特許 6646907 船舶用の液化ガス燃料供給機構

(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】6646907

(24)【登録日】2020年1月16日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】船舶用の液化ガス燃料供給機構

(51)【国際特許分類】

   F17C 13/00 20060101AFI20200203BHJP

   F17C 9/00 20060101ALI20200203BHJP

   B63H 21/38 20060101ALI20200203BHJP

   B63B 25/16 20060101ALI20200203BHJP

   B63B 11/04 20060101ALI20200203BHJP

   F02M 21/02 20060101ALI20200203BHJP

【ＦＩ】

   F17C13/00 302A

   F17C9/00 A

   B63H21/38 B

   B63B25/16 D

   B63B11/04 B

   B63B25/16 101Z

   F02M21/02 M

   F02M21/02 301B

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-205962(P2015-205962)

(22)【出願日】2015年10月20日

(65)【公開番号】特開2017-78448(P2017-78448A)

(43)【公開日】2017年4月27日

【審査請求日】2018年6月4日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成２７年８月３１日、京浜ドック株式会社追浜工場内。平成２７年８月３１日、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗｉｎｇｍｓｃ．ｃｏ．ｊｐ／。

(73)【特許権者】

【識別番号】502450631

【氏名又は名称】エア・ウォーター・プラントエンジニアリング株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000232818

【氏名又は名称】日本郵船株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】592007519

【氏名又は名称】京浜ドック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109472

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 直之

(72)【発明者】

【氏名】田中 裕夫

(72)【発明者】

【氏名】今井 久司

(72)【発明者】

【氏名】富士 竜太

(72)【発明者】

【氏名】松本 卓也

(72)【発明者】

【氏名】中村 大

(72)【発明者】

【氏名】城山 久夫

【審査官】 矢澤 周一郎

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０４４０６１２９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−０６１７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１４８６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０７６８２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１７Ｃ １／００−１３／１２

Ｂ６３Ｂ １／００−６９／００

Ｂ６３Ｊ １／００−９９／００

Ｂ６３Ｈ １／００−２５／５２

Ｆ０２Ｂ ４３／００−４５／１０

Ｆ０２Ｍ ２１／００−２１／１２

Ｂ６５Ｄ ８８／００−９０／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化ガス燃料を貯留する貯留容器と、
上記貯留容器から上記液化ガス燃料のボイルオフガスを導出するボイルオフガス導出管と、
上記貯留容器から上記液化ガス燃料を導出する液化ガス燃料導出管と、
上記液化ガス燃料導出管に対して上記ボイルオフガス導出管を合流させる合流点とを備え、
上記合流点は、
上記液化ガス燃料導出管に形成された逆Ｕ字状に立ち上がる隆起配管部の頂部に対して上記ボイルオフガス導出管の下流端が接続されることにより、上記液化ガス燃料導出管で導出された上記液化ガス燃料に対して上記ボイルオフガス導出管で導出した上記ボイルオフガスを、上記貯留容器に貯留された上記液化ガス燃料の液面以上の位置で合流させるように構成されている
ことを特徴とする船舶用の液化ガス燃料供給機構。

【請求項2】

上記合流点は、上記液化ガス燃料導出管と上記ボイルオフガス導出管が、上記貯留容器の外部において配管された部分に設けられている
請求項１記載の船舶用の液化ガス燃料供給機構。

【請求項3】

上記ボイルオフガス導出管は、上記ボイルオフガスの圧力があらかじめ設定した圧力まで下がったときに閉じる第１の圧力調節弁を備えている
請求項１または２記載の船舶用の液化ガス燃料供給機構。

【請求項4】

上記貯留容器は、上記貯留容器から取り出した上記液化ガス燃料を気化させて、気化したガス燃料を上記貯留容器内に戻すことにより、上記貯留容器内を加圧する加圧機構を備えている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶用の液化ガス燃料供給機構。

【請求項5】

上記加圧機構は、上記気化したガス燃料の圧力があらかじめ設定した圧力まで上がったときに閉じる第２の圧力調節弁を備えている
請求項４記載の船舶用の液化ガス燃料供給機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液化ガス燃料を動力源とする船舶において、エンジンなどの機関に上記液化ガス燃料を供給する船舶用の液化ガス燃料供給機構に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から燃料として使用されてきた石油は埋蔵量の限界が見えてきている。それに変わるエネルギー源として、相当の埋蔵量が期待される液化天然ガス（ＬＮＧ）の利用が検討されており、さまざまな産業分野で積極的な展開を見せている。

【0003】

船舶の分野においても、ＬＮＧを燃料として用いることが推進されている。

【0004】

たとえば、下記の特許文献１には、ＬＮＧを運搬するタンカーで発生するボイルオフガス（ＢＯＧ）を、エンジン等の駆動燃料として用いる技術が提案されている。下記の特許文献２には、ＬＮＧ燃料を船舶用のエンジンに供給するシステムが提案されている。

【0005】

〔特許文献１〕
特許文献１は、船舶用ガス供給装置に関するものである。特許文献１は、航行用の推進力を得る船舶推進設備、発電設備稼働用の駆動力を得るエンジン等のガス消費設備に、ＢＯＧを用いる際に、一部を再液化して効率よく用いる技術を開示する。

【0006】

特許文献１には、つぎの記載がある。
［０００２］ＬＮＧ（液化天然ガス）を運搬するＬＮＧタンカーなどの海洋船舶では、一般に積荷であるカーゴタンク内のＬＮＧ（その気化成分であるボイルオフガス）を燃料として、航行用の推進力を得る船舶推進設備、発電設備稼働用の駆動力を得るエンジン等のガス消費設備が設けられている。
［要約］
［課題］カーゴタンク内のＬＮＧの一部をガス消費設備の燃料等として供給する装置において、ガス消費設備に供給されるガスの重質成分量を低下させる船舶用ガス供給装置を提供する。
［解決手段］ＬＮＧを貯蔵するカーゴタンク１と、このカーゴタンク内のＬＮＧの一部が燃料として供給される燃料タンク３と、この燃料タンク内のＬＮＧを蒸発気化させた上でガス消費設備に供給するガス供給ラインＬ２とを備えてなる船舶用ガス供給装置であって、上記カーゴタンク内の自然蒸発ガスを吸入して再液化する再液化装置５と、この再液化装置で再液化された再液化ガスを所定量貯留するレシーバタンク７とを設け、上記再液化装置で再液化された再液化ガスを、上記カーゴタンクに戻すと共に上記レシーバタンクに貯留し、同レシーバタンク内に貯留した再液化ガスを上記燃料タンクに供給するようにした。

【0007】

〔特許文献２〕
特許文献２は、ＬＮＧ燃料供給システムに関するものである。エンジンが駆動するために必要なＬＮＧの温度および圧力は、タンクに貯蔵されているＬＮＧの状態とは異なる。このため、特許文献２は、ＬＮＧの温度や圧力を制御するため、加熱されたグリコールウォーターを利用して、エンジンの要求温度までＬＮＧを加熱し、効率を向上させる方法を開示する。

【0008】

特許文献２には、つぎの記載がある。
［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。
［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。
［要約］
［課題］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。
［解決手段］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と、グリコールウォーターを貯蔵するグリコールタンク６１と、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と、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流入感知センサー６５と、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と、を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１５−６３２８８号公報

【特許文献2】特開２０１４−１７２６６１号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

一般に、ＬＮＧ燃料を動力源とする船舶では、液（ＬＮＧ）を蒸発器でガス化し、エンジン燃料として利用している。

【0011】

一方、ＬＮＧは真空二重殻容器で保存される。外気温と液温に１８０℃程度の温度差がある。このため、わずかながら外気から容器内への熱侵入がある。この熱侵入により、容器内の液の一部がガス化し、容器内圧が上昇する。

【0012】

このとき、燃料を消費することによる容器の内圧の下降と、熱侵入による容器の内圧の上昇とがバランスしていれば、容器の内圧に変動はないはずである。

【0013】

しかしながら、燃料消費の情況により、容器の内圧に変動が生じるケースがある。

【0014】

（１）容器の内圧が低下するケース
ＬＮＧ燃料の消費が多く、ＬＮＧ燃料の消費による降圧が熱侵入による昇圧を上回る場合、容器の内圧は低下する。
この場合、容器の内圧を上げるため、つぎの策がとられる。容器の底部に接続した加圧ラインから取り出した液を加圧蒸発器でガス化し、そのガスを容器内に戻すことにより、容器の内圧を上げる。

【0015】

（２）容器の内圧が上昇するケース
ＬＮＧ燃料の消費が少なく、ＬＮＧ燃料の消費による降圧が熱侵入による昇圧を下回るときは、容器の内圧は上昇する。ＬＮＧ燃料を消費せずに待機状態にある場合も同様に、容器の内圧が上昇する。
この場合、容器内圧を下げるため、つぎの策がとられる。一般には、容器内のガスを、専用燃焼装置（ＧＣＵ）で燃焼することにより容器の内圧を下げることが行われる。ボイラーを設備している大型船舶では、容器内のガスをボイラー燃料として消費することにより、容器の内圧を下げることもできる。また、緊急時に限っては、ガス放出ラインより大気放散する場合もありうる。

【0016】

これらの操作により、燃料消費量に変動があっても、容器の内圧を一定の範囲内に収めるように制御する。このような圧力制御では、容器の内圧を下げる際に、容器内のガスを主として燃焼によって消費する。

【0017】

このように従来は、タンカーなどで運搬中のＬＮＧに発生するＢＯＧを消費することにより、容器の圧力を制御して安全を確保していた。このようなＢＯＧの消費は、その全てが船舶の推進力として用いられるわけではない。過剰なＢＯＧは、専用の燃焼装置やボイラーなどで燃やしてしまうことが多い。

【0018】

つまり、容器の内圧が上昇する時に、ボイルオフガスを大気放散したり、専用の燃焼装置で燃焼しており、その分だけ燃料を無駄に消費している。また、容器の内圧が上昇するのを放置していると、安全弁を作動させてボイルオフガスを大気放散しなければならず、可燃性ガスの安全な取り扱いとして問題がある。

【0019】

特許文献１に開示されたようなＬＮＧ燃料の再液化技術は、タンカーのような大規模な船舶にとってはメリットがある。ところが、タグボートのように小規模な船舶には、メリットが見出せない。再液化システムの装備を採用して運用することにかえって余分なコストが生じるからである。

【0020】

しかしながら現在、小規模の船舶にもＬＮＧ燃料を駆動源とすることが求められ、それに適応した船舶の開発が望まれている。そこで、たとえばタグボートのような小規模な船舶においても、ＢＯＧによる容器内圧の変動を制御しながら、ＬＮＧ燃料の無駄な消費を防止する燃料供給機構が求められている。

【0021】

〔目的〕
本発明は、上記の課題を解決するためつぎの目的をもってなされたものである。
ボイルオフガスによる貯留容器の内圧の変動を制御しながら、液化ガス燃料の無駄な消費を防止することができる船舶用の液化ガス燃料供給機構を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0022】

請求項１記載の船舶用の液化ガス燃料供給機構は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
液化ガス燃料を貯留する貯留容器と、
上記貯留容器から上記液化ガス燃料のボイルオフガスを導出するボイルオフガス導出管と、
上記貯留容器から上記液化ガス燃料を導出する液化ガス燃料導出管と、
上記液化ガス燃料導出管に対して上記ボイルオフガス導出管を合流させる合流点とを備え、
上記合流点は、
上記液化ガス燃料導出管に形成された逆Ｕ字状に立ち上がる隆起配管部の頂部に対して上記ボイルオフガス導出管の下流端が接続されることにより、上記液化ガス燃料導出管で導出された上記液化ガス燃料に対して上記ボイルオフガス導出管で導出した上記ボイルオフガスを、上記貯留容器に貯留された上記液化ガス燃料の液面以上の位置で合流させるように構成されている。

【0023】

請求項２記載の船舶用の液化ガス燃料供給機構は、請求項１記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記合流点は、上記液化ガス燃料導出管と上記ボイルオフガス導出管が、上記貯留容器の外部において配管された部分に設けられている。

【0024】

請求項３記載の船舶用の液化ガス燃料供給機構は、請求項１または２記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記ボイルオフガス導出管は、上記ボイルオフガスの圧力があらかじめ設定した圧力まで下がったときに閉じる第１の圧力調節弁を備えている。

【0025】

請求項４記載の船舶用の液化ガス燃料供給機構は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記貯留容器は、上記貯留容器から取り出した上記液化ガス燃料を気化させて、気化したガス燃料を上記貯留容器内に戻すことにより、上記貯留容器内を加圧する加圧機構を備えている。

【0026】

請求項５記載の船舶用の液化ガス燃料供給機構は、請求項４記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記加圧機構は、上記気化したガス燃料の圧力があらかじめ設定した圧力まで上がったときに閉じる第２の圧力調節弁を備えている。

【発明の効果】

【0027】

請求項１記載の発明は、上記液化ガス燃料導出管に対する上記ボイルオフガス導出管の合流点が、上記液化ガス燃料に対して上記ボイルオフガスを、上記貯留容器における上記液化ガス燃料の液面以上の位置で合流させる。
上記合流点は、上記液化ガス燃料導出管に形成された逆Ｕ字状に立ち上がる隆起配管部の頂部に対して上記ボイルオフガス導出管の下流端が接続されている。これにより、上記合流点は、上記貯留容器の液面以上の位置であり、上記液化ガス燃料導出管に対する上記ボイルオフガスの流入が常に液面の上で行われることになる。したがって、上記合流点では、上記液化ガス燃料導出管を流れる上記液化ガス燃料に遮られて上記ボイルオフガスが上記液化ガス燃料導出管に流入しなくなるという事態が起こらない。つまり、上記合流点では、上記液化ガス燃料導出管に対して上記ボイルオフガスが常に優先して流入することになる。
このため、上記貯留容器のボイルオフガスの圧力が高くなったときは、ボイルオフガスが上記液化ガス燃料導出管に流入し、上記液化ガス燃料導出管で導出された上記液化ガス燃料に混じって利用される。反対に、上記貯留容器のボイルオフガスの圧力が低くなったときは、上記液化ガス燃料導出管に流れる上記液化ガス燃料がそのまま利用される。
このように、ボイルオフガスによる貯留容器の内圧の変動を制御しながら、液化ガス燃料の無駄な消費を防止することができる。たとえばタグボートのような小規模の船舶において、特許文献１のような再液化機構を有しなくとも液化ガス燃料を有効に使用することができるようになる。

【0028】

請求項２記載の発明は、上記液化ガス燃料導出管と上記ボイルオフガス導出管が上記貯留容器の外部に配管され、この外部に配管された部分に上記合流点が設けられる。
外部の配管によって上述した合流点を構成することにより、つぎのような効果が得られる。上記合流点などの配管を、真空二重殻容器の狭い真空断熱層内に施工するのに比べ、配管の口径に制限がなくなり、大口径の配管を使用できる。狭い真空断熱層内での施工にくらべて組み立て作業に熟練を要しない。真空断熱層に配管を施工することによる断熱性能の低下が起こらない。真空断熱層内の配管に比べて外部配管は修理などのメンテナンス性が格段に優れる。たとえば縦型や横型などの各種の二重殻容器を貯留容器として適用することが可能で、設計の自由度が広がる。合流点の場所が自由に設定でき、狭い船内に配置するときの自由度が大きい。

【0029】

請求項３記載の発明は、上記ボイルオフガス導出管において上記ボイルオフガスの圧力があらかじめ設定した圧力まで下がったときに、上記第１の圧力調節弁が閉じる。それ以降は、上記液化ガス燃料導出管から液化ガス燃料が導出されて利用される。
ボイルオフガスによる貯留容器の内圧が、安全面において十分に下がったときに、上記第１の圧力調節弁を閉じることができる。これにより、貯留容器の内圧がそれ以上低下して、上記液化ガス燃料導出管から液化ガス燃料が導出されなくなる事態になるのを防止する。

【0030】

請求項４記載の発明は、上記貯留容器において上記加圧機構は、上記貯留容器から取り出した上記液化ガス燃料を気化させ、気化したガス燃料を上記貯留容器内に戻すことにより上記貯留容器内を加圧する。
貯留容器内のボイルオフガスが上記ボイルオフガス導出管から導出され、上記液化ガス燃料導出管の液化ガス燃料に合流させて利用することにより、貯留容器の内圧は下がる。貯留容器の内圧が下がりすぎると、上記貯留容器の液化ガス燃料が液化ガス燃料導出管から導出されにくくなる。このとき、上記加圧機構によって上記貯留容器内を加圧し、上記貯留容器の液化ガス燃料が液化ガス燃料導出管からスムーズに導出されるようにするのである。

【0031】

請求項５記載の発明は、上記加圧機構において上記気化したガス燃料の圧力があらかじめ設定した圧力まで上がったときに、上記第２の圧力調節弁が閉じる。貯留容器の内圧がそれ以上に上昇するのを防止する。
貯留容器の内圧が、上記液化ガス燃料導出管から液化ガス燃料を導出するのに十分な程度上がったときに、上記第２の圧力調節弁を閉じることができる。これにより、貯留容器の内圧がそれ以上に上昇するのを防止し、安全を確保する。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の第１実施形態の船舶用の液化ガス燃料供給機構を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。

【0034】

図１は、本発明が適用された船舶用の液化ガス燃料供給機構を示す第１実施形態である。

【0035】

この船舶用の液化ガス燃料供給機構は、エンジンの燃料として液化ガス燃料を用いる船舶において、上記エンジンに液化ガス燃料を供給するものである。

【0036】

〔液化ガス燃料〕
上記液化ガス燃料としては、具体的には液化天然ガス（以下「ＬＮＧ」という）を用いることができる。ただし、本発明における液化ガス燃料は、ＬＮＧに限定するものではない。本発明における液化ガス燃料として、たとえば各種の液化炭化水素ガスを用いることができる。上記液化炭化水素ガスとして具体的には、液化石油ガス、液化メタン、液化プロパン、液化ブタンなどをあげることができる。

【0037】

〔船舶〕
本発明における船舶は、上記液化ガス燃料によってエンジンを駆動して推進するものであれば、各種の船舶を対象とすることができる。たとえばタンカーのような大規模船舶からタグボートのような小規模船舶まで、各種の規模の船舶が対象となる。

【0038】

〔貯留容器〕
本実施形態の船舶用の液化ガス燃料供給機構は、上記液化ガス燃料を貯留する貯留容器１を備えている。

【0039】

上記貯留容器１は、真空二重殻構造の低温液化ガス貯蔵用容器を用いることができる。上記真空二重殻構造とは、内殻１ａと外殻１ｂの二重構造で、内殻１ａと外殻１ｂの間に真空断熱層１ｃが形成された構造である。上記内殻１ａの内部が、液化ガス燃料を貯留するための貯留空間１ｄである。上記貯留空間１ｄにおける充填量は、法令の定める充填限界を守って運用される。たとえば高圧ガス保安法であれば全容量の９０％以下であり、船舶安全法鋼船規則において積載制限値が規定されている。上記貯留空間１ｄにおける液面より上の上部空間には、上記液化ガス燃料が気化したボイルオフガスが存在する。図において符号９は、貯留空間１ｄに対してタンクローリーなどからＬＮＧを充填するときに用いる充填路である。

【0040】

上記貯留空間１ｄに貯留されるＬＮＧ（液体）はおよそ−１６２℃である。外部との温度差は１８０℃程度になる。したがって、外部からわずかずつ熱が侵入することにより、ＬＮＧが気化し、ボイルオフガスとして上部空間に溜まる。熱の侵入が続いてＬＮＧの気化が進行すると、貯留容器１の内部圧力がしだいに高くなる。

【0041】

〔ボイルオフガス導出管〕
本実施形態は、上記貯留容器１から液化ガス燃料であるＬＮＧのボイルオフガスを導出するボイルオフガス導出管２を備えている。

【0042】

上記ボイルオフガス導出管２は、内殻１ａの上壁部に接続され、貯留空間１ｄの上部空間からボイルオフガスを外部に取り出す。これにより、貯留容器１の内部への熱の侵入によりＬＮＧの気化が進行し、ボイルオフガスによって貯留容器１の内部圧力が高くなったときには、ボイルオフガス導出管２からボイルオフガスを導出して貯留容器１の内部圧力を低下させる。これにより、貯留容器１の内部圧力の異常上昇を防止し、安全を確保している。

【0043】

ボイルオフガス導出管２から導出したボイルオフガスは、後述するようにエンジン等のＬＮＧ利用設備で利用される。

【0044】

一方、上記貯留容器１は、大気放出弁３ａを有する大気放出路３を備え、貯留空間１ｄの上部空間からボイルオフガスを大気に放出できるようになっている。

【0045】

〔液化ガス燃料導出管〕
本実施形態は、上記貯留容器１から液化ガス燃料であるＬＮＧを導出する液化ガス燃料導出管４を備えている。

【0046】

上記液化ガス燃料導出管４は、内殻１ａの底部に接続され、貯留空間１ｄの底部近傍からＬＮＧ（液体）を外部に取り出す。上記液化ガス燃料導出管４には、第１の蒸発器５とバッファタンク６が設けられている。上記第１の蒸発器５は、貯留容器１から取り出したＬＮＧを気化し、ガス燃料である天然ガスとする。上記バッファタンク６は、上記第１の蒸発器５でガス化された天然ガスを一時的に貯留する。そして、上記バッファタンク６から取り出した天然ガスを、当該船舶を推進するためのエンジン等のガス燃料利用設備に送るようになっている。

【0047】

〔合流点〕
本実施形態は、上記液化ガス燃料導出管４に対して上記ボイルオフガス導出管２を合流させる合流点７を備えている。

【0048】

上記合流点７は、上記液化ガス燃料導出管４で導出された上記液化ガス燃料に対して上記ボイルオフガス導出管２で導出した上記ボイルオフガスを、上記貯留容器１に貯留された上記液化ガス燃料の液面以上の位置で合流させるように構成されている。

【0049】

より詳しく説明すると、上記ボイルオフガス導出管２は、上流側の端部が貯留容器１の内殻１ａの上壁部に接続され、下流側が上記貯留容器１の外部に配管されている。また、上記液化ガス燃料導出管４は、上流の端部が貯留容器１の内殻１ａの底部に接続され、下流側が上記貯留容器１の外部に配管されている。

【0050】

上記液化ガス燃料導出管４は、上記貯留容器１の外部に配管された部分に、逆Ｕ字状に立ち上がる隆起配管部４ａが形成されている。そして、上記隆起配管部４ａの頂部に上記ボイルオフガス導出管２の下流端が接続され、この部分に上記合流点７が形成されている。

【0051】

このように、上記合流点７は、上記液化ガス燃料導出管４と上記ボイルオフガス導出管２が、上記貯留容器１の外部において配管された部分に設けられている。

【0052】

上記隆起配管部４ａは、上記貯留容器１に貯留された上記液化ガス燃料の液面以上の位置に頂部が配置されるように形成される。ここで、上記貯留空間１ｄにおける充填量は、法令の定める充填限界を守って運用される。したがって、上記充填限界における液面の高さよりも高い位置に、上記隆起配管部４ａの頂部が配置される。これにより、貯留容器１にＬＮＧを充填限界まで充填したときの上記ＬＮＧの液面の高さ（図において一点鎖線Ｌで示す）よりも高い位置に、上記合流点７が配置される。

【0053】

このような構造により、ガス燃料利用設備で天然ガスが消費されると、液化ガス燃料導出管４からＬＮＧが導出される。そのＬＮＧが第１の蒸発器５で気化して天然ガスとなり、バッファタンク６を介してガス燃料利用設備に供給される。

【0054】

一方、貯留容器１に対する外部からの熱侵入により、貯留容器１内でＬＮＧが気化すると、発生したボイルオフガスが内殻１ａの上部空間に溜まり、貯留容器１の内部圧力を上昇させる。このようにして貯留容器１の内部圧力を上昇させるボイルオフガスを、ボイルオフガス導出管２から導出する。これにより、貯留容器１の内部圧力を下げ、安全を確保する。

【0055】

ボイルオフガス導出管２から導出したボイルオフガスは、上記合流点７において、液化ガス燃料導出管４を流れるＬＮＧに合流され、第１の蒸発器５およびバッファタンク６を経てガス燃料利用設備に供給される。

【0056】

〔圧力制御〕

【0057】

上述したように、貯留容器１に対する外部からの熱侵入により発生したボイルオフガスを、ボイルオフガス導出管２から導出する。これにより、ボイルオフガスによって上昇した貯留容器１の内部圧力を下げる。

【0058】

このとき、ボイルオフガス導出管２からボイルオフガスが導出されて貯留容器１の内部圧力が下がり過ぎると、液化ガス燃料導出管４からＬＮＧが導出されにくくなってしまう。これを避けるために本実施形態では、つぎの構成を採用している。

【0059】

上記ボイルオフガス導出管２は、上記ボイルオフガスの圧力があらかじめ設定した圧力まで下がったときに閉じる第１の圧力調節弁８を備えている。

【0060】

このため、ボイルオフガス導出管２からボイルオフガスが導出され、貯留容器１から導出されるボイルオフガスの圧力があらかじめ設定した設定圧力まで下がると、第１の圧力調節弁８が閉じ、ボイルオフガスの導出が停止してそれ以上に圧力は下がらなくなる。つまり、上記第１の圧力調節弁８は、ボイルオフガスによる貯留容器１の内圧が、上記液化ガス燃料を燃料として使用するために導出するのに適正な内圧まで下がったときに閉じるように設定されている。上記第１の圧力調節弁８は、貯留容器１から導出されるボイルオフガスの圧力が上述した設定圧力まで上昇すると、再び開弁する。

【0061】

本実施形態では、上記貯留容器１は、上記貯留容器１から取り出した上記液化ガス燃料を気化させて、気化したガス燃料を上記貯留容器１内に戻すことにより、上記貯留容器１内を加圧する加圧機構１０を備えている。

【0062】

上記加圧機構１０は、取出路１０ａと、第２の蒸発器１１と、還流路１０ｂとを含んで構成される。上記取出路１０ａは、貯留容器１の内殻１ａの底部に接続され、ＬＮＧを取り出す。上記第２の蒸発器１１は、上記取出路１０ａで取り出されたＬＮＧを気化する。上記還流路１０ｂは、貯留容器１の内殻１ａの上壁部に接続され、上記第２の蒸発器１１で気化したガスを貯留空間１ｄ内に還流させることにより、貯留容器１の内部圧力を上げる。

【0063】

ガス燃料利用設備における天然ガスの消費が激しく、貯留容器１からＬＮＧが大量に導出され、貯留容器１の内圧が下がりすぎると、液化ガス燃料導出管４からＬＮＧが導出されにくくなってしまう。このようなときに、上記加圧機構１０の働きによって貯留容器１の内部圧力を上げ、液化ガス燃料導出管４からＬＮＧがスムーズに導出されるようにする。

【0064】

このとき、上記加圧機構１０の働きで貯留容器１の内部圧力が上がりすぎると、安全面で好ましくない。これを避けるために本実施形態では、つぎの構成を採用している。

【0065】

上記加圧機構１０は、上記気化したガス燃料の圧力があらかじめ設定した圧力まで上がったときに閉じる第２の圧力調節弁１２を備えている。

【0066】

このため、上記加圧機構１０の働きで貯留容器１の内部圧力が上がり、上記気化したガス燃料の圧力があらかじめ設定した設定圧力まで上がると、第２の圧力調節弁１２が閉じ、加圧機構１０の働きが停止して貯留容器１の内部圧力はそれ以上に上がらなくなる。つまり、上記第２の圧力調節弁１２は、貯留容器１の内圧が、上記液化ガス燃料導出管４から液化ガス燃料を導出するのに十分な程度まで上がったときに閉じるように設定されている。上記第２の圧力調節弁１２は、貯留容器１の内圧が上述した設定圧力まで下がると、再び開弁する。

【0067】

〔まとめ〕
以上のように、本実施形態では、貯留容器１から第１の蒸発器５に至る外部に設けた液化ガス燃料導出管４の一部に、逆Ｕ字状の隆起配管部４ａを形成する。この逆Ｕ字状の頂部に、ボイルオフガス導出管２の下流端を接続する。この接続点が本発明の合流点７である。この合流点７を、貯留容器１に充填されるＬＮＧの最高液面Ｌ以上に配置する。これにより、液化ガス燃料導出管４に対し、常に優先してボイルオフガスを合流させることができるようになる。合流点７よりも上流のボイルオフガス導出路２に第１の圧力調節弁８を設置して開閉することにより、貯留容器１の内圧を設定圧力値以下にコントロールすることが可能になる。ＬＮＧの無駄な消費がなくなり、合理的な燃料供給が可能となる。

【0068】

上記貯留容器１内の一般的な圧力は０.６ＭＰａ程度である。

【0069】

本実施形態では、ＬＮＧを燃料とする船舶において、圧力制御のために、無駄にガスを燃焼させたり、大気放出することなく、貯留容器１の内圧を希望値に維持しながら運転することが可能になる。

【0070】

また、陸上のタンクローリーから船舶側へＬＮＧを受け入れて充填する際に、圧力制御の面で有利である。たとえば、タグボートの様な小型の船舶では、燃料を陸上のタンクローリーからＬＮＧを受け入れる際に、タンクローリーからＬＮＧを受け入れやすい圧力まで貯留容器１の内圧を低下させる必要がある。このような情況において、本実施形態では、エンジンの燃料として優先的にボイルオフガス等の貯留容器１内のガスを消費できる。このため、希望の内圧まで無理矢理ガス燃焼させたり、大気放出したりする必要がない。

【0071】

〔実施形態の効果〕
本実施形態は、つぎの効果を奏する。

【0072】

本実施形態は、上記液化ガス燃料導出管４に対する上記ボイルオフガス導出管２の合流点７が、上記液化ガス燃料に対して上記ボイルオフガスを、上記貯留容器１における上記液化ガス燃料の液面以上の位置で合流させる。
上記合流点７は、上記液化ガス燃料導出管４に形成された逆Ｕ字状に立ち上がる隆起配管部の頂部に対して上記ボイルオフガス導出管２の下流端が接続されている。これにより、上記合流点７は、上記貯留容器１の液面以上の位置であり、上記液化ガス燃料導出管４に対する上記ボイルオフガスの流入が常に液面の上で行われることになる。したがって、上記合流点７では、上記液化ガス燃料導出管４を流れる上記液化ガス燃料に遮られて上記ボイルオフガスが上記液化ガス燃料導出管４に流入しなくなるという事態が起こらない。つまり、上記合流点７では、上記液化ガス燃料導出管４に対して上記ボイルオフガスが常に優先して流入することになる。
このため、上記貯留容器１のボイルオフガスの圧力が高くなったときは、ボイルオフガスが上記液化ガス燃料導出管４に流入し、上記液化ガス燃料導出管４で導出された上記液化ガス燃料に混じって利用される。反対に、上記貯留容器１のボイルオフガスの圧力が低くなったときは、上記液化ガス燃料導出管４に流れる上記液化ガス燃料がそのまま利用される。
このように、ボイルオフガスによる貯留容器１の内圧の変動を制御しながら、液化ガス燃料の無駄な消費を防止することができる。たとえばタグボートのような小規模の船舶において、特許文献１のような再液化機構を有しなくとも液化ガス燃料を有効に使用することができるようになる。

【0073】

本実施形態は、上記液化ガス燃料導出管４と上記ボイルオフガス導出管２が上記貯留容器１の外部に配管され、この外部に配管された部分に上記合流点７が設けられる。
外部の配管によって上述した合流点７を構成することにより、つぎのような効果が得られる。上記合流点７などの配管を、真空二重殻容器の狭い真空断熱層１ｃ内に施工するのに比べ、配管の口径に制限がなくなり、大口径の配管を使用できる。狭い真空断熱層１ｃ内での施工にくらべて組み立て作業に熟練を要しない。真空断熱層１ｃに配管を施工することによる断熱性能の低下が起こらない。真空断熱層１ｃ内の配管に比べて外部配管は修理などのメンテナンス性が格段に優れる。たとえば縦型や横型などの各種の二重殻容器を貯留容器として適用することが可能で、設計の自由度が広がる。合流点７の場所が自由に設定でき、狭い船内に配置するときの自由度が大きい。

【0074】

本実施形態は、上記ボイルオフガス導出管２において上記ボイルオフガスの圧力があらかじめ設定した圧力まで下がったときに、上記第１の圧力調節弁８が閉じる。それ以降は、上記液化ガス燃料導出管４から液化ガス燃料が導出されて利用される。
ボイルオフガスによる貯留容器１の内圧が、安全面において十分に下がったときに、上記第１の圧力調節弁８を閉じることができる。これにより、貯留容器１の内圧がそれ以上低下して、上記液化ガス燃料導出管４から液化ガス燃料が導出されなくなる事態になるのを防止する。

【0075】

本実施形態は、上記貯留容器１において上記加圧機構１０は、上記貯留容器１から取り出した上記液化ガス燃料を気化させ、気化したガス燃料を上記貯留容器１内に戻すことにより上記貯留容器１内を加圧する。
貯留容器１内のボイルオフガスが上記ボイルオフガス導出管２から導出され、上記液化ガス燃料導出管４の液化ガス燃料に合流させて利用することにより、貯留容器１の内圧は下がる。貯留容器１の内圧が下がりすぎると、上記貯留容器１の液化ガス燃料が液化ガス燃料導出管４から導出されにくくなる。このとき、上記加圧機構１０によって上記貯留容器１内を加圧し、上記貯留容器１の液化ガス燃料が液化ガス燃料導出管４からスムーズに導出されるようにするのである。

【0076】

本実施形態は、上記加圧機構１０において上記気化したガス燃料の圧力があらかじめ設定した圧力まで上がったときに、上記第２の圧力調節弁１２が閉じる。貯留容器１の内圧がそれ以上に上昇するのを防止する。
貯留容器１の内圧が、上記液化ガス燃料導出管４から液化ガス燃料を導出するのに十分な程度上がったときに、上記第２の圧力調節弁１２を閉じることができる。これにより、貯留容器１の内圧がそれ以上に上昇するのを防止し、安全を確保する。

【0077】

〔変形例〕
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は図示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。

【符号の説明】

【0078】

１：貯留容器
１ａ：内殻
１ｂ：外殻
１ｃ：真空断熱層
１ｄ：貯留空間
２：ボイルオフガス導出管
３：大気放出路
３ａ：大気放出弁
４：液化ガス燃料導出管
４ａ：隆起配管部
５：第１の蒸発器
６：バッファタンク
７：合流点
８：第１の圧力調節弁
９：充填路
１０：加圧機構
１０ａ：取出路
１０ｂ：還流路
１１：第２の蒸発器
１２：第２の圧力調節弁

【図1】