JP2021185056A - ベントマスト - Google Patents

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雄一 亀野
Yuichi Kameno
直人 尾崎
Naoto Ozaki
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Abstract

【課題】ベントマストから比較的に遠くまで水素ガスを放出することできるベントマストを提供する。【解決手段】一実施形態に係る、液化水素運搬船に設けられるベントマスト５は、マスト本体６と、マスト本体６の上方に配置された放出管８と、マスト本体６と放出管８とを接続する膨出ダクト７を含む。膨出ダクト７内には、放出管８から侵入する雨を受ける漏斗９が配置されている。放出管８の長さＬは、放出管８の内径Ｄよりも大きい。【選択図】図２

Description

本発明は、液化水素運搬船に設けられるベントマストに関する。
近年、液化水素を輸送する液化水素運搬船の開発が進められつつある。例えば、特許文献１には、液化水素を貯留するタンクが船体に搭載された液化水素運搬船が開示されている。
また、特許文献１に開示された液化水素運搬船には、タンク内で発生するボイルオフガス（水素ガス）を大気中に放出するためのベントマストが設けられている。
特開２０１８−２０４７２１号公報
ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）運搬船にも、タンク内で発生するボイルオフガス（ＮＧ）を大気中に放出するためのベントマストが設けられる。ベントマストの先端は膨らんでおり、その内部には雨を受ける漏斗が配置される。
水素運搬船に設けられるベントマストは、ＮＧ用のベントマストと同様の構造であってもよい。しかし、水素はＮＧに比べて燃焼範囲が広いため、ＮＧ用のベントマストに比べて、ベントマストから比較的に遠くまで水素ガスを放出することが望まれる。
そこで、本発明は、ベントマストから比較的に遠くまで水素ガスを放出することできるベントマストを提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の一つの側面からのベントマストは、液化水素運搬船に設けられるベントマストであって、マスト本体と、前記マスト本体の上方に配置された放出管と、前記マスト本体と前記放出管とを接続する膨出ダクトと、前記膨出ダクト内に配置された、前記放出管から侵入する雨を受ける漏斗と、を備え、前記放出管の長さは前記放出管の内径よりも大きい、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、放出管の長さが内径よりも大きいので、放出管を通じて放出される水素ガスは、水平方向への拡散が抑えられ、真っ直ぐに上向きに放出される。従って、ベントマストから比較的に遠くまで水素ガスを放出することできる。
また、本発明の別の側面からのベントマストは、液化水素運搬船に設けられるベントマストであって、マスト本体と、前記マスト本体の上方に配置された放出管と、前記マスト本体と前記放出管とを接続する膨出ダクトと、前記膨出ダクト内に配置された、前記放出管から侵入する雨を受ける漏斗と、を備え、前記ダクトは、前記マスト本体から上向きに拡径する拡径部と、前記放出管に向かって上向きに縮径する縮径部と、前記拡径部と前記縮径部との間に介在する筒状部を含む、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、筒状部が無い場合に比べて、漏斗を迂回するように膨出ダクトの内面に沿って水素ガスが流れるときの圧力損失を低減することができる。従って、放出管の先端での水素ガスの流速が速くなり、ベントマストから比較的に遠くまで水素ガスを放出することできる。
本発明のさらに別の側面からのベントマストは、液化水素運搬船に設けられるベントマストであって、マスト本体と、前記マスト本体の上方に配置された放出管と、前記マスト本体と前記放出管とを接続する膨出ダクトと、前記膨出ダクト内に配置された、前記放出管から侵入する雨を受ける漏斗と、を備え、前記ダクトは、前記マスト本体から上向きに拡径する拡径部と、前記放出管に向かって上向きに縮径する縮径部を含み、鉛直方向に対する前記拡径部の角度は、３０度以下である、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、拡径部の角度が３０度を上回る場合に比べて、漏斗を迂回するように膨出ダクトの内面に沿って水素ガスが流れるときの圧力損失を低減することができる。従って、放出管の先端での水素ガスの流速が速くなり、ベントマストから比較的に遠くまで水素ガスを放出することできる。
本発明によれば、ベントマストから比較的に遠くまで水素ガスを放出することできる。
本発明の一実施形態に係るベントマストが設けられた液化水素運搬船の側面図である。 ベントマストの先端部の断面図である。
図１に、本発明の一実施形態に係るベントマスト５が設けられた液化水素運搬船１を示す。この液化水素運搬船１は、船体２と、船体２に搭載された２つのタンク３を含む。本実施形態では、タンク３が船長方向に並んでいるが、船幅が広い場合は船幅方向に並んでもよい。また、船体２に搭載されるタンク３の数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
例えば、各タンク３は、内槽と外槽の間が真空の二重殻タンクである。ただし、各タンク３は、断熱材で覆われた一重殻タンクであってもよい。
本実施形態では、各タンク３が水平方向に長い円筒状である。ただし、タンク３の形状は、球形状であってもよいし、立方体状または直方体状であってもよい。
具体的に、各タンク３は、液化水素を貯留するタンク本体３１と、このタンク本体３１から上向きに突出するドーム３２を含む。より詳しくは、タンク本体３１は、一定の断面形状で船長方向に延びる胴部と、この胴部の両側の開口を塞ぐ半球状の閉塞部を含む。ただし、閉塞部は、胴部と垂直なフラットであってもよいし、皿状であってもよい。ドーム３２は、タンク３を貫通する配管を集約するためものである。
船体２は、上向きに開口する２つの貨物艙２１を有する。貨物艙２１は船長方向に並んでおり、貨物艙２１同士は隔壁２２によって仕切られている。そして、各貨物艙２１の内部に、タンク３が配置されている。
各貨物艙２１の内部には、船長方向に互いに離間する一対のサドル２３が設けられている。サドル２３は、タンク３を支持する。各タンク３の上方には、タンクカバー４が配置されている。各タンクカバー４は、対応するタンク３のタンク本体３１を上方から覆う。ドーム３２はタンクカバー４を貫通している。
上述したベントマスト５は、タンクカバー４に設けられている。ただし、ベントマスト５は、貨物艙２１の周囲に位置する上甲板に設けられてもよい。ベントマスト５は、タンク３内で発生するボイルオフガス（水素ガス）を大気中に放出するためのものである。
ベントマスト５は、図２に示すように、タンクカバー４から立ち上がるマスト本体６と、マスト本体６の上方に配置された放出管８と、マスト本体６と放出管８とを接続する膨出ダクト７を含む。
放出管８はマスト本体６と同軸上に配置されており、膨出ダクト７はマスト本体６および放出管８よりも径方向外向きに広がっている。図示は省略するが、放出管８の先端（上端）には、鳥の侵入を防止するためのメッシュが取り付けられる。本実施形態では、放出管８の長さＬが放出管８の内径Ｄよりも大きい。
膨出ダクト７内には、放出管８から侵入する雨を受ける漏斗９が配置されている。漏斗９は断面Ｖ字状であり、漏斗９の上端の直径は、放出管８の内径Ｄよりも大きい。漏斗９は、膨出ダクト７に設けられた図略のサポートにより支持されている。
膨出ダクト７は、マスト本体６から上向きに拡径する拡径部７１と、放出管８に向かって上向きに縮径する縮径部７３と、拡径部７１と縮径部７３との間に介在する筒状部７２を含む。放出管８内に侵入した雨が当該放出管８の下端から落下するように、拡径部７１の上端は放出管８の下端よりも少し上方で放出管８の外周面に接続されている。
本実施形態では、漏斗９の上端が、鉛直方向において筒状部７２の下端と上端の間に位置する。ただし、漏斗９の上端は、筒状部７２の下端よりも下方に位置してもよいし、筒状部７２の上端よりも上方に位置してもよい。
本実施形態では、鉛直方向において、拡径部７１の長さＬａが縮径部７３の長さＬｃよりも長く（Ｌａ＞Ｌｃ）、筒状部７２の長さＬｂが縮径部７３の長さＬｃよりも短い（Ｌｂ＜Ｌｃ）。ただし、拡径部７１の長さＬａは縮径部７３の長さＬｃよりも短くてもよい。
また、本実施形態では、鉛直方向に対する拡径部７１の角度θ（すなわち、拡径角度）が３０度以下である。ただし、拡径部７１の角度θは３０度を上回ってもよい。
以上説明したように、本実施形態のベントマスト５では、放出管８の長さＬが内径Ｄよりも大きいので、放出管８を通じて放出される水素ガスは、水平方向への拡散が抑えられ、真っ直ぐに上向きに放出される。従って、ベントマスト５から比較的に遠くまで水素ガスを放出することできる。
さらに、本実施形態では、膨出ダクト７の拡径部７１と縮径部７３との間に筒状部７２が介在するので、筒状部７２が無い場合に比べて、漏斗９を迂回するように膨出ダクト７の内面に沿って水素ガスが流れるときの圧力損失を低減することができる。従って、放出管８の先端での水素ガスの流速が速くなり、ベントマスト５から比較的に遠くまで水素ガスを放出することできるという効果を向上させることができる。
特に、本実施形態では、漏斗９の上端と筒状部７２との間が狭隘部となるので、その狭隘部での圧力損失を低減することができる。
また、本実施形態では、拡径部７１の角度θが３０度以下である。このため、拡径部７１の角度θが３０度を上回る場合に比べて、漏斗９を迂回するように膨出ダクト７の内面に沿って水素ガスが流れるときの圧力損失を低減することができる。従って、放出管８の先端での水素ガスの流速が速くなり、ベントマスト５から比較的に遠くまで水素ガスを放出することできるという効果をさらに向上させることができる。
（変形例）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、膨出ダクト７は、筒状部７２を含まずに、拡径部７１の上端が縮径部７３の下端と接続されてもよい。
また、膨出ダクト７が筒状部７２を含む場合は、放出管８の長さＬが内径Ｄよりも小さくてもよい。このような構成でも、漏斗９を迂回するように膨出ダクト７の内面に沿って水素ガスが流れるときの圧力損失を低減することができる。従って、放出管８の先端での水素ガスの流速が速くなり、ベントマスト５から比較的に遠くまで水素ガスを放出することできる。
さらに、膨出ダクト７の拡径部７１の角度θが３０度以下である場合は、膨出ダクト７が筒状部７２を含まず、かつ、放出管８の長さＬが内径Ｄよりも小さくてもよい。このような構成でも、拡径部７１の角度θが３０度を上回る場合に比べて、漏斗９を迂回するように膨出ダクト７の内面に沿って水素ガスが流れるときの圧力損失を低減することができる。従って、放出管８の先端での水素ガスの流速が速くなり、ベントマスト５から比較的に遠くまで水素ガスを放出することできる。
（まとめ）
本発明の一つの側面からのベントマストは、液化水素運搬船に設けられるベントマストであって、マスト本体と、前記マスト本体の上方に配置された放出管と、前記マスト本体と前記放出管とを接続する膨出ダクトと、前記膨出ダクト内に配置された、前記放出管から侵入する雨を受ける漏斗と、を備え、前記放出管の長さは前記放出管の内径よりも大きい、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、放出管の長さが内径よりも大きいので、放出管を通じて放出される水素ガスは、水平方向への拡散が抑えられ、真っ直ぐに上向きに放出される。従って、ベントマストから比較的に遠くまで水素ガスを放出することできる。
前記ダクトは、前記マスト本体から上向きに拡径する拡径部と、前記放出管に向かって上向きに縮径する縮径部と、前記拡径部と前記縮径部との間に介在する筒状部を含んでもよい。この構成によれば、筒状部が無い場合に比べて、漏斗を迂回するように膨出ダクトの内面に沿って水素ガスが流れるときの圧力損失を低減することができる。従って、放出管の先端での水素ガスの流速が速くなり、ベントマストから比較的に遠くまで水素ガスを放出することできるという効果を向上させることができる。
鉛直方向において、前記漏斗の上端は、前記筒状部の下端と上端の間に位置してもよい。この構成によれば、漏斗の上端と筒状部との間が狭隘部となるので、その狭隘部での圧力損失を低減することができる。
例えば、鉛直方向において、前記拡径部の長さは前記縮径部の長さよりも長くてもよい。
鉛直方向に対する前記拡径部の角度は、３０度以下であってもよい。この構成によれば、拡径部の角度が３０度を上回る場合に比べて、漏斗を迂回するように膨出ダクトの内面に沿って水素ガスが流れるときの圧力損失を低減することができる。従って、放出管の先端での水素ガスの流速が速くなり、ベントマストから比較的に遠くまで水素ガスを放出することできるという効果をさらに向上させることができる。
また、本発明の別の側面からのベントマストは、液化水素運搬船に設けられるベントマストであって、マスト本体と、前記マスト本体の上方に配置された放出管と、前記マスト本体と前記放出管とを接続する膨出ダクトと、前記膨出ダクト内に配置された、前記放出管から侵入する雨を受ける漏斗と、を備え、前記ダクトは、前記マスト本体から上向きに拡径する拡径部と、前記放出管に向かって上向きに縮径する縮径部と、前記拡径部と前記縮径部との間に介在する筒状部を含む、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、筒状部が無い場合に比べて、漏斗を迂回するように膨出ダクトの内面に沿って水素ガスが流れるときの圧力損失を低減することができる。従って、放出管の先端での水素ガスの流速が速くなり、ベントマストから比較的に遠くまで水素ガスを放出することできる。
鉛直方向において、前記漏斗の上端は、前記筒状部の下端と上端の間に位置してもよい。この構成によれば、漏斗の上端と筒状部との間が狭隘部となるので、その狭隘部での圧力損失を低減することができる。
例えば、鉛直方向において、前記拡径部の長さは前記縮径部の長さよりも長くてもよい。
本発明のさらに別の側面からのベントマストは、液化水素運搬船に設けられるベントマストであって、マスト本体と、前記マスト本体の上方に配置された放出管と、前記マスト本体と前記放出管とを接続する膨出ダクトと、前記膨出ダクト内に配置された、前記放出管から侵入する雨を受ける漏斗と、を備え、前記ダクトは、前記マスト本体から上向きに拡径する拡径部と、前記放出管に向かって上向きに縮径する縮径部を含み、鉛直方向に対する前記拡径部の角度は、３０度以下である、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、拡径部の角度が３０度を上回る場合に比べて、漏斗を迂回するように膨出ダクトの内面に沿って水素ガスが流れるときの圧力損失を低減することができる。従って、放出管の先端での水素ガスの流速が速くなり、ベントマストから比較的に遠くまで水素ガスを放出することできる。
１ 液化水素運搬船
５ ベントマスト
６ マスト本体
７ 膨出ダクト
７１ 拡径部
７２ 筒状部
７３ 縮径部
８ 放出管
９ 漏斗

Claims (9)

  1. 液化水素運搬船に設けられるベントマストであって、
    マスト本体と、
    前記マスト本体の上方に配置された放出管と、
    前記マスト本体と前記放出管とを接続する膨出ダクトと、
    前記膨出ダクト内に配置された、前記放出管から侵入する雨を受ける漏斗と、を備え、
    前記放出管の長さは前記放出管の内径よりも大きい、ベントマスト。
  2. 前記ダクトは、前記マスト本体から上向きに拡径する拡径部と、前記放出管に向かって上向きに縮径する縮径部と、前記拡径部と前記縮径部との間に介在する筒状部を含む、請求項１に記載のベントマスト。
  3. 鉛直方向において、前記漏斗の上端は、前記筒状部の下端と上端の間に位置する、請求項２に記載のベントマスト。
  4. 鉛直方向において、前記拡径部の長さは前記縮径部の長さよりも長い、請求項２または３に記載のベントマスト。
  5. 鉛直方向に対する前記拡径部の角度は、３０度以下である、請求項２〜４の何れか一項に記載のベントマスト。
  6. 液化水素運搬船に設けられるベントマストであって、
    マスト本体と、
    前記マスト本体の上方に配置された放出管と、
    前記マスト本体と前記放出管とを接続する膨出ダクトと、
    前記膨出ダクト内に配置された、前記放出管から侵入する雨を受ける漏斗と、を備え、
    前記ダクトは、前記マスト本体から上向きに拡径する拡径部と、前記放出管に向かって上向きに縮径する縮径部と、前記拡径部と前記縮径部との間に介在する筒状部を含む、ベントマスト。
  7. 鉛直方向において、前記漏斗の上端は、前記筒状部の下端と上端の間に位置する、請求項４に記載のベントマスト。
  8. 鉛直方向において、前記拡径部の長さは前記縮径部の長さよりも長い、請求項６または７に記載のベントマスト。
  9. 液化水素運搬船に設けられるベントマストであって、
    マスト本体と、
    前記マスト本体の上方に配置された放出管と、
    前記マスト本体と前記放出管とを接続する膨出ダクトと、
    前記膨出ダクト内に配置された、前記放出管から侵入する雨を受ける漏斗と、を備え、
    前記ダクトは、前記マスト本体から上向きに拡径する拡径部と、前記放出管に向かって上向きに縮径する縮径部を含み、
    鉛直方向に対する前記拡径部の角度は、３０度以下である、ベントマスト。
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