JP2005145326A - ガスハイドレート輸送船 - Google Patents

Abstract

【課題】貨物区画底部のデツドスペースを極力少なくするとともに、水密シヤツターなどの余分な機器をできるだけ使用しないようにし、また払出しコンベヤーなどの故障時に比較的良好な環境下で安全に作業できるようにする。
【解決手段】船体２１を隔壁２３で区切って船首尾方向に複数の貨物区画２２を設け、該貨物区画２２内に紡錘形の貨物タンク２６を船首尾方向に２列に配置する。貨物タンク２６の頂部に接続する積荷用コンベヤ２８を船首尾方向に２列に設ける。船首尾方向に２列に配列されている貨物タンク２６の谷間に船首尾方向に向かって払出しコンベヤ４０を設ける。更に、各貨物タンク２６毎にそれぞれ貨物タンク２６の底部から前記払出しコンベヤ４０にペレット状のガスハイドレートａを持ち上げるための移送コンベヤ３４を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガスハイドレートをペレット状に形成したペレット状のガスハイドレートを輸送するためのガスハイドレート輸送船に関するものである。

従来、メタンを主成分とする天然ガスは、ＬＮＧ（液化天然ガス）や、耐圧ボンベに充填した高圧ガスとして輸送されている。

ところが、ＬＮＧは、貨物温度を−１６２℃に保持して輸送する必要があるため、特別に製作された球形、或いは角型の貯蔵タンクを備えた特殊な輸送船（ＬＮＧ船）が必要である。また、ＬＮＧは、天然ガスを−１６２℃の液体にする際に多大なエネルギーを投入する必要があるため、天然ガスの埋蔵量の多い大規模なガス田でなければ経済的に成り立たないなど、課題が大きい。また、ＬＮＧは、温度コントロールが不調になると、急激に気化するため、非常に危険である。上記のように、ＬＮＧは、極低温のため、気化速度が早く、長期貯蔵に適さない。

一方、ＬＮＧに代わるものとして、メタンを主成分とする天然ガスと水との水和物であるガスハイドレート（以下、ＮＧＨという）に関する研究が各方面で行われている。ＮＧＨは、水の分子が作るカゴの中にガスの分子が１個ずつ収まった結晶構造を持っており、例えば、メタンハイドレートでは、常圧下において１ｍ³ のメタンハイドレートの中に１６４ｍ³ のメタンを包蔵できると言われている。このうち、水の体積は、０．８ｍ³ であり、大部分が水で占められている。

このように、メタンハイドレートは、高いガス包蔵性を持っているため、ＬＮＧに代わる新しい天然ガスの輸送及び貯蔵体として注目されている。メタンハイドレート中のメタンガスの密度は、ＬＮＧの約３．５分の１であるが、人工的あるいは工業的に製造する場合には、ＬＮＧのような液化温度、つまり、−１６２℃以下に冷却する必要がないため、エネルギー効率が大幅に改善されると言われている。

メタンハイドレートは、例えば、１〜１０℃に保持した耐圧容器内に３０〜１００気圧のメタンガスを供給すると共に散布手段から水又は不凍液を散布することによって耐圧容器内においてメタンガスと水とが反応して人工的に生成することができる。

ところで、ペレット状のガスハイドレートを陸上の貯蔵タンクに向けて払い出すための払出しコンベヤを貨物区画底部の縦通方向（船首尾方向）に向けて配置させたガスハイドレート輸送船（例えば、特許文献１参照。）、或いはインナータンクの下方に気化装置や圧力タンクなどの払出し手段を設置したハイドレート輸送船（例えば、特許文献２参照。）などが知られている。
ＷＯ０３／００６３０８Ａ１（第７−１１頁、第４図） 特開２００３−１７０８９１号公報（第４−６頁、第３図）

しかしながら、前者の場合は、ペレット状のガスハイドレートを陸上の貯蔵タンクに向けて払い出すための払出しコンベヤを貨物区画底部の縦通方向（船首尾方向）に向けて配置しているため、船底部におけるデッドスペースが大きくなり、無駄な空間が多くなるという問題がある。また、後者の場合も、インナータンクの下方に気化装置や圧力タンクなどの払出し手段を設置しているため、船底部におけるデッドスペースが大きくなり、無駄な空間が多くなるという問題がある。

また、前者の場合、払出しコンベヤが横置隔壁を貫通しているため、船体損傷時の浸水区画を密閉するための水密シャッターを設計、製作する上で制約を受ける事項が多く、水密シャッターを設計、製作に多大な労力が必要となるという問題がある。

また、上記のように、払出しコンベヤが貨物区画の底部に設けられているため、払出しコンベヤの故障時に、作業者が貨物区画の底部に降りて補修作業を行う必要があり、安全面や作業環境面で問題がある。

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであり、第１の目的は、貨物区画底部のデッドスペースを極力少なくすることにある。第２の目的は、水密シャッターなどの余分な機器をできるだけ使用しないようにすることにある。第３の目的は、払出しコンベヤーなどの故障時に比較的良好な環境下で安全に作業できるようにすることにある。

上記の課題を解決するため、本発明のガスハイドレート輸送船は、船体を隔壁で区切って船首尾方向に複数の貨物区画を設け、該貨物区画内に紡錘形の貨物タンクを船首尾方向に２列に配置すると共に、貨物タンクの頂部に接続する積荷用コンベヤを船首尾方向に２列に設け、更に、船首尾方向に２列に配列されている貨物タンクの谷間に船首尾方向に向かって払出しコンベヤを設け、且つ、各貨物タンク毎にそれぞれ貨物タンクの底部から前記払出しコンベヤにペレット状のガスハイドレートを持ち上げるための移送コンベヤを設けたことを特徴とするももである。

また、本発明のガスハイドレート輸送船は、貨物タンク群を複数のグループに分けると共に、各グループ毎に払出しコンベヤ又は積荷用コンベヤに接続してペレット状のガスハイドレートの受け渡しを行う船内コンベヤを設けたことを特徴とするものである。

ここで、払出しコンベヤとしては、フローコンベヤが望ましい。また、積荷コンベヤとしては、フローコンベヤが望ましい。また、移送コンベヤとしては、チェーン式パイプコンベヤ又はバケットコンベヤが望ましい。

また、本発明のガスハイドレート輸送船は、貨物タンクを船体構造から隔離された分離独立型に形成している。

また、本発明のガスハイドレート輸送船は、貨物タンクを紡錘状に形成すると共に、タンク底の安息角を２０°〜２５°に設定している。

また、本発明のガスハイドレート輸送船は、全ての貨物区画を外殻で覆い、分解ガスが船外に漏洩しないようにしている。

上記のように、本発明のガスハイドレート輸送船は、船体を隔壁で区切って船首尾方向に設けた複数の貨物区画内に紡錘形の貨物タンクを船首尾方向に２列に配置すると共に、貨物タンクの頂部に接続する積荷用コンベヤを船首尾方向に２列に設け、更に、船首尾方向に２列に配列されている貨物タンクの谷間に船首尾方向に向かって払出しコンベヤを設けたので、積荷用コンベヤや払出しコンベヤが貨物タンクの上方に位置することになり、仮にこれらのコンベヤが故障した場合でも比較的良好な環境下で安全に修復作業を行うことができる。

また、従来のように、貨物区画底部に払出しコンベヤを設置しないため、貨物区画底部のデッドスペースを従来に比べて少なくすることができる。

また、隔壁に水密シャッターなどの余分な機器を設ける必要がないため、その分、船の建造費を低減することができるばかりでなく、隔壁によって船体損傷時の浸水区画を隔離できるので、復元性の低下を抑制することができる。

また、本発明のガスハイドレート輸送船は、４個の貨物タンクを一組にして各貨物区画内に設置しているため、貨物タンクどうしが互いに支え合うことになり、グループ全体としてタンク強度がアップする。

また、各貨物タンクは、紡錘形に形成されているので、強度があるばかりでなく、安定性に優れており、十分な容積を確保することができる。また、上記のように、各貨物タンクは、紡錘形に形成されているので、貨物タンク頂部からのペレット状ガスハイドレートの投入を容易に行うことができるばかりでなく、貨物タンク底部からのペレット状ガスハイドレートの払出しも円滑に行うことができる。

従って、例えば、攪拌機や掻き出し装置など、特に、大掛かりな装置を用いることなく、貨物タンク底部からのペレット状ガスハイドレートをスムーズに払い出すことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。先ず、本発明に係るガスハイドレート輸送船の船体構造および貨物倉について説明し、続いて積込み手段および払出し手段の順に説明する。

（Ａ）船体構造および貨物倉について
図１および図２において、２１は、本発明に係るガスハイドレート輸送船であり、貨物区画２２は、船首から横置隔壁２３にて隔てられた数区画、例えば、５区画としている。また、船体側壁２４および船底２５を二重構造とし、より高い安全性を確保している。

貨物タンク（以下、貨物倉と称する）２６は、粉体状の天然ガスハイドレートを粒状に丸めた天然ガスハイドレートペレット（以下、貨物ペレットと称する。）ａの想定温度を勘案し、各貨物区画２２において船体構造から分離した分離独立型となっている。

各貨物倉２６は、各貨物区画２２内において、長さ（船首尾）方向および船幅（左右舷）方向に各２個ずつ設けられている。その上、各貨物倉２６は、角形の紡錘状に形成され、漏斗状のタンク底部の安息角を、例えば、２０〜２５°（実用上は２０°）に確保しつつ容積効率の増大を図っている。また、全ての貨物区画２２は、図示しない外殻によって覆われている。

（Ｂ）積込み手段について
貨物ペレットの積込みは、水平搬送部に使用する水平コンベヤ２８の搬送量の限界、経路の長さ、更に積込み時間、例えば、２４〜４８時間を考慮し、図１に示すように、数系統、例えば、３つの系統で同時に積荷役する方式を採用した。

この水平コンベヤ２８は、各系統毎に左舷および右舷の積込み経路に分かれると共に、貨物倉２６の頂部上に位置するように縦通されている。例えば、左舷の積込み経路について云えば、貨物倉２６は、船首部側から順に４個、２個、４個のグループに分かれている。ここで、２９ａ，２９ｂは船上の水平コンベヤ２８と図示しない船外の水平コンベヤと連通させるための船内コンベヤである。

陸上から舷側の船内コンベヤ２９ａに移送された貨物ペレットは、水平コンベヤ２８、２８によって各貨物倉２６の頂部に移送され、図示しないゲートおよびシュートを介して各貨物倉２６毎に順次積み込まれる。

ここで、水平コンベヤおよび船内コンベヤについて説明すると、これらのコンベヤは、貨物ペレットへの衝撃が少ないこと、密閉性が良いこと、確実に貨物ペレットを搬送できること、比較的所要動力が少ないことを考慮して密閉性に優れたフローコンベヤ（図５および図６参照）を採用した。図６はフローコンベヤの断面図であり、３０はケース、３１はチェーン、３２はアタッチメントを示している。

スクリューコンベヤは、密閉性に優れるが、貨物ペレットへの衝撃および機長が長くなるため、中間軸受、駆動軸が長く所要動力の増加と重量の増加のため不採用とした。また、トタフ型のベルトコンベヤは、貨物ペレットへの衝撃が少なく、動力も少ないが、ベルトのリターン部により装置断面が大きくなり、長い経路全体を密閉することが困難となる。密閉性に優れるチェーン式パイプコンベヤは、実績および製造上の限度があるため不採用とした。

（Ｃ）払出し手段について
（ａ）垂直搬送手段
積込み手段と同様に、頂部払出し垂直コンベヤの搬送量の限界、経路の長さ、更に払出し時間、例えば、２４〜４８時間を考慮し、図２に示すように、数系統、例えば、３つの系統で同時に払い出す方式とした。更に、各系統は、左舷および右舷の積込み経路に分けている。例えば、左舷の払出し経路について云えば、貨物倉２６は、船首部側から順に４個、２個、４個のグループに分かれている。

垂直コンベアとしてのチェーン式パイプコンベヤ３４は、図３および図４に示すように、各貨物倉２６毎にそれぞれ設置する。その上、図３に示すように、貨物倉２６の頂部の外部にチェーンの駆動装置３５を設ける。その上、駆動装置３５から貨物倉２６下部のサークルフィーダー（定量供給機）３６下のペレット受入れ口３７を経由して駆動装置３５に戻るようなチェーン３８を通す配管３９を設置する。尚、図３および図４において、矢印は、貨物ペレットの移送方向を示している。

パイプコンベヤ３４は、配管であるため、フランジで取り合うことができ、フランジ部のガスケットの選定を注意すれば、流体配管を扱うように容易に気密性を維持することができる。チェーンおよびブレードの移動のため、曲がり部などに多少の形状的制約があるものの、図３に示すように、貨物倉２６内を自由に配管することができる。

貨物倉２６頂部の駆動装置３５からの貨物ペレットの排出位置は、払出し用の縦通水平コンベヤ４０が船首尾方向に２列に並んでいる貨物倉２６の谷間部に設置できるように決める。これに合わせて貨物倉下部のサークルフィーダー３６の位置を貨物倉２６の中央から船体中心側に寄せて配置した。

上記の構成により、垂直コンベヤとしてのチェーン式パイプコンベヤ３４によって頂部に移送された貨物ペレットは、貨物倉２６上を縦通する水平コンベヤ、つまり、フローコンベヤ４０，４０にシフトされ、更に陸上の図示しない受入れコンベヤに移送するための船内コンベヤ２９ｂ、２９ｂに移送される。

ここで、垂直コンベヤについて説明すると、払出し荷役における垂直コンベヤについては、貨物ペレットへの衝撃が少ないこと、確実に貨物ペレットを搬送できること、密閉性があること、比較的所要動力が少ないことを考慮してチェーン式パイプコンベヤを採用した。

垂直部にスクリューコンベヤを使用する例もあるが、スクリューの回転数を上げ、遠心力を利用することで垂直搬送を実現するもので、貨物ペレットへの衝撃が予想されること、他の方式と比べ容積式で搬送するものでないため、搬送に不確実な点が残るため、採用しないことにした。

チェーン式パイプコンベヤの場合は、ディスク間の空間に貨物ペレットを定量取り込む容積式であることから、貨物ペレットを垂直方向に確実に移送することができる。また、チェーン式パイプコンベヤは、基本的に配管に使用するパイプ、フランジを使用するため、特に、密閉性に優れている。尚、チェーン式パイプコンベヤの代わりにバケットコンベヤを使用しても支障がない。

（ｂ）水平搬送
既に説明した「積込み手段」における水平コンベヤと同様の理由によりフローコンベヤを採用した。この払出し用の縦通水平コンベヤ４０は、船首尾方向に２列に並んでいる貨物倉２６の谷間部に位置して設置されている。

（ｃ）貨物切り出し手段
貨物倉に充填された貨物ペレットは、貨物倉の底部から順次一定量を垂直コンベヤに供給する必要があるが、この供給装置としては、粉体、ペレットなどを確実に切り出すことができるサークルフィーダー３６が好ましい（図７参照）。ロータリーフィーダーも選定可能であるが、サークルフィーダーに比べ選定上の制限が多いので不採用とした。

ここで、サークルフィーダー３６は、モーター４２によって回転される円板４３の周囲に設けた穴４４がフィーダー底部の穴（図示せず）と一致した時、フィーダー内の貨物ペレットが排出されるようになっている。

次に、貨物ペレットの積荷役および払出し作業について説明する。

図８に示すように、陸上から舷側の船内コンベヤ２９ａに移送された貨物ペレットａは、水平なフローコンベヤ２８，２８によって各貨物倉２６の頂部に搬送され、ゲートおよびシュートを介して各貨物倉２６毎に順次積み込まれる。

例えば、系統１の左舷側について云えば、Ｎｏ．１ホールド２２ａの前側の貨物倉２６ａに貨物ペレットａを積み込んだ後、後側の貨物倉２６ｂに積み込む。続いて、Ｎｏ．２ホールド２２ｂの前、後の貨物倉２６ａ，２６ｂの順に積むとすれば、各貨物倉２６を６〜１２時間ごとに積込み、トータルで２４〜４８時間で終了することができる。

貨物倉２６に積載された貨物ペレットを払い出す場合は、垂直コンベアであるチェーン式パイプコンベヤ３４により貨物倉２６の頂部に移送された貨物ペレットを貨物倉２６上を縦通するフローコンベヤ４０，４０にシフトされ、更に、図示しない陸上の受入れコンベヤに移送するための水平な船内コンベヤ２９ｂに移送される。図９に示す各系統をそれぞれ別々に稼働し払い出すことにより、トータルで２４〜４８時間で終了することができる。

以上の説明では、天然ガスハイドレートペレットの輸送について説明したが、天然ガスハイドレートペレットの輸送に限らず、例えば、その他のガスハイドレートペレットの輸送にも適用できる。

本発明に係るガスハイドレート輸送船の平面図である。 本発明に係るガスハイドレート輸送船の断面図である。 本発明に係るガスハイドレート輸送船の横断面図である。 図２のＡ部拡大断面図である。 フローコンベアの断面図である。 図５のＢ−Ｂ断面である。 サークルフィーダーの一部断面を含む斜視図である。 本発明に係るガスハイドレート輸送船の積荷役説明図である。 本発明に係るガスハイドレート輸送船の払出し説明図である。

符号の説明

２１ 船体
２２ 貨物区画
２３ 隔壁
２６ 貨物タンク
２８ 積荷コンベヤ
３４ 移送コンベヤ
４０ 払出しコンベヤ

Claims (8)

1. 船体を隔壁で区切って船首尾方向に複数の貨物区画を設け、該貨物区画内に紡錘形の貨物タンクを船首尾方向に２列に配置すると共に、貨物タンクの頂部に接続する積荷用コンベヤを船首尾方向に２列に設け、更に、船首尾方向に２列に配列されている貨物タンクの谷間に船首尾方向に向かって払出しコンベヤを設け、且つ、各貨物タンク毎にそれぞれ貨物タンクの底部から前記払出しコンベヤにペレット状のガスハイドレートを持ち上げるための移送コンベヤを設けたことを特徴とするガスハイドレート輸送船。
2. 貨物タンク群を複数のグループに分けると共に、各グループ毎に払出しコンベヤ又は積荷用コンベヤに接続してペレット状のガスハイドレートの受け渡しを行う船内コンベヤを設けたことを特徴とする請求項１記載のガスハイドレート輸送船。
3. 払出しコンベヤがフローコンベヤである請求項１記載のガスハイドレート輸送船。
4. 積荷コンベヤがフローコンベヤである請求項１記載のガスハイドレート輸送船。
5. 移送コンベヤがチェーン式パイプコンベヤ又はバケットコンベヤである請求項１記載のガスハイドレート輸送船。
6. 貨物タンクを船体構造から隔離された分離独立型に形成してなる請求項１記載のガスハイドレート輸送船。
7. 貨物タンクを紡錘状に形成すると共に、タンク底の安息角を２０°〜２５°に設定した請求項５記載のガスハイドレート輸送船。
8. 全ての貨物区画を外殻で覆い、分解ガスが船外に漏洩しないようにした請求項１記載のガスハイドレート輸送船。
   

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