JP6586533B2 - バイローブ又はマルチローブタンク - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段部による液化天然ガスを貯蔵するためのバイローブ（bilobe）又はマルチローブ（multilobe）タンクに関する。

天然ガス、又は概して、混合物を室温でガス状の形態で現れるようにするのに十分揮発性の炭化水素の混合物は、内燃機関の燃料としての燃料油の有利な代替物を構成する。燃料として天然ガスを使用する航洋船では、天然ガスは、典型的には液体の形態で船内に貯蔵され、一般的に使用される頭文字ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）を生じさせる。天然ガスは、その温度を約−１６２℃である沸点より下に保つことによって液体の形態に保たれることができる。ＬＮＧは通常、大気圧に近い圧力で貯蔵されるが、ＬＮＧを貯蔵するために使用される大型タンクは、かなりの静水圧および一定の過剰圧力に耐える必要がある。良好な機械的強度を達成するために、ＬＮＧタンクは、典型的には、円筒形または球形容器として構成される。しかし、実用上の理由から、大型ＬＮＧタンクは、円筒形のタンクの代わりに、バイローブまたはマルチローブタンクとして時折設計される。バイローブタンクは、２つの対になる（mating）湾曲した半部、例えば２つの球形のキャップまたは２つの円筒形のセグメントを有する。マルチローブタンクは、互いに接合される少なくとも３つの湾曲セクションを有する。セクション（sections）は、部分的な円筒または球であることができる。

水平な円筒の形状を有するＬＮＧタンクは、円筒の底部の線に沿って延びる底部レベル（bottom level）を有する。同様に、ＬＮＧタンクは、円筒の上部の線に沿って延びる上部レベル（top level）を有する。液化ガスを排出するための出口は、底部レベルに沿ってどこにでも配置することができ、圧力解放バルブは、上部レベルに沿ってどこにでも配置することができる。マルチローブタンクは、いくつかの平行な円筒形または球状のセグメントを有することができるので、底部レベルは単一の線によってではなく、高くなった（raised）セクションによって互いから分離されたいくつかの線によって定められる。同様に、上部レベルは、低くなった（lowered）セクションによって互いから分離されたいくつかの線によって定められる。したがって、マルチローブタンクを完全に空にすることを可能にするために、いくつかの出口が必要とされる。安全上の理由から、気相で流体を保持する全てこれらの空間が圧力解放バルブに直接接続されていることが重要である。さもなければ、過圧により、液相の液体がタンクから流出することがある。これは、マルチローブタンクの最大液面（maximum liquid level）を制限する。

本発明の目的は、液化天然ガスを貯蔵するための改良されたバイローブ又はマルチローブタンクを提供することである。本発明によるタンク装置の特徴は、請求項１の特徴部分に記載されている。

本発明によるタンクは、少なくとも２つのタンクセクションを有し、各タンクセクションは湾曲した上面および湾曲した底面を有し、タンクセクションは、タンクが波状の上面および波状の下面を有するように互いに接合されている。各タンクセクションは、少なくとも１つの水平接続ダクトにより隣接するタンクセクションに、隣接するタンクセクションの最下点の間または隣接するタンクセクションの最上点の間に水平流路が形成されるように、接続される。

タンクセクションの最下点を接続することによって、単一の出口が、バイローブまたはマルチローブタンクを空にするのに十分である。タンクセクションの最上点を接続することにより、タンクセクション間のガス流動がタンクセクション内の液面にかかわらず許容され、これは安全性を向上させる。

本発明の実施形態によれば、タンクは、２つの隣接するタンクセクションの最下点を接続するための少なくとも１つの下部接続ダクトと、２つの隣接するタンクセクションの最上点を接続するための少なくとも１つの上部接続ダクトとを有する。

本発明の実施形態によれば、接続ダクトは、タンクの長手方向軸に対して垂直であり且つタンクの外側のタンクの壁に接合するバルジ（bulges）である。

本発明の実施形態によれば、各タンクセクションは、水平円筒のセグメントの形状を有する。

本発明の実施形態によれば、圧力解放バルブのための入口がタンクの最上点に配置される。

本発明の実施形態によれば、タンクは、タンクの最下点に配置された出口を備える。

本発明による航洋船は、上で定義したバイローブ又はマルチローブタンクを有する。

本発明の実施形態が、以下に添付の図面を参照してより詳細に説明される。

ＬＮＧタンク装置を有する船舶の断面図を示す。 図１のタンク装置の上面図を示す。 タンク装置の側面図を示す。 本発明の実施形態によるマルチローブタンクの端面図を示す。 図４のマルチローブタンクの斜視図を示す。

図１乃至３は、船舶２のＬＮＧタンク装置を示している。装置は、ＬＮＧタンク１を有する。ＬＮＧタンク１は、液化天然ガスを貯蔵するように構成された容器である。天然ガスは、その温度を約−１６２℃である沸点より下に維持することによって液体形態に保たれる。ＬＮＧタンク１は、船舶２の長手方向中心線の周りに配置されたタンクホールド３内に配置されている。ＬＮＧタンク１は、船舶２の１つ又は複数のエンジンで燃料として使用される液化ガスを貯蔵する。

ＬＮＧタンク１は、単一のシェル構造を有する。ＬＮＧを保持するスペースは、耐寒性材料で作られたシェル６によって形成される。「耐寒性材料」という表現は、液化天然ガスの温度に耐えることができる材料を指す。材料の最低設計温度は最大で−１６５℃でなければならない。材料は、例えば、ステンレス鋼であり得る。適切な材料は、例えば、９％ニッケル鋼、低マンガン鋼、タイプ３０４、３０４Ｌ、３１６、３１６Ｌ、３２１および３４７のようなオーステナイト鋼、並びにオーステナイトＦｅ−Ｎｉ合金（３６％ニッケル）である。断熱層（insulation layer）７が、シェル６の周りに配置されている。断熱層７は、例えばポリウレタンで作られることができる。

ＬＮＧタンク１は、マルチローブタンクである。「マルチローブタンク」という表現は、湾曲断面輪郭を有し、タンク１のシェル６が少なくとも２つの側部に波状の形状を有するように互いに接合されている、少なくとも３つのタンクセクションを有するタンクを指す。図の実施形態では、ＬＮＧタンク１は、それぞれが部分円筒の形状を有する５つのタンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅを有する。タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの長手方向中心線は互いに平行である。最も中央のタンクセクション１ｃは、２つの垂直面により水平な円筒からセグメントを切断することによって形成された形状を有する。他のタンクセクション１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅはそれぞれ、１つの垂直面により水平な円筒からセグメントを切断することによって形成された形状を有する。タンク１のセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは水平面内で一列に配置されている。最も外側のタンクセクション１ａ、１ｅは、ＬＮＧタンク１の中央の３つのセクション１ｂ、１ｃ、１ｄよりも短い。タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの端部は、エンドキャップ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅによって閉じられている。エンドキャップは、球状キャップまたは球状キャップの一部の形状を有することができる。

図４および５は、本発明の実施形態によるマルチローブタンク１を示す。タンク１は、図１乃至３のタンク装置で使用されることができる。図４および５では、タンク１は、断熱材なしで示されている。タンク１は、水平位置に配置されるように構成されている。タンク１は、底部１１と上部１２とを有する。使用時には、上部１２は上方に面し、底部１１は下方に面する。タンク１を構成する各タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、水平な円筒のセグメント（segments）であるため、底面および上面はいずれも波形状（undulating shape）状を有する。したがって、各表面は、谷部１３、１５および山部１４、１６が交互になる波の断面形状を有する。タンク１の内部では、タンク１の最上点は上部１２の山部１６の領域に位置し、最下点は底部１１の谷部１３の領域に位置する。底部１１の谷部１３の間には、高くなったセクションがある。上部１２の山部１６の間には、低くなったセクションがある。タンク１内の液面が底部の山部１４より下にあるとき、タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの間の液体の直接的な流れは許容されない。タンク１内の液面が上部１２の谷部１５の上にある場合、タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの間の直接的なガス流動（gas flow）は許容されない。全ての液面でタンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの間の流れを許容するために、タンク１は、水平接続ダクト１７、１８を備える。タンク１の上部は上部接続ダクト１８を有し、タンクの下部は下部接続ダクト１７を有する。

各タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、少なくとも１つの上部接続ダクト１８で隣接するタンクセクションに接続されている。上部接続ダクト１８は、隣接するタンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの最上点の間に水平流路を形成するように構成される。これは、タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの間のガス流動が、タンク１内の液面にかかわらず許容されることを確実にする。図面の実施形態では、各タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、隣接するタンクセクションに両側で上部接続ダクト１８により接続されている。圧力解放バルブの入口は、タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅのいずれかの最上点に配置されることができる。タンク１は、入口管を有する圧力解放バルブを備えることができ、したがって圧力解放バルブはタンク１の最上点に位置する必要はないが、入口管が最上点まで開き且つ圧力解放バルブへのガス流動を可能にすれば十分である。

各タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅはまた、少なくとも１つの下部接続ダクト１７で隣接するタンクセクションに接続されている。下部接続ダクト１７は、隣接するタンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの最下点の間に水平流路を形成するように構成される。これは、タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの間の液体流動が、タンク１内の液面にかかわらず許容されることを確実にする。図面の実施形態では、各タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、隣接するタンクセクションに両側で下部接続ダクト１７により接続されている。タンク１からＬＮＧを排出するための出口は、タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅのいずれかの最下点に配置されることができる。

図面の実施形態では、上部及び下部接続ダクト１７、１８は、タンク１の長手方向軸１９に垂直である、バルジである。バルジは、タンク１の外側でタンク１の壁に接合する。接続ダクト１７、１８は溶接によりタンク１に接合される。タンク１の上面では、上部接続ダクト１８の上端は、垂直方向にタンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの最上点と同じ高さにある。タンク１の下面では、下部接続ダクト１７の下端は、垂直方向にタンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの最下点と同じ高さにある。

図５に示すように、各タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、１より多い下部接続ダクト１７で隣接タンクセクションに接続されることができる。図５において、各タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、左側の隣接するタンクセクションに２つの下部接続ダクト１７で接続され、右側のタンクセクションに２つの下部接続ダクト１７で接続されている。連続する接続ダクト１７は、タンク１の長手方向軸１９の方向に互いから離れて配置されている。上部接続ダクト１８は、図５の下部接続ダクト１７と同じ方法で配置されることができる。

当業者であれば、本発明が上述の実施形態に限定されるものではなく、添付の請求項の範囲内で変更され得ることが理解されよう。例えば、マルチローブタンクであることの代わりに、ＬＮＧタンクは、２つのセクションのみを有するバイローブタンクであり得る。

Claims (6)

1. 液化天然ガスを貯蔵するためのバイローブ又はマルチローブタンクであって、前記タンクは、少なくとも２つのタンクセクションを有し、それぞれの前記タンクセクションは、湾曲した上面および湾曲した底面を有し、前記タンクセクションは、前記タンクが波状の上面および波状の下面を有するように互いに接合され、それぞれの前記タンクセクションは、少なくとも１つの水平接続ダクトにより隣接する前記タンクセクションに、前記接続ダクトの下端部が垂直方向に前記タンクセクションの最下点と同じ高さであるよう前記隣接するタンクセクションの前記最下点の間または前記接続ダクトの上端部が垂直方向に前記タンクセクションの最上点と同じ高さであるよう前記隣接するタンクセクションの前記最上点の間に水平流路が形成されるように、接続され、前記接続ダクトは、前記タンクの長手方向軸に対して垂直であり且つ溶接によって前記タンクに接合される、バルジである、
   タンク。
2. 前記タンクは、２つの隣接する前記タンクセクションの前記最下点を接続するための少なくとも１つの下部接続ダクトと、２つの隣接する前記タンクセクションの前記最上点を接続するための少なくとも１つの上部接続ダクトとを有する、
   請求項１に記載のタンク。
3. それぞれの前記タンクセクションは、水平円筒のセグメントの形状を有する、
   請求項１又は２に記載のタンク。
4. 圧力解放バルブのための入口が前記タンクの前記最上点に配置される、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のタンク。
5. 前記タンクは、前記タンクの前記最下点に配置された出口を備える、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のタンク。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のバイローブ又はマルチローブタンクを有する航洋船。

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