JP2008105680A - Nghタンク及びこれを用いた船舶 - Google Patents

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Abstract

【課題】船内スペースを有効活用すると共に、NGHペレットの効率的な積み込みを可能にするNGHタンクを提供する。
【解決手段】NGHタンク10は、NGHペレットを貯蔵するための内側タンク11と、内側タンク11を収容する外側タンク12からなる二重構造を有している。外側タンク12は水等の液体を貯蔵するためのものであり、好ましくはNGHの分解によって得られる水が貯蔵される。内側タンク11はピラミッド型を上下に組み合わせた形状を有している。内側タンク11にNGHペレットを貯蔵する場合、注入口11aからNGHペレットを送り込む。内側タンク11の底面は中央部に向かって下りの傾斜面を有することから、NGHペレットは一箇所に偏って積み上げられることなく、タンク上部11bにおいてもNGHペレットが山盛りに積み上げられていき、最終的には内部タンク11の隅々までNGHが充填された状態となる。
【選択図】図1

Description

本発明は、NGHタンク及びこれを用いた船舶に関し、特に、天然ガスハイドレート(NGH:Natural Gas Hydrate)を燃料として使用する船舶の燃料タンクとして使用されるNGHタンクに関するものである。
従来、大型船舶の主機関には船内設置のディーゼル機関が採用されており、その燃料には重油が使用されている。また、小型船舶の場合にはガソリン機関が採用されているものもある。しかし、いずれの船舶も、航行中はCO、NOx、SOxといった大気汚染物質が排出されるため、それを抑制するための制御や設備投資(低速運行、高効率機関や低排ガスエンジンの採用等)が必要となる。そこで、地球環境への配慮から天然ガスエネルギーが注目されている。
天然ガスエネルギーとしては、液化天然ガス(LNG)がよく知られているが、LNGは−162℃の極低温下で製造・貯蔵されるため、取り扱いが非常に難しいという問題を有している。また、タンクの温度上昇によりLNGが少しずつ蒸発してボイルオフガスが多量に発生するという問題がある。特に、船舶が2〜3日動かないような場合には、タンク内部の圧力が非常に高くなるため、ボイラーで燃焼するなどしてボイルオフガスを取り除く必要があり、燃料を必要外に消費することによりコストが増加するという問題がある。
そのため、最近は、新たな天然ガスエネルギーとしてNGHが注目されている(非特許文献1参照)。NGHは、メタン、エタン、プロパンなどを主成分とする天然ガスの分子(ゲスト)が水分子のクラスタ中に取り込まれた包接水和物であり、−20℃の大気圧環境下で約170倍のガスを包蔵することができるため、製造、輸送、貯蔵、ガス化というシステム全体面でLNGよりも有利な点が多い。また、NGHはガソリンなどに比べて二酸化炭素や大気汚染物質の排出量が少ないことから、クリーンエネルギーとしても注目されている。
三井造船株式会社、"天然ガスハイドレート(NGH)−三井造船"、[online]、[平成18年10月23日検索]、インターネット<URL:http://www.mes.co.jp/mes_technology/ngh.html>
船内にNGHを貯蔵する場合、船内に設けられた既存の燃料タンクにはペレット状のNGH(NGHペレット)が充填される。船内のNGHタンクの形状は、船舶の構造による種々の制約を受けており、船内スペースを有効活用できるよう、略ボックス型、或いはこれに近い形状が採用されることが多い。
しかしながら、NGHペレットは直径が数cm程度の球体であるため、燃料タンクが略ボックス型、或いはこれに近い形状である場合には、NGHペレットのタンク内での積み上げに偏りが生じ、タンクの隅々までNGHペレットを充填することができないという問題がある。
したがって、本発明の目的は、船内スペースを有効活用すると共に、NGHペレットの効率的な積み込みを可能にするNGHタンク及び当該NGHタンクを備えた船舶を提供することにある。
本発明の上記目的は、NGHペレットを貯蔵するための内側タンクと、前記内側タンクを収容する外側タンクとを備え、前記内側タンクの底面が下りの傾斜面を有することを特徴とするNGHタンクによって達成される。
本発明においては、前記内側タンクの上面が上りの傾斜面を有することが好ましい。また、前記内側タンクは、錐体を上下に組み合わせた形状を有することが好ましい。
本発明においては、前記内側タンクを振動させるバイブレータをさらに備えることが好ましい。これによれば、NGHペレットの詰まりを防止することができる。したがって、タンク内の隅々までNGHペレットを充填することができ、またNGHペレットを円滑に取り出すことが可能となる。
本発明の上記目的はまた、上記特徴を有するNGHタンクと、前記NGHタンク内のNGHペレットを分解して燃料ガスと水を生成するNGH分解装置と、前記NGH分解装置によって得られた水を前記NGHタンクの前記外側タンク内に送り込む配水管とを備えることを特徴とする船舶によっても達成される。
このように、本発明によれば、船内スペースを有効活用すると共に、NGHペレットの効率的な積み込みを可能にするNGHタンク及び当該NGHタンクを備えた船舶を提供することができる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の好ましい実施形態に係るNGHタンクの外観構成を示す模式図である。
図1に示すように、このNGHタンク10は、NGHペレットを貯蔵するための内側タンク11と、内側タンク11を収容する外側タンク12からなる二重構造を有している。外側タンク12は水等の液体を貯蔵するためのものであり、好ましくはNGHの分解によって得られる水が貯蔵される。特に限定されるものではないが、本実施形態の外側タンク12はボックス型である。これに対し、内側タンク11はピラミッド(四角錐)を上下に組み合わせた形状を有している。NGHタンク10の上面中央部には、内側タンク11の注入口11aが設けられている。また、NGHタンク10の上面の中央部以外の所定の位置には外側タンク12の注入口12aが設けられている。
内側タンク11にNGHペレットを貯蔵する場合、注入口11aに配管を接続し、配管を通してNGHペレットを送り込む。NGHペレットは、タンク底面に積み上げられていくが、内側タンク11の底面が中央部に向かって下りの傾斜面を有することから、NGHペレットは一箇所に偏って積み上げられることなく、内側タンク11のタンク下部11cにおいて均等に広がって、略平坦に積み上げられる。また、タンク上部11bにおいても、これと略同様の形状でNGHペレットが山盛りに積み上げられていき、最終的には内部タンク11の隅々までNGHが充填された状態となる。なお、傾斜面は、直線的な傾斜であってもよく、多少のふくらみを持った曲線的な傾斜であってもよい。
外側タンク12の内部には内側タンク11が存在しているため、水は外側タンク12と内側タンク11との間のスペースに蓄えられる。外側タンク12内の空間は、内側タンク11によって上部貯蔵スペースと下部貯蔵スペースとに区画されるが、これらのスペースは完全に仕切られているわけではなく、水の行き来が可能となっている。したがって、注入口12aから注入された水は、外側タンク12内の上部貯水スペース12bを通って下部貯水スペース12cに蓄えられ、下部貯水スペース12cが満タンになると、上部貯水スペース12bに水が溜まり始めることになる。
本実施形態のNGHタンク10は、バイブレータ13を備えていることが好ましい。バイブレータ13は内側タンク11に取り付けられており、NGHペレットを充填するとき、或いはNGHペレットを取り出すときに、内側タンク11に振動を与える役割を果たす。NGHペレットは、外気温の上昇や運搬状況の悪化により溶解し、NGH全体の保有する冷熱により再び固化することにより、タンク内に固着し、或いはNGHペレット同士の融着により大きな固まりとなり、NGHの供給に支障が生じるおそれがある。しかし、バイブレータで振動を与えることで、タンク内の隅々までNGHペレットを充填することができ、またNGHペレットを円滑に取り出すことが可能となる。
図2は、NGHタンク10を備えた船舶100へのNGH積み込み方法を説明するための模式図である。
まず、NGHプラントで製造されたNGHペレットは専用のコンテナ車(NGHコンテナ車)101に積み込まれ、港まで運搬される。NGHペレットを船舶100に積載する際は、NGHコンテナ車101のコンテナ101aにバケットコンベア102が繋ぎ込まれる。また、船舶100内のNGHタンク10の注入口にNGH供給用の配管103の一端103aが接続される。そして、バケットコンベア102の先端部102aと船側のNGH供給配管103の他端103bとを接続した後、バケットコンベア102によりコンテナ101a内のNGHペレットを船内のNGHタンク10の上方まで運搬する。このとき、コンテナ101aやバケットコンベア102をバイブレータで振動させてNGHペレットの固着を防止することが好ましい。NGHタンク10の上方まで運搬されたNGHペレットは自重により落下し、配管103を通ってNGHタンク10の内部タンク11に供給される。
注入口11aから内側タンク11内に送り込まれたNGHペレットは、タンク底面に積み上げられていくが、内側タンク11の底面が中央に向かって下り勾配を有することから、NGHペレットは一箇所に偏って積み上げられることなく、内側タンク11内において均等に広がって、略平坦に積み上げられる。また、内部タンク11の上方においては、NGHペレットが徐々に山盛りに積み上げられていき、最終的には内部タンク11の隅々までNGHが充填された状態となる。
一方、外側タンク12内のスペースは、内側タンク11が存在することにより複雑な形状となっているが、ここには水が貯蔵されるため、タンク内の形状が問題となることはない。つまり、NGHペレットを貯蔵する内側タンク11が特殊な形状であることによるデッドスペースを有効活用することができるので、船内スペースを有効に利用することができる。特に、NGHを分解することによって多量の水が副次的に生成されることから、この水(NGH分解水)を外側タンク12内に貯蔵することにより、船内においてNGH分解水の有効活用を図ることができる。
図3及び図4は、内側タンクの形状のバリエーションを示す模式図である。
図3(a)に示す内側タンク21は、略円錐状のものを上下に組み合わせた、そろばん珠のような形状を有している。また、図3(b)に示す内側タンク22は、6角錐状のものを上下に組み合わせた形状を有している。また、図3(c)に示す内側タンク23は、屋根の形状としてよく知られる切妻形状のものを上下に組み合わせた形状を有しており、図3(d)に示す内側タンク24は、屋根の形状としてよく知られる寄せ棟形状のものを上下に組み合わせた形状を有している。これらの内側タンク21乃至24はいずれも、底面に下りの傾斜面を有し、且つ上面に上りの傾斜面を有する点で共通している。これらの内側タンク21乃至24によれば、上述の内側タンク11と同様の作用効果を得ることができ、NGHペレットを隅々まで充填することができる。
また、図4(a)に示す内側タンク25は、ピラミッド型のタンク上部11bとタンク下部11cの間に、ボックス型のタンク中間部11dが設けられている点に特徴を有している。このような形状であっても、上述のNGHタンク10と略同様の作用効果を得ることができ、NGHペレットをタンク内の隅々まで充填することができるだけでなく、タンクの容積を大きくことができる。さらに、図4(b)に示すNGHタンク26は、タンク下部11cが下りの傾斜面を有しているが、タンク上部11eはボックス型である点に特徴を有している。このような構成であっても、NGHペレットをある程度隅々まで充填することができる。さらに、タンク上部11bの容積を大きくすることができるので、たとえタンク上部11eにおいてNGHが隅々まで十分に充填されなかったとしても、ピラミッド型の場合と同じか、或いはそれ以上の量のNGHペレットを貯蔵することができる。
図5は、船舶100内のNGHタンク周辺の構成を示す略ブロック図である。
図5に示すように、船舶100は、NGHタンク10と、NGHタンク10より供給されるNGHペレットを燃料ガスと水(NGH分解水)に分解するNGH分解装置31と、NGH分解装置で生成された燃料ガスによって駆動される主機関としてのガスエンジン32と、NGH分解水をNGHタンク10の外側タンク12に送り込むための配水管33と、外側タンク12内の水を使用するキッチン、トイレ等の船内設備34とを備えている。このように、本実施形態の船舶100によれば、NGHペレットを分解することによって得られる水を再びNGHタンク10に戻し、NGHタンク10内の外側タンク12内に貯蔵するので、船内スペースの有効活用と共に、NGH分解水の有効活用を図ることができる。
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態においては、バケットコンベア102を用いてNGHペレットを船舶100内のNGHタンク10に送り込んでいるが、スクリューフィーダを用いてもよい。
図1は、本発明の好ましい実施形態に係るNGHタンクの外観構成を示す模式図である。 図2は、NGHタンク10を備えた船舶100へのNGH積み込み方法を説明するための模式図である。 図3は、内側タンクの形状のバリエーションを示す模式図である。 図4は、内側タンクの形状のバリエーションを示す模式図である。 図5は、船舶100内のNGHタンク周辺の構成を示す略ブロック図である。
符号の説明
10 NGHタンク
11 内側タンク
11a 内側タンクの注入口
11b 内側タンクのタンク上部
11c 内側タンクのタンク下部
11d 内側タンクのタンク中間部
11e 内側タンクのタンク上部
12 外側タンク
12a 外側タンクの注入口
12b 上部貯水スペース
12c 下部貯水スペース
13 バイブレータ
21 内側タンク
22 内側タンク
23 内側タンク
24 内側タンク
25 内側タンク
26 内側タンク
31 NGH分解装置
32 ガスエンジン
33 配水管
34 船内設備
100 船舶
101 NGHコンテナ車
101a コンテナ
102 バケットコンベア
102a バケットコンベアの先端部
103 NGH供給用配管
103a NGH供給配管の一端
103b NGH供給配管の他端

Claims (5)

  1. NGHペレットを貯蔵するための内側タンクと、前記内側タンクを収容する外側タンクとを備え、前記内側タンクの底面が下りの傾斜面を有することを特徴とするNGHタンク。
  2. 前記内側タンクの上面が上りの傾斜面を有することを特徴とする請求項1に記載のNGHタンク。
  3. 前記内側タンクは、錐体を上下に組み合わせた形状を有していることを特徴とする請求項2に記載のNGHタンク。
  4. 前記内側タンクを振動させるバイブレータをさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のNGHタンク。
  5. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載のNGHタンクと、前記NGHタンク内のNGHペレットを分解して燃料ガスと水を生成するNGH分解装置と、前記NGH分解装置によって得られた水を前記NGHタンクの前記外側タンク内に送り込む配水管とを備えることを特徴とする船舶。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010223400A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 荷役ラインの緊急離脱装置
JP2019108120A (ja) * 2017-12-18 2019-07-04 マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー 船舶用タンクシステム

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