TW201604080A - 船舶燃料冷卻裝置、燃料混合裝置、iso槽貨櫃以及相應方法 - Google Patents

Abstract

提供用於冷卻燃料、且在船舶上獲致燃料混合物之多種裝置及技術。該燃料可包括低閃點液體，譬如甲醇或乙醇之類的醇類。來自船舶引擎之廢熱可用於將動力提供該冷卻裝置。該低閃點液體可與一醚成分混合，以獲致船舶引擎燃料混合物。可將ISO槽配置以儲存低閃點燃料成分。

Description

船舶燃料冷卻裝置、燃料混合裝置、ISO槽貨櫃以及相應方法

本發明是關於一種船舶燃料冷卻裝置。本發明亦關於一種船載船舶引擎燃料混合裝置。本發明亦關於一種ISO槽貨櫃。本發明亦關於一種冷卻容器或管道中低閃點燃料成分之方法。本發明亦關於一種操作船舶燃料冷卻裝置之方法。本發明亦關於一種在船舶上產生船舶引擎燃料混合物之方法。本發明亦關於一種包括裝設ISO槽貨櫃於船舶上之方法。

本發明特別、但並非僅應用於製備與冷卻包括低閃點液體燃料成分之燃料混合物，該低閃點液體燃料成分之燃料混合物具有醇類，譬如甲醇或乙醇。額外地或替代選擇地，本發明亦特別、但並非僅應用於製備包括醚成分之混合物，該醚成分譬如為二甲醚(DME)或二乙醚(DEE)。 已提出多種關於船舶引擎及其燃料之系統。這些系統包含韓國專利申請案第KR20120004628號及國際專利申請案第WO2012/130407號。 船舶運輸之環境議題愈來愈受到關注。某些學派考慮到，工業化已導致全球暖化及明顯污染，例如煙霧，懸浮微粒PM 2.5，硫氧化物(SO_X )、氮氧化物(NO_X )、及揮發性有機物，以及致癌素。 已有考慮到，在船舶柴油引擎中燃燒重油(譬如船用重柴油(MGO)、船用輕柴油(MDO)、及重質燃料油(HFO)，其中可能最普遍者為HFO)是問題的原因之一，且已實施(或正實施)管理團體之新規則及法規，例如防船舶污染國際公約(「Marpol」)、國際海事組織(「IMO」)、及能源效率設計指數(「EEDI」)。IMO已宣布，自2015年起強制執行新環境法規，設定環境控制區(ECA)中之最大硫位準為0.1%。EEDI規定新建船隻在2019年以前減少二氧化碳(CO₂ )排放量10%、2024年以前減少20%、及從2025年起減少30%。為遵守法規，需投下大量資本，以免除SO_X 、NO_X 、溫室氣體等。 當然，燃燒化石燃料造成污染問題並不限於船舶引擎，且已進行廣泛研究，針對使用譬如醇類作為較乾淨之替代物，特別地用於陸上運輸車輛，尤其在巴西及中國。醇類是完全燃燒之燃料，在正確燃燒時將不形成、或形成最少量之SO_X 、NO_X 、煙霧、或煙灰。反而，將形成CO₂ 及H₂ O。 考慮使用醇類作為燃料之文獻包含美國專利案第4,422,412號及美國專利案第4,603,662號。然而，使用譬如甲醇(以及乙醇等)之醇類並非無問題。例如，此等醇類與其他液體組合成低閃點液體(LFL)，有其合理原因。例如，甲醇之閃點依紀錄為大約僅11℃。因此，特別是在高溫環境中大量使用甲醇(譬如用於高熱引擎室中且在內燃機中燃燒)需要非常小心。為這些及其他原因，使用大量甲醇作為運輸燃料迄今仍不普遍，且大部分限於作為化學原料。在甲醇使用上已有顧慮，因此即便內含譬如苯及甲苯等閃點大約20℃之LFL燃料的較不易揮發原油亦有其危險性，可能在船隻引擎室造成大火，然寧可使用較不易揮發之原油。 為便於參考，本文所使用低閃點液體(LFL)燃料一詞是指包含下列的化學品家族：醇(甲醇、乙醇等)、乙醯基(譬如乙醛)、酮(譬如丙酮等)、醚族(二甲醚、二乙醚)、汽油、芳香族(譬如苯、甲苯、二甲苯等)、烷烴(譬如甲烷、丁烷、戊烷、己烷、丙烷、庚烷、辛烷等)、乙炔、及丁二烯。

本發明是由申請專利範圍獨立項界定。本發明若干選用特徵是在申請專利範圍附屬項中界定。 特別地相較於以上所識別之先前技藝系統，實現本文所揭示之技術可提供顯著的技術優勢。 迄今，安全已為在船舶柴油引擎中使用甲醇燃料之最大問題。由於船隻使用之船載儲存量可能需要譬如10至100噸之間的容量(且在大型與遠洋船泊中，容量需求可超過100噸，此與僅運載譬如40至50公升之機動車輛的使用呈明顯對比)，因此在船隻上(尤其在船底)運載大量甲醇燃料之風險不符合需求。本文所揭示之技術將可能在譬如柴油引擎等船舶內燃機中運用甲醇燃料。 由於甲醇有毒，且具低燃點而高度易燃，因此咸認為在安全使用此燃料方面有重大問題。在以上所提及國際專利申請案第WO2012/130407號中舉例說明之Haldor Topsoe的OBATE燃料系統，需要保持在3至5巴、或甚至高達20至30巴之間的(取決於溫度)壓力下之大型高壓槽來容納改良之甲醇燃料，且此甲醇燃料包含高比例之氣體DME及/或其他LFL燃料(達20%至50%之間)，而咸認為這將使混合燃料愈加危險，導致法規面之爭議。另，在催化轉換器反應器室中，預期溫度應上升至180℃至260℃之間，且燃料壓力在30至90巴之間。美國專利案第4,422,412號教示，在熱交換器轉換器中以甲醇為原料，藉助催化劑形成甲醇與DME混合物，其中轉換器與槽兩者皆置於引擎室中。這意謂LFL燃料暴露於80℃至400℃之間的溫度下，可能引發安全顧慮。國際專利公開案第WO2012/130407號教示催化劑轉換器之使用。據了解，至少若干船運公司懷疑此種系統之實用性。這是因為使用LFL燃料所採取之安全預防措施必須大幅增加，且必須特別關注槽、引擎室、管路設計、及甚至船舶建造方法等。 將船載儲存/緩衝槽用於低閃點燃料成分及醚成分，可容許免除使用催化劑之甲醇轉換系統，該系統是複雜且昂貴之裝置，在先前技藝之技術中用於在船上原處將醇轉換成醚，據了解此技術目前用於Stena Line公司船舶輔助引擎上。另，使用熱交換器及催化劑需要80℃至400℃之間的溫度，提升壓力達20至400巴之間。這高度不符引擎室內操作條件之需要。然而，使用儲存/緩衝槽用於這些低閃點燃料與醚成分，將引發本身之整套問題，其中儘管載運著需求量之此種液體作長距離航行較為安全，但其本身仍有許多問題。 揭示之技術亦可克服譬如以上所述及美國專利案第4,603,662號中，在甲醇與DME之容器內進行單一混合之先前技藝的問題。例如，咸認為這些先前技藝之技術並未提供完整混合，且因氣體DME是在原處加入或形成，而將造成DME/甲醇混合物燃料槽壓力增加，可能大幅地增加。另外，在一個槽中混合醇與醚，將甚至更進一步降低甲醇燃料槽中之閃點，因此導致額外安全風險。 本文揭示之技術尋求解決這些問題，或至少減輕此等問題之影響。 低閃點液體(譬如甲醇與DME) 的冷卻，除其他影響外，將降低蒸氣壓力及儲存壓力，如此將可降低儲存液體燃料之危險性。 由於在海洋環境中使用LFL燃料之概念僅在近幾年開始成形，因此針對預防措施之需求迄今仍完全未確定，以致造船廠、船東、分級協會(評價船舶建造、燃料裝載實施、引擎等安全措施之認證團體)、管理團體、及其他海洋生態系統組織尚未考慮組合本文所述之各種成分。僅表達：考慮到本領域之當前做法，本文揭示之技術發展與直覺完全不符。此當前做法是針對具有至少60℃閃點之船舶燃料，此與甲醇與其他LFL燃料等相對較低之閃點形成明顯對比。事實上，站在船舶安全認證團體前線之DNV GL(先前為Det Norske Veritas)僅在最近開始調整液化天然氣(LNG)油輪/運輸船的分級規則，以適合LFL輕艇，且尚未完成分級規則。並且，咸認為分級規則現在是針對較小之船艇與渡船，而非長航遠洋船舶。本文揭示之技術提供被認為最環保、實用、可行且最便宜之方法，來冷卻LFL燃料槽，以在長航船隻上安全使用大容積之LFL燃料槽。 在本文所揭示技術中使用低閃點液體(特別為甲醇)之其他普遍性優勢尤其包含： ˙包含甲醇之醇類是無、或至少減少與污染相關爭議之完全燃燒燃料。咸信醇類是僅有的100%由二氧化碳循環再生的燃料。另外，無需洗滌SO_x 、NO_x 之選擇性催化還原(SCR)或額外設備來符合對貨主之新法規規範。 ˙冰島雷克雅維克碳循環再生國際公司(CRI Reykjavik Iceland)甲醇計畫中，2012年4月開始由二氧化碳大量生產甲醇，因此甲醇將變得充裕。咸信全世界產能每年超過1億公噸，且有40%之閒置產能，因此可充分地供應。可取得充裕之甲烷原料。據了解，中國具有近乎4仟7百萬噸之甲醇產能，該甲醇是由煤、天然氣、生物質生產，且甚至可使用二氧化碳作為甲醇原料。甲醇之價格不如油浮動，尤其在發現頁岩氣技術後，將使原料價格穩定。 ˙可花費最少成本將現有船隻上之現有內燃機轉換為使用LFL燃料混合物，此成本遠較用於減少NO_X 、SO_X 等之SCR所需的投資便宜。例如針對火花點火引擎，可花費如美金300元一般少之成本轉換引擎。壓縮點火引擎(柴油引擎)之轉換成本可能較高，但仍在可接受之範圍內。甲醇燃料的改良以在內燃機中的燃燒如同柴油引擎中之燃燒是簡單的。倘若不轉換引擎，則貨主將面臨可能需更換整個引擎成譬如MAN SE或Wartsilla公司製造之昂貴新引擎。在這種情況下，咸認為資本成本太高，特別是對於現有船隻當轉換為使用醇基燃料時尤然。 ˙咸認為甲醇燃料較壓縮天然氣(CNG)及液化天然氣(LNG)安全，且資本設備購置資本遠較低。另外，甲醇燃料在液態下較CNG更為濃縮，其中CNG顯然在常態下呈氣態，且在超過100巴之非常高壓條件下儲存。已了解許多船舶營運人考慮到，大規模儲存CNG與LNG簡直是定時炸彈。在港口設立LNG站點非常昂貴，因此不易取得LNG燃料。 ˙可輕易地且便宜地以卡車、船隻、燃料裝載船舶等運輸與儲存甲醇，且運輸費用相對較低，不同於CNG/LNG具有遠較高之運輸費用。 ˙甲醇是生物可分解的且可溶於水。不同於石油、燃料油、重油、柴油，甲醇洩漏不致於付出生態災難之代價。 ˙甲醇火警可由水撲滅，此與石油及瓦斯火警不同。在較低甲醇濃度下(低於20%)，燃燒將自動停止。 ˙甲醇具有68℃之沸點，且在室溫下呈液體。不需高成本之壓力槽來儲存甲醇，且咸認為甲醇之操作較CNG、LNG與二甲醚(DME)及二乙醚(DEE)安全且便宜。 ˙甲醇在其溫度低時具有非常低之蒸氣壓力，此與高揮發性之汽油、CNG、LNG等形成明顯對比。 ˙甲醇具有高辛烷值。甲醇之自動點火溫度高達大約433±8℃，可減少引擎爆震問題，而因此改善燃料經濟性。 ˙使用甲醇不致於對鋼、不鏽鋼、新平橡膠、橡膠、氟化橡膠、鐵氟龍等造成任何腐蝕問題，此意謂當燃料完全燃燒時，將不腐蝕柴油引擎。 ˙當使用LFL燃料混合物時，可能由相同之柴油引擎實現多大約10%功率。例如，使用柴油燃料在2100rpm下運轉之200仟瓦引擎，以甲醇柴油燃料運轉時將提供2300rpm。引擎功率可增加10%，由200仟瓦增加至220仟瓦，因此僅需較少之引擎投資，且運轉條件效率更高。 ˙毒性較汽油低。 ˙以LFL燃料混合物運轉之引擎的排氣溫度降低100℃至300℃之間，低於柴油排氣溫度。由於甲醇為完全燃燒之低溫燃燒燃料，轉換成機械能之功率較廢熱能多，以致對環境之傷害較小且操作之危險性較小。另，引擎可更平順地運轉。

首先參閱第1圖，其揭示裝設於船舶中或船舶上之船舶燃料冷卻裝置100。在第1圖之範例中，該船舶燃料冷卻裝置包含吸收致冷冷卻器102。亦繪示出船舶引擎104。在第1圖之範例中，船舶引擎104是壓縮點火引擎(柴油引擎)，且為主船舶引擎或其中一個主船舶引擎，但亦可考慮其他裝置，這將在以下作說明。 第1圖裝置之重要特徵為，獲致船舶引擎燃料混合物，該船舶引擎燃料混合物包括低閃點燃料成分(如上述所定義)及醚成分。第一船載容器106容納低閃點液體燃料成分108。第二船載容器110是提供以容納醚燃料成分112。容器106、110兩者中任一個、或其兩者可為譬如主燃料儲存槽或緩衝槽。低閃點液體燃料成分108是自第一船載容器106經由管道114排放至混合器116。醚燃料成分112是自第二船載容器110經由管道118排放至混合器116。兩種燃料成分108、112是在混合器116(該混合器可為靜態混合型)中混合，產生船舶引擎燃料混合物。在一示例配置中，混合器116是管路混合器(混合管路系統)，以提供兩燃料成分之完全及有效混合。 是以，可理解第1圖繪示出船載船舶燃料混合裝置100，該燃料包括低閃點燃料成分108及醚成分112。將該裝置配置成自第一船載容器106接收低閃點燃料成分108，且自第二船載容器110接收醚成分112。該裝置包括混合器116，該混合器是用於混合低閃點燃料成分108與醚成分112，以產生船舶引擎燃料混合物。 另外，可理解，已說明一種在船舶上產生船舶引擎燃料混合物之方法，燃料包括低閃點燃料成分108及醚成分112。該方法包括在混合器116處自第一船載容器106接收低閃點燃料成分108。在混合器116處，自第二船載容器110接收醚成分112。該方法包括在混合器116處混合低閃點燃料成分108與醚成分112，以獲致船舶引擎燃料混合物。 在一較佳實現例中，燃料混合物包括甲醇、二甲醚(十六烷改良劑)、及譬如蓖麻油等潤滑劑。DME有助於使用甲醇作為燃料，否則甲醇之十六烷等級對壓縮點火引擎中之燃燒而言將過低。引入潤滑劑可容許在現有船引擎、典型地柴油引擎中使用該燃料混合物。並且，針對燃料混合物的使用，船引擎之轉換亦相對較直接。燃料混合物之特別有利配方包括大約94%甲醇、5%二甲醚及1%潤滑劑。此種混合物在使用上可較譬如Haldor Topsoe所供應之OBATE燃料混合物安全且便宜，其中OBATE燃料混合物典型地具有大約20%至30%DME含量。DME之成本典型地是甲醇成本的數倍，且使用上更危險。是以，使用DME含量較低之燃料混合物具有引人注意之遠景。 亦可根據操作特徵來改變燃料成分之比例。例如，在寒冷條件下，可提供較高比例之DME，以有助於在寒冷條件下起動引擎。 亦可在燃料混合物中提供顏色，使得在著火時，火將有顏色，否則甲醇之火焰是無色的。 如上所述者，船舶引擎104可為船舶主引擎(主船舶驅動引擎等)，使得需針對該混合裝置之尺寸作調整，以產生足夠用於典型最小容量為75立方公尺之引擎的船舶引擎燃料混合物。是以，該裝置足以產生數噸至100噸或更多之船舶引擎燃料混合物。 燃料混合物是自混合器116經由傳送系統120排放。傳送系統120至少包括管道122，以用於將燃料混合物運送至船舶引擎104的入口124。亦即，該船載船舶引擎燃料混合裝置包括傳送系統120，以用於將船舶引擎燃料混合物傳送至船舶引擎104之燃料噴射器150。 第1圖之裝置的重要特徵在於，將至少低閃點液體燃料成分108冷卻達低於其閃點溫度。為此，第一船載容器106設有(第一)冷卻套126。亦提供氮氣層128作為(另一)安全措施。第二船載容器110亦可設有冷卻套。在至少一實現例中，第二船載容器110亦設有氮氣層130。 在第1圖之範例中，管道114設有第二冷卻套132。管道122設有第三冷卻套134。 是以，可冷卻至少低閃點燃料成分108達其閃點以下。當低閃點燃料成分108是、或包括譬如甲醇時，可冷卻該低閃點燃料成分108達低於11℃、較佳地低於或等於9℃、更佳地低於或等於7℃、且甚至更佳地低於或等於5℃。 在第1圖之範例中，管道136是提供為來自船舶燃料冷卻裝置100之排放物，且分成：第一分配管線138，其連接至第一冷卻套126；第二分配管線140，其連接至第二冷卻套132中；及一分配管線(未示出)，其連接至第三冷卻套134中。是以，可將譬如冰冷水之冷卻介質144提供至各冷卻套126、132、134，以冷卻低閃點燃料成分108，而無論該低閃點燃料成分108是否已與醚成分混合。亦可理解，也可將冷卻介質提供至已環繞第二船載容器110及其相關管道118兩者其中之一或其兩者裝設之任何冷卻套。 因此，可理解第1圖繪示出船舶燃料冷卻裝置100，該燃料包括在容器106或管道114中之低閃點燃料成分108，裝置100包括吸收致冷冷卻器102，該吸收致冷冷卻器102被配置以供應冰冷液體144至容器106或管道114之冷卻套126、132，以冷卻低閃點燃料成分108達低於該低閃點燃料成分之閃點的溫度。 亦即，已說明一種冷卻容器106或管道114中低閃點燃料成分108之方法，其中使用船舶燃料冷卻裝置100來達成該冷卻，船舶燃料冷卻裝置100包括吸收致冷冷卻器102，該方法包括將冰冷液體144自吸收致冷冷卻器102供應至容器或該管道之冷卻套126、132，以冷卻低閃點燃料成分108達低於該低閃點燃料成分之閃點的溫度。 可了解，這些陳述同樣可應用於醚成分112及其相關容器110與管道118之冷卻。當然、且如上所述者，低閃點液體一詞亦可包含醚。 冷卻水是在管線145由冷卻套循環至輸入端149而返回冷凍器102。熱空氣是在出口160排出冷凍器102。 船舶引擎104具有一組引擎汽缸146，第1圖之範例中示出四個引擎汽缸146。每一引擎汽缸皆如已熟知者，具有可在其內作動之活塞147。船舶引擎104包括燃料噴射器燃料管線148，該燃料噴射器燃料管線148是在船舶引擎104之入口124處，自傳送系統120、特別地自管道122接收燃料混合物。該燃料噴射器燃料管線將燃料混合物分配至每一汽缸146之燃料噴射器150。排放氣體在輸出管線152從汽缸146排出，這些氣體將排至船舶引擎104之排氣裝置154。 請注意，可能將至少部分排放氣體直接噴射至引擎及/或汽缸的空氣入口歧管，以輔助LFL燃料混合物在較高溫度下燃燒。這在環境溫度低時特別有利。 第1圖之裝置的重要特徵在於，提供管線(管道、管路或相似物)156，以將排放氣體158型式之廢熱自船舶引擎104之排氣裝置154運送至船舶燃料裝置100，藉以提供冷凍器動力，該冷凍器是如以上第1圖範例中提及之吸收致冷冷凍器102。亦即，將吸收致冷冷卻器102配置成由來自船舶引擎104之廢熱158提供動力。 如上提及者，此為第1圖之裝置的重要特徵，且可獨立地提供。在此，第1圖繪示出船舶燃料冷卻裝置100，該燃料包括低閃點燃料成分108，該裝置包括吸收致冷冷卻器102，該吸收致冷冷卻器102被配置成由來自船舶引擎104之廢熱158提供動力。另外，已說明一種相應方法。一種操作船舶燃料冷卻裝置100以冷卻低閃點燃料成分108之方法，該裝置包括吸收致冷冷卻器102，其中該方法包括由來自船舶引擎104之廢熱158提供吸收致冷冷卻器102動力。 無論船舶引擎104為主船舶引擎或輔助船舶引擎(儘管可理解，後者型式之引擎將產生較少廢熱)，皆同樣可應用這些技術。 在一較佳實現例中，吸收致冷冷卻器102是溴化鋰水冷凍器。該冷凍器可使用廢熱，而無需譬如用於冷卻燃料之電力等額外使用成本。 在至少一實現例中，低閃點燃料成分108是醇類。該醇類可為甲醇、或者乙醇、或甲醇與乙醇兩者其中之一或其兩者的結合而不論是否結合其他液體(如添加劑)。 在至少一實現例中，醚成分112包括二甲醚、二乙醚、或二甲醚與二乙醚兩者其中之一或其兩者的結合而不論是否結合其他液體。 應有需要進一步冷卻低閃點燃料成分108之情況。提供進一步冷卻之特別適當技術是提供第二階段冷卻器，該第二階段冷卻器包括壓縮致冷冷卻器。此種冷卻器適合於冷卻至低於0℃的溫度。該第二階段冷卻器是由電力提供動力。 可理解，在繪示出的系統中，可提供各種泵與控制閥及相似物，以達成與控制液體之流動，但為了清楚的緣故而在第1圖中省略這些。 如上提及者，尤其參考第1圖，引擎104是主船舶柴油引擎或其中一個主船舶柴油引擎。然而，亦可考慮其他裝置。例如，本文揭示之技術同樣可應用於火花點火引擎。另外，這些技術同樣可應用於船舶輔助引擎。 第1圖中所繪示出的系統包括分別用於低閃點液體燃料成分108與醚燃料成分112之單槽容器106、110。將可理解，可利用其他配置。譬如，可提供多個槽以用於低閃點液體燃料成分108與醚燃料成分112兩者其中之一或其兩者。可將這些槽配置成多槽陣列，譬如貯放如貨櫃船上之普通ISO貨櫃，其中每一槽皆設有如上所述之冷卻套與氮氣層。在此種配置中，複數個槽可設有來自船載船舶燃料冷卻裝置之冰冷液體。 這些槽可為固定槽或可移動槽。特別合適型式之槽是ISO槽，特別當無法在停靠港取得LFL燃料作為釜底燃料時尤然。因此，LFL燃料可在生產工廠充填且裝運至港口，接著裝於船上。可移動槽是使用撓性管路及連結器(較佳為使用不鏽鋼與新平橡膠內襯或其他抗LFL撓性管路)而連接至冰冷液體分配系統中。 用於實現本文所揭示技術之管路與槽固持件及配件一般較佳為不鏽鋼、隔熱(藉以提供可使任何低閃點液體保持在其各別閃點以下之額外安全系數)。特別合適之隔熱材料包含玻璃綿、岩綿、聚氨酯發泡材、聚苯乙烯發泡材等。管路與槽固持件及配件亦可電氣絕緣。 儘管第1圖中並未明白顯示出，但亦可保留柴油燃料槽(譬如，在船底)，以可替換LFL燃料混合物而使用柴油燃料。 現在請參考第2圖，該圖式更詳細地顯示船舶燃料冷卻裝置。如將在圖式中看到者，吸收致冷冷凍器102包括驅動熱源環管200。亦提供預熱器(例如，電預熱器)202及熱交換器204。可將熱交換器204配置成，於管線156自船舶引擎104之排氣裝置154接收廢熱158。預熱器202是提供為，在船舶引擎發動而可由該船舶引擎取得充分廢熱能量前，使新鮮空氣可在冷狀態下饋入至熱交換器204之入口203。一旦已達到穩定之熱運轉條件，即可關閉該預熱器。熱交換器204是在入口206中接收「新鮮」冷空氣，且在出口208處排放出「新鮮」熱空氣至引擎歧管。典型地，倘若在熱交換器中發生熱傳，則由該熱交換器排放口205排放之排放氣體溫度將較熱交換器入口203處之氣體溫度稍微下降。例如，可預期熱交換器204入口203處之溫度在大約400℃的範圍。可預期熱交換器204排放口205處之排放氣體溫度在大約300℃。 在替代配置中，預熱器202可設置於熱交換器之後，且直接在引擎歧管之前。 管線(管道、管路或相似物)210是提供以運輸自熱交換器204排出之排放氣體212。將這些氣體運送至吸收致冷冷凍器102，且繞著熱空氣環管200循環。應可知吸收致冷冷凍器102之作動原理，但總體來說，冷凍器102是使用來自排放氣體212之熱來提供驅動冷卻程序所需之能量。典型地，可依三階段來說明吸收冷卻循環： ‧蒸發：液體冷凍劑在低分壓環境中蒸發，以自周圍抽取熱。 ‧吸收：吸收氣體冷凍劑(液化成另一液體)，在蒸發器中降低其分壓且容許更多液體蒸發。 ‧再生：將滿載冷凍劑之液體加熱，以使冷凍劑蒸發出。接著經由熱交換器使該冷凍劑冷凝，以在蒸發器中補充供應液體冷凍劑。 是以，排放氣體212是用於提供將分配於管線136的冰冷水，以參考第1圖如上所述用於冷卻。 在繞行熱空氣環管200循環後，剩餘之排放氣體216經進一步冷卻，譬如經由船的煙囪直接排放220至大氣。或者，且為了進一步增加作動效率，可在排放氣體最終經由船舶的煙囪排放220前，先依管線214將該氣體送至另一熱交換器218。熱交換器218可提供用於船上之加熱，譬如為沐浴、烹調及中央暖氣等一般服務加熱水。亦即，吸收致冷冷卻器102包括用於運送來自船舶引擎的排放氣體之熱空氣環管200，及其中將吸收致冷冷卻器配置成，在排放氣體已通過吸收致冷冷卻器後，排出該排放氣體以經由船舶煙囪最終排出。 現在請參考第3圖，以說明第二燃料混合裝置。裝置300包括第一船載容器306，以用於容納低閃點燃料成分。如先前參考第1圖者，低閃點燃料成分可為醇或包括醇，譬如甲醇或乙醇。裝置300亦包括第二船載容器310，以用於醚燃料成分。再說明一次，醚燃料成分可包括譬如DME或DEE。該第一與第二船載容器可為緩衝槽或儲存槽。 每一容器306、310皆供給至混合器316中(本範例中為混合管路系統)，這些燃料成分將完全相互混合，以供應至船舶引擎304之燃料噴射器。本範例中，每一容器306、310各經由包含止回閥360、流量指示器362、電磁閥364、及泵366之一系列管路配件而供給至混合器316中。止回閥368是提供於混合器316下游側，及船舶引擎304燃料噴射器的上游。這些止回閥確保燃料(成分)僅朝單一方向流動。 請參考第4圖，現在將說明船載燃料容器之定位。如第4圖所示者，船舶400包括駕駛台402。防爆壁或分隔壁404是設於駕駛台402之後方。在某些配置中，防爆壁或分隔壁可為駕駛台本身一體成型之部分(即後壁)。一個或更多ISO槽貨櫃是提供於壁/分隔壁404之後方，該槽貨櫃配置以儲存燃料成分，譬如以上參考第1圖作說明之低閃點液體燃料成分或醚燃料成分。是以，該或每一ISO槽貨櫃406是適應於裝設、或意欲被裝設於主駕駛台402之後方，且可選擇地在主引擎室上方。因此，駕駛台後壁及/或槽的底板、及/或LFL燃料槽所置放之船甲板及/或引擎室屋頂可防爆。在一配置中，將該槽配置於距壁/分隔壁404大約1公尺至1.2公尺。裝設方法包括裝設ISO槽貨櫃406，使得防爆壁404或分隔壁設置於ISO槽貨櫃406與駕駛台之間。該或其他防爆壁或分隔壁可定位於ISO槽貨櫃與引擎室之間，使得當發生爆炸時，將不致嚴重損害駕駛台、住宿區及引擎室。較佳地，由譬如依據以上參考第1圖作說明之原理所生成的冰冷液體來冷卻ISO槽貨櫃。ISO槽貨櫃亦可隔熱，且可具有外套或在該槽中的冷卻環管，以接收冰冷液體。 是以，第4圖繪示出現在所揭示技術之重要構想。配置為船舶400燃料槽之ISO槽貨櫃406被配置以儲存低閃點液體燃料成分。同樣地，揭示一種包括裝設ISO槽貨櫃406於船舶400上之方法，其中將該ISO槽貨櫃406配置以儲存低閃點液體燃料成分。 可依多種配置裝設ISO槽貨櫃406，該等配置包含裝設成暴露至環境中、或裝設於通風空間408中。通風空間408可譬如為開放式包圍場地、或者具有通風機410之密封或部分密封包圍場地。通風機410是提供以用於低閃點燃料蒸氣之通風。倘若低閃點燃料蒸氣較空氣重，則通風機410理想上是裝設於空間408之底層處或底層附近。亦可譬如經由標準之空氣調節技術，或者譬如使用第1圖及第2圖之系統所產生的冰冷水來冷卻空間408。 可提供蒸氣偵測器於槽所在位置處，無論槽裝設於包圍空間中或露天中，皆用於偵測大約200PPM之濃度位準。亦可提供火警偵測與預防設備，包含譬如配置成在異常或危險狀況下直接噴射泡沫至燃料槽中之自動滅火泡沫噴射器。可根據確切所使用之燃料成分，特定地設計制火系統。例如，可特定地設計預防甲醇火警之制火系統。一旦甲醇與水之混合物中的甲醇降至低於20%，則可由水撲滅甲醇火警，且由於甲醇是高度生物可分解，因此溢出/洩漏將不致造成生態災難。可使用抗醇性水膜泡沫來替代水。 ISO槽貨櫃406可為絕緣，具有熱絕緣及/或電氣絕緣。該ISO槽貨櫃可較佳地具有氮氣層。 ISO槽貨櫃可為固定槽或可移動槽。貨櫃406可適應於裝設、或意欲被裝設於船舶400甲板上、或甲板上方。 可提供多個槽，且可將多個槽配置成陣列。亦可將防爆壁裝設於槽之間。 這些槽可設有儀器，包含溫度讀數、高度讀數、及壓力讀數儀器。亦可裝設安全圓盤。可針對所有電氣設備皆適當地訂定等級，譬如防爆或本質上安全等級。 並且，儘管第4圖是示出裝設於船舶400的主甲板上方之槽，然可依其他方式放置該或每一槽。例如，這些槽可位於甲板下方，譬如槽室中。在一較佳配置中，這些槽是設置於艙壁中(艙壁在本文中是指整艘船中由垂直壁分隔之各艙區，且可為防爆者)。冷卻套可環繞這些槽裝設。 在另一配置中，這些槽是裝設於船後部、甲板上方。 熟習本技藝之人士應可理解，已僅藉助範例來說明本發明，且可採取各種不同替代選擇方式而不致脫離隨附申請專利範圍所界定之發明範疇。 要了解的是，本說明書中所揭示與界定之發明可擴展至本文或圖式述及或顯現之任兩個或更多個別特徵的所有替代組合。所有這些不同組合將構成本發明之各種不同替代構想。

100‧‧‧船舶燃料冷卻裝置
102‧‧‧吸收致冷冷卻器
104、304‧‧‧船舶引擎
106、306‧‧‧第一船載容器
108‧‧‧低閃點液體燃料成分
110、310‧‧‧第二船載容器
112‧‧‧醚燃料成分
114、118、122、136‧‧‧管道
116‧‧‧混合器
120‧‧‧傳送系統
124‧‧‧入口
126‧‧‧第一冷卻套
128、130‧‧‧氮氣層
132‧‧‧第二冷卻套
134‧‧‧第三冷卻套
138‧‧‧第一分配管線
140‧‧‧第二分配管線
144‧‧‧冷卻介質
145、156、210、214‧‧‧管線
146‧‧‧引擎汽缸
147‧‧‧活塞
148‧‧‧燃料管線
149‧‧‧輸入端
150‧‧‧燃料噴射器
152‧‧‧輸出管線
154‧‧‧排氣裝置
158‧‧‧廢熱
160、208‧‧‧出口
200‧‧‧驅動熱源環管
202‧‧‧預熱器
203‧‧‧入口
204‧‧‧熱交換器
205‧‧‧排放口
206‧‧‧入口
212、216、220‧‧‧排放氣體
218‧‧‧熱交換器
300‧‧‧裝置
360‧‧‧止回閥
362‧‧‧流量指示器
364‧‧‧電磁閥
366‧‧‧泵
368‧‧‧止回閥
400‧‧‧船舶
402‧‧‧駕駛台
404‧‧‧防爆壁或分隔壁
406‧‧‧ISO槽貨櫃
408‧‧‧通風空間
410‧‧‧通風機

現在將僅藉助範例、且參考隨附圖式來說明本發明，其中： 第1圖是繪示出依據本文揭示之技術的燃料混合與燃料冷卻系統的方塊示意圖； 第2圖是更詳細繪示出第1圖冷卻裝置之方塊示意圖； 第3圖是繪示出第二燃料混合裝置之管路示意圖；以及 第4圖是船舶之部分平面視圖，船舶上設置有依據本文揭示之技術的LFL槽貨櫃。

100‧‧‧船舶燃料冷卻裝置

102‧‧‧吸收致冷冷卻器

104‧‧‧船舶引擎

106‧‧‧第一船載容器

108‧‧‧低閃點液體燃料成分

110‧‧‧第二船載容器

112‧‧‧醚燃料成分

114、118、122、136‧‧‧管道

116‧‧‧混合器

120‧‧‧傳送系統

124‧‧‧入口

126‧‧‧第一冷卻套

128、130‧‧‧氮氣層

132‧‧‧第二冷卻套

134‧‧‧第三冷卻套

138‧‧‧第一分配管線

140‧‧‧第二分配管線

144‧‧‧冷卻介質

145、156‧‧‧管線

146‧‧‧引擎汽缸

147‧‧‧活塞

148‧‧‧燃料管線

149‧‧‧輸入端

150‧‧‧燃料噴射器

152‧‧‧輸出管線

154‧‧‧排氣裝置

158‧‧‧廢熱

160‧‧‧出口

Claims (35)

1. 一種船舶燃料冷卻裝置，該燃料包括一容器或一管道中之一低閃點燃料成分，該裝置包括一吸收致冷冷卻器，該吸收致冷冷卻器配置以使冰冷液體供應至該容器或該管道的一冷卻套，以將該低閃點燃料成分冷卻至低於該低閃點燃料成分的一閃點的一溫度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該吸收致冷冷卻器配置成由來自一船舶引擎之一廢熱提供動力。
3. 一種船舶燃料冷卻裝置，該燃料包括一低閃點燃料成分，該裝置包括一吸收致冷冷卻器，該吸收致冷冷卻器配置成由來自一船舶引擎之一廢熱提供動力。
4. 如前述申請專利範圍任一項所述之裝置，其中該吸收致冷冷卻器是一溴化鋰水冷凍器。
5. 如申請專利範圍第4項所述之裝置，其中該吸收致冷冷卻器包括用於運送來自該船舶引擎的一排放氣體的一熱空氣環管，以及其中該吸收致冷冷卻器配置成，在該排放氣體已通過該吸收致冷冷卻器後排放該排放氣體，以經由該船舶之一煙囪最終排出。
6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之裝置，其中該吸收致冷冷卻器配置成由來自一主船舶引擎之一廢熱提供動力。
7. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之裝置，其中該吸收致冷冷卻器配置成由來自一輔助船舶引擎之一廢熱提供動力。
8. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之裝置，被配置以供應一冰冷液體，該冰冷液體之一溫度小於或等於11℃、較佳地小於或等於9℃、更佳地小於或等於7℃、及甚至更佳地小於或等於5℃。
9. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之裝置，被配置以供應一冰冷液體，以冷卻包括一低閃點燃料成分之一燃料，其中該低閃點燃料成分是一醇類。
10. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之裝置，被配置以供應一冰冷液體，以冷卻包括一低閃點燃料成分之燃料，其中該低閃點燃料成分是甲醇。
11. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之裝置，被配置以供應一冰冷液體，以冷卻包括二甲醚之一燃料。
12. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之裝置，被配置以供應一冰冷液體，以冷卻包括一低閃點燃料成分之燃料，其中該低閃點燃料成分是乙醇。
13. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之裝置，被配置以供應一冰冷液體，以冷卻包括二乙醚之一燃料。
14. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之裝置，更包括一第二階段冷卻器，該第二階段冷卻器包括一壓縮致冷冷卻器。
15. 一種船載船舶引擎燃料混合裝置，該燃料包括一低閃點燃料成分及一醚成分，該裝置被配置以自一第一船載容器接收該低閃點燃料成分，且自一第二船載容器接收該醚成分，該裝置包括一混合器，該混合器是用於混合該低閃點燃料成分與該醚成分，以產生一船舶引擎燃料混合物。
16. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中該混合器包括一管路混合器。
17. 如申請專利範圍第15項或第16項所述之裝置，更包括一傳送系統，該傳送系統是用於將該船舶引擎燃料混合物傳送至一船舶引擎之一燃料噴射器。
18. 如申請專利範圍第15項至第17項中任一項所述之裝置，其中該裝置包括一冷卻系統，該冷卻系統是用於冷卻該低閃點燃料成分至低於該低閃點燃料成分之一閃點溫度。
19. 如申請專利範圍第15項至第18項中任一項所述之裝置，其中該裝置配置以產生足夠用於一船舶主引擎之一船舶引擎燃料混合物。
20. 一種ISO槽貨櫃，被配置為一船舶主引擎燃料槽，且被配置以儲存一低閃點液體燃料成分。
21. 如申請專利範圍第20項所述之ISO槽貨櫃，其中該ISO槽貨櫃包括一冷卻器，該冷卻器是用於接收一冰冷液體，及用於冷卻該低閃點液體燃料成分。
22. 如申請專利範圍第20項或第21項所述之ISO槽貨櫃，其中該ISO槽貨櫃被絕緣。
23. 如申請專利範圍第20項或第21項所述之ISO槽貨櫃，其中該ISO槽貨櫃包括一氮氣層。
24. 如申請專利範圍第20項或第21項所述之ISO槽貨櫃，其中該ISO槽貨櫃適應於裝設、或意欲被裝設於一主駕駛台之後方。
25. 如申請專利範圍第20項或第21項所述之ISO槽貨櫃，其中該ISO槽貨櫃為一可移動槽，該可移動槽適應於裝設、或意欲裝設於一船舶的一甲板上或甲板上方。
26. 一種冷卻一容器或一管道中之一低閃點燃料成分的方法，使用包括一吸收致冷冷卻器之一船舶燃料冷卻裝置來達成該冷卻，該方法包括將一冰冷液體自該吸收致冷冷卻器供應至該容器或該管道之一冷卻套，以將該低閃點燃料成分冷卻至低於該低閃點燃料成分之一閃點的一溫度。
27. 一種操作一船舶燃料冷卻裝置以冷卻一低閃點燃料成分之方法，該裝置包括一吸收致冷冷卻器，該方法包括由來自一船舶引擎之一廢熱提供該吸收致冷冷卻器動力。
28. 一種在一船舶上產生一船舶引擎燃料混合物之方法，該燃料包括一低閃點燃料成分及一醚成分，該方法包括： 在一混合器處從一第一船載容器接收該低閃點燃料成分； 在該混合器處從一第二船載容器接收該醚成分；以及 在該混合器處混合該低閃點燃料成分與該醚成分，以獲致該船舶引擎燃料混合物。
29. 一種包括將配置成一船舶主引擎燃料槽之一ISO槽貨櫃裝設在一船舶上的方法，其中將該ISO槽貨櫃配置以儲存一低閃點液體燃料成分。
30. 如申請專利範圍第29項所述之方法，其中該方法包括裝設該ISO槽貨櫃，使一防爆壁或分隔壁設置於該ISO槽貨櫃與該船舶的一引擎室之間。
31. 如申請專利範圍第29項或第30項所述之方法，其中該方法包括裝設該ISO槽貨櫃於該主駕駛台之後方。
32. 如申請專利範圍第29項或第30項所述之方法，其中該方法包括裝設該ISO槽貨櫃於一通風空間中。
33. 如申請專利範圍第29項或第30項所述之方法，其中該方法包括裝設該ISO槽貨櫃於一包圍空間中，及提供一通風機於該包圍空間中，以用於低閃點燃料蒸氣之通風。
34. 如申請專利範圍第29項或第30項所述之方法，其中該方法包括裝設該ISO槽貨櫃於一冷卻空間中。
35. 如申請專利範圍第29項或第30項所述之方法，更包括冷卻該ISO槽貨櫃。