JP3632782B2

JP3632782B2 - 低温タンクのドーム構造体

Info

Publication number: JP3632782B2
Application number: JP06584495A
Authority: JP
Inventors: 堯藤谷
Original assignee: 株式会社アイ・エイチ・アイマリンユナイテッド
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1995-03-24
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: JPH08258787A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＬＮＧやＬＨ_２（液体水素）などの極低温液化ガスを内蔵する低温タンクのドーム構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＮＧやＬＨ_２（液体水素）などの極低温液化ガスは、ＬＮＧ船などの輸送タンカーによりエネルギー消費国へ輸送されている。
かかる輸送タンカーの低温タンクは、比重が小さく蒸発しやすい極低温液化ガスを極低温状態を保持したまま貯蔵輸送するため、高性能な断熱保冷機能が必要であり、特に船体部との取り合い部であるドーム部は、断熱・シール機能とともに、陸上タンクと異なり、船体運動による変位量も吸収する構造が必要となる。
【０００３】
極低温液化ガスの輸送タンカーの一つであるＬＮＧ船のドーム部Ａ構造は、図５に示すような構造になっている。
ドーム側取り合い部としてドーム頂部に金属製（低温タンク２と同材質）の天板４を延長するとともに、船体側取り合い部８として船体上甲板部から立ち上げたフランジ状の金属製の受け部を設けて、双方の取り合い部を伸縮ベローズ７で接続している。
【０００４】
このベローズ７は低温タンク２の熱収縮、膨張及び船体運動による変位を吸収するようになっている。
また、ドーム部Ａからの入熱を減少するため、これらドーム部Ａの取り合い部全周囲に断熱材６を取り付けて、低温タンク全体のボイルオフ率を設定値以下に抑えている。
【０００５】
なお、図５において（Ａ）は従来のＬＮＧ船の概略図、（Ｂ）は図５（Ａ）におけるドーム部Ａの断面部分拡大図であり、１は外殻、３は支持部材、５は金属継手、９はベローズカバーである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、極低温液化ガスは比重が小さく蒸発しやすいため、これを極低温状態を保持したまま貯蔵輸送するためには、より高い断熱保冷性能が要求される。
【０００７】
なかでもＬＨ_２（液体水素）は、−２５３℃という極低温でありかつ比重が非常に小さいため（０．０７とＬＮＧの１／６）、ＬＮＧと比べると非常に蒸発しやすく、同じ入熱では蒸発量が必要以上に大きくなり、例えば同じ大きさの低温タンクで同じ厚さの断熱材、同じドーム構造とするとＬＮＧの約１０倍の蒸発量となる。また、タンク部の断熱材厚さを１０倍にしたとしても、ドーム部からの入熱の割合は比較的大きく、蒸発量が大きくなる。
【０００８】
したがって、断熱材により低温タンクの断熱保冷性能を従来以上に高めることは好ましくないため、低温タンクと外殻との間を真空にすることによりタンクの断熱保冷性能を高めたいという要請があった。
【０００９】
しかし、上述したような低温タンクのドーム構造で真空断熱をしようとすると、ベローズは大気圧により押圧されて変形し破損してしまうという問題点があった。
【００１０】
また、ベローズの破損を防ぐために、真空度を低くすると断熱効果が低下してしまう。しかも、Ｎ_２は−１９６℃、Ｏ_２は−１８２℃で液化してしまうため、ＬＨ_２（液体水素）の低温タンクの場合には空気が液化して伝熱媒体となってしまい、さらに断熱効果が低下してしまう、などの問題点があった。
【００１１】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、従来のＬＮＧ船のドーム構造に比べて低温タンクの断熱保冷性能を格段に高めるべく、真空に耐えうる低温タンクのドーム構造体を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、極低温液化ガスを内蔵する低温タンクのドーム頂部と船体側取り合い部とを連結するドーム構造体において、ドーム頂部から低温タンク外方に延びた天板と、船体側取り合い部上面および天板の下面との間に取り付けられ上下および水平に可撓性を有するベローズと、ベローズの内側に設けられた可撓性を有する補強材とからなり、前記船体側取り合い部に連結され前記低温タンクを覆っている外殻と低温タンクとの間を真空にした時に、前記ベローズの変形が前記補強材の形状の範囲に限定されるように、前記補強材は前記ベローズからその内側へ所定間隔だけ隔ててベローズ全体に沿って設けられることを特徴とする低温タンクのドーム構造体が提供される。
【００１３】
本発明の好ましい実施例によれば、前記補強材は網状又は布状である。
さらに本発明の好ましい実施例によれば、上記ベローズおよび補強材が継手を介して取り付けられている。
【００１４】
【作用】
上記本発明の構成によれば、上下及び水平に可撓性を有するベローズが、極低温液化ガスを内蔵する低温タンクのドーム頂部と船体側取り合い部とを連結し、ベローズの内側に可撓性を有する補強材が設けられているため、低温タンクと外殻との間を真空にしてもベローズの変形が補強材の形状の範囲に限定され破損することがなく、低温タンクの断熱保冷性能を格段に高めることができ、かつ温度差による収縮・膨張と船体運動による相対変位量を吸収できる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施例を図１から図４を参照して説明する。
なお、各図において従来と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１６】
図１から図４は、本発明の低温タンクのドーム構造体の図５（Ｂ）と同様な部分拡大図である。
これらの図に示すドーム構造体は、極低温液化ガスを内蔵する低温タンク２のドーム頂部と船体側取り合い部８とを連結するドーム構造体であって、ドーム頂部から低温タンク２外方に延びた天板４と、船体側取り合い部８および天板４に取り付けられ上下及び水平に可撓性を有するベローズ７と、ベローズ７の内側に設けられた補強材１０とからなるものである。
【００１７】
図１は、本発明の低温タンクのドーム構造体の一実施例である。
なお、（Ａ）は低温タンク２および外殻１の間を真空にする前の状態を示す図であり、（Ｂ）は真空にした後の状態を示す図である。
図１に示す本実施例は、ドーム頂部から低温タンク２外方に水平に延びた天板４下面と、船体側取り合い部８としての外殻のコーミングの上面に、上下及び水平に可撓性を有するゴム製のベローズ７とその内側に補強材１０が一体に取り付けられたドーム構造体である。
【００１８】
補強材１０としては、網状の金属または天然繊維が好ましく、帆布または麻布などであってもよい。
なお、これらベローズ７および補強材１０を天板４および船体側取り合い部８に取り付ける際には、スタッドボルト１１およびナット１２により締付固定している。
【００１９】
図２は、本発明の低温タンクのドーム構造体の他の実施例である。
本実施例においては、天板４端部に段差部１６を設け、その段差部１６内側（低温タンク２側）と、船体側取り合い部８としての外殻のコーミングの内側（低温タンク２側）に、網状の補強材１０がボルト１３により取り付けられ、上下及び水平に可撓性を有するゴム製のベローズ７が天板４の下面と、船体側取り合い部８としての外殻のコーミングの上面に、スタッドボルト１１およびナット１２により締付固定されて取り付けられたドーム構造体である。
【００２０】
図３および図４は、本発明の低温タンクのドーム構造体のさらに他の実施例である。
これら本実施例に示すドーム構造体は、ベローズ７および補強材１０が継手１４，１５を介して取り付けられているものである。
【００２１】
図３に示す実施例では、天板４の下面に断面が略コの字状である短筒状の継手１４をスタッドボルト１１およびナット１２により締付固定し、その継手１４の内側（低温タンク２側）および船体側取り合い部８の内側（低温タンク２側）に網状の補強材１０をボルト１３により取り付け、上下及び水平に可撓性を有するゴム製のベローズ７を継手１４下面および船体側取り合い部８の上面にスタッドボルト１１およびナット１２により締付固定している。
【００２２】
この継手１４には、天板４の材質であるアルミ合金に比べ数分の一以下の熱伝導率であるステンレス鋼を使用して、さらに断熱効果を高めることができる。
【００２３】
図４に示す実施例では、天板４の下面および船体側取り合い部８の上面に断面が略Ｌ字状である短筒状の継手１５，１５が取り付けられ、その継手１５，１５の内側（低温タンク２側）および船体側取り合い部８の内側（低温タンク２側）に網状の補強材１０をボルト１３により取り付け、上下及び水平に可撓性を有するゴム製のベローズ７を両継手１５，１５にスタッドボルト１１およびナット１２により締付固定している。
【００２４】
天板４側の継手１５は、天板４と同じ材質であるアルミ合金からなり、船体側取り合い部８側の継手１５は、船体側取り合い部８と同じ材質である炭素鋼からなるため、これら継手１５，１５は溶接することにより取り付けられる。
【００２５】
なお、図１から図４に示す実施例において、天板端部にベローズカバーを設けてもよい。
【００２６】
上述した実施例によれば、極低温液化ガスを内蔵する低温タンク２の断熱保冷性能を格段に高めるべく、特に−２５３℃という極低温であるＬＨ_２（液体水素）を内蔵する低温タンク２の断熱保冷性能を高めるべく、低温タンク２および外殻１の間を真空にしても、ベローズ７の内側には網状又は布状の補強材１０を設けることによりベローズ７を耐圧保護しているため、ベローズ７の変形が補強材１０の形状の範囲に限定される（図１（Ｂ）参照）。したがって、ベローズ７は大気圧により変形して破損することがない。
【００２７】
また、極低温液化ガスを内蔵する低温タンク２は、その温度が−１６２℃〜−２５３℃に達すると、高さ２０ｍの低温タンクで８０ｍｍ〜１２０ｍｍも変位してしまうが、ゴム製のベローズ７および網状の金属または天然繊維である補強材１０は、いずれも上下及び水平に可撓性を有しているため、これら温度差による収縮・膨張と船体運動による相対変位量を吸収することができる。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
上述したように、本発明のドーム構造体によれば、極低温液化ガスを内蔵する低温タンクと外殻との間を真空にしてもベローズが破損することがないため、低温タンクの断熱保冷性能を格段に高めることができ、かつ温度差による収縮・膨張と船体運動による相対変位量を吸収できるなどの優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の低温タンクのドーム構造体の断面部分拡大図である。
【図２】本発明における他の実施例の断面部分拡大図である。
【図３】本発明における他の実施例の断面部分拡大図である。
【図４】本発明における他の実施例の断面部分拡大図である。
【図５】（Ａ）は、従来のＬＮＧ船の概略図である。
（Ｂ）は、図５（Ａ）におけるドーム部Ａの断面部分拡大図である。
【符号の説明】
１外殻
２低温タンク
３支持部材
４天板
５金属継手
６断熱材
７ベローズ
８船体側取り合い部
９ベローズカバー
１０補強材
１１スタッドボルト
１２ナット
１３ボルト
１４，１５継手
１６段差部

Claims

極低温液化ガスを内蔵する低温タンクのドーム頂部と船体側取り合い部とを連結するドーム構造体において、ドーム頂部から低温タンク外方に延びた天板と、船体側取り合い部上面および天板の下面との間に取り付けられ上下および水平に可撓性を有するベローズと、ベローズの内側に設けられた可撓性を有する補強材とからなり、
前記船体側取り合い部に連結され前記低温タンクを覆っている外殻と低温タンクとの間を真空にした時に、前記ベローズの変形が前記補強材の形状の範囲に限定されるように、前記補強材は前記ベローズからその内側へ所定間隔だけ隔ててベローズ全体に沿って設けられることを特徴とする低温タンクのドーム構造体。
上記補強材が網状又は布状である請求項１記載の低温タンクのドーム構造体。
上記ベローズおよび補強材が継手を介して取り付けられている請求項１記載または請求項２記載の低温タンクのドーム構造体。