧタンク（液化ガスタンク）
１２ ＢＯＧ送出ライン
１３ 改質器
１４ ＢＯＧ
１５ 水素
１６ 水素供給ライン
１７ 燃料電池
２０ 分岐ライン
２１ 水素貯蔵タンク
２２ 分岐ライン
２３ ＣＮＧ（圧縮ガス）
２４ ＣＮＧコンプレッサ（ガスコンプレッサ）
２５ ＣＮＧ貯蔵タンク（圧縮ガス貯蔵タンク）
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＮＧ船等の液化ガス運搬船の推進装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液化ガス運搬船として、たとえば、ＬＮＧ船におけるＬＮＧタンク内では、積載量に対して一日当り約０．１５％の割合でＢＯＧ（Boil Off Gas）が発生している。このため上記発生したＢＯＧを船内にて処理することが必要となる。特に、大型のＬＮＧ船ではＢＯＧの発生量も多く、この大量のＢＯＧをいかに効率よく処理するかが地球環境保護の観点からも重要になる。
【０００３】
このことに鑑みて、上記ＬＮＧ船の推進装置としては、ＬＮＧタンク内にて発生したＢＯＧをボイラへ供給して該ボイラにて燃焼させることにより焼却処理させると同時に、上記ボイラにて発生する蒸気を、出力軸側に推進用のプロペラが連結してある蒸気タービンに導いて該蒸気タービンを作動させ、これにより、上記推進用プロペラを回転駆動させてＬＮＧ船の推進動力を得るようにしたタービン推進方式が主流となっていた。しかし、かかるタービン推進方式では、推進プラントの熱効率が３０〜３３％程度と悪いという問題がある。
【０００４】
そのため近年では、ＬＮＧタンク内にて発生するＢＯＧを、出力軸側に推進用プロペラが連結してあるガス焚きディーゼル機関、たとえば、ＢＯＧとＡ重油を燃料とすることができる４サイクル（中速）のＤＦ（Dual-fuel）ディーゼル機関に燃料として供給することにより、該ディーゼル機関にて上記ＢＯＧを推進用燃料として燃焼させて焼却処理すると同時に、ＬＮＧ船の推進動力を得るようにする方式の推進装置も考えられてきている。
【０００５】
ところで、上記タービン推進方式、及び、ガス焚きディーゼル機関による推進方式のいずれの推進装置においても、荷役時等のＬＮＧ船の停泊時には、推進力が必要とされないためにＢＯＧを推進用燃料として消費することができないことから、この場合はＬＮＧタンクから送出されるＢＯＧを再液化装置を用いて再液化することにより、ＬＮＧへと変態させてＬＮＧタンクへ戻すか、ボイラ、焼却炉にて焼却処分する手法が採られていた。
【０００６】
なお、船級協会の規則では、ＬＮＧ船等の液化ガス運搬船では、いかなる場合においても直ちに航走を開始できるようにし、且つＢＯＧ処理手段を２重化して備え、船舶のすべての運行状態で有効に機能することが求められている。又、停泊時に即時に航走を開始できるようにするための非常航走手段も要求される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したように、タービン推進方式のＬＮＧ船の推進装置では、熱効率が悪く、又、上記ガス焚きディーゼル機関による推進装置では、上記タービン推進方式に比して熱効率を改善できるが、４０％程度にしかならない。このため上記いずれの推進方式を採用してもＢＯＧを推進用燃料として消費させるときの消費量が多くなり、このためＬＮＧタンク内にて自然発生するＢＯＧのみではＬＮＧ船の航走に不足する虞があり、航走時にＢＯＧの不足が生じた場合には、ＬＮＧを加熱して強制的に気化させることによりＢＯＧを製造して不足分を補充すれば輸送可能なＬＮＧ量が低下するという問題がある。
【０００８】
又、ＤＦディーゼル機関を用いる場合には、Ｃ重油の利用が困難なため、高価なＡ重油を必要とするという問題もある。
【０００９】
更に、ガス焚きディーゼル機関を採用したＬＮＧ船では、非常航走手段としてディーゼル機関を２台装備することがあり、この場合は、エンジンルームが大きくなってしまうため、ＬＮＧの積載量が制限されるという問題もある。
【００１０】
上記再液化装置に関しては、装置自体が複雑且つ高価であり、しかも、該再液化装置によるＢＯＧの再液化を行う場合には、再液化装置の動力として大きな電力を要するという問題もあることから、あまり採用されていないというのが実状であり、このため現状では、ＬＮＧ船の停泊中に発生したＢＯＧは、ボイラや焼却炉等で単に焼却して捨てているため、ＬＮＧ資源の無駄が大きいのみならず、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭ等の環境汚染物質や温室効果ガス（ＧＨＧ）が無駄に排出されることになるため、地球環境上の問題もある。
【００１１】
そこで、本発明は、ＢＯＧの利用効率を高めることができ、又、停泊中におけるＢＯＧの無駄な消費を防止できて、地球環境対策の向上を図ることができ、更に、推進用主機関の燃料消費量を最小限に抑えることができる液化ガス運搬船の推進装置を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、主機関によりクラッチを介して推進用プロペラシャフトを回転駆動して推進できるようにし、且つ上記プロペラシャフトに、シャフトジェネレータが取り付けてある液化ガス運搬船の推進装置において、液化ガスタンクからのＢＯＧを燃料ガスとして用いて発電するようにした燃料電池を設置して、該燃料電池にＢＯＧ送出ラインを接続し、且つ上記燃料電池を船内の電力供給回路に接続すると共に、上記シャフトジェネレータを、インバーコンバータとシンクロナスコンデンサを介して上記船内の電力供給回路に接続してなる構成として、上記主機関によるプロペラシャフトの回転駆動時には、上記シャフトジェネレータにより発電して、上記船内の電力供給回路に電力を供給できるようにすると共に、上記燃料電池で発電した電力を電力供給回路を経て上記シャフトジェネレータへ供給できるようにし、更に、ＢＯＧ送出ラインの途中位置に分岐ラインを設けて、ＢＯＧを可逆的に圧縮して圧縮ガスとすることができるようにしたガスコンプレッサに、上記分岐ラインを接続すると共に、該ガスコンプレッサの圧縮ガス出口を圧縮ガス貯蔵タンクに接続した構成とする。
【００１３】
液化ガスタンク内にて発生するＢＯＧが燃料電池の燃料として供給されることにより、該燃料電池にて発電が行われる。この燃料電池にて発電された電力をシャフトジェネレータへ供給すると、該シャフトジェネレータにおいてプロペラシャフトを回転する回転駆動力が発生されることから、推進動力に加勢できる。又、クラッチを切ってプロペラシャフトを主機関からフリーな状態とすることにより、上記シャフトジェネレータからの出力によりプロペラシャフトと一体にプロペラが回転駆動されて、液化ガス運搬船の停泊時の非常航走手段となる。
【００１４】
又、主機関によりクラッチを介して推進用プロペラシャフトを回転駆動して推進できるようにし、且つ上記プロペラシャフトに、シャフトジェネレータが取り付けてある液化ガス運搬船の推進装置において、液化ガスタンクからのＢＯＧを燃料ガスとして用いて発電するようにした燃料電池を設置して、該燃料電池にＢＯＧ送出ラインを接続し、且つ上記燃料電池を船内の電力供給回路に接続すると共に、上記シャフトジェネレータを、インバーコンバータとシンクロナスコンデンサを介して上記船内の電力供給回路に接続してなる構成として、上記主機関によるプロペラシャフトの回転駆動時には、上記シャフトジェネレータにより発電して、上記船内の電力供給回路に電力を供給できるようにすると共に、上記燃料電池で発電した電力を電力供給回路を経て上記シャフトジェネレータへ供給できるようにし、且つＢＯＧ送出ラインの途中位置に分岐ラインを設けて、ＢＯＧを可逆的に圧縮して圧縮ガスとすることができるようにしたガスコンプレッサに、上記分岐ラインを接続すると共に、該ガスコンプレッサの圧縮ガス出口を圧縮ガス貯蔵タンクに接続し、更に、ＢＯＧを水素に改質するための改質器を、液化ガスタンクに一端を接続したＢＯＧ送出ラインの他端に接続し、且つ該改質器の出口を、水素供給ラインを介して燃料電池のアノード入口側に直接接続して、ＢＯＧを上記改質器で改質したガスを燃料電池に供給するようにし、更に、上記燃料電池のアノード入口側に直接接続してある水素供給ラインの途中位置に設けた分岐ラインを、水素を出し入れ自在に貯蔵できるようにした水素貯蔵タンクに接続するようにした構成とすることにより、液化ガス運搬船の停泊時等、船内電力の需要量が低下しているときに発生するＢＯＧを有効に処理することができ、従来のＬＮＧ船の停泊時の如くＢＯＧを無駄に燃焼させて消費することをなくすことができて、液化ガス資源の有効利用を図ることができ、ＢＯＧの処理に伴う二酸化炭素の発生量を抑制できると同時に、推進動力に加勢することにより主機の燃料消費量を抑えＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭ等の環境汚染物質の排出をも抑制できるため、地球環境保護に大きく貢献でき、今後船舶に規制が予測される大気関係の規制、すなわち、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭや温室効果ガスの排出規制の対応策として有効なものとすることが可能になり、更に、ＢＯＧを貯蔵するに当り、従来ＢＯＧをＬＮＧへ変態させるために要していた如き高価で且つ運転に大きな電力を要する再液化装置は不要とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明の液化ガス運搬船の推進装置の実施の一形態として、液化ガス運搬船としてのＬＮＧ船の推進装置に適用する場合を示すもので、ＬＮＧ船に搭載した主機関としてのディーゼル機関１の出力軸２に、先端部に推進用プロペラ３が一体に取り付けてあるプロペラシャフト４の基端部をクラッチ５を介し接続して、該クラッチ５を繋ぐことにより、上記ディーゼル機関１の出力を出力軸２、クラッチ５を介してプロペラシャフト４に伝達して該プロペラシャフト４と一体に推進用プロペラ３を回転駆動させてＬＮＧ船の推進力を得ることができるようにすると共に、上記クラッチ５を切ることにより、上記プロペラシャフト４と一体の推進用プロペラ３をフリー（回転自在）な状態にできるようにし、更に、上記プロペラシャフト４の中間部に、シャフトジェネレータ６を取り付けて設ける。上記シャフトジェネレータ６は、上記ディーゼル機関１によるプロペラシャフト４の回転駆動時に、該プロペラシャフト４の回転に伴って発電できて、該シャフトジェネレータ６の送電端７に接続してある電力供給回路８を経て船内の各種機器に発電した電力を供給することができるようにすると共に、上記送電端７に外部電力を供給することにより、上記シャフトジェネレータ６をモータとして作動させて上記プロペラシャフト４へ回転駆動力を付与することができるようにした構成とする。なお、上記シャフトジェネレータ６はインバーコンバータ９とシンクロナスコンデンサ１０を補機として装備してなる構成としてある。
【００１７】
更に又、液化ガスタンクとしてのＬＮＧタンク１１に一端を接続したＢＯＧ送出ライン１２の他端を改質器１３の改質室に接続し、上記ＬＮＧタンク１１内にて発生して、ＢＯＧ送出ライン１２を通して送出されるＢＯＧ１４を、改質器１３にて改質して水素（Ｈ２）１５を製造できるようにし、且つ上記改質器１３の改質室の出口を水素供給ライン１６を介して燃料電池１７のアノード入口側に接続して、改質器１３で改質された水素１５を燃料ガスとして燃料電池１７のアノードに供給できるようして、上記燃料電池１７のアノードに水素１５を、又、カソードに図示しない空気供給部から供給される空気をそれぞれ供給することによりアノードとカソードで電池反応させて発電できるようにし、上記燃料電池１７の送電端１８を、上記電力供給回路８に接続することにより、上記燃料電池１７にて発電した電力によっても、電力供給回路８を経て船内の各種機器に給電が行えて必要電力を賄えるようにする。
【００１８】
なお、上記改質器１３におけるＢＯＧ１４より水素１５を製造するための吸熱反応用の熱源としては、ディーゼル機関１の排気の熱等を利用すればよい。１９は、船内の電力供給回路８に接続した別の発電機である。
【００１９】
上記構成において、ＬＮＧ船の推進を行う場合、通常は、所要の燃料をディーゼル機関１に供給して燃焼させることにより該ディーゼル機関１を運転させ、この状態にてクラッチ５を繋ぎ、上記ディーゼル機関１の出力によりプロペラシャフト４と一体に推進用プロペラ３を回転させることにより推進力を得て、ＬＮＧ船の航走が行われるようにする。
【００２０】
この際、シャフトジェネレータ６では、プロペラシャフト４の回転に伴って発電が行われるため、該発電された電力は、電力供給回路８を経て船内の各種機器へ給電される。
【００２１】
又、ＬＮＧタンク１１内ではＢＯＧ１４が発生するため、該発生するＢＯＧ１４は、改質器１３にて水素１５へ改質された後、該水素１５が燃料電池１７へ燃料として供給されることにより該燃料電池１７における発電が行われ、この燃料電池１７にて発電された電力も、船内の電力供給回路８を経て各種機器へ給電される。
【００２２】
上記のようなＬＮＧ船の航走時において、上記燃料電池１７にてＢＯＧ１４を改質してなる水素１５を燃料として消費することにより発電される電力量が、船内の電力需要を上回って余剰が生じるようになる場合は、上記燃料電池１７にて発電される電力の余剰分を、電力供給回路８を経てシャフトジェネレータ６へ供給すると、該シャフトジェネレータ６がモータとして作用させられて、該シャフトジェネレータ６よりプロペラシャフト４へを回転駆動力が付与されるようになるため推進動力に加勢することが可能になる。したがって、この状態にてクラッチ５を切ってプロペラシャフト４をディーゼル機関１の出力軸２から切り離してフリーな状態にすると、上記シャフトジェネレータ６の出力によりプロペラシャフト４と一体に推進用プロペラ３が回転駆動されて推進力が得られるようになるため、上記シャフトジェネレータ６へ電力供給することで得られる推進力、すなわち、電気推進によりＬＮＧ船の航走を行わせることが可能となる。
【００２３】
このように、ＬＮＧタンク１１にて発生するＢＯＧ１４は、水素１５に転換した後、熱効率が６０％にも達する燃料電池１７、すなわち、従来のガス焚きディーゼル機関にて燃焼させる場合に比して熱効率のよい燃料電池１７に供給して、船内電力の生成のために消費させることができることから、ＢＯＧ１４の有するエネルギーの利用効率を高めることができ、このため温室効果ガスである二酸化炭素の排出量を抑制することができ、又、燃料電池１７は船内における配置上の制約が少ないため、改造等にも容易に対応することが可能になる。しかも、上記ＢＯＧ１４は、燃焼させることなく処理できるため、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭ等の地球環境汚染物質の排出量を従来のものに比して少なくすることも可能になる。
【００２４】
更に、ＬＮＧタンク１１におけるＢＯＧ１４の発生量が多く、該ＢＯＧ１４を改質して製造する水素１５を燃料として供給する燃料電池１７における発電量が多い場合には、船内の電力需要を上回る余剰電力をシャフトジェネレータ６へ供給することにより推進動力に変換でき、この電力による推進を行っている間は、主機関となるディーゼル機関１の出力を低減できるため、該ディーゼル機関１の燃料消費量を最小限にすることができ、又、上記ディーゼル機関１では、ＢＯＧ１４を燃料として燃焼させて処理する必要はないため、燃料が自由に選択できるようになり、コストの低いＣ重油を利用できると共に、ＬＮＧ、ＣＮＧ（Compressed Natural Gas：圧縮天然ガス）、ＧＴＬ（天然ガス由来液体燃料）、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）等の代替燃料を使用する今後の代替推進機関への応用が可能になる。
【００２５】
更に又、上記の如くＢＯＧ１４をＬＮＧ船の電気推進用の燃料として消費する場合であっても、該ＢＯＧ１４の有するエネルギーを、熱効率の高い燃料電池１７にて一旦電気へ変換した後、推進用の動力源として利用するため、ＢＯＧ１４の消費量を上記従来のガス焚きディーゼル機関にて推進用燃料として燃焼させる場合に比して効率よく利用することができる。このため強制気化によるＬＮＧの輸送量の低下の問題をなくすことができる。
【００２６】
又、シャフトジェネレータ６へ電力供給することにより該シャフトジェネレータ６の出力によって得られる推進力を、ＬＮＧ船の非常航走手段として使用することが可能になるため、ディーゼル機関を２台装備する必要をなくすことができて、従来のＬＮＧ船より機関室を縮小でき、ＬＮＧの積載量を増加させることも可能になる。
【００２７】
図１において、２０は分岐ラインで、水素供給ライン１６の途中位置より分岐ライン２０を設けて、該分岐ライン２０を、水素１５を出し入れ自在に貯蔵できるようにしてある水素貯蔵タンク２１に接続する。
【００２９】
上記構成によれば、改質器１３にてＢＯＧ１４から製造する水素１５の製造量が、燃料電池１７に供給して消費させる水素１５の消費量を上回って該水素１５に余剰が生じる場合、たとえば、荷役時等のＬＮＧ船の停泊時の如く、推進力が不要でシャフトジェネレータ６においても電力が消費されず、又、船内における電力需要も低い場合には、ＬＮＧタンク１１で発生するＢＯＧ１４を改質器１３で水素１５に転換した後、余剰の水素１５を水素貯蔵タンク２１へ貯蔵することができると共に、その後、船内の各種機器における電力需要が高まったり、ＬＮＧ船を航走させるべく、シャフトジェネレータ６へ電力供給して該シャフトジェネレータ６の出力によりプロペラシャフト４と一体に推進用プロペラ３を回転駆動させるときには、上記水素貯蔵タンク２１より水素１５を放出させ、燃料電池１７へ燃料として供給して該燃料電池１７における発電用に消費させることができる。そのため、ＬＮＧ船の停船時にＬＮＧタンク１１内にて発生するＢＯＧ１４を無駄なく消費させることができて、ＬＮＧ資源の有効利用を図ることができ、従来の如くＬＮＧ船の停泊中に発生したＢＯＧをボイラや焼却炉等で焼却して捨てる場合に比して温室効果ガス（ＧＨＧ）、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭ等の環境汚染物質の排出量を大幅に低減させることが可能になるため、地球環境保護に大きく貢献できる。
【００３０】
又、ＢＯＧ１４は水素１５に転換して水素貯蔵タンク２１へ貯蔵させるようにしてあるため、従来ＢＯＧ４をＬＮＧへ変態させるために要していた如き高価で且つ運転に大きな電力を要する再液化装置を不要とすることができる。
【００３１】
更に、図１に示す如く、ＢＯＧ送出ライン１２の途中位置に分岐ライン２２を設けると共に、該分岐ライン２２を、ＢＯＧ１４を可逆的に圧縮して圧縮ガスとしてのＣＮＧ（圧縮天然ガス）２３とすることができるようにしてあるガスコンプレッサとしてのＣＮＧコンプレッサ２４に接続し、且つ該ＣＮＧコンプレッサ２４の圧縮ガス出口に、圧縮ガス貯蔵タンクとしてのＣＮＧ貯蔵タンク２５を、ＣＮＧ配管２６を介して接続した構成として、上記改質器１３へのＢＯＧ１４の供給量を減少させることにより余剰のＢＯＧ１４が生じる場合には、該余剰ＢＯＧ１４を分岐ライン２２を通してＣＮＧコンプレッサ２４へ送り、該ＣＮＧコンプレッサ２４にて圧縮してＣＮＧ２３を製造すると共に、該ＣＮＧ２３の状態でＣＮＧ貯蔵タンク２５へ貯蔵させるようにし、その後、船内における電力需要が高まって燃料電池１７における発電量を大とすべく水素１５の消費量が増大するときには、上記ＣＮＧ貯蔵タンク２５より貯蔵しておいたＣＮＧ２３を放出させ、膨張させることにより改質器１３へ水素１５製造用の原料として供給することができるようにする。
【００３３】
上記構成によれば、船内における電力需要が低くて燃料電池１７における水素１５の消費量が少ないときには、改質器１３へのＢＯＧ１４の供給量を減少させて該改質器１３における水素１５の製造量を減らすことができることから、水素１５への改質以前のＢＯＧ１４を圧縮してＣＮＧ２３の状態として、ＣＮＧ貯蔵タンク２５へ一旦貯蔵しておき、後に船内の電力需要が高まってＢＯＧ１４の消費量が増大するときに上記ＣＮＧ貯蔵タンク２５に貯蔵しておいたＣＮＧ２３を放出させて発電用に消費させることができる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、ＬＮＧ船の船内における電力需要が少なくて余剰電力が発生する場合に、ＢＯＧ１４の余剰分を貯蔵するための設備としては、ＣＮＧ貯蔵タンク２５のみを設けて、余剰ＢＯＧ１４を水素１５に転換することなくすべてＣＮＧ２３の状態として貯蔵させるようにしてもよいこと、内部改質型の燃料電池を使用する場合には、燃料電池１７と別体の改質器１３を設けなくてもよく、この場合には、ＢＯＧ送出ライン１２を改質器１３を経ることなく内部改質型の燃料電池に直接接続して、ＢＯＧ１４を内部改質型燃料電池に直接供給して内部で改質した後にアノード側に燃料ガスを供給させるようにしてもよいこと、ＬＮＧ以外の液化ガスを運搬する液化ガス運搬船の推進装置にも適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の液化ガス運搬船の推進装置によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
(1) 主機関によりクラッチを介して推進用プロペラシャフトを回転駆動して推進できるようにし、且つ上記プロペラシャフトに、シャフトジェネレータが取り付けてある液化ガス運搬船の推進装置において、液化ガスタンクからのＢＯＧを燃料ガスとして用いて発電するようにした燃料電池を設置して、該燃料電池にＢＯＧ送出ラインを接続し、且つ上記燃料電池を船内の電力供給回路に接続すると共に、上記シャフトジェネレータを、インバーコンバータとシンクロナスコンデンサを介して上記船内の電力供給回路に接続してなる構成として、上記主機関によるプロペラシャフトの回転駆動時には、上記シャフトジェネレータにより発電して、上記船内の電力供給回路に電力を供給できるようにすると共に、上記燃料電池で発電した電力を電力供給回路を経て上記シャフトジェネレータへ供給できるようにし、更に、ＢＯＧ送出ラインの途中位置に分岐ラインを設けて、ＢＯＧを可逆的に圧縮して圧縮ガスとすることができるようにしたガスコンプレッサに、上記分岐ラインを接続すると共に、該ガスコンプレッサの圧縮ガス出口を圧縮ガス貯蔵タンクに接続した構成としてあるので、ＬＮＧタンクにて発生するＢＯＧを熱効率のよい燃料電池に供給して、船内電力の生成のために消費させることができることから、ＢＯＧの有するエネルギーの利用効率を高めることができ、このため温室効果ガスである二酸化炭素の排出量を抑制することができる。
(2) ＢＯＧは燃焼させることなく処理できるため、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭ等の地球環境汚染物質の排出量を従来のものに比して少なくすることができる。
(3) ＬＮＧタンクにおけるＢＯＧの発生量が多く、該ＢＯＧを燃料として発電を行わせる燃料電池における発電量が多い場合には、船内の電力需要を上回る余剰電力をシャフトジェネレータへ供給することにより推進動力に変換でき、主機関の燃料消費量を最小限にできる。
(4) 主機関では、ＢＯＧを燃料として燃焼させて処理する必要はないため、燃料が自由に選択できるようになり、コストの低いＣ重油を利用できると共に、ＬＮＧ、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）、ＧＴＬ（天然ガス由来液体燃料）、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）等の代替燃料を使用する今後の代替推進機関への応用が可能になる。
(5) ＢＯＧを液化ガス運搬船の電気推進用の燃料として消費させる場合に、該ＢＯＧの有するエネルギーを、熱効率の高い燃料電池にて一旦電気へ変換した後、推進用の動力源として利用するため、ＢＯＧの消費量を従来のガス焚きディーゼル機関にて推進用燃料として燃焼させる場合に比して少なくすることができ、このため、強制気化によるＬＮＧの輸送量の低下を削減できる。
(6) シャフトジェネレータへ電力供給することにより該シャフトジェネレータの出力によって得られる推進力を、液化ガス運搬船の非常航走手段として使用することができるようになるため、ディーゼル機関を２台装備する必要をなくすことができ、機関室を縮小できて、ＬＮＧの積載量を増加させることも可能になる。
(7) 燃料電池は船内における配置上の制約が少ないため、機関室のコンパクト化が図れる。又、改造等にも容易に対応することが可能になる。
(8) ＢＯＧ送出ラインの途中位置に分岐ラインを設けて、ＢＯＧを可逆的に圧縮して圧縮ガスとすることができるようにしたガスコンプレッサに、上記分岐ラインを接続すると共に、該ガスコンプレッサの圧縮ガス出口を圧縮ガス貯蔵タンクに接続した構成としてあることにより、更には、ＢＯＧを水素に改質するための改質器を、液化ガスタンクに一端を接続したＢＯＧ送出ラインの他端に接続し、且つ該改質器の出口を、水素供給ラインを介して燃料電池のアノード入口側に直接接続して、ＢＯＧを上記改質器で改質したガスを燃料電池に供給するようにし、更に、上記燃料電池のアノード入口側に直接接続してある水素供給ラインの途中位置に設けた分岐ラインを、水素を出し入れ自在に貯蔵できるようにした水素貯蔵タンクに接続するようにした構成とすることにより、液化ガス運搬船の停泊時等、船内電力の需要量が低下しているときに発生するＢＯＧを有効に処理することができ、従来のＬＮＧ船の停泊時の如くＢＯＧを無駄に燃焼させて消費することをなくすことができて、液化ガス資源の有効利用を図ることができ、ＢＯＧの処理に伴う二酸化炭素の発生量を抑制できると同時に、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭ等の環境汚染物質の排出をも抑制できるため、地球環境保護に大きく貢献でき、今後船舶に規制が予測される大気関係の規制、すなわち、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＰＭや温室効果ガスの排出規制の対応策として有効なものとすることが可能になる。
(9) ＢＯＧを貯蔵するに当り、従来ＢＯＧをＬＮＧへ変態させるために要していた如き高価で且つ運転に大きな電力を要する再液化装置は不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の液化ガス運搬船の推進装置の実施の一形態を示す概要図である。
【符号の説明】
１ ディーゼル機関（主機関）
３ 推進用プロペラ
４ プロペラシャフト
５ クラッチ
６ シャフトジェネレータ
８ 電力供給回路
９ インバーコンバータ
１０ シンクロナスコンデンサ
１１ ＬＮＧタンク（液化ガスタンク）
１２ ＢＯＧ送出ライン
１３ 改質器
１４ ＢＯＧ
１５ 水素
１６ 水素供給ライン
１７ 燃料電池
２０ 分岐ライン
２１ 水素貯蔵タンク
２２ 分岐ライン
２３ ＣＮＧ（圧縮ガス）
２４ ＣＮＧコンプレッサ（ガスコンプレッサ）
２５ ＣＮＧ貯蔵タンク（圧縮ガス貯蔵タンク）
Claims (2)
- 主機関によりクラッチを介して推進用プロペラシャフトを回転駆動して推進できるようにし、且つ上記プロペラシャフトに、シャフトジェネレータが取り付けてある液化ガス運搬船の推進装置において、液化ガスタンクからのＢＯＧを燃料ガスとして用いて発電するようにした燃料電池を設置して、該燃料電池にＢＯＧ送出ラインを接続し、且つ上記燃料電池を船内の電力供給回路に接続すると共に、上記シャフトジェネレータを、インバーコンバータとシンクロナスコンデンサを介して上記船内の電力供給回路に接続してなる構成として、上記主機関によるプロペラシャフトの回転駆動時には、上記シャフトジェネレータにより発電して、上記船内の電力供給回路に電力を供給できるようにすると共に、上記燃料電池で発電した電力を電力供給回路を経て上記シャフトジェネレータへ供給できるようにし、更に、ＢＯＧ送出ラインの途中位置に分岐ラインを設けて、ＢＯＧを可逆的に圧縮して圧縮ガスとすることができるようにしたガスコンプレッサに、上記分岐ラインを接続すると共に、該ガスコンプレッサの圧縮ガス出口を圧縮ガス貯蔵タンクに接続した構成を有することを特徴とする液化ガス運搬船の推進装置。
- 主機関によりクラッチを介して推進用プロペラシャフトを回転駆動して推進できるようにし、且つ上記プロペラシャフトに、シャフトジェネレータが取り付けてある液化ガス運搬船の推進装置において、液化ガスタンクからのＢＯＧを燃料ガスとして用いて発電するようにした燃料電池を設置して、該燃料電池にＢＯＧ送出ラインを接続し、且つ上記燃料電池を船内の電力供給回路に接続すると共に、上記シャフトジェネレータを、インバーコンバータとシンクロナスコンデンサを介して上記船内の電力供給回路に接続してなる構成として、上記主機関によるプロペラシャフトの回転駆動時には、上記シャフトジェネレータにより発電して、上記船内の電力供給回路に電力を供給できるようにすると共に、上記燃料電池で発電した電力を電力供給回路を経て上記シャフトジェネレータへ供給できるようにし、且つＢＯＧ送出ラインの途中位置に分岐ラインを設けて、ＢＯＧを可逆的に圧縮して圧縮ガスとすることができるようにしたガスコンプレッサに、上記分岐ラインを接続すると共に、該ガスコンプレッサの圧縮ガス出口を圧縮ガス貯蔵タンクに接続し、更に、ＢＯＧを水素に改質するための改質器を、液化ガスタンクに一端を接続したＢＯＧ送出ラインの他端に接続し、且つ該改質器の出口を、水素供給ラインを介して燃料電池のアノード入口側に直接接続して、ＢＯＧを上記改質器で改質したガスを燃料電池に供給するようにし、更に、上記燃料電池のアノード入口側に直接接続してある水素供給ラインの途中位置に設けた分岐ラインを、水素を出し入れ自在に貯蔵できるようにした水素貯蔵タンクに接続するようにした構成を有することを特徴とする液化ガス運搬船の推進装置。
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