JP6220164B2 - 二重殻タンクおよび液化ガス運搬船 - Google Patents
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Description
本発明は、液化ガスの輸送や貯蔵に用いられる二重殻タンク、およびこの二重殻タンクを備えた液化ガス運搬船に関する。
液化ガスの輸送や貯蔵に用いられる二重殻タンクとしては、例えば特許文献１に開示されているような、横置き円筒状の二重殻タンクが知られている。この二重殻タンクは、液化ガスを貯留する内槽と、内槽との間に断熱層として真空空間を確保する外槽とを有している。
上記のような二重殻タンクでは、内槽に、当該内槽を貫通する配管を集約するための内槽ドームが設けられることがある。例えば、内槽ドームは、液化ガスを貯留する内槽本体部から上向きに突出するように形成される。この場合、外槽には、内槽ドームの全体が真空空間で覆われるように、内槽ドームとは非接触で内槽ドームを取り囲む外槽ドームが設けられる。そして、配管は、内槽ドームおよび外槽ドームを貫通するように配置される。
ところで、内槽に貯留される液化ガスは低温であるため、内槽に液化ガスが投入されたときには内槽が熱収縮する。一方、外槽と内槽の間には真空空間が在るために、内槽に液化ガスが投入されたときでも外槽の温度は大気温と同程度である。それ故に、上記のように内槽および外槽のそれぞれにドームが設けられた構成では、外槽ドームの位置は変化しないのに対し、内槽ドームは内槽の熱収縮により下方に移動する。しかも、内槽ドーム自体が縮小する。特に、横置き円筒状の二重殻タンクでは、内槽の固定位置が内槽ドームから離れた位置にある場合、内槽の熱収縮により、タンクの軸方向における内槽ドームと外槽ドームとの相対的な位置関係が大きくずれることがある。その結果、内槽ドームおよび外槽ドームを貫通する配管に過度の負荷がかかる。
そこで、本発明は、内槽ドームおよび外槽ドームを貫通する配管にかかる負荷を抑制することができる二重殻タンクおよびこの二重殻タンクを備えた液化ガス運搬船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、本発明の二重殻タンクは、横置き円筒状の二重殻タンクであって、液化ガスを貯留する内槽本体部および前記内槽本体部から特定方向に沿って突出する内槽ドームを有する内槽と、前記内槽本体部を取り囲む外槽本体部および前記内槽ドームを取り囲む外槽ドームを有する外槽と、前記外槽ドームが配管によって貫通される位置よりも下方で前記外槽ドームに組み込まれた、前記特定方向に変形可能な可変部材と、前記外槽ドームにおける前記可変部材よりも先端側の部分である可動部と前記内槽ドームの間に配置された第１拘束機構であって、前記内槽ドームの縮小を許容しつつ前記特定方向における前記外槽ドームの可動部と前記内槽ドームとの相対移動を拘束する第１拘束機構と、前記外槽ドームにおける前記可変部材よりも根本側の部分である固定部と前記内槽ドームとの間に配置された第２拘束機構であって、前記内槽ドームの縮小および前記特定方向における前記固定部に対する前記内槽ドームの移動を許容しつつ前記内槽ドームの径方向の移動を拘束する第２拘束機構と、を備えることを特徴とする。
上記の構成によれば、内槽が熱収縮したときには、第１拘束機構が外槽ドームの可動部を内槽ドームに追従して特定方向に移動させる。しかも、内槽ドームの移動は、第２拘束機構によって内槽ドームが外槽ドームの固定部に対してガイドされながら行われる。すなわち、外槽ドームの可動部に対する内槽ドームの相対的な位置が保たれる。これにより、配管に負荷がかかることを抑制することができる。なお、内槽ドームの縮小量は小さなために、これによる配管への負荷は、例えば内槽ドームと外槽ドームの間で配管を曲げておくことで、配管の撓みにより吸収することができる。
例えば、上記の二重殻タンクは、前記外槽ドームの可動部および前記内槽ドームを貫通する配管であって、前記内槽ドームと前記外槽ドームの間で曲げられた配管をさらに備えてもよい。
前記第２拘束機構は、前記内槽ドームの周囲に配置された複数の径方向支持部材と、前記複数の径方向支持部材のそれぞれと前記外槽ドームの固定部または前記内槽ドームとの間に配置された摺動部と、を含んでもよい。この構成によれば、内槽の熱収縮によって内槽ドームが移動したときに、径方向支持部材にせん断応力が作用することを防止できる。
前記複数の径方向支持部材のそれぞれは、前記内槽ドームを中心とする径方向に延びる管状部材であってもよい。この構成によれば、外槽から内槽への熱伝導経路を構成する第２拘束機構が中空となるため、第２拘束機構を介した内槽内への熱侵入を抑制することができる。
前記摺動部は、前記外槽ドームの固定部側に配置された、前記内槽ドームが突出する方向に向かって前記内槽ドームから離れるように傾斜する内向きテーパー面を有する第１摺動部材と、前記内槽ドーム側に配置された、前記内向きテーパー面と面接触する外向きテーパー面を有する第２摺動部材と、で構成されていてもよい。この構成によれば、簡単な構成で、内槽ドームの縮小および特定方向における外槽ドームの固定部に対する内槽ドームの移動を許容することができる。
前記第１拘束機構は、前記内槽ドームの周囲に配置された複数の特定方向支持部材と、前記複数の特定方向支持部材を挟み込む一対の支持板であって一方が前記外槽ドームの可動部に固定され、他方が前記内槽ドームに固定された支持板とを含んでもよい。この構成によれば、第１拘束機構をシンプルな構造とすることができる。
前記複数の特定方向支持部材のそれぞれは、前記特定方向に延びる管状部材であってもよい。この構成によれば、外槽から内槽への熱伝導経路を構成する第１拘束機構が中空となるため、第１拘束機構を介した内槽内への熱侵入を抑制することができる。
前記管状部材は、ガラス繊維強化プラスチックからなってもよい。この構成によれば、管状部材に熱伝導率の低いガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）を用いることにより、第１拘束機構および／または第２拘束機構を介した熱侵入をいっそう抑制することができる。
上記の二重殻タンクは、前記内槽本体部と前記外槽本体部との間に配置された、前記タンクの軸方向に互いに離間する位置で前記内槽本体部をスライド可能に支持する一対の支持機構をさらに備えてもよい。この構成によれば、双方の支持機構を同じ構造とすることができる。また、この構成によれば、内槽が、第２拘束機構によって径方向の移動が拘束される内槽ドームを中心として熱収縮するので、第２拘束機構に無理な力がかかることを防止することができる。
前記内槽ドームには、内槽マンホールが設けられており、前記外槽ドームには、前記内槽マンホールと対応する位置に外槽マンホールが設けられていてもよい。この構成によれば、内槽ドームおよび外槽ドームを合理的に利用して、内槽内を点検するための点検通路を構成することができる。
前記内槽と前記外槽との間の空間は真空空間であり、前記内槽ドームと前記外槽ドームの間には、前記真空空間を、前記内槽マンホールと前記外槽マンホールの間の部分を含む第１空間と、前記内槽本体部側の第２空間と、に仕切る環状の遮断部材が配置されていてもよい。この構成によれば、外槽マンホールを開いたときには、真空空間のうちのごく一部である第１空間のみが大気に開放される。従って、外槽マンホールを閉じた後に再度真空状態とすべき容積を少なくすることができる。
前記遮断部材は、前記内槽ドームおよび前記外槽ドームが配管によって貫通される位置よりも前記内槽本体部側に配置されていてもよい。この構成によれば、外槽マンホールを開いたときに、配管における内槽ドームと外槽ドームの間の部分を点検することができる。
例えば、前記可変部材は、ベローズ管であってもよい。
また、本発明の液化ガス運搬船は、上記の二重殻タンクが搭載されたことを特徴とする。
本発明によれば、二重殻タンクにおいて内槽ドームおよび外槽ドームを貫通する配管にかかる負荷を抑制することができる。
（第１実施形態）
図１および図２に、本発明の第１実施形態に係る二重殻タンク２Ａが搭載された液化ガス運搬船１の一部を示す。二重殻タンク２Ａは、横置き円筒状であり、一般に、タンク２Ａの軸方向が船長方向と平行となる向きで配置される。
図１および図２に、本発明の第１実施形態に係る二重殻タンク２Ａが搭載された液化ガス運搬船１の一部を示す。二重殻タンク２Ａは、横置き円筒状であり、一般に、タンク２Ａの軸方向が船長方向と平行となる向きで配置される。
具体的に、二重殻タンク２Ａは、内槽３と、内槽３の周囲に空間２０を確保する外槽４を備える。本実施形態では、内槽３と外槽４の間の空間２０は真空空間である。ただし、内槽３と外槽４の間の空間２０にアルゴンガス等の熱伝導率が低い気体が充填されていてもよい。
内槽３は、液化ガスを貯留する内槽本体部３１と、内槽本体部３１から特定方向に沿って突出する内槽ドーム３２とを有している。本実施形態では、特定方向が鉛直方向であり、内槽ドーム３２は本体部３１から上向きに突出している。ただし、内槽ドーム３２の突出方向を規定する特定方向は、例えば斜め方向であってもよい。
内槽本体部３１は、一定の断面形状で横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とで構成されている。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。
内槽本体部３１に貯留される液化ガスは、例えば、液化プロパンガス（ＬＰＧ、約−４５℃）、液化エチレンガス（ＬＥＧ、約−１００℃）、液化天然ガス（ＬＮＧ、約−１６０℃）、液化水素（ＬＨ2、約−２５０℃）である。
図３に示すように、内槽ドーム３２は、内槽本体部３１から上方に延びる周壁３２ａと、周壁３２ａの上端から上向きに盛り上がる皿状の天井壁３２ｂを有する。天井壁３２ｂは、例えば半球状などの他の形状であってもよい。
外槽４は、内槽本体部３１を取り囲む外槽本体部４１と、内槽ドーム３２を取り囲む外槽ドーム４２を有している。すなわち、外槽本体部４１は内槽本体部３１を大型化した形状を有しており、外槽ドーム４２は内槽ドーム３２を大型化した形状を有している。
図３に示すように、外槽ドーム４２は、外槽本体部４１から上方に延びる周壁４２ａと、周壁４２ａの上端から上向きに盛り上がる皿状の天井壁４２ｂを有する。天井壁４２ｂは、例えば半球状などの他の形状であってもよい。
外槽本体部４１は、例えば、船体に設けられたサドル（図示せず）に支持される。一方、内槽本体部３１と外槽本体部４１の間には、一対の支持機構２１が配置されている。これらの支持機構２１は、タンク２Ａの軸方向に互いに離間する位置で内槽本体部３１をタンク２Ａの軸方向にスライド可能に支持する。この構成であれば、双方の支持機構２１を同じ構造とすることができる。なお、タンク２Ａの外部から内槽３内への熱侵入を抑制するという観点からは、内槽３と支持機構２１との接触面積が小さいことが好ましく、例えば双方の支持機構２１は中空構造であることが望ましい。
内槽３内の底部には、液化ガスをタンク２Ａの内部から外部に排出するためのサブマージドポンプ（図示せず）が配置される。そして、二重殻タンク２Ａには、液化ガス配管や電気配管などの各種の配管１３が、内槽ドーム３２および外槽ドーム４２を貫通するように設けられる。なお、図１および図２では、代表として１本の配管のみを描いている。
本実施形態では、各配管１３は、内槽ドーム３２と外槽ドーム４２の間でクランク状に（すなわち、二回９０度に）曲げられており、内槽ドーム３２の周壁３２ａと外槽ドーム４２の周壁４２ａを貫通している。ただし、各配管１３は、内槽ドーム３２と外槽ドーム４２の間で一回だけ９０度に曲げられており、内槽ドーム３２の周壁３２ａと外槽ドーム４２の天井壁４２ｂを貫通、あるいは内槽ドーム３２の天井壁３２ｂと外槽ドーム４２の周壁４２ａを貫通していてもよい。また、配管１３の曲げに関しても、９０度の曲げに限定されず、配管１３がＵ字状に曲げられていてもよい。
各配管１３における内槽ドーム３２と外槽ドーム４２の間の部分は、防熱材１７で覆われている。これにより、配管１３を通じたタンク２Ａの外部から内槽３内への熱侵入を抑制することができる。また、外槽４の外側では、各配管１３は真空管１６内に収容されており、大気中から配管１３への熱伝達が抑制されている。
内槽３内に配置されるサブマージドポンプを点検可能にするために、内槽ドーム３２の天井壁３２ｂには内槽マンホール３０が設けられ、外槽ドーム４２の天井壁４２ｂには内槽マンホール３０と対応する位置に外槽マンホール４０が設けられる。具体的には、図３に示すように、内槽ドーム３２の天井壁３２ｂに、内槽マンホール３０を規定するマンホール管３３が取り付けられ、外槽ドーム４２の天井壁４２ｂに、外槽マンホール４０を規定するマンホール管４３が取り付けられている。マンホール管３３，４３の上端に設けられたフランジにはマンホール蓋３４，４４が固定されている。なお、内槽マンホール３０が設けられる位置は、天井壁３２ｂの中心であってもよいし、天井壁３２ｂの中心からずれた位置であってもよい。
図１および図２に戻って、液化ガス運搬船１には、二重殻タンク２Ａを覆うタンクカバー１１が装備されている。二重殻タンク２Ａとタンクカバー１１の間の空間１０には、例えば窒素ガスなどの不活性ガスが封入される。タンクカバー１１には、外槽マンホール４０と対応する位置に最外マンホール１２が設けられている。
上述した各配管１３および真空管１６は、タンクカバー１１を貫通している。後述するように、本実施形態では外槽ドーム４２が上下方向に変位可能に構成されている。それ故に、外槽ドーム４２とタンクカバー１１との相対変位を吸収するために、配管１３を外槽４とタンクカバー１１の間で曲げておいてもよいし、外槽４の外側で真空二重ベローズ管を採用してもよい。
本実施形態では、上述したように内槽本体部３１がタンク２Ａの軸方向にスライド可能に支持されている一方で、内槽ドーム３２が水平方向において外槽ドーム４２に固定されている。以下、図３〜５を参照して、内槽ドーム３２回りの構造を詳しく説明する。
外槽ドーム４２の周壁４２ａには、内槽ドーム３２の突出方向を規定する前記特定方向（本実施形態では上下方向）に変形可能な可変部材５が組み込まれている。すなわち、外槽ドーム４２における可変部材５よりも先端側の部分が可動部４２Ａであり、外槽ドーム４２における可動部材５よりも根本側の部分が固定部４２Ｂである。可変部材５は、外槽ドーム４２が配管１３によって貫通される位置よりも下方に配置されている。換言すれば、配管１３は外槽ドーム４２の可動部４２Ａを貫通している。本実施形態では、可変部材５として、前記特定方向に伸縮可能なベローズ管５Ａが採用されている。
外槽ドーム４２の可動部４２Ａと内槽ドーム３２の間には第１拘束機構６が配置されており、外槽ドーム４２の固定部４２Ｂと内槽ドーム３２の間には第２拘束機構７が配置されている。本実施形態では、第１拘束機構６および第２拘束機構７が、外槽ドーム４２の周壁４２ａと内槽ドーム３２の周壁３２ａの間に配置されている。
第１拘束機構６は、内槽３が熱収縮したときの内槽ドーム３２の縮小（より正確には、径方向の変形）を許容しつつ、前記特定方向における外槽ドーム４２の可動部４２Ａと内槽ドーム３２との相対移動を拘束する。具体的に、第１拘束機構６は、内槽ドーム３２の周囲に等角度間隔で配置された複数（図例では４つ）の特定方向支持部材（以下、「第１支持部材」という）６３と、これらの第１支持部材６３を前記特定方向で挟み込み一対の支持板６１，６４を含む。
なお、第１支持部材６３の配置は内槽ドーム３２の周囲に等角度間隔の配置に限定されず、例えば対称配置など、外槽ドーム４２の可動部４２Ａと内槽ドーム３２との相対移動を安定的に拘束できる配置であればよい。本実施形態では、各第１支持部材６３が、前記特定方向に延びる管状部材である。管状部材の断面形状は、円形状であってもよいし、正方形状などの多角形状であってもよい。ただし、各第１支持部材６３は、中実のブロックであってもよい。
本実施形態では、第１支持部材６３の下方に位置する支持板６４が、リング状をなしており、外槽ドーム４２の可動部４２Ａに固定されている。一方、第１支持部材６３の上方に位置する支持板６１は、略矩形状の複数のピース６１ａで構成されており、内槽ドーム３２に固定されている。ただし、第１支持部材６３の上方に位置する支持板６１は、第１支持部材６３の下方に位置する支持板６４と同様にリング状をなしていてもよい。
第１支持部材６３の下方に位置する支持板６４の内周縁部には、第１支持部材６３と係合する鍔６５が設けられている。また、第１支持部材６３の上方に位置する支持板６１を構成するピース６１ａのそれぞれの先端にも、第１支持部材６３と係合する鍔６２が設けられている。なお、図示は省略するが、鍔６５，６２の一方と第１支持部材６３との間には、内槽ドーム３２の縮小を許容するための隙間が形成されている。
第１支持部材６３である管状部材は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）や他のＦＲＰ（例えば、布強化フェノール樹脂）で構成されていてもよいし、金属で構成されていてもよい。ただし、管状部材を構成する材料としては、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）を用いることが望ましい。
第２拘束機構７は、内槽３が熱収縮したときの内槽ドーム３２の縮小および前記特定方向における外槽ドーム４２の固定部４２Ｂに対する内槽ドーム３２の移動を許容しつつ、内槽ドーム３２の径方向の移動を拘束する。第２拘束機構７は、内槽ドーム３２の径方向の移動を拘束するため、船の動揺に伴う、外槽ドーム４２の可動部４２Ａに対する内槽ドーム３２の相対的な移動を抑えることができ、配管１３への負荷の抑制に寄与する。
具体的に、第２拘束機構７は、内槽ドーム３２の周囲に等角度間隔で配置された複数の径方向支持部材（以下、「第２支持部材」という）７２と、各第２支持部材７２と外槽ドーム４２の固定部４２Ｂとの間に配置された摺動部７５を含む。
本実施形態では、各第２支持部材７２が、内槽ドーム３２を中心とする径方向に延びる管状部材である。管状部材の断面形状は、円形状であってもよいし、正方形状などの多角形状であってもよい。ただし、各第２支持部材７２は、中実のブロックであってもよい。また、本実施形態では、第２支持部材７２が、曲面加工板７１を介して内槽ドーム３２に接合されている。これにより、第２支持部材７２である管状部材の端面をフラットにすることができる。
各摺動部７５は、外槽ドーム４２の固定部４２Ｂ側に配置された第１摺動部材７４と、内槽ドーム３２側に配置された第２摺動部材７３とで構成されている。本実施形態では、第１摺動部材７４が外槽ドーム４２の固定部４２Ｂに直接的に固定されており、第２摺動部材７３が内槽ドーム３２に第２支持部材７２を介して固定されている。第１摺動部材７４は、内槽ドーム３２が突出する方向に向かって内槽ドーム３２から離れるように傾斜する内向きテーパー面７４ａを有し、第２摺動部材７３は、第１摺動部材７４の内向きテーパー面７４ａと面接触する外向きテーパー面７３ａを有する。
第２支持部材７２である管状部材は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）や他のＦＲＰ（例えば、布強化フェノール樹脂）で構成されていてもよいし、金属で構成されていてもよい。ただし、管状部材を構成する材料としては、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）を用いることが望ましい。
さらに、本実施形態では、内槽ドーム３２と外槽ドーム４２の間に遮断部材８が配置されている。遮断部材８は、環状をなし、内槽３と外槽４の間の真空空間２０を、内槽マンホール３０と外槽マンホール４０の間の部分を含む第１空間２０Ａと、内槽本体部３１側の第２空間２０Ｂと、に仕切っている。本実施形態では、遮断部材８は、内槽ドーム３２および外槽ドーム４２が配管１３によって貫通される位置よりも内槽本体部３１側（本実施形態では下方）に配置されている。また、本実施形態では、遮断部材８として、前記特定方向に延びるベローズ管８Ａが用いられている。遮断部材８の一端（下端）は、内槽ドーム３２の周壁３２ａから径方向外向きに突出するリング部材８１に固定されており、遮断部材８の他端（上端）は、第１拘束機構６の下側の支持板６４に固定されている。
以上説明した構成の二重殻タンク２Ａでは、内槽３が熱収縮したときには、第１拘束機構６が外槽ドーム４２の可動部４２Ａを内槽ドーム３２に追従して上下方向に移動させる。しかも、内槽ドーム３２の移動は、第２拘束機構７によって内槽ドーム３２が外槽ドーム４２の固定部４２Ｂに対してガイドされながら行われる。すなわち、外槽ドーム４２の可動部４２Ａに対する内槽ドーム３２の相対的な位置が保たれる。これにより、配管１３に負荷がかかることを抑制することができる。なお、内槽ドーム３２の縮小量は小さなために、これによる配管１３への負荷は、本実施形態のように内槽ドーム３２と外槽ドーム４２の間で配管１３を曲げておくことで、配管１３の撓みにより吸収することができる。
しかも、本実施形態では、一対の支持機構２１により内槽本体部３１がスライド可能に支持されているので、内槽３が、第２拘束機構７によって径方向の移動が拘束される内槽ドーム３２を中心として熱収縮する。このため、第２拘束機構７に無理な力がかかることを防止することができる。
さらに、第２拘束機構７は、各支持部材７２と外槽ドーム４２の固定部４２Ｂとの間に配置された摺動部７５を含むため、内槽３の熱収縮によって内槽ドーム３２が移動したときに、第２支持部材７２にせん断応力が作用することを防止できる。そして、第２支持部材７２とは別に摺動部７３を設けることにより、摺動部７３によって摺動性を確保しながら第２支持部材７２をシンプルな形状とすることができる。
しかも、第２拘束機構７の摺動部７５がテーパー面７３ａ，７４ａを有する第１摺動部材７４および第２摺動部材７３で構成されているので、簡単な構成で、内槽ドーム３２の縮小および前記特定方向における外槽ドーム４２の固定部４２Ｂに対する内槽ドーム３２の移動を許容することができる。つまり、内槽３の熱収縮により移動する内槽ドーム３２を外槽ドーム４２の中心に拘束し続けることができる。そして、このような縮小する内槽ドーム３２を移動方向にガイドするテーパー面７３ａ，７４ａにより、特に本実施形態のような摺動性が悪化する真空環境下でも、良好な摺動性を得ることができる。
さらに、本実施形態では、複数の第２支持部材７２が管状部材であることにより、外槽４から内槽３への熱伝導経路を構成する第２拘束機構７が中空となるため、第２拘束機構７を介した内槽３内への熱侵入を抑制することができる。
また、本実施形態では、第１拘束機構６が一対の支持板６１，６４で縦支持部材６３を挟み込む構成を有しているので、第１拘束機構６をシンプルな構造とすることができる。さらに、本実施形態では、複数の第１支持部材６３が管状部材であることにより、外槽４から内槽３への熱伝導経路を構成する第１拘束機構６が中空となるため、第１拘束機構６を介した内槽３内への熱侵入を抑制することができる。
ところで、上述したように第１拘束機構６の第１支持部材６３である管状部材および第２拘束機構７の第２支持部材７２である管状部材の少なくとも一方はＧＦＲＰからなることが望ましい。このように、管状部材に熱伝導率の低いＧＦＲＰを用いることにより、第１拘束機構６および／または第２拘束機構７を介した熱侵入をいっそう抑制することができる。
さらに、本実施形態では、遮断部材８によって内槽３と外槽４の間の真空空間２０が第１空間２０Ａと第２空間２０Ｂとに仕切られている。このため、外槽マンホール４０を開いたときには、真空空間２０のうちのごく一部である第１空間２０Ａのみが大気に開放される。従って、外槽マンホール４０を閉じた後に再度真空状態とすべき容積を少なくすることができる。
＜変形例＞
前記実施形態では、可変部材５が、外槽ドーム４２の可動部４２Ａの自重および当該可動部４２Ａに固定される物（例えば、配管１３における可動部４２Ａを貫通する部分）の重量に逆らって第１支持部材６３を上側の支持板６１と接触した状態に維持可能な弾性力を有する必要がある。これに対し、例えば図６に示すように、上側の支持板６１上にも第１支持部材６３を載置し、これらの第１支持部材６３を支持板６１と挟み込む重量伝達板６０を外槽ドーム４２の可動部４２Ａに固定してもよい。このような構成であれば、可変部材５にかかる圧縮荷重を低減させることができ、可変部材５として剛性が低く、弾性力の弱い部材を用いることが可能になる。荷重伝達板６０は、上側の支持板６１と同様に複数のピースから構成されていてもよいし、リング状であってもよい。
前記実施形態では、可変部材５が、外槽ドーム４２の可動部４２Ａの自重および当該可動部４２Ａに固定される物（例えば、配管１３における可動部４２Ａを貫通する部分）の重量に逆らって第１支持部材６３を上側の支持板６１と接触した状態に維持可能な弾性力を有する必要がある。これに対し、例えば図６に示すように、上側の支持板６１上にも第１支持部材６３を載置し、これらの第１支持部材６３を支持板６１と挟み込む重量伝達板６０を外槽ドーム４２の可動部４２Ａに固定してもよい。このような構成であれば、可変部材５にかかる圧縮荷重を低減させることができ、可変部材５として剛性が低く、弾性力の弱い部材を用いることが可能になる。荷重伝達板６０は、上側の支持板６１と同様に複数のピースから構成されていてもよいし、リング状であってもよい。
図６に示す変形例において、上側の第１支持部材６３は、必ずしも支持板６１上に載置されている必要はなく、例えば図４において下側の第１支持部材６３と周方向に交互に並ぶように配置されていてもよい。この場合、上側の支持板６１を構成するピース６１ａの間に、上側の第１支持部材６３を受ける専用のピースが配置されていてもよい。
あるいは、可変部材５として極端に弾性力の弱い部材を用いる場合は、図７に示す変形例の二重殻タンク２Ｂのように、第１支持部材６３の下方に位置する支持板６４が内槽ドーム３２に固定され、第１支持部材６３の上方に位置する支持板６１が外槽ドーム４２の可動部４２Ａに固定されていてもよい。すなわち、内槽３が熱収縮したときには外槽ドーム４２の可動部４２Ａの自重等により可変部材５を縮ませてもよい。この場合、第１拘束機構６の下方に、遮断部材８の上端を固定するための、外槽ドーム４２の可動部４２Ａから径方向内向きに突出するリング部材８２を設ければよい。また、図７に示すように第１拘束機構６の下方にリング部材８２を設ける場合は、第１支持部材６３の下方に位置する支持板６４は、第１支持部材６３の上方に位置する支持板６１と同様に、矩形状の複数のピース６１ａで構成されていてもよい。
なお、図７に示す変形例では、内槽３が熱収縮したときに下側の支持板６４が第１支持部材６３を介して上側の支持板６１を引っ張るように、それらを上下方向に係合させてもよい。このようにすれば、可変部材５として比較的に弾性力の強い部材を用いることが可能となる。
また、第２拘束機構７の摺動部７５は、各第２支持部材７２と内槽ドーム３２との間に配置されていてもよい。この場合、第１摺動部材７４が第２支持部材７２を介して外槽ドーム４２の固定部４２Ｂに固定され、第２摺動部材７３が直接的に内槽ドーム３２に固定される。
遮断部材８は、内槽ドーム３２および外槽ドーム４２が配管１３によって貫通される位置よりも上方（例えば、内槽ドーム３２の天井壁３２ｂと外槽ドーム４２の天井壁４２ｂの間）に配置されていてもよい。ただし、この場合には、外槽マンホール４０を開いても配管１３における内槽ドーム３２と外槽ドーム４２の間の部分を視認することができない。これに対し、前記実施形態のように、遮断部材８が内槽ドーム３２および外槽ドーム４２が配管によって貫通される位置よりも内槽本体３１側に配置されていれば、外槽マンホール４０を開いたときに、配管１３における内槽ドーム３２と外槽ドーム４２の間の部分を点検することができる。
また、環状の遮断部材８は、必ずしも内槽ドーム３２の突出方向を規定する特定方向に延びる部材である必要はなく、中心穴を有する形状であればどのような形状であってもよい。例えば、遮断部材８は、径方向に波打ちながら広がる部材であってもよい。あるいは、図示は省略するが、例えば、内槽ドーム３２の周壁３２ａに径方向外向きに突出する第１リングを設け、外槽ドーム４２の周壁４２ａの第１リングと同じ高さ位置に径方向内向きに突出する第２リングが設けられている場合には、遮断部材８は、第１リングと第２リングの間に配置された、上向きに開口する断面Ｕ字状の部材であってもよい。さらに別の例として、第１リングが内槽ドーム３２の天井壁３２ｂから上向きに突出する筒状であり、第２リングが外槽ドーム４２の天井壁４２ｂから下向きに突出する、第１リングよりも小径の筒状である場合には、遮断部材８は、内槽ドーム３２の径方向に広がるワッシャ状の部材であってもよい。
前記実施形態では、内槽ドーム３２および外槽ドーム４２にマンホール３０，４０が設けられていたが、マンホール３０，４０は内槽本体部３１および外槽本体部４１における内槽ドーム３２および外槽ドーム４２から離れた位置に設けられていてもよい。ただし、前記実施形態のように、内槽ドーム３２および外槽ドーム４２にマンホール３０，４０が設けられていれば、内槽ドーム３２および外槽ドーム４２を合理的に利用して、内槽３内を点検するための点検通路を構成することができる。
また、タンクカバー１１などから外槽ドーム４２の可動部４２Ａを補助的に吊り下げることにより、可変部材５にかかる圧縮荷重を低減させてもよい。
（第２実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第２実施形態に係る二重殻タンク２Ｃを説明する。なお、本実施形態および後述する第３〜第５実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
次に、図８を参照して、本発明の第２実施形態に係る二重殻タンク２Ｃを説明する。なお、本実施形態および後述する第３〜第５実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
本実施形態では、第１拘束機構６が、外槽ドーム４２の天井壁４２ｂと内槽ドーム３２の天井壁３２ｂとを連結する引っ張り機構である。具体的に、第１拘束機構６は、上下方向に延びる複数のロッド６６と、各ロッド６６の両端部と連結されたブラケット６７を含む。上側のブラケット６７は外槽ドーム４２の天井壁４２ｂに取り付けられ、下側のブラケット６７は内槽ドーム３２の天井壁３２ｂに取り付けられている。ブラケット６７とロッド６６との連結は、それらの相対的な回転を可能にするピン連結であり、上側および下側のブラケット６７の一方には、内槽ドーム３２の縮小を許容するための長孔（図示せず）が形成されている。
なお、第２拘束機構７の上方には、図７に示した二重殻タンク２Ｂと同様に、遮断部材８の両端が固定される２つのリング部８１，８２材が配置されている。
このような構成でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１拘束機構６を外槽ドーム４２の天井壁４２ｂと内槽ドーム３２の天井壁３２ｂとの間に配置することにより、配管１３を配置するスペースを拡大することができる。
（第３実施形態）
次に、図９を参照して、本発明の第３実施形態に係る二重殻タンク２Ｄを説明する。本実施形態では、外槽ドーム４２に組み込まれる可変部材５として、内槽ドーム３２の突出方向を規定する特定方向に扁平なリング状の可撓板５Ｂが用いられている。可撓板５Ｂは、内槽３が熱収縮したときの外槽ドーム４２の可動部４２Ａの移動を当該可動板５Ｂの角度変形により吸収するものである。
次に、図９を参照して、本発明の第３実施形態に係る二重殻タンク２Ｄを説明する。本実施形態では、外槽ドーム４２に組み込まれる可変部材５として、内槽ドーム３２の突出方向を規定する特定方向に扁平なリング状の可撓板５Ｂが用いられている。可撓板５Ｂは、内槽３が熱収縮したときの外槽ドーム４２の可動部４２Ａの移動を当該可動板５Ｂの角度変形により吸収するものである。
このような構成でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第４実施形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第４実施形態に係る二重殻タンク２Ｅを説明する。本実施形態では、内槽３と外槽４の間の真空空間２０を第１空間２０Ａと第２空間２０Ｂとに仕切る環状の遮断部材８として、ストレート管８Ｂが用いられている。
次に、図１０を参照して、本発明の第４実施形態に係る二重殻タンク２Ｅを説明する。本実施形態では、内槽３と外槽４の間の真空空間２０を第１空間２０Ａと第２空間２０Ｂとに仕切る環状の遮断部材８として、ストレート管８Ｂが用いられている。
このような構成でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、遮断部材８としてベローズ管８Ａの代わりにストレート管８を用いることにより、伝熱経路は短くなるもののコストを下げることができる。
（第５実施形態）
次に、図１１を参照して、本発明の第５実施形態に係る二重殻タンク２Ｆを説明する。本実施形態では、第１拘束機構６が遮断部材８を兼ねるように構成されている。具体的に、第１拘束機構６は、内槽ドーム３２に挿通されるストレート管６８と、このストレート管６８の両端が固定されたリング部材６９Ａ，６９Ｂを含む。本実施形態では、上側のリング部材６９Ａが外槽ドーム４２の可動部４２Ａに固定されており、下側のリング部材６９Ｂが内槽ドーム３２に固定されている。ただし、図１２に示す変形例の二重殻タンク２Ｇのように、上側のリング部材６９Ａが内槽ドーム３２に固定され、下側のリング部材６９Ｂが外槽ドーム４２の可動部４２Ａに固定されてもよい。
次に、図１１を参照して、本発明の第５実施形態に係る二重殻タンク２Ｆを説明する。本実施形態では、第１拘束機構６が遮断部材８を兼ねるように構成されている。具体的に、第１拘束機構６は、内槽ドーム３２に挿通されるストレート管６８と、このストレート管６８の両端が固定されたリング部材６９Ａ，６９Ｂを含む。本実施形態では、上側のリング部材６９Ａが外槽ドーム４２の可動部４２Ａに固定されており、下側のリング部材６９Ｂが内槽ドーム３２に固定されている。ただし、図１２に示す変形例の二重殻タンク２Ｇのように、上側のリング部材６９Ａが内槽ドーム３２に固定され、下側のリング部材６９Ｂが外槽ドーム４２の可動部４２Ａに固定されてもよい。
このような構成でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、第１拘束機構６が遮断部材８を兼ねるため、構造を簡略化することができる。
本発明の二重殻タンクは、液化ガス運搬船に搭載されるタンクとしてだけでなく、地上に設置されるタンクとしても有用である。
１ 液化ガス運搬船
１３ 配管
２Ａ〜２Ｇ 二重殻タンク
２０ 空間（真空空間）
２０Ａ 第１空間
２０Ｂ 第２空間
２１ 支持機構
３ 内槽
３０ 内槽マンホール
３１ 内槽本体部
３２ 内槽ドーム
４ 外槽
４０ 外槽マンホール
４１ 外槽本体部
４２ 外槽ドーム
４２Ａ 可動部
４２Ｂ 固定部
５ 可変部材
５Ａ ベローズ管
５Ｂ ストレート管
６ 第１拘束機構
６１，６４ 支持板
６３ 特定方向支持部材（管状部材）
６６ ロッド
６７ ブラケット
６８ ストレート管
６９ リング部材
７ 第２拘束機構
７２ 径方向支持部材（管状部材）
７３ 第２摺動部材
７４ 第１摺動部材
７５ 摺動部
８ 遮断部材
８Ａ ベローズ管
８Ｂ ストレート管
１３ 配管
２Ａ〜２Ｇ 二重殻タンク
２０ 空間（真空空間）
２０Ａ 第１空間
２０Ｂ 第２空間
２１ 支持機構
３ 内槽
３０ 内槽マンホール
３１ 内槽本体部
３２ 内槽ドーム
４ 外槽
４０ 外槽マンホール
４１ 外槽本体部
４２ 外槽ドーム
４２Ａ 可動部
４２Ｂ 固定部
５ 可変部材
５Ａ ベローズ管
５Ｂ ストレート管
６ 第１拘束機構
６１，６４ 支持板
６３ 特定方向支持部材（管状部材）
６６ ロッド
６７ ブラケット
６８ ストレート管
６９ リング部材
７ 第２拘束機構
７２ 径方向支持部材（管状部材）
７３ 第２摺動部材
７４ 第１摺動部材
７５ 摺動部
８ 遮断部材
８Ａ ベローズ管
８Ｂ ストレート管
Claims (14)
- 横置き円筒状の二重殻タンクであって、
液化ガスを貯留する内槽本体部および前記内槽本体部から特定方向に沿って突出する内槽ドームを有する内槽と、
前記内槽本体部を取り囲む外槽本体部および前記内槽ドームを取り囲む外槽ドームを有する外槽と、
前記内槽ドームおよび前記外槽ドームを貫通する配管と、
前記外槽ドームが前記配管によって貫通される位置よりも下方で前記外槽ドームに組み込まれた、前記特定方向に変形可能な可変部材と、
前記外槽ドームにおける前記可変部材よりも先端側の部分である可動部と前記内槽ドームの間に配置された第１拘束機構であって、前記内槽ドームの縮小を許容しつつ前記特定方向における前記外槽ドームの可動部と前記内槽ドームとの相対移動を拘束する第１拘束機構と、
前記外槽ドームにおける前記可変部材よりも根本側の部分である固定部と前記内槽ドームとの間に配置された第２拘束機構であって、前記内槽ドームの縮小および前記特定方向における前記固定部に対する前記内槽ドームの移動を許容しつつ前記内槽ドームの径方向の移動を拘束する第２拘束機構と、
を備える、二重殻タンク。 - 前記配管は、前記内槽ドームと前記外槽ドームの間で曲げられている、請求項１に記載の二重殻タンク。
- 前記第２拘束機構は、前記内槽ドームの周囲に配置された複数の径方向支持部材と、前記複数の径方向支持部材のそれぞれと前記外槽ドームの固定部または前記内槽ドームとの間に配置された摺動部と、を含む、請求項１または２に記載の二重殻タンク。
- 前記複数の径方向支持部材のそれぞれは、前記内槽ドームを中心とする径方向に延びる管状部材である、請求項３に記載の二重殻タンク。
- 前記摺動部は、前記外槽ドームの固定部側に配置された、前記内槽ドームが突出する方向に向かって前記内槽ドームから離れるように傾斜する内向きテーパー面を有する第１摺動部材と、前記内槽ドーム側に配置された、前記内向きテーパー面と面接触する外向きテーパー面を有する第２摺動部材と、で構成されている、請求項３または４に記載の二重殻タンク。
- 前記第１拘束機構は、前記内槽ドームの周囲に配置された複数の特定方向支持部材と、前記複数の特定方向支持部材を挟み込む一対の支持板であって一方が前記外槽ドームの可動部に固定され、他方が前記内槽ドームに固定された支持板とを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の二重殻タンク。
- 前記複数の特定方向支持部材のそれぞれは、前記特定方向に延びる管状部材である、請求項６に記載の二重殻タンク。
- 前記管状部材は、ガラス繊維強化プラスチックからなる、請求項４または７に記載の二重殻タンク。
- 前記内槽本体部と前記外槽本体部との間に配置された、前記タンクの軸方向に互いに離間する位置で前記内槽本体部をスライド可能に支持する一対の支持機構をさらに備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の二重殻タンク。
- 前記内槽ドームには、内槽マンホールが設けられており、
前記外槽ドームには、前記内槽マンホールと対応する位置に外槽マンホールが設けられている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の二重殻タンク。 - 前記内槽と前記外槽との間の空間は真空空間であり、
前記内槽ドームと前記外槽ドームの間には、前記真空空間を、前記内槽マンホールと前記外槽マンホールの間の部分を含む第１空間と、前記内槽本体部側の第２空間と、に仕切る環状の遮断部材が配置されている、請求項１０に記載の二重殻タンク。 - 前記遮断部材は、前記内槽ドームおよび前記外槽ドームが前記配管によって貫通される位置よりも前記内槽本体部側に配置されている、請求項１１に記載の二重殻タンク。
- 前記可変部材は、ベローズ管である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の二重殻タンク。
- 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の二重殻タンクが搭載された液化ガス運搬船。
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