WO2013146314A1 - 船舶、燃料供給装置、推進用主機への液化燃料ガスの供給方法 - Google Patents

船舶、燃料供給装置、推進用主機への液化燃料ガスの供給方法 Download PDF

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石田　聡成
和芳 平岡
龍太 中村
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三菱重工業株式会社
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    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system

Definitions

  • the present invention relates to a method for supplying liquefied fuel gas to a ship, a fuel supply device, and a propulsion main engine.
  • LNG loaded as cargo is used as fuel for a propulsion steam turbine main engine (hereinafter simply referred to as main engine).
  • main engine a propulsion steam turbine main engine
  • main engine a propulsion steam turbine main engine
  • the burner for LNG and the burner for heavy oil or light oil are provided separately, and the burner for heavy oil or light oil is ignited by the combustion flame of the burner for LNG. Is called.
  • the pressure of LNG is previously increased to a pressure of, for example, 10 kPaG in the compressor.
  • the main engine control device is equipped with a compressor so that the fuel can be switched from LNG combustion to mixed combustion with heavy oil or light oil at any time. It is activated to increase the pressure of LNG and strengthen the flame of the gas burner. However, until the actual fuel is switched to mixed combustion with heavy oil or light oil, the amount of LNG that is boosted to strengthen the flame of the gas burner is not used effectively, and LNG fuel is wasted. become. The steam generated by the combustion of the fuel is also exhausted without being used effectively.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, a ship that can suppress wasteful fuel consumption and can reliably perform fuel switching from LNG to mixed combustion with heavy oil and light oil, a fuel supply device, An object is to provide a method for supplying liquefied fuel gas to a propulsion main engine.
  • the ship of the present invention employs the following means. That is, the ship according to the first aspect of the present invention includes a propulsion main unit that can selectively use liquefied fuel gas and fuel oil as fuel, and a gas supply that supplies the liquefied fuel gas to the propulsion main unit.
  • the pressure of the liquefied fuel gas is increased by the boosting means in advance according to the load of the propulsion main engine, and the supply Open the pressure regulating valve, and a control unit for supplying the liquefied fuel gas pressurized to a predetermined pressure to the propulsion main device.
  • the supply pressure If the adjustment valve is opened, the liquefied fuel gas on the upstream side is in a pressurized state, so that the flame of the liquefied fuel gas in the propulsion main engine can be instantly increased. Thereby, reliable ignition can be performed.
  • the liquefied fuel gas is only pressurized on the upstream side of the supply pressure regulating valve, and the liquefied fuel gas decompressed by the supply pressure regulating valve is propelled until it is switched to the fuel oil. Therefore, useless consumption of liquefied fuel gas can be suppressed.
  • any configuration may be used as the boosting means.
  • a compressor provided on the upstream side of the supply pressure adjusting valve and pressurizing the liquefied fuel gas flowing through the gas supply line, and a compressor and the supply pressure adjusting valve And a circulation line for circulating the liquefied fuel gas upstream of the compressor from the intermediate branch portion.
  • the circulation line is preferably provided with a line pressure adjusting valve for adjusting the pressure of the liquefied fuel gas in the gas supply line.
  • a cooling means for cooling the liquefied fuel gas flowing through the gas supply line for example, a liquefied fuel gas in a liquid state can be sprayed onto a liquefied fuel gas in a gas state.
  • a cooling unit for example, a liquefied fuel gas in a liquid state can be sprayed onto a liquefied fuel gas in a gas state.
  • other methods may be used.
  • the pressure increasing means is provided with a vaporizer provided on the upstream side of the supply pressure adjusting valve and for increasing the pressure of the liquefied fuel gas flowing through the gas supply line.
  • the liquefied fuel gas taken out from the tank storing the liquefied fuel gas can be vaporized and gasified, and supplied to the gas supply line.
  • a vaporizer can be used.
  • the liquefied fuel gas can be pressurized without using a compressor.
  • the control device When the load of the propulsion main engine is at the first level, the control device does not pressurize the liquefied fuel gas by the circulation line or the carburetor in the pressure increasing means, and the load of the propulsion main engine From the state in which the liquefied fuel gas is supplied to the propulsion main unit by the gas supply line to the propulsion main unit by the fuel oil supply line when the gas is at the second level lower than the first level.
  • pressurization of the liquefied fuel gas can be performed in advance by the pressurizing means including the circulation line or the vaporizer.
  • a second aspect of the present invention is a fuel supply device that supplies the liquefied fuel gas to a propulsion main machine that can selectively use liquefied fuel gas and fuel oil as fuel, and the propulsion main machine
  • the pressure of the liquefied fuel gas is increased by the boosting means according to the load of the propulsion main engine in advance, and the supply pressure regulating valve is opened, The tapped-in the liquefied fuel gas and a control device supplying to said propulsion main device.
  • a ship navigation method as described above, wherein fuel oil is supplied from the fuel oil supply line to the propulsion main engine from the state where the liquefied fuel gas is supplied to the propulsion main engine from the gas supply line.
  • the state is changed to the state of supplying the liquefied fuel gas
  • the step of increasing the pressure of the liquefied fuel gas by the boosting means according to the load of the propulsion main engine and the supply pressure regulating valve are opened to And supplying to the propulsion main engine and igniting the fuel oil by the flame of the liquefied fuel gas.
  • a ship driving method as described above, wherein the pressure of the liquefied fuel gas located upstream of the supply pressure regulating valve in the gas supply line is increased in advance.
  • the pressurized liquefied fuel gas is supplied to the propulsion main engine.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall schematic configuration of a fuel supply device according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the whole schematic structure of the fuel supply apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an overall schematic configuration of a fuel supply apparatus 10A that supplies fuel to a steam turbine main engine (propulsion main engine) 100 provided in an LNG ship.
  • the fuel supply device 10A includes a cargo tank 20 for storing LNG, an LNG supply line (gas supply line) 11A for supplying LNG boil-off gas generated in the cargo tank 20 to a boiler (not shown) of the main engine 100, and a fuel (not shown). And a fuel oil supply line 51 for supplying heavy oil or light oil (fuel oil) from a tank to a boiler (not shown) of the main engine 100.
  • the LNG supply line 11A is provided with a compressor 30, a supply heater 31, and a supply pressure adjustment valve 32 along the flow direction of the boil-off gas.
  • the compressor 30 is one of boosting means that boosts and heats the boil-off gas in the LNG supply line 11A and supplies it to the downstream side.
  • Supply heater 31 raises the temperature of the boil-off gas supplied to the boiler of main machine 100.
  • the supply pressure adjusting valve 32 adjusts the flow rate and pressure of the boil-off gas supplied to the boiler of the main engine 100, and has pressure gauges 33 and 34 on the inlet side and the outlet side, respectively.
  • the supply pressure adjusting valve 32 controls the opening degree of the control device 50 while monitoring the detection values of the pressure gauges 33 and 34.
  • a mist separator 36 (cooling means) is provided on the downstream side of the joining portion 12 b of the return line 12 and on the upstream side of the compressor 30.
  • the mist separator 36 collects the liquid phase component of LNG mixed in the boil-off gas when the LNG boil-off gas stored in the cargo tank 20 is sent to the LNG supply line 11A by a cargo pump (not shown).
  • the mist separator 36 is provided with a spray nozzle (not shown) for cooling the boil-off gas in the LNG supply line 11A in the container 36a.
  • a spray pump 38 disposed in the liquid phase in the cargo tank 20 is connected to the spray nozzle via the LNG liquid supply line 13. As a result, the LNG liquid pumped from the cargo tank 20 by the spray pump 38 can be sprayed from the spray nozzle to the boil-off gas in the container 36 a via the LNG liquid supply line 13.
  • the main engine 100 can selectively use the boil-off gas supplied from the LNG supply line 11A and the heavy oil or light oil supplied from the fuel oil supply line 51 as fuel, depending on the navigation and driving conditions. That is, based on the operation mode selected by the ship operator, various monitoring values monitored by various sensors, and the like, the load state of the main engine 100 is detected, and the control device 50 determines the detected load state of the main engine 100. Accordingly, based on a predetermined computer program, the main engine 100 is controlled to switch whether to supply boil-off gas from the LNG supply line 11A or to supply heavy oil or light oil from the fuel oil supply line 51.
  • boil-off gas is supplied as fuel to the main engine 100.
  • the boil-off gas generated in the cargo tank 20 is supplied to the LNG supply line 11A.
  • the boil-off gas is fed into the compressor 30 after the liquid phase component contained in the gas is removed in the mist separator 36.
  • the boil-off gas is pressure-warmed and further heated in the supply heater 31.
  • the boil-off gas is supplied to the main engine 100 as fuel after the flow rate and pressure are adjusted by the supply pressure adjustment valve 32. In this mode, the line pressure control valve 35 is closed and the boil-off gas is not circulated through the return line 12.
  • the gas pressure of the boil-off gas in the LNG supply line 11A increases.
  • the gas pressure of the boil-off gas in the LNG supply line 11A is set to 10 to 40 kPaG, for example.
  • the gas pressure supplied to the downstream side of the supply pressure adjustment valve 32, that is, the main engine 100 is set to 5 kPaG, for example.
  • the gas pressure in the LNG supply line 11A on the upstream side of the supply pressure adjusting valve 32 is increased to 10 to 40 kPaG, the gas pressure of the boil-off gas supplied to the main engine 100 increases instantaneously, and the burner in the boiler The combustion flame from can be formed large. This makes it possible to reliably ignite the burner for heavy oil and light oil and to switch the fuel reliably.
  • the line pressure control valve 35 is opened in parallel with the operation of restricting the supply pressure adjusting valve 32 described above. Then, since the surplus boil-off gas is circulated to the upstream side of the compressor 30 via the return line 12 with the supply pressure adjustment valve 32 being throttled, the boil-off gas is not wasted.
  • the boil-off gas circulated through the return line 12 is pressurized through the compressor 30, and the temperature rises. Therefore, if circulation is repeated, the boil-off gas temperature in the LNG supply line 11A will increase steadily. Therefore, in this mist separator 36, the LNG liquid in the cargo tank 20 is sprayed from the spray nozzle onto the boil-off gas, whereby the temperature can be lowered and stable operation can be performed.
  • the fuel supply apparatus 10 ⁇ / b> B in the present embodiment includes a cargo tank 20 that stores LNG, and an LNG supply line that supplies LNG boil-off gas generated in the cargo tank 20 to a boiler (not shown) of the main engine 100.
  • (Gas supply line) 11B and a fuel oil supply line 51 are provided.
  • the LNG supply line 11B is provided with a supply heater 31 and a supply pressure adjustment valve 32 along the flow direction of the boil-off gas.
  • a vaporizer (pressure increase means) 61 that elevates and heats the LNG liquid pumped up by a pump 62 disposed in the liquid phase in the cargo tank 20 to evaporate. It is connected.
  • the vaporizer 61 uses a heating method using steam or hot water.
  • the LNG gas obtained by heating by the vaporizer 61 is merged with the boil-off gas in the LNG supply line 11B on the upstream side of the supply heater 31.
  • a vaporizer can be used as the vaporizer.
  • main engine 100 selects boil-off gas supplied from LNG supply line 11B and heavy oil or light oil supplied from fuel oil supply line 51 as fuel in accordance with navigation, driving conditions, and the like. Can be used.
  • Control for increasing the pressure of the boil-off gas in the LNG supply line 11B is performed.
  • the control device 50 monitors the navigation speed, the gas pressure supplied to the main engine 100 in the pressure gauge 34, and the like, and when it is detected that these are below a predetermined threshold value, the vaporizer 61 is activated. Then, the LNG gas obtained by being heated by the vaporizer 61 is merged with the boil-off gas in the LNG supply line 11B on the upstream side of the supply heater 31. Thereby, the pressure of boil-off gas is raised.
  • the gas pressure of the boil-off gas in the LNG supply line 11B is set to 20 to 40 kPaG, for example.
  • the gas pressure supplied to the downstream side of the supply pressure adjustment valve 32, that is, the main engine 100 is set to 5 kPaG, for example.
  • the control device 50 opens the supply pressure adjustment valve 32 when the fuel is switched from LNG to heavy oil or light oil, the combustion flame for ignition is instantly increased. This ensures reliable ignition and reliable fuel switching.
  • the fuel supply devices 10A and 10B according to the present invention can be applied to an LPG ship or the like in addition to an LNG ship. Any configuration other than the fuel supply devices 10A and 10B in the ship may be used. Moreover, as long as the same function is realizable about the structure of each part of fuel supply apparatus 10A, 10B, you may use another component. Furthermore, it is possible to combine the configurations of the first embodiment and the second embodiment. That is, the vaporizer 61 shown in FIG. 2 is provided in addition to the configuration shown in FIG. Other than this, any other configuration may be adopted as long as it does not depart from the gist of the present invention.
  • Fuel supply device 11A, 11B LNG supply line (gas supply line) 12 Return line (circulation line) 12a Branch portion 12b Merge portion 13 Liquid supply line 20 Cargo tank 30 Compressor 31 Supply heater 32 Supply pressure adjustment valve 35 Line pressure control valve 36 Mist separator 36a Container 38 Spray pump 50 Control device 51 Fuel oil supply line 61 Vaporizer (cooling means) ) 100 Main engine (propulsion main engine)

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Abstract

　この船舶は、液化燃料ガスによる航行モードである状態で、定常航行状態から航行速度が低下して低負荷航行状態となったときには、液化燃料ガス専焼による航行モードから重油や軽油との混焼による航行モードに切り換えるに先立ち、ＬＮＧ供給ライン（１１Ａ）におけるボイルオフガスの圧力を高めておき、切り換えを行うに際しては、供給圧力調整弁（３２）を開いて高い圧力のボイルオフガスを主機（１００）に供給する。

Description

船舶、燃料供給装置、推進用主機への液化燃料ガスの供給方法
　本発明は、船舶、燃料供給装置、推進用主機への液化燃料ガスの供給方法に関するものである。
　船舶においては、燃料として重油が広く用いられてきたが、環境保全の観点から、燃料燃焼後の排出ガスに含まれる硫黄成分の抑制が要求されている。そこで、燃料を、重油から、硫黄成分を含まない液化ガスに切り換える動きが活発化している。
　ところで、液化天然ガス（ＬＮＧ）運搬船においては、積み荷として積載しているＬＮＧを、推進用の蒸気タービン主機（以下、単に主機と称する）の燃料として用いることが行われている。
　しかし、ＬＮＧを燃料とする場合、燃料の供給に支障が生じた場合等には、燃料を重油や軽油に自動的に切り換えることが法規により定められている。
　そこで、燃料として、ＬＮＧだけでなく、重油や軽油も用い、種々の条件に応じて、ＬＮＧと重油や軽油とを適宜切り換えられるようにした構成も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６－１７７６１８号公報
　ところで、ＬＮＧを主機の燃料として供給している状態では、船舶が港湾外で定常航行しているときに比較し、船舶が港湾内に入る等して、その航行速度が低下した低負荷航行状態では、ＬＮＧの供給量・供給圧力は低くなる。また、港湾内等で船舶が加減速して、推進用の主機の負荷の変動が大きいと、ＬＮＧを燃料として用いている場合には、失火の恐れがある。そこで、港湾内では、燃料をＬＮＧと重油や軽油の混焼状態に切り換えて航行を行うことが行われている。
　燃料を重油や軽油に切り換えようとした場合、ＬＮＧ用のバーナと重油や軽油用のバーナは別に設けられており、重油や軽油用のバーナへの点火は、ＬＮＧ用のバーナの燃焼炎により行われる。このときに、上記の低負荷航行状態では、ＬＮＧの供給量・供給圧力が低いために燃焼炎が小さく、点火を行えない可能性がある。そこで、燃料を重油や軽油に切り換えるときには、予め、ＬＮＧの圧力を、圧縮機において例えば１０ｋＰａＧといった圧力に昇圧している。
　このようにＬＮＧの圧力を高めることは、主機の制御装置において、主機の負荷状態等をモニタリングすることで行われている。
　したがって、例えば、港湾内に入るときに航行速度が低下して低負荷航行状態に移行すると、いつでも燃料をＬＮＧ専焼から重油や軽油との混焼に切り換えられるよう、主機の制御装置では、圧縮機を作動させてＬＮＧを昇圧し、ガスバーナの火炎を強くしている。
　しかしこれでは、燃料を実際に重油や軽油との混焼に切り換えるまでの間、昇圧してガスバーナの火炎を強くした分のＬＮＧは有効に使われることなく、ＬＮＧ燃料を無駄に消費していることになる。燃料の燃焼によって発生した蒸気も有効利用されることなく無駄に排気されている。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、無駄な燃料消費を抑え、ＬＮＧから重油や軽油との混焼へ燃料の切り換えを確実に行うことのできる船舶、燃料供給装置、推進用主機への液化燃料ガスの供給方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の船舶は以下の手段を採用する。
　すなわち、本発明の第１の態様に係る船舶は、液化燃料ガスと燃料油とを燃料として選択的に用いることのできる推進用主機と、前記推進用主機に前記液化燃料ガスを供給するガス供給ラインと、前記推進用主機に前記燃料油を供給する燃料油供給ラインと、前記ガス供給ラインにおける前記液化燃料ガスの圧力を高める昇圧手段と、前記ガス供給ライン内の前記液化燃料ガスを前記推進用主機に供給する際の供給圧力を調整する供給圧力調整弁と、前記ガス供給ラインにより前記推進用主機に前記液化燃料ガスを供給している状態から前記燃料油供給ラインにより前記推進用主機に前記燃料油を供給する状態に移行するにあたり、前もって前記推進用主機の負荷に応じて前記昇圧手段により前記液化燃料ガスの圧力を高めておき、前記供給用圧力調整弁を開いて、所定の圧力に加圧された前記液化燃料ガスを前記推進用主機に供給する制御装置と、を備える。
　この第１の態様によれば、ガス供給ラインにより推進用主機に液化燃料ガスを供給している状態から燃料油供給ラインにより推進用主機に燃料油を供給する状態に移行するときには、供給用圧力調整弁を開けば、その上流側の液化燃料ガスが加圧された状態にあるので、推進用主機内における液化燃料ガスの火炎を瞬時に大きくすることができる。これによって、確実な着火が行える。
　しかも、液化燃料ガスは、供給用圧力調整弁の上流側で加圧されているのみであり、燃料油に切り換えるまでの間は、供給用圧力調整弁で減圧された液化燃料ガスが推進用主機に供給されるため、液化燃料ガスの無駄な消費を抑えることができる。
　昇圧手段としてはいかなる構成を用いても良いが、例えば、供給圧力調整弁の上流側に設けられ、ガス供給ラインを流れる液化燃料ガスを加圧する圧縮機と、圧縮機と供給圧力調整弁との間の分岐部から、圧縮機の上流に液化燃料ガスを循環させる循環ラインと、をさらに備えることができる。
　このように、供給圧力調整弁の上流側で液化燃料ガスを循環させることで、液化燃料ガスを無駄に消費することなく、液化燃料ガスを加圧しておくことができる。
　このとき、循環ラインに、ガス供給ライン内の液化燃料ガスの圧力を調整するライン圧力調整弁を備えるのが好ましい。
　ところで、液化燃料ガスを上記のように循環させると、圧縮機を何度も通ることによって液化燃料ガスの温度が上昇する。
　そこで、ガス供給ラインを流れる液化燃料ガスを冷却する冷却手段をさらに備えるのが好ましい。このような冷却手段としては、例えば、ガス状態の液化燃料ガスに、液状態の液化燃料ガスを吹き付けることができる。もちろん、これ以外の手法を用いても良い。
　また、前記昇圧手段は、前記供給圧力調整弁の上流側に設けられ、前記ガス供給ラインを流れる前記液化燃料ガスの圧力を高める気化器を備えるのが好ましい。
　昇圧手段としては、他に、液化燃料ガスを格納したタンクから取り出した当該液化燃料ガスを蒸発させてガス化させ、ガス供給ラインに供給することもできる。具体的には、ベーパライザを用いることができる。これによって、圧縮機を用いずに液化燃料ガスを加圧できる。
　前記制御装置は、前記推進用主機の負荷が第一のレベルにあるときには、前記昇圧手段における前記循環ラインもしくは前記気化器による前記液化燃料ガスの加圧を非実施とし、前記推進用主機の負荷が前記第一のレベルよりも低い第二のレベルにあるときに、前記ガス供給ラインにより前記推進用主機に前記液化燃料ガスを供給している状態から前記燃料油供給ラインにより前記推進用主機に前記燃料油を供給する状態に移行するにあたり、前もって前記循環ラインもしくは前記気化器を含む前記昇圧手段によって前記液化燃料ガスの加圧を実施することができる。
　本発明の第２の態様は、液化燃料ガスと燃料油とを燃料として選択的に用いることのできる推進用主機に対し、前記液化燃料ガスを供給する燃料供給装置であって、前記推進用主機に前記液化燃料ガスを供給するガス供給ラインと、前記ガス供給ラインにおける前記液化燃料ガスの圧力を高める昇圧手段と、前記ガス供給ライン内の前記液化燃料ガスを前記推進用主機に供給する際の供給圧力を調整する供給圧力調整弁と、前記ガス供給ラインにより前記推進用主機に前記液化燃料ガスを供給している状態から前記燃料油供給ラインにより前記推進用主機に前記燃料油を供給する状態に移行するにあたり、前もって前記推進用主機の負荷に応じて前記昇圧手段により前記液化燃料ガスの圧力を高めておき、前記供給用圧力調整弁を開いて、加圧された前記液化燃料ガスを前記推進用主機に供給する制御装置と、を備える。
　本発明の第３の態様は、上記したような船舶の航行方法であって、ガス供給ラインにより推進用主機に液化燃料ガスを供給している状態から燃料油供給ラインより推進用主機に燃料油を供給する状態に移行するときに、推進用主機の負荷に応じて昇圧手段により液化燃料ガスの圧力を高めておくステップと、供給用圧力調整弁を開いて、加圧された液化燃料ガスを推進用主機に供給し、液化燃料ガスの火炎により燃料油に着火するステップと、を有する。
　また、本発明の第４の態様は、上記したような船舶の駆動方法であって、前記ガス供給ラインの前記供給圧力調整弁の上流側に位置する前記液化燃料ガスの圧力を予め高めておき、加圧された前記液化燃料ガスを前記推進用主機に供給する。
　ガス供給ラインにより推進用主機に液化燃料ガスを供給している状態から燃料油供給ラインにより推進用主機に燃料油を供給する状態に移行するときには、供給用圧力調整弁を開けば、その上流側の液化燃料ガスが加圧された状態にあるので、推進用主機内における液化燃料ガスの火炎を瞬時に大きくすることができる。これによって、確実な着火が行える。
　しかも、液化燃料ガスは、供給用圧力調整弁の上流側で加圧されているのみであり、燃料油に切り換えるまでの間は、供給用圧力調整弁で減圧された液化燃料ガスが推進用主機に供給されるため、液化燃料ガスの無駄な消費を抑えることができる。
　その結果、無駄な燃料消費を抑えつつ、ＬＮＧから重油や軽油への燃料の切り換えを確実に行うことができる。
本発明の第１実施形態に係る燃料供給装置の全体概略構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置の全体概略構成を示すブロック図である。
　以下に、本発明に係る船舶、燃料供給装置、推進用主機への液化燃料ガスとして例えばＬＮＧ（液化天然ガス）を用いた場合の供給方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
　以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
　図１は、ＬＮＧ船に備えられた蒸気タービン式の主機（推進用主機）１００に燃料を供給する燃料供給装置１０Ａの全体概略構成を示すブロック図である。燃料供給装置１０Ａには、ＬＮＧを貯蔵するカーゴタンク２０と、カーゴタンク２０で発生したＬＮＧのボイルオフガスを主機１００の図示しないボイラへ供給するＬＮＧ供給ライン（ガス供給ライン）１１Ａと、図示しない燃料タンクから重油や軽油（燃料油）を主機１００の図示しないボイラへ供給する燃料油供給ライン５１と、が備えられている。
　ＬＮＧ供給ライン１１Ａには、ボイルオフガスの流れ方向に沿って、圧縮機３０と、供給ヒータ３１と、供給圧力調整弁３２と、が設けられている。
　圧縮機３０は、ＬＮＧ供給ライン１１Ａ中のボイルオフガスを昇圧加温して下流側に供給する昇圧手段の一つである。
　供給ヒータ３１は、主機１００のボイラへ供給されるボイルオフガスの温度を昇温させるものである。
　供給圧力調整弁３２は、主機１００のボイラへ供給されるボイルオフガスの流量及び圧力を調整するものであり、その入口側と出口側に、それぞれ圧力計３３，３４を備えている。この供給圧力調整弁３２は、制御装置５０が圧力計３３，３４の検出値をモニタリングしながら、その開度を制御する。
　ＬＮＧ供給ライン１１Ａにおいて、圧縮機３０の下流側であって供給ヒータ３１の上流側の分岐部１２ａと、圧縮機３０の上流側であってカーゴタンク２０の下流側の合流部１２ｂとの間には、昇圧手段の一つである戻りライン（循環ライン）１２が並設されている。
　戻りライン１２には、ＬＮＧ供給ライン１１Ａ内において、供給圧力調整弁３２の上流側におけるガス圧力を調整するライン圧力制御弁３５が設けられており、その開閉・開度は、制御装置５０により制御される。
　戻りライン１２においては、供給圧力調整弁３２の開度に応じて決まる供給圧力調整弁３２の上流側におけるガス圧に応じて余剰分となるガスを、圧縮機３０の下流側の分岐部１２ａからカーゴタンク２０の出口側の合流部１２ｂに循環させる。
　ＬＮＧ供給ライン１１Ａにおいて、戻りライン１２の合流部１２ｂの下流側であって、圧縮機３０の上流側には、ミストセパレータ３６（冷却手段）が設けられている。ミストセパレータ３６は、カーゴタンク２０に貯蔵されたＬＮＧのボイルオフガスを図示しないカーゴポンプによってＬＮＧ供給ライン１１Ａに送り込んだときに、ボイルオフガス中に混入したＬＮＧの液相成分を回収するものである。
　このミストセパレータ３６には、容器３６ａ内に、ＬＮＧ供給ライン１１Ａのボイルオフガスを冷却するためのスプレーノズル（不図示）が設けられている。このスプレーノズルには、ＬＮＧ液供給ライン１３を介し、カーゴタンク２０内の液相に配置されたスプレーポンプ３８が接続されている。これにより、スプレーポンプ３８でカーゴタンク２０内から汲み上げられたＬＮＧ液が、ＬＮＧ液供給ライン１３を介し、スプレーノズルから容器３６ａ内のボイルオフガスに吹き付け可能とされている。
　主機１００は、航行および駆動状態等に応じ、ＬＮＧ供給ライン１１Ａから供給されるボイルオフガスと、燃料油供給ライン５１から供給される重油や軽油とを、燃料として選択的に用いることができる。すなわち、船舶のオペレータによって選択された運転モードや、各種センサによってモニタリングする様々なモニタリング値等に基づいて、主機１００の負荷状態を検出し、制御装置５０が、検出された主機１００の負荷状態に応じて、予め定められたコンピュータプログラムに基づき、主機１００に対し、ＬＮＧ供給ライン１１Ａからボイルオフガスを供給するか、燃料油供給ライン５１から重油や軽油を供給するかを切換制御する。
（ＬＮＧ専焼による航行モード）
　港湾外を定常航行する場合等においては、主機１００に対し、ボイルオフガスを燃料として供給する。この場合、燃料供給装置１０Ａでは、ＬＮＧ供給ライン１１Ａに、カーゴタンク２０で発生したボイルオフガスが供給される。このボイルオフガスは、ミストセパレータ３６において、ガス中に含まれる液相成分が除去された後、圧縮機３０に送り込まれる。
　圧縮機３０において、ボイルオフガスは昇圧加温され、供給ヒータ３１においてさらに昇温される。
　そして、このボイルオフガスは、供給圧力調整弁３２において流量および圧力が調整された後、燃料として主機１００へと送り込まれる。
　なお、このモードにおいては、ライン圧力制御弁３５を閉じておき、戻りライン１２を介してのボイルオフガスの循環を行わない。
（ＬＮＧと重油や軽油との混焼による航行モード）
　港湾内を低速航行する場合等においては、ボイルオフガスと重油や軽油との混焼状態で航行を行う。具体的には、主機１００に対し、ＬＮＧ供給ライン１１Ａを介して供給されるボイルオフガスとともに、図示しない燃料タンクから、燃料油供給ライン５１を介し、重油や軽油を供給する。なお、この重油や軽油の供給については、いかなる構成を用いても良く、詳細な説明を省略する。
（低負荷航行状態）
　港湾外から港湾内に入り、ＬＮＧによる航行モードである状態で、主機１００の負荷が定常航行状態（第一のレベル）から、航行速度が低下して主機１００の負荷が定常航行状態よりも低い低負荷航行状態（第二のレベル）となったときには、ＬＮＧによる航行モードからＬＮＧと重油や軽油との混焼による航行モードに切り換えるに先立ち、ＬＮＧ供給ライン１１Ａにおけるボイルオフガスの圧力を高める制御を行う。
　これには、制御装置５０において、航行速度や、圧力計３４における主機１００への供給ガス圧等をモニタリングしておき、これらが予め定めたしきい値を下回ったことを検知したときに、供給圧力調整弁３２を絞る。すると、ＬＮＧ供給ライン１１Ａ内におけるボイルオフガスのガス圧が高まる。このときのＬＮＧ供給ライン１１Ａ内におけるボイルオフガスのガス圧は、例えば１０～４０ｋＰａＧとなるようにする。この状態で、供給圧力調整弁３２の下流側、つまり主機１００に供給されるガス圧は、例えば５ｋＰａＧとされる。
　そして、ガス供給ライン１１Ａにより主機１００にボイルオフガスを供給している航行モードから、ボイルオフガスとともに燃料油供給ライン５１により主機１００に重油や軽油を供給する航行モードに移行するときには、制御装置５０では、航行モードの切換操作が行われたことを示す信号を受け取り次第、供給圧力調整弁３２を開く。すると、供給圧力調整弁３２の上流側のＬＮＧ供給ライン１１Ａ内のガス圧は１０～４０ｋＰａＧと高められているため、主機１００に供給されるボイルオフガスのガス圧が瞬時に高まり、ボイラ内のバーナからの燃焼炎を大きく形成することができる。これによって、重油や軽油用のバーナの確実な着火、確実な燃料の切り換えが行える。
　このとき、上記の供給圧力調整弁３２を絞る動作と並行して、ライン圧力制御弁３５を開く。すると、供給圧力調整弁３２を絞った状態で、余剰のボイルオフガスが、戻りライン１２を介して圧縮機３０の上流側に循環されるため、ボイルオフガスを無駄に消費することがない。
　このように、戻りライン１２を介して循環されるボイルオフガスは、圧縮機３０を経て昇圧され、温度が上昇している。したがって、循環を繰り返すと、ＬＮＧ供給ライン１１Ａ内におけるボイルオフガス温度がどんどん上昇してしまう。そこで、このミストセパレータ３６において、カーゴタンク２０内のＬＮＧ液をスプレーノズルからボイルオフガスに吹き付けることで、その温度を下げることができ、安定した運転が行える。
　上述したような構成によれば、無駄な燃料消費を抑え、ＬＮＧから重油や軽油への燃料の切り換えを確実に行うことができる。
　また、既存の船舶に対しても、戻りライン１２、ライン圧力制御弁３５等を追設、制御装置５０の制御プログラムの変更等、最低限の改変を施せばよいため、低コストで上記効果を得ることができる。
［第２実施形態］
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明においては、上記第１実施形態で示したのと共通する構成については、同符号を付してその説明を省略する。
　図２に示すように、本実施形態における燃料供給装置１０Ｂには、ＬＮＧを貯蔵するカーゴタンク２０と、カーゴタンク２０で発生したＬＮＧのボイルオフガスを主機１００の図示しないボイラへ供給するＬＮＧ供給ライン（ガス供給ライン）１１Ｂと、燃料油供給ライン５１と、が備えられている。
　ＬＮＧ供給ライン１１Ｂには、ボイルオフガスの流れ方向に沿って、供給ヒータ３１と、供給圧力調整弁３２と、が設けられている。
　ＬＮＧ供給ライン１１Ｂにおいて、供給ヒータ３１の上流側には、カーゴタンク２０内の液相中に配置されたポンプ６２により汲み上げられたＬＮＧ液を昇圧加熱して蒸発させる気化器（昇圧手段）６１が接続されている。気化器６１は、蒸気や温水による加熱方式が用いられている。
　この気化器６１によって加熱されて得られたＬＮＧガスは、供給ヒータ３１の上流側においてＬＮＧ供給ライン１１Ｂ内のボイルオフガスに合流される。尚、気化器として例えばベーパライザを用いることができる。
　主機１００は、上記第１実施形態と同様、航行および駆動状態等に応じ、ＬＮＧ供給ライン１１Ｂから供給されるボイルオフガスと、燃料油供給ライン５１から供給される重油や軽油とを、燃料として選択的に用いることができる。
　このような構成において、ＬＮＧによる航行モードである状態で、定常航行状態から航行速度が低下して低負荷航行状態となったときには、ＬＮＧによる航行モードから重油や軽油による航行モードに切り換えるに先立ち、ＬＮＧ供給ライン１１Ｂにおけるボイルオフガスの圧力を高める制御を行う。
　これには、制御装置５０において、航行速度や、圧力計３４における主機１００への供給ガス圧等をモニタリングしておき、これらが予め定めたしきい値を下回ったことを検知したときに、ベーパライザ６１を作動させる。すると、ベーパライザ６１によって加熱されて得られたＬＮＧガスが、供給ヒータ３１の上流側においてＬＮＧ供給ライン１１Ｂ内のボイルオフガスに合流される。これにより、ボイルオフガスの圧力が高められる。このときのＬＮＧ供給ライン１１Ｂ内におけるボイルオフガスのガス圧は、例えば２０～４０ｋＰａＧとなるようにする。この状態で、供給圧力調整弁３２の下流側、つまり主機１００に供給されるガス圧は、例えば５ｋＰａＧとされる。
　このように、ボイルオフガスの圧力を高めておけば、燃料がＬＮＧから重油や軽油に切り換えるときに、制御装置５０により供給圧力調整弁３２を開けば、点火のための燃焼炎を瞬時に大きく形成することができ、確実な着火、確実な燃料の切り換えが行える。
　上述したような構成によれば、無駄な燃料消費を抑え、ＬＮＧから重油や軽油への燃料の切り換えを確実に行うことができる。
　また、既存の船舶においても、ハードウェア的には、上記と同様の構成部品を備えている。したがって、制御装置５０の制御プログラムを変更して、最低限の改変を施せばよいため、低コストで上記効果を得ることができる。
　なお、本発明は上記各実施形態において、例えば本発明に係る燃料供給装置１０Ａ、１０Ｂは、ＬＮＧ船以外にもＬＰＧ船等にも適用することができる。船舶において燃料供給装置１０Ａ、１０Ｂ以外の構成にはいかなる構成としても良い。また、燃料供給装置１０Ａ，１０Ｂの各部の構成について、同様の機能を実現できるのであれば、他の部品を用いても良い。
　さらに、上記第１実施形態と、第２実施形態の構成を組み合わせることも可能である。すなわち、図１に示した構成に、図２に示したベーパライザ６１を併せて備えるのである。
　これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、他のいかなる構成を採用しても良い。
１０Ａ，１０Ｂ　燃料供給装置
１１Ａ，１１Ｂ　ＬＮＧ供給ライン（ガス供給ライン）
１２　戻りライン（循環ライン）
１２ａ　分岐部
１２ｂ　合流部
１３　液供給ライン
２０　カーゴタンク
３０　圧縮機
３１　供給ヒータ
３２　供給圧力調整弁
３５　ライン圧力制御弁
３６　ミストセパレータ
３６ａ　容器
３８　スプレーポンプ
５０　制御装置
５１　燃料油供給ライン
６１　ベーパライザ（冷却手段）
１００　主機（推進用主機）

Claims (10)

  1. 　液化燃料ガスと燃料油とを燃料として選択的に用いることのできる推進用主機と、
    　前記推進用主機に前記液化燃料ガスを供給するガス供給ラインと、
    　前記推進用主機に前記燃料油を供給する燃料油供給ラインと、
    　前記ガス供給ラインにおける前記液化燃料ガスの圧力を高める昇圧手段と、
    　前記ガス供給ライン内の前記液化燃料ガスを前記推進用主機に供給する際の供給圧力を調整する供給圧力調整弁と、
    　前記ガス供給ラインにより前記推進用主機に前記液化燃料ガスを供給している状態から前記燃料油供給ラインにより前記推進用主機に前記燃料油を供給する状態に移行するにあたり、前もって前記推進用主機の負荷に応じて前記昇圧手段により前記液化燃料ガスの圧力を高めておき、前記供給用圧力調整弁を開いて、所定の圧力に加圧された前記液化燃料ガスを前記推進用主機に供給する制御装置と、を備える船舶。
  2. 　前記昇圧手段は、
    　前記供給圧力調整弁の上流側に設けられ、前記ガス供給ラインを流れる前記液化燃料ガスを加圧する圧縮機と、
    　前記圧縮機と前記供給圧力調整弁との間の分岐部から、前記圧縮機の上流側に前記液化燃料ガスを循環させる循環ラインと、をさらに備える請求項１に記載の船舶。
  3. 　前記循環ラインに、前記ガス供給ライン内の前記液化燃料ガスの圧力を調整するライン圧力調整弁が備えられている請求項２に記載の船舶。
  4. 　前記圧縮機の上流側に設けられ、前記ガス供給ラインを流れる前記液化燃料ガスを冷却する冷却手段をさらに備える請求項２または３に記載の船舶。
  5. 　前記昇圧手段は、前記供給圧力調整弁の上流側に設けられ、前記ガス供給ラインを流れる前記液化燃料ガスの圧力を高める気化器を備える請求項１または２に記載の船舶。
  6. 　前記昇圧手段は、前記液化燃料ガスを格納したタンクから前記液化燃料ガスを取出し、当該液化燃料ガスを蒸発させてガス化させ、前記ガス供給ラインに供給する請求項１から５のいずれか一項に記載の船舶。
  7. 　前記制御装置は、前記推進用主機の負荷が第一のレベルにあるときには、前記昇圧手段における前記循環ラインもしくは前記気化器による前記液化燃料ガスの加圧を非実施とし、
    　前記推進用主機の負荷が前記第一のレベルよりも低い第二のレベルにあるときに、前記ガス供給ラインにより前記推進用主機に前記液化燃料ガスを供給している状態から前記燃料油供給ラインにより前記推進用主機に前記燃料油を供給する状態に移行するにあたり、前もって前記循環ラインもしくは前記気化器を含む前記昇圧手段によって前記液化燃料ガスの加圧を実施する請求項１から６のいずれか一項に記載の船舶。
  8. 　液化燃料ガスと燃料油とを燃料として選択的に用いることのできる推進用主機に対し、前記液化燃料ガスを供給する燃料供給装置であって、
    　前記推進用主機に前記液化燃料ガスを供給するガス供給ラインと、
    　前記ガス供給ラインにおける前記液化燃料ガスの圧力を高める昇圧手段と、
    　前記ガス供給ライン内の前記液化燃料ガスを前記推進用主機に供給する際の供給圧力を調整する供給圧力調整弁と、
    　前記ガス供給ラインにより前記推進用主機に前記液化燃料ガスを供給している状態から前記燃料油供給ラインにより前記推進用主機に前記燃料油を供給する状態に移行するにあたり、前もって前記推進用主機の負荷に応じて前記昇圧手段により前記液化燃料ガスの圧力を高めておき、前記供給用圧力調整弁を開いて、加圧された前記液化燃料ガスを前記推進用主機に供給する制御装置と、を備える燃料供給装置。
  9. 　請求項１から７のいずれか一項に記載の船舶の航行方法であって、
    　前記ガス供給ラインにより前記推進用主機に前記液化燃料ガスを供給している状態から前記燃料油供給ラインにより前記推進用主機に前記燃料油を供給する状態に移行するにあたり、前もって前記推進用主機の負荷に応じて前記昇圧手段により前記液化燃料ガスの圧力を高めておくステップと、
    　前記供給用圧力調整弁を開いて、加圧された前記液化燃料ガスを前記推進用主機に供給し、前記液化燃料ガスの火炎により前記燃料油に着火するステップと、を有する船舶の航行方法。
  10. 　請求項１から７のいずれか一項に記載の船舶の駆動方法であって、
    　前記ガス供給ラインの前記供給圧力調整弁の上流側に位置する前記液化燃料ガスの圧力を予め高めておき、加圧された前記液化燃料ガスを前記推進用主機に供給する船舶の駆動方法。
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