JP2013220811A - 液化ガス焚船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】船舶内における設置場所の自由度が高く、容易かつ低コストに製作でき、しかもスロッシングを有効に抑えることを目的とする。
【解決手段】液化ガス貯蔵設備１０は、複数本のストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…と、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…のうち互いに隣接するものどうしを接続する屈曲管部１４Ａ，１４Ｂ，…とを備え、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…および屈曲管部１４Ａ，１４Ｂ，…は、筒状の管体１１を接続することによって形成した。
また、液化ガス貯蔵設備１０は、一端部１０ａ側が船体に固定された固定端とされ、他端部１０ｂ側が、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…の軸線方向に沿った変位を許容する自由端とした。さらに、液化ガス貯蔵設備１０は、上層１０Ａと下層とからなる上下二層構造とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ）等の液化ガスを燃料として用いる液化ガス焚船舶に関するものである。

船舶においては、燃料として重油等の燃料油が広く用いられてきたが、環境保全の観点から、燃料燃焼後の排出ガスに含まれる硫黄成分の抑制が要求されている。そこで、燃料を、重油から、硫黄成分を含まない液化天然ガス（ＬＮＧ）や液化プロパンガス（ＬＰＧ）といった液化ガスに切り換える動きが活発化している。

このような液化ガスを燃料として用いる船舶においては、船体内に液化ガスを貯蔵するタンクを備えている（例えば、特許文献１参照。）。
ここで、従来の燃料油は、船体の一部を燃料タンクとし、ここに燃料油を貯蔵していたが、液化ガスは、ＬＮＧの場合は−１６０℃、ＬＰＧの場合でも−４０℃といった低温状態で貯蔵されるため、独立した専用のタンクを船体内に設置している。

特開２００６−１７７６１８号公報

しかしながら、ガスタンクは、耐圧性能を確保する点から、例えば、球状、円柱状といった形状を有しているが、このような形状のガスタンクを船体内に設置するには、他の機器等のレイアウト等の関係から、設置場所の自由度が低い。また、このようなガスタンクは、言うまでもなく船体内に大きなスペースを要する。

また、ガスタンクは、液化ガスが低温であるためにガスタンクを形成する材料が収縮する。このため、その保温構造、材料選択、各部の固定構造等に工夫が必要であり、タンク製造者が限定され、高コストになりがちである。

さらに、ガスタンク内の液化ガスは液体のため、船舶の揺れによってガスタンク内に液体の流体運動が生じる。この流体運動（これをスロッシングと称する）を抑制するためにガスタンク内に仕切り壁を設けているが、大きなガスタンクにおいてスロッシングを有効に抑えるのは困難である。

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、船舶内における設置場所の自由度が高く、容易かつ低コストに製作でき、しかもスロッシングを有効に抑えることのできる液化ガス焚船舶を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の液化ガス焚船舶は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の船舶は、液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵設備を備え、液化ガス貯蔵設備は、複数本のストレート管部と、互いに前後するストレート管部どうしを接続する屈曲管部と、を備え、ストレート管部および屈曲管部が、筒状の管体を接続することによって形成されていることを特徴とする。
このような管体は、船舶の適宜箇所において、他の機器等を避けるようにして隙間に配置することもでき、これによって、液化ガス貯蔵設備の設置スペースの自由度が高まる。
また、液化ガス貯蔵設備を管体によって形成することで、従来からのガスタンクをはじめとして広く用いられている配管接続技術を適用できるので、容易かつ低コストでその施工を行うことができる。しかも、配管の保温構造についても技術が確立されているため、その技術を適用することによって、液化ガス貯蔵設備全体の保温構造を容易に実現できる。
さらに、液化ガス貯蔵設備を管体によって形成することで、従来からのガスタンクに液化ガスを貯蔵する場合に比較し、液化ガスが管体の内表面と接触する面積（いわゆる濡れ縁）が大幅に増大するため、液化ガスと管体の内表面との摩擦により、液化ガスの流体運動であるスロッシングを有効に抑えることができる。

また、液化ガス貯蔵設備は、一端部側が船舶の船体に固定された固定端とされ、他端部側が、ストレート管部の軸線方向に沿った変位を許容する自由端とされていることを特徴とするのが好ましい。
これにより、低温の液化ガスによって液化ガス貯蔵設備を構成する管体が収縮しても、その変形を許容することができる。

液化ガス貯蔵設備は、上下に複数の層を有し、それぞれの層が、複数本のストレート管部と、互いに前後するストレート管部どうしを接続する屈曲管部と、を備え、互いに上下に位置する層どうしが、接続管部を介して接続されている構成とするのも好ましい。
これにより、貯蔵された液化ガスの液面が上方の層内にある場合、それよりも下方の層においては液化ガスが完全に充填されているため、液化ガスの流体運動は、上方の層においてのみ生じる。したがって、スロッシングの影響を小さく抑えることができる。

本発明は、液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵設備であって、複数本のストレート管部と、互いに前後するストレート管部どうしを接続する屈曲管部と、を備え、ストレート管部および屈曲管部が、筒状の管体を接続することによって形成されていることを特徴とすることもできる。

本発明によれば、液化ガス貯蔵設備の液化ガス焚船舶内における設置場所の自由度が高く、これを容易かつ低コストに製作でき、しかもスロッシングを有効に抑えることが可能となる。

本発明の液化ガス貯蔵設備の構成を示す平面図である。 本発明の液化ガス貯蔵設備の構成を示す立面図である。 本発明の液化ガス貯蔵設備の構成を示す側面図である。 本発明の液化ガス貯蔵設備の他の例を示す平面図である。 本発明の液化ガス焚船舶に備えられた液化ガス貯蔵設備の概略構成図である。 図５に示した液化ガス焚船舶に備えられた液化ガス貯蔵設備の変形例を示した概略構成図である。

以下に、本発明に係る液化ガス焚船舶に備えられた液化ガス貯蔵設備の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１〜図３に示すものは、液化ガス焚船舶（以下、単に「船舶」という。）に備えられた液化ガス貯蔵設備１０の一例である。この液化ガス貯蔵設備１０は、本実施形態では、上層１０Ａ、下層１０Ｂの、例えば上下二層に設けられている。

上層１０Ａ、下層１０Ｂのそれぞれは、同一平面内で互いに平行に配置されて直線状に延びる複数本のストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…と、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…のうち互いに隣接するものどうしを接続する屈曲管部１４Ａ，１４Ｂ，…とを有している。
より詳しくは、液化ガス貯蔵設備１０の他端部１０ｂ側において、ストレート管部１３Ａとこれに隣接する（前後する）ストレート管部１３Ｂ、ストレート管部１３Ｃとこれに隣接する（前後する）ストレート管部１３Ｄとが、１８０°折り返す屈曲管部１４Ａ，１４Ｃにより接続されている。また、液化ガス貯蔵設備１０の一端側１０ａにおいて、ストレート管部１３Ｂとこれに隣接する（前後する）ストレート管部１３Ｃとが、１８０°折り返す屈曲管部１４Ｂにより接続されている。
ここで、複数本のストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…と、屈曲管部１４Ａ，１４Ｂ，…とが交互に接続されることで、平面視すると全体としてジグザグ状（つづら折り状）をなしている。

より詳しくは、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…、屈曲管部１４Ａ，１４Ｂ，…は、それぞれ、筒状の管体１１を接続することによって構成されている。ここで、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…は、一本以上の直管１１Ｓにより形成されている。屈曲管部１４Ａ，１４Ｂ，…は、例えば、二本の９０°エルボ管１１Ｅと、これら二本の９０°エルボ管１１Ｅの間に位置する直管１１Ｆとにより形成されている。直管１１Ｆの長さを適宜選択することで、互いに隣接する（前後する）ストレート管部１３Ａとストレート管部１３Ｂ、ストレート管部１３Ｃとストレート管部１３Ｄの間隔を確保している。

また、上層１０Ａにおいて、複数本並設されたストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…のうち、両外側に位置するストレート管部１３Ａ、１３Ｄは、下層１０Ｂにおいて、同様に両外側に位置するストレート管部１３Ａ，１３Ｄに対し、鉛直面内で１８０°折り返す接続管部１５を介して接続されている。この接続管部１５も、屈曲管部１４と同様、エルボ管１１Ｅ、直管１１Ｆとから構成されている。

直管１１Ｓ、エルボ管１１Ｅ、直管１１Ｆは、断面円形のものが一般的ではあるが、断面矩形等のものを採用しても良い。

この液化ガス貯蔵設備１０は、その一端部１０ａ側が、船舶の船底、床フロア、デッキ等の船体に、図示しないブラケット等により固定されている。
液化ガス貯蔵設備１０は、他端部１０ｂ側は、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…の軸線方向に沿ったストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…の変位を許容するよう、支持部材上に支持されている。なお、他端部１０ｂ側は、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…の軸線方向に沿ったストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…の変位を許容するのであれば、いかなる支持構造としても良い。また、強度的に支障がなければ、液化ガス貯蔵設備１０の一端部１０ａ側のみを固定した片持ち状とすることも可能である。

ここで、上層１０Ａは、接続管部１５が設けられている一端部１０ａ側が、他端部１０ｂ側に対して低くなるよう、水勾配をつけて形成されている。さらに、上層１０Ａは、他端部１０ｂ側においても、二つの接続管部１５，１５のいずれか一方が、他方より低くなるよう、水勾配をつけて形成するのが好ましい。

このような液化ガス貯蔵設備１０には、適宜位置に、液化ガスの注入口と排出口が形成されている。

図５に示されるように、液化ガス貯蔵設備１０から蒸発器２１まで導く手段として加圧器２０が用いられる。加圧器２０によって、液化ガス貯蔵設備１０内の液化ガスが加圧されて、液化ガス蒸発器２１へと導かれる。液化ガス蒸発器２１によって気化したガスは、推進器２４へと供給される。

また、図６に示されるように、液化ガス貯蔵設備１０から蒸発器２１まで導く手段として液化ガスポンプ２２を用いてもよい。液化ガス貯蔵設備１０の下流側に、液化ガスポンプ２２を備えた液化ガス格納コラム２３が設けられている。液化ガスポンプ２２により、液化ガスが液化ガス蒸発器２１へと導かれる。液化ガス蒸発器２１によって気化したガスは、推進器２４へと供給される。

上述したような液化ガス貯蔵設備１０は、複数本のストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…と、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…のうち互いに隣接するものどうしを接続する屈曲管部１４Ａ，１４Ｂ，…とを備え、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…および屈曲管部１４Ａ，１４Ｂ，…が、筒状の管体１１を接続することによって形成されている。このような管体１１は、船舶の適宜箇所において、他の機器等を避けるようにして隙間に配置することもでき、これによって、液化ガス貯蔵設備１０の設置スペースの自由度が高まる。例えば、図１〜図３に示した構成において、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…のそれぞれの長さを１００ｍ以上とした場合、デッキ上やデッキ下方等の空間にこれらを配置すれば、十分な容量を確保しつつも、スペースの有効利用を図ることができる。

また、液化ガス貯蔵設備１０を、管体１１によって形成することで、従来から管体の接続技術は確立されており、容易かつ低コストでその施工を行うことができる。
しかも、液化ガス貯蔵設備１０を、管体１１によって形成することで、従来からのガスタンクにおいて配管部の保温構造は技術が確立されているため、その技術を適用することによって、容易に液化ガス貯蔵設備１０全体の保温構造を実現できる。

また、液化ガス貯蔵設備１０は、一端部１０ａ側が船体に固定された固定端とされ、他端部１０ｂ側が、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…の軸線方向に沿った変位を許容する自由端とされている。これにより、低温の液化ガスによって液化ガス貯蔵設備１０が収縮しても、その変形を許容することができる。
しかも、液化ガス貯蔵設備１０は、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…と、屈曲管部１４Ａ，１４Ｂ，…とが交互に配置されることで、全体としてつづら折り状に蛇行しているため、これを単なるストレート形状とした場合に比較し、低温の液化ガスによって収縮しても、自由端である他端部１０ｂ側における変位量を小さく抑えることができる。

加えて、液化ガス貯蔵設備１０を、管体１１によって形成することで、従来からのガスタンクに液化ガスを貯蔵する場合に比較し、液化ガスが管体１１の内表面と接触する面積（いわゆる濡れ縁）が大幅に増大するため、液化ガスと管体１１の内表面との摩擦により、液化ガスの流体運動であるスロッシングを有効に抑えることができる。

さらに加えて、液化ガス貯蔵設備１０は、上層１０Ａと下層１０Ｂとからなる上下二層構造とされている。これにより、図２に示したように、貯蔵された液化ガスの液面Ｌが上層１０Ａ内にある場合、下層１０Ｂには液化ガスが完全に充填されているため、液化ガスの流体運動は、上層１０Ａにおいてのみ生じる。したがって、スロッシングの影響を小さく抑えることができる。

このようにして、上述した液化ガス貯蔵設備１０によれば、液化ガスを貯蔵するにあたり、船舶内における設置場所の自由度が高く、容易かつ低コストに製作でき、しかもスロッシングを有効に抑えることが可能となる。

なお、上記実施形態では、液化ガス貯蔵設備１０を上層１０Ａと下層１０Ｂとからなる上下二層構造としたが、これを一層のみ、あるいは三層以上に積層する構成とすることも可能である。
また、上記実施形態で示した液化ガス貯蔵設備１０を、縦置き、つまり図１に示した状態を立面図、図２に示した状態を平面図となるように設置することも可能である。
さらに、上層１０Ａと下層１０Ｂとで、ストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…の本数および長さを統一する例を示したが、これらの本数や長さは、船舶内の設置スペースに応じて適宜異ならせることができる。
加えて、屈曲管部１４Ａ，１４Ｂ，…は、１８０°折り返す構成に限らず、船舶内の設置スペースに応じて適宜他の角度とすることもできる。

さらに、液化ガス貯蔵設備１０を、一筆書き状に構成する例を示したが、途中に分岐部を設けても良い。例えば、図４に示すように、ヘッダパイプ３０を設け、このヘッダパイプ３０に複数本のストレート管部１３Ａ，１３Ｂ，…を接続した構成とすることもできる。
また、管体１１は、途中でその断面積を変化させるようにしても良い。

１０ 液化ガス貯蔵設備
１０Ａ 上層
１０Ｂ 下層
１０ａ 一端部
１０ｂ 他端部
１１ 管体
１１Ｅ エルボ管
１１Ｆ 直管
１１Ｓ 直管
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ ストレート管部
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ 屈曲管部
１５ 接続管部
３０ ヘッダパイプ

Claims (4)

1. 液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵設備を備え、
   前記液化ガス貯蔵設備は、
   複数本のストレート管部と、
   互いに前後する前記ストレート管部どうしを接続する屈曲管部と、を備え、
   前記ストレート管部および前記屈曲管部が、筒状の管体を接続することによって形成されていることを特徴とする船舶。
2. 前記液化ガス貯蔵設備は、一端部側が前記船舶の船体に固定された固定端とされ、他端部側が、前記ストレート管部の軸線方向に沿った変位を許容する自由端とされていることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
3. 前記液化ガス貯蔵設備は、上下に複数の層を有し、
   それぞれの前記層が、複数本の前記ストレート管部と、互いに前後する前記ストレート管部どうしを接続する前記屈曲管部と、を備え、
   互いに上下に位置する前記層どうしが、接続管部を介して接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の船舶。
4. 液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵設備であって、
   複数本のストレート管部と、
   互いに前後する前記ストレート管部どうしを接続する屈曲管部と、を備え、
   前記ストレート管部および前記屈曲管部が、筒状の管体を接続することによって形成されていることを特徴とする液化ガス貯蔵設備。

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