JP4841397B2 - Fuel container - Google Patents
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Description
本発明は、燃料コンテナに関し、特に、天然ガスハイドレート(NGH:Natural Gas Hydrate)を燃料として使用する船舶の燃料コンテナに関するものである。 The present invention relates to a fuel container, and more particularly, to a fuel container for a ship that uses natural gas hydrate (NGH) as a fuel.
従来、大型船舶の主機関には船内設置のディーゼル機関が採用されており、その燃料には重油が使用されている。また、小型船舶の場合にはガソリン機関が採用されているものもある。しかし、いずれの船舶も、航行中はCO2、NOx、SOxといった大気汚染物質が排出されるため、それを抑制するための制御や設備投資(低速運行、高効率機関や低排ガスエンジンの採用等)が必要となる。そこで、地球環境への配慮から天然ガスエネルギーが注目されている。 Conventionally, a diesel engine installed on the ship is adopted as a main engine of a large ship, and heavy oil is used as the fuel. Some small vessels employ a gasoline engine. However, since every vessel emits air pollutants such as CO 2 , NOx, and SOx during navigation, control and capital investment to control it (low speed operation, adoption of high-efficiency engines and low exhaust gas engines, etc.) )Is required. Therefore, natural gas energy is attracting attention because of consideration for the global environment.
天然ガスエネルギーとしては、液化天然ガス(LNG)がよく知られており、また最近は、新たな天然ガスエネルギーとしてNGHが注目されている(非特許文献1参照)。NGHは、メタン、エタン、プロパンなどを主成分とする天然ガスの分子(ゲスト)が水分子のクラスタ中に取り込まれた包接水和物であり、−20℃の大気圧環境下で約170倍のガスを包蔵することができるため、製造、輸送、貯蔵、ガス化というシステム全体面でLNGよりも有利な点が多い。また、NGHはガソリンなどに比べて二酸化炭素や大気汚染物質の排出量が少ないことから、クリーンエネルギーとしても注目されている。 As natural gas energy, liquefied natural gas (LNG) is well known, and recently, NGH has attracted attention as a new natural gas energy (see Non-Patent Document 1). NGH is an clathrate hydrate in which natural gas molecules (guests) mainly composed of methane, ethane, propane and the like are incorporated into a cluster of water molecules, and is about 170 under an atmospheric pressure environment of −20 ° C. Since it can contain twice as much gas, it has many advantages over LNG in terms of the entire system of manufacturing, transportation, storage, and gasification. NGH is also attracting attention as clean energy because it emits less carbon dioxide and air pollutants than gasoline.
ところで、船舶の航行中に衝突または座礁して船底が損傷した場合でも燃料タンクの外殻の損傷を防止でき、燃料タンクの燃料油が海中に流出するという問題を未然に回避できる船舶が提案されている(特許文献1参照)。この船舶は、船体に設けた船倉の下部に船底外殻と船底内殻とからなる二重船底を設け、この二重船底によって前記船倉と区画した船体の幅方向の中央部に三重船底を設け、この三重船底に燃料タンクを設けるとともに、この燃料タンクの下部にバラストタンクを設けたことを特徴とするものである。
船舶の燃料として上述のLNGを採用する場合、−162℃の極低温下で貯蔵される必要があるため,保冷構造を有する、または再液化機構を有する専用のコンテナごと船内に積み込む方法が好ましく採用されている。
また、NGHを採用する場合、NGHが−20℃という比較的制御しやすい温度環境下で貯蔵・保管されることから、LNGのような問題はなく、燃料の取り扱いが比較的容易である。しかし、NGHはペレット状の固体として取り扱われるため、特許文献1に示したような船内の備え付けの燃料タンク内に直接積み込むことは難しく、NGHペレットが貯蔵されたコンテナごと船内に積み込む方法が好ましく採用されている。
When using the above-mentioned LNG as the fuel for the ship, it is necessary to store it at a cryogenic temperature of -162 ° C. Therefore, it is preferable to use a dedicated container with a cold insulation structure or a special liquefaction mechanism. Has been.
In addition, when NGH is employed, NGH is stored and stored in a temperature environment that is relatively easy to control, such as −20 ° C., so there is no problem like LNG and fuel handling is relatively easy. However, since NGH is handled as a pellet-like solid, it is difficult to load directly into the fuel tank installed in the ship as shown in Patent Document 1, and the method of loading the container in which the NGH pellets are stored into the ship is preferably adopted. Has been.
しかしながら、そのような燃料コンテナを積んだ船舶が座礁や転覆により沈没した場合、図4に示すように、燃料コンテナ41だけが船体40から離脱し、可燃性高圧ガスを充填したまま海底に沈降し、或いは不用意に漂流するおそれがあり、大変危険である。
However, when a ship loaded with such fuel containers sinks due to grounding or capsizing, as shown in FIG. 4, only the
したがって、本発明の目的は、船舶の沈没等により船舶外に放出されたとしても、その発見及び回収が容易であり、安全性が高い燃料コンテナを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel container that is easy to find and recover even if released from the ship due to the sinking of the ship, and has high safety.
本発明の上記目的は、船舶に積載される燃料コンテナであって、天然ガスをハイドレート又は液体の状態で貯蔵する燃料貯蔵部と、当該燃料コンテナが船舶外に放出されたことを検知する異常検知センサと、海上に放出された当該燃料コンテナを海面付近まで浮上させる浮上装置とを備えることを特徴とする燃料コンテナによって達成される。これによれば、燃料コンテナを海面近くまで浮上させることができるため、上空から目視により発見することができる。 The above object of the present invention is a fuel container loaded on a ship, a fuel storage part for storing natural gas in a hydrate or liquid state, and an abnormality for detecting that the fuel container has been discharged outside the ship. This is achieved by a fuel container comprising a detection sensor and a levitation device for levitating the fuel container released to the sea to the vicinity of the sea surface. According to this, since the fuel container can be levitated to near the sea surface, it can be found visually from above.
本発明において、浮上装置は、収縮状態の浮き袋と、異常検知センサからの異常信号を受けて浮き袋を膨らませるガス注入手段とを備えることが好ましい。ここで、浮上装置は、ガスボンベをさらに備え、ガスボンベ内のガスを浮き袋内に注入することにより、浮き袋を膨らませてもよい。また、浮上装置は、燃料貯蔵部内のハイドレート又は液体の天然ガスをガス化するガス化装置をさらに備え、ガス化装置により生成されたガスを浮き袋内に注入することにより、浮き袋を膨らませてもよい。さらに、浮上装置は、燃料貯蔵部内のハイドレート又は液体の天然ガスのボイルオフガスを浮き袋内に導入することにより、浮き袋を膨らませるものであってもよい。 In the present invention, the levitation device preferably includes a contracted floating bag and gas injection means for inflating the floating bag in response to an abnormality signal from the abnormality detection sensor. Here, the levitation device may further include a gas cylinder and inflate the floating bag by injecting the gas in the gas cylinder into the floating bag. The levitation device further includes a gasification device that gasifies the hydrate or liquid natural gas in the fuel storage unit, and injects the gas generated by the gasification device into the buoyancy bag to inflate the buoyancy bag. Good. Further, the levitation device may inflate the buoyancy bag by introducing a hydrate or liquid natural gas boil-off gas in the fuel storage section into the buoyancy bag.
本発明の燃料コンテナは、燃料コンテナに取り付けられ、燃料コンテナが船舶外に放出されたとき位置情報信号を発信する位置情報発信器をさらに備えることが好ましい。これによれば、位置情報信号を手がかりにして燃料コンテナを早期に探査することができる。ここで、本発明の燃料コンテナは、燃料貯蔵部内の天然ガスを用いて発電する燃料電池をさらに備えることが好ましく、位置情報発信器は、燃料電池より供給される電力によって動作することが好ましい。 The fuel container of the present invention preferably further includes a position information transmitter that is attached to the fuel container and transmits a position information signal when the fuel container is discharged out of the ship. According to this, the fuel container can be searched at an early stage using the position information signal as a clue. Here, the fuel container of the present invention preferably further includes a fuel cell that generates power using natural gas in the fuel storage unit, and the position information transmitter is preferably operated by electric power supplied from the fuel cell.
なお、本発明においては、燃料貯蔵部内の天然ガスがNGHであることが好ましいが、LNGであってもよい。 In the present invention, the natural gas in the fuel storage unit is preferably NGH, but may be LNG.
このように、本発明によれば、船舶の沈没等により船舶外に放出されたとしても、その発見及び回収が容易であり、安全性が高い燃料コンテナを提供することにある。 As described above, according to the present invention, even when released from the ship due to the sinking of the ship or the like, it is easy to find and collect the fuel container and to provide a highly safe fuel container.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る燃料コンテナの構成を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a fuel container according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、この燃料コンテナ10は、着脱式の燃料タンクとして船舶に積載されるものであり、燃料コンテナ10の主要部である燃料貯蔵部11と、船舶の沈没等によって燃料コンテナ10が船舶外に放出されたことを検知する異常検知センサ12と、船舶外に放出された燃料コンテナ10を海面付近まで浮上させる浮上装置13と、燃料コンテナ10が船舶外に放出されたとき音波信号を発信する音波発信器14と、音波発信器14に電力を供給する燃料電池15とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態の燃料貯蔵部11にはNGHが貯蔵されている。燃料貯蔵部11は燃料供給口11aを有しており、この燃料供給口11aからNGHが取り出され、或いはNGHの充填が行われる。燃料供給口11aには制御弁11bが設けられており、外部信号によって燃料供給口11aの開閉状態が制御される。異常検知センサ12は、燃料コンテナ10が船舶外に放出されたことを異常事態として検知するが、この検知は、燃料コンテナ10が船内の固定位置から外れたことをもって判別してもよく、固定位置からの距離が一定以上離れたことをもって判別してもよく、或いは水没状態を検知してもよい。但し、燃料コンテナ10の取り替え時には、異常検知センサ12による離脱検知の解除が必要となることは言うまでもない。
NGH is stored in the
浮上装置13は、収縮状態の浮き袋16と、炭酸ガスが充填された炭酸ガスボンベ17と、炭酸ガスボンベ17内の炭酸ガスを浮き袋16内に注入するガス注入器18とを備えている。ガス注入器18は、浮き袋16内の圧力を監視し、最適な圧力になったときガス化を停止するか、加圧分を外部へ排出する機能を備えることが好ましい。浮き袋16は、図示のように、燃料貯蔵部11から区画された燃料コンテナ10内の空間に収納されていてもよく、或いは燃料コンテナ10の外側に取り付けられていてもよい。一方、炭酸ガスボンベ17、ガス注入器18、音波発信器14及び燃料電池15は、燃料コンテナ10内の防水空間に収納されていることが必要である。
The
通常、燃料コンテナ10は船内の所定の位置に固定され、燃料コンテナ10の燃料供給口11aは船内の燃料系統に接続されている。これにより、燃料貯蔵部11内のNGHは適宜取り出され、天然ガスと水に分解された後、船舶の主機関や発電機を駆動するための燃料として使用される。
Usually, the
船舶の沈没、座礁、船舶同士の衝突による船体の損傷、転覆、取付け不良による脱落等、何らかの理由によって燃料コンテナ10が船舶外に放出されると、異常検知センサ12がこの状態を検知し、異常信号が出力される。異常信号を受けた制御弁11bは、燃料供給口11aを直ちに閉止するので、NGHの流出及び燃料貯蔵部11への海水の浸入が防止される。
When the
次いで、異常検知センサ12からの異常信号を受けたガス注入器18は、炭酸ガスボンベ17内の炭酸ガスを浮き袋16内に送り込む動作を開始する。炭酸ガスが注入された浮き袋16は大きく膨らみ、燃料コンテナ10を海面近くまで浮上させる浮力を発生させる。また、異常検知センサ12からの異常信号を受けた音波発信器14も動作を開始し、所定の音波信号を発信する。したがって、事故後においては、この音波信号を手がかりにして燃料コンテナ10の位置を探査することができる。また、燃料コンテナ10は海上近くに浮上しているので、上空から目視により発見することができる。なお、NGHを貯蔵している場合、コンテナ内の約80%が水であり、海水と同等の比重であることを考えれば、実質的に燃料コンテナ単体の重量を浮上させるだけの浮力が有れば、燃料コンテナ10を浮き上がらせることが可能である。例えば、20フィートコンテナの重量は約3tであるので、3m3程度の炭酸ガスがあれば、燃料コンテナ10を浮き上がらせることができる。
Next, the
図2(a)乃至(c)は、膨張した浮き袋16の外観形状を示す模式図である。
FIGS. 2A to 2C are schematic views showing the external shape of the expanded
図2(a)に示すように、浮き袋16は、燃料コンテナ10の一面を開き、その一面全体が膨れるような形状であってもよく、図2(b)に示すように、燃料コンテナ10全体を包み込むような形状であってもよい。さらにまた、図2(c)に示すように、燃料コンテナ10に引っ張り強度を有するガス供給管19で連結されたアドバルーンのような形状であってもよい。燃料コンテナ10に装備される浮き袋16の数は特に限定されず、その取り付け位置や取り付け方法も特に限定されない。
As shown in FIG. 2A, the floating
以上説明したように、本実施形態によれば、燃料コンテナ10が船舶外に放出されたとき、燃料コンテナ10を海面付近に浮上させることができると共に、音波発信器14で燃料コンテナ10の位置を知ることができるので、事故後すみやかに燃料コンテナ10の発見、回収をすることができる。また、音波発信器14の電源として燃料電池15を使用し、燃料電池15は燃料貯蔵部11内に貯蔵された大量のNGHを用いて半永久的に発電することができるので、音波発信器14も極めて長期間の動作が可能であり、信号出力を大きくすることもできる。
As described above, according to the present embodiment, when the
図3は、本発明の第2の実施形態に係る燃料コンテナの構成を示す模式図である。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of a fuel container according to the second embodiment of the present invention.
図3に示すように、この燃料コンテナ20は、燃料貯蔵部11に貯蔵されたNGHをガス化し、このガスを浮き袋16内に注入することを特徴としている。そのため、本実施形態の燃料コンテナ20は、上述の炭酸ガスボンベ17に代えて、燃料貯蔵部11内のNGHをガス化するガス化装置21を備えている。なお、NGHを分解することにより高圧の水が得られるが、この水はコンテナ外部に排出してもよく、燃料貯蔵部11に戻してもよい。その他の構成については、第1の実施形態と略同様であるため、詳細な説明を省略する。
As shown in FIG. 3, the
以上説明したように、本実施形態によれば、燃料コンテナ10を浮上させる浮き袋16を膨らませるためのガスとして、NGHの分解によって得られる天然ガスを使用するので、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができるだけでなく、炭酸ガスボンベ17を不要にすることができ、燃料コンテナ10内の燃料ガスの有効活用を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the natural gas obtained by NGH decomposition is used as the gas for inflating the
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.
例えば、上記実施形態においては、燃料コンテナ10に貯蔵される燃料ガスとしてNGHを例に挙げたが、本発明はNGHに限定されるものではなく、LNGを船舶の燃料として燃料コンテナで供給することも可能である。船舶の沈没等によってLNGを貯蔵する燃料コンテナが船舶外に放出された場合、NGHと同様に大変危険であるが、本発明に係る燃料コンテナを用いた場合、NGHの場合と同様、事故後すみやかに燃料コンテナの発見、回収をすることができる。なお、LNGを貯蔵する場合、燃料コンテナ内には多量のボイルオフガスが発生することから、LNGを貯蔵する燃料コンテナにおいてはボイルオフガスを浮き袋16内に注入してもよい。これによれば、ガス化装置21を用いて燃料ガスを積極的にガス化しなくても済むため、ガス化装置21の省略も可能である。また、LNGほどではないが、NGHも海水で長時間温められるとボイルオフガスを発生することから、NGHにおいてもガス化装置21の省略は可能である。
For example, in the above embodiment, NGH is taken as an example of the fuel gas stored in the
また、上記実施形態においては、浮き袋を膨らませるガスとして炭酸ガスを用い、炭酸ガスボンベを備える場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、炭酸ガスのみならず、窒素ガス、圧縮空気等の工業的に汎用なガスを適用することが可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the carbon dioxide gas was used as gas which inflates a floating bag, and the case where a carbon dioxide gas cylinder was provided was demonstrated, this invention is not limited to this, Not only carbon dioxide gas but nitrogen gas, Industrially general gas such as compressed air can be applied.
また、上記実施形態においては、位置情報発信器として音波発信器14を用いる場合について説明したが,本発明はこれに限定されるものではなく、電波信号、光信号等の信号を適用することが可能である。
Moreover, although the case where the
また、上記実施形態においては、音波発信器14の電源として燃料電池15を用いたが、蓄電池を使用するものであってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the fuel cell 15 was used as a power supply of the
10 燃料コンテナ
11 燃料貯蔵部
11a 燃料供給口
11b 制御弁
12 異常検知センサ
13 浮上装置
14 音波発信器
15 燃料電池
16 浮き袋
17 炭酸ガスボンベ
18 ガス注入器
19 ガス供給管
20 燃料コンテナ
21 ガス化装置
40 船体
41 燃料コンテナ
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