JP6586534B2 - タンク装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１による液化天然ガスを貯蔵するためのタンク装置に関する。

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（bilobe）またはマルチローブ（multilobe）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つの円筒のセグメント（cylindrical segments）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（sections）を有する。セクションは、部分的な円筒または球であることができる。

ＬＮＧを貯蔵するのに必要な低温のために、使用中のタンクの寸法および＋３０℃の温度であり得る空のタンクの寸法は、互いに大きく異なり得る。これは、特に、タンクを船舶の船体にしっかりと取り付けることが重要である船舶において、ＬＮＧタンクを支持することを困難にする。

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タンク装置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に記載されている。

本発明による装置は、長手方向を定める長手方向軸と横方向を画定する横方向軸とを有するマルチローブタンクを有し、タンクは、横方向に一列に配置された少なくとも３つのタンクセクションを有し、各タンクセクションは、長手方向における支持面に対するタンクの移動を可能にする第１の支持部、及び第２の支持部であって、第２の支持部のうちの少なくとも１つは、長手方向における支持面に対するタンクの移動を防止する、第２の支持部により、支持面に対して支持される。タンクセクションのうちの１つは、長手方向における支持面に対するタンクの移動を可能にし且つ横方向における移動を防止する、第３の支持部をさらに備え、第１および第２の支持部は、横方向におけるタンクの収縮および膨張を可能にするように構成される。

本発明によるタンク装置により、タンクの膨張および収縮が可能にされるが、タンクは長手方向および横方向の両方において支持面に固定される。

本発明の実施形態によれば、装置の全ての第２の支持部は、長手方向における支持面に対するタンクの移動を防止するように構成される。長手方向の力は、したがって、いくつかの支持部によって支持される。

本発明の実施形態によれば、第１の支持部の各々は、横方向におけるタンクの移動を可能にする。これは、タンクが横方向および長手方向の両方に収縮および膨張することができることを保証する。代替的には、第３の支持部によって支持されるタンクセクションの第１の支持部は、横方向におけるタンクの移動を防止するように構成され、他のタンクセクションの第１の支持部は、横方向におけるタンクの移動を可能にするように構成される。第１の支持部の１つは、タンクを横方向に固定することができ、タンクは依然として横方向に伸縮することができる。

第２の支持部は同様の方法で構成されることができる。したがって、第２の支持部の各々は、横方向におけるタンクの移動を可能にすることができる。代替的には、第３の支持部によって支持されるタンクセクションの第２の支持部は、横方向におけるタンクの移動を防止するように構成されることができ、他のタンクセクションの第２の支持部は、横方向におけるタンクの移動を可能にするように構成される。

本発明の実施形態によれば、第３の支持部は、最も中央のタンクセクションを支持するように配置される。したがって、タンクは、タンクの長手方向の中心線に関して対称に収縮し、重心は変化しない。

本発明の実施形態によれば、第３の支持部を備えたタンクセクションは、長手方向における支持面に対するタンクの移動を可能にし且つ横方向における移動を防止する、第４の支持部をさらに備える。第４の支持部は、垂直軸周りのタンクの回転（spinning）を防ぐ。

本発明の実施形態によれば、第１の支持部および第２の支持部は、長手方向において第３の支持部と第４の支持部との間に配置される。第３の支持部および第４の支持部をタンクの端部の近くに配置することによって、より小さい横方向の力が、タンクが垂直軸周りに回転することを防ぐために必要とされる。

本発明による航洋船は、上で定義したタンク装置を有する。

本発明の実施形態によれば、タンクの長手方向軸は船の長手方向軸と平行である。

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。 支持部を持つＬＮＧタンクの側面図を示す。 タンク用支持部を示す。 タンクの端面図を示す。 支持部を持つタンクの上面図を示す。

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つのセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅを有する。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。タンク１はしたがって波状の上面と波状の下面とを有する。最も外側のセクション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。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。

タンク１は、図７に最もよく見られ得る、長手方向を定める長手方向軸１９と、横方向を定める横方向軸２０とを有する。タンク１は、第１の端部２７と第２の端部２８とを有する。タンク１は、タンク１を垂直方向に支持するとともにタンク１の水平面内での移動を制限する支持部によって、船２の船体によって形成され得る支持面２１に対して支持される。支持構造は、特に図４乃至７を参照して説明される。

タンク１の各セクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、第１の支持部２２および第２の支持部２３によって支持面２１に支持されている。第１の支持部２２は、第１の端部２７の近くに配置され、第２の支持部２３は、タンク１の第２の端部２８の近くに配置される。第１の支持部２２は支持部の第１の列を形成し、第２の支持部２３は支持部の第２の列を形成する。第１の支持部２２および第２の支持部２３のそれぞれは、対応するタンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの下面の形状に適合する湾曲した上面を有する。熱膨張のために、タンク１の寸法は著しく変化し得る。例えば、タンク１が使用されているとき、その温度は約−１６２℃でなければならない。空のタンク１は、＋３０℃の温度を有することができる。タンク１の膨張および収縮を可能にするために、支持部のうちの１列は、長手方向のタンク１の移動を可能にするように構成されている。図面の実施形態では、第１の支持部２２は、長手方向のタンク１の移動を可能にする。第１の支持部２２はまた、横方向のタンク１の移動を可能にし、これは、その方向のタンク１の膨張を可能にする。しかし、第１の支持部２２のうちの１つは、タンク１を横方向に固定することもでき、タンク１は依然として収縮および拡張することができる。第２の支持部２３は、長手方向のタンク１の移動を防止するように構成されている。タンク１の位置はしたがって長手方向に固定されているが、第１の端部２７と第２の端部２８は、第２の支持部２３によって規定される固定点から外側に長手方向に移動することを可能にされる。全ての第２の支持部２３が、長手方向のタンク１の移動を防止する必要はないが、第２の支持部２３の１つがタンク１の長手方向の移動を防止することが十分であり得る。第２の支持部２３のうちの１つだけが長手方向の移動を防止する場合、第２の支持部２３が最も中央のタンクセクション１ｃを支持することが好ましい。２つ以上の第２の支持部２３が長手方向の移動を防止する場合、それらがタンク１の長手方向の中心線に対して対称に配置されることが好ましい。全ての第２の支持部２３、又は第２の支持部２３のうちの１つを除く全てはまた、横方向のタンク１の移動を可能にする。したがって、タンク１は横方向に自由に膨張することができる。第２の支持部２３のうちの１つは、タンク１を横方向に固定することができるが、これは必ずしも必要ではない。第２の支持部２３のうちの１つと第１の支持部２２のうちの１つがタンク１を横方向に固定する場合、それらは同じタンクセクションを支持すべきである。

タンク装置は、第３の支持部２４をさらに備えている。第３の支持部２４は、長手方向のタンク１の移動を可能にするが、横方向の移動を防止する。第３の支持部２４はしたがって、横方向にタンク１を固定する。タンク１の横方向位置は第３の支持部２４によって固定されているので、第１の支持部２２および第２の支持部２３は全て、横方向のタンク１の移動を可能にする。図の実施形態では、第３の支持部２４は、最も中央のタンクセクション１ｃを支持するように配置されている。したがって、タンク１の長手方向中心線の位置は動かず、タンク１は中心線１の周りで膨張および収縮する。これは、タンク１の重心位置が変化しないので、船舶において特に有利である。

図の実施形態では、タンク装置は、第４の支持部２５をさらに備えている。また、第４の支持部２５は、長手方向のタンク１の移動を可能にするが、横方向の移動を防止する。第４の支持部２５は、第３の支持部２４と同じタンクセクションを支持するように構成されている。第４の支持部２５は、タンク１が垂直軸の周りに回転しないことを確実にする。第３の支持部２４は、タンク１の第１の端部２７の近くに配置され、第４の支持部２５は、タンク１の第２の端部２８の近くに配置される。第１の支持部２２および第２の支持部２３はしたがって、タンク１の長手方向に第３の支持部２４と第４の支持部２５との間にある。第３の支持部２４および第４の支持部２５をタンク１の対向する端部２７、２８に近接して配置することにより、垂直軸まわりのタンク１の回転を防止するために、より小さい横方向の支持力が必要とされる。

図５は、第３の支持部２４または第４の支持部２５として使用することができる支持部の例を示す。支持部２４、２５は、支持面２１に取り付けられることができる支持要素３０を含む。レール２９は、レール２９が支持要素３０の長手方向に動くことができるように、支持要素３０に対して支持される。レール２９に加えられる横方向の力は、レール２９の両側に配置された側方支持部３２によって支えられる。補強板３１が、タンクセクション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅのうちの１つの底部に取り付けられている。補強板３１は、タンク１のシェル６に溶接され、追加の補強部材として機能する。

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、タンクは、３つのセクションのみ、又は５より多いセクションを有することができる。

Claims (11)

1. 液化天然ガスを貯蔵するためのタンク装置であって、前記装置は、長手方向を定める長手方向軸と横方向を定める横方向軸とを有するマルチローブタンクを有し、前記タンクは、前記横方向に一列に配置された少なくとも３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、垂直方向に前記タンクを支持するとともに前記長手方向における支持面に対する前記タンクの移動を可能にする第１の支持部と、前記垂直方向に前記タンクを支持する第２の支持部であって、前記第２の支持部のうちの少なくとも１つは、前記長手方向における前記支持面に対する前記タンクの移動を防止する、第２の支持部とにより、前記支持面に対して支持され、前記タンクセクションのうちの１つは、前記垂直方向に前記タンクを支持し且つ前記長手方向における前記支持面に対する前記タンクの移動を可能にし且つ前記横方向における移動を防止する、第３の支持部をさらに備え、前記第１および前記第２の支持部は、前記横方向における前記タンクの収縮および膨張を可能にするように構成される、
   タンク装置。
2. 前記装置の全ての前記第２の支持部は、前記長手方向における前記支持面に対する前記タンクの移動を防止するように構成される、
   請求項１に記載のタンク装置。
3. 前記第１の支持部の各々は、前記横方向における前記タンクの移動を可能にする、
   請求項１又は２に記載のタンク装置。
4. 前記第３の支持部によって支持される前記タンクセクションの前記第１の支持部は、前記横方向における前記タンクの移動を防止するように構成され、他の前記タンクセクションの前記第１の支持部は、前記横方向における前記タンクの移動を可能にするように構成される、
   請求項１又は２に記載のタンク装置。
5. 前記第２の支持部の各々は、前記横方向における前記タンクの移動を可能にする、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のタンク装置。
6. 前記第３の支持部によって支持される前記タンクセクションの前記第２の支持部は、前記横方向における前記タンクの移動を防止するように構成され、他の前記タンクセクションの前記第２の支持部は、前記横方向における前記タンクの移動を可能にするように構成される、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のタンク装置。
7. 前記第３の支持部は、最も中央の前記タンクセクションを支持するように配置される、
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載のタンク装置。
8. 前記第３の支持部を備えた前記タンクセクションは、前記長手方向における前記支持面に対する前記タンクの移動を可能にし且つ前記横方向における移動を防止する、第４の支持部をさらに備える、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載のタンク装置。
9. 前記第１の支持部および前記第２の支持部は、前記長手方向において前記第３の支持部と前記第４の支持部との間に配置される、
   請求項８に記載のタンク装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のタンク装置を有する航洋船。
11. 前記タンクの前記長手方向軸は前記船の長手方向軸と平行である、
    請求項１０に記載の航洋船。

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