(57)【要約】【課題】バラストタンクにイナートガスを加圧貯蔵し、貨物タンクに供給して有効に貨物タンクの防爆が図れるイナートガス貯蔵・供給システムおよび方法を提供することを目的とする。【解決手段】  バラスト水を貯えるバラストタンク３と、このバラストタンク３より容積を大きく設定した貨物タンク２と、イナートガスを発生させるイナートガス発生装置１と、イナートガスを加圧するイナートガス加圧装置１３と、このイナートガス加圧装置１３で加圧されたイナートガスをバラストタンク３に加圧貯蔵するバラストタンクイナートガス配管系統１２と、バラストタンク３に加圧貯蔵されたイナートガスを貨物タンク２に供給するイナートガス連通系統１８とを備え、貨物の荷揚げ時にバラストタンク３に貯蔵したイナートガスとイナートガス発生装置１からのイナートガスを貨物タンク２に供給する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バラスト水を貯えるバラストタンクと、このバラストタンクより容積を大きく設定した貨物タンクと、イナートガスを発生させるイナートガス発生手段と、このイナートガス発生手段で発生させたイナートガスを加圧するイナートガス加圧手段と、このイナートガス加圧手段で加圧された前記イナートガスを前記バラストタンクに加圧貯蔵する加圧貯蔵手段と、前記バラストタンクに加圧貯蔵されたイナートガスを前記貨物タンクに供給する供給制御手段とを備えたことを特徴とするイナートガス貯蔵・供給システム。
【請求項２】
イナートガスの前記貨物タンクへの供給時に前記イナートガス発生手段を同時運転し、前記バラストタンクの加圧貯蔵したイナートガスと前記イナートガス発生手段で発生させたイナートガスを前記貨物タンクに供給したことを特徴とする請求項１記載のイナートガス貯蔵・供給システム。
【請求項３】
前記加圧貯蔵手段は、前記貨物タンクで必要とされるイナートガス量を保証するレベルに前記イナートガスを加圧貯蔵したことを特徴とする請求項１或いは２記載のイナートガス貯蔵・供給システム。
【請求項４】
荷揚げ時に貨物物質の移送を行う移送手段を更に備え、この移送手段を陸上電力を用いて運転したことを特徴とする請求項１乃至３のうちの1項に記載のイナートガス貯蔵・供給システム。
【請求項５】
前記貨物タンクの空間に所定圧力のイナートガスを補充したことを特徴とする請求項１乃至４記載のうちの１項に記載のイナートガス貯蔵・供給システム。
【請求項６】
前記イナートガス発生手段は、窒素ガス生成装置としたことを特徴とする請求項１乃至５のうちの1項記載のイナートガス貯蔵・供給システム。
【請求項７】
前記イナートガス発生手段は前記加圧手段を兼ねたことを特徴とする請求項1乃至６記載のうちの１項記載のイナートガス貯蔵・供給システム。
【請求項８】
前記貨物タンクに供給されて貯蔵されたイナートガスを前記バラストタンクに供給したことを特徴とする請求項１乃至７記載のうちの１項記載のイナートガス貯蔵・供給システム。
【請求項９】
イナートガス発生手段で発生させたイナートガスをバラストタンクに加圧貯蔵し、このバラストタンクより容積を大きく設定した貨物タンクに前記加圧貯蔵したイナートガスおよび／もしくは前記イナートガス発生手段で発生させたイナートガスを加圧供給させたことを特徴とするイナートガス貯蔵・供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばイナートガス貯蔵・供給システムおよび方法に係り、特にバラストタンクを用いて貨物タンクにイナートガス（不活性ガス）を供給するイナートガス貯蔵・供給システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンカーの荷揚げにあたっては、船舶に搭載したカーゴポンプ（貨油ポンプ）を使っての荷揚げが通常となっている。荷揚げにより負圧になった貨物タンク（カーゴホールド）には防爆の必要性からイナートガスを送り込む必要がある。
【０００３】
イナートガスの発生方法については、（１）ボイラー燃焼排ガスをスクラバー洗浄する（水などの液体を洗浄液として、排ガス中の粒子を洗浄液の液滴や液膜中に捕集して分離することで排ガスを洗浄する）ことで得る方式（Ｉｎｅｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）、（２）専用のオイルバーナーにより燃焼排ガスを作り、イナートガスとする方式（Ｉｎｅｒｔ  Ｇａｓ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＩＧＧ）、（３）窒素ガス生成装置を用いて、電力を利用して大気から窒素を得る方式（Ｎｉｔｏｒｏｇｅｎ  Ｇａｓ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＮＧＧ）がある。
【０００４】
原油タンカーでは、上記（１）の方法を採り、ボイラーでイナートガスを発生させる際に同時に得られる蒸気のエネルギーにより、蒸気タービンを回してカーゴポンプを作動させるのが一般的である。船舶の停泊中に必要な電力は陸上電力を使うことが指向されているが、原油荷揚げについてはイナートガス発生時にボイラーの余剰エネルギーが得られることと、揮発した原油に電気火花等が点火した場合の被害の拡大防止の観点から、陸上電力を使用しないことが多かった。
【０００５】
また、（２）の方式では、カーゴポンプの駆動はイナートガス発生源の専用のオイルバーナーとは別の電気エネルギーで実施するため、船舶に搭載する発電機の数も増す必要があった。カーゴポンプでの荷揚げは、傭船料との関係から短時間で行う必要があり、単位時間当たりの油流量（例えば８０００ｍ３／ｈ）の大量性が求められるため、発電機も数を増しピーク負荷に対応する必要があり、コスト面や占有スペース面、重量増加面など課題が多かった。
【０００６】
また（３）の方式では、エネルギー源は電力に統一できるが、窒素発生装置は比較的小型のものしか市場に存在しないため、原油荷揚げに当たり一度に大量に窒素ガスを供給することが困難であった。たとえ、窒素ガス生成装置を数多く並べて対応するにしても、（２）と同様な課題を有していた。
【０００７】
また、貨物タンクに防爆の目的でイナートガスを供給することに関し、特許の分野においては、例えば、特許文献１、２、３に示すような提案されてきた。
【０００８】
特許文献１に開示されるのは、液体窒素を蒸発させてバラストタンクに防食用不活性ガスとして供給するが、一旦、バラストタンクに貯えた窒素ガスを貨油タンク（貨物タンク）に防爆用不活性ガスとして供給する、また逆に貨油タンクに貯えた防爆用不活性ガスをバラストタンクに供給し、防食用不活性ガスとして利用するという技術的思想のものである。すなわち、バラストタンクと貨油タンクの間で、防爆用不活性ガスあるいは防食用不活性ガスを相互に利用したというものである。
【０００９】
特許文献２に開示されるのは、一方のウォーターバラストタンク（バラストタンク）に海水を満たすと共に、他方のウォーターバラストタンクにイナートガスを備蓄し、トッピングアップが必要なときに開閉弁を開放し、他方のバラストタンクからカーゴオイルタンクに海水の自重を利用してイナートガスを送り込むという技術的思想のものである。なお、イナートガスの加圧手段としては水のヘッド差を利用し、ウォーターバラストタンクからカーゴオイルタンクにイナートガスを送り込んでいる。
【００１０】
特許文献３に開示される技術的思想は、バラストタンクと縦隔壁板を隔てて設けた貨油タンクに、不活性ガス供給弁を開放して、不活性ガス導入手段から供給される不活性ガスを、バラストタンクを経て供給するものであり、バラストタンクの利用により、貨油タンクに外気及び不活性ガスを給気する装置の簡略化を達成しているものである。
【００１１】
これらの従来技術は、原油等を積載する貨物タンクにイナートガスを供給するものであるが、バラストタンクに加圧したイナートガスを蓄え、容積の大きな貨物タンクに供給する技術思想は開示されていない。また、イナートガスの貨物タンクへの供給時にバラストタンク用のイナートガス発生手段を同時運転し、バラストタンクの加圧貯蔵したイナートガスとイナートガス発生手段で発生させたイナートガスを貨物タンクに供給する技術思想も開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−１１５８８７号公報
【特許文献２】特開平１０−２５０６７７号公報
【特許文献３】特開平６−３１２６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本願はこうした従来技術上の課題を解決することを企図したものであり、バラストタンクにイナートガスを加圧貯蔵し、貨物タンクに供給して有効に防爆が図れるイナートガス貯蔵・供給システムおよび方法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】
【００１４】
かかる課題を解決するため、本発明の請求項１に係るイナートガス貯蔵・供給システムは、バラスト水を貯えるバラストタンクと、このバラストタンクより容積を大きく設定した貨物タンクと、イナートガスを発生させるイナートガス発生手段と、このイナートガス発生手段で発生させたイナートガスを加圧するイナートガス加圧手段と、このイナートガス加圧手段で加圧された前記イナートガスを前記バラストタンクに加圧貯蔵する加圧貯蔵手段と、前記バラストタンクに加圧貯蔵されたイナートガスを前記貨物タンクに供給する供給制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
ここで、バラストタンクとは、たとえば船舶や浮体等に係るバラスト水を貯水する水密区画を指す。なお、バラストタンクの寸法、容積、材質或いは設置場所等に制限はない。
【００１６】
また貨物タンクとは、たとえば貨物を積載する船倉等を指す。貨物タンクに積載する貨物はたとえば原油、精製油、液化石油ガス、アルコール、メタンハイドレート、石炭、穀物、木材チップ、粉体等のイナートガスを用いた防爆が必要とされるあらゆる貨物を含める。
【００１７】
またイナートガスとは、たとえば化学反応性の低い不活性ガスや燃焼ガスあるいは燃焼ガスを処理したガス類を指し、窒素ガス、炭酸ガス（ＣＯ２）、またヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガス、またオイルバーナーの燃焼排ガス、ボイラー燃焼排ガスをスクラバー洗浄処理したガスやこれらの混合ガス等を指す。
【００１８】
イナートガス発生手段とは、イナートガスを発生させる機能を有する装置、機械、器具、機構等であり、たとえば窒素や炭酸ガスを貯蔵するタンクやボンベ、ボイラー燃焼ガスをスクラバー洗浄して得る装置、専用のオイルバーナーにより燃焼ガスを作る装置、大気から窒素を得る窒素ガス生成装置等を指す。
【００１９】
イナートガス加圧手段とは、イナートガス発生手段で発生させたイナートガスを加圧する、たとえば高圧のガス類貯蔵タンクやボンベ、燃焼ガス類を加圧するコンプレッサやブロワ等を指す。
【００２０】
また、バラストタンクに加圧貯蔵する加圧貯蔵手段とは、加圧されたイナートガスをバラストタンクに貯蔵するに当たって機能する装置、機械、器具、機構等であり、たとえば減圧弁、圧力制御弁、開閉弁、リリーフ弁や配管類、また圧力調整や貯蔵調整を行う装置等を指す。
【００２１】
また、供給制御手段は、バラストタンクに貯蔵されたイナートガスを貨物タンクに供給するに当たり機能する装置、機械、器具、機構や制御部品、制御装置、プログラム等を指し、たとえば供給開始を指示あるいは検出する設定器やセンサ、経路を制御するバルブ類、貨物タンクへの供給状況を検出するセンサ類、これらを制御する制御器等を指す。
【００２２】
上記のように構成されることで、バラストタンクよりも容積を大きく設定した貨物タンクに、バラストタンクに加圧貯蔵されたイナートガスを供給することで、大量のイナートガスを供給できる。また、イナートガス発生手段が小型のものであっても、時間をかけて予めバラストタンクに大量にイナートガスを貯蔵することが可能となる。
【００２３】
また、上記の構成に係るイナートガス貯蔵・供給システムにおいて、請求項２のように、イナートガスの貨物タンクへの供給時にイナートガス発生手段を同時運転し、バラストタンクの加圧貯蔵したイナートガスとイナートガス発生手段で発生させたイナートガスを貨物タンクに供給するようにしてもよい。
【００２４】
上記のように構成されることで、バラストタンクとイナートガス発生手段の同時運転により、双方よりイナートガスが貨物タンクへと供給されることになる。これにより、たとえばバラストタンクからのみのイナートガスの供給では、その時間当たりの供給量が不十分だったり、絶対量が不足する場合等にその不足分をイナートガス発生手段で補うことが可能となる。
【００２５】
また、上記の構成に係るイナートガス貯蔵・供給システムにおいて、請求項３のように、加圧貯蔵手段は、貨物タンクで必要とされるイナートガス量を保証するレベルにイナートガスを加圧貯蔵するようにしてもよい。
【００２６】
「貨物タンクで必要とされるイナートガス量を保証するレベルにイナートガスを加圧貯蔵した」とは、たとえば貨物タンクのイナートガス必要量が少量の場合は加圧貯蔵圧力を低く、必要量が大量の場合は高く貯蔵すること等を指す。
【００２７】
上記のように構成されることで、貨物タンクの容積や貨物の量に応じ必要量をバラストタンクに加圧貯蔵することで、必要とされるイナートガス量を確保でき、イナートガス発生手段の無駄な運転や、バラストタンクを必要以上に加圧することの防止が可能となる。
【００２８】
また、上記の構成に係るイナートガス貯蔵・供給システムにおいて、請求項４のように、荷揚げ時に貨物物質の移送を行う移送手段を更に備え、この移送手段を陸上電力を用いて運転するようにしてもよい。
【００２９】
「荷揚げ時に貨物物質の移送を行う移送手段」とは、たとえばカーゴポンプやコンベア、クレーン等を含むすべての荷揚げの際に使われる移送手段を指す。
【００３０】
また、「陸上電力」とは、たとえば港湾などの陸上で発電し供給される電力、陸上で使われる商用電力等を指す。
【００３１】
上記のように構成されることで、荷揚げ時の貨物物質の移送にあたり、当該イナートガス貯蔵・供給システムが搭載される船舶や浮体等の使用電力を、従来より削減することができる。従って、たとえば発電機の出力が小さい小型な発電機を選択すること、あるいは台数を減らすこと等が可能となる。
【００３２】
また、上記の構成に係るイナートガス貯蔵・供給システムにおいて、請求項５のように、貨物タンクの空間に所定圧力のイナートガスを補充するようにしてもよい。
【００３３】
このように構成されることで、たとえば貨物タンク積載された貨物物質の上部空間に所定圧力のイナートガスを補充することにより、温度変動による貨物物質の容積変化や途中消費があっても、これを補うことが可能なる。
【００３４】
また、上記の構成に係るイナートガス貯蔵・供給システムにおいて、請求項６のように、イナートガス発生手段は窒素ガス生成装置としてもよい。
【００３５】
上記のように構成されることで、たとえば電力を利用して大気中から容易にイナートガスとしての窒素ガスが生成でき、小型のものしか市販されていない窒素ガス生成装置が利用可能となる。
【００３６】
また、上記の構成に係るイナートガス貯蔵・供給システムにおいて、請求項７のように、イナートガス発生手段は加圧手段を兼ねるようにしてもよい。
【００３７】
「加圧手段を兼ねる」とは、たとえばイナートガスを発生させるときに同時に圧力上昇が得られるように発生エネルギー量を大きくする手段を用いたり、圧力が同時に得られるボンベやエンジン等を用いたり、発生させたイナートガスを加圧するコンプレッサやブロワをイナートガス発生手段に一体的に構成して加圧を行うこと等を指す。
【００３８】
上記のように構成されることで、加圧手段を別途設けることや、たとえば複雑な配管経路を用いることをしなくてもイナートガス発生手段で加圧手段を兼ねることが可能となる。
【００３９】
また、上記の構成に係るイナートガス貯蔵・供給システムにおいて、請求項８のように、貨物タンクに供給されて貯蔵されたイナートガスをバラストタンクに供給するようにしてもよい。
【００４０】
上記のように構成されることで、たとえば、一旦、貨物タンクに貯蔵したイナートガスをバラストタンクに供給し、たとえばバラストタンクの防食用としての再利用が可能となり、イナートガス発生手段の小型化や発生のためのエネルギー消費の低減等が図れる。
【００４１】
また、上記課題を解決するために、本発明の請求項９に係るイナートガス貯蔵・供給方法は、イナートガス発生手段で発生させたイナートガスをバラストタンクに加圧貯蔵し、このバラストタンクより容積を大きく設定した貨物タンクに前記加圧貯蔵したイナートガスおよび／もしくは前記イナートガス発生手段で発生させたイナートガスを加圧供給させたことを特徴とする。
【００４２】
上記のように構成されることで、バラストタンクよりも容積を大きく設定した貨物タンクに、バラストタンクに加圧貯蔵されたイナートガス、イナートガス発生手段で発生させたイナートガス、あるいはこれら双方のイナートガスを供給することで、イナートガス発生手段が小型のものであっても時間をかけてバラストタンクに加圧貯蔵し供給すること、バラストタンクに加圧貯蔵されたイナートガスとイナートガス発生手段で発生させイナートガスを加圧供給することが可能となり、容積の小さいバラストタンクであっても大容積の貨物タンクで必要とされるイナートガス量をまかなえる。また、イナートガス発生手段で発生させたイナートガスをバラストタンクに直接、加圧供給することが可能となる。
【発明の効果】
【００４３】
本願発明のイナートガス貯蔵・供給システムおよび方法によれば、バラストタンクよりも容積を大きく設定した貨物タンクに、バラストタンクに加圧貯蔵されたイナートガスを供給することで、たとえば荷揚げ時に大量に必要なイナートガスをまかなうことができる。またイナートガスをバラストタンクに加圧貯蔵することで、容積の大きな貨物タンクの全量を供給することも可能となる。また、バラストタンクに時間をかけて貯蔵することで、イナートガス発生手段の小型化が図れ、設置スペースの削減、重量の低減、コストの低減等も可能となる。また、バラストタンクにバラスト水が入っていない状態における、外圧に対するバラストタンクの補強が可能となる。
【００４４】
また、バラストタンクとイナートガス発生手段の双方よりイナートガスが貨物タンクへと供給され得ることにより、たとえばバラストタンクだけでは、その時間当たりの供給量が不十分だった場合、また絶対量が不足する場合等にその不足分をイナートガス発生手段から供給するイナートガスで補うことができ、荷揚げを的確に迅速に行うことが可能となる。
【００４５】
また、貨物タンクで必要とされるイナートガス量を保証するレベルに加圧貯蔵をすることにより、たとえば必要量が少量の場合は加圧貯蔵圧力を低く、必要量が大量の場合は高く貯蔵することが可能となる。これにより、無駄なイナートガス発生手段の運転やイナートガスを余らせることが防止でき、バラストタンクの必要以上の加圧も防止される。また加圧貯蔵することにより、たとえば貨物満載航海時に、バラストタンク壁にかかる外側（海水側）、内側（荷側）からの圧力に抗することができ、バラストタンク壁にかかる応力を緩和することも可能となる。
【００４６】
また、荷揚げ時に貨物物質の移送を行う移送手段を陸上電力を用いて運転することにより、たとえば船舶や浮体等に搭載される発電機を小型のものにしたり、数を少なくすることが可能となり、設置スペースや設備コスト等の低減が可能となる。
【００４７】
また、貨物タンクの空間に所定圧力のイナートガスを補充することにより、たとえば温度変動による貨物物質の容積変化や途中消費があっても、貨物タンクの空間を所定圧力で保持することが可能なり、変化する状況下での貨物物質の防爆が有効に実施可能なものとなる。
【００４８】
また、イナートガス発生手段を窒素ガス生成装置とすることで、たとえば電力を利用して大気中から容易にイナートガスとしての窒素ガスが生成できるので、イナートガスを発生させるためのボイラーやオイルバーナーまたスクラバー等の必要性がなくなり、エネルギー源の統一やシステムの合理化が可能となる。
【００４９】
また、窒素ガスをバラストタンクの防食用としてもスクラバー処理等なしで利用が可能となる。
【００５０】
また、イナートガス発生手段が加圧手段を兼ねることで、加圧手段を無くし、配管経路を単純化することが可能となる。
【００５１】
また、貨物タンクに貯蔵したイナートガスをバラストタンクに供給することにより、イナートガスの再利用が図れ、イナートガス発生手段のさらなる小型化やエネルギー消費を減らすことができ、設置スペース等のさらなる低減や運用コストの低減等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムを使用した船舶の一部切り欠き外観図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムのシステム構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムの貨物積載航海時の運用方法を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムの貨物積載航海時の運用方法であってトッピングアップの実施状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムの貨物揚荷役時の運用方法を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムのバラスト航海時の運用方法を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムの貨物積荷役時の運用方法であって、バラストタンクに大気を導入する場合を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムの貨物積荷役時の運用方法のうち、貨物タンクより排出されるイナートガスをバラストタンクに供給する態様を説明するための図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムのシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。
【００５４】
図１は、本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムを使用した船舶の一部切り欠き外観図である。図１に示す船舶１００は原油タンカーを想定しており、船体の甲板上にイナートガス発生装置１を搭載し、貨物タンク２、バラストタンク３を備えている。
【００５５】
この実施形態でイナートガス発生装置１は窒素ガスを生成させる形式を採用しており、電力を用い大気中から窒素ガスを膜分離方式で分離する方式のものである。このため、イナートガス（窒素ガス）の生成には、エネルギー源は電力のみでよく、他の燃料やスクラバー等は必要でなく、システムや運用が簡素化されている。
【００５６】
図２は、本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムのシステム構成図であり、イナートガス貯蔵・供給システム（以下、「本システム」という。）は、バラスト水を本来貯えるバラストタンク３と、このバラストタンクより容積を大きく設定した貨物タンク２とを備えている。実際の船舶においては、バラストタンク３や貨物タンク２は、複数の区画から構成されることが多いが、この一実施形態においては、説明の都合上、単数の区画をもって説明を行う。
【００５７】
イナートガス発生装置１と、イナートガス発生装置１から貨物タンク２に接続される配管で構成されるイナートガス主配管系統４と、このイナートガス主配管系統４の途上に設置されたウォーターシール５と、Ｐ／Ｖブレーカ（圧力・真空逃がし弁）６とを備えている。
【００５８】
イナートガス主配管系統４とは、主に、イナートガス発生装置１やバラストタンク３から貨物タンク２へとイナートガスを供給するために設けられた配管経路である。また、イナートガス主配管系統４は、特にこの配管態様に限定されず、イナートガス発生装置１やバラストタンク３から貨物タンク２へと配管されるのに適した系統ならばいかなる態様であっても良い。
【００５９】
また、ウォーターシール５とは、イナートガス発生側と貨物タンク側を水で仕切ることにより、可燃性ガス等を含む可能性のある貨物タンク２側の気体が、イナートガス発生装置１側に逆流することを防ぐために設置されるものである。
【００６０】
また、ここで、Ｐ／Ｖブレーカ６とは、装置内の圧力が所定の圧力を超えたときに自動的に大気に圧力を逃がし、所定の真空度を超えたときに自動的に大気を導入し、配管経路内を所定の圧力に保持する機能部品である。
【００６１】
また、本システムは、バラストタンク３に対してバラスト水の給排水を行うバラスト水ポンプ８とシーチェスト９を備えたバラスト水給排水系統７と、貨物タンク２に貨物油の出し入れを行うカーゴポンプ１１を備えた貨物油配管系統１０とが設置されている。
【００６２】
なお、バラスト水ポンプ８とカーゴポンプ１１は、電力によって運転される。
【００６３】
さらに、本システムは、イナートガス発生装置１からバラストタンク３に接続される配管で構成されるバラストタンクイナートガス配管系統１２と、配管経路の途上に設置されたイナートガス加圧装置（コンプレッサ）１３と、閉鎖弁１４と、Ｐ／Ｖブレーカ１５とを備えている。イナートガス加圧装置１３は、この場合イナートガス発生装置１で発生した窒素ガスを加圧するコンプレッサであり、圧力の脈動低減のためのタンクを備えている。また、閉鎖弁１４（開閉弁）は、全開又は全閉の状態で使用する弁であり、目的によっては流量の調整機能を行う弁であってもよい。閉鎖弁１４としては、玉型弁、ゲート弁またボール弁等が考えられるが、経路の開閉機能があればいずれでも構わない。
【００６４】
また、イナートガス主配管系統４とバラストタンクイナートガス配管系統１２を結ぶ配管経路であるイナートガス連通系統１８が設けられている。このイナートガス連通系統１８は、イナートガス連通系統１８ａとイナートガス連通系統１８ｂとから成り、各々の連通系統には流量・圧力調整器１９ａ、流量・圧力調整器１９ｂ、連通弁２０ａ、連通弁２０ｂ、逆止弁２１ａ、逆止弁２１ｂが設けられている。このイナートガス連通系統１８は、後述する貨物タンク２へのイナートガスのトッピングアップ時、貨物荷揚げ時にイナートガス連通系統１８ａを、また貨物の積み荷時にイナートガス連通系統１８ｂを利用するように設けられている。
【００６５】
流量・圧力調整器１９ａ、１９ｂは、高圧のイナートガスを所定の圧力にまで減圧し、且つ所定の圧力でイナートガスを安定して供給できる機能を有するものである。流量・圧力調整器１９ａ、１９ｂは、機構的なものであっても電気的に制御されるものであってもよい。連通弁２０ａ、２０ｂ（開閉弁）は、全開又は全閉の状態で使用する弁機能であり、流量の調整機能も備えていてもよい。
【００６６】
また、本システムにおいては、バラストタンク３にバラストタンク３内の圧力を制御する目的で吸排気弁１６及び定圧力調整弁１７が設けられている。
【００６７】
吸排気弁１６はバラストタンク内の気体を排出するときや大気をバラストタンクに吸入するときに「開」で用いる。それ以外は「閉」で用いる。定圧力調整弁１７はバラストタンクにイナートガスを貯蔵する際、イナートガス発生装置１からイナートガス加圧装置１３（コンプレッサ）を経てイナートガスが供給されるときや、温度変化に伴う内圧変化（特に、過高圧）が発生したときに、外気へイナートガスの排出を行い、タンク内圧を一定以下に保って、船体構造に過度の力が付与されないようにするものである。
【００６８】
なお、２２は貨物タンク大気開放弁であり、貨物タンク２と大気を連通させ、貨物タンク２への大気導入が必要な場合や、貨物タンク２内のイナートガスが不要な場合に機能する弁である。また、２３は貨物タンクイナートガス圧力計、２４はバラストタンクイナートガス圧力計であり、貨物タンク２とバラストタンク３のイナートガスの圧力を計測している。貨物タンクイナートガス圧力計２３の信号は、流量・圧力調整器１９ａ、流量・圧力調整器１９ｂの制御に利用される。
【００６９】
バラストタンクイナートガス圧力計２４の信号は、流量・圧力調整器１９ａ、流量・圧力調整器１９ｂの制御およびイナートガス加圧装置１３の制御に利用されている。
【００７０】
なお、制御装置は特に図示していないが、これらの制御、また後述する動作における制御を行うことができる制御機能を具備しているものである。また、配管経路の随所には、必要な弁類や機能部品類が適宜設けられるものとする。
【００７１】
また、本システムにおける弁類や機能部品類は、機構的に動作するもの、油空圧や電気的に動作するものが適宜選択できるものとする。
【００７２】
次に、上記により構成されるイナートガス貯蔵・供給システムの動作について詳細に説明する。
【００７３】
図３は本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムの貨物積載航海時の運用方法を説明するための図である。
【００７４】
まず、貨物積載航海状態では、貨物タンク２が貨物油で満たされており、バラストタンク３は空になっている。航海中にイナートガス発生装置１を運転して、バラストタンク３にイナートガス（窒素ガス）を加圧貯蔵する。航海中の時間は長いため、イナートガス発生装置１の能力が小さいものであっても時間をかけて、大量のイナートガスをバラストタンク３に蓄えることができる。また、発生したイナートガスは、イナートガス加圧装置１３で加圧してバラストタンク３に供給され、定圧力調整弁１７の機能と相俟って、バラストタンク３に所定の圧力での貯蔵が可能となる。このため、バラストタンク３より貨物タンク２の容積が大きくても、必要量をまかなうことができる。たとえば、貨物タンク２の圧力はほぼ大気圧（１気圧）に保つとすると、バラストタンク３を１．５気圧に加圧すると、バラストタンク３の容積の１．５倍の貨物タンク容積に対応させることができる。また、所定の圧力で貯蔵することにより、貨物タンク２で必要とされるイナートガス量を保証することができる。
【００７５】
また、航海中に空きとなったバラストタンク３にイナートガスを貯蔵することにより、バラストタンク自身の防食も行える。
【００７６】
なお、イナートガス発生装置１の運転は、航海時の主機関やその他の動力源からの排・余剰エネルギーでまかなえばより効果的である。
【００７７】
なお、イナートガス発生装置１からバラストタンク３に至るバラストタンクイナートガス配管系統１２において、何らかの原因により圧力の異常な上昇或いは低下が生じた場合は、Ｐ／Ｖブレーカ１５を通じて、過大圧力のイナートガスを排出し或いは外気を取り込み、バラストタンクイナートガス配管系統１２の機能損傷を防ぐ。バラストタンク内圧力の制御は、定圧力調整弁１７を用いて行う。
【００７８】
図４は、本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムの貨物積載航海時の運用方法であってトッピングアップの実施状態を示す図である。トッピングアップは、貨物タンク２の温度の変動や貨物タンク２内の貨物油の消費等により貨物油の容積が減ったり、イナートガスの漏れが生じイナートガス濃度が希薄になった場合に、それを補充する目的で行われる。トッピングアップは、図４に示すように、バラストタンク３に貯蔵したイナートガスを、イナートガス連通系統１８ａ、イナートガス主配管系統４を経由して貨物タンク２に供給することで実現できる。トッピングアップを行う制御は、貨物タンクイナートガス圧力計２３で検出される圧力が所定圧を下回り、バラストタンクイナートガス圧力計２４で検出される圧力が所定圧よりも高い場合に、連通弁２０ａを連通させることによって行われる。貨物タンクイナートガス圧力計２３で検出される圧力が所定圧を上回った段階で、連通弁２０ａが閉じられ、トッピングアップは終了する。
【００７９】
また、トッピングアップはイナートガス主配管系統４とウォーターシール５を経由して、イナートガス発生装置１で発生させたイナートガスを貨物タンク２に直接供給してもよい。イナートガス発生装置１で発生させたイナートガス圧力が高い場合は、イナートガス加圧装置１３を経ずにイナートガスを貨物タンク２に供給することができる。イナートガス発生装置１で発生させたイナートガス圧力が低い場合は、イナートガス加圧装置１３を経て供給し、トッピングアップを行うこともできる。この場合は、イナートガス主配管系統４の一部を閉成させ、連通経路１８ａを通して加圧したイナートガスを供給する。
【００８０】
バラストタンク３から貨物タンク２へイナートガスを供給するバラストタンクイナートガス配管系統１２、連通経路１８ａ、イナートガス主配管系統４で何らかの原因により圧力の異常な上昇或いは低下が生じた場合は、Ｐ／Ｖブレーカ６又は１５を通じて、過大圧力のイナートガスを排出し或いは外気を取り込み、これらイナートガス主配管系統４、連通経路１８ａ（流量圧力調整器１９ａ、連通弁２０ａ、逆止弁２１ａを含む）又はバラストタンクイナートガス配管系統１２の機能損傷を防ぐ。  
【００８１】
図５は本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムの貨物揚荷役時の運用方法を説明するための図である。貨物の荷揚げ時には、連通弁２０ａを開とし、閉鎖弁１４及び連通弁２０ｂは閉とする。カーゴポンプ１１で貨物を荷揚げしていくと、貨物タンク２内が減圧されて行くので、貨物タンク２内を不活性状態とするために、バラストタンク３内のイナートガスを、貨物タンク２内のイナートガス圧力を所定値に保つにように送り込む。この制御は、貨物タンクイナートガス圧力計２３で検出される圧力が所定圧を保てるように、流量・圧力調整器１９ａを調整することによって行われる。
【００８２】
貨物の揚げ荷時には、限られた時間内に大量の貨物油を揚げ荷する必要があり、従来は大容量のイナートガス発生装置１を必要としていたが、バラストタンク３内に航海中に加圧貯蔵されたイナートガスを用いることにより、貯蔵に当たって能力の小さなイナートガス発生装置１でもまかなうことが可能となる。さらに、イナートガス発生装置１に電力を供給する発電設備も、一度に大きな電力を必要としないため小型のものあるいは発電機台数を減らすことで済ますことができる。
【００８３】
また、貨物の荷揚げ時におけるカーゴポンプ１１の電力供給は、従来は万が一の事故を想定し船舶に搭載の設備を使用していたが、揚げ荷に連動してバラストタンク３からイナートガスを逐次貨物タンク２に供給し、防爆を行うことにより事故や被害の拡大が防止できるので、カーゴポンプ１１の運転を陸上電力を用いて行うことが可能となる。この場合、船舶に搭載される発電機は、さらに小型なものあるいは少数で済ますことができる。このことにより、発電機の設置スペースや設備コストが低減できる。
【００８４】
なお、図５に示す貨物揚荷役時においては、シーチェスト９からバラスト水ポンプ８により水を吸い上げ、バラストタンク３に送り込み、水の押し上げる圧力も利用してイナートガスを貨物タンク２へと送り込むことができる。
【００８５】
但し、バラストタンク３に水を送り込む際には、イナートガスの貨物タンク２への供給量とのバランスにおいて、バラストタンク３内のイナートガスが貯蔵圧力を超えて圧縮され、船舶構造に対して危険な圧力レベルにならないように制御することが必要である。バラストタンク３内の圧力が所定値を越えた場合は、定圧調整弁１７が機能して圧力を所定値以下に維持する。
【００８６】
万が一、故障が発生し、制御不可能な状態になったときは、安全のため吸排気弁１６よりイナートガスを大気へ排出する。
【００８７】
また、イナートガス発生装置１に電力を供給する発電機も、一度に大きな電力を必要としないため、小型なものあるいは少数で済ますことができる。  
【００８８】
また、図５に示す貨物揚荷役時において、バラストタンク３から貨物タンク２にイナートガスを送り込むことと、イナートガス発生装置１も運転して送り込むこととを同時に行うことが可能である。イナートガスの供給を同時に行うことにより、バラストタンク３のイナートガスだけでは、その時間当たりの供給量が不十分な場合や絶対量が不足する場合にその不足分をイナートガス発生装置１からのイナートガスで補うことができ、荷揚げを的確に迅速に行うことが可能となる。特に、供給量に不足を来さないため、当初の目的である防爆を確実に行える。
【００８９】
図６は、本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムのバラスト航海（積荷無し）時の運用方法を示す図である。貨物油を積んでいないバラスト航海中は、バラストタンク３内は水で満たされ、貨物油が入っていない貨物タンク２内はイナートガスで満たされている。貨物タンク２は、イナートガスにより防爆が図られているが、貨物タンク２の周囲温度の変動や漏洩により貨物タンク２内のイナートガス圧が低下し、トッピングアップが必要な場合がある。この場合は、イナートガス発生装置１よりイナートガスを直接、貨物タンク２に送り込む。
【００９０】
イナートガス発生装置１で発生させたイナートガス圧力が低すぎる場合は、イナートガス加圧装置１３を経て供給し、トッピングアップを行うこともできる。
【００９１】
また、バラスト水満載でない場合、即ち、バラストタンク３にイナートガスが残っている場合、バラストタンク３から貨物タンク２にトッピングアップ充填してもよい。
【００９２】
図７は、本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムの貨物積荷役時の運用方法であって、バラストタンクに大気を導入する場合を示す図である。
【００９３】
貨物の積み荷時には、既にイナートガスの充満している貨物タンク２内へ、カーゴポンプ１１により貨物油を積載する。このとき貨物タンク２内のイナートガスは、貨物油に追い出される形で貨物タンク大気開放弁２２から大気に放出される。
【００９４】
一方で、バラストタンク３では、貨物油の積載状況に応じて、バラスト水給排水系統７よりバラスト水の排出を行う。このときバラストタンク３へはバラスト水の排出に伴い、吸排気弁１６より大気が流入する。
【００９５】
また図８は、本発明の一実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムの貨物積荷役時の運用方法のうち、貨物タンクより排出されるイナートガスをバラストタンクに供給する態様を説明するための図である。この図８に示されるように、カーゴポンプ１１を運転した貨物タンク２への貨物油の積み荷時に、連通弁２０ｂを開として、貨物タンク２から貨物油の供給される圧力により排出されるイナートガスを、バラストタンク３へ導いてもよい。
【００９６】
この方法の利点としては、貨物タンク２への貨物油積み込み完了時に、バラストタンク３に既にイナートガス（大気圧で）が存在するので、貨物積載航海時にバラストタンクへ注入すべきイナートガス量を少なくできること、及びイナートガス発生装置１の容量を小さくできることである。このため、イナートガス発生のための電力消費や燃料費も低減できる効果も有する。
【００９７】
また、貨物タンク２からイナートガスをバラストタンク２へ送る際に加圧を必要とするならば、イナートガス連通系統１８ｂの流量・圧力調整器１９ａの上流側にコンプレッサを配置して構成してもよい。または別系統を設け、イナートガス加圧装置１３を経由してバラストタンク３に繋がるように構成してもよい。
【００９８】
以上のように、貨物タンク２に貯蔵されたイナートガスをバラストタンク３に供給することにより、イナートガスの再利用が可能となり、イナートガス発生装置１の小型化やエネルギー消費を減らすことも可能となり、イナートガスをバラストタンク３の防食にも供することができる。
【００９９】
図９は、本発明の他の実施形態に係るイナートガス貯蔵・供給システムのシステム構成図である。この図９に示すとおり、イナートガス連通系統１８の配管経路の工夫により流量・圧力調節器１９が一つになっているが、基本的な動作は図２に示す実施形態と同一である。この図９の構成図を採った場合、図２の構成と比較して流量・圧力調整器１９が一つにでき、制御系も簡素化できる効果を有する。
【０１００】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【０１０１】
また、上述した実施例は、本発明に係る技術思想を具現化するための実施形態の一例を示したにすぎないものであり、他の実施形態でも本発明に係る技術思想を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、プロダクトキャリア、タンカー等の貨物船で、バラストタンクを有し、貨物タンクの防爆の必要性があるあらゆる船舶に利用が可能であり、さらに、各種浮体や貯蔵システムにも応用展開ができるものである。
【符号の説明】
【０１０３】
１…イナートガス発生装置（イナートガス発生手段）、２…貨物タンク、３…バラストタンク、４…イナートガス主配管系統(加圧貯蔵手段)、１１…カーゴポンプ(移送手段)、１２…バラストタンクイナートガス配管系統(加圧貯蔵手段) 、１３…イナートガス加圧装置（イナートガス加圧手段）、１８…イナートガス連通系統(加圧貯蔵手段)、１９ａ…流量・圧力調整器ａ（供給制御手段）、１９ｂ…流量・圧力調整器（供給制御手段）、２３…貨物タンクイナートガス圧力計（供給制御手段）、２４…バラストタンクイナートガス圧力計（供給制御手段）
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１】
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