液化燃料氣體蒸發促進裝置及船舶用燃料氣體供給系統的制作方法
【專利摘要】液化燃料氣體蒸發促進裝置（4）具備加熱液化燃料氣體的加熱器（42）；將儲存有液化燃料氣體的儲罐（1）內的液化燃料氣體輸送至加熱器（42）的取出配管（41）；將液化燃料氣體壓送至加熱器（42）的泵（43）；和將由加熱器（42）升溫的液化燃料氣體以液體的狀態輸送至儲罐（1）內的液化燃料氣體液層中的返還配管（44）。燃料氣體供給系統（10）具備儲罐（1）、上述液化燃料氣體蒸發促進裝置（4）和用于將儲罐（1）內的液化燃料氣體產生的蒸發氣體輸送至氣體燃料機關（2）的燃料氣體供給配管（9）。
【專利說明】
液化燃料氣體蒸發促進裝置及船舶用燃料氣體供給系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種促進儲存在船舶上裝載的儲罐內的液化燃料氣體的蒸發的液化燃料氣體蒸發促進裝置、以及用于向裝載于船舶的氣體燃料機關供給燃料氣體的系統。
【背景技術】
[0002]LNG搬運船等液化燃料氣體搬運船以及將液化燃料氣體作為燃料使用的船舶中，航海時儲罐內儲存的液化燃料氣體，例如LNG(Liquefied Natural Gas;液化天然氣體)的一部分會自然蒸發而產生NB0G(Natural Boil-off Gas ;自然蒸發氣體)。產生的NBOG在LNG搬運船中逐漸作為使主機渦輪轉動的鍋爐或發電用發動機等機關的燃料而使用。近年，開發有使用LNG等氣體燃料的船舶用氣體燃燒發動機。該說明書及權利要求書中，將上述渦輪鍋爐房(Turbine Boiler Plant)、發電機用發動機和氣體燃燒發動機統稱為氣體燃料機關。
[0003]氣體燃料機關有僅將燃料氣體作為燃料的氣體機關、和將燃料氣體與重油等燃料油均作為燃料的雙燃料機關。該氣體燃料機關中將被加壓的燃料氣體作為燃料使用。又，氣體燃料機關有將燃料氣體以15?30Mpa左右的高壓直接噴射入汽缸內進行點火燃燒的二沖程發動機、和將燃料氣體以0.5MPa左右吸入汽缸內壓縮后進行點火燃燒的四沖程發動機。
[0004]氣體燃料機關裝載于LNG搬運船及將LNG作為燃料使用的船舶中時，液貨艙(cargotank)或燃料儲罐中自然產生的NBOG的量存在無法供應氣體燃料機關所需的燃料氣體量的情況。屆時，通過儲罐內的LNG被汽化器強制汽化而得的FB0G(Forced Boil-off Gas；強制蒸發氣體)，來填補短缺的燃料氣體。
[0005]然而，NBOG和FBOG成分不同JB0G的主成分是作為LNG中沸點較低的成分的甲烷，剩余成分是作為雜質的氮。另一方，FBOG與LNG組合物成分相同，一般而言除甲烷和氮之外還大量含有乙烷或丙烷等碳原子數較多的重組分。氣體燃燒發動機尤其是四沖程發動機中，燃料氣體的重組分的含有率增加，則有可能在吸入燃料氣體后的壓縮工程中引起爆震，因此不得不降低輸出而運轉。又，混合使用NBOG和FBOG的情況下，需要根據該混合比進行復雜的輸出調節。又，船舶的航行，也需要根據其海域進行頻繁的輸出調節。每次都相匹配地將作為追加燃料的FBOG不多不少地進行供給，并非易事。為解決這樣的技術問題，專利文獻I中提出了一種向氣體燃燒發動機供給幾乎不含重組分的燃料氣體的系統。
[0006]圖6是示出作為現有技術的專利文獻I中記載的LNG搬運船用發動機的燃料氣體供給系統的一部分的概略結構的圖。如圖6所示，專利文獻I的燃料氣體供給系統110形成為如下結構:從儲罐11通過配管141取出的LNG被汽化器140強制汽化生成FBOG，生成的FBOG通過配管144送至儲罐11，FBOG從儲罐11的底部導入LNG液層中。導入儲罐11內的LNG液層中的FBOG在LNG液層中上升之余溶解于LNG中而再液化。此處，FBOG在汽化器140中得到的熱能被儲觸11內的LNG吸収。借助該熱能促進儲觸11內的LNG的蒸發，進而促進甲燒比例車父尚的NBOG的生成。
[0007]現有技術文獻: 專利文獻:
專利文獻1:日本特開2006-63817號公報。
【發明內容】
[0008]發明要解決的問題:
裝載于船舶的LNG汽化器通常是通過與鍋爐中生成的蒸汽進行熱交換從而使LNG汽化的熱交換器。這樣的LNG汽化器難以僅得到輸出范圍外的低輸出。例如，當與所需FBOG量(輸出)對應的LNG量低于汽化器的定格容量10%時，難以僅汽化該LNG量，會使LNG過量汽化，因而多余的熱能被供給至儲罐內。如此，專利文獻I中記載的現有技術的燃料氣體供給系統主要在節能的角度尚有改進的空間。
[0009]鑒于上述，本發明是用于促進儲存在船舶上裝載的儲罐內的液化燃料氣體的蒸發的液化燃料氣體蒸發促進裝置，目的在于提供一種可節能地實現液化燃料氣體的蒸發量的增加的裝置。又，本發明是裝載有氣體燃料機關的船舶的燃料氣體供給系統，目的在于提供一種能夠穩定且節能地供給幾乎不含重組分的優質燃料氣體的系統。
[0010]解決問題的手段:
根據本發明的一實施形態的液化燃料氣體蒸發促進裝置，是用于促進儲存在儲罐內的液化燃料氣體的蒸發的液化燃料氣體蒸發促進裝置;具備:加熱所述液化燃料氣體的加熱器；向所述加熱器壓送所述儲罐內的所述液化燃料氣體的栗；從所述栗向所述加熱器輸送所述液化燃料氣體的取出配管;和由所述加熱器升溫的所述液化燃料氣體以液體狀態輸送至所述儲罐內的返還配管。
[0011 ]如上構成的液化燃料氣體蒸發促進裝置中，由加熱器升溫的液化燃料氣體返回至儲罐內，藉此可向儲罐內的液化燃料氣體提供熱能。借助該熱能，可促進儲罐內的液化燃料氣體的自然蒸發，可使NBOG的生成量增加。該NBOG為幾乎不含重組分的優質燃料氣體。而且，加熱器僅使液化燃料氣體升溫而不使其汽化，因此與使液化燃料氣體汽化的情況相比，可減少加熱液化燃料氣體所需的能量。此外，加熱器不使液化燃料氣體汽化，因此可擺脫汽化器所具有的、因低輸出時的控制困難性而引起的最低輸出范圍的限制。也就是加熱器可進行比汽化器的輸出范圍低的輸出，因而可抑制向儲罐供給多余的熱能。
[0012]優選的是，在上述的液化燃料氣體蒸發促進裝置中，所述加熱器是從大氣向所述液化燃料氣體轉移熱量的熱交換器。此處，優選的是，所述加熱器具備至少一根使所述液化燃料氣體通過的加熱管，所述加熱管是四周暴露于大氣中的裸配管。
[0013]根據如上結構，液化燃料氣體的加熱媒介為大氣，因而可削減用于加熱加熱媒介的能量。而且，裸配管作為加熱管使用，以此可使加熱器的結構簡單。
[0014]優選的是，在上述液化燃料氣體蒸發促進裝置中，所述加熱管在管長方向具有多個加熱區域，所述加熱器上形成有液化燃料氣體流路，所述液化燃料氣體流路能夠選擇所述液化燃料氣體所通過的所述加熱區域的數量。或者，優選的是，所述加熱器具有多個所述加熱管，所述加熱器上形成有液化燃料氣體流路，所述液化燃料氣體流路能夠選擇所述液化燃料氣體所通過的所述加熱管的數量。
[0015]根據如上結構，可調節由加熱器進行的液化燃料氣體的加熱程度，換言之，可調節加熱器中提供至液化燃料氣體的熱能。
[0016]優選的是，在上述液化燃料氣體蒸發促進裝置中，所述栗以防止所述返還配管內的所述液化燃料氣體汽化的形式對所述液化燃料氣體進行加壓。
[0017]也可以是，在上述液化燃料氣體蒸發促進裝置中，所述返還配管的終端部位于所述儲罐的底部。
[0018]根據如上結構，即使儲罐內的液化燃料氣體儲存量較少，也可將被升溫的液化燃料氣體輸送至液化燃料氣體液層中。
[0019]也可以是，在上述液化燃料氣體蒸發促進裝置中，所述加熱器具備至少一根使所述液化燃料氣體通過的加熱管和向所述加熱管的表面灑水的灑水裝置。
[0020]加熱管的表面會有因大氣中的濕氣而附著有霜進而抑制熱交換的情況。因此，通過使上述灑水裝置預先向配管表面灑水而使加熱管四周結冰，以此可抑制加熱管上霜的附著從而促進該加熱管處的熱交換。
[0021]根據本發明一實施形態的船舶用燃料氣體供給系統是向裝載于船舶的氣體燃料機關供給燃料氣體的船舶用燃料氣體供給系統;具備:儲存液化燃料氣體的儲罐;所述液化燃料氣體蒸發促進裝置;和將所述儲罐內的液化燃料氣體所產生的蒸發氣體向所述氣體燃料機關輸送的燃料氣體供給配管。
[0022]如上構成的船舶用燃料氣體供給系統中，由加熱器升溫的液化燃料氣體返回至儲罐內，藉此可向儲罐內的液化燃料氣體提供熱能。借助該熱能，可促進儲罐內的液化燃料氣體的自然蒸發，可使NBOG的生成量增加。如上所述，由于促進了儲罐中NBOG的生成，因此可穩定地向氣體燃料機關供給幾乎不含重組分的優質燃料氣體。而且，加熱器僅使液化燃料氣體升溫而不使其汽化，因此與使液化燃料氣體汽化的情況相比，可減少加熱液化燃料氣體所需的能量。此外，加熱器不使液化燃料氣體汽化，因此可擺脫汽化器所具有的、因低輸出時的控制困難性而引起的最低輸出范圍的限制。也就是加熱器可進行比汽化器的輸出范圍低的輸出，因而可抑制向儲罐供給多余的熱能。又，可向具有較大熱容量的儲罐內的液化燃料氣體整體施加熱能，因此可獲得較大的緩沖效果，即使與航行中頻繁的輸出調節相對應地供給NBOG，也會因儲罐內的壓力變動較小而無需頻繁地調節加熱器的輸出。
[0023]也可以是，在上述船舶用燃料氣體供給系統中，所述加熱器具備至少一根使所述液化燃料氣體通過的加熱管，所述加熱管是在所述船舶的船長方向上延伸的配管。
[0024]根據如上結構，通過利用船舶的船長方向的長度，可容易地將加熱管配置為具備可獲取液化燃料氣體加熱所需熱輸入的熱交換面積的結構。
[0025]也可以是，在上述船舶用燃料氣體供給系統中，所述船舶是具備用于取出所述儲罐內的所述液化燃料氣體并從該儲罐內的上部噴出的噴霧器管路和向所述噴霧器管路壓送所述液化燃料氣體的噴霧器栗的船舶，使用所述噴霧器管路作為所述取出配管及所述返還配管，使用所述噴霧器栗作為所述栗。
[0026]又，也可以是，在上述船舶用燃料氣體供給系統中，所述船舶是具備為了使所述儲罐內升壓而使用的壓力積累管路的船舶，使用所述壓力積累管路作為所述加熱器。
[0027]根據如上結構，可利用目前液化燃料氣體搬運船等裝備的設備構筑本發明的系統。
[0028]發明效果:
根據本發明，可節能地促進儲存液化燃料氣體的儲罐內的液化燃料氣體的蒸發。而且，可穩定且節能地向氣體燃料機關等供給幾乎不含重組分的優質燃料氣體。
【附圖說明】
[0029]圖1是示出根據本發明一實施形態的船舶用氣體燃料機關的燃料氣體供給系統的整體概略結構的圖；
圖2是示出加熱器的概略結構的圖；
圖3是示出設置于液化燃料氣體搬運船的加熱管的圖；
圖4是示出設置于液化燃料氣體搬運船以外的一般船舶的加熱管的圖；
圖5是示出加熱器的變形例的圖；
圖6是示出作為現有技術的LNG搬運船用氣體燃燒發動機的燃料氣體供給系統的一部分的概略結構的圖。
【具體實施方式】
[0030]以下，參照【附圖說明】本發明的實施形態。圖1中示出了將本發明應用于具備液貨艙的LNG搬運船中的一實施形態。根據本實施形態的船舶用氣體燃料機關的燃料氣體供給系統10將作為儲罐I的液貨艙內自然產生的NBOG作為燃料氣體供給至氣體燃料機關2。又，根據本實施形態的液化燃料氣體蒸發促進裝置(以下僅稱為“蒸發促進裝置4”)促進儲罐I內儲存的液化燃料氣體的蒸發，增加NBOG的生成量。
[0031]氣體燃料機關2是將氣體燃料作為燃料使用的機關。氣體燃料機關2，例如，亦可以是作為船舶的推進用主機使用的氣體燃料機關或作為船舶的輔機的發電用氣體燃料機關等。又，氣體燃料機關2可以是僅將氣體燃料作為燃料使用的氣體燃料機關或可將氣體燃料和重油燃料兩者都作為燃料使用的雙燃料機關中任意一種。此外，氣體燃料機關2可以是二沖程發動機或四沖程發動機中任意一種。
[0032]燃料氣體供給系統10具備儲存LNG的儲罐1、蒸發促進裝置4、連接儲罐I和氣體燃料機關2的燃料氣體供給配管9、和設置于燃料氣體供給配管9的壓縮機5。另，根據本實施形態的液化燃料氣體為LNG，但液化燃料氣體除LNG之外亦可為LPG等被液化的燃料氣體。
[0033]儲罐I是實施過絕熱處理用以將內部的LNG溫度保持在_160°C左右的貯槽。如本實施形態這般當船舶為LNG搬運船時，液貨艙作為儲罐I而利用。儲罐I內，被儲存的LNG的一部分因來自外部的侵入熱等自然蒸發變成NB0G，該NBOG貯留于儲罐I的上部。
[0034]借助于燃料氣體供給配管9，形成有將儲罐I內產生的NBOG作為燃料氣體輸送至氣體燃料機關2的燃料氣體供給流路。燃料氣體供給配管9的基端設置于貯留有NBOG的儲罐I的上部。儲罐I內的壓力因儲罐I的設計壓力或船舶的航行狀態而不同，但為了將儲罐I內產生的NBOG作為氣體燃料機關2的燃料氣體使用，通常需要使NBOG升壓。為了使NBOG升壓而設置有壓縮機5。壓縮機5工作時，儲罐I的NBOG被吸入燃料氣體供給配管9，被壓縮機5升壓至氣體燃料機關2所需壓力，而后作為燃料氣體供給至氣體燃料機關2。另，雖未圖示，但燃料氣體供給配管9上還可以設置用于調節燃料氣體的溫度以使氣體燃料機關2達到所需溫度的氣體加熱器或用于吸收燃料氣體的壓力變動的緩沖罐等。
[0035]蒸發促進裝置4具備加熱LNG的加熱器42、將儲罐I內的LNG輸送至加熱器42的取出配管41、將LNG壓送至加熱器的栗43、和使由加熱器42升溫的LNG以液體狀態返回至儲罐I的LNG液層中的返還配管44。
[0036]加熱器42以不使LNG汽化的程度加熱并使其升溫。根據本實施形態的加熱器42是從大氣向LNG轉移熱量的熱交換器。另，加熱器42雖然不積極地使LNG汽化但容許LNG的一部分汽化。加熱器42的具體結構稍后詳述。
[0037]儲罐I內和加熱器42通過取出配管41連接，借助該取出配管41，形成有從儲罐I向加熱器42輸送LNG的流路。本實施形態中，取出配管41的始端部設置有栗43。栗43配置于儲罐I的底部，以便在即使儲罐I內的LNG儲存量降低時也能夠向加熱器42輸送LNG。借助于栗
43的工作，儲罐I儲存的LNG以被加壓的狀態輸送至加熱器42。
[0038]加熱器42與儲罐I內通過返還配管44連接，借助該返還配管44，形成有將由加熱器42加熱并升溫的LNG以液體狀態輸送至儲罐I的LNG液層中的流路。返還配管44內的被升溫LNG以不汽化的形式被栗43加壓。返還配管44的終端部位于儲罐I的底部，以便在壓載(ballast)航海等時候，即使儲罐I內的LNG儲存量降低也能將被升溫的LNG輸送至LNG液層中。由于被升溫的LNG的導入而會從LNG液層的底部產生上升流，因而優選使被升溫的LNG返回至儲罐I的底部。不過，返還配管44的終端部亦可配置于儲罐I的上部的氣層中或儲罐I的上下中途部的LNG液層中。
[0039]導入至儲罐I的LNG液層中的被升溫的LNG與儲罐I內的LNG混合。由加熱器42施加至被升溫的LNG的熱能被儲罐I內的LNG吸収。LNG所吸収的熱能促進了LNG中沸點較低的甲烷或氮的蒸發。藉此可促進儲罐I內的LNG的蒸發，可增加儲罐I的NBOG的生成量。又，可向具有較大熱容量的儲罐內的LNG整體施加熱能，因此可獲得較大的緩沖效果，即使與航行中頻繁的輸出調節相對應地供給NB0G，也會因儲罐內的壓力變動較小而無需頻繁地調節加熱器的輸出。
[0040]通過來自外部的侵入熱及上述的追加熱產生的NBOG貯留于儲罐I的上部。該NBOG如前所述作為燃料氣體輸送至氣體燃料機關2，或用于儲罐I內的加壓。NBOG與由汽化器汽化LNG而得的FBOG不同，是將沸點較低的甲烷作為主要成分的氣體。即，幾乎不含成為爆震原因的重組分，因此于氣體燃料機關2而言是成分理想的優質燃料氣體。如此，燃料氣體供給系統10可促進儲罐I中NBOG的生成，因此可穩定地向氣體燃料機關2供給幾乎不含重組分的優質燃料氣體。
[0041]此處，說明加熱器42的具體結構的一個示例。圖2是示出根據本實施形態的加熱器
42的概略結構的圖。圖2所示的加熱器42具備分別與取出配管41及返還配管44連接的供給聯箱(header)37，和通過連接管34與供給聯箱37連接的加熱管31。
[0042]如本實施形態這般，儲罐I為LNG搬運船的液貨艙時，將設置于液貨艙的噴霧器管路作為取出配管41及返還配管44而利用，將設置于液貨艙的噴霧器栗作為栗43而利用。另，噴霧器管路是用于將液貨艙內的LNG取出并從該液貨艙內的上部噴出的配管，噴霧器栗是用于向噴霧器管路壓送LNG的栗。又，船舶上設置有壓力積累管路時，將該壓力積累管路作為加熱管31而利用。在LNG搬運船的卸貨用栗部分發生故障時，壓力積累管路是作為代替措施而用于使液貨艙內加壓并卸貨的配管。液貨艙內的LNG通過噴霧器栗壓送至未圖示的汽化器，被汽化器汽化而得的FBOG通過壓力積累管路輸送至加壓對象的液貨艙，該液貨艙內被加壓。如上所述，可利用船舶已裝備的設備構成蒸發促進裝置4。
[0043]加熱管31是未實施過絕熱處理且四周暴露于外側空氣中的所謂的裸配管。裸配管作為加熱管31使用，以此可使加熱器42的結構簡單。在LNG通過加熱管31之余從外部侵入加熱管31的熱量移動至LNG。換言之，LNG在通過加熱管31之余與大氣進行熱交換從而被加熱。如此，加熱器42的加熱媒介為大氣，將大氣的熱施加于LNG。因此，無需另外投入能量用以加熱器42加熱LNG。
[0044]為了從大氣中獲取加熱LNG所需的熱輸入，加熱管31以利用船舶又長又大的形狀從而確保更大的熱交換面積的形式進行設計。這樣的加熱管31利用船舶的船長方向的長度進而容易實現。圖3示出設置于LNG搬運船100的加熱管31的一個示例。該LNG搬運船100上設置有橫跨船長方向并列的多個液貨艙(儲罐I)且在船長方向延伸的至少一個加熱管31。又，圖4是示出設置于一般船舶101的加熱管31的一個示例。該船舶101上并列設置有多個加熱管31。
[0045]作為利用了船舶又大又長形狀的加熱管31的一個示例，將長度為50m的100A配管(外徑約為114mm的配管)作為加熱管31使用時，大氣為常溫，船舶的船速為18kts(風速9m/s e c )，加熱管3 I的外周面上附著有2 O m m厚的冰，則加熱管3 I內的L N G大概能得到100000kcal/h的熱能。此相當于產生大約820kg/h的NBOG所需的能量。又，作為另一示例，長度為50m的50A配管(外徑約為60mm的配管)作為加熱管31使用時，大氣為常溫，船舶的船速為18kts(風速9m/sec)，加熱管31的外周面附著有20mm厚的冰，則加熱管31內的LNG大概能得到74000kcal/h的熱能。此相當于產生大約610kg/h的NBOG所需的能量。
[0046]加熱器42中的LNG的加熱的程度，即，加熱器42中施加至LNG的熱能的量可藉由LNG通過的加熱管31的長度來調節。因此，加熱管31在管長方向具有多個加熱區域31a。由至少一個開閉閥32劃分加熱管31從而形成多個加熱區域31a。各加熱區域31a內至少設置一根連接管34。根據本實施形態的加熱管31具有三個加熱區域31a，最上游的加熱區域31a內設置有兩根連接管34，較其下游側的加熱區域31a內分別設置有一根連接管34。此外，在連接管34和供給聯箱37的合理位置上設置開閉閥35、36。各開閉閥32、35、36可由加熱控制裝置45進行開閉控制。
[0047]根據上述加熱器42的配管結構，可形成能夠選擇LNG通過的加熱區域31a的數量的流路。而且，選擇性地使開閉閥3 2、35、36開閉，以此增減LNG通過的加熱區域31 a的數量。LNG通過的加熱區域31a的數量增加，則由加熱器42施加至LNG的熱能增加。同樣地，LNG通過的加熱區域31a的數量減少，則由加熱器42施加至LNG的熱能減少。另，加熱管31亦可具備長度不同的多個加熱區域31a。此時，通過改變所選擇的加熱區域31a的組合，以此可改變施加至LNG的熱能量，因此可提高由加熱器42施加至LNG的熱能量的自由度。
[0048]航海中自然產生的NBOG量不足時，使蒸發促進裝置4的栗43工作，促進NBOG的生成。由加熱器42施加至LNG的熱能可為恒定，亦可根據船舶的航行計劃而增減。可以根據船舶的航行計劃推定氣體燃料機關2的燃料消耗增加的時期。因此，例如，如果配合氣體燃料機關2的燃料消耗增加的時期，以增加由加熱器42施加至LNG熱能的形式調節加熱器42的話，則氣體燃料機關2的燃料消耗增加時，與其相對應的NBOG儲存于儲罐I內。
[0049]在配置于大氣中且未實施過絕熱處理的裸配管內流通LNG這樣的低溫液體時，晴天時因大氣中的濕氣，霜會附著于配管表面。其后，隨著時間的推移，該霜結冰，于配管表面形成冰層。另一方，雨天時，一開始就會在配管表面形成冰層。霜的熱傳導率為冰的1/10左右，因此，附著有霜的情況下的熱交換量比冰的情況要小。因此，為了從加熱器42的運行初期開始就提高熱交換的效率，向加熱管31灑水從而使配管表面形成冰層的方式非常有效。因此，加熱器42亦可具備形成為向加熱管31灑水的結構的灑水裝置38。灑水裝置38例如可由設置有多個噴嘴的噴嘴管和向噴嘴管送水(海水)的水源構成。作為該水源，可使用船舶所具備的消防栓。又，也可使用淋灌設備或軟管等代替噴嘴管。
[0050]接著，比較本發明和專利文獻I中記載的現有技術并說明本發明的優點。
[0051]根據本發明的一實施形態的燃料氣體供給系統10中，被輸送至儲罐I內的LNG液層的流體是被升溫的LNG。對此，專利文獻I中記載的現有技術(參考圖6)中，被輸送至儲罐I內的LNG液層的流體是FB0G。本發明中，被輸送至儲罐I內的LNG液層的流體不是FBOG而是被升溫的LNG(液體)，從而相比于現有技術具有如下優點。
[0052]被升溫的LNG比FBOG密度大且與儲罐I內的LNG液層的溫度差小，因此導入至LNG液層時易與周圍的LNG混合。
[0053]本發明中，LNG通過取出配管41，被升溫的LNG通過返還配管44，因此雖然被升溫的LNG體積增加，但因同一液體狀態而其體積增加微乎其微，因此無需使返還配管44的管徑大于取出配管41的管徑。另一方，現有技術(參考圖6)中，通過汽化器140從液體變為氣體故而使FBOG返回至儲罐I內的配管144需采用比從儲罐I內取出LNG的取出配管141大徑的結構。
[0054]又，根據本發明的一實施形態的燃料氣體供給系統10中，使用加熱器42加熱LNG。該加熱器42形成為使大量的LNG與大氣熱交換，以此使LNG的溫度上升的結構。對此，專利文獻I中記載的現有技術(參考圖6)中，使用汽化器140加熱LNG。該汽化器140通常形成為使LNG與鍋爐內生成的水蒸汽熱交換，以此使LNG汽化的結構。本發明不使用汽化器140而使用加熱器42加熱LNG，從而相比于現有技術具有如下優點。
[0055]加熱器42的加熱媒介是大氣，因此無需用于加熱加熱媒介的能量。另一方，汽化器140的加熱媒介是水蒸汽，因此需要用于在鍋爐生成水蒸汽的能量。因此，加熱器42相比于汽化器140可抑制初始成本及運行成本。
[0056]加熱器42中，進行LNG(液體)和大氣(氣體)的熱交換。另一方，汽化器140中，在LNG汽化后進行LNG(氣體)與蒸汽(氣體)熱交換。液體-氣體的熱交換相比于氣體-氣體的熱交換熱傳遞率高。因此，加熱器42相比于汽化器140熱交換率高。
[0057]加熱器42中，不執行加熱媒介(大氣)的溫度管理，僅執行用于選擇流路的閥的開閉即可，因此基本上無需加熱器42的細致控制。另，可向具有較大熱容量的儲罐I內的液化燃料氣體整體施加熱能，因此能獲得較大的緩沖效果。因此，即使與航行中頻繁的輸出調節相對應地供給NBOG，也會因儲罐I內的壓力變動較小而無需頻繁地調節加熱器42的輸出。另一方，汽化器140中，為了除去部分重組分并使LNG全部汽化，需執行LNG的供給量和供給壓力、蒸汽的供給量以及LNG汽化氣體的溫度管理等的控制。
[0058]汽化器140中，根據使LNG全部汽化這樣的限制，輸出范圍存在最低輸出，在最低輸出以下難以運行。對此，加熱器42的輸出范圍借助于設計和選擇LNG通過的配管長度以此進行調節，尤其沒有低輸出側的限制。如此，加熱器42相比于汽化器140的輸出范圍可進行較低輸出，因此可抑制向燃料氣體供給系統10中的儲罐I供給多余的熱能。
[0059]加熱器42中，送出至返還配管44的是液體，因此不會在加熱器42內僅殘留LNG的重組分而是全部輸送至返還配管44。另一方，汽化器140中，LNG的部分重組分可能未被汽化而殘留，需要定期進行該殘留的重組分的除去作業。
[0060]〔變形例〕
以上說明了本發明的最優選的實施形態，但上述燃料氣體供給系統10例如可進行如下變更。
[0061]例如，上述實施形態中，燃料氣體供給系統10具備一個儲罐I，但燃料氣體供給系統10亦可具備多個儲罐I。燃料氣體供給系統10具備多個儲罐I時，從多個儲罐I向氣體燃料機關2供給燃料。此處，只要多個儲罐I中至少一個與蒸發促進裝置4連接即可。
[0062]又，例如，上述實施形態的燃料氣體供給系統10形成為向氣體燃料機關2供給燃料氣體的結構，但亦可取代氣體燃料機關2或除此之外，還形成為向鍋爐等使用燃料氣體的機器供給燃料氣體的系統。
[0063]又，例如，為了調節LNG的通過長度，加熱器42的加熱管31形成為可選擇LNG通過的加熱區域31a的數量，亦可形成為可選擇LNG通過的加熱管31的數量。圖5是示出加熱器42的變形例I的圖。圖5所示的加熱器42具備平行排列的多個加熱管31、連接加熱管31和取出配管41的連接管34a、以及連接加熱管31和返還配管44的連接管34b。各連接管34a、34b上設置有開閉閥35a、35b。加熱管31是未實施過絕熱處理的裸配管。另，加熱器如上所述具備多個加熱管31時，與使用一根加熱管31劃分多個加熱區域的上述實施形態相比，可利用小徑的配管作為加熱管31。
[0064]如上構成的加熱器42上形成有能夠選擇LNG通過的加熱管31的數量的LNG流路。而且，可選擇性地開閉設置于各連接管34a、34b的開閉閥35a、35b，以此可改變LNG通過的加熱管31的數量。如此，借助于改變LNG通過的加熱管31的數量，可增減施加于LNG的熱能。
[0065]作為其他的加熱器42的變形例，可以將一個嵌板(panel)上配置有多個軟管的配管作為加熱管31使用，或者為增加受熱面積而將板狀翅片設置于軟管的配管作為加熱管31使用，或者為增加熱交換面積而將線圈狀的配管作為作加熱管31使用。
[0066]根據上述說明，本領域技術人員明了本發明較多的改進及其他的實施形態等。因此，上述說明僅應解釋為示例，以向本領域技術人員教導實施本發明的最優形態為目的而提供。只要不脫離本發明的主旨可對其機構和/或功能進行實質變更。
[0067]符號說明:
1儲觸;
2氣體燃料機關；
4蒸發促進裝置(液化燃料氣體蒸發促進裝置)；
41取出配管；
42加熱器；
43栗；
44返還配管；
45加熱控制裝置；
5壓縮機；
9燃料氣體供給配管；
10燃料氣體供給系統；
31加熱管；
32、35、36開閉閥；34連接管；
37供給聯箱。
【主權項】
1.一種液化燃料氣體蒸發促進裝置，是用于促進儲存在儲罐內的液化燃料氣體的蒸發的液化燃料氣體蒸發促進裝置，具備: 加熱所述液化燃料氣體的加熱器； 向所述加熱器壓送所述儲罐內的所述液化燃料氣體的栗； 從所述栗向所述加熱器輸送所述液化燃料氣體的取出配管;和 由所述加熱器升溫的所述液化燃料氣體以液體狀態輸送至所述儲罐內的返還配管。2.根據權利要求1所述的液化燃料氣體蒸發促進裝置，其特征在于， 所述加熱器是從大氣向所述液化燃料氣體轉移熱量的熱交換器。3.根據權利要求2所述的液化燃料氣體蒸發促進裝置，其特征在于， 所述加熱器具備至少一根使所述液化燃料氣體通過的加熱管，所述加熱管是四周暴露于大氣中的裸配管。4.根據權利要求3所述的液化燃料氣體蒸發促進裝置，其特征在于， 所述加熱管在管長方向具有多個加熱區域，所述加熱器上形成有液化燃料氣體流路，所述液化燃料氣體流路能夠選擇所述液化燃料氣體所通過的所述加熱區域的數量。5.根據權利要求3所述的液化燃料氣體蒸發促進裝置，其特征在于， 所述加熱器具有多個所述加熱管，所述加熱器上形成有液化燃料氣體流路，所述液化燃料氣體流路能夠選擇所述液化燃料氣體所通過的所述加熱管的數量。6.根據權利要求1至5中任意一項所述的液化燃料氣體蒸發促進裝置，其特征在于， 所述栗以防止所述返還配管內的所述液化燃料氣體汽化的形式對所述液化燃料氣體進行加壓。7.根據權利要求1至6中任意一項所述的液化燃料氣體蒸發促進裝置，其特征在于， 所述返還配管的終端部位于所述儲罐的底部。8.根據權利要求1至7中任意一項所述的液化燃料氣體蒸發促進裝置，其特征在于， 所述加熱器具備至少一根使所述液化燃料氣體通過的加熱管和向所述加熱管的表面灑水的灑水裝置。9.一種船舶用燃料氣體供給系統，是向裝載于船舶的氣體燃料機關供給燃料氣體的船舶用燃料氣體供給系統，具備: 儲存液化燃料氣體的儲罐； 權利要求1至8中任意一項所述的液化燃料氣體蒸發促進裝置;和將所述儲罐內的液化燃料氣體所產生的蒸發氣體向所述氣體燃料機關輸送的燃料氣體供給配管。10.根據權利要求9所述的船舶用燃料氣體供給系統，其特征在于， 所述加熱器具備至少一根使所述液化燃料氣體通過的加熱管，所述加熱管是在所述船舶的船長方向上延伸的配管。11.根據權利要求9或10所述的船舶用燃料氣體供給系統，其特征在于， 所述船舶是具備用于取出所述儲罐內的所述液化燃料氣體并從該儲罐內的上部噴出的噴霧器管路和向所述噴霧器管路壓送所述液化燃料氣體的噴霧器栗的船舶； 使用所述噴霧器管路作為所述取出配管及所述返還配管，使用所述噴霧器栗作為所述栗O12.根據權利要求9或10所述的船舶用燃料氣體供給系統，其特征在于， 所述船舶是具備為了使所述儲罐內升壓而使用的壓力積累管路的船舶，使用所述壓力積累管路作為所述加熱器。
【文檔編號】F02D29/02GK105829793SQ201480070745
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月22日
【發明人】青木紀, 青木一紀, 野崎拓海, 植田和男
【申請人】川崎重工業株式會社