特開 2023-105950 船舶、及び表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023105950

(43)【公開日】2023-08-01

(54)【発明の名称】船舶、及び表示装置

(51)【国際特許分類】

   B63H 21/32 20060101AFI20230725BHJP

【ＦＩ】

B63H21/32 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022006998

(22)【出願日】2022-01-20

(71)【出願人】

【識別番号】503218067

【氏名又は名称】住友重機械マリンエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162640

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 康樹

(72)【発明者】

【氏名】溝越 貴章

(72)【発明者】

【氏名】日野 真由子

(57)【要約】

【課題】温室効果ガスの排出量を正確に把握することができる船舶、及び表示装置を提供できる。
【解決手段】船舶１において、排気系４０は、亜酸化窒素、及びメタンの少なくとも一方の成分を含む排気ガスを排出する。これに対し、測定部４１は、亜酸化窒素、及びメタンの少なくとも一方の成分の排出量を測定することができる。このように、温室効果ガスのうち、二酸化炭素以外の成分の排出量の測定結果を用いることで、温室効果ガスの排出量を正確に把握することができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

亜酸化窒素、及びメタンの少なくとも一方の成分を含む排気ガスを排出する排気系と、
前記成分の排出量を測定する測定部と、を備える船舶。

【請求項2】

前記排気系はアンモニアエンジンを有し、
前記測定部は、亜酸化窒素の排出量を測定する、請求項１に記載の船舶。

【請求項3】

前記排気系は液化天然ガスエンジンを有し、
前記測定部は、メタンの排出量を測定する、請求項１に記載の船舶。

【請求項4】

前記測定部は、前記排気系内に設けられ、前記成分を検出するセンサを有する、請求項１～３の何れか一項に記載の船舶。

【請求項5】

亜酸化窒素、及びメタンの少なくとも一方の成分を含む排気ガスを排出する排気系を備える船舶に関する情報を表示する表示装置であって、
前記成分の排出量を表示する、表示装置。

【請求項6】

前記排気ガスにおける前記成分の比率を表示する、請求項５に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、船舶、及び表示装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

船舶は、エンジンなどの機器からの排気ガスを外部へ排出する。従来、船舶として、排気ガスに含まれる成分に対する規制数値に基づいて、排気ガスの処理を制御するものが知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１６７０５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

船舶から排出される排気ガスは、温室効果ガス（ＧＨＧ：Ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ Ｇａｓ）の成分を含んでおり、排出量の規制の対象となる。温室効果ガスの成分には、二酸化炭素のみならず、亜酸化窒素、メタンなどが含まれる。しかしながら、従来の船舶は、二酸化炭素以外の成分のモニタリングを行うことができず、温室効果ガスの排出量を正確に把握することができないという問題があった。

【0005】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、温室効果ガスの排出量を正確に把握することができる船舶、及び表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る船舶は、亜酸化窒素、及びメタンの少なくとも一方の成分を含む排気ガスを排出する排気系と、成分の排出量を測定する測定部と、を備える。

【0007】

本発明に係る船舶において、排気系は、亜酸化窒素、及びメタンの少なくとも一方の成分を含む排気ガスを排出する。これに対し、測定部は、亜酸化窒素、及びメタンの少なくとも一方の成分の排出量を測定することができる。このように、温室効果ガスのうち、二酸化炭素以外の成分の排出量の測定結果を用いることで、温室効果ガスの排出量を正確に把握することができる。

【0008】

排気系はアンモニアエンジンを有し、測定部は、亜酸化窒素の排出量を測定してよい。アンモニアエンジンの排気ガスには、少量でも温暖化効果が非常に大きい亜酸化窒素が含まれるため、測定部が亜酸化窒素の排出量を測定することで、温室効果ガスの排出量を正確に把握することができる。

【0009】

排気系は液化天然ガスエンジンを有し、測定部は、メタンの排出量を測定してよい。液化天然ガスエンジンの排気ガスには、メタンが多く含まれるため、測定部がメタンの排出量を測定することで、温室効果ガスの排出量を正確に把握することができる。

【0010】

測定部は、排気系内に設けられ、成分を検出するセンサを有してよい。この場合、センサは、排気系内を通過する排気ガスに含まれる成分を正確に検出することができる。

【0011】

本発明に係る表示装置は、亜酸化窒素、及びメタンの少なくとも一方の成分を含む排気ガスを排出する排気系を備える船舶に関する情報を表示する表示装置であって、成分の排出量を表示する。

【0012】

この表示装置によれば、上述の船舶と同趣旨の作用・効果を得ることができる。

【0013】

表示装置は、排気ガスにおける成分の比率を表示してよい。この場合、使用者が排気ガスのうち、温室効果ガスの各成分の排出量を容易に把握することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、温室効果ガスの排出量を正確に把握することができる船舶、及び表示装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態に係る船舶の一例を示す概略断面図である。

【図2】モニタリングシステムの構成を示す概略構成図である。

【図3】表示装置の画像の一例を示す図である。

【図4】表示装置の画像の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明のガス処理システムの好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、「前」「後」の語は船体の進行方向に対応するものであり、「横」の語は船体の左右（幅）方向に対応するものであり、「上」「下」の語は船体の上下方向に対応するものである。

【0017】

図１は、本発明の実施形態に係る船舶の一例を示す概略断面図である。船舶１は、例えば原油や液体ガス等の石油系液体貨物を運搬する船舶であり、例えば、オイルタンカーである。なお、船舶は、オイルタンカーに限定されず、例えば、バルクキャリア、その他、様々な種類の船舶であってよい。

【0018】

船舶１は、図１に示すように、船体１１と、推進器１２と、を備えている。船体１１は、船首部２と、船尾部３と、機関室４と、ポンプ室５と、貨物室６と、を有している。船体１１の上部には（または船内には）甲板１９が設けられている。船首部２は、船体１１の前方側に位置している。船尾部３は、船体１１の後方側に位置している。船首部２は、例えば満載喫水状態における造波抵抗の低減が図られた形状を有している。推進器１２は、船体１１を推進させるものであり、例えばスクリューシャフトが用いられている。推進器１２は、船尾部３における喫水線（海Ｗの水面）よりも下方に設置されている。また、船尾部３における喫水線よりも下方には、推進方向を調整するための舵１５が設置されている。

【0019】

機関室４は、船尾部３の船首側に隣り合う位置に設けられている。機関室４は、推進器１２に駆動力を付与するためのエンジン１６を配置するための区画である。甲板１９上には、機関室４の上方に居住区３３、及び排気用の煙突３４が設けられる。ポンプ室５は、機関室４の船首側に隣り合う位置に設けられている。ポンプ室５は、ポンプ１７等が配置される区画である。貨物室６は、船首部２とポンプ室５との間に設けられている。貨物室６は、石油系貨物を収容するための区画である。貨物室６は、外板２０と内底板２１の二重船殻構造を採用することによって、カーゴオイルタンク２６とバラストタンク２７とに区画されている。カーゴオイルタンク２６は、船舶１によって運搬される石油系貨物を積載する。バラストタンク２７は、船の大きさ等に応じた量のバラスト水を収容する。

【0020】

甲板１９には、アンモニアを貯留するアンモニアタンク３１が設けられている。アンモニアタンク３１には、液体の状態のアンモニアが貯留されている。図１においては、ポンプ室５よりも前側にアンモニアタンク３１が設けられ、船尾部３の上側にもアンモニアタンク３１が設けられる。

【0021】

船舶１は、温室効果ガス（ＧＨＧ：Ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ Ｇａｓ）の排出量をモニタリングするモニタリングシステム１００を備えている。図２は、モニタリングシステム１００の構成を示す概略構成図である。図２に示すように、モニタリングシステム１００は、排気系４０と、測定部４１と、表示装置４２と、を備える。

【0022】

排気系４０は、温室効果ガスの成分を含む排気ガスを排出する系統である。排気系４０は、エンジン１６と、排気流路４３と、煙突３４と、を備える。エンジン１６は、温室効果ガスの成分を含む排気ガスを排出する排出源である。本実施形態では、エンジン１６として、アンモニアエンジンが採用される。アンモニアエンジンは、アンモニアを燃料として動作することができるエンジンである。排気流路４３は、エンジン１６から排出された排気ガスを煙突３４へ導く流路である。排気流路４３は、船体１１内の任意の場所に配置されている。

【0023】

温室効果ガスとして、二酸化炭素（ＣＯ_２）の他、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）、及びメタン（ＣＨ_４）の少なくとも一方の成分が含まれる。本実施形態では、エンジン１６としてアンモニアエンジンが採用されている。従って、排気ガスには、温室効果ガスとして亜酸化窒素が多く含まれる。その他、温室効果ガスとして、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）などの成分が含まれる場合がある。

【0024】

測定部４１は、温室効果ガスの成分の排出量を測定する。本実施形態では、エンジン１６としてアンモニアエンジンが採用されているため、測定部４１は、二酸化炭素に加え、亜酸化窒素の排出量を少なくとも測定する。測定部４１は、センサ４４と、演算装置４６と、を備える。センサ４４は、排気系４０内に設けられ、温室効果ガスの成分を検出する機器である。本実施形態では、測定部４１は、センサ４４として、二酸化炭素を検出するＣＯ_２センサ４４Ａと、亜酸化窒素を検出するＮ_２Ｏセンサ４４Ｂと、を備える。ただし、測定部４１は、センサ４４として、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）などのセンサを更に有してよい。センサ４４は、検出結果を演算装置４６へ出力する。なお、センサ４４は、排気ガスに含まれる成分の濃度を検出する。

【0025】

演算装置４６は、温室効果ガスの成分の排出量を演算する装置である。演算装置４６は、センサ４４の検出結果に基づいて、温室効果ガスの成分の排出量を演算する。例えば、演算装置４６は、Ｎ_２Ｏセンサ４４Ｂで検出された亜酸化窒素の濃度と、図示されない流量計で検出された排気ガスの流量とを掛け合わせることで、亜酸化窒素の排出量を演算することができる。流量計が無い場合には、燃料消費量とＣＯ_２濃度から各温室効果ガスの成分の排出量を求める方法が採用されてもよい。ＣＯ_２排出量は、燃料消費量とＣＯ_２換算係数を掛け合わせて推定することができる。従って、各温室効果ガスの成分の排出量は、「（各温室効果ガスの濃度）／（ＣＯ_２の濃度）×（ＣＯ_２排出量）」で算出することも出来る。ＣＯ_２換算係数は、燃焼消費量をＣＯ_２排出量に換算する係数で、例えば、「ＩＭＯのエネルギー効率設計指標の計算及び認証に関するガイドライン」を使って求めることが出来る。

【0026】

更に、演算装置４６は、二酸化炭素以外の温室効果ガスの成分の排出量を、二酸化炭素に換算した場合の排出量（ＣＯ_２算排出量）として演算することができる。演算装置４６は、温室効果ガスの成分の排出量と、当該成分に対して予め設定されたＧＨＧ係数を掛け合わせることによって、二酸化炭素換算排出量を演算することができる。従って、演算装置４６は、船舶１の温室効果ガスの総排出量を二酸化炭素に換算した「ＣＯ_２換算排出量」を式（１）を用いて演算することができる。演算装置４６は、演算結果を表示装置４２へ出力する。なお、演算装置４６は、表示装置４２に表示させる各種情報を演算することができる。

（ＣＯ_２換算排出量）＝Σ｛（各成分のＧＨＧ係数）×（各成分の排出量）｝ …（１）

【0027】

表示装置４２は、温室効果ガスの排出量を示す各種情報を表示する装置である。表示装置４２は、モニタなど、視覚的に情報を出力する機器によって構成される。表示装置４２は、船舶１の操縦席などに配置される。なお、表示装置４２は、船舶１の外に設けられて、通信によって演算装置４６から受信した情報を表示してもよい。表示装置４２は、温室効果ガスの各成分の排出量を表示する。また、表示装置４２は、排気ガスにおける温室効果ガスの各成分の比率を表示する。

【0028】

図３は、表示装置４２の画面に表示される画像の一例を示す図である。図３の画面の左側の棒グラフのうち、「実排出量」は、各成分の実際の１時間あたりの排出量を示している。図３の画面の左側の棒グラフのうち、「ＣＯ_２換算排出量」は、各成分の排出量を二酸化炭素に換算したときの１時間あたりの排出量を示している。図３の画面の左側の棒グラフは、現在の瞬時値を示している。なお、図３では、温室効果ガスの成分として、二酸化炭素（ＣＯ_２）、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）が表示されている。

【0029】

図３の画面の右側の棒グラフのうち、「実排出量」は、各成分の実際の所定運転時間における累積の排出量を示している。図３の画面の右側の棒グラフのうち、「ＣＯ_２換算排出量」は、各成分の排出量を二酸化炭素に換算したときの所定運転時間における累積の排出量を示している。これらの棒グラフは、各成分の排出量を多い物から順に積み重ねて示している。従って、表示装置４２は、これらの棒グラフによって、排気ガスにおける各成分の比率を視覚的に表示することができる。なお、これらの表示装置４２は、各成分の排出量や比率を数値として示してもよい。

【0030】

各グラフには、温室効果ガスの総排出量に応じたランクの境界値が示されている。総排出量が少ないほど評価が高いランクとなり、評価が高いランクから順に「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」…というランクが付けられる。表示装置４２は、「ＣＯ_２換算排出量」に対してランクを設定する。例えば、右側の「ＣＯ_２換算排出量」の棒グラフの上端は、ランクＣよりも高い位置に配置されている。従って、船舶１の排出量のランクは「Ｃ」となる。図３の画面の左下には、年間あたりの温室効果ガスの総排出量としての年間のＣＯ_２換算排出量と、船舶１の排出量のランクが示される。

【0031】

なお、このランクは、温室効果ガス削減のために用いられる指標であるＣＩＩ（Ｃａｒｂｏｎ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）という規則に係る指標であってもよい。この規則は、計測した船舶のＣＯ_２排出量に応じて船の格付けを行うものであるため、当該格付けによって船の優劣が決まり、船のＣＯ_２排出量が悪いと、船舶の改善計画（オペレーションの改造や解撤等）の提出を義務付ける等の指標となっている。このように、ＣＩＩのランクと関連付けてＣＯ_２換算排出量を表示することで、船長にＣＩＩのランクが悪くならないような適正な運航を促すことができる。また、本表示装置４２は船上にいる船長だけでなくインターネットやアプリケーションを用いて陸地にいる船主も確認できるようにしてもよい。ＣＩＩは船舶の改善計画（改造や解撤等）の投資判断に影響を与えることが予想されるが、船舶の改善計画の基準となる船舶の寿命が分かりにくく、船舶の将来における投資判断が行いづらいという問題がある。そこで、本表示装置４２のようにＣＯ_２の換算排出量を船主に視覚的に表示することによって、船舶の将来の投資判断等の目安とすることができる。

【0032】

次に、本実施形態に係る船舶１、及びの作用・効果について説明する。

【0033】

本実施形態に係る船舶１において、排気系４０は、亜酸化窒素、及びメタンの少なくとも一方の成分を含む排気ガスを排出する。これに対し、測定部４１は、亜酸化窒素、及びメタンの少なくとも一方の成分の排出量を測定することができる。このように、温室効果ガスのうち、二酸化炭素以外の成分の排出量の測定結果を用いることで、温室効果ガスの排出量を正確に把握することができる。

【0034】

上述のように、温室効果ガスの排出量を正確に把握することができる場合、温室効果ガスの削減対策を正しく行うことが可能となる。また、二酸化炭素以外の温室効果ガスの成分の計測が必要になった場合、本実施形態の船舶１は当該状況に対応することができる。

【0035】

排気系４０はアンモニアエンジンを有し、測定部４１は、亜酸化窒素の排出量を測定してよい。アンモニアエンジンの排気ガスには、亜酸化窒素が多く含まれるため、測定部４１が亜酸化窒素の排出量を測定することで、温室効果ガスの排出量を正確に把握することができる。

【0036】

測定部４１は、排気系４０内に設けられ、成分を検出するセンサ４４を有してよい。この場合、センサ４４は、排気系４０内を通過する排気ガスに含まれる成分を正確に検出することができる。

【0037】

本実施形態に係る表示装置４２は、亜酸化窒素、及びメタンの少なくとも一方の成分を含む排気ガスを排出する排気系４０を備える船舶１に関する情報を表示する表示装置４２であって、成分の排出量を表示する。

【0038】

この表示装置４２によれば、上述の船舶１と同趣旨の作用・効果を得ることができる。

【0039】

表示装置４２は、排気ガスにおける成分の比率を表示してよい。この場合、使用者が排気ガスのうち、温室効果ガスの各成分の排出量を容易に把握することができる。

【0040】

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

【0041】

上述の実施形態では、排気系４０のエンジン１６として、アンモニアエンジンが採用されていたが、エンジンの種類は特に限定されない。例えば、排気系４０はエンジン１６として、液化天然ガス（ＬＮＧ：Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）を燃料とすることができる液化天然ガスエンジンを有してよい。この場合、測定部４１は、メタンの排出量を測定してよい。液化天然ガスエンジンの排気ガスには、メタンが多く含まれるため、測定部４１がメタンの排出量を測定することで、温室効果ガスの排出量を正確に把握することができる。

【0042】

エンジン１６として液化天然ガスエンジンを採用する場合の表示装置４２の表示内容の具体例を図４に示す。なお、図４では、温室効果ガスの成分として、二酸化炭素（ＣＯ_２）、メタン（ＣＨ_４）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）が表示されている。図４の画面の左側の棒グラフは、図３の画面の左側の棒グラフと同様に、１時間当たりの温室効果ガスの排出量の現在の瞬時値が示される。図４の画面の右側の棒グラフは、図３の画面の右側の棒グラフと同様に、所定運転時間における累積の温室効果ガスの排出量が示されている。図４においては、右側の「ＣＯ_２換算排出量」の棒グラフの上端は、ランクＤよりも高い位置に配置されている。従って、船舶１の排出量のランクは「Ｄ」となる。図４の画面の左下にも、年間あたりの温室効果ガスの総排出量としての年間のＣＯ_２換算排出量と、船舶１の排出量のランクが示される。

【0043】

図２に示す例では、センサ４４は排気流路４３に設けられているが、センサ４４の取付位置は成分を検出可能な位置であれば特に限定されない。例えば、センサ４４は、エンジン１６の排気ガスの出口付近に設けられてもよく、煙突３４付近に設けられてもよい。

【符号の説明】

【0044】

１…船舶、４０…排気系、４１…測定部、４２…表示装置、４４…センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】