JP6603969B2 - 船舶 - Google Patents

Description

この発明は、船舶に関する。

船舶においては、二酸化炭素や硫黄酸化物等の大気汚染物質の排出抑制が望まれている。このような大気汚染物質の排出を抑制するためには、液化天然ガス（ＬＮＧ）を燃料とする方法がある。しかし、液化天然ガスは、輸送に係る設備が複雑化するとともに大型化してしまう。
特許文献１には、天然ガスハイドレート（ＮＧＨ）により、天然ガスを輸送するシステムが開示されている。この天然ガスハイドレートは、低温高圧（例えば、１０気圧で摂氏−３０度以下等）の環境下で約１７０倍のガスを包蔵することが可能となっており、液化天然ガスよりも取り扱いが容易となっている。

特開２００８−１０５４４７号公報

特許文献１に記載された天然ガスハイドレートは、液化天然ガスよりも取り扱いが容易であるものの、低温高圧を維持しなければならないため、依然として取り扱いが難しい。また、天然ガスハイドレートを供給可能な陸側の設備が限られるため、燃料調達が困難になる場合が想定される。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、燃料調達や燃料の取扱いを容易としつつ、大気汚染物質の排出を抑制することができる船舶を提供するものである。

上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明の第一態様によれば、船舶は、液化石油ガスを常温加圧状態で貯蔵する複数の燃料タンクと、前記複数の燃料タンクが接続され、前記複数の燃料タンクから選択的に前記常温加圧状態の前記液化石油ガスが供給されるとともに該液化石油ガスを常温加圧状態で貯留する中間タンクと、前記中間タンクが供給する液化石油ガスを燃料として駆動される主機と、を備え、前記燃料タンクは、陸上に積み下ろし可能なポータブルタンクである。
また、船舶は、液化石油ガスを常温加圧状態で貯蔵する複数の燃料タンクと、前記複数の燃料タンクが接続され、前記複数の燃料タンクから選択的に前記常温加圧状態の前記液化石油ガスが供給されるとともに該液化石油ガスを常温加圧状態で貯留する中間タンクと前記中間タンクが供給する液化石油ガスを燃料として駆動される主機と、車両が自走して乗り込み可能な船体と、を備え、前記燃料タンクは、自走可能なタンクトレーラであってもよい。
また、上記船舶は、各前記燃料タンクにそれぞれ接続された枝管と、複数の前記枝管が合流接続された合流配管と、を備え、前記中間タンクは、前記枝管及び前記合流配管を介して前記複数の燃料タンクに接続されており、各前記枝管に設けられた流量調整弁をさらに備えていてもよい。
このように構成することで、複数の燃料タンクに貯蔵された加圧状態の液化石油ガスが、それぞれ中間タンクを介して主機に供給される。加圧状態の液化石油ガスは、常温でも気化しないため、基本的に再液化装置等を必要としない。さらに、容量の小さい燃料タンクを複数用いることで、高価な大型の加圧タンクを用いる必要が無い。また、加圧状態の液化石油ガスは、陸上の供給施設が整っているため、燃料調達も容易である。さらに、中間タンクを介して液化石油ガスを主機に供給するため、液化石油ガスを供給する複数の燃料タンクを切り替える際にも、主機を停止させる必要が無く、円滑に燃料タンクの切替を行うことができる。したがって、燃料調達や燃料の取扱いを容易としつつ、大気汚染物質の排出を抑制することができる。
また、燃料タンクのうち空になった燃料タンクのみを、陸上に積み下ろすことができる。そして、陸上で液化石油ガスの充填がなされた燃料タンクを、船上に積み上げて利用することができる。また、船上の常設の燃料タンクを省略できる。そのため、加圧された液化石油ガスを船上の燃料タンクまで供給する配管等を省略することができる。したがって、配管を介して加圧された液化石油ガスを供給できる港湾設備が無い場合であっても、船舶に燃料を供給することができ、燃料の取扱いが容易となる。さらに、燃料タンクの拡張性や配置自由度も向上できる。
さらに、クレーン等の港湾設備が無い場合であっても、トラクタ等により燃料タンクの搬入、搬出を行うことができる。したがって、より一層、燃料の取扱いが容易となる。

上記船舶では、中間タンクは、前記主機に供給した液化石油ガスの一部を還流する還流配管が合流接続されていてもよい。
このように構成することで、主機に流入した液化石油ガスの一部を還流させるためのタンクとして、中間タンクを機能させることができる。その結果、主機に流入した液化石油ガスの一部を還流させるためのタンクと中間タンクとを両方設ける必要が無く、船体内の設備を簡略化することができる。

上記船舶では、中間タンクの液面を検出する液面センサを備えていてもよい。
このように構成することで、中間タンクの液面を監視することができる。そのため、複数の燃料タンクから中間タンクへの燃料供給を円滑に行うことができる。

船舶は、液化石油ガスを常温加圧状態で貯蔵する複数の燃料タンクと、前記複数の燃料タンクが接続され、前記複数の燃料タンクから選択的に前記常温加圧状態の前記液化石油ガスが供給されるとともに該液化石油ガスを常温加圧状態で貯留する中間タンクと、前記中間タンクが供給する液化石油ガスを燃料として駆動される主機と、を備え、前記燃料タンクは、前記中間タンクよりも上層に配置されていてもよい。
このように構成することで、燃料タンク内に貯蔵されている液化石油ガスを、その自重を利用して中間タンクに送り込むことができる。そのため、燃料タンクから、中間タンクに液化石油ガスを送り込むためのポンプを省略又は、より小型なものにすることができる。したがって、より一層、船体内の設備を簡略化することができる。

上記船舶によれば、燃料調達や燃料の取扱いを容易としつつ、大気汚染物質の排出を抑制することが可能となる。

この発明の実施形態における船舶の概略構成を示す図である。 この発明の実施形態における船舶の燃料供給システムの概略構成を示す図である。

次に、この発明の実施形態における船舶を図面に基づき説明する。なお、この実施形態の船舶は、自動車やトラックを貨物として運搬可能なＲＯ−ＲＯ船（roll-on/roll-off ship）を一例にして説明する。
図１は、この発明の実施形態における船舶の概略構成を示す図である。
図１に示すように、この実施形態における船舶１は、船体２と、上部構造３と、を備えている。

船体２は、舷側４と、船底５と、複数の甲板１０と、を有している。舷側４は、左右舷側をそれぞれ構成する一対の舷側外板からなる。船底５は、これら舷側４を接続する船底外板からなる。

船体２は、船尾２Ａの下方にスクリュー７と舵８とを備えている。
スクリュー７は、船体２内に設けられた主機であるエンジン９によって回転駆動され、エンジン９の回転エネルギーを船体２の推進力に変換する。舵８は、スクリュー７の後方に設けられており、船体２の進行方向を制御する。

エンジン９は、船体２の下層における船尾２Ａに近い側に区画された主機室１１内に配置されている。エンジン９は、液化石油ガス（ＬＰＧ；liquefied petroleum gas）を燃料として駆動可能とされている。ここで、エンジン９の燃料は、液化石油ガスのみに限られず、液化石油ガスと他の燃料との併用（バイフューエル）や、混合（デュアルフューエル）等であってもよい。さらに、エンジン９は、スクリュー７を駆動するものに限られない。例えば、エンジン９によって発電機を駆動するようにしても良い。

船体２は、車両等の貨物を搬入・搬出させるための２つのショアランプ１２を備えている。この実施形態における船舶１は、船尾２Ａと、右側の舷側４の船首尾方向の中間位置にそれぞれショアランプ１２（スターンランプ１２Ａ、センターランプ１２Ｂ）が設けられた場合を例示している。これらショアランプ１２は、階層状に形成された船体２の甲板１０のうち、中間層に配置された乗り込み甲板である乾舷甲板１０Ａに繋がっている。

これらショアランプ１２を倒して展開させると、乗用車やトラック等の車両が岸壁からショアランプ１２を通じて自走して乾舷甲板１０Ａに乗り込むことが可能となる。乗船した車両（図示せず）は、例えば、上下に隣り合う甲板１０同士を繋ぐ傾斜路であるランプウェイ１３を介して、それぞれ所定の階層の甲板１０上の所定の搭載位置に停車して運搬される。

上部構造３は、船体２の上甲板１０Ｂの上に形成されている。上部構造３は、船橋３Ａと居住区３Ｂとを備えている。

図２は、この発明の実施形態における船舶の燃料供給システムの概略構成を示す図である。
図２に示すように、この実施形態における燃料供給システム２０は、複数（ｎ個）の燃料タンク２１と、複数の枝管Ｌ１〜Ｌｎと、流量調整弁Ｖ１〜Ｖｎと、合流配管Ｌｃと、中間タンク２２と、燃料供給配管Ｌｆと、昇圧ポンプ２３と、ヒータ２４と、還流配管Ｌｒと、制御弁２５と、を主に備えている。なお、中間タンク２２や各配管等の内圧が異常上昇した際に、それらの内部気体を大気に排出する緊急装置（ベント）を有しているが、図２においては、これら緊急装置の図示を省略している。

複数の燃料タンク２１は、液化石油ガスを加圧状態で貯蔵する。これら燃料タンク２１に貯蔵された液化石油ガスは、常温（例えば、摂氏２０度程度）で液体の状態を維持可能な圧力（常温高圧）とされている。そのため、燃料タンク２１は、この液化石油ガスの圧力に応じた耐圧性能を有している。ここで、燃料タンク２１は、常温高圧で燃料の保管が可能であるため、液化天然ガスのように、低温を維持するための真空防熱等の防熱構造や冷凍機等を設置する必要が無い。また、液化天然ガスと比較して長期間の保管が可能となり、気化した天然ガスを再液化する設備も不要となる点で有利となる。

この実施形態における燃料タンク２１は、船体２と岸壁との間で搬出及び搬入が可能なポータブルタンクである。この実施形態で例示する燃料タンク２１は、更に、車輪を有するトレーラに搭載されて自走可能なタンクトレーラとなっている。これら燃料タンク２１は、トラクタＴ等によって牽引可能となっている。トラクタＴによって牽引された燃料タンク２１は、上述したショアランプ１２を自走して船体２から乗降することが可能となっている。

これら複数の燃料タンク２１は、それぞれ船体２の所定の階層の所定のタンクスペースＴｓ（例えば、図１参照）にタンクトレーラの状態で載置される。この実施形態におけるタンクスペースＴｓは、乾舷甲板１０Ａよりも一つ下階層に設けられている。

タンクスペースＴｓに燃料タンク２１を載置する数量（ｎ個）は、船舶１が必要とする航続距離から設定される。これらｎ個の燃料タンク２１は、それぞれ枝管Ｌ１〜Ｌｎに接続される。ここで、この実施形態のタンクスペースＴｓのように、タンクスペースＴｓが船体２の内部に配置される場合には、ガス検知器及び換気装置等が設けられている。なお、図１において、タンクスペースＴｓが同一階層に設けられる場合を例示しているが、タンクスペースＴｓは、複数の階層に跨って形成されていても良い。

枝管Ｌ１〜Ｌｎの端部は、ｎ個の燃料タンク２１にそれぞれ一つずつ接続可能となっている。これら枝管Ｌ１〜Ｌｎは、合流配管Ｌｃに合流接続されている。流量調整弁Ｖ１〜Ｖｎは、枝管Ｌ１〜Ｌｎにそれぞれ設けられている。流量調整弁Ｖ１〜Ｖｎは、それぞれ枝管Ｌ１〜Ｌｎの流路面積を調整する弁機構である。これら流量調整弁Ｖ１〜Ｖｎは、全閉位置から全開位置まで開度を変化させることが可能となっている。この実施形態においては、流量調整弁Ｖ１〜Ｖｎのうち何れか一つを開放し、他の全てを閉塞するようにして中間タンク２２に連通される燃料タンク２１を択一的（選択的）に切り替える場合について説明するが、これら流量調整弁Ｖ１〜Ｖｎは、中間タンク２２に対して複数の燃料タンク２１を同時に連通させるように運用しても良い。

合流配管Ｌｃは、枝管Ｌ１〜Ｌｎを中間タンク２２と連通させる。つまり、合流配管Ｌｃは、複数の燃料タンク２１から中間タンク２２へ向けて液化石油ガスを案内する。なお、この実施形態においては、枝管Ｌ１〜Ｌｎを一本の合流配管Ｌｃに合流接続させる場合について説明したが、枝管Ｌ１〜Ｌｎをそれぞれ中間タンク２２に接続するようにしても良い。

中間タンク２２は、合流配管Ｌｃを介して燃料タンク２１から供給された液化石油ガスを一時的に貯留する。この中間タンク２２は、上述した燃料タンク２１と同様に、液化石油ガスが液体の状態を維持できるように加圧状態で液化石油ガスを貯留する。この中間タンク２２には、液化石油ガスの液面を検出する液面センサＳ１が設けられている。この液面センサＳ１の検出結果に基づいて、上述した流量調整弁Ｖ１〜Ｖｎによる液化石油ガスの流量調整がなされる。

この実施形態における中間タンク２２は、上述した燃料タンク２１が設置される階層よりも低い階層に設置されている（図１参照）。これにより、この実施形態においては、燃料タンク２１に貯蔵された液化石油ガスが、その自重によって中間タンク２２に流入可能となっている。

燃料供給配管Ｌｆは、中間タンク２２に一時貯留された液化石油ガスを、エンジン９に供給する配管である。この実施形態における燃料供給配管Ｌｆは、中間タンク２２から液化石油ガスを吐出させる燃料ポンプ２６に接続されている。なお、中間タンク２２の液面がエンジン９や昇圧ポンプ２３よりも上方にある場合には、燃料ポンプ２６を省略できる場合もある。

昇圧ポンプ２３は、燃料供給配管Ｌｆの途中に設けられている。この昇圧ポンプ２３は、中間タンク２２の液化石油ガス（例えば、１８ｂａｒ程度）を昇圧して（例えば、５０ｂａｒ程度）エンジン９に供給する。
ヒータ２４は、昇圧ポンプ２３によって昇圧された液化石油ガスを所定温度（例えば、摂氏５０度程度）になるように加熱する。すなわち、エンジン９には、昇圧ポンプ２３及びヒータ２４によって加熱昇温された液化石油ガスが供給される。

還流配管Ｌｒは、エンジン９に供給した液化石油ガスの一部を中間タンク２２に還流させる配管である。還流配管Ｌｒの途中には、制御弁２５が設けられている。
制御弁２５は、還流配管Ｌｒを介して中間タンク２２に還流させる液化石油ガスの流量を調整する。制御弁２５は、例えば、中間タンク２２内圧力等に応じて還流させる液化石油ガスの圧力を増減させることで流量調整するようにしても良い。

したがって、上述した実施形態の船舶１によれば、複数の燃料タンク２１に貯蔵された加圧状態の液化石油ガスが、それぞれ中間タンク２２を介して主機であるエンジン９に供給される。このような加圧状態の液化石油ガスは、常温でも気化しないため、基本的に再液化装置等が不要となる。

さらに、容量の小さい燃料タンク２１を複数用いることができるため、高価な大型の加圧タンクを用いる必要が無い。
また、加圧状態の液化石油ガスは、陸上のインフラが整っているため、燃料調達も容易である。

さらに、中間タンク２２を介して液化石油ガスがエンジン９に供給される。そのため、液化石油ガスを供給する複数の燃料タンク２１を切り替える際にも、エンジン９を停止させる必要が無く、円滑に燃料タンク２１の切り替えを行うことができる。
その結果、燃料調達や燃料の取扱いを容易としつつ、大気汚染物質の排出を抑制することができる。

さらに、燃料タンク２１が、ポータブルタンクであるため、空になった燃料タンク２１のみを、陸上に積み下ろすことができる。そして、陸上で液化石油ガスが充填された燃料タンク２１を、船上に積み上げて利用することができる。また、船上の常設の燃料タンクを省略できる。これにより、加圧された液化石油ガスを船上の燃料タンクまで供給する配管等を省略することができる。
その結果、配管を介して加圧された液化石油ガスを供給できる港湾設備が無い場合や、燃料としての液化石油ガスを供給する配管スペースが無い船舶であっても、燃料を供給することができるとともに、燃料の取扱いが容易となる。

さらに、燃料タンク２１がタンクトレーラである場合、クレーン等の港湾設備が無い場合であっても、トラクタにより牽引して燃料タンク２１の搬入、搬出を行うことができる。その結果、より一層、燃料の取扱いが容易となる。

また、中間タンク２２をエンジン９に供給された液化石油ガスの一部を還流させるためのタンクとして機能させることができる。その結果、ブローバイガスを還流させるためのタンクと中間タンク２２とを両方設ける必要が無く、船体２内の設備を簡略化することができる。
さらに、液面センサＳ１により中間タンク２２の液面を監視することができる。そのため、複数の燃料タンク２１から中間タンク２２への燃料供給を円滑に行うことができる。

また、燃料タンク２１が中間タンク２２よりも上層に設置されているため、燃料タンク２１内に貯蔵されている液化石油ガスを、その自重を利用して中間タンク２２に送り込むことができる。そのため、燃料タンク２１から、中間タンク２２に液化石油ガスを送り込むためのポンプを省略又は、より小型なものにすることができる。その結果、より一層、船体内の設備を簡略化することができる。

この発明は上述した実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した実施形態では、暴露甲板である上甲板１０Ｂよりも下方の甲板１０上に燃料タンク２１を配置する場合について説明した。しかし、燃料タンク２１の配置は、上述した配置に限られず、例えば、上甲板１０Ｂよりも上方に配置するようにしてもよい。この場合、燃料タンク２１の周囲に、ベンチレーション等を行うための設備が不要となるので、設備を簡略化することができる。

また、上述した実施形態では、船舶１がＲＯ−ＲＯ船の場合を一例にして説明したが、船舶１の種類は、上述したＲＯ−ＲＯ船に限られない。また、船舶１が、車両の乗降が可能なショアランプ１２を有する場合について説明したが、車両の乗降が不能な船舶１であっても良い。このような車両乗降不能な船舶１の場合、港湾設備や船舶１が備えるクレーンにより燃料タンク２１を荷揚げ及び荷下ろしするようにすればよい。

さらに、燃料タンク２１として、円筒状の燃料タンクを例示したが、燃料タンク２１の形状は円筒状に限られない。また、円筒状の燃料タンク２１の中心線が甲板１０に沿うように燃料タンク２１を配置する場合について説明した。しかし、円筒状の燃料タンク２１の中心線が上下方向に向くように燃料タンク２１を配置しても良い。

また、燃料タンク２１が、トラクタＴと分離可能なタンクトレーラである場合について説明したが、タンクローリー等、燃料タンク２１が車室（運転席）と分離不能な車両であっても良い。

さらに、燃料タンク２１は、２０フィートコンテナや４０フィートコンテナ等のＩＳＯ規格コンテナ内に収容して運搬するようにしても良い。このようにすることで、コンテナ船における荷役設備を利用することできる。さらに、容易に上下に積み上げることができるため、配置自由度を更に向上できる。

また、中間タンク２２の液面に応じて上述した流量調整弁Ｖ１〜Ｖｎの開度を調整する場合について説明した。しかし、これら流量調整弁Ｖ１〜Ｖｎの開度調整は、制御装置を用いて自動的に行うようにしても良い。この場合、制御装置は、中間タンク２２の液面の情報、及び、各燃料タンク２１の残量計（図示せず）により検出された残量情報に基づいて、中間タンク２２の液面が所定レベルを下回らないように、アクチュエータを制御して流量調整弁Ｖ１〜Ｖｎの開度を調整すればよい。

１ 船舶
２ 船体
２Ａ 船尾
２Ｆ 船首
３ 上部構造
４ 舷側
５ 船底
７ スクリュー
８ 舵
９ エンジン
１０ 甲板
１０Ａ 乾舷甲板
１０Ｂ 上甲板
１１ 主機室
１２ ショアランプ
１２Ａ スターンランプ
１２Ｂ センターランプ
１３ ランプウェイ
２０ 燃料供給システム
２１ 燃料タンク
２２ 中間タンク
２３ 昇圧ポンプ
２４ ヒータ
２５ 制御弁
２６ 燃料ポンプ
Ｌ１〜Ｌｎ 枝管
Ｖ１〜Ｖｎ 流量調整弁
Ｓ１ 液面センサ
Ｔ トラクタ
Ｔｓ タンクスペース

Claims (6)

1. 液化石油ガスを常温加圧状態で貯蔵する複数の燃料タンクと、
   前記複数の燃料タンクが接続され、前記複数の燃料タンクから選択的に前記常温加圧状態の前記液化石油ガスが供給されるとともに該液化石油ガスを常温加圧状態で貯留する中間タンクと、
   前記中間タンクが供給する液化石油ガスを燃料として駆動される主機と、
   を備え、
   前記燃料タンクは、陸上に積み下ろし可能なポータブルタンクである船舶。
2. 液化石油ガスを常温加圧状態で貯蔵する複数の燃料タンクと、
   前記複数の燃料タンクが接続され、前記複数の燃料タンクから選択的に前記常温加圧状態の前記液化石油ガスが供給されるとともに該液化石油ガスを常温加圧状態で貯留する中間タンクと、
   前記中間タンクが供給する液化石油ガスを燃料として駆動される主機と、
   車両が自走して乗り込み可能な船体と、を備え、
   前記燃料タンクは、自走可能なタンクトレーラである船舶。
3. 液化石油ガスを常温加圧状態で貯蔵する複数の燃料タンクと、
   前記複数の燃料タンクが接続され、前記複数の燃料タンクから選択的に前記常温加圧状態の前記液化石油ガスが供給されるとともに該液化石油ガスを常温加圧状態で貯留する中間タンクと、
   前記中間タンクが供給する液化石油ガスを燃料として駆動される主機と、
   を備え、
   前記燃料タンクは、前記中間タンクよりも上層に配置されている船舶。
4. 各前記燃料タンクにそれぞれ接続された枝管と、
   複数の前記枝管が合流接続された合流配管と、
   を備え、
   前記中間タンクは、前記枝管及び前記合流配管を介して前記複数の燃料タンクに接続されており、
   各前記枝管に設けられた流量調整弁をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載の船舶。
5. 前記中間タンクは、
   前記主機に供給した液化石油ガスの一部を還流する還流配管が合流接続されている請求項１から４の何れか一項に記載の船舶。
6. 前記中間タンクの液面を検出する液面センサを備える請求項１から５の何れか一項に記載の船舶。

Images