JP6426254B1 - ガス燃料船のバンカーステーションの舷側ウォーターカーテン水圧を利用するバンカーステーション換気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】液体ガス燃料(ＬＮＧ)のバンカーステーションにおいて、ＬＮＧ燃料が漏洩した場合に義務づけられるウォーターカーテンの設置と共に、当該ウォーターカーテンに供給する水流を利用する水駆動の換気ファンを設け、上記の二つの義務に対処すると共に、これらの義務を同時に可能とせんとする。【解決手段】ガス燃料船に燃料を供給するバンカーステーションと、当該バンカーステーションの開口下部端に横架され、船側外板の表面に水を噴出する舷側ウォーターカーテン用の水噴出パイプと、当該水噴出パイプに水を供給する管路に設置され、前記バンカーステーション内を換気する水駆動ファンと、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、ガス燃料船のバンカーステーションの舷側ウォーターカーテン水圧を利用するバンカーステーション換気構造に関する。

ＬＮＧ（液化天然ガス）等のガスを燃料とするガス燃料船に対しては、国際海事機関（ＩＭＯ）において検討されているＩＧＦコードに適合するように、２０２０年から含有硫黄成分０．５％以下の燃料使用が義務づけられるいわゆるＳＯｘ規制が義務つけられており、その規制を満足するための有力な手段としてＬＮＧを燃料としたガス燃料船の開発・建造が進められている。

ＬＮＧ等のガス燃料を燃料船に積込むことに関しては、その燃料積み込み場所であるバンカーステーション（別称「ガスマニホールド」とも称する）を半閉鎖構造とすると共に、その区画の換気を十分してＬＮＧ等が漏れてもその揮発ガスが滞留しないこと、及び、万が一のＬＮＧ漏洩した場合にも、船体を保護するため、バンカーステーションの舷側外板と低温ＬＮＧの接触を避ける目的でウォーターカーテンを設置することとされている（国際海事機関（ＩＭＯ）ＩＧＦコード適合のための「Shore to Ship方式ＬＮＧ移送のオペレーションガイドライン」7.8等参照）。なお、「Shore to Ship方式」とは、陸上に設置されたＬＮＧ等のタンクからＬＮＧ燃料船の燃料タンクへＬＮＧを供給する方式を言う。

この種のＬＮＧ燃料船の燃料積み込みバンカーステーションに関しては、例えば、特表２０１１-５０３４６３号公報に開示のものが知られている。
図４は、特表２０１１-５０３４６３号公報に開示の発明名称「ＬＮＧ燃料の海洋船を操作する方法」の第１実施例を示す図１(Fig1）として同公報に記載の図であり、前述する「(c)ＬＮＧタンクローリーからＬＮＧ燃料船へＬＮＧを供給するTruck to Ship方式」の例を示すものである。

図４において、符号１０１は、海洋船、１０２は、バンカリング施設、１０３は、ＬＮＧ貯蔵タンク、１０４は、圧力組立回路、１０５は、熱交換器、１０６は、排出管、１０７は、燃料供給ライン、１０８は、熱媒体回路、１０９は、冷却ライン、１１０は、ＬＮＧタンカートラック、１１１は、バンカーステーション、１１２は、入口パイプ、１１３は、緊急停止バルブ、１１４は、バンカリングライン、１１５は、２方向バルブ、１１６は、分岐管、１１７は、分岐管、１１８は、ノズル組立体、１１９は、パージ接続、１７１は、動力装置、１９１は、冷却ラインバルブ、１９２は、循環ポンプ、１２１は、出口パイプ、１２２は、緊急停止バルブ、１２３は、バンカー接続ラインである（符号は、先行技術であることを明らかにするために、本願出願人において、３桁に変更して説明した。）。

図４に示される「ＬＮＧ燃料の海洋船を操作する方法」の第１実施例は、「・・制御された流量を維持しつつ、燃料、特にＬＮＧの効率的な搬送を提供すること」を目的とする発明解決課題において（同公報段落番号０００４−０００６参照）、「・・・前記海洋船は、前記海洋船のバンカリングラインにＬＮＧの源を接続し、次いで、前記バンカリングラインを介してＬＮＧを前記海洋船に供給することによって、ＬＮＧが供給される方法において、 前記バンカリング作業の前に、バンカリングラインを冷却する」との構成をとることにより(同公報特許請求の範囲の請求項１の記載等参照）、「・・バンカリングラインは、好ましくは、ＬＮＧの温度レベルに対応する温度レベルまで冷却され・・これは、２相流を避けることを助け、また、バンカリングラインにより低い圧力パルスを与えることを助け、この結果、バンカリング作業の開始時から原理上より早い流量を提供し、結果としてより早いバンカリング作業を提供する。」等の効果を奏するもののようである(同公報明細書段落番号０００８等参照）。

図５は、図４に示す従来の前記バンカーステーション１１１の概略を示す断側面図であり、図５において、１１１は、バンカーステーション、１１２は、入口パイプ、１１４は、バンカリングライン、１２３は、バンカー接続ライン、２１０は、船側外板、２１１は、ジョイント部、２１２は、ドリップトレイ、２１３、２１３，２１３は、船体縦方向に縦通され、貨物艙を支える船殻部材、２１４は、前記バンカーステーション１１１の天井と併用される貨物艙の床、２１６は、漏洩揮発ＬＮＧであり、本願出願人は、この種のＬＮＧ等を燃料とするＬＮＧ船のバンカーステーションの換気に関する天井構造等ついて、既に、特願２０１７−２０８０８９及び特願２０１７−２０８０９０として提案をしている（符号は、先行技術であることを明らかにするために、３桁の続き番号に変更して説明した。）。

ところが、前述するように、当該ＬＮＧ船のバンカーステーションについては、万が一のＬＮＧ漏洩に備え、船体外板を低温ＬＮＧから保護する目的でウォーターカーテンの設置が義務づけられていると共に、バンカーステーション内のＬＮＧ揮発ガスの滞留防止の対策が義務づけられている。

特表２０１１-５０３４６３号公報

そこで、本願発明者は、液体ガス燃料(ＬＮＧ)のバンカーステーションにおいて、ＬＮＧ燃料が漏洩した場合に義務づけられるウォーターカーテンの設置と共に、当該ウォーターカーテンに供給する水流を利用する水駆動の換気ファンを設け、上記の二つの義務に対処すると共に、これらの義務を同時に可能とせんとするものである。

上記の課題を解決するために、本願請求項１に係る発明は、ガス燃料船のバンカーステーションの舷側ウォーターカーテン水圧を利用するバンカーステーション換気構造において、ガス燃料船に燃料を供給するバンカーステーションと、当該バンカーステーションの開口下部端に横架され、船側外板の表面に水を噴出する舷側ウォーターカーテン用の水噴出パイプと、当該水噴出パイプに水を供給する管路に設置され、前記バンカーステーション内を換気する水駆動ファンと、を有することを特徴とする。
また、本願請求項２に係る発明は。前記請求項１に記載のガス燃料船のバンカーステーションの舷側ウォーターカーテン水圧を利用するバンカーステーション換気構造において、前記水駆動ファンは、前記舷側ウォーターカーテンへの水供給の背圧を利用するものであることを特徴とする。

ＬＮＧ船のバンカリング時にバンカーステーションに義務づけられるウォーターカーテンに供給する海水を用いる水駆動ファンを設けて、当該バンカーステーションのウォーターカーテン設置を可能とすると共に、同時にバンカーステーション内にバンカリング時に発生する揮発ガス換気を可能として、ファン駆動用動力の削減を可能として、バンカリング時の燃料バンカーステーション区画の自動換気及び低温ＬＮＧの船側外板への接触を回避し、より安全にガス燃料の積込みを可能とする利点がある。

図１は、本発明に係るガス燃料船のバンカーステーションの舷側ウォーターカーテン水圧を利用するバンカーステーション換気構造を実施するための一実施例概略図である。 図２（ａ）は、本実施例１に係るＬＮＧ燃料自動車運搬船１のバンカーステーション２が、舷側の一部のみが開放される断面レセス形状の半閉鎖構造であることを示す平断面概略図、図２（ｂ）は、乾舷舷側側からみた当該バンカーステーション２の開口の立面図である。 図３は、本実施例１に係るガス燃料船のバンカーステーションの舷側ウォーターカーテン水圧を利用するバンカーステーション換気構造の概略構成を示す図である。 図４は、特表２０１１-５０３４６３号公報に開示の発明名称「ＬＮＧ燃料の海洋船を操作する方法」の第１実施例を示す図１(Fig1）として同公報に記載の図である。 図５は、図４に示す従来の前記バンカーステーション１１１の概略を示す断側面図である。

本発明に係るガス燃料船のバンカーステーションの舷側ウォーターカーテン水圧を利用するバンカーステーション換気構造を実施するための一実施例を図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明に係るガス燃料船のバンカーステーションの舷側ウォーターカーテン水圧を利用するバンカーステーション換気構造を実施するための一実施例概略図である。図１は、乾舷（船の中央部の満載喫水線から上甲板の舷側までの高さ（垂直距離））が大きなＬＮＧ燃料自動車運搬船を例として、本発明に係るガス燃料船のバンカーステーション換気構造の概略を示し、そのうちの図１（ａ）は、本実施例１に係るＬＮＧ燃料自動車運搬船を例とする側断面概略配置図であり、図１（ｂ）は、同平断面概略配置図である。図１（ａ）（ｂ）において、符号１は、自動車運搬船、２は、乾舷舷側に設けられるガスマニホールド（燃料供給管）が設置されるバンカーステーション、３は、ＬＮＧ貯蔵タンク、４は、ＬＮＧ貯蔵タンク設置区画、５は、機関室、６は、タンクトップ、７、７は、貨物艙、８は、船員居住区である。この種の乾舷の大きな自動車運搬船１やRO-RO船、RO-PAX船のようなＬＮＧ燃料を燃料とするＬＮＧ船においては、ＬＮＧ燃料供給の揚程を抑える目的で前記ＬＮＧ貯蔵タンク３の近傍の舷側に前記バンカーステーション２が設けられる。

すなわち、この種の乾舷の大きな自動車運搬船１は、多くの船舶のバンカーステーションと同様に、燃料供給(バンカリング）のために，積載貨物が満載の状態でも、接岸岸壁の高さ位置にその燃料取り入れ口たる当該バンカーステーション２が位置する配置位置で、かつ、燃料積み込み(バンカリング）の際には、積載されるＬＮＧ燃料が効率的に前記ＬＮＧ貯蔵タンク３に貯蔵され、また、当該ＬＮＧ貯蔵タンク３から船舶主機関(図示外）が搭載される前記機関室５に効率的に供給されるように、ＬＮＧ貯蔵タンク３へのＬＮＧ燃料積み込み経路及びＬＮＧ貯蔵タンク３から前記機関室５内の主機関への燃料供給経路を短く近接するような配置位置でそれぞれが配置される。この結果、前記バンカーステーション２は、図１（ａ）に示されるように、前記ＬＮＧ貯蔵タンク３の近傍の乾舷舷側に配置される。

また、本実施例１に係るＬＮＧ燃料自動車運搬船１における前記バンカーステーション２は、当該自動車運搬船１の岸壁外舷に面した面の一部のみが開放される断面レセス形状の半閉鎖構造であり、図２（ａ）は、本実施例１に係るＬＮＧ燃料自動車運搬船１のバンカーステーション２が、舷側の一部のみが開放される断面レセス形状の半閉鎖構造であることを示す平断面概略図、図２（ｂ）は、乾舷舷側側からみた当該バンカーステーション２の開口の立面図である。

図２（ａ）（ｂ）において、符号２は、前記バンカーステーション、１５は、水噴出パイプ、１６は、ウォーターカーテンである。
図２（ｂ）から明らかなように、本実施例１に係るＬＮＧ燃料自動車運搬船１のバンカーステーション２においては、バンカリング時の低温ＬＮＧ漏洩に対処するために、前記バンカーステーション２の開口下部端に横架される前記水噴出パイプ１５から前記船側外板２０１の下方に水（海水）が噴出されて、前記外板２０１の表面を水層膜で覆う前記ウォーターカーテン１６が形成される。

前記水噴出パイプ１５は、後述するように、海水を取り込む海水供給管に接続され、前記船側外板２０１に向けたパイプ表面に多数の小孔（図示外）を設け、多数の当該小孔からの水噴出によって、前記船側外板２０１に所定厚さの水層膜を形成して、漏洩する低温のＬＮＧと当該船側外板２０１とが直接に接触することを避ける目的で配置されるものである。

また、図３は、本実施例１に係るガス燃料船のバンカーステーションの舷側ウォーターカーテン水圧を利用するバンカーステーション換気構造の概略構成を示す図であり、図３において、２は、前記バンカーステーション、１０は、本実施例１に係るガス燃料船のバンカーステーションの舷側ウォーターカーテン水圧を利用するバンカーステーション換気構造（以下、単に「本実施例１に係るバンカーステーション換気構造」という。）、１１ａは、前記機関室５に設置の海水供給ポンプ（図示外）から水駆動ファン駆動用海水供給管であり、１１ｂは、ウォーターカーテンへの海水供給管、１２は、海水供給弁、１３は、水駆動ファン、１４は、漏洩したＬＮＧ、１５は、前記水噴出パイプ、１６は、前記ウォーターカーテン、１７は、揮発ガスの船外への換気方向であり、その余の符号１１４は、前記バンカリングライン、２０１、２０１は、船側外板、２１１は、バンカリングジョイント部、２１２は、ドリップトレイ、２１３、２１３，２１３は、前記バンカーステーション露出船殻部材、２１４は、前記バンカーステーション２の天井と併用される前記貨物艙７の床である。すなわち、この種の自動車運搬船の船体内においては、当該バンカーステーション２の真上の階層にも積み込み車両の積載を可能とする貨物艙が配置されるため、積載される積載車両等の貨物荷重に耐えうる強度を必要とし、前記船殻部材２１３、２１３、２１３が当該バンカーステーション２内に露出することがあり、液体ガス燃料（ＬＮＧ）を積込む場合のいわゆるバンカリング時において、そのＬＮＧが漏洩した場合にはその漏洩に応じた量が蒸発し、そのガスの温度が−１１３℃より高ければ、空気より軽くなるために上部へガスが拡散されていき、前記船殻部材２１３が存在することによりガス滞留の恐れがある。

また、前記バンカリングジョイント部２１１は、前記バンカーステーション２の天井から適宜位置に配置されるクレーン（ダビット）（図示外）等により前記バンカーステーション２内で適宜移動可能に吊り下げられ、ＬＮＧ燃料のバンカリングの作業性を図っている。
本実施例１に係るバンカーステーション換気構造１０は、前記バンカーステーション２は、図３に示すように、満載喫水線上に位置する舷側外板のレセス状半閉鎖開口構造であるとはいえ、ＬＮＧ揮発ガスが上部に滞留する恐れがあり、このガス換気のための構造である。

また、図３から明らかなように、本実施例１に係るバンカーステーション換気構造１０においては、ＬＮＧ揮発ガスの換気と共に、低温ＬＮＧが漏洩し、それが前記船側外板２０１に接触すると、極度の鋼材冷却等による脆性低下に起因するクラック等の危険から低温ＬＮＧが船側外板に直接接触を避ける前記ウォーターカーテン１６が設けられる。

そこで、ガス燃料バンカーステーション２に水駆動のファンを設置することで、当該区画の換気（排気）を行うことでＬＮＧ揮発ガスの滞留を防ぐことにする一方、同様に設置が義務づけられているバンカーステーションのウォーターカーテンに機関室から供給する噴霧用の海水について、供給圧力が小さくても機能上問題が無いため、その海水をまずは換気用ファンの駆動に用い、ファン駆動後の海水をウォーターカーテンへ供給するようにしたものである。この結果、ウォーターカーテンを駆動させる際には自動的にバンカーステーション区画が強制的に換気されると共に、低温ＬＮＧの漏洩による船側外板２０１への接触も回避することができ、より安全にガス燃料の積込みを可能とするものである。

すなわち、本実施例１に係るバンカーステーション換気構造１０においては、当該バンカーステーション２のバンカリングの際の揮発ＬＮＧガスの強制換気に、前記ウォーターカーテン１６への供給管路１１ａ、１１ｂ内に前記水駆動ファン１５を配置して、舷側ウォーターカーテンの水圧を利用するバンカーステーション換気構造としたものである。つまり、本実施例１に係るバンカーステーション換気構造１０は、ＬＮＧ揮発ガスの強制換気をガス燃料船のバンカーステーションに設置が義務づけられるウォーターカーテン１６の供給水を駆動源とする水駆動ファン１３によらしめ、ウォーターカーテンの水圧を当該バンカーステーション２の強制換気（機械換気）に利用したものである。

この結果、ＬＮＧバンカリング時には、前記ウォーターカーテン１６へ所定の水圧で前記ウォーターカーテン１６が前記船側外板２０１の表面に噴出され、前記船側外板２０１上に水層膜を形成して、漏洩する低温ＬＮＧが当該船側外板２０１と直接接触しないようにすると共に、当該ウォーターカーテン１６への水（海水）供給の水圧を利用する当該水駆動ファン１３を当該バンカーステーション２内に配置することにより、強制的な換気を可能として、漏洩ＬＮＧ揮発ガスが当該バンカーステーション２内に滞留することを防止することができることとなる。

したがって、本実施例１に係るバンカーステーション換気構造１０では、バンカリング時のウォーターカーテン１６による船側外板２０１の保護と、同バンカリング時の当該バンカーステーション２内の強制換気（機械換気）を同時に実行できることに特徴がある。
なお、前記水駆動ファン１３の配置位置は、前記バンカーステーション２内に滞留する揮発ＬＮＧガスの換気に寄与できる場所であれば、特別の設置場所を問わない。すなわち、水駆動ファン１３は、管路に設置するだけで管路内を流通する海水又は水によってファンを駆動し、換気するものであるので、電動モータ等を利用するものに比し、引火し易い揮発ＬＮＧガスの換気には、格段に安全性に優れており、この種のＬＮＧ船のバンカーステーション２の換気装置として最適なものである。

なお、本実施例１に係るバンカーステーション換気構造１０においては、海水を使用したが、海水には、器具腐食の恐れが強いため、別途清水タンク（図示外）等からの清水の使用であっても良い。また、前記 ウォーターカーテン１６は、低温ＬＮＧが前記船側外板２０１と直接接触を回避できるものであるならば、場合によっては霧状のウォーターカーテンであっても良い。

このような構造とすることにより、本実施例１に係るバンカーステーション換気構造１０では、ＬＮＧバンカリング時に前記ウォーターカーテン１６へのスイッチを投入するだけで、ＬＮＧバンカリング時に発生するかも知れない漏洩ＬＮＧ揮発ガスの強制換気と、同漏洩低温ＬＮＧの船側外板２０１への直接の接触を回避を同時に達成できることとなる。

本実施例１に係るバンカーステーション換気構造１０では、舷側ウォーターカーテンの背圧を利用する水駆動ファンを使用したが、これは必ずしも舷側ウォーターカーテンへの供給するを利用するものである必要はなく、舷側ウォータカーテンへの供給水以外の水で駆動されるバンカーステーション換気構造であっても良い。そして、この場合には、別々の構造として構成されるが、漏洩ＬＮＧ揮発ガスへの可燃防止という意味では、発火要素のない水駆動ファンを用いる利点がある。

本発明は、ガス燃料船のバンカーステーションの舷側ウォーターカーテン水圧を利用するバンカーステーション換気構造に利用する。

１ 自動車運搬船
２ バンカーステーション
３ 貯蔵タンク
５ 機関室
５ 機関室
７ 貨物艙
１０ 実施例１に係るバンカーステーション換気構造
１１ａ、１１ｂ 海水供給管
１２ 海水供給弁
１３ 水駆動ファン
１４ 漏洩ＬＮＧ
１５ 水噴出パイプ
１６ ウォーターカーテン
１７ 揮発ガスの船外への換気方向
１０１ 海洋船
１０２ バンカリング施設
１０３ ＬＮＧ貯蔵タンク
１０４ 圧力組立回路
１０５ 熱交換器
１０６ 排出管
１０７ 燃料供給ライン
１０８ 熱媒体回路
１０９ 冷却ライン
１１０ ＬＮＧタンカートラック
１１１ バンカーステーション
１１２ 入口パイプ
１１３ 緊急停止バルブ
１１４ バンカリングライン
１１５ ２方向バルブ
１１６ 分岐管
１１７ 分岐管
１１８ ノズル組立体
１１９ パージ接続
１２１ 出口パイプ
１２２ 緊急停止バルブ
１２３ バンカー接続ライン
１７１ 動力装置
１９１ 冷却ラインバルブ
１９２ 循環ポンプ
２０１ 船側外板
２１１ バンカリングジョイント部
２１３ 船殻部材

Claims (2)

1. ガス燃料船に燃料を供給するバンカーステーションと、
   当該バンカーステーションの開口下部端に横架され、船側外板の表面に水を噴出する舷側ウォーターカーテン用の水噴出パイプと、
   当該水噴出パイプに水を供給する管路に設置され、前記バンカーステーション内を換気する水駆動ファンと、
   を有することを特徴とするガス燃料船のバンカーステーションの舷側ウォーターカーテン水圧を利用するバンカーステーション換気構造。
2. 前記水駆動ファンは、前記舷側ウォーターカーテンへの水供給の背圧を利用するものであることを特徴とする請求項１に記載のガス燃料船のバンカーステーションの舷側ウォーターカーテン水圧を利用するバンカーステーション換気構造。

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