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公開番号2025009142
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023111939
出願日2023-07-07
発明の名称燃料供給システムおよび船舶
出願人川崎重工業株式会社
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類F02M 21/02 20060101AFI20250110BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】タンク内で発生するボイルオフガスを増やすことなく、余剰の臨界圧力以上の液化水素または超臨界水素を減圧後に液化水素の状態でタンクへ戻すことができる燃料供給システムを提供する。
【解決手段】一実施形態に係る燃料供給システム1Aは、液化水素を貯留するタンク2と、タンク2から液化水素を導出する燃料供給ライン3を含む。燃料供給ライン3には、前記液化水素を昇圧して超臨界水素とするポンプ5が設けられている。また、燃料供給システム1Aは、ポンプ5よりも下流側で燃料供給ライン3から分岐してタンク2につながる還流ライン8を含む。還流ライン8には、減圧弁81および気液分離器82が設けられている。気液分離器82から流出する水素ガスは、撹拌装置7により、タンク2内の気層の圧力における飽和温度未満の液化水素を用いて凝縮される。撹拌装置7で凝縮した液化水素はタンク2内へ戻される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
超臨界水素を燃料として内燃機関へ供給する燃料供給システムであって、
液化水素を貯留するタンクと、
前記タンクから液化水素を導出する燃料供給ラインと、
前記燃料供給ラインに設けられた第１ポンプと、
前記第１ポンプよりも下流側で前記燃料供給ラインに設けられた、前記液化水素を昇圧して臨界圧力以上とする第２ポンプと、
前記第２ポンプの下流側で前記燃料供給ラインから分岐して前記タンクにつながる、減圧弁が設けられた還流ラインと、
前記減圧弁よりも下流側で前記還流ラインに設けられた気液分離器と、
前記第１ポンプと前記第２ポンプの間で前記燃料供給ラインから抜き出された、前記タンク内の気層の圧力における飽和温度未満の液化水素と、前記気液分離器から流出する水素ガスとを撹拌することで前記水素ガスを凝縮する撹拌装置と、を備え、
前記撹拌装置で凝縮した液化水素が前記タンク内へ戻される、燃料供給システム。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
前記第１ポンプ、前記第２ポンプおよび前記撹拌装置は前記タンク外に配置される、請求項１に記載の燃料供給システム。
【請求項３】
前記撹拌装置は前記タンク内に配置され、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプは前記タンク外に配置される、請求項１に記載の燃料供給システム。
【請求項４】
前記撹拌装置および前記第１ポンプは前記タンク内に配置され、前記第２ポンプは前記タンク外に配置される、請求項１に記載の燃料供給システム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の燃料供給システムを備える船舶。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関用の燃料供給システム、および前記燃料供給システムを含む船舶に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば船舶などに搭載される、レシプロエンジンやガスタービンエンジンなどの内燃機関用の燃料供給システムが知られている。例えば、特許文献１には、ディーゼルエンジン用の燃料供給システムが開示されている。この燃料供給システムは、液化ガスを強制的に気化し、その気化ガスを燃料としてディーゼルエンジンへ供給する。
【０００３】
具体的に、特許文献１の燃料供給システムでは、燃料供給ラインを通じてタンクから液化ガスが導出される。燃料供給ラインには、気化ガスがディーゼルエンジンの要求圧力よりも高い圧力となるように液化ガスを昇圧するポンプが設けられているとともに、ポンプよりも下流側に気化器が設けられている。さらに、特許文献１の燃料供給システムでは、還流ラインがポンプと気化器の間で燃料供給ラインから分岐してタンクにつながっている。還流ラインには流量制御弁が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－０４９８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には液化ガスが液化水素であってもよいことが記載されている。液化ガスが液化水素である場合、ポンプによって液化水素がディーゼルエンジンの要求圧力よりも高い圧力となるように昇圧されたときに液化水素が臨界圧力以上となる。なお、ディーゼルエンジン以外の内燃機関へ燃料を供給する場合も、ポンプによって液化水素が内燃機関の要求圧力よりも高い圧力となるように昇圧されたときに液化水素が臨界圧力以上となる。
【０００６】
ポンプからは、臨界温度未満の液化水素か、臨界温度以上の超臨界水素が吐出される。いずれの場合も、気化器は加熱器の役割を果たす。特に、ポンプから臨界温度未満の液化水素が吐出される場合、気化器による加熱によって液化水素が超臨界水素となる。
【０００７】
内燃機関での単位時間当たりの超臨界水素の使用量がポンプの吐出流量よりも少ない場合、余剰の臨界圧力以上の液化水素または超臨界水素を還流ラインを通じてタンクへ戻すことが望まれる。この場合、還流ラインに設けられた流量制御弁は減圧弁として機能する。
【０００８】
臨界圧力以上の液化水素または超臨界水素をタンクへ戻すために減圧すると、その一部乃至多くが水素ガスとなる。このため、減圧によって生じた水素ガスを凝縮し、凝縮した液化水素をタンクへ戻すことが望ましい。さらには、凝縮した液化水素がタンクへ戻されたときに、タンク内で発生するボイルオフガスが増えないことが望ましい。
【０００９】
そこで、本開示は、タンク内で発生するボイルオフガスを増やすことなく、余剰の臨界圧力以上の液化水素または超臨界水素を減圧後に液化水素の状態でタンクへ戻すことができる燃料供給システムを提供することを目的とする。また、本開示は、前記燃料供給システムを含む船舶を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示は、一つの側面から、超臨界水素を燃料として内燃機関へ供給する燃料供給システムであって、液化水素を貯留するタンクと、前記タンクから液化水素を導出する燃料供給ラインと、前記燃料供給ラインに設けられた第１ポンプと、前記第１ポンプよりも下流側で前記燃料供給ラインに設けられた、前記液化水素を昇圧して臨界圧力以上とする第２ポンプと、前記第２ポンプの下流側で前記燃料供給ラインから分岐して前記タンクにつながる、減圧弁が設けられた還流ラインと、前記減圧弁よりも下流側で前記還流ラインに設けられた気液分離器と、前記第１ポンプと前記第２ポンプの間で前記燃料供給ラインから抜き出された、前記タンク内の気層の圧力における飽和温度未満の液化水素と、前記気液分離器から流出する水素ガスとを撹拌することで前記水素ガスを凝縮する撹拌装置と、を備え、前記撹拌装置で凝縮した液化水素が前記タンク内へ戻される、燃料供給システムを提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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