JP2001251875A - 液化ガスタンカーの冷熱発電装置 - Google Patents
液化ガスタンカーの冷熱発電装置Info
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Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 液化ガスタンカーの冷熱の有効利用を図る。
【解決手段】 液化ガスタンカー１の液化ガス貯蔵タン
ク２の保冷層３の外面を多数の熱電変更固体素子４で被
覆し、固体素子同士をリード線５で連結し、リード線端
末を負荷に接続して冷熱発電を行う。
ク２の保冷層３の外面を多数の熱電変更固体素子４で被
覆し、固体素子同士をリード線５で連結し、リード線端
末を負荷に接続して冷熱発電を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液化ガスタンカー、
特にＬＮＧタンカーの貯蔵タンクの冷熱を利用した発電
装置に関する。
特にＬＮＧタンカーの貯蔵タンクの冷熱を利用した発電
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＮＧはメタンガスを主成分とする天然
ガスを圧縮冷却して液状にしたもので、沸点は成分にも
よるが−１６３℃程度である。このような極低温のＬＮ
Ｇをタンカーで輸送するには種々の困難が伴うが、１９
６９年にスエーデンでＧＴ（ガストランスポート）型の
ＬＮＧ船が就航しており、１９７１年にはＴＺ（テクニ
ガス）型がフランスで生まれている。球型タンク方式
（モス型）のタンカーは１９７３年にノルウェーで建造
され、日本ではこの型のタンカーが１９８１年に建造さ
れている。
ガスを圧縮冷却して液状にしたもので、沸点は成分にも
よるが−１６３℃程度である。このような極低温のＬＮ
Ｇをタンカーで輸送するには種々の困難が伴うが、１９
６９年にスエーデンでＧＴ（ガストランスポート）型の
ＬＮＧ船が就航しており、１９７１年にはＴＺ（テクニ
ガス）型がフランスで生まれている。球型タンク方式
（モス型）のタンカーは１９７３年にノルウェーで建造
され、日本ではこの型のタンカーが１９８１年に建造さ
れている。
【０００３】大型のＬＮＧタンカーを分類すると貯蔵タ
ンクが自立している自立型と船室をタンクとして内部に
ステンレスの薄板のメンブレンを張ったメンブレン型に
分けられる。さらに、自立型は球型（モス型）と角形
（ＳＰＢ型）に分けられ、完全疲労限度解析を行ったＩ
ＭＯタイプＢの認定を受けたものが主流になっている。
いずれのタイプを採用するにしても、極低温のＬＮＧを
輸送するにはタンクの保冷が非常に重要である。保冷層
は通常ポリフェノールフォームやポリウレタンフォーム
のパネルをタンクに取り付けたスタッドボルトで固定し
て形成している。
ンクが自立している自立型と船室をタンクとして内部に
ステンレスの薄板のメンブレンを張ったメンブレン型に
分けられる。さらに、自立型は球型（モス型）と角形
（ＳＰＢ型）に分けられ、完全疲労限度解析を行ったＩ
ＭＯタイプＢの認定を受けたものが主流になっている。
いずれのタイプを採用するにしても、極低温のＬＮＧを
輸送するにはタンクの保冷が非常に重要である。保冷層
は通常ポリフェノールフォームやポリウレタンフォーム
のパネルをタンクに取り付けたスタッドボルトで固定し
て形成している。
【０００４】保冷は十分に行ったとしても、外部からの
入熱があり、貯蔵しているＬＮＧの一部が蒸発して蒸発
熱が入熱とバランスしている。このように蒸発した天然
ガスはＢＯＧと呼ばれ、ボイラに送られて水蒸気を発生
させる。水蒸気は主機関である蒸気タービンに送られプ
ロペラを駆動する。なお、主機関としてディーゼルエン
ジンを使用し、ＢＯＧは再液化して貯蔵タンクに戻すこ
とも行われている。ＢＯＧを減少させるためには保冷層
を厚くすればよいが、そうすると貯蔵タンクが小さくな
り、輸送量が減少してしまうので、厚さにも限度があ
る。
入熱があり、貯蔵しているＬＮＧの一部が蒸発して蒸発
熱が入熱とバランスしている。このように蒸発した天然
ガスはＢＯＧと呼ばれ、ボイラに送られて水蒸気を発生
させる。水蒸気は主機関である蒸気タービンに送られプ
ロペラを駆動する。なお、主機関としてディーゼルエン
ジンを使用し、ＢＯＧは再液化して貯蔵タンクに戻すこ
とも行われている。ＢＯＧを減少させるためには保冷層
を厚くすればよいが、そうすると貯蔵タンクが小さくな
り、輸送量が減少してしまうので、厚さにも限度があ
る。
【０００５】ボイルオフ率は保冷の設計条件、外気の平
均気温などにより異なるが通常０．１２〜０．２５％／
日である。
均気温などにより異なるが通常０．１２〜０．２５％／
日である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように液化ガスタ
ンカーでは貯蔵タンク内の液化ガス（ＬＮＧ、ＬＰＧ
等）は極低温なので外部からの入熱があり、必然的にＢ
ＯＧが発生する。発生したＢＯＧは燃料として用いた
り、再液化して貯蔵タンクに戻したりするが、外部から
の入熱、すなわち、冷熱そのものを利用することはなか
った。ＬＮＧ貯蔵タンクでは保冷層の外面でも−４０℃
にもなり、外部との温度差も６０℃もあるのでこれを利
用すれば発電を行うことができる。
ンカーでは貯蔵タンク内の液化ガス（ＬＮＧ、ＬＰＧ
等）は極低温なので外部からの入熱があり、必然的にＢ
ＯＧが発生する。発生したＢＯＧは燃料として用いた
り、再液化して貯蔵タンクに戻したりするが、外部から
の入熱、すなわち、冷熱そのものを利用することはなか
った。ＬＮＧ貯蔵タンクでは保冷層の外面でも−４０℃
にもなり、外部との温度差も６０℃もあるのでこれを利
用すれば発電を行うことができる。
【０００７】本発明は従来技術のかかる問題点に鑑み案
出したもので、液化ガスタンカーの貯蔵タンクの冷熱を
利用して発電を行う液化ガスのタンカーの冷熱発電装置
を提供することを目的とする。
出したもので、液化ガスタンカーの貯蔵タンクの冷熱を
利用して発電を行う液化ガスのタンカーの冷熱発電装置
を提供することを目的とする。
【０００８】上記目的を達成するため本発明の液化ガス
タンカーの冷熱発電装置は液化ガスタンカーの液化ガス
貯蔵タンクの保冷層の外面を多数の熱電変換固体素子で
被覆し、個体素子同士をリード線で連結し、リード線の
端末を負荷に接続して冷熱発電を行うものである。
タンカーの冷熱発電装置は液化ガスタンカーの液化ガス
貯蔵タンクの保冷層の外面を多数の熱電変換固体素子で
被覆し、個体素子同士をリード線で連結し、リード線の
端末を負荷に接続して冷熱発電を行うものである。
【０００９】液化ガスはＬＰＧ等でもよいが温度差を大
きく取れる点でＬＧＮであるのが好ましい。
きく取れる点でＬＧＮであるのが好ましい。
【００１０】次に本発明の作用を説明する。従来利用し
ていなかった液化ガスの冷熱で発電を行うものである。
熱電変換個体素子は熱電対をパワーフルにしたような
もので、素子の一方の面（低温面）を低温状態に保ち、
他方の面（高温面）を高温状態に保ってリード線から電
流を取り出すものである。この熱電変換個体素子の低温
面を液化ガス貯蔵タンクの保冷層の外面に貼付して、外
面全体を被覆すると、高温面は外気に曝され、２つの面
の間に温度差があるのでリード線から電流が取り出せ
る。１個１個の個体素子で取り出せる電流は小さく、電
圧は低いので、個体素子同士のリード線を直列および並
列に接続して実用的な高い電圧と大きな電流を得るよう
にする。これを負荷に接続することにより電気エネルギ
ーを利用することができる。
ていなかった液化ガスの冷熱で発電を行うものである。
熱電変換個体素子は熱電対をパワーフルにしたような
もので、素子の一方の面（低温面）を低温状態に保ち、
他方の面（高温面）を高温状態に保ってリード線から電
流を取り出すものである。この熱電変換個体素子の低温
面を液化ガス貯蔵タンクの保冷層の外面に貼付して、外
面全体を被覆すると、高温面は外気に曝され、２つの面
の間に温度差があるのでリード線から電流が取り出せ
る。１個１個の個体素子で取り出せる電流は小さく、電
圧は低いので、個体素子同士のリード線を直列および並
列に接続して実用的な高い電圧と大きな電流を得るよう
にする。これを負荷に接続することにより電気エネルギ
ーを利用することができる。
【００１１】
【発明実施の形態】以下本発明の１実施形態について図
面を参照しつつ説明する。
面を参照しつつ説明する。
【００１２】図１は本発明の冷熱発電装置を搭載した液
化ガス（ＬＮＧ）タンカ−の側面図であり、４個の角型
の貯蔵タンクを有している。図において、１はＬＮＧタ
ンカーである。２はＬＮＧ貯蔵タンクで、保冷層３によ
り覆われている。４は熱電変換固体素子で、保冷層３の
外面に貼付され、全面を被覆している。５はリード線で
ある。
化ガス（ＬＮＧ）タンカ−の側面図であり、４個の角型
の貯蔵タンクを有している。図において、１はＬＮＧタ
ンカーである。２はＬＮＧ貯蔵タンクで、保冷層３によ
り覆われている。４は熱電変換固体素子で、保冷層３の
外面に貼付され、全面を被覆している。５はリード線で
ある。
【００１３】熱電変換固体素子は図２に示すような外形
をしており、上下の面がそれぞれ高温面および低温面と
なっており、低温面を保冷層３の外面に貼付し、高温面
は外気に曝されるようになっている。
をしており、上下の面がそれぞれ高温面および低温面と
なっており、低温面を保冷層３の外面に貼付し、高温面
は外気に曝されるようになっている。
【００１４】熱電変換個体素子４の原理は、ゼーベック
効果による。ゼーベック効果を利用した熱電変換固体素
子は、図３に示すようにｎ型半導体とｐ型半導体を並べ
て設け、その両面に熱伝導率の高い金属を図のように貼
付し一方を高温Ｔh とし、他方を低温Ｔc とすると２つ
の半導体内を熱が流れ、図の外部負荷抵抗Ｒに電流が流
れるものである。外部負荷抵抗Ｒにおける出力Ｗは、Ｗ
＝Ｉ2 Ｒであり、熱源から与えられているエネルギーの
比が熱電変換効率ｎとして与えられる。熱接触部ａで吸
収されるエネルギーは、Ｑh ＝αＩＴh であり、半導体
内の伝熱により熱接触部ａから冷接触部ｂへ運ばれる熱
エネルギーは、Ｑk ＝Ｋ（Ｔh −Ｔc ）であり、半導体
内の内部抵抗により発生するジュール熱Ｑy ＝Ｉ2 ｒの
半分が熱接触点に流れるとすれば熱電変換効率ｎは、ｎ
＝Ｉ2 Ｒ／（Ｑh ＋Ｑk ＋Ｑy ／２）である。熱電変換
個体素子４は、可動部がなく、小型軽量で、他のエネル
ギー変換率に比べると出力密度が大きいなど、優れた特
徴をもっており実用性の高い技術であるといえる。しか
し、使用する熱電材料の半導体はまだ開発途中にあり、
現状では熱電変換効率は５〜１２％である。熱電変換の
技術革新には、材料の飛躍的な性能向上が不可欠であ
る。そのため先進材料プロセスによる材料のミクロ構造
制御、量子サイズ効果や量子井戸構造をもつ新材料の創
製、新規材料の探索などについて研究が精力的になされ
ている。
効果による。ゼーベック効果を利用した熱電変換固体素
子は、図３に示すようにｎ型半導体とｐ型半導体を並べ
て設け、その両面に熱伝導率の高い金属を図のように貼
付し一方を高温Ｔh とし、他方を低温Ｔc とすると２つ
の半導体内を熱が流れ、図の外部負荷抵抗Ｒに電流が流
れるものである。外部負荷抵抗Ｒにおける出力Ｗは、Ｗ
＝Ｉ2 Ｒであり、熱源から与えられているエネルギーの
比が熱電変換効率ｎとして与えられる。熱接触部ａで吸
収されるエネルギーは、Ｑh ＝αＩＴh であり、半導体
内の伝熱により熱接触部ａから冷接触部ｂへ運ばれる熱
エネルギーは、Ｑk ＝Ｋ（Ｔh −Ｔc ）であり、半導体
内の内部抵抗により発生するジュール熱Ｑy ＝Ｉ2 ｒの
半分が熱接触点に流れるとすれば熱電変換効率ｎは、ｎ
＝Ｉ2 Ｒ／（Ｑh ＋Ｑk ＋Ｑy ／２）である。熱電変換
個体素子４は、可動部がなく、小型軽量で、他のエネル
ギー変換率に比べると出力密度が大きいなど、優れた特
徴をもっており実用性の高い技術であるといえる。しか
し、使用する熱電材料の半導体はまだ開発途中にあり、
現状では熱電変換効率は５〜１２％である。熱電変換の
技術革新には、材料の飛躍的な性能向上が不可欠であ
る。そのため先進材料プロセスによる材料のミクロ構造
制御、量子サイズ効果や量子井戸構造をもつ新材料の創
製、新規材料の探索などについて研究が精力的になされ
ている。
【００１５】次に本実施形態の作用を説明する。
【００１６】熱電変換個体素子４の低温面を液化ガス貯
蔵タンク２の保冷層３の外面に貼付して外面全体を被覆
すると、高温面は外気に曝され、２つの面の間に温度差
があるのでリード線５から電流が取り出せる。１個１個
の固体素子４で取り出せる電流は小さく、電圧は低いの
で、固体素子４同士のリード線５を直列および並列に接
続して実用的な高い電圧と大きな電流を得るようにす
る。これを負荷Ｒに接続することにより電気エネルギー
を利用することができる。
蔵タンク２の保冷層３の外面に貼付して外面全体を被覆
すると、高温面は外気に曝され、２つの面の間に温度差
があるのでリード線５から電流が取り出せる。１個１個
の固体素子４で取り出せる電流は小さく、電圧は低いの
で、固体素子４同士のリード線５を直列および並列に接
続して実用的な高い電圧と大きな電流を得るようにす
る。これを負荷Ｒに接続することにより電気エネルギー
を利用することができる。
【００１７】ＬＮＧタンク２の保冷層３の外面での温度
は−４０℃で、外気は２０℃とすると温度差は６０℃に
もなるので、熱電変換個体素子４による発電が可能であ
り、発電された電気は船体各部の電源として利用するこ
とができる。また逆に個体素子４に電気を送ることによ
り、冷却効果（ベルチェ効果）が得られるので、保冷層
３の厚さを減ずることも可能である。
は−４０℃で、外気は２０℃とすると温度差は６０℃に
もなるので、熱電変換個体素子４による発電が可能であ
り、発電された電気は船体各部の電源として利用するこ
とができる。また逆に個体素子４に電気を送ることによ
り、冷却効果（ベルチェ効果）が得られるので、保冷層
３の厚さを減ずることも可能である。
【００１８】
【実施例】以下本発電装置を実船に採用した場合どの程
度の発電が可能になるかを試算しした。ＬＮＧタンカー
の積載量を１３５，０００ｍ3 とし、ボイルオフ率を
０．１５％／日とすると、ＬＮＧの密度ρは０．４５で
あるから、ＢＯＧは９１．１３ｔ／日である。ＬＮＧの
蒸発潜熱は５１０ｋｊ／ｋｇであるから、貯蔵タンクに
侵入する熱の仕事当量Ａは、Ａ＝９１．１３×１０００
×５１０／（３６００×２４）＝５３７．９ｋｗであ
る。変換効率を８％とすると、発電可能な電力Ｂは、Ｂ
＝５３７．９×０．０８＝４３ｋｗである。このように
発電することにより、外部から流入する熱量が減少する
ので保冷効果もある。
度の発電が可能になるかを試算しした。ＬＮＧタンカー
の積載量を１３５，０００ｍ3 とし、ボイルオフ率を
０．１５％／日とすると、ＬＮＧの密度ρは０．４５で
あるから、ＢＯＧは９１．１３ｔ／日である。ＬＮＧの
蒸発潜熱は５１０ｋｊ／ｋｇであるから、貯蔵タンクに
侵入する熱の仕事当量Ａは、Ａ＝９１．１３×１０００
×５１０／（３６００×２４）＝５３７．９ｋｗであ
る。変換効率を８％とすると、発電可能な電力Ｂは、Ｂ
＝５３７．９×０．０８＝４３ｋｗである。このように
発電することにより、外部から流入する熱量が減少する
ので保冷効果もある。
【００１９】本発明は以上述べた実施形態や実施例に限
られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変更が可能である。たとえば、本実施形態ではＬＮ
Ｇタンカーについて説明したが、ＬＰＧタンカーでもよ
いし、アンモニヤ等の他のケミカルガスタンカーであっ
てもよい。
られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変更が可能である。たとえば、本実施形態ではＬＮ
Ｇタンカーについて説明したが、ＬＰＧタンカーでもよ
いし、アンモニヤ等の他のケミカルガスタンカーであっ
てもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように本発明の液化ガスタン
カーの冷熱発電装置は液体ガスタンカーの貯蔵タンクの
冷熱を熱電変換固体素子により電気エネルギーとして回
収し利用するようにしたので、可動部分がなくメンテナ
ンスが容易であり、素子は小型軽量なのでタンカーの貯
蔵容量が減少することがないなどの優れた効果を有す
る。
カーの冷熱発電装置は液体ガスタンカーの貯蔵タンクの
冷熱を熱電変換固体素子により電気エネルギーとして回
収し利用するようにしたので、可動部分がなくメンテナ
ンスが容易であり、素子は小型軽量なのでタンカーの貯
蔵容量が減少することがないなどの優れた効果を有す
る。
【図１】本発明の冷熱発電装置を搭載したＬＮＧタンカ
ーの側面図である。
ーの側面図である。
【図２】熱電変換固体素子の外形図である。
【図３】熱電変換固体素子の原理図である。
１ 液化ガス（ＬＮＧ）タンカー ２ 貯蔵タンク ３ 保冷層 ４ 熱電変換固体素子 ５ リード線
Claims (3)
- 【請求項１】 液化ガスタンカーの液化ガス貯蔵タンク
の冷熱を利用して発電することを特徴とする液化ガスタ
ンカーの冷熱発電装置。 - 【請求項２】 液化ガスタンカーの液化ガス貯蔵タンク
の保冷層の外面を多数の熱電変換固体素子で被覆し、固
体素子同士をリード線で連結し、リード線端末を負荷に
接続して冷熱発電を行うことを特徴とする液化ガスタン
カーの冷熱発電装置。 - 【請求項３】 液化ガスはＬＮＧである請求項１記載の
液化ガスタンカーの冷熱発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000056446A JP2001251875A (ja) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | 液化ガスタンカーの冷熱発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000056446A JP2001251875A (ja) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | 液化ガスタンカーの冷熱発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001251875A true JP2001251875A (ja) | 2001-09-14 |
Family
ID=18577393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000056446A Pending JP2001251875A (ja) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | 液化ガスタンカーの冷熱発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001251875A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011000492A1 (de) * | 2011-02-03 | 2012-08-09 | Samson Ag | Flüssiggastank mit einer Stromversorgungseinrichtung für elektrische Einrichtungen und Verfahren zur Stromerzeugung einer elektrischen Einrichtung |
| KR101349281B1 (ko) * | 2011-12-09 | 2014-01-16 | 삼성중공업 주식회사 | 액화가스운반선 |
| KR101358303B1 (ko) * | 2011-10-11 | 2014-02-11 | 삼성중공업 주식회사 | 부유식 해상 구조물 및 이를 이용한 전기 생산 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10271861A (ja) * | 1997-03-21 | 1998-10-09 | Tokyo Gas Co Ltd | Ｌｎｇ冷熱利用発電方法及び装置 |
| JPH11225491A (ja) * | 1998-02-06 | 1999-08-17 | Tokyo Gas Co Ltd | 冷熱発電方法及び装置 |
-
2000
- 2000-03-01 JP JP2000056446A patent/JP2001251875A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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