JP4145063B2 - 貨物倉保冷装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶の貨物倉保冷装置に関し、具体的には、例えば、天然ガスからＮＧＨ（Natural Gas Hydrate：天然ガスハイドレート）を生産する浮体生産設備およびＮＧＨを輸送する輸送船などの船体に設けられる貨物倉保冷装置に関する。なお、これら浮体生産設備および輸送船は、船舶の概念に含まれる。
【０００２】
【従来技術】
従来より、船体フレームの内部に配設される貨物倉を保冷することによって、その内部に貯蔵される保冷物を保冷する貨物倉保冷装置が提案されている。例えば、実開平４−２６１９６号公報に示す貨物倉保冷装置では、船体フレームの内面に施された断熱材と貨物倉との間に空間が設けられ、該空間内の途中に１つの冷却機を設け、前記空間中の流体を直接冷却すると共に循環している。これにより、貨物倉を冷却し、その中の保冷物を冷却している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の貨物倉保冷装置では、前記空間内の流体を循環させるためにファンが設けられているが、特に大きな貨物倉の場合には、該空間中の流体を均一に循環させることは難しく、空間に進入した熱を十分に吸熱することができない。その結果、貨物倉内の保冷物の温度を所定の温度範囲に維持することができないという問題点がある。特に、天然ガスを固体状（ペレット状）、粉体状またはスラリー状のＮＧＨ（天然ガスハイドレート）に変えて輸送する場合、貨物倉の外面より貨物内に熱が進入すると、ＮＧＨは分解してガスと水になる。そして、この分解反応が吸熱反応であるため分解した水が再度氷になり、固体状（ペレット状）、粉体状またはスラリー状のＮＨＧを固結させ大きな塊となり、その結果、貨物倉からＮＧＨを取り出すことが困難となる場合がある。
【０００４】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、船舶の貨物倉内の保冷物の温度を所定の温度範囲に維持することができる貨物倉保冷装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、船体フレームと、該船体フレームとの間に空間を形成して該船体フレームの内部に配設された貨物倉とを有する船舶に適用される貨物倉保冷装置において、前記貨物倉を囲繞するように、該貨物倉との間に断熱空間を形成して設けた防熱手段と、前記断熱空間から吸熱するための冷却気体を該断熱空間に送給・循環させる冷却手段とを備え、該冷却手段が、冷却気体を冷却する冷凍機と、該冷凍機と前記断熱空間とを接続して前記冷却気体を該断熱空間に供給する供給通路と、前記断熱空間と前記冷凍機とを接続して該断熱空間から排出された冷却気体を前記冷凍機に戻す還流通路とを備え、前記供給通路および前記還流通路を前記断熱空間内の同一方向に延設し、該延設した部分にそれぞれ複数の吹出し口および吸込み口を設け、該供給通路および還流通路と交差する方向に前記貨物倉の外面を囲繞するように複数のリブを立設し、該リブの外端面側に前記防熱手段を当接させて前記断熱空間を分割して複数の分割断熱空間を形成し、それぞれの分割断熱空間に前記供給通路および前記還流通路を接続して前記冷却気体をそれぞれの分割断熱空間に送給・循環できるように構成したことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、船体フレームに貨物倉を覆うように防熱手段を設けることにより、船体フレーム側から船体フレームの内部に配設された貨物倉に熱が進入することを防止することができる。さらに、該断熱空間に冷却気体を送給・循環させる冷却手段を設けているので、断熱空間に侵入する熱は吸熱され、その熱が貨物倉内に侵入することを防止することができる。その結果、貨物倉内の保冷物の温度を所定の温度範囲に維持することができる。
【０００７】
防熱手段としては、グラスウール、ロックウールまたはポリウレタンなどの樹脂で成形された断熱材などが使用される。
【０００９】
また、断熱空間に侵入した熱は、冷凍機から供給通路を介して供給された冷却気体によって吸熱され、その熱は、冷却気体と共に還流通路を介して冷凍機に戻され、冷凍機において徐熱される。従って、断熱空間に侵入した熱は貨物倉に伝達されず、その中に貯蔵される保冷物の温度を略一定に維持することができる。
【００１０】
また、上記の供給通路および還流通路に設けた吹出し口および吸込み口のいずれか一方に冷却気体の流量を調整するダンパをそれぞれ取り付けても構わない。これにより、断熱空間内を流れる冷却気体の偏流などを防止することができる。その結果、貨物倉内の保冷物の温度がさらに精度良く維持することができる。
【００１１】
なお、上記の冷却気体として、空気または窒素ガスなどを使用することができる。
【００１２】
また、断熱空間を流れる冷却気体がリブを介して貨物倉の外面を冷却することもできる。このリブは、貨物倉の補強部材として使用することもできる。
【００１３】
また、貨物倉の外面に複数の分割断熱空間が設けられ、それぞれの分割断熱空間に冷却気体が確実に流すことができる。その結果、冷却気体の偏流を防止することができるとともに、分割断熱空間に侵入した熱は確実に吸熱される。そして、貨物倉内の保冷物の温度を所定の温度範囲に維持することができる。なお、上記のリブは、貨物倉の補強を兼てもよいし、吸熱効率を考慮して貨物倉の補強とは別に貨物倉の外周面に設けても構わない。
【００１４】
また、本発明は、還流通路内を流れる冷却気体の温度を計測する計測手段と、該計測手段による計測結果に基づいて冷却気体の供給温度または供給流量を調整する調整手段とを備えてもよい。
【００１５】
この構成によれば、還流通路内の冷却気体の温度を計測し、この結果に基づいて貨物倉に供給する冷却気体の供給温度または供給流量を調整することにより、上記の断熱空間の温度を還流通路内の冷却気体の温度より低くすることができる。これにより、貨物倉内の保冷物の温度を略一定に制御することができる。
【００１６】
なお、ここでは、還流通路内を流れる冷却気体の温度を用いて貨物倉を所定の温度範囲に維持する例を示しているが、さらにきめ細かく貨物倉を冷却する場合、貨物倉ごとにその外面または内部の温度を計測し、その結果に基づいて冷却気体の供給温度または供給流量を調整しても構わない。
【００２１】
上記の本発明に係る貨物倉保冷装置を天然ガスハイドレート（ＮＧＨ）の輸送に使用することができる。
【００２２】
ここで、「ＮＧＨ」とは、その主成分がメタンと水とであり、その相態は固体状（ペレット状）、粉体状またはスラリー状であり、その形態を保持する保持温度は−５℃〜−１５℃である。
【００２３】
この場合、断熱空間に侵入した熱を吸熱する冷却気体として空気、窒素ガスなどを、液体冷媒としてスラリーアイス状のブラインのようなものを使用することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
別紙図面に基づいて、本発明に係る実施の形態について説明する。
【００２５】
（第１参考例）
図１（ａ）は、本発明の第１参考例に係る貨物倉保冷装置が適用される船体の側面図を略示したものである。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。なお、説明の都合上、以下、図１の上側を上方と称する。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、船体１内は、横隔壁２によって複数の貨物区画３に区分され、その貨物区画３内に独立的に貨物倉４がそれぞれ配設されている。該貨物倉４は略箱形状をなしており、その外面には、冷却効率を向上させ、貨物倉４を補強するため断面逆Ｌ形のリブ５が左右方に等配されており、各リブ５は貨物倉４の外面を囲繞するように取り付けられている。そして、これら３つの貨物倉４を一括して全体的に覆うように防熱部材６が船体１の内面に取り付けられ、貨物区画３ごとに該防熱部材６と貨物倉４と間に断熱空間７が形成されている。なお、本参考例では、説明の便宜のため、貨物区画３が３つに区分されているが、貨物区画３の区分数を３つに限定するものではない。また、防熱部材６としては、グラスウール、ロックウールまたはポリウレタンなどの樹脂などが使用される。
【００２７】
各断熱空間７内には、該断熱空間７から吸熱するための冷却気体を該断熱空間７に送給・循環させる供給通路８および還流通路９が設けれている。これらの供給通路８および還流通路９は、各貨物区画３の断熱空間７を横断するように連結され、図１（ｂ）に示すように貨物倉４の上方および下方にそれぞれ配されている。また、これらの供給通路８および還流通路９は、上記の貨物区画３とは別の区画に設置される冷凍機１０に接続されている。なお、ここでは、供給通路８および還流通路９を、それぞれ１つ取り付けているが、複数の供給通路８および還流通路９を取り付けても構わない。なお、上記の冷却気体として、空気または窒素ガスなどが使用される。
【００２８】
以上の構成によれば、防熱部材６が、独立的に設けられた３つの貨物倉４を一括して全体的に覆うように船体１の内面に取り付けられているので、船体１側から貨物倉４側に伝達される熱が断熱空間７に侵入することを防ぐことができる。一方、冷凍機１０から流出する冷却気体は、供給通路８内を流れ、該供給通路８に設けられている後述の複数の吹出し口８ａから各貨物区画３の断熱空間７に供給され、図１（ａ）および（ｂ）に示す矢符Ｇ１のように貨物倉４の外面に沿って流れる。この際、貨物倉４の外面を流れる冷却気体が上述の防熱部材６などから侵入する熱を吸熱する。さらに、貨物倉４の外面に設けたリブ５が冷却フィン効果を奏し、冷却気体がリブ５を介して貨物倉４の外面を冷却する。これにより、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨの温度を略一定の温度範囲に維持することができる。そして、防熱部材６などから侵入した熱を吸熱し、貨物倉４の外面を冷却した冷却気体は、還流通路９に設けられた後述の複数の吸込み口９ａに流入し冷凍機１０に戻り、冷凍機１０によって冷却された後、再び供給通路８に供給される。このように冷却気体は、供給通路８、断熱空間７、および還流通路９を循環している。
【００２９】
さらに、断熱空間７に挿入される供給通路８および還流通路９について詳述する。各供給および還流通路８、９には、図１（ａ）に示すようにその中を流れる冷却気体の流れ方向に沿って略等間隔に、かつ図１（ｂ）に示すように左右方または全周に冷却気体が流出または流入するように複数の吹出し口８ａおよび吸込み口９ａがそれぞれ取り付けられている。これらの吹出し口８ａおよび吸込み口９ａは、例えば、図１（ｃ）に示すように冷却気体の流量を調整するダンパ８ｂをそれぞれ備えてもよいし、図１（ｄ）が示すように、複数の、ダンパ８ｂを備える吹出し口８ａを一の集合通路８ｃに接続し、さらにこの集合通路８ｃと供給通路８とを調節弁８ｅの介在する通路８ｄによって接続するように構成してもよい。ただし、これらに限定するものではない。以上の構成によれば、供給通路８の吹出し口８ａから断熱空間７全体に冷却気体を均等に流すこともできるし、各吹出し口８ａから断熱空間７に供給する冷却気体の流量を調整することもできる。その結果、断熱空間７内を流れる冷却気体の偏流発生を防止し、断熱空間７内の冷却気体の温度を略一定の温度範囲に維持することができる。そして、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨの温度を略一定の温度範囲に保つことができる。
【００３０】
また、図１（ａ）に示すように、還流通路９に温度計測器ＴＩを取り付け、温度計測器ＴＩと冷凍機１０内の制御器（図示せず）とを接続することもできる。これにより、還流通路９に取り付けた温度計測器ＴＩを用いて各貨物区画３の断熱空間７から排出される冷却気体の温度を計測し、その計測結果に基づいて冷凍機１０から供給される冷却気体の温度を変えたり、冷却気体の供給流量を変えたりすることができる。その結果、断熱空間７内の冷却気体の温度を略一定の温度範囲に維持して、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨの温度を略一定の温度範囲にすることができる。なお、ここでは、一例として、還流通路９に温度計測器ＴＩを取り付けているが、例えば、各断熱空間７、貨物倉４の外面、または貨物倉４の内部に温度計測器ＴＩを取り付けても構わない。
【００３１】
（実施の形態）
図２（ａ）は、本発明の実施の形態に係る貨物倉保冷装置が適用される船体の側面図を略示したものである。図２（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ矢視図である。本実施の形態に係る貨物倉保冷装置は、第１参考例に対して、貨物倉４を覆うように、その外面に取り付けてあるリブ５の船体１側に防熱部材６を当接することにより、断熱空間７を分割して分割断熱空間７ａを形成されていることのみが異なる。従って、第１参考例に対応する部品には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、船体１が２つの貨物区画３に区分けされており、その中に独立的に貨物倉４が配設されている。該貨物倉４の外面には、略矩形断面のリブ５が左右方向に等配され、各リブ５は貨物倉４の外面を囲繞するようにその外面に取り付けられている。これらのリブ５の外端面側には、防熱部材６が当接されている。これにより、断熱空間７は、複数の分割断熱空間７ａに分割され、それぞれの分割断熱空間７ａは貨物倉４の外面全体を囲繞している。この状態を図２（ｂ）に示す。図示するように、分割断熱空間７ａの上下方の中央部には、冷却気体を供給するための供給通路８および還流通路９が設けられ、これらの供給通路８および還流通路９には、各分割断熱空間７ａに対応して、冷却気体を供給・排気する吹出し口８ａおよび吸込み口９ａがそれぞれ設けられている。これらの吹出し口８ａおよび吸込み口９ａは、図２（ｂ）の左右方の分割断熱空間７ａ内を流れる流体の流量が略均等となるように配されている。なお、吹出し口８ａおよび吸込み口９ａに、第１参考例で示した吹出し口８ａおよび吸込み口９ａなどを取り付け、冷却気体の流量を調整しても構わない。
【００３３】
また、供給通路８は、図１（ａ）に示したように、各貨物区画３の断熱空間７を横断するように連結されており、還流通路９も同様に各貨物区画３の断熱空間７を横断するように連結されている。さらに、供給通路８および還流通路９は、貨物区画３とは別の区画に配設される冷凍機１０にそれぞれ接続されている。なお、ここでは、供給通路８および還流通路９を各１つ設けているが、複数の供給通路８および還流通路９を設けても構わない。
【００３４】
このような構成によれば、供給通路８の吹出し口８ａから流出する冷却気体は、図２（ｂ）の矢符Ｇ１が示すように分割断熱空間７ａの左右方に分流し、それぞれの分割断熱空間７ａを流れた後、再度吸込み口９ａに流入する。その後、冷却気体は、還流通路９を介して冷凍機１０に戻され、再度冷却して供給通路８に供給される。その際、冷却気体は、防熱部材６から分割断熱空間７ａに侵入する熱を吸熱するので、侵入した熱が貨物倉４に伝達しない。その結果、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨを略一定の温度範囲に維持することができる。また、本実施の形態では、断熱空間７を複数の分割断熱空間７ａに分割してその中に冷却気体が略均等に供給されるように構成されているので、冷却気体の偏流による断熱空間７全体の温度のばらつきを防止することができる。
【００３５】
なお、リブ５は、貨物倉４を冷却するとともに貨物倉４の補強として使用することもできる。
【００３６】
（第２参考例）
図３は、本発明の第２参考例に係る貨物倉保冷装置が適用される船体の断面図を略示したものである。本参考例に係る貨物倉保冷装置は、第１参考例に対して、断熱空間７が貨物倉４の内壁４ａとそれを囲繞する外壁４ｂとからなること、および該断熱空間７にスラリーアイス状のブラインのような液体冷媒を供給し、その潜熱を利用して断熱空間に侵入する熱を吸熱することのみが異なる。従って、第１参考例に対応する部品には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
船体１内に収納される貨物倉４は、内壁４ａと該内壁に囲繞するように取り付けられる外壁４ｂとからなる二重殻構造をなし、貨物倉４の内壁４ａと外壁４ｂとの間には、断熱空間７が形成される。外壁４ｂの外面は、防熱部材６によって覆われている。さらに、断熱空間７の上部に液体冷媒ＬＢを貯蔵する貯蔵容器Ｔが設けられており、該貯蔵容器Ｔと外壁４ｂとが冷媒供給通路Ｌによって接続され、液体冷媒ＬＢを断熱空間７に供給することができるように構成されている。該冷媒供給通路Ｌの途中には、弁Ｖが備えられ、液体冷媒ＬＢを供給する量を調整することができる。なお、液体冷媒ＬＢとして、スラリーアイス状のブラインなどが使用される。また、防熱部材６などからの入熱が多い場合には、新しい液体冷媒ＬＢを循環補給する装置（図示せず）を設けても構わない。
【００３８】
この構成によれば、貯蔵容器Ｔから断熱空間７に液体冷媒ＬＢが供給されて断熱空間７全体に満たされ、液体冷媒ＬＢのアイスの溶解潜熱を利用することによって防熱部材６から断熱空間７に侵入する熱を吸熱することができる。これにより、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨの温度を略一定の温度範囲に維持することができる。
【００３９】
ところで、上記実施の形態に係る貨物倉保冷装置が適用された船舶の貨物倉内の貨物を荷揚げする荷揚げ装置については、以下のようなものが考えられる。
【００４０】
図４は、本発明の実施の形態に係る貨物倉保冷装置が適用された船舶の貨物倉から貨物の天然ガスハイドレートをスラリー状態にして荷揚げする荷揚げ装置の系統図を示している。なお、実施の形態において示したものと同等の部品には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
船体１内には、貨物倉４が収納され、該貨物倉４内には、固体状、粉体状またはスラリー媒体含有率の少ないスラリー状の天然ガスハイドレートＮＧＨが収納されている。貨物倉４の底部には、天然ガスハイドレートＮＧＨをスラリー状にするためのスラリー媒体ＳＭを供給する供給通路１０１が接続され、その途中にスラリー媒体ＳＭの供給量を調整する弁１４が介在する。該供給通路１０１は、貨物倉４の底部を貫通し、貨物倉４内に延設され、その端部には旋回ノズル１６が設けられている。また、貨物倉４の底部の最下部には、スラリー状になった天然ガスハイドレートＮＧＨを排出する排出通路１０４が接続され、その途中には、天然ガスハイドレートＮＧＨの排出量を調整する弁１３が介在する。貨物倉４の下部には、エダクタ１１が配設され、排出通路１０４に接続されている。また、エダクタ１１には、排出通路１０４からスラリー状の天然ガスハイドレートＮＧＨを吸い込むための駆動媒体として、スラリー媒体ＳＭを供給する供給通路１０３が接続され、さらに、天然ガスハイドレートＮＧＨとスラリー媒体ＳＭとの混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）を排出する排出通路１０５が接続されている。該排出通路１０５は、スラリーポンプ１２の吸込口に接続されている。該スラリーポンプ１２の吐出口には、混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）を圧送する通路１０６が接続されている。また、貨物倉４の上部には、天然ガスまたは窒素ガスなどの気体ＧＡＳを供給する通路１０９が接続され、その途中には気体ＧＡＳの供給量を調整するための弁１５が介在する。
【００４２】
また、供給通路１０１、１０３の途中には、冷却器１８がそれぞれ設けられている。ここでは、船体１の中に冷却器１８を設けているが、後述する荷揚げ先の設備５０内に同等の設備を有する場合には船体１内に冷却器１８を設けなくてもよい。
【００４３】
さらに、船体１の内面には、防熱部材６が取り付けられており、該防熱部材６が上記の全ての構成部材を覆っている。
【００４４】
以上の構成によれば、後述のスラリー媒体貯蔵装置５３から供給通路１０１を介して圧送されるスラリー媒体ＳＭは、船体１内の冷却器１８により冷却された後、旋回ノズル１６に供給される。該旋回ノズル１６は、スラリー媒体ＳＭの圧力を利用して旋回しながらスラリー媒体ＳＭを貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨに供給する。これにより、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨは、均一に撹拌され、スラリー状になる。撹拌されたスラリー状の天然ガスハイドレートＮＧＨは、エダクタ１１により貨物倉４から排出通路１０４を介して吸い込まれ、エダクタ１１に駆動媒体として供給通路１０３を介して供給されたスラリー媒体ＳＭとともに混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）として排出通路１０５から排出される。排出された混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）は、スラリーポンプ１２により通路１０６、１０６ａを介して後述の分離装置５１に圧送される。
【００４５】
また、船体１は、通路１０６ａ（図４中のＳ１〜Ｓ２）を介して貨物倉４に貯蔵される天然ガスハイドレートＮＧＨを荷揚げする側の設備５０に接続される。ここで、該通路１０６ａの具体的な構造を示すと図５のようになる。図５（ａ）は、通路１０６ａ内を混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）が流れる方向から視た断面図である。通路１０６ａには、略管状の内側通路１０６ｃが設けられており、該内側通路１０６ｃの外周面には、板状の支持部材１０６ｄが等配されている。該支持部材１０６ｄは、図５（ｂ）に示すように、混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）が流れる方向に沿って所定の間隔で設けられている。該支持部材１０６ｄの径方向外方の端面には、内側通路１０６ｃを囲繞するように同心円上に取り付けられた略管状の外側通路１０６ｂが当接している。該外側通路の外周面には、防熱部材５６が周設されている。なお、ここに示す構造は一例であり、この構造に限定するものではない。図５（ｂ）に示すように、内側通路１０６ｃ内に混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）が流れ、外側通路１０６ｂ内に冷却気体ＣＧが流れる。防熱部材５６を設けることにより、防熱部材５６の外側から外側通路１０６ｂ内に侵入する熱を少なくし、さらに、防熱部材５６を介して外側通路１０６ｃに伝導した熱を外側通路１０６ｃ内を流れる冷却気体ＣＧにより吸熱する。これにより、内側通路１０６ｃ内を流れる混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）に熱が侵入することを防止することができる。
【００４６】
また、上記の天然ガスハイドレートＮＧＨを荷揚げする側の設備５０は、混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）をスラリー媒体ＳＭと天然ガスハイドレートＮＧＨとに分離する分離装置５１を備える。該分離装置５１には、船体１側からの通路１０６ａが接続している。また、分離装置５１は、通路１０８を介して分離された天然ガスハイドレートＮＧＨを貯蔵する貨物貯蔵装置５２に接続されるとともに、通路１０７を介して分離されたスラリー媒体ＳＭを貯蔵するスラリー媒体貯蔵装置５３にも接続している。該スラリー媒体貯蔵装置５３の底部には、通路１００、１０２を介してポンプ５４、５５がそれぞれ接続されている。これらのポンプ５４、５５は、エダクタ１１と貨物倉４とに供給通路１０１、１０３を介してそれぞれ接続されている。さらに、上記の分離蔵置５１、貨物貯蔵装置５２、スラリー媒体貯蔵装置５３、ポンプ５４、５５、およびこれらの装置を接続する通路は、防熱部材５６に囲繞されている。
【００４７】
この構成によれば、船体１内のスラリーポンプ１２により通路１０６、１０６ａを介して分離装置５１に圧送された混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）は、分離装置５１内でスラリー媒体ＳＭと天然ガスハイドレートＮＧＨとに分離される。分離された天然ガスハイドレートＮＧＨは貨物貯蔵装置５２に貯蔵され、残りのスラリー媒体ＳＭは、スラリー媒体貯蔵装置５３に貯蔵される。該スラリー媒体貯蔵装置５３に貯蔵されたスラリー媒体ＳＭは、ポンプ５４、５５に吸い込まれ、ポンプ５４、５５の吐出側から排出される。排出されたスラリー媒体ＳＭは、供給通路１０１、１０３の途中に設けられた冷却器１８によって冷却された後、貨物倉４およびエダクタ１１に圧送される。このように、スラリー媒体ＳＭは、貨物倉４と天然ガスハイドレートＮＧＨを荷揚げする側の設備５０との間を循環させることができる。
【００４８】
以上のようにすることにより、天然ガスハイドレートＮＧＨの入熱による分解を防止しながら天然ガスハイドレートＮＧＨを貨物倉４から荷揚げすることができる。また、貨物倉４には、通路１０９を介して気体ＧＡＳを供給することができるので、貨物倉４から天然ガスハイドレートＮＧＨを排出することにより貨物倉４内が負圧になることを防ぐこともできる。
【００４９】
また、荷揚げ装置について、次のような設計変更も考えられる。図６は、本発明の実施の形態に係る貨物倉保冷装置が適用される船舶の貨物倉内から貨物の天然ガスハイドレートＮＧＨを固体状または粉体状で荷揚げする別の荷揚げ装置の系統図を示したものである。上記の荷揚げ装置に対して、固体状または粉体状の天然ガスハイドレートを気体移送することのみが異なる。従って、上記の荷揚げ装置に対応する部品には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５０】
船体１内には、貨物倉４が収納され、該貨物倉４内には、固体状または粉体状の天然ガスハイドレートＮＧＨが収納されている。該貨物倉４内の底部は凹状になっており、その最低部の両側にはエアスライド式の収集装置２０が設けられている。該収集装置２０には、天然ガス、空気、または窒素ガスなどの気体を供給するブロワ２３および該ブロワ２３の吐出側から圧送される気体を冷却する冷却器２４が通路２０８を介して接続されている。また、貨物倉４の上部には、通路２０６が設けられ、該通路２０６はブロワ２３の吸込側に接続されている。これにより、ブロワ２３により圧送される気体は、冷却器２４によって冷却された後、収集装置２０に供給され、該気体が貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨを流動させ、図６に示す破線２０９に示すように貨物倉４内の底部の凹部の最低部に向かって天然ガスハイドレートＮＧＨを移動させる。さらに、収集装置２０に供給された気体は、天然ガスハイドレートＮＧＨ内を貨物倉４の底部から上部に流れ、通路２０６内を流れてブロワ２３に吸い込まれ、ブロワ２３で昇圧された後、再び収集装置２０に供給される。このようにすることにより、天然ガスハイドレートＮＧＨを分解することなく、貨物倉４の凹部の最低部に天然ガスハイドレートＮＧＨを集めることができる。
【００５１】
一方、貨物倉４の凹部の最低部には、排出通路２０５が接続され、その途中に弁２１が介在している。また、船体１内には、圧縮機２２と、該圧縮機２２の吐出側に通路２０２を介して接続される冷却器２５と、該冷却器２５に通路２０３を介して接続される容器２６とを備える。該容器２６の出口側には、移送通路２０４が接続され、これに上記の排出通路２０５が接続され、排気通路２０５から排出される固体状または粉体状の天然ガスハイドレートＮＧＨを気体移送できるようになっている。なお、気体移送に使用する気体は、天然ガス、空気、または窒素ガスなどである。また、上記弁２１には、ロータリバルブを使用し、貨物倉４内に気体移送する気体が逆流しないようにしながら天然ガスハイドレートＮＧＨを移送通路２０４に排出することができるように構成されている。
【００５２】
また、貨物倉４、弁２１、容器２６などを覆うように防熱部材６が船体１の内面に取り付けられており、船体１側より貨物倉４内に熱が侵入しないようにしてある。
【００５３】
また、船体１は、通路２０４ａ（図６中のＳ１〜Ｓ２）を介して貨物倉４に貯蔵される天然ガスハイドレートＮＧＨを荷揚げする側の設備５０に接続される。ここで、該通路２０４ａの具体的な構造を示すと図７のようになる。図７（ａ）は、通路２０４ａ内を天然ガスハイドレートＮＧＨが流れる方向から視た断面図である。通路２０４ａには、略管状の内側通路２０４ｃが設けられており、該内側通路２０４ｃの外周面には、板状の支持部材２０４ｄが等配されている。該支持部材２０４ｄは、図７（ｂ）に示すように、天然ガスハイドレートＮＧＨが流れる方向に沿って所定の間隔で設けられている。該支持部材２０４ｄの径方向外方の端面には、内側通路２０４ｃを囲繞するように同心円上に取り付けられた略管状の外側通路２０４ｂが当接している。該外側通路の外周面には、防熱部材５６が周設されている。なお、ここに示す構造は一例であり、この構造に限定するものではない。図７（ｂ）に示すように、内側通路２０４ｃ内に天然ガスハイドレートＮＧＨが流れ、外側通路２０４ｂ内に冷却気体ＣＧが流れる。防熱部材５６を設けることにより、防熱部材５６の外側から外側通路２０４ｂ内に侵入する熱を少なくし、さらに、防熱部材５６を介して外側通路２０４ｃに伝導した熱を外側通路１０６ｃ内を流れる冷却気体ＣＧにより吸熱する。これにより、内側通路２０４ｃ内を流れる天然ガスハイドレートＮＧＨに熱が侵入することを防止することができる。
【００５４】
また、船体１の貨物倉４に貯蔵される天然ガスハイドレートＮＧＨを荷揚げする側の設備５０は、天然ガスハイドレートを貯蔵する貨物貯蔵装置５２およびこれを覆う防熱部材５６などから構成されている。該貨物貯蔵装置５２の上部には、移送通路２０４が接続され、貨物貯蔵装置５２内に天然ガスハイドレートＮＧＨを気体と共に圧送することができる。また、貨物貯蔵装置５２の上部には、通路２０１の一端が接続され、該通路２０１の他端は圧縮機２２の吸込側に接続される。以上の構成により、移送通路２０４を介して貨物貯蔵装置５２に気体移送された天然ガスハイドレートＮＧＨと気体とは貯蔵容器５２内で分離され、分離された気体は再び圧縮機２２に戻り、気体移送用気体として使用することができる。
【００５５】
さらに、貨物倉４の上部には、気体ＧＡＳを供給する通路２１０が接続され、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨが移送されることによって貨物倉４の内部圧力が負圧にならないようになっている。
【００５６】
【発明の効果】
本発明に係る貨物倉保冷装置は、船舶の貨物倉内の天然ガスハイドレートなどの保冷物の温度を所定の温度範囲に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１参考例に係る貨物倉保冷装置の側面図および断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係る貨物倉保冷装置の側面図および断面図である。
【図３】 本発明の第２参考例に係る貨物倉保冷装置の断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態に係る貨物倉保冷装置が適用された船舶の貨物倉から天然ガスハイドレートをスラリー状態にして荷揚げする荷揚げ装置の系統図である。
【図５】 本発明の実施の形態に係る船舶と荷揚げする側の設備とを連絡する通路の断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態に係る貨物倉保冷装置が適用された船舶の貨物倉から天然ガスハイドレートを固体状または粉体状で荷揚げする荷揚げ装置の系統図である。
【図７】 本発明の実施の形態に係る船舶と荷揚げする側の設備とを連絡する通路の断面図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶の貨物倉保冷装置に関し、具体的には、例えば、天然ガスからＮＧＨ（Natural Gas Hydrate：天然ガスハイドレート）を生産する浮体生産設備およびＮＧＨを輸送する輸送船などの船体に設けられる貨物倉保冷装置に関する。なお、これら浮体生産設備および輸送船は、船舶の概念に含まれる。
【０００２】
【従来技術】
従来より、船体フレームの内部に配設される貨物倉を保冷することによって、その内部に貯蔵される保冷物を保冷する貨物倉保冷装置が提案されている。例えば、実開平４−２６１９６号公報に示す貨物倉保冷装置では、船体フレームの内面に施された断熱材と貨物倉との間に空間が設けられ、該空間内の途中に１つの冷却機を設け、前記空間中の流体を直接冷却すると共に循環している。これにより、貨物倉を冷却し、その中の保冷物を冷却している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の貨物倉保冷装置では、前記空間内の流体を循環させるためにファンが設けられているが、特に大きな貨物倉の場合には、該空間中の流体を均一に循環させることは難しく、空間に進入した熱を十分に吸熱することができない。その結果、貨物倉内の保冷物の温度を所定の温度範囲に維持することができないという問題点がある。特に、天然ガスを固体状（ペレット状）、粉体状またはスラリー状のＮＧＨ（天然ガスハイドレート）に変えて輸送する場合、貨物倉の外面より貨物内に熱が進入すると、ＮＧＨは分解してガスと水になる。そして、この分解反応が吸熱反応であるため分解した水が再度氷になり、固体状（ペレット状）、粉体状またはスラリー状のＮＨＧを固結させ大きな塊となり、その結果、貨物倉からＮＧＨを取り出すことが困難となる場合がある。
【０００４】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、船舶の貨物倉内の保冷物の温度を所定の温度範囲に維持することができる貨物倉保冷装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、船体フレームと、該船体フレームとの間に空間を形成して該船体フレームの内部に配設された貨物倉とを有する船舶に適用される貨物倉保冷装置において、前記貨物倉を囲繞するように、該貨物倉との間に断熱空間を形成して設けた防熱手段と、前記断熱空間から吸熱するための冷却気体を該断熱空間に送給・循環させる冷却手段とを備え、該冷却手段が、冷却気体を冷却する冷凍機と、該冷凍機と前記断熱空間とを接続して前記冷却気体を該断熱空間に供給する供給通路と、前記断熱空間と前記冷凍機とを接続して該断熱空間から排出された冷却気体を前記冷凍機に戻す還流通路とを備え、前記供給通路および前記還流通路を前記断熱空間内の同一方向に延設し、該延設した部分にそれぞれ複数の吹出し口および吸込み口を設け、該供給通路および還流通路と交差する方向に前記貨物倉の外面を囲繞するように複数のリブを立設し、該リブの外端面側に前記防熱手段を当接させて前記断熱空間を分割して複数の分割断熱空間を形成し、それぞれの分割断熱空間に前記供給通路および前記還流通路を接続して前記冷却気体をそれぞれの分割断熱空間に送給・循環できるように構成したことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、船体フレームに貨物倉を覆うように防熱手段を設けることにより、船体フレーム側から船体フレームの内部に配設された貨物倉に熱が進入することを防止することができる。さらに、該断熱空間に冷却気体を送給・循環させる冷却手段を設けているので、断熱空間に侵入する熱は吸熱され、その熱が貨物倉内に侵入することを防止することができる。その結果、貨物倉内の保冷物の温度を所定の温度範囲に維持することができる。
【０００７】
防熱手段としては、グラスウール、ロックウールまたはポリウレタンなどの樹脂で成形された断熱材などが使用される。
【０００９】
また、断熱空間に侵入した熱は、冷凍機から供給通路を介して供給された冷却気体によって吸熱され、その熱は、冷却気体と共に還流通路を介して冷凍機に戻され、冷凍機において徐熱される。従って、断熱空間に侵入した熱は貨物倉に伝達されず、その中に貯蔵される保冷物の温度を略一定に維持することができる。
【００１０】
また、上記の供給通路および還流通路に設けた吹出し口および吸込み口のいずれか一方に冷却気体の流量を調整するダンパをそれぞれ取り付けても構わない。これにより、断熱空間内を流れる冷却気体の偏流などを防止することができる。その結果、貨物倉内の保冷物の温度がさらに精度良く維持することができる。
【００１１】
なお、上記の冷却気体として、空気または窒素ガスなどを使用することができる。
【００１２】
また、断熱空間を流れる冷却気体がリブを介して貨物倉の外面を冷却することもできる。このリブは、貨物倉の補強部材として使用することもできる。
【００１３】
また、貨物倉の外面に複数の分割断熱空間が設けられ、それぞれの分割断熱空間に冷却気体が確実に流すことができる。その結果、冷却気体の偏流を防止することができるとともに、分割断熱空間に侵入した熱は確実に吸熱される。そして、貨物倉内の保冷物の温度を所定の温度範囲に維持することができる。なお、上記のリブは、貨物倉の補強を兼てもよいし、吸熱効率を考慮して貨物倉の補強とは別に貨物倉の外周面に設けても構わない。
【００１４】
また、本発明は、還流通路内を流れる冷却気体の温度を計測する計測手段と、該計測手段による計測結果に基づいて冷却気体の供給温度または供給流量を調整する調整手段とを備えてもよい。
【００１５】
この構成によれば、還流通路内の冷却気体の温度を計測し、この結果に基づいて貨物倉に供給する冷却気体の供給温度または供給流量を調整することにより、上記の断熱空間の温度を還流通路内の冷却気体の温度より低くすることができる。これにより、貨物倉内の保冷物の温度を略一定に制御することができる。
【００１６】
なお、ここでは、還流通路内を流れる冷却気体の温度を用いて貨物倉を所定の温度範囲に維持する例を示しているが、さらにきめ細かく貨物倉を冷却する場合、貨物倉ごとにその外面または内部の温度を計測し、その結果に基づいて冷却気体の供給温度または供給流量を調整しても構わない。
【００２１】
上記の本発明に係る貨物倉保冷装置を天然ガスハイドレート（ＮＧＨ）の輸送に使用することができる。
【００２２】
ここで、「ＮＧＨ」とは、その主成分がメタンと水とであり、その相態は固体状（ペレット状）、粉体状またはスラリー状であり、その形態を保持する保持温度は−５℃〜−１５℃である。
【００２３】
この場合、断熱空間に侵入した熱を吸熱する冷却気体として空気、窒素ガスなどを、液体冷媒としてスラリーアイス状のブラインのようなものを使用することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
別紙図面に基づいて、本発明に係る実施の形態について説明する。
【００２５】
（第１参考例）
図１（ａ）は、本発明の第１参考例に係る貨物倉保冷装置が適用される船体の側面図を略示したものである。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。なお、説明の都合上、以下、図１の上側を上方と称する。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、船体１内は、横隔壁２によって複数の貨物区画３に区分され、その貨物区画３内に独立的に貨物倉４がそれぞれ配設されている。該貨物倉４は略箱形状をなしており、その外面には、冷却効率を向上させ、貨物倉４を補強するため断面逆Ｌ形のリブ５が左右方に等配されており、各リブ５は貨物倉４の外面を囲繞するように取り付けられている。そして、これら３つの貨物倉４を一括して全体的に覆うように防熱部材６が船体１の内面に取り付けられ、貨物区画３ごとに該防熱部材６と貨物倉４と間に断熱空間７が形成されている。なお、本参考例では、説明の便宜のため、貨物区画３が３つに区分されているが、貨物区画３の区分数を３つに限定するものではない。また、防熱部材６としては、グラスウール、ロックウールまたはポリウレタンなどの樹脂などが使用される。
【００２７】
各断熱空間７内には、該断熱空間７から吸熱するための冷却気体を該断熱空間７に送給・循環させる供給通路８および還流通路９が設けれている。これらの供給通路８および還流通路９は、各貨物区画３の断熱空間７を横断するように連結され、図１（ｂ）に示すように貨物倉４の上方および下方にそれぞれ配されている。また、これらの供給通路８および還流通路９は、上記の貨物区画３とは別の区画に設置される冷凍機１０に接続されている。なお、ここでは、供給通路８および還流通路９を、それぞれ１つ取り付けているが、複数の供給通路８および還流通路９を取り付けても構わない。なお、上記の冷却気体として、空気または窒素ガスなどが使用される。
【００２８】
以上の構成によれば、防熱部材６が、独立的に設けられた３つの貨物倉４を一括して全体的に覆うように船体１の内面に取り付けられているので、船体１側から貨物倉４側に伝達される熱が断熱空間７に侵入することを防ぐことができる。一方、冷凍機１０から流出する冷却気体は、供給通路８内を流れ、該供給通路８に設けられている後述の複数の吹出し口８ａから各貨物区画３の断熱空間７に供給され、図１（ａ）および（ｂ）に示す矢符Ｇ１のように貨物倉４の外面に沿って流れる。この際、貨物倉４の外面を流れる冷却気体が上述の防熱部材６などから侵入する熱を吸熱する。さらに、貨物倉４の外面に設けたリブ５が冷却フィン効果を奏し、冷却気体がリブ５を介して貨物倉４の外面を冷却する。これにより、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨの温度を略一定の温度範囲に維持することができる。そして、防熱部材６などから侵入した熱を吸熱し、貨物倉４の外面を冷却した冷却気体は、還流通路９に設けられた後述の複数の吸込み口９ａに流入し冷凍機１０に戻り、冷凍機１０によって冷却された後、再び供給通路８に供給される。このように冷却気体は、供給通路８、断熱空間７、および還流通路９を循環している。
【００２９】
さらに、断熱空間７に挿入される供給通路８および還流通路９について詳述する。各供給および還流通路８、９には、図１（ａ）に示すようにその中を流れる冷却気体の流れ方向に沿って略等間隔に、かつ図１（ｂ）に示すように左右方または全周に冷却気体が流出または流入するように複数の吹出し口８ａおよび吸込み口９ａがそれぞれ取り付けられている。これらの吹出し口８ａおよび吸込み口９ａは、例えば、図１（ｃ）に示すように冷却気体の流量を調整するダンパ８ｂをそれぞれ備えてもよいし、図１（ｄ）が示すように、複数の、ダンパ８ｂを備える吹出し口８ａを一の集合通路８ｃに接続し、さらにこの集合通路８ｃと供給通路８とを調節弁８ｅの介在する通路８ｄによって接続するように構成してもよい。ただし、これらに限定するものではない。以上の構成によれば、供給通路８の吹出し口８ａから断熱空間７全体に冷却気体を均等に流すこともできるし、各吹出し口８ａから断熱空間７に供給する冷却気体の流量を調整することもできる。その結果、断熱空間７内を流れる冷却気体の偏流発生を防止し、断熱空間７内の冷却気体の温度を略一定の温度範囲に維持することができる。そして、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨの温度を略一定の温度範囲に保つことができる。
【００３０】
また、図１（ａ）に示すように、還流通路９に温度計測器ＴＩを取り付け、温度計測器ＴＩと冷凍機１０内の制御器（図示せず）とを接続することもできる。これにより、還流通路９に取り付けた温度計測器ＴＩを用いて各貨物区画３の断熱空間７から排出される冷却気体の温度を計測し、その計測結果に基づいて冷凍機１０から供給される冷却気体の温度を変えたり、冷却気体の供給流量を変えたりすることができる。その結果、断熱空間７内の冷却気体の温度を略一定の温度範囲に維持して、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨの温度を略一定の温度範囲にすることができる。なお、ここでは、一例として、還流通路９に温度計測器ＴＩを取り付けているが、例えば、各断熱空間７、貨物倉４の外面、または貨物倉４の内部に温度計測器ＴＩを取り付けても構わない。
【００３１】
（実施の形態）
図２（ａ）は、本発明の実施の形態に係る貨物倉保冷装置が適用される船体の側面図を略示したものである。図２（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ矢視図である。本実施の形態に係る貨物倉保冷装置は、第１参考例に対して、貨物倉４を覆うように、その外面に取り付けてあるリブ５の船体１側に防熱部材６を当接することにより、断熱空間７を分割して分割断熱空間７ａを形成されていることのみが異なる。従って、第１参考例に対応する部品には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、船体１が２つの貨物区画３に区分けされており、その中に独立的に貨物倉４が配設されている。該貨物倉４の外面には、略矩形断面のリブ５が左右方向に等配され、各リブ５は貨物倉４の外面を囲繞するようにその外面に取り付けられている。これらのリブ５の外端面側には、防熱部材６が当接されている。これにより、断熱空間７は、複数の分割断熱空間７ａに分割され、それぞれの分割断熱空間７ａは貨物倉４の外面全体を囲繞している。この状態を図２（ｂ）に示す。図示するように、分割断熱空間７ａの上下方の中央部には、冷却気体を供給するための供給通路８および還流通路９が設けられ、これらの供給通路８および還流通路９には、各分割断熱空間７ａに対応して、冷却気体を供給・排気する吹出し口８ａおよび吸込み口９ａがそれぞれ設けられている。これらの吹出し口８ａおよび吸込み口９ａは、図２（ｂ）の左右方の分割断熱空間７ａ内を流れる流体の流量が略均等となるように配されている。なお、吹出し口８ａおよび吸込み口９ａに、第１参考例で示した吹出し口８ａおよび吸込み口９ａなどを取り付け、冷却気体の流量を調整しても構わない。
【００３３】
また、供給通路８は、図１（ａ）に示したように、各貨物区画３の断熱空間７を横断するように連結されており、還流通路９も同様に各貨物区画３の断熱空間７を横断するように連結されている。さらに、供給通路８および還流通路９は、貨物区画３とは別の区画に配設される冷凍機１０にそれぞれ接続されている。なお、ここでは、供給通路８および還流通路９を各１つ設けているが、複数の供給通路８および還流通路９を設けても構わない。
【００３４】
このような構成によれば、供給通路８の吹出し口８ａから流出する冷却気体は、図２（ｂ）の矢符Ｇ１が示すように分割断熱空間７ａの左右方に分流し、それぞれの分割断熱空間７ａを流れた後、再度吸込み口９ａに流入する。その後、冷却気体は、還流通路９を介して冷凍機１０に戻され、再度冷却して供給通路８に供給される。その際、冷却気体は、防熱部材６から分割断熱空間７ａに侵入する熱を吸熱するので、侵入した熱が貨物倉４に伝達しない。その結果、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨを略一定の温度範囲に維持することができる。また、本実施の形態では、断熱空間７を複数の分割断熱空間７ａに分割してその中に冷却気体が略均等に供給されるように構成されているので、冷却気体の偏流による断熱空間７全体の温度のばらつきを防止することができる。
【００３５】
なお、リブ５は、貨物倉４を冷却するとともに貨物倉４の補強として使用することもできる。
【００３６】
（第２参考例）
図３は、本発明の第２参考例に係る貨物倉保冷装置が適用される船体の断面図を略示したものである。本参考例に係る貨物倉保冷装置は、第１参考例に対して、断熱空間７が貨物倉４の内壁４ａとそれを囲繞する外壁４ｂとからなること、および該断熱空間７にスラリーアイス状のブラインのような液体冷媒を供給し、その潜熱を利用して断熱空間に侵入する熱を吸熱することのみが異なる。従って、第１参考例に対応する部品には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
船体１内に収納される貨物倉４は、内壁４ａと該内壁に囲繞するように取り付けられる外壁４ｂとからなる二重殻構造をなし、貨物倉４の内壁４ａと外壁４ｂとの間には、断熱空間７が形成される。外壁４ｂの外面は、防熱部材６によって覆われている。さらに、断熱空間７の上部に液体冷媒ＬＢを貯蔵する貯蔵容器Ｔが設けられており、該貯蔵容器Ｔと外壁４ｂとが冷媒供給通路Ｌによって接続され、液体冷媒ＬＢを断熱空間７に供給することができるように構成されている。該冷媒供給通路Ｌの途中には、弁Ｖが備えられ、液体冷媒ＬＢを供給する量を調整することができる。なお、液体冷媒ＬＢとして、スラリーアイス状のブラインなどが使用される。また、防熱部材６などからの入熱が多い場合には、新しい液体冷媒ＬＢを循環補給する装置（図示せず）を設けても構わない。
【００３８】
この構成によれば、貯蔵容器Ｔから断熱空間７に液体冷媒ＬＢが供給されて断熱空間７全体に満たされ、液体冷媒ＬＢのアイスの溶解潜熱を利用することによって防熱部材６から断熱空間７に侵入する熱を吸熱することができる。これにより、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨの温度を略一定の温度範囲に維持することができる。
【００３９】
ところで、上記実施の形態に係る貨物倉保冷装置が適用された船舶の貨物倉内の貨物を荷揚げする荷揚げ装置については、以下のようなものが考えられる。
【００４０】
図４は、本発明の実施の形態に係る貨物倉保冷装置が適用された船舶の貨物倉から貨物の天然ガスハイドレートをスラリー状態にして荷揚げする荷揚げ装置の系統図を示している。なお、実施の形態において示したものと同等の部品には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
船体１内には、貨物倉４が収納され、該貨物倉４内には、固体状、粉体状またはスラリー媒体含有率の少ないスラリー状の天然ガスハイドレートＮＧＨが収納されている。貨物倉４の底部には、天然ガスハイドレートＮＧＨをスラリー状にするためのスラリー媒体ＳＭを供給する供給通路１０１が接続され、その途中にスラリー媒体ＳＭの供給量を調整する弁１４が介在する。該供給通路１０１は、貨物倉４の底部を貫通し、貨物倉４内に延設され、その端部には旋回ノズル１６が設けられている。また、貨物倉４の底部の最下部には、スラリー状になった天然ガスハイドレートＮＧＨを排出する排出通路１０４が接続され、その途中には、天然ガスハイドレートＮＧＨの排出量を調整する弁１３が介在する。貨物倉４の下部には、エダクタ１１が配設され、排出通路１０４に接続されている。また、エダクタ１１には、排出通路１０４からスラリー状の天然ガスハイドレートＮＧＨを吸い込むための駆動媒体として、スラリー媒体ＳＭを供給する供給通路１０３が接続され、さらに、天然ガスハイドレートＮＧＨとスラリー媒体ＳＭとの混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）を排出する排出通路１０５が接続されている。該排出通路１０５は、スラリーポンプ１２の吸込口に接続されている。該スラリーポンプ１２の吐出口には、混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）を圧送する通路１０６が接続されている。また、貨物倉４の上部には、天然ガスまたは窒素ガスなどの気体ＧＡＳを供給する通路１０９が接続され、その途中には気体ＧＡＳの供給量を調整するための弁１５が介在する。
【００４２】
また、供給通路１０１、１０３の途中には、冷却器１８がそれぞれ設けられている。ここでは、船体１の中に冷却器１８を設けているが、後述する荷揚げ先の設備５０内に同等の設備を有する場合には船体１内に冷却器１８を設けなくてもよい。
【００４３】
さらに、船体１の内面には、防熱部材６が取り付けられており、該防熱部材６が上記の全ての構成部材を覆っている。
【００４４】
以上の構成によれば、後述のスラリー媒体貯蔵装置５３から供給通路１０１を介して圧送されるスラリー媒体ＳＭは、船体１内の冷却器１８により冷却された後、旋回ノズル１６に供給される。該旋回ノズル１６は、スラリー媒体ＳＭの圧力を利用して旋回しながらスラリー媒体ＳＭを貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨに供給する。これにより、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨは、均一に撹拌され、スラリー状になる。撹拌されたスラリー状の天然ガスハイドレートＮＧＨは、エダクタ１１により貨物倉４から排出通路１０４を介して吸い込まれ、エダクタ１１に駆動媒体として供給通路１０３を介して供給されたスラリー媒体ＳＭとともに混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）として排出通路１０５から排出される。排出された混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）は、スラリーポンプ１２により通路１０６、１０６ａを介して後述の分離装置５１に圧送される。
【００４５】
また、船体１は、通路１０６ａ（図４中のＳ１〜Ｓ２）を介して貨物倉４に貯蔵される天然ガスハイドレートＮＧＨを荷揚げする側の設備５０に接続される。ここで、該通路１０６ａの具体的な構造を示すと図５のようになる。図５（ａ）は、通路１０６ａ内を混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）が流れる方向から視た断面図である。通路１０６ａには、略管状の内側通路１０６ｃが設けられており、該内側通路１０６ｃの外周面には、板状の支持部材１０６ｄが等配されている。該支持部材１０６ｄは、図５（ｂ）に示すように、混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）が流れる方向に沿って所定の間隔で設けられている。該支持部材１０６ｄの径方向外方の端面には、内側通路１０６ｃを囲繞するように同心円上に取り付けられた略管状の外側通路１０６ｂが当接している。該外側通路の外周面には、防熱部材５６が周設されている。なお、ここに示す構造は一例であり、この構造に限定するものではない。図５（ｂ）に示すように、内側通路１０６ｃ内に混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）が流れ、外側通路１０６ｂ内に冷却気体ＣＧが流れる。防熱部材５６を設けることにより、防熱部材５６の外側から外側通路１０６ｂ内に侵入する熱を少なくし、さらに、防熱部材５６を介して外側通路１０６ｃに伝導した熱を外側通路１０６ｃ内を流れる冷却気体ＣＧにより吸熱する。これにより、内側通路１０６ｃ内を流れる混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）に熱が侵入することを防止することができる。
【００４６】
また、上記の天然ガスハイドレートＮＧＨを荷揚げする側の設備５０は、混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）をスラリー媒体ＳＭと天然ガスハイドレートＮＧＨとに分離する分離装置５１を備える。該分離装置５１には、船体１側からの通路１０６ａが接続している。また、分離装置５１は、通路１０８を介して分離された天然ガスハイドレートＮＧＨを貯蔵する貨物貯蔵装置５２に接続されるとともに、通路１０７を介して分離されたスラリー媒体ＳＭを貯蔵するスラリー媒体貯蔵装置５３にも接続している。該スラリー媒体貯蔵装置５３の底部には、通路１００、１０２を介してポンプ５４、５５がそれぞれ接続されている。これらのポンプ５４、５５は、エダクタ１１と貨物倉４とに供給通路１０１、１０３を介してそれぞれ接続されている。さらに、上記の分離蔵置５１、貨物貯蔵装置５２、スラリー媒体貯蔵装置５３、ポンプ５４、５５、およびこれらの装置を接続する通路は、防熱部材５６に囲繞されている。
【００４７】
この構成によれば、船体１内のスラリーポンプ１２により通路１０６、１０６ａを介して分離装置５１に圧送された混合体（ＮＧＨ＋ＳＭ）は、分離装置５１内でスラリー媒体ＳＭと天然ガスハイドレートＮＧＨとに分離される。分離された天然ガスハイドレートＮＧＨは貨物貯蔵装置５２に貯蔵され、残りのスラリー媒体ＳＭは、スラリー媒体貯蔵装置５３に貯蔵される。該スラリー媒体貯蔵装置５３に貯蔵されたスラリー媒体ＳＭは、ポンプ５４、５５に吸い込まれ、ポンプ５４、５５の吐出側から排出される。排出されたスラリー媒体ＳＭは、供給通路１０１、１０３の途中に設けられた冷却器１８によって冷却された後、貨物倉４およびエダクタ１１に圧送される。このように、スラリー媒体ＳＭは、貨物倉４と天然ガスハイドレートＮＧＨを荷揚げする側の設備５０との間を循環させることができる。
【００４８】
以上のようにすることにより、天然ガスハイドレートＮＧＨの入熱による分解を防止しながら天然ガスハイドレートＮＧＨを貨物倉４から荷揚げすることができる。また、貨物倉４には、通路１０９を介して気体ＧＡＳを供給することができるので、貨物倉４から天然ガスハイドレートＮＧＨを排出することにより貨物倉４内が負圧になることを防ぐこともできる。
【００４９】
また、荷揚げ装置について、次のような設計変更も考えられる。図６は、本発明の実施の形態に係る貨物倉保冷装置が適用される船舶の貨物倉内から貨物の天然ガスハイドレートＮＧＨを固体状または粉体状で荷揚げする別の荷揚げ装置の系統図を示したものである。上記の荷揚げ装置に対して、固体状または粉体状の天然ガスハイドレートを気体移送することのみが異なる。従って、上記の荷揚げ装置に対応する部品には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５０】
船体１内には、貨物倉４が収納され、該貨物倉４内には、固体状または粉体状の天然ガスハイドレートＮＧＨが収納されている。該貨物倉４内の底部は凹状になっており、その最低部の両側にはエアスライド式の収集装置２０が設けられている。該収集装置２０には、天然ガス、空気、または窒素ガスなどの気体を供給するブロワ２３および該ブロワ２３の吐出側から圧送される気体を冷却する冷却器２４が通路２０８を介して接続されている。また、貨物倉４の上部には、通路２０６が設けられ、該通路２０６はブロワ２３の吸込側に接続されている。これにより、ブロワ２３により圧送される気体は、冷却器２４によって冷却された後、収集装置２０に供給され、該気体が貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨを流動させ、図６に示す破線２０９に示すように貨物倉４内の底部の凹部の最低部に向かって天然ガスハイドレートＮＧＨを移動させる。さらに、収集装置２０に供給された気体は、天然ガスハイドレートＮＧＨ内を貨物倉４の底部から上部に流れ、通路２０６内を流れてブロワ２３に吸い込まれ、ブロワ２３で昇圧された後、再び収集装置２０に供給される。このようにすることにより、天然ガスハイドレートＮＧＨを分解することなく、貨物倉４の凹部の最低部に天然ガスハイドレートＮＧＨを集めることができる。
【００５１】
一方、貨物倉４の凹部の最低部には、排出通路２０５が接続され、その途中に弁２１が介在している。また、船体１内には、圧縮機２２と、該圧縮機２２の吐出側に通路２０２を介して接続される冷却器２５と、該冷却器２５に通路２０３を介して接続される容器２６とを備える。該容器２６の出口側には、移送通路２０４が接続され、これに上記の排出通路２０５が接続され、排気通路２０５から排出される固体状または粉体状の天然ガスハイドレートＮＧＨを気体移送できるようになっている。なお、気体移送に使用する気体は、天然ガス、空気、または窒素ガスなどである。また、上記弁２１には、ロータリバルブを使用し、貨物倉４内に気体移送する気体が逆流しないようにしながら天然ガスハイドレートＮＧＨを移送通路２０４に排出することができるように構成されている。
【００５２】
また、貨物倉４、弁２１、容器２６などを覆うように防熱部材６が船体１の内面に取り付けられており、船体１側より貨物倉４内に熱が侵入しないようにしてある。
【００５３】
また、船体１は、通路２０４ａ（図６中のＳ１〜Ｓ２）を介して貨物倉４に貯蔵される天然ガスハイドレートＮＧＨを荷揚げする側の設備５０に接続される。ここで、該通路２０４ａの具体的な構造を示すと図７のようになる。図７（ａ）は、通路２０４ａ内を天然ガスハイドレートＮＧＨが流れる方向から視た断面図である。通路２０４ａには、略管状の内側通路２０４ｃが設けられており、該内側通路２０４ｃの外周面には、板状の支持部材２０４ｄが等配されている。該支持部材２０４ｄは、図７（ｂ）に示すように、天然ガスハイドレートＮＧＨが流れる方向に沿って所定の間隔で設けられている。該支持部材２０４ｄの径方向外方の端面には、内側通路２０４ｃを囲繞するように同心円上に取り付けられた略管状の外側通路２０４ｂが当接している。該外側通路の外周面には、防熱部材５６が周設されている。なお、ここに示す構造は一例であり、この構造に限定するものではない。図７（ｂ）に示すように、内側通路２０４ｃ内に天然ガスハイドレートＮＧＨが流れ、外側通路２０４ｂ内に冷却気体ＣＧが流れる。防熱部材５６を設けることにより、防熱部材５６の外側から外側通路２０４ｂ内に侵入する熱を少なくし、さらに、防熱部材５６を介して外側通路２０４ｃに伝導した熱を外側通路１０６ｃ内を流れる冷却気体ＣＧにより吸熱する。これにより、内側通路２０４ｃ内を流れる天然ガスハイドレートＮＧＨに熱が侵入することを防止することができる。
【００５４】
また、船体１の貨物倉４に貯蔵される天然ガスハイドレートＮＧＨを荷揚げする側の設備５０は、天然ガスハイドレートを貯蔵する貨物貯蔵装置５２およびこれを覆う防熱部材５６などから構成されている。該貨物貯蔵装置５２の上部には、移送通路２０４が接続され、貨物貯蔵装置５２内に天然ガスハイドレートＮＧＨを気体と共に圧送することができる。また、貨物貯蔵装置５２の上部には、通路２０１の一端が接続され、該通路２０１の他端は圧縮機２２の吸込側に接続される。以上の構成により、移送通路２０４を介して貨物貯蔵装置５２に気体移送された天然ガスハイドレートＮＧＨと気体とは貯蔵容器５２内で分離され、分離された気体は再び圧縮機２２に戻り、気体移送用気体として使用することができる。
【００５５】
さらに、貨物倉４の上部には、気体ＧＡＳを供給する通路２１０が接続され、貨物倉４内の天然ガスハイドレートＮＧＨが移送されることによって貨物倉４の内部圧力が負圧にならないようになっている。
【００５６】
【発明の効果】
本発明に係る貨物倉保冷装置は、船舶の貨物倉内の天然ガスハイドレートなどの保冷物の温度を所定の温度範囲に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１参考例に係る貨物倉保冷装置の側面図および断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係る貨物倉保冷装置の側面図および断面図である。
【図３】 本発明の第２参考例に係る貨物倉保冷装置の断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態に係る貨物倉保冷装置が適用された船舶の貨物倉から天然ガスハイドレートをスラリー状態にして荷揚げする荷揚げ装置の系統図である。
【図５】 本発明の実施の形態に係る船舶と荷揚げする側の設備とを連絡する通路の断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態に係る貨物倉保冷装置が適用された船舶の貨物倉から天然ガスハイドレートを固体状または粉体状で荷揚げする荷揚げ装置の系統図である。
【図７】 本発明の実施の形態に係る船舶と荷揚げする側の設備とを連絡する通路の断面図である。
Claims (3)
- 船体フレームと、
該船体フレームとの間に空間を形成して該船体フレームの内部に配設された貨物倉とを有する船舶に適用される貨物倉保冷装置において、
前記貨物倉を囲繞するように、該貨物倉との間に断熱空間を形成して設けた防熱手段と、
前記断熱空間から吸熱するための冷却気体を該断熱空間に送給・循環させる冷却手段とを備え、
該冷却手段が、冷却気体を冷却する冷凍機と、
該冷凍機と前記断熱空間とを接続して前記冷却気体を該断熱空間に供給する供給通路と、
前記断熱空間と前記冷凍機とを接続して該断熱空間から排出された冷却気体を前記冷凍機に戻す還流通路とを備え、
前記供給通路および前記還流通路を前記断熱空間内の同一方向に延設し、該延設した部分にそれぞれ複数の吹出し口および吸込み口を設け、
該供給通路および還流通路と交差する方向に前記貨物倉の外面を囲繞するように複数のリブを立設し、
該リブの外端面側に前記防熱手段を当接させて前記断熱空間を分割して複数の分割断熱空間を形成し、
それぞれの分割断熱空間に前記供給通路および前記還流通路を接続して前記冷却気体をそれぞれの分割断熱空間に送給・循環できるように構成したことを特徴とする貨物倉保冷装置。 - 請求項１に記載の貨物倉保冷装置において、
前記還流通路内を流れる前記冷却気体の温度を計測する計測手段と、
該計測手段による計測結果に基づいて前記冷却気体の供給温度または供給流量を調整する調整手段とを備えることを特徴とする貨物倉保冷装置。 - 請求項１又は請求項２に記載の貨物倉保冷装置において、
前記貨物倉に貯蔵される貨物が天然ガスハイドレートであることを特徴とする貨物倉保冷装置。
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