特許 6285699 パイロット燃料を使用する船舶機関システム及び船舶

(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】6285699

(24)【登録日】2018年2月9日

(45)【発行日】2018年2月28日

(54)【発明の名称】パイロット燃料を使用する船舶機関システム及び船舶

(51)【国際特許分類】

   F02D 19/02 20060101AFI20180215BHJP

   F02D 19/08 20060101ALI20180215BHJP

   F02D 19/12 20060101ALI20180215BHJP

   F02M 37/00 20060101ALI20180215BHJP

   F02M 21/02 20060101ALI20180215BHJP

【ＦＩ】

   F02D19/02 E

   F02D19/08 C

   F02D19/12 A

   F02M37/00 341D

   F02M37/00 341H

   F02M21/02 301R

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-244067(P2013-244067)

(22)【出願日】2013年11月26日

(65)【公開番号】特開2015-102049(P2015-102049A)

(43)【公開日】2015年6月4日

【審査請求日】2016年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大谷 紳一

(72)【発明者】

【氏名】鹿野 健司

(72)【発明者】

【氏名】東田 正憲

(72)【発明者】

【氏名】長町 健治

(72)【発明者】

【氏名】杉山 信彦

(72)【発明者】

【氏名】宇井 岳夫

【審査官】 藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００２−５０４６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２２４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０６８４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２０７１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２５７５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７６４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第３６１５２６０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１３−１９３５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８４６６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ １９／００ 〜 １９／１２

Ｆ０２Ｍ ２１／０２

Ｆ０２Ｍ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディーゼルエンジンに設けられ、掃気口を有するシリンダ内に燃料ガスを噴射するための燃料ガス噴射弁と、
前記ディーゼルエンジンに設けられ、前記シリンダ内に燃料油を噴射するための燃料油噴射弁とを備え、
前記エンジンが稼働する際に、前記燃料油噴射弁からパイロット燃料が噴射され火種となり、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスに着火するパイロット燃料を使用する船舶機関システムであって、
前記パイロット燃料として、水と燃料油の混合物である水エマルジョン燃料、又は燃料油の層と水の層とが多層状になった多層状燃料が使用され、
前記燃料油噴射弁は、前記パイロット燃料と前記燃料油の一方を選択的に噴射できるように構成されており、
前記エンジンは、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスを燃料として稼働するガスモードと、前記燃料油噴射弁から噴射される燃料油を燃料として稼働するディーゼルモードの２つの動作モードを切り換えて運転することができる二元燃料エンジンであり、
前記燃料油噴射弁から噴射されるパイロット燃料としての水エマルジョン燃料又は多層状燃料に含まれる燃料油の第１消費油量が、前記燃料油噴射弁から噴射されるパイロット燃料として燃料油を使用し、前記第１消費油量での運転と同一の出力で前記エンジンを運転した場合の第２消費油量よりも少なくなるように、前記燃料油噴射弁から噴射される水エマルジョン燃料又は多層状燃料の噴射量が設定され、
前記燃料油噴射弁からパイロット燃料として水エマルジョン燃料又は多層状燃料が噴射されるときに、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの第１消費燃料ガス量が、前記燃料油噴射弁からパイロット燃料として燃料油が噴射され、かつ、前記第１消費燃料ガス量での運転と同一の出力で前記エンジンを運転した場合における、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの第２消費燃料ガス量よりも多くなるように、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの噴射量が設定されることを特徴とするパイロット燃料を使用する船舶機関システム。

【請求項2】

請求項１に記載のパイロット燃料を使用する船舶機関システムを主推進装置又は原動機として搭載したことを特徴とする船舶。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンに噴射される燃料ガスに着火するためのパイロット燃料が、水エマルジョン燃料又は燃料油と水とが多層状になった多層状燃料であるパイロット燃料を使用する船舶機関システム及び船舶に関する。

【背景技術】

【0002】

船舶用の二元燃料エンジンの一例として、図３に示すものがある。この二元燃料エンジン１は、燃料ガス噴射弁２から噴射される燃料ガス３を主な燃料として駆動するガスモードと、燃料油噴射弁４から噴射される燃料油のみを燃料として駆動するディーゼルモードの２つの動作モードを切り換えて運転することができるものである。

【0003】

図３は、エンジン１をガスモードで運転するときにおいて、重油等のパイロット燃料５を燃料油噴射弁４から噴射して種火を準備した状態で、燃料ガス３を噴射して当該燃料ガス３を燃焼させている状態を示している。なお、図３に示す７は、燃料油噴射装置であり、８は、燃料油タンクである。

【0004】

ところで、ガスエンジン又は図３に示す二元燃料エンジン１をガスモードで運転する際に、パイロット燃料としての燃料油の使用料を削減することには、様々なメリットがある。

【0005】

例えば燃料油の価格が高騰し、燃料ガスの価格よりも高価となった場合、できるだけパイロット燃料として消費する燃料油の量を減らすことで、船の運航に必要な燃料コストを削減することができる。

【0006】

また、パイロット燃料として、主に利用される重油には硫黄分が含まれているため、パイロット燃料を削減することにより、排気ガス中に含まれる硫黄酸化物の量を減らすことができ、大気汚染の防止に貢献することができる。

【0007】

加えて、海域によっては、船舶の排気ガスに含まれている硫黄酸化物の量が厳しく制限されており、硫黄分を多く含む燃料油をパイロット燃料として用いて運航すると、この制限を超過してしまう場合が有り得るが、パイロット燃料としての燃料油の消費量を削減することによって、この制限をクリアすることが可能になる。

【0008】

また、ガスモードとディーゼルモードの２つの動作モードを切り換えて運転することができる二元燃料エンジンの他の例として、特開２００８−２０２５５０号公報に記載されているものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００８−２０２５５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかし、パイロット燃料５の最低噴射量は、例えばエンジン１のディーゼルモードでの定格出力時の燃料油消費量の約３〜５％程度（液体状態の体積換算）が必要であり、これ以下にすると、パイロット燃料５の噴射特性が悪化してエンジン１を適切に運転することができなくなることがある。

【0011】

従って、上記従来のそれぞれの二元燃料エンジンでは、ガスモードで運転するときのパイロット燃料５として使用する重油等の燃料油の消費油量を削減するにも、或る一定の限界がある。

【0012】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃料ガスを燃料としてエンジンを駆動するときに、パイロット燃料として使用される燃料油の消費量を削減することができるパイロット燃料を使用する船舶機関システム及び船舶を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムは、ディーゼルエンジンに設けられ、燃料ガスを噴射するための燃料ガス噴射弁と、前記ディーゼルエンジンに設けられ、燃料油を噴射するための燃料油噴射弁とを備え、前記エンジンが稼働する際に、前記燃料油噴射弁からパイロット燃料が噴射され火種となり、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスに着火するパイロット燃料を使用する船舶機関システムであって、前記パイロット燃料として、水と燃料油の混合物である水エマルジョン燃料、又は燃料油の層と水の層とが多層状になった多層状燃料が使用されることを特徴とするものである。

【0014】

この発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムによると、燃料油噴射弁から噴射されたパイロット燃料によって火種が準備された状態で、燃料ガス噴射弁から燃料ガスを噴射して燃焼させることで、エンジンを駆動させることができる。

【0015】

ところで、燃料ガスに着火できるようにするためのパイロット燃料の体積換算（液体の状態）の最低噴射量は、燃料油噴射弁の噴射ノズル及び噴射ポンプの特性、並びに、燃料油の着火特性等に基づいて定められている。このパイロット燃料の最低噴射量は、例えばエンジンの定格出力時の総消費熱量の約３〜５％程度であり、これ以下にすると、パイロット燃料の噴射特性が悪化してエンジンを適切に運転することができなくなることがある。

【0016】

そこで、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することを目的の１つとして、パイロット燃料として、重油等の燃料油に代えて水エマルジョン燃料又は多層状燃料を使用する。これによって、噴射するパイロット燃料の最低噴射量（液体状態の最低体積）を確保して燃料ガスが着火することができると共に、水エマルジョン燃料又は多層状燃料に含まれる燃料油の消費油量、即ち、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することができる。

【0017】

この発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムにおいて、前記燃料油噴射弁は、前記パイロット燃料と前記燃料油の一方を選択的に噴射できるように構成されており、前記エンジンは、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスを燃料として稼働するガスモードと、前記燃料油噴射弁から噴射される燃料油を燃料として稼働するディーゼルモードの２つの動作モードを切り換えて運転することができる二元燃料エンジンであるものとするとよい。

【0018】

この船舶機関システムによると、エンジンをガスモードで運転する時に、パイロット燃料として水エマルジョン燃料又は多層状燃料を使用することによって、燃料油噴射弁の噴射特性上最低限必要なパイロット燃料の噴射量よりも、燃料油の噴射量を減らすことができる。特に、パイロット燃料の噴射と、ディーゼルモードで燃料油を噴射する際に用いる燃料油噴射弁が供用されているため、大型の燃料油噴射弁を用いる必要があり、パイロット燃料として噴射する場合の最低必要噴射量が大きいため、パイロット燃料の消費量の低減効果が大きい。

【0019】

この発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムにおいて、前記燃料油噴射弁から噴射されるパイロット燃料としての水エマルジョン燃料又は多層状燃料に含まれる燃料油の第１消費油量が、前記燃料油噴射弁から噴射されるパイロット燃料として燃料油を使用し、前記第１消費油量での運転と同一の出力で前記エンジンを運転した場合の第２消費油量よりも少なくなるように、前記燃料油噴射弁から噴射される水エマルジョン燃料又は多層状燃料の噴射量が設定されるものとするとよい。

【0020】

このようにすると、パイロット燃料としての水エマルジョン燃料又は多層状燃料に含まれる燃料油の第１消費油量を、パイロット燃料として燃料油を使用した場合の第２消費油量よりも少なくすることができる。よって、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することができる。

【0021】

この発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムにおいて、前記燃料油噴射弁からパイロット燃料として水エマルジョン燃料又は多層状燃料が噴射されるときに、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの第１消費燃料ガス量が、前記燃料油噴射弁からパイロット燃料として燃料油が噴射され、かつ、前記第１消費燃料ガス量での運転と同一の出力で前記エンジンを運転した場合における、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの第２消費燃料ガス量よりも多くなるように、前記燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの噴射量が設定されるものとするとよい。

【0022】

このようにすると、燃料油噴射弁からパイロット燃料として水エマルジョン燃料又は多層状燃料が噴射されるときに、燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの第１消費燃料ガス量を、燃料油噴射弁からパイロット燃料として燃料油が噴射される場合に、燃料ガス噴射弁から噴射される燃料ガスの第２消費燃料ガス量よりも多くすることができる。これによって、エンジンは、パイロット燃料として水エマルジョン燃料又は多層状燃料を使用するときも、パイロット燃料として燃料油を使用するときと同程度の大きさの動力を発生することができる。

【0023】

本発明に係る船舶は、本発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムを主推進装置又は原動機として搭載したことを特徴とするものである。

【0024】

この発明に係る船舶によると、本発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムを主推進装置又は原動機として搭載することができる。

【発明の効果】

【0025】

この発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システム及びこれを搭載する船舶によると、エンジンを燃料ガスを燃料として駆動するときに、パイロット燃料として水エマルジョン燃料又は多層状燃料を使用することによって、燃料油の消費量を削減することができる。これによって、パイロット燃料として例えば硫黄分を含む重油を使用する場合には、エンジンに供給される硫黄分を削減することができ、排気ガスに含まれる硫黄酸化物の排出量を削減することができる。

【0026】

また、燃料ガス、及び水エマルジョン燃料又は多層状燃料の燃焼中に、水エマルジョン燃料又は多層状燃料に含まれる水分が蒸発することによって、その潜熱によって燃焼の最高温度を低下させることができる。これによって、排気ガスに含まれる窒素酸化物の排出量を削減することができ、環境保護に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】この発明の第１実施形態に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムを示し、パイロット燃料として水エマルジョン燃料を噴射するガスモードでエンジンを運転中の構成図である。

【図2】同発明の第２実施形態に係る同船舶機関システムを示し、パイロット燃料として多層状燃料を噴射するガスモードでエンジンを運転中の構成図である。

【図3】従来の船舶用の二元燃料エンジンを示し、パイロット燃料として重油等の燃料油を噴射するガスモードでエンジンを運転中の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムの第１実施形態を、図１を参照して説明する。この図１に示す船舶機関システム１１は、燃料ガス噴射弁１２から噴射される燃料ガス１３を燃料として駆動するガスモードと、燃料油噴射弁１４から噴射される燃料油を燃料として駆動するディーゼルモードの２つの動作モードを切り換えて運転することができるものである。燃料ガス１３は、例えば天然ガスであり、燃料油は、例えば重油である。

【0029】

そして、この燃料油噴射弁１４は、パイロット燃料と燃料油の一方を選択的に噴射できるように構成されている。

【0030】

図１は、船舶機関システム１１が備えている二元燃料ディーゼルエンジン１５をガスモードで運転するときにおいて、燃料ガス噴射弁１２から噴射された燃料ガス１３に着火するために、この噴射された燃料ガス１３に対して、パイロット燃料としての水と燃料油の混合物である水エマルジョン燃料１６を燃料油噴射弁１４から噴射している状態を示している。

【0031】

このように、燃焼室１７に噴射された燃料ガス１３に着火するために、パイロット燃料（水エマルジョン燃料１６）をこの燃焼室１７に噴射するようにしているのは、燃料ガス１３（天然ガス等）は、圧縮自己着火性が悪く、パイロット燃料（重油等の燃料油）は、圧縮自己着火性が良いからである。

【0032】

また、パイロット燃料として水エマルジョン燃料１６を使用すると、パイロット燃料として重油等の燃料油を使用する場合と比較して、パイロット燃料として使用される燃料油の消費量を削減することができる。

【0033】

図１に示す二元燃料ディーゼルエンジン１５は、シリンダカバー１９に燃料ガス噴射弁１２及び燃料油噴射弁１４が設けられている。また、このシリンダカバー１９には、排気口２０が設けられ、この排気口２０には、排気ライン２１が接続している。そして、排気口２０は、排気弁２２によって開閉される。そして、燃焼室１７内の燃焼済みガスは、これら排気口２０及び排気ライン２１を通って排気ガスとして大気中に排出される。また、シリンダ２３には、掃気２４を燃焼室１７内に流入させるための掃気口２５が設けられている。

【0034】

更に、図１に示すピストン２６は、シリンダ２３内に設けられているシリンダボア２７内を往復運動するように設けられ、このピストン２６には、連接棒２８を介してクランクシャフト２９が連結している。

【0035】

次に、図１を参照して、水エマルジョン燃料１６の製造ラインを説明する。図１に示すように、燃料油噴射弁１４には、燃料油供給ライン３０が接続している。この燃料油供給ライン３０には、燃料油噴射弁１４に近い下流側から順に、燃料噴射装置３１、ミキサ３２、燃料油供給ポンプ（図示せず）、及び燃料油タンク３３が設けられている。また、ミキサ３２には、水供給ライン３４が接続し、この水供給ライン３４には、ミキサ３２に近い下流側から順に、水供給ポンプ（図示せず）及び水タンク３５が設けられている。

【0036】

更に、図１に示す燃料ガス噴射弁１２には、燃料ガス供給ライン３６が接続している。この燃料ガス供給ライン３６には、図示しない燃料ガスタンクや燃料ガスを加圧供給する装置が設けられる。更に、液化天然ガスや圧縮天然ガス運搬船の場合は、カーゴタンクが燃料ガスタンクを兼ねている場合もある。

【0037】

次に、図１に示す船舶機関システム１１のガスモード運転及びディーゼルモード運転における作用について説明する。

【0038】

まず、エンジン１５をガスモードで運転するときは、燃料油噴射弁１４からパイロット燃料（水エマルジョン燃料１６）が燃焼室１７内に噴射され、自己着火によって種火となり、この種火に対して燃料ガス噴射弁１２から燃料ガス１３が燃焼室１７内に噴射される。

【0039】

この燃料油噴射弁１４から噴射されるパイロット燃料（水エマルジョン燃料１６）は、以下のようにして製造されて燃料油噴射弁１４に供給することができる。つまり、燃料油タンク３３に貯留されている重油等の燃料油と、水タンク３５に貯留されている水とをミキサ３２で混ぜることによって水エマルジョン燃料１６を製造することができ、この製造された水エマルジョン燃料１６は、燃料噴射装置３１（燃料噴射ポンプを含む）によって燃料油噴射弁１４に供給される。

【0040】

そして、エンジン１５をディーゼルモードで運転するときは、燃料油噴射弁１４から重油等の燃料油が燃焼室１７内に噴射される。つまり、燃料油タンク３３に貯留されている重油等の燃料油を燃料噴射装置３１によって燃料油噴射弁１４に供給することができる。このとき、燃料ガス噴射弁１２からは、燃料ガス１３が燃焼室１７内に噴射されないように構成されている。

【0041】

次に、上記のように構成されたパイロット燃料を使用する船舶機関システム１１の作用を説明する。図１に示す船舶機関システム１１によると、ディーゼルエンジン１５の燃料ガス噴射弁１２から噴射された燃料ガス１３に対して、燃料油噴射弁１４からパイロット燃料を噴射することによって、その噴射された燃料ガス１３に着火することができ、エンジン１５を駆動させることができる。

【0042】

ところで、燃料ガス１３に着火できるようにするためのパイロット燃料の体積換算（液体の状態）の最低噴射量は、燃料油噴射弁１４の噴射ノズル及び噴射ポンプ（燃料噴射装置３１）の特性、並びに、燃料油の着火特性等に基づいて定められている。このパイロット燃料の最低噴射量は、例えばエンジン１５のディーゼルモードでの定格出力時の燃料油消費量の約３〜５％程度（液体状態の体積換算）であり、これ以下にすると、パイロット燃料の噴射特性が悪化して適切な火種となることができず、燃料ガスに着火することができなくなり、エンジン１５を適切に運転することができなくなることがある。

【0043】

そこで、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することを目的の１つとして、パイロット燃料として、重油等の燃料油に代えて水エマルジョン燃料１６を使用する。これによって、噴射するパイロット燃料の最低噴射量（液体状態の最低体積）を確保して燃料ガス１３が着火することができると共に、水エマルジョン燃料１６に含まれる燃料油の消費油量、即ち、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することができる。

【0044】

また、このように、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することができるので、パイロット燃料として例えば硫黄分を含む重油を使用する場合には、エンジン１５に供給される硫黄分を削減することができ、排気ガス１８に含まれる硫黄酸化物の排出量を削減することができる。これによって、大気汚染の防止に貢献することができる。

【0045】

更に、パイロット燃料としての燃料油の消費量を削減することには、以下のような様々なメリットがある。

【0046】

例えば燃料油の価格が高騰し、燃料ガスの価格よりも高価となった場合、できるだけパイロット燃料として消費する燃料油の量を減らすことで、船の運航に必要な燃料コストを削減することができる。

【0047】

また、海域によっては、船舶の排気ガスに含まれている硫黄酸化物の量が厳しく制限されており、硫黄分を多く含む燃料油をパイロット燃料として用いて運航すると、この制限を超過してしまう場合が有り得るが、パイロット燃料としての燃料油消費量を削減することによって、この制限をクリアすることが可能になる。

【0048】

また、燃料ガス１３及び水エマルジョン燃料１６の燃焼中に、水エマルジョン燃料１６に含まれる水分が蒸発することによって、その潜熱によって燃焼の最高温度を低下させることができる。これによって、排気ガス１８に含まれる窒素酸化物の排出量を削減することができ、環境保護に貢献することができる。

【0049】

そして、上記のように、エンジン１５をガスモードで運転するときは、パイロット燃料として水エマルジョン燃料１６を使用することによって、燃料油の消費量を削減することができる。

【0050】

そして、図１に示す船舶機関システム１１は、エンジン１５をガスモードで運転するときにおいて、燃料油噴射弁１４から噴射されるパイロット燃料としての水エマルジョン燃料１６に含まれる燃料油の第１消費油量が、燃料油噴射弁１４から噴射されるパイロット燃料として燃料油を使用した場合の第２消費油量よりも少なくなるように、燃料油噴射弁１４から噴射される水エマルジョン燃料１６の噴射量が設定されている。ここで、これら第１及び第２消費油量は、エンジン１５の単位出力あたりの消費油量、又は同一のエンジン出力での比較である。

【0051】

このように燃料油噴射弁１４から噴射される水エマルジョン燃料１６の噴射量を設定すると、パイロット燃料としての水エマルジョン燃料１６に含まれる燃料油の第１消費油量を、パイロット燃料として燃料油のみを使用した場合の第２消費油量よりも少なくすることができる。よって、パイロット燃料として使用する燃料油の消費油量を削減することができる。

【0052】

また、図１に示す船舶機関システム１１は、エンジン１５をガスモードで運転するときにおいて、燃料油噴射弁１４からパイロット燃料として水エマルジョン燃料１６が噴射されるときに、燃料ガス噴射弁１２から噴射される燃料ガス１３の第１消費燃料ガス量が、燃料油噴射弁１４からパイロット燃料として燃料油が噴射される場合に、燃料ガス噴射弁１２から噴射される燃料ガス１３の第２消費燃料ガス量よりも多くなるように、燃料ガス噴射弁１２から噴射される燃料ガス１３の噴射量が設定されている。ここで、これら第１及び第２消費燃料ガス量は、エンジン１５の単位出力あたりの消費燃料ガス量、又は同一のエンジン出力での比較である。

【0053】

このように燃料ガス噴射弁１２から噴射される燃料ガス１３の噴射量を設定すると、燃料油噴射弁１４からパイロット燃料として水エマルジョン燃料１６が噴射されるときに、燃料ガス噴射弁１２から噴射される燃料ガス１３の第１消費燃料ガス量を、燃料油噴射弁１４からパイロット燃料として燃料油が噴射される場合に、燃料ガス噴射弁１２から噴射される燃料ガス１３の第２消費燃料ガス量よりも多くすることができる。これによって、エンジン１５は、パイロット燃料として水エマルジョン燃料１６を使用するときも、パイロット燃料として燃料油を使用するときと同程度の大きさの出力を発生することができる。

【0054】

次に、本発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システムの第２実施形態を、図２を参照して説明する。この図２に示す第２実施形態の船舶機関システム３８と、図１に示す船舶機関システム１１とが相違するところは、エンジン１５をガスモードで運転するときにおいて、図１に示す第１実施形態では、燃料油噴射弁１４からパイロット燃料として水エマルジョン燃料１６を噴射するのに対して、図２に示す第２実施形態では、燃料油噴射弁１４からパイロット燃料として多層状燃料３９を噴射するところである。この多層状燃料３９は、図２に示すように、燃料油の層と水の層とが交互に配置されて多層状になった燃料である。

【0055】

図２は、船舶機関システム３８が備えている二元燃料ディーゼルエンジン１５をガスモードで運転するときにおいて、燃料ガス噴射弁１２から噴射された燃料ガス１３に着火するために、この噴射された燃料ガス１３に対して、パイロット燃料としての多層状燃料３９を燃料油噴射弁１４から噴射している状態を示している。

【0056】

次に、図２を参照して、多層状燃料３９の製造ラインを説明する。図２に示すように、燃料油噴射弁１４には、燃料油供給ライン３０が接続している。この燃料油供給ライン３０には、燃料油噴射弁１４に近い下流側から順に、燃料噴射装置４０（燃料噴射ポンプを含む）、燃料油供給ポンプ（図示せず）、及び燃料油タンク３３が設けられている。また、燃料噴射装置４０には、水供給ライン４１が接続し、この水供給ライン４１には、燃料噴射装置４０に近い下流側から順に、水供給ポンプ（図示せず）及び水タンク３５が設けられている。

【0057】

図２に示すエンジン１５をガスモードで運転するときは、燃料ガス噴射弁１２から燃料ガス１３が燃焼室１７内に噴射されると共に、この噴射された燃料ガス１３に対して、燃料油噴射弁１４からパイロット燃料（多層状燃料３９）が燃焼室１７内に噴射される。

【0058】

この燃料油噴射弁１４から噴射されるパイロット燃料（多層状燃料３９）は、以下のようにして製造されて燃料油噴射弁１４に供給することができる。つまり、燃料油タンク３３に貯留されている重油等の燃料油と、水タンク３５に貯留されている水とを交互に配置して多層状となるように燃料噴射装置４０に供給することによって、多層状燃料３９を製造することができ、この製造された多層状燃料３９は、この燃料噴射装置４０によって燃料油噴射弁１４に供給される。

【0059】

なお、図２に示す燃料ガス噴射弁１２には、図１に示す第１実施形態と同様に、燃料ガス供給ライン３６が接続している。この燃料ガス供給ライン３６には、図示しない燃料ガスタンクや燃料ガスを加圧供給する装置が設けられる。更に、液化天然ガスや圧縮天然ガス運搬船の場合は、カーゴタンクが燃料ガスタンクを兼ねている場合もある。

【0060】

この図２に示す船舶機関システム３８によると、ディーゼルエンジン１５の燃料ガス噴射弁１２から噴射された燃料ガス１３に対して、所定のタイミングで燃料油噴射弁１４からパイロット燃料の多層状燃料３９を噴射することによって、その噴射された燃料ガス１３に着火することができ、エンジン１５を駆動させることができる。

【0061】

そして、図２に示すように、エンジン１５をガスモードで運転するときにおいて、パイロット燃料として多層状燃料３９を使用するときは、上記第１実施形態において、パイロット燃料として水エマルジョン燃料１６を使用するときと同様に作用するので、その説明を省略する。また、上記以外は、図１に示す第１実施形態と同等の構成であり同様に作用するので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。

【0062】

ただし、上記実施形態では、本発明の船舶機関システムを、ガスモードとディーゼルモードの２つの動作モードを切り換えて運転することができる二元燃料ディーゼルエンジン１５に適用した例を挙げて説明したが、これに代えて、ディーゼルモードを有しないガスモードのみで運転することができるエンジンに適用することができる。

【0063】

そして、上記実施形態のパイロット燃料を使用する船舶機関システムは、船舶に搭載された例えば主推進装置又は原動機に適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0064】

以上のように、本発明に係るパイロット燃料を使用する船舶機関システム及び船舶は、エンジンを燃料ガスを燃料として駆動するときに、パイロット燃料として使用される燃料油の消費量を削減することができる優れた効果を有し、このようなパイロット燃料を使用する船舶機関システム及び船舶に適用するのに適している。

【符号の説明】

【0065】

１１ パイロット燃料を使用する船舶機関システム
１２ 燃料ガス噴射弁
１３ 燃料ガス
１４ 燃料油噴射弁
１５ 二次元燃料ディーゼルエンジン
１６ 水エマルジョン燃料（パイロット燃料）
１７ 燃焼室
１８ 排気ガス
１９ シリンダカバー
２０ 排気口
２１ 排気ライン
２２ 排気弁
２３ シリンダ
２４ 掃気
２５ 掃気口
２６ ピストン
２７ シリンダボア
２８ 連接棒
２９ クランクシャフト
３０ 燃料油供給ライン
３１ 燃料噴射装置
３２ ミキサ
３３ 燃料油タンク
３４ 水供給ライン
３５ 水タンク
３６ 燃料ガス供給ライン
３８ パイロット燃料を使用する船舶機関システム
３９ 多層状燃料（パイロット燃料）
４０ 燃料噴射装置
４１ 水供給ライン

【図1】

【図2】

【図3】