特開 2024-166259 ガス処理システム及びそれを含む船舶

(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】P2024166259

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】ガス処理システム及びそれを含む船舶

(51)【国際特許分類】

   B63H 21/38 20060101AFI20241121BHJP

   B63B 25/16 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

B63H21/38 C

B63B25/16 D

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024153326

(22)【出願日】2024-09-05

(62)【分割の表示】P 2023521451の分割

【原出願日】2021-10-08

(31)【優先権主張番号】10-2020-0130566

(32)【優先日】2020-10-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2021-0133568

(32)【優先日】2021-10-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】513235337

【氏名又は名称】エイチディー コリア シップビルディング アンド オフショア エンジニアリング カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】リュ クァン ニョン

(72)【発明者】

【氏名】ユ ピョン ヨン

(72)【発明者】

【氏名】イ スン ウォン

(72)【発明者】

【氏名】アン テ ファン

(72)【発明者】

【氏名】ファン ウォン キ

(72)【発明者】

【氏名】スン スク ミン

(57)【要約】

【課題】エンジンで加熱された冷却水の廃熱をエンジンに流入する液化ガスの加熱によりエネルギーの使用を節約できるガス処理システム及びそれを含む船舶の提供。
【解決手段】本発明は、ガス処理システム及びそれを含む船舶に関し、メインエンジンに燃料を供給する燃料供給ラインと、上記燃料供給ラインに設けられて燃料を加熱する熱交換器と、上記熱交換器に熱源を供給するように設けられる上記メインエンジンの冷却水循環ラインと、を含み、上記冷却水循環ラインは、上記熱交換器を循環する第１冷却水循環ラインと、上記メインエンジンを循環する第２冷却水循環ラインとに分離できるように設けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

メインエンジンに燃料を供給する燃料供給ラインと、
前記燃料供給ラインに設けられて燃料を加熱する熱交換器と、
前記熱交換器に熱源を供給するように設けられる前記メインエンジンの冷却水循環ラインと、を含み、
前記冷却水循環ラインは、
前記熱交換器を循環する第１冷却水循環ラインと、前記メインエンジンを循環する第２冷却水循環ラインとに分離できるように設けられることを特徴とするガス処理システム。

【請求項2】

前記第１冷却水循環ラインの両端を連結して冷却水が前記メインエンジンを迂回して前記熱交換器を循環するようにする第１分岐ラインと、
前記第２冷却水循環ラインの両端を連結して冷却水が前記熱交換器を迂回して前記メインエンジンを循環するようにする第２分岐ラインと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のガス処理システム。

【請求項3】

前記第１冷却水循環ラインまたは前記第１分岐ラインに設けられるバックアップヒーターを含み、
前記バックアップヒーターは、
前記メインエンジンの負荷が既設定値未満であるか、または冷却水が前記第１分岐ラインによって前記メインエンジンを迂回する場合、冷却水を加熱して前記熱交換器に供給することを特徴とする請求項２に記載のガス処理システム。

【請求項4】

冷却水が前記冷却水循環ラインを介して前記メインエンジンを経由して前記熱交換器に供給される場合、前記バックアップヒーターを迂回するように設けられる迂回ラインをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のガス処理システム。

【請求項5】

前記第１分岐ラインは、
前記メインエンジンが停止すると、冷却水が前記メインエンジンを迂回して前記熱交換器を循環するようにすることを特徴とする請求項２に記載のガス処理システム。

【請求項6】

冷却水は、
前記冷却水循環ラインの全体に沿って循環しながら前記熱交換器及び前記メインエンジンを経由するか、
前記第１冷却水循環ラインと前記第１分岐ラインに沿って循環しながら前記メインエンジンを迂回して前記熱交換器を経由するか、
前記第２冷却水循環ラインと前記第２分岐ラインに沿って循環しながら前記熱交換器を迂回して前記メインエンジンを経由することを特徴とする請求項２に記載のガス処理システム。

【請求項7】

前記第１冷却水循環ラインと前記第１分岐ラインによって形成される第１閉ループは、
前記第２冷却水循環ラインと前記第２分岐ラインによって形成される第２閉ループとは独立して設けられることを特徴とする請求項６に記載のガス処理システム。

【請求項8】

前記第１閉ループまたは前記第２閉ループに沿って流動する冷却水の圧力調整のために設けられる膨張タンクをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のガス処理システム。

【請求項9】

請求項１～８の何れか１項に記載の前記ガス処理システムを有することを特徴とする船舶。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はガス処理システム及びそれを含む船舶に関する。

【背景技術】

【0002】

船舶は大量の鉱物や原油、天然ガス、または数千個以上のコンテナなどを載せて大洋を航海する輸送手段で、鋼鉄からなっており、浮力により水線面に浮遊した状態でプロペラの回転を通じて発生する推力を利用して移動する。

【0003】

このような船舶はエンジンやガスタービンなどを駆動することにより推力を発生させるが、このとき、エンジンはガソリンやディーゼルなどのオイル燃料を用いてピストンを動かしてピストンの往復運動によってクランク軸を回転させ、クランク軸に連結されたシャフトが回転してプロペラを駆動させるが、ガスタービンは圧縮空気とともに燃料を燃焼させ、燃焼空気の温度／圧力によりタービン翼を回転させることによって発電してプロペラに動力を伝達する方式を用いる。

【0004】

ところが、最近では、液化ガスの一種である液化天然ガス（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）を運ぶＬＮＧ運搬船でＬＮＧを燃料として使用してエンジンやタービンなどの需要先を駆動するＬＮＧ燃料供給方式が用いられており、ＬＮＧはクリーン燃料で、且つ埋蔵量も石油より豊富であるため、需要先の燃料としてＬＮＧを使用する方式はＬＮＧ運搬船以外の他の船舶にも適用されている。

【0005】

しかし、ディーゼルなどのオイル燃料を利用する従来の場合と比べると、ガス燃料であるＬＮＧを利用する場合に解決すべき問題がいまだに複数ある状況であり、クリーン燃料であるＬＮＧを用いて船舶内の需要先に供給する技術に対する研究開発が持続的に行われている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は上記のような従来技術の問題点を解決するために創出されたものであり、本発明の目的は、エンジンで加熱された冷却水の廃熱をエンジンに流入する液化ガスの加熱に活用することによりエネルギーの使用を節約できるガス処理システム及びそれを含む船舶を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一側面によるガス処理システムは、メインエンジンに燃料を供給する第１燃料供給ラインと、上記第１燃料供給ラインから分岐して補助エンジンに燃料を供給する第２燃料供給ラインと、上記第１燃料供給ラインに設けられて燃料を加熱する熱交換器と、上記熱交換器に熱源を供給するように設けられる上記メインエンジンの冷却水循環ラインと、を含み、上記冷却水循環ラインは、上記熱交換器を循環する第１冷却水循環ラインと、上記メインエンジンを循環する第２冷却水循環ラインとに分離できるように設けられる。

【0008】

具体的に、上記第１冷却水循環ラインの両端を連結して冷却水が上記メインエンジンを迂回して上記熱交換器を循環するようにする第１分岐ラインと、上記第２冷却水循環ラインの両端を連結して冷却水が上記熱交換器を迂回して上記メインエンジンを循環するようにする第２分岐ラインと、をさらに含んでもよい。

【0009】

具体的に、上記第１冷却水循環ラインまたは上記第１分岐ラインに設けられるバックアップヒーターを含み、上記バックアップヒーターは、上記メインエンジンの負荷が既設定値未満であるか、または冷却水が上記第１分岐ラインによって上記メインエンジンを迂回する場合、冷却水を加熱して上記熱交換器に供給することができる。

【0010】

具体的に、冷却水が上記冷却水循環ラインを介して上記メインエンジンを経由して上記熱交換器に供給される場合、上記バックアップヒーターを迂回するように設けられる迂回ラインをさらに含んでもよい。

【0011】

具体的に、上記第１分岐ラインは、上記メインエンジンが停止すると、冷却水が上記メインエンジンを迂回して上記熱交換器を循環するようにすることができる。

【0012】

具体的に、冷却水は、上記冷却水循環ラインの全体に沿って循環しながら上記熱交換器及び上記メインエンジンを経由するか、上記第１冷却水循環ラインと上記第１分岐ラインに沿って循環しながら上記メインエンジンを迂回して上記熱交換器を経由するか、上記第２冷却水循環ラインと上記第２分岐ラインに沿って循環しながら上記熱交換器を迂回して上記メインエンジンを経由することができる。

【0013】

具体的に、上記第１冷却水循環ラインと上記第１分岐ラインによって形成される第１閉ループは、上記第２冷却水循環ラインと上記第２分岐ラインによって形成される第２閉ループとは独立して設けられてもよい。

【0014】

具体的に、上記第１閉ループまたは上記第２閉ループに沿って流動する冷却水の圧力調整のために設けられる膨張タンクをさらに含んでもよい。

【0015】

本発明の一側面による船舶は上記ガス処理システムを有する。

【発明の効果】

【0016】

本発明によるガス処理システム及びそれを含む船舶は、メインエンジンに使用される冷却水を用いて液化ガスを加熱することで効率的な液化ガスの気化を具現することができ、メインエンジンが停止しているか、または冷却水の熱量が不十分であっても液化ガスの安定した加熱を保障することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施例によるガス処理システムの概念図である。

【図2】本発明の一実施例によるガス処理システムの概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の目的、特定の利点及び新規な特徴は、添付の図面に関連する以下の詳細な説明及び好ましい実施例によりさらに明らかになるであろう。本明細書では、各図面の構成要素に参照番号を付するにおいて、同じ構成要素に限ってはたとえ異なる図面に表示されても、できる限り同じ番号を付したことに留意されたい。また、本発明を説明するに当たり、関連する公知技術の具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明確にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。

【0019】

以下において、燃料は液化ガスであってもよく、液化ガスはＬＰＧ、ＬＮＧ、エタンなどであってもよく、例えば、ＬＮＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）を意味することができ、蒸発ガスは自然気化したＬＮＧなどであるＢＯＧ（Ｂｏｉｌ Ｏｆｆ Ｇａｓ））を意味することができる。また、以下において、液化ガスは液体状態または自然気化または強制気化された気体状態などを全て包括する用語として用いられてもよい。ただし、蒸発ガスは液化ガス貯蔵タンク内で自然気化したガスを意味する用語として使用されることができる。

【0020】

参考までに、本発明は以下に説明するガス処理システムを備える船舶を含む。このとき、船舶は一般商船であるか、またはＦＬＮＧ、ＦＳＲＵなどの海洋プラントを包括する表現であり、さらには陸上に設置されているプラントなどに置き換えられてもよい。

【0021】

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

【0022】

図１及び図２は本発明の一実施例によるガス処理システムの概念図である。

【0023】

参考までに、図１はメインエンジンＥ１の負荷が既設定値以上の状態を示し、図２はメインエンジンＥ１の負荷が既設定値未満であるか、メインエンジンＥ１が稼働していない状態を示したものである。

【0024】

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例によるガス処理システム１は、液化ガス貯蔵タンク１０、冷却水ポンプ２１、冷却水クーラー２２、清水生成器２３、熱交換器３０、ブースターポンプ４１、バックアップヒーター４２、ガスセパレーター４３を含む。

【0025】

このとき、冷却水ポンプ２１、冷却水クーラー２２、清水生成器２３、熱交換器３０、ブースターポンプ４１、バックアップヒーター４２、ガスセパレーター４３は冷却水循環ラインＬ２０に沿って設けられてもよく、後述するが、冷却水ポンプ２１、冷却水クーラー２２及び清水生成器２３は第１閉ループに設けられ、熱交換器３０、ブースターポンプ４１、バックアップヒーター４２及びガスセパレーター４３は第２閉ループに設けられることができる。

【0026】

液化ガス貯蔵タンク１０は液化ガスを貯蔵する。液化ガス貯蔵タンク１０はＩＭＯ規定による独立型タンクであり、タイプＡ、Ｂ、Ｃなどであってもよく、メンブレン型タンクであってもよい。

【0027】

液化ガス貯蔵タンク１０は極低温で液化ガスを貯蔵することができるが、外部からの熱が浸透することにより液化ガスが自然蒸発して蒸発ガスが発生する。このとき、蒸発ガスは液化ガス貯蔵タンク１０の内圧上昇を引き起こすため、液化ガス貯蔵タンク１０の内圧を安定的に保持するために蒸発ガスを外部に排出することができる。

【0028】

液化ガス貯蔵タンク１０内に収容された液化ガス（及び／または蒸発ガス）は、需要先であるエンジンＥ１、Ｅ２などに供給されて使用されてもよい。このとき、エンジンＥ１、Ｅ２は船舶の推進のためのメインエンジンＥ１（ＭＥ－ＧＩ、Ｘ－ＤＦ、ＭＥ－ＬＧＩ、ＭＥ－ＧＩＥなど）と、船内の電力負荷をカバーするための発電エンジンとしての補助エンジンＥ２などを含んでもよい。

【0029】

液化ガス貯蔵タンク１０に貯蔵されている液化ガスをエンジンＥ１、Ｅ２に供給するために燃料供給ラインＬ３０が設けられてもよく、具体的には、燃料供給ラインＬ３０はメインエンジンＥ１に液化ガスを供給するための第１燃料供給ラインＬ３１と、補助エンジンＥ２に液化ガスを供給するための第２燃料供給ラインＬ３２とを含んでもよい。このとき、第１燃料供給ラインＬ３１には熱交換器３０が設けられ、第２燃料供給ラインＬ３２は第１燃料供給ラインＬ３１における熱交換器３０の下流から分岐して補助エンジンＥ２に連結されてもよい。また、第１、２燃料供給線Ｌ３１、Ｌ３２には液化ガスの流量を制御するバルブ（符号不図示）やガスバルブユニット（符号不図示）などが設けられてもよい。

【0030】

冷却水循環ラインＬ２０は熱交換器３０を循環する第１冷却水循環ラインＬ２０ａと、メインエンジンＥ１を循環する第２冷却水循環ラインＬ２０ｂとを含んでもよく、第１冷却水循環ラインＬ２０ａと第２冷却水循環ラインＬ２０ｂは相互連結されて１つの閉ループを形成することができる。また、第１、２冷却水循環ラインＬ２０ａ、Ｌ２０ｂは冷却水の流れを相互分離できるように設けられてもよい。

【0031】

以下では、冷却水循環ラインＬ２０上においてメインエンジンＥ１側（第２冷却水循環ラインＬ２０ｂ）に設けられる冷却水ポンプ２１、冷却水クーラー２２、清水生成器２３について先ず説明する。

【0032】

冷却水ポンプ２１は冷却水をポンピングして冷却水が冷却水循環ラインＬ２０に沿って循環するようにすることができる。冷却水ポンプ２１が設けられる冷却水循環ラインＬ２０は、液化ガスを燃料として使用するメインエンジンＥ１及び後述する熱交換器３０に冷却水を循環供給するように閉ループを形成することができる。ただし、本明細書で説明する冷却水は、メインエンジンＥ１の他に補助エンジンＥ２にも使用されるものであってもよい。

【0033】

冷却水ポンプ２１は冷却水循環ラインＬ２０におけるメインエンジンＥ１の上流に配置されてもよく、複数個が並列に設けられて互いにバックアップできるように設けられてもよい。

【0034】

冷却水ポンプ２１は後述する冷却水クーラー２２によって冷却された冷却水をメインエンジンＥ１に供給することができ、冷却水ポンプ２１は図のように冷却水クーラー２２の下流に設けられてもよい。また、冷却水ポンプ２１は、図とは異なって冷却水循環ラインＬ２０における冷却水クーラー２２の上流に設けられてもよい。

【0035】

冷却水クーラー２２はメインエンジンＥ１を経由しながら加熱された冷却水を冷却する。冷却水クーラー２２は海水、清水、空気などの様々な冷媒を用いて冷却水を冷却することができ、冷却水循環ラインＬ２０における冷却水ポンプ２１の上流などに配置されてもよい。

【0036】

冷却水循環ラインＬ２０は少なくとも一部の冷却水が冷却水クーラー２２を迂回することができるように設けられ、これにより冷却水クーラー２２の下流で冷却水の温度が調整されることができる。即ち、冷却水クーラー２２の上流で流動する冷却水のうち冷却水クーラー２２を迂回する冷却水の量が多くなると、冷却水クーラー２２の下流の温度が高くなり、逆に冷却水クーラー２２を迂回する冷却水の量が減少すると、冷却水クーラー２２の下流の温度が低くなる。

【0037】

冷却水クーラー２２を迂回する冷却水の量は、冷却水クーラー２２に伝達される冷却水の温度に応じて決まってもよく、冷却水の温度を左右するメインエンジンＥ１の負荷に応じて決まってもよい。

【0038】

清水生成器２３は冷却水の廃熱を利用して清水を生成する。清水生成器２３はメインエンジンＥ１から排出された高温の冷却水を用いて海水などを加熱して蒸気を生成し、蒸気から清水を生成するものであってもよい。その他にも、清水生成器２３は冷却水を用いて清水を加熱することができるいわゆる方式を用いてもよい。

【0039】

清水生成器２３は清水タンク（不図示）に清水を伝達することができ、清水タンクの貯蔵量が十分であるか、または清水の追加生成が不要な場合、冷却水は清水生成器２３を迂回することができる。

【0040】

即ち、冷却水クーラー２２で説明したように、冷却水循環ラインＬ２０は清水生成器２３を迂回するように設けられてもよい。また、冷却水は清水生成器２３を経由しながら温度が低くなることができるため、冷却水循環ラインＬ２０で清水生成器２３を迂回する冷却水の量を調整することにより、清水生成器２３の下流の冷却水の温度を調整することができる。

【0041】

清水生成器２３は冷却水循環ラインＬ２０における冷却水クーラー２２の上流に設けられてメインエンジンＥ１から排出された高温の冷却水が清水生成器２３を経て１次冷却された後、冷却水クーラー２２で２次冷却されるようにすることができる。

【0042】

冷却水循環ラインＬ２０には第１、２分岐ラインＬ２１、Ｌ２２が設けられて、冷却水は冷却水循環ラインＬ２０によって形成される閉ループで循環するか、第１、２分岐ラインＬ２１、Ｌ２２により形成される第１、２閉ループで循環することができる。これについては以下で詳細に説明する。

【0043】

熱交換器３０は液化ガスを加熱してメインエンジンＥ１または補助エンジンＥ２などに供給する。熱交換器３０は熱媒を液化ガスと熱交換する構成であって、シェル＆チューブ、ｂａｔｈ ｔｙｐｅ、ＰＣＨＥなどのタイプで設けられてもよいが、そのタイプに限定されるものではない。

【0044】

熱交換器３０は第１燃料供給ラインＬ３１上に設けられ、液化ガスが流れる流路と熱媒が流れる流路とを備えてもよい。液化ガスは、熱交換器３０でエンジンＥ１、Ｅ２が要求する温度に対応するように加熱されてからエンジンＥ１、Ｅ２に伝達され、熱媒は高温で熱交換器３０に流入した後、液化ガスによって冷却されてから熱交換器３０を抜け出る。

【0045】

本実施例における熱媒はエンジンＥ１、Ｅ２で使用される冷却水であってもよい。熱交換器３０は液化ガスを冷却水で直接熱交換させるタイプで設けられてもよく、冷却水はエンジンＥ１、Ｅ２のうちメインエンジンＥ１で使用されるものであってもよい。従って、熱交換器３０は一側が第１燃料供給ラインＬ３１と連結され、他側が冷却水の流動する冷却水循環ラインＬ２０と連結されてもよい。

【0046】

もちろん、本発明は、熱交換器３０に冷却水が直接流動する直接熱交換方式ではない熱交換器３０の熱媒が冷却水によって加熱される間接熱交換方式も含んでもよい。

【0047】

熱交換器３０は図のように１個設けられてもよく、または２個以上設けられてもよい。熱交換器３０が複数で構成される場合、複数の熱交換器３０は直列及び／または並列に設けられてもよく、メインエンジンＥ１と補助エンジンＥ２にそれぞれ別個の熱交換器３０が割り当てられてもよい。

【0048】

以下では、冷却水循環ラインＬ２０上において熱交換器３０側（第１冷却水循環ラインＬ２０ａ）に設けられるブースターポンプ４１、バックアップヒーター４２、ガスセパレーター４３について説明する。

【0049】

ブースターポンプ４１はメインエンジンＥ１から排出された高温の冷却水を熱交換器３０にポンピングする。ブースターポンプ４１は冷却水循環ラインＬ２０の熱交換器３０の上流に配置されてもよく、上述の冷却水ポンプ２１と類似する機能を有することができる。

【0050】

ブースターポンプ４１は、熱交換器３０における液化ガスと冷却水との圧力差を最小化するために、熱交換器３０に流入する液化ガスの圧力に対応して冷却水を加圧することができる。この場合、ブースターポンプ４１の排出圧力は冷却水ポンプ２１の排出圧力より相対的に高くてもよい。

【0051】

ブースターポンプ４１は冷却水ポンプ２１と同様に複数個が並列または直列に設けられてもよく、ブースターポンプ４１が並列に設けられる場合、冷却水は複数個のブースターポンプ４１によって同時にポンピングされることにより、各ブースターポンプ４１の負荷が分割されることができる。

【0052】

バックアップヒーター４２は熱交換器３０に伝達される冷却水の少なくとも一部を加熱する。バックアップヒーター４２は別途の熱源を用いて冷却水を加熱することで、冷却水が熱交換器３０で液化ガスを加熱するのに十分な温度を有するようにすることができる。このとき、熱源は海水、清水、スチームなどであってもよいが、制限されない。

【0053】

バックアップヒーター４２は、メインエンジンＥ１の負荷が低くなるにつれて冷却水の温度が低下して熱交換器３０で液化ガスを十分に加熱する熱が足りなくなった場合や、外気温度によって冷却水の温度が低下する場合、そして、メインエンジンＥ１が停止して冷却水の加熱を行えない場合などに備えるためのものであってもよい。

【0054】

バックアップヒーター４２は冷却水循環ラインＬ２０のブースターポンプ４１の下流に配置されてもよいが、バックアップヒーター４２の位置はこれに限定されず、後述する第１分岐ラインＬ２１上に設けられてもよい。

【0055】

ガスセパレーター４３は熱交換器３０から排出された低温の冷却水に含まれ得るガスを分離する。ガスセパレーター４３は冷却水循環ラインＬ２０の熱交換器３０の下流に設けられてもよく、熱交換器３０からガスが漏れて冷却水に混入した場合、これを検知及び分離することができる。そのために、ガスセパレーター４３にはガス検知器（不図示）が備えられてもよく、ガスセパレーター４３に分離されたガスは爆発性があるため、ベントラインＬ２５を介して安全に外部に放出されることができる。

【0056】

ガスセパレーター４３が冷却水にガスが混入したことを検知した場合、液化ガスの追加漏れを防止するために熱交換器３０への液化ガスの供給が遮断されることができ、エンジンＥ１、Ｅ２は稼働が停止するか、または液化ガスではないオイル燃料などを消費するモードに切り替わることができる。後者のために、エンジンＥ１、Ｅ２はガス燃料及び／またはオイル燃料の両方を使用できる二重燃料エンジンであってもよい。

【0057】

ガスセパレーター４３は冷却水循環ラインＬ２０の熱交換器３０とブースターポンプ４１との間に配置されてもよく、冷却水を貯蔵する容器の形態を有することができる。これにより、ガスセパレーター４３は冷却水循環ラインＬ２０において部分的な膨張機能を有することができる。

【0058】

以下では、冷却水循環ラインＬ２０及び第１、２分岐ラインＬ２１、Ｌ２２について説明する。

【0059】

冷却水循環ラインＬ２０はメインエンジンＥ１と熱交換器３０に冷却水を循環供給するように設けられ、冷却水はメインエンジンＥ１から高温で排出された後、熱交換器３０で液化ガスと熱交換して低温に冷却され、再びメインエンジンＥ１に循環することができる。

【0060】

このとき、冷却水循環ラインＬ２０には、第１冷却水循環ラインＬ２０ａの両端を連結することにより熱交換器３０の上流及び下流の間を連結して、冷却水がメインエンジンＥ１を迂回しながら熱交換器３０を循環するようにする第１分岐ラインＬ２１が設けられる。

【0061】

また、冷却水循環ラインＬ２０には、冷却水循環ラインＬ２０の第２冷却水循環ラインＬ２０ｂの両端を連結することによりメインエンジンＥ１の上流及び下流を連結して、冷却水が熱交換器３０を迂回しながらメインエンジンＥ１を循環するようにする第２分岐ラインＬ２２が設けられる。

【0062】

このとき、第１、２分岐ラインＬ２１、Ｌ２２は第１、２冷却水循環ラインＬ２０ａ、Ｌ２０ｂとともに互いに独立して設けられる第１、２閉ループを構成することができる。このように構成することにより、冷却水は計３つの閉ループに沿って循環することができる。

【0063】

具体的には、冷却水は、冷却水循環ラインＬ２０の全体に沿って循環して熱交換器３０及びメインエンジンＥ１を経由するか、第１冷却水循環ラインＬ２０ａと第１分岐ラインＬ２１に沿って循環してメインエンジンＥ１を迂回し熱交換器３０を経由するか、第２冷却水循環ラインＬ２０ｂと第２分岐ラインＬ２２に沿って循環して熱交換器３０を迂回しメインエンジンＥ１を経由することができる。

【0064】

メインエンジンＥ１及び熱交換器３０の作動に問題がない場合、第１、２分岐ラインＬ２１、Ｌ２２は全て閉鎖されてもよく、冷却水は冷却水循環ラインＬ２０の全体に沿って大きく循環する。従って、冷却水はメインエンジンＥ１で加熱され、熱交換器３０で冷却される過程を繰り返す。

【0065】

特に、この場合、冷却水は正常負荷で稼働するメインエンジンＥ１によって十分な温度に加熱されることができるため、バックアップヒーター４２による追加加熱が不要となり得る。従って、冷却水循環ラインＬ２０には、冷却水が冷却水循環ラインＬ２０を通じてメインエンジンＥ１を経由して熱交換器３０に供給される場合にバックアップヒーター４２を迂回すうようにするヒーター迂回ラインＬ２３が設けられてもよい。

【0066】

ただし、メインエンジンＥ１の負荷が既設定値以下に低下すると、メインエンジンＥ１で冷却水の加熱が十分に行われないことがあるため、この場合はヒーター迂回ラインＬ２３が遮断され、バックアップヒーター４２が使用されてもよい。

【0067】

一方、メインエンジンＥ１が停止したときのように冷却水がメインエンジンＥ１を循環することができないか、または循環する必要性が低い場合、本発明は第１分岐ラインＬ２１を開放して冷却水が第１冷却水循環ラインＬ２０ａ及び第１分岐ラインＬ２１に沿って形成される第１閉ループで循環するようにする。

【0068】

このとき、冷却水循環ラインＬ２０で第１分岐ラインＬ２１が分岐される地点の下流と第１分岐ラインＬ２１が合流する地点の上流には冷却水の流れを遮断することができるバルブ（符号不図示）が設けられることにより、冷却水が第１閉ループ内で循環されるようにすることができる。

【0069】

第１閉ループ上にはブースターポンプ４１、バックアップヒーター４２、熱交換器３０、ガスセパレーター４３が設けられ、冷却水はバックアップヒーター４３で加熱されてから熱交換器３０に供給される。従って、本発明は、冷却水がメインエンジンＥ１を循環しないか、またはできない場合でも熱交換器３０における安定的な液化ガスの加熱を保障することができる。

【0070】

これにより、本発明はメインエンジンＥ１と補助エンジンＥ２が１つの熱交換器３０を共有するシステムにおいて、メインエンジンＥ１による冷却水の加熱に問題が生じても補助エンジンＥ２の稼働が安定的に行われるようにする。

【0071】

一方、ガスセパレーター４３でガスの漏れが検知された場合やエンジンＥ１、Ｅ２に液化ガス以外の燃料が供給される場合などのように熱交換器３０の使用が望ましくない場合、本発明は第２分岐ラインＬ２２を開放して冷却水が第２冷却水循環ラインＬ２０ｂ及び第２分岐ラインＬ２２に沿って形成される第２閉ループで循環するようにする。

【0072】

このとき、上述したように冷却水循環ラインＬ２０で第２分岐ラインＬ２２が分岐される地点の上流及び第２分岐ラインＬ２２が合流する地点の上流に設けられるバルブの操作により、冷却水を第２閉ループ内で循環させることができる。

【0073】

参考までに、冷却水循環ラインＬ２０で第１分岐ラインＬ２１が分岐される地点の下流に設けられるバルブは冷却水循環ラインＬ２０で第２分岐ラインＬ２２が合流する地点の上流に設けられるバルブであってもよく、冷却水循環ラインＬ２０で第１分岐ラインＬ２１が合流する地点の上流に設けられるバルブは冷却水循環ラインＬ２０で第２分岐ラインＬ２２が分岐される地点の下流に設けられるバルブであってもよい。

【0074】

もちろん、本発明は上記のようなバルブの配置に限定解釈されず、２ｗａｙバルブ及び／または３ｗａｙバルブなどを適宜活用することができる。

【0075】

第２閉ループ上には冷却水ポンプ２１、冷却水クーラー２２、清水生成器２３が設けられ、冷却水はメインエンジンＥ１で加熱された後、冷却水クーラー２２で冷却されることができる。従って、本発明は冷却水が熱交換器３０に伝達されないか、またはできない場合、メインエンジンＥ１に対する冷却水の供給を保障してメインエンジンＥ１の稼働を安定的に保持することができる。

【0076】

冷却水循環ラインＬ２０には膨張タンク４４ａ、４４ｂが連結される。膨張タンク４４ａ、４４ｂは冷却水循環ラインＬ２０の全体に沿って流動する冷却水の圧力調整のために設けられてもよい。

【0077】

膨張タンク４４ａ、４４ｂは複数個設けられ、第１、２分岐ラインＬ２１、Ｌ２２によって形成される第１閉ループ及び第２閉ループのそれぞれに連結されることにより、第１、２閉ループにおける冷却水の圧力調整を具現して第１、２閉ループでの過圧を防止することができる。または、これとは異なり、１つの膨張タンク４４ａ、４４ｂが第１、２閉ループに統合的に連結されることも可能である。

【0078】

前者の場合、膨張タンク４４ａ、４４ｂは第１、２冷却水循環ラインＬ２０ａ、Ｌ２０ｂにそれぞれ連結されるように設けられてもよい。このとき、第１冷却水循環ラインＬ２０ａに連結される膨張タンク４４ａは冷却水循環ラインＬ２０におけるガスセパレーター４３の下流に設けられてもよく、冷却水循環ラインＬ２０から分岐連結されることにより、ガスセパレーター４３を通過した冷却水は膨張タンク４４ａを経由せずに流動することができる。ただし、ガスセパレーター４３の下流で冷却水の圧力が高くなると、膨張タンク４４ａに向かって冷却水が自然に伝達されるようにすることで、膨張タンク４４ａにより圧力を下げることができる。

【0079】

一方、第２冷却水循環ラインＬ２０ｂに連結される膨張タンク４４ｂは、冷却水クーラー２２と冷却水ポンプ２１との間に連結されるように設けられてもよく、冷却水循環ラインＬ２０から分岐連結されることにより、冷却水クーラー２２で冷却された冷却水は膨張タンク４４ｂを迂回して冷却水ポンプ２１に流入することができる。ただし、第２閉ループで過圧が発生すると、冷却水は膨張タンク４４ｂに伝達されて冷却水ポンプ２１の流入圧力が適正水準を保持することができる。

【0080】

膨張タンク４４ａ、４４ｂは冷却水循環ラインＬ２０または第１、２分岐ラインＬ２１、Ｌ２２から分枝して連結されるか、冷却水循環ラインＬ２０または第１、２分岐ラインＬ２１、Ｌ２２上に設けられてもよい。また、膨張タンク４４ａ、４４ｂは必ずしも容器形態に限定されず、ラインの一部が拡管した形態などのようにバッファ機能を具現するあらゆる形態であってもよい。

【0081】

本発明は、このような膨張タンク４４ａ、４４ｂを備えることにより、冷却水が第１閉ループでのみ循環するか、第２閉ループでのみ循環する場合の両方に対して、冷却水の流れにおける過圧防止機能を確保することができる。

【0082】

さらに、熱交換器３０の上流の冷却水循環ラインＬ２０には熱交換器３０を迂回する熱交換器迂回ラインＬ２４が設けられてもよい。従って、冷却水の少なくとも一部は熱交換器３０を迂回して液化ガスによって冷却されないことができるため、熱交換器３０の下流で冷却水の温度を調整するのに使用することができる。

【0083】

熱交換器迂回ラインＬ２４への流れは液化ガスの流量や温度、冷却水の流量、温度などの変数に応じて制御することができる。例えば、液化ガスの温度が比較的高い場合、液化ガスの過度な加熱を防止するために、冷却水の一部が熱交換器迂回ラインＬ２４を介して迂回されることができる。一方、液化ガスの温度が低いと検知されると、熱交換器迂回ラインＬ２４の冷却水の流れが遮断されることができる。

【0084】

以下では、本実施例で示される様々な冷却水の流れについて説明する。まず、図１のように冷却水循環ラインＬ２０に沿って冷却水が流動する場合について説明する。

【0085】

図１を参照すると、上述したように冷却水循環ラインＬ２０は、メインエンジンＥ１と熱交換器３０の両方を連結する閉ループを構成することにより、メインエンジンＥ１から排出された高温の冷却水が冷却水循環ラインＬ２０を介して熱交換器３０に伝達されることができる。その後、熱交換器３０から排出される低温の冷却水は、冷却水循環ラインＬ２０に沿ってガスセパレーター４３などを経由した後、冷却水クーラー２２に流入することができる。

【0086】

このような流れによると、冷却水は冷却水循環ラインＬ２０に沿って冷却水クーラー２２、冷却水ポンプ２１、メインエンジンＥ１に流入しながらも、メインエンジンＥ１の下流で少なくとも一部の冷却水が冷却水循環ラインＬ２０に沿ってブースターポンプ４１、バックアップヒーター４２（必要な場合）、熱交換器３０、ガスセパレーター４３に沿って流れた後、再び冷却水クーラー２２に伝達されることができる。

【0087】

このような流れは、メインエンジンＥ１が正常に作動して冷却水がメインエンジンＥ１で十分に加熱される場合に形成されることができる。即ち、本実施例は、メインエンジンＥ１を経由して加熱された高温の冷却水が冷却水循環ラインＬ２０に沿って熱交換器３０に伝達されるようにすることで、冷却水の廃熱を熱交換器３０の液化ガスに伝達するものである。

【0088】

冷却水の十分な加熱のためにはメインエンジンＥ１の負荷が既設定値以上に高くなければならない。即ち、メインエンジンＥ１の負荷が既設定値以上である場合（または船舶の船速が既設定の速度以上）、冷却水は冷却水循環ラインＬ２０の全体に沿って循環することができる。この場合、冷却水がメインエンジンＥ１で十分に加熱されるため、冷却水循環ラインＬ２０における冷却水はヒーター迂回ラインＬ２３を介してバックアップヒーター４２を少なくとも部分的に迂回して熱交換器３０に流入することができる。

【0089】

一方、メインエンジンＥ１の負荷が既設定値未満である場合（船速が既設定の速度未満）、冷却水はメインエンジンＥ１を経由しても十分に加熱されないことがある。従って、この場合、冷却水が冷却水循環ラインＬ２０に沿って循環するのは上述した場合と類似するが、冷却水循環ラインＬ２０を流れる冷却水はバックアップヒーター４２を経て追加加熱された後、熱交換器３０に流入することができる。

【0090】

以下では、図２のように冷却水循環ラインＬ２０及び第１分岐ラインＬ２１によって形成される第１閉ループに沿って冷却水が流動する場合について説明する。

【0091】

図２を参照すると、船舶の停泊などのためにメインエンジンＥ１が停止すると、冷却水循環ラインＬ２０には冷却水が流動しないことがある。このとき、第１分岐ラインＬ２１がバルブの調整により開放されて冷却水が第１冷却水循環ラインＬ２０ａ及び第１分岐ラインＬ２１によって形成される第１閉ループに沿って流れるようになる。

【0092】

ただし、この場合、冷却水はメインエンジンＥ１によって加熱されないため、バックアップヒーター４２が用いられてもよい。即ち、冷却水は第１冷却水循環ラインＬ２０ａと第１分岐ラインＬ２１に沿って循環しながらバックアップヒーター４２を経て加熱された後、熱交換器３０に流入することができる。

【0093】

また、この場合、上述したように、冷却水循環ラインＬ２０におけるガスセパレーター４３の下流などに設けられる膨張タンク４４ａ、４４ｂを介して冷却水の圧力が調整されることができるため、メインエンジンＥ１の廃熱を利用せずに熱交換器３０が冷却水により安定的に液化ガスを加熱することができるようになる。

【0094】

このように本実施例は、メインエンジンＥ１の冷却水を活用してエンジンＥ１、Ｅ２に供給される液化ガスを加熱するが、メインエンジンＥ１の負荷、作動有無に応じて冷却水の流れを制御し、バックアップヒーター４２を適宜活用することで、液化ガスを安定的に加熱して発電エンジンの稼働安定性を確保することができる。

【0095】

以上、本発明を具体的な実施例で詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有する者によりその変形や改良が可能であることは明らかである。

【0096】

本発明の単純な変形乃至変更はすべて本発明の範囲に属し、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲によって明らかになるであろう。

【図1】

【図2】