JP6722072B2

JP6722072B2 - 船舶

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Publication number: JP6722072B2
Application number: JP2016184203A
Authority: JP
Inventors: 安藤　明洋; 明洋安藤; 豪文飯坂; 宏之武田; 尚子印藤; 崇嗣安部; 直樹成島; 康平橋本
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-09-21
Also published as: JP2018048584A

Description

本発明は、推進用の主ガスエンジンと船内電源用の副ガスエンジンを含む船舶に関する。

従来から、推進用の主ガスエンジンと船内電源用の副ガスエンジンを含む船舶が知られている。例えば、特許文献１には、図４に示すような船舶１００が開示されている。

具体的に、船舶１００では、液化天然ガスを貯留するタンク１１０内で発生するボイルオフガスが送気ライン１２１により圧縮機１３０へ導かれ、圧縮機１３０で高温高圧に圧縮される。圧縮機１３０から吐出されるボイルオフガスは、第１供給ライン１２２により推進用の主ガスエンジン（ＭＥＧＩエンジン）へ導かれる。また、圧縮機１３０から圧縮途中で抽出された抽出ガスが、第２供給ライン１３１により船内電源用の副ガスエンジン（ＤＦエンジン）へ導かれる。

さらに、第１供給ライン１２２からは返送ライン１４０が分岐しており、この返送ライン１４０がタンク１１０へつながっている。返送ライン１４０は、ボイルオフガスのうちの主ガスエンジンで消費し切れなかった分である余剰ガスを第１供給ライン１２２からタンク１１０へ戻す役割を果たす。返送ライン１４０には、膨張弁１４１が設けられている。

特開２０１５−５０５９４１号公報

ところで、本発明の発明者らは、本件出願に先立って、推進用の主ガスエンジンへはボイルオフガスを主に供給し、船内電源用の副ガスエンジンへは液化天然ガスを強制的に気化した気化ガスを主に供給する船舶を発明した（例えば、特願２０１５−２４７９０６）。このような船舶では、液化天然ガスを貯留するタンク内に配置されたポンプから吐出される液化天然ガスが送液ラインにより強制気化器へ導かれ、強制気化器にて生成された気化ガスが第２供給ラインにより副ガスエンジンへ導かれる。第２供給ラインには、上流側から順に冷却器および加熱器が設けられる。

副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度は、副ガスエンジンから要求される許容範囲内に保たれる必要がある。このために、第２供給ラインには加熱器をバイパスするようにバイパスラインが接続され、バイパスラインに流れる気化ガスの流量と加熱器を通過する気化ガスの流量とが調整弁により調整される。

このような構成の船舶では、副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度を確実に前記許容範囲内に保つことが望まれる。しかしながら、バイパスラインの合流点の下流側で第２供給ラインに気化ガス温度計を設け、この気化ガス温度計の検出値に基づいて前記調整弁を制御しただけでは、副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度が許容範囲を超えるおそれがある。

そこで、本発明は、副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度を確実に許容範囲内に保つことができるようにすることを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、１つの側面から、推進用の主ガスエンジンと、液化天然ガスを貯留するタンクと、前記タンク内で発生するボイルオフガスを圧縮機へ導く送気ラインと、前記圧縮機から吐出されるボイルオフガスを前記主ガスエンジンへ導く第１供給ラインと、船内電源用の副ガスエンジンと、前記タンク内に配置されたポンプから吐出される液化天然ガスを強制気化器へ導く送液ラインと、前記強制気化器にて生成される気化ガスを前記副ガスエンジンへ導く第２供給ラインであって、上流側から順に冷却器および加熱器が設けられた第２供給ラインと、前記冷却器と前記加熱器の間で前記第２供給ラインから分岐して、前記加熱器の下流側で前記第２供給ラインに合流するバイパスラインと、前記加熱器を通過する気化ガスの流量と前記バイパスラインに流れる気化ガスの流量との比率を変更する調整弁と、前記第１供給ラインから余剰ガスを前記タンクへ戻す、膨張装置が設けられた返送ラインと、前記冷却器と前記加熱器との間で前記第２供給ラインに流れる気化ガスと前記膨張装置の上流側で前記返送ラインに流れる余剰ガスとの間で熱交換を行う熱交換器と、前記バイパスラインの合流点の下流側で前記第２供給ラインに設けられた気化ガス温度計と、前記気化ガス温度計で検出される気化ガスの温度が目標温度となるようにフィードバック制御により前記調整弁を制御しつつ、前記返送ラインに流れる余剰ガスの流量が増加する間は前記バイパスラインに流れる気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加し、前記返送ラインに流れる余剰ガスの流量が減少する間は前記加熱器を通過する気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加するように、前記調整弁を制御する、制御装置と、を備える、船舶を提供する。

余剰ガス流量が変動したときには、熱交換器から流出する気化ガスの温度が大きく変動し、気化ガス温度計を使用したフィードバック制御だけではその気化ガスの温度の大きな変動に十分に対処できずに、副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度が許容範囲を超えることがある。これに対し、上記の構成では、余剰ガス流量が変動している間はその後の気化ガスの温度の変動を打ち消すように調整弁が事前に制御されるので、余剰ガス流量の変動に対しては、副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度を確実に許容範囲内に保つことができる。

例えば、上記の船舶は、前記膨張装置の上流側で前記返送ラインに設けられた、前記返送ラインに流れる余剰ガスの流量を検出する余剰ガス流量計をさらに備え、前記制御装置は、前記余剰ガス流量計で検出される余剰ガスの流量に基づいて前記調整弁を制御してもよい。

上記の船舶は、前記圧縮機から圧縮途中で抽出された抽出ガスを前記加熱器の下流側であって前記気化ガス温度計の上流側で前記第２供給ラインに導入する抽出ラインと、前記抽出ラインに設けられた抽出ガス流量計と、をさらに備え、前記制御装置は、前記気化ガス温度計で検出される気化ガスの温度が目標温度となるようにフィードバック制御により前記調整弁を制御しつつ、前記抽出ラインに流れる抽出ガスの流量が増加する間は前記加熱器を通過する気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加し、前記抽出ラインに流れる抽出ガスの流量が減少する間は前記バイパスラインに流れる気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加するように、前記調整弁を制御してもよい。

抽出ラインが設けられる場合、抽出ガス流量が変動したときには、抽出ガスと混合後の気化ガスの温度が大きく変動し、気化ガス温度計を使用したフィードバック制御だけではその気化ガスの温度の大きな変動に十分に対処できずに、副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度が許容範囲を超えることがある。これに対し、上記の構成では、抽出ガス流量が変動している間はその後の気化ガスの温度の変動を打ち消すように調整弁が事前に制御されるので、抽出ガス流量の変動に対しては、副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度を確実に許容範囲内に保つことができる。

例えば、上記の船舶は、前記抽出ラインに設けられた、前記抽出ラインに流れる抽出ガスの流量を検出する抽出ガス流量計をさらに備え、前記制御装置は、前記抽出ガス流量計で検出される抽出ガスの流量に基づいて前記調整弁を制御してもよい。

上記の船舶は、前記バイパスラインの分岐点の上流側で前記第２供給ラインに設けられた気化ガス流量計をさらに備え、前記制御装置は、前記気化ガス温度計で検出される気化ガスの温度が目標温度となるようにフィードバック制御により前記調整弁を制御しつつ、前記気化ガス流量計で検出される気化ガスの流量が増加する間は前記加熱器を通過する気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加し、前記気化ガス流量計で検出される気化ガスの流量が減少する間は前記バイパスラインに流れる気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加するように、前記調整弁を制御してもよい。

気化ガス流量が変動したときには、加熱器から流出する気化ガスの温度が大きく変動し、気化ガス温度計を使用したフィードバック制御だけではその気化ガスの温度の大きな変動に十分に対処できずに、副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度が許容範囲を超えることがある。これに対し、上記の構成では、気化ガス流量が変動している間はその後の気化ガスの温度の変動を打ち消すように調整弁が事前に制御されるので、気化ガス流量の変動に対しては、副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度を確実に許容範囲内に保つことができる。

また、本発明は、他の側面から、推進用の主ガスエンジンと、液化天然ガスを貯留するタンクと、前記タンク内で発生するボイルオフガスを圧縮機へ導く送気ラインと、前記圧縮機から吐出されるボイルオフガスを前記主ガスエンジンへ導く第１供給ラインと、船内電源用の副ガスエンジンと、前記タンク内に配置されたポンプから吐出される液化天然ガスを強制気化器へ導く送液ラインと、前記強制気化器にて生成される気化ガスを前記副ガスエンジンへ導く第２供給ラインであって、前上流側から順に冷却器および加熱器が設けられた第２供給ラインと、前記冷却器と前記加熱器の間で前記第２供給ラインから分岐して、前記加熱器の下流側で前記第２供給ラインに合流するバイパスラインと、前記加熱器を通過する気化ガスの流量と前記バイパスラインに流れる気化ガスの流量との比率を変更する調整弁と、前記バイパスラインの合流点の下流側で前記第２供給ラインに設けられた気化ガス温度計と、前記圧縮機から圧縮途中で抽出された抽出ガスを前記加熱器の下流側であって前記気化ガス温度計の上流側で前記第２供給ラインに導入する抽出ラインと、前記抽出ラインに設けられた抽出ガス流量計と、前記気化ガス温度計で検出される気化ガスの温度が目標温度となるようにフィードバック制御により前記調整弁を制御しつつ、前記抽出ラインに流れる抽出ガスの流量が増加する間は前記加熱器を通過する気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加し、前記抽出ラインに流れる抽出ガスの流量が減少する間は前記バイパスラインに流れる気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加するように、前記調整弁を制御する制御装置と、を備える、船舶を提供する。

抽出ガス流量が変動したときには、抽出ガスと混合後の気化ガスの温度が大きく変動し、気化ガス温度計を使用したフィードバック制御だけではその気化ガスの温度の大きな変動に十分に対処できずに、副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度が許容範囲を超えることがある。これに対し、上記の構成では、抽出ガス流量が変動している間はその後の気化ガスの温度の変動を打ち消すように調整弁が事前に制御されるので、抽出ガス流量の変動に対しては、副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度を確実に許容範囲内に保つことができる。

本発明によれば、副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度を確実に許容範囲内に保つことができる。

本発明の一実施形態に係る船舶の概略構成図である。（ａ）は余剰ガス流量と第１流量制御弁のＦＦ基準開度との関係を示し、（ｂ）は抽出ガス流量と第１流量制御弁のＦＦ基準開度との関係を示し（ｃ）は気化ガス流量と第１流量制御弁のＦＦ基準開度との関係を示す。（ａ）は余剰ガス流量の経時的変化を示し、（ｂ）は第１流量制御弁の開度の経時的変化を示し、（ｃ）は副ガスエンジンへ供給される気化ガスの温度の経時的変化を示す。従来の船舶の概略構成図である。

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、液化天然ガス（以下、ＬＮＧという）を貯留するタンク１１と、推進用の主ガスエンジン１３と、船内電源用の副ガスエンジン１６を含む。

図例では、タンク１１が１つだけ設けられているが、タンク１１は複数設けられてもよい（例えば、船舶１は、ＬＮＧ運搬船であってもよい）。また、図例では、主ガスエンジン１３および副ガスエンジン１６が１つずつ設けられているが、主ガスエンジン１３が複数設けられてもよいし、副ガスエンジン１６が複数設けられてもよい。

主ガスエンジン１３は、スクリュープロペラ（図示せず）を直接的に回転駆動してもよいし（機械推進）、スクリュープロペラを発電機およびモータを介して間接的に回転駆動してもよい（電気推進）。

本実施形態では、主ガスエンジン１３が、燃料ガス噴射圧が中圧または高圧のレシプロエンジンである。主ガスエンジン１３は、燃料ガスのみを燃焼させるガス専焼エンジンであってもよいし、燃料ガスと燃料油の一方または双方を燃焼させる二元燃料エンジンであってもよい（例えば、ＭＥＧＩエンジン）。ただし、主ガスエンジン１３は、燃料ガス噴射圧が低圧のレシプロエンジンであってもよい。あるいは、主ガスエンジン１３は、ガスタービンエンジンであってもよい。

副ガスエンジン１６は、燃料ガス噴射圧が低圧のレシプロエンジンであり、発電機（図示せず）と連結されている。副ガスエンジン１６は、燃料ガスのみを燃焼させるガス専焼エンジンであってもよいし、燃料ガスと燃料油の一方または双方を燃焼させる二元燃料エンジンであってもよい。

主ガスエンジン１３へは、燃料ガスとして、自然入熱によりタンク１１内で発生するボイルオフガス（以下、ＢＯＧという）が主に供給され、副ガスエンジン１６へは、燃料ガスとして、ＬＮＧが強制的に気化された気化ガス（以下、ＶＧという）が主に供給される。

具体的に、タンク１１は、送気ライン２１により圧縮機１２と接続されており、圧縮機１２は、第１供給ライン２２により主ガスエンジン１３と接続されている。また、タンク１１内には、ポンプ１４が配置されており、ポンプ１４は、送液ライン３１により強制気化器１５と接続されている。強制気化器１５は、第２供給ライン３２により副ガスエンジン１６と接続されている。

送気ライン２１は、タンク１１内で発生するＢＯＧを圧縮機１２へ導く。圧縮機１２は、ＢＯＧを中圧または高圧に圧縮する。第１供給ライン２２は、圧縮機１２から吐出されるＢＯＧを主ガスエンジン１３へ導く。

第１供給ライン２２からは返送ライン２３が分岐しており、この返送ライン２３がタンク１１へつながっている。返送ライン２３は、ＢＯＧのうちの主ガスエンジン１３で消費し切れなかった分である余剰ガス（以下、ＥＧという）を第１供給ライン２２からタンク１１へ戻す役割を果たす。返送ライン２３には、膨張装置２４が設けられている。膨張装置２４は、例えば、膨張弁、膨張タービン、エゼクターなどである。

送液ライン３１は、ポンプ１４から吐出されるＬＮＧを強制気化器１５へ導く。強制気化器１５は、ＬＮＧを強制的に気化し、ＶＧを生成する。第２供給ライン３２は、強制気化器１５にて生成されるＶＧを副ガスエンジン１６へ導く。ポンプ１４は、強制気化器１５にて生成されるＶＧの圧力（つまり、強制気化器１５の出口圧力）が副ガスエンジン１６の燃料ガス噴射圧よりも高くなるように、ＬＮＧを吐出する。ただし、第２供給ライン３２に圧縮機が設けられ、ポンプ１４の代わりにその圧縮機がＶＧの圧力を副ガスエンジン１６の燃料ガス噴射圧よりも高くしてもよい。

第２供給ライン３２には、上流側から順に、冷却器３３、気液分離器３４および加熱器３５が設けられている。冷却器３３は、強制気化器１５にて生成されたＶＧを冷却する。ＶＧ中の重質分の多く（例えば、エタン、プロパン、ブタンなど）は、冷却器３３での冷却によって液体となり、気液分離器３４で除去されてタンク１１へ戻される。これにより、メタン価の高いＶＧが副ガスエンジン１６へ供給される。加熱器３５は、気液分離器３４を通過したＶＧを加熱する。

さらに、本実施形態では、返送ライン２３に流れるＥＧを冷却するための３つの熱交換器（第１熱交換器５１、第２熱交換器５２および第３熱交換器５３）が設けられている。返送ライン２３は、膨張装置２４の上流側で、第１熱交換器５１、第２熱交換器５２および第３熱交換器５３をこの順に通過する。また、送気ライン２１は第２熱交換器５２を通過し、送液ライン３１は第３熱交換器５３を通過し、第２供給ライン３２は気液分離器３４と加熱器３５の間で第１熱交換器５１を通過する。返送ライン２３に流れるＥＧは、第１〜第３熱交換器５１〜５３で冷却された後に膨張装置２４で膨張されることによって、部分的に液化する。

第１〜第３熱交換器５１〜５３は、例えば、プレートとコルゲートフィンが交互に積層されたプレートフィンタイプの熱交換器である。図例では、第１〜第３熱交換器５１〜５３が別体になっているが、第１〜第３熱交換器５１〜５３のうちのいずれか２つまたは全てが一体になっていてもよい。

第１熱交換器５１は、第２熱交換器５２の上流側で返送ライン２３に流れるＥＧ（つまり、圧縮機１２での圧縮によって高温となったＢＯＧ）と、気液分離器３４と加熱器３５の間で第２供給ライン３２に流れるＶＧ（つまり、冷却器３３で冷却されたＶＧ）との間で熱交換を行う。第２熱交換器５２は、第１熱交換器５１と第３熱交換器５３の間で返送ライン２３に流れるＥＧ（つまり、第１熱交換器５１で冷却されたＥＧ）と、送気ライン２１に流れるＢＯＧとの間で熱交換を行う。第３熱交換器５３は、第２熱交換器５２と膨張装置２４との間で返送ライン２３に流れるＶＧ（つまり、第２熱交換器５２で冷却されたＶＧ）と送液ライン３１に流れるＬＮＧとの間で熱交換を行う。

上述した圧縮機１２は、抽出ライン４３により第２供給ライン３２と接続されている。抽出ライン４３は、圧縮機１２から圧縮途中で抽出された抽出ガス（以下、ＢＧという）を加熱器３５の下流側であって後述するＶＧ温度計８１の上流側で第２供給ライン３２に導入する。抽出ライン４３には、流量制御弁４４が設けられている。例えば、流量制御弁４４は、タンク１１に戻されるＥＧによってタンク１１内の圧力が許容値を上回るときに開かれる。ＢＧの温度は、加熱器３５から流出するＶＧの温度よりも低くなることがあり、副ガスエンジン１６から要求される許容範囲Ｒの下限Ｔ１よりも低くなることもある。

また、第２供給ライン３２は、補給ライン４１により送気ライン２１と接続されている。補給ライン４１は、気液分離器３４と第１熱交換器５１の間で第２供給ライン３２から分岐して、第２熱交換器５２の下流側で送気ライン２１に合流している。ただし、補給ライン４１は、冷却器３３と気液分離器３４の間で第２供給ライン３２から分岐してもよい。補給ライン４１には、流量制御弁４２が設けられている。流量制御弁４２は、ＢＯＧの発生量が主ガスエンジン１３の燃料ガス消費量に不足する場合に開かれる。

さらに、本実施形態では、副ガスエンジン１６へ供給されるＶＧの温度を、副ガスエンジン１６から要求される許容範囲Ｒ内に保つための構成が採用されている。例えば、許容範囲Ｒの下限Ｔ１は０〜１０℃であり、許容範囲の上限Ｔ２は５０〜６０℃である。

具体的に、第２供給ライン３２には、加熱器３５をバイパスするようにバイパスライン３６が接続されている。バイパスライン３６は、第１熱交換器５１と加熱器３５の間で第２供給ライン３２から分岐して、加熱器３５の下流側で第２供給ライン３２に合流している。

加熱器３５を通過するＶＧの流量とバイパスライン３６に流れるＶＧの流量との比率は、調整弁６により変更される。本実施形態では、調整弁６が、バイパスライン３６の分岐点と加熱器３５の間で第２供給ライン３２に設けられた第１流量制御弁６１と、バイパスライン３６に設けられた第２流量制御弁６２で構成される。ただし、調整弁６は、バイパスライン３６の分岐点に設けられた三方弁（分配弁）であってもよいし、バイパスライン３６の合流点に設けられた三方弁（混合弁）であってもよい。

調整弁６（第１流量制御弁６１および第２流量制御弁６２）は、制御装置７により制御される。ただし、図１では、図面の簡略化のために一部の信号線のみを描いている。制御装置７は、ＶＧ温度計８１、ＥＧ流量計９１、ＢＧ流量計９２およびＶＧ流量計９３と電気的に接続されている。例えば、制御装置７は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとＣＰＵを有し、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵにより実行される。

ＶＧ温度計８１は、バイパスライン３６の合流点の下流側で第２供給ライン３２に設けられており、副ガスエンジン１６へ供給されるＶＧの温度を検出する。ＥＧ流量計９１は、膨張装置２４の上流側で返送ライン２３に設けられており、返送ライン２３に流れるＥＧの流量を検出する。ＢＧ流量計９２は、抽出ライン４３に設けられており、抽出ライン４３に流れるＢＧの流量を検出する。ＶＧ流量計９３は、バイパスライン３６の分岐点の上流側で第２供給ライン３２に設けられており、第２供給ライン３２に流れるＶＧの流量を検出する。

ＶＧ温度計８１はフィードバック（以下、ＦＢという）制御に用いられ、ＥＧ流量計９１、ＢＧ流量計９２およびＶＧ流量計９３はフィードフォワード（以下、ＦＦという）制御に用いられる。本実施形態では、第１および第２流量制御弁６１，６２の基準開度がＦＦ制御において定められる。ただし、第１および第２流量制御弁６１，６２の基準開度がＦＢ制御において定められてもよい。

図２（ａ）は、ＥＧ流量と第１流量制御弁６１のＦＦ基準開度との関係を示し、図２（ｂ）は、ＢＧ流量と第１流量制御弁６１のＦＦ基準開度との関係を示し、図２（ｃ）は、ＶＧ流量と第１流量制御弁６１のＦＦ基準開度との関係を示す。制御装置７には、それらの関係が三次元マップとして格納されている。なお、図示は省略するが、第２流量制御弁６２のＦＦ基準開度は、第１流量制御弁６１のＦＦ基準開度との和が１００％となるように、図２（ａ）〜（ｃ）のそれぞれと逆になる。

まず、制御装置７は、ＦＢ制御により、ＶＧ温度計８１で検出されるＶＧの温度が目標温度Ｔｔとなるように調整弁６を制御する。さらに、制御装置７は、ＦＢ制御を行いつつ、ＥＧ流量計９１で検出されるＥＧの流量に基づいてＦＦ制御を行う。

より詳しくは、図３（ａ）に示すようにＥＧ流量計で検出されるＥＧの流量が増加する間は、制御装置７は、バイパスライン３６に流れるＶＧの流量をＦＢ制御に先行して増加するように、調整弁６を制御する。つまり、制御装置７は、ＥＧの流量が増加するにつれて、図３（ｂ）中に破線で示すように第１流量制御弁６１のＦＦ基準開度を小さくするとともに、第２流量制御弁６２のＦＦ基準開度を大きくする。なお、図３（ｂ）中の実線と破線の間の開度差が、ＦＢ制御により調整される分である。

逆に、ＥＧ流量計で検出されるＥＧの流量が減少する間は、制御装置７は、加熱器３５を通過するＶＧの流量をＦＢ制御に先行して増加するように、調整弁６を制御する。つまり、制御装置７は、ＥＧの流量が減少するにつれて、第１流量制御弁６１のＦＦ基準開度を大きくするとともに、第２流量制御弁６２のＦＦ基準開度を小さくする。

ＥＧ流量が変動したときには、第１熱交換器５１から流出するＶＧの温度が大きく変動し、ＶＧ温度計８１を使用したＦＢ制御だけではそのＶＧの温度の大きな変動に十分に対処できずに、図３（ｃ）中に二点鎖線で示すように副ガスエンジン１６へ供給されるＶＧの温度が許容範囲Ｒを超えることがある。これに対し、本実施形態のようなＥＧ流量計９１を使用したＦＦ制御をＦＢ制御に組み合わせれば、ＥＧ流量が変動している間はその後のＶＧの温度の変動を打ち消すように調整弁６が事前に制御されるので、ＥＧ流量の変動に対しては、副ガスエンジン１６へ供給されるＶＧの温度を確実に許容範囲Ｒ内に保つことができる。

また、制御装置７は、ＦＢ制御を行いつつ、ＢＧ流量計９２で検出されるＢＧの流量に基づいてＦＦ制御を行う。より詳しくは、ＢＧ流量計９２で検出されるＢＧの流量が増加する間は、制御装置７は、加熱器３５を通過するＶＧの流量をＦＢ制御に先行して増加するように、調整弁６を制御する。つまり、制御装置７は、ＢＧの流量が増加するにつれて、第１流量制御弁６１のＦＦ基準開度を大きくするとともに、第２流量制御弁６２のＦＦ基準開度を小さくする。逆に、ＢＧ流量計９２で検出されるＢＧの流量が減少する間は、制御装置７は、バイパスライン３６に流れるＶＧの流量をＦＢ制御に先行して増加するように、調整弁６を制御する。つまり、制御装置７は、ＢＧの流量が増加するにつれて、第１流量制御弁６１のＦＦ基準開度を小さくするとともに、第２流量制御弁６２のＦＦ基準開度を大きくする。

ＢＧ流量が変動したときには、ＢＧと混合後のＶＧの温度が大きく変動し、ＶＧ温度計を使用したＦＢ制御だけではそのＶＧの温度の大きな変動に十分に対処できずに、副ガスエンジン１６へ供給されるＶＧの温度が許容範囲Ｒを超えることがある。これに対し、本実施形態のようなＢＧ流量計９２を使用したＦＦ制御をＦＢ制御に組み合わせれば、ＢＧ流量が変動している間はその後のＶＧの温度の変動を打ち消すように調整弁６が事前に制御されるので、ＢＧ流量の変動に対しては、副ガスエンジン１６へ供給されるＶＧの温度を確実に許容範囲内に保つことができる。

さらに、制御装置７は、ＦＢ制御を行いつつ、ＶＧ流量計９３で検出されるＶＧの流量に基づいてＦＦ制御を行う。より詳しくは、ＶＧ流量計９３で検出されるＶＧの流量が増加する間は、制御装置７は、加熱器３５を通過するＶＧの流量をＦＢ制御に先行して増加するように、調整弁６を制御する。つまり、制御装置７は、ＶＧの流量が増加するにつれて、第１流量制御弁６１のＦＦ基準開度を大きくするとともに、第２流量制御弁６２のＦＦ基準開度を小さくする。逆に、ＶＧ流量計９３で検出されるＶＧの流量が減少する間は、制御装置７は、バイパスライン３６に流れるＶＧの流量をＦＢ制御に先行して増加するように、調整弁６を制御する。つまり、制御装置７は、ＶＧの流量が増加するにつれて、第１流量制御弁６１のＦＦ基準開度を小さくするとともに、第２流量制御弁６２のＦＦ基準開度を大きくする。

ＶＧ流量が変動したときには、加熱器３５から流出するＶＧの温度が大きく変動し、ＶＧ温度計８１を使用したＦＢ制御だけではそのＶＧの温度の大きな変動に十分に対処できずに、副ガスエンジン１６へ供給されるＶＧの温度が許容範囲Ｒを超えることがある。これに対し、本実施形態のようなＶＧ流量計９３を使用したＦＦ制御をＦＢ制御に組み合わせれば、ＶＧ流量が変動している間はその後のＶＧの温度の変動を打ち消すように調整弁６が事前に制御されるので、ＶＧ流量の変動に対しては、副ガスエンジン１６へ供給されるＶＧの温度を確実に許容範囲Ｒ内に保つことができる。

（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。

例えば、ＶＧ流量計８３が省略されて、制御装置７がＦＦ制御としてＥＧ流量計９１およびＢＧ流量計９２に基づく制御のみを行ってもよい。この場合、図２（ａ）に示すＥＧ流量と第１流量制御弁６１のＦＦ基準開度との関係および図２（ｂ）に示すＢＧ流量と第１流量制御弁６１のＦＦ基準開度との関係が二次元マップとして制御装置７に格納されてもよい。

また第２熱交換器５２および第３熱交換器５３が省略されて、ＥＧが第１熱交換器５１のみで冷却されてもよい。また、主ガスエンジン１３が二元燃料エンジンである場合、補給ライン４１が省略されてもよい。

また、制御装置７は、ＦＦ制御としてＥＧ流量計９１のみに基づく制御を行ってもよい。この場合、抽出ライン４３は省略可能である。

あるいは、制御装置７は、ＦＦ制御としてＢＧ流量計９２のみに基づく制御を行ってもよい。この場合、第１〜第３熱交換器５１〜５３の全てが省略可能であるとともに、返送ライン２３も省略可能である。

さらに、ＶＧ流量計９１が用いられる代わりに、膨張装置２４が膨張弁である場合には、制御装置７が膨張弁の開度から返送ライン２３に流れるＥＧの流量を推定してもよい。あるいは、制御装置７は、例えば、ＢＯＧの発生量から主ガスエンジン１３の燃料ガス消費量を差し引いた値から返送ライン２３に流れるＥＧの流量を推定してもよい。

また、ＢＧ流量計９２が用いられる代わりに、制御装置７が流量制御弁４４の開度から抽出ライン４３に流れるＥＧの流量を推定してもよい。

１船舶
１１タンク
１２圧縮機
１３主ガスエンジン
１４ポンプ
１５強制気化器
１６副ガスエンジン
２１送気ライン
２２第１供給ライン
２３返送ライン
２４膨張装置
３１送液ライン
３２第２供給ライン
３３冷却器
３５加熱器
３６バイパスライン
４３抽出ライン
５１〜５３熱交換器
６調整弁
７制御装置
８１ＶＧ温度計
９１ＥＧ流量計
９２ＢＧ流量計
９３ＶＧ流量計

Claims

推進用の主ガスエンジンと、
液化天然ガスを貯留するタンクと、
前記タンク内で発生するボイルオフガスを圧縮機へ導く送気ラインと、
前記圧縮機から吐出されるボイルオフガスを前記主ガスエンジンへ導く第１供給ラインと、
船内電源用の副ガスエンジンと、
前記タンク内に配置されたポンプから吐出される液化天然ガスを強制気化器へ導く送液ラインと、
前記強制気化器にて生成される気化ガスを前記副ガスエンジンへ導く第２供給ラインであって、上流側から順に冷却器および加熱器が設けられた第２供給ラインと、
前記冷却器と前記加熱器の間で前記第２供給ラインから分岐して、前記加熱器の下流側で前記第２供給ラインに合流するバイパスラインと、
前記加熱器を通過する気化ガスの流量と前記バイパスラインに流れる気化ガスの流量との比率を変更する調整弁と、
前記第１供給ラインから余剰ガスを前記タンクへ戻す、膨張装置が設けられた返送ラインと、
前記冷却器と前記加熱器との間で前記第２供給ラインに流れる気化ガスと前記膨張装置の上流側で前記返送ラインに流れる余剰ガスとの間で熱交換を行う熱交換器と、
前記バイパスラインの合流点の下流側で前記第２供給ラインに設けられた気化ガス温度計と、
前記気化ガス温度計で検出される気化ガスの温度が目標温度となるようにフィードバック制御により前記調整弁を制御しつつ、前記返送ラインに流れる余剰ガスの流量が増加する間は前記バイパスラインに流れる気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加し、前記返送ラインに流れる余剰ガスの流量が減少する間は前記加熱器を通過する気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加するように、前記調整弁を制御する、制御装置と、
を備える、船舶。
前記膨張装置の上流側で前記返送ラインに設けられた、前記返送ラインに流れる余剰ガスの流量を検出する余剰ガス流量計をさらに備え、
前記制御装置は、前記余剰ガス流量計で検出される余剰ガスの流量に基づいて前記調整弁を制御する、請求項１に記載の船舶。
前記圧縮機から圧縮途中で抽出された抽出ガスを前記加熱器の下流側であって前記気化ガス温度計の上流側で前記第２供給ラインに導入する抽出ラインをさらに備え、
前記制御装置は、前記気化ガス温度計で検出される気化ガスの温度が目標温度となるようにフィードバック制御により前記調整弁を制御しつつ、前記抽出ラインに流れる抽出ガスの流量が増加する間は前記加熱器を通過する気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加し、前記抽出ラインに流れる抽出ガスの流量が減少する間は前記バイパスラインに流れる気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加するように、前記調整弁を制御する、請求項１または２に記載の船舶。
前記抽出ラインに設けられた、前記抽出ラインに流れる抽出ガスの流量を検出する抽出ガス流量計をさらに備え、
前記制御装置は、前記抽出ガス流量計で検出される抽出ガスの流量に基づいて前記調整弁を制御する、請求項３に記載の船舶。
前記バイパスラインの分岐点の上流側で前記第２供給ラインに設けられた気化ガス流量計をさらに備え、
前記制御装置は、前記気化ガス温度計で検出される気化ガスの温度が目標温度となるようにフィードバック制御により前記調整弁を制御しつつ、前記気化ガス流量計で検出される気化ガスの流量が増加する間は前記加熱器を通過する気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加し、前記気化ガス流量計で検出される気化ガスの流量が減少する間は前記バイパスラインに流れる気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加するように、前記調整弁を制御する、請求項１〜４の何れか一項に記載の船舶。
推進用の主ガスエンジンと、
液化天然ガスを貯留するタンクと、
前記タンク内で発生するボイルオフガスを圧縮機へ導く送気ラインと、
前記圧縮機から吐出されるボイルオフガスを前記主ガスエンジンへ導く第１供給ラインと、
船内電源用の副ガスエンジンと、
前記タンク内に配置されたポンプから吐出される液化天然ガスを強制気化器へ導く送液ラインと、
前記強制気化器にて生成される気化ガスを前記副ガスエンジンへ導く第２供給ラインであって、前上流側から順に冷却器および加熱器が設けられた第２供給ラインと、
前記冷却器と前記加熱器の間で前記第２供給ラインから分岐して、前記加熱器の下流側で前記第２供給ラインに合流するバイパスラインと、
前記加熱器を通過する気化ガスの流量と前記バイパスラインに流れる気化ガスの流量との比率を変更する調整弁と、
前記バイパスラインの合流点の下流側で前記第２供給ラインに設けられた気化ガス温度計と、
前記圧縮機から圧縮途中で抽出された抽出ガスを前記加熱器の下流側であって前記気化ガス温度計の上流側で前記第２供給ラインに導入する抽出ラインと、
前記抽出ラインに設けられた抽出ガス流量計と、
前記気化ガス温度計で検出される気化ガスの温度が目標温度となるようにフィードバック制御により前記調整弁を制御しつつ、前記抽出ラインに流れる抽出ガスの流量が増加する間は前記加熱器を通過する気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加し、前記抽出ラインに流れる抽出ガスの流量が減少する間は前記バイパスラインに流れる気化ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して増加するように、前記調整弁を制御する制御装置と、
を備える、船舶。