JP2010534795A - ガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法 - Google Patents

Abstract

本発明はガス運搬船のガス危険地域内の漏出ガス感知方法に関し、その目的はガス運搬船の密閉空間及びガス危険地域に直接感知方式感知器を設置し漏出ガスを実時間で感知するガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法を提供することである。
本発明は、ガス運搬船及びボイルオフガスを利用する陸上及び海上設備のガス危険地域または密閉空間内に２台以上の直接方式ガス感知器を設置し、ガス危険地域または密閉空間内での漏出されたガスを迅速に感知し、感知した漏出ガス量により警告アラームまたは非常停止システムを稼動する。

Description

本発明は、ガス運搬船のガス危険地域内の漏出ガス感知方法に関するもので、ボイルオフガス（ＢＯＧ：Ｂｏｉｌ Ｏｆｆ Ｇａｓ）を圧縮して燃料に使用したり、再液化のためのガス運搬船または、陸上及び海上設備内に設置された密閉空間及びガス漏出可能性があるガス危険地域でのガス漏出を迅速に感知し、爆発危険性を未然に防止できるガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法に関する。

一般的に、ガス運搬船でガス漏出可能性がある場所は、ガス危険地域として分類され、ＩＧＣコードに規定された方法であるガス捕集（Sampling）方式で特定地域の気体を捕集した後、安全地域（居住区地域）に位置した１個のガス分析器に移送し事前に定められた順序により捕集した気体を分析している。

特に、ガス運搬船、液化天然ガス運搬船（ＬＮＧ船）及びボイルオフガスを利用する陸上及び海上設備は外部の熱浸透により自然発生する液化天然ガスのボイルオフガスを圧縮し、推進機関または電力発生装置の燃料に使用したり、ボイルオフガスを再液化して使用していて、このための別途の装置すなわち、ボイルオフガス圧縮装置または再液化装置がさらに設置される。

前記のようなボイルオフガス圧縮装置または再液化装置は、保護及び隔離のために別途の密閉された空間内に設置され、このような密閉空間内では爆発危険性を防止するために空間内のガスを周期的に捕集し可燃性気体の濃度を測定している。すなわち、通常カーゴコンプレッサールーム、バルブルーム及びポンプルーム等のように密閉された空間内ではガスを周期的に捕集して可燃性気体の濃度を測定している。

しかし、前記のようにガス運搬船のガス危険地域及び密閉空間で使用されている従来のガス捕集方式による漏出感知は、捕集された気体を順次的に分析する方法で１回の分析後、約３０分経過してはじめて分析が可能なため、最大で３０分間可燃性気体の漏出を感知できないという問題点があった（ＩＧＣコードは３０個余りの各捕集管を通って入った各々最小の捕集気体を３０分に１回だけ分析すれば規定を満足させるとされている）。

また、前記のようなガス捕集方式は、図４に示すように、ガス危険地域の場合、ガス捕集管の長さが最大２６０ｍ以上となっていて、捕集された気体が分析器まで到達する時間は最大１４０秒以上を所要し、可燃性気体の即刻感知が不可能である。すなわち、可燃性気体の漏出時、分析時間の遅延によって最小で１４０秒の間爆発環境に晒されるという問題点があった。

また、密閉空間であるコンプレッサールームの場合、コンプレッサールーム内に２個のガス捕集管が設置されていて、前記ガス捕集管はチューブによりガス感知装置まで連結される。前記ガス感知装置は居住区、すなわち、前記別途の密閉空間であるコンプレッサールームで約５０〜１００ｍ程度の距離を維持する居住区に設置されていて、ガス捕集管を通じてガス感知装置まで到達する時間は約３０秒〜６０秒程度が所要されている。

このようなガス感知の所要時間は、２気圧未満のコンプレッサー吐出圧力を備える通常のガス運搬船に適用する場合は大きな問題点はないが、２種燃料ディーゼルエンジン、再液化装置、ガスタービンエンジン、高圧２種燃料ディーゼルエンジン等が搭載されたＬＮＧ船は操業圧力が各々６気圧、８気圧、４０気圧及び２５０気圧までと多様なため、既存の方法のように漏出ガス感知におよそ３０秒〜６０秒程度が所要されると、多量の可燃性気体等が密閉空間内に広がるため、非常に危険な状況に直面することになるなど様々な問題点があった。

また、従来のガス捕集方式は、捕集管の入口周囲のガスだけが捕集されるため、空間全体についての分析が困難で、分析器で分析された気体が誤作動によるものなのか実測値なのか判断できず、運転者が何度も補正しなければならず、補正時間の間危険地域と分類された場所でのガス漏出の如何を判断できない等の問題点があった。

本発明は、前記のような問題点を解消するためのもので、その目的はガス運搬船の密閉空間及びガス危険地域に直接感知方式感知器を設置し、漏出ガスを実時間で感知するガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法を提供するものである。

本発明の他の目的は、直接感知方式感知器で照準線方式感知器を設置し、広い空間のガス漏出を迅速に感知できるガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法を提供する。

本発明のまた他の目的は、同一地域内に２台以上の直接感知方式感知器を設置し、ガス感知器の誤作動を判断できるガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法を提供する。

本発明のまた他の目的は、蒸気タービン、２種燃料ディーゼルエンジン、再液化装置、ガスタービンエンジン、高圧２種燃料ディーゼルエンジン等が搭載され高圧で操業するＬＮＧ船または陸上／海上設備のコンプレッサールーム、バルブルーム、ポンプルームのような密閉空間での漏出ガスを迅速に感知し、これを強制的に換気させるガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法を提供することである。

本発明のまた他の目的は、密閉空間内に漏出されたガスの感知と連動し、１台以上の強制排気ファンを稼動し、密閉空間を強制的に換気させることで、可燃性ガスの拡散及び爆発の危険を減らすことができるガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法を提供することである。

本発明は、ガス運搬船及びボイルオフガスを利用する陸上及び海上設備のガス危険地域または密閉空間内に２台以上の直接方式ガス感知器を設置し、ガス危険地域または密閉空間内の漏出されたガスを迅速に感知して、感知された漏出ガス量により警告アラームまたは非常停止システムを稼動させる。

このような本発明は、ガス運搬船のガス危険地域及び密閉空間内に直接感知方式ガス感知器を一つ以上設置し、漏出ガスを即時に感知及び確認できる。

また、本発明は照準線方式ガス感知器を設置し広い空間のガス漏出を迅速に感知及び確認できる。

また、本発明はガス感知器に連動し１台以上の強制排気ファンを稼動させることで、ガス危険地域及び密閉空間を迅速に強制換気させられる。

また、本発明はコンプレッサールーム、バルブルーム、モータールーム等のような密閉空間の迅速な換気を通じて可燃性ガスの漏出による爆発危険性を低減させる効果がある。

また、本発明は２種燃料ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジン、再液化装置等が搭載され操業圧力が各々６気圧〜２５０気圧までの高圧で運転されるＬＮＧ船に適用され、高圧によるガス漏出の爆発限界値到達を防止することができる。

また、本発明はコンプレッサールーム、バルブルーム、モータールーム等のような密閉空間の場合、直接感知方式のガス感知器により漏出ガスを即時に感知及び確認することができ、ガス感知器に連動し２台の強制排気ファンを稼動させることで、密閉空間を迅速に強制換気させて、これを通じて、可燃性ガスの漏出による爆発危険性を未然に防止することができるなどの多くの効果がある。

本発明による流れを示すフローチャートである。 本発明の設置状態を示す例示図である。 本発明による照準線方式ガス感知器の設置状態を示す例示図である。 従来のガス捕集方式の構成を示す例示図である。 本発明による密閉空間での独立された漏出ガス感知方法を示すフローチャートである。 本発明による密閉空間内でのガス感知器設置状態を示す一例示図である。

図１は本発明による流れを示すフローチャートを、図２は本発明の設置状態を示す例示図を、図３は本発明による照準線方式ガス感知器の設置状態を示す例示図を示す。本発明は、ガス運搬船及びボイルオフガスを利用する陸上及び海上設備において、外部の熱浸透で自然発生される液化天然ガスのボイルオフガスを圧縮し、推進機関あるいは電力発生装置の燃料に使用したり、ボイルオフガスを再液化するために設置された装置を保護及び隔離させるため設置されるコンプレッサールーム、バルブルーム、ポンプルームのような密閉空間及びこれらの施設を含むガス危険地域内に２台以上の直接方式ガス感知器１３０、１４０、１５０を設置し、ガス危険地域内での漏出ガスを迅速に感知する。

すなわち、本発明は漏出された可燃性ガスが直接方式ガス感知器により感知される感知段階Ｓ１００と、前記ガス感知器に感知された可燃性ガスの感知ガス値と警報発令限界値を備えて、１台以上のガス感知器で感知した感知ガス値が警報発令限界値以上だと、警報アラームが作動して強制排気ファンが稼動する警報アラーム作動段階Ｓ２００と、前記２台以上のガス感知器で感知された感知ガス値が非常停止限界値以上なら、非常停止システムが作動する非常停止段階Ｓ３００とからなる。強制排気ファンによる強制換気がなされるガス危険地域内ガスをガス感知器により再感知するガス再感知段階Ｓ４００と、前記再感知された感知ガス値が設定値未満で感知される場合、段階別に警報を解除して強制排気ファン稼動を中止させるファン停止段階Ｓ５００とをさらに含んでなる。

前記感知段階Ｓ１００は、ガス危険地域及びコンプレッサールーム３３０、バルブルーム、ポンプルーム、モータールーム３４０のように密閉空間３５０内に設置されたガス感知器１３０、１４０、１５０により漏出ガスの量を感知する。この時、前記ガス感知器はＩＧＣコード（International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk)で承認された直接感知方式の爆発危険性のない電気式（ＩＥＣ基準 Ｅｘ−Ｄ級：ＩＥＣ：International Electrotechnical Commission）のガス感知器１４０、１５０または照準線方式のガス感知器１３０を２台以上設置する。

照準線方式のガス感知器１３０は、図３に示すように、赤外線等を放出できる送信部１１０と、前記送信部から放出される赤外線を受信できる受信部１００とから構成され、可燃性気体が送信部１１０と受信部１００との間に形成された赤外線ガス感知ライン１２０に到達すると、受信部１００から赤外線の感度変化を把握しガス漏出を感知する。

前記警報アラーム作動段階Ｓ２００は、ガス感知器１３０、１４０、１５０により感知された漏出ガス量と予め設定入力された設定値すなわち、爆発危険性を排除するために可燃性ガス爆発下限値の約３０％に該当する警報発令限界値と対比し、１台以上のガス感知器１３０、１４０、１５０で感知された漏出ガス量が設定値より大きい場合、警報アラームが作動する。

前記警報発令限界値は、ガス爆発下限界の約３０％に該当するため、これを大気中の濃度に換算すると、約１．５ｖｏｌ％に該当し、実際の爆発は起こらない濃度だが、ＬＮＧ船の主成分であるメタンは大気中で約５ｖｏｌ％〜１５ｖｏｌ％の間に位置する場合、爆発が起こるため、本発明が６気圧〜２５０気圧の高圧操業されるＬＮＧ船に適用されることを勘案する場合、漏出後可燃性ガスが即刻爆発下限界を超えて爆発可能な領域まで到達するため、これを防止するためには警報アラーム作動用設定値を漏出ガス爆発下限界の約３０％に該当する値にすることが望ましい。

前記非常停止段階Ｓ３００は、ガス爆発下限界の約６０％に該当する非常停止限界値と漏出ガス量を対比しそれ以上の場合、船舶の運航を停止させる段階で、ガス爆発下限界の約６０％以上の漏出ガス量が感知される場合、爆発可能な領域に到達しないよう非常停止システムを作動させ船舶の運航を停止させる。

このように、本発明は感知された漏出ガス量が警報発令限界値以上の場合、警告アラーム等を通じて外部に知らせ、これに連動している強制排気ファン等の換気施設を稼動させて、感知された漏出ガス量が非常停止限界値以上の場合、非常停止システムを作動させ船舶の運航を停止させるようになっている。

前記強制排気ファン等の換気施設は、ガス運搬船のガス危険地域及び密閉空間内に設置されている公知の技術のため、これについての詳細な説明は省略する。

前記のように感知施設を稼動させる場合、ガス危険地域及び密閉空間についての換気がなされるため、ガス危険地域及び密閉空間内での漏出ガス量はガス爆発下限界３０％未満に急速に減る。

また、前記換気施設で強制排気ファンを使用する場合、強制排気ファンは常時、時間当たり密閉空間の体積の約３０倍の体積を換気できる容量を備えて、排気される気体が再び密閉空間に流入しないよう構成され、前記のような強制排気ファンの容量はＩＧＣコードで規定したファン容量により設定する。

前記のように、本発明はガス危険地域または密閉空間でのガス漏出を感知するために、直接感知方式の爆発危険性のない電気式（ＩＥＣ基準 Ｅｘ−Ｄ級）のガス感知器１４０、１５０または照準線方式ガス感知器１３０を同一地域に混用または各同一種類のガス感知器を２台以上設置し、１台のガス感知器がガスを感知すると、その感知値により警告アラームを作動して、２台以上のガス感知器が同時に爆発下限界６０％以上の非常停止限界値のガスを感知する時にだけ非常停止システムを作動するようになっている。

前記ガス再感知段階Ｓ４００は、警報アラーム及び非常停止システムが作動したガス危険地域及び密閉空間内の漏出ガス量を再感知するもので、換気施設の稼動により換気がなされるガス危険地域３２０及び密閉空間３５０内の漏出ガス量が設置された２台以上の直接方式ガス感知器１３０、１４０、１５０により迅速に再感知される。

前記ファン停止段階Ｓ５００は、再感知されたガス感知値と設定値を再び対比した後、感知値が設定値未満の場合、非常停止システムの復帰または警告アラーム作動を解除する。

前記ガス感知器を通じて検出された感知ガス値は電気的信号を通じて制御システム４００に伝達される。また、伝達された感知ガス値は、制御システム４００の内部演算を通じてアラーム発生または非常停止等の命令を下す。

前記のようにガス危険地域及び密閉空間内は感知段階、警報アラーム作動段階、非常停止段階、ガス再感知段階、ファン停止段階等を通じて漏出ガスを感知して換気設備を稼動し爆発危険性を防止できる。

コンプレッサールーム３３０、バルブルーム、ポンプルーム、モータールーム３４０のように密閉空間３５０の場合、密閉空間の特性上ガス漏出量の急激な増加及びこれによる爆発危険性を備えているため、強制ファンを換気施設に設置し、ガス感知器による漏出ガス感知時、ガス危険地域と別途に強制ファンによる迅速な換気がなされることが望ましい。

すなわち、２種燃料ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジン、再液化装置が搭載されたガス運搬船またはこれに類似な陸上及び海上設備の密閉空間には、２個以上の直接感知方式の感知器を設置して、この感知器に連動し作動される２台以上の強制排気ファンを設置し換気させることが望ましい。

次に、前記のような密閉空間内でのガス漏出感知及び換気方法を添付の図面を参照してさらに詳細に説明する。

図５は本発明による密閉空間内での漏出ガスを独立に感知する方法を示すフローチャートである。図６は本発明による密閉空間内でのガス感知器設置状態を示す図である。密閉空間内に２台以上の爆発危険性のない電気的（ＩＥＣ基準 Ｅｘ−Ｄ級）ガス感知器（１４０または１５０）を設置して、直接方式ガス感知器１４０、１５０と連動し作動する２台の強制排気ファン２０を密閉空間３５０内の一側にすなわち、空気排出口４０と連通するよう各々設置し、直接方式により漏出ガスを感知して、これを通じて２台の強制排気ファン２０を稼動し密閉空間３５０に対する強制換気を迅速にさせる。

すなわち、本発明は密閉空間内の漏出された可燃性ガスをガス感知器により感知する感知段階Ｓ１００ａと、前記ガス感知器に感知された可燃性ガスの感知ガス値と予め設定入力した設定値とを対比する対比段階Ｓ２００ａと、前記感知ガス値が設定値以上の場合、警報アラームを作動すると同時に密閉空間内に設置された２台の強制排気ファンを同時に稼動させる強制換気段階Ｓ３００ａと、前記２台の強制排気ファンによる強制換気にしたがいガス感知器により密閉空間内のガスを感知するガス再感知段階Ｓ４００ａと、前記再感知された感知ガス値が設定値未満で感知される場合、警報を解除して２台の強制排気ファンの稼動を中止させるファン停止段階Ｓ５００ａを通じて密閉空間内の漏出ガスを感知して、密閉空間を強制換気することが望ましい。

前記感知段階Ｓ１００ａはコンプレッサールーム、バルブルーム、ポンプルームのように密閉空間内に設置された直接方式のガス感知器により漏出ガスの量を感知する。この時、前記ガス感知器はＩＧＣコードで承認された直接感知方式のＩＥＣ基準 Ｅｘ−Ｄ級のガス感知器を２台以上設置する。

前記対比段階Ｓ２００ａは、ガス感知器により感知された漏出ガス量と予め設定された値とを対比するもので、前記設定値はガス危険地域内での警報発令限界値すなわち、可燃性ガス爆発下限界値の約３０％に該当される設定値を設定する。

前記強制換気段階Ｓ３００ａは、ガス感知器により感知された漏出量が設定値より大きかったり同じだったりする場合、爆発危険性到達による装置の非常停止を防止するためのもので、感知された漏出ガス値が警告発令限界値以上の場合、警告アラーム等を通じてこれを外部に知らせ、これに連動し密閉空間内に設置されている２台の強制排気ファンを強制的に稼動させる。このように、２台の強制排気ファンを強制的に稼動させる場合、密閉空間に対する急速な換気がなされるため、密閉空間内での漏出ガス量は警報発令限界値未満で急速に減る。すなわち、前記２台の強制排気ファンの中で、一側の強制排気ファンは常時作動していて、前記感知された漏出ガス量が設定値以上の場合、残りの強制排気ファンを強制稼動させ密閉空間を迅速に換気する。

前記強制排気ファンは常時、時間当たり密閉空間の体積の約３０倍の体積を換気できる容量を備え、排気される気体が再び密閉空間に流入されないようになっている。前記のような強制排気ファンの容量はＩＧＣコードで規定したファン容量によって設定したものである。

また、密閉空間３５０内には、２台の強制排気ファン２０以外に補助用に別途の強制排気ファンをさらに設置することができる。

前記ガス再感知段階Ｓ４００ａは、強制換気による密閉空間３５０内の漏出ガス量を再感知するもので、２台の強制排気ファンの同時稼動により換気がなされている密閉空間内の漏出ガス量が直接方式のガス感知器により迅速に再感知される。

前記ファン停止段階Ｓ５００ａは、再感知されたガス感知値と設定値とを再び対比した後、感知値が設定値未満の場合、稼動中の２台の強制排気ファンを停止させる。

前記のような密閉空間の場合、直接感知方式のガス感知器と２台の強制排気ファンと連動し、密閉空間内の漏出ガス量が非常停止限界値に到達する前に漏出ガスを感知すると同時に迅速に強制換気させ爆発の危険性を未然に防止することが望ましい。

本発明は、上述した特定の望ましい実施例に限定されず、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず、当該発明が属する技術分野で通常の知識を備える者なら誰でも多様な変形実施が可能なことはもちろん、このような変形は請求の範囲の記載内にある。

２０ 強制排気ファン
４０ 空気排出口
５０ 空気流入口
１００ 受信器
１１０ 送信器
１２０ 赤外線ガス感知ライン
１３０ 照準線（ＬＯＳ）方式ガス感知器
１４０ ポイント方式ガス感知器（２次断熱空間）
１５０ ポイント方式ガス感知器（１次断熱空間）
２１０ 通路地域
２２０ 断熱層
２３０ ＬＮＧタンク
３００ 安全地域（居住区側）
３１０ 隔壁
３２０ ガス危険地域
３３０ モータールーム
３４０ コンプレッサールーム
３５０ 密閉空間
３６０ ＬＮＧタンク壁間空間（コファダム）
４００ ガス感知及び制御システム

Claims (6)

1. ガス運搬船及びボイルオフガスを利用する陸上及び海上設備のガス危険地域または密閉空間内に２台以上の直接方式ガス感知器を設置して、ガス危険地域または密閉空間内への漏出ガス量を迅速に感知して、感知した漏出ガス量にしたがい警告アラームまたは非常停止システムを稼動することを特徴とするガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法。
2. 請求項１において、
   漏出された可燃性ガスが直接方式ガス感知器により感知する感知段階と、
   前記ガス感知器が感知した可燃性ガスの感知ガス値と警報発令限界値とを対比し、１台以上のガス感知器で感知した感知ガス値が警報発令限界値以上なら、警報アラームが作動して、強制排気ファンが稼動する警報アラーム作動段階と、
   前記２台以上のガス感知器で感知した感知ガス値が非常停止限界値以上なら、非常停止システムが作動する非常停止段階とを含むことを特徴とするガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記ガス感知器は、直接感知方式の爆発危険性のない電気式ガス感知器または照準線方式のガス感知器であることを特徴とするガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法。
4. 請求項３において、
   前記照準線方式のガス感知器は、赤外線等を放出できる送信部と、前記送信部から放出される赤外線を受信できる受信部とから構成され、可燃性気体が送信部と受信部との間に到達すると、受信部で赤外線の感度変化を把握しガス漏出を感知することを特徴とするガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法。
5. 請求項１において、
   強制排気ファンによる強制換気がなされるガス危険地域内ガスをガス感知器により再感知するガス再感知段階と、
   再感知された感知ガス値が設定値未満で感知される場合、段階別に警報を解除して強制排気ファン稼動を中止させるファン停止段階とがさらに追加されることを特徴とするガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法。
6. 請求項１において、
   密閉空間の場合、密閉空間内の漏出可燃性ガスをガス感知器により感知する感知段階と、
   前記ガス感知器に感知された可燃性ガスの感知ガス値と予め設定入力した設定値とを対比する対比段階と、
   前記感知ガス値が設定値以上の場合、警報アラームを作動すると同時に密閉空間内に設置された２台の強制排気ファンを同時に稼動させる強制換気段階と、
   前記２台の強制排気ファンによる強制換気にしたがいガス感知器により密閉空間内ガスを感知するガス再感知段階と、
   前記再感知された感知ガス値が設定値未満として感知される場合、警報を解除して２台の強制排気ファン稼動を中止させるファン停止段階とからなることを特徴とするガス運搬船のガス危険地域内漏出ガス感知方法。

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