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Description
本発明は、燃料としてガスを使用するディーゼルエンジンを搭載した船舶に関する。 The present invention relates to a ship equipped with a diesel engine that uses gas as fuel.
従来、船舶では、重油を燃料とするディーゼルエンジンが推進用主機として用いられていた。近年では、燃料としてガスを使用するディーゼルエンジンを推進用主機として用いることが提案されている。例えば、特許文献1には、そのようなディーゼルエンジンを搭載した船舶が開示されている。
Conventionally, in a ship, a diesel engine using heavy oil as a fuel has been used as a main engine for propulsion. In recent years, it has been proposed to use a diesel engine that uses gas as a fuel as a propulsion main engine. For example,
ディーゼルエンジンに供給される燃料ガスは、圧縮空気中への噴射を可能とするために、例えば絶対圧で15〜30MPaと高い圧力(噴射圧)を有する。特許文献1に開示された船舶では、液化天然ガス(LNG)をポンプによって昇圧し、この昇圧されたLNGを気化器で気化させ、気化した天然ガスをエンジンへ供給している。ポンプは、気化した天然ガスがディーゼルエンジンへの噴射圧となるようにLNGを昇圧する。
The fuel gas supplied to the diesel engine has a high pressure (injection pressure) of, for example, 15 to 30 MPa in absolute pressure in order to enable injection into compressed air. In the ship disclosed in
なお、特許文献の図1には、ポンプから、LNGタンクとポンプの間に配置されたサクションドラムにつながる配管が描かれているが、これはポンプ内で発生したキャビテーションなどに由来するガスをサクションドラムに逃すためのものであると推測される。 In FIG. 1 of the patent document, a pipe leading from the pump to a suction drum arranged between the LNG tank and the pump is drawn. This is because the gas derived from cavitation generated in the pump is suctioned. It is presumed that it was for escaping to the drum.
ところで、特許文献1に開示されているように、ポンプによってLNGを昇圧するには、かなりの時間(例えば、5〜10分)を要する。このため、操船者がディーゼルエンジンでガス運転を開始しようと思っても、ガス運転を直ちに行うことができない。そこで、ガス運転前に、ポンプの稼動によって、気化した天然ガスがディーゼルエンジンへの噴射圧となった状態、すなわちスタンバイ状態を維持することが望まれる。
By the way, as disclosed in
例えば、ディーゼルエンジンが燃料としてガスと油のいわゆる二元燃料を使用する場合、出入港時などの低負荷時には油を燃料として使用し、遠洋航海時などの高負荷時にはガスを燃料として使用することが想定される。この場合、油運転中に上記のスタンバイ状態を維持しておけば、油運転からガス運転に速やかに切り換えることができる。 For example, when a diesel engine uses so-called binary fuel of gas and oil as fuel, oil should be used as fuel at low loads such as when entering and leaving a port, and gas should be used as fuel during high loads such as during offshore voyages. Is assumed. In this case, if the standby state is maintained during the oil operation, the oil operation can be quickly switched to the gas operation.
上記のスタンバイ状態を実現するには、例えば、気化器とエンジンとの間に開閉弁を設けるとともに、ポンプから吐出されたLNGをサクションドラムまたはLNGタンクへ戻すための還流ラインを設けることが考えられる。さらに、還流ラインに流量制御弁を設ける。そして、ガス運転前に、開閉弁を閉じるとともに流量制御弁を全閉とした状態で、ポンプを稼動させてポンプでLNGを昇圧し、スタンバイ状態が達成された後に流量制御弁の開度をスタンバイ状態が維持されるように調整する。すなわち、流量制御弁は、ポンプから吐出されたLNGを高圧に保つ役割を果たす。 In order to realize the standby state, for example, an on-off valve may be provided between the carburetor and the engine, and a return line for returning LNG discharged from the pump to the suction drum or the LNG tank may be provided. . In addition, a flow control valve is provided in the reflux line. Then, before gas operation, with the on-off valve closed and the flow control valve fully closed, the pump is operated and the pump boosts LNG. After the standby state is achieved, the flow control valve opening is set to standby. Adjust so that state is maintained. That is, the flow control valve plays a role of keeping the LNG discharged from the pump at a high pressure.
しかしながら、上記のような構成では、ガス運転前のスタンバイ状態ではポンプの吐出圧を常に高圧に保つためにポンプを高負荷で稼動し続けなければならず、消費電力が多くなる。また、高負荷で稼働するポンプからはLNGへ多くの熱が与えられ、その多くの熱が与えられたLNGがサクションドラムまたはLNGタンク(貯留器)へ戻される。その結果、貯留器内のLNGの温度が上昇したりボイルオフガスが発生したりする。 However, in the configuration as described above, the pump must be continuously operated at a high load in order to keep the discharge pressure of the pump always high in the standby state before the gas operation, resulting in an increase in power consumption. Further, a large amount of heat is applied to the LNG from the pump operating at a high load, and the LNG to which the large amount of heat is applied is returned to the suction drum or the LNG tank (reservoir). As a result, the temperature of LNG in the reservoir rises or boil-off gas is generated.
そこで、本発明は、消費電力および貯留器への入熱を抑えながら、ガス運転前のスタンバイ状態を維持することができる船舶を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the ship which can maintain the standby state before gas operation, suppressing power consumption and the heat input to a storage device.
前記課題を解決するために、本発明の船舶は、燃料としてガスを使用するディーゼルエンジンと、液化ガスを貯留する貯留器と、前記液化ガスを気化させる気化器と、前記貯留器から前記気化器へ液化ガスを導く第1供給ラインと、前記気化器から前記ディーゼルエンジンへ気化したガスを導く第2供給ラインと、前記第1供給ラインに設けられた、前記気化したガスが前記ディーゼルエンジンへの噴射圧となるように前記液化ガスを昇圧するポンプと、前記第2供給ラインに設けられた、前記ディーゼルエンジンのガス運転時に開かれ、前記ガス運転時以外に閉じられる切換弁と、前記ポンプよりも下流側で前記第1供給ラインから分岐して前記貯留器へつながる還流ラインと、前記還流ラインに設けられた流量制御弁と、前記第2供給ラインにおける前記切換弁よりも上流側部分、前記第1供給ラインにおける前記還流ラインの分岐点よりも下流側部分、または前記還流ラインに設けられた保持弁であって、少なくとも、前記ガス運転前の、気化したガスがディーゼルエンジンへの噴射圧となった状態であるスタンバイ状態で、前記第2供給ラインもしくは前記第1供給ラインの逆流または前記還流ラインの流通を禁止する保持弁と、前記スタンバイ状態で、前記ポンプを停止するか、前記流量制御弁を全開にする制御装置と、を備える、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a ship of the present invention includes a diesel engine that uses gas as fuel, a reservoir that stores liquefied gas, a vaporizer that vaporizes the liquefied gas, and the vaporizer from the reservoir. A first supply line for leading liquefied gas to the diesel engine, a second supply line for guiding gas vaporized from the carburetor to the diesel engine, and the vaporized gas provided in the first supply line to the diesel engine A pump for boosting the liquefied gas so as to be an injection pressure, a switching valve provided in the second supply line, which is opened during gas operation of the diesel engine and is closed except during the gas operation; A reflux line branched downstream from the first supply line and connected to the reservoir, a flow rate control valve provided in the reflux line, and the second supply line. A holding valve provided in the upstream portion of the switching valve, the downstream portion of the reflux line in the first supply line, or the reflux line, at least before the gas operation A holding valve that prohibits backflow of the second supply line or the first supply line or circulation of the recirculation line in the standby state in which the vaporized gas becomes the injection pressure to the diesel engine, and the standby state And a control device for stopping the pump or fully opening the flow control valve.
上記の構成によれば、スタンバイ状態では、保持弁によって切換弁の上流側に噴射圧のガスが保持されるため、ポンプを停止したり流量制御弁を全開にしたりしても、スタンバイ状態を維持することができる。ポンプを停止すれば、ポンプから液化ガスに熱が与えられないばかりでなく、還流ラインを通じて液化ガスが貯留器へ戻されることもない。流量制御弁を全開にすれば、ポンプが低負荷で稼働するようになるため、還流ラインを通じて液化ガスが貯留器へ戻されるものの、ポンプから液化ガスに与えられる熱量は低減する。従って、ポンプの停止と流量制御弁の全開のいずれの場合でも、消費電力および貯留器への入熱を抑えることができる。 According to the above configuration, in the standby state, since the injection pressure gas is held upstream of the switching valve by the holding valve, the standby state is maintained even if the pump is stopped or the flow control valve is fully opened. can do. If the pump is stopped, heat is not applied from the pump to the liquefied gas, and the liquefied gas is not returned to the reservoir through the reflux line. If the flow control valve is fully opened, the pump is operated at a low load, so that the liquefied gas is returned to the reservoir through the reflux line, but the amount of heat given from the pump to the liquefied gas is reduced. Therefore, power consumption and heat input to the reservoir can be suppressed both when the pump is stopped and the flow control valve is fully opened.
前記ディーゼルエンジンは、ガスおよび油を燃料として使用するものであり、前記スタンバイ状態では、前記ディーゼルエンジンの油運転が行われてもよい。この構成によれば、油運転からガス運転に速やかに切り換えることができる。 The diesel engine uses gas and oil as fuel, and oil operation of the diesel engine may be performed in the standby state. According to this configuration, it is possible to quickly switch from oil operation to gas operation.
上記の船舶は、前記第2供給ラインにおける前記切換弁よりも上流側部分の圧力を検出する圧力計をさらに備え、前記制御装置は、前記スタンバイ状態を達成するためのポンプ起動運転として、前記流量制御弁を全閉とした状態で、前記ポンプの起動を開始し、前記圧力計で検出される圧力が前記噴射圧よりも高い予備圧となったときに、前記流量制御弁の開度を大きくしてもよい。この構成によれば、ポンプ起動運転において気化したガスの圧力がいったん噴射圧よりも高い予備圧となるため、予備圧から噴射圧までの圧力低減時の体積膨張によって気化器内から液化ガスが上流側に押し出される。これにより、スタンバイ状態で液化ガスを気化させるための熱媒体が気化器内で凍結することを防止することができる。また、保持弁が第1供給ラインに設けられる場合は、保持弁と気化器との間に液化ガスが封入されることを防止することも可能である。 The vessel further includes a pressure gauge that detects a pressure in a portion upstream of the switching valve in the second supply line, and the control device performs the flow rate as a pump start operation for achieving the standby state. With the control valve fully closed, the pump is started, and when the pressure detected by the pressure gauge becomes a preliminary pressure higher than the injection pressure, the opening of the flow control valve is increased. May be. According to this configuration, since the pressure of the gas vaporized in the pump starting operation once becomes a preliminary pressure higher than the injection pressure, the liquefied gas is upstream from the inside of the vaporizer by the volume expansion at the time of the pressure reduction from the preliminary pressure to the injection pressure. Extruded to the side. Thereby, it is possible to prevent the heat medium for vaporizing the liquefied gas in the standby state from freezing in the vaporizer. Further, when the holding valve is provided in the first supply line, it is possible to prevent the liquefied gas from being sealed between the holding valve and the vaporizer.
上記の船舶は、前記第1供給ラインにおける前記還流ラインの分岐点よりも下流側部分の温度を検出する温度計をさらに備え、前記気化器は、当該気化器に供給される熱媒体と前記液化ガスとの間で熱交換を行う熱交換器であり、前記制御装置は、前記温度計で検出される温度が閾値以上となったときに前記気化器への熱媒体の供給を停止してもよい。この構成によれば、スタンバイ状態において、気化器へ熱媒体を供給するためのエネルギーをも節約することができる。 The ship further includes a thermometer that detects a temperature in a portion downstream of the branch point of the return line in the first supply line, and the vaporizer includes the heat medium supplied to the vaporizer and the liquefaction. A heat exchanger that exchanges heat with the gas, and the control device may stop supplying the heat medium to the vaporizer when the temperature detected by the thermometer exceeds a threshold value. Good. According to this configuration, it is possible to save energy for supplying the heat medium to the vaporizer in the standby state.
前記保持弁は、前記第2供給ラインにおける前記切換弁よりも上流側部分または前記第1供給ラインにおける前記還流ラインの分岐点よりも下流側部分に設けられた逆止弁であってもよい。この構成によれば、保持弁の制御が不要となる。 The holding valve may be a check valve provided in a part upstream of the switching valve in the second supply line or a part downstream of the branch point of the reflux line in the first supply line. According to this configuration, it is not necessary to control the holding valve.
前記保持弁は、前記スタンバイ状態で閉じられる開閉弁であってもよい。この構成によれば、保持弁が第2供給ラインまたは第1供給ラインに設けられている場合に、例えばガス運転を停止したときに、気化したガスまたは液化ガスを保持弁を通じて逆流させることができる。 The holding valve may be an on-off valve that is closed in the standby state. According to this configuration, when the holding valve is provided in the second supply line or the first supply line, for example, when the gas operation is stopped, the vaporized gas or the liquefied gas can be caused to flow back through the holding valve. .
前記ポンプは、吐出口に逆止弁を有するものであり、前記流量制御弁が前記保持弁として機能してもよい。この構成によれば、保持弁として特別な弁を用いる必要がなく、コストを低減できる。 The pump may have a check valve at a discharge port, and the flow control valve may function as the holding valve. According to this configuration, it is not necessary to use a special valve as the holding valve, and the cost can be reduced.
例えば、前記ディーゼルエンジンが、推進用主機としての2サイクルエンジンであってもよい。 For example, the diesel engine may be a two-cycle engine as a main engine for propulsion.
本発明によれば、消費電力および貯留器への入熱を抑えながら、ガス運転前のスタンバイ状態を維持することができる。 According to the present invention, it is possible to maintain a standby state before gas operation while suppressing power consumption and heat input to the reservoir.
(第1実施形態)
図1に、本発明の第1実施形態に係る船舶1Aの一部を示す。この船舶1Aには、液化ガスを貯留する貯留器2と、その液化ガスが気化したガスを燃料として使用するディーゼルエンジン6が搭載されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a part of a
例えば、船舶1Aは、液化ガス運搬船であり、貯留器2は、船長方向に配列された大型の輸送タンクの少なくとも1つである。例えば、液化ガスは、LNG、LPG(液化石油ガス)、LH2(液化水素)などである。ただし、輸送タンクと後述する高圧ポンプ41の間にサクションドラムが配置される場合は、貯留器2はそのサクションドラムであってもよい。また、船舶1Aは、必ずしも液化ガス運搬船である必要はなく、その他の用途の船舶であってもよいし、貯留器2は、燃料専用タンクであってもよい。
For example, the
本実施形態では、ディーゼルエンジン6が、プロペラ61を駆動する推進用主機としての2サイクルエンジンである。また、本実施形態では、ディーゼルエンジン6が、ガスおよび油を燃料として使用する二元燃料エンジンである。すなわち、ディーゼルエンジン6は、複数のシリンダのそれぞれに設けられたガス燃料噴射弁および油燃料噴射弁(双方共に図示せず)を有する。ガス燃料噴射弁には、ガス供給システム10からガスが供給され、油燃料噴射弁には、油供給配管11を通じて油が供給される。
In the present embodiment, the diesel engine 6 is a two-cycle engine as a propulsion main machine that drives the
ディーゼルエンジン6では、油を燃料として使用する油運転と、ガスのみまたはガスおよび油を燃料として使用するガス運転とが行われる。ガス運転でガスのみが燃料として使用される場合、上述した油燃料噴射弁からは油がパイロット油として噴射されてもよいし、上述したガス燃料噴射弁から噴射されるガスに電気的に着火させてもよい。 In the diesel engine 6, an oil operation using oil as a fuel and a gas operation using only gas or gas and oil as fuel are performed. When only gas is used as fuel in gas operation, oil may be injected as pilot oil from the oil fuel injection valve described above, or the gas injected from the gas fuel injection valve described above may be electrically ignited. May be.
ガス供給システム10は、液化ガスを気化させる気化器5と、貯留器2から気化器5へ液化ガスを導く第1供給ライン31と、気化器5からディーゼルエンジン6へ気化したガスを導く第2供給ライン32を含む。
The
第2供給ライン32には、切換弁43が設けられているとともに、切換弁43よりも下流側に第2の切換弁としての遮断弁44が設けられている。切換弁43および遮断弁44は、共に開閉弁であり、ディーゼルエンジン6のガス運転時に開かれ、ガス運転時以外に閉じられる。また、第2供給ライン32には、ガス運転時以外に切換弁43と遮断弁44の間の圧力を解放する圧力解放ライン33が接続されている。さらに、第2供給ライン32には、遮断弁44よりも下流側に、アキュムレータ45が設けられている。
In the
気化器5は、本実施形態では、当該気化器5に供給される熱媒体と液化ガスとの間で熱交換を行う熱交換器である。例えば、気化器5はシェルアンドチューブ熱交換器であり、チューブの両端が第1供給ライン31および第2供給ライン32に接続され、シェルが循環ライン51に接続される。循環ライン51には、循環ポンプ52および加熱器53が設けられており、シェルおよび循環ライン51を通じて、例えばグリコールなどの熱媒体が循環させられる。ただし、循環ライン51は必ずしも必要ではなく、気化器5に熱交換用の熱媒体として熱風や蒸気が直接的に供給されてもよい。また、気化器5は、必ずしも熱交換器である必要はなく、例えば、電気ヒータなどであってもよい。
In the present embodiment, the
第1供給ライン31には、高圧ポンプ41が設けられている。この高圧ポンプ41は、気化したガスがディーゼルエンジン6への噴射圧Pi(例えば、絶対圧で15〜30MPa)となるように液化ガスを昇圧する。高圧ポンプ41は、吐出流量が変更可能に構成されている。例えば、高圧ポンプ41は、油圧モータによって駆動されて液化ガスをシリンダから押し出す複数のピストンを含む。この場合、油圧モータへ供給される作動油の流量を制御することによって、高圧ポンプ41の吐出流量を変更することができる。油圧モータの回転数は、高圧ポンプ41の回転数でもある。
A
第1供給ライン31からは、高圧ポンプ41よりも下流側で還流ライン7が分岐しており、この還流ライン7は、貯留器2へつながっている。還流ライン7には、流量制御弁71が設けられている。
A
さらに、本実施形態では、第1供給ライン31における還流ライン7の分岐点よりも下流側部分に、保持弁42が設けられている。保持弁42は、少なくとも、ガス運転前の、気化したガスがディーゼルエンジン6への噴射圧Piとなった状態であるスタンバイ状態で、第1供給ライン31の逆流を禁止する。これにより、切換弁43と気化器5の間に噴射圧Piのガスが保持される。例えば、スタンバイ状態では、ディーゼルエンジン6の油運転が行われる。本実施形態では、保持弁42が、スタンバイ状態で閉じられる開閉弁である。
Further, in the present embodiment, the holding
船舶1Aには、ガス供給制御装置8A(本発明の制御装置に相当)とエンジン制御装置8Bも搭載されている。ガス供給制御装置8Aは、上述した高圧ポンプ41、循環ポンプ52、保持弁42および流量制御弁71を制御し、エンジン制御装置8Bは、切換弁43、遮断弁44ならびに図略のガス燃料噴射弁および油燃料噴射弁などを制御する。ガス供給制御装置8Aおよびエンジン制御装置8Bの一方または双方は、操船者から各種の操作が入力される入力装置81と接続されている。各種の操作としては、油運転とガス運転のどちらかの選択、スタンバイ状態開始などがある。
The
ガス供給制御装置8Aは、圧力計82および温度計83と接続されている。圧力計82は、第2供給ライン32における切換弁43よりも上流側部分の圧力を検出するものである。温度計83は、第1供給ライン31における還流ライン7の分岐点よりも下流側部分の温度を検出するものである。図例では、温度計83が保持弁42の下流側に配置されているが、温度計83は保持弁42の上流側に配置されていてもよい。
The gas
エンジン制御装置8Bとガス供給制御装置8Aとの間では、各種の信号が送受信される。例えば、ガス運転前のスタンバイ状態では、ガス供給制御装置8Aからエンジン制御装置8Bへ、スタンバイ中の信号が送信される。ガス運転開始時には、エンジン制御装置8Bからガス供給制御装置8Aへ、ガス運転開始の信号およびガス運転での要求ガス圧の信号が送信される。その後、圧力計82で検出される圧力が要求ガス圧になったときに、ガス供給制御装置8Aからエンジン制御装置8Bへ、ガス供給可能の信号が送信される。
Various signals are transmitted and received between the
エンジン制御装置8Bは、油運転が選択されたときは、切換弁43および遮断弁44を閉じる。また、エンジン制御装置8Bは、ガス運転が選択されたときは、上記のガス供給可能の信号を受信していることを条件に、切換弁43および遮断弁44を開く。これにより、ガス運転が開始される。ガス運転中は、ガス供給制御装置8Aは、圧力計82で検出される圧力がエンジン制御装置8Bからの要求ガス圧(すなわち、ディーゼルエンジン6の負荷に応じたガス圧)に一致するように、高圧ポンプ41の回転数と流量制御弁71の開度の少なくとも一方を調整する。
The
ガス運転の開始前には、入力装置81においてスタンバイ状態開始が入力される。例えば、スタンバイ状態開始の入力は、航海中における油運転からガス運転に切り換えられる前、または出港当初からガス運転を行う場合は出港する前に行われる。スタンバイ状態開始が入力されると、ガス供給制御装置8Aは、スタンバイ状態を達成するためのポンプ起動運転を行う。なお、ポンプ起動運転では、エンジン制御装置8Bが切換弁43および遮断弁44を閉じた状態に保つ。
Prior to the start of the gas operation, the standby state start is input in the
具体的に、ガス供給制御装置8Aは、まず、流量制御弁71を全閉とした状態で、高圧ポンプ41および循環ポンプ52の起動を開始する。ここで、「全閉」とは、流量制御弁71の開度が0%だけでなく、流量制御弁71の開度が液化ガスの流通が実質的に禁止される程度(例えば、5%以下)であることをいう。
Specifically, the gas
このときの高圧ポンプ41の回転数は、任意に設定可能である。高圧ポンプ41の回転数を高く設定すれば、ポンプ起動運転を短時間で完了することができる。あるいは、高圧ポンプ41の回転数を最低回転数とすれば、消費電力を抑えながらポンプ起動運転を行うことができる。ここで、「最低回転数」とは、高圧ポンプ41の機能を確保するために最低限必要な回転数である。
The rotation speed of the
高圧ポンプ41の起動が開始される(すなわち、高圧ポンプ41が稼働する)と、高圧ポンプ41から吐出される液化ガスが気化器5で気化されて、図2(a)に示すように、第2供給ライン32中の気化したガスの圧力が次第に上昇する。そして、ガス供給制御装置8Aは、圧力計82で検出される気化したガスの圧力が、予め設定された噴射圧Piよりも高い予備圧Ppになったときに、図2(b)に示すように流量制御弁71の開度を大きくする。これにより、気化したガスの圧力が低下する。例えば、噴射圧Piは、ガス運転での要求ガス圧の変動範囲の下限値以下で設定される。
When the high-
図2(a)に示すように気化したガスの圧力が噴射圧Piまで低下すると、ガス供給制御装置8Aは、スタンバイ状態が達成されたと判定し、保持弁42を閉じるとともに、図2(b)に示すように高圧ポンプ41を停止する。保持弁42を閉じることによって切換弁43と気化器5の間に噴射圧Piのガスが保持されるため、スタンバイ状態が維持される。また、ガス供給制御装置8Aは、スタンバイ状態が達成されたと判定したときに、エンジン制御装置8Bへ、スタンバイ中の信号を送信する。
As shown in FIG. 2A, when the pressure of the vaporized gas decreases to the injection pressure Pi, the gas
ポンプ起動運転において気化したガスの圧力がいったん噴射圧Piよりも高い予備圧Ppとなる本実施形態では、予備圧Ppから噴射圧Piまでの圧力低減時の体積膨張によって気化器5内から液化ガスが上流側に押し出される。これにより、スタンバイ状態で液化ガスを気化させるための熱媒体が気化器5内で凍結することを防止することができる。また、本実施形態では、保持弁42が第1供給ライン31に設けられているため、保持弁42と気化器5との間に液化ガスが封入されることを防止することも可能である。
In the present embodiment in which the pressure of the gas vaporized in the pump start-up operation once becomes the preliminary pressure Pp higher than the injection pressure Pi, the liquefied gas is generated from the
気化器5内から液化ガスが上流側に押し出され、体積膨張したガスが温度計83の位置まで到達すると、温度計83で検出される温度が急上昇する。例えば、液化ガスがLNGである場合、高圧ポンプ41から吐出されるLNGの温度は高くても−130℃であり、気化器5内から液化ガスが上流側に押し出されたときの第1供給ライン31における体積膨張したガスが侵入する部分の温度は−50℃程度に上昇する。従って、温度計83で検出される温度を閾値(LNGの場合は、例えば−100℃程度)と比較すれば、気化器5内から液化ガスが上流側に押し出されたか否かを判定することができる。そこで、ガス供給制御装置8Aは、温度計83で検出される温度が閾値以上となったときに、循環ポンプ52を停止して、気化器5への熱媒体の供給を停止してもよい。このような制御を行えば、スタンバイ状態において、気化器5へ熱媒体を供給するためのエネルギーをも節約することができる。
When the liquefied gas is pushed out from the
スタンバイ状態中に、配管内のガス温度の変化などによって圧力計82で検出される圧力が噴射圧Piよりも小さくなったときは、ガス供給制御装置8Aは、高圧ポンプ41を再稼働させるとともに保持弁42を開いて、気化したガスの圧力を噴射圧Piまで再度上昇させる。
When the pressure detected by the
エンジン制御装置8Bは、ガス運転が選択され、かつ、ガス供給制御装置8Aからのスタンバイ中の信号を受信すると、切換弁43および遮断弁44を開き、ディーゼルエンジン6への燃料ガスの供給を開始する。これに伴い、圧力計82で検出される気化したガスの圧力が低下するため、ガス供給制御装置8Aは、保持弁42を開くとともに高圧ポンプ41を再稼働させる。その後は、上述したように、ガス供給制御装置8Aが高圧ポンプ41の回転数と流量制御弁71の開度の少なくとも一方を調整する。
When the gas operation is selected and the standby signal is received from the gas
なお、ガス運転中に一時的に油運転に切り換えられる場合には、ガス供給制御装置8Aは、エンジン制御装置8Bによって切換弁43および遮断弁44が閉じられた後に、流量制御弁71の開度を調整するなどして圧力計82で検出される気化したガスの圧力が噴射圧Piとなったときに保持弁42を閉じて、スタンバイ状態を維持してもよい。すなわち、油運転からガス運転に切り換えられたときも、ガス供給制御装置8Aは、圧力計82で検出される気化したガスの圧力が噴射圧Piとなったときに、スタンバイ状態が達成されたと判定して、高圧ポンプ41を停止してもよい。
When the gas operation is temporarily switched to the oil operation, the gas
以上説明したように、本実施形態の船舶1Aでは、スタンバイ状態では保持弁42によって切換弁43の上流側に噴射圧Piのガスが保持されるため、高圧ポンプ41を停止しても、スタンバイ状態を維持することができる。高圧ポンプ41を停止すれば、高圧ポンプ41から液化ガスに熱が与えられないばかりでなく、還流ライン7を通じて液化ガスが貯留器2へ戻されることもない。従って、消費電力および貯留器2への入熱を抑えることができる。
As described above, in the
また、スタンバイ状態でディーゼルエンジン6の油運転が行われれば、油運転からガス運転に速やかに切り換えることができる。 Further, if the oil operation of the diesel engine 6 is performed in the standby state, the oil operation can be quickly switched to the gas operation.
<変形例>
前記実施形態では、ポンプ起動運転において気化したガスの圧力が噴射圧Piよりも高い予備圧Ppまでいったん上昇させられたが、ガス供給制御装置8Aは、気化したガスの圧力が噴射圧Piまで上昇したときにスタンバイ状態が達成されたと判定してポンプ起動運転を終了してもよい。
<Modification>
In the above embodiment, the pressure of the gas vaporized in the pump start-up operation is once increased to the preliminary pressure Pp higher than the injection pressure Pi, but the gas
また、前記実施形態では、ガス供給制御装置8Aがスタンバイ状態で高圧ポンプ41を停止したが、図3に示すように、ガス供給制御装置8Aは、スタンバイ状態で、流量制御弁71を全開にしてもよい。ここで、「全開」とは、流量制御弁71の開度が100%だけでなく、流量制御弁71の開度が液化ガスの流通が実質的に阻害されない程度(例えば、95%以上)であることをいう。
In the embodiment, the gas
流量制御弁71を全開にすれば、高圧ポンプ41が低負荷で稼働するようになるため、還流ライン7を通じて液化ガスが貯留器2へ戻されるものの、高圧ポンプ41から液化ガスに与えられる熱量は低減する。従って、この場合でも、消費電力および貯留器2への入熱を抑えることができる。なお、スタンバイ状態で流量制御弁71を全開にする場合、スタンバイ状態での高圧ポンプ41の回転数は最低回転数に保たれてもよい。
If the
(第2実施形態)
次に、図4を参照して、本発明の第2実施形態に係る船舶1Bを説明する。なお、本実施形態および後述する第3実施形態において、第1実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG. 4, the
本実施形態では、保持弁42が、第2供給ライン32における切換弁43よりも上流側部分に設けられている。保持弁42は、少なくとも、ガス運転前のスタンバイ状態で、第2供給ライン32の逆流を禁止する。これにより、切換弁43と保持弁42の間に噴射圧Piのガスが保持される。本実施形態でも、保持弁42は、スタンバイ状態で閉じられる開閉弁である。
In the present embodiment, the holding
本実施形態でも、第1実施形態と同様に、ガス供給制御装置8Aは、スタンバイ状態が達成されたときに、保持弁42を閉じるとともに高圧ポンプ41を停止する。あるいは、ガス供給制御装置8Aは、高圧ポンプ41を停止する代わりに、流量制御弁71を全開としてもよい。
Also in this embodiment, similarly to the first embodiment, the gas
本実施形態でも、第1実施形態またはその変形例と同様の効果を得ることができる。また、スタンバイ状態での気化器5内での熱媒体の凍結防止という観点からは、本実施形態でも、第1実施形態と同様に、ポンプ起動運転において気化したガスの圧力が噴射圧Piよりも高い予備圧Ppまでいったん上昇させてもよい。その場合、ガス供給制御装置8Aは、温度計83で検出される温度が閾値以上となったときに循環ポンプ52を停止してもよい。
Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment or its modification can be obtained. Further, from the viewpoint of preventing the heat medium from freezing in the
(第3実施形態)
次に、図5を参照して、本発明の第3実施形態に係る船舶1Cを説明する。本実施形態では、保持弁42が、還流ライン7に設けられている。保持弁42は、少なくとも、ガス運転前のスタンバイ状態で、還流ライン7の流通を禁止する。高圧ポンプ41は、一般的に、吐出口に逆止弁を有するため、還流ライン7の流通を禁止することによって、切換弁43と気化器5の間に噴射圧Piのガスが保持される。本実施形態でも、保持弁42は、スタンバイ状態で閉じられる開閉弁である。保持弁42が設けられる位置は、流量制御弁71の上流側であっても下流側であってもよい。
(Third embodiment)
Next, a ship 1C according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the holding
本実施形態でも、第1実施形態と同様に、ガス供給制御装置8Aは、スタンバイ状態が達成されたときに、保持弁42を閉じるとともに高圧ポンプ41を停止する。
Also in this embodiment, similarly to the first embodiment, the gas
本実施形態でも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、スタンバイ状態での気化器5内での熱媒体の凍結防止という観点からは、本実施形態でも、第1実施形態と同様に、ポンプ起動運転において気化したガスの圧力を噴射圧Piよりも高い予備圧Ppまでいったん上昇させてもよい。その場合、ガス供給制御装置8Aは、温度計83で検出される温度が閾値以上となったときに循環ポンプ52を停止してもよい。
Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained. Further, from the viewpoint of preventing the heat medium from freezing in the
なお、還流ライン7には、必ずしも流量制御弁71と別に保持弁42が設けられている必要はなく、流量制御弁71が保持弁42として機能してもよい。この構成によれば、保持弁42として特別な弁を用いる必要がなく、コストを低減できる。
The
(その他の実施形態)
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、図6に示すように、第1および第2実施形態において、保持弁42は逆止弁であってもよい。この場合、保持弁42は、スタンバイ状態だけでなく、常に第1供給ライン31または第2供給ラインの逆流を禁止する。保持弁42が逆止弁であれば、保持弁42の制御が不要となる。ただし、第1〜第3実施形態のように保持弁42が開閉弁であれば、保持弁42が第2供給ライン32または第1供給ライン31に設けられている場合に、例えばガス運転を停止したとき、すなわち切換弁43が閉じられたときに、還流ライン7に設けられた流量制御弁71を全閉にして気化したガスまたは液化ガスを保持弁42を通じて逆流させることができる。
For example, as shown in FIG. 6, in the first and second embodiments, the holding
また、ディーゼルエンジン6は、ガスのみを燃料として使用するものであってもよい。さらに、ディーゼルエンジン6は、推進用主機ではなく発電用の4サイクルエンジンであってもよい。 Moreover, the diesel engine 6 may use only gas as a fuel. Furthermore, the diesel engine 6 may be a power generation four-cycle engine instead of the propulsion main engine.
本発明は、種々の船舶に有用である。 The present invention is useful for various ships.
1A〜1C 船舶
2 貯留器
31 第1供給ライン
32 第2供給ライン
41 高圧ポンプ
42 保持弁
43 切換弁
5 気化器
6 ディーゼルエンジン
7 還流ライン
71 流量制御弁
8A ガス供給制御装置
82 圧力計
83 温度計
DESCRIPTION OF
Claims (8)
液化ガスを貯留する貯留器と、
前記液化ガスを気化させる気化器と、
前記貯留器から前記気化器へ液化ガスを導く第1供給ラインと、
前記気化器から前記ディーゼルエンジンへ気化したガスを導く第2供給ラインと、
前記第1供給ラインに設けられた、前記気化したガスが前記ディーゼルエンジンへの噴射圧となるように前記液化ガスを昇圧するポンプと、
前記第2供給ラインに設けられた、前記ディーゼルエンジンのガス運転時に開かれ、前記ガス運転時以外に閉じられる切換弁と、
前記ポンプよりも下流側で前記第1供給ラインから分岐して前記貯留器へつながる還流ラインと、
前記還流ラインに設けられた流量制御弁と、
前記第2供給ラインにおける前記切換弁よりも上流側部分、前記第1供給ラインにおける前記還流ラインの分岐点よりも下流側部分、または前記還流ラインに設けられた保持弁であって、少なくとも、前記ガス運転前の、気化したガスがディーゼルエンジンへの噴射圧となった状態であるスタンバイ状態で、前記第2供給ラインもしくは前記第1供給ラインの逆流または前記還流ラインの流通を禁止する保持弁と、
前記スタンバイ状態で、前記ポンプを停止するか、前記流量制御弁を全開にする制御装置と、
を備える、船舶。 A diesel engine that uses gas as fuel,
A reservoir for storing liquefied gas;
A vaporizer for vaporizing the liquefied gas;
A first supply line for directing liquefied gas from the reservoir to the vaporizer;
A second supply line for directing vaporized gas from the vaporizer to the diesel engine;
A pump provided in the first supply line for boosting the liquefied gas so that the vaporized gas becomes an injection pressure to the diesel engine;
A switching valve provided in the second supply line that is opened during gas operation of the diesel engine and is closed during other than gas operation;
A reflux line that branches from the first supply line downstream of the pump and leads to the reservoir;
A flow control valve provided in the reflux line;
A holding valve provided in a portion upstream of the switching valve in the second supply line, a portion downstream of a branch point of the reflux line in the first supply line, or the reflux line, and at least the A holding valve for prohibiting the back flow of the second supply line or the first supply line or the circulation of the reflux line in a standby state in which the vaporized gas becomes the injection pressure to the diesel engine before the gas operation; ,
In the standby state, the control device that stops the pump or fully opens the flow control valve;
A ship equipped with.
前記スタンバイ状態では、前記ディーゼルエンジンの油運転が行われる、請求項1に記載の船舶。 The diesel engine uses gas and oil as fuel,
The ship according to claim 1, wherein oil operation of the diesel engine is performed in the standby state.
前記制御装置は、前記スタンバイ状態を達成するためのポンプ起動運転として、前記流量制御弁を全閉とした状態で、前記ポンプの起動を開始し、前記圧力計で検出される圧力が前記噴射圧よりも高い予備圧となったときに、前記流量制御弁の開度を大きくする、請求項1または2に記載の船舶。 A pressure gauge for detecting a pressure in a portion upstream of the switching valve in the second supply line;
The controller starts the pump with the flow rate control valve fully closed as a pump start operation for achieving the standby state, and the pressure detected by the pressure gauge is the injection pressure. The ship according to claim 1 or 2, wherein the opening degree of the flow control valve is increased when a higher preliminary pressure is obtained.
前記気化器は、当該気化器に供給される熱媒体と前記液化ガスとの間で熱交換を行う熱交換器であり、
前記制御装置は、前記温度計で検出される温度が閾値以上となったときに前記気化器への熱媒体の供給を停止する、請求項3に記載の船舶。 A thermometer for detecting the temperature of the downstream portion of the first supply line from the branch point of the reflux line;
The vaporizer is a heat exchanger that exchanges heat between the heat medium supplied to the vaporizer and the liquefied gas,
The ship according to claim 3, wherein the control device stops supplying the heat medium to the vaporizer when a temperature detected by the thermometer becomes equal to or higher than a threshold value.
前記流量制御弁が前記保持弁として機能する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の船舶。 The pump has a check valve at the discharge port,
The ship according to any one of claims 1 to 4, wherein the flow control valve functions as the holding valve.
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