JP6934555B1 - 船舶 - Google Patents

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Abstract

【課題】アンモニアを、船舶を推進する原動機のガス燃料として使用する際、アンモニアの大気中への放出量を抑える。【解決手段】船舶は、船体と、アンモニアを貯留可能なアンモニア貯留タンク１０と、アンモニア貯留タンクに連通するアンモニアの流通経路２１，２２に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置５０と、不活性ガス供給装置によって供給された不活性ガスとともに、流通経路内のアンモニアを外部に導くベント管３８と、ベント管の中途に設けられ、内部に水が貯留されているとともに、水の水面下にベント管から不活性ガス及びアンモニアが導入される処理タンク６０と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、船舶に関する。
船舶推進用の燃料や、貨物として可燃性ガスを搭載する船舶には、可燃性ガスを船外の大気中に排出するためのベントポストが設けられている。例えば、特許文献１には、可燃性ガス（ガス燃料）により駆動されるガスエンジンの配管内等に残る可燃性ガスを、窒素ガス等でパージし、ベントポストを介して大気開放する構成が開示されている。
特開２０１３−１１３３２号公報
ところで、ガス燃料としてアンモニアを搭載することが検討されている。アンモニアは、不活性ガスによりパージしてベントポストを介して大気に放出しても十分に拡散しない可能性が有る。このようにアンモニアが大気中に拡散し難い理由の一つとしては、アンモニアが、メタンガス、ブタンガス等の他の可燃性ガスに比較すると、空気中の水分と反応しやすく、空気中の水分と反応して霧状（液滴状）のアンモニア水となり、比重が大気よりも大きくなることを例示できる。
また、アンモニアは、人体の粘膜等への刺激性が高いため、人体に接触しないように、大気中への放出量をできるだけ抑えることが望まれる。
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、アンモニアの大気中への放出量を抑えることができる船舶を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示に係る船舶は、船体と、アンモニア貯留タンクと、不活性ガス供給部と、ベント管と、処理タンクと、を備える。前記アンモニア貯留タンクは、アンモニアを貯留可能である。前記不活性ガス供給部は、前記アンモニア貯留タンクに連通するアンモニアの流通経路に不活性ガスを供給する。前記ベント管は、前記不活性ガス供給部によって供給された前記不活性ガスとともに、前記流通経路内の前記アンモニアを外部に導く。前記処理タンクは、前記ベント管の中途に設けられている。前記処理タンクは、内部に水が貯留されている。前記処理タンクは、前記水の水面下に前記ベント管から前記不活性ガス及び前記アンモニアが導入される。
本開示の船舶によれば、アンモニアの大気中への放出量を抑えることができる。
本開示の実施形態に係る船舶の側面図である。 本開示の実施形態に係る船舶に設けられたアンモニア貯留タンク、内燃機関、処理タンクの間の系統を示す図である。 本開示の実施形態の船舶において、通常時におけるアンモニアの流れを示す図である。 本開示の実施形態の船舶において、パージを行う場合のガスの流れを示す図である。 本開示の第一実施形態に係る処理タンクの構成を示す断面図である。 本開示の第二実施形態に係る処理タンクの構成を示す断面図である。 本開示の第三実施形態に係る処理タンク、水回収タンク周りの概略構成を示す図である。 本開示の第四実施形態に係る処理タンク、水回収タンク周りの概略構成を示す図である。
＜第一実施形態＞
以下、本開示の実施形態に係る船舶について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に示すように、この実施形態の船舶１は、船体２と、上部構造４と、アンモニア貯留タンク１０と、不活性ガス供給装置５０（図２参照）と、ベント管３８（図２参照）と、処理タンク６０と、を備えている。船舶１の船種は、特定のものに限られない。船舶１の船種は、例えば液化ガス運搬船、フェリー、ＲＯＲＯ船、自動車運搬船、客船等を例示できる。
船体２は、その外殻をなす、一対の舷側５Ａ，５Ｂと、船底６と、を有している。舷側５Ａ，５Ｂは、左右舷側をそれぞれ形成する一対の舷側外板を備える。船底６は、これら舷側５Ａ，５Ｂを接続する船底外板を備える。これら一対の舷側５Ａ，５Ｂ及び船底６により、船体２の外殻は、船首尾方向ＦＡに直交する断面において、Ｕ字状を成している。
船体２は、更に、最も上層に配置される全通甲板である上甲板７を備えている。この実施形態で例示する上甲板７は、外部に露出する曝露甲板でもある。上部構造４は、上甲板７上に形成されている。上部構造４内には、居住区等が設けられている。例えば、上部構造４よりも船首尾方向ＦＡの船首３ａ側で且つ上甲板７よりも下方の船体２内には、貨物を搭載するカーゴスペース（図示無し）が設けられている。
また、船体２内には、内燃機関８が設けられている。内燃機関８は、船舶１を推進させるための主機、船内に電気を供給する発電機等として用いられる。本開示の実施形態において、内燃機関８は、アンモニア貯留タンク１０に貯留されたアンモニアを燃料として作動する。
アンモニア貯留タンク１０は、液化アンモニアを貯留する。この実施形態のアンモニア貯留タンク１０は、船体２に設けられている。アンモニア貯留タンク１０は、上部構造４よりも船首尾方向ＦＡの船尾３ｂ側の上甲板７上に配置されている場合を例示している。
アンモニア貯留タンク１０と内燃機関８とは、配管系統２０を介して接続されている。
図２に示すように、配管系統２０は、アンモニア貯留タンク１０に連通するアンモニアの流通経路Ｒを形成する。この配管系統２０は、供給管２１と、リターン管２２と、開閉弁２３、２４と、をそれぞれ備えている。配管系統２０には、不活性ガス供給装置５０と、ベントポスト３０と、が接続されている。
供給管２１、リターン管２２は、それぞれ、アンモニア貯留タンク１０と内燃機関８とを接続する。供給管２１は、内燃機関８にアンモニア貯留タンク１０からアンモニアを供給する。リターン管２２は、内燃機関８で燃料として用いられずに残った余剰のアンモニアをアンモニア貯留タンク１０に戻す。開閉弁２３、２４は、供給管２１、リターン管２２に設けられている。開閉弁２３、２４は、内燃機関８の作動時に常時開放状態とされる。開閉弁２３、２４は、内燃機関８の停止時等に閉塞状態とされる。これら開閉弁２３、２４が閉塞されることで、供給管２１、リターン管２２の内部に形成された流路が遮断される。
不活性ガス供給装置５０は、アンモニア貯留タンク１０に連通するアンモニアの流通経路Ｒに不活性ガスを供給する。不活性ガス供給装置５０は、流通経路Ｒである配管系統２０に不活性ガスを供給する。不活性ガス供給装置５０は、不活性ガス供給部５１と、不活性ガス供給管５２と、不活性ガス供給弁５３と、を備えている。
不活性ガス供給部５１は、窒素等の不活性ガス（例えば、イナートガス等）を不活性ガス供給管５２へ供給可能とされている。不活性ガス供給管５２は、不活性ガス供給部５１と、配管系統２０とを接続する。不活性ガス供給管５２は、配管系統２０のパージ対象領域２０ｐに接続されている。パージ対象領域２０ｐとは、配管系統２０において、供給管２１の開閉弁２３とリターン管２２の開閉弁２４との間で、内燃機関８を含む側である。
不活性ガス供給弁５３は、不活性ガス供給管５２に設けられている。図３に示すように、不活性ガス供給弁５３は、通常時は閉塞状態とされ、不活性ガス供給部５１から配管系統２０のパージ対象領域２０ｐへの不活性ガスの供給を遮断する。この状態で、開閉弁２３、２４は開状態とされ、アンモニア貯留タンク１０から供給管２１を通して内燃機関８にアンモニアが供給可能にされるとともに、余剰のアンモニアが内燃機関８からアンモニア貯留タンク１０に戻される。
図４に示すように、不活性ガス供給弁５３は、内燃機関８の緊急停止時、長期停止時等に閉塞状態から開放状態にされる。この状態で、開閉弁２３、２４は閉塞状態とされ、供給管２１、リターン管２２は遮断されている。つまり、アンモニア貯留タンク１０から内燃機関８へのアンモニアの供給が停止状態となる。この状態で、不活性ガス供給弁５３を開放状態にすると、不活性ガス供給部５１から配管系統２０のパージ対象領域２０ｐに不活性ガスが供給される。不活性ガス供給装置５０は、アンモニアの流通経路Ｒである配管系統２０のパージ対象領域２０ｐに不活性ガスを供給することで、パージ対象領域２０ｐ（流通経路Ｒ）内のアンモニアを不活性ガスに置き換える、いわゆるパージが行われる。
ベント管３８は、不活性ガス供給装置５０によって供給された不活性ガスとともに、流通経路Ｒ内のアンモニアを外部に導く。ベント管３８の一端は、アンモニア貯留タンク１０に連通するアンモニアの流通経路Ｒとしてのパージ対象領域２０ｐに接続されている。ベント管３８の他端は、ベントポスト３０に接続されている。
図１に示すように、ベントポスト３０は、船体２の上甲板７上に設けられている。ベントポスト３０は、上甲板７上で、上下方向Ｄｖに延びている。ベントポスト３０は、上下方向Ｄｖに延びる筒状で、その上部が開口している。図２〜図４に示すように、上述したベント管３８の他端は、このベントポスト３０の下部に接続されている。
ベント管３８には、パージ開閉弁３９が設けられている。図３に示すように、パージ開閉弁３９は、通常時は閉塞状態とされ、ベント管３８内の流路を遮断する。図４に示すように、パージ開閉弁３９は、内燃機関８の緊急停止時、長期停止時等に閉塞状態から開放状態にされる。つまりパージ開閉弁３９は、不活性ガス供給弁５３と連動して開閉する。パージ開閉弁３９は、不活性ガス供給装置５０により不活性ガス供給部５１から配管系統２０のパージ対象領域２０ｐに不活性ガスが供給される場合に、開放状態とされる。パージ開閉弁３９を開放状態にすると、配管系統２０のパージ対象領域２０ｐから、パージ対象領域２０ｐ内のアンモニアが、不活性ガスとともにベント管３８に送り込まれる。
処理タンク６０は、ベント管３８の一端から他端に至る途中に配置されている。より具体的には、処理タンク６０は、パージ開閉弁３９とベントポスト３０との間に配置されている。図１に示すように、本開示の実施形態の処理タンク６０は、例えば上甲板７上に設けられている。なお処理タンク６０の設置位置は、何ら限定するものではなく、船体２の適宜箇所に設置すればよい。
ここで、この実施形態の説明では、ベント管３８のうち、処理タンク６０よりもベント管３８内のガス流れ方向の上流側（パージ開閉弁３９側）に設けられている部分を上流側ベント管３８Ａと称する。また、ベント管３８のうち、処理タンク６０よりもベント管３８内のガスの流れ方向の下流側（ベントポスト３０側）に設けられている部分を下流側ベント管３８Ｂと称する。つまり、上流側ベント管３８Ａは、処理タンク６０の下部に接続され、下流側ベント管３８Ｂは、処理タンク６０の上部に接続されている。
図５に示すように、処理タンク６０は、その内部に水Ｗが貯留されている。処理タンク６０の下部に接続された上流側ベント管３８Ａを通して、パージ開閉弁３９側から送り込まれる不活性ガス及びアンモニアガス（以下、これを「アンモニアを含むガスＧ」と称することがある。）は、処理タンク６０の水面Ｗｆよりも下の領域に導入される。この実施形態の上流側ベント管３８Ａは、処理タンク６０内において下方に向かって延びている。そして、アンモニアを含むガスＧは、上流側ベント管３８Ａの下端から、処理タンク６０内の下部に導入される。
処理タンク６０内の水Ｗ中で、上流側ベント管３８Ａから導入されたアンモニアを含むガスＧは気泡Ｇｖとなり、下方から上方へと向かって浮上していく。このとき、アンモニアを含むガスＧは、処理タンク６０内の水Ｗに接触する。アンモニアは、水Ｗとの反応を生じやすいため、水Ｗとの反応によってアンモニア水となり、水中に溶け込みやすい。一方、不活性ガスは、水Ｗに溶け込みにくく、気泡Ｇｖの状態のまま浮上していき、処理タンク６０内で水面Ｗｆ上の雰囲気中に放出される。
処理タンク６０内には、多孔部材６３が設けられている。多孔部材６３は、処理タンク６０に貯留された水Ｗの水面Ｗｆ下に設けられている。多孔部材６３は、例えば平板状で、上下方向Ｄｖに交差（直交）する面に沿って設けられている。多孔部材６３には、複数（多数）の孔６３ｈが形成されている。このような多孔部材６３には、例えばパンチングメタルや金網等を用いることができる。
各孔６３ｈの大きさは、上流側ベント管３８Ａから処理タンク６０の水Ｗの中に送り込まれた当初の気泡Ｇｖの大きさよりも小さく設定されている。例えば、各孔６３ｈが丸孔である場合、各孔６３ｈの直径は、処理タンク６０の水Ｗの中に送り込まれた当初の気泡Ｇｖの気泡径（例えば、平均気泡径）よりも小さくすればよい。処理タンク６０の水Ｗの中を下方から上方に浮上するアンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖは、上記のように形成された多孔部材６３の孔６３ｈを通過することで微細化される。アンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖが微細化されることで、アンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖと水との接触面積が増える。これにより、ガスＧに含まれるアンモニアは、処理タンク６０内の水Ｗと反応して水Ｗに溶け込みやすくなる。
このようにして、処理タンク６０内の水Ｗを下方から水面Ｗｆの上方に通過したガスＧｎは、不活性ガスを多く含んでいる。このガスＧｎは、水Ｗに溶け込まないアンモニアを含んでいてもよい。処理タンク６０の水面Ｗｆ上のガスＧｎは、下流側ベント管３８Ｂを通してベントポスト３０に送り込まれる。ベントポスト３０は、下部から導入されたガスＧｎを、上部の開口から大気中に放出する。
処理タンク６０には、回収管７１を介して水回収タンク７０（図２参照）が接続されている。水回収タンク７０は、船体２内に設けられている。回収管７１には、水回収開閉弁７２が設けられている。パージ処理の終了後、水回収開閉弁７２を開くと、回収管７１を通して処理タンク６０から水Ｗ２が排出されて、水回収タンク７０に回収される。この水回収タンク７０では、貯留した水Ｗ２に対し、外部から別途取り入れた海水等によってアンモニアの濃度を下げる処理や、中和処理等を行ってもよい。
上記実施形態の船舶１は、不活性ガス供給装置５０から不活性ガスをアンモニアの流通経路Ｒに供給すると、流通経路Ｒ内のアンモニアが不活性ガスとともにベント管３８に押し出される。これにより、流通経路Ｒ内のアンモニアを不活性ガスに置き換える、いわゆるパージを行うことができる。ベント管３８に押し出されたアンモニアを含むガスＧは、処理タンク６０の内部に貯留された水Ｗの水面Ｗｆ下に、ベント管３８から導入される。アンモニアを含むガスＧは、処理タンク６０内の水Ｗ中で気泡Ｇｖとなり、下方から上方に向かって浮上していく。このとき、水Ｗは、アンモニアを含むガスＧに接触する。アンモニアは、水Ｗとの反応を生じやすいため、水Ｗとの反応によってアンモニア水となり、水Ｗ中に溶け込む。これにより、処理タンク６０を経て、ベント管３８から外部に導かれるガスＧｎは、アンモニアの含有量が低減されている。このようにして、アンモニアの大気中への放出量を抑えることが可能となる。
上記実施形態では、処理タンク６０は、アンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖが通過する複数の孔６３ｈを有した多孔部材６３を備えている。これにより、処理タンク６０の水の水面Ｗｆ下で、気泡Ｇｖの状態で下方から上方に向かって浮上するアンモニアを含むガスＧは、多孔部材６３の孔６３ｈを通ることで、孔６３ｈの大きさに応じて微細化される。アンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖが微細化されることで、アンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖと水との接触面積が増える。その結果、アンモニアが処理タンク６０内の水Ｗと反応して水Ｗに溶け込みやすくなる。これにより、アンモニアの大気中への放出量を、より効率良く抑えることができる。
上記実施形態では、処理タンク６０内から排出される水Ｗ２を貯留する水回収タンク７０をさらに備える。これにより、処理タンク６０内でアンモニアが溶け込んだ水Ｗ２を水回収タンク７０で貯留することができる。処理タンク６０では、例えば、回収した水Ｗ２に含まれるアンモニアを薄める処理や中和処理等を行うこともできる。
＜第二実施形態＞
次に、この発明に係る船舶の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と処理タンク６０の内部の構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
（処理タンクの構成）
図６に示すように、この第二実施形態において、処理タンク６０は、上記第一実施形態と同様、ベント管３８の一端から他端に至る途中に設けられている。処理タンク６０は、その内部に水Ｗが貯留されている。処理タンク６０の下部に接続された上流側ベント管３８Ａを通して、パージ開閉弁３９側から送り込まれるアンモニアを含むガスＧは、処理タンク６０の水面Ｗｆの下に導入される。処理タンク６０内の水Ｗ中で、上流側ベント管３８Ａから導入されたアンモニアを含むガスＧは気泡Ｇｖとなり、下方から上方へと向かって浮上していく。
本開示の実施形態において、処理タンク６０内には、仕切板６５が設けられている。仕切板６５は、処理タンク６０における水Ｗの水面Ｗｆよりも下方に設けられている。本開示の実施形態において、仕切板６５は、例えば、上下方向Ｄｖに間隔を開けて２枚が設けられている。各仕切板６５は、上下方向Ｄｖに交差（直交）する面（例えば、水平面）に沿うように形成されている。一方の仕切板６５Ａは、処理タンク６０において水平方向の一方の側に位置する側面６０ｓに設けられている。仕切板６５Ａは、処理タンク６０において水平方向の他方の側に位置する側面６０ｔとの間に、水平方向に隙間をあけて設けられている。他方の仕切板６５Ｂは、処理タンク６０において水平方向の他方の側に位置する側面６０ｔに設けられている。仕切板６５Ｂは、処理タンク６０において水平方向の一方の側に位置する側面６０ｓとの間に、水平方向に隙間をあけて設けられている。
このような仕切板６５を備えた処理タンク６０では、水面Ｗｆの下側で下方から上方に向かって浮上していくアンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖは、仕切板６５に当たると、仕切板６５の下面に沿って移動する。処理タンク６０内に設けられた２枚の仕切板６５により、処理タンク６０内におけるアンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖの流れの経路Ｆは、ジグザグに屈曲したものとなる。
上記実施形態の船舶１では、処理タンク６０内で下方から上方に向かって浮上していくアンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖが、仕切板６５に当たることで、処理タンク６０内におけるアンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖの流れの経路Ｆの長さが増大する。これにより、アンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖと水Ｗとの接触時間が長くなる。その結果、アンモニアが処理タンク６０内の水Ｗと反応して水Ｗに溶け込みやすくなる。これにより、上記第一実施形態と同様、アンモニアの大気中への放出量を、より効率良く抑えることができる。
＜第三実施形態＞
次に、この発明に係る船舶の第三実施形態について説明する。以下に説明する第三実施形態においては、第一実施形態に対し、処理タンク６０、水回収タンク７０周りの構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図７に示すように、この第三実施形態の船舶１の処理タンク６０、及び水回収タンク７０は、希釈水導入系統８０Ｃを通して、外部から希釈水を導入する。この第三実施形態において希釈水導入系統８０Ｃは、船体２の外部から希釈水として海水を導入する。希釈水導入系統８０Ｃは、船体２の外部から海水を吸い込むためのポンプ８１と、開閉弁８２と、を備えている。希釈水導入系統８０Ｃは、開閉弁８２を開き、ポンプ８１を作動させることで、海水を導入し、処理タンク６０、及び水回収タンク７０に供給する。
処理タンク６０は、水噴射部６８Ｃを備えている。水噴射部６８Ｃは、希釈水導入系統８０Ｃを通して供給される水Ｗｋを、処理タンク６０内の水Ｗの水面Ｗｆよりも上方から下方に向けてシャワー状に噴射する。
水回収タンク７０は、水供給部７８Ｃを備えている。水供給部７８Ｃは、希釈水導入系統８０Ｃを通して供給される水Ｗｋを、水回収タンク７０内に貯留された水Ｗ２の上方から下方に向けて水Ｗｋを供給する。
処理タンク６０には、第一実施形態と同様に、回収管７１を介して水回収タンク７０が接続されている。第二実施形態の回収管７１には、水回収開閉弁７２が設けられていない場合を例示しているが、第一実施形態と同様に水回収開閉弁７２を設けるようにしてもよい。第二実施形態の回収管７１は、いわゆるオーバーフロー管であって、処理タンク６０における水面Ｗｆが所定以上のレベルとなったときに、その余剰の水Ｗを水回収タンク７０へ自重により移動させる。
水回収タンク７０には、排出系統９０Ｃが接続されている。排出系統９０Ｃは、水回収タンク７０に貯留された水Ｗ２の一部を排出する。排出系統９０Ｃは、希釈水導入系統８０Ｃで外部から希釈水を導入するに伴って、余剰の水Ｗ２を水回収タンク７０から外部に排出する。排出系統９０Ｃは、オーバーフロー管９１を備えている。オーバーフロー管９１の先端部９１ａは、水回収タンク７０内の下部で開口している。オーバーフロー管９１は、先端部９１ａから上方に向かって延び、定められた高さに管頂部９１ｔを有している。管頂部９１ｔは、オーバーフロー管９１における最も高い位置に配置された部分である。オーバーフロー管９１は、水回収タンク７０における水面Ｗｆ２が、管頂部９１ｔ以上のレベルとなったときに余剰の水Ｗ２を排出する。
排出系統９０Ｃは、海水供給部９９をさらに備えている。海水供給部９９は、オーバーフロー管９１を通して水回収タンク７０内から排出される水Ｗ２に、外部から取り込んだ海水を供給する。海水供給部９９は、例えば、船体２内に備えられた各種の機器等を冷却するために船体２の外部から海水を取り込む主冷却海水ポンプ（図示せず）等から送給される海水を、オーバーフロー管９１に合流させて排出管９３に送り込む。これにより、オーバーフロー管９１内の水Ｗ２が、さらに希釈される。排出管９３には、開閉弁９５が設けられている。開閉弁９５を開くことで、必要に応じて水回収タンク７０内の水Ｗ２の一部を、海水供給部９９から供給される海水で希釈したうえで、排出管９３から船外に排出することができる。
上述したような構成によれば、上記第一実施形態と同様、処理タンク６０を経ることで、アンモニアの大気中への放出量を抑えることが可能となる。また、第一実施形態と同様に、処理タンク６０内から排出される水Ｗ２を貯留する水回収タンク７０をさらに備えている。これにより、処理タンク６０内でアンモニアが溶け込んだ水Ｗ２を水回収タンク７０で貯留することができる。
また、処理タンク６０は、水噴射部６８Ｃを備えている。処理タンク６０内では、処理タンク６０内の水Ｗに溶け込みきらなかったアンモニアが、不活性ガスとともに、水面Ｗｆ上の雰囲気中に放出される。水噴射部６８Ｃから噴射した水Ｗが、水面Ｗｆ上の雰囲気中に放出されたアンモニアに接触することで、アンモニアの回収効率を高めることができる。
また、希釈水導入系統８０Ｃで外部から導入した希釈水（水Ｗｋ）で、アンモニアが溶け込んだ水Ｗを希釈することで、船外に排出する水Ｗのアンモニア濃度を低下させることができる。
また、排出系統９０Ｃに、外部から取り込んだ海水を供給する海水供給部９９をさらに備えることで、排出系統９０Ｃから船外に排出する水Ｗのアンモニア濃度を、海水供給部９９から供給される海水によって低下させることができる。
なお、上記第三実施形態では、水噴射部６８Ｃ、水供給部７８Ｃを備えるようにしたが、これら水噴射部６８Ｃ、水供給部７８Ｃのうち、何れか一方のみを備えるようにしてもよい。
＜第四実施形態＞
次に、この発明に係る船舶の第四実施形態について説明する。以下に説明する第四実施形態においては、第一、第三実施形態に対し、処理タンク６０、水回収タンク７０周りの構成のみが異なるので、第一、第三実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図８に示すように、この実施形態の船舶１は、循環系統１００を備えている。循環系統１００は、水回収タンク７０に貯留された水Ｗ２の一部を処理タンク６０に循環させる。循環系統１００には、ポンプ１０１が備えられている。ポンプ１０１は、水回収タンク７０内の水Ｗ２を処理タンク６０に送り込む。
循環系統１００には、中和処理部１１０が設けられている。中和処理部１１０は、ポンプ１０１によって水回収タンク７０から吸い出された水Ｗ２に中和処理を施す。中和処理部１１０で中和処理が施された水Ｗは、循環系統１００を通して、処理タンク６０に供給される。ここで、中和処理としては、希硫酸を用いた中和処理を例示できる。また、中和処理後のアンモニア濃度としては、２０ｐｐｍ以下、より好ましくは１０ｐｐｍ未満としてもよい。
循環系統１００には、中和処理部１１０を迂回するバイパス系統１２０が設けられている。循環系統１００には、水Ｗ２の流れを中和処理部１１０とバイパス系統１２０との間で切り換える切換弁（図示せず）が設けられ、中和処理部１１０における中和処理の実施の有無を選択できるようになっている。中和処理部１１０では、センサ（図示せず）で検出される水Ｗ中のアンモニア濃度が、予め定めた上限値を超えた場合にのみ、水Ｗを通して中和処理を施すようにしてもよい。また、中和処理部１１０では、常時、循環系統１００を流れる水Ｗに中和処理を施すようにしてもよい。
この第四実施形態の船舶１の処理タンク６０は、水噴射部６８Ｄを備えている。水噴射部６８Ｄは、処理タンク６０内の水Ｗの水面Ｗｆよりも上方から、下方に向けて水Ｗをシャワー状に噴射する、この第四実施形態では、水噴射部６８Ｄは、循環系統１００を通して水回収タンク７０から循環された水Ｗ（Ｗ２）を処理タンク６０内に噴射する。
また、水回収タンク７０は、希釈水導入系統８０Ｄを備えている。希釈水導入系統８０Ｄは、外部から導入した希釈水を、水Ｗｓとして水回収タンク７０内に供給する。水回収タンク７０は、水供給部７８Ｄを備えている。水供給部７８Ｄは、希釈水導入系統８０Ｄを通して、外部から導入した希釈水を、水Ｗｓとして水回収タンク７０内の上部から下方に向けて供給する。この第四実施形態において希釈水導入系統８０Ｄは、船体２内に設けられた清水タンク（図示無し）から清水を導入し、水Ｗｓとして水供給部７８Ｄから供給する。これにより、水回収タンク７０内の水Ｗ２は、清水である水Ｗｓによって希釈され、アンモニア濃度の上昇が抑えられる。なお、この第四実施形態では、処理タンク６０と水回収タンク７０とに水Ｗ（Ｗ２）を循環させており、防錆等の理由から清水を使用している。
中和処理部１１０には、排出系統９０Ｄが接続されている。排出系統９０Ｄは、希釈水導入系統８０Ｄで外部から希釈水（水Ｗｓ）を導入するにともなって生じる余剰の水Ｗ２を水回収タンク７０から外部に排出する。排出系統９０Ｄは、水回収タンク７０に貯留された水Ｗ２の一部を中和処理部１１０で中和処理した後に、外部に排出する。排出系統９０Ｄは、中和処理部１１０で中和処理がなされた水Ｗ２を送り出す送出管９２を備えている。
排出系統９０Ｄは、海水供給部９９をさらに備えている。海水供給部９９は、送出管９２を通して中和処理部１１０から排出される水Ｗ３に、外部から取り込んだ海水を供給する。海水供給部９９は、主冷却海水ポンプ（図示無し）等から送給される海水を、送出管９２に合流させて排出管９３に送り込む。これにより、送出管９２内の水Ｗ３が、希釈される。排出管９３には、開閉弁９５が設けられている。この開閉弁９５を開くことで、必要に応じて中和処理部１１０から排出された水Ｗ３の一部を、海水供給部９９から供給される海水で希釈したうえで、排出管９３から船外に排出することができる。
上述したような構成によれば、上記第一実施形態と同様、処理タンク６０を経ることで、アンモニアの大気中への放出量を抑えることが可能となる。また、処理タンク６０内から排出される水Ｗ２を貯留する水回収タンク７０をさらに備える。これにより、処理タンク６０内でアンモニアが溶け込んだ水Ｗ２を水回収タンク７０で貯留することができる。
また、船舶１は、循環系統１００を備えている。これにより、処理タンク６０から水回収タンク７０に回収された水Ｗ２の一部を処理タンク６０に循環させることで、アンモニア回収に係る装置全体として、より多くの水Ｗを用いてアンモニアを回収することができる。
また、船舶１は、中和処理部１１０を備えている。これにより、中和処理部１１０で水回収タンク７０内の水Ｗ２のアンモニアに中和処理を施すことで、水Ｗ（Ｗ２）中のアンモニア濃度が高まることが抑えられる。また、水Ｗ２を船外に排出する場合には、中和処理によってアンモニア濃度を低下させた水Ｗ３を、船外に排出することができる。
また、希釈水導入系統８０Ｄで外部から導入した希釈水（水Ｗｓ）で、アンモニアが溶け込んだ水Ｗを希釈することで、水回収タンク７０と処理タンク６０との間を循環する水Ｗ（Ｗ２）におけるアンモニア濃度が高まることが抑えられる。また、船外に排出する水Ｗ３のアンモニア濃度を低下させることもできる。
また、処理タンク６０は、水噴射部６８Ｄを備えている。これにより、水噴射部６８Ｄから噴射した水Ｗが、水面Ｗｆ上の雰囲気中に放出されたアンモニアに接触することで、アンモニアの回収効率が高められる。
また、排出系統９０Ｄに海水供給部９９を備えることで、排出系統９０Ｄから船外に排出する水Ｗのアンモニア濃度を、海水供給部９９から供給される海水によって低下させることができる。
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態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の設計変更等も含まれる。
なお、上記第一実施形態では、平板状の多孔部材６３を備えるようにしたが、気泡Ｇｖが通過することで気泡Ｇｖが微細化されるのであれば如何なる形状の部材を用いてもよい。多孔部材は、例えば、多数の孔を有するスポンジ状の多孔質部材等を採用することもできる。また、孔６３ｈは、円形に限られない。例えば、孔６３ｈは、長孔、多角形状の孔、スリット状の孔等であってもよい。
また、上記各実施形態では、処理タンク６０内に、不活性ガス供給装置５０によるパージ対象領域２０ｐのアンモニアを導入するようにしたが、処理タンク６０には、アンモニア貯留タンクに連通するアンモニアの流通経路Ｒであれば、適宜の他の部位の配管からアンモニアを導入するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、アンモニア貯留タンクから供給されるアンモニアによって駆動される機器として、内燃機関８を示したが、内燃機関８の用途については何ら限定するものではない。また、機器は、内燃機関８に限らず、アンモニアによって駆動されるのであれば、ボイラーなどであってもよい。
また、アンモニア貯留タンクを、上部構造４に対して船尾３ｂ側に設けるようにしたが、これに限られない。例えば、上部構造４に対して船首３ａ側の上甲板７上に、アンモニア貯留タンクを設けるようにしてもようにしてもよい。さらには、上甲板７上に限らず、上甲板７の下側の船体２内に、アンモニア貯留タンクを設けるようにしてもよい。
加えて、処理タンク６０に導入するアンモニアは、船舶１を推進させるための燃料を貯留するアンモニア貯留タンクに限らず、船舶１で運搬する貨物用のタンクに貯留されたものであってもよい。
＜付記＞
実施形態に記載の船舶１は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る船舶１は、船体２と、アンモニアを貯留可能なアンモニア貯留タンク１０と、前記アンモニア貯留タンク１０に連通する前記アンモニアの流通経路Ｒに不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置５０と、前記不活性ガス供給装置５０によって供給された前記不活性ガスとともに、前記流通経路Ｒ内の前記アンモニアを外部に導くベント管３８と、前記ベント管３８の中途に設けられ、内部に水Ｗが貯留されているとともに、前記水Ｗの水面Ｗｆ下に前記ベント管３８から前記不活性ガス及び前記アンモニアが導入される処理タンク６０と、を備える。
この船舶１は、不活性ガス供給装置５０から不活性ガスをアンモニアの流通経路Ｒに供給すると、流通経路Ｒ内のアンモニアが不活性ガスとともにベント管３８に押し出される。これにより、流通経路Ｒ内のアンモニアを不活性ガスに置き換える、いわゆるパージを行うことができる。ベント管３８に押し出されたアンモニアを含むガスＧは、処理タンク６０の内部に貯留された水Ｗの水面Ｗｆ下に、ベント管３８から導入される。アンモニアを含むガスＧは、処理タンク６０内の水Ｗ中で、気泡Ｇｖとなり、下方から上方に向かって浮上していく。このとき、アンモニアを含むガスＧに接触する。アンモニアは、水Ｗ２との反応を生じやすいため、水Ｗとの反応によってアンモニア水となり、水中に溶け込む。これにより、処理タンク６０を経て、ベント管３８から外部に導かれるガスＧｎは、アンモニアの含有量が低減されている。一方、窒素は、水Ｗに溶け込みにくく、気泡Ｇｖの状態のまま浮上していき、水面Ｗｆ上の雰囲気中に放出される。このようにして、アンモニアの大気中への放出量を抑えることが可能となる。
（２）第２の態様に係る船舶１は、（１）の船舶１であって、前記処理タンク６０は、前記水Ｗの水面Ｗｆ下に設けられ、前記水Ｗの中を下方から上方に浮上する前記不活性ガス及び前記アンモニアの気泡Ｇｖが通過する複数の孔６３ｈを有した多孔部材６３を備えている。
これにより、処理タンク６０の水の水面Ｗｆ下で、気泡Ｇｖの状態で下方から上方に向かって浮上するアンモニアを含むガスＧは、多孔部材６３の孔６３ｈを通ることで、孔６３ｈの径に応じて微細化される。アンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖが微細化されることで、アンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖと水との接触面積が増える。その結果、アンモニアが処理タンク６０内の水Ｗと反応して水Ｗに溶け込みやすくなる。これにより、アンモニアの大気中への放出量を、より効率良く抑えることができる。
（３）第３の態様に係る船舶１は、（１）又は（２）の船舶１であって、前記処理タンク６０は、前記水Ｗの水面Ｗｆ下に、上下方向Ｄｖに交差する面に沿って設けられた仕切板６５を備えている。
これにより、処理タンク６０内で下方から上方に向かって浮上していくアンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖが、仕切板６５に当たると、気泡Ｇｖは仕切板６５に沿って流れる。このようにして、処理タンク６０内におけるアンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖの流れの経路Ｆの長さが増大する。これにより、アンモニアを含むガスＧの気泡Ｇｖと水Ｗとの接触時間が長くなる。その結果、アンモニアが処理タンク６０内の水Ｗと反応して水Ｗに溶け込みやすくなる。これにより、アンモニアの大気中への放出量を、より効率良く抑えることができる。
（４）第４の態様に係る船舶１は、（１）から（３）の何れか一つの船舶１であって、前記船体２に設けられ、前記処理タンク６０内から排出される水Ｗ２を貯留する水回収タンク７０をさらに備える。
これにより、処理タンク６０内でアンモニアが溶け込んだ水Ｗ２を水回収タンク７０で貯留することができる。処理タンク６０では、例えば、回収した水Ｗ２に含まれるアンモニアを薄める処理や中和処理等を行うこともできる。
（５）第５の態様に係る船舶１は、（４）の船舶１であって、前記水回収タンク７０に貯留された前記水Ｗ２の一部を前記処理タンク６０に循環させる循環系統１００をさらに備える。
これにより、処理タンク６０から水回収タンク７０に回収された水Ｗ２の一部を処理タンク６０に循環させることで、全体として、より多くの水Ｗを用いてアンモニアを回収することができる。
（６）第６の態様に係る船舶１は、（４）又は（５）の船舶１であって、前記処理タンク６０は、前記水Ｗの水面Ｗｆよりも上方から、下方に向けて水Ｗ、Ｗｋを噴射する水噴射部６８Ｃ、６８Ｄを備えている。
処理タンク６０内では、処理タンク６０内の水Ｗに溶け込みきらなかったアンモニアが、不活性ガスとともに、水面Ｗｆ上の雰囲気中に放出される。水噴射部６８Ｃ、６８Ｄで噴射した水Ｗ、Ｗｋが、水面Ｗｆ上の雰囲気中に放出されたアンモニアに接触することで、処理タンク６０におけるアンモニアの回収効率が高められる。
（７）第７の態様に係る船舶１は、（４）から（６）の何れか一つの船舶１であって、前記水回収タンク７０内の水Ｗ２に中和処理を施す中和処理部１１０をさらに備える。
これにより、中和処理部１１０で水回収タンク７０内の水Ｗ２のアンモニアに中和処理を施すことで、水Ｗ、Ｗ２中のアンモニア濃度が高まることが抑えられる。また、水Ｗ２を船外に排出する場合には、中和処理によってアンモニア濃度を低下させた水Ｗ２を、船外に排出することができる。
（８）第８の態様に係る船舶１は、（４）から（７）の何れか一つの船舶１であって、前記処理タンク６０、及び前記水回収タンク７０の少なくとも一方に、外部から希釈水を導入する希釈水導入系統８０Ｃ、８０Ｄと、前記水回収タンク７０に貯留された前記水Ｗ２の一部を排出する排出系統９０Ｃ、９０Ｄと、をさらに備える。
これにより、排出系統９０Ｃ、９０Ｄから船外に水Ｗ２を排出する場合、希釈水導入系統８０Ｃ、８０Ｄで外部から導入した希釈水で、アンモニアが溶け込んだ水Ｗ２を希釈することで、排出する水Ｗ２のアンモニア濃度を低下させることができる。また、循環系統１００で水回収タンク７０の水Ｗ２の一部を処理タンク６０に循環させる場合、水回収タンク７０と処理タンク６０との間を循環する水Ｗ（Ｗ２）におけるアンモニア濃度が高まることが抑えられる。
（９）第９の態様に係る船舶１は、（８）の船舶１であって、前記排出系統９０Ｃ、９０Ｄに、外部から取り込んだ海水を供給する海水供給部９９をさらに備える。
これにより、排出系統９０Ｃ、９０Ｄから船外に排出する水Ｗ２のアンモニア濃度を、海水供給部９９から供給される海水によって低下させることができる。
１…船舶
２…船体
３ａ…船首
３ｂ…船尾
４…上部構造
５Ａ、５Ｂ…舷側
６…船底
７…上甲板
８…内燃機関
１０…アンモニア貯留タンク
２０…配管系統
２０ｐ…パージ対象領域
２１…供給管
２２…リターン管
２３、２４…開閉弁
３０…ベントポスト
３８…ベント管
３８Ａ…上流側ベント管
３８Ｂ…下流側ベント管
３９…パージ開閉弁
５０…不活性ガス供給装置
５１…不活性ガス供給部
５２…不活性ガス供給管
５３…不活性ガス供給弁
６０…処理タンク
６０ｓ、６０ｔ…側面
６３…多孔部材
６３ｈ…孔
６５、６５Ａ、６５Ｂ…仕切板
６８Ｃ、６８Ｄ…水噴射部
７０…水回収タンク
７１…回収管
７２…水回収開閉弁
７８Ｃ、７８Ｄ…水供給部
８０Ｃ、８０Ｄ…希釈水導入系統
８１…ポンプ
８２…開閉弁
９０Ｃ、９０Ｄ…排出系統
９１…オーバーフロー管
９２…送出管
９３…排出管
９５…開閉弁
９９…海水供給部
１００…循環系統
１０１…ポンプ
１１０…中和処理部
１２０…バイパス系統
Ｄｖ…上下方向
Ｆ…経路
ＦＡ…船首尾方向
Ｇ…ガス
Ｇｎ…ガス
Ｇｖ…気泡
Ｒ…流通経路
Ｗ、Ｗ２、Ｗ３、Ｗｋ、Ｗｓ…水
Ｗｆ、Ｗｆ２…水面

Claims (9)

  1. 船体と、
    アンモニアを貯留可能なアンモニア貯留タンクと、
    前記アンモニア貯留タンクに連通する前記アンモニアの流通経路に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、
    前記不活性ガス供給装置によって供給された前記不活性ガスとともに、前記流通経路内の前記アンモニアを外部に導くベント管と、
    前記ベント管の中途に設けられ、内部に水が貯留されているとともに、前記水の水面下に前記ベント管から前記不活性ガス及び前記アンモニアが導入される処理タンクと、
    を備える船舶。
  2. 前記処理タンクは、前記水の水面下に設けられ、前記水の中を下方から上方に浮上する前記不活性ガス及び前記アンモニアの気泡が通過する複数の孔を有した多孔部材を備えている
    請求項１に記載の船舶。
  3. 前記処理タンクは、前記水の水面下に、上下方向に交差する面に沿って設けられ、前記水の中を下方から上方に浮上する前記不活性ガス及び前記アンモニアの気泡の流れの経路を屈曲させることで前記経路の長さを増大させる仕切板を備えている
    請求項１又は２に記載の船舶。
  4. 前記船体に設けられ、前記処理タンク内から排出される水を貯留する水回収タンクをさらに備える
    請求項１から３の何れか一項に記載の船舶。
  5. 前記水回収タンクに貯留された前記水の一部を前記処理タンクに循環させる循環系統をさらに備える
    請求項４に記載の船舶。
  6. 前記処理タンクは、前記水の水面よりも上方から、下方に向けて水を噴射する水噴射部を備えている
    請求項４又は５に記載の船舶。
  7. 前記水回収タンク内の水に中和処理を施す中和処理部をさらに備える
    請求項４から６の何れか一項に記載の船舶。
  8. 前記処理タンク、及び前記水回収タンクの少なくとも一方に、外部から希釈水を導入する希釈水導入系統と、
    前記水回収タンクに貯留された前記水の一部を排出する排出系統と、をさらに備える
    請求項４から７の何れか一項に記載の船舶。
  9. 前記排出系統に、外部から取り込んだ海水を供給する海水供給部をさらに備える
    請求項８に記載の船舶。
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