JP2006008228A - 液化天然ガスタンクローリー - Google Patents

Abstract

【課題】 液化天然ガスタンクに負担させる耐衝撃性を低減して液化天然ガスタンクを軽量化し、積載量の増加により輸送コストを低減して経済性を向上する。
【解決手段】 運転室１を備えた走行車体２に搭載された液化天然ガスタンク３の外方に、外部からの衝撃から液化天然ガスタンク３を保護するほぼ矩形状の安全補強フレーム８を設ける。安全補強フレーム８および液化天然ガスタンク３の外方を覆って、高強度・高モジュラス性繊維材９を設け、その外方から、上下一対の補強フレーム１０を設け、安全補強フレーム８どうしをボルト止めにより強固に一体連結し、安全補強フレーム８と補強フレーム１０間の空間を高強度・高モジュラス性繊維材９で覆い、石などの他物が液化天然ガスタンク３の外表面に直接的に衝突することを防止するとともに衝撃力を緩和し、液化天然ガスタンク３を衝撃から保護する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液化天然ガスを収容して輸送するために、走行車体に、断熱構造の壁体で形成した断熱構造の液化天然ガスタンクを搭載した液化天然ガスタンクローリーに関する。

液化天然ガスタンクローリーは、従来、図６の一部切欠全体側面図に示すように、運転室０１を備えた走行車体０２に液化天然ガスタンク０３を搭載して構成されている。液化天然ガスタンク０３は、内槽０４と、その外周部に所定間隔をあけて配設された外槽０５とから成る断熱構造の壁体で構成され、内槽０４と外槽０５との間の空間を真空排気して内槽０４の外周部に高真空断熱層０６が形成されている（特許文献１参照）。
特開平１１−３２１４３３号公報

しかしながら、前述従来例の場合、内槽０４および外槽０５いずれにおいてもその外側と内側とで大きな温度差があるために、その構成材として熱膨張の影響を受けないように構成する必要がある。

その一方で、内槽０４の外周部に高真空断熱層０６が形成されていても、外気温度の影響を受け、液化天然ガス中の高沸点成分であるメタンが気化し、いわゆるボイルオフガスが発生し、そのボイルオフガスの発生に起因して、液化天然ガスタンク内の圧力が高圧になるために高耐圧性が要求される。

内外の温度差による熱膨張を無くすために、例えば、インバー鋼のような無膨張材料を使用することが考えられるが、このような無膨張材料は高価であり、そのような無膨張材料で高耐圧性を確保しようとするためにはかなり厚みのあるものにしなければならず、極めて高価になってしまい、液化天然ガスタンクの製作に無膨張材料を使用することはコスト上現実的では無かった。

そのため、従来では、ＳＵＳや炭素鋼などの材料を用い、内槽０４および外槽０５それぞれとして厚みを持たせて熱膨張をしないように作製しなければならず、更に、転倒とか他物との衝突などにより液化天然ガスタンクが衝撃を受けて不測に損傷することを防ぐ上からも、一層厚みを大きくして耐衝撃性に優れるように作製しなければならず、液化天然ガスタンク全体として重量が増大する欠点があった。

また、液化天然ガスタンクの重量増加のために液化天然ガスタンクローリー全体としての重量が増大するために、車体重量が増加する分だけ液化天然ガスの積載量が減少する。そのうえ、ボイルオフガスが発生する結果、液化天然ガスタンクの容量に対する液化天然ガスの有効容量が、例えば、８０〜９０％程度まで減少し、全体として、実質的な液化天然ガスの積載量が減少して液化天然ガスの単位容量に対する輸送コストが高価になる欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明は、液化天然ガスタンクに負担させる耐衝撃性を低減して液化天然ガスタンクを軽量化し、積載量の増加により輸送コストを低減して経済性を向上できるようにすることを目的とし、請求項２に係る発明は、ボイルオフガスの発生を抑え、液化天然ガスタンクローリーおよび液化天然ガス積出設備を安価に構成できるようにするとともに積載量の増加により輸送コストを低減して経済性を向上することを目的とする。

請求項１に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
走行車体に、断熱構造の壁体で形成した液化天然ガスタンクを搭載した液化天然ガスタンクローリーにおいて、
前記走行車体に、前記液化天然ガスタンクの外方に位置させて、外部からの衝撃から前記液化天然ガスタンクを保護する安全補強フレームを設けるとともに、前記液化天然ガスタンクの外方を覆って高強度・高モジュラス性繊維材を設けて構成する。

（作用・効果）
請求項１に記載の液化天然ガスタンクローリーの構成によれば、転倒とか他物との衝突などの際に、その外部からの衝撃を安全補強フレームおよび高強度・高モジュラス性繊維材で受け止めて液化天然ガスタンクを外部からの衝撃から保護することができる。

また、直射日光や外部からの熱を高強度・高モジュラス性繊維材で遮蔽することができる。

したがって、外部からの衝撃に対する耐衝撃性を安全補強フレームおよび高強度・高モジュラス性繊維材に負担させることにより、液化天然ガスタンクに負担させる耐衝撃性を低減できるから、液化天然ガスタンクの構成材の厚みを薄くして軽量化できる。また、安全補強フレームとしては、部分的に設けさえすれば良く、そのうえ、高強度・高モジュラス性繊維材は軽量であり、液化天然ガスタンク自体で外部からの衝撃に対する耐衝撃性を負担させる場合に比べ、液化天然ガスタンクローリー全体として軽量化でき、その軽量化できる分だけ液化天然ガスの積載量を増加でき、液化天然ガス単位量当たりの輸送コストを低減して経済性を向上できる。

請求項２に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１に記載の液化天然ガスタンクローリーにおいて、
前記液化天然ガスタンクを横断面形状四角形に構成するとともに、前記液化天然ガスタンク内に、液化天然ガスの沸点よりも低い沸点を有する低沸点液体を充填した低沸点液体タンクを設け、低沸点液体により液化天然ガスを冷却可能に構成する。

（作用・効果）
請求項２に記載の液化天然ガスタンクローリーの構成によれば、液化天然ガスタンクを横断面形状四角形に構成し、横断面形状を円筒形や楕円形にする場合に比べて液化天然ガスタンクの内容積を増加できる。

また、液化天然ガスタンク内に収容された液化天然ガスを低沸点液体タンク内に充填した低沸点液体により冷却することができる。

したがって、外気の熱によってボイルオフガスが発生することを抑えることができ、ボイルオフガスに起因する液化天然ガスタンク内の圧力上昇が少なく、タンク構成材料の耐圧性を低くできるから、熱膨張の無い高価な無膨張材料を用いても厚みを薄くでき、液化天然ガスタンクローリーを安価に製作できて経済性を向上できる。

また、液化天然ガスタンクの積み出しに際しては、低沸点液体によって液化天然ガスタンク内を予め冷却しておくことができるから、積出設備に液化天然ガスタンク内を冷却するための設備を設けずに済むとともに冷却しながらの積み出しが不要で積み出しを迅速に行うことができ、積出設備を安価にできるとともに液化天然ガスの輸送を効率良く行えることにより輸送コストを低減できて経済性を向上できる。

更に、液化天然ガスタンク軽量化の重量を減少できて液化天然ガスタンクローリー全体としての重量を減少できる分だけ液化天然ガスの積載量を増加でき、そのうえ、ボイルオフガスの発生を抑えることができるから、液化天然ガスタンクの容量に対する液化天然ガスの有効容量を増加でき、横断面形状四角形に構成して液化天然ガスタンクの内容積を増加できることと相俟って、実質的な液化天然ガスの積載量を大幅に増加して液化天然ガスの単位容量に対する輸送コストを低減できて経済性を向上できる。

しかも、液化天然ガスタンクでのボイルオフガスの発生を抑えることができるから、液化天然ガスサテライトでの原動機などのガス使用設備に供給する気化天然ガスのカロリー変動を抑制できる。

請求項１に記載の液化天然ガスタンクローリーによれば、転倒とか他物との衝突などの際に、その外部からの衝撃を安全補強フレームおよび高強度・高モジュラス性繊維材で受け止めて液化天然ガスタンクを外部からの衝撃から保護することができる。

また、直射日光や外部からの熱を高強度・高モジュラス性繊維材で遮蔽することができる。

したがって、外部からの衝撃に対する耐衝撃性を安全補強フレームおよび高強度・高モジュラス性繊維材に負担させることにより、液化天然ガスタンクに負担させる耐衝撃性を低減できるから、液化天然ガスタンクの構成材の厚みを薄くして軽量化できる。また、安全補強フレームとしては、部分的に設けさえすれば良く、そのうえ、高強度・高モジュラス性繊維材は軽量であり、液化天然ガスタンク自体で外部からの衝撃に対する耐衝撃性を負担させる場合に比べ、液化天然ガスタンクローリー全体として軽量化でき、その軽量化できる分だけ液化天然ガスの積載量を増加でき、液化天然ガス単位量当たりの輸送コストを低減して経済性を向上できる。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る液化天然ガスタンクローリーの実施例１を示す一部切欠全体側面図であり、運転室１を備えた走行車体２に、横断面形状が円形または楕円形の液化天然ガスタンク３を搭載して構成されている。

液化天然ガスタンク３は、図２の斜視図（高強度・高モジュラス性繊維材を一部破断して示している）、および、図３の断面図（図１のＸ−Ｘ線断面図）に示すように、内槽４と、その外周部に所定間隔をあけて配設された外槽５とから成る断熱構造の壁体で構成され、内槽４と外槽５との間に、発泡ウレタンやパーライトなどの多孔質による断熱層６が形成されている。

内槽４および外槽５それぞれとしては、インバー鋼などの熱膨張の無い無膨張材料が肉厚薄く（例えば、１〜２ｍｍ程度）用いられている。

また、断熱層６には真空ポンプ（図示せず）が接続され、断熱層６内を真空排気して高真空断熱層に形成されている。

走行車体２を構成する左右一対の車体フレーム７，７に、液化天然ガスタンク３の外方に位置させるとともに車体前後方向に所定間隔を隔ててほぼ矩形状の安全補強フレーム８が設けられ、外部からの衝撃から液化天然ガスタンク３を保護するように構成されている。

この安全補強フレーム８と車体フレーム７，７との連結は、ボルトにより仮止めした状態で溶接するなど、強固に連結固定されており、横転時や他物との衝突などに際し、衝撃を安全補強フレーム８で受け止め、液化天然ガスタンク３に及ばないように構成されている。

安全補強フレーム８および液化天然ガスタンク３の外方を覆って、ポリイミド樹脂繊維（例えば、ケブラー繊維：デュポン社商標）製のシートによる高強度・高モジュラス性繊維材９が設けられ、その高強度・高モジュラス性繊維材９の外方から、安全補強フレーム８を連結するように車体前後方向を向いた上下一対の補強フレーム１０が設けられるとともに、車体前後それぞれにおいて上下一対の補強フレーム１１が安全補強フレーム８の縦フレーム部分を連結するように設けられ、安全補強フレーム８を補強するとともに、高強度・高モジュラス性繊維材９を取付固定するように構成されている。

この構成により、安全補強フレーム８の強度を高くするとともに、安全補強フレーム８と補強フレーム１０間の空間を高強度・高モジュラス性繊維材９で覆い、石などの他物が液化天然ガスタンク３の外表面に直接的に衝突することを防止するとともに、その衝突の際に液化天然ガスタンク３に加わる衝撃力を緩和し、液化天然ガスタンク３を衝撃から保護できるようになっている。

また、液化天然ガスタンク３に及ぶ直射日光や外部からの熱を高強度・高モジュラス性繊維材９によって遮蔽でき、外気温度が直接的に液化天然ガスタンク３に伝わることを防止でき、断熱効果をも発揮できる利点を有している。また、例えば、高強度・高モジュラス性繊維材９の外表面に銀箔などを施せば、太陽光を反射させ、その入熱による液化天然ガスタンク３の温度の上昇を一層良好に抑えることができる。

なお、図面では、わかりやすくするために、高強度・高モジュラス性繊維材９および補強フレーム１０，１１の厚みを安全補強フレーム８と同程度に示しているが、その厚みは各種変形可能である。

図４は、本発明に係る液化天然ガスタンクローリーの実施例２を示す全体側面図、図５は断面図（図４のＹ−Ｙ線断面図）であり、実施例１と異なるところは次の通りである。

すなわち、液化天然ガスタンク３内の中心部に、内槽４および外槽５の天井箇所を貫通して、液化天然ガスの沸点よりも低い沸点を有する低沸点液体を充填した低沸点液体タンク２１が設けられている。この低沸点液体タンク２１は熱伝導性の高いアルミ材などが用いられ、液化天然ガスタンク３内または／およびそこに収容した液化天然ガスを低沸点液体により冷却できるように構成されている。

低沸点液体タンク７に充填する、液化天然ガスの沸点よりも低い沸点を有する低沸点液体としては、液化窒素（飽和圧での沸点−１９５．８℃）、液化アルゴン（飽和圧での沸点−１８５℃）が使用できるが入手の容易さから液化窒素を使用するのが好ましい。このような低沸点液体としては、液化酸素（飽和圧での沸点−１８３℃）や液化空気（飽和圧での沸点−１９４℃）、液化ヘリウム（飽和圧での沸点−２６９℃）も挙げられるが、液化酸素や液化空気は安全性の面から使用に適さず、液化ヘリウムは高価で経済性の面から使用できないものである。

低沸点液体タンク２１には、設定圧力（例えば、５８８〜６８６ｋＰａ）で開く第１のリリーフ弁２２を介装した第１の配管２３が接続され、低沸点液体タンク２１内の圧力が急激に上昇したときなどに、気化した窒素ガスを大気中に放出し、低沸点液体タンク２１内が異常に高圧になることを防止するように構成されている。

また、液化天然ガスタンク３内の上部空間に、設定圧力（例えば、１９６ｋＰａ）で開く第２のリリーフ弁２４を介装した第２の配管２５が接続され、外部の高温などに起因して異常にボイルオフガスが発生して高圧（例えば、１９６ｋＰａ）になった場合に、ボイルオフガスを逃がし、液化天然ガスタンク３が破損することを防止できるように構成されている。

また、低沸点液体タンク２１には、圧力調整弁２６を介装した第３の配管２７が接続されている。液化天然ガスタンク３内の上部空間に、その気相圧力を測定する圧力計２８が設けられている。圧力計２８が圧力制御手段としてのコントローラ２９に接続され、そのコントローラ２９に圧力調整弁２６が接続されている。

コントローラ２９には比較手段が備えられ、比較手段において、圧力計２８で測定される圧力と設定圧力範囲（例えば、９．８〜９８ｋＰａ）とを比較し、測定圧力が設定圧力の上限値よりも大きくなったときには、圧力調整弁２６のリリーフ圧を低くし、低沸点液体タンク２１内の蒸気圧を低くすることにより低沸点液体の沸点を降下して液化天然ガス３に対する冷却を促進し、液化天然ガスタンク３内の圧力を降下するようになっている。

一方、測定圧力が設定圧力の下限値よりも小さくなったときには、圧力調整弁２６のリリーフ圧を高くし、低沸点液体タンク２１内の蒸気圧を高くすることにより低沸点液体の沸点を上昇して液化天然ガスに対する冷却を抑え、液化天然ガスタンク３内の圧力を上昇するようになっている。

上記構成により、液化天然ガスタンク３内の圧力を設定圧力範囲内に維持できるようになっている。

低沸点液体タンク２１の液化天然ガスタンク３内で占有する容量は液化天然ガスタンク３の容量（内槽４の内容積）の２〜１０％に設定する。１０％を超えると液化天然ガスの積載量が減少し、一方、２％未満であると冷却効果が低下するからである。好ましくは２〜５％である。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付してその説明は省略する。

上記実施例では、補強フレーム１０を高強度・高モジュラス性繊維材９の取付部材に兼用構成しているが、例えば、安全補強フレーム８に対しての補強のみに用い、それらの外方に、別の取付部材によって高強度・高モジュラス性繊維材９を取り付けるようにしても良い。

また、補強フレーム１０としては、十字状に交差させて安全補強フレーム８どうしを連結補強するように構成するなど、その補強構成は各種の変形が可能である。

また、上記実施例では、液化天然ガスタンク３を横断面形状四角形に構成して内容積を増大できるようにしているが、本発明としては、横断面形状が液化天然ガスタンク３を円形や楕円形に構成したタイプにも適用できる。

上記実施例２では、低沸点液体タンク２１を液化天然ガスタンク３内の中心箇所近くに設け、その液化天然ガスと接触する面積を極力大きくできるように構成しているが、本発明としては、内槽４の内周面に接触するように設けるなど、要するに低沸点液体タンク２１を液化天然ガスタンク３内に設けるものであれば良い。

本発明は、上述実施例のように道路走行用の液化天然ガスタンクローリーに限らず、鉄道や輸送船などによって輸送されるコンテナタイプの液化天然ガスタンクローリーなどにも適用できる。

本発明に係る液化天然ガスタンクローリーの実施例１を示す一部切欠全体側面図である。 液化天然ガスタンクの一部破断全体斜視図である。 図１のＸ−Ｘ線断面図である。 本発明に係る液化天然ガスタンクローリーの実施例２を示す一部切欠全体側面図である。 図４のＹ−Ｙ線断面図である。 従来例の液化天然ガスタンクローリーを示す一部切欠全体側面図である。

符号の説明

２…走行車体
３…液化天然ガスタンク
８…安全補強フレーム
９…高強度・高モジュラス性繊維材
２１…低沸点液体タンク

Claims (2)

1. 走行車体に、断熱構造の壁体で形成した液化天然ガスタンクを搭載した液化天然ガスタンクローリーにおいて、
   前記走行車体に、前記液化天然ガスタンクの外方に位置させて、外部からの衝撃から前記液化天然ガスタンクを保護する安全補強フレームを設けるとともに、前記液化天然ガスタンクの外方を覆って高強度・高モジュラス性繊維材を設けたことを特徴とする液化天然ガスタンクローリー。
2. 請求項１に記載の液化天然ガスタンクローリーにおいて、
   前記液化天然ガスタンクを横断面形状四角形に構成するとともに、前記液化天然ガスタンク内に、液化天然ガスの沸点よりも低い沸点を有する低沸点液体を充填した低沸点液体タンクを設け、低沸点液体により液化天然ガスを冷却可能に構成してある液化天然ガスタンクローリー。
   

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