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(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】P2023034697
(43)【公開日】2023-03-13
(54)【発明の名称】浮体
(51)【国際特許分類】
B63B 25/16 20060101AFI20230306BHJP
B63H 21/38 20060101ALI20230306BHJP
B63H 21/14 20060101ALI20230306BHJP
F17C 13/00 20060101ALI20230306BHJP
F25J 1/02 20060101ALI20230306BHJP
F25J 3/06 20060101ALI20230306BHJP
F25J 3/08 20060101ALI20230306BHJP
F02B 43/10 20060101ALI20230306BHJP
F02M 21/02 20060101ALI20230306BHJP
F02M 25/00 20060101ALI20230306BHJP
F23K 5/00 20060101ALI20230306BHJP
【ＦＩ】
B63B25/16 A
B63H21/38 B
B63B25/16 D
B63H21/14
F17C13/00 302A
F25J1/02
F25J3/06
F25J3/08
F02B43/10 Z
F02M21/02 N
F02M21/02 301A
F02M25/00 F
F23K5/00 307Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021141040
(22)【出願日】2021-08-31
(71)【出願人】
【識別番号】518022743
【氏名又は名称】三菱造船株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】山田 大祐
【テーマコード（参考）】
3E172
3K068
4D047
【Ｆターム（参考）】
3E172AA03
3E172AA06
3E172AB20
3E172BA06
3E172BB02
3E172BB12
3E172BB17
3E172BD01
3E172HA04
3E172HA08
3E172HA12
3E172JA08
3K068AA11
3K068AB14
3K068AB29
3K068CB01
4D047AA07
4D047AB00
4D047BA02
4D047BA09
4D047BB06
4D047CA16
4D047DA01
(57)【要約】
【課題】タンク内に貯留されている混合ガス中の不活性ガスを取り除き、該混合ガスの単位体積当たりの熱量を増加させることができる浮体を提供する。
【解決手段】浮体本体と、前記浮体本体に設けられて、アンモニアが貯留されるとともに、アンモニアと該アンモニアとは異なる他のガスとの混合ガスが気相分として貯留されたタンクと、前記タンク内の前記混合ガスが導かれて、該混合ガスを圧縮する圧縮部と、前記圧縮部によって圧縮された前記混合ガスが導入されることで、該混合ガスを前記アンモニアと前記他のガスとに分離する分離膜と、前記分離膜によって分離されて前記タンク内に戻される前記アンモニアを冷却する冷却部と、を備える浮体。
【選択図】図２
【解決手段】浮体本体と、前記浮体本体に設けられて、アンモニアが貯留されるとともに、アンモニアと該アンモニアとは異なる他のガスとの混合ガスが気相分として貯留されたタンクと、前記タンク内の前記混合ガスが導かれて、該混合ガスを圧縮する圧縮部と、前記圧縮部によって圧縮された前記混合ガスが導入されることで、該混合ガスを前記アンモニアと前記他のガスとに分離する分離膜と、前記分離膜によって分離されて前記タンク内に戻される前記アンモニアを冷却する冷却部と、を備える浮体。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
浮体本体と、
前記浮体本体に設けられて、アンモニアが貯留されるとともに、アンモニアと該アンモニアとは異なる他のガスとの混合ガスが気相分として貯留されたタンクと、
前記タンク内の前記混合ガスが導かれて、該混合ガスを圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部によって圧縮された前記混合ガスが導入されることで、該混合ガスを前記アンモニアと前記他のガスとに分離する分離膜と、
前記分離膜によって分離されて前記タンク内に戻される前記アンモニアを冷却する冷却部と、
を備える浮体。
前記浮体本体に設けられて、アンモニアが貯留されるとともに、アンモニアと該アンモニアとは異なる他のガスとの混合ガスが気相分として貯留されたタンクと、
前記タンク内の前記混合ガスが導かれて、該混合ガスを圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部によって圧縮された前記混合ガスが導入されることで、該混合ガスを前記アンモニアと前記他のガスとに分離する分離膜と、
前記分離膜によって分離されて前記タンク内に戻される前記アンモニアを冷却する冷却部と、
を備える浮体。
【請求項2】
前記圧縮部で圧縮された前記混合ガスを凝縮可能なコンデンサと、
前記コンデンサによって凝縮された前記混合ガスを断熱膨張可能な膨張弁と、
を更に備え、
前記圧縮部、前記コンデンサ、及び前記膨張弁によって、前記混合ガスを再液化させる再液化装置が構成されており、
前記圧縮部により圧縮された前記混合ガスを前記分離膜に供給するアンモニア回収モードと、前記圧縮部により圧縮された前記混合ガスを前記コンデンサに供給する再液化モードとに切り替え可能な切替部を更に備える請求項１に記載の浮体。
前記コンデンサによって凝縮された前記混合ガスを断熱膨張可能な膨張弁と、
を更に備え、
前記圧縮部、前記コンデンサ、及び前記膨張弁によって、前記混合ガスを再液化させる再液化装置が構成されており、
前記圧縮部により圧縮された前記混合ガスを前記分離膜に供給するアンモニア回収モードと、前記圧縮部により圧縮された前記混合ガスを前記コンデンサに供給する再液化モードとに切り替え可能な切替部を更に備える請求項１に記載の浮体。
【請求項3】
前記圧縮部で圧縮された前記混合ガスを凝縮可能なコンデンサと、
前記コンデンサによって凝縮された前記混合ガスを断熱膨張可能な膨張弁と、
を更に備え、
前記圧縮部、前記コンデンサ、及び前記膨張弁によって、前記混合ガスを再液化させる再液化装置が構成されており、
前記コンデンサは、前記冷却部を兼ねており、
前記圧縮部により圧縮された前記混合ガスを前記分離膜に供給するとともに、前記分離膜により分離された前記アンモニアを前記コンデンサに供給するアンモニア回収モードと、前記圧縮部により圧縮された前記混合ガスを前記分離膜を経由させずに前記コンデンサに供給する再液化モードとに切り替え可能な切替部を備える請求項１に記載の浮体。
前記コンデンサによって凝縮された前記混合ガスを断熱膨張可能な膨張弁と、
を更に備え、
前記圧縮部、前記コンデンサ、及び前記膨張弁によって、前記混合ガスを再液化させる再液化装置が構成されており、
前記コンデンサは、前記冷却部を兼ねており、
前記圧縮部により圧縮された前記混合ガスを前記分離膜に供給するとともに、前記分離膜により分離された前記アンモニアを前記コンデンサに供給するアンモニア回収モードと、前記圧縮部により圧縮された前記混合ガスを前記分離膜を経由させずに前記コンデンサに供給する再液化モードとに切り替え可能な切替部を備える請求項１に記載の浮体。
【請求項4】
前記タンクに貯留された前記アンモニアを燃料として燃焼装置に供給する供給ラインと、
前記供給ラインを介して前記タンクから前記燃焼装置に前記他のガスを供給可能なガス供給装置と、
前記供給ラインを介して前記燃焼装置に供給された前記他のガスとともに前記燃焼装置、及び前記供給ラインの内部に残留した前記アンモニアが導入される一時貯留部と、
前記一時貯留部と前記タンクとを接続するとともに、前記一時貯留部内で気化した前記アンモニアを前記他のガスとともに前記タンク内に戻す回収ラインと、
を更に備える請求項１から３の何れか一項に記載の浮体。
前記供給ラインを介して前記タンクから前記燃焼装置に前記他のガスを供給可能なガス供給装置と、
前記供給ラインを介して前記燃焼装置に供給された前記他のガスとともに前記燃焼装置、及び前記供給ラインの内部に残留した前記アンモニアが導入される一時貯留部と、
前記一時貯留部と前記タンクとを接続するとともに、前記一時貯留部内で気化した前記アンモニアを前記他のガスとともに前記タンク内に戻す回収ラインと、
を更に備える請求項１から３の何れか一項に記載の浮体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、浮体に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ＬＮＧ等を主燃料とする船舶が開示されている。ＬＮＧ等の液化ガスを主燃料とする船舶では、液化ガスを貯蔵するタンク内でタンク外部からの自然入熱により液化ガスが気化してＢＯＧ（boil off gas）が発生する。タンク内でＢＯＧが増加するとタンク内の圧力が上昇する。タンク内の圧力上昇を抑制するためのＢＯＧの処理としては、特許文献１のように再液化装置の冷凍サイクルを用いて圧縮されたＢＯＧを再液化させてタンク内に液体燃料として戻す処理や、気体燃料として燃焼装置に導入する処理等が有る。
【0003】
一方で、船舶の分野では脱炭素燃料であるアンモニアを主機等の燃焼装置の燃料として導入することが検討されている。液化ガスの一種であるアンモニアを燃焼装置の燃料とした場合、アンモニアを貯蔵するタンク内でもＢＯＧが発生するため、上記のようなＢＯＧの処理が必要となる。
また、船舶の運航中における液化ガスのタンク内には、ポンプ等の装置に用いられるシールガスや、配管内雰囲気の置換に用いられるパージガス等の不活性ガスが混入する。したがって、タンク内における気相分は、この不活性ガスとＢＯＧとの混合ガスとなる。
また、船舶の運航中における液化ガスのタンク内には、ポンプ等の装置に用いられるシールガスや、配管内雰囲気の置換に用いられるパージガス等の不活性ガスが混入する。したがって、タンク内における気相分は、この不活性ガスとＢＯＧとの混合ガスとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００９－２０４０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献１に記載された船舶では、貯蔵タンク内のＢＯＧを再液化させて液化ガスとするが、不活性ガスは再液化されずに気体状態のままこの液化ガス中に混在し、タンク内へ一緒に戻る場合が有る。即ち、混合ガス中の不活性ガスの割合が高まってしまう場合が有る。したがって、例えば、タンク内に貯留されている混合ガスを気体燃料とする場合には、混合ガスの単位体積当たりの熱量が低下してしまうという課題が有る。また、混合ガス中の不活性ガスの割合が高まると、再液化効率が低下してしまう場合が有る。
【0006】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、タンク内に貯留されている混合ガスの単位体積当たりの熱量を増加させることができる浮体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】
【0007】
上記課題を解決するために、本開示に係る浮体は、浮体本体と、前記浮体本体に設けられて、アンモニアが貯留されるとともに、アンモニアと該アンモニアとは異なる他のガスとの混合ガスが気相分として貯留されたタンクと、前記タンク内の前記混合ガスが導かれて、該混合ガスを圧縮する圧縮部と、前記圧縮部によって圧縮された前記混合ガスが導入されることで、該混合ガスを前記アンモニアと前記他のガスとに分離する分離膜と、前記分離膜によって分離されて前記タンク内に戻される前記アンモニアを冷却する冷却部と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、タンク内に貯留されている混合ガスの単位体積当たりの熱量を増加させることができる浮体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の実施形態に係る浮体の側面図である。
【図2】本開示の第一実施形態に係るＢＯＧ処理系統を示す図である。
【図3】本開示の第二実施形態に係るＢＯＧ処理系統を示す図である。
【図4】本開示の第三実施形態に係るＢＯＧ処理系統を示す図である。
【図5】本開示のその他の実施形態に係るＢＯＧ処理系統を示す図である。
【図6】本開示のその他の実施形態に係るＢＯＧ処理系統を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の各実施形態に係る浮体を図面に基づき説明する。
【0011】
［第一実施形態］
（浮体の構成）
本実施形態における浮体は、アンモニアを燃料とする船舶である。浮体の船種は、特定のものに限られることはない。浮体の船種には、例えば液化ガス運搬船、フェリー、ＲＯ－ＲＯ船、自動車運搬船、客船等が挙げられる。
（浮体の構成）
本実施形態における浮体は、アンモニアを燃料とする船舶である。浮体の船種は、特定のものに限られることはない。浮体の船種には、例えば液化ガス運搬船、フェリー、ＲＯ－ＲＯ船、自動車運搬船、客船等が挙げられる。
【0012】
図１及び図２に示すように、浮体１は、浮体本体１０と、上部構造２０と、燃焼装置３０と、タンク４０と、燃料供給系統５０と、ガス供給系統６０と、パージ系統７０と、アンモニア回収系統８０と、ＢＯＧ処理系統１２０と、を備えている。
【0013】
（浮体本体）
図１に示すように、浮体本体１０は、舷側１１Ａ，１１Ｂと、船底１２と、上甲板１３と、を有している船体である。舷側１１Ａ，１１Ｂは、左右の舷側１１Ａ，１１Ｂ及び舷側１１Ａ，１１Ｂをそれぞれ形成する一対の舷側外板を有している。船底１２は、これら舷側１１Ａ，１１Ｂを接続する二重底の船底１２外板を有している。上甲板１３は、一対の舷側外板に亘って設けられている。
図１に示すように、浮体本体１０は、舷側１１Ａ，１１Ｂと、船底１２と、上甲板１３と、を有している船体である。舷側１１Ａ，１１Ｂは、左右の舷側１１Ａ，１１Ｂ及び舷側１１Ａ，１１Ｂをそれぞれ形成する一対の舷側外板を有している。船底１２は、これら舷側１１Ａ，１１Ｂを接続する二重底の船底１２外板を有している。上甲板１３は、一対の舷側外板に亘って設けられている。
【0014】
これら舷側１１Ａ，１１Ｂ、船底１２、及び上甲板１３により、浮体本体１０の外殻は、船首尾方向Ｆａに直交する断面視で、箱型形状を成している。本実施形態における船首尾方向Ｆａとは、浮体本体１０の船尾１５から船首１４にかけて延びる方向である。
【0015】
（上部構造）
上部構造２０は、上甲板１３から上下方向Ｄｖの上方側に向かうように設けられている構造物である。上部構造２０内には、例えば、居住区や船橋等が設けられている。
上部構造２０は、上甲板１３から上下方向Ｄｖの上方側に向かうように設けられている構造物である。上部構造２０内には、例えば、居住区や船橋等が設けられている。
【0016】
（燃焼装置）
燃焼装置３０は、燃料を燃焼させることで熱エネルギーを発生させる装置である。燃焼装置３０は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている機関室（図示省略）等の区画に設けられている。燃焼装置３０としては、浮体１を推進させるための主機や、船内に電気を供給する発電機、作動流体としての蒸気を発生させるボイラ等を例示できる。本実施形態における燃焼装置３０は、燃料としてアンモニアを用いる主機である。
燃焼装置３０は、燃料を燃焼させることで熱エネルギーを発生させる装置である。燃焼装置３０は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている機関室（図示省略）等の区画に設けられている。燃焼装置３０としては、浮体１を推進させるための主機や、船内に電気を供給する発電機、作動流体としての蒸気を発生させるボイラ等を例示できる。本実施形態における燃焼装置３０は、燃料としてアンモニアを用いる主機である。
【0017】
（タンク）
タンク４０は、燃焼装置３０用の燃料としてアンモニアを内部に貯留するタンク４０である。本実施形態におけるタンク４０は、上部構造２０よりも船首尾方向Ｆａにおける船尾１５側の上甲板１３上に設けられている。
タンク４０は、燃焼装置３０用の燃料としてアンモニアを内部に貯留するタンク４０である。本実施形態におけるタンク４０は、上部構造２０よりも船首尾方向Ｆａにおける船尾１５側の上甲板１３上に設けられている。
【0018】
（燃料供給系統）
燃料供給系統５０は、タンク４０から燃焼装置３０にアンモニアを供給する系統である。本実施形態における燃料供給系統５０は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。
図２に示すように、燃料供給系統５０は、供給ライン５１と、リターンライン５２と、を含んでいる。
燃料供給系統５０は、タンク４０から燃焼装置３０にアンモニアを供給する系統である。本実施形態における燃料供給系統５０は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。
図２に示すように、燃料供給系統５０は、供給ライン５１と、リターンライン５２と、を含んでいる。
【0019】
供給ライン５１は、タンク４０と燃焼装置３０とを接続している管である。供給ライン５１には、燃料としてのアンモニアがタンク４０から燃焼装置３０に向かって流れる。したがって、燃焼装置３０には、供給ライン５１を介してタンク４０からアンモニアが導入される。なお、供給ライン５１には、タンク４０から燃焼装置３０へアンモニアを圧送するためのポンプ（図示省略）と、このポンプによって燃焼装置３０へ導かれる供給ライン５１内のアンモニアを加熱する熱交換器（図示省略）等が設けられている。
【0020】
リターンライン５２は、燃焼装置３０とタンク４０とを接続している管である。リターンライン５２の一端は燃焼装置３０に接続されており、他端はタンク４０に接続されている。リターンライン５２には、燃焼装置３０内で燃焼しきらずに残留したアンモニアが燃焼装置３０からタンク４０に向かって流れる。したがって、リターンライン５２によってタンク４０に送られたアンモニアは、タンク４０内で供給ライン５１内に再度供給されることで、燃焼装置３０の燃焼に再度用いられる。
【0021】
（ガス供給系統）
ガス供給系統６０は、不活性ガスを燃料供給系統５０及び燃焼装置３０に送り、燃料供給系統５０及び燃焼装置３０に存在するアンモニアをパージする系統である。本実施形態におけるガス供給系統６０は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。ガス供給系統６０は、不活性ガス供給装置６１と、第一パージライン６２と、第一パージ弁６３と、を含んでいる。
ガス供給系統６０は、不活性ガスを燃料供給系統５０及び燃焼装置３０に送り、燃料供給系統５０及び燃焼装置３０に存在するアンモニアをパージする系統である。本実施形態におけるガス供給系統６０は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。ガス供給系統６０は、不活性ガス供給装置６１と、第一パージライン６２と、第一パージ弁６３と、を含んでいる。
【0022】
不活性ガス供給装置６１は、アンモニアと非反応性のパージ用の不活性ガスを生成するとともに圧送する装置である。不活性ガスには、例えば窒素ガス（Ｎ２）等の気体が挙げられる。本実施形態における不活性ガス供給装置６１は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。
以下、不活性ガスをアンモニアとは異なる気体として、他のガスと称する。
以下、不活性ガスをアンモニアとは異なる気体として、他のガスと称する。
【0023】
第一パージライン６２は、不活性ガス供給装置６１が生成する不活性ガスが流れる管である。第一パージライン６２の一端は、不活性ガス供給装置６１に接続されている。第一パージライン６２の他端は、供給ライン５１に接続されている。
【0024】
不活性ガス供給装置６１から第一パージライン６２を介して圧送される他のガスは、供給ライン５１に流入した後、燃焼装置３０、リターンライン５２の順に圧送される。これにより、この他のガスは、供給ライン５１内、燃焼装置３０内、及びリターンライン５２内に存在するアンモニアを押し出す（パージする）。
【0025】
第一パージ弁６３は、第一パージライン６２に設けられている自動操作弁である。第一パージ弁６３は、通常時は閉塞状態とされており、所定のタイミングで開放状態とされる。第一パージ弁６３が開放状態になると、他のガスが第一パージライン６２内を不活性ガス供給装置６１から供給ライン５１に向かって流れることが可能になる。なお、本実施形態で示す自動操作弁は、電磁弁や、電動モータで駆動する弁等を含む。
【0026】
（パージ系統）
パージ系統７０は、供給ライン５１内、燃焼装置３０内、及びリターンライン５２内に残留するアンモニアをタンク４０に導く系統である。本実施形態におけるパージ系統７０は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。パージ系統７０は、複数の第二パージライン７１と、複数の第二パージ弁７２と、を含んでいる。
パージ系統７０は、供給ライン５１内、燃焼装置３０内、及びリターンライン５２内に残留するアンモニアをタンク４０に導く系統である。本実施形態におけるパージ系統７０は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。パージ系統７０は、複数の第二パージライン７１と、複数の第二パージ弁７２と、を含んでいる。
【0027】
複数の第二パージライン７１の一端は、供給ライン５１及びリターンライン５２にそれぞれ接続されている。複数の第二パージライン７１の他端は、燃料供給系統５０外部のアンモニア回収系統８０に向かって延びている。供給ライン５１内、燃焼装置３０内、及びリターンライン５２に存在するアンモニアが他のガスにパージされることで、このアンモニアは第二パージライン７１内を他のガスとともに燃料供給系統５０の外部へ押し出される。
【0028】
本実施形態では、一例として、二つの第二パージライン７１が、それぞれ供給ライン５１と一時貯留部８１、及びリターンライン５２と一時貯留部８１を接続している。
【0029】
複数の第二パージ弁７２は、複数の第二パージライン７１にそれぞれ一つずつ設けられている自動操作弁である。第二パージ弁７２は、通常時は閉塞状態とされており、第一パージ弁６３とともに開放状態とされる。したがって、第一パージ弁６３及び第二パージ弁７２が開放状態になると、他のガスは第一パージライン６２を流れて、供給ライン５１内、燃焼装置３０内、及びリターンライン５２内に流入する。
【0030】
他のガスがこれら供給ライン５１内、燃焼装置３０内、及びリターンライン５２内に流入すると、この他のガスによりパージされたアンモニアは、各第二パージライン７１を介して一時貯留部８１に向かって流れる。即ち、供給ライン５１内、燃焼装置３０内、及びリターンライン５２内に残留しているアンモニアが他のガスに置換される（パージされる）。
【0031】
（アンモニア回収系統）
アンモニア回収系統８０は、燃料供給系統５０からパージされたアンモニアを、パージ系統７０を通じて一時的に回収するとともに、この回収したアンモニアをタンク４０に戻す系統である。本実施形態におけるアンモニア回収系統８０は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。
アンモニア回収系統８０は、一時貯留部８１と、回収ライン８２と、を含んでいる。
アンモニア回収系統８０は、燃料供給系統５０からパージされたアンモニアを、パージ系統７０を通じて一時的に回収するとともに、この回収したアンモニアをタンク４０に戻す系統である。本実施形態におけるアンモニア回収系統８０は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。
アンモニア回収系統８０は、一時貯留部８１と、回収ライン８２と、を含んでいる。
【0032】
一時貯留部８１は、供給ライン５１内、燃焼装置３０内、及びリターンライン５２内に残留したアンモニアを内部に一時的に貯留する容器である。一時貯留部８１には、第二パージライン７１を通じて供給ライン５１内、燃焼装置３０内、及びリターンライン５２内のアンモニアが導入される。本実施形態における一時貯留部８１は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。
【0033】
回収ライン８２は、一時貯留部８１内の気化したアンモニアをタンク４０に戻すための管である。回収ライン８２は、一時貯留部８１とタンク４０とを接続している。したがって、一時貯留部８１内のアンモニアは回収ライン８２内をタンク４０に向かって流れる。
【0034】
なお、アンモニア回収系統８０は、一時貯留部８１内に貯留されたオイルを一時貯留部８１の外部へ取り出して回収するオイルキャッチタンクや、回収ライン８２内をアンモニア及び他のガスとともに同伴して流れるミスト状のオイルを上記オイルキャッチタンクに回収するためのオイルミストセパレータを含んでいてもよい。
【0035】
燃焼装置３０には、この燃焼装置３０で生じた排ガスＧ１を浮体本体１０外部へ導くためのダクトである煙道１１０の一端が接続されている。煙道１１０の他端は、上甲板１３を貫通して浮体本体１０外部における上下方向Ｄｖの上方側に延びている。なお、図１に示すように煙道１１０の浮体本体１０外部に延びている部分は、船体構造１７０及びファンネル１８０によって囲まれている。
【0036】
（ＢＯＧ処理系統）
ＢＯＧ処理系統１２０は、タンク４０内に気相分として貯留されたアンモニアとこのアンモニアとは異なる他のガスとの混合ガスを処理する系統である。本実施形態における混合ガスは、タンク４０内の液化アンモニアが揮発することによって生じるＢＯＧと、燃料供給系統５０及びアンモニア回収系統８０から流入する他のガスとが混合した気体である。本実施形態におけるＢＯＧ処理系統１２０は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。
ＢＯＧ処理系統１２０は、タンク４０内に気相分として貯留されたアンモニアとこのアンモニアとは異なる他のガスとの混合ガスを処理する系統である。本実施形態における混合ガスは、タンク４０内の液化アンモニアが揮発することによって生じるＢＯＧと、燃料供給系統５０及びアンモニア回収系統８０から流入する他のガスとが混合した気体である。本実施形態におけるＢＯＧ処理系統１２０は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。
【0037】
ＢＯＧ処理系統１２０は、第一処理ライン１２６と、圧縮部１２１と、第二処理ライン１２７と、分離膜１２２と、第一アンモニアライン１３０と、冷却部１２３と、ガスライン１３２と、を含んでいる。
【0038】
（第一処理ライン）
第一処理ライン１２６は、タンク４０内の混合ガスを圧縮部１２１へ導く管である。第一処理ライン１２６は、タンク４０と圧縮部１２１とを接続している。第一処理ライン１２６内では、タンク４０から導入された混合ガスが圧縮部１２１に向かって流れる。
第一処理ライン１２６は、タンク４０内の混合ガスを圧縮部１２１へ導く管である。第一処理ライン１２６は、タンク４０と圧縮部１２１とを接続している。第一処理ライン１２６内では、タンク４０から導入された混合ガスが圧縮部１２１に向かって流れる。
【0039】
（圧縮部）
圧縮部１２１は、タンク４０内の混合ガスを圧縮する。圧縮部１２１には、第一処理ライン１２６を介して混合ガスが導入される。本実施形態における圧縮部１２１は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。圧縮部１２１には、本実施形態の燃焼装置３０（主機）とは異なるエンジン等に用いられる圧縮機を例示できる。
圧縮部１２１は、タンク４０内の混合ガスを圧縮する。圧縮部１２１には、第一処理ライン１２６を介して混合ガスが導入される。本実施形態における圧縮部１２１は、例えば、浮体本体１０内部に設けられている。圧縮部１２１には、本実施形態の燃焼装置３０（主機）とは異なるエンジン等に用いられる圧縮機を例示できる。
【0040】
（第二処理ライン）
第二処理ライン１２７は、圧縮部１２１によって圧縮された混合ガスを分離膜１２２へ導く管である。第二処理ライン１２７は、圧縮部１２１と分離膜１２２とを接続している。第二処理ライン１２７内では、圧縮部１２１によって圧縮された混合ガスが分離膜１２２に向かって流れる。
第二処理ライン１２７は、圧縮部１２１によって圧縮された混合ガスを分離膜１２２へ導く管である。第二処理ライン１２７は、圧縮部１２１と分離膜１２２とを接続している。第二処理ライン１２７内では、圧縮部１２１によって圧縮された混合ガスが分離膜１２２に向かって流れる。
【0041】
（分離膜）
分離膜１２２は、圧縮部１２１によって圧縮された混合ガスが導入されることで、該混合ガスをアンモニアと他のガスとに分離する装置である。分離膜１２２には、第二処理ライン１２７を介して圧縮部１２１から混合ガスが導入される。本実施形態における分離膜１２２としては、例えばゼオライト分離膜を用いることができる。
分離膜１２２は、圧縮部１２１によって圧縮された混合ガスが導入されることで、該混合ガスをアンモニアと他のガスとに分離する装置である。分離膜１２２には、第二処理ライン１２７を介して圧縮部１２１から混合ガスが導入される。本実施形態における分離膜１２２としては、例えばゼオライト分離膜を用いることができる。
【0042】
（第一アンモニアライン）
第一アンモニアライン１３０は、分離膜１２２によって混合ガスから分離したアンモニアをタンク４０へ導く管である。第一アンモニアライン１３０は、分離膜１２２とタンク４０とを接続している。第一アンモニアライン１３０内では、分離膜１２２によって分離されたアンモニアがタンク４０に向かって流れる。
第一アンモニアライン１３０は、分離膜１２２によって混合ガスから分離したアンモニアをタンク４０へ導く管である。第一アンモニアライン１３０は、分離膜１２２とタンク４０とを接続している。第一アンモニアライン１３０内では、分離膜１２２によって分離されたアンモニアがタンク４０に向かって流れる。
【0043】
（冷却部）
冷却部１２３は、分離膜１２２によって分離されてタンク４０内に戻されるアンモニアを冷却する装置である。冷却部１２３は、第一アンモニアライン１３０の中途に設けられている熱交換器である。冷却部１２３には、例えば、ＢＯＧ供給系統の外部から冷却水が導入される。冷却水には、例えば海水や、造水器（図示省略）等によって作られた清水が採用される。
冷却部１２３は、この冷却水と第一アンモニアライン１３０内をタンク４０に向かって流れるアンモニアとを熱交換させることで、このアンモニアを冷却させる。
冷却部１２３は、分離膜１２２によって分離されてタンク４０内に戻されるアンモニアを冷却する装置である。冷却部１２３は、第一アンモニアライン１３０の中途に設けられている熱交換器である。冷却部１２３には、例えば、ＢＯＧ供給系統の外部から冷却水が導入される。冷却水には、例えば海水や、造水器（図示省略）等によって作られた清水が採用される。
冷却部１２３は、この冷却水と第一アンモニアライン１３０内をタンク４０に向かって流れるアンモニアとを熱交換させることで、このアンモニアを冷却させる。
【0044】
（ガスライン）
ガスライン１３２は、分離膜１２２によって混合ガスから分離した他のガスをＢＯＧ処理系統１２０の外部へ取り出す管である。ガスライン１３２の一端は、分離膜１２２に接続されている。ガスライン１３２の他端は、浮体本体１０外部へ延びている。なお、ガスライン１３２内を流通する他のガスにアンモニアが少量含まれる場合は、外部の空気等とこの他のガスに含まれるアンモニアとを混合することでアンモニアの濃度を低下させる希釈装置（図示省略）が、ガスライン１３２の中途に設けられていてもよい。
ガスライン１３２は、分離膜１２２によって混合ガスから分離した他のガスをＢＯＧ処理系統１２０の外部へ取り出す管である。ガスライン１３２の一端は、分離膜１２２に接続されている。ガスライン１３２の他端は、浮体本体１０外部へ延びている。なお、ガスライン１３２内を流通する他のガスにアンモニアが少量含まれる場合は、外部の空気等とこの他のガスに含まれるアンモニアとを混合することでアンモニアの濃度を低下させる希釈装置（図示省略）が、ガスライン１３２の中途に設けられていてもよい。
【0045】
（作用効果）
上記実施形態に係る浮体１の構成によれば、タンク４０内に気相分として貯留されている混合ガスは、圧縮部１２１に導かれて圧縮された後、分離膜１２２を経てアンモニアになる。混合ガスから分離されたこのアンモニアは冷却部１２３で冷却されてタンク４０内へ戻される。この作用が繰り返されることにより、タンク４０内の気相分における他のガスの割合を減少させることができる。したがって、タンク４０内に気相分として貯留されている混合ガスの単位体積当たりの熱量を増加させることができる。
上記実施形態に係る浮体１の構成によれば、タンク４０内に気相分として貯留されている混合ガスは、圧縮部１２１に導かれて圧縮された後、分離膜１２２を経てアンモニアになる。混合ガスから分離されたこのアンモニアは冷却部１２３で冷却されてタンク４０内へ戻される。この作用が繰り返されることにより、タンク４０内の気相分における他のガスの割合を減少させることができる。したがって、タンク４０内に気相分として貯留されている混合ガスの単位体積当たりの熱量を増加させることができる。
【0046】
また、上記実施形態に係る浮体１の構成によれば、一時貯留部８１に燃焼装置３０、供給ライン５１、及びリターンライン５２の内部に残留したアンモニアが導入されて、この一時貯留部８１内で気化したアンモニアが他のガスとともにタンク４０内に戻される。即ち、燃焼装置３０、供給ライン５１、及びリターンライン５２内に残留したアンモニアを他のガスとともにタンク４０内に回収することができる。一方で、タンク４０内における混合ガス中の他のガスの割合を減少させることができるため、タンク４０内における混合ガスの熱量を低下させることがない。したがって、燃焼装置３０、供給ライン５１、及びリターンライン５２内のアンモニアを他のガスとともに積極的に回収することができる。
【0047】
［第二実施形態］
次に、本開示の第二実施形態に係る浮体の構成について図面を参照して説明する。第二実施形態では、ＢＯＧ処理系統の構成が第一実施形態のＢＯＧ処理系統１２０に対して異なっている。第一実施形態と同一部分には同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
次に、本開示の第二実施形態に係る浮体の構成について図面を参照して説明する。第二実施形態では、ＢＯＧ処理系統の構成が第一実施形態のＢＯＧ処理系統１２０に対して異なっている。第一実施形態と同一部分には同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
【0048】
（ＢＯＧ処理系統）
図３に示すように、ＢＯＧ処理系統１２０ａは、第一処理ライン１２６と、圧縮部１２１と、分離ライン１２８と、分離膜１２２と、第一アンモニアライン１３０と、冷却部１２３と、ガスライン１３２と、再液化ライン１２９と、コンデンサ１２４と、膨張弁１２５と、切替部１５０と、を含んでいる。
本実施形態における第一アンモニアライン１３０、冷却部１２３、及びガスライン１３２は、第一実施形態と同様の構成を成している。
図３に示すように、ＢＯＧ処理系統１２０ａは、第一処理ライン１２６と、圧縮部１２１と、分離ライン１２８と、分離膜１２２と、第一アンモニアライン１３０と、冷却部１２３と、ガスライン１３２と、再液化ライン１２９と、コンデンサ１２４と、膨張弁１２５と、切替部１５０と、を含んでいる。
本実施形態における第一アンモニアライン１３０、冷却部１２３、及びガスライン１３２は、第一実施形態と同様の構成を成している。
【0049】
（第一処理ライン）
第一処理ライン１２６は、タンク４０内の混合ガスを圧縮部１２１へ導く管である。第一処理ライン１２６は、タンク４０と圧縮部１２１の第一圧縮機１２１ａとを接続している。第一処理ライン１２６内では、タンク４０から導入された混合ガスが、圧縮部１２１が有する第一圧縮機１２１ａに向かって流れる。
第一処理ライン１２６は、タンク４０内の混合ガスを圧縮部１２１へ導く管である。第一処理ライン１２６は、タンク４０と圧縮部１２１の第一圧縮機１２１ａとを接続している。第一処理ライン１２６内では、タンク４０から導入された混合ガスが、圧縮部１２１が有する第一圧縮機１２１ａに向かって流れる。
【0050】
（圧縮部）
圧縮部１２１は、タンク４０内の混合ガスを圧縮する。本実施形態の圧縮部１２１は、多段圧縮機である。圧縮部１２１は、第一圧縮機１２１ａと、段間ライン１２１ｄと、中間冷却器１２１ｂと、第二圧縮機１２１ｃと、を有している。
圧縮部１２１は、タンク４０内の混合ガスを圧縮する。本実施形態の圧縮部１２１は、多段圧縮機である。圧縮部１２１は、第一圧縮機１２１ａと、段間ライン１２１ｄと、中間冷却器１２１ｂと、第二圧縮機１２１ｃと、を有している。
【0051】
第一圧縮機１２１ａは、タンク４０内の混合ガスを圧縮する圧縮機である、第一圧縮機１２１ａには、第一処理ライン１２６を介して混合ガスが導入される。第一圧縮機１２１ａは、この混合ガスを中間圧力まで圧縮した後に吐出する。即ち、第一圧縮機１２１ａは、圧縮部１２１における低圧側の圧縮機である。
【0052】
段間ライン１２１ｄは、圧縮部１２１における低圧側の第一圧縮機１２１ａから吐出された混合ガスを第二圧縮機１２１ｃに導く管である。段間ライン１２１ｄ内には、第一圧縮機１２１ａで圧縮された混合ガスが流れる。
【0053】
中間冷却器１２１ｂは、第一圧縮機１２１ａが圧縮した混合ガスを冷却する熱交換器である。中間冷却器１２１ｂは、段間ライン１２１ｄの中途に設けられている。中間冷却器１２１ｂには、例えば、ＢＯＧ供給系統の外部から冷却水が導入される。中間冷却器１２１ｂは、この冷却水と段間ライン１２１ｄ内を流れる混合ガスとを熱交換させることで、この混合ガスを所定の温度まで冷却する。
【0054】
第二圧縮機１２１ｃは、中間冷却器１２１ｂによって冷却された混合ガスを圧縮する圧縮機である、第二圧縮機１２１ｃには、段間ライン１２１ｄを介して中間冷却器１２１ｂで冷却された混合ガスが導入される。第二圧縮機１２１ｃは、この混合ガスを中間圧力よりも高い最高圧力まで圧縮した後に吐出する。
【0055】
（分離ライン）
分離ライン１２８は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃによって圧縮された混合ガスを分離膜１２２へ導く管である。分離ライン１２８は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃと分離膜１２２とを接続している。分離ライン１２８内では、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃによって圧縮された混合ガスが分離膜１２２に向かって流れる。
分離ライン１２８は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃによって圧縮された混合ガスを分離膜１２２へ導く管である。分離ライン１２８は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃと分離膜１２２とを接続している。分離ライン１２８内では、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃによって圧縮された混合ガスが分離膜１２２に向かって流れる。
【0056】
（分離膜）
分離膜１２２は、第一実施形態と同様の構成を成している。分離膜１２２は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃによって圧縮された混合ガスが導入されることで、該混合ガスをアンモニアと他のガスとに分離する装置である。分離膜１２２には、分離ライン１２８を介して圧縮部１２１から混合ガスが導入される。
分離膜１２２は、第一実施形態と同様の構成を成している。分離膜１２２は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃによって圧縮された混合ガスが導入されることで、該混合ガスをアンモニアと他のガスとに分離する装置である。分離膜１２２には、分離ライン１２８を介して圧縮部１２１から混合ガスが導入される。
【0057】
（再液化ライン）
再液化ライン１２９は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃで圧縮された混合ガスをタンク４０に導く管である。再液化ライン１２９は、分離ライン１２８とタンク４０とを接続している。即ち、再液化ライン１２９の一端は、分離ライン１２８から分岐するように接続されており、分離ライン１２８の他端は、タンク４０に接続されている。再液化ライン１２９内では、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃで圧縮された混合ガスがタンク４０に向かって流れる。
再液化ライン１２９は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃで圧縮された混合ガスをタンク４０に導く管である。再液化ライン１２９は、分離ライン１２８とタンク４０とを接続している。即ち、再液化ライン１２９の一端は、分離ライン１２８から分岐するように接続されており、分離ライン１２８の他端は、タンク４０に接続されている。再液化ライン１２９内では、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃで圧縮された混合ガスがタンク４０に向かって流れる。
【0058】
（コンデンサ）
コンデンサ１２４は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃで圧縮された混合ガスを冷却して凝縮する凝縮器である。即ち、コンデンサ１２４は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃによって圧縮された混合ガスを再液化させる。コンデンサ１２４は、再液化ライン１２９の中途に設けられている。
コンデンサ１２４は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃで圧縮された混合ガスを冷却して凝縮する凝縮器である。即ち、コンデンサ１２４は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃによって圧縮された混合ガスを再液化させる。コンデンサ１２４は、再液化ライン１２９の中途に設けられている。
【0059】
コンデンサ１２４には、例えば、ＢＯＧ供給系統の外部から冷却水が導入される。コンデンサ１２４は、この冷却水と再液化ライン１２９内を流れる混合ガスとを熱交換させることで、この混合ガスに含まれるアンモニアが凝縮する温度まで冷却する。
【0060】
（膨張弁）
膨張弁１２５は、コンデンサ１２４によって凝縮（再液化）された混合ガスを断熱膨張させて圧力を下げるとともに温度を低下させる弁である。本実施形態における膨張弁１２５は、電子式または機械式膨張弁であり、コンデンサ１２４から送られる凝縮したアンモニアを気液混合の流体に変える。したがって、分離ライン１２８から再液化ライン１２９に流入した混合ガスは、コンデンサ１２４で再液化され、膨張弁１２５で断熱膨張により減圧、減温された後、タンク４０内へ流入する。
膨張弁１２５は、コンデンサ１２４によって凝縮（再液化）された混合ガスを断熱膨張させて圧力を下げるとともに温度を低下させる弁である。本実施形態における膨張弁１２５は、電子式または機械式膨張弁であり、コンデンサ１２４から送られる凝縮したアンモニアを気液混合の流体に変える。したがって、分離ライン１２８から再液化ライン１２９に流入した混合ガスは、コンデンサ１２４で再液化され、膨張弁１２５で断熱膨張により減圧、減温された後、タンク４０内へ流入する。
【0061】
本実施形態におけるこれら圧縮部１２１、コンデンサ１２４、及び膨張弁１２５は、混合ガスを再液化させる再液化装置１４０を構成している。
【0062】
（切替部）
切替部１５０は、圧縮部１２１により圧縮された混合ガスを分離膜１２２に供給する状態と、圧縮部１２１により圧縮された混合ガスをコンデンサ１２４に供給する状態とに切り替え可能な装置である。
切替部１５０は、第一切替弁１２８ａと、第二切替弁１２９ａと、弁制御装置１５０ａと、を有している。
切替部１５０は、圧縮部１２１により圧縮された混合ガスを分離膜１２２に供給する状態と、圧縮部１２１により圧縮された混合ガスをコンデンサ１２４に供給する状態とに切り替え可能な装置である。
切替部１５０は、第一切替弁１２８ａと、第二切替弁１２９ａと、弁制御装置１５０ａと、を有している。
【0063】
第一切替弁１２８ａは、分離ライン１２８と再液化ライン１２９とが接続される箇所よりも分離膜１２２側の分離ライン１２８に設けられている自動操作弁である。第一切替弁１２８ａは、他のガス分離操作時は開放状態とされており、所定のタイミングで閉塞状態となる。第一切替弁１２８ａは、閉塞状態となると分離ライン１２８内を流れる混合ガスが分離膜１２２に流入不可能となるように遮断する。
【0064】
第二切替弁１２９ａは、分離ライン１２８と再液化ライン１２９とが接続される箇所とコンデンサ１２４との間における再液化ライン１２９に設けられている自動操作弁である。第二切替弁１２９ａは、第一切替弁１２８ａが開放状態とされている時は閉塞状態とされ、第一切替弁１２８ａが閉塞状態とされている時に開放状態とされる。第二切替弁１２９ａは、閉塞状態となると再液化ライン１２９内を流れる混合ガスがコンデンサ１２４に流入不可能となるように遮断する。
【0065】
弁制御装置１５０ａは、第一切替弁１２８ａ及び第二切替弁１２９ａの開放及び閉塞の状態を制御する装置である。弁制御装置１５０ａと、第一切替弁１２８ａ及び第二切替弁１２９ａとは有線又は無線で接続されている。弁制御装置１５０ａは、第一切替弁１２８ａ及び第二切替弁１２９ａに開放及び閉塞の状態を指示する信号をそれぞれに送信する。第一切替弁１２８ａ及び第二切替弁１２９ａは、弁制御装置１５０ａから送信されるこの信号に基づいて、開放状態又は閉塞状態となる。
【0066】
第一切替弁１２８ａが開放状態とされ、第二切替弁１２９ａが閉塞状態とされると、圧縮部１２１によって圧縮された混合ガスが分離膜１２２に供給可能な状態となる。分離膜１２２に供給された混合ガスは、この分離膜１２２によって他のガスとアンモニアとに分離される。この分離されたアンモニアは冷却部１２３を経て冷却されて液体となった後、タンク４０に戻される。即ち、切替部１５０が圧縮部１２１により圧縮された混合ガスを分離膜１２２に供給する状態とすると、混合ガス中に含まれるアンモニアのみがタンク４０に回収される。本実施形態では、この状態をアンモニア回収モードと称する。
【0067】
第一切替弁１２８ａが閉塞状態とされ、第二切替弁１２９ａが開放状態とされると、圧縮部１２１によって圧縮された混合ガスが再液化ライン１２９に設けられているコンデンサ１２４に供給可能な状態となる。コンデンサ１２４に供給された混合ガスは、凝縮（再液化）されて液体となった後、膨張弁１２５を経てタンク４０に戻される。即ち、切替部１５０が圧縮部１２１により圧縮された混合ガスをコンデンサ１２４に供給する状態とすると、混合ガスが再液化される。本実施形態では、この状態を再液化モードと称する。
【0068】
弁制御装置１５０ａは、例えば制御盤等の操作入力部（図示省略）の入力情報に基づいて、アンモニア回収モード又は再液化モードに自動で切り替える。
【0069】
（作用効果）
上記実施形態に係る浮体１の構成によれば、切替部１５０がアンモニア回収モードと再液化モードとに切り替え可能である。切替部１５０がアンモニア回収モードとすることでタンク４０内における混合ガス中の他のガスの占める割合は減少する。例えば、混合ガス中の他のガスの占める割合が減少した場合に、切替部１５０により再液化モードとする。これにより、タンク４０内の混合ガスは再液化装置１４０の圧縮部１２１に導かれて圧縮された後、再液化装置１４０のコンデンサ１２４によって凝縮（再液化）される。したがって、単位体積当たりのアンモニアの割合が高まった混合ガスを再液化装置１４０により再液化させることができるため、再液化装置１４０の再液化効率を向上させることができる。
上記実施形態に係る浮体１の構成によれば、切替部１５０がアンモニア回収モードと再液化モードとに切り替え可能である。切替部１５０がアンモニア回収モードとすることでタンク４０内における混合ガス中の他のガスの占める割合は減少する。例えば、混合ガス中の他のガスの占める割合が減少した場合に、切替部１５０により再液化モードとする。これにより、タンク４０内の混合ガスは再液化装置１４０の圧縮部１２１に導かれて圧縮された後、再液化装置１４０のコンデンサ１２４によって凝縮（再液化）される。したがって、単位体積当たりのアンモニアの割合が高まった混合ガスを再液化装置１４０により再液化させることができるため、再液化装置１４０の再液化効率を向上させることができる。
【0070】
また、切替部１５０がアンモニア回収モードとすることで、分離膜１２２に導入する混合ガスの圧縮に再液化装置１４０の圧縮機を用いることができる。したがって、浮体１が備える既存の設備に対しての追設等を抑制することができる。
【0071】
［第三実施形態］
次に、本開示の第三実施形態に係る浮体の構成について図面を参照して説明する。第三実施形態では、ＢＯＧ処理系統の構成が第一実施形態及び第二実施形態のＢＯＧ処理系統１２０ａに対して異なっている。第一実施形態及び第二実施形態と同一部分には同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
次に、本開示の第三実施形態に係る浮体の構成について図面を参照して説明する。第三実施形態では、ＢＯＧ処理系統の構成が第一実施形態及び第二実施形態のＢＯＧ処理系統１２０ａに対して異なっている。第一実施形態及び第二実施形態と同一部分には同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
【0072】
（ＢＯＧ処理系統）
図４に示すように、ＢＯＧ処理系統１２０ｂは、第一処理ライン１２６と、圧縮部１２１と、分離ライン１２８と、分離膜１２２と、再液化ライン１２９と、第一アンモニアライン１３０と、コンデンサ１２４と、ガスライン１３２と、膨張弁１２５と、第二アンモニアライン１３１と、切替部１５０と、を含んでいる。
本実施形態における第一処理ライン１２６、圧縮部１２１、分離ライン１２８、分離膜１２２、及びガスライン１３２は、第一実施形態と同様の構成を成している。
図４に示すように、ＢＯＧ処理系統１２０ｂは、第一処理ライン１２６と、圧縮部１２１と、分離ライン１２８と、分離膜１２２と、再液化ライン１２９と、第一アンモニアライン１３０と、コンデンサ１２４と、ガスライン１３２と、膨張弁１２５と、第二アンモニアライン１３１と、切替部１５０と、を含んでいる。
本実施形態における第一処理ライン１２６、圧縮部１２１、分離ライン１２８、分離膜１２２、及びガスライン１３２は、第一実施形態と同様の構成を成している。
【0073】
（再液化ライン）
再液化ライン１２９は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃで圧縮された混合ガスをタンク４０に導く管である。再液化ライン１２９は、分離ライン１２８とタンク４０とを接続している。即ち、再液化ライン１２９の一端は、分離ライン１２８から分岐するように接続されており、分離ライン１２８の他端は、タンク４０に接続されている。再液化ライン１２９内では、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃで圧縮された混合ガスがタンク４０に向かって流れる。
再液化ライン１２９は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃで圧縮された混合ガスをタンク４０に導く管である。再液化ライン１２９は、分離ライン１２８とタンク４０とを接続している。即ち、再液化ライン１２９の一端は、分離ライン１２８から分岐するように接続されており、分離ライン１２８の他端は、タンク４０に接続されている。再液化ライン１２９内では、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃで圧縮された混合ガスがタンク４０に向かって流れる。
【0074】
（第一アンモニアライン）
第一アンモニアライン１３０は、分離膜１２２によって混合ガスから分離したアンモニアを再液化ライン１２９へ導く管である。第一アンモニアライン１３０は、分離膜１２２と再液化ライン１２９とを接続している。第一アンモニアライン１３０内では、分離膜１２２によって分離されたアンモニアが再液化ライン１２９内に向かって流れる。
第一アンモニアライン１３０は、分離膜１２２によって混合ガスから分離したアンモニアを再液化ライン１２９へ導く管である。第一アンモニアライン１３０は、分離膜１２２と再液化ライン１２９とを接続している。第一アンモニアライン１３０内では、分離膜１２２によって分離されたアンモニアが再液化ライン１２９内に向かって流れる。
【0075】
（コンデンサ）
コンデンサ１２４は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃで圧縮された混合ガス、及び分離膜１２２によって混合ガスから分離されたアンモニアを冷却して凝縮する熱交換器である。即ち、本実施形態におけるコンデンサ１２４は、第一実施形態及び第二実施形態で説明した冷却部１２３を兼ねており、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃによって圧縮された混合ガスと、分離膜１２２によって混合ガスから分離されたアンモニアとを再液化させる。コンデンサ１２４は、再液化ライン１２９と第一アンモニアライン１３０とが接続する箇所よりもタンク４０側の再液化ライン１２９に設けられている。
コンデンサ１２４は、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃで圧縮された混合ガス、及び分離膜１２２によって混合ガスから分離されたアンモニアを冷却して凝縮する熱交換器である。即ち、本実施形態におけるコンデンサ１２４は、第一実施形態及び第二実施形態で説明した冷却部１２３を兼ねており、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃによって圧縮された混合ガスと、分離膜１２２によって混合ガスから分離されたアンモニアとを再液化させる。コンデンサ１２４は、再液化ライン１２９と第一アンモニアライン１３０とが接続する箇所よりもタンク４０側の再液化ライン１２９に設けられている。
【0076】
（膨張弁）
膨張弁１２５は、コンデンサ１２４によって凝縮（再液化）された混合ガスを断熱膨張させて圧力を下げるとともに温度を低下させる弁である。膨張弁１２５は、コンデンサ１２４よりもタンク４０側の再液化ライン１２９に設けられている。本実施形態における膨張弁１２５は、電子式または機械式膨張弁であり、コンデンサ１２４から送られる凝縮したアンモニアを気液混合の流体に変える。したがって、再液化ライン１２９内を流れる混合ガスは、コンデンサ１２４で再液化され、膨張弁１２５で断熱膨張により減圧、減温された後、タンク４０内へ流入する。
膨張弁１２５は、コンデンサ１２４によって凝縮（再液化）された混合ガスを断熱膨張させて圧力を下げるとともに温度を低下させる弁である。膨張弁１２５は、コンデンサ１２４よりもタンク４０側の再液化ライン１２９に設けられている。本実施形態における膨張弁１２５は、電子式または機械式膨張弁であり、コンデンサ１２４から送られる凝縮したアンモニアを気液混合の流体に変える。したがって、再液化ライン１２９内を流れる混合ガスは、コンデンサ１２４で再液化され、膨張弁１２５で断熱膨張により減圧、減温された後、タンク４０内へ流入する。
【0077】
コンデンサ１２４からタンク４０に向かって再液化ライン１２９に流入する流体には、混合ガスの場合とアンモニアの場合とがある。以下では、これらを単に流体と称する。
本実施形態では、圧縮部１２１とコンデンサ１２４と膨張弁１２５は、混合ガスを再液化させる再液化装置１４０を構成している。
本実施形態では、圧縮部１２１とコンデンサ１２４と膨張弁１２５は、混合ガスを再液化させる再液化装置１４０を構成している。
【0078】
（第二アンモニアライン）
第二アンモニアライン１３１は、コンデンサ１２４によって冷却されたアンモニアをタンク４０に導く管である。第二アンモニアライン１３１は、コンデンサ１２４と膨張弁１２５との間における再液化ライン１２９とタンク４０とを接続している。第二アンモニアライン１３１内では、コンデンサ１２４で冷却されたアンモニアがタンク４０に向かって流れる。
第二アンモニアライン１３１は、コンデンサ１２４によって冷却されたアンモニアをタンク４０に導く管である。第二アンモニアライン１３１は、コンデンサ１２４と膨張弁１２５との間における再液化ライン１２９とタンク４０とを接続している。第二アンモニアライン１３１内では、コンデンサ１２４で冷却されたアンモニアがタンク４０に向かって流れる。
【0079】
（切替部）
切替部１５０は、圧縮部１２１により圧縮された混合ガスを分離膜１２２に供給する状態と、圧縮部１２１により圧縮された混合ガスをコンデンサ１２４に直接供給する状態とに切り替え可能な装置である。
切替部１５０は、第一切替弁１２８ａと、第二切替弁１２９ａと、第三切替弁１２９ｂと、第四切替弁１３１ａと、弁制御装置１５０ｂと、を有している。
切替部１５０は、圧縮部１２１により圧縮された混合ガスを分離膜１２２に供給する状態と、圧縮部１２１により圧縮された混合ガスをコンデンサ１２４に直接供給する状態とに切り替え可能な装置である。
切替部１５０は、第一切替弁１２８ａと、第二切替弁１２９ａと、第三切替弁１２９ｂと、第四切替弁１３１ａと、弁制御装置１５０ｂと、を有している。
【0080】
第一切替弁１２８ａは、分離ライン１２８と再液化ライン１２９とが接続される箇所よりも分離膜１２２側の分離ライン１２８に設けられている自動操作弁である。第一切替弁１２８ａは、他のガス分離操作時は開放状態とされており、所定のタイミングで閉塞状態となる。第一切替弁１２８ａは、閉塞状態となると分離ライン１２８内を流れる混合ガスが分離膜１２２に流入不可能となるように遮断する。
【0081】
第二切替弁１２９ａは、分離ライン１２８及び再液化ライン１２９が接続される箇所と、コンデンサ１２４との間における再液化ライン１２９に設けられている自動操作弁である。第二切替弁１２９ａは、第一切替弁１２８ａが開放状態とされている時は閉塞状態とされ、第一切替弁１２８ａが閉塞状態とされている時に開放状態とされる。第二切替弁１２９ａは、閉塞状態となると再液化ライン１２９内を流れる混合ガスがコンデンサ１２４に流入不可能となるように遮断する。
【0082】
第三切替弁１２９ｂは、膨張弁１２５よりもタンク４０側の再液化ライン１２９に設けられている自動操作弁である。第三切替弁１２９ｂは、第一切替弁１２８ａが開放状態とされている時は閉塞状態とされ、第一切替弁１２８ａが閉塞状態とされている時に開放状態とされる。即ち、第三切替弁１２９ｂは第二切替弁１２９ａと同一の開閉状態となるように操作される。第三切替弁１２９ｂは、閉塞状態となると再液化ライン１２９内を流れる流体がタンク４０に流入不可能となるように遮断する。
【0083】
第四切替弁１３１ａは、第二アンモニアライン１３１に設けられている自動操作弁である。第四切替弁１３１ａは、第一切替弁１２８ａが開放状態とされている時は開放状態とされ、第一切替弁１２８ａが閉塞状態とされている時に閉塞状態とされる。即ち、第四切替弁１３１ａは第一切替弁１２８ａと同一の開閉状態となるように操作される。第四切替弁１３１ａは、閉塞状態となると第二アンモニアライン１３１内を流れる流体がタンク４０に流入不可能となるように遮断する。
【0084】
弁制御装置１５０ｂは、第一切替弁１２８ａ、第二切替弁１２９ａ、第三切替弁１２９ｂ、及び第四切替弁１３１ａの開放及び閉塞の状態を制御・監視する装置である。弁制御装置１５０ｂと、第一切替弁１２８ａ、第二切替弁１２９ａ、第三切替弁１２９ｂ、及び第四切替弁１３１ａとは有線又は無線で接続されている。弁制御装置１５０ｂは、第一切替弁１２８ａ、第二切替弁１２９ａ、第三切替弁１２９ｂ、及び第四切替弁１３１ａに開放及び閉塞の状態を指示する信号を送受信する。第一切替弁１２８ａ、第二切替弁１２９ａ、第三切替弁１２９ｂ、及び第四切替弁１３１ａは、弁制御装置１５０ｂから送信されるこの信号に基づいて、開放状態又は閉塞状態となる。
【0085】
第一切替弁１２８ａ及び第四切替弁１３１ａが開放状態とされ、第二切替弁１２９ａ及び第三切替弁１２９ｂが閉塞状態とされると、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃによって圧縮された混合ガスが分離膜１２２に供給可能な状態となる。分離膜１２２に供給された混合ガスは、この分離膜１２２によって他のガスとアンモニアとに分離される。この分離されたアンモニアは冷却部１２３としてのコンデンサ１２４を経て冷却された後、第二アンモニアライン１３１に流入してタンク４０に戻される。即ち、切替部１５０が圧縮部１２１により圧縮された混合ガスを分離膜１２２に供給する状態とすると、混合ガス中に含まれるアンモニアがタンク４０に回収される。本実施形態では、この状態をアンモニア回収モードと称する。
【0086】
第一切替弁１２８ａ及び第四切替弁１３１ａが閉塞状態とされ、第二切替弁１２９ａ及び第三切替弁１２９ｂが開放状態とされると、圧縮部１２１の第二圧縮機１２１ｃによって圧縮された混合ガスが再液化ライン１２９に設けられているコンデンサ１２４に供給可能な状態となる。コンデンサ１２４に供給された混合ガスは、凝縮（再液化）されて液体となった後、膨張弁１２５を経てタンク４０に戻される。即ち、切替部１５０が圧縮部１２１により圧縮された混合ガスをコンデンサ１２４に供給する状態とすると、混合ガスが再液化される。本実施形態では、この状態を再液化モードと称する。
【0087】
（作用効果）
上記実施形態に係る浮体１の構成によれば、切替部１５０がアンモニア回収モードと再液化モードとに切り替え可能である。切替部１５０がアンモニア回収モードとすることでタンク４０内における混合ガス中の他のガスの占める割合は減少する。混合ガス中の他のガスの占める割合が減少したら、切替部１５０が再液化モードとすることで、タンク４０内の混合ガスは再液化装置１４０の圧縮部１２１に導かれて圧縮された後、再液化装置１４０のコンデンサ１２４によって凝縮（再液化）される。したがって、単位体積当たりのアンモニアの割合が高まった混合ガスを再液化装置１４０が再液化させるため、再液化装置１４０の再液化効率を向上させることができる。
上記実施形態に係る浮体１の構成によれば、切替部１５０がアンモニア回収モードと再液化モードとに切り替え可能である。切替部１５０がアンモニア回収モードとすることでタンク４０内における混合ガス中の他のガスの占める割合は減少する。混合ガス中の他のガスの占める割合が減少したら、切替部１５０が再液化モードとすることで、タンク４０内の混合ガスは再液化装置１４０の圧縮部１２１に導かれて圧縮された後、再液化装置１４０のコンデンサ１２４によって凝縮（再液化）される。したがって、単位体積当たりのアンモニアの割合が高まった混合ガスを再液化装置１４０が再液化させるため、再液化装置１４０の再液化効率を向上させることができる。
【0088】
また、切替部１５０がアンモニア回収モードとすることで、分離膜１２２に導入する混合ガスの圧縮に再液化装置１４０の圧縮機を用いるとともに、分離膜１２２によって分離されたアンモニアは、冷却部１２３としての再液化装置１４０のコンデンサ１２４によって凝縮（再液化）する。したがって、浮体１が備える既存の設備に対しての追設等を抑制することができる。
【0089】
［その他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は実施形態の構成に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内での構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本開示は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は実施形態の構成に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内での構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本開示は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【0090】
また、上記実施形態に記載の複数の第二パージライン７１の一端は、供給ライン５１及びリターンライン５２にそれぞれ接続されているが、この構成に限定されることはない。第二パージライン７１の数は適宜の数でよく、第二パージライン７１の数は、二つに限定されることはない。例えば、第二パージライン７１の一端は、燃焼装置３０等の適宜の箇所に接続されてよい。
【0091】
また、上記実施形態では、弁制御装置１５０ａ，１５０ｂは、操作入力部の入力情報に基づいて各切替弁（第一切替弁１２８ａ、第二切替弁１２９ａ、第三切替弁、及び第四切替弁）を自動で切り替えているが、この構成に限定されることはない。例えば、切替部１５０は弁制御装置１５０ａ，１５０ｂを有さず、切替部１５０が有する各切替弁を手動で切り替えることで、アンモニア回収モードと再液化モードとに切り替えてもよい。
【0092】
また、上記実施形態では、燃焼装置３０が、気体のアンモニアを燃料とする主機やボイラ等である場合、燃焼装置３０には供給ライン５１を介してタンク４０から気体のアンモニアが送給される。この場合、燃料供給系統５０は、リターンライン５２を含んでいなくてもよい。
【0093】
また、図５に示すように、実施形態に記載の浮体１は、供給ライン５１に設けられるとともにリターンライン５２の他端が接続されるアンモニアバッファータンク５３を更に備えてもよい。アンモニアバッファータンク５３は、燃焼装置３０の内部へ供給されずに戻ってきた、即ち燃焼に使用されなかった燃料アンモニアを燃焼装置３０から回収する。アンモニアバッファータンク５３は、この回収したアンモニアを供給ライン５１に再度主機の燃料として用いられるアンモニアとして供給する。
【0094】
この場合、ＢＯＧ処理系統１２０，１２０ａ，１２０ｂにおける第一処理ライン１２６、再液化ライン１２９、及び第一アンモニアライン１３０又は第二アンモニアライン１３１は、このアンモニアバッファータンク５３に接続されてもよい。
【0095】
また、図６に示すように、浮体１がアンモニアバッファータンク５３を備える場合に、ＢＯＧ処理系統１２０，１２０ａ，１２０ｂにおける第一処理ライン１２６、再液化ライン１２９、及び第一アンモニアライン１３０又は第二アンモニアライン１３１は、タンク４０に接続されてもよい。
【0096】
また、上記実施形態では、浮体１は、アンモニアを燃料とする船舶とされているが、アンモニアを燃料とする船舶に限定されることはない。浮体１は、ＬＮＧやＬＰＧ等の液化ガスを燃料としてもよい。また、浮体１は、ＦＳＲＵ（浮体式ＬＮＧ貯蔵再ガス化設備）やＦＳＵ（浮体式ＬＮＧ貯蔵設備）等であってもよい。
【0097】
［付記］
実施形態に記載の浮体は、例えば以下のように把握される。
実施形態に記載の浮体は、例えば以下のように把握される。
【0098】
（１）第１の態様に係る浮体１は、浮体本体１０と、前記浮体本体１０に設けられて、アンモニアが貯留されるとともに、アンモニアと該アンモニアとは異なる他のガスとの混合ガスが気相分として貯留されたタンク４０と、前記タンク４０内の前記混合ガスが導かれて、該混合ガスを圧縮する圧縮部１２１と、前記圧縮部１２１によって圧縮された前記混合ガスが導入されることで、該混合ガスを前記アンモニアと前記他のガスとに分離する分離膜１２２と、前記分離膜１２２によって分離されて前記タンク４０内に戻される前記アンモニアを冷却する冷却部１２３と、を備える。
【0099】
これにより、タンク４０内に気相分として貯留されている混合ガスは、圧縮部１２１に導かれて圧縮された後、分離膜１２２を経てアンモニアになる。混合ガスから分離されたこのアンモニアは冷却部１２３で冷却されてタンク４０内へ戻される。この作用が繰り返されることにより、タンク４０内の気相分における他のガスの割合を減少させることができる。
【0100】
（２）第２の態様に係る浮体１は、（１）の浮体１であって、前記圧縮部１２１で圧縮された前記混合ガスを凝縮可能なコンデンサ１２４と、前記コンデンサ１２４によって凝縮された前記混合ガスを断熱膨張可能な膨張弁１２５と、を更に備え、前記圧縮部１２１、前記コンデンサ１２４、及び前記膨張弁１２５によって、前記混合ガスを再液化させる再液化装置１４０が構成されており、前記圧縮部１２１により圧縮された前記混合ガスを前記分離膜１２２に供給するアンモニア回収モードと、前記圧縮部１２１により圧縮された前記混合ガスを前記コンデンサ１２４に供給する再液化モードとに切り替え可能な切替部１５０を更に備える。
【0101】
これにより、切替部１５０がアンモニア回収モードとすることでタンク４０内における混合ガス中の他のガスの占める割合は減少する。他のガスの占める割合が減少したら、切替部１５０が再液化モードとすることで、タンク４０内の混合ガスは再液化装置１４０の圧縮部１２１に導かれて圧縮された後、再液化装置１４０のコンデンサ１２４によって凝縮される。
また、分離膜１２２に導入する混合ガスの圧縮に再液化装置１４０の圧縮機を用いることができる。
また、分離膜１２２に導入する混合ガスの圧縮に再液化装置１４０の圧縮機を用いることができる。
【0102】
（３）第３の態様に係る浮体１は、（１）の浮体１であって、前記圧縮部１２１で圧縮された前記混合ガスを凝縮可能なコンデンサ１２４と、前記コンデンサ１２４によって凝縮された前記混合ガスを断熱膨張可能な膨張弁１２５と、を更に備え、前記圧縮部１２１、前記コンデンサ１２４、及び前記膨張弁１２５によって、前記混合ガスを再液化させる再液化装置１４０が構成されており、前記コンデンサ１２４は、前記冷却部１２３を兼ねており、前記圧縮部１２１により圧縮された前記混合ガスを前記分離膜１２２に供給するとともに、前記分離膜１２２により分離された前記アンモニアを前記コンデンサ１２４に供給する第一の状態と、前記圧縮部１２１により圧縮された前記混合ガスを前記分離膜１２２を経由させずに前記コンデンサ１２４に供給する第二の状態とに切り替え可能な切替部１５０を備える。
【0103】
これにより、切替部１５０がアンモニア回収モードとすることでタンク４０内における混合ガス中の他のガスの占める割合は減少する。他のガスの占める割合が減少したら、切替部１５０が再液化モードとすることで、タンク４０内の混合ガスは再液化装置１４０の圧縮部１２１に導かれて圧縮された後、再液化装置１４０のコンデンサ１２４によって凝縮される。
また、分離膜１２２に導入する混合ガスの圧縮に再液化装置１４０の圧縮機を用いるとともに、分離膜１２２によって分離されたアンモニアは、冷却部１２３としての再液化装置１４０のコンデンサ１２４によって冷却する。
また、分離膜１２２に導入する混合ガスの圧縮に再液化装置１４０の圧縮機を用いるとともに、分離膜１２２によって分離されたアンモニアは、冷却部１２３としての再液化装置１４０のコンデンサ１２４によって冷却する。
【0104】
（４）第４の態様に係る浮体１は、（１）から（３）の何れかの浮体１であって、前記タンク４０に貯留された前記アンモニアを燃料として燃焼装置３０に供給する供給ライン５１と、前記供給ライン５１を介して前記タンク４０から前記燃焼装置３０に前記他のガスを供給可能なガス供給装置と、前記供給ライン５１を介して前記燃焼装置３０に供給された前記他のガスとともに前記燃焼装置３０、及び前記供給ライン５１の内部に残留した前記アンモニアが導入される一時貯留部８１と、前記一時貯留部８１と前記タンク４０とを接続するとともに、前記一時貯留部８１内で気化した前記アンモニアを前記他のガスとともに前記タンク４０内に戻す回収ライン８２と、を更に備える。
【0105】
これにより、一時貯留部８１に燃焼装置３０、及び供給ライン５１の内部に残留したアンモニアが導入されて、この一時貯留部８１内で気化したアンモニアが他のガスとともにタンク４０内に戻される。即ち、燃焼装置３０内に残留したアンモニアを他のガスとともにタンク４０内に回収することができる。一方、タンク４０内における混合ガス中の他のガスの割合を減少させることができるため、タンク４０内における混合ガスの熱量が低下することがない。
【符号の説明】
【0106】
１…浮体 １０…浮体本体 １１Ａ，１１Ｂ…舷側 １２…船底 １３…上甲板 １４…船首 １５…船尾 ２０…上部構造 ３０…燃焼装置 ４０…タンク ５０…燃料供給系統 ５１…供給ライン ５２…リターンライン ５３…アンモニアバッファータンク ６０…ガス供給系統 ６１…不活性ガス供給装置 ６２…第一パージライン ６３…第一パージ弁 ７０…パージ系統 ７１…第二パージライン ７２…第二パージ弁 ８０…アンモニア回収系統 ８１…一時貯留部 ８２…回収ライン １１０…煙道 １２０，１２０ａ，１２０ｂ…ＢＯＧ処理系統 １２１…圧縮部 １２１ａ…第一圧縮機 １２１ｂ…中間冷却器 １２１ｃ…第二圧縮機 １２１ｄ…段間ライン １２２…分離膜 １２３…冷却部 １２４…コンデンサ １２５…膨張弁 １２６…第一処理ライン １２７…第二処理ライン １２８…分離ライン １２８ａ…第一切替弁 １２９…再液化ライン１２９ １２９ａ…第二切替弁 １２９ｂ…第三切替弁 １３０…第一アンモニアライン １３１…第二アンモニアライン １３１ａ…第四切替弁 １３２…ガスライン １４０…再液化装置 １５０…切替部 １５０ａ，１５０ｂ…弁制御装置 １７０…船体構造 １８０…ファンネル Ｄｖ…上下方向 Ｆａ…船首尾方向 Ｇ１…排ガス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】