特許 5755301 ＬＮＧ燃料供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5755301

(24)【登録日】2015年6月5日

(45)【発行日】2015年7月29日

(54)【発明の名称】ＬＮＧ燃料供給システム

(51)【国際特許分類】

   F17C 9/02 20060101AFI20150709BHJP

   B63H 21/38 20060101ALI20150709BHJP

   B63B 25/16 20060101ALI20150709BHJP

【ＦＩ】

   F17C9/02

   B63H21/38 C

   B63B25/16 Z

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-194607(P2013-194607)

(22)【出願日】2013年9月19日

(65)【公開番号】特開2014-172661(P2014-172661A)

(43)【公開日】2014年9月22日

【審査請求日】2013年9月19日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0024164

(32)【優先日】2013年3月6日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】513235337

【氏名又は名称】ヒュンダイ ヘビー インダストリーズ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】カン ミン ホ

(72)【発明者】

【氏名】ハン ジュ ソグ

(72)【発明者】

【氏名】イ ホン ブン

【審査官】 戸田 耕太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５０７５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５２００８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５３９３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３６０８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２３３９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｄ ８８／１０

Ｂ６３Ｂ ２５／１６

Ｂ６３Ｈ ２１／３８

Ｆ１７Ｃ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＬＮＧ貯蔵タンクからエンジンまで連結された燃料供給ラインと、
前記燃料供給ライン上に具備され、前記ＬＮＧ貯蔵タンクから排出されたＬＮＧを加圧するポンプと、
前記エンジンと前記ポンプとの間の前記燃料供給ライン上に具備され、前記ポンプから供給される前記ＬＮＧをグリコールウォーターと熱交換させて前記エンジンに供給する熱交換器と、
前記グリコールウォーターを貯蔵するグリコールタンクと、
前記グリコールタンクから排出されるグリコールウォーターを加熱した後、前記熱交換器に供給するグリコールヒーターと、
前記熱交換器から前記グリコールタンクに漏れるＬＮＧを感知するＬＮＧ流入感知センサーと、
前記グリコールタンクに連結され、前記ＬＮＧ流入感知センサーによりＬＮＧの流入が感知されると、前記グリコールタンクに流入されたＬＮＧを外部に排出させるＬＮＧ除去バルブと、
を含むことを特徴とするＬＮＧ燃料供給システム。

【請求項2】

前記ＬＮＧ流入感知センサーは、
前記グリコールタンクの一側に具備され、前記グリコールタンクの圧力を把握する圧力感知センサーであることを特徴とする請求項１に記載のＬＮＧ燃料供給システム。

【請求項3】

前記ＬＮＧ流入感知センサーは、
前記グリコールタンクの一側に具備され、前記グリコールタンクに流入される流体の温度を感知する温度感知センサーであることを特徴とする請求項１に記載のＬＮＧ燃料供給システム。

【請求項4】

前記熱交換器は、
前記ＬＮＧ流入感知センサーがＬＮＧの漏れを感知すると動作を中止することを特徴とする請求項１に記載のＬＮＧ燃料供給システム。

【請求項5】

前記ＬＮＧ除去バルブは、
ＬＮＧ除去ラインによってグリコールタンクに連結されることを特徴とする請求項１に記載のＬＮＧ燃料供給システム。

【請求項6】

前記ＬＮＧ除去ラインの端に具備され、前記グリコールタンクから排出されるＬＮＧとグリコールウォーターの混合流体からＬＮＧを除去するＬＮＧ除去トレイをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のＬＮＧ燃料供給システム。

【請求項7】

一端が前記ＬＮＧ除去トレイに連結され、他端が前記グリコールタンクに連結され、前記ＬＮＧ除去トレイから前記ＬＮＧの除去後、残留したグリコールウォーターを前記グリコールタンクに復帰させるグリコールウォーター復帰ラインをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のＬＮＧ燃料供給システム。

【請求項8】

前記グリコールタンクに貯蔵された前記グリコールウォーターを前記グリコールヒーターに供給するグリコールポンプをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＮＧ燃料供給システム。

【請求項9】

前記グリコールポンプは、
メイングリコールポンプと補助グリコールポンプとを含むことを特徴とする請求項８に記載のＬＮＧ燃料供給システム。

【請求項10】

前記熱交換器は、前記ＬＮＧをグリコールウォーターと熱交換させて前記ＬＮＧを加熱し、前記グリコールウォーターを冷却させることを特徴とする請求項１に記載のＬＮＧ燃料供給システム。

【請求項11】

前記グリコールヒーターは、
ボイラーによって生成された蒸気を使用してグリコールウォーターを加熱することを特徴とする請求項１に記載のＬＮＧ燃料供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＮＧ燃料供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

船舶は大量の鉱物や石油、天然ガス、または数千個以上のコンテナを載せて海を航海する輸送手段であり、鋼から成り、浮力によって海水面で浮遊した状態でプロペラの回転により発生する推力によって移動する。

【0003】

これらの船舶は、エンジンを駆動することで推進力を発生させるが、この時、エンジンは、ガソリンやディーゼルを使用してピストンを動かし、ピストンの往復運動によりクランク軸が回転することで、クランク軸に連結されたシャフトが回転してプロペラが駆動されるようにするのが一般的であった。

【0004】

しかし、最近は、液化天然ガスＬｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓを運搬するＬＮＧ運搬船からＬＮＧを燃料として使用してエンジンを駆動するＬＮＧ燃料供給方式が使用されており、このようにエンジンの燃料としてＬＮＧを使用する方式は、ＬＮＧ運搬船以外の船舶にも適用されている。

【0005】

一般に、ＬＮＧは清浄の燃料であり、埋蔵量も石油より豊富であると知られており、採鉱と輸送技術が発達するにつれて、その使用量が急激に増加している。これらのＬＮＧは、主成分であるメタンを１気圧下で-１６２℃℃以下に温度を下げて液体状態で貯蔵するのが一般的であるが、液化されたメタンの体積は、標準状態である気体状態のメタン体積の６００分の１程℃であり、比重は０.４２で原油割合の約２分の１となる。

【0006】

しかし、エンジンが駆動するために必要な温度および圧力などは、タンクに貯蔵されているＬＮＧの状態とは異なる場合がある。したがって、最近は、液体状態で 貯蔵されているＬＮＧの温度や圧力などを制御してエンジンに供給するような技術について、継続的な研究開発が行われている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決しようと創出されたものであり、その目的は、グリコールウォーターを蒸気で加熱し、加熱されたグリコールウォーターを利用してＬＮＧをエンジンの要求温度まで加熱する方式を使用することで、加熱効率を向上させることができるＬＮＧ燃料供給システムを提供することである。

【0008】

また、本発明の他の目的は、熱交換器が予期せぬ要因により破損した場合、相対的に圧力の高い燃料供給ラインを循環するＬＮＧが、圧力の低いグリコール循環ラインに沿ってグリコールタンクに流入される場合、グリコールタンクの圧力をもとにＬＮＧの流入を感知してＬＮＧを外部に排出させることで、グリコールタンクの内圧を原状復帰させることができるＬＮＧ燃料供給システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために本発明の一側面によるＬＮＧ燃料供給システムは、ＬＮＧ貯蔵タンクからエンジンまで連結された燃料供給ラインと、前記燃料供給ライン上に具備され、前記ＬＮＧ貯蔵タンクから排出されたＬＮＧを高圧で加圧するポンプと、前記エンジンと前記ポンプとの間の前記燃料供給ライン上に具備され、前記ポンプから供給される前記ＬＮＧをグリコールウォーターと熱交換させて前記エンジンに供給する熱交換器と、前記グリコールウォーターを貯蔵するグリコールタンクと、前記グリコールタンクから排出されるグリコールウォーターを加熱した後、前記熱交換器に供給するグリコールヒーターと、前記熱交換器から前記グリコールタンクに漏れるＬＮＧを感知するＬＮＧ流入感知センサーと、前記グリコールタンクに連結され、前記ＬＮＧ流入感知センサーによりＬＮＧの流入が感知されると、前記グリコールタンクに流入されたＬＮＧを外部に排出させるＬＮＧ除去バルブと、を含むことを特徴とする。

【0010】

また、前記ＬＮＧ流入感知センサーは、前記グリコールタンクの一側に設置され、前記グリコールタンクの圧力を把握する圧力感知センサーである。

【0011】

上記課題を解決するために本発明の一側面によるＬＮＧ燃料供給システムは、ＬＮＧ貯蔵タンクからエンジンまで連結された燃料供給ラインと、前記燃料供給ライン上に具備され、前記ＬＮＧ貯蔵タンクから排出されたＬＮＧを加圧するポンプと、前記エンジンと前記ポンプとの間の前記燃料供給ライン上に具備され、前記ポンプから供給される前記ＬＮＧをグリコールウォーターと熱交換させて前記エンジンに供給する熱交換器と、前記グリコールウォーターを貯蔵するグリコールタンクと、前記グリコールタンクから排出されるグリコールウォーターを加熱した後、前記熱交換器に供給するグリコールヒーターと、前記熱交換器から前記グリコールタンクに漏れるＬＮＧを感知するＬＮＧ流入感知センサーと、前記グリコールタンクに連結され、前記ＬＮＧ流入感知センサーによりＬＮＧの流入が感知されると、前記グリコールタンクに流入されたＬＮＧを外部に排出させるＬＮＧ除去バルブと、を含むことを特徴とする。

【0012】

また、前記熱交換器は、前記ＬＮＧ流入感知センサーがＬＮＧの漏れを感知すると、操作を中止することができる。

【0013】

また、前記ＬＮＧ除去バルブは、ＬＮＧ除去ラインによってグリコールタンクに連結することができる。

【0014】

また、前記ＬＮＧ除去ラインの端に具備され、前記グリコールタンクから排出されるＬＮＧとグリコールウォーターの混合流体からＬＮＧを除去するＬＮＧ除去トレイをさらに含むことができる。

【0015】

また、一端が前記ＬＮＧ除去トレイに連結され、他端が前記グリコールタンクに連結され、前記ＬＮＧ除去トレイから前記ＬＮＧの除去後、残留したグリコールウォーターを前記グリコールタンクに復帰させるグリコールウォーター復帰ラインをさらに含むことがています。

【0016】

また、前記グリコールタンクに貯蔵された前記グリコールウォーターを前記グリコールヒーターに供給するグリコールポンプをさらに含むことができる。

【0017】

また、前記グリコールポンプは、メイングリコールポンプと補助グリコールポンプとを含むことができる。

【0018】

また、前記熱交換器は、前記ＬＮＧをグリコールウォーターと熱交換させて前記ＬＮＧを加熱し、前記グリコールウォーターを冷却させることができる。

【0019】

また、前記グリコールヒーターは、ボイラーによって生成された蒸気を使用してグリコールウォーターを加熱することができる。

【発明の効果】

【0020】

以上のように、本発明によるＬＮＧ燃料供給システムによれば、ボイラーを使用して生成された蒸気によってグリコールウォーターを加熱し、グリコールウォーターがＬＮＧを加熱させるようにして効率的にＬＮＧをエンジンの要求温度まで昇温させることができるという効果がある。

【0021】

また、本発明によるＬＮＧ燃料供給システムによれば、熱交換器が破損した時に燃料供給ラインとグリコール循環ラインとの圧力差により、ＬＮＧがグリコールタンクに流入されることがあるが、この場合、圧力感知センサーなどを通じてグリコールタンクへのＬＮＧ流入を把握した後、流入されたＬＮＧを外部に排出させてグリコール循環ラインを正常な状態に回復させることができるので、システムの安定性を向上させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】従来のＬＮＧ燃料供給システムの概念図である。

【図2】本発明の一実施例によるＬＮＧ燃料供給システムの概念図である。

【図3】本発明の一実施例によるＬＮＧ燃料供給システムにおけるＬＮＧ貯蔵タンクの断面図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0023】

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。図１は、従来のＬＮＧ燃料供給システムの概念図である。

【0024】

図１に示したように、従来のＬＮＧ燃料供給システム１は、ＬＮＧ貯蔵タンク１０、エンジン２０、ポンプ３０、電気ヒーター４０を含む。以下、本明細書では、ＬＮＧは、便宜上、液体状態であるＮＧ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）のみならず、超臨界状態などであるＮＧをすべて包括する意味として使用されうる。

【0025】

従来のＬＮＧ燃料供給システム１は、電気エネルギーの供給を受けてＬＮＧを直接加熱する電気ヒーター４０を使用した。しかし、電気ヒータ４０を駆動するために必要な電気エネルギーは、燃料を使用して発電機（図示せず）を駆動しなければ得ることができないので、燃料消費によるコストの問題と、燃料の燃焼の時に発生する排気による環境汚染の問題などが発生しえる。

【0026】

図２は、本発明の一実施例によるＬＮＧ燃料供給システムの概念図であり、図３は、本発明の一実施例によるＬＮＧ燃料供給システムにおけるＬＮＧ貯蔵タンクの断面図である。

【0027】

図２に示したように、本発明の一実施例によるＬＮＧ燃料供給システム２は、ＬＮＧ貯蔵タンク１０、エンジン２０、ポンプ３０、熱交換器５０、グリコールタンク６１、グリコールポンプ６２、グリコールヒーター６３を含んでいる。本発明の一実施例では、ＬＮＧ貯蔵タンク１０、エンジン２０、ポンプ３０などは、従来のＬＮＧ燃料供給システム１での各構成と便宜上同じ符号を使用したが、必ずしも同一の構成を指すものではない。

【0028】

ＬＮＧ貯蔵タンク１０は、エンジン２０に供給されるべきＬＮＧを貯蔵する。 ＬＮＧ貯蔵タンク１０は、ＬＮＧを液体状態で貯蔵しなければならないが、このときＬＮＧ貯蔵タンク１０は、圧力タンクの形状を持つことができる。

【0029】

図３に示したように、ＬＮＧ貯蔵タンク１０は、外槽タンク１１、内槽タンク１２、断熱部１３を含む。外槽タンク１１は、ＬＮＧ貯蔵タンク１０の外壁をなす構造であり、スチールで形成され、断面が多角形の形状を持つことができる。

【0030】

内槽タンク１２は、外槽タンク１１の内部に具備され、サポート（Ｓｕｐｐｏｒｔ）１４によって外槽タンク１１の内部に支持されて設置することができる。この時、サポート１４は、内槽タンク１２の下端に具備されることができ、もちろん、内槽タンク１２の左右流動を抑制するために、内槽タンク１２の側面にも具備することができる。

【0031】

内槽タンク１２は、ステンレス材質で形成され、５ｂａｒないし１０ｂａｒ（一例として６ｂａｒ）の圧力に耐えるように設計することができる。内槽タンク１２をこのように一定の圧力に耐えるように設計することは、内槽タンク１２の内部に具備されたＬＮＧが蒸発して蒸発ガスが生成されることによって内槽タンク１２の内圧が上昇するからである。

【0032】

内槽タンク１２の内部には、バッフル（Ｂａｆｆｌｅ）１５が具備される。バッフル１５は、格子形態のプレートを意味し、バッフル１５が設置されることにより内槽タンク１２内の圧力が均等に分布して内槽タンク１２が一部に集中的に圧力を受けることを防止することができる。

【0033】

断熱部１３は、内槽タンク１２と外槽タンク１１との間に具備され、外部の熱エネルギーが内槽タンク１２に伝達されることを防止することができる。このとき、断熱部１３は、真空状態になることがある。断熱部１３を真空で形成することにより、ＬＮＧ貯蔵タンク１０は、一般的なタンクに比べて高い圧力により効率的に耐えることができる。一例として、ＬＮＧ貯蔵タンク１０は、真空の断熱部１３によって５ｂａｒないし２０ｂａｒの圧力を十分に耐えることができる。

【0034】

このように本実施例では、真空タイプの断熱部１３を外槽タンク１１と内槽タンク１２との間に具備する圧力タンク型ＬＮＧ貯蔵タンク１０を使用することにより、蒸発ガスの発生を最小限に抑えることができ、内圧が上昇してもＬＮＧ貯蔵タンク１０が破損するなどの問題が起きることを未然に防止することができる。

【0035】

エンジン２０は、ＬＮＧ貯蔵タンク１０から供給されるＬＮＧによって駆動されて推力を発生させる。この時、エンジン２０は、ＭＥＧＩエンジン２０、または二重燃料エンジン２０である。

【0036】

エンジン２０が二重燃料エンジン２０の場合、ＬＮＧとオイルが混合されて供給されず、ＬＮＧやオイルが選択的に供給されることができる。これは、燃焼温度の異なる二つの物質が混合供給されることを遮断し、エンジン２０の効率が落ちるのを防止するためである。

【0037】

エンジン２０は、ＬＮＧの燃焼によりシリンダ（図示せず）内のピストン（図示せず）が往復運動することにより、ピストンに連結されたクランク軸（図示せず）が回転し、クランク軸に連結されるシャフト（図示せず）が回転されることができる。したがって、エンジン２０駆動の時に最終的にシャフトに連結されたプロペラ（図示せず）が回転することにより、船体が前進または後進することになる。

【0038】

もちろん、本実施例では、エンジン２０は、プロペラを駆動するためのエンジン２０であるが、発電のためのエンジン２０またはその他の動力を発生させるためのエンジン２０である。すなわち、本実施例では、エンジン２０の種類を特に限定しない。ただし、エンジン２０は、ＬＮＧの燃焼によって駆動力を発生させる内燃機関である。

【0039】

ＬＮＧ貯蔵タンク１０とエンジン２０との間には、ＬＮＧを伝送する燃料供給ライン２１が具備され、燃料供給ライン２１には、ポンプ３０、熱交換器５０などが具備されてＬＮＧがエンジン２０に供給されるようにすることができる。この時、燃料供給ライン２１には、燃料供給バルブ（符号図示せず）が具備され、燃料供給バルブの開度調整によりＬＮＧの供給量が調整されることができる。

【0040】

ポンプ３０は、燃料供給ライン２１上に具備され、ＬＮＧ貯蔵タンク１０から排出されたＬＮＧを高圧で加圧する。ポンプ３０は、ブースティングポンプ（Ｂｏｏｓｔｉｎｇ Ｐｕｍｐ）３１と高圧ポンプ（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｐｕｍｐ）３２を含む。

【0041】

ブースティングポンプ３１は、ＬＮＧ貯蔵タンク１０と高圧ポンプ３２との間の燃料供給ライン２１上に、またはＬＮＧ貯蔵タンク１０内に具備されており、高圧ポンプ３２に十分な量のＬＮＧが供給されるようにして高圧ポンプ３２の空洞現象（Ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）を防止する。また、ブースティングポンプ３１は、ＬＮＧ貯蔵タンク１０からＬＮＧを取り出してＬＮＧを数十ｂａｒ以内に加圧することができ、ブースティングポンプ５１を経たＬＮＧは、1ｂａｒないし25ｂａｒに加圧することができる。

【0042】

ＬＮＧ貯蔵タンク１０に貯蔵されたＬＮＧは液体状態である。この時、ブースティングポンプ３１は、ＬＮＧ貯蔵タンク１０から排出されるＬＮＧを加圧して圧力および温度を多少上げることができ、ブースティングポンプ３１によって加圧されたＬＮＧは、依然として液体状態である。

【0043】

高圧ポンプ３２は、ブースティングポンプ３１から排出されたＬＮＧを高圧で加圧し、エンジン２０にＬＮＧが供給されるようにする。 ＬＮＧは、ＬＮＧ貯蔵タンク１０から約１０ｂａｒ程℃の圧力で排出された後、ブースティングポンプ３１によって一次に加圧されるが、高圧ポンプ３２は、ブースティングポンプ３１によって加圧された液体状態のＬＮＧを二次に加圧して後述する熱交換器５０に供給する。

【0044】

この時、高圧ポンプ３２は、ＬＮＧをエンジン２０が要求する圧力、例えば２００ｂａｒないし４００ｂａｒまで加圧してエンジン２０に供給することで、エンジン２０がＬＮＧによって推力を生成することができる。

【0045】

高圧ポンプ３２は、ブースティングポンプ３１から排出される液体状態のＬＮＧを高圧で加圧するが、ＬＮＧが超臨界点（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｐｏｉｎｔ）よりも高い温度および高い圧力を持つ超臨界状態になるように相変化させることができる。このとき、超臨界状態であるＬＮＧの温度は、臨界温度よりも相対的に高い−２０℃以下である。

【0046】

また、高圧ポンプ３２は、液体状態のＬＮＧを高圧で加圧して過冷却液体状態に変化させることができる。ここで、過冷却液体状態のＬＮＧとは、ＬＮＧの圧力が臨界圧力よりも高く、温度が臨界温度よりも低い状態を意味する。

【0047】

具体的に高圧ポンプ３２は、ブースティングポンプ３１から排出される液体状態のＬＮＧを２００ｂａｒないし４００ｂａｒまで高圧で加圧するが、ＬＮＧの温度が臨界温度よりも低い温度になるようにし、ＬＮＧを過冷却液体状態に相変化させることができる。ここで、過冷却液体状態であるＬＮＧの温度は、臨界温度よりも相対的に低い−１４０℃〜−６０℃である。

【0048】

熱交換器５０は、エンジン２０とポンプ３０との間の燃料供給ライン２１上に具備され、ポンプ３０から供給されるＬＮＧをグリコールウォーターと熱交換させてエンジン２０に供給する。熱交換器５０にＬＮＧを供給するポンプ３０は、高圧ポンプ３２であり、熱交換器５０は、過冷却液体状態または超臨界状態のＬＮＧを高圧ポンプ３２から排出される圧力である２００ｂａｒないし４００ｂａｒを維持しつつ加熱させて、４０℃〜６０℃の超臨界状態のＬＮＧに変換した後、エンジン２０に供給することができる。

【0049】

高圧ポンプ３２がＬＮＧをどのような状態に相変化させるかによって、熱交換器５０がＬＮＧに供給する熱の量が異なる場合がある。すなわち、高圧ポンプ３２がＬＮＧを超臨界状態に相変化させる場合には、熱交換器５０は、ＬＮＧを−２０℃から４０〜６０℃まで加熱なければならないのに対し、高圧ポンプ３２がＬＮＧを過冷却液体状態に相変化させる場合、熱交換器５０は、ＬＮＧを-６０℃から４０〜６０℃まで加熱しなければならない。

【0050】

本実施例での熱交換器５０は、グリコールヒーター６３から供給されるグリコールウォーターを使用してＬＮＧを加熱することができる。グリコールウォーターとは、エチレングリコール（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ）と水を混合した流体であり、グリコールヒーター６３で加熱されて熱交換器５０で冷却され、循環することができる。

【0051】

熱交換器５０でＬＮＧと熱交換した後に吐出されるグリコールウォーターの温度は、前述の高圧ポンプ３２のＬＮＧ相変化に応じて変わることがある。すなわち、高圧ポンプ３２がＬＮＧを過冷却液体状態に相変化させた後熱交換器５０に供給すると、グリコールウォーターは過冷却液体状態であるＬＮＧを４０℃〜６０℃まで加熱つつ冷却することができ、または高圧ポンプ３２がＬＮＧを超臨界状態に相変化させた後熱交換器５０に供給すると、グリコールウォーターは過冷却液体状態よりも温度が高い超臨界状態のＬＮＧをエンジン２０要求温度まで加熱しつつ冷却することができる。このとき、過冷却液体状態のＬＮＧと熱交換する場合のグリコールウォーターは、超臨界状態のＬＮＧと熱交換する場合のグリコールウォーターよりも低い温度に冷却された後、グリコールタンク６１に循環することができる。

【0052】

グリコールタンク６１は、グリコールウォーターを貯蔵することができる。グリコールタンク６１は、グリコールウォーターのクラッキング（Ｃｒａｃｋｉｎｇ、水の相変化により水とエチレングリコールが分離される現象）を防止することができる温度にグリコールウォーターを貯蔵することができる。

【0053】

グリコールタンク６１の下流にはグリコールポンプ６２が具備され、グリコールポンプ６２によって一定量のグリコールウォーターがグリコールタンク６１からグリコールヒーター６３に流入されることができる。また、グリコールタンク６１の上流には熱交換器５０が連結され、ＬＮＧに熱を供給し、冷却されたグリコールウォーターがグリコールタンク６１に再度流入されることができる。

【0054】

グリコールタンク６１とグリコールポンプ６２、グリコールヒーター６３と熱交換器５０は、グリコール循環ライン６４によって連結することができる。すなわち、グリコールウォーターはグリコール循環ライン６４に沿って流動しつつ、グリコールタンク６１、グリコールポンプ６２、グリコールヒーター６３、熱交換器５０の順に移動して加熱または冷却されることができる。

【0055】

グリコールポンプ６２は、グリコールタンク６１に貯蔵されたグリコールウォーターをグリコールヒーター６３に供給する。グリコールポンプ６２は、グリコールタンク６１の下流に具備され、メイングリコールポンプ６２１と補助グリコールポンプ６２２を含むことができる。

【0056】

グリコールウォーターを利用したＬＮＧ加熱の時に、基本的にはメイングリコールポンプ６２１によってグリコールウォーターがグリコールタンク６１からグリコールヒーター６３に移送され、メイングリコールポンプ６２１の駆動に問題が発生したり、またはメイングリコールポンプ６２１の最大供給流量を上回る流量のグリコールウォーターをグリコールヒーター６３に供給しなければならない場合（グリコールヒーター６３の排出流量がメイングリコールポンプ６２１の吐出流量よりも相対的に多い場合を意味する）には、補助グリコールポンプ６２２が動作していグリコールウォーターの循環を補助することができる。

【0057】

これにより、本実施例では、メイングリコールポンプ６２１が破損などの理由により動作ができない場合でも、補助グリコールポンプ６２２によってグリコールウォーターの循環を持続することができるので、グリコールウォーターが熱交換器５０からグリコールタンク６１に排出されず、低温のＬＮＧと継続的に熱交換されることによってグリコールウォーターに含まれた水が冷却され、グリコールウォーターから分離されるクラッキング現象を防止することができる。

【0058】

メイングリコールポンプ６２１と補助グリコールポンプ６２２は、並列に配置され、グリコールタンク６１から分岐されるグリコール循環ライン６４にそれぞれ連結することができる。すなわち、グリコール循環ライン６４は、グリコールタンク６１の下流で分岐されてメイングリコールポンプ６２１と補助グリコールポンプ６２２にそれぞれ連結され、メイングリコールポンプ６２１および補助グリコールポンプ６２２の下流に連結される各グリコール循環ライン６４は、併合されてグリコールヒーター６３に連結することができる。

【0059】

グリコールヒーター６３は、グリコールタンク６１から排出されるグリコールウォーターを加熱した後、熱交換器５０に供給する。グリコールヒーター６３はグリコールウォーターを一定の温度に加熱することにより、グリコールウォーターが熱交換器５０から十分な熱をＬＮＧに供給することができる。

【0060】

グリコールヒーター６３は、電気エネルギーを使用してグリコールウォーターを加熱することもできるが、本実施例では、蒸気を使用することができる。すなわち、グリコールヒーター６３には、ボイラー（図示せず）によって生成される蒸気が供給され、蒸気は、グリコールウォーターに熱を供給し、グリコールウォーターは蒸気を冷却させてグリコールウォーターが加熱され、蒸気は、復水で凝縮されることができる。この時、復水は、復水タンク（図示せず）を介してボイラに再度流入されて蒸気に変化した後、再度グリコールヒーター６３に流入されることができ、蒸気によって加熱されたグリコールウォーターはグリコールヒーター６３から排出されて熱交換器５０に流入されることができる。

【0061】

本発明によるＬＮＧ燃料供給システム２は、ＬＮＧ流入感知センサー６５、ＬＮＧ除去バルブ６６をさらに含むことができる。

【0062】

ＬＮＧ流入感知センサー６５は、熱交換器５０からグリコールタンク６１に漏れるＬＮＧを感知する。ＬＮＧは、燃料供給ライン２１に沿ってＬＮＧ貯蔵タンク１０からブースティングポンプ３１、高圧ポンプ３２、熱交換器５０を介してエンジン２０に供給されるが、このとき、ＬＮＧは２００ｂａｒないし４００ｂａｒに達するほど高圧状態である。反面、グリコールウォーターの場合、グリコールタンク６１からグリコールポンプ６２、グリコールヒーター６３を循環するとき、ＬＮＧの圧力に比べて相当低圧状態に置かれる場合がある。この場合、予期しない要因によって熱交換器５０が破損すると、高圧のＬＮＧは相対的に低圧であるグリコール循環ライン６４に沿って流入されることができ、ＬＮＧとグリコールウォーターが一緒にグリコールタンク６１に流入されることができる。

【0063】

この時、グリコールタンク６１にはＬＮＧが流入されることによって内圧が急上昇することがあり、グリコールタンク６１は、圧力に耐え切れず破壊される危険性がある。さらに、グリコールタンク６１の内圧上昇により、熱交換器５０から流入されたＬＮＧがグリコールポンプ６２まで循環することができ、加熱されたＬＮＧがグリコールポンプ６２に流入されると、ＬＮＧの気体粒子によってグリコールポンプ６２をも同様に破損することがありえる。

【0064】

したがって、本実施例では、熱交換器５０が何かの要因によって破損されることによってＬＮＧがグリコール循環ライン６４に流入する場合、ＬＮＧ流入感知センサー６５によってこれを感知し、かつ対処することができる。

【0065】

ＬＮＧ流入感知センサー６５は、グリコールタンク６１の一側に具備される圧力感知センサーである。熱交換器５０から排出されたＬＮＧは、２００ｂａｒないし４００ｂａｒの高圧なので、少量のＬＮＧが漏れてグリコールタンク６１に流入されてもグリコールタンク６１の内圧は急上昇することができる。したがって、ＬＮＧ流入感知センサー６５は、グリコールタンク６１の圧力を把握し、グリコールタンク６１にＬＮＧが流入したことを確認することができる。この時、ＬＮＧ流入感知センサー６５は、グリコールタンク６１内に連結されるか、グリコールタンク６１の上流または下流に具備することができる。

【0066】

反面、ＬＮＧ流入感知センサー６５は、グリコールタンク６１の一側に具備される温度感知センサーである。 ＬＮＧがグリコールウォーターと一緒に熱交換器５０からグリコールタンク６１に流入される場合、グリコールウォーターのみグリコールタンク６１に流入される場合に比べて熱交換器５０とグリコールタンク６１を連結するグリコール循環ライン６４の温度が多少低くなることがある。したがって、ＬＮＧ流入感知センサー６５は、グリコールタンク６１の上流に具備されてグリコールタンク６１に流入する流体の温度を感知し、ＬＮＧの漏れを把握することができる。ただし、ＬＮＧが漏れしても熱交換器５０からグリコールタンク６１まで流れる流体の温度は大きな高い差を見せないことがあるので、ＬＮＧ流入感知センサー６５は、複数で構成されて温度感知センサーと圧力感知センサーを含み、グリコールタンク６１の上流の温度とグリコールタンク６１の内部の圧力をそれぞれ測定することにより、ＬＮＧの漏れを明確に感知することができる。

【0067】

ＬＮＧ流入感知センサー６５がＬＮＧの漏れを感知した場合、熱交換器５０の破損が推定されるので、熱交換器５０は、ＬＮＧ流入感知センサー６５と通信し、ＬＮＧ漏れの時動作を停止することができる。この場合、エンジン２０に供給されるＬＮＧの流れが停止する。

【0068】

ＬＮＧ除去バルブ６６は、グリコールタンク６１に連結され、ＬＮＧ流入感知センサー６５によりＬＮＧの流入が感知されるとグリコールタンク６１に流入されたＬＮＧを外部に排出させる。ＬＮＧ除去バルブ６６は、ＬＮＧ除去ライン６７によってグリコールタンク６１に連結され、ＬＮＧ除去バルブ６６の開放の時グリコールタンク６１内部のＬＮＧは、ＬＮＧ除去ライン６７に沿って外部に排出されることができる。 ＬＮＧ流入感知センサー６５がＬＮＧの漏れを感知するとき、熱交換器５０がすぐに動作を停止することができるが、すでに漏れたＬＮＧによってグリコールタンク６１の内圧が急上昇する危険性があるので、漏れたＬＮＧは、ＬＮＧ除去バルブ６６によって除去される必要がある。

【0069】

ＬＮＧ除去バルブ６６は、本発明のＬＮＧ燃料供給システム２の正常動作時には、密閉された状態を保つことができるが、ＬＮＧ流入感知センサー６５により熱交換器５０からグリコールタンク６１へのＬＮＧの流入が感知されると開放され、グリコールタンク６１内部に流入されたＬＮＧが外部に排出されるようにし、グリコールタンク６１の内圧を下げることができる。この時、ＬＮＧ除去バルブ６６は、既に設定時間の間だけ開放されてグリコールタンク６１内部のＬＮＧを排出させたり、またはＬＮＧ流入感知センサー６５の感知が中断されるまで開放されることができ、ＬＮＧ除去バルブ６６の開放の時グリコールタンク６１の出口は遮断バルブ（図示せず）などにより遮断され、ＬＮＧがグリコールポンプ６２に流入することを防止することができる。ただし、グリコールタンク６１に流入されるＬＮＧは高圧なので、ＬＮＧ除去バルブ６６がＬＮＧ除去ライン６７に沿ってＬＮＧが外部に放出されるようにする場合、ＬＮＧ除去行６７にはＬＮＧとグリコールウォーターが混合された流体が排出され、グリコールウォーターの量が減少することがある。

【0070】

したがって、本実施例では、ＬＮＧ除去バルブ６６が開放された後、密閉されると、グリコールタンク６１がグリコールウォーターの量を再測定し、グリコールウォーターが既設定水位以下であることが感知されると、グリコールウォーターの補充が必要であることを知らせることができる。

【0071】

ＬＮＧ除去ライン６７の端には、ＬＮＧ除去トレイ（図示せず）が具備されている。 ＬＮＧ除去トレイは、グリコールタンク６１から排出されるＬＮＧとグリコールウォーターの混合流体からＬＮＧのみを除去してグリコールウォーターを再利用するためのものであって、流体を貯蔵することができ、上方の一部が開放された形態でもよい。

【0072】

グリコールタンク６１から排出されたＬＮＧは、すでにグリコールウォーターによって熱交換された状態であるため、ＬＮＧ除去トレイに供給されたＬＮＧは、上方の開放された部分に沿って自然に排出される。しかし、ＬＮＧと熱交換したグリコールウォーターは、依然として液体状態である場合があるので、ＬＮＧ除去トレイでは、ＬＮＧのみを分離することができる。この時、ＬＮＧの除去後、残留したグリコールウォーターは、グリコールタンク６１に復帰することができる。このため、ＬＮＧ除去トレイは、グリコールウォーター復帰ライン（図示せず）の一端が連結され、グリコールウォーター復帰ラインの他端は、グリコールタンク６１に連結することができる。

【0073】

このように本実施例では、蒸気によって加熱されるグリコールウォーターを使用してＬＮＧをエンジン２０の要求温度まで加熱することにより、電気エネルギーの使用量を低減し、エネルギーを節約して環境にやさしいシステムを構築することができる。

【0074】

また、本実施例では、熱交換器５０の破損によってＬＮＧがグリコールタンク６１に流入されても、ＬＮＧの流入を感知し、グリコールタンク６１内部のＬＮＧが外部に排出されるようにすることで、グリコールタンク６１の内圧を一定に保つことができる。

【0075】

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、前記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能なのはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0076】

１ 従来のＬＮＧ燃料供給システム、
２ 本発明のＬＮＧ燃料供給システム、
１０ ＬＮＧ貯蔵タンク、
１１ 外槽タンク、
１２ 内助タンク、
１３ 断熱部、
１４ サポート、
１５ バッフル、
２０ エンジン、
２１ 燃料供給ライン、
３０ ポンプ、
３１ ブースティングポンプ、
３２ 高圧ポンプ、
４０ 電気ヒーター、
５０ 熱交換器、
６１ グリコールタンク、
６２ グリコールポンプ、
６２１ メイングリコールポンプ、
６２２ 補助グリコールポンプ、
６３ グリコールヒーター、
６４ グリコール循環ライン、
６５ ＬＮＧ流入感知センサー、
６６ ＬＮＧ除去バルブ、
６７ ＬＮＧ除去ライン

【図1】

【図2】

【図3】