特開 2023-170352 船舶

(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】P2023170352

(43)【公開日】2023-12-01

(54)【発明の名称】船舶

(51)【国際特許分類】

   B63H 21/38 20060101AFI20231124BHJP

   B63J 2/06 20060101ALI20231124BHJP

【ＦＩ】

B63H21/38 C

B63J2/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022082039

(22)【出願日】2022-05-19

(71)【出願人】

【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】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】武田 宏之

(72)【発明者】

【氏名】三好 崇公

(72)【発明者】

【氏名】木村 祐紀

(72)【発明者】

【氏名】関 宏輔

(72)【発明者】

【氏名】前田 洋明

(72)【発明者】

【氏名】後藤 梨花子

(57)【要約】

【課題】燃料調整室内で燃料が漏洩したとしても燃料調整室内の安全性を確保することができる船舶を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る船舶は、液化ガスを燃料とする推進用エンジンと、前記推進用エンジンの上流側で前記燃料の温度および圧力を調整する機器を収容する燃料調整室４と、燃料調整室４内へ外気を取り込む吸気路５と、燃料調整室４内の空気を排出する排気路６を含む。排気路６にはファン６３が設けられている。例えば、吸気路５にはファン５３が設けられてもよい。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化ガスを燃料とする推進用エンジンと、
前記推進用エンジンの上流側で前記燃料の温度および圧力を調整する機器を収容する燃料調整室と、
前記燃料調整室内へ外気を取り込む吸気路と、
前記燃料調整室内の空気を排出する排気路と、を備え、
前記排気路にはファンが設けられている、船舶。

【請求項2】

前記吸気路にはファンが設けられている、請求項１に記載の船舶。

【請求項3】

前記吸気路は、大気に対する開口を形成する第１ベンチレーターと、前記燃料調整室内に設けられた吸気ダクトを含み、
前記排気路は、大気に対する開口を形成する第２ベンチレーターと、前記燃料調整室内に設けられた排気ダクトを含む、請求項１または２に記載の船舶。

【請求項4】

前記液化ガスに由来する気化ガスは空気よりも重く、
前記燃料調整室内での前記排気ダクトの開口である排気口は、前記燃料調整室内での前記吸気ダクトの開口である吸気口よりも下方に位置する、請求項３に記載の船舶。

【請求項5】

前記液化ガスに由来する気化ガスは空気よりも軽く、
前記燃料調整室内での前記排気ダクトの開口である排気口は、前記燃料調整室内での前記吸気ダクトの開口である吸気口よりも上方に位置する、請求項３に記載の船舶。

【請求項6】

前記排気路の圧力損失は、前記吸気路の圧力損失よりも小さい、請求項１または２に記載の船舶。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、液化ガスを燃料とする推進用エンジンを含む船舶に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、環境負荷低減を目的として、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）やＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）などの液化ガスを燃料とする推進用エンジンを含む船舶が積極的に開発されている。液化ガスは、液体のまま推進用エンジンへ供給される場合もあるし、気体または超臨界流体にされて推進用エンジンへ供給される場合もある。

【0003】

例えば、特許文献１には、推進用エンジンの燃料である液化ガスを貯留する２つの燃料タンクを船体の上面を構成する甲板上に配置した船舶が開示されている。この船舶では、甲板上の船尾部分に上部構造体が設けられ、船幅方向において上部構造体の両側に燃料タンクが配置されている。

【0004】

また、特許文献１の船舶では、上部構造体および燃料タンクの後方に燃料調整室が配置されている。特許文献１には、燃料調整室について「液化ガス燃料を主推進機関や発電用機関まで供給するための関連機器を設置する」と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－５０１３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のような燃料調整室を含む船舶では、燃料調整室内で燃料が漏洩したとしても燃料調整室内の安全性を確保することが望まれる。

【0007】

そこで、本開示は、燃料調整室内で燃料が漏洩したとしても燃料調整室内の安全性を確保することができる船舶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】

【0008】

本開示は、液化ガスを燃料とする推進用エンジンと、前記推進用エンジンの上流側で前記燃料の温度および圧力を調整する機器を収容する燃料調整室と、前記燃料調整室内へ外気を取り込む吸気路と、前記燃料調整室内の空気を排出する排気路と、を備え、前記排気路にはファンが設けられている、船舶を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、燃料調整室内で燃料が漏洩したとしても燃料調整室内の安全性を確保することができる船舶が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１Ａは一実施形態に係る船舶の側面図、図１Ｂは同船舶の平面図である。

【図2】燃料タンクから推進用エンジンであるメインエンジンおよび発電用エンジンまでの配管系統図である。

【図3】図３Ａは燃料調整室の平面図、図３Ｂは同燃料調整室の側面断面図である。

【図4】図４Ａは変形例の船舶の側面図、図４Ｂは同船舶の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１Ａ，１Ｂに、一実施形態に係る船舶１を示す。本実施形態では、船舶１が、オイルや液化ガスなどの液体である積荷を輸送する液体タンカーである。ただし、船舶１の用途はこれに限られるものではなく、適宜変更可能である。

【0012】

具体的に、船舶１は、甲板１２を有する船体１１を含む。甲板１２は船体１１の上面を構成する。本実施形態では、甲板１２が船体１１の全長に亘ってフラットであるが、甲板１２は、船首部および船尾部の一方または双方が中間部よりも高くなるか低くなるように構成されてもよい。

【0013】

船体１１内には、船長方向に並ぶ複数のカーゴタンク１３が設けられており、これらのカーゴタンク１３に積荷である液体が貯留される。また、船体１１内には、船尾（すなわちカーゴタンク１３の後方）にエンジンルーム１４が設けられている。さらに、甲板１２上の船尾部分には、上部構造体１５が設けられている。上部構造体１５は、ブリッジや居住区を含む。

【0014】

エンジンルーム１４内には、プロペラ１６を駆動する推進用エンジンが配置される。本実施形態では、船舶１が機械推進船であるため、推進用エンジンが、プロペラ１６を直接的に駆動するメインエンジン９１（図２参照）である。また、エンジンルーム１４内には、図２に示すように、船内電力を生成するための複数の発電用エンジン９２と、余剰の燃料を処理するための補助ボイラ９３も配置されている。

【0015】

ただし、船舶１が電気推進船である場合は、メインエンジン９１が省略されて発電用エンジン９２が発電機およびモータを介してプロペラ１６を駆動するため、発電用エンジン９２が推進用エンジンとなる。

【0016】

推進用エンジンであるメインエンジン９１および発電用エンジン９２は、液化ガスを燃料とする。本実施形態では、その液化ガスを貯留する２つの燃料タンク２が甲板１２上に配置されている。ただし、燃料タンク２の数は１つであっても３つ以上であってもよい。燃料である液化ガスは、例えば、ＬＮＧ、ＬＰＧ、ＬＨ₂などである。積荷が液化ガスである場合は、燃料は積荷と同じであってもよいし、異なってもよい。

【0017】

本実施形態では、メインエンジン９１および発電用エンジン９２が、燃料噴射圧が０．５～１０ＭＰａ程度のオットーサイクルのレシプロエンジンである。また、本実施形態では、図２に示すように、液化ガスを強制的に気化した気化ガスおよび燃料タンク２内で気化したＢＯＧ（Boil Off Gas）が燃料としてメインエンジン９１および発電用エンジン９２へ供給される。ただし、液化ガスがＬＰＧの場合は、ＬＰＧが液体のまま燃料としてメインエンジン９１へ供給されてもよい。

【0018】

メインエンジン９１は、燃料噴射圧が２５～３５ＭＰａ程度のディーゼルサイクルのレシプロエンジンであってもよい。この場合、液化ガスに由来する超臨界流体が燃料としてメインエンジン９１へ供給されてもよい。あるいは、メインエンジン９１は、ガスタービンエンジンであってもよいし、ボイラと蒸気タービンの組み合わせであってもよい。

【0019】

メインエンジン９１および発電用エンジン９２は、気化ガスおよびＢＯＧである燃料ガスのみを燃料とするガス専焼エンジンであってもよい。あるいは、メインエンジン９１および発電用エンジン９２は、燃料を燃料ガスと燃料油の一方または双方に切り換え可能な二元燃料エンジンであってもよい。

【0020】

燃料タンク２は、本実施形態では、船長方向に長い筒状であり、船長方向において船体１１の略中央に配置されている。ただし、燃料タンク２の形状および位置は適宜変更可能である。

【0021】

燃料タンク２は、船幅方向に互いに離間しており、左舷側および右舷側にそれぞれ位置している。燃料タンク２の間には、燃料調整室４が配置されている。燃料調整室４は、メインエンジン９１および発電用エンジン９２の上流側で燃料の温度および圧力を調整する機器を収容する。

【0022】

図２に示すように、各燃料タンク２へは、燃料受入配管７１を通じて液化ガスが導かれる。各燃料タンク２から燃料調整室４へは、液体配管７２を通じて液化ガスが導かれる。液体配管７２の上流端は、燃料タンク２内に配置されたポンプ２１に接続されている。また、各燃料タンク２から燃料調整室４へは、燃料タンク２内で気化したＢＯＧがＢＯＧ配管７３を通じて導かれる。ＢＯＧ配管７３からは返送配管７４が分岐しており、燃料タンク２内への液化ガスの供給時にはその返送配管７４を通じて供給量と同程度の量のガスが液化ガスの供給源へ返送される。

【0023】

燃料調整室４内では、液体配管７２が気化器８１に接続されている。気化器８１では液化ガスが気化されて気化ガスが生成され、生成された気化ガスが配管８２を通じてバッファ容器８３へ導かれる。気化器８１は、気化ガスの温度および圧力を調整する役割を果たす。

【0024】

また、燃料調整室４内では、ＢＯＧ配管７３が加熱器８５に接続されている。加熱器８５で加熱されたＢＯＧは、配管８６を通じてバッファ容器８３へ導かれる。配管８６には圧縮機８７が設けられている。加熱器８５および圧縮機８７は、ＢＯＧの温度および圧力を調整する役割を果たす。

【0025】

バッファ容器８３には、気化ガスとＢＯＧの混合体である燃料が一時的に貯留される。燃料調整室４で温度および圧力が調整された燃料、つまりバッファ容器８３に一時的に貯留された燃料は、第１燃料供給配管９Ａを通じて燃料調整室４からメインエンジン９１へ導かれ、第２燃料供給配管９Ｂを通じて燃料調整室４から発電用エンジン９２へ導かれ、第３燃料供給配管９Ｃを通じて燃料調整室４から補助ボイラ９３へ導かれる。

【0026】

第１燃料供給配管９Ａには、複数の弁を含む弁ユニット９４が設けられている。同様に、第２燃料供給配管９Ｂおよび第３燃料供給配管９Ｃのそれぞれにも弁ユニット９４が設けられている。本実施形態では、弁ユニット９４がエンジンルーム１４内に位置しているが、弁ユニット９４は燃料調整室４内に位置してもよい。あるいは、弁ユニット９４専用の部屋がある場合は、弁ユニット９４はそこに配置されてもよい。

【0027】

図３Ａ，３Ｂに示すように、本実施形態では、船舶１が、燃料調整室４内へ外気を取り込む吸気路５と、燃料調整室４内の空気を排出する排気路６を含む。本実施形態では、吸気路５および排気路６が１つずつ設けられているが、吸気路５が複数設けられてもよいし、排気路６が複数設けられてもよい。

【0028】

吸気路５は、大気に対する開口を形成する第１ベンチレーター５１と、燃料調整室４内に設けられた吸気ダクト５２を含む。本実施形態では吸気ダクト５２が第１ベンチレーター５１と接続される上流端から下流端まで分岐せずに延びているが、第１ベンチレーター５１が複数設けられ、吸気ダクト５２が上流側に向かって分岐してもよい。あるいは、吸気ダクト５２は、後述する吸気口５０を複数有するように下流側に向かって分岐してもよい。

【0029】

同様に、排気路６は、大気に対する開口を形成する第２ベンチレーター６１と、燃料調整室４内に設けられた排気ダクト６２を含む。本実施形態では排気ダクト６２が上流端から第２ベンチレーター６１と接続される下流端まで分岐せずに延びているが、第２ベンチレーター６１が複数設けられ、排気ダクト６２が下流側に向かって分岐してもよい。あるいは、排気ダクト６２は、後述する排気口６０を複数有するように上流側に向かって分岐してもよい。

【0030】

本実施形態では、第１ベンチレーター５１および第２ベンチレーター６１が燃料調整室４の屋根に設けられたマッシュルームベンチレーターである。ただし、第１ベンチレーター５１および第２ベンチレーター６１としては、種々の形状のベンチレーターが採用可能である。例えば、第１ベンチレーター５１および第２ベンチレーター６１は、燃料調整室４の側壁に設けられた、フード付きのルーバーベンチレーターであってもよい。

【0031】

本実施形態では、吸気路５にファン５３が設けられるとともに、排気路６にファン６３が設けられている。ただし、ファンは必ずしも吸気路５と排気路６の双方に設けられる必要はなく、排気路６のみに設けられてもよい。

【0032】

本実施形態では、ファン５３が第１ベンチレーター５１に設けられているが、ファン５３は吸気ダクト５２に設けられてもよい。同様に、本実施形態では、ファン６３が第２ベンチレーター６１に設けられているが、ファン６３は排気ダクト６２に設けられてもよい。吸気路５にはファン５３の上流側にフィルタが設けられてもよいし、排気路６にはファン６３の上流側にフィルタが設けられてもよい。

【0033】

通常、ファン５３，６３は常時駆動される。ただし、複数の第１ベンチレーター５１が設けられ、それらの第１ベンチレーター５１にファン５３が設けられる場合は、必ずしも全てのファン５３が駆動される必要はなく、いずれかのファン５３が停止していてもよい。同様に、複数の第２ベンチレーター６１が設けられ、それらの第２ベンチレーター６１にファン６３が設けられる場合は、必ずしも全てのファン６３が駆動される必要はなく、いずれかのファン６３が停止していてもよい。

【0034】

本実施形態では、燃料である液化ガスに由来する気化ガスが空気よりも軽い。換言すれば、気化ガスの密度は空気の密度よりも小さい。このような気化ガスの元となる液化ガスは、例えば、ＬＮＧやＬＨ₂である。そして、燃料調整室４内での排気ダクト６２の開口である排気口６０は、燃料調整室４内での吸気ダクト５２の開口である吸気口５０よりも上方に位置する。

【0035】

本実施形態では、排気路６の圧力損失が吸気路５の圧力損失よりも小さい。特に、本実施形態では、排気路６の断面積が吸気路５の断面積よりも大きく設定されている。このため、燃料調整室４内を負圧にすることができる。これにより、燃料調整室４内で燃料が漏洩したときに、漏洩した燃料を直ちに排出することができる。ただし、排気路６の圧力損失は吸気路５の圧力損失と等しくてもよい。

【0036】

なお、排気路６の圧力損失を吸気路５の圧力損失よりも小さくするには、吸気路５と排気路６の断面積を同じとする一方、排気路６の長さを吸気路５の長さよりも短くしてもよい。また、燃料調整室４内を負圧にするには、ファン６３の直径または回転数をファン５３の直径または回転数よりも大きくしてもよい。

【0037】

以上説明したように、本実施形態の船舶１では、排気路６および吸気路５に設けられたファン６３，５３によって燃料調整室４内が換気される。従って、燃料調整室４内で燃料が漏洩したとしても燃料調整室４内の安全性を確保することができる。

【0038】

また、本実施形態では、燃料である液化ガスに由来する気化ガスが空気よりも軽く、排気口６０が吸気口５０よりも上方に位置するので、燃料調整室４内で燃料が漏洩したときに、漏洩した燃料を優先的に排出することができる。

【0039】

（変形例）
本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0040】

例えば、図４Ａ，４Ｂに示すように、燃料タンク２が船尾に配置され、この燃料タンク２の前方に燃料調整室４が配置されてもよい。

【0041】

また、燃料である液化ガスに由来する気化ガスは空気よりも重くてもよい。このような気化ガスの元となる液化ガスは、例えばＬＰＧである。この場合、排気口６０は吸気口５０よりも下方に位置することが望ましい。この構成でも、燃料調整室４内で燃料が漏洩したときに、漏洩した燃料を優先的に排出することができる。

【0042】

さらに、燃料タンク２および燃料調整室４は、必ずしも甲板１２上に配置される必要はなく、燃料タンク２および燃料調整室４の一方または双方が船体１１内に配置されてもよい。燃料調整室４が船体１１内に配置される場合、第１ベンチレーター５１および第２ベンチレーター６１が甲板１２に設けられてもよい。この場合、吸気ダクト５２および排気ダクト６２が、燃料調整室４の天井または側壁を貫通して甲板１２まで延びてもよい。

【0043】

（まとめ）
第１の態様として、本開示は、液化ガスを燃料とする推進用エンジンと、前記推進用エンジンの上流側で前記燃料の温度および圧力を調整する機器を収容する燃料調整室と、前記燃料調整室内へ外気を取り込む吸気路と、前記燃料調整室内の空気を排出する排気路と、を備え、前記排気路にはファンが設けられている、船舶を提供する。

【0044】

上記の構成によれば、排気路に設けられたファンによって燃料調整室内が換気される。従って、燃料調整室内で燃料が漏洩したとしても燃料調整室内の安全性を確保することができる。

【0045】

第２の態様として、第１の態様において、例えば、前記吸気路にはファンが設けられてもよい。

【0046】

第３の態様として、第１または第２の態様において、例えば、前記吸気路は、大気に対する開口を形成する第１ベンチレーターと、前記燃料調整室内に設けられた吸気ダクトを含み、前記排気路は、大気に対する開口を形成する第２ベンチレーターと、前記燃料調整室内に設けられた排気ダクトを含んでもよい。

【0047】

第４の態様として、第３の態様において、前記液化ガスに由来する気化ガスは空気よりも重く、前記燃料調整室内での前記排気ダクトの開口である排気口は、前記燃料調整室内での前記吸気ダクトの開口である吸気口よりも下方に位置してもよい。この構成によれば、燃料調整室内で燃料が漏洩したときに、漏洩した燃料を優先的に排出することができる。

【0048】

第５の態様として、第３の態様において、前記液化ガスに由来する気化ガスは空気よりも軽く、前記燃料調整室内での前記排気ダクトの開口である排気口は、前記燃料調整室内での前記吸気ダクトの開口である吸気口よりも上方に位置してもよい。この構成によれば、燃料調整室内で燃料が漏洩したときに、漏洩した燃料を優先的に排出することができる。

【0049】

第６の態様として、第１乃至第５の態様の何れかにおいて、前記排気路の圧力損失は、前記吸気路の圧力損失よりも小さくてもよい。この構成によれば、燃料調整室内を負圧にすることができる。これにより、燃料調整室内で燃料が漏洩したときに、漏洩した燃料を直ちに排出することができる。

【符号の説明】

【0050】

１ 船舶
１１ 船体
４ 燃料調整室
５ 吸気路
５０ 吸気口
５１ 第１ベンチレーター
５２ 吸気ダクト
５３ ファン
６ 排気路
６０ 排気口
６１ 第２ベンチレーター
６２ 排気ダクト
６３ ファン
９１ メインエンジン（推進用エンジン）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】