气体去除设备、气体去除船、及从储气罐中去除气体的气体去除方法.pdf

本发明提供一种气体去除设备、气体去除船、及从储气罐中去除气体的气体去除方法。其目的在于，在不产生确保设置空间和成本上升等问题的情况下，进行气体燃料的储气罐中的气体去除处理。在船舶(100)上搭载具备气体压缩单元(20)、气体加热器单元(30)、气体燃烧单元(40)及惰性气体供给单元(50)的气体去除设备(10)，由此，即使在不具备进行气体去除处理的设备的船舶(100)中，也可以去除储气罐(110)内的气体燃料。

权利要求书
1.  一种气体去除设备，其能够搭载于将气体燃料作为燃料而使用 的船舶且具有可移动性，该气体去除设备的特征在于，以下各部中的 至少一个容纳于壳体中：
气体压缩部，压缩从所述船舶的储气罐内抽出的气体；
气体加热器部，对从所述船舶的所述储气罐内抽出的所述气体进 行加热；
气体燃烧部，通过所述气体加热器部中的加热而使所述气体燃料 气化或体积膨胀，由此使从所述储气罐内排出的所述气体燃料燃烧； 及
惰性气体供给部，向所述储气罐内送入惰性气体。

2.  根据权利要求1所述的气体去除设备，其特征在于，
所述气体压缩部、所述气体加热器部、所述惰性气体供给部及所 述气体燃烧部分别容纳于单独的所述壳体中。

3.  根据权利要求1或2所述的气体去除设备，其特征在于，
所述气体去除设备还具备向所述壳体喷射水的水喷射装置。

4.  根据权利要求1至3中任一项所述的气体去除设备，其特征在 于，
在所述壳体内具备气体检测装置，
当所述气体检测装置检测出气体时停止运转。

5.  一种气体去除船，其特征在于，具备：
气体去除设备，从将气体燃料作为燃料而使用的船舶的储气罐内 去除气体燃料且具有可移动性；及
平底船，搭载有所述气体去除设备，且能够靠近所述船舶，
所述气体去除设备具备以下各部中的至少一个：
气体压缩部，压缩从所述储气罐内抽出的气体；
气体加热器部，对从所述船舶的所述储气罐内抽出的所述气体进 行加热；
气体燃烧部，通过所述气体加热器部中的加热而使所述气体燃料 气化或体积膨胀，由此使从所述储气罐内排出的所述气体燃料燃烧； 及
惰性气体供给部，向所述储气罐内送入惰性气体，
所述气体压缩部、所述气体加热器部、所述惰性气体供给部及所 述气体燃烧部容纳于壳体中。

6.  一种从储气罐中去除气体的气体去除方法，使用权利要求1至 4中任一项所述的气体去除设备从搭载于船舶并储存有气体燃料的储 气罐中去除气体，该气体去除方法的特征在于，具备以下工序：
将所述气体去除设备连接于所述船舶的储气罐；
利用所述气体加热器部对所述储气罐内的气体进行加热的同时利 用所述气体压缩部进行压缩，从而使该气体在所述储气罐内循环；
利用所述气体加热器部对所述气体进行加热而使其体积膨胀，由 此使从所述储气罐中被挤出的所述气体在所述气体燃烧部中燃烧并排 出至外部；及
向所述储气罐内送入惰性气体。

说明书气体去除设备、气体去除船、及从储气罐中去除气体的气体去除方法
技术领域
本发明涉及一种去除残留于储气罐中的气体燃料的气体去除设 备、气体去除船、及从储气罐中去除气体的气体去除方法。
背景技术
以往，在船舶中将重油和轻油作为燃料，但从环保的观点考虑， 近年来例如将LNG(液化天然气)等气体燃料作为燃料而使用的船舶 逐渐增加(例如参考专利文献1)。在这种船舶中，将气体燃料储存于 设置在船内或船上的储气罐中。当将气体燃料作为货物而搭载时，有 时将货物的一部分作为燃料而使用。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2010-23776号公报
发明的概要
发明要解决的技术课题
当为了进行定期检查和修理等而将这种船舶送入修船厂时，为了 确保针对焊接等使用火的作业的安全性，需要去除储气罐内的气体燃 料并将储气罐内替换成惰性气体，进一步优选将惰性气体替换成空气 (将这种处理适当地称为气体去除处理)。
为了对气体燃料的储气罐实施这种气体去除处理，需要使成为对 象的船舶配备用于将气体燃料作为燃料来推进船舶的设备、以及储气 罐内气体燃料的气体去除处理中所需的设备。因此，必须在船舶中确 保将气体燃料作为燃料而使用的船舶中并非始终需要的用于设置气体 去除处理用设备的空间，进而，显然为此也会耗费成本。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种在不产生 确保设置空间和成本上升等问题的情况下，能够进行从储气罐中去除 气体燃料的气体去除处理的气体去除设备、气体去除船、及从储气罐 中去除气体的气体去除方法。
用于解决技术课题的手段
本发明的第1方式所涉及的气体去除设备，其能够搭载于将气体 燃料作为燃料而使用的船舶且具有可移动性，其中，以下各部中的至 少一个容纳于壳体中：气体压缩部，压缩从所述船舶的储气罐内抽出 的气体；气体加热器部，对从所述船舶的所述储气罐内抽出的所述气 体进行加热；气体燃烧部，通过所述气体加热器部中的加热而使所述 气体燃料气化或体积膨胀，由此使从所述储气罐内排出的所述气体燃 料燃烧；及惰性气体供给部，向所述储气罐内送入惰性气体。
在这种气体去除设备中，一边压缩从储气罐中抽出的气体并使其 返回到储气罐中，一边对该气体进行加热，由此使残留于储气罐内的 气体燃料气化，且使储气罐的温度上升。并且，气化或体积膨胀的气 体中的一部分被送入气体燃烧部，进行燃烧并被排出。并且，若向储 气罐内送入惰性气体，则能够将储气罐内部替换成惰性气体。
在此，具备气体压缩部、气体加热器部、气体燃烧部及惰性气体 供给部中的至少一个即可，根据船舶侧的装备，能够设为将其一部分 除外的结构。储气罐例如为燃料储气罐。
这种所述气体压缩部、所述气体加热器部、所述惰性气体供给部 及所述气体燃烧部中的至少一个容纳于壳体中，由此使用配备于船舶 或港湾的起重机，能够将它们轻松地搭载于将气体燃料作为燃料而使 用的船舶上。
在此，气体压缩部、气体加热器部、惰性气体供给部及气体燃烧 部也可以一并容纳于一个壳体中，气体压缩部、气体加热器部、惰性 气体供给部及气体燃烧部也可以分别容纳于单独的所述壳体中。
当在船舶侧配备有能够担负气体去除设备的一部分功能的设备 时，将该设备以外的设备容纳于壳体中并搭载于船舶上即可。此时， 若将气体压缩部、气体加热器部、惰性气体供给部及气体燃烧部单独 容纳于壳体中，则仅选择容纳有所需设备的壳体并搭载于船舶上即可。
气体去除设备还可以具备向所述壳体喷射水的水喷射装置。由此， 能够冷却壳体来提高防火性能。在此，水优选通过泵等汲取船舶周围 的海水来使用。
并且，可以在所述壳体内具备气体检测装置，当所述气体检测装 置检测出气体时停止运转。由此，安全性得到提高。
本发明的第2方式所涉及的气体去除船具备：气体去除设备，从 将气体燃料作为燃料而使用的船舶的储气罐内去除气体燃料且具有可 移动性；及平底船，搭载有所述气体去除设备，且能够靠近所述船舶， 所述气体去除设备具备以下各部中的至少一个：气体压缩部，压缩从 所述储气罐内抽出的气体；气体加热器部，对从所述船舶的所述储气 罐内抽出的所述气体进行加热；气体燃烧部，通过所述气体加热器部 中的加热而使所述气体燃料气化或体积膨胀，由此使从所述储气罐内 排出的所述气体燃料燃烧；及惰性气体供给部，向所述储气罐内送入 惰性气体，所述气体压缩部、所述气体加热器部、所述惰性气体供给 部及所述气体燃烧部容纳于壳体中。作为这种平底船，优选驳船。
并且，本发明的第3方式所涉及的从储气罐中去除气体的气体去 除方法，其使用如上所述的气体去除设备从搭载于船舶并储存有气体 燃料的储气罐中去除气体，所述气体去除方法具备以下工序：将所述 气体去除设备连接于所述船舶的储气罐；利用所述气体加热器部对所 述储气罐内的气体进行加热的同时利用所述气体压缩部进行压缩，从 而使该气体在所述储气罐内循环；利用所述气体加热器部对所述气体 进行加热而使其体积膨胀，由此使从所述储气罐中被挤出的所述气体 在所述气体燃烧部中燃烧并排出至外部；及向所述储气罐内送入惰性 气体。
发明效果
根据本发明，无需在船舶侧配备气体去除设备，因此在不产生确 保设置空间和成本上升等问题的情况下，能够进行从储气罐中去除气 体燃料的气体去除处理。
附图说明
图1是表示构成本发明的一实施方式所涉及的气体去除设备的各 单元的立体图。
图2是表示将本发明的一实施方式所涉及的气体去除设备设置于 船舶上的状态的图。
图3是表示将本发明的一实施方式所涉及的气体去除设备搭载于 平底船上的变形例的图。
具体实施方式
以下，利用图1和图2对本发明的一实施方式所涉及的气体去除 设备、气体去除船、及从储气罐中去除气体的气体去除方法进行说明。
如图1、图2所示，气体去除设备10具备气体压缩单元(气体压 缩部)20、气体加热器单元(气体加热器部)30、气体燃烧单元(气 体燃烧部)40及惰性气体供给单元(惰性气体供给部)50。
气体压缩单元20在呈集装箱状的壳体21中具备压缩机22、驱动 压缩机22的驱动马达23、及控制驱动马达23的动作的控制盘24。在 壳体21中，分别以贯穿壳体21内外的方式设有连接于压缩机22的吸 入侧的吸入管25A、连接于压缩机22的吐出侧的吐出管26、及利用压 缩机22吸入惰性气体的惰性气体吸入管25B。
由于驱动马达23的防爆标准的安全性得到提高，因此优选。
气体加热器单元30在呈集装箱状的壳体31中具备气体加热器32、 及控制气体加热器32的动作的控制盘34。在壳体31中，分别以贯穿 壳体31内外的方式设有连接于气体加热器32的吸入侧的吸入管35、 及连接于气体加热器32的吐出侧的第一吐出管36A及第二吐出管 36B。
气体燃烧单元40在呈集装箱状的壳体41内具备气体燃烧炉42、 向气体燃烧炉42送入燃烧用空气的鼓风机43、及控制气体燃烧炉42 及鼓风机43的运转的控制盘44。在壳体41中，以贯穿壳体41内外的 方式设有向气体燃烧炉42送入气体的供气管45、及排出气体燃烧炉 42的废气的排气管46。
惰性气体供给单元50在呈集装箱状的壳体51中具备生成氮气或 二氧化碳等惰性气体的惰性气体生成器52、储存由惰性气体生成器52 生成的惰性气体的惰性气体储气罐53、及控制惰性气体生成器52及惰 性气体储气罐53的运转的控制盘54。在壳体51中，以贯穿其内外的 方式设有从惰性气体储气罐53中送出惰性气体的惰性气体送出管55。 在此，惰性气体生成器52例如可以使用由吸收器分离二氧化碳(CO2) 且通过深冷分离来分离氧并由此生成作为惰性气体的氮气的惰性气体 生成器、膜(薄膜)分离式、PSA法(变压吸附法)式的惰性气体生 成器等适当方式的惰性气体生成器。
气体压缩单元20、气体加热器单元30、气体燃烧单元40及惰性 气体供给单元50的壳体21、31、41、51均形成为具有能够通过船舶 或港湾所具备的起重机等起重设备来吊起移动的结构、大小、强度， 进一步为相对于进行容纳的设备未设置必要以上的余量的适当的尺 寸，更优选为最小尺寸。
集装箱状是指壳体21、31、41、51的外周构成由四边形形成的长 方体结构的形状。并且，若壳体21、31、41、51的周围被壁面包围， 则能够将壳体21、31、41、51的内部和外部的环境隔开，因此将壳体 21、31、41、51内部设为惰性气体气氛的防爆结构，或者具有截断从 外部进入的热量的效果，因此更优选。
并且，在气体压缩单元20、气体加热器单元30及气体燃烧单元 40的壳体21、31、41内具备气体检测装置27、37、47，当气体检测 装置27、37、47检测出气体泄漏时，向控制盘24、34、44输出异常 信号。当接收到异常信号时，控制盘24、34、44使各单元停止动作。
并且，在气体压缩单元20、气体加热器单元30、气体燃烧单元 40及惰性气体供给单元50的壳体21、31、41、51的外部上表面设有 向壳体21、31、41、51的外表面喷射水的水喷射装置28、38、48、58。 该水喷射装置28、38、48、58将通过未图示的泵汲取的海水从多个喷 嘴29、39、49、59向壳体21、31、41、51的上表面喷射。由此，能 够抑制各单元的温度上升并实现防火对策。
使用如上所述的气体去除设备10，在船舶100进入修船厂之前对 船舶100的气体燃料的储气罐110进行气体去除处理时，以如下流程 进行作业。
首先，通过船舶100的储气罐110所具备的泵111抽取储气罐110 内的气体燃料的液相。在抽取液体之后，储气罐110内的比泵111的 吸入口更靠下方的位置也会残留液体，因此将此通过气体去除设备10 来去除。
为此，利用起重机等吊起容纳于各壳体中的气体压缩单元20、气 体加热器单元30、气体燃烧单元40、惰性气体供给单元50，并设置于 船舶100的甲板112上。并且，在船舶100的储气罐110上，经由管 道91连接气体压缩单元20的吸入管25A，且经由管道92连接气体加 热器单元30的第一吐出管36A。并且，经由管道93连结气体压缩单 元20的吐出管26和气体加热器单元30的吸入管35。另外，经由管道 94连结气体加热器单元30的第二吐出管36B和气体燃烧单元40的供 气管45。而且，经由管道95连结惰性气体供给单元50的惰性气体送 出管55和气体压缩单元20的惰性气体吸入管25B。并且，在气体燃烧 单元40的排气管46上连接烟囱70。在此，气体压缩单元20、气体加 热器单元30、气体燃烧单元40及惰性气体供给单元50容纳于呈集装 箱状的壳体21、31、41、51中，因此可以在不妨碍管道和配管的连接 的范围内紧贴配置。并且，并不限于在气体压缩单元20的上部设置气 体加热器单元30等平面配置，也可以进行沿上下方向设置的立体配置。 因此，能够在甲板112上等有限的空间内适当地进行配置。
如此设置气体去除设备10的各单元之后，通过气体压缩单元20、 气体加热器单元30、气体燃烧单元40、惰性气体供给单元50的控制 盘24、34、44、54控制各单元的动作，由此如下执行气体去除处理。
首先，使气体压缩单元20的压缩机22、气体加热器单元30的气 体加热器32及气体燃烧炉42运转。由此，从管道91、及压缩机22的 吸入侧的吸入管25A吸入储气罐110内的气体燃料的气相部分的气体， 利用压缩机22压缩该气体之后，经吐出管26、管道93及吸入管35送 入气体加热器32中。在气体加热器32中，对利用该压缩机22压缩的 气体进行加热，使其气化。经加热而气化的气体经由第一吐出管36A、 管道92返回到储气罐110内。若持续进行上述动作，则储气罐110内 的气体经过气体压缩单元20的压缩机22和气体加热器单元30的气体 加热器32而循环，从而逐渐被加热。由此，残留于储气罐110内的气 体燃料的液相成分逐渐气化。
通过气体燃料的气化，其体积增大，因此与该体积增大相应的量 的气体燃料从气体加热器单元30的气体加热器32通过第二吐出管 36B、管道94、供气管45送入气体燃烧单元40中。
在气体燃烧单元40中，将从气体加热器单元30送入的气体燃料 与通过鼓风机43从外部吸进的空气在气体燃烧炉42内进行混合，并 使其燃烧。在气体燃烧炉42中通过气体燃料的燃烧而产生的废气通过 排气管46、烟囱70排出至外部。
通过持续进行上述处理，储气罐110内的气体燃料气化，逐渐从 储气罐110内被去除。并且，储气罐110的温度也会上升。
并且，之后，将在惰性气体供给单元50的惰性气体生成器52中 生成的惰性气体从惰性气体储气罐53经过惰性气体送出管55、管道 95、气体压缩单元20的惰性气体吸入管25B送入压缩机22中。在压 缩机22中，压缩所送入的惰性气体(当在惰性气体生成器52中生成 的惰性气体具有所需压力时，也可以不进行压缩机22中的惰性气体的 压缩)经过气体加热器单元30(当在惰性气体生成器52中生成的惰性 气体具有所需温度时，也可以不进行气体加热器单元30中的惰性气体 的加热)送入储气罐110内。若如此送入惰性气体，则残留于储气罐 110内的气体燃料的气相成分被挤出。通过持续进行这种惰性气体向储 气罐110内的送入，储气罐110内由气体燃料替换成惰性气体。在此， 使通过惰性气体从储气罐110中被挤出的气体燃料如上述那样在气体 燃烧单元40中燃烧。
之后，还可以再将储气罐110内的惰性气体以空气替换。
如上所述，通过在船舶100上搭载气体去除设备10，在不具备进 行气体去除处理的设备的船舶100中，也能够通过搭载气体去除设备 10来去除储气罐110内的气体燃料。由此，在不产生确保设置空间和 成本上升等问题的情况下，能够在船舶100侧进行气体燃料的储气罐 110中的气体去除处理。
并且，由于气体压缩单元20、气体加热器单元30、气体燃烧单元 40及惰性气体供给单元50等各设备分别容纳于壳体21、31、41、51 中，因此能够将壳体21、31、41、51设为防爆结构。
而且，气体压缩单元20、气体加热器单元30、气体燃烧单元40 及惰性气体供给单元50分别具备壳体21、31、41、51，由此能够利用 起重机等轻松地进行操作。
然而，在上述实施方式中，气体去除设备10设为具备气体压缩单 元20、气体加热器单元30、气体燃烧单元40及惰性气体供给单元50 的结构，但无需一定要将其全部搭载于船舶100上。例如，当在船舶 100侧预先使用压缩机时，将除气体压缩单元20以外的气体加热器单 元30、气体燃烧单元40及惰性气体供给单元50作为气体去除设备10 而搭载于船舶100上。并且，当船舶100不具备惰性气体产生设备时， 将除惰性气体供给单元50以外的上述气体去除设备10搭载于船舶100 上。除此以外，还可以根据船舶100侧所配备的设备，将除气体去除 设备10的一部分单元以外的设备搭载于船舶100上。
在上述实施方式的气体去除设备10中，气体压缩单元20、气体 加热器单元30、气体燃烧单元40、惰性气体供给单元50按功能被单 元化，因此能够根据船舶100侧的装备，选择所需最小限度的单元来 进行搭载。
并且，在上述实施方式中，将气体去除设备10设为具备气体压缩 单元20、气体加热器单元30、气体燃烧单元40及惰性气体供给单元 50的结构，但也可以将这些设为一体的单元。此时，如上所述，当船 舶100侧具备气体去除设备10功能的一部分时，在气体去除设备10 中也可以不让一部分功能起作用。
总之，在上述实施方式中例示的本发明为如下液化气体船的气体 去除方法：将容纳于壳体中的具有可移动性的气体去除设备10搭载于 船舶100的甲板112上，并将气体去除设备10和船舶100侧的液化气 体燃料配管系统连接，由此去除液化气体燃料配管系统内的液化气体。
(变形例)
在上述实施方式中，将构成气体去除设备10的气体压缩单元20、 气体加热器单元30、气体燃烧单元40及惰性气体供给单元50分别通 过起重机搭载于船舶100的甲板112上，但对此，也可以如图3所示， 通过在驳船(平底船)200的甲板201上搭载这些气体压缩单元20、 气体加热器单元30、气体燃烧单元40及惰性气体供给单元50来构成 气体去除船。此时，可以与图2所示的结构同样地预先连接好构成气 体去除设备10的各单元。
并且，当进行气体燃料的气体去除处理时，使驳船200靠近该船 舶100，经由管道91将驳船200上的气体去除设备10的气体压缩单元 20与船舶100的储气罐110连接，且经由管道92将气体加热器单元 30与船舶100的储气罐110连接，从而执行上述实施方式所示的气体 去除处理。
符号说明
10-气体去除设备，20-气体压缩单元(气体压缩部)，21、31、41、 51-壳体、22-压缩机，23-驱动马达，24、34、44、54-控制盘、25A-吸 入管、25B-惰性气体吸入管、26-吐出管，27、37、47-气体检测装置， 28、38、48、58-水喷射装置，29、39、49、59-喷嘴、30-气体加热器 单元(气体加热器部)、32-气体加热器、35-吸入管、36A-第一吐出管、 36B-第二吐出管、40-气体燃烧单元(气体燃烧部)、42-气体燃烧炉、 43-鼓风机、45-供气管、46-排气管、50-惰性气体供给单元(惰性气体 供给部)、52-惰性气体生成器，53-惰性气体储气罐、55-惰性气体送 出管、70-烟囱、100-船舶、110-储气罐、111-泵、200-驳船(平底船)。