JP7357670B2 - ガス処理システム及びこれを含む船舶 - Google Patents

Description

本発明はガス処理システム及びこれを含む船舶に関する。

一般的に、液化石油ガス、即ち、ＬＰＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｇａｓ）は、石油の成分のうちプロパン及びブタンなど沸点の低い炭化水素が主成分で、ガスを常温で加圧して液化したものである。このような液化石油ガスを小型の軽い圧力容器（ボンベ）に充填し、家庭用、業務用、工業用、自動車用などの燃料として広く利用する。

液化石油ガスは生産地で気体状態で抽出され、液化石油ガスの処理設備により液化されて貯蔵されてから、液化石油ガス運搬船によって液相を保持しながら陸上に輸送された後、気体などの様々な形態で需要先に供給される。

このような液化石油ガスの沸点は約－５０℃前後であるため、液化石油ガスを運搬するための液化石油ガス運搬船はこれより低い温度を保持しなければならない。従って、液化石油ガスを保管する貯蔵タンクは、低温に強い低温用鋼（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃａｒｂｏｎ Ｓｔｅｅｌ及びＮｉｃｋｅｌ Ｓｔｅｅｌ）を使用し、液化石油ガス運搬船には再液化設備も設けられる。

このような液化石油ガス運搬船は、従来の場合、ディーゼル油を使用してエンジンを稼動することで推進力を発生させた。ところが、ディーゼル油は、船舶推進用エンジンで燃焼する過程で有害成分である窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、二酸化炭素（ＣＯ２）が発生し、このような有害成分が大気中に放出されることによって環境を汚染させる問題がある。

従って、最近では、ディーゼル油を使用する場合と比べて排気の汚染度を大幅に下げることができるように、液化石油ガスを利用して稼動するエンジンの開発及び液化石油ガスをエンジンに供給する諸般システムの開発が継続的に行われている。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために創出されたものであり、本発明の目的は、液化石油ガスを利用して推進力を発生させることができるガス処理システム及びこれを含む船舶を提供することである。

本発明の一側面によるガス処理システムは、液化ガスを貯蔵する貯蔵タンクと、液化石油ガスを燃料として使用する推進エンジンと、上記貯蔵タンクの液化ガスを上記推進エンジンに供給する燃料供給ラインと、上記推進エンジンから排出される余剰分の液相液化ガスを回収する燃料回収ラインと、を含み、上記燃料供給ラインには、高圧ポンプと、上記高圧ポンプの上流に設けられて液化ガスの温度を変化させる熱交換器が設けられ、上記熱交換器は、上記貯蔵タンクから上記推進エンジンに供給される液化ガスと、上記燃料回収ラインから回収される液化ガスを熱交換させることを特徴とするガス処理システムを有する。

具体的に、上記熱交換器は、上記貯蔵タンクから上記推進エンジンに供給される液化ガスが流れるストリームと、上記燃料回収ラインから回収される液化ガスが流れるストリームと、熱交換媒体が流れるストリームとを有する３ストリーム構造であってもよい。

具体的に、上記燃料回収ラインは、液相液化ガスを上記高圧ポンプに伝達し、上記熱交換器は、上記燃料回収ラインの液化ガスを上記推進エンジンに供給される液化ガス及び熱交換媒体で冷却して上記高圧ポンプに液相で流入されるようにすることができる。

具体的に、上記燃料回収ラインには、液相液化ガスを減圧する減圧弁が設けられ、上記熱交換器は、減圧された液化ガスを冷却して上記高圧ポンプに液相で流入されるようにすることができる。

具体的に、上記燃料回収ラインには、上記熱交換器と上記高圧ポンプの間に設けられて、上記熱交換器を経由した液化ガスと上記貯蔵タンクから供給される液化ガスを混合して上記高圧ポンプに伝達する混合機が設けられてもよい。

本発明によるガス処理システム及びこれを含む船舶は、ディーゼル油だけを使用していた従来のシステムから離れ、液化石油ガスを推進燃料として使用できるようにして環境汚染を低減し、エネルギー効率を向上させることができる。

本発明の第１実施例によるガス処理システムの概念図である。 本発明の第２実施例によるガス処理システムの概念図である。 本発明の第３実施例によるガス処理システムの概念図である。 本発明の第４実施例によるガス処理システムの概念図である。 本発明の第５実施例によるガス処理システムの概念図である。 本発明の第６実施例によるガス処理システムの概念図である。 本発明の第７実施例によるガス処理システムの概念図である。 本発明の第８実施例によるガス処理システムの概念図である。 本発明の第９実施例によるガス処理システムの概念図である。 本発明の第１０実施例によるガス処理システムの概念図である。 本発明の第１１実施例によるガス処理システムの概念図である。 本発明の第１２実施例によるガス処理システムが適用された船舶の部分側面図である。 本発明の第１２実施例によるガス処理システムが適用された船舶の部分平面図である。 本発明の第１３実施例によるガス処理システムが適用された船舶の中央断面図である。 本発明の第１４実施例によるガス処理システムが適用された船舶の平面図である。 本発明の第１５実施例によるガス処理システムが適用された船舶の概念図である。 本発明の第１５実施例によるガス処理システムが適用された船舶の正断面図である。

本発明の目的、特定の利点及び新規な特徴は、添付の図面と関連する以下の詳細な説明と好ましい実施例から更に明らかになるだろう。本明細書では、各図面の構成要素に参照番号を付するにおいて、同じ構成要素に限ってはたとえ他の図面上に表示されても可能な限り同じ番号を付したことに留意すべきである。また、本発明を説明するに当たり、関連する公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明確にすると判断される場合は、その詳細な説明は省略する。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。ちなみに、本明細書における液化ガスはＬＰＧであってもよいが、これに限定されず、沸点が常温より低くて貯蔵するために強制的に液化され、発熱量を有する全ての物質を包括することができる。

また、本明細書における液化ガス／蒸発ガスはタンク内での状態を基準として区分されるものであり、名称によって液相または気相に必ずしも限定されるものでなはい。

本発明は、以下で説明するガス処理システム１が備えられる船舶１００を含む。このとき、船舶１００は、ガス運搬船、ガスではない貨物や人を運搬する商船、ＦＳＲＵ、ＦＰＳＯ、Ｂｕｎｋｅｒｉｎｇ ｖｅｓｓｅｌ、海上プラントなどを全て含む概念であり、但し、例示として液化石油ガス運搬船であることができる。

本発明の図面において、ＰＴは圧力センサ、ＴＴは温度センサを示し、各センサによる測定値は以下で説明する構成の運用に制限なく多様に使用することができる。

図１は、本発明の第１実施例によるガス処理システムの概念図である。

図１を参照すると、本発明の第１実施例によるガス処理システム１は、燃料貯蔵部１０、燃料供給部２０、燃料回収部３０、再液化部４０を含む。

燃料貯蔵部１０は、重炭化水素を主成分とする液化ガスを貯蔵する。ここで、液化ガスは上述したＬＰＧなどであってもよく、ブタン、プロパン、プロピレン、エチレンなどであってもよいが、これに限定するものではない。

燃料貯蔵部１０は、船舶１００がガス運搬船である場合、船舶１００の船内に設けられる複数個のカーゴタンク１１であってもよく、船舶１００がガス運搬船以外の船種である場合には別途で設けられるタンクや容器などであってもよい。

カーゴタンク１１は大気圧で液化ガスを低温液相で貯蔵するタンクであり、液化ガスの気化を防止するために壁体に様々な断熱構造が付加されてもよい。また、カーゴタンク１１はメンブレン型タンクまたは独立型タンクなどであっもよいが、その形態や諸元などは限定されない。

燃料貯蔵部１０は、液化ガスを排出して燃料供給部２０に伝達する移送ポンプ１１１を有する。移送ポンプ１１１はカーゴタンク１１の内部に設けられてもよく、液化ガスに浸っているｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｔｙｐｅに設けられてもよい。

但し、移送ポンプ１１１は複数個のカーゴタンク１１のうち一部のみに設けられてもよい。カーゴタンク１１は基本的に貨物輸送を目的とするものであって、貨物のアンロード（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ）のためのカーゴポンプ１１１ａ（荷役ポンプ、ストリッピングポンプなど、不図示）が各カーゴタンク１１毎に約２個ずつ設けられるが、少なくとも何れか１つのカーゴタンク１１は内部に貯蔵された液化ガスを推進エンジンＥ（ＭＥ－ＬＧＩ）または発電エンジン（ＤＦＤＥ、不図示）などの燃料としても使用するため、カーゴポンプ１１１ａに加えて移送ポンプ１１１が追加されてもよい。

例えば、カーゴタンク１１が４個のとき、推進エンジンＥが収容されたエンジンルームに近い４番カーゴタンク１１に貯蔵された液化ガスが推進エンジンＥの燃料として使用されることができ、このために４番カーゴタンク１１のみに移送ポンプ１１１が設けられてもよい。

燃料貯蔵部１０が含む複数個のカーゴタンク１１には、気相液化ガスを伝達するための気相メインラインＶＭ（ｖａｐｏｕｒ ｍａｉｎ）と液相液化ガスを伝達するための液相メインラインＬＭ（ｌｉｑｕｉｄ ｍａｉｎ）が設けられてもよい。このとき、気相メインラインＶＭと液相メインラインＬＭは、カーゴタンク１１のうち少なくとも２以上を互いに連結するように設けられてもよい。

参考までに、メインラインＶＭ、ＬＭは、カーゴタンク１１に設けられたドーム１１５を貫通するラインに連結されるものであり、ドーム１１５を貫通するラインは液化ガスや蒸発ガスを排出／回収するラインであってもよい。従って、メインラインＶＭ、ＬＭでの流動方向は図面に示されたものに限定されて解釈されず、カーゴタンク１１の内部から外部に向かう方向であるか、またはカーゴタンク１１の外部から内部に向かう方向の何れも可能である。

複数個のカーゴタンク１１は少なくとも２つのグループに分かれてもよい。例えば、船内に４つのカーゴタンク１１が設けられる場合、カーゴタンク１１は２つのグループに分かれる。

グループはメインラインＶＭ、ＬＭの連結によって区分されることができ、例えば、第１メインラインＶＭ、ＬＭによって互いに連結される少なくとも２つのカーゴタンク１１ａが属する第１グループ、第２メインラインＶＭ、ＬＭによって互いに連結される少なくとも２つのカーゴタンク１１ｂが属する第２グループに区分されてもよい。

第１グループのカーゴタンク１１ａを互いに連結する第１メインラインＶＭ、ＬＭは、複数個のカーゴタンク１１ａ同士の気相液化ガスを統合する第１気相メインラインＶＭ１、複数個のカーゴタンク１１ａ同士の液相液化ガスを統合する第１液相メインラインＬＭ１を含む。

勿論、第２メインラインＶＭ、ＬＭも、第１メインラインＶＭ、ＬＭと同様に第２グループに属するカーゴタンク１１ｂの気相液化ガスまたは液相液化ガスを統合するために第２気相メインラインＶＭ２と第２液相メインラインＬＭ２を含んでもよい。

カーゴタンク１１に貯蔵される液化ガスは、組成によって推進エンジンＥに使用できないこともある。例えば、液化ガスがプロパンやブタンである場合、移送ポンプ１１１を介して燃料供給部２０を経て推進エンジンＥに供給されることによって推進力を得ることができるが、液化ガスがプロピレンである場合は、現在開発された推進エンジンＥでは消費が不可能であるか、望ましくない。

上述したように、４個のカーゴタンク１１は２個ずつ異なるグループに区分されてもよく、第１グループと第２グループが同種の液化ガスを貯蔵するか、または移送ポンプ１１１のない第１グループのカーゴタンク１１ａは推進エンジンＥの燃料として不適合な液化ガスを貯蔵し、移送ポンプ１１１が設けられたカーゴタンク１１ｂを含む第２グループのカーゴタンク１１ｂは推進エンジンＥの燃料として適した液化ガスを貯蔵する場合がある。

しかし、上述したように４番カーゴタンク１１だけが燃料専用として使用されるが、この場合、４番カーゴタンク１１が属するグループにおけるメインラインＶＭ、ＬＭや燃料供給部２０との連結部分に問題が生じると、液化ガスによる推進が不可能になるという問題が発生する。

即ち、カーゴタンク１１を互いに連通させるメインラインＶＭ、ＬＭが少なくとも２つのグループに分割されており、液化ガスを燃料として使用するためのカーゴタンク１１は何れか１つのグループのみに属しているため、燃料専用カーゴタンク１１に割り当てられたメインラインＶＭ、ＬＭを通じた流れを常に保障しなければならない負担が存在する。

本実施例は、これを改善するために、燃料専用である４番カーゴタンク１１に移送ポンプ１１１を複数個設置し、移送ポンプ１１１が第１メインラインＶＭ、ＬＭと第２メインラインＶＭ、ＬＭにそれぞれ連結されるように設けられてもよい。

具体的には、何れか１つの移送ポンプ１１１は、燃料専用であるカーゴタンク１１が属するグループに割り当てられるメインラインＶＭ、ＬＭ（例えば、第２液相メインラインＬＭ２）に連結されるが、他の１つの移送ポンプ１１１は、燃料専用であるカーゴタンク１１を属さない他のグループに割り当てられたメインラインＶＭ、ＬＭ（例えば、第１液相メインラインＬＭ１）に連結されるようにすることができる。

従って、本実施例では、燃料専用として使用されるカーゴタンク１１が何れか１つのグループに割り当てられたメインラインＶＭ、ＬＭのみに連結されるのではなく、全てのグループに連結されるようにすることで、１つのカーゴタンク１１で複数個のグループを通じた燃料供給を可能にすることができる。即ち、互いに異なるグループが燃料供給を互いにバックアップする構造で設けられるようにすることができる。

また、燃料専用であるカーゴタンク１１が２つ以上のグループに割り当てられたメインラインＶＭ、ＬＭに連結されるように設けられることにより、貨物積載の運営方式も以下のように拡張されることができる。

即ち、本実施例において、移送ポンプ１１１を有するカーゴタンク１１は下記のように同じグループに属し、移送ポンプ１１１のないカーゴタンク１１と異なるか、または同じ液化ガスの貯蔵が可能である。参考までに、以下において、Ｐはプロピレン、Ｂはブタンを意味する。

即ち、本実施例の燃料貯蔵部１０は、２つのグループに分かれるカーゴタンク１１及び何れか１つのグループに属する燃料専用カーゴタンク１１を備えるだけでなく、さらに、燃料専用カーゴタンク１１が他のグループに割り当てられたメインラインＶＭ、ＬＭにも連結される構造に有するようにすることで、何れか１つのグループによって液化ガスの伝達に問題が生じたとしても燃料供給には中断がないように保障することができる。

燃料供給部２０は、燃料貯蔵部１０の液化ガスを船舶１００の推進エンジンＥに液相で供給し、このために燃料供給部２０はメインラインＶＭ、ＬＭから推進エンジンＥに連結される燃料供給ラインＬ２０を備える。一般的に、ＬＮＧの場合はエンジンに気相で供給しなければならないため、ＬＮＧは加熱によって気化されてからエンジンに供給されるが、本発明における燃料供給部２０は推進エンジンＥにＬＰＧなどを液相で供給するようになる。

このとき、推進エンジンＥは、ＭＡＮ社で開発したＭＥ－ＬＧＩ等のＬＰＧエンジンであってもよいが、これに限定されず、ＬＰＧなどを消費することができる全てのエンジン製品を包括することができる。

但し、燃料供給部２０が加圧して推進エンジンＥに供給する液相液化ガスの状態は、具体的に臨界圧力（以下において、臨界圧力は液化ガス固有の臨界圧力ではない常温（２０℃以上）で気化されない圧力を意味する表現であることもある。）以上及び臨界温度以下の過冷却状態であってもよい。即ち、本明細書における液相とは過冷却を包括する表現であってもよい。

燃料供給部２０は、カーゴタンク１１に設けられた移送ポンプ１１１を介して伝達された液化ガスを推進エンジンＥで要求する温度（例えば、２０～５０℃）と圧力（例えば、２０～６０ｂａｒ）に合わせて推進エンジンＥなどに供給することができ、推進エンジンＥの上流で液化ガスのうち少なくとも一部を分岐して発電エンジン、ボイラーＢなどの他の需要先に供給することもできる。

この場合、発電エンジンなどが求める液化ガスの条件が推進エンジンＥとは異なることもあるため、燃料供給部２０は発電エンジンなどに分岐される液化ガスに対しても温度や圧力などをさらに調整できる手段が付加されてもよいことは言うまでもない。

燃料供給部２０は、燃料供給ラインＬ２０上に設けられる熱交換器２２、高圧ポンプ２１、フィルタ２３を含む。

熱交換器２２は液化ガスの温度を変化させる。熱交換器２２は液化ガスの温度を上昇または下げることができるため、ｆｕｅｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒと称されてもよい。

例えば、本実施例の初期稼動時には、後述する燃料回収部３０によって回収される高温液化ガスの流量が多いため、熱交換器２２は液化ガスの温度を下げることができ、安定稼動になると、熱交換器２２は液化ガスの温度を高めることができる。

また、熱交換器２２は、熱交換器２２の下流に設けられた高圧ポンプ２１に気相液化ガスが流入されないように、液化ガスの沸点以下に液化ガスの温度を調整することができる。

また、熱交換器２２は、燃料回収部３０によってリターンされる液化ガスには推進エンジンＥで使用された潤滑油が混入される点を考慮し、高圧ポンプ２１に流入される液化ガスで潤滑油が結氷しない温度以上に液化ガスの温度を調整することができる。

即ち、熱交換器２２は、燃料貯蔵部１０から高圧ポンプ２１に伝達される液化ガスと燃料回収部３０から高圧ポンプ２１に伝達される液化ガスとが混合されたとき、液化ガスの沸点以下及び潤滑油の結氷点以上になるように液化ガスの温度を制御する。

熱交換器２２は、媒体供給ラインＬ２１を介して供給される様々な熱交換媒体を利用して液化ガスとの熱交換を具現することができ、例えば、熱交換媒体は海水、清水、グリコールウォーター、排気などであってもよいが、これに限定されるものではない。

熱交換器２２が加熱する液化ガスの温度は、推進エンジンＥの要求温度とは異なってもよいが、これは熱交換器２２の下流に設けられた高圧ポンプ２１による加圧時に液化ガスの温度が多少上昇する可能性があるためである。従って、熱交換器２２は、高圧ポンプ２１の加圧過程での液化ガスの温度上昇を考慮して、推進エンジンＥに流入される液化ガスの温度が適正になるように液化ガスの加熱または冷却を制御することができる。

高圧ポンプ２１は、燃料供給ラインＬ２０において熱交換器２２の下流に設けられ、熱交換器２２によって温度が調整された液化ガスを推進エンジンＥが求める圧力に加圧する。推進エンジンＥが要求する圧力は２０～５０ｂａｒであってもよいが、推進エンジンＥの諸元によって変わることができる。

高圧ポンプ２１のタイプは特に限定せず、また、高圧ポンプ２１は、図面に示したように複数個が互いにバックアップできるように並列に設けられてもよい。

但し、高圧ポンプ２１は、加圧過程でキャビテーション（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）の発生を抑制するために、液化ガスが液相で流入されてもよい。このために熱交換器２２が液化ガスの温度を制御することができることは上述した通りである。

高圧ポンプ２１に吸入される液化ガスの圧力は、移送ポンプ１１１によって吐出される液化ガスの圧力に対応することができる。また、後述する燃料回収部３０の減圧弁３１によって減圧された液化ガスの圧力にも対応することができる。

高圧ポンプ２１の吸入圧力を高めると（例えば、液化ガスの臨界圧力である約２０ｂａｒ以上）、高圧ポンプ２１の負荷は減少するが、移送ポンプ１１１の負荷は大きくなる。但し、燃料回収部３０で減圧弁３１による減圧の程度が減少しながら（沸点が比較的に高い状態）回収される液相液化ガスが気化されることを防止することができる。

一方、高圧ポンプ２１の吸入圧力を下げると（例えば、液化ガスの臨界圧力以下で約５～１０ｂａｒ）、高圧ポンプ２１の負荷は大きくなるが、移送ポンプ１１１の負荷は減少する。この場合、高圧ポンプ２１の吸入圧力を合わせるために減圧弁３１による減圧の程度が大きくなり（沸点が低い状態）、回収される液相液化ガスが気化されて高圧ポンプ２１に流入される恐れがある。

それにもかかわらず、本実施例は、高圧ポンプ２１の吸入圧力を下げることができる。例えば、高圧ポンプ２１の吸入圧力（移送ポンプ１１１の吐出圧力）は１～１０ｂａｒであることができる。これにより、本実施例は、燃料貯蔵部１０から高圧ポンプ２１の前端までの装置及びラインの構成に対して運転圧力を下げることができるようになり、設置費用だけでなく、メンテナンス費用の革新的な節減が可能である。

但し、上述したように、高圧ポンプ２１に流入される液化ガスの気化問題が残存するが、本実施例はこれを解消するために燃料回収部３０にクーラー３２を付加することができる。これについては後述する。

フィルタ２３は、燃料供給ラインＬ２０において高圧ポンプ２１の下流に設けられ、高圧ポンプ２１で加圧された液化ガスをフィルタリングして推進エンジンＥに伝達する。フィルタ２３がフィルタリングする物質は、推進エンジンＥの効率を落とす様々な異物を意味することができ、種類は制限されない。

燃料供給部２０はフィルタ２３と推進エンジンＥの間に燃料供給弁（不図示）を設けてもよく、このとき、燃料供給弁と後述する燃料回収部３０の減圧弁３１は１つのトレインで構成されてＦＶＴ（ｆｕｅｌ ｖａｌｖｅ ｔｒａｉｎ）と称されることができる。

燃料回収部３０は、推進エンジンＥから排出され潤滑油が混ざった余剰分の液相液化ガスを回収する。ＬＮＧの供給を気相で受けて消費する商用エンジン（ＭＥ－ＧＩ、ＸＤＦなど）とは異なり、本発明における推進エンジンＥ（ＭＥ－ＬＧＩ等）はＬＰＧなどの供給を液相で受けて消費しながら余剰分の液相燃料を排出する構造を有する。

これは、気相の場合とは異なって液相の場合は、燃料供給量の微制御が容易ではないため、推進エンジンＥが十分な量の液相燃料の供給を受けることによって余剰分の燃料が発生するからである。

但し、推進エンジンＥから回収される液化ガスは、推進エンジンＥに流入される前の液化ガスではなく、推進エンジンＥの内部を経た液化ガスであり、推進エンジンＥの要求圧力に対応する温度／圧力を有する状態でありながら（例えば、４５ｂａｒ前後、５０℃以上）、液化ガスの内部には推進エンジンＥで使用される潤滑油が混入されることができる。

従って、燃料回収部３０が回収する余剰分の液化ガスには潤滑油が混ざっているため、燃料回収部３０は貨物の汚染を防止するために液化ガスをカーゴタンク１１に伝達しないことが望ましい。即ち、燃料回収部３０は、液相液化ガスをカーゴタンク１１ではない高圧ポンプ２１に伝達して推進エンジンＥに再流入されるようにすることができる。

燃料回収部３０は推進エンジンＥから延長される燃料回収ラインＬ３０を備え、燃料回収ラインＬ３０に設けられる減圧弁３１、クーラー３２を含む。

減圧弁３１は液相液化ガスを減圧する。減圧弁３１はジュール・トムソン弁であってもよく、上述したように燃料供給部２０の燃料供給弁とともに燃料供給トレインＦＶＴを構成するように設けられてもよい。

減圧弁３１は、推進エンジンＥから回収される高圧（約３０～５０ｂａｒ前後）の液化ガスを減圧して高圧ポンプ２１の吸入圧力に合わせることができる。このとき、減圧弁３１が液化ガスを臨界圧力（例えば、２０ｂａｒ）以上に減圧すると、燃料貯蔵部１０から供給される液化ガスと混合されてから高圧ポンプ２１に流入される過程で気相液化ガスが生成されないことがある。しかし、この場合には、高圧ポンプ２１の吸入圧力が臨界圧力以上であり、移送ポンプ１１１及び高圧ポンプ２１の上流における構成が全て臨界圧力以上に合わせられた高価の諸元でセッティングされなければならない。

しかし、本実施例は、減圧弁３１が臨界圧力以上の液化ガスを臨界圧力以下（例えば、１～１０ｂａｒ）に減圧することができ、これにより、高圧ポンプ２１の吸入圧力を下げることで、移送ポンプ１１１の吐出圧力が減圧弁３１の圧力降下に対応して臨界圧力以下に設定されるようにして、移送ポンプ１１１及び高圧ポンプ２１の上流の燃料供給ラインＬ２０などが比較的低い圧力に合わせられた低価の諸元で設置されるようにすることができる。

但し、この場合、液化ガスは圧力降下により沸点が下がるようになるが、推進エンジンＥから回収される液化ガスは推進エンジンＥの要求温度に合わせて加熱されて推進エンジンＥを経由しながらさらに加熱された状態（約６０℃前後）であることができるめ、減圧時に液化ガスは気化されることができる。

勿論、回収される液化ガスは燃料供給部２０を介して供給される液化ガスと混合されて一部は再び液化されることもあるが、気相の液化ガスが高圧ポンプ２１に流入されると、キャビテーションの問題が生じ得るのは明らかである。従って、燃料回収ラインＬ３０における減圧弁３１の下流にはクーラー３２が設けられて液化ガスの気化を防止することができる。

クーラー３２は、減圧された液化ガスを冷却して高圧ポンプ２１に液相で流入されるようにする。クーラー３２は制限なく様々な冷媒を活用することができ、減圧された液化ガスの沸点以下に液化ガスを冷却することができる。

クーラー３２による冷却は、燃料貯蔵部１０から高圧ポンプ２１に伝達される液化ガスとの混合を考慮して行われることができるため、クーラー３２は減圧された液化ガスの沸点より多少高い温度に液化ガスを冷却する制御も可能である。

クーラー３２によって冷却された液相（または液相に近い状態）液化ガスは、燃料回収ラインＬ３０を介して燃料供給ラインＬ２０の高圧ポンプ２１の上流に混入され、燃料回収ラインＬ３０が燃料供給ラインＬ２０に連結される地点にはミキサー（不図示）が設けられてもよい。

このように、本実施例は、回収される液化ガスが減圧弁３１によって臨界圧力以下に減圧されるようにして、高圧ポンプ２１の上流に設けられる構成の諸元を下げて設置費用だけでなく、運営、メンテナンス費用を全て節減する効果を得ることができる。

また、燃料回収部３０は、燃料回収ラインＬ３０が部分的に並列構造を有するように設けられてもよく、並列の燃料回収ラインＬ３０の一側に捕集タンク３４（ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｔａｎｋ）が設けられ、捕集タンク３４にはベントマスト３６が連結される。

燃料回収ラインＬ３０は、減圧弁３１の下流で分岐されて部分的に並列に構成されてから再び合流して燃料供給ラインＬ２０に連結されてもよく、捕集タンク３４は減圧弁３１の下流に配置される。

捕集タンク３４は、燃料回収部３０を介して回収される液化ガスの一部を貯蔵することができるが、このとき、捕集タンク３４に伝達される液化ガスは燃料貯蔵部１０から供給される液化ガスの流量と推進エンジンＥの要求流量、回収される液化ガスの状態などを全般的に考慮して決まることができる。例えば、回収される液化ガスの流量が多い場合、少なくとも一部の液化ガスが捕集タンク３４に一時的に貯蔵されてもよい。

また、捕集タンク３４はパージのために設けられてもよい。パージの際、燃料供給部２０などに外部からパージガスが注入され、推進エンジンＥまで経由するパージガスは燃料回収ラインＬ３０を介して回収されて捕集タンク３４に伝達される。このとき、パージガスは捕集タンク３４に連結されたベントマスト３６を利用して外部に排出されてもよい。

ベントマスト３６は捕集タンク３４とベントラインＬ３２を介して連結され、推進エンジンＥの稼動中断などのようにベントが必要な異常運転の状況において液化ガスなどを外部にベントさせることができる。このために、捕集タンク３４は異常運転下で液化ガスの伝達を受けてベントマスト３６に排出することができることは言うまでもない。

また、ベントマスト３６は、燃料供給部２０などのパージの際に捕集タンク３４に循環されるパージガスを外部に排出してパージを具現する構成として使用されてもよい。

再液化部４０は、燃料貯蔵部１０で発生する蒸発ガスを液化して燃料貯蔵部１０にリターンさせる。再液化部４０は、様々な冷媒を利用して蒸発ガスを沸点以下に冷却する液化機４１を含んでもよい。

液化機４１は、窒素、混合冷媒（ＭＲ：Ｍｉｘｅｄ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ）などを利用して蒸発ガスを冷却して液化させる。このとき、燃料貯蔵部１０であるカーゴタンク１１から液化機４１には再液化ラインＬ４０が循環するように連結されてもよい。

カーゴタンク１１から液化機４１に連結された再液化ラインＬ４０には、カーゴタンク１１の気相メインラインＶＭを介して排出された気相蒸発ガスが流動することができ、液化機４１からカーゴタンク１１に連結された再液化ラインＬ４０には、液化機４１で冷却されて液化された液相蒸発ガスが流動することができる。

但し、液化の効率を上げるために、蒸発ガスの沸点を上昇させる圧縮機（不図示）がカーゴタンク１１と液化機４１の間の再液化ラインＬ４０上に配置されてもよい。但し、圧縮機１２４を備える場合も、液化機４１とカーゴタンク１１との間の再液化ラインＬ４０には減圧機が省略されてもよいが、これは再液化ラインＬ４０を介してカーゴタンク１１に蒸発ガスがリターンされる過程で体積の大きい空間であるカーゴタンク１１に流入されながら自然に減圧が行われることができるためである。

液化機４１からカーゴタンク１１に連結される再液化ラインＬ４０は、カーゴタンク１１に設けられた液相メインラインＬＭを介してカーゴタンク１１の内部に液相蒸発ガスを伝達することができ、液相蒸発ガスはカーゴタンク１１内で液化ガス内に注入されるように下側に伝達されるか、カーゴタンク１１で発生した蒸発ガスの上に投入されて蒸発ガスの排出量が低減できるように上側で噴霧されてもよい。無論、液相蒸発ガスがカーゴタンク１１内にリターンされる方法は上記に限定されない。

このように、本実施例は、燃料貯蔵部１０に貯蔵された液化ガスを燃料供給部２０が液相で推進エンジンＥに供給するが、推進エンジンＥから液相液化ガスが回収されるときに液化ガスを臨界圧力以下に減圧して、高圧ポンプ２１の上流部分の諸元をダウンさせることで、費用を大幅に節減できるだけでなく、液化ガスが気相で高圧ポンプ２１に流入されるのを防いで安定的な稼動が可能である。

図２は、本発明の第２実施例によるガス処理システムの概念図である。

以下では、本実施例が上述した実施例に比べて変わる部分を中心として説明し、説明を省略した部分は上述した内容に代える。これは後述する第３実施例などの内容にも同様に適用される。

図２を参照すると、本発明の第２実施例によるガス処理システム１は、燃料回収部３０が気液分離部３５を備えることができる。

気液分離部３５は、燃料回収ラインＬ３０の減圧弁３１の下流に設けられ、減圧された液化ガスを気液分離して液相だけが高圧ポンプ２１に流入されるようにする。このために気液分離部３５は、液化ガスが回収される燃料回収ラインＬ３０の一部が部分的に拡管された形態であるか、または密度差を利用して気体と液体を分離する容器形態などで設けられてもよい。

上述したように、燃料回収部３０の減圧弁３１が液化ガスを臨界圧力以下に減圧すると、液化ガスは温度に応じて気化できる状態になる。ところが、推進エンジンＥを経て回収される液化ガスの温度が高いため、減圧時に温度が一部低下しても液化ガスが気化される恐れがあり、これにより、液化ガスが流入される高圧ポンプ２１ｂでのキャビテーションが問題となる。

勿論、これを解決するために減圧弁３１の下流に液化ガスを冷却するクーラー３２を追加することもできるが、本実施例では、より安定的な稼動のために、クーラー３２を気液分離部３５に置き換えるか、または気液分離部３５をクーラー３２と一緒に使用することができる。クーラー３２と気液分離部３５の両方を備える場合、クーラー３２は減圧された液化ガスを冷却して気液分離部３５に伝達することができる。

気液分離部３５は回収される液化ガスに含まれた窒素成分を分離することができる。窒素成分は沸点が液化ガスよりかなり低い物質であって、簡単に気化するため、気液分離部３５は窒素などを分離して外部に排出することができる。このとき、外部は窒素需要先または大気中であることができる。

気液分離部３５内で気体が蓄積されると、気液分離部３５内の圧力が上昇するようになる。この場合、液化ガスの沸点が上昇しながら気体が液体内に自然に凝縮されることができるため、気液分離部３５は効果的に高圧ポンプ２１への気体流入を防止することができる。

但し、窒素成分の場合、気液分離部３５の内圧上昇にもかかわらず、気液分離部３５内の液体によって凝縮できないため、上述したように、窒素成分は気液分離部３５の上側を通じて外部に排出されることができる。窒素成分の排出は、気液分離部３５の内圧、貯蔵レベルなどに応じて弁の開度調整をすることで制御することができる。

このように、本実施例は、燃料回収ラインＬ３０上に拡張配管の形状などで設けられる気液分離部３５が備え、液体だけを高圧ポンプ２１にリターンさせることで、高圧ポンプ２１のキャビテーションを抑制することができる。勿論、減圧弁３１が液化ガスを臨界圧力以上に減圧する場合も、窒素成分を分離するために気液分離部３５を活用してもよい。

参考までに、減圧弁３１が液化ガスを減圧する程度は、本発明の全体において臨界圧力以上であるか、臨界圧力より低くてもよい。但し、臨界圧力より低く減圧する場合には気化を防止するための様々な手段が使用されることができる。

図３は、本発明の第３実施例によるガス処理システムの概念図である。

図３を参照すると、本発明の第３実施例によるガス処理システム１は、燃料供給部２０の熱交換器２２が上述した実施例とは異なるように構成されることができる。

熱交換器２２は、燃料貯蔵部１０から推進エンジンＥに供給される液化ガスの温度を変化させるという点においては上述した実施例と同じである。但し、本実施例の熱交換器２２は、燃料回収部３０を介して回収される液化ガスを熱交換に活用することができる。

即ち、熱交換器２２は、燃料貯蔵部１０から推進エンジンＥに供給される液化ガスと、燃料回収部３０から回収される液化ガスを熱交換させることができる。この場合、熱交換器２２は、燃料回収部３０の液化ガスを推進エンジンＥに供給される液化ガスで冷却して、高圧ポンプ２１に液相で流入されるようにする。

本発明では、燃料回収部３０を介して回収される液化ガスが高圧ポンプ２１に流入されるとき、気体が発生しないようにすることが重要であるが、上述した実施例ではクーラー３２、気液分離部３５などを活用することができるのに対し、本実施例は熱交換器２２を（追加で）利用することができる。

従って、熱交換器２２は、燃料回収部３０の減圧弁３１によって減圧された液化ガスを冷却して高圧ポンプ２１に液相で流入されるようにすることで、高圧ポンプ２１でのキャビテーションを防止することができるようになる。

また、熱交換器２２は、回収される液化ガスを燃料貯蔵部１０から伝達される液化ガスと熱交換するだけでなく、さらに、熱交換媒体を活用することもできる。この場合、熱交換器２２は、燃料貯蔵部１０から推進エンジンＥに供給される液化ガスが流れるストリーム（燃料供給ラインＬ２０に連結）と、燃料回収部３０から回収される液化ガスが流れるストリーム（燃料回収ラインＬ３０に連結）と、熱交換媒体が流れるストリームと、を有する少なくとも３ストリーム構造であってもよい。

このとき、熱交換器２２はフィンチューブタイプまたはＰＣＨＥタイプなどで設けられてもよく、空間活用性の増大のためにＰＣＨＥタイプで設けられることが望ましい。これは、本明細書内で熱交換を具現する全ての構成に適用される。

燃料回収ラインＬ３０を基準として熱交換器２２の下流には混合機３３が設けられてもよい。混合機３３は、燃料供給ラインＬ２０を基準として熱交換器２２と高圧ポンプ２１との間に設けられ、熱交換器２２を経由した液化ガスと燃料貯蔵部１０から供給される液化ガスとを混合して高圧ポンプ２１に伝達する。

混合機３３だけを使用する場合、推進エンジンＥから回収される高温の液化ガスが燃料貯蔵部１０から伝達される低温の液化ガスと直接接して冷却されることができるが、この場合、急激な冷却によって回収される液化ガスに含まれた潤滑油が結氷する恐れがある。

従って、本実施例は、回収される液化ガスが低温液化ガスによって冷却されてから低温液化ガスに混合されるように温度降下を段階的に具現し、潤滑油の急激な冷却による結氷を防止することができる。

このように、本実施例は、推進エンジンＥから回収される液化ガスが燃料貯蔵部１０から伝達される液化ガスによって熱交換及び混合されながら冷却されるようにして、推進エンジンＥから回収された後、高圧ポンプ２１に再流入される液化ガスが液相からなるようにすることで、高圧ポンプ２１を保護することができる。

図４は、本発明の第４実施例によるガス処理システムの概念図である。

図４を参照すると、本発明の第４実施例によるガス処理システム１は、燃料供給部２０の熱交換器２２が上述した第３実施例と異なるように配置される。

上述した実施例は高圧ポンプ２１の上流で液化ガスの温度制御が行われるのに対し、本実施例の場合は、従来に広く知られているＬＮＧ燃料供給システムと同様に、高圧ポンプ２１の下流で液化ガスの温度制御が行われることができる。

本実施例の熱交換器２２は、第３実施例とは逆に、燃料供給ラインＬ２０の高圧ポンプ２１の下流に設けられてもよい。この場合、熱交換器２２は、高圧ポンプ２１で加圧された高圧液化ガスと、燃料回収部３０から回収される液化ガスとを熱交換させることができる。

具体的に、熱交換器２２は、高圧ポンプ２１によって臨界圧力以上に加圧された高圧液化ガスを燃料回収部３０の液化ガスで加熱する。従って、本実施例は、上述した実施例と同様に、推進エンジンＥに供給される液化ガスを加熱しなければならない負荷を低減することができる。

また、熱交換器２２は、上述した実施例と同様に、燃料貯蔵部１０から推進エンジンＥに供給される液化ガスが流れるストリームと、燃料回収部３０から回収される液化ガスが流れるストリームと、熱交換媒体が流れるストリームと、を有する３ストリーム以上の構造で設けられてもよいことは言うまでもない。

本実施例の熱交換器２２は、推進エンジンＥから回収されて減圧弁３１によって減圧された液化ガスを高圧ポンプ２１によって加圧された高圧液化ガスで冷却するため、上述した実施例に比べて冷却の程度が低いことができ、潤滑油の結氷を十分に抑制することができる。

このとき、推進エンジンＥから回収されて熱交換器２２で冷却された液化ガスは、燃料回収ラインＬ３０の高圧ポンプ２１の上流に設けられる混合機３３により燃料貯蔵部１０から伝達される液化ガスと混合されることができ、混合されながら高圧ポンプ２１への流入に問題のない状態（液相）になることができる。

即ち、混合機３３は高圧ポンプ２１の上流に設けられて、熱交換器２２を経由した液化ガスと、燃料貯蔵部１０から供給される液化ガスを混合し（殆ど）液相の状態で高圧ポンプ２１に伝達することができる。

このように、本実施例は、回収される潤滑油の結氷を防止するために、高圧ポンプ２１の下流の液化ガスを利用して回収される液化ガスを冷却することができ、また、高圧ポンプ２１に流入される液化ガスのｖａｐｏｒ生成を抑制することができる。

図５は、本発明の第５実施例によるガス処理システムの概念図である。

図５を参照すると、本発明の第５実施例によるガス処理システム１は、燃料回収部３０に設けられる捕集タンク３４の配置が上述した実施例と異なってもよい。

捕集タンク３４は回収される液化ガスの伝達を受けて一時的に貯蔵する。捕集タンク３４は燃料回収ラインＬ３０に設けられるが、上述した実施例の場合、燃料回収ラインＬ３０で捕集タンク３４が設けられる部分は少なくとも部分的に並列に備えられるのに対し、本実施例の場合は、燃料回収ラインＬ３０が燃料供給ラインＬ２０に連結される地点に捕集タンク３４が備えられてもよい。

即ち、捕集タンク３４は燃料回収ラインＬ３０と燃料供給ラインＬ２０の合流地点に設けられて混合機３３の機能を具現することができる。また、捕集タンク３４は燃料供給ラインＬ２０を基準として高圧ポンプ２１の上流に設けられるが、捕集タンク３４に流入された液化ガスのうち液相だけが高圧ポンプ２１に伝達されることができる。即ち、捕集タンク３４は気液分離部３５の機能も具現することができる。

また、捕集タンク３４は内部に貯蔵された液化ガスを加熱するヒーター３４１を備えてもよい。即ち、捕集タンク３４は、上述した混合機３３や気液分離部３５の機能に加えて、熱交換器２２の機能を具現するように設けられてもよい。

このとき、ヒーター３４１は、捕集タンク３４の内部にコイル状に設けられるｉｎ－ｔａｎｋ ｈｅａｔｅｒであってもよく、電気を利用するか、別の媒体供給ラインＬ３１を介して流入される熱交換媒体を利用することができる。

従って、捕集タンク３４は一時的に貯蔵された液化ガスを加熱して高圧ポンプ２１に伝達することができる。但し、繰り返して述べたように、高圧ポンプ２１に気相が流入されると、キャビテーションが問題になることがあるため、捕集タンク３４が加熱する液化ガスの温度は沸点以下の温度であることができる。

この場合、燃料供給部２０は、高圧ポンプ２１の下流に設けられ、液化ガスの温度を変化させる熱交換器２２をさらに含んでもよく、熱交換器２２は熱交換媒体を活用するか、燃料回収部３０から回収される液化ガスを利用することができる。後者の場合、熱交換器２２は、燃料貯蔵部１０から推進エンジンＥに供給される液化ガスと、燃料回収部３０から回収される液化ガスとを熱交換させる少なくとも２ストリーム以上の構造で設けられてもよい。

上の場合、高圧ポンプ２１に伝達される液化ガスの圧力が臨界圧力以下であることができるが、減圧弁３１は液化ガスを臨界圧力以下に減圧することができ、高圧ポンプ２１の上流での流動圧力は臨界圧力以下であることができるため、高圧ポンプ２１の上流の構成に対する諸元を下げることができる。このとき、高圧ポンプ２１への気体流入は捕集タンク３４により防止される。

または、捕集タンク３４から高圧ポンプ２１に伝達される液化ガスの圧力は、常温で気化が行われない臨界圧力以上であることができる。この場合、高圧ポンプ２１の上流での流動圧力が臨界圧力以上であるため、高圧ポンプ２１の上流の構成の諸元が上向することがあるが、一方で、クーラー３２などの構成が省略できるようになる。

捕集タンク３４にはベントラインＬ３２を介してベントマスト３６が連結される。ベントマスト３６は捕集タンク３４に回収される液化ガスのうち少なくとも一部を外部にベントし、このとき、ベントはシステムが異常状態であるか、パージの場合などに行われることができる。

ベントラインＬ３２は捕集タンク３４からベントマスト３６に連結されてもよいが、ベントラインＬ３２は燃料供給部２０などのパージ後に捕集タンク３４に回収されるパージガスをベントマスト３６に伝達することができる。即ち、パージの際、パージガスは燃料供給部２０と推進エンジンＥを経て燃料回収ラインＬ３０に沿って捕集タンク３４に捕集された後、ベントラインＬ３２に沿ってベントマスト３６に伝達されることで処理されることができる。

このように、本実施例は、高圧ポンプ２１の上流における液化ガスの温度調整構成と、回収される液化ガスを燃料貯蔵部１０から供給される液化ガスと混合する構成などを１つの捕集タンク３４で構成することにより、システムを簡素化し、設置／メインテナンスなどの費用を大幅に節減することができる。

図６は、本発明の第６実施例によるガス処理システムの概念図である。

図６を参照すると、本発明の第６実施例によるガス処理システム１は、燃料供給部２０の燃料供給ラインＬ２０上に熱交換器２２、高圧ポンプ２１、ヒーター２４が順に設けられる。以下、本実施例については図３に示された第３実施例と比較して説明する。

第３実施例と比べて、本実施例は、燃料供給部２０が高圧ポンプ２１の下流にヒーター２４をさらに備えることができる。即ち、燃料供給部２０は、高圧ポンプ２１と、高圧ポンプ２１の上流に設けられて液化ガスの温度を変化させる熱交換器２２と、高圧ポンプ２１の下流に設けられるヒーター２４と、を含んでもよい。

このとき、熱交換器２２は、燃料回収部３０の減圧弁３１によって減圧された液化ガスを冷却して高圧ポンプ２１に液相で流入されるようにする構成であって、燃料貯蔵部１０から推進エンジンＥに供給される液化ガスと、燃料回収部３０から回収される液化ガスを熱交換させることができる。

具体的に、熱交換器２２は、燃料貯蔵部１０から推進エンジンＥに供給される液化ガスが流れるストリームと、 燃料回収部３０から回収される液化ガスが流れるストリームと、を有する少なくとも２ストリーム以上の構造で設けられてもよい。

ヒーター２４は、高圧ポンプ２１の下流で液化ガスを加熱して推進エンジンＥの要求温度に合わせて変化させる。即ち、本実施例では、高圧ポンプ２１の上流で液化ガスの温度制御が行われ、また、高圧ポンプ２１の下流でも液化ガスの温度制御が行われることができるが、推進エンジンＥの要求温度による液化ガスの温度制御は、高圧ポンプ２１の下流のヒーター２４で主に行われることができる。

燃料回収部３０によって回収される液化ガスは、熱交換器２２に伝達されて熱交換器２２で冷却された後、燃料供給ラインＬ２０の熱交換器２２と高圧ポンプ２１との間に設けられる混合機３３により燃料貯蔵部１０から供給される液化ガスに混合されてもよい。

また、燃料回収部３０は、減圧弁３１を経て熱交換器２２を経由して混合機３３に連結される燃料回収ラインＬ３０に加えて、バイパスラインＬ３４をさらに備えてもよい。バイパスラインＬ３４は、回収される液化ガスが熱交換器２２を迂回して推進エンジンＥに供給される液化ガスに伝達されるようにする。

バイパスラインＬ３４は、混合機３３と高圧ポンプ２１の間の燃料供給ラインＬ２０に連結されてもよく、または混合機３３に直接連結されることも可能である。バイパスラインＬ３４にはバイパス弁（符号不図示）が設けられ、推進エンジンＥの稼動状態に応じてバイパスが制御されることができる。

具体的に、燃料回収部３０は、推進エンジンＥの正常稼動時に液化ガスを燃料回収ラインＬ３０に沿って熱交換器２２に伝達し、推進エンジンＥの初期稼動時に液化ガスをバイパスラインＬ３４に沿って熱交換器２２を迂回して高圧ポンプ２１に伝達することができる。

これは、初期稼動（ｓｔａｒｔ－ｕｐ）時には燃料回収部３０を介して回収される液化ガスが正常稼動時の液化ガス対比で流量、温度などにおいて差があるため（例えば、流量が多いか、温度が高い）、熱交換器２２を経由しなくても潤滑油の結氷の恐れがないことができる。

従って、本実施例は、推進エンジンＥの稼動状態を考慮して回収される液化ガスが燃料貯蔵部１０から供給される液化ガスと熱交換するか、熱交換を迂回するようにすることで、効率的な液化ガスの温度制御が可能である。

このように、本実施例は、燃料回収ラインＬ３０にバイパスラインＬ３４を備えて、推進エンジンＥの初期稼動時に推進エンジンＥから排出される液化ガスの状態を考慮し、回収される液化ガスが熱交換器２２を迂回して推進エンジンＥに再流入されるようにすることで、運用上の効率を大幅に改善することができる。

図７は、本発明の第７実施例によるガス処理システムの概念図である。

図７を参照すると、本発明の第７実施例によるガス処理システム１は、上述した第６実施例と同様に、高圧ポンプ２１の上流と下流の両方で液化ガスの温度変化が可能である。但し、上述した実施例は、高圧ポンプ２１の上流または下流のうち少なくとも一側で液化ガス同士の熱交換が活用されるが、本実施例では高圧ポンプ２１の上流と下流の両方で熱交換媒体による熱交換を利用することができる。

具体的に、燃料供給部２０は、高圧ポンプ２１と、高圧ポンプ２１の上流に設けられて液化ガスの温度を変化させる熱交換器２２と、高圧ポンプ２１の下流に設けられるヒーター２４と、を含む。

この場合、燃料回収部３０の減圧弁３１は、回収される液化ガスを臨界圧力以下に減圧して高圧ポンプ２１に伝達することができる。但し、高圧ポンプ２１に気相が流入されることを抑制するために、減圧弁３１の下流には減圧された液化ガスを冷却して高圧ポンプ２１に液相で流入されるようにするクーラー３２が設けられてもよい。

このように減圧弁３１による減圧を液化ガスの臨界圧力以下（例えば、６～１０ｂａｒ）にすると、燃料貯蔵部１０の移送ポンプ１１１などは燃料供給部２０の高圧ポンプ２１に液化ガスを臨界圧力以下（例えば、６～１０ｂａｒ）に伝達することができる。

従って、本実施例は、移送ポンプ１１１やメインラインＶＭ、ＬＭなどにおける流動圧力が臨界圧力以下にセッティングされることができるため、本実施例は関連する構成のｄｅｓｉｇｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅを下げて費用を大幅に節減することができる。

但し、高圧ポンプ２１への気体流入を防止するために、熱交換器２２は、熱交換媒体を利用して液化ガスを加熱するとき、液化ガスの温度を燃料貯蔵部１０から伝達される液化ガスの圧力における沸点以下に制御することができる。

また、回収される液化ガスに潤滑油が混入されていることを考慮し、熱交換器２２は燃料回収部３０の液化ガスに混合される潤滑油の結氷点（約－１８℃）以上の温度に液化ガスの温度を制御することができる。即ち、熱交換器２２は、液化ガスの温度を沸点と潤滑油の結氷点の間の温度に制御する。

但し、燃料貯蔵部１０から高圧ポンプ２１に供給される液化ガスは、回収される液化ガスと混合されながら温度が上昇することができるため、熱交換器２２は燃料回収部３０によって高圧ポンプ２１に伝達される液化ガスの温度に応じて燃料貯蔵部１０から伝達される液化ガスの温度を制御し、高圧ポンプ２１に流入される液化ガスの温度が沸点以下になるようにすることができる。即ち、燃料貯蔵部１０から伝達される液化ガスは、熱交換器２２で沸点より十分な温度間隔（回収される液化ガスの混合による加熱分を考慮）だけ低い温度まで加熱されることができる。

高圧ポンプ２１の下流に設けられるヒーター２４は、熱交換媒体を利用して液化ガスを推進エンジンＥの要求温度に加熱することができる。このとき、ヒーター２４は、スチームを利用して液化ガスを直接加熱する構造で設けられる。

即ち、本実施例は、燃料供給ラインＬ２０に設けられる液化ガスの温度調整の構成がグリコールウォーターなどの熱交換媒体を使用する代わりに、スチームを直接使用するようにすることができ、これにより、燃料供給部２０全体でグリコールウォーターを循環供給するサイクルの流量を約６０％まで減少させることができ、関連する構成を全て減縮することができるようになる。

このように、本実施例は、高圧ポンプ２１の上流と下流の両方で液化ガスの温度を調整しながら回収される液化ガスの圧力を下げて移送ポンプ１１１などの諸元を下げて費用節減が可能であり、ヒーター２４がスチーム直接加熱方式を使用することにより、グリコールウォーターの供給構成をコンパクト化することができる。

図８は、本発明の第８実施例によるガス処理システムの概念図である。

図８を参照すると、本発明の第８実施例によるガス処理システム１は、上述した実施例と比べて、燃料貯蔵部１０が燃料タンク１２をさらに含むことができ、これに関連する構成が追加／変更されることができる。

燃料貯蔵部１０は、液化ガスを貨物として貯蔵する複数個のカーゴタンク１１と、液化ガスを推進エンジンＥに供給する燃料として貯蔵する燃料タンク１２と、を含む。このとき、カーゴタンク１１に貯蔵された液化ガスは燃料供給部２０に直接伝達されず、代わりに燃料タンク１２に伝達されてから燃料タンク１２を介して推進エンジンＥに供給されることができる。

この場合、カーゴタンク１１から燃料タンク１２には液化ガス補充ラインＬ１２が設けられてもよく、液化ガス補充ラインＬ１２にはポンプ（符号不図示）が設けられて液化ガスをカーゴタンク１１から燃料タンク１２に伝達することができる。勿論、液化ガス補充ラインＬ１２はカーゴタンク１１内に設けられて液化ガスをアンロード（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ）するのに使用されるカーゴポンプ１１１ａを介して液化ガスを燃料タンク１２に伝達することができるため、別のポンプはなくてもよい。

カーゴタンク１１は複数のグループに区分できると上述したが、少なくとも２つのグループのカーゴタンク１１のうち一部グループのカーゴタンク１１には推進エンジンＥの燃料として不適切な液化ガス（プロピレンなど）が積載されている可能性がある。

従って、燃料タンク１２は、カーゴタンク１１のうち推進エンジンＥの燃料として適した液化ガス（プロパン、ブタンなど）が積載されたカーゴタンク１１から液化ガスの伝達を受けて燃料供給部２０に伝達することができる。

燃料タンク１２は大気圧で液化ガスを大量貯蔵する独立型（ＳＰＢタイプ、ＭＯＳＳタイプ）またはメンブレン型カーゴタンク１１とは異なり、高圧で液化ガスを貯蔵する独立型（Ｔｙｐｅ Ｃ、圧力容器タイプ）であってもよい。このとき、燃料タンク１２の貯蔵圧力は液化ガスの臨界圧力以下である５ｂａｒ前後であってもよく、液化ガスの気化を防ぐために壁体の内部または外部のうち少なくとも一側に断熱構造が設けられてもよい。

燃料タンク１２は船舶１００の上甲板１０１上に搭載されてもよく、サドル（ｓａｄｄｌｅ）により上甲板１０１に支持されるように設けられる。燃料タンク１２は、上甲板１０１においてカーゴタンク１１の液化ガスをロード／アンロードするための構成（メインラインＶＭ、ＬＭ、マニホールドなど）と干渉されずに、船舶１００の航行時に視野（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）を遮らない位置に配置されることができる。例えば、燃料タンク１２は、上甲板１０１において船首側の左舷または右舷に設けられてもよい。

独立型圧力容器である燃料タンク１２は液化ガスを臨界圧力未満に貯蔵することができるが、この場合、燃料タンク１２に貯蔵された液化ガスは燃料タンク１２内に設けられた移送ポンプ１２１によって燃料供給部２０に伝達されてもよい。燃料タンク１２の移送ポンプ１２１は、前の実施例で説明したカーゴタンク１１の移送ポンプ１１１と同一類似する構成であってもよい。

但し、燃料タンク１２の場合、カーゴタンク１１とは異なって液化ガスの貯蔵量が少ないため、推進エンジンＥで要求する流量を合わせるためには燃料タンク１２に十分な液化ガスの貯蔵量が確保される必要がある。このために燃料タンク１２のレベルに応じてカーゴタンク１１から燃料タンク１２に液化ガス補充ラインＬ１２を介して液化ガスのロードが制御されることができる。

また、燃料タンク１２における内圧が低いと、燃料タンク１２内の移送ポンプ１２１のポンプ負荷が増加することがある。例えば、外気が低温（約－２０℃）の冬の状態のときには燃料タンク１２に貯蔵された液化ガスの内圧が低くなることができる。

従って、本実施例は、燃料タンク１２から燃料供給部２０への液化ガスの排出を円滑に具現するために、燃料タンク１２に内圧上昇部１２２を設けてもよい。このとき、内圧上昇部１２２は、燃料タンク１２内に貯蔵された液化ガスの伝達を受けて加熱した後、燃料タンク１２の内部に再び注入させるＰＢＵ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｂｕｉｌｄ－ｕｐ Ｕｎｉｔ）であってもよい。

即ち、燃料タンク１２は貯蔵された液化ガスを加熱する内圧上昇部１２２を利用して燃料供給部２０の高圧ポンプ２１の吸引流量を保障することができる。このとき、内圧上昇部１２２は、燃料タンク１２の外気温度、燃料タンク１２の液化ガスの貯蔵量、及び／または燃料タンク１２の内圧などに応じて稼動されることができる。

燃料供給部２０と燃料回収部３０は、上述した実施例と同じ／類似するため、詳細な説明は省略する。但し、本実施例の再液化部４０は、カーゴタンク１１及び燃料タンク１２の蒸発ガスを全て再液化するように設けられてもよい。

但し、カーゴタンク１１には推進エンジンＥの燃料として不適切なプロピレンなどが積載されることもあり、プロピレンに対しても再液化が必要である。ところが、カーゴタンク１１と燃料タンク１２が再液化部４０の液化機４１を共有すると、カーゴタンク１１のプロピレンが再液化された後、再液化部４０に残留してから燃料タンク１２に回収されて燃料タンク１２内の液化ガスの品質を変形させる問題が発生し得る。

従って、本実施例は、再液化部４０の液化機４１がカーゴタンク１１の蒸発ガスと燃料タンク１２の蒸発ガスの両方を液化してリターンさせることができるようにしながらも、燃料として不適切な液化ガスがカーゴタンク１１に積載される場合を考慮して、燃料タンク１２の蒸発ガスが液化機４１から既設定の範囲内でカーゴタンク１１から液化機４１に流入される流れに合流されるようにすることができる。

及び／または、液化機４１で液化された燃料タンク１２の蒸発ガスは、液化機４１から既設定の範囲内で液化機４１からカーゴタンク１１に伝達される流れから分岐されて燃料タンク１２に伝達されるようにすることができる。

このとき、既設定の範囲は、液化機４１を基準としてカーゴタンク１１からの流れまたはカーゴタンク１１に向かう流れの１０％以内の位置であってもよい。

具体的に、再液化部４０は、カーゴタンク１１から排出された蒸発ガスを液化機４１を経由してカーゴタンク１１にリターンさせる再液化ラインＬ４０が設けられ、燃料タンク１２から排出された蒸発ガスを液化機４１の上流の再液化ラインＬ４０に伝達し、液化機４１の下流の再液化ラインＬ４０から分岐されて燃料タンク１２に連結される燃料再液化ラインＬ４１を含んでもよいが、燃料再液化ラインＬ４１が再液化ラインＬ４０に交流する地点はカーゴタンク１１と液化機４１との間で液化機４１側に近接した位置（液化機４１に１０％以内に近接した位置）であってもよく、燃料再液化ラインＬ４１が再液化ラインＬ４０から分岐される地点も液化機４１とカーゴタンク１１との間で液化機４１側に近接した位置（液化機４１で１０％の範囲内）であってもよい。

従って、本実施例は、カーゴタンク１１と燃料タンク１２の蒸発ガスが液化機４１を共有するようにしながらも、推進エンジンＥの燃料として不適切なカーゴタンク１１の蒸発ガスが燃料タンク１２の蒸発ガスの再液化時に燃料タンク１２に伝達されることが防止されるようにして、推進エンジンＥの稼動効率を保障することができる。

参考までに、燃料再液化ラインＬ４１に沿って流れる燃料タンク１２の蒸発ガスは液化機４１に流入されてもよいが、一部はボイラーＢに分岐されてボイラーＢでのスチーム生成に一助することができる。

また、燃料タンク１２の蒸発ガスは、カーゴタンク１１から液化機４１に流入される流れとは独立して液化機４１に流入されるか、液化機４１からカーゴタンク１１に伝達される流れとは独立して液化機４１から排出されるようにして、異なる組成の液化ガスが混合されないようにすることができる。即ち、カーゴタンク１１の蒸発ガスの再液化と燃料タンク１２の蒸発ガスの再液化は異なる時刻（異時）に処理されることができる。

このように、本実施例は、燃料タンク１２を設置して燃料タンク１２から液化ガスが推進エンジンＥに伝達されるようにしながら、燃料タンク１２の液化ガスの排出を円滑にするとともに、燃料タンク１２の蒸発ガスを再液化してリターンさせるとき、燃料の品質が汚染されないようにすることができる。

図９は、本発明の第９実施例によるガス処理システムの概念図である。

図９を参照すると、本発明の第９実施例によるガス処理システム１は、少なくとも２つの燃料タンク１２を備えることができ、以下で詳細に説明する。

燃料タンク１２は独立型圧力容器で、液化ガスを臨界圧力以上に貯蔵する高圧燃料タンク１２ａと、独立型圧力容器で、液化ガスを臨界圧力未満に貯蔵する低圧燃料タンク１２ｂと、を有することができる。

このとき、高圧燃料タンク１２ａは約１８ｂａｒ以上の圧力で液化ガスを貯蔵し、本システムの運営過程において高圧燃料タンク１２ａに適用される温度帯域で液化ガスの気化が行われないようにすることができる。従って、高圧燃料タンク１２ａには蒸発ガスが（殆ど）発生せず、高圧燃料タンク１２ａはｆｕｌｌｙ－ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ ｔｙｐｅと称することができる。

一方、低圧燃料タンク１２ｂは約５ｂａｒ前後の圧力で液化ガスを貯蔵する。この場合、低圧燃料タンク１２ｂは外気の温度などの状態条件に応じて内部で蒸発ガスが発生することがあり、ｓｅｍｉ－ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ ｔｙｐｅと称することができる。

上のような構成のために、高圧燃料タンク１２ａは、低圧燃料タンク１２ｂに比べて高い圧力に耐えられる諸元で設けられる。このために、高圧燃料タンク１２ａは壁体に設けられた断熱構造の厚さが低圧燃料タンク１２ｂに比べて大きくてもよい。

また、高圧燃料タンク１２ａは、１８ｂａｒ以上で液化ガスを貯蔵しながら船舶１００の上甲板１０１上の空いた空間に配置されるために、既設定の大きさ以下のサイズに設計されてもよい。即ち、高圧燃料タンク１２ａは、船舶１００を設計する際に一般的に考慮される航海距離（ｖｏｙａｇｅ ｒａｎｇｅ）である１０，０００ＮＭをカバーすることができない容量（例えば、１，３００ｍ３）で設けられてもよい。

特に、高圧燃料タンク１２ａは貯蔵圧力が高くなり、カーゴタンク１１の９８％ｆｉｌｌｉｎｇ ｌｉｍｉｔより低いｆｉｌｌｉｎｇ ｌｉｍｉｔ（例えば、８０％前後）が設定されることをさらに考慮すると、船舶１００運航のための液化ガスの貯蔵のために、低圧燃料タンク１２ｂは高圧燃料タンク１２ａより大きい容積を有するように設けられることができる。

即ち、高圧燃料タンク１２ａだけでは船舶１００の運航に備えることができないため、低圧燃料タンク１２ｂは１０，０００ＮＭをカバーすることができる容積（例えば、２，３５０ｍ３前後）で設けられてもよい。また、低圧燃料タンク１２ｂは、高圧燃料タンク１２ａ対比で貯蔵圧力が低いため、ｆｉｌｌｉｎｇ ｌｉｍｉｔがさらに確保されることができる。

上述したように、高圧燃料タンク１２ａは液化ガスを臨界圧力以上で貯蔵することによって常温で蒸発ガスの発生が抑制されるが、低圧燃料タンク１２ｂは液化ガスを臨界圧力未満で貯蔵することによって外部の熱浸透により蒸発ガスが発生するため、本実施例の再液化部４０は、カーゴタンク１１の蒸発ガス及び低圧燃料タンク１２ｂの蒸発ガスを再液化するように設けられ、高圧燃料タンク１２ａとは連結されなくてもよい。

このように、本実施例は、燃料タンク１２を高圧燃料タンク１２ａと低圧燃料タンク１２ｂに分け、高圧燃料タンク１２ａでは液化ガスを気化されない圧力で貯蔵し、低圧燃料タンク１２ｂでは液化ガスを一定圧力以上で貯蔵して、高圧燃料タンク１２ａや低圧燃料タンク１２ｂにおける移送ポンプ１２１を利用して燃料を供給することができる。

このとき、移送ポンプ１２１を介して高圧ポンプ２１に伝達される液化ガスの圧力は、高圧燃料タンク１２ａの貯蔵圧力以上になるため、これと連携して燃料回収部３０によって高圧ポンプ２１に回収される液化ガスの圧力も臨界圧力以上であることができる。従って、燃料回収部３０によって減圧及び回収される液化ガスは気化が行われないため、クーラー３２などの構成が省略されてもよい。

また、本実施例は、異なる圧力で液化ガスを貯蔵する２つの燃料タンク１２を備えることにより、燃料タンク１２が互いにバックアップすることができ、また、燃料タンク１２（特に高圧燃料タンク１２ａ）がカーゴタンク１１のメインテナンス時に液化ガスを貯蔵する容器として活用されることもできる。これについては以下の他の実施例で詳細に説明する。

図１０は、本発明の第１０実施例によるガス処理システムの概念図である。

図１０を参照すると、本発明の第１０実施例によるガス処理システム１は、高圧燃料タンク１２ａと低圧燃料タンク１２ｂを備えながらも、燃料貯蔵部１０が低圧燃料タンク１２ｂと高圧燃料タンク１２ａを直接互いに連結する燃料伝達部１２３を備えてもよい。

燃料伝達部１２３は、低圧燃料タンク１２ｂから高圧燃料タンク１２ａに連結された液化ガス伝達ラインＬ１３を介して液化ガスを伝達する。上述したように、高圧燃料タンク１２ａは液化ガスを臨界圧力以上で貯蔵することによって常温で蒸発ガスの発生が抑制されるため、再液化部４０はカーゴタンク１１の蒸発ガスと低圧燃料タンク１２ｂの蒸発ガスを再液化するように設けられる。

しかし、運航中の場合には、低圧燃料タンク１２ｂで発生した蒸発ガスは液化機４１で液化してリターンさせればいいが、停泊中の場合は、一般的に再液化部４０を稼動するための電力を生産しないため（船舶１００内のｈｏｔｅｌ ｌｏａｄのための最小電力だけを発電するか、陸上から最小電力の伝達を受ける）、カーゴタンク１１や低圧燃料タンク１２ｂで蒸発ガスが発生することに対する対処が必要である。

従って、本実施例は、燃料伝達部１２３を備えてカーゴタンク１１のロードまたはアンロードするために船舶１００が停泊するとき、低圧燃料タンク１２ｂの液化ガスを高圧燃料タンク１２ａに伝達して高圧燃料タンク１２が液化ガスを保管するようにして（または推進エンジンＥに軸発電機が設けられ、プロペラとクラッチで脱着できる場合や推進エンジンＥが電気推進方式である場合には推進エンジンＥに供給することも可能）、停泊期間の間、再液化部４０の稼動を省略または減らすことができる。

即ち、燃料伝達部１２３が高圧燃料タンク１２ａの液化ガスを低圧燃料タンク１２ｂに伝達すると、高圧燃料タンク１２ａは液化ガスを気化なく貯蔵するようになるため、高圧燃料タンク１２ａにおける蒸発ガスの処理が省略されるようにすることができる。

また、ロードの前にカーゴタンク１１に残っている液化ガス（ｈｅｅｌ）の場合は、液化ガス補充ラインＬ１２を介して高圧燃料タンク１２ａに伝達されることにより、停泊しているとき、カーゴタンク１１及び低圧燃料タンク１２ｂの両方で蒸発ガスが発生しないようにして、再液化部４０の稼動を省略または減らすことができる。

さらに、本実施例は、カーゴタンク１１に貯蔵する液化ガスの組成を変更する場合に燃料伝達部１２３を活用することができる。例えば、カーゴタンク１１と低圧燃料タンク１２ｂにＡという液化ガスが貯蔵されているが、カーゴタンク１１の貨物をＡからＢに変更しようとする場合、燃料伝達部１２３は低圧燃料タンク１２ｂにあるＡを高圧燃料タンク１２ａに伝達し、また、カーゴタンク１１に残留しているＡも高圧燃料タンク１２ａに捕集することができる。

この場合、燃料伝達部１２３によって低圧燃料タンク１２ｂが空いている状態になるため、その後、Ｂをロードするとき、Ｂはカーゴタンク１１及び低圧燃料タンク１２ｂの両方にロードできるようになる。ここで、Ａ、Ｂは推進エンジンＥに適した燃料であってもよい。

従って、本実施例は、ターミナルなどに停泊した状態で（液化ガスの貨物の種類を変更して）ロードする過程で、高圧燃料タンク１２ａを活用して蒸発ガスの処理が省略／最小化されるようにして運航費用を革新的に減縮することができる。

図１０は、本発明の第１０実施例によるガス処理システムの概念図である。

図１０を参照すると、本発明の第１０実施例によるガス処理システム１は、第９実施例における燃料伝達部１２３が液化ガスの代わりに（あるいは液化ガスに加えて）、蒸発ガスの伝達を具現する。

本実施例の燃料伝達部１２３は、低圧燃料タンク１２ｂから高圧燃料タンク１２ａに蒸発ガスを伝達することができる。このとき、低圧燃料タンク１２ｂと高圧燃料タンク１２ａの間に内圧の差があることを考慮して、燃料伝達部１２３は低圧燃料タンク１２ｂで発生した蒸発ガスを高圧燃料タンク１２ａの内圧に対応するように圧縮機１２４で圧縮して高圧燃料タンク１２ａに伝達することができる。

即ち、燃料伝達部１２３の圧縮機１２４は低圧燃料タンク１２ｂと高圧燃料タンク１２ａの間の内圧の差分だけ蒸発ガスを圧縮するが、低圧燃料タンク１２ｂの蒸発ガスを臨界圧力以上に圧縮して高圧燃料タンク１２ａに伝達し、高圧燃料タンク１２ａは燃料伝達部１２３によって伝達された蒸発ガスを保管または推進エンジンＥに供給することができる。

このように低圧燃料タンク１２ｂの蒸発ガスが高圧燃料タンク１２ａに伝達される場合、低圧燃料タンク１２ｂの蒸発ガスを再液化してリターンする必要が省略／最小化されることができる。従って、再液化部４０は、燃料タンク１２に対する再液化部４０の稼動を省略することができる。

即ち、本実施例は、低圧燃料タンク１２ｂの蒸発ガスを高圧燃料タンク１２ａに伝達する燃料伝達部１２３を備えることにより、再液化部４０が燃料タンク１２ではないカーゴタンク１１の蒸発ガスの液化だけを処理することができる諸元で設けられるようにして、再液化部４０のサイズをコンパクト化することができ、液化するときにかかる冷媒処理費用などを節減することができる。

図１１は、本発明の第１１実施例によるガス処理システムの概念図である。

図１１を参照すると、本発明の第１１実施例によるガス処理システム１は、燃料回収部３０が液化ガスを回収して高圧ポンプ２１に伝達するが、燃料回収部３０によって回収される液化ガスが燃料供給部２０に回収される代わりに、燃料貯蔵部１０の燃料タンク１２に回収されることができる。

即ち、燃料貯蔵部１０の燃料タンク１２（例えば、高圧燃料タンク１２ａ）は燃料回収ラインＬ３０が直接連結され、燃料回収ラインＬ３０によって回収される液化ガスが内部に注入されることができる。このとき、燃料回収ラインＬ３０は、燃料タンク１２内で上部にスプレー方式で液化ガスを噴射することができるが、注入方式はこれに限定しない。

燃料回収部３０は、推進エンジンＥから排出される高圧／高温の液化ガスを減圧弁３１によって減圧した後、燃料タンク１２に回収するようになり、回収される高温の液化ガスを高圧燃料タンク１２ａに伝達して高圧燃料タンク１２ａの内圧及び温度を上昇させることができる。即ち、回収される液化ガスを活用して前の図８で説明した内圧上昇部１２２の機能を具現することができる。

従って、本実施例は、推進エンジンＥが要求する液化ガスの量が、例えば、時間当たり３～４ｍ３の場合、リターンされる高温液化ガスを高圧燃料タンク１２ａ内にスプレーして燃料貯蔵部１０から推進エンジンＥに伝達される液化ガスの排出量を増加させて推進エンジンＥの安定的な稼動を保障することができる。

燃料回収部３０によって液化ガスが回収される高圧燃料タンク１２ａは、異常動作時に液化ガスのベント及びパージガスを排出するために、ベントマスト３６に連結されることができる。即ち、高圧燃料タンク１２ａからベントマスト３６にベントラインＬ３２が連結され、高圧燃料タンク１２ａの液化ガスや燃料回収ラインＬ３０を介して回収されるパージガスがベントラインＬ３２に沿ってベントマスト３６に伝達されて外部に放出されることができる。

但し、パージガスの場合、パージ過程で燃料供給部２０などに残留していた爆発性物質が混入される可能性があるため、ベントマスト３６を介して直ぐ排出するのは環境汚染を誘発することがある。

従って、本実施例は、高圧燃料タンク１２ａからベントラインＬ３２を介して排出されたパージガスがベントマスト３６に伝達される代わりに、低圧燃料タンク１２ｂに伝達されるようにすることができる。このために、ベントラインＬ３２には低圧燃料タンク１２ｂに連結されるパージガス回収ラインＬ３３が分岐されてもよい。

従って、燃料回収部３０によって燃料供給部２０のパージ後に回収されるパージガスは、燃料回収ラインＬ３０に沿って高圧燃料タンク１２ａに流入された後、ベントラインＬ３２に沿って流れてからパージガス回収ラインを介して低圧燃料タンク１２ｂに貯蔵されることができる。

このとき、パージガス回収ラインＬ３３を介して回収されるパージガスは、低圧燃料タンク１２ｂの内圧以上の圧力を有することができる。従って、パージガスの流入時に低圧燃料タンク１２ｂの圧力が上昇するようになる。

この場合、本実施例は、低圧燃料タンク１２ｂが移送ポンプ１２１なしに内圧によって液化ガスを燃料供給部２０に伝達するようにすることができる。即ち、低圧燃料タンク１２ｂはパージガスの流入によって内圧が上昇することにより、移送ポンプ１２１を省略するか、移送ポンプ１２１の負荷を減らすことができる。

従って、特定のターミナルの条件に応じて推進エンジンＥがトリップ（Ｔｒｉｐ）される停止などの異常状況において、本実施例は、パージガスを外気に放出せずに内圧の調整が可能（再液化部４０を活用）な低圧燃料タンク１２ｂに回収及び捕集して、外気へのパージガスの放出を制御することで、安全性の向上及び大気汚染の防止効果を得ることができる。

特に、低圧燃料タンク１２ｂは蒸発ガスの液化リターンなどを通じて内圧の調整が可能であるため、高圧のパージガスによって低圧燃料タンク１２ｂの内圧が上昇するように低圧燃料タンク１２ｂの内圧が保持されることで、低圧燃料タンク１２ｂでの液化ガスの排出負荷を減らすことができる。

無論、上のようにパージガスが低圧燃料タンク１２ｂに伝達されてもよいが、パージガスの他に回収される液化ガスもパージガスの流れと同様に高圧燃料タンク１２ａを経て低圧燃料タンク１２ｂに伝達されて低圧燃料タンク１２ｂの内圧を上昇させることも可能である。

例えば、高圧燃料タンク１２ａは、常温で気化が行われない圧力で液化ガスを貯蔵するが、常温以上の液化ガスが燃料回収部３０を介して高圧燃料タンク１２ａに流入されることによって、高圧燃料タンク１２ａで蒸発ガスが発生し、ベントラインＬ３２とパージガス回収ラインＬ３３を介して低圧燃料タンク１２ｂに伝達されてもよい。

もちろん、上述した他の実施例と同様に、本実施例も高圧燃料タンク１２ａは液化ガスを臨界圧力以上で貯蔵することで、常温で蒸発ガスの発生が抑制され、低圧燃料タンク１２ｂは独立型圧力容器でありながら液化ガスを臨界圧力未満で貯蔵するため、再液化部４０はカーゴタンク１１の蒸発ガス及び低圧燃料タンク１２ｂの蒸発ガスを再液化するが、高圧燃料タンク１２ａとは連結されなくてもよい。

このように、本実施例は、回収される液化ガスが高圧燃料タンク１２ａに直接流入されるようにして高圧燃料タンク１２ａの内圧を上げて液化ガスの燃料供給を安定的に具現し、パージガスが低圧燃料タンク１２ｂに捕集されるようにして環境汚染の懸念を解消することができる。

図１２は本発明の第１２実施例によるガス処理システムが適用された船舶の部分側面図であり、図１３は本発明の第１２実施例によるガス処理システムが適用された船舶の部分平面図である。

図１２及び図１３を参照すると、本発明の第１２実施例によるガス処理システム１は、燃料貯蔵部１０が複数個のカーゴタンク１１を備えることができ、別の燃料タンク１２を備えなくても推進エンジンＥの燃料として供給される液化ガスを別に貯蔵する空間を備えることができる。

具体的に、燃料貯蔵部１０は、複数個のカーゴタンク１１のうち少なくとも何れか１つのカーゴタンク１１に、貨物貯蔵空間１１３と燃料貯蔵空間１１４が同時にに設けられるようにすることができる。

このとき、カーゴタンク１１は、前後方向または左右方向などの様々な方向に空間を２つ以上に分離する密閉型の隔壁１１２が設けられてもよく、隔壁１１２によって貨物貯蔵空間１１３と推進エンジンＥに供給される液化ガスを貯蔵する燃料貯蔵空間１１４が区画される構造であってもよい。

上述したように、カーゴタンク１１は常圧で液化ガスを貯蔵することができ、メンブレン型または独立型タンク（Ｔｙｐｅ Ｃは除く）であってもよいため、カーゴタンク１１内に形成される燃料貯蔵空間１１４も９８％のｆｉｌｌｉｎｇ ｌｉｍｉｔが適用され、特定容積に最大限の液化ガスを貯蔵することができる。

このとき、隔壁１１２はカーゴタンク１１に設けられるドーム１１５の位置を考慮し、ドーム１１５の下側に設けられることで、貨物貯蔵空間１１３と燃料貯蔵空間１１４が１つのドーム１１５を共有するように設けられてもよい。

貨物貯蔵空間１１３の液化ガスはカーゴポンプ１１１ａとメインラインＶＭ、ＬＭを介してロード／アンロードされ、燃料貯蔵空間１１４の液化ガスは移送ポンプ１１１と燃料供給ラインＬ２０を介して推進エンジンＥに供給される。このとき、貨物貯蔵空間１１３と燃料貯蔵空間１１４の両方とも外部に連通する構造（ライン及びドーム１１５）が必要なので、本実施例はカーゴタンク１１に基本的に設けられるドーム１１５が燃料貯蔵空間１１４の液化ガスの排出にも活用されるようにすることができる。

カーゴタンク１１のドーム１１５は、図１３に示したようにカーゴタンク１１を収容する船舶１００の船首または船尾側に偏って設けられてもよいが、ドーム１１５の配置を考慮して隔壁１１２はカーゴタンク１１の内部で前後方向に一側に偏って設けられることができる。

勿論、ドーム１１５は、左右方向には中央に配置されてもよいため、隔壁１１２が左右方向にカーゴタンク１１の内部を分割する場合は、隔壁１１２は中央に配置されることができる。また、その他にも、隔壁１１２は１つ以上で設けられて、１つ以上の燃料貯蔵空間１１４を形成することができる。

隔壁１１２によって分割される貨物貯蔵空間１１３と燃料貯蔵空間１１４は、同じ容積または異なる容積で設けられてもよく、また、隔壁１１２によって分割される空間の容積は同じであるが、空間のうち少数の空間が燃料貯蔵空間１１４で、残り多数の空間が貨物貯蔵空間１１３として使用されてもよい。

例えば、２つの隔壁１１２によってカーゴタンク１１の内部が４つの空間に区画される場合、１つの空間だけが燃料貯蔵空間１１４として使用されてもよく、この場合、４つの空間に区画された空間の全てが１つのドーム１１５を共有するように設けられてもよい。

ドーム１１５を共有するようにするために、隔壁１１２はカーゴタンク１１の内部空間を完全に隔離させる代わりに、図１２のようにドーム１１５内で２つの空間を連通させる高さを有することができる。即ち、隔壁１１２によって分離される空間は互いにドーム１１５を介して蒸発ガスが移動するように連通されることができる。

貨物貯蔵空間１１３や燃料貯蔵空間１１４で発生する蒸発ガスがドーム１１５に向かって流動する場合、蒸発ガスは液化ガスに比べて軽いため、燃料貯蔵空間１１４の蒸発ガスが貨物貯蔵空間１１３の液化ガスに伝達されるか、貨物貯蔵空間１１３の蒸発ガスが燃料貯蔵空間１１４の液化ガスに流入される恐れは少ない。

しかし、貨物貯蔵空間１１３の蒸発ガスが燃料貯蔵空間１１４の蒸発ガスと混合されてから再液化してリターンされるとき、燃料貯蔵空間１１４の液化ガスの品質が変質される恐れがある。特に、貨物貯蔵空間１１３には推進エンジンＥの燃料として適切または不適切な液化ガス（ブタン／プロパン、プロピレンなど）が貯蔵されるのに対し、燃料貯蔵空間１１４には貨物貯蔵空間１１３とは異なり、推進エンジンＥの燃料として適切な液化ガスだけを貯蔵するため、２つの貯蔵空間に貯蔵された液化ガスの組成が異なることがあるためである。

従って、隔壁１１２は蒸発ガスの隔離ができるように、少なくとも貨物貯蔵空間１１３と燃料貯蔵空間１１４を区分する隔壁１１２は図面とは異なって２つの空間を完全に隔離させる構造で設けられてもよい。

隔壁１１２によって分離された２つの空間は、液化ガスのポンピング及び再液化などが独立して行われることができるが、但し、貨物貯蔵空間１１３に推進エンジンＥの燃料として適切な液化ガスを積載する場合には、貨物貯蔵空間１１３の液化ガスが燃料貯蔵空間１１４に補充されるようにすることもできる。

このために、隔壁１１２には部分的に貫通された開口が形成され、液化ガス伝達バルブ（不図示）が設けられることができるため、隔壁１１２を介した液化ガスの伝達が行われることができる。また、貨物貯蔵空間１１３に積載された液化ガスがカーゴタンク１１から排出された後、メインラインＶＭ、ＬＭや燃料供給ラインＬ２０から燃料貯蔵空間１１４に向かって延長される液化ガス補充ラインＬ１２を介して液化ガスが伝達されることもできる。

このように、本実施例は、カーゴタンク１１のうち何れか１つの内部に隔壁１１２を利用して分離された空間（ｓｅｇｒｅｇａｔｅｄ ｓｐａｃｅ）を形成し、分離された空間が燃料貯蔵空間１１４として使用されるようにして（プロピレンを除いた液化ガスの積載）、上甲板１０１上に燃料タンク１２を備えなくてもよいため、ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙの問題を解消することができるだけでなく、上甲板１０１内の他の装備との干渉問題も齎さない。

図１４は、本発明の第１３実施例によるガス処理システムが適用された船舶の中央断面図である。

図１４を参照すると、本発明の第１３実施例によるガス処理システム１は、メンブレン型または独立型タンク（Ｔｙｐｅ Ｃは除く）であるカーゴタンク１１に隔壁１１２を設けるという点では第１２実施例と類似するが、隔壁１１２が密閉型で設けられて隔壁１１２によって空間が完全に分離されるという特徴がある。

即ち、燃料貯蔵部１０に含まれる複数個のカーゴタンク１１のうち少なくとも何れか１つには、貯蔵空間を完全に２つ以上に分割する密閉型の隔壁１１２が備えられる。この場合、隔壁１１２によって分割された２つ以上の貯蔵空間はカーゴタンク１１内で互いに連通しない。従って、カーゴタンク１１内に設けられて液化ガスを外部に排出する貨物ポンプや移送ポンプ１１１は、隔壁１１２によって分割される複数個の貯蔵空間毎に独立して設けられることができる。

隔壁１１２は貯蔵空間を左右に完全に分割する形状であってもよい。即ち、隔壁１１２は船舶１００の前後方向に設けられる縦隔壁１１２であってもよい。

液化ガスを貨物として貯蔵するカーゴタンク１１を有する液化ガス運搬船の場合、ＩＧＣコード（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈｉｐｓ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｇａｓｅｓ ｉｎ ｂｕｌｋ、国際液化ガス輸送船の構造及び設備規則）に基づき、カーゴタンク１１と船側外板１０２の間に一定間隔を置かなければならない。

例えば、ＬＰＧ運搬船の場合、カーゴタンク１１の外部を単一壁の船側外板１０２が取り囲むｓｉｎｇｌｅ ｈｕｌｌ構造で設けられるが、船側外板１０２とカーゴタンク１１の壁体との間の間隔はカーゴタンク１１の容積に応じて変わる。

即ち、カーゴタンク１１は、貯蔵空間の容積を基準としてＩＧＣコードによる上記カーゴタンク１１と船側外板１０２との間の間隔に合わせて船側外板１０２から内側に配置され、間隔分だけは船内で液化ガスの積載量を確保できなくなる。このとき、カーゴタンク１１の容積が大きいほど間隔が大きくなる。

本実施例は、ＩＧＣコードによる間隔は満たしながらも、船内における液化ガスの貯蔵容量を最大に確保することができるように、カーゴタンク１１の貯蔵空間を完全に分割する隔壁１１２を備えて、全体の貯蔵容量の容積を基準としてＩＧＣコードによるカーゴタンク１１と船側外板１０２との間の間隔Ｄ０より小さい間隔Ｄ１分だけ船舶１００の船側外板１０２と左右に離隔配置されることができる。

ＩＧＣコードによる間隔は隔離される貯蔵空間の容積に応じて決まるものであるため、本実施例は、密閉型隔壁１１２を通じてＩＧＣコードの間隔を算定する際に基準となる容積を半分に減らすことができ、間隔をＤ０からＤ１に減らすことができる。即ち、本実施例は、カーゴタンク１１内に貯蔵空間を左右に完全に分割する形状の隔壁１１２を備えることで、カーゴタンク１１と船側外板１０２の間隔を縮小し、カーゴタンク１１そのものが大きくなることができる。

但し、隔壁１１２を２つ以上設けると、密閉型隔壁１１２によって形成される複数個の貯蔵空間毎にポンプを備えなければならない問題があるため、隔壁１１２はカーゴタンク１１の貯蔵空間を２つに分けるように１つだけが設けられてもよく、何れか１つの貯蔵空間は燃料貯蔵空間１１４になり、残り１つの貯蔵空間は貨物貯蔵空間１１３になることができる。

このように、本実施例は、カーゴタンク１１と船側外板１０２の間の間隔によって船内の液化ガスの積載空間が減少する部分を補うために、密閉型隔壁１１２を活用してＩＧＣコードの間隔を計算する際の容積を減らし、カーゴタンク１１そのものの全体容積を拡張することができる。

図１５は、本発明の第１４実施例によるガス処理システムが適用された船舶の平面図である。

図１５を参照すると、本発明の第１４実施例によるガス処理システム１は、燃料貯蔵部１０が前の第９～第１１実施例で説明したように船内に搭載されるカーゴタンク１１及び２つ以上の独立型圧力容器の燃料タンク１２を備えることができる。

カーゴタンク１１は大気圧で液化ガスを貯蔵し、八角形の断面を有して船内に設けられるが、カーゴタンク１１のドーム１１５は船舶１００の上甲板１０１に露出されることができ、ドーム１１５の左側または右側には船舶１００の前後方向に長く移動通路１２０（ｐｉｐｉｎｇ ａｒｅａ＆ａｃｃｅｓｓ ｗａｙ）が設けられてもよい。図面に示した移動通路１２０は、移動通路１２０そのものではない移動通路１２０が設置される一定の区域を意味し、本明細書における移動通路１２０は船員が移動して各施設に接近できるようにする通路（ａｃｃｅｓｓ ｗａｙ）でありながら、主要ラインが通る区域（ｐｉｐｉｎｇ ａｒｅａ）であり、他の構成との干渉があってはならない空間を意味する。

燃料貯蔵部１０の燃料タンク１２は船内ではなく上甲板１０１上に設けられてもよいが、このとき、移動通路１２０との干渉が問題になることがある。従って、燃料タンク１２は、上甲板１０１において移動通路１２０が設けられた一側（図面における左舷側）の移動通路１２０と船側外板１０２の間に第１燃料タンク１２を設けてもよく、上甲板１０１において移動通路１２０が設けられた一側の反対側（図面における右舷側）のドーム１１５と船側外板１０２の間に第２燃料タンク１２を設けてもよい。

このとき、第１燃料タンク１２は、第２燃料タンク１２に比べてドーム１１５から離隔された距離がさらに大きく形成され、第１燃料タンク１２が設置される面積は第２燃料タンク１２が設置される面積より小さくてもよいため、移動通路１２０との干渉を解消するために第１燃料タンク１２は第２燃料タンク１２に比べて容積が小さく設けられることができる。

例えば、第１燃料タンク１２は液化ガスを臨界圧力以上で貯蔵して常温で蒸発ガスの発生が抑制される高圧燃料タンク１２ａであり、第２燃料タンク１２は液化ガスを臨界圧力未満で貯蔵する低圧燃料タンク１２ｂであってもよい。この場合、第１燃料タンク１２は第２燃料タンク１２より体積が小さくて外壁の厚さが大きく、第２燃料タンク１２に比べて密度が大きいことができる。

このように、燃料タンク１２を複数個で設けて左右非対称にするのは、ＬＮＧ（０．６５ｋｇ／ｍ３）より密度の大きいＬＰＧ（プロパン１．８ｋｇ／ｍ３、２．４ｋｇ／ｍ３）の場合、上甲板１０１に１つの燃料タンク１２だけを備えると、左右のバランスがとれず、船体の安定性が問題になるからである。

即ち、本実施例は、船舶１００の左右のバランスをとるために、上甲板１０１においてドーム１１５を基準として左右にそれぞれ燃料タンク１２を配置するが、サイズが相対的に小さい高圧燃料タンク１２ａ（第１燃料タンク１２）は移動通路１２０の左右方向の外側に配置することができる。

このとき、第１燃料タンク１２は上下方向にカーゴタンク１１の上面に投影されない位置に配置されてもよく、第２燃料タンク１２は上下方向にカーゴタンク１１の上面に投影される位置に設けられてもよい。これは、第１燃料タンク１２が移動通路１２０との干渉を避けるために、ドーム１１５よりは船側外板１０２に近い位置に配置されるからである。

このように、本実施例は、２つ以上の燃料タンク１２を上甲板１０１に設けるとき、移動通路１２０などの干渉がないようにしながらも船舶１００の左右のバランスを保障し、船舶１００で致命的に起きるｒｏｌｌｉｎｇを減少させることができる。

図１６は本発明の第１５実施例によるガス処理システムが適用された船舶の概念図であり、図１７は本発明の第１５実施例によるガス処理システムが適用された船舶の正断面図である。

図１６及び図１７を参照すると、本発明の第１５実施例によるガス処理システム１は、燃料貯蔵部１０がカーゴタンク１１とは別に燃料タンク１２を備えることができ、燃料タンク１２は独立型圧力容器でありながら船内に搭載されることができる。

複数個のカーゴタンク１１が船舶１００の前後方向に３個または４個などが設けられることができるが、このとき、燃料タンク１２は、図１６に示したように複数個のカーゴタンク１１の後方に配置されることができる。即ち、燃料タンク１２は、最後方のカーゴタンク１１の後方に配置される。

燃料タンク１２は図１６のようにエンジンルームの内部に配置されてもよく、図面とは異なってエンジンルームの外部においてエンジンルームの前方隔壁１１２と最後方のカーゴタンク１１の間に配置されてもよい。

推進エンジンＥは液化ガスの他にもオイルを燃料として使用する異種燃料エンジン（Ｄｕｅｌ－Ｆｕｅｌ ｅｎｇｉｎｅ）であってもよいが、推進エンジンＥに供給するオイルを貯蔵するオイルタンク１３が必要である。

本実施例で説明した燃料タンク１２がなければ、オイルタンク１３はエンジンルーム内においてエンジンルームの前方隔壁１１２に設けられてもよいが、本実施例の場合は、図１７のように燃料タンク１２の左右にオイルタンク１３を設けることができる。

即ち、エンジンルームの内部またはエンジンルームの前方隔壁１１２と最後方のカーゴタンク１１の間の空間の船内において、船底板１０３の上側には縦方向隔壁１１２が２つ以上設けられ、中央の空間には燃料タンク１２が収納され、左右の空間はオイルが貯蔵されるオイルタンク１３として活用されることができ、燃料タンク１２とオイルタンク１３の周りにバラストタンク１１０が配置されてもよい。

このとき、燃料タンク１２は独立型圧力容器であり、エンジンルームなどの様々な構造的形状に対応しながらも液化ガスの容積を最大限確保できる形状を有するためにラティス（ｌａｔｔｉｃｅ）型の圧力容器であってもよい。

このように、本実施例は、オイルタンク１３が設けられていた場所を活用して燃料タンク１２が配置されるようにすることで、上甲板１０１内の空間を確保しながら液化ガスを外部の衝撃などから十分に保護することができる。

本発明は、上述した実施例の他にも上記実施例のうち少なくとも２つ以上の組み合わせまたは少なくとも１つ以上の上記実施例と公知技術の組み合わせによって発生する実施例を全て包括する。

以上、本発明を具体的な実施例を通じて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有する者によってその変形や改良が可能であることは明らかである。

本発明の単純な変形ないし変更は全て本発明の範囲に属し、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲によって明確になるだろう。

Claims (3)

1. ガス処理システムを有する液化石油ガス運搬船であって、前記ガス処理システムは、
   液化石油ガスを貯蔵する貯蔵タンクと、
   前記貯蔵タンクの液化石油ガスを推進エンジンに供給する燃料供給ラインと、
   前記推進エンジンから排出される余剰分の液相液化石油ガスを回収する燃料回収ラインと、を含み、
   前記燃料供給ラインには、高圧ポンプと、液化石油ガスの温度を変化させる熱交換器が設けられ、
   前記燃料回収ラインは、前記推進エンジンから延在し、
   前記推進エンジンから排出された前記液相液化石油ガスを減圧させるように構成された減圧弁は前記燃料回収ライン上に提供され、前記燃料回収ラインは、前記推進エンジンを通って流れ、前記推進エンジンで使用される潤滑剤が含まれる前記余剰分の液相液化石油ガスを前記高圧ポンプの上流に設けられた前記燃料供給ラインまで移送し、前記液相液化石油ガスを前記推進エンジンまで再流入させることを特徴とする液化石油ガス運搬船。
2. 前記貯蔵タンクは
   液化石油ガスを貨物として貯蔵するように構成された複数のカーゴタンクと、前記推進エンジンに供給される燃料として液化石油ガスを貯蔵するように構成された燃料タンクのうち、少なくとも前記複数のカーゴタンクと、
   前記複数のカーゴタンクまたは前記燃料タンクに貯蔵された液化石油ガスを前記燃料供給ラインまで移送させる移送ポンプと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の液化石油ガス運搬船。
3. 前記貯蔵タンクで生成された蒸発されたガスを液化するように構成された再液化部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液化石油ガス運搬船。

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