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JP6248002B2 - Nitrogen gas supply equipment for bulk carriers - Google Patents

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JP6248002B2
JP6248002B2 JP2014123444A JP2014123444A JP6248002B2 JP 6248002 B2 JP6248002 B2 JP 6248002B2 JP 2014123444 A JP2014123444 A JP 2014123444A JP 2014123444 A JP2014123444 A JP 2014123444A JP 6248002 B2 JP6248002 B2 JP 6248002B2
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一也 荒平
一也 荒平
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旭海運 株式会社
旭海運 株式会社
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Description

この発明は、国際海上固体ばら積み貨物規則（International Maritime Solid Bulk Cargoes Code , 以下「ＩＭＳＢＣ Code」という。）において、ばら積み船に直接還元鉄（Direct Reduced Iron、以下「ＤＲＩ」という。）等の船上において危険な状況となり得る化学的危険性を有する貨物及びその他のイナートガスを必要とする貨物を積載できるように、貨物倉内に窒素ガスをパージするためのばら積み船の窒素ガス供給設備に関する。   The present invention is based on the International Maritime Solid Bulk Cargoes Code (hereinafter referred to as “IMSBC Code”) and on a ship such as a direct reduced iron (hereinafter referred to as “DRI”). The present invention relates to a nitrogen gas supply facility for a bulk carrier for purging nitrogen gas in a cargo hold so that cargo having chemical danger that can be dangerous and other cargo that requires inert gas can be loaded.

油タンカーやケミカルタンカーにおいては、炭酸ガス等の消火ガスを用いる消火設備や窒素ガス等のイナートガスを用いる防爆設備を備えることが義務付けられている。
また、ばら積み船においても炭酸ガス等の消火ガスを用いる消火設備を備える場合があり、特許文献１（特開２０１１−１１６１５９号公報）には、ばら積み船で防爆対策が必要な場合、窒素ガス等のイナートガスを使用できることが記載されている（特に、段落００１９を参照）。 Oil tankers and chemical tankers are required to have fire extinguishing equipment that uses a fire extinguishing gas such as carbon dioxide and explosion proof equipment that uses an inert gas such as nitrogen gas.
In addition, a bulk carrier may be equipped with a fire extinguishing facility that uses a fire extinguishing gas such as carbon dioxide gas. Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-116159) discloses nitrogen gas or the like when an explosion-proof measure is required for a bulk carrier. Of inert gas can be used (see in particular paragraph 0019).

ところが、特許文献１には、ばら積み船にどのようにして窒素ガスを供給するかについては記載されておらず、従来、各種船舶の貨物倉内に危険性の高い貨物を積載するに際して窒素ガスをパージする場合、窒素ガス供給用の配管へ陸上の施設から窒素ガスを供給しており、航海中においては窒素ガスを充填したボンベを積んでおき、そのボンベから貨物倉内に窒素ガスを補充し、また、停泊中に陸上の施設から窒素ガスを補充したり、ボンベの交換を行ったりしている。
そのため、窒素ガスを供給する施設等を有しない港においては、積載作業を行うことができず、停泊する港も限られてしまうという問題がある。 However, Patent Document 1 does not describe how to supply nitrogen gas to a bulk carrier. Conventionally, nitrogen gas is purged when loading dangerous cargo in the cargo hold of various ships. In this case, nitrogen gas is supplied from the land facility to the piping for supplying nitrogen gas, and a cylinder filled with nitrogen gas is loaded during the voyage, and nitrogen gas is replenished from the cylinder into the cargo hold. During the berth, they replenish nitrogen gas from land facilities and replace cylinders.
Therefore, there is a problem in that a port that does not have a facility or the like for supplying nitrogen gas cannot perform loading work and the number of ports to be anchored is limited.

ＤＲＩには粒子の大きさが平均６．３５ｍｍ以下で１２ｍｍを超える粒子を含まない微粒副産物のＤＲＩ（Ｃ）、粒子の大きさが平均６．３５〜２５ｍｍであり、６．３５ｍｍ以下の粒子の含有率が５％以下である塊・ペレット・冷間成形されたブリケット状のＤＲＩ（Ｂ）及びＤＲＩ（Ｃ）若しくはＤＲＩ（Ｂ）を固めてブリケット状としたＤＲＩ（Ａ）（「ＨＢＩ」とも呼ばれる。）の３種類があり、貨物として輸送するときにはＩＭＳＢＣ Codeに従って、危険性が低いＤＲＩ（Ａ）を用いることが多いが、ブリケット状とするにはＤＲＩ（Ｂ）、（Ｃ）と比べ１トン当たり約５米ドルのコストがかかっている。
一方、ＤＲＩ（Ｃ）やＤＲＩ（Ｂ）を輸送する際には必ずイナートガスを使用し、含水量や貨物倉内の水素濃度及び酸素濃度を監視することが安全実施規則で定められている。 DRI is a fine byproduct DRI (C) having an average particle size of 6.35 mm or less and no particles exceeding 12 mm, and an average particle size of 6.35 to 25 mm, and a particle size of 6.35 mm or less DRI (A) (also called “HBI”) in which the content rate is 5% or less and the briquette-shaped DRI (B) and DRI (C) or DRI (B) are cold-formed briquette. DRI (A), which is less dangerous, is often used according to the IMSBC Code when transporting as cargo, but it is 1 compared to DRI (B) and (C) for briquette. It costs about US $ 5 per ton.
On the other hand, the safety implementation regulations stipulate that inert gas is always used when transporting DRI (C) and DRI (B), and that the water content and the hydrogen and oxygen concentrations in the cargo hold are monitored.

このような規則が定められた背景としては、ＤＲＩ（Ｃ）やＤＲＩ（Ｂ）が水分と反応して水素を発生し易いところ、貨物倉に全容積の４％以上の水素ガスがたまると水素爆発を起こすこと、及び水分と酸素との反応により、非常に多孔質構造のため、自動酸化反応につながり自然発火に至ること、２００３年及び２００４年にＤＲＩ輸送中の船舶事故が発生したこと等が挙げられる。   The reason why such a rule was established is that DRI (C) and DRI (B) easily react with moisture to generate hydrogen. If hydrogen gas of 4% or more of the total volume accumulates in the cargo hold, Due to the explosion and the reaction between moisture and oxygen, it has a very porous structure, leading to an auto-oxidation reaction and spontaneous ignition, and a ship accident during DRI transportation in 2003 and 2004. Is mentioned.

特開２０１１−１１６１５９号公報JP 2011-116159 A

ＤＲＩ（Ｃ）やＤＲＩ（Ｂ）等の危険性の高い貨物を、ばら積み船の貨物倉内に窒素ガスをパージして安全に輸送できるようにすること、及び貨物倉内への窒素ガスのパージを窒素ガス供給施設の無い港においてもできるようにするとともに、航海中や停泊中における窒素ガスの補充を窒素ガスボンベによらずに行えるようにすることが本発明の解決しようとする主な課題である。
また、貨物倉内に窒素ガスをパージする設備を有していない建造済みのばら積み船を、小さい費用で窒素ガスパージが可能な船に改造できるようにすることが、本発明の解決しようとする他の課題である。 Purging nitrogen gas into the cargo hold of a bulk carrier for safe transportation such as DRI (C) and DRI (B) so that it can be safely transported, and purging nitrogen gas into the cargo hold It is a main problem to be solved by the present invention that it is possible to make it possible even at a port without a gas supply facility, and to make it possible to replenish nitrogen gas during voyage or anchorage without using a nitrogen gas cylinder.
It is another object of the present invention to make it possible to convert a built-up bulk carrier that does not have a facility for purging nitrogen gas into a cargo hold into a ship that can be purged with nitrogen gas at a low cost. It is a problem.

上記の課題を解決するための請求項１に係る発明は、少なくとも一つの貨物倉内に気体を供給することができる気体供給配管と、該気体供給配管に消火ガスを供給する消火ガス供給設備と、消火ガス供給設備から前記気体供給配管に供給する消火ガスの量を制御する消火ガス制御バルブを備えたばら積み船において、
窒素ガス発生装置と、該窒素ガス発生装置と前記気体供給配管とを接続する窒素ガス供給配管と、前記窒素ガス発生装置から前記気体供給配管に供給する窒素ガス量を制御する窒素ガス制御バルブを備えたばら積み船の窒素ガス供給設備である。 The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is a gas supply pipe capable of supplying gas into at least one cargo hold, a fire extinguishing gas supply facility for supplying a fire extinguishing gas to the gas supply pipe, In a bulk carrier equipped with a fire extinguishing gas control valve that controls the amount of fire extinguishing gas supplied from the fire extinguishing gas supply facility to the gas supply pipe,
A nitrogen gas generator, a nitrogen gas supply pipe connecting the nitrogen gas generator and the gas supply pipe, and a nitrogen gas control valve for controlling the amount of nitrogen gas supplied from the nitrogen gas generator to the gas supply pipe It is a nitrogen gas supply facility for bulk carriers.

上記の課題を解決するための請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明のばら積み船の窒素ガス供給設備において、前記窒素ガス発生装置が、前記ばら積み船のデッキ上であって、前記気体供給配管が前記デッキに隣接している箇所又は前記気体供給配管と前記デッキとの間が空洞となっている箇所に設置されていることを特徴とする。   The invention according to claim 2 for solving the above problem is the nitrogen gas supply equipment for a bulk carrier according to the invention according to claim 1, wherein the nitrogen gas generator is on a deck of the bulk carrier, The gas supply pipe is installed at a location adjacent to the deck or a location where the space between the gas supply piping and the deck is hollow.

上記の課題を解決するための請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明のばら積み船の窒素ガス供給設備において、前記貨物倉内に積載する貨物が、ＤＲＩ（Ｃ）、ＤＲＩ（Ｂ）又はイナートガスを必要とする貨物であることを特徴とする。   The invention according to claim 3 for solving the above-described problems is the nitrogen gas supply facility for a bulk carrier according to claim 1 or 2, wherein the cargo loaded in the cargo hold is DRI (C), DRI ( B) or a cargo that requires inert gas.

請求項１に係る発明のばら積み船の窒素ガス供給設備は、従来、ばら積み船に装備されることのある消火用の消火ガスを供給する気体供給配管を利用して、船内に設けた窒素ガス発生装置と気体供給配管とを窒素ガス供給配管によって接続するとともに、気体供給配管に供給する窒素ガス量を制御する窒素ガス制御バルブを備えるので、新たに船舶を建造する場合には、窒素ガス供給用の独立した配管を設けることなく、従来設置されることのある消火ガス供給用の気体供給配管に小さな設計変更を加えるだけで、貨物倉内に窒素ガスをパージする設備を備えるばら積み船を設計することができ、建造コストを抑えることができる。
また、既に建造されたばら積み船においても、消火ガス供給用の気体供給配管を備えたものであれば、小さな改修を施すだけで貨物倉内に窒素ガスをパージする設備を有するばら積み船へと改造することができ、改造コストを抑えることができる。
さらに、船内に窒素ガス発生装置を備えているので、窒素ガスを供給する施設を有していない港においても、発火性のある貨物の積載作業を行うことができ、また、航海中、停泊中を問わず貨物倉内に窒素ガスを補充することができる。
そのため、窒素ガスを充填したボンベを準備する必要がなくなるとともに、停泊中において陸上の施設から窒素ガスを補充したり、ボンベの交換を行ったりする必要もなくなる。 A nitrogen gas supply facility for a bulk carrier according to the first aspect of the invention is a nitrogen gas generator provided in a ship using a gas supply pipe for supplying a fire extinguishing gas for fire fighting that may be equipped on a bulk carrier. The device and the gas supply pipe are connected by a nitrogen gas supply pipe, and a nitrogen gas control valve for controlling the amount of nitrogen gas supplied to the gas supply pipe is provided. Designing a bulk carrier equipped with a facility for purging nitrogen gas into the cargo hold by simply making a small design change to the gas supply piping for fire extinguishing gas supply, which is sometimes installed in the past, without providing separate piping The construction cost can be reduced.
In addition, if a bulk carrier already built is equipped with a gas supply pipe for supplying fire-extinguishing gas, it can be remodeled into a bulk carrier with equipment for purging nitrogen gas into the cargo hold with only a small modification. Can reduce the cost of remodeling.
In addition, because the ship is equipped with a nitrogen gas generator, it can be loaded with ignitable cargo even at ports that do not have a facility for supplying nitrogen gas. Nitrogen gas can be replenished in the cargo hold regardless of
Therefore, it is not necessary to prepare a cylinder filled with nitrogen gas, and it is not necessary to replenish nitrogen gas from land facilities or replace the cylinder during berthing.

請求項２に係る発明のばら積み船の窒素ガス供給設備は、請求項１に係る発明が奏する上記の効果に加え、窒素ガス発生装置が、ばら積み船のデッキ上であって、気体供給配管がデッキに隣接している箇所又は気体供給配管とデッキとの間が空洞となっている箇所に設置されるので、窒素ガス供給設備を追加するに際しての設計変更や改修がより小さくて済み、建造コストや改造コストを抑えることができる。   The nitrogen gas supply facility for a bulk carrier of the invention according to claim 2 has the nitrogen gas generator on the deck of the bulk carrier, in addition to the above-described effect of the invention according to claim 1, and the gas supply pipe is a deck. It is installed in a place adjacent to the gas supply pipe or in a place where the space between the gas supply pipe and the deck is hollow. Remodeling costs can be reduced.

請求項３に係る発明のばら積み船の窒素ガス供給設備は、請求項１又は２に係る発明のばら積み船の窒素ガス供給設備が奏する上記の効果に加え、ＤＲＩ（Ｃ）又はＤＲＩ（Ｂ）に対して、積載時及び航海時のいずれにおいても窒素ガスを供給することができるので、発火性の高いＤＲＩ（Ｃ）、ＤＲＩ（Ｂ）又はイナートガスを必要とする貨物を、長航海日数を要する場合でも確実に送り届けることができる。   The nitrogen gas supply facility for a bulk carrier of the invention according to claim 3 has DRI (C) or DRI (B) in addition to the above-described effects exhibited by the nitrogen gas supply facility for the bulk carrier according to claim 1 or 2. On the other hand, since nitrogen gas can be supplied both when loading and when sailing, cargo that requires highly ignitable DRI (C), DRI (B), or inert gas requires a long voyage But it can be delivered reliably.

実施例１の概要を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of the first embodiment. 実施例１における窒素ガス発生装置の装置構成の概略を示す図。1 is a diagram illustrating an outline of a device configuration of a nitrogen gas generator in Embodiment 1. FIG. 実施例２における窒素ガス発生装置の装置構成の概略を示す図。The figure which shows the outline of the apparatus structure of the nitrogen gas generator in Example 2. FIG.

以下、実施例によって、本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by way of examples.

図１は本発明の実施例１の概略を示す図であり、ばら積み船１は、ばら積み貨物を積載するための複数の貨物倉２を有している。これら複数の貨物倉２は、船長方向に隔壁３を介して並べて配置され、船幅方向に関しても同様に隔壁（図示せず）を介して２室〜数室の貨物倉２が配置されている。
各貨物倉２の上部には、気体供給枝管４が設けてあり、また、図示してはいないが陸上側の荷役用配管と接続可能な投入用配管及び投入用配管から出てくる積載物を受け入れる投入口が設けてある。
そして、各気体供給枝管４は気体供給主管５から分岐しており、炭酸ガス供給設備６から送られる炭酸ガス又は窒素ガス発生装置７から送られる窒素ガスを、気体供給主管５及び気体供給枝管４（以下これらをまとめて「気体供給配管」という。）を介して、各貨物倉２の内部に供給することができるようになっている。 FIG. 1 is a diagram showing an outline of Embodiment 1 of the present invention, and a bulk carrier 1 has a plurality of cargo holds 2 for loading bulk cargo. The plurality of cargo holds 2 are arranged side by side through bulkheads 3 in the ship length direction, and two to several cargo holds 2 are similarly arranged in the ship width direction via bulkheads (not shown). .
A gas supply branch pipe 4 is provided in the upper part of each cargo hold 2, and although not shown, a loading pipe that can be connected to a land-side cargo handling pipe and a load that comes out from the loading pipe There is a slot to accept.
Each gas supply branch pipe 4 is branched from the gas supply main pipe 5, and carbon dioxide gas sent from the carbon dioxide supply facility 6 or nitrogen gas sent from the nitrogen gas generator 7 is supplied to the gas supply main pipe 5 and the gas supply branch. It can be supplied to the inside of each cargo hold 2 via a pipe 4 (hereinafter collectively referred to as “gas supply pipe”).

炭酸ガス供給設備６は船底８の近くに設置され、気体供給主管５が接続されるとともに、気体供給主管５と炭酸ガス供給設備６との接続部付近（図１では気体供給主管５側）に、供給する炭酸ガスの量を制御する炭酸ガス制御バルブ９が設けてある。
また、窒素ガス発生装置７は、ばら積み船１のデッキ１０の上であって、気体供給主管５のいずれかの部分が隣接している隣接箇所１１の近く又はデッキ１０と気体供給主管５のいずれかの部分との間が空洞となっている空洞箇所１２の近くに設置されている。
そして、窒素ガス発生装置７と気体供給主管５は、隣接箇所１１又は空洞箇所１２（図１では隣接箇所１１）において、窒素ガス供給配管１３によって炭酸ガス制御バルブ９より下流側で接続されるとともに、窒素ガス発生装置７と窒素ガス供給配管１３との接続部付近（図１では窒素ガス供給配管１３側）に、供給する窒素ガスの量を制御する窒素ガス制御バルブ１４が設けてある。
さらに、各気体供給枝管４の途中にも、各気体供給枝管４に供給する炭酸ガス又は窒素ガスの量を制御するガス制御バルブ１５が設けてある。 The carbon dioxide supply facility 6 is installed near the ship bottom 8 and is connected to the gas supply main pipe 5, and in the vicinity of the connecting portion between the gas supply main pipe 5 and the carbon dioxide supply facility 6 (in FIG. 1, the gas supply main pipe 5 side). A carbon dioxide control valve 9 for controlling the amount of carbon dioxide to be supplied is provided.
Further, the nitrogen gas generator 7 is located on the deck 10 of the bulk carrier 1, near the adjacent portion 11 where any portion of the gas supply main pipe 5 is adjacent, or between the deck 10 and the gas supply main pipe 5. It is installed in the vicinity of the cavity portion 12 that is a cavity between these portions.
The nitrogen gas generator 7 and the gas supply main pipe 5 are connected downstream of the carbon dioxide gas control valve 9 by the nitrogen gas supply pipe 13 at the adjacent portion 11 or the hollow portion 12 (the adjacent portion 11 in FIG. 1). A nitrogen gas control valve 14 for controlling the amount of nitrogen gas to be supplied is provided in the vicinity of the connection portion between the nitrogen gas generator 7 and the nitrogen gas supply pipe 13 (in FIG. 1, the nitrogen gas supply pipe 13 side).
Further, a gas control valve 15 for controlling the amount of carbon dioxide gas or nitrogen gas supplied to each gas supply branch pipe 4 is also provided in the middle of each gas supply branch pipe 4.

気体供給枝管４、気体供給主管５、炭酸ガス供給設備６、窒素ガス発生装置７、炭酸ガス制御バルブ９、窒素ガス供給配管１３及び窒素ガス制御バルブ１４を上記のように配置してあるので、例えば、図１の左側から３番目の貨物倉２のみに炭酸ガスを供給する場合には、炭酸ガス供給設備６から炭酸ガスを送出するとともに、炭酸ガス制御バルブ９を開、窒素ガス制御バルブ１４を閉、同貨物倉２に分岐する気体供給枝管４の途中に設けてあるガス制御バルブ１５を開、その他のガス制御バルブ１５を閉とすれば良い。
また、同貨物倉２のみに窒素ガスを供給する場合には、窒素ガス発生装置７を作動させて窒素ガスを発生、送出するとともに、炭酸ガス制御バルブ９を閉、窒素ガス制御バルブ１４を開、同貨物倉２に分岐する気体供給枝管４の途中に設けてあるガス制御バルブ１５を開、その他のガス制御バルブ１５を閉とすれば良い。 Since the gas supply branch pipe 4, the gas supply main pipe 5, the carbon dioxide supply equipment 6, the nitrogen gas generator 7, the carbon dioxide control valve 9, the nitrogen gas supply pipe 13 and the nitrogen gas control valve 14 are arranged as described above. For example, when supplying carbon dioxide only to the third cargo hold 2 from the left side in FIG. 1, carbon dioxide is sent from the carbon dioxide supply facility 6 and the carbon dioxide control valve 9 is opened, and the nitrogen gas control valve is opened. 14 is closed, the gas control valve 15 provided in the middle of the gas supply branch pipe 4 branched to the cargo hold 2 is opened, and the other gas control valves 15 are closed.
When supplying nitrogen gas only to the cargo hold 2, the nitrogen gas generator 7 is operated to generate and send nitrogen gas, the carbon dioxide control valve 9 is closed, and the nitrogen gas control valve 14 is opened. The gas control valve 15 provided in the middle of the gas supply branch pipe 4 branched to the cargo hold 2 may be opened, and the other gas control valves 15 may be closed.

図２は実施例１における窒素ガス発生装置７の装置構成の概略を示す図であり、空気圧縮機１６、エアフィルター１７（２台直列）、オイルフィルター１８、除湿手段１９、メンブレンユニット２０（３台並列）、排ガス導出管２１及び窒素ガス導出管２２よりなり、窒素ガス導出管２２には窒素ガス制御バルブ１４を有する窒素ガス供給配管１３が接続されている。   FIG. 2 is a diagram showing an outline of the device configuration of the nitrogen gas generator 7 in the first embodiment. The air compressor 16, the air filter 17 (two units in series), the oil filter 18, the dehumidifying means 19, and the membrane unit 20 (3 A nitrogen gas supply pipe 13 having a nitrogen gas control valve 14 is connected to the nitrogen gas outlet pipe 22.

次に、実施例１における窒素ガス発生装置７を構成する各要素について説明する。
空気圧縮機１６は、空気を圧縮してエアフィルター１７に送り込むためのものであり、エアフィルター１７は圧縮空気中に含まれている塵埃を除去するためのものであって２台直列に設置されている。
また、オイルフィルター１８は、塵埃が除去された圧縮空気からオイルミストを除去するためのものであり、除湿手段１９は塵埃及びオイルミストが除去された圧縮空気を乾燥状態とするためのものである。
そして、エアフィルター１７、オイルフィルター１８及び除湿手段１９を通過して、塵埃及びオイルミストが除去され乾燥状態となった圧縮空気はメンブレンユニット２０に送り込まれる。 Next, each element which comprises the nitrogen gas generator 7 in Example 1 is demonstrated.
The air compressor 16 is for compressing air and sending it to the air filter 17. The air filter 17 is for removing dust contained in the compressed air, and two units are installed in series. ing.
The oil filter 18 is for removing oil mist from the compressed air from which dust has been removed, and the dehumidifying means 19 is for drying the compressed air from which dust and oil mist have been removed. .
Then, the compressed air that has passed through the air filter 17, the oil filter 18, and the dehumidifying means 19 to remove dust and oil mist and is in a dry state is sent to the membrane unit 20.

メンブレンユニット２０は、窒素ガス発生能力に応じて複数台（図２では３台）並列に設けてあり、塵埃及びオイルミストが除去され乾燥状態となった圧縮空気から酸素ガス等を選択的に分離し、その結果、窒素リッチガス（以下「窒素ガス」という。）を得ることができるものである。
メンブレンユニット２０による窒素ガスの発生は、ガスによって中空糸膜を透過する速度が異なることを利用するものであり、透過速度の早い酸素ガス、水蒸気、炭酸ガス等は排ガス導出管２１側から排出され、透過速度の遅い窒素ガスやアルゴンガス等は窒素ガス導出管２２側から排出されるようになっている。
そして、窒素ガスの発生量と濃度は圧縮空気の供給圧と温度に依存し、濃度が一定のとき、圧縮空気の供給圧が高くなるに従い、また温度が高くなるに従い発生量は増大する。
すなわち、窒素ガス発生装置７によれば、空気と空気圧縮機１６を作動させるエネルギー（例えば、船内の自家発電設備から供給される電力）さえあれば窒素ガスを発生させることができ、窒素ガス導出管２２及び窒素ガス供給配管１３を経由して、気体供給配管に随時窒素ガスを供給できる。
また、窒素ガスの最大供給量は、周囲の温度をほぼ一定と仮定すれば、メンブレンユニット２０の台数及び空気圧縮機１６の性能を選択することで調整することができ、最大供給量の範囲内であれば、空気圧縮機１６の運転調整によって、窒素ガスの供給量を必要に応じて容易に加減できる。 A plurality of membrane units 20 (three in FIG. 2) are provided in parallel according to the nitrogen gas generation capability, and oxygen gas and the like are selectively separated from the compressed air that has been dried by removing dust and oil mist. As a result, a nitrogen-rich gas (hereinafter referred to as “nitrogen gas”) can be obtained.
The generation of nitrogen gas by the membrane unit 20 utilizes the fact that the speed of permeation through the hollow fiber membrane varies depending on the gas, and oxygen gas, water vapor, carbon dioxide gas, etc. with a fast permeation speed are discharged from the exhaust gas outlet pipe 21 side. Nitrogen gas, argon gas, or the like having a low permeation rate is discharged from the nitrogen gas outlet tube 22 side.
The generation amount and concentration of nitrogen gas depend on the supply pressure and temperature of compressed air. When the concentration is constant, the generation amount increases as the supply pressure of compressed air increases and as the temperature increases.
That is, according to the nitrogen gas generator 7, the nitrogen gas can be generated as long as there is air and energy for operating the air compressor 16 (for example, electric power supplied from the in-house power generation facility in the ship). Nitrogen gas can be supplied to the gas supply pipe at any time via the pipe 22 and the nitrogen gas supply pipe 13.
Further, the maximum supply amount of nitrogen gas can be adjusted by selecting the number of membrane units 20 and the performance of the air compressor 16 assuming that the ambient temperature is substantially constant, and is within the range of the maximum supply amount. If so, the supply amount of nitrogen gas can be easily adjusted as necessary by adjusting the operation of the air compressor 16.

実施例２は、実施例１のメンブレンユニット２０等を利用する、いわゆる膜分離法による窒素ガス発生装置７を、空気中の窒素と酸素を加圧状態で吸着し、両者の吸着速度の差を利用して分離する、いわゆるＰＳＡ方式による窒素ガス発生装置２３に代えたものであり、他の構成は実施例１と全く同じである。
図２は実施例２における窒素ガス発生装置２３の装置構成の概略を示す図であり、空気圧縮機２４、エアフィルター２５（２台直列）、活性炭槽２６、第１のバルブ２７、第２のバルブ２８、第３のバルブ２９、第４のバルブ３０、第５のバルブ３１、第１の吸着塔３２、第２の吸着塔３３、第６のバルブ３４、第７のバルブ３５、第８のバルブ３６、排ガス導出管３７、サイレンサ３８、接続管３９、製品槽４０及び窒素ガス導出管４１よりなり、窒素ガス導出管４１には窒素ガス制御バルブ１４を有する窒素ガス供給配管１３が接続されている。 In the second embodiment, the nitrogen gas generator 7 using the membrane unit 20 of the first embodiment and so-called membrane separation method is used to adsorb nitrogen and oxygen in the air in a pressurized state, and the difference between the adsorption rates of the two is determined. This is replaced with a so-called PSA-type nitrogen gas generator 23 that is separated by use, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing an outline of the apparatus configuration of the nitrogen gas generator 23 in the second embodiment. The air compressor 24, the air filter 25 (two units in series), the activated carbon tank 26, the first valve 27, the second Valve 28, third valve 29, fourth valve 30, fifth valve 31, first adsorption tower 32, second adsorption tower 33, sixth valve 34, seventh valve 35, eighth valve A valve 36, an exhaust gas outlet pipe 37, a silencer 38, a connecting pipe 39, a product tank 40 and a nitrogen gas outlet pipe 41 are connected to the nitrogen gas supply pipe 13 having a nitrogen gas control valve 14. Yes.

次に、実施例２における窒素ガス発生装置２３を構成する各要素について説明する。
空気圧縮機２４は、空気を圧縮してエアフィルター２５に送り込むためのものであり、エアフィルター２５は圧縮空気中に含まれている塵埃を除去するためのものであって２台直列に設置されている。
また、活性炭槽２６は、塵埃が除去された圧縮空気から不純物を除去するためのものであり、エアフィルター２５、活性炭槽２６を通過して塵埃及び不純物が除去された圧縮空気は、第１の吸着塔３２及び第２の吸着塔３３のいずれか一方に選択的に送り込まれる。
第１〜第５のバルブ２７〜３１及び第６〜第８のバルブ３４〜３６は、第１の吸着塔３２及び第２の吸着塔３３への圧縮空気の供給、第１の吸着塔３２と第２の吸着塔３３との均圧、第１の吸着塔３２及び第２の吸着塔３３からの酸素ガスの排出及び窒素ガスの送出を制御するためのものである。
排ガス導出管３７及びサイレンサ３８は、第１の吸着塔３２及び第２の吸着塔３３から排出された酸素ガスを船外へ排気するためのものであり、接続管３９及び製品槽４０は、第１の吸着塔３２及び第２の吸着塔３３で発生した窒素ガスを送って貯留するためのものである。
そして、製品槽４０に貯留された窒素ガスは、必要に応じて窒素ガス制御バルブ１４を開くことで、窒素ガス導出管４１及び窒素ガス供給配管１３を経由して、気体供給配管に随時窒素ガスを供給できる。 Next, each element which comprises the nitrogen gas generator 23 in Example 2 is demonstrated.
The air compressor 24 is for compressing air and sending it to the air filter 25. The air filter 25 is for removing dust contained in the compressed air, and two units are installed in series. ing.
The activated carbon tank 26 is for removing impurities from the compressed air from which dust has been removed. The compressed air from which dust and impurities have passed through the air filter 25 and the activated carbon tank 26 is the first one. It is selectively sent to either the adsorption tower 32 or the second adsorption tower 33.
The first to fifth valves 27 to 31 and the sixth to eighth valves 34 to 36 supply compressed air to the first adsorption tower 32 and the second adsorption tower 33, This is for controlling pressure equalization with the second adsorption tower 33, discharge of oxygen gas from the first adsorption tower 32 and second adsorption tower 33, and delivery of nitrogen gas.
The exhaust gas outlet pipe 37 and the silencer 38 are for exhausting oxygen gas discharged from the first adsorption tower 32 and the second adsorption tower 33 to the outside of the ship. The nitrogen gas generated in the first adsorption tower 32 and the second adsorption tower 33 is sent and stored.
The nitrogen gas stored in the product tank 40 is opened to the gas supply pipe as needed through the nitrogen gas outlet pipe 41 and the nitrogen gas supply pipe 13 by opening the nitrogen gas control valve 14 as necessary. Can supply.

実施例２の窒素ガス発生装置２３による窒素ガス発生工程について説明する。
（１）第１工程
空気圧縮機２４を作動させるとともに、第１のバルブ２７、第５のバルブ３１及び第７のバルブ３５を開、第２〜４のバルブ２８〜３０、第６のバルブ３４及び第８のバルブ３６を閉とし、第１の吸着塔３２に圧縮空気を送り込むとともに、第２の吸着塔３３を常圧状態とする（３０〜６０秒程度）。
そうすると、第１の吸着塔３２に充填された吸着剤に酸素、水分及び二酸化炭素が吸着されるとともに、窒素ガスが第７のバルブ３５から接続管３９へ送り出される。
また、常圧状態の第２の吸着塔３３に充填された吸着剤からは、吸着されている酸素、水分及び二酸化炭素が離脱し、第５のバルブ３１から排ガス導出管３７、サイレンサ３８を経由して船外へ排気される。
（２）第２工程
第３のバルブ２９及び第６のバルブ３４を開、第１、第２のバルブ２７、２８、第４、第５のバルブ３０、３１及び第７、第８のバルブ３５、３６を閉とし、第１の吸着塔３２と第２の吸着塔３３を均圧状態とする（５秒程度）。
（３）第３工程
空気圧縮機２４を作動させるとともに、第２のバルブ２８、第４のバルブ３０及び第８のバルブ３６を開、第１のバルブ２７、第３のバルブ２９、第５のバルブ３１及び第６、第７のバルブ３４、３５を閉とし、１の吸着塔３３を常圧状態とするとともに、第２の吸着塔３３に圧縮空気を送り込む（３０〜６０秒程度）。
そうすると、常圧状態の第１の吸着塔３２に充填された吸着剤からは、上記第１工程で吸着された酸素、水分及び二酸化炭素が離脱し、第４のバルブ３０から排ガス導出管３７、サイレンサ３８を経由して船外へ排気される。
また、第２の吸着塔３３に充填された吸着剤に酸素、水分及び二酸化炭素が吸着されるとともに、窒素ガスが第８のバルブ３６から接続管３９へ送り出される。
（４）第４工程
第３のバルブ２９及び第６のバルブ３４を開、第１、第２のバルブ２７、２８、第４、第５のバルブ３０、３１及び第７、第８のバルブ３５、３６を閉とし、第１の吸着塔３２と第２の吸着塔３３を均圧状態とする（５秒程度）。
（５）第１〜第４工程の繰り返し
第４工程の後、第１工程に戻ると、第１の吸着塔３２から接続管３９へ窒素ガスが送り出され、第２の吸着塔３３から上記第３工程で吸着された酸素、水分及び二酸化炭素が船外へ排気される。
すなわち、上記第１〜第４工程を繰り返すことで、継続的に空気から窒素ガスを分離することができる。 The nitrogen gas generation process by the nitrogen gas generator 23 of Example 2 will be described.
(1) 1st process While operating the air compressor 24, the 1st valve | bulb 27, the 5th valve | bulb 31, and the 7th valve | bulb 35 are opened, the 2nd-4th valves 28-30, the 6th valve | bulb 34 And the 8th valve | bulb 36 is closed, while sending compressed air to the 1st adsorption tower 32, the 2nd adsorption tower 33 is made into a normal pressure state (about 30 to 60 second).
Then, oxygen, moisture, and carbon dioxide are adsorbed to the adsorbent filled in the first adsorption tower 32, and nitrogen gas is sent out from the seventh valve 35 to the connection pipe 39.
Further, the adsorbent filled in the second adsorption tower 33 in the normal pressure state removes adsorbed oxygen, moisture, and carbon dioxide, and the fifth valve 31 passes through the exhaust gas outlet pipe 37 and the silencer 38. And exhausted out of the ship.
(2) Second Step The third valve 29 and the sixth valve 34 are opened, and the first and second valves 27 and 28, the fourth and fifth valves 30, 31 and the seventh and eighth valves 35 are opened. , 36 are closed, and the first adsorption tower 32 and the second adsorption tower 33 are in a pressure-equalized state (about 5 seconds).
(3) Third step The air compressor 24 is operated and the second valve 28, the fourth valve 30 and the eighth valve 36 are opened, the first valve 27, the third valve 29, the fifth valve The valve 31 and the sixth and seventh valves 34 and 35 are closed to bring the one adsorption tower 33 into a normal pressure state, and compressed air is fed into the second adsorption tower 33 (about 30 to 60 seconds).
Then, oxygen, moisture and carbon dioxide adsorbed in the first step are released from the adsorbent packed in the first adsorption tower 32 in the normal pressure state, and the exhaust gas outlet pipe 37, It is exhausted out of the ship via the silencer 38.
In addition, oxygen, moisture, and carbon dioxide are adsorbed by the adsorbent filled in the second adsorption tower 33, and nitrogen gas is sent out from the eighth valve 36 to the connection pipe 39.
(4) Fourth Step The third valve 29 and the sixth valve 34 are opened, the first and second valves 27 and 28, the fourth and fifth valves 30, 31 and the seventh and eighth valves 35. , 36 are closed, and the first adsorption tower 32 and the second adsorption tower 33 are in a pressure-equalized state (about 5 seconds).
(5) Repeating the first to fourth steps After returning to the first step after the fourth step, nitrogen gas is sent out from the first adsorption tower 32 to the connecting pipe 39, and the second adsorption tower 33 performs the above-mentioned first operation. Oxygen, moisture and carbon dioxide adsorbed in the three steps are exhausted out of the ship.
That is, nitrogen gas can be continuously separated from air by repeating the first to fourth steps.

実施例２のＰＳＡ方式による窒素ガス発生装置２３は、実施例１の膜分離法による窒素ガス発生装置７に比べて消費電力が小さく、設置スペースも小さいことから、船上に設置するのに適している。特に、在来船に窒素ガス供給設備を追加設置する場合には、発電機容量を増設しなくて済むため、より好適である。   The nitrogen gas generator 23 using the PSA method according to the second embodiment has lower power consumption and smaller installation space than the nitrogen gas generator 7 using the membrane separation method according to the first embodiment. Yes. In particular, when a nitrogen gas supply facility is additionally installed on a conventional ship, it is more preferable because the generator capacity does not need to be increased.

実施例１及び２の変形例を列記する。
（１）実施例１及び２においては、炭酸ガスを消火ガスとする炭酸ガス供給設備６を設置するばら積み船を対象としているが、本発明は炭酸ガスに限らず消火ガス（ハロン系ガス等）を利用する消火ガス供給設備を設置するばら積み船には全て適用可能である。
（２）実施例１及び２においては、炭酸ガス供給設備６を船底８の近くに設置し、窒素ガス発生装置７をデッキ１０の上に設置しているが、逆に炭酸ガス供給設備６をデッキ１０の上に設置し、窒素ガス発生装置７を船底８の近くに設置しても良い。
また、炭酸ガス供給設備６及び窒素ガス発生装置７は、気体供給配管を用いて貨物倉２内に炭酸ガス及び窒素ガスを選択的に供給できれば、船内のどこに配置されていても良い。
ただし、貨物倉２内に窒素ガスをパージする設備を有していない建造済みのばら積み船を改造する場合には、炭酸ガス供給設備６の設置位置によらず、窒素ガス発生装置７、窒素ガス供給配管１２及び窒素ガス制御バルブ１３を実施例１及び２のように配置した方が、改造コストを抑えることができる。
（３）図１では、炭酸ガス制御バルブ９を気体供給主管５側に設けてあるが、炭酸ガス供給設備６側に設けても良く、同様に窒素ガス制御バルブ１４を窒素ガス供給配管１３側に設けてあるが、窒素ガス発生装置７側に設けても良い。
（４）図１では、窒素ガス発生装置７と気体供給主管５を、隣接箇所１１において窒素ガス供給配管１３によってデッキ１０の上で接続しているが、空洞箇所１２において接続する場合には、デッキ１０に穴をあけ、その穴に窒素ガス供給配管１３を通して窒素ガス発生装置７と気体供給主管５を接続すれば良い。
また、炭酸ガス供給設備６と窒素ガス発生装置７の位置関係が、実施例１及び２のような関係でない場合（上記変形例（１）を参照。）には、接続部分が炭酸ガス制御バルブ９より下流側となるように、適宜窒素ガス供給配管１３を配置し易い経路を選択して接続すれば良い。
（５）実施例１の窒素ガス発生装置７は、メンブレンユニット２０等を利用する、いわゆる膜分離法によるものであり、実施例２の窒素ガス発生装置２３は、空気中の窒素と酸素を加圧状態で吸着し、両者の吸着速度の差を利用して分離する、いわゆるＰＳＡ方式によるものであったが、空気中の窒素と酸素を常圧状態で吸着し、両者の吸着速度の差を利用して窒素ガスを得るＶＳＡ方式や酸素と窒素の沸点差を利用して窒素ガスを得る深冷分離法等、他の原理によって空気から窒素ガスを分離できるタイプの装置であっても良い。
（６）実施例１又は実施例２の窒素ガス発生装置７、２３における窒素ガス供給量を安定させるために、窒素ガス発生装置７の周囲温度（特に、メンブレンユニット２０の周囲温度）又は窒素ガス発生装置２３の周囲温度（特に、第１の吸着塔３２及び第２の吸着塔３３の周囲温度）を調整できるようにしても良い。
（７）実施例１の説明においては、空気圧縮機１６を作動させるエネルギー源として船内の自家発電設備を例示したが、船上に設置した排熱回収設備、太陽光発電設備や風力発電設備、さらには空気圧縮機１６のコンプレッサーを直接回転させる内燃機関等を用いても良い。
なお、実施例２の空気圧縮機２４を作動させるエネルギー源についても同様である。 The modification of Example 1 and 2 is listed.
(1) In Examples 1 and 2, the bulk ship is provided with a carbon dioxide supply facility 6 that uses carbon dioxide as a fire extinguishing gas. However, the present invention is not limited to carbon dioxide, but a fire extinguishing gas (such as a halon gas). It can be applied to all bulk carriers that install fire extinguishing gas supply equipment using
(2) In Examples 1 and 2, the carbon dioxide supply facility 6 is installed near the ship bottom 8 and the nitrogen gas generator 7 is installed on the deck 10, but conversely, the carbon dioxide supply facility 6 is installed. It may be installed on the deck 10 and the nitrogen gas generator 7 may be installed near the ship bottom 8.
Further, the carbon dioxide supply facility 6 and the nitrogen gas generator 7 may be disposed anywhere on the ship as long as the carbon dioxide and nitrogen gas can be selectively supplied into the cargo hold 2 using the gas supply pipe.
However, when remodeling a built-up bulk carrier that does not have a facility for purging nitrogen gas in the cargo hold 2, the nitrogen gas generator 7, the nitrogen gas, regardless of the installation location of the carbon dioxide gas supply facility 6. If the supply pipe 12 and the nitrogen gas control valve 13 are arranged as in the first and second embodiments, the modification cost can be reduced.
(3) Although the carbon dioxide gas control valve 9 is provided on the gas supply main pipe 5 side in FIG. 1, it may be provided on the carbon dioxide gas supply equipment 6 side. Similarly, the nitrogen gas control valve 14 is provided on the nitrogen gas supply pipe 13 side. However, it may be provided on the nitrogen gas generator 7 side.
(4) In FIG. 1, the nitrogen gas generator 7 and the gas supply main pipe 5 are connected on the deck 10 by the nitrogen gas supply pipe 13 at the adjacent location 11, but when connecting at the hollow location 12, A hole may be formed in the deck 10 and the nitrogen gas generator 7 and the gas supply main pipe 5 may be connected to the hole through the nitrogen gas supply pipe 13.
Further, when the positional relationship between the carbon dioxide supply facility 6 and the nitrogen gas generator 7 is not the relationship as in the first and second embodiments (see the modification (1) above), the connecting portion is a carbon dioxide control valve. A route on which the nitrogen gas supply pipe 13 can be easily arranged is selected and connected so as to be on the downstream side of 9.
(5) The nitrogen gas generator 7 of Example 1 is based on a so-called membrane separation method using the membrane unit 20 or the like, and the nitrogen gas generator 23 of Example 2 adds nitrogen and oxygen in the air. It was adsorbed in a pressure state and separated using the difference between the adsorption speeds of the two, which was based on the so-called PSA method, but adsorbed nitrogen and oxygen in the air at normal pressure conditions, A device of a type capable of separating nitrogen gas from air by other principles, such as a VSA method in which nitrogen gas is obtained by using or a cryogenic separation method in which nitrogen gas is obtained by utilizing a difference between boiling points of oxygen and nitrogen, may be used.
(6) In order to stabilize the nitrogen gas supply amount in the nitrogen gas generators 7 and 23 of Example 1 or Example 2, the ambient temperature of the nitrogen gas generator 7 (particularly the ambient temperature of the membrane unit 20) or nitrogen gas You may enable it to adjust the ambient temperature of the generator 23 (especially ambient temperature of the 1st adsorption tower 32 and the 2nd adsorption tower 33).
(7) In the description of the first embodiment, the in-house power generation facility is illustrated as an energy source for operating the air compressor 16, but the exhaust heat recovery facility, the solar power generation facility and the wind power generation facility installed on the ship, Alternatively, an internal combustion engine that directly rotates the compressor of the air compressor 16 may be used.
The same applies to the energy source that operates the air compressor 24 of the second embodiment.

１ ばら積み船 ２ 貨物倉 ３ 隔壁
４ 気体供給枝管 ５ 気体供給主管 ６ 炭酸ガス供給設備
７ 窒素ガス発生装置 ８ 船底 ９ 炭酸ガス制御バルブ
１０ デッキ １１ 隣接箇所 １２ 空洞箇所
１３ 窒素ガス供給配管 １４ 窒素ガス制御バルブ
１５ ガス制御バルブ １６ 空気圧縮機 １７ エアフィルター
１８ オイルフィルター １９ 除湿手段 ２０ メンブレンユニット
２１ 排ガス導出管 ２２ 窒素ガス導出管
２３ 窒素ガス発生装置 ２４ 空気圧縮機 ２５ エアフィルター
２６ 活性炭槽 ２７ 第１のバルブ ２８ 第２のバルブ
２９ 第３のバルブ ３０ 第４のバルブ ３１ 第５のバルブ
３２ 第１の吸着塔 ３３ 第２の吸着塔
３４ 第６のバルブ ３５ 第７のバルブ ３６ 第８のバルブ
３７ 排ガス導出管 ３８ サイレンサ ３９ 接続管
４０ 製品槽 ４１ 窒素ガス導出管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bulk carrier 2 Cargo hold 3 Bulkhead 4 Gas supply branch pipe 5 Gas supply main pipe 6 Carbon dioxide supply equipment 7 Nitrogen gas generator 8 Ship bottom 9 Carbon dioxide control valve 10 Deck 11 Adjacent part 12 Cavity part 13 Nitrogen gas supply piping 14 Nitrogen gas Control valve 15 Gas control valve 16 Air compressor 17 Air filter 18 Oil filter 19 Dehumidifying means 20 Membrane unit 21 Exhaust gas outlet pipe 22 Nitrogen gas outlet pipe 23 Nitrogen gas generator 24 Air compressor 25 Air filter 26 Activated carbon tank 27 First Valve 28 second valve 29 third valve 30 fourth valve 31 fifth valve 32 first adsorption tower 33 second adsorption tower 34 sixth valve 35 seventh valve 36 eighth valve 37 exhaust gas Outlet pipe 38 Silencer 39 Connection pipe 40 Product tank 41 Outlet of nitrogen gas

Claims (3)

少なくとも一つの貨物倉内に気体を供給することができる気体供給配管と、
該気体供給配管に消火ガスを供給する消火ガス供給設備と、
消火ガス供給設備から前記気体供給配管に供給する消火ガスの量を制御する消火ガス制御バルブを備えたばら積み船において、
窒素ガス発生装置と、
該窒素ガス発生装置と前記気体供給配管とを接続する窒素ガス供給配管と、
前記窒素ガス発生装置から前記気体供給配管に供給する窒素ガス量を制御する窒素ガス制御バルブを備えた
ばら積み船の窒素ガス供給設備。 A gas supply pipe capable of supplying gas into at least one cargo hold;
A fire extinguishing gas supply facility for supplying a fire extinguishing gas to the gas supply pipe;
In a bulk carrier equipped with a fire extinguishing gas control valve that controls the amount of fire extinguishing gas supplied from the fire extinguishing gas supply facility to the gas supply pipe,
A nitrogen gas generator;
A nitrogen gas supply pipe connecting the nitrogen gas generator and the gas supply pipe;
A nitrogen gas supply facility for a bulk carrier provided with a nitrogen gas control valve for controlling the amount of nitrogen gas supplied from the nitrogen gas generator to the gas supply pipe. 前記窒素ガス発生装置が、前記ばら積み船のデッキ上であって、前記気体供給配管が前記デッキに隣接している箇所又は前記気体供給配管と前記デッキとの間が空洞となっている箇所に設置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のばら積み船の窒素ガス供給設備。 The nitrogen gas generator is installed on the deck of the bulk carrier, where the gas supply pipe is adjacent to the deck or where the gap between the gas supply pipe and the deck is hollow. The nitrogen gas supply equipment for a bulk carrier according to claim 1, wherein 前記貨物倉内に積載する貨物が、ＤＲＩ（Ｃ）、ＤＲＩ（Ｂ）又はイナートガスを必要とする貨物である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のばら積み船の窒素ガス供給設備。 The nitrogen gas supply facility for a bulk carrier according to claim 1 or 2, wherein the cargo loaded in the cargo hold is a cargo requiring DRI (C), DRI (B), or inert gas.
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