JP2008506078A - 液化ガス貯蔵容器 - Google Patents

Abstract

本発明は液化ガス（８０）を貯蔵するための断熱容器（１）に関する。この容器（１）は、荷重を支える構造用外側シェル（２）と；使用中は液化ガス（８０）と接触する連続的な第１液体障壁（４０）と；断熱第１パネル層（１１）と；第２液体障壁（２０）と；断熱第２パネル層（１０）と；第１パネル層（１１）を第２パネル層（１０）の一つに連結するための第１連結器（３５）と；第２パネル層（１０）の少なくとも１つを外側シェル（２）に連結するための第２連結器（１５）と；を備え、第１パネル層（１１）及び第２パネル層（１０）の少なくとも１つが、第１及び第２連結器（３５、１５）を部分的に受け入れるための貫通通路を備える。

Description

本発明は液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化された窒素、酸素若しくは二酸化炭素、又は液化水素などの液化ガスを貯蔵するための断熱容器に関する。好ましくは、液化ガスは大気圧にて容器中に貯蔵される。

従来からいくつかの種類の断熱容器が知られている。通常、容器は構造用外側シェルと、液化ガス（及び蒸気）を収容する内側タンクと、構造用外側シェルと内側タンクとの間に設けられて熱が容器の内部に漏れるのを抑える断熱材とを含む。

通常、冷たい液化ガスを収容可能にするために、このような容器の構造用外側シェルはニッケル鋼又はプレストレス鉄筋コンクリートなどの特殊な材料から作られる。

断熱容器の例がＵＳ３１１２０４３に示されている。ＵＳ３１１２０４３は液化ガスをほぼ大気圧にて輸送するための船を開示する。この船は内側船体として剛性シェルを備えており、この剛性シェルの内側が断熱材で覆われている。断熱剛性シェルにより囲まれた空間内に、アルミニウム又はステンレス鋼から作られた内側タンクが存在する。内側タンクが冷たい液体と蒸気を収容する。
ＵＳ３１１２０４３

液化ガスを貯蔵する従来の容器の問題は、通常かなりの量の金属を含んでいるので重いことである。さらに、使用される金属（例えばニッケル鋼）は通常は非常に高い品質を有するので容器の価格が高い。

別の問題は、従来の容器では金属製の閉じ込め層を溶接しなければならないので、建造に時間がかかることである。この問題は、ニッケル鋼などの材料が用いられる場合には溶接が難しく熟練した溶接工を必要とするので、もっと深刻になる。

本発明の目的は上記問題を最小限に抑えることである。

別の目的は、容易かつ迅速に建造することのできる安全で軽量の液化ガス貯蔵容器を提供することである。

上記目的又はその他の目的の１つ以上が本発明により提供される液化ガスを貯蔵するための断熱容器であって、
- 荷重を支える構造用外側シェルと；
- 前記外側シェルの内側に設けられ、使用中は液化ガスと接触する連続的な第１液体障壁と；
- 前記第１液体障壁と前記構造用外側シェルとの間に設けられ、容器の内側に向いた前面と背面とを有する断熱第１パネル層と；
- 前記第１パネル層と前記外側シェルとの間の第２液体障壁と；
- 前記第２液体障壁と前記外側シェルとの間に設けられ、容器の内側に向いた前面と背面とを有する少なくとも１つの断熱第２パネル層と；
- 前記第１パネル層を前記第２パネル層の一つに連結するための第１連結器と；
- 前記第２パネル層の少なくとも１つを前記外側シェルに連結するための第２連結器と；
を少なくとも備え、前記第１パネル層及び前記第２パネル層の少なくとも１つが第１及び第２連結器を部分的に受け入れて固定するための貫通通路を備え；
前記第２パネル層の少なくとも１つが前面において第１連結器を部分的に受け入れるための固定用孔を備え；
前記少なくとも１つの第２パネル層において、前記第２連結器を部分的に受け入れるための前記貫通通路と前記第１連結器を部分的に受け入れるための前記固定用孔との間で流体の接触がないことを特徴とする断熱容器によって達っせられる。

驚いたことに、本発明によると建造が容易で経済的である液化ガスの貯蔵及び輸送用の軽量容器を提供できることが分かった。

本発明による容器の重要な利点は、漏れのない容器であることである。万一第１パネル層に漏れがあった場合でも、一方における第２連結器を部分的に受け入れるための貫通通路ともう一方における第１連結器を部分的に受け入れるための固定用孔との間が流体について連通していないので、第２液体障壁が漏れてきた流体（すなわち液体又は蒸気）を阻止する。

好ましくは、この容器には実質的に金属がない。このために、断熱パネル層だけでなく外側シェル、液体障壁及び連結器は好ましくは金属以外の材料から作られる。この場合でもなんらかの金属製の連結手段が存在し得ることは言うまでもない。

外側シェルは荷重障壁として適する任意の材料から作ることができる。例として金属、コンクリートなどが挙げられる。上述したように、好ましくは安価な非金属材料から作られる。

通常、第１及び第２液体障壁は液密性かつ蒸気密性の材料から作られる。好ましくは第１及び第２液体障壁はポリウレタンやエポキシなどのプラスチック材料又はそれらの組み合わせを含む。液体障壁は、必要なら例えばガラス繊維を混ぜることにより強化できる。通常、液体障壁はパネル層より薄く、約３〜８ｍｍの厚みを有する。もちろん、その他の厚みにすることもできる。

第１液体障壁は連続的な層であり、通常は第２層も連続的な層である。そのために、液体障壁は例えばスプレー塗装などによって塗布してもよい。もちろん、刷毛又はこてを用いて塗料を塗布してもよい。

第１及び第２パネル層は断熱材料から成るパネルから作られる。好ましくは第１及び第２パネル層は発泡プラスチック材料から成る。好ましくは、第１及び第２パネル層は容器に収容された液化ガスの荷重に耐え得るプラスチック材料から作られる。プラスチック材料の適切な例はＰＶＣ及びポリウレタンフォームである。好ましくは、使用される材料は容器に貯蔵された液化ガスの気圧にも耐えることができる。

適切には、第１及び第２パネル層は５ｃｍ以上の厚みをもつ。

第１及び第２連結器は様々な形式のものにすることができる。好ましくは連結器は非金属材料から作られる。通常、連結器はスタッドである。好ましくは、１個以上の第２パネル層の固定用孔にスタッドを容易に固定するためにスタッドはねじ山を備える。ただ１つの第２パネル層が存在する場合には、第２連結器によって第２層と外側シェルとの間の間の連結が行われ、よって外側シェルは第２連結器を部分的に受け入れるために固定用孔を備えることになる。

好ましくは、第２パネル層は外側シェルに直接固定される。第１液体障壁と外側シェルとの間には何もない空間を存在させず、所与の液化ガス貯蔵容積に対してできるだけ小さく容器を建造できるようにすることが更に好ましい。

また、第１パネル層及び少なくとも１つの第２パネル層における貫通通路が夫々のパネル層の前面に凹部を有するのが好ましい。これらの凹部はパネルの前面にある連結器の端部を固定する座金、ナットなどを少なくとも部分的に受け入れるよう機能する。それにより、それぞれの前面に塗布された液体障壁を実質的に平面状にし得る。

また、凹部にはインサート部品を詰めておくのが好ましい。さらに、接着剤を用いてインサート部品をそれぞれの凹部に固定しておくのが好ましい。インサート部品（任意の適当な形式のものでよい）は、それぞれのパネル層の前面を実質的に平面状にするのに寄与し得る。

以下、図面に関して本発明をさらに説明するが、これに限定されるものではない。
同じ参照番号は同様の構造要素を示す。

図１を参照する。本発明は液化ガス８０を貯蔵するための断熱容器１を提供し、この容器１は荷重を支える構造用外側シェル２を含む。構造シェル２は底板３と側壁４とを備える。図示された例では、底板３と側壁４とはコンクリートから作られる。構造シェル２は内面６を有する。完全を期すため、容器１は構造シェル２の一部を形成し得る断熱屋根（図示せず）を備えることが分かる。

容器１は更に少なくとも２つの断熱閉じ込め層、すなわち第１パネル層１１（「内側閉じ込め層」）及び第２パネル層１０（「外側閉じ込め層」）を備え、これらは構造シェル２の内面６に固定される。必要なら２個以上の外側閉じ込め層１０を設け得ることは言うまでもない。

各閉じ込め層１０及び１１は発泡プラスチック材料から成るパネルを備え、容器１の内側に向いた前面と背面とを有する。外側閉じ込め層１０のパネルは参照番号１０ａで示され、その前面は参照番号１０ｂで示され、その背面は１０ｃで示される。内側閉じ込め層１１のパネルは参照番号１１ａで示され、その前面は１１ｂで示され、その背面は１１ｃで示される。明確にするため、パネル１０ａ及び１１ａの面のすべてが参照番号で示されているわけではない。

さらに、容器１は蒸気密かつ液密の２つの障壁、すなわち容器１に収容された液化ガス８０と接触する第１液体障壁４０（図３も参照）と、内側閉じ込め層１１と外側閉じ込め層１０との間の第２液体障壁２０（図２も参照）とを備える。

さらに、容器１は内側閉じ込め層１１を外側閉じ込め層１０に連結するためのスタッド等の第１連結器３５と、外側閉じ込め層１０を外側シェル２に連結するためのスタッド等の第２連結器１５とを備える。

スタッド３５、１５を受け入れるために、内側閉じ込め層１１及び外側閉じ込め層１０には貫通通路（図示せず）が設けられる。さらに、外側閉じ込め層１０と外側シェルとには固定用孔（図示せず）が設けられ、内側とは逆の方向に向いたスタッド１５、３５の一部を受け入れることで内側閉じ込め層１１、外側閉じ込め層１０及び外側シェル２を互いに固定する。

本発明による容器１の重要な利点は、容器１が漏れがなく蒸気密性であることである。さらに、容器１の外側シェル２は低温にさらされないので、容器１の外側シェル２の材料選択はさほど厳しくはなく、経済的である。万一第１液体障壁４０に漏れが生じた場合でも、一方における第２スタッド１５を部分的に受け入れて固定するための貫通通路と、もう一方における第１スタッド３５を部分的に受け入れるための固定用孔との間で流体について連通していないので、第２液体障壁２０が漏れた流体を阻止する。

このために、第２液体障壁２０は、閉じ込め層を破壊することなく外側閉じ込め層１０から第２液体障壁２０を除去することができないように（例えばスプレー塗装により）外側閉じ込め層１０に固定させておくのが好ましい。好ましくは、同じことが第１液体障壁４０と内側閉じ込め層１１にも当てはまる。

さらに、容器１には実質的に金属がないので（スタッド１５、３５は金属から作ってもよいが、プラスチック材料から作ることもできる）、軽量の容器が得られる。

構造シェル２の内面６に固定された閉じ込め層１０及び１１を備える液化ガス８０の貯蔵用断熱容器１を建造する代表的で非限定的な方法を以下で説明する。

この方法の最初の工程は、構造シェル２の内面６にスタッドなどの複数の第２連結器１５を設けることである。スタッド１５は内面に垂直な方向に並べられており、隣接するスタッド１５間の距離は、１つのパネル１０ａを固定するのに２個以上のスタッド１５が利用できるように選択されるのが好ましい。内面６にスタッド１５を取り付ける方法は、外側シェル２のコンクリートを固める際に適切な保護カバーを備えた受入れナット（図示せず）などの固定用孔を設置すること、及び端部を任意の適当な方法で（例えば接着、ねじ込み、又は開きボルトなどを用いて）受入れナット中に固定できる（好ましくはねじ付き）スタッド１５を用いることを含む。

その後、接着剤の層（図示せず）を構造シェル２の内面６上に塗布してもよい。パネル１０ａは１個のスタッド１５当たり１つの貫通通路（図示せず）を備える。この貫通通路は背面１０ｃから前面１０ｂの円筒形凹部１６まで延びている。明確にするため、すべての凹部１６について参照番号で示しているわけではない。これらのパネル１０ａは所定の位置に置かれる。これらのパネル１０ａは、凹部１６にて固定手段（例えば図４の固定リング９０）をスタッド１５の端部に取り付け、内面６上にて接着剤を固めることによって構造シェル２に結合される。

次に、パネル１０ａ（外側閉じ込め層１０）の前面１０ｂには複数のスタッド３５が取り付けられる。スタッド３５もまたパネルに垂直な方向に並べられており、隣接するスタッド３５間の距離は、１つのパネル１１ａを固定するのに２個以上のスタッド３５を利用できるように選択されるのが好ましい。

前面１０ｂにスタッド３５を取り付ける方法は、製造時に適切な保護カバーを備えた受入れナット（図示せず）などの固定用孔をパネル１０ａに設けること、及び端部を受入れナットにねじ込むことができるねじ付きスタッドを用いることを含む。好ましくは、液密性及び蒸気密性を高めると共に熱が断熱材パネルを通り抜けることを阻止するために、第１スタッド３５は第２スタッド１５と直接的に一列に並んでいない。

スタッド３５を取り付けた後に、連続的な蒸気密かつ液密性の障壁２０をパネル１０ａの前面１０ｂに塗布して外側閉じ込め層１０を得る。このようにして、スタッド３５、受入れナット（図示せず）の周りや周囲の外側閉じ込め層１０にて流体密の連結が得られる。図２に障壁２０が更に明確に示されている。

第２液体障壁２０を取り付けるためには、取り付けられる表面が滑らかなことが好ましい。しかし、パネル１０ａの前面１０ｂは滑らかではない（凹部１６が存在する）。したがって、適切には、パネル１０ａの前面１０ｂ上に滑らかで連続的な表面を形成するように予め製造された発泡インサート部品（図示せず）を凹部に挿入する。

よって、外側閉じ込め層１０は構造シェル２の内面６に固定されたパネル１０ａと、連続的な蒸気密かつ液密の障壁２０とを備える。外側閉じ込め層１０の内面は参照番号３０で示されている（図２参照）。

次に、接着剤の層（図示せず）を外側閉じ込め層１０の内面３０上に塗布してもよい。パネル１１ａは１個のスタッド当たり１つの通路（図示せず）を備える。この通路は背面１１ｃから前面１１ｂの円筒形凹部３６まで延びている。明瞭にするため、すべての凹部３６を参照番号で示しているわけではない。これらのパネル１１ａは所定の位置に置かれる。これらのパネル１１ａは、凹部３６において固定手段（例えば図４に示される固定リング９０）をスタッド３５の端部に取り付け、内面３０上にて接着剤を固めることによって外側閉じ込め層１０を介して構造シェル２に結合される。

次に、連続的な蒸気密かつ液密の障壁４０をパネル１１ａの前面１１ｂ上に塗布する。

障壁４０を付着させるためには、付着される表面が滑らかなことが好ましい。しかし、パネル１１ａの前面１１ｂは滑らかではない（凹部３６が存在する）。したがって、適切には、パネル１１ａの前面１１ｂ上に滑らかで連続的な表面を形成するように予め製造された発泡インサート部品（図示せず）を凹部３６に挿入する。

よって、内側閉じ込め層１１は構造シェル２の内面６に固定されたパネル１１ａと、連続的な蒸気密かつ液密の障壁４０とから構成される。

適切には、内側閉じ込め層のパネル１１ａは、パネル１１ａがパネル１０ａの凹部１６に重なるように、外側閉じ込め層のパネル１０ａに対してずらして置かれる。

適切には、内側閉じ込め層１１のパネル１１ａは容器１の隅（底）にて湾曲しており、コーナー部品４５によってこれらのパネル１１ａが支持されている。図１の態様では、円筒形のＬＮＧ貯蔵容器１が示されており、一般にコーナー部品４５は湾曲した内面を有する環状リングを形成する。容器１の隅に配置されたこれらのパネル１１ａ及びコーナー部品４５が必要ならば他の適当な形状を有し得ることは、当業者には容易に分かるであろう。

通常運転中、内側閉じ込め層１１は本発明による断熱容器１に貯蔵された液化ガスと接触している。

適切には、パネル１０ａ及び１１ａは適当なフォーム、好ましくはポリ塩化ビニル又はポリウレタンフォームから作られ、ポリマー外皮で覆われる。漏れる可能性を低くするために、パネル１０ａ及び１１ａは合決（あいじゃくり）で接合するために段付きの側面を有する。

図２、３及び４はそれぞれ図１のＩＩ、ＩＩＩ及びＩＶ部を拡大して示す。明確にするため、図１ではＩＶ部（すなわち図４）に第２スタッド１５があるようには示されていないが、図４では第２スタッド１５の存在も示してある。

図４から分かるように、外側閉じ込め層１０の前面１０ｃの固定用孔には、容器１の内側とは逆に向いた第１スタッド３５の端部３５ａが埋められており、よって外側閉じ込め層１０の固定用孔は第１スタッド３５を部分的に受け入れる。好ましくは、外側閉じ込め層１０の固定用孔とスタッド３５の端部３５ａとの両方がねじ山（図示せず）を有する。

同様に、図４に示されているように、外側シェル２の側壁４もまた、第２スタッド１５の端部１５ａで埋められる固定用孔を備え、この端部１５ａは容器１の内側とは反対の方向を向いている。

内側閉じ込め層１１の貫通通路は第１スタッド３５で埋められる部分と、凹部３６により形成される部分とがある。第１スタッド３５は容器１の内側に向いた端部３５ｂにて固定リング９０によって固定される。第１スタッド３５は、内側閉じ込め層１１の凹部３６に詰められた接着剤によって更に固定してもよい。さらに、必要なら、インサート部品（図示せず）を凹部３６内に配置しておいてもよい。このインサート部品は例えば発泡材料から予め成形しておいてもよいし、現場で成形してもよい。

当業者は特許請求の範囲に記載の範囲を逸脱することなく本発明の容器１を幅広く変え得ることを容易に理解するであろう。

例として、構造シェル２の内面６には追加の連続的な蒸気障壁（図示せず）を設けることができる。この追加の蒸気障壁は第２スタッド１５が取り付けられた後に塗布される。このとき、本方法の最初の工程は複数のスタッド１５を取り付け、その後に構造シェル２の内面６に蒸気障壁（図示せず）を塗布することからなる。

加えて、外側閉じ込め層のパネル１０ａを底板３の上に配置する前に、水平化保護層３１を底板３の上に設けることもできる。保護層３１は例えば乾燥砂又は水平化コンクリートから作ることができる。

また、パネル１０ａ及び１１ａは、例えば容器１を初めて使う前又は廃棄する前における不活性ガスによるパージを容易にするために、前面１０ｂと背面１１ｃとが層１０と層１１との間で選択された地点にてチャネルを形成するように成形してもよい。これらのチャネルは更に、液体障壁２０及び４０の液密性及び蒸気密性を監視するために容器１の使用中に用いてもよい。

本発明は迅速かつ経済的に建造できる驚くほど簡単な断熱容器を提供する。この容器は大型の円筒形の陸上容器として建造できるが、船舶上又は重力構造物上で用いられる角柱状の容器の形状にて建造することもできる。加えて、本発明により、貨物コンテナの大きさを有する容器を建造できる。液化ガスで満たされた後者の容器は、液化ガスを使用できる任意の場所に容易かつ安全に輸送できる。

本発明により建造された液化ガス貯蔵用の断熱容器の下隅を概略的に示す。 図１のＩＩ部を拡大して示す。 図１のＩＩＩ部を拡大して示す。 図１のＩＶ部を拡大して示す。

符号の説明

１ 断熱容器
２ 構造用外側シェル
３ 底板
４ 側壁
１０ 第２パネル層（外側閉じ込め層）
１１ 第１パネル層（内側閉じ込め層）
１５ 第２連結器（スタッド）
１６ 円筒形凹部
２０ 第２液体障壁
３５ 第１連結器（スタッド）
３６ 円筒形凹部
４０ 第１液体障壁
８０ 液化ガス

Claims (10)

1. 液化ガス（８０）を貯蔵するための断熱容器（１）であって、
   - 荷重を支える構造用外側シェル（２）と；
   - 前記外側シェル（２）の内側に設けられ、使用中は液化ガス（８０）と接触する連続的な第１液体障壁（４０）と；
   - 前記第１液体障壁（４０）と前記構造用外側シェル（２）との間に設けられ、容器（１）の内側に向いた前面（１１ｂ）と背面（１１ｃ）とを有する断熱第１パネル層（１１）と；
   - 前記第１パネル層（１１）と前記外側シェルとの間の第２液体障壁（２０）と；
   - 前記第２液体障壁（２０）と前記外側シェル（２）との間に設けられ、容器（１）の内側に向いた前面（１０ｂ）と背面（１０ｃ）とを有する少なくとも１つの断熱第２パネル層（１０）と；
   - 前記第１パネル層（１１）を前記第２パネル層（１０）の一つに連結するための第１連結器（３５）と；
   - 前記第２パネル層（１０）の少なくとも１つを前記外側シェル（２）に連結するための第２連結器（１５）と；
   を少なくとも備え、前記第１パネル層（１１）及び前記第２パネル層（１０）の少なくとも１つが第１及び第２連結器（３５、１５）を部分的に受け入れるための貫通通路を備え；
   前記第２パネル層（１０）の少なくとも１つが前面（１０ｂ）において第１連結器（３５）を部分的に受け入れるための固定用孔を備え；
   前記少なくとも１つの第２パネル層（１０）において、前記第２連結器（１５）を部分的に受け入れるための前記貫通通路と前記第１連結器（３５）を部分的に受け入れるための前記固定用孔との間で流体の接触がないことを特徴とする断熱容器（１）。
2. 前記第１及び第２パネル層（１１、１０）が発泡プラスチック材料からなる請求項１に記載の容器（１）。
3. 前記第１及び第２液体障壁（４０、２０）がプラスチック材料からなる請求項１又は２に記載の容器（１）。
4. 前記第１及び第２パネル層（１１、１０）が容器（１）に収容された液化ガス（８０）の荷重に耐え得る請求項１〜３のいずれか一項に記載の容器（１）。
5. 前記第１及び第２パネル層（１１、１０）の厚みが５ｃｍ以上である請求項１〜４のいずれか一項に記載の容器（１）。
6. 前記第１パネル層（１１）のパネル（１１ａ）を前記第２パネル層（１０）のパネル（１０ａ）に対してずらして配置させた請求項１〜５のいずれか一項に記載の容器（１）。
7. 前記第２パネル層（１０）の少なくとも１つが前記外側シェル（２）に直接固定される請求項１〜６のいずれか一項に記載の容器（１）。
8. 前記第１パネル層（１１）及び前記第２パネル層（１０）の少なくとも１つにおける前記貫通通路がそれぞれのパネル層（１１、１０）の前記前面（１１ｂ、１０ｂ）に凹部（１６、３６）を備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の容器（１）。
9. 前記凹部（３６、１６）にインサート部品を詰めた請求項８に記載の容器（１）。
10. 接着剤を用いて前記インサート部品をそれぞれの凹部（３６、１６）に固定させた請求項９に記載の容器（１）。