船舶用流量計の適用場所

船舶の運航において、流量計はシステムの安定した運転、排出基準への適合、コスト管理を確実にするための重要な監視装置です。その用途は、動力系統、推進系統、バラスト系統、消火設備などの主要システムにわたります。これらのシステムはそれぞれ異なる運転条件を持つため、流量計の種類選定および設置位置に特定の要求が生じます。本稿では、船舶内の各種主要分野における流量計の適用場所を体系的に解説し、業界標準および実際の運航状況と照らしてその価値を明らかにすることで、船舶の運航・保守および機器選定の参考となる情報を提供します。

1. 主な動力系統：主機回路における流量監視の核心領域。

船の「動力源」として、主機関は燃料供給、潤滑保護、温度制御において正確な流量監視に依存しており、媒体の異常供給による出力低下や部品摩耗などの故障を防いでいます。以下は、主機関の関連回路における流量計の主要な適用部位です。

1.1 主機関燃料供給回路 主な設置ポイントは、燃料タンク出口から主機関用燃料ポンプまでのメインパイプライン、燃料フィルターの入出口、および燃料噴射ポンプの入口です。ここでは、「船舶用燃料コリオリ質量流量計給油システムの技術要件」に適合する燃料流量計を選択する必要があります。その主な機能は燃料供給流量をリアルタイムで監視し、各シリンダーへの均一な燃料供給を確保するとともに、燃料消費量の統計および動力効率計算のための正確なデータを提供することです。この監視により、燃料供給不足による主機関の出力低下、あるいは過剰供給による燃料の浪費や過剰排出を効果的に防止します。

1.2 主機関潤滑油循環回路 これには、潤滑油ポンプの吐出口、潤滑油クーラーの入出⼝、潤滑油フィルターの入出⼝、および主機関の各潤滑点における分岐パイプラインが含まれます。潤滑油流量計は、循環する潤滑油の流量を監視するために使用され、主機関のクランクシャフト、コンロッド、シリンダライナーなどの重要な可動部に十分な潤滑が行われることを確保し、潤滑油の流量不足による乾燥摩擦損傷を防ぎます。さらに、流量の変化は、潤滑油ラインの詰まりやオイルポンプの故障などの問題を予測するのに役立ちます。

1.3 主機関冷却水回路 淡水冷却回路と海水冷却回路に分かれている。淡水冷却回路では、淡水ポンプの吐出側、主機関シリンダライナ冷却水回路の流入・流出側、および中間冷却器冷却水回路の流入・流出側に電磁式流量計が設置されている。海水冷却回路では、海水ポンプの吐出側、淡水クーラーの海水側の流入・流出口、および潤滑油クーラーの海水側の流入・流出口に設置されている。これらの装置は冷却水の流速および流量を監視し、主機関各部品の温度を適正範囲内に保ち、冷却流量不足による主機関の過熱を防止するとともに、冷却管の漏れや熱交換器の詰まりなどの故障を早期に検出することを目的としている。

2. 推進システム：推力出力を確保するための潤滑および冷却の監視。

推進システムは船の速度と推力を直接決定し、その主要部品（プロペラシャフト、ウォータジェット推進システム）の潤滑および冷却が運航の安定性に直接影響します。このシステムにおける流量計の適用は、潤滑剤および冷却媒体の流量制御に重点を置いており、具体的には以下の部位に設置されます。

2.1 プロペラシャフトの潤滑・冷却回路 ：プロペラシャフトのテールチューブ潤滑システムでは、潤滑油の循環流量を監視するために油流量計が設置され、テールシャフトと軸受間の十分な潤滑を確保し、シャフトの摩耗や固着を防止します。水冷式テールチューブを採用している場合は、冷却効果を確保するため、冷却水の入口および出口にも流量計を設置する必要があります。

2.2 ウォータジェット推進システム回路：ウォータジェット推進船においては、 流量計はウォータジェット推進ポンプの入口、ノズル出口、または冷却水回路に設置され、流入流量、ジェット流量、および冷却水の流速を監視することで、推進システムの安定した推力出力を確保し、推進ポンプのキャビテーションや異常な流量による機器の過熱を防止します。

3. 補助電源システム：補機（発電機）の安定運転を確保すること。

補機（ディーゼル発電機）は船舶の電力供給の中心であり、その運転の安定性は船上のすべての電気設備の正常な動作に直接影響します。主機関と同様に、補機の流量監視は燃料供給、潤滑油の循環、および冷却回路に重点を置いています。主な設置場所と機能は以下の通りです。

3.1 補機燃料供給回路 補助エンジンの燃料ポンプへの燃料タンクからのパイプライン、燃料フィルターの入口および出口には、燃料流量計が装備されており、補助エンジンの燃料消費量および供給流量を監視し、補助エンジンの安定した出力の維持と船舶全体のエネルギー消費統計のためのデータ提供を行います。

3.2 補助エンジン潤滑油循環回路 潤滑油ポンプの出口、潤滑油クーラーおよびフィルターの入口・出口には、潤滑油流量計が設置され、補助エンジンのすべての可動部への十分な潤滑を確保するとともに、潤滑油システムの故障を予測可能にします。

3.3 補助エンジン冷却回路 淡水冷却回路では、淡水ポンプの出口、インターコoler、シリンダライナー冷却水の入口・出口、海水冷却回路では海水ポンプの出口および熱交換器の海水側の入口・出口に流量計が設置され、冷却流量を監視して補助エンジンの過熱を防止します。

4. バラスト水システム：適合した排水および航行安定性のための流量制御

バラスト水システムは、船舶の喫水と浮力を調整することで航行の安全性を確保し、特に無荷重および半荷重状態において重要な役割を果たします。国際海事機関（IMO）のバラスト水管理条約への適合要件に従い、流量計は主に以下の場所に設置されます。

4.1 バラストポンプの吸入および吐出配管 ：バラスト水の注入および排出流量を監視し、各バラストタンクへの給水または排水を正確に制御することで、バラスト水の不適切な調整による船体の傾きや安定性不足を回避します。また、流量データはバラストポンプの運転状態や配管内の詰まり・漏れの有無を判断するためにも使用できます。

4.2 バラスト水処理装置配管 国際海事機関（IMO）のバラスト水管理条約の要件に従い、船舶はバラスト水処理装置を装備していなければなりません。処理プロセス中の水流を監視し、処理装置が設計パラメータに従って動作することを確認し、バラスト水の排出が基準を満たすことを保証し、海洋環境を汚染しないようにするために、処理装置の入口、出口および排水口に流量計を設置する必要があります。

5. 防火システム：緊急時における媒体供給の監視と確保

船舶の消火システムは、水消火および泡消火を含むいくつかのサブシステムに分かれています。緊急の火災発生時において、消火剤の供給量が十分であるかどうかが、消火効果を直接的に左右します。このシステムにおける流量計の主な役割は、媒体の流量を監視し、異なる区域の消火ニーズが満たされるようにすることです。具体的な設置場所としては以下の通りです。

5.1 消防ポンプ吐出側の本管および分岐管 ：消防用水の流量計を設置して、消防用水の吐出流量を監視し、機関室、貨物室、甲板など、各区域の消火ニーズが満たされるようにします。同時に、流量の変化から、消火用配管が詰まりなく流通しているか、および消防ポンプが正常に作動しているかを判断できます。

5.2 泡消火システムの配管：設置 泡液貯蔵タンクの出口および泡混合器の入口・出口に流量計を設置し、泡液の供給流量および泡混合比を監視することで、泡消火の有効性を確保し、泡液流量の不足や混合比の不適切さによる消火失敗を回避します。

6. 生活用水および飲料水システム：資源管理および環境排出モニタリング

生活用水および飲料水システムは、乗組員の生活環境および海洋環境規制への適合性と直接的に関係しています。タービン流量計は主に、淡水製造、飲料水供給、廃水排出における流量監視に使用され、資源の合理的な管理および法令順守に基づく排出を実現します。具体的な設置場所：

6.1 淡水化装置の入口および出口配管： タービン式流量計は、船舶のウォーターメーカー（海水淡水化装置）の海水取り入れ口および真水排出口に設置され、海水処理量と真水生産量を監視し、ウォーターメーカーの作業効率を評価するとともに、乗組員の生活用水需要を満たすための真水生産が確保されるようにします。

6.2 飲料水貯蔵タンクの出口および給水管 ：飲料水の流量計を設置して、飲料水の供給流量および消費量を監視し、水资源の管理を容易にし、無駄を回避するとともに、給水管の漏れを早期に検出できるようにします。

6.3 生活雑排水処理システム配管 ： 電磁流量計は、生活雑排水貯留槽の吐出口、汚水処理装置の流入口および流出口、および放流口に設置され、処理された汚水量および放流水量を監視することで、汚水処理システムが仕様に従って運転されていること、また放出される汚水が海洋環境保護基準を満たしていることを確保します。

7. その他の補助システム：特定機能を持つ交通適応モニタリング

主要システムに加えて、船舶用空調、蒸気、不活性ガスなどの補助システムについても、機能要件に応じて流量計を装備する必要があり、特定機能の安定した実行を確保します。具体的な適用例は以下のとおりです。

7.1 空調および換気システム ：設置 空調冷却水回路および冷凍水回路のポンプ吐出側、ならびに熱交換器の流入・流出側に流量計を設置し、冷却水／冷凍水の流量を監視することで、空調システムの冷却／加熱効果を確保し、異常な流量による熱交換器の効率低下や機器損傷を防止します。

7.2 蒸気システム（貨物船／クルーズ船など）：蒸気ボイラーを搭載する船舶においては、 ボイラー給水管および蒸気排出管に流量計を設置し、ボイラーへの給水および蒸気の排出量を監視することで、ボイラー水位の安定と十分な蒸気供給を確保するとともに、ボイラー効率計算のためのデータを提供します。

7.3 不活性ガスシステム（タンカー用） タンカーの不活性ガスシステムは、貨物油タンク内に可燃性ガスが爆発するのを防ぐために不活性ガスでタンクを満たすために使用されます。流量計は不活性ガス発生装置の出口および不活性ガス供給パイプラインに設置されており、不活性ガスの供給流量を監視し、タンク内の不活性ガス濃度が安全基準を満たしていることを確認します。

概要する

船舶における流量計の使用は、「電力の安定性、航行の安全性、環境規制への適合、効率的な運転および保守」に重点を置いており、主機関設備から補助的な生活システムに至るまで、サプライチェーン全体にわたる重要な配管をカバーしています。業界標準と実際の運転条件を組み合わせることで、設置場所ごとに適切な流量計を選定するには、媒体の特性（燃料油、潤滑油、海水など）、圧力および温度条件、精度要件、設置環境などを慎重に検討する必要があります。例えば、燃料油の計測にはコリオリ質量流量計またはタービン式流量計が好まれます。導電性の不純物を含む媒体や海水には電磁流量計が適しています。超音波流量計は大口径の配管に使用できます。適切な設置位置と流量計の選定は、船舶のライフサイクル全体にわたり安全かつ効率的な運転を確保するために極めて重要です。