(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスエンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置であって、
前記燃料ガスを前記ガスエンジンに搬送する燃料ガス配管と、
前記燃料ガス配管に設けられ、緊急時に閉止される２つの遮断弁と、
前記燃料ガス配管における前記２つの遮断弁の間の部分に接続された上流開放配管と、
前記燃料ガス配管における下流側の遮断弁よりも下流の部分に接続され、前記上流開放配管と合流する下流開放配管と、
前記上流開放配管に設けられ、前記緊急時に開放される上流開放弁と、
前記下流開放配管に設けられ、前記緊急時に開放される下流開放弁と、
前記下流開放配管に設けられ、前記燃料ガス配管に向かう燃料ガスの流れを規制する逆止弁と、を備えた燃料ガス供給装置。
【請求項２】
前記燃料ガス配管に設けられ、前記燃料ガスの圧力を調整する圧力調整弁と、
当該燃料ガス供給装置の外殻を形成する圧力容器と、をさらに備え、
前記圧力調整弁を含む前記各弁及び前記各配管は前記圧力容器に収容されている、
請求項１に記載の燃料ガス供給装置。
【請求項３】
前記燃料ガス配管に設けられたガスフィルタと、
前記燃料ガス配管に設けられたガス流量計と、をさらに備え、
前記ガスフィルタ及び前記ガス流量計は前記圧力容器に収容されている、
請求項２に記載の燃料ガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスエンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶用ガスエンジンの燃料ガス供給装置は、船舶の一部を構成することから、船級協会が定める規則（船級規則：Rules & Regulations for Classification of Ships）に沿った構造とする必要がある。この船級規則では、燃料ガス供給装置が備える燃料ガス配管には、緊急用の遮断弁を２つ設置するよう定められている。燃料ガス配管に遮断弁を２つ設置するのは、仮に一方の遮断弁に故障が発生したとしても、緊急時には燃料ガスの流れを確実に遮断するためである。【０００３】
また、船級規則では、２つの遮断弁の間及び下流側の遮断弁の下流には、それぞれ開放配管を設置するよう定められている。開放配管は、遮断弁が閉止したときに燃料ガス配管に残る燃料ガスを船外に排出するためのものである。なお２つの開放配管は、いずれも燃料ガスを船外に排出するものであるため、合流させて１つの配管とすることもできる（非特許文献１の２２頁参照）。２つの開放配管を合流させて１つの配管とするような構造は、燃料ガス供給装置から船外へ延びる配管の数を減らすことができるため、配管の設置場所、設置作業、及び材料コストの面から有効である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Thomas Stenhede、“LNG as a Marine Fuel”、[online]、2010年12月1日、[平成25年11月27日検索]、インターネット(URL:http://www.markis.eu/fileadmin/Arkiv/Dokumenter/Konference_2010.12.01/Waertsilae_Sweden_-_Markis_2010.12.01.pdf)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ただし、２つの開放配管を合流させる構造にすると、下流側の遮断弁を迂回する流路が新たに形成されることになる。そのため、上流側の遮断弁が故障してしまうと、緊急時に燃料ガスの流れを遮断できない事態が生じうる。これでは、２つの遮断弁を設ける意味がなくなってしまう。また、これと同様の問題は、発電用など、船舶用以外の用途のガスエンジンの燃料ガス供給装置においても生じ得る。【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、船舶用及びその他の用途のガスエンジンの燃料ガス供給装置であって、燃料ガス供給装置から船外または屋外に向かって延びる配管の数を減らしつつ、遮断弁の一方が故障したとしても緊急時においてガスエンジンに向かう燃料ガスの流れを確実に遮断できる燃料ガス供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある形態に係る燃料ガス供給装置は、ガスエンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置であって、前記燃料ガスを前記ガスエンジンに搬送する燃料ガス配管と、前記燃料ガス配管に設けられ、緊急時に閉止される２つの遮断弁と、前記燃料ガス配管における前記２つの遮断弁の間の部分に接続された上流開放配管と、前記燃料ガス配管における下流側の遮断弁よりも下流の部分に接続され、前記上流開放配管と合流する下流開放配管と、前記上流開放配管に設けられ、前記緊急時に開放される上流開放弁と、前記下流開放配管に設けられ、前記緊急時に開放される下流開放弁と、前記下流開放配管に設けられ、前記燃料ガス配管に向かう燃料ガスの流れを規制する逆止弁と、を備えている。【０００８】
上記のように上流開放配管と下流開放配管が合流する構成であれば、燃料ガス供給装置から船外または屋外に向かって延びる配管の数を減らすことができるものの、上流側の遮断弁が故障してしまうと、緊急時に上流開放配管を通過した燃料ガスが、下流開放配管を逆流して燃料ガス配管に流入し続けることになりかねない。仮に、そのようなことが起きれば、遮断弁を２つ設置する意味がなくなってしまう。しかしながら、上記のガス供給装置によれば、下流開放配管に逆止弁が設けられているため、下流開放配管における燃料ガスの逆流を防ぎ、緊急時においてガスエンジンに向かう燃料ガスの流れを確実に遮断することができる。【０００９】
また、上記の燃料ガス供給装置において、前記燃料ガス配管に設けられ、前記燃料ガスの圧力を調整する圧力調整弁と、当該燃料ガス供給装置の外殻を形成する圧力容器と、をさらに備え、前記圧力調整弁を含む前記各弁及び前記各配管は前記圧力容器に収容されていてもよい。かかる構成によれば、通常の圧力調整弁をそのまま使用しつつも、船級規則のうち二重のガス漏れ防止構造の規定を満たすことができる。よって、圧力調整弁を燃料ガス供給装置内に設けること、すなわちガスエンジンの近くに配置することが容易である。圧力調整弁をガスエンジンの近傍に設けるこができれば、燃料ガスの圧力について応答性のよい制御が可能である。【００１０】
また、上記の燃料ガス供給装置において、前記燃料ガス配管に設けられたガスフィルタと、前記燃料ガス配管に設けられたガス流量計と、をさらに備え、前記ガスフィルタ及び前記ガス流量計は前記圧力容器に収容されていてもよい。圧力容器を用いることで、ガスフィルタ及びガス流量計も燃料ガス供給装置内に設置することができる。そのため、これらをガスエンジンの近傍に配置することができる。これにより、ガスエンジンが消費する燃料ガスの量を正確に測定することができ、また、異物がガスエンジンに侵入する可能性を低減させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
このように、上述した燃料ガス供給装置によれば、燃料ガス供給装置から船外または屋外に向かう配管の数を減らしつつ、遮断弁の一方が故障したとしても緊急時においてガスエンジンに向かう燃料ガスの流れを確実に遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係る燃料ガス供給装置のブロック図である。
【図２】図２は、逆止弁が無い場合の燃料ガスの流れを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜全体構造＞
まず、本実施形態に係る燃料ガス供給装置の全体構造について説明する。図１は、燃料ガス供給装置のブロック図である。燃料ガス供給装置１００は、ガスエンジン（Gas Engine）に燃料ガスを供給する装置である。このガスエンジンは、船舶に推進用として搭載されたエンジンである。ただし、ガスエンジンは船舶用に限らず、他の用途に用いるガスエンジンであってもよい。例えば、ガスエンジンは、工場等に設置された発電用のガスエンジンであってもよい。この場合、以下の説明における「船外」は「屋外」となる。ガスエンジンに供給する燃料ガスは、燃料ガスタンク（Fuel Gas Tank）から供給される。燃料ガスタンクと燃料ガス供給装置１００の間には図外のブロワ又は圧縮機が配置されており、加圧された状態の燃料ガスが燃料ガス供給装置１００に供給される。ただし、燃料ガスタンク内が高圧であるなど燃料ガスを加圧する必要がない場合には、ブロワや圧縮機は配置されない。
【００１４】
図１に示すように、燃料ガス供給装置１００は、圧力調整弁１０と、上流遮断弁１１と、下流遮断弁１２と、上流開放弁１３と、下流開放弁１４と、逆止弁１５と、圧力容器１６と、を備えている。なお、図１で示す上流遮断弁１１、下流遮断弁１２、上流開放弁１３、及び下流開放弁１４のうち、白抜きは開放を意味し、黒塗りは閉止を意味している（図２も同様）。図１は、遮断弁１１、１２及び開放弁１３、１４の通常時における開閉状態を示している。
【００１５】
圧力調整弁１０は、燃料ガスの圧力を調整するための弁である。燃料ガス供給装置１００は、入口から出口まで延びて燃料ガスをガスエンジンに搬送する燃料ガス配管２０を備えている。圧力調整弁１０はこの燃料ガス配管２０に設けられている。圧力調整弁１０は、圧力調整弁１０よりも下流における燃料ガスの圧力の値に基づいて、当該圧力が所定値以上である場合には開度（流路面積）を小さくし、当該圧力が所定値以下である場合には開度を大きくすることで燃料ガスの圧力を調整している。
【００１６】
上流遮断弁１１は、燃料ガス配管２０に設けられた２つの遮断弁１１、１２のうちの上流側に位置する遮断弁である。上流遮断弁１１は、通常時には開放されているが、緊急時に閉止するように構成されている。ここでいう緊急時には、燃料ガスの漏れを図外のガス漏れ検知器で検出した場合が含まれる。緊急時に上流遮断弁１１が閉じることで、ガスエンジンに供給される燃料ガスの流れを遮断し、２次的な被害を防止することができる。
【００１７】
下流遮断弁１２は、燃料ガス配管２０に設けられた２つの遮断弁１１、１２のうちの下流側に位置する遮断弁である。下流遮断弁１２は、上流遮断弁１１と同じように、通常時は開放されているが、緊急時には閉止するように構成されている。このように、燃料ガス配管２０に上流遮断弁１１と下流遮断弁１２の２つの遮断弁が配置されているのは、２つの遮断弁１１、１２のうち一方の遮断弁が故障したとしても、緊急時にはガスエンジンに向かう燃料ガスの流れを確実に遮断するためである。
【００１８】
上流開放弁１３は、上流開放配管２１に設けられている弁である。上流開放配管２１は、燃料ガス配管２０における上流遮断弁１１と下流遮断弁１２の間の部分に取り付けられており、合流配管２３を介して船外につながっている。上流開放弁１３は、通常時は閉止しているが、緊急時には開放されるように構成されている。上流開放弁１３が開放されることにより、上流遮断弁１１と下流遮断弁１２が閉止されたときに両遮断弁１１、１２の間に残った燃料ガスを船外に排出することができる。
【００１９】
下流開放弁１４は、下流開放配管２２に設けられている弁である。下流開放配管２２は、燃料ガス配管２０における下流遮断弁１２よりも下流の部分に取り付けられており、合流配管２３を介して船外につながっている。下流開放弁１４は、通常時は閉止しているが、緊急時には開放されるように構成されている。下流開放弁１４が開放されることにより、下流遮断弁１２が閉止されたときに下流遮断弁１２よりも下流にある燃料ガスを船外に排出することができる。
【００２０】
本実施形態では、下流開放配管２２は上流開放配管２１と合流しており、合流部分２４よりも下流側では合流配管２３が形成されている。また、上流開放配管２１と下流開放配管２２とは後述する圧力容器１６の内側で合流している。そのため、燃料ガス供給装置１００の外側には上流開放配管２１及び下流開放配管２２は露出せず、合流配管２３のみが船外に向かって延びている。このように、上流開放配管２１と下流開放配管２２を合流させることで、燃料ガス供給装置１００から船外に延びる配管の数を減らすことができる。
【００２１】
逆止弁１５は、下流開放配管２２に設けられており、上流開放配管２１との合流部分２４から燃料ガス配管２０に向かう燃料ガスの流れを規制する弁である。つまり、逆止弁１５は、下流開放配管２２における燃料ガスの逆流を防止する弁である。なお、図１では、逆止弁１５は下流開放配管２２における合流部分２４と下流開放弁１４との間の部分に設けられているが、下流開放弁１４よりも上流側（燃料ガス配管２０寄り）に設けてもよい。
【００２２】
圧力容器１６は、燃料ガス供給装置１００の外殻を形成する部材である。前述した、圧力調整弁１０、上流遮断弁１１、下流遮断弁１２、上流開放弁１３、下流開放弁１４、逆止弁１５、燃料ガス配管２０、上流開放配管２１、及び下流開放配管２２は、全て圧力容器１６に収容されている。さらに、燃料ガス供給装置１００は、燃料ガス配管２０に設けられたガス流量計３０及びガスフィルタ３１を備えており、ガス流量計３０及びガスフィルタ３１も圧力容器１６に収容されている。
【００２３】
船級規定では、燃料ガスの配管を設置する場合、（ｉ）燃料ガスの配管が配置されている部屋を遮断できる構造、（ｉｉ）燃料ガスの配管を二重にする構造のいずれかを採用するよう規定されている。本実施形態では圧力容器１６を外側の配管とみなすことで後者の構造を簡易な構成で実現している。そのため、二重の配管に対応する構造とすることが難しかった機器についても、圧力容器１６内に設置すれば改修は不要である。つまり、本実施形態によれば、複雑な機器であっても、ガスエンジンの近傍に設置することが容易である。
【００２４】
本実施形態では、ガスエンジンの近傍に設置することが特に有効である圧力調整弁１０、ガス流量計３０、及びガスフィルタ３１を圧力容器１６内に設置している。このうち、圧力調整弁１０はガスエンジンの近傍に設置することで、圧力調整した燃料ガスがすぐにガスエンジンに供給されるため、運転状況の変化に伴う圧力変動への応答性が向上する。また、ガス流量計３０をガスエンジンの近くに設置することで、ガス流量計３０とガスエンジンの入口との間で燃料ガスの圧力差や温度差が小さくなることで測定誤差を抑え、より正確な燃料消費量等を算出することができる。さらに、ガスフィルタ３１をガスエンジンの近傍に設置することにより、ガスフィルタ３１の下流側に位置する機器が少なくなり、異物混入のリスクを低減することができる。
【００２５】
なお、図１では、圧力調整弁１０は燃料ガス配管２０における下流遮断弁１２と下流開放配管２２の接続位置との間の部分に設置され、ガス流量計３０は燃料ガス配管２０における上流遮断弁１１と上流開放配管２１の接続位置との間の部分に配置され、ガスフィルタ３１は燃料ガス配管２０における下流開放配管２２の接続位置よりも下流の部分に設置されている。ただし、圧力調整弁１０、ガス流量計３０、及びガスフィルタ３１の設置位置はこれに限られない。いずれも燃料ガス供給装置１００内に設けることで有効に機能させることができる。
【００２６】
また、燃料ガス供給装置１００の出口部１７は二重配管となるよう構成されている。そして、この二重配管の内管（燃料ガス配管２０）と外管（圧力容器１６）の間は吸気口の役割を果たしている。つまり、この内管と外管の間を通ってガスエンジンから圧力容器１６の内部に空気が流入する。さらに、圧力容器１６には船外につながる排気口１８が形成されており、この排気口１８を介して圧力容器１６内の空気は船外へ排出される。なお、排気口１８の下流側には図外の排気装置が設けられており、この排気装置によって圧力容器１６内の空気は強制的に排出される。そのため、圧力容器１６内はわずかに負圧となっている。圧力容器１６は上記のように構成されているため、圧力容器１６内で燃料ガス漏れが発生したとしても、燃料ガスはすぐに船外へと排出される。
【００２７】
＜燃料ガスの流れ＞
次に、燃料ガス供給装置１００における燃料ガスの流れについて説明する。まず、通常時においては、図１に示すように、上流遮断弁１１及び下流遮断弁１２が開放され、上流開放弁１３及び下流開放弁１４が閉止される。そのため、燃料ガスタンクから供給された燃料ガスは、全て燃料ガス配管２０を通ってガスエンジンに供給される。
【００２８】
一方、緊急時には、上流遮断弁１１及び下流遮断弁１２が閉止され、上流開放弁１３及び下流開放弁１４が開放される。これにより、緊急時に上流遮断弁１１及び下流遮断弁１２が正常に作動すると、燃料ガスの流れは遮断される。このとき、上流遮断弁１１と下流遮断弁１２の間に残った燃料ガスは、上流開放配管２１及び合流配管２３を介して船外に排出される。また、下流遮断弁１２とガスエンジンとの間に残った燃料ガスは、下流開放配管２２及び合流配管２３を介して船外に排出される。
【００２９】
＜故障時の燃料ガスの流れ＞
次に、上流遮断弁１１又は下流遮断弁１２の一方に故障が発生した場合について説明する。まず、緊急時において、２つの遮断弁１１、１２のうち下流遮断弁１２が故障して閉止できなくなった場合、もう一方の上流遮断弁１１の閉止によって上流遮断弁１１よりも下流には燃料ガスが流れない。そのため、ガスエンジンに向かう燃料ガスの流れを遮断することができる。
【００３０】
これに対し、上流遮断弁１１が故障した場合は事情が異なる。ここで、仮に、図２に示すように下流開放配管２２に逆止弁１５が設けられていないと、上流遮断弁１１が故障して閉止できなくなった場合、上流遮断弁１１を通過した燃料ガスは、上流開放配管２１を通って一部が下流開放配管２２を逆流し、燃料ガス配管２０に流れ続ける。つまり、図２の二点鎖線の矢印で示すように、下流遮断弁１２を迂回する流路が形成される。この場合には、ガスエンジンに向かう燃料ガスの流れを遮断することができない。
【００３１】
ただし、本実施形態に係る燃料ガス供給装置１００は、図１に示すように、下流開放配管２２における燃料ガスの燃料ガス配管２０に向かう流れを規制する（すなわち燃料ガスが下流開放配管２２を逆流するのを規制する）逆止弁１５を備えている。そのため、図２で示したような迂回流路は形成されず、上流遮断弁１１が故障したとしてもガスエンジンに向かう燃料ガスの流れを確実に遮断することができる。
【００３２】
以上のとおり、本実施形態に係る燃料ガス供給装置１００によれば、２つある遮断弁１１、１２の一方が故障したとしても緊急時においてガスエンジンに向かう燃料ガスの流れを確実に遮断することができる。また、本実施形態に係る燃料ガス供給装置１００では、上流開放配管２１及び下流開放配管２２を合流させることで燃料ガス供給装置１００から船外へ延びる配管の数を減らすことができる。
【００３３】
以上、本発明の実施形態について図を参照して説明したが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
上記の燃料ガス供給装置によれば、燃料ガス供給装置から船外または屋外に向かって延びる配管の数を減らしつつ、遮断弁の一方が故障したとしても緊急時においてガスエンジンに向かう燃料ガスの流れを確実に遮断できる。よって、ガスエンジンの燃料ガス供給装置の技術分野において有益である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  圧力調整弁
１１  上流遮断弁
１２  下流遮断弁
１３  上流開放弁
１４  下流開放弁
１５  逆止弁
１６  圧力容器
２０  燃料ガス配管
２１  上流開放配管
２２  下流開放配管
２３  合流配管
３０  ガス流量計
３１  ガスフィルタ
１００  燃料ガス供給装置
【図１】
0006023900.tif 000002
【図２】
0006023900.tif 000003