JP6698725B2 - Ｌｎｇを利用する船舶用の気体潤滑システム、及び、ｌｎｇを利用する船舶の運転方法 - Google Patents

Description

本開示は、ＬＮＧを利用する船舶の船殻から気体を吹き出す気体潤滑システム、及び、ＬＮＧを利用する船舶の運転方法に関する。

エンジンからの出力を利用して航行する船舶の一種として、低温液体燃料であるＬＮＧを運搬するＬＮＧ運搬船や気化したＬＮＧを利用するＬＮＧ燃料船等が知られている。例えば、ＬＮＧ運搬船では、ＬＮＧを貯蔵するタンク内のボイルオフガス（ＢＯＧ）がエンジンの燃料として利用される。特にデュアルフューエルエンジンでは、エンジン出力を上昇する場合に、ボイルオフガスに加えて、タンク内に貯蔵されたＬＮＧの一部を強制的に蒸発させて生成された気化ガスを併用することで、エンジンへの燃料供給量が増加される。

ところで、航行中の船体に作用する摩擦抵抗を低減する技術として、船殻に設けられた吹出口にから気体を噴出することで、船体外面を気泡で覆う気体潤滑システムが知られている。例えば特許文献１には、航行中のローリングにより船体に傾斜が生じた場合であっても、吹出口から吹き出される空気量を均一にすることが可能な気体潤滑システムが開示されている。また特許文献２には、船体への積載量によって喫水が変化した場合に、その変化量に応じて吹出口からの空気の吹出量を制御することが可能な気体潤滑システムが開示されている。

特開２０１２−１６６７０４号公報 特開２０１３−０９１３７６号公報

喫水が大きな船舶に対して、上述のような気体潤滑システムを適用する場合、気体が吹き出される吹出口における水圧が高くなるため、当該水圧に抗して気体を吹き出すための消費エネルギが増加してしまう。その結果、気体潤滑システムによる摩擦抵抗の低減による省エネルギ効果を十分に享受することが難しくなるおそれがある。

本発明の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための消費エネルギを低減可能なＬＮＧを利用する船舶用の気体潤滑システム、及び、ＬＮＧを利用する船舶の運転方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るＬＮＧを利用する船舶用の気体潤滑システムは上記課題を解決するために、
ＬＮＧを利用する船舶用の気体潤滑システムであって、
前記船舶の船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための気体供給ライン上に設けられ、前記ＬＮＧ運搬船のＬＮＧタンクに接続されるＬＮＧラインを流れる前記ＬＮＧと、前記気体供給ラインを流れる前記気体とを熱交換するように構成された熱交換器を備える、ＬＮＧを気化させるためのＬＮＧ気化装置の前記熱交換器の内部を通って前記吹出口まで延在する前記気体供給ラインと、
前記気体供給ライン上において前記熱交換器と前記吹出口との間に設けられる第１ブロワと、
を備える。

上記（１）の構成によれば、熱交換器においてＬＮＧラインを流れるＬＮＧが気化される際に、気体供給ラインを流れる気体はＬＮＧと熱交換することにより冷却される。このように気体供給ラインを流れる気体の温度が低下することにより、船舶の船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための消費エネルギが低減される。

また上記（１）の構成によれば、熱交換器の内部を通過する気体供給ラインを流れる気体は、ＬＮＧラインを流れるＬＮＧと熱交換することにより冷却される。これにより、気体供給ライン上において熱交換器と吹出口との間（すなわち熱交換器より下流側）に設けられる第１ブロワに供給される気体温度が低下するため、第１ブロワにおける消費エネルギを効果的に低減できる。

（２）幾つかの実施形態では上記（１）の構成において、
前記気体供給ラインに対して並列に設けられるＬＮＧ強制蒸発ラインを備え、
前記熱交換器は、
前記気体供給ラインを流れる前記気体と、前記ＬＮＧ強制蒸発ラインを流れる熱媒体との間で、前記ＬＮＧラインを流れる前記ＬＮＧと熱交換する媒体を切替可能に構成される。

上記（２）の構成によれば、ＬＮＧラインを流れるＬＮＧと強制蒸発ラインを流れる熱媒体とを熱交換することで、気体供給ラインで吹出口に向けた気体の流れを停止する場合であっても、ＬＮＧの気化を継続できる。

（３）幾つかの実施形態では上記（２）の構成において、
前記ＬＮＧ強制蒸発ラインに設けられ、前記熱媒体を循環させるための循環装置と、
前記ＬＮＧ強制蒸発ラインに設けられ、前記熱媒体を加熱するためのヒータと、
を備える。

上記（３）の構成によれば、強制蒸発ラインでは、ヒータで加熱された熱媒体が循環装置によって循環する。これによりＬＮＧラインを流れるＬＮＧが強制蒸発ラインを流れる熱媒体と熱交換する際には、強制蒸発ラインを流れる熱媒体から連続的且つ安定的に熱エネルギを供給することで、ＬＮＧの気化を的確に行える。

（４）幾つかの実施形態では上記（１）から（３）のいずれか一構成において、
前記熱交換器よりも下流側にて前記気体供給ラインから分岐し、且つ、前記吹出口より低圧側に設けられた排出口に連通する排出ラインを備える。

上記（４）の構成によれば、気体供給ラインを流れる気体を排出ラインを介して排出口から排出することで、吹出口からの気体の噴出を停止できる。排出口は吹出口より低圧側に設けられているため、吹出口に比べて気体を吹き出すために要する消費エネルギが少ない。そのため、吹出口からの気体の噴出を停止した状況下においても、消費エネルギを抑えることができる。

（５）幾つかの実施形態では上記（４）の構成において、
前記気体供給ラインのうち前記排出ラインとの分岐点より上流側に、前記気体供給ラインと並列に設けられた並列ラインと、
前記並列ライン上に設置され、前記第１ブロワより小出力な第２ブロワと、
を備える。

上記（５）の構成によれば、排出ラインを介した気体の排出は、並列ライン上に設けられた第２ブロワによって行うことができる。第２ブロワは第１ブロワに比べて小出力であるため、排出に要する消費エネルギをより低く抑えることができる。

（６）幾つかの実施形態では上記（１）から（５）のいずれか一構成において、
前記気体供給ラインと並列に設けられ、前記熱交換器をバイパスするバイパスラインを備える。

上記（６）の構成によれば、気体供給ラインを流れる気体をバイパスラインに導くことにより、気体が熱交換器を通過する際に生じる圧損を回避できる。このようなバイパスラインによって熱交換器をバイパスするように気体を流すことで、ＬＮＧ気化装置におけるＬＮＧの気化を停止しながら気体潤滑システムを動作させる際における消費エネルギを低く抑えることができる。

（７）幾つかの実施形態では上記（１）から（６）のいずれか一構成において、
前記気体供給ラインのうち前記熱交換器の下流側から分岐され、前記ＬＮＧ運搬船に搭載されたエンジンの吸気通路又は前記エンジンが収容されるエンジンルームの少なくとも一方に連通する冷却気体供給ラインを備える。

上記（７）の構成によれば、熱交換器においてＬＮＧと熱交換することで冷却された気体は、冷却気体供給ラインを介して、エンジンの吸気通路又はエンジンルームの少なくとも一方に供給される。これにより、エンジンの吸気冷却によるエンジン動力の削減、又は、エンジンルームの冷却用動力の削減が可能になる。

（８）幾つかの実施形態では上記（１）から（７）のいずれか一構成において、
前記気体供給ラインは、前記ＬＮＧ運搬船に搭載されたエンジンの排気を前記気体として前記吹出口に向けて供給するように構成される。

上記（８）の構成によれば、エンジンの排気が、気体供給ラインに供給される。これにより、熱交換器には温度及び圧力が高い排気が導入されるため、ＬＮＧの気化を効率的に行えるとともに、熱交換器のダウンサイジングが可能となる。また圧力が高い排気を気体供給ラインに導入することで、吹出口からの気体噴出に要する消費エネルギも低減できる。

（９）本発明の少なくとも一実施形態に係るＬＮＧを利用する船舶の運転方法は上記課題を解決するために、
ＬＮＧ運搬船の船殻に設けられた吹出口に向けて、気体供給ラインに気体を流すステップと、
前記気体供給ラインを流れる前記気体との熱交換により、前記ＬＮＧ運搬船のＬＮＧタンクに接続されるＬＮＧラインを流れる前記ＬＮＧを気化させるステップと、
少なくとも、前記ＬＮＧの気化により得られる気化ガスを燃料として用い、前記ＬＮＧ運搬船のエンジンを稼働するステップと、
を備える。

上記（９）の方法によれば、船舶の船殻に設けられた吹出口に向けて、気体供給ラインに気体を流すことにより、吹出口から噴出される気体によって船体外面を覆う気泡を生成し、航行中における船体の摩擦抵抗を低減できる。一方、ＬＮＧラインを流れるＬＮＧは、気体供給ラインを流れる気体との熱交換によって気化ガスとなり、エンジンに供給される。このとき、気体供給ラインを流れる気体はＬＮＧと熱交換することにより冷却されて温度が低下するため、船舶の船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための消費エネルギを低減できる。

（１０）幾つかの実施形態では上記（９）の方法において、
前記吹出口に対する前記気体の供給を停止した場合に、前記気体供給ラインに対して並列に設けられるＬＮＧ強制蒸発ラインを流れる熱媒体と前記ＬＮＧとを熱交換することにより、前記ＬＮＧを気化させるステップを備える。

上記（１０）の方法によれば、吹出口に対する気体の供給を停止した場合においても、ＬＮＧラインを流れるＬＮＧと強制蒸発ラインを流れる熱媒体とを熱交換することで、ＬＮＧの気化を継続できる。

（１１）幾つかの実施形態では上記（９）又は（１０）の方法において、
前記吹出口からの前記気体の噴出を停止した場合に、前記ＬＮＧと熱交換された前記気体を、前記気体供給ラインから分岐した排出ラインを介して、前記吹出口より低圧側に設けられた排出口に排出するステップを備える。

上記（１１）の方法によれば、吹出口からの気体の噴出を停止する場合には、ＬＮＧと熱交換された気体は、排出ラインを介して排出口から排出される。排出口は吹出口より低圧側に設けられるため、吹出口に比べて気体を吹き出すために要する消費エネルギが少なく済む。

（１２）幾つかの実施形態では上記（９）から（１１）のいずれか一方法において、
前記ＬＮＧと熱交換された前記気体を、前記船舶に搭載されたエンジンの吸気通路又は前記エンジンが収容されるエンジンルームの少なくとも一方に供給するステップを備える。

上記（１２）の方法によれば、 熱交換器においてＬＮＧと熱交換することで冷却された気体は、エンジンの吸気通路又はエンジンルームの少なくとも一方に供給される。これにより、エンジンの吸気冷却によるエンジン動力の削減、又は、エンジンルームの冷却用動力の削減が可能になる。

（１３）幾つかの実施形態では上記（９）から（１２）のいずれか一方法において、
前記船舶のエンジンの排気を前記気体として前記気体供給ラインに流すステップを備える。

上記（１３）の方法によれば、エンジンの排気が、気体供給ラインに供給される。これにより、熱交換器には温度及び圧力が高い排気が導入されるため、ＬＮＧの気化を効率的に行えるとともに、熱交換器のダウンサイジングが可能となる。また圧力が高い排気を気体供給ラインに導入することで、吹出口からの気体噴出に要する消費エネルギも低減できる。

（１４）幾つかの実施形態では上記（９）から（１３）のいずれか一方法において、
前記ＬＮＧと前記気体との熱交換が行われる熱交換器よりも下流側にて前記気体供給ラインに設けられた第１ブロワによって、前記ＬＮＧと熱交換された前記気体を前記吹出口から噴出するステップを備える。

上記（１４）の方法によれば、ＬＮＧと熱交換されることで冷却された気体が、熱交換器よりも下流側にて気体供給ラインに設けられた第１ブロワによって、吹出口から噴出される。これにより、第１ブロワに供給される気体温度が低下するため、第１ブロワにおける消費エネルギを効果的に低減できる。

（１５）幾つかの実施形態では上記（９）から（１４）のいずれか一方法において、
前記ＬＮＧタンクからのボイルオフガスのみを燃料として前記エンジンを稼働させる場合、前記ＬＮＧと前記気体との熱交換を行う熱交換器をバイパスして、前記吹出口に前記気体を供給するステップを備える。

上記（１５）の方法によれば、ＬＮＧタンクからのボイルオフガスのみを燃料としてエンジンを稼働させる場合、ＬＮＧラインを流れるＬＮＧの気化は停止される。このような場合には、気体供給ラインを流れる気体は熱交換器をバイパスして吹出口に導かれる。これにより、気体供給ラインを流れる気体が熱交換器を通過する際に生じる圧損を回避できるため、消費エネルギをより低く抑えることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための消費エネルギを低減可能なＬＮＧを利用する船舶用の気体潤滑システム、及び、ＬＮＧを利用する船舶の運転方法を提供できる。

本発明の第１実施形態に係るＬＮＧ気化装置を備えるＬＮＧ運搬船の内部構造を示す模式図である。 図１のＬＮＧ運搬船の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るＬＮＧ気化装置を備えるＬＮＧ運搬船の内部構造を示す模式図である。 図３のＬＮＧ運搬船の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るＬＮＧ気化装置を備えるＬＮＧ運搬船の内部構造を示す模式図である。 図５のＬＮＧ運搬船の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係るＬＮＧ気化装置を備えるＬＮＧ運搬船の内部構造を示す模式図である。 図７のＬＮＧ運搬船の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。 本発明の第５実施形態に係るＬＮＧ気化装置を備えるＬＮＧ運搬船の内部構造を示す模式図である。 本発明の第６実施形態に係るＬＮＧ気化装置を備えるＬＮＧ運搬船の内部構造を示す模式図である。 参考技術に係るＬＮＧ気化装置を備えるＬＮＧ運搬船の内部構造を示す模式図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

＜参考技術＞
本願明細書では、本発明の具体的な実施形態について説明する前に、その前提となる参考技術について説明する。図１１は、参考技術に係るＬＮＧ気化装置１０を備えるＬＮＧを利用する船舶の一例であるＬＮＧ運搬船１の内部構造を示す模式図である。
尚、以下の説明ではＬＮＧを利用する船舶の一例としてＬＮＧ運搬船１について述べるが、本発明の少なくとも一実施形態は、その他のＬＮＧを利用する船舶、例えば、ＬＮＧ燃料線等にも同様に適用可能である。

ＬＮＧ運搬船１は、低温液体燃料であるＬＮＧを運搬するための船舶である。ＬＮＧ運搬船１は、運搬対象であるＬＮＧを貯蔵可能なＬＮＧタンク２を搭載しており、ＬＮＧタンク２にはＬＮＧが高圧液体状態で貯留されている。ＬＮＧタンク２は略球形状を有しており、内部に貯留された液体状態のＬＮＧの液面上は、ＬＮＧが蒸発してなるボイルオフガス４で満たされている。

ＬＮＧ運搬船１は、航行用動力源としてＬＮＧの気化ガスを燃料とするエンジン６を搭載する。エンジン６の吸気側には、ＬＮＧタンク２の上部に接続されたボイルオフガス供給ライン８が接続されており、ＬＮＧタンク２内のボイルオフガスがエンジン６に燃料として供給可能に構成されている。

エンジン６はデュアルフューエルエンジンであり、エンジン出力を上昇する場合に、ボイルオフガス供給ライン８を介して供給されるボイルオフガスに加えて、必要に応じて、ＬＮＧタンク２内に貯蔵されたＬＮＧの一部を強制的に蒸発させて生成された気化ガスを供給可能に構成されている。具体的には、ＬＮＧタンク２の下部に接続されたＬＮＧライン１２によって、ＬＮＧタンク２内に貯蔵されたＬＮＧの一部がＬＮＧ気化装置１０に導入され、該ＬＮＧ気化装置１０によって生成されたＬＮＧの気化ガスが、気化ガス供給ライン１４を介してエンジン６の吸気側に供給可能に構成されている。
尚、以下の説明ではエンジン６としてデュアルフューエルエンジンを例示して述べるが、エンジン６には気化したＬＮＧを燃料とするエンジン全般を含めることができる。

ＬＮＧ気化装置１０は、ＬＮＧ強制蒸発ライン１６を流れる熱媒体と、ＬＮＧライン１２を流れるＬＮＧとを熱交換可能に構成された熱交換器１８を備える。ＬＮＧ強制蒸発ライン１６上には、熱媒体を閉回路内で循環させるための循環装置であるポンプ２０と、熱媒体を加熱するためのヒータ２２とが設置されている。ＬＮＧ気化装置１０では、ヒータ２２によって加熱された熱媒体がポンプ２０によってＬＮＧ強制蒸発ライン１６を循環することにより、熱交換器１８においてＬＮＧライン１２を流れるＬＮＧを加熱して気化ガスが生成される。

尚、エンジン６の吸気側には、ボイルオフガス供給ライン８を介して供給されるボイルオフガス、及び、気化ガス供給ライン１４から供給される気化ガスを圧縮するためのコンプレッサ２４が配置されている。

またＬＮＧ運搬船１には、航行中の船体に作用する摩擦抵抗を低減するための気体潤滑システム２６が搭載されている。気体潤滑システム２６は、ＬＮＧ運搬船１の船殻（不図示）に設けられた吹出口２８から気体を水中に向けて噴出することにより、船体外面を気泡で覆うことで航行中の船体に作用する摩擦抵抗を低減する。

尚、ＬＮＧ運搬船１の船殻における吹出口２８の位置は任意であってよいが、吹出口２８は例えば船底に設けられる。

気体潤滑システム２６は、吹出口２８に気体を供給するための気体供給ライン３０を有する。気体供給ライン３０は、気体を取り込むための取込口３２と、船殻に設けられた吹出口２８とを連通する。本実施形態では、取込口３２は大気圧にある船内又は甲板に開放するように設けられており、吹出口２８から噴出可能な気体として大気中の空気が取込可能に構成されている。

また気体供給ライン３０には、該気体供給ライン３０に取り込まれた気体を送るための送風装置として第１ブロワ３４が設置されている。第１ブロワ３４は、不図示の電力供給源から供給される電力によって駆動可能な送風装置である。第１ブロワ３４が駆動されると、取込口３２から気体（待機中からの空気）が取り込まれ、該気体は気体供給ライン３０中を吹出口２８に向けて流れる。

このように参考技術に係るＬＮＧ運搬船１では、ＬＮＧ気化装置１０及び気体潤滑システム２６は互いに独立したシステム（別系統）として搭載されている。このようなＬＮＧ運搬船１では、気体潤滑システム２６を作動させる際に第１ブロワ３４で消費されるエネルギ（電力）が大きくなると、気体潤滑システム２６による摩擦抵抗の低減による省エネルギ効果を十分に享受することが難しくなるおそれがある。特に、ＬＮＧ運搬船１のように喫水が大きな船舶では、気体が吹き出される吹出口２８における水圧が高くなるため、当該水圧に抗して気体を吹き出すための消費エネルギが増加しやすい。

このような参考技術における課題は、以下に説明する各実施形態において好適に解消可能である。尚、以下に説明する各実施形態では、上述の参考技術に対応する構成について共通の符号を付すこととし、特段の説明がない限りにおいて、重複する説明は省略することとする。

＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係るＬＮＧ気化装置１０を備えるＬＮＧ運搬船１の内部構造を示す模式図である。

ＬＮＧ気化装置１０は、気体潤滑システム２６の気体供給ライン３０を流れる気体と、ＬＮＧライン１２を流れるＬＮＧとが熱交換可能に構成された熱交換器３６とを備える。上述の参考技術では、気体潤滑システム２６の気体供給ライン３０と、ＬＮＧ気化装置１０のＬＮＧライン１２とは、互いに独立したシステム（別系統）として構成されていたが、本実施形態では、気体潤滑システム２６の気体供給ライン３０とＬＮＧ気化装置１０のＬＮＧライン１２とが、共通の熱交換器３６に組み込まれることで一体的な熱交換システムとして構成されている。つまり、熱交換器３６は、気体潤滑システム２６の気体供給ライン３０とＬＮＧ気化装置１０のＬＮＧライン１２とを含む。更に言い換えれば、気体供給ライン３０は、ＬＮＧ気化装置１０の熱交換器３６の内部を通って吹出口２８まで延在している。

このように本実施形態では、ＬＮＧ気化装置１０と気体潤滑システム２６とが実質的に一体化させたシステムとして構築されており、参考技術でＬＮＧを気化させるために必要なＬＮＧ強制蒸発ライン１６、ポンプ２０及びヒータ２２を不要とすることができる。そのため、システムサイズが小さく済み、良好な設計の自由度が得られる。

図２は図１のＬＮＧ運搬船１の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。

ＬＮＧ運搬船１では、気体潤滑システム２６の作動状態に応じて、船殻に設けられた吹出口２８に向けて気体供給ライン３０に気体が流される（ステップＳ１０）。このような気体供給ライン３０における気体の流れは、気体供給ライン３０に設けられた第１ブロワ３４を作動させることにより形成される。気体供給ライン３０を流れる気体は、必要に応じて、吹出口２８から水中に噴出されることにより、船体外面を気泡で覆い、航行中の船体に作用する摩擦抵抗が低減される。

ＬＮＧライン１２では、エンジン６の出力状態に応じて、ＬＮＧタンク２からＬＮＧ気化装置１０に導入されたＬＮＧが、熱交換器３６において、気体供給ライン３０を流れる気体と熱交換することで気化される（ステップＳ１１）。つまり熱交換器３６では、ＬＮＧライン１２を流れるＬＮＧが気体供給ライン３０を流れる気体によって加熱されることで、気化ガスの生成が行われる。

ステップＳ１１の熱交換では、気体供給ライン３０を流れる気体は、ＬＮＧライン１２を流れるＬＮＧによって冷却される。第１ブロワ３４には、このように熱交換器３６で冷却された気体が送られるので、第１ブロワ３４における消費エネルギが低減される。

熱交換器３６で生成された気化ガスは、エンジン６の出力状態に応じて気化ガス供給ライン１４を介してエンジン６に送られる。エンジン６に送られた気化ガスは、ボイルオフガス供給ライン８を介して送られるボイルオフガスと共に、エンジン６の吸気側に燃料として供給され、エンジン６の稼働が行われる（ステップＳ１２）。

以上説明したように第１実施形態によれば、熱交換器３６においてＬＮＧライン１２を流れるＬＮＧが気化される際に、気体供給ライン３０を流れる気体はＬＮＧと熱交換することにより冷却される。このように気体供給ライン３０を流れる気体の温度が低下することにより、ＬＮＧ運搬船１の船殻に設けられた吹出口２８に気体を供給するための消費エネルギが低減される。

＜第２実施形態＞
図３は本発明の第２実施形態に係るＬＮＧ気化装置１０を備えるＬＮＧ運搬船１の内部構造を示す模式図である。

本実施形態では上述の第１実施形態に比べて、気体供給ライン３０に対して並列に設けられるＬＮＧ強制蒸発ライン１６を備える。ＬＮＧ強制蒸発ライン１６は、参考技術と同様の構成を有しており、ＬＮＧ強制蒸発ライン１６上には、熱媒体を閉回路内で循環させるための循環装置であるポンプ２０と、熱媒体を加熱するためのヒータ２２とが設置されている。

強制蒸発ライン１６では、ヒータ２２で加熱された熱媒体がポンプ２０によって循環する。これによりＬＮＧライン１２を流れるＬＮＧが強制蒸発ライン１６を流れる熱媒体と熱交換する際には、強制蒸発ライン１６を流れる熱媒体から連続的且つ安定的に熱エネルギを供給することで、ＬＮＧの気化を的確に実施可能になっている。

熱交換器３６は、気体供給ライン３０を流れる気体と、ＬＮＧ強制蒸発ライン１６を流れる熱媒体との間で、ＬＮＧライン１２を流れるＬＮＧと熱交換する媒体を切替可能に構成される。このような切替動作は、例えば不図示の流路切替弁を手動的又は自動制御的に操作することにより実施される。つまり本実施形態では、ＬＮＧライン１２を流れるＬＮＧを気化させる際に、ＬＮＧとの熱交換対象として、第１実施形態と同様の気体供給ライン３０を流れる気体に代えて、ＬＮＧ強制蒸発ライン１６を流れる熱媒体を利用可能に構成されている。

図４は図３のＬＮＧ運搬船１の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。

ＬＮＧ運搬船１の状態に応じて、吹出口２８に対する気体の供給を停止するか否かを判断する（ステップＳ２０）。吹出口２８に対する気体の供給を停止すると判断した場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、第１ブロワ３４を停止させることで、気体供給ライン３０における気体の流れを停止させる（ステップＳ２１）。これにより、気体潤滑システム２６は停止状態となる。

続いて、熱交換器３６においてＬＮＧライン１２との熱交換対象を、気体供給ライン３０からＬＮＧ強制蒸発ライン１６に切り替える（ステップＳ２２）。そして、熱交換器３６においてＬＮＧ強制蒸発ライン１６を流れる熱媒体とＬＮＧライン１２を流れるＬＮＧとを熱交換することにより、ＬＮＧを気化させる（ステップＳ２３）。

このように本実施形態では、吹出口２８に対する気体の供給を停止した場合においても、ＬＮＧライン１２を流れるＬＮＧは、強制蒸発ライン１６を流れる熱媒体と熱交換することで気化できる。強制蒸発ライン１６ではヒータ２２で加熱された熱媒体がポンプ２０によって循環するため、強制蒸発ライン１６を流れる熱媒体から連続的且つ安定的に熱エネルギを供給することで、ＬＮＧの気化を的確に実施できる。

尚、吹出口２８に対する気体の供給を停止しないと判断した場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、ＬＮＧライン１２を流れるＬＮＧは、上述の第１実施形態と同様に、気体供給ライン３０を流れる気体と熱交換することによって気化される。

＜第３実施形態＞
図５は本発明の第３実施形態に係るＬＮＧ気化装置１０を備えるＬＮＧ運搬船１の内部構造を示す模式図である。

本実施形態では、熱交換器３６よりも下流側にて気体供給ライン３０から分岐した排出ライン３８を備える。排出ライン３８は、吹出口２８より低圧側に設けられた排出口４０に連通しており、不図示の切替弁によって気体供給ライン３０に対して接続状態を切替可能に構成されている。ここで排出口４０は、吹出口２８より低圧な空間に気体を噴出可能な穴部であり、例えば、吹出口２８より上方側の船体外面や甲板上に設けられていてもよいし、吹出口２８との位置関係に関わらず、船内で大気に満たされた空間（船室など）に設けられていてもよい。また排出口４０における圧力は、吹出口２８における水圧より低圧であればよいが、例えば大気圧であってもよい。

吹出口２８からの気体の噴出が停止される場合（ＬＮＧ気化装置１０の動作状態は問わない）には、気体供給ライン３０内の気体は、このような排出ライン３８を介して排出口４０から排出できる。排出口４０は吹出口２８より低圧側に設けられるため、吹出口２８に比べて気体を吹き出すために要する消費エネルギが少なく済む。

また気体供給ライン３０のうち排出ライン３８との分岐点４４より上流側には、気体供給ライン３０と並列に設けられた並列ライン４６が設けられる。並列ライン４６上には、第１ブロワ３４より小出力な第２ブロワ４８が設置される。並列ライン４６は不図示の流路切替弁によって気体供給ライン３０に対して接続状態を切替可能に構成されている。

気体供給ライン３０内の気体を排出口４０から排出する場合には、気体供給ライン３０に対して並列ライン４６が連通するように流路切替弁を制御するとともに、並列ライン４６上の第２ブロワ４８が作動されてもよい。これにより、第１ブロワ３４より小出力な第２ブロワ４８の作動によって気体の排出が可能となるため、排出に要する消費エネルギをより低く抑えることができる。

図６は図５のＬＮＧ運搬船１の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。

まずＬＮＧ運搬船１の状態に応じて、吹出口２８からの気体の噴出を停止するか否かが判断される（ステップＳ３０）。吹出口２８からの気体の噴出を停止すると判断した場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、不図示の流路切替弁を切替制御することにより、気体供給ライン３０に対して排出ライン３８を連通させる（ステップＳ３１）。

その後、不図示の流路切替弁を切替制御することにより、気体供給ライン３０に対して並列ライン４６を連通させる（ステップＳ３２）。そして第１ブロワ３４を停止させるとともに（ステップＳ３３）、並列ライン４６上の第２ブロワ４８を作動させる（ステップＳ３４）。これにより、気体供給ライン３０内の気体は、吹出口２８からの噴出されることなく、排出ライン３８を介して排出される。第２ブロワ４８は上述したように第１ブロワ３４に比べて小出力であるため、このような第２ブロワ４８を用いた排出は、消費エネルギが少なく済む。

＜第４実施形態＞
図７は本発明の第４実施形態に係るＬＮＧ気化装置１０を備えるＬＮＧ運搬船１の内部構造を示す模式図である。

本実施形態では、気体供給ライン３０と並列に設けられ、熱交換器３６をバイパスするバイパスライン５０が備えられる。バイパスライン５０は、気体供給ライン３０のうち熱交換器３６の上流側及び下流側を接続するように構成されており、その両端の少なくとも一方に、流路を切り替えるための流路切替弁が設けられている。流路切替弁は不図示のコントローラからの制御信号又は手動により操作されることにより、気体供給ライン３０を流れる気体が、熱交換器３６をバイパス可能に構成されている。

図８は図７のＬＮＧ運搬船１の運転方法を工程毎に示すフローチャートである。

まずＬＮＧ運搬船１の状態に応じて、ＬＮＧ気化装置１０におけるＬＮＧの気化を停止するか否かが判断される（ステップＳ４０）。ＬＮＧ気化装置１０におけるＬＮＧの気化を停止すると判断した場合（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、不図示の流路切替弁を切替制御することにより、気体供給ライン３０を流れる気体がバイパスライン５０に導かれるように流路が切り替えられる（ステップＳ４１）。これにより、気体供給ライン３０を流れる気体は、熱交換器３６を通過することなく、バイパスライン５０を介して吹出口２８に導かれる。その結果、気体供給ライン３０を流れる気体が熱交換器３６を通過する際に生じる圧損を回避できるため、消費エネルギが低減される。このようにして本実施形態では、ＬＮＧ気化装置１０におけるＬＮＧの気化を停止した状態においても、消費エネルギを抑えつつ、気体潤滑システム２６の作動を継続することができる。

＜第５実施形態＞
図９は本発明の第５実施形態に係るＬＮＧ気化装置１０を備えるＬＮＧ運搬船１の内部構造を示す模式図である。

本実施形態では、気体供給ライン３０のうち熱交換器３６の下流側から分岐され、ＬＮＧ運搬船１に搭載されたエンジン６の吸気通路又はエンジン６が収容されるエンジンルーム５２の少なくとも一方に連通する冷却気体供給ライン５４が備えられる。そのため、熱交換器３６においてＬＮＧと熱交換することで冷却された気体は、冷却気体供給ライン５４を介して、エンジン６の吸気通路又はエンジンルーム５２の少なくとも一方に供給される。これにより、エンジン６の吸気冷却によるエンジン動力の削減、又は、エンジンルーム５２の冷却用動力の削減が可能になる。

＜第６実施形態＞
図１０は本発明の第６実施形態に係るＬＮＧ気化装置１０を備えるＬＮＧ運搬船１の内部構造を示す模式図である。

本実施形態では、気体供給ライン３０は、ＬＮＧ運搬船１に搭載されたエンジン６の排気を気体として吹出口２８に向けて供給するように構成される。つまり、エンジン６の排気通路は、排気供給ライン５６を介して、気体供給ライン３０の取込口３２に接続されることで、エンジン６の排気が気体供給ライン３０に供給可能になっている。これにより、熱交換器３６には温度及び圧力が高い排気が導入されるため、熱交換器３６ではＬＮＧの気化を、より効率的に行え、また熱交換器３６のダウンサイジングが可能となる。また圧力が高い排気が気体供給ライン３０に導入されるので、吹出口２８からの気体噴出に要する消費エネルギも低減できる。

以上説明したように本発明の少なくとも一実施形態によれば、船殻に設けられた吹出口２８に気体を供給するための消費エネルギを低減可能なＬＮＧ運搬船１用のＬＮＧ気化装置１０及び気体潤滑システム２６、並びに、ＬＮＧ運搬船１の運転方法を提供できる。

尚、上述したＬＮＧ運搬船１に関する各種動作は手動によって実施されてもよいし、不図示のコントローラによって自動制御的に実施されてもよい。後者の場合、コントローラは例えばコンピュータのような電子演算装置によって構成され、制御内容に関するプログラムがインストールされることで、各種制御が実施可能である。また、このようなプログラムは記録媒体に記録されていてもよく、当該記録媒体を電子演算装置で読み取ることにより、上記コントローラを構成してもよい。

本発明の少なくとも一実施形態は、ＬＮＧを利用する船舶の船殻から気体を吹き出す気体潤滑システム、及び、ＬＮＧ運搬船の運転方法に利用可能である。

１ ＬＮＧ運搬船
２ ＬＮＧタンク
４ ボイルオフガス
６ エンジン
８ ボイルオフガス供給ライン
１０ ＬＮＧ気化装置
１２ ＬＮＧライン
１４ 気化ガス供給ライン
１６ 強制蒸発ライン
１８，３６ 熱交換器
２０ ポンプ
２２ ヒータ
２４ コンプレッサ
２６ 気体潤滑システム
２８ 吹出口
３０ 気体供給ライン
３２ 取込口
３４ 第１ブロワ
３８ 排出ライン
４０ 排出口
４４ 分岐点
４６ 並列ライン
４８ 第２ブロワ
５０ バイパスライン
５２ エンジンルーム
５４ 冷却気体供給ライン
５６ 排気供給ライン

Claims (15)

1. ＬＮＧを利用する船舶用の気体潤滑システムであって、
   前記船舶の船殻に設けられた吹出口に気体を供給するための気体供給ライン上に設けられ、ＬＮＧ運搬船のＬＮＧタンクに接続されるＬＮＧラインを流れる前記ＬＮＧと、前記気体供給ラインを流れる前記気体とを熱交換するように構成された熱交換器を備える、ＬＮＧを気化させるためのＬＮＧ気化装置の前記熱交換器の内部を通って前記吹出口まで延在する前記気体供給ラインと、
   前記気体供給ライン上において前記熱交換器と前記吹出口との間に設けられる第１ブロワと、
   を備えるＬＮＧを利用する船舶用の気体潤滑システム。
2. 前記気体供給ラインに対して並列に設けられるＬＮＧ強制蒸発ラインを備え、
   前記熱交換器は、
   前記気体供給ラインを流れる前記気体と、前記ＬＮＧ強制蒸発ラインを流れる熱媒体との間で、前記ＬＮＧラインを流れる前記ＬＮＧと熱交換する媒体を切替可能に構成された
   請求項１に記載のＬＮＧを利用する船舶用の気体潤滑システム。
3. 前記ＬＮＧ強制蒸発ラインに設けられ、前記熱媒体を循環させるための循環装置と、
   前記ＬＮＧ強制蒸発ラインに設けられ、前記熱媒体を加熱するためのヒータと、
   を備える請求項２に記載のＬＮＧを利用する船舶用の気体潤滑システム。
4. 前記熱交換器よりも下流側にて前記気体供給ラインから分岐し、且つ、前記吹出口より低圧側に設けられた排出口に連通する排出ラインを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＮＧを利用する船舶用の気体潤滑システム。
5. 前記気体供給ラインのうち前記排出ラインとの分岐点より上流側に、前記気体供給ラインと並列に設けられた並列ラインと、
   前記並列ライン上に設置され、前記第１ブロワより小出力な第２ブロワと、
   を備える、請求項４に記載のＬＮＧを利用する船舶用の気体潤滑システム。
6. 前記気体供給ラインと並列に設けられ、前記熱交換器をバイパスするバイパスラインを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＮＧを利用する船舶用の気体潤滑システム。
7. 前記気体供給ラインのうち前記熱交換器の下流側から分岐され、前記船舶に搭載されたエンジンの吸気通路又は前記エンジンが収容されるエンジンルームの少なくとも一方に連通する冷却気体供給ラインを備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のＬＮＧを利用する船舶用の気体潤滑システム。
8. 前記気体供給ラインは、前記船舶に搭載されたエンジンの排気を前記気体として前記吹出口に向けて供給するように構成された、請求項１から７のいずれか一項に記載のＬＮＧを利用する船舶用の気体潤滑システム。
9. ＬＮＧを利用する船舶の船殻に設けられた吹出口に向けて、気体供給ラインに気体を流すステップと、
   前記気体供給ラインを流れる前記気体との熱交換により、ＬＮＧ運搬船のＬＮＧタンクに接続されるＬＮＧラインを流れる前記ＬＮＧを気化させるステップと、
   少なくとも、前記ＬＮＧの気化により得られる気化ガスを燃料として用い、前記船舶のエンジンを稼働するステップと、
   を備える
   ＬＮＧを利用する船舶の運転方法。
10. 前記吹出口に対する前記気体の供給を停止した場合に、前記気体供給ラインに対して並列に設けられるＬＮＧ強制蒸発ラインを流れる熱媒体と前記ＬＮＧとを熱交換することにより、前記ＬＮＧを気化させるステップを備える、請求項９に記載のＬＮＧを利用する船舶の運転方法。
11. 前記吹出口からの前記気体の噴出を停止した場合に、前記ＬＮＧと熱交換された前記気体を、前記気体供給ラインから分岐した排出ラインを介して、前記吹出口より低圧側に設けられた排出口に排出するステップを備える、請求項９又は１０に記載のＬＮＧを利用する船舶の運転方法。
12. 前記ＬＮＧと熱交換された前記気体を、前記ＬＮＧ運搬船に搭載されたエンジンの吸気通路又は前記エンジンが収容されるエンジンルームの少なくとも一方に供給するステップを備える、請求項９から１１のいずれか一項に記載のＬＮＧを利用する船舶の運転方法。
13. 前記ＬＮＧ運搬船のエンジンの排気を前記気体として前記気体供給ラインに流すステップを備える、請求項９から１２のいずれか一項に記載のＬＮＧを利用する船舶の運転方法。
14. 前記ＬＮＧと前記気体との熱交換が行われる熱交換器よりも下流側にて前記気体供給ラインに設けられた第１ブロワによって、前記ＬＮＧと熱交換された前記気体を前記吹出口から噴出するステップを備える、請求項９から１３のいずれか一項に記載のＬＮＧを利用する船舶の運転方法。
15. 前記ＬＮＧタンクからのボイルオフガスのみを燃料として前記エンジンを稼働させる場合、前記ＬＮＧと前記気体との熱交換を行う熱交換器をバイパスして、前記吹出口に前記気体を供給するステップを備える、請求項９から１４のいずれか一項に記載のＬＮＧを利用する船舶の運転方法。

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