JP6551684B2

JP6551684B2 - Fuel gas supply system and fuel gas supply method

Info

Publication number: JP6551684B2
Application number: JP2016071878A
Authority: JP
Inventors: 哲平梶谷; 康之辻; 辻　　康之; 裕太郎和田
Original assignee: Mitsui E&S Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsui E&S Machinery Co Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2019-07-31
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: JP2017178220A

Description

本発明は、船舶の推進エンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給システム及び燃料ガス供給方法に関する。 The present invention relates to a fuel gas supply system and a fuel gas supply method for supplying fuel gas to a propulsion engine of a ship.

ＬＮＧ運搬船においては、液化天然ガスを貯留するＬＮＧタンク内で液化天然ガスが自然に気化したボイルオフガスが発生する。このボイルオフガスを燃料ガスとして船舶の推進エンジンに供給することが行われている。 In the LNG carrier, a boil-off gas in which the liquefied natural gas is naturally vaporized is generated in the LNG tank storing the liquefied natural gas. The boil-off gas is supplied as a fuel gas to a propulsion engine of a ship.

ボイルオフガスのような低圧の流体を高圧の流体とするために、多段圧縮機を用いてボイルオフガスを圧縮することが行われる。多段圧縮機は、例えば直列接続された複数の圧縮機からなる(特許文献１)。
さらに、ボイルオフガスを多段のガスコンプレッサを用いて約３０ＭＰａまで加圧して、エンジン（ＭＣ−ＧＩエンジン）のガス噴射弁に供給することも知られている（非特許文献１）。 In order to use a low-pressure fluid such as boil-off gas as a high-pressure fluid, the boil-off gas is compressed using a multistage compressor. A multistage compressor consists of several compressors connected in series, for example (patent document 1).
Furthermore, it is also known that the boil-off gas is pressurized to about 30 MPa using a multistage gas compressor and supplied to a gas injection valve of an engine (MC-GI engine) (Non-Patent Document 1).

特開平８−２１９０８８号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-219088

「大型ガスインジェクションディーゼル機関（ＭＣ−ＧＩ機関）の実績」、福田哲吾他、Journal of the JIME Vol.36, No.9, pp.64-70"Achievements of Large Gas Injection Diesel Engine (MC-GI Engine)", Tetsugo Fukuda et al., Journal of the JIME Vol.36, No.9, pp.64-70

上記エンジン（ＭＣ−ＧＩエンジン）は、陸上発電用エンジンであり、基本的に略一定負荷の運転を前提とした低速ディーゼルエンジンであり、多段のガスコンプレッサも略一定の燃料ガスを供給すればよい。
一方、このような多段のガスコンプレッサを船舶推進用の低速ディーゼルエンジンに適用した場合、このエンジンの負荷は時間変化するため、多段のコンプレッサの運転も変化する必要がある。例えば、エンジンの負荷を低減させ、さらには停止させる場合、使用される燃料ガスが少なくなり、あるいはゼロになるため、燃料ガスの供給方向における下流側において燃料ガスの圧力が高くなり易い。この場合、ガスコンプレッサに付随して設けられる吐出スナッバ内の燃料ガスの圧力が、吐出スナッバよりも下流側に位置する別のガスコンプレッサに付随して設けられる吸引スナッバ内の燃料ガスの圧力に比べて低くなり、下流側の吸引スナッバから上流側の吐出スナッバにガス供給ラインを通して燃料ガスが逆流する場合がある。 The above-mentioned engine (MC-GI engine) is an engine for land power generation, and is basically a low-speed diesel engine on the premise of substantially constant load operation, and multi-stage gas compressors may also supply substantially constant fuel gas .
On the other hand, when such a multistage gas compressor is applied to a low speed diesel engine for ship propulsion, the load of this engine changes with time, so the operation of the multistage compressor also needs to change. For example, when reducing the load on the engine and further stopping it, the pressure of the fuel gas tends to be high on the downstream side in the fuel gas supply direction, because less fuel gas is used or it becomes zero. In this case, the pressure of the fuel gas in the discharge snubber provided accompanying the gas compressor is lower than the pressure of the fuel gas in the suction snubber provided accompanying the other gas compressor located downstream of the discharge snubber. In some cases, the fuel gas flows backward from the downstream suction snubber to the upstream discharge snubber through the gas supply line.

また、多段のガスコンプレッサを、停止から再起動をさせるとき、ガスコンプレッサに付随した吸引スナッバと吐出スナッバ内の燃料ガスの圧力が同じ状態で停止している場合、ガスコンプレッサの駆動により、吸引スナッバと吐出スナッバ内の燃料ガスの圧力差を生じさせて、燃料ガスを定常的に供給するまでには、長い時間を必要とする。このため、燃料ガスをエンジンに定常状態で供給できるまでの時間を短縮するには、ガスコンプレッサに付随した吸引スナッバに対して吐出スナッバ内の燃料ガスの圧力を高くした状態で停止しておくことが好ましい。しかし、このような燃料ガス供給システムは知られていない。 In addition, when the multistage gas compressor is restarted from the stop, if the pressure of the fuel gas in the suction snubber and the discharge snubber attached to the gas compressor is stopped in the same state, the suction snubber is driven by the driving of the gas compressor. It takes a long time to produce a pressure difference between the fuel gas in the discharge snubber and supply the fuel gas constantly. Therefore, in order to reduce the time until the fuel gas can be supplied to the engine in a steady state, stop with the pressure of the fuel gas in the discharge snubber increased with respect to the suction snubber attached to the gas compressor. Is preferred. However, such a fuel gas supply system is not known.

そこで、本発明は、多段の圧縮機構を用いて加圧した燃料ガスのエンジンへの供給を停止するとき、多段の圧縮機構の間で、燃料ガスが逆流することを阻止することができる燃料ガス供給システム及び燃料ガス供給方法、及び、圧縮機構を再起動するとき、多段の圧縮機構からエンジンへの燃料ガスの安定した供給を短時間に実現することができる燃料ガス供給システム及び燃料ガス供給方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a fuel gas capable of preventing the fuel gas from flowing backward between the multistage compression mechanisms when the supply of the fuel gas pressurized using the multistage compression mechanism to the engine is stopped. Supply system, fuel gas supply method, and fuel gas supply system and fuel gas supply method capable of realizing stable supply of fuel gas from the multistage compression mechanism to the engine in a short time when the compression mechanism is restarted Intended to provide.

本発明の一態様は、船舶の推進エンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給システムである。当該燃料ガス供給システムは、
燃料ガス源と、
前記燃料ガス源から供給される燃料ガスを、船舶の推進エンジンに供給するガス供給ラインに直列に設けられ、前記燃料ガスを圧縮して前記推進エンジンの側に流す複数の圧縮機構と、を備える。
前記圧縮機構のそれぞれは、前記燃料ガスを圧縮するガスコンプレッサと、前記ガスコンプレッサに付随するように、前記燃料ガスの前記推進エンジンへの供給方向における前記ガスコンプレッサの上流側に設けられ、前記ガスコンプレッサの圧縮室に向けて前記燃料ガスを供給する低圧ガス流路と、前記供給方向における、前記ガスコンプレッサの下流側に設けられ、前記ガスコンプレッサの圧縮室で圧縮された前記燃料ガスを前記推進エンジンに向けて供給する高圧ガス流路と、前記圧縮室を経由することなく前記低圧ガス流路と前記高圧ガス流路の間を繋ぐバイパス管と、前記バイパス管における前記燃料ガスの流量を制御する制御バルブと、前記燃料ガスの流れを、前記低圧ガス流路と前記圧縮室との間の双方方向の流れを許容するアンロード状態と、前記燃料ガスの流れを、前記低圧ガス流路から前記圧縮室への一方向の流れに制限するロード状態とを、切り替えることができるアンローダと、前記アンローダの動作を制御する制御部と、を備え、
前記複数の圧縮機構の間を結ぶガス供給ラインのそれぞれに、前記燃料ガスが前記供給方向の逆方向に向かって逆流することを阻止する逆止弁が設けられ、
前記制御部は、前記ガスコンプレッサの動作の停止前に、前記ロード状態から前記アンロード状態に切り替える制御信号を前記アンローダに送る。 One aspect of the present invention is a fuel gas supply system for supplying a fuel gas to a propulsion engine of a ship. The fuel gas supply system
A fuel gas source;
A plurality of compression mechanisms provided in series with a gas supply line for supplying fuel gas supplied from the fuel gas source to a propulsion engine of a ship, and compressing the fuel gas and flowing it to the side of the propulsion engine; .
Each of the compression mechanisms is provided upstream of the gas compressor in the supply direction of the fuel gas to the propulsion engine so as to be associated with the gas compressor for compressing the fuel gas and the gas compressor, and the gas A low pressure gas flow path for supplying the fuel gas toward a compression chamber of a compressor, and the fuel gas provided downstream of the gas compressor in the supply direction, and promoting the fuel gas compressed in the compression chamber of the gas compressor A high-pressure gas flow path that is supplied to the engine, a bypass pipe that connects the low-pressure gas flow path and the high-pressure gas flow path without passing through the compression chamber, and a flow rate of the fuel gas in the bypass pipe is controlled. a control valve for the flow of said fuel gas, allowing both directions of flow between the compression chamber and the low-pressure gas passage An unloader capable of switching between an unloading state and a loading state in which the flow of the fuel gas is restricted from the low pressure gas passage to the flow in one direction from the low pressure gas passage, and a control unit for controlling the operation of the unloader And comprising
A check valve for preventing the fuel gas from flowing backward in the reverse direction of the supply direction is provided in each of the gas supply lines connecting the plurality of compression mechanisms ,
The control unit sends a control signal for switching from the load state to the unload state to the unloader before the operation of the gas compressor is stopped .

本発明の他の一態様は、船舶の推進エンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給システムを用いた燃料ガス供給方法である。
前記燃料ガス供給システムは、
燃料ガス源と、
前記燃料ガス源から供給される燃料ガスを、船舶の推進エンジンに供給するガス供給ラインに直列に設けられ、前記燃料ガスを圧縮して前記推進エンジンの側に流す複数の圧縮機構と、を備える。
前記圧縮機構のそれぞれは、前記燃料ガスを圧縮するガスコンプレッサと、前記ガスコンプレッサに付随するように、前記燃料ガスの前記推進エンジンへの供給方向における、前記ガスコンプレッサの上流側に設けられ、前記ガスコンプレッサの圧縮室に向けて前記燃料ガスを供給する低圧ガス流路と、前記供給方向における、前記ガスコンプレッサの下流側に設けられ、前記ガスコンプレッサの圧縮室で圧縮された前記燃料ガスを前記推進エンジンに向けて供給する高圧ガス流路と、前記圧縮室を経由することなく前記低圧ガス流路と前記高圧ガス流路の間を繋ぐバイパス管と、前記バイパス管における前記燃料ガスの流量を制御する制御バルブと、を備える。
前記燃料ガス供給方法は、前記ガスコンプレッサの動作を停止するとき、
前記圧縮機構のそれぞれは、前記燃料ガスの流れを、前記低圧ガス流路から前記圧縮室への一方向の流れに制限するロード状態から、前記燃料ガスの流れを、前記低圧ガス流路と前記圧縮室との間の双方方向の流れを許容するアンロード状態に切り替えるステップと、
前記アンロード状態により、前記高圧ガス流路の燃料ガスが前記バイパス管を介して前記低圧ガス流路に流れて前記高圧ガス流路の圧力が減圧することにより生じる、前記供給方向の下流側に位置する前記圧縮機構の１つの低圧ガス流路から前記供給方向と逆方向に向かう前記燃料ガスの逆流を阻止するステップと、
前記逆流を阻止する間に、前記制御バルブを閉じて、前記バイパス管における前記燃料ガスの流量を０にするステップと、
前記燃料ガスの流量を０にした後、前記ガスコンプレッサの動作を停止するステップと、を備える。 Another aspect of the present invention is a fuel gas supply method using a fuel gas supply system that supplies fuel gas to a marine propulsion engine.
The fuel gas supply system
A fuel gas source,
A plurality of compression mechanisms provided in series with a gas supply line for supplying fuel gas supplied from the fuel gas source to a propulsion engine of a ship, and compressing the fuel gas and flowing it to the side of the propulsion engine; .
Each of the compression mechanisms is provided on the upstream side of the gas compressor in the supply direction of the fuel gas to the propulsion engine so as to be associated with the gas compressor for compressing the fuel gas and the gas compressor, A low pressure gas flow path for supplying the fuel gas toward the compression chamber of the gas compressor, and the fuel gas provided downstream of the gas compressor in the supply direction and compressed in the compression chamber of the gas compressor A high pressure gas flow path for supply to a propulsion engine, a bypass pipe connecting the low pressure gas flow path and the high pressure gas flow path without passing through the compression chamber, and a flow rate of the fuel gas in the bypass pipe And a control valve to control.
In the fuel gas supply method, when the operation of the gas compressor is stopped,
Each of the compression mechanisms is configured to restrict the flow of the fuel gas from the loaded state in which the flow of the fuel gas is restricted to the flow in one direction from the low pressure gas passage to the compression chamber; Switching to an unloaded condition allowing bi-directional flow to and from the compression chamber;
Due to the unloading state, the fuel gas in the high-pressure gas passage flows into the low-pressure gas passage through the bypass pipe, and the pressure in the high-pressure gas passage is reduced. Preventing a back flow of the fuel gas from one low pressure gas flow path of the compression mechanism located in a direction opposite to the supply direction;
Closing the control valve to prevent the flow rate of the fuel gas in the bypass pipe while preventing the reverse flow; and
Stopping the operation of the gas compressor after setting the flow rate of the fuel gas to zero.

前記ガスコンプレッサの動作の停止から前記ガスコンプレッサの動作を開始する時、
前記制御バルブを閉じた状態で、かつ前記アンロード状態で前記ガスコンプレッサの動作を開始するステップと、
前記ガスコンプレッサの動作が定常状態になったとき、前記制御バルブを開くとともに、前記アンロード状態から前記ロード状態に切り替えるステップと、を備える、ことが好ましい。 When starting the operation of the gas compressor from the stop of the operation of the gas compressor,
Starting the operation of the gas compressor with the control valve closed and the unload condition;
And opening the control valve when the operation of the gas compressor is in a steady state, and switching from the unload state to the load state.

本発明のさらに他の一態様も、船舶の推進エンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給システムを用いた燃料ガス供給方法である。
前記燃料ガス供給システムは、
燃料ガス源と、
前記燃料ガス源から供給される燃料ガスを、船舶の推進エンジンに供給するガス供給ラインに直列に設けられ、前記燃料ガスを圧縮して前記推進エンジンの側に流す複数の圧縮
機構と、を備える。
前記圧縮機構のそれぞれは、前記燃料ガスを圧縮するガスコンプレッサと、前記ガスコンプレッサに付随するように、前記燃料ガスの前記推進エンジンへの供給方向における、前記ガスコンプレッサの上流側に設けられ、前記ガスコンプレッサの圧縮室に向けて前記燃料ガスを供給する低圧ガス流路と、前記供給方向における、前記ガスコンプレッサの下流側に設けられ、前記ガスコンプレッサの圧縮室で圧縮された前記燃料ガスを前記推進エンジンに向けて供給する高圧ガス流路と、前記圧縮室を経由することなく前記低圧ガス流路と前記高圧ガス流路の間を繋ぐバイパス管と、前記バイパス管における前記燃料ガスの流量を制御する制御バルブと、を備える。
前記圧縮機構のそれぞれは、前記ガスコンプレッサの動作の停止中、前記燃料ガスの流れを、前記低圧ガス流路と前記圧縮室との間の双方方向の流れを許容するアンロード状態にあり、かつ前記制御バルブが閉じた状態であり、前記アンロード状態及び前記閉じた状態で前記ガスコンプレッサの動作を開始するステップと、
前記ガスコンプレッサの動作が定常状態になったとき、前記制御バルブを開くとともに、前記アンロード状態から前記ロード状態に切り替えるステップと、を前記燃料ガス供給方法は備える。 Yet another embodiment of the present invention is also a fuel gas supply method using a fuel gas supply system that supplies fuel gas to a propulsion engine of a ship.
The fuel gas supply system
A fuel gas source,
A plurality of compression mechanisms provided in series with a gas supply line for supplying fuel gas supplied from the fuel gas source to a propulsion engine of a ship, and compressing the fuel gas and flowing it to the side of the propulsion engine; .
Each of the compression mechanisms is provided on the upstream side of the gas compressor in the supply direction of the fuel gas to the propulsion engine so as to be associated with the gas compressor for compressing the fuel gas and the gas compressor, A low pressure gas flow path for supplying the fuel gas toward the compression chamber of the gas compressor, and the fuel gas provided downstream of the gas compressor in the supply direction and compressed in the compression chamber of the gas compressor A high pressure gas flow path for supply to a propulsion engine, a bypass pipe connecting the low pressure gas flow path and the high pressure gas flow path without passing through the compression chamber, and a flow rate of the fuel gas in the bypass pipe And a control valve to control.
Each of the compression mechanisms is in an unloaded state allowing flow of the fuel gas in both directions between the low pressure gas flow path and the compression chamber during cessation of operation of the gas compressor, and The control valve is in a closed state, and starting the operation of the gas compressor in the unloaded state and the closed state;
The fuel gas supply method includes a step of opening the control valve and switching from the unload state to the load state when the operation of the gas compressor reaches a steady state.

前記ガスコンプレッサの動作の停止中、前記燃料ガス供給システムの前記圧縮機構それぞれの前記高圧ガス流路の圧力は、前記低圧ガス流路の圧力に比べて高い状態を維持している、ことが好ましい。 While the operation of the gas compressor is stopped, it is preferable that the pressure of the high pressure gas flow path of each of the compression mechanisms of the fuel gas supply system is maintained higher than the pressure of the low pressure gas flow path. .

上記態様の燃料ガス供給システム及び燃料ガス供給方法によれば、多段の圧縮機構の間で、燃料ガスが逆流することを阻止することができる。また、多段の圧縮機構からエンジンへの燃料ガスの安定した供給を短時間に実現することができる。 According to the fuel gas supply system and the fuel gas supply method of the above aspect, backflow of the fuel gas can be prevented between the multistage compression mechanisms. In addition, stable supply of fuel gas from the multistage compression mechanism to the engine can be realized in a short time.

本実施形態の燃料ガス供給システムの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the fuel gas supply system of this embodiment. 本実施形態のガスコンプレッサのボイルオフガスの吐出量と、バイパス管を上流方向に流れるボイルオフガスの流量を説明する図である。It is a figure explaining the discharge amount of the boil off gas of the gas compressor of this embodiment, and the flow volume of the boil off gas which flows through a bypass pipe in the upstream direction. 本実施形態の逆止弁及びアンローダの一例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an example of the non-return valve and unloader of this embodiment. （ａ），（ｂ）は、本実施形態の燃料ガス供給システムで用いる逆止弁と、アンローダの構成の一例を説明する図である。(A), (b) is a figure explaining an example of the non-return valve used by the fuel gas supply system of this embodiment, and an unloader. 本実施形態の燃料ガス供給方法の一例のフローを説明する図である。It is a figure explaining the flow of an example of the fuel gas supply method of this embodiment. 本実施形態の燃料ガス供給方法の他の一例のフローを説明する図である。It is a figure explaining the flow of another example of the fuel gas supply method of this embodiment.

以下、本発明の燃料ガス供給システム及び燃料ガス供給方法を詳細に説明する。
図１は、本実施形態の船舶の推進エンジンに液化ガスのボイルオフガスを燃料ガスとして供給する燃料ガス供給システム１０の構成の一例を示す図である。燃料ガス供給システム１０の液化ガスとして液化天然ガスを用いるが、液化天然ガスに限定されず、純メタンガスや純エタンガス等を用いることができる。ボイルオフガスは、タンク内で自然入熱によって気化したガスの他に、ＬＮＧを意図的に加熱して強制的に気化したガスも含まれる。 Hereinafter, the fuel gas supply system and the fuel gas supply method of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a fuel gas supply system 10 that supplies a boil-off gas of a liquefied gas as a fuel gas to a propulsion engine of a ship according to the present embodiment. Although liquefied natural gas is used as the liquefied gas of the fuel gas supply system 10, it is not limited to liquefied natural gas, and pure methane gas, pure ethane gas, or the like can be used. The boil-off gas includes, in addition to the gas vaporized by natural heat input in the tank, gas that is forcibly vaporized by intentionally heating LNG.

燃料ガス供給システム１０は、液化天然ガスを運搬するＬＮＧ船において、液化天然ガスを貯留するＬＮＧタンク１２内で気化したボイルオフガスを燃料ガスとして推進エンジン１４に供給するのに用いられる。ＬＮＧタンク１２は、燃料ガス源である。本実施形態では、ボイルオフガスがＬＮＧタンク１２から推進エンジン１４に供給される方向を下流方向、その反対方向を上流方向といい、ある基準とする位置から下流方向の側を下流側といい、ある基準とする位置から上流方向の側を上流側という。 The fuel gas supply system 10 is used to supply boil-off gas vaporized in the LNG tank 12 storing liquefied natural gas to the propulsion engine 14 as fuel gas in an LNG carrier carrying liquefied natural gas. The LNG tank 12 is a fuel gas source. In this embodiment, the direction in which the boil-off gas is supplied from the LNG tank 12 to the propulsion engine 14 is referred to as the downstream direction, the opposite direction is referred to as the upstream direction, and the downstream side from the reference position is referred to as the downstream side. The upstream side from the reference position is called the upstream side.

本実施形態の燃料ガス供給システム１０は、燃料ガスの供給を受けて船舶を推進させる推進エンジン１４に、燃料ガスを供給するために、燃料ガスを加圧してＬＮＧタンク１２の側から推進エンジン１４の側に流す複数のガス圧縮機構１３ａ〜１３ｅを備える。複数のガス圧縮機構１３ａ〜１３ｅはガス供給ライン上に直列に設けられている。
ガス圧縮機構１３ａ〜１３ｅは、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅと、吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅと、吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅと、熱交換器２２ａ〜２２ｅと、バイパス管２４ａ〜２４ｅと、制御バルブ２６ａ〜２６ｅと、制御装置２８ａ〜２８ｅと、逆止弁３２ａ〜３２ｅアンローダ付の逆止弁３４ａ〜３４ｅ（図３，図４（ａ），（ｂ）参照）と、を主に備える。ガス圧縮機構１３ａ〜１３ｅの間を繋ぐガス供給ラインには、逆止弁３２ａ〜３２ｅが設けられている。 The fuel gas supply system 10 according to the present embodiment pressurizes the fuel gas to supply the fuel gas to the propulsion engine 14 that propels the ship upon receiving the supply of the fuel gas, and the propulsion engine 14 is viewed from the LNG tank 12 side. A plurality of gas compression mechanisms 13a to 13e to be flowed to the side of The plurality of gas compression mechanisms 13a to 13e are provided in series on the gas supply line.
The gas compression mechanisms 13a to 13e include gas compressors 16a to 16e, suction snubbers 18a to 18e, discharge snubbers 20a to 20e, heat exchangers 22a to 22e, bypass pipes 24a to 24e, control valves 26a to 26e, The control devices 28a to 28e and check valves 34a to 34e with check valves 32a to 32e (see FIGS. 3, 4A, and 4B) are mainly provided. Check valves 32a to 32e are provided in gas supply lines that connect the gas compression mechanisms 13a to 13e.

ＬＮＧタンク１２には、ＬＮＧ船により運搬される貨物である液化天然ガスが貯留される。ここで、天然ガスは、天然に産する化石燃料である炭化水素ガス、又は、原油精製プラントから生まれるガスであり、メタン、エタン、プロパン等の炭素化合物を含む。液化天然ガス（ＬＮＧ）は天然ガスを冷却して液化したものである。なお、図１では球型のタンクが図示されているが、本実施形態はこれに限らず、メンブレン方式のタンクであってもよい。
本明細書において、「ボイルオフガス」は、ＬＮＧタンク１２内において気化した天然ガスであるが、ＬＮＧタンク１２外で液化天然ガスが気化したものも含む。また、本実施形態を適用する船舶はＬＮＧ船であるが、液化天然ガスをタンクに貯留して、そのボイルオフガスを加圧して燃料ガスとしてエンジンに供給するＬＮＧ船以外の船舶に適用することもできる。 The LNG tank 12 stores liquefied natural gas which is a cargo transported by the LNG carrier. Here, natural gas is hydrocarbon gas, which is a fossil fuel produced naturally, or a gas produced from a crude oil refining plant, and includes carbon compounds such as methane, ethane, propane and the like. Liquefied natural gas (LNG) is a natural gas cooled and liquefied. Although a spherical tank is illustrated in FIG. 1, the present embodiment is not limited to this, and a membrane tank may be used.
As used herein, “boil-off gas” refers to natural gas vaporized in the LNG tank 12, but also includes vaporized liquefied natural gas outside the LNG tank 12. Although the ship to which the present embodiment is applied is an LNG ship, it is also possible to store liquefied natural gas in a tank, pressurize the boil-off gas, and apply it to the engine as fuel gas to supply it to the engine. it can.

推進エンジン１４は供給されるボイルオフガスを燃料ガスとして燃焼室で燃焼させて動力を取り出し、主軸１５ａおよびプロペラ１５ｂを回転させる。推進エンジン１４には、例えば２ストロークサイクルの低速ディーゼルエンジンを用いることができる。
推進エンジン１４は、ガバナ１５ｃと接続されて、駆動が制御されている。ガバナ１５ｃは、主軸１５ａの回転を計測するように設けられた回転計１５ｄにより計測された主軸回転数が目標回転数になるように、推進エンジン１４に燃料ガスを供給する供給ラインに設けられた図示しない流量制御弁の開度を制御することで、推進エンジン１４の駆動を制御する。すなわち、ガバナ１５ｃは、推進エンジン１４と推進用のプロペラ１５ｂを接続した主軸１５ａの主軸回転数が目標回転数になるように、推進エンジン１４の負荷を定め、これに基づいて燃料ガスの燃料供給量を制御する装置である。ガバナ１５ｃは、気象、海象の風、波高等の自然状況が変化しても主軸回転数が目標回転数に維持されるように、推進エンジン１４の負荷を定める他、オペレータの減速、加速、旋回等の指示によって提供されるプロペラ回転数の操作指令値に応じて、推進エンジン１４の負荷を定めることもできる。ガバナ１５ｃは、定めた負荷に基づいて、最下流に位置するガスコンプレッサ１６ｅの吐出側の目標圧力を設定し、この目標圧力を制御装置２８ｅに送るように構成されている。この目標圧力は、推進エンジン１４が要求する燃料供給圧力である。 The propulsion engine 14 uses the supplied boil-off gas as fuel gas to burn in the combustion chamber to extract power, and rotates the main shaft 15a and the propeller 15b. For the propulsion engine 14, for example, a low-speed diesel engine with a two-stroke cycle can be used.
The propulsion engine 14 is connected to the governor 15c and its drive is controlled. The governor 15c is provided on a supply line for supplying the fuel gas to the propulsion engine 14 so that the main spindle rotational speed measured by the tachometer 15d provided to measure the rotation of the main spindle 15a becomes the target rotational speed. The drive of the propulsion engine 14 is controlled by controlling the opening of a flow control valve (not shown). That is, the governor 15c determines the load of the propulsion engine 14 so that the main spindle rotational speed of the main spindle 15a connecting the propulsion engine 14 and the propeller 15b for propulsion becomes the target rotational speed, and the fuel supply of fuel gas It is a device that controls the quantity. The governor 15c determines the load of the propulsion engine 14 so that the main spindle rotational speed is maintained at the target rotational speed even if the natural conditions of weather, sea-like wind and wave height change, and the operator's deceleration, acceleration, turning The load of the propulsion engine 14 can also be determined according to the operation command value of the propeller rotation speed provided by such an instruction. The governor 15c is configured to set a target pressure on the discharge side of the gas compressor 16e located at the most downstream position based on the determined load, and to send the target pressure to the control device 28e. This target pressure is the fuel supply pressure required by the propulsion engine 14.

ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅは、ＬＮＧタンク１２で発生したボイルオフガスを燃料ガスとして圧縮して推進エンジン１４へ供給するガス供給ライン上で直列に接続された多段のコンプレッサである。ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅは、吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅから供給される燃料ガスを加圧する部分である。ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅは、例えば、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅ内の可動部（プランジャ又はピストン）が直線往復運動をすることによって気体を吸い込み、その後圧縮する、往復圧縮機を用いることができる。ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅのうち、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｄは、無給油式圧縮機が用いられ、高圧に燃料ガスを加圧するガスコンプレッサ１６ｅには給油式圧縮機が用いられる。ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの可動部は、上述した図示されない駆動源（例えば電動モータ）の動力で回転するクランク軸を介して連動して駆動される。ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅにおいて、燃料ガスはそれぞれ同程度の圧縮率で段階的に圧縮されることで、燃料ガスは圧縮率の５乗まで圧縮される。例えば、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅのそれぞれにおいて３〜４倍に圧縮することで、燃料ガスは３^５〜４^５倍に圧縮される。例えば、ガスコンプレッサ１６ａの吸引側における燃料ガスの圧力が０．１ＭＰａであれば、ガスコンプレッサ１６ａの吐出側の圧力は約０．３９ＭＰａ、ガスコンプレッサ１６ｂの吐出側の圧力は約１．２４ＭＰａ、ガスコンプレッサ１６ｃの吐出側の圧力は約４．００ＭＰａ、ガスコンプレッサ１６ｄの吐出側の圧力は約１１．３ＭＰａとなる。そして、ガスコンプレッサ１６ｅの吐出側の圧力は設定された目標圧力まで上昇される。 The gas compressors 16a to 16e are multistage compressors connected in series on a gas supply line that compresses boil off gas generated in the LNG tank 12 as fuel gas and supplies the compressed fuel gas to the propulsion engine 14. The gas compressors 16a to 16e are portions that pressurize the fuel gas supplied from the suction snubbers 18a to 18e. The gas compressors 16a to 16e may be, for example, reciprocating compressors in which the movable parts (plungers or pistons) in the gas compressors 16a to 16e linearly reciprocate to suck gas and then compress the gas. Among the gas compressors 16a-16e, an oil-free compressor is used as the gas compressors 16a-16d, and a feed-type compressor is used as the gas compressor 16e that pressurizes the fuel gas to a high pressure. The movable parts of the gas compressors 16a to 16e are driven in conjunction with each other via a crankshaft that is rotated by the power of a drive source (not shown) (for example, an electric motor) described above. In the gas compressors 16a to 16e, the fuel gas is compressed stepwise at the same compression rate, so that the fuel gas is compressed to the fifth power of the compression rate. For example, by compressing the three to four times in each of the gas compressors 16a to 16e, the fuel gas is compressed to ³ 5-4 ⁵ times. For example, if the pressure of the fuel gas on the suction side of the gas compressor 16a is 0.1 MPa, the pressure on the discharge side of the gas compressor 16a is about 0.39 MPa, the pressure on the discharge side of the gas compressor 16b is about 1.24 MPa, the gas The pressure on the discharge side of the compressor 16c is about 4.00 MPa, and the pressure on the discharge side of the gas compressor 16d is about 11.3 MPa. Then, the pressure on the discharge side of the gas compressor 16e is increased to the set target pressure.

吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅは、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅそれぞれに付随して設けられ、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅそれぞれの上流側に設けられる、圧縮前の燃料ガスを一時貯留し、さらに、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの圧縮室に向けて燃料ガスを供給する容器である。すなわち、吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅは、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの圧縮室に向けて燃料ガスを供給する低圧ガス流路を構成する。したがって、吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅ内の圧力は、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅそれぞれで加圧する直前の燃料ガスの圧力に相当する。
吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅは、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅそれぞれに付随して設けられ、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅそれぞれの下流側に設けられる、圧縮後の燃料ガスを一時貯留し、さらに、推進エンジン１４に向けて燃料ガスを供給する容器である。吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅには、内部に貯留する燃料ガスの圧力を計測する圧力計１９ａ〜１９ｅが設けられている。圧力計１９ａ〜１９ｅの計測結果は、後述する制御装置２８ａ〜２８ｅに送られる。吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅ及び吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅには、予め定めた圧力で弁が開放する図示されない安全弁が設けられている。 The suction snubbers 18a to 18e are provided in association with the gas compressors 16a to 16e, respectively, and temporarily store fuel gas before compression, which is provided upstream of the gas compressors 16a to 16e, and further, the gas compressors 16a to 16e A container for supplying fuel gas to the compression chamber of That is, the suction snubbers 18a to 18e constitute a low-pressure gas passage that supplies fuel gas toward the compression chambers of the gas compressors 16a to 16e. Accordingly, the pressure in the suction snubbers 18a to 18e corresponds to the pressure of the fuel gas immediately before being pressurized by the gas compressors 16a to 16e.
The discharge snubbers 20a to 20e are provided in association with the gas compressors 16a to 16e, respectively, and temporarily store compressed fuel gas provided downstream of the gas compressors 16a to 16e, respectively, and are directed to the propulsion engine 14 Is a container for supplying fuel gas. The discharge snubbers 20a to 20e are provided with pressure gauges 19a to 19e for measuring the pressure of the fuel gas stored inside. The measurement results of the pressure gauges 19a to 19e are sent to control devices 28a to 28e described later. The suction snubbers 18a to 18e and the discharge snubbers 20a to 20e are provided with safety valves (not shown) that open the valves with a predetermined pressure.

熱交換器２２ａ〜２２ｅは、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅそれぞれで燃料ガスが圧縮されることにより高温になった燃料ガスを、冷媒と熱交換することにより所定の温度に冷やすための装置である。冷媒として、特に制限されないが、ＬＮＧタンク１２で生成された直後の冷えたボイルオフガスを用いることができる。熱交換器２２ａ〜２２ｄは、それぞれの下流側に位置する吸引スナッバ１８ｂ〜１８ｅにガス供給ラインで接続される。
吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅ及び熱交換器２２ａ〜２２ｅは、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの圧縮室で圧縮された燃料ガスを推進エンジン１４に向けて供給する高圧ガス流路を構成する。 The heat exchangers 22a to 22e are devices for cooling the fuel gas, which has become high temperature by compression of the fuel gas by each of the gas compressors 16a to 16e, to a predetermined temperature by exchanging heat with a refrigerant. Although it does not restrict | limit especially as a refrigerant | coolant, The cold boil-off gas immediately after produced | generated with the LNG tank 12 can be used. The heat exchangers 22a to 22d are connected to suction snubbers 18b to 18e located on the downstream sides of the heat exchangers 22a to 22d through gas supply lines.
The discharge snubbers 20a to 20e and the heat exchangers 22a to 22e constitute a high pressure gas flow path for supplying the fuel gas compressed in the compression chambers of the gas compressors 16a to 16e to the propulsion engine 14.

逆止弁３２ａ〜３２ｅは、後述するように、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの停止時、あるいは再起動時、燃料ガスが上流方向に逆流することを阻止するために設けられる。 As will be described later, the check valves 32a to 32e are provided to prevent the fuel gas from flowing backward in the upstream direction when the gas compressors 16a to 16e are stopped or restarted.

ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅそれぞれに付随した吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅと、熱交換器２２ａ〜２２ｅと逆止弁３２ａ〜３２ｅを繋ぐ高圧ガス流路の配管との間には、バイパス管２４ａ〜２４ｅが設けられている。バイパス管２４ａ〜２４ｅは、低圧ガス流路と高圧ガス流路を繋ぎ、高圧ガス流路である熱交換器２２ａ〜２２ｅの下流側のガス出力部から低圧ガス流路である吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅに向かって加圧した燃料ガスが流れるようになっている。燃料ガスの、下流側から上流側への流れを逆流という。
バイパス管２４ａ〜２４ｅには、燃料ガスが流れる量を制御する制御バルブ２６ａ〜２６ｅが設けられている。 Bypass pipes 24a to 24e are provided between suction snubbers 18a to 18e attached to the gas compressors 16a to 16e, respectively, and high pressure gas flow paths connecting the heat exchangers 22a to 22e and the check valves 32a to 32e. It has been. The bypass pipes 24a to 24e connect the low pressure gas flow path and the high pressure gas flow path, and from the gas output portion on the downstream side of the heat exchangers 22a to 22e which are high pressure gas flow paths, suction snubbers 18a to 18e which are low pressure gas flow paths. The pressurized fuel gas is allowed to flow toward the The flow from the downstream side to the upstream side of the fuel gas is called backflow.
The bypass pipes 24a to 24e are provided with control valves 26a to 26e for controlling the amount of fuel gas flowing.

図２は、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅが下流方向に吐出する燃料ガスの吐出量と、バイパス管２４ａ〜２４ｅを上流方向に向かって逆流する燃料ガスの流量を説明する図である。図２では、２段目のガスコンプレッサ１６ｂとバイパス管２４ｂの流れを説明しているが、これ以外のガスコンプレッサとバイパス管においても同様の挙動をする。図２に示されるように、例えば、上流側から１時間当たり１５００ｋｇの燃料ガスが供給され、ガスコンプレッサ１６ｂが１時間当たり２０００ｋｇの燃料ガスを圧縮して下流側に吐出する時、吐出スナッバ２０ｂから流れ出て熱交換器２２ｂを通過した燃料ガスを、１時間当たり５００ｋｇ逆流させて吸引スナッバ１８ｂに戻す。このように、吐出スナッバ２０ｂからの燃料ガスが１時間当たり５００ｋｇ逆流するように、制御バルブ２６ｂの開度は制御されている。これにより、熱交換器２２ｂから下流側に１時間当たり１５００ｋｇの燃料ガスを定常的に流すことができる。したがって、吐出スナッバ２０ｂ、いいかえると高圧ガス流路における燃料ガスの圧力は一定に保つことができる。 FIG. 2 is a diagram for explaining the discharge amount of the fuel gas discharged from the gas compressors 16a to 16e in the downstream direction and the flow rate of the fuel gas flowing backward through the bypass pipes 24a to 24e in the upstream direction. Although the flow of the second stage gas compressor 16 b and the bypass pipe 24 b is described in FIG. 2, the same behavior is performed in the other gas compressors and the bypass pipe. As shown in FIG. 2, for example, when 1500 kg of fuel gas is supplied from the upstream side per hour, and the gas compressor 16b compresses 2000 kg of fuel gas per hour and discharges it downstream, the discharge snubber 20b The fuel gas that has flowed out and passed through the heat exchanger 22b is caused to flow back by 500 kg per hour and returned to the suction snubber 18b. Thus, the degree of opening of the control valve 26b is controlled so that the fuel gas from the discharge snubber 20b flows back 500 kg per hour. Thereby, 1500 kg of fuel gas can flow constantly from the heat exchanger 22b to the downstream side per hour. Therefore, the pressure of the fuel gas in the discharge snubber 20b, in other words, the high-pressure gas flow path can be kept constant.

しかし、吸引スナッバ１８ｂ中の燃料ガスの圧力が変化し、燃料ガスの吐出量が、１時間当たり２０００ｋｇから変化するとき、吐出スナッバ２０ｂの圧力が安全弁により設定された圧力を超えることがないように、燃料ガスの吐出量の変化に応じてバイパス管２４ｂを逆流する燃料ガスの量も制御されなければならない。また、上流側から吸引スナッバ１８ｂに供給される燃料ガスの量が増加したとき、さらに、吐出スナッバ２０ｂから下流側に流すべき燃料ガスの必要量が変化した時、吐出スナッバ２０ｂの圧力が安全弁により設定された圧力を超えることがないように、バイパス管２４ｂを逆流する燃料ガスの量を調整させなければならない。バイパス管２４ｂを逆流する燃料ガスの量を調整しなければ、吐出スナッバ２０ｂの安全弁が開放し、開放時の大きな圧力変動は各段の圧力の制御外乱となり、圧力の制御が不安定になる虞がある。 However, when the pressure of the fuel gas in the suction snubber 18b changes and the discharge amount of the fuel gas changes from 2000 kg per hour, the pressure of the discharge snubber 20b does not exceed the pressure set by the safety valve. The amount of fuel gas that flows backward through the bypass pipe 24b must also be controlled in accordance with the change in the discharge amount of the fuel gas. Further, when the amount of fuel gas supplied from the upstream side to the suction snubber 18b increases, and further, when the required amount of fuel gas to be flowed from the discharge snubber 20b changes, the pressure of the discharge snubber 20b is In order not to exceed the set pressure, the amount of fuel gas flowing back through the bypass pipe 24b must be adjusted. If the amount of fuel gas flowing back to the bypass pipe 24b is not adjusted, the safety valve of the discharge snubber 20b is opened, and large pressure fluctuation at the time of opening may cause control disturbance of pressure in each stage, and pressure control may become unstable. There is.

このような点を考慮して、本実施形態では、バイパス管２４ａ〜２４ｅに設けられる制御バルブ２６ａ〜２６ｅの開度は、燃料ガスの吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅの燃料ガスの圧力に応じて制御される。この制御バルブ２６ａ〜２６ｅの開度の制御は、制御装置２８ａ〜２８ｅが設定する開度指令値によって行われる。すなわち、制御バルブ２６ａ〜２６ｅそれぞれに対して設定される開度指令値が、制御バルブ２６ａ〜２６ｅの開度を制御する。
制御装置２８ａ〜２８ｅでは、圧力計１９ａ〜１９ｅによって計測された計測結果と定められた目標圧力との圧力差に応じて指令値が設定される。なお、制御装置２８ｅで定められる目標圧力は、上述したように、ガバナ１５ｃから送られたものである。 In consideration of such a point, in the present embodiment, the opening degree of the control valves 26a to 26e provided in the bypass pipes 24a to 24e is controlled according to the pressure of the fuel gas of the discharge snubbers 20a to 20e of the fuel gas. The The control of the opening degree of the control valves 26a to 26e is performed by an opening degree command value set by the control devices 28a to 28e. That is, the opening command value set for each of the control valves 26a to 26e controls the opening of the control valves 26a to 26e.
In the control devices 28a to 28e, command values are set according to the pressure difference between the measurement results measured by the pressure gauges 19a to 19e and the determined target pressure. The target pressure determined by the control device 28e is sent from the governor 15c as described above.

アンローダ付の逆止弁３４ａ〜３４ｅは、圧縮機構１３ａ〜１３ｅの吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅとガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの間に、アンローダ４１ａ〜４１ｅが設けられた逆止弁である。逆止弁３４ａ〜３４ｅは、後述するロード状態では、燃料ガスの流れを、吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅからガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの圧縮室１７ａ〜１７ｅへの一方向の燃料ガスの流れに制限し、アンローダ４１ａ〜４１ｅの作用によるアンロード状態では、吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅと圧縮室１７ａ〜１７ｅとの間の双方方向の燃料ガスの流れを許容する。図３は、本実施形態のアンローダ付きの逆止弁３４ａ〜３４ｅを説明する図である。図４（ａ），（ｂ）は、逆止弁３４ａ〜３４ｅと、アンローダ４１ａ〜４１ｅの構成の一例を説明する図である。以降、逆止弁３４ａ〜３４ｅを代表して説明する場合、逆止弁３４と称し、アンローダ付の逆止弁３４を構成する各部材も符号ａ〜ｅを付さずに番号のみで記す。本実施形態では、図４（ａ），（ｂ）に示す構成のアンローダ４１を用いるが、アンローダ４１は、逆支弁３４の機能を、上記ロード状態と上記アンロード状態に切り替えることができる機構であれば特に制限されない。 The check valves 34a to 34e with unloaders are check valves in which unloaders 41a to 41e are provided between the suction snubbers 18a to 18e of the compression mechanisms 13a to 13e and the gas compressors 16a to 16e. In the loaded state described later, the check valves 34a to 34e restrict the flow of fuel gas to the one-way flow of fuel gas from the suction snubbers 18a to 18e to the compression chambers 17a to 17e of the gas compressors 16a to 16e, In the unloaded state due to the action of the unloaders 41a to 41e, the flow of fuel gas in both directions between the suction snubbers 18a to 18e and the compression chambers 17a to 17e is allowed. FIG. 3 is a diagram for explaining the unloader-equipped check valves 34 a to 34 e of the present embodiment. FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining an example of the configurations of the check valves 34a to 34e and the unloaders 41a to 41e. Hereinafter, when the check valves 34a to 34e are described as representatives, they are referred to as check valves 34, and each member constituting the check valve 34 with an unloader is also indicated by only numbers without being attached with the symbols a to e. In this embodiment, the unloader 41 having the configuration shown in FIGS. 4A and 4B is used. The unloader 41 is a mechanism that can switch the function of the reverse valve 34 between the load state and the unload state. There is no particular limitation if it is.

図４（ａ），（ｂ）に示す逆止弁３４は、弁座５１、弁受５９、および、弁座５１と弁受５９の間に配される複数の弁板５３，５５，５７を有している。弁座５１は圧縮室１７ａ側に配置され、弁受５９はガス供給ラインの吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅ側に配置される。弁座５１、弁板５３〜５７、弁受５９はいずれも板状部材である。弁座５１の中心には、弁受５９側に延びる軸５２が設けられている。弁板５３〜５７、弁受５９には軸５２が貫通して配置されように構成されている。逆止弁３４は、さらに、コイルばね等の図示されない付勢部材を有しており、逆止弁３４に外力が作用していない状態（例えば後述するアンロード状態）では、弁座５１、弁板５３〜５７、弁受５９は互いに間隔をあけて配置される。軸５２より外周側の弁座５１の領域には、燃料ガスの通路となる複数の凹部５１ａが形成されており、弁板５３〜５７、弁受５９にはそれぞれ、燃料ガスの通路となる複数の凹部５３ａ，５５ａ，５７ａ，５９ａが形成されている。凹部５３ａ、５５ａ、５７ａ、５９ａは、弁板５３〜５７，弁受５９が、図４（ａ）に示されるように互いに接触するよう重なった状態では、軸５２の延びる方向に一体の孔の空間を形成し、この一体の孔の空間は弁座５１によって閉塞するようになっている。このため、逆止弁２２が閉じた状態では、図４（ａ）に示す矢印で示される方向（圧縮室１７ａ〜１７ｅから吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅに向かう方向）に流れることができず、逆流を阻止できる。一方、吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅから圧縮室１７ａ〜１７ｅに向かう方向には、燃料ガスは図示されない上述の付勢部材の付勢力に打ち勝って弁座５１と弁板５３が離間して上記一体の孔の空間は開放され、燃料ガスが流れる。
一方、逆止弁２２が開いた状態では、燃料ガスは、例えば図４（ｂ）に示す矢印（圧縮室２１ａから吸引スナッバ２３の側）に流れることができ、上記矢印と反対方向にも流れることができる。 The check valve 34 shown in FIGS. 4A and 4B includes a valve seat 51, a valve receiver 59, and a plurality of valve plates 53, 55, 57 arranged between the valve seat 51 and the valve receiver 59. Have. The valve seat 51 is disposed on the compression chamber 17a side, and the valve receiver 59 is disposed on the suction snubbers 18a to 18e side of the gas supply line. The valve seat 51, the valve plates 53 to 57, and the valve seat 59 are all plate-like members. A shaft 52 extending toward the valve seat 59 is provided at the center of the valve seat 51. A shaft 52 is configured to be disposed through the valve plates 53 to 57 and the valve receiver 59. The check valve 34 further includes a biasing member (not shown) such as a coil spring. In a state where an external force is not acting on the check valve 34 (for example, an unload state described later), the valve seat 51, the valve The plates 53 to 57 and the valve plate 59 are spaced apart from one another. A plurality of recesses 51a serving as fuel gas passages are formed in the region of the valve seat 51 on the outer circumferential side of the shaft 52, and a plurality of valve plates 53 to 57 and valve bearings 59 serve as fuel gas passages. The concave portions 53a, 55a, 57a, 59a are formed. Recesses 53a, 55a, 57a, 59a are integral holes in the extending direction of shaft 52 in a state in which valve plates 53 to 57 and valve receiver 59 are in contact with each other as shown in FIG. 4A. A space is formed, and the space of this integral hole is closed by the valve seat 51. Therefore, in the state where the check valve 22 is closed, it can not flow in the direction shown by the arrow shown in FIG. 4A (direction from the compression chambers 17a to 17e to the suction snubbers 18a to 18e), and reverse flow is caused. I can stop. On the other hand, in the direction from the suction snubbers 18a to 18e to the compression chambers 17a to 17e, the fuel gas overcomes the biasing force of the above-mentioned biasing member (not shown) and the valve seat 51 and the valve plate 53 are separated. Space is open and fuel gas flows.
On the other hand, in the state where the check valve 22 is open, the fuel gas can flow, for example, to the arrow shown in FIG. 4B (from the compression chamber 21a to the suction snubber 23), and also flows in the direction opposite to the arrow. be able to.

このような逆止弁３４に、アンローダ４１が設けられている。アンローダ４１は、図４（ｂ）に示すように、ケーシング６１と、ケーシング６１内で動くことのできるダイヤフラム６３と、ダイヤフラム６３に接続されたロッド６５と、ケーシング６１に空気圧を供給する図示されない空気圧供給装置と、を有している。ダイヤフラム６３は、ケーシング６１内で、図示されない付勢部材によって、ロッド６５を突出させるよう（図４（ａ），（ｂ）の下方に突出するよう）付勢されている。ロッド６５の先端（図４（ａ），（ｂ）において下端）は、逆止弁３４の弁座５１に取り付けられた部材６７に当接しており、ロッド６５が突出することによって、部材６７，６８を介して圧接力が逆止弁２２に作用する。部材６７，６８は、ロッド６５からの圧接力を、弁座５１のより広い領域に伝達するための部材である。このような構成により、ロッド６５が前進してロッド６５の圧接力で弁座５１と弁受５９が閉じることにより、逆止弁３４の機能を正常な状態（ロード状態）にすることができる。一方、ロッド６５が後退することにより弁座５１と弁受５９が開いて、逆止弁３４の機能を発揮させない状態（アンロード状態）にすることができる。アンローダ４１による逆止弁３４のロード状態及びアンロード状態の切り替えは、制御装置２８ａ〜２８ｅの制御によって行われる。このとき、制御装置２８ａ〜２８ｅは、アンローダ４１の動作を制御し、制御装置２８ａ〜２８ｅは、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの動作の停止前に、ロード状態からアンロード状態に切り替える制御信号をアンローダ４１に送る、ことが好ましい。 An unloader 41 is provided to such a check valve 34. As shown in FIG. 4B, the unloader 41 includes a casing 61, a diaphragm 63 that can move in the casing 61, a rod 65 connected to the diaphragm 63, and an air pressure (not shown) that supplies air pressure to the casing 61. And a supply device. The diaphragm 63 is biased in the casing 61 by a biasing member (not shown) so as to project the rod 65 (projecting downward in FIGS. 4A and 4B). The tip of the rod 65 (the lower end in FIGS. 4A and 4B) is in contact with a member 67 attached to the valve seat 51 of the check valve 34, and the rod 67 projects to form the members 67, A pressure contact force acts on the check valve 22 via 68. The members 67 and 68 are members for transmitting the pressure contact force from the rod 65 to a wider area of the valve seat 51. With such a configuration, the rod 65 moves forward and the valve seat 51 and the valve seat 59 are closed by the pressure contact force of the rod 65, so that the function of the check valve 34 can be brought into a normal state (load state). On the other hand, when the rod 65 is retracted, the valve seat 51 and the valve receiver 59 are opened, so that the function of the check valve 34 cannot be exhibited (unloaded state). Switching between the loaded state and unloaded state of the check valve 34 by the unloader 41 is performed under the control of the control devices 28a to 28e. At this time, the control devices 28a to 28e control the operation of the unloader 41, and the control devices 28a to 28e output a control signal for switching from the load state to the unload state before stopping the operation of the gas compressors 16a to 16e. Preferably sent to

このような燃料ガス供給システム１０において、推進エンジン１４の停止のために、あるいは、推進エンジン１４の使用する燃料を別の燃料に切り替えるために、使用する燃料ガスの量をゼロにする場合がある。この場合、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの駆動も燃料ガスの使用ゼロの切り替えに対応して瞬時に切り替えることが難しいため、燃料ガスは下流側で圧力が高くなる場合がある。例えば、推進エンジン１４への燃料ガスの供給を停止した場合、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの駆動停止の動作は遅れて開始し、さらに、制御バルブ２６ａ〜２６ｅも遅れて開度の変更の動作を開始する。このため、これらの遅れ時間の間に、下流側の圧縮機構の吸引スナッバ内の燃料ガスの圧力が、上流側の隣接する圧縮機構の吐出スナッバ内の燃料ガスの圧力よりも高くなり易い。この燃料ガスの高低によって生じる燃料ガスの逆流を阻止するために、圧縮機構１３ａ〜１３ｅの間を繋ぐガス供給ラインに逆止弁３２ａ〜３２ｅが設けられている。逆止弁３２ａ〜３２ｅは、
バイパス管２４ａ〜２４ｅの分岐位置と下流側の吸引スナッパ１８ｂ〜１８ｅの間のガス供給ラインに設けられている。 In such a fuel gas supply system 10, the amount of fuel gas used may be zero for stopping the propulsion engine 14 or switching the fuel used for the propulsion engine 14 to another fuel. . In this case, since it is also difficult to switch the driving of the gas compressors 16a to 16e instantaneously in response to the switching of use of the fuel gas, the pressure of the fuel gas may be high on the downstream side. For example, when the supply of fuel gas to the propulsion engine 14 is stopped, the operation for stopping the driving of the gas compressors 16a to 16e is started later, and the control valves 26a to 26e are also started later for the opening change operation. To do. Therefore, during these delay times, the pressure of the fuel gas in the suction snubber of the downstream compression mechanism tends to be higher than the pressure of the fuel gas in the discharge snubber of the upstream adjacent compression mechanism. In order to prevent the backflow of the fuel gas caused by the height of the fuel gas, check valves 32a to 32e are provided in the gas supply line connecting the compression mechanisms 13a to 13e. The check valves 32a to 32e are
It is provided in the gas supply line between the branch positions of the bypass pipes 24a to 24e and the suction snappers 18b to 18e on the downstream side.

図５は、本実施形態の燃料ガス供給方法の一例である、燃料ガスの供給の停止のフローを説明する図である。
まず、燃料ガス供給システム１０が推進エンジン１４への燃料ガスの供給を停止する場合、燃料ガス供給システム１０は、推進エンジン１４への燃料ガスの供給バルブを閉じるとともに、逆止弁３４を、アンローダ４１の作用により図４（ｂ）に示すように、アンロード状態にする（ステップＳ１０）。具体的には、燃料ガスの流れを、吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅから圧縮室１７ａ〜１７ｅへの一方向の流れに制限するロード状態から、燃料ガスの流れを、吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅと圧縮室１７ａ〜１７ｅとの間の双方方向の流れを許容するアンロード状態に切り替える。ロード状態からアンロード状態への切り替えは、短時間に行うことができる。これにより、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅが駆動しても吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅには、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅから燃料ガスは供給されない。このため、吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅにおける燃料ガスの圧力は上昇し難い。 FIG. 5 is a view for explaining the flow of the stop of the supply of the fuel gas, which is an example of the fuel gas supply method of the present embodiment.
First, when the fuel gas supply system 10 stops supplying the fuel gas to the propulsion engine 14, the fuel gas supply system 10 closes the fuel gas supply valve to the propulsion engine 14 and sets the check valve 34 to the unloader. As shown in FIG. 4B, the unloaded state is set by the action of 41 (step S10). Specifically, from the loading state where the flow of fuel gas is limited to the one-way flow from suction snubbers 18a-18e to compression chambers 17a-17e, the flow of fuel gas is drawn from suction snubbers 18a-18e and compression chambers 17a. Switch to an unload state allowing flow in both directions between ~ 17e. The switching from the loading state to the unloading state can be performed in a short time. Thereby, even if the gas compressors 16a to 16e are driven, the fuel gas is not supplied from the gas compressors 16a to 16e to the discharge snubbers 20a to 20e. For this reason, the pressure of the fuel gas in the discharge snubbers 20a to 20e is unlikely to increase.

さらに、逆止弁３２ａ〜３２ｄは、上記アンロード状態のとき、吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅから熱交換器２２ａ〜２２ｅを通って流れる燃料ガスの一部がバイパス管２４ａ〜２４ｅを介して吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅに流れて吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅの圧力が減圧することにより生じる燃料ガスの逆流を阻止する。燃料ガスの逆流は、燃料ガスの供給方向の下流側に位置する圧縮機構１３ｂ〜１３ｅの吸引スナッバ１８ｂ〜１８ｅから上流側に位置する吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅに向かって（燃料ガスの供給方向と逆方向に向かって）流れる燃料ガスの流れである。 Further, in the check valves 32a to 32d, in the unloading state, part of the fuel gas flowing from the discharge snubbers 20a to 20e through the heat exchangers 22a to 22e is suctioned via the bypass pipes 24a to 24e. To 18e to prevent the backflow of fuel gas caused by the pressure of the discharge snubbers 20a to 20e being reduced. The backflow of the fuel gas is directed from the suction snubbers 18b to 18e of the compression mechanisms 13b to 13e located on the downstream side in the fuel gas supply direction toward the discharge snubbers 20a to 20e located on the upstream side (a reverse of the fuel gas supply direction This is the flow of fuel gas that flows in the direction.

上記逆流を阻止する間に、燃料ガス供給システム１０は、制御バルブ２６ａ〜２６ｅを閉じて、バイパス管２４ａ〜２４ｅにおける燃料ガスの流量を０にする（ステップＳ１２）。
燃料ガスの流量を０にした後、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの動作を停止する（ステップＳ１４）。
このように、逆止弁３２ａ〜３２ｄは、多段の圧縮機構１３ａ〜１３ｅの間で、燃料ガスが逆流することを阻止することができる。
また、吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅは、逆止弁３２ａ〜３２ｅ、制御バルブ２６ａ〜２６ｅ、及び停止したガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅにより、空間が閉塞されるので、吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅと同じ圧縮機構１３ａ〜１３ｅに付随した吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅとは、燃料ガスの圧力差がある状態で保持される。すなわち、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの動作の停止中、燃料ガス供給システム１０の圧縮機構１３ａ〜１３ｅそれぞれの吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅの圧力は、吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅの圧力に比べて高い状態を維持している。このため、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅを再起動するとき、推進エンジン１４への燃料ガスの安定した供給を短時間に実現することができる。 While preventing the backflow, the fuel gas supply system 10 closes the control valves 26a to 26e to make the flow rate of the fuel gas in the bypass pipes 24a to 24e 0 (step S12).
After the flow rate of the fuel gas is reduced to 0, the operation of the gas compressors 16a to 16e is stopped (step S14).
In this way, the check valves 32a to 32d can prevent the fuel gas from flowing back between the multistage compression mechanisms 13a to 13e.
The discharge snubbers 20a to 20e are closed by the check valves 32a to 32e, the control valves 26a to 26e, and the stopped gas compressors 16a to 16e, so the same compression mechanism 13a to 13b as the discharge snubbers 20a to 20e are used. The suction snubbers 18a to 18e associated with 13e are held in a state where there is a pressure difference of the fuel gas. That is, while the operation of the gas compressors 16a-16e is stopped, the pressure of the discharge snubbers 20a-20e of the compression mechanisms 13a-13e of the fuel gas supply system 10 is maintained higher than the pressure of the suction snubbers 18a-18e. ing. For this reason, when the gas compressors 16a to 16e are restarted, stable supply of the fuel gas to the propulsion engine 14 can be realized in a short time.

図６は、本実施形態の燃料ガス供給方法の他の一例である、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの再起動のフローを説明する図である。
まず、燃料ガス供給システム１０は、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの駆動を開始させる（ステップＳ２０）。具体的には、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの駆動前、逆止弁３４ａ〜３４ｅはアンロード状態にあり、制御バルブ２６ａ〜２６ｅは閉じた状態である。この状態で、圧縮機構１３ａ〜１３ｅのそれぞれは、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの動作を開始する。 FIG. 6 is a diagram for explaining a flow of restarting the gas compressors 16a to 16e, which is another example of the fuel gas supply method of the present embodiment.
First, the fuel gas supply system 10 starts driving the gas compressors 16a to 16e (step S20). Specifically, before the gas compressors 16a to 16e are driven, the check valves 34a to 34e are in an unloaded state, and the control valves 26a to 26e are closed. In this state, each of the compression mechanisms 13a to 13e starts the operation of the gas compressors 16a to 16e.

次に、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの動作が定常状態になったとき、制御バルブ２６ａ〜２６ｅを開く（ステップＳ２２）。さらに、制御バルブ２６ａ〜２６ｅを開くとともに、逆止弁３４ａ〜３４ｅの状態を、アンローダ４１の作用により、アンロード状態からロード状態に切り替えて、アンロード状態を解除する（ステップＳ２４）。
ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの再起動前のガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅの動作の停止中、燃料ガス供給システム１０の圧縮機構１３ａ〜１３ｅそれぞれの吐出スナッバ２０ａ〜２０ｅの圧力は、吸引スナッバ１８ａ〜１８ｅの圧力に比べて高い状態を維持していることが好ましい。これにより、ガスコンプレッサ１６ａ〜１６ｅを再起動するとき、推進エンジン１４への燃料ガスの安定した供給を短時間に実現することができる。 Next, when the operations of the gas compressors 16a to 16e are in a steady state, the control valves 26a to 26e are opened (step S22). Further, the control valves 26a to 26e are opened, and the state of the check valves 34a to 34e is switched from the unloaded state to the loaded state by the action of the unloader 41, thereby releasing the unloaded state (step S24).
While the operation of the gas compressors 16a to 16e is stopped before the gas compressors 16a to 16e are restarted, the pressure of the discharge snubbers 20a to 20e of the compression mechanisms 13a to 13e of the fuel gas supply system 10 is the pressure of the suction snubbers 18a to 18e. It is preferable to maintain a high state as compared with. Thereby, when the gas compressors 16a to 16e are restarted, a stable supply of the fuel gas to the propulsion engine 14 can be realized in a short time.

以上、本発明の燃料ガス供給システム及び燃料ガス供給方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 The fuel gas supply system and the fuel gas supply method of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course it is also good.

１０燃料ガス供給システム
１２ＬＮＧタンク
１３ａ〜１３ｅ圧縮機構
１４推進エンジン
１５ａ主軸
１５ｂプロペラ
１５ｃガバナ
１５ｄ回転計
１６ａ〜１６ｅガスコンプレッサ
１７ａ〜１７ｅ圧縮室
１８ａ〜１８ｅ吸引スナッバ
１９ａ〜１９ｅ圧力計
２０ａ〜２０ｅ吐出スナッバ
２２ａ〜２２ｅ熱交換器
２４ａ〜２４ｅバイパス管
２６ａ〜２６ｅ制御バルブ
２８ａ〜２８ｅ制御装置
３２ａ〜３２ｅ，３４a〜３４ｅ逆止弁
４１，４１ａ〜４１ｅアンローダ
５１弁座
５２軸
５３，５５，５７弁板
５３ａ，５５ａ，５７ａ，５９ａ凹部
５９弁受
６１ケーシング
６３ダイヤフラム
６５ロッド
６７,６８部材

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuel gas supply system 12 LNG tank 13a-13e Compression mechanism 14 Propulsion engine 15a Main shaft 15b Propeller 15c Governor 15d Tachometer 16a-16e Gas compressor 17a-17e Compression chamber 18a-18e Suction snubber 19a-19e Pressure gauge 20a-20e 22a to 22e heat exchanger 24a to 24e bypass pipe 26a to 26e control valve 28a to 28e control device 32a to 32e, 34a to 34e check valve 41, 41a to 41e unloader 51 valve seat 52 shaft 53, 55, 57 valve plate 53a , 55a, 57a, 59a Recess 59 Valve holder 61 Casing 63 Diaphragm 65 Rod 67, 68 Member

Claims

A fuel gas supply system for supplying fuel gas to a propulsion engine of a ship, comprising:
A fuel gas source;
A plurality of compression mechanisms provided in series in a gas supply line for supplying a fuel gas supplied from the fuel gas source to a propulsion engine of a ship, and compressing the fuel gas and flowing it to the side of the propulsion engine; ,
Each of the compression mechanisms is provided upstream of the gas compressor in the supply direction of the fuel gas to the propulsion engine so as to be associated with the gas compressor for compressing the fuel gas and the gas compressor, and the gas A low pressure gas flow path for supplying the fuel gas toward a compression chamber of a compressor, and the fuel gas provided downstream of the gas compressor in the supply direction, and promoting the fuel gas compressed in the compression chamber of the gas compressor A high pressure gas flow path supplied toward an engine, a bypass pipe connecting the low pressure gas flow path and the high pressure gas flow path without passing through the compression chamber, and a flow rate of the fuel gas in the bypass pipe are controlled a control valve for the flow of said fuel gas, allowing both directions of flow between the compression chamber and the low-pressure gas passage An unloader capable of switching between an unloading state and a loading state in which the flow of the fuel gas is restricted from the low pressure gas passage to the flow in one direction from the low pressure gas passage, and a control unit for controlling the operation of the unloader And
A check valve for preventing the fuel gas from flowing backward in the reverse direction of the supply direction is provided in each of the gas supply lines connecting the plurality of compression mechanisms ,
The said control part sends the control signal which switches from the said load state to the said unload state to the said unloader before the operation | movement of the said gas compressor stops, The fuel gas supply system characterized by the above-mentioned .

A fuel gas supply method using a fuel gas supply system for supplying a fuel gas to a propulsion engine of a ship, comprising:
The fuel gas supply system
A fuel gas source,
A plurality of compression mechanisms provided in series with a gas supply line for supplying fuel gas supplied from the fuel gas source to a propulsion engine of a ship, and compressing the fuel gas and flowing it to the side of the propulsion engine; ,
Each of the compression mechanisms is provided on the upstream side of the gas compressor in the supply direction of the fuel gas to the propulsion engine so as to be associated with the gas compressor for compressing the fuel gas and the gas compressor, A low pressure gas flow path for supplying the fuel gas toward the compression chamber of the gas compressor, and the fuel gas provided downstream of the gas compressor in the supply direction and compressed in the compression chamber of the gas compressor A high pressure gas flow path for supply to a propulsion engine, a bypass pipe connecting the low pressure gas flow path and the high pressure gas flow path without passing through the compression chamber, and a flow rate of the fuel gas in the bypass pipe And a control valve to control
When stopping the operation of the gas compressor,
Each of the compression mechanisms is configured to restrict the flow of the fuel gas from the loaded state in which the flow of the fuel gas is restricted to the flow in one direction from the low pressure gas passage to the compression chamber; Switching to an unloaded condition allowing bi-directional flow to and from the compression chamber;
Due to the unloading state, the fuel gas in the high-pressure gas passage flows into the low-pressure gas passage through the bypass pipe, and the pressure in the high-pressure gas passage is reduced. Preventing a back flow of the fuel gas from one low pressure gas flow path of the compression mechanism located in a direction opposite to the supply direction;
Closing the control valve to prevent the flow rate of the fuel gas in the bypass pipe while preventing the reverse flow; and
And a step of stopping the operation of the gas compressor after setting the flow rate of the fuel gas to zero.

When starting the operation of the gas compressor from the stop of the operation of the gas compressor,
Starting the operation of the gas compressor with the control valve closed and the unload condition;
3. The fuel gas supply method according to claim 2 , further comprising the step of opening the control valve and switching from the unloading state to the loading state when the operation of the gas compressor becomes a steady state.

A fuel gas supply method using a fuel gas supply system for supplying a fuel gas to a propulsion engine of a ship, comprising:
The fuel gas supply system
A fuel gas source,
A plurality of compression mechanisms provided in series with a gas supply line for supplying fuel gas supplied from the fuel gas source to a propulsion engine of a ship, and compressing the fuel gas and flowing it to the side of the propulsion engine; .
Each of the compression mechanisms is provided on the upstream side of the gas compressor in the supply direction of the fuel gas to the propulsion engine so as to be associated with the gas compressor for compressing the fuel gas and the gas compressor, A low pressure gas flow path for supplying the fuel gas toward the compression chamber of the gas compressor, and the fuel gas provided downstream of the gas compressor in the supply direction and compressed in the compression chamber of the gas compressor A high pressure gas flow path for supply to a propulsion engine, a bypass pipe connecting the low pressure gas flow path and the high pressure gas flow path without passing through the compression chamber, and a flow rate of the fuel gas in the bypass pipe And a control valve to control
Each of the compression mechanisms is in an unloaded state allowing flow of the fuel gas in both directions between the low pressure gas flow path and the compression chamber during cessation of operation of the gas compressor, and The control valve is in a closed state, and starting the operation of the gas compressor in the unloaded state and the closed state;
And (d) opening the control valve and switching from the unloading state to the loading state when the operation of the gas compressor is in a steady state.

Wherein during the stop of the operation of the gas compressor, the compression mechanism pressure of each of the high-pressure gas passage of the fuel gas supply system is to maintain a high state compared to the pressure of the low-pressure gas passage, according to claim 2 The fuel gas supply method of any one of -4 .