WO2020050404A1 - 船舶 - Google Patents

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WO2020050404A1
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service tank
temperature
line
heater
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拓海 野崎
俊宏 ▲高▼木
宏之 武田
顕悟 赤星
崇 吉村
和也 萩原
雄輝 宍粟
崇嗣 安部
直樹 成島
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川崎重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a ship including a propulsion engine using LPG as fuel.
  • the fuel for the propulsion engine is generally fuel oil such as heavy oil or LNG (Liquefied Natural Gas).
  • LNG Liquefied Natural Gas
  • LPG Liquefied Petroleum Gas
  • Patent Document 1 discloses a ship that supplies LPG as liquid from a fuel tank to a propulsion engine.
  • LPG is used as a fuel
  • a measure against sulfur oxides is not required as compared with fuel oil and there is a merit that a carbon dioxide emission is small, and the specific gravity is larger than LNG, so that a fuel tank can be downsized.
  • LNG specific gravity
  • LPG When LPG is used as fuel, it is conceivable that the fuel tank and the propulsion engine are connected by a supply line and a return line, and the LPG is circulated between the fuel tank and the engine and the required amount is used in the engine. .
  • the LPG When the LPG is circulated as described above, the LPG is heated when passing through the engine. For this reason, it is desirable to divide the fuel tank into an LPG circulation service tank and an LPG holding storage tank.
  • the service tank stores a relatively high temperature LPG
  • the storage tank stores a relatively low temperature LPG.
  • At least the service tank of the storage tank and the service tank is a pressure vessel that can withstand high pressure, and even if the temperature of the LPG in the service tank becomes higher than the atmospheric temperature, the high pressure in the service tank causes the equilibrium state of the LPG. Will be kept.
  • the temperature of the LPG in the storage tank may be equal to or lower than the saturation temperature at atmospheric pressure.
  • the storage tank is used as a pressure vessel similarly to the service tank, and the LPG is kept in equilibrium by the high pressure in the storage tank. Good.
  • LPG is supplied from the storage tank to the service tank through a transfer line connecting them, in an amount corresponding to the fuel consumption of the engine.
  • a pump is provided in the above-mentioned supply line. If the temperature of the LPG in the service tank is lower than the ambient temperature, the LPG may vaporize at the inlet of the pump by receiving heat from the atmosphere while flowing through the supply line from the service tank to the pump. In this case, the pump is damaged or its performance is deteriorated. For example, when an LPG having a temperature lower than the ambient temperature is supplied from the storage tank to the service tank, the temperature of the LPG in the service tank may be lower than the ambient temperature.
  • an object of the present invention is to provide a ship that can prevent LPG from being vaporized at an inlet of a pump provided in a supply line.
  • a ship includes a propulsion engine using LPG as a fuel, and a service tank storing LPG connected to the propulsion engine through a supply line and a return line.
  • a storage tank connected to the service tank by a transfer line, storing LPG having a lower temperature than the LPG in the service tank, a pump provided in the supply line, and a pump provided in the transfer line, A heater that heats the LPG supplied from the storage tank to the service tank so that the temperature of the LPG in the service tank becomes higher than the ambient temperature.
  • the above-mentioned ship may further include a control device that adjusts a heating amount of the LPG by the heater so that a temperature of the LPG in the service tank becomes higher than an ambient temperature.
  • the above-mentioned ship branches off from the transfer line on the upstream side of the heater and joins the transfer line on the downstream side of the heater, a flow rate of the LPG passing through the heater, and the bypass line.
  • a distribution mechanism that changes a ratio of a flow rate of the LPG flowing through the line, wherein the control device controls the distribution mechanism to adjust a heating amount of the LPG in the heater.
  • the above-mentioned ship further includes a cooler provided in the return line for cooling the LPG returned from the propulsion engine to the service tank, and the control device is configured to control the temperature of the LPG in the service tank to be high. Not only the heating amount of the LPG in the heater but also the cooling amount of the LPG in the cooler may be adjusted so as to be higher than the air temperature. According to this configuration, since the LPG returned from the engine to the service tank is cooled by the cooler, it is possible to prevent the temperature of the LPG in the service tank from becoming too high. Further, by adjusting the cooling amount of the LPG in addition to the heating amount of the LPG, it is possible to cope with a wide range of situations.
  • a vessel includes a propulsion engine using LPG as a fuel, a service tank connected to the propulsion engine via a supply line and a return line, storing a LPG, and a transfer line.
  • a storage tank connected to a service tank for storing LPG at a lower temperature than the LPG in the service tank, a pump provided on the supply line, and the service provided from the propulsion engine provided on the return line.
  • a cooling device that cools the LPG returned to the tank so that the temperature of the LPG in the service tank becomes higher than the ambient temperature.
  • the LPG returned from the engine to the service tank is cooled by the cooler, it is possible to suppress the temperature of the LPG in the service tank from becoming too high. Moreover, according to the above configuration, it is possible to prevent the cooling amount of the LPG in the cooler from becoming excessive and the temperature of the LPG in the service tank from becoming lower than the ambient temperature. Thereby, vaporization of LPG at the inlet of the pump can be prevented.
  • the above-mentioned ship may further include a control device that adjusts a cooling amount of the LPG in the cooler so that a temperature of the LPG in the service tank becomes higher than an ambient temperature.
  • LPG can be prevented from being vaporized at the inlet of the pump provided in the supply line.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4. It is an enlarged view of the service tank in the 2nd alternative means. It is a schematic structure figure of a ship concerning the 3rd substitution means. It is a schematic structure figure of the ship concerning a 4th alternative means. It is an enlarged view of the service tank in the 4th alternative means. It is an enlarged view of a service tank of a modification of the fourth alternative means.
  • FIG. 1 shows a ship 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the ship 1 includes a propulsion engine 11 using LPG as fuel, a storage tank 2 for storing LPG, and a service tank 4.
  • LPG may be propane gas containing propane as a main component or propane gas containing butane as a main component.
  • the engine 11 is connected to the service tank 4 by a supply line 5 and a return line 6.
  • LPG circulates between the service tank 4 and the engine 11 through the supply line 5 and the return line 6.
  • the service tank 4 is connected to the storage tank 2 by the transfer line 3.
  • the capacity of the storage tank 2 is larger than the capacity of the service tank 4.
  • the engine 11 is, for example, a diesel cycle or Otto cycle reciprocating engine. Although not shown, the engine 11 includes a main flow path connecting the downstream end of the supply line 5 and the upstream end of the return line 6, and a plurality of fuel injection valves connected in parallel to the main flow path. The fuel injection valve injects LPG as liquid into the air supplied into the cylinder. However, the engine 11 may be a gas turbine engine.
  • the supply line 5 is provided with a pump 51, a heater 52, and a shutoff valve 53 in order from the upstream side.
  • the number of the pumps 51 may be one or more.
  • the heater 52 heats the LPG supplied from the service tank 4 to the engine 11 to a required temperature of the engine 11 (for example, 45 ° C.).
  • the upstream end of the supply line 5 is connected to a lower part of the service tank 4.
  • the heater 52 is a heat exchanger that performs heat exchange between the heat medium fluid and the LPG.
  • the return line 6 is provided with a shutoff valve 61, a first pressure regulating valve 62, a cooler 63, and a second pressure regulating valve 64 in order from the upstream side.
  • the positions of the shutoff valve 61 and the first pressure regulating valve 62 may be reversed.
  • the cooler 63 cools the LPG returned from the engine 11 to the service tank 4 (the LPG heated by passing through the engine 11) to a predetermined temperature (for example, 40 ° C.). Note that the cooler 63 may be omitted.
  • the return line 6 extends to the inside of the service tank 4.
  • the cooler 63 is a heat exchanger that performs heat exchange between the heat medium fluid and the LPG.
  • the supply line 5 and the return line 6 are connected by a bypass line 71.
  • the bypass line 71 branches off from the supply line 5 between the heater 52 and the shut-off valve 53 and joins the return line 6 between the first pressure regulating valve 62 and the cooler 63.
  • a shutoff valve 72 is provided in the bypass line 71.
  • a flow control valve may be provided in the bypass line 71 instead of the shut-off valve 72.
  • the service tank 4 is a pressure vessel that can withstand high pressure.
  • the service tank 4 is not covered with a heat insulating material, and the temperature of the LPG in the service tank 4 depends on the ambient temperature, the temperature of the LPG supplied from the storage tank 2, the temperature of the LPG returned from the engine 11, and the like. Change. That is, the high pressure in the service tank 4 keeps the LPG in an equilibrium state. For example, assuming that the temperature of the LPG in the service tank 4 is 0 to 50 ° C., the pressure (saturated vapor pressure) of the gas layer in the service tank 4 is about 0.4 MPa to about 1.8 MPa in gauge pressure. .
  • all indications of pressure are gauge pressures.
  • the service tank 4 may be covered with a heat insulating material.
  • the storage tank 2 is covered with a heat insulating material (not shown) in order to keep the internal LPG at a low temperature.
  • This low temperature may be lower than or equal to the saturation temperature at atmospheric pressure (-42 ° C. for propane gas) as long as it is lower than the temperature of LPG in the service tank 4 (more preferably, ambient temperature). It may be higher than the saturation temperature at.
  • the storage tank 2 may be a pressure vessel similarly to the service tank 4, and the high pressure in the storage tank 2 may keep the LPG in an equilibrium state.
  • a pump 21 is disposed in the storage tank 2.
  • the number of the pumps 21 may be one or plural.
  • the upstream end of the transfer line 3 described above is connected to the pump 21.
  • the transfer line 3 extends to the inside of the service tank 4. However, the pump 21 may be provided outside the storage tank 2 and in the middle of the transfer line 3.
  • the LPG is supplied from the storage tank 2 to the service tank 4 through the transfer line 3 in an amount corresponding to the fuel consumption of the engine 11.
  • the supply of the LPG may be performed continuously or intermittently.
  • the transfer line 3 is provided with a heater 32 for heating the LPG supplied from the storage tank 2 to the service tank 4 to a predetermined temperature (for example, 0 to 45 ° C.).
  • the heater 32 is a heat exchanger that performs heat exchange between the heat medium fluid and the LPG.
  • a bypass line 33 that bypasses the heater 32 is connected to the transfer line 3.
  • the bypass line 33 branches from the transfer line 3 on the upstream side of the heater 32 and joins the transfer line 3 on the downstream side of the heater 32.
  • the transfer line 3 is provided with a first flow control valve 31 between the branch point of the bypass line 33 and the heater 32, and the bypass line 33 is provided with a second flow control valve 34.
  • the first flow control valve 31 and the second flow control valve 34 constitute a distribution mechanism 35 that changes the ratio of the flow rate of the LPG passing through the heater 32 to the flow rate of the LPG flowing through the bypass line 33.
  • a distribution valve three-way valve provided at a branch point of the bypass line 33 in the transfer line 3 is used instead of the first flow control valve 31 and the second flow control valve 34. You may.
  • the above-described pump 51 and various valves are controlled by the control device 8. However, in FIG. 1, only some signal lines are drawn for simplification of the drawing.
  • the control device 8 is, for example, a computer having a memory such as a ROM and a RAM and a CPU, and a program stored in the ROM is executed by the CPU.
  • the control device 8 may be a single device or may be divided into a plurality of devices (for example, an engine control device and a fuel supply control device).
  • the control device 8 closes the shutoff valves 53 and 61 while the engine 11 is stopped, and opens the shutoff valves 53 and 61 while the engine 11 is operating. While the engine 11 is stopped, the flow path between the shutoff valves 53 and 61 (the downstream part of the supply line 5, the main flow path of the engine 11 and the upstream part of the return line 6) is purged with an inert gas.
  • the control device 8 controls the pump 51 so that the discharge flow rate of the pump 51 changes according to the fuel consumption of the engine 11. For example, when the load of the engine 11 is high, a surplus flow rate, which is the flow rate of the LPG flowing from the engine 11 to the return line 6, is detected by a flowmeter (not shown), and the surplus flow rate is constant with respect to the fuel consumption of the engine 11.
  • the pump 51 is controlled so that the ratio becomes as follows. Instead of the surplus flow rate, a supply flow rate which is a flow rate of LPG flowing from the supply line 5 to the engine 11 may be employed. Conversely, when the load on the engine 11 is low, the discharge flow rate of the pump 51 is kept constant.
  • the control device 8 opens the shutoff valve 72 and closes the shutoff valve 53 before the operation of the engine 11 until the flow rate of the pump 51 is stabilized.
  • the control device 8 closes the shutoff valve 72 and opens the shutoff valve 53.
  • the control device 8 opens the shut-off valve 72 to open the shut-off valve 72. Suppress increase in engine supply pressure.
  • Control device 8 is electrically connected to first pressure gauge 91 and second pressure gauge 92.
  • the first pressure gauge 91 is provided on the supply line 5 downstream of the branch point of the first bypass line 71 and detects the pressure of LPG supplied to the engine 11.
  • the second pressure gauge 92 is provided in the return line 6 between the first pressure regulating valve 62 and the second pressure regulating valve 64, and detects the pressure of the LPG after the pressure is reduced by the first pressure regulating valve 62. I do.
  • the controller 8 controls the first pressure regulating valve 62 so that the pressure detected by the first pressure gauge 91 becomes the required pressure of the engine 11 (for example, 5 to 6 MPa when the engine 11 is a reciprocating engine of a diesel cycle). Control.
  • the control device 8 determines that the pressure detected by the second pressure gauge 92 is lower than the saturated vapor pressure at the assumed maximum temperature. Also, the second pressure regulating valve 64 is controlled so as to have a high set value (for example, 3.5 MPa).
  • the control device 8 is also electrically connected to the first thermometer 81 and the second thermometer 82.
  • the first thermometer 81 detects an atmospheric temperature.
  • the second thermometer 82 is provided in the service tank 4 and detects the temperature of the LPG in the service tank 4.
  • the controller 8 controls the first flow control valve 31 and the first flow control valve 31 so that the temperature of the LPG in the service tank 4 detected by the second thermometer 82 becomes higher than the atmospheric temperature detected by the first thermometer 81.
  • the second flow control valve 34 distributed mechanism 35
  • the heating amount of LPG in the heater 32 is adjusted.
  • an estimated value such as a weather forecast may be used as the large air temperature.
  • the heating amount of the LPG of the heater 32 is appropriately adjusted. It is suppressed that the temperature becomes lower than the ambient temperature. Thus, LPG vaporization at the inlet of the pump 51 can be prevented.
  • the temperature of the LPG in the service tank 4 can be prevented from becoming too high.
  • thermometer 83 detects a transfer temperature that is the temperature of the LPG after the LPG that has passed through the heater 32 and the LPG that has flowed through the bypass line 33 are mixed.
  • the control device 8 first determines the service flow rate from the return flow rate, which is the flow rate of LPG flowing from the return line 6 to the service tank 4, the transfer flow rate, which is the flow rate of LPG flowing from the transfer line 3 to the service tank 4, and the ambient temperature.
  • the target transfer temperature required for the temperature of the LPG in the tank 4 to become higher than the ambient temperature is calculated.
  • the control device 8 controls the first flow control valve 31 and the second flow control valve 34 (distribution mechanism 35) such that the transfer temperature detected by the second thermometer 83 becomes the target transfer temperature.
  • the heater 32 is a heat exchanger that exchanges heat between the heat medium fluid and the LPG, and when the temperature of the heat medium fluid supplied to the heater 32 can be changed, the bypass line 33 and the flow control valve 31 and 34 may be omitted, and the control device 8 may adjust the heating amount of the LPG in the heater 32 by changing the temperature of the heating medium fluid supplied to the heater 32.
  • control device 8 adjusts not only the heating amount of the LPG in the heater 32 but also the cooling amount of the LPG in the cooler 63 so that the temperature of the LPG in the service tank 4 becomes higher than the ambient temperature. Is also good.
  • the cooling amount of the LPG in addition to the heating amount of the LPG, it is possible to cope with a wide range of situations.
  • a bypass line is connected to the return line 6 so as to bypass the cooler 63, and the flow rate of the LPG passing through the cooler 63 and the bypass line
  • the cooling amount of the LPG in the cooler 63 may be adjusted by changing the ratio of the flow rate of the LPG flowing through the LPG.
  • the cooler 63 is a heat exchanger that exchanges heat between the heat medium fluid and the LPG, and when the temperature of the heat medium fluid supplied to the cooler 63 can be changed, the heat supplied to the cooler 63 can be changed.
  • the cooling amount of the LPG in the cooler 63 may be adjusted by changing the temperature of the medium fluid.
  • the LPG heating amount in the heater 32 When adjusting not only the LPG heating amount in the heater 32 but also the LPG cooling amount in the cooler 63, for example, the LPG heating amount in the heater 32 In addition, the cooling amount of the LPG in the cooler 63 may be reduced.
  • control device 8 adjusts only the amount of cooling of the LPG in the cooler 63 without adjusting the amount of heating of the LPG in the heater 32 so that the temperature of the LPG in the service tank 4 becomes higher than the ambient temperature. May be adjusted. According to this configuration, it is possible to prevent the cooling amount of the LPG in the cooler 63 from becoming excessive and the temperature of the LPG in the service tank 4 from becoming lower than the ambient temperature. Thus, LPG vaporization at the inlet of the pump 51 can be prevented. Needless to say, when only the cooling amount of the LPG in the cooler 63 is adjusted, the heater 32 can be omitted.
  • the service tank 4 has a vertically long cylindrical shape, but the service tank 4 may have other shapes such as a horizontally long cylindrical shape, a spherical shape, a cubic shape, and a rectangular parallelepiped shape. .
  • the shape of the storage tank 2 can be arbitrarily changed.
  • the relatively low temperature LPG supplied through the transfer line 3 supply LPG
  • the relatively high temperature LPG returned through the return line 6 return LPG
  • the return LPG having a relatively high temperature flows out of the service tank 4 through the supply line 5
  • the LPG is introduced at the inlet of the pump 51 provided in the supply line 5. May vaporize. In this case, the pump 51 is damaged or performance is deteriorated.
  • first to fourth alternative means as described below are conceivable.
  • the same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
  • FIG. 3 shows a boat 1A according to a first alternative means.
  • the marine vessel 1A is different from the marine vessel 1 shown in FIG. 1 in that the marine vessel 1A does not include the bypass line 33, the first flow control valve 31, and the second flow control valve.
  • the marine vessel 1A includes a bypass line 33, a first flow control valve 31, and a second flow control valve 34, and the first flow control valve 31 and the second flow control valve are different from those in the first embodiment. It may be controlled similarly.
  • a special measure is taken for the service tank 4.
  • the service tank 4 will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5.
  • a downstream portion of the return line 6 extending from the outside of the service tank 4 to the inside and a downstream side of the transfer line 3 extending from the outside to the inside of the service tank 4.
  • the portion is configured such that the LPG flowing from the downstream end of the return line 6 and the downstream end of the transfer line 3 forms a swirling flow.
  • a mortar-shaped (inverted conical) guide member 45 whose diameter decreases downward is arranged in the service tank 4 (more precisely, in the liquid layer 40 made of LPG).
  • the downstream end of the return line 6 and the downstream end of the transfer line 3 are located above the guide member 45, and the upstream end of the supply line 5 is connected to the service tank 4 below the guide member 45.
  • the downstream portion of the return line 6 is located in the circumferential direction of the guide member 45 and slightly downward with respect to the horizontal direction so that the LPG flowing from the downstream end of the return line 6 collides with the upper surface of the guide member 45 at an angle. It is bent.
  • the downstream portion of the transfer line 3 is arranged in the circumferential direction of the guide member 45 and in the horizontal direction so that the LPG flowing from the downstream end of the transfer line 3 collides obliquely with the upper surface of the guide member 45. It is bent slightly downward. Therefore, the LPG flowing from the downstream end of the return line 6 and the downstream end of the transfer line 3 forms a swirling flow along the upper surface of the guide member 45.
  • the return LPG having a relatively high temperature (the LPG returned to the service tank 4 through the return line 6) and the supply LPG having a relatively low temperature (the service tank 4 having the service tank 4 through the transfer line 3).
  • LPG supplied to the LPG are mixed by the swirling flow. Thereby, the temperature of the LPG in the service tank 4 becomes uniform, and the vaporization of the LPG at the inlet of the pump 51 can be prevented.
  • the guide member 45 is disposed in the service tank 4, but the downstream portion of the return line 6 and the downstream portion of the transfer line 3 are bent in the circumferential direction of the guide member 45 and in the horizontal direction. In this case, the guide member 45 may be omitted. However, if the guide member 45 is provided as in the first alternative means, a swirling flow can be reliably formed above the guide member 45.
  • downstream end of the return line 6 is located below the downstream end of the transfer line 3 in the service tank 4.
  • the partition member 46 is disposed in the service tank 4.
  • the partition member 46 partitions the liquid layer 40 made of LPG (the gas layer is made of PG vaporized from LPG) into a first region 41 and a second region 42.
  • the upstream end of the supply line 5 communicates with the first area 41, and the downstream end of the return line 6 and the downstream end of the transfer line 3 are located in the second area 42.
  • the partition member 46 is a plate parallel to the vertical direction, and the first area 41 and the second area 42 are arranged in the horizontal direction.
  • the partition member 46 may be a plate parallel to the horizontal direction, and the first region 41 may be located below the second region 42.
  • the partition member 46 may be a perforated plate such as a mesh material or a punched metal.
  • the partition member 46 may have a cylindrical shape that extends in the vertical direction such that the first area 41 is located at the center of the service tank 4 and the second area 42 is located around the first area 41.
  • the return LPG is returned in the service tank 4 as shown by an arrow in FIG. 6 due to the density difference between the return LPG having a relatively high temperature and the supply LPG having a relatively low temperature. rises and the supplied LPG falls. Therefore, the return LPG and the supply LPG are mixed by convection. Thereby, the temperature of the LPG in the service tank 4 becomes uniform, and the vaporization of the LPG at the inlet of the pump 51 can be prevented.
  • FIG. 7 shows a boat 1B according to the third alternative means.
  • the return line 6 and the transfer line merge with each other outside the service tank 4. For this reason, the downstream portion of the return line 6 and the downstream portion of the transfer line 3 form a common flow path extending from the outside to the inside of the service tank 4.
  • the return line 6 joins the transfer line 3 on the downstream side of the second pressure regulating valve 64.
  • the return line 6 is provided with a check valve 65 between the second pressure regulating valve 64 and the junction of the transfer line 3.
  • the transfer line 3 joins the return line 6 on the downstream side of the heater 32.
  • the transfer line 3 is provided with a check valve 36 between the heater 32 and the junction of the return line 6.
  • the mode of merging the return line 6 and the transfer line may be such that three pipes are connected in a T-shape or a Y-shape.
  • a container may be provided at the junction of the return line 6 and the transfer line, and three pipes may be connected to this container.
  • the return LPG having a relatively high temperature and the supply LPG having a relatively low temperature flow into the service tank 4 after being mixed with each other. Thereby, the temperature of the LPG in the service tank 4 becomes uniform, and the vaporization of the LPG at the inlet of the pump 51 can be prevented.
  • FIG. 8 shows a ship 1C according to the fourth alternative means.
  • This ship 1C includes a bypass line 33, a first flow control valve 31, and a second flow control valve 34, as in the above embodiment.
  • the first flow control valve 31 and the second flow control valve 34 are provided with the distribution mechanism 35 that changes the ratio of the flow rate of the LPG passing through the heater 32 to the flow rate of the LPG flowing through the bypass line 33. Is configured.
  • a distribution valve three-way valve provided at a branch point of the bypass line 33 in the transfer line 3 is used instead of the first flow control valve 31 and the second flow control valve 34. You may.
  • the partition member 47 is disposed in the service tank 4.
  • the partition member 47 partitions the liquid layer 40 made of LPG (the gas layer is made of PG vaporized from LPG) into a first region 41 and a second region 42.
  • the upstream end of the supply line 5 communicates with the first area 41, the downstream end of the transfer line 3 is located in the first area 41, and the downstream end of the return line 6 is located in the second area 42.
  • the partition member 47 is a horizontal perforated plate
  • the first region 41 is a region below the partition member 47
  • the second region is a region above the partition member 47.
  • a perforated plate for example, a mesh material or a punched metal is used.
  • Control device 8 is also electrically connected to first thermometer 84 and second thermometer 85.
  • the first thermometer 84 is provided in the service tank 4 and detects the temperature of the upper part of the liquid layer 40 in the service tank 4 (in the present embodiment, the second area 42).
  • the temperature of the upper part of the liquid layer 40 is equal to or lower than the temperature of the liquid level in the service tank 4 due to the temperature distribution (density distribution) in the service tank 4.
  • the second thermometer 85 is provided in the transfer line 3 on the downstream side of the junction of the bypass line 33, and the LPG flowing from the transfer line 3 to the service tank 4 (the LPG flowing through the heater 32 and the LPG flowing through the bypass line 33). The temperature of the LPG after the mixed LPG is detected.
  • the controller 8 keeps the temperature of the LPG detected by the second thermometer 85 lower than the temperature of the LPG detected by the first thermometer 84 (a temperature equal to or lower than the temperature of the liquid level in the service tank 4).
  • the heating amount of the LPG in the heater 32 is adjusted so that the LPG is heated.
  • the return LPG (the service tank through the return line 6)
  • the supply LPG (LPG supplied to the service tank 4 through the transfer line 3) having a lower temperature than the LPG returned to the supply tank 4 preferentially flows out of the service tank 4 through the supply line 5.
  • LPG vaporization at the inlet of the pump 51 can be prevented.
  • the service tank 4 can be made of a general steel material instead of a special steel material for low temperature (for example, a steel material having toughness even at ⁇ 46 ° C. or lower).
  • the heating amount of the supplied LPG is adjusted such that the temperature of the LPG flowing from the transfer line 3 to the service tank 4 is kept lower than the temperature of the upper part of the liquid layer 40 in the service tank 4.
  • the effect that the above-mentioned low-temperature supply LPG preferentially flows out can be reliably obtained.
  • the partition member 47 does not necessarily have to be a horizontal perforated plate, and may have an inverted L-shaped cross section as shown in FIG. 10 or may have another shape. Alternatively, the partition member 475 itself may be omitted.

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Abstract

船舶は、ＬＰＧを燃料とする推進用エンジンと、供給ラインおよび返送ラインにより推進用エンジンと接続された、ＬＰＧを貯留するサービスタンクと、移送ラインによりサービスタンクと接続された、サービスタンク内のＬＰＧよりも低温のＬＰＧを貯留するストレージタンクと、供給ラインに設けられたポンプと、移送ラインに設けられた、ストレージタンクからサービスタンクへ供給されるＬＰＧを、サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるように加熱する加熱器と、を備える。

Description

船舶
　本発明は、ＬＰＧを燃料とする推進用エンジンを含む船舶に関する。
　従来の船舶では、一般的に、推進用エンジンの燃料は重油などの燃料油かＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）であった。近年では、推進用エンジンの燃料としてＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）を用いることも提案されている。
　例えば、特許文献１には、燃料タンクから推進用エンジンへＬＰＧを液体のまま供給する船舶が開示されている。ＬＰＧを燃料として用いた場合には、燃料油と比べて硫黄酸化物対策が不要であるとともに二酸化炭素排出量が少ないというメリットがあり、ＬＮＧと比べて比重が大きいために燃料タンクを小型化できるというメリットがある。
韓国公開特許第２０１２－０１１３３９８号公報
　ＬＰＧを燃料として用いる場合には、燃料タンクと推進用エンジンとを供給ラインおよび返送ラインにより接続し、燃料タンクとエンジンとの間でＬＰＧを循環しながら必要量だけエンジンで使用することが考えられる。
　上記のようにＬＰＧを循環させた場合には、ＬＰＧがエンジンを通過する際に加熱される。このため、燃料タンクをＬＰＧ循環用のサービスタンクとＬＰＧ保持用のストレージタンクとに分けることが望ましい。この場合、サービスタンクは比較的に高い温度のＬＰＧを貯留し、ストレージタンクは比較的に低い温度のＬＰＧを貯留する。
　ストレージタンクとサービスタンクのうちの少なくともサービスタンクは高圧に耐えられる圧力容器であり、サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温以上になったとしても、サービスタンク内の高い圧力によってＬＰＧの平衡状態が保たれる。
　ストレージタンク内のＬＰＧの温度は大気圧での飽和温度以下であってもよいが、サービスタンクと同様にストレージタンクを圧力容器とし、ストレージタンク内の高い圧力によってＬＰＧの平衡状態が保たれてもよい。ストレージタンクからサービスタンクへは、それらを接続する移送ラインを通じて、エンジンの燃料消費量に相当する量のＬＰＧが供給される。
　上述した供給ラインにはポンプが設けられる。仮に、サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも低い場合は、ＬＰＧがサービスタンクからポンプまで供給ラインを流れる間に大気から熱を受けることによりポンプの入口で気化することがある。この場合、ポンプの破損や性能低下が発生する。例えば、ストレージタンクからサービスタンクへ大気温よりも低い温度のＬＰＧが供給されたときに、サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも低くなることがある。
　そこで、本発明は、供給ラインに設けられたポンプの入口でのＬＰＧの気化を防止することができる船舶を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の一つの側面からの船舶は、ＬＰＧを燃料とする推進用エンジンと、供給ラインおよび返送ラインにより前記推進用エンジンと接続された、ＬＰＧを貯留するサービスタンクと、移送ラインにより前記サービスタンクと接続された、前記サービスタンク内のＬＰＧよりも低温のＬＰＧを貯留するストレージタンクと、前記供給ラインに設けられたポンプと、前記移送ラインに設けられた、前記ストレージタンクから前記サービスタンクへ供給されるＬＰＧを、前記サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるように加熱する加熱器と、を備える、ことを特徴とする。
　上記の構成によれば、加熱器でのＬＰＧの加熱量が不足してサービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも低くなることが抑制される。これにより、ポンプの入口でのＬＰＧの気化を防止することができる。
　例えば、上記の船舶は、前記サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるように、前記加熱器でのＬＰＧの加熱量を調整する制御装置をさらに備えてもよい。
　例えば、上記の船舶は、前記加熱器の上流側で前記移送ラインから分岐し、前記加熱器の下流側で前記移送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ＬＰＧの流量と前記バイパスラインを流れるＬＰＧの流量の比率を変更する分配機構と、をさらに備え、前記制御装置は、前記分配機構を制御して前記加熱器でのＬＰＧの加熱量を調整してもよい。
　上記の船舶は、前記返送ラインに設けられた、前記推進用エンジンから前記サービスタンクへ返送されるＬＰＧを冷却する冷却器をさらに備え、前記制御装置は、前記サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるように、前記加熱器でのＬＰＧの加熱量だけでなく前記冷却器でのＬＰＧの冷却量も調整してもよい。この構成によれば、エンジンからサービスタンクへ返送されるＬＰＧが冷却器により冷却されるので、サービスタンク内のＬＰＧの温度が高くなり過ぎることを抑制することができる。さらに、ＬＰＧの加熱量に加えてＬＰＧの冷却量を調整することで、幅広い状況に対応することができる。
　また、本発明の別の側面からの船舶は、ＬＰＧを燃料とする推進用エンジンと、供給ラインおよび返送ラインにより前記推進用エンジンと接続された、ＬＰＧを貯留するサービスタンクと、移送ラインにより前記サービスタンクと接続された、前記サービスタンク内のＬＰＧよりも低温のＬＰＧを貯留するストレージタンクと、前記供給ラインに設けられたポンプと、前記返送ラインに設けられた、前記推進用エンジンから前記サービスタンクへ返送されるＬＰＧを、前記サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるように冷却する冷却器と、を備える、ことを特徴とする。
　上記の構成によれば、エンジンからサービスタンクへ返送されるＬＰＧが冷却器により冷却されるので、サービスタンク内のＬＰＧの温度が高くなり過ぎることを抑制することができる。しかも、上記の構成によれば、冷却器でのＬＰＧの冷却量が過剰になってサービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも低くなることが抑制される。これにより、ポンプの入口でのＬＰＧの気化を防止することができる。
　例えば、上記の船舶は、前記サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるように、前記冷却器でのＬＰＧの冷却量を調整する制御装置をさらに備えてもよい。
　本発明によれば、供給ラインに設けられたポンプの入口でのＬＰＧの気化を防止することができる。
本発明の一実施形態に係る船舶の概略構成図である。 変形例の船舶の概略構成図である。 第１代替手段に係る船舶の概略構成図である。 第１代替手段におけるサービスタンクの拡大図である。 図４のV－V線に沿った断面図である。 第２代替手段におけるサービスタンクの拡大図である。 第３代替手段に係る船舶の概略構成図である。 第４代替手段に係る船舶の概略構成図である。 第４代替手段におけるサービスタンクの拡大図である。 第４代替手段の変形例のサービスタンクの拡大図である。
　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、ＬＰＧを燃料とする推進用エンジン１１と、ＬＰＧを貯留するストレージタンク２およびサービスタンク４を含む。ＬＰＧは、プロパンを主成分とするプロパンガスであってもよいし、ブタンを主成分とするプロパンガスであってもよい。
　エンジン１１は、供給ライン５および返送ライン６によりサービスタンク４と接続されている。換言すれば、サービスタンク４とエンジン１１との間で、供給ライン５および返送ライン６を通じてＬＰＧが循環する。サービスタンク４は、移送ライン３によりストレージタンク２と接続されている。例えば、ストレージタンク２の容積は、サービスタンク４の容積よりも大きい。
　エンジン１１は、例えば、ディーゼルサイクルまたはオットーサイクルのレシプロエンジンである。図示は省略するが、エンジン１１は、供給ライン５の下流端と返送ライン６の上流端とを接続する主流路と、主流路に互いに並列に接続された複数の燃料噴射弁を含む。燃料噴射弁は、ＬＰＧを液体のまま、シリンダ内へ供給される空気中に噴射する。ただし、エンジン１１は、ガスタービンエンジンであってもよい。
　供給ライン５には、上流側から順に、ポンプ５１、加熱器５２および遮断弁５３が設けられている。ポンプ５１の数は１つであっても複数であってもよい。加熱器５２は、サービスタンク４からエンジン１１へ供給されるＬＰＧをエンジン１１の要求温度（例えば、４５℃）まで加熱する。供給ライン５の上流端は、サービスタンク４の下部に接続されている。例えば、加熱器５２は、熱媒流体とＬＰＧとの間で熱交換を行う熱交換器である。
　返送ライン６には、上流側から順に、遮断弁６１、第１圧力調整弁６２、冷却器６３および第２圧力調整弁６４が設けられている。遮断弁６１と第１圧力調整弁６２の位置は逆であってもよい。冷却器６３は、エンジン１１からサービスタンク４へ返送されるＬＰＧ（エンジン１１を通過することによって加熱されたＬＰＧ）を所定の温度（例えば、４０℃）まで冷却する。なお、冷却器６３は省略されてもよい。返送ライン６は、サービスタンク４の内部まで延びている。例えば、冷却器６３は、熱媒流体とＬＰＧとの間で熱交換を行う熱交換器である。
　本実施形態では、供給ライン５と返送ライン６とがバイパスライン７１により接続されている。バイパスライン７１は、加熱器５２と遮断弁５３の間で供給ライン５から分岐し、第１圧力調整弁６２と冷却器６３の間で返送ライン６に合流している。バイパスライン７１には、遮断弁７２が設けられている。ただし、遮断弁７２に代えて流量制御弁がバイパスライン７１に設けられてもよい。
　サービスタンク４は、高圧に耐えられる圧力容器である。サービスタンク４は断熱材で覆われておらず、サービスタンク４内のＬＰＧの温度は、大気温、ストレージタンク２から供給されるＬＰＧの温度、エンジン１１から返送されるＬＰＧの温度などに応じて変化する。すなわち、サービスタンク４内の高い圧力によってＬＰＧの平衡状態が保たれる。例えば、サービスタンク４内のＬＰＧの温度が０～５０℃であると仮定すると、サービスタンク４内の気層の圧力（飽和蒸気圧）はゲージ圧で約０．４ＭＰａ～約１．８ＭＰａである。以下、圧力の表示は全てゲージ圧である。ただし、サービスタンク４は断熱材で覆われてもよい。
　一方、ストレージタンク２は、内部のＬＰＧを低温に維持するために、断熱材（図示せず）で覆われている。この低温は、サービスタンク４内のＬＰＧの温度（より望ましくは、大気温）よりも低ければ、大気圧での飽和温度（プロパンガスでは、－４２℃）以下であってもよいし、大気圧での飽和温度よりも高くてもよい。ただし、ストレージタンク２がサービスタンク４と同様に圧力容器であり、ストレージタンク２内の高い圧力によってＬＰＧの平衡状態が保たれてもよい。
　ストレージタンク２内には、ポンプ２１が配置されている。ポンプ２１の数は１つであっても複数であってもよい。上述した移送ライン３の上流端は、ポンプ２１に接続されている。移送ライン３は、サービスタンク４の内部まで延びている。ただし、ポンプ２１は、ストレージタンク２の外で移送ライン３の途中に設けられてもよい。
　ストレージタンク２からサービスタンク４へは、移送ライン３を通じて、エンジン１１の燃料消費量に相当する量のＬＰＧが供給される。このＬＰＧの供給は、連続的に行われてもよいし、断続的に行われてもよい。移送ライン３には、ストレージタンク２からサービスタンク４へ供給されるＬＰＧを所定の温度（例えば、０～４５℃）まで加熱する加熱器３２が設けられている。例えば、加熱器３２は、熱媒流体とＬＰＧとの間で熱交換を行う熱交換器である。
　本実施形態では、移送ライン３に、加熱器３２をバイパスするバイパスライン３３が接続されている。バイパスライン３３は、加熱器３２の上流側で移送ライン３から分岐し、加熱器３２の下流側で移送ライン３に合流している。
　移送ライン３にはバイパスライン３３の分岐点と加熱器３２との間で第１流量制御弁３１が設けられており、バイパスライン３３には第２流量制御弁３４が設けられている。第１流量制御弁３１および第２流量制御弁３４は、加熱器３２を通過するＬＰＧの流量とバイパスライン３３を流れるＬＰＧの流量の比率を変更する分配機構３５を構成する。
　ただし、分配機構３５としては、第１流量制御弁３１および第２流量制御弁３４の代わりに、例えば、移送ライン３におけるバイパスライン３３の分岐点に設けられた分配弁（三方弁）が用いられてもよい。
　上述したポンプ５１および各種の弁は、制御装置８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８は、例えば、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとＣＰＵを有するコンピュータであり、ＲＯＭに記憶されたプログラムがＣＰＵにより実行される。制御装置８は、単一の機器であってもよいし、複数の機器（例えば、エンジン制御装置と燃料供給制御装置）に分割されてもよい。
　遮断弁５３，６１に関しては、制御装置８は、エンジン１１の停止中は遮断弁５３，６１を閉じ、エンジン１１の稼動中に遮断弁５３，６１を開く。エンジン１１の停止中は、遮断弁５３，６１の間の流路（供給ライン５の下流側部分、エンジン１１の主流路および返送ライン６の上流側部分）が不活性ガスでパージされる。
　制御装置８は、ポンプ５１の吐出流量がエンジン１１の燃料消費量に応じて変化するようにポンプ５１を制御する。例えば、エンジン１１の負荷が高いときは、エンジン１１から返送ライン６へ流れ込むＬＰＧの流量である余剰流量が図略の流量計により検出され、この余剰流量がエンジン１１の燃料消費量に対して一定の割合となるように、ポンプ５１が制御される。余剰流量の代わりに、供給ライン５からエンジン１１へ流れ込むＬＰＧの流量である供給流量が採用されてもよい。逆に、エンジン１１の負荷が低いときは、ポンプ５１の吐出流量は一定に保たれる。
　遮断弁７２に関しては、制御装置８は、エンジン１１の稼働前に、ポンプ５１の流量が安定するまでは遮断弁７２を開くとともに遮断弁５３を閉じる。ポンプ５１の流量が安定すると、制御装置８は、遮断弁７２を閉じ、遮断弁５３を開く。エンジン１１の稼働中では、エンジン１１の負荷の急激な減少などによりエンジン供給圧力（後述する第１圧力計９１で検出される圧力）が上昇した場合に、制御装置８は遮断弁７２を開いてエンジン供給圧力の上昇を抑制する。
　制御装置８は、第１圧力計９１および第２圧力計９２と電気的に接続されている。第１圧力計９１は、第１バイパスライン７１の分岐点よりも下流側で供給ライン５に設けられており、エンジン１１へ供給されるＬＰＧの圧力を検出する。第２圧力計９２は、第１圧力調整弁６２と第２圧力調整弁６４との間で返送ライン６に設けられており、第１圧力調整弁６２で減圧された後のＬＰＧの圧力を検出する。
　制御装置８は、第１圧力計９１で検出される圧力がエンジン１１の要求圧力（例えば、エンジン１１がディーゼルサイクルのレシプロエンジンである場合、５～６ＭＰａ）となるように第１圧力調整弁６２を制御する。
　上述したようにＬＰＧはエンジン１１を通過することによって加熱されるため、エンジン１１から返送ライン６に流れ込むＬＰＧの温度は少し高くなる（例えば、５５℃）。従って、第１圧力調整弁６２で減圧されたＬＰＧが気化することを防止するために、制御装置８は、第２圧力計９２で検出される圧力が、想定される最大温度における飽和蒸気圧よりも高い設定値（例えば、３．５ＭＰａ）となるように第２圧力調整弁６４を制御する。
　また、制御装置８は、第１温度計８１および第２温度計８２とも電気的に接続されている。第１温度計８１は、大気温を検出する。第２温度計８２は、サービスタンク４に設けられており、サービスタンク４内のＬＰＧの温度を検出する。
　そして、制御装置８は、第２温度計８２で検出されるサービスタンク４内のＬＰＧの温度が第１温度計８１で検出される大気温よりも高くなるように、第１流量制御弁３１および第２流量制御弁３４（分配機構３５）を制御して加熱器３２でのＬＰＧの加熱量を調整する。なお、第１温度計８１を用いる代わりに、大気温として気象予報などの推測値を使用してもよい。
　以上説明したように、本実施形態の船舶１では、加熱器３２のＬＰＧの加熱量が適切に調整されるので、加熱器３２でのＬＰＧの加熱量が不足してサービスタンク４内のＬＰＧの温度が大気温よりも低くなることが抑制される。これにより、ポンプ５１の入口でのＬＰＧの気化を防止することができる。
　また、本実施形態では、エンジン１１からサービスタンク４へ返送されるＬＰＧが冷却器６３により冷却されるので、サービスタンク４内のＬＰＧの温度が高くなり過ぎることを抑制することができる。
　＜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、サービスタンク４に設けられた第２温度計８２の代わりに、図２に示すように、移送ライン３に設けられた第２温度計８３が採用されてもよい。第２温度計８３は、加熱器３２を通過したＬＰＧとバイパスライン３３を流れたＬＰＧとが混ざり合った後のＬＰＧの温度である移送温度を検出する。
　この場合、制御装置８は、まず、返送ライン６からサービスタンク４へ流れ込むＬＰＧの流量である返送流量、移送ライン３からサービスタンク４へ流れ込むＬＰＧの流量である移送流量、および大気温から、サービスタンク４内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるために必要な目標移送温度を算出する。そして、制御装置８は、第２温度計８３で検出される移送温度が目標移送温度となるように、第１流量制御弁３１および第２流量制御弁３４（分配機構３５）を制御する。
　また、加熱器３２が熱媒流体とＬＰＧとの間で熱交換を行う熱交換器であり、加熱器３２に供給する熱媒流体の温度が変更可能な場合は、バイパスライン３３および流量制御弁３１，３４が省略されて、制御装置８が、加熱器３２に供給する熱媒流体の温度を変更することで加熱器３２でのＬＰＧの加熱量を調整してもよい。
　また、制御装置８は、サービスタンク４内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるように、加熱器３２でのＬＰＧの加熱量だけでなく冷却器６３でのＬＰＧの冷却量も調整してもよい。このように、ＬＰＧの加熱量に加えてＬＰＧの冷却量を調整することで、幅広い状況に対応することができる。
　冷却器６３でのＬＰＧの冷却量を調整する場合、図示は省略するが、返送ライン６に冷却器６３をバイパスするようにバイパスラインを接続し、冷却器６３を通過するＬＰＧの流量とバイパスラインを流れるＬＰＧの流量の比率を変更することで冷却器６３でのＬＰＧの冷却量を調整してもよい。あるいは、冷却器６３が熱媒流体とＬＰＧとの間で熱交換を行う熱交換器であり、冷却器６３に供給する熱媒流体の温度が変更可能な場合は、冷却器６３に供給する熱媒流体の温度を変更することで冷却器６３でのＬＰＧの冷却量を調整してもよい。
　加熱器３２でのＬＰＧの加熱量だけでなく冷却器６３でのＬＰＧの冷却量も調整する場合は、例えば、加熱器３２だけで調整する場合に比べて加熱器３２でのＬＰＧの加熱量を少なくするとともに、冷却器６３でのＬＰＧの冷却量を少なくしてもよい。
　また、制御装置８は、サービスタンク４内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるように、加熱器３２でのＬＰＧの加熱量を調整することなく、冷却器６３でのＬＰＧの冷却量だけを調整してもよい。この構成によれば、冷却器６３でのＬＰＧの冷却量が過剰になってサービスタンク４内のＬＰＧの温度が大気温よりも低くなることが抑制される。これにより、ポンプ５１の入口でのＬＰＧの気化を防止することができる。言うまでもないが、冷却器６３でのＬＰＧの冷却量だけを調整する場合は、加熱器３２は省略可能である。
　また、図１および図２では、サービスタンク４の形状が縦長円筒状であるが、サービスタンク４は、横長円筒状、球形状、立方体状、直方体状などのその他の形状を有してもよい。同様に、ストレージタンク２の形状も任意に変更可能である。これらの点は、後述する代替手段でも同様である。
　（代替手段）
　前記実施形態では、ポンプ５１の入口でのＬＰＧの気化を防止するために、サービスタンク４内のＬＰＧの温度を大気温よりも高くする手段が採用されていた。しかし、ポンプ５１の入口でのＬＰＧの気化を防止するためには、別の手段を採用することも可能である。
　サービスタンク４内では、移送ライン３を通じて供給される比較的に低い温度のＬＰＧ（供給ＬＰＧ）と、返送ライン６を通じて返送される比較的に高い温度のＬＰＧ（返送ＬＰＧ）とが混ざり合う。しかしながら、供給ＬＰＧと返送ＬＰＧとが完全に混ざり合う前に、比較的に高い温度の返送ＬＰＧが供給ライン５を通じてサービスタンク４から流出すると、供給ライン５に設けられたポンプ５１の入口でＬＰＧが気化することがある。この場合、ポンプ５１の破損や性能低下が発生する。
　そこで、上記の観点からは、以下に説明するような第１～第４代替手段が考えられる。なお、第１～代替手段では、前記実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
　（第１代替手段）
　図３に、第１代替手段に係る船舶１Ａを示す。この船舶１Ａが、図１に示す船舶１と異なるのは、バイパスライン３３、第１流量制御弁３１および第２流量制御弁３４を含まないことである。ただし、第１実施形態と同様に、船舶１Ａがバイパスライン３３、第１流量制御弁３１および第２流量制御弁３４を含み、第１流量制御弁３１および第２流量制御弁が前記実施形態と同様に制御されてもよい。また、第１代替手段では、サービスタンク４に特別な対策がなされている。
　サービスタンク４について図４および図５を参照してより詳しく説明すると、返送ライン６におけるサービスタンク４の外部から内部へ延びる下流側部分および移送ライン３におけるサービスタンク４の外部から内部へ延びる下流側部分は、返送ライン６の下流端および移送ライン３の下流端から流出するＬＰＧが旋回流を形成するように構成されている。
　第１代替手段では、サービスタンク４内（正確には、ＬＰＧからなる液層４０中）に、下方に向かって縮径するすり鉢状（逆円錐状）のガイド部材４５が配置されている。返送ライン６の下流端および移送ライン３の下流端はガイド部材４５の上方に位置しており、供給ライン５の上流端は、ガイド部材４５よりも下方でサービスタンク４に接続されている。
　返送ライン６の下流側部分は、返送ライン６の下流端から流出するＬＰＧがガイド部材４５の上面に斜めに衝突するように、ガイド部材４５の周方向であって水平方向に対して少し下向きに折り曲げられている。同様に、移送ライン３の下流側部分は、移送ライン３の下流端から流出するＬＰＧがガイド部材４５の上面に斜めに衝突するように、ガイド部材４５の周方向であって水平方向に対して少し下向きに折り曲げられている。このため、返送ライン６の下流端および移送ライン３の下流端から流出するＬＰＧがガイド部材４５の上面に沿って旋回流を形成する。
　以上説明したような構成の船舶１Ａでは、比較的に高い温度の返送ＬＰＧ（返送ライン６を通じてサービスタンク４へ返送されるＬＰＧ）と比較的に低い温度の供給ＬＰＧ（移送ライン３を通じてサービスタンク４へ供給されるＬＰＧ）とが、旋回流によって混ぜ合わされる。これにより、サービスタンク４内のＬＰＧの温度が均一となり、ポンプ５１の入口でのＬＰＧの気化を防止することができる。
　＜変形例＞
　第１代替手段では、サービスタンク４内にガイド部材４５が配置されていたが、返送ライン６の下流側部分および移送ライン３の下流側部分をガイド部材４５の周方向であって水平方向に折り曲げた場合には、ガイド部材４５が省略されてもよい。ただし、第１代替手段のようにガイド部材４５が設けられていれば、ガイド部材４５の上方で旋回流を確実に形成することができる。
　（第２代替手段）
　次に、図６を参照して、第２代替手段に係る船舶を説明する。第２代替手段の船舶が第１代替手段の船舶１Ａと異なるのは、サービスタンク４内の構造だけである。
　具体的に、第２代替手段では、返送ライン６の下流端が、サービスタンク４内で、移送ライン３の下流端よりも下方に位置している。
　さらに、第２代替手段では、サービスタンク４内に仕切部材４６が配置されている。仕切部材４６は、ＬＰＧからなる液層４０（気層はＬＰＧが気化したＰＧからなる）を第１領域４１と第２領域４２とに仕切る。供給ライン５の上流端は第１領域４１と連通し、返送ライン６の下流端および移送ライン３の下流端は第２領域４２内に位置する。
　第２代替手段では、仕切部材４６が鉛直方向に平行な板であり、第１領域４１と第２領域４２とが水平方向に並んでいる。ただし、仕切部材４６は、水平方向に平行な板であって、第１領域４１が第２領域４２の下側に位置してもよい。この場合、仕切部材４６は、メッシュ材やパンチングメタルなどの多孔板であってもよい。あるいは、仕切部材４６は、第１領域４１がサービスタンク４の中央に位置し、第２領域４２が第１領域４１の周囲に位置するような鉛直方向に延びる筒状であってもよい。
　第２代替手段のような構成では、比較的に高い温度の返送ＬＰＧと比較的に低い温度の供給ＬＰＧとの密度差により、図６中に矢印で示すように、サービスタンク４内では返送ＬＰＧが上昇し、供給ＬＰＧが下降する。従って、返送ＬＰＧと供給ＬＰＧとが、対流によって混ぜ合わされる。これにより、サービスタンク４内のＬＰＧの温度が均一となり、ポンプ５１の入口でのＬＰＧの気化を防止することができる。
　＜変形例＞
　仕切部材４６が無くても返送ＬＰＧと供給ＬＰＧとが対流によって混ぜ合わされるので、仕切部材４６は省略されてもよい。ただし、仕切部材４６が設けられていれば、第２領域４２内で返送ＬＰＧと供給ＬＰＧとを十分に混ぜ合わせることができる。
　（第３代替手段）
　図７に、第３代替手段に係る船舶１Ｂを示す。第３代替手段では、返送ライン６と移送ラインとがサービスタンク４の外部で互いに合流している。このため、返送ライン６の下流側部分と移送ライン３の下流側部分は、サービスタンク４の外部から内部へ延びる共通の流路となっている。
　より詳しくは、返送ライン６は、第２圧力調整弁６４の下流側で移送ライン３と合流している。返送ライン６には、第２圧力調整弁６４と移送ライン３の合流点との間に逆止弁６５が設けられている。
　移送ライン３は、加熱器３２の下流側で返送ライン６と合流している。移送ライン３には、加熱器３２と返送ライン６の合流点との間に逆止弁３６が設けられている。
　返送ライン６と移送ラインとの合流態様は、三本の配管がＴ字状またはＹ字状に接続されたものであってもよい。あるいは、返送ライン６と移送ラインとの合流点に容器が設けられ、この容器に三本の配管が接続されてもよい。
　以上説明したような構成の船舶１Ｂでは、比較的に高い温度の返送ＬＰＧと比較的に低い温度の供給ＬＰＧとが互いに混ぜ合わさった後にサービスタンク４内に流入する。これにより、サービスタンク４内のＬＰＧの温度が均一となり、ポンプ５１の入口でのＬＰＧの気化を防止することができる。
　（第４代替手段）
　図８に、第４代替手段に係る船舶１Ｃを示す。この船舶１Ｃは、前記実施形態と同様に、バイパスライン３３、第１流量制御弁３１および第２流量制御弁３４を含む。前記実施形態で説明したように、第１流量制御弁３１および第２流量制御弁３４は、加熱器３２を通過するＬＰＧの流量とバイパスライン３３を流れるＬＰＧの流量の比率を変更する分配機構３５を構成する。
　ただし、分配機構３５としては、第１流量制御弁３１および第２流量制御弁３４の代わりに、例えば、移送ライン３におけるバイパスライン３３の分岐点に設けられた分配弁（三方弁）が用いられてもよい。
　第４代替手段では、サービスタンク４に特別な対策がなされている。サービスタンク４について図９を参照してより詳しく説明すると、移送ライン３の下流端は、サービスタンク４内で、返送ライン６の下流端よりも下方に位置している。また、供給ライン５の上流端は、移送ライン３の下流端よりも下方でサービスタンク４に接続されている。
　第４代替手段では、サービスタンク４内に仕切部材４７が配置されている。仕切部材４７は、ＬＰＧからなる液層４０（気層はＬＰＧが気化したＰＧからなる）を第１領域４１と第２領域４２とに仕切る。供給ライン５の上流端は第１領域４１と連通し、移送ライン３の下流端は第１領域４１内に位置し、返送ライン６の下流端は第２領域４２内に位置する。
　第４代替手段では、仕切部材４７が水平な多孔板であり、第１領域４１が仕切部材４７の下側の領域、第２領域が仕切部材４７の上側の領域である。このような多孔板としては、例えば、メッシュ材やパンチングメタルなどが用いられる。
　制御装置８は、第１温度計８４および第２温度計８５とも電気的に接続されている。第１温度計８４は、サービスタンク４に設けられており、サービスタンク４内の液層４０の上部（本実施形態では、第２領域４２）の温度を検出する。液層４０の上部の温度は、サービスタンク４内の温度分布（密度分布）の影響で、サービスタンク４内の液面の温度以下である。第２温度計８５は、バイパスライン３３の合流点の下流側で移送ライン３に設けられており、移送ライン３からサービスタンク４へ流れ込むＬＰＧ（加熱器３２を通過したＬＰＧとバイパスライン３３を流れたＬＰＧとが混ざり合った後のＬＰＧ）の温度を検出する。
　そして、制御装置８は、第２温度計８５で検出されるＬＰＧの温度が第１温度計８４で検出されるＬＰＧの温度（サービスタンク４内の液面の温度以下の温度）よりも低く保たれるように、第１流量制御弁３１および第２流量制御弁３４（分配機構３５）を制御して加熱器３２でのＬＰＧの加熱量を調整する。
　以上説明したように、第４代替手段の船舶１Ｃでは、サービスタンク４内では移送ライン３の下流端が返送ライン６の下流端よりも下方に位置するので、返送ＬＰＧ（返送ライン６を通じてサービスタンク４へ返送されるＬＰＧ）よりも低温の供給ＬＰＧ（移送ライン３を通じてサービスタンク４へ供給されるＬＰＧ）が優先的に供給ライン５を通じてサービスタンク４から流出する。これにより、ポンプ５１の入口でのＬＰＧの気化を防止することができる。
　さらに、第４代替手段では、移送ライン３に加熱器３２が設けられているので、ストレージタンク２内のＬＰＧの温度が大気圧での飽和温度以下であっても、供給ＬＰＧを加熱器によって加熱することができる。従って、サービスタンク４を低温用の特殊鋼材（例えば、－４６℃以下でも靱性を有する鋼材）ではなく、一般的な鋼材で構成することができる。また、供給ＬＰＧの加熱量は、移送ライン３からサービスタンク４へ流れ込むＬＰＧの温度がサービスタンク４内の液層４０の上部の温度よりも低く保たれるように調整されるので、加熱器３２が有っても、上述した低温の供給ＬＰＧが優先的に流出するという効果を確実に得ることができる。
　＜変形例＞
　仕切部材４７は、必ずしも水平な多孔板である必要はなく、図１０に示すような断面逆Ｌ字状の形状を有してもよいし、その他の形状を有してもよい。あるいは、仕切部材４７５自体が省略されてもよい。
　ただし、図９および図１０に示すように、サービスタンク４内に仕切部材４７が配置されていれば、供給ＬＰＧが供給ラインを通じて優先的に流出するという効果を顕著に得ることができる。
　１，１Ａ～１Ｃ　船舶
　１１　推進用エンジン
　２　　ストレージタンク
　３　　移送ライン
　３２　加熱器
　３３　バイパスライン
　３５　分配機構
　４　　サービスタンク
　５　　供給ライン
　５１　ポンプ
　６　　返送ライン
　６３　冷却器
　８　　制御装置

Claims (6)

  1. 　ＬＰＧを燃料とする推進用エンジンと、
    　供給ラインおよび返送ラインにより前記推進用エンジンと接続された、ＬＰＧを貯留するサービスタンクと、
    　移送ラインにより前記サービスタンクと接続された、前記サービスタンク内のＬＰＧよりも低温のＬＰＧを貯留するストレージタンクと、
    　前記供給ラインに設けられたポンプと、
    　前記移送ラインに設けられた、前記ストレージタンクから前記サービスタンクへ供給されるＬＰＧを、前記サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるように加熱する加熱器と、
    を備える、船舶。
  2. 　前記サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるように、前記加熱器でのＬＰＧの加熱量を調整する制御装置をさらに備える、請求項１に記載の船舶。
  3. 　前記加熱器の上流側で前記移送ラインから分岐し、前記加熱器の下流側で前記移送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ＬＰＧの流量と前記バイパスラインを流れるＬＰＧの流量の比率を変更する分配機構と、をさらに備え、
    　前記制御装置は、前記分配機構を制御して前記加熱器でのＬＰＧの加熱量を調整する、請求項２に記載の船舶。
  4. 　前記返送ラインに設けられた、前記推進用エンジンから前記サービスタンクへ返送されるＬＰＧを冷却する冷却器をさらに備え、
    　前記制御装置は、前記サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるように、前記加熱器でのＬＰＧの加熱量だけでなく前記冷却器でのＬＰＧの冷却量も調整する、請求項２または３に記載の船舶。
  5. 　ＬＰＧを燃料とする推進用エンジンと、
    　供給ラインおよび返送ラインにより前記推進用エンジンと接続された、ＬＰＧを貯留するサービスタンクと、
    　移送ラインにより前記サービスタンクと接続された、前記サービスタンク内のＬＰＧよりも低温のＬＰＧを貯留するストレージタンクと、
    　前記供給ラインに設けられたポンプと、
    　前記返送ラインに設けられた、前記推進用エンジンから前記サービスタンクへ返送されるＬＰＧを、前記サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるように冷却する冷却器と、
    を備える、船舶。
  6. 　前記サービスタンク内のＬＰＧの温度が大気温よりも高くなるように、前記冷却器でのＬＰＧの冷却量を調整する制御装置をさらに備える、請求項５に記載の船舶。
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