JP6661762B2 - 貯蔵タンク収納システム - Google Patents

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Description

本明細書に開示される実施形態は概して、貯蔵タンクに関するものであり、特に液体及びガスを含む流体の貯蔵タンクに関するものである。
液体または圧縮ガスのような流体を収納するために使用される工業用貯蔵タンクは、工業分野に広く普及しており、工業分野には不可欠である。貯蔵タンクを使用して、流体をその場に一時的に、または永久に貯蔵することができる、もしくは貯蔵タンクを使用して流体を、地上を輸送する、または海上を輸送することができる。流体貯蔵タンクの構造的構成に関わる非常に多くの発明が長年にわたり提案されてきた。立方体構成を有するこれまでになかった流体貯蔵タンクの一例が、Thomas Lambによる米国特許第3,944,106号に記載されている。
液化天然ガス(LNG)のような流体の効率の良い貯蔵及び長距離輸送、特に海上輸送の大型タンカーまたは運搬船による海上輸送に対する需要が益々増加している。LNGのような流体を更に安価に輸送しようとする試みでは、このようなLNG運搬船の保持容量または貯蔵容量は、1965年の26,000立方メートルから2005年の200,000立方メートルに大幅に増加している。当然のことであるが、これらの大型運搬船の長さ、船幅、及び喫水を更に増やして、より大容量の貨物を収容している。しかしながら、これらの大型運搬船のサイズを更に大きくする能力は、実際には限界がある。
困難は、運搬船で流体を(特に液体の状態で)貯蔵及び輸送する際に直面する。大型LNG運搬船は、大型の左右膜式タンクおよび断熱ボックス支持式タンクを使用する傾向がある。流体を輸送するタンクの容積が大きくなると、タンク収納壁に加わる静水圧荷重及び動的荷重が非常に大きくなる。これらの膜式タンク及び断熱式タンクは、運搬船が海上を移動しているときの自然な動きによって生じるタンク中の液体の「水面動揺(スロッシング:sloshing)」挙動の管理を必要とするという不利が伴う。その結果、これらの種類のタンクの実効保持容量は、タンクライニング及びタンク断熱の劣化を防止するためにフル容量の80%超、またはフル容量の10%未満のいずれかに制限されている。これらのタンクの不利及び制約は、運搬船のサイズが大きくなると大きくなると予測される。
前出の米国特許第3,944,106号に記載されているタンクを、LNGを大容量に収納する場合に、例えばLNG大型運搬船に収納する場合に、同様のサイズの幾何学立方体形タンクと比較して分析した。’106号に記載のタンクは、幾何学立方体形の壁面の壁厚の3分の1を使用して更に高い剛性を確保していると判断した。’106号に記載のタンクは更に、流体の速度を大幅に減少させ、タンクに伝達されるエネルギーを大幅に減少させ、流体からタンクに伝達される力を大幅に減少させることにより、タンクの変形を幾何学立方体形タンクと比較して大幅に小さくすることができた。しかしながら、更に、’106号に従って構成されるタンクを改善することができると判断した。
更に別の立方形タンク構造が、LNG及び圧縮天然ガス(CNG)について開発されている。これらのタンクの詳細は、米国特許出願公開第2008/0099489号及び米国特許出願公開第2010/0258571号に見出すことができる。
従って、LNGのような流体を大量に効率的に貯蔵して地上を輸送する、または海上を輸送するための貯蔵タンクを設計して製造すると有利である。更に、大型LNG運搬船の造船所で製造することができる貯蔵タンクを提供することが望ましい。更に、現場での設計、製造、及び使用を容易にするモジュールタンク構造を提供すると有利である。
本明細書において開示されるのは、大容量天然ガス貯蔵タンクの実施形態である。
1つの態様では、大容量天然ガス貯蔵タンクは、複数の高剛性管壁であって、各高剛性管壁が、両側端部と、閉管断面を有して長手方向軸線に沿って延在する中間セグメントと、を有し、各高剛性管壁が各端部で、前記複数の高剛性管壁のうち2つの他の高剛性管壁のそれぞれの端部に相互接続されて、前記複数の高剛性管壁の相互接続内壁部が内部流体貯蔵室を画成するようになり、平面状に連続する相互接続高剛性管壁の外側表面が前記貯蔵タンクの側面を画成する、前記複数の高剛性管壁と;複数の外部支持構造であって、各外部支持構造が、前記貯蔵タンクの各側面を形成する前記高剛性管壁の前記外側表面の間に延在し、各外部支持構造が、前記貯蔵タンクを、前記内部流体貯蔵室内の流体による動的荷重に対して補強する、前記複数の外部支持構造と;複数の閉鎖プレートと、を備えることを特徴とし、各閉鎖プレートは、前記複数の外部支持構造のうち1つの外部支持構造の外側表面を横方向に少なくとも部分的に延在し、前記閉鎖プレートの内側表面、前記外部支持構造の内側表面、及び前記複数の高剛性管壁の前記外側表面は、補助流体貯蔵室を少なくとも部分的に画成する。
これらの態様及び他の態様について以下に更に詳細に説明する。本発明の他の用途は当業者に、本発明を実施するために想到される最良の形態についての以下の説明を添付の図面と併せて読み取ることにより明らかになる。
本明細書における説明では、添付の図面を参照することとし、これらの図面では、同様の参照番号は同様の構成要素を幾つかの図を通じて指している。
貯蔵タンク及び貯蔵タンク支持構造を有する貯蔵タンク収納システムの第1例の斜視図である。 図1のA方向から見たときの図1の貯蔵タンク収納システムの底面側の斜視図である。 図1の貯蔵タンク収納システムの斜視図であり、支持構造の構成の可能な変形例を示している。 図1の貯蔵タンク収納システムの斜視図であり、支持構造の構成の可能な変形例を示している。 図1の貯蔵タンク収納システムの斜視図であり、支持構造の構成の可能な変形例を示している。 貯蔵タンクの内部空間から見たときの貯蔵タンクのコーナー部の1つの例の後方部分斜視図である。 貯蔵タンクの内部空間から見たときの図4のコーナー部の一例の前方部分斜視図である。 貯蔵タンクの内部空間から見たときのコーナー部の別の例の後方部分斜視図である。 貯蔵タンクの内部空間から見たときのコーナー部の別の例の後方部分斜視図である。 図5Aの直線6A−6Aに沿って切断したときの断面図であり、コーナー部の構成部材間の連結部を完成させる方法の一例を示している。 図5Bの直線6B−6Bに沿って切断したときの断面図であり、コーナー部の構成部材間の連結部を完成させる方法の一例を示している。 仮想線の貯蔵タンクを備える図1の貯蔵タンク収納部の斜視図であり、貯蔵タンクの水平円筒壁に配置される隔壁の例、及び貯蔵タンクの内部空間内のガセットプレートの例を示している。 図7と同様の図1の貯蔵タンク収納部の斜視図であり、貯蔵タンク及び隔壁は示していない。 直線9−9に沿って切断したときの図1の貯蔵タンクの切り欠き斜視図であり、円筒壁の間に形成される内部空間を示している。 図9に示す内部空間を封止する複数の図を通じて図示される閉鎖プレートの例の斜視図である。 図9に示す内部空間を封止する複数の図を通じて図示される閉鎖プレートの例の斜視図である。 図9に示す内部空間を封止する複数の図を通じて図示される閉鎖プレートの例の斜視図である。 貯蔵タンク及び別の貯蔵タンク支持構造を有する貯蔵タンク収納システムの第2例の斜視図である。 図11のB方向から見たときの図11の貯蔵タンク収納システムの底面側の斜視図である。 図5の貯蔵タンクシステムの切り欠き斜視図であり、貯蔵タンクの水平円筒壁に配置される隔壁の別の例を示している。 図11の貯蔵タンク収納システムの別の切り欠き斜視図であり、貯蔵タンクの水平円筒壁に配置される隔壁を示している。 図11の貯蔵タンク収納システムの切り欠き斜視図であり、貯蔵タンクの下部コーナー部に配置されるコーナー補強材の例を示している。 図11の貯蔵タンク収納システムの別の切り欠き斜視図であり、貯蔵タンクの下部コーナー部に配置されるコーナー補強材の例を示している。 図11の貯蔵タンク収納システムの別の切り欠き斜視図である。 図11の貯蔵タンク収納システムの別の部分切り欠き斜視図であり、貯蔵タンクの内部空間内のガセットプレートの別の例を示している。 図11の貯蔵タンク収納システムの別の部分切り欠き斜視図であり、コーナー補強材及びガセットプレートの別の例を示している。 貯蔵タンク収納システムの第3例の斜視図であり、貯蔵タンク、及び別の貯蔵タンク支持構造及び閉鎖プレート構造を示している。 図20のC方向から見たときの図20の貯蔵タンク収納システムの底面側の斜視図である。 図20の貯蔵タンク収納システムの側面図である。 運搬船の貨物保管庫内の取り付け位置にあるものとして図示される図20の貯蔵タンク収納システムの断面図である。
貯蔵タンク収納システム10の例を図1〜図23に示す。貯蔵タンク収納システム10の第1例を図1〜図10に示す。図1〜図3を参照するに、貯蔵タンク収納システム10の第1例は貯蔵タンク12を含み、貯蔵タンク12は、略立方体構成を有して6個の幾何学正方形側面が互いに略直角の方向に向いている。タンク12は好適には、12個の中空壁または管壁(例示の円筒壁14が1個だけ図1に図示されている)を相互接続することにより形成される。以下の例では、相互接続される管壁は円筒形であり、かつ閉じた略円形断面を有するが、他の中空形状または管状形状を用いることもできる。
例示の貯蔵タンク12は、互いに約90度の角度で離間配置される4個の垂直方向の円筒壁16と、垂直壁16の両側端部のコーナー部20aの間に配置されて両側端部のコーナー部20aに強固に接続される8個の水平方向の円筒壁18と、を含む。図示のように、8個の水平円筒壁18は、貯蔵タンク12の底部に配置される4個の下側円筒壁18aと、貯蔵タンク12の上部に配置される4個の上側円筒壁18bと、を含む。好適な例では、垂直壁16及び水平壁18の各壁は、同じ長さとすることができ、ほぼ同じ断面及び曲率を有することができる。
相互接続中空円筒壁14は、流体、例えば大気圧に、または大気圧以上に維持される液化天然ガス(LNG)を含む材料を収納するために適する内部流体貯蔵室22を画成する。当業者に公知のガスのような他の流体をタンク12に貯蔵する、または収納することができる。全ての6個の側面が同じ寸法を有する構成の立方体として説明され、かつ例示されているが、貯蔵タンク12は、異なる幾何学構成を採用することができ、例えば長い方の水平寸法及び短い方の垂直寸法を有する矩形形状を採用することができることを理解されたい。当業者に公知の他の形状及び構成を用いてもよい。
図4は、貯蔵タンク12の内部空間295(図9から最も良く分かる)から眺めたときのコーナー部20aの一例を示しており、図5Aは、貯蔵タンク12の外部から眺めたときのコーナー部20aを示している。この例では、コーナー部20aは、例示の立方体貯蔵タンク12の8個のコーナー部を形成する合計8個のコーナー部20aに対応する4個の垂直円筒壁16の各両側端部に隣接して配置される。この例では、垂直円筒壁16は、2つの下側水平円筒壁18aに接続される。垂直円筒壁16は、略垂直な長手方向軸線24に沿って延在し、2つの下側水平円筒壁18aはそれぞれ、軸線24と略直角な軸線26及び28のそれぞれに沿って延在する。軸線26及び28は、軸線24と直交する平面において互いに略直角に延在して、水平円筒壁18aが、略水平な方向に位置決めされる。
軸線24、26、及び28は、コーナー部20aの内部の所定位置(図示せず)で交差する。概略図示されるように、垂直円筒壁16及び2つの水平円筒壁18aは、これらの壁のそれぞれの軸線に沿って延在し、内部流体貯蔵室22を封止するそれぞれの円筒壁の間の連結部40に位置するこれらの壁のそれぞれの遠位端部30、32、及び34で接続される。連結部40は、以下に説明されるように、垂直円筒壁16及び2つの水平円筒壁18aのそれぞれの遠位端部30、32、及び34の間の空間または隙間を封止するように配置される封止部材60を含むが、連結部40の他の構成を用いることもできる。
図5Bに示すコーナー部20bの別の例では、垂直円筒壁16及び2つの水平円筒壁18aは、連結部42に位置するこれらの壁のそれぞれの遠位端部30、32、及び34で同様に接続される。この例の連結部42は、封止部材60を含んでいないことが分かる。図5Cに示すコーナー部20cの更に別の例では、垂直円筒壁16及び2つの水平円筒壁18aのそれぞれの遠位端部30、32、及び34の全ての遠位端部が連結部42で接触するのではなく、概略図示されるように、端部キャップ50が、それぞれの遠位端部30、32、及び34のうち、連結部44に位置する部分に当接する。この例では、端部キャップ50は球形形状であるが、当業者に公知の液密コーナー部を封止形成する他の形状、構成、及び連結部を用いてもよい。
不図示の別の例では、コーナー部20に丸みを付けることができる、またはコーナー部20を球形形状にし、円筒壁の凹凸により厳密に一致させて製造及び/又は組み付けを行なうことができる。
貯蔵タンク12の基本構造は、アルミニウムにより構成されることが好ましいが、他の材料、例えばニッケル鋼、高強度高靭性グレード鋼、及び当業者に公知の他の材料を用いてもよい。また、上に説明され、かつ例示される構成部材以外の異なる構成部材のみならず、当業者に公知の異なる形状及び向きの構成部材を用いてもよいことを理解されたい。好適な例では、製造中、貯蔵タンク12の構成部材群は、シーム溶接法を使用して強固に、かつ恒久的に互いに連結されることにより液密内部流体貯蔵室22を形成する。例えば、連結部40、42、及び/又は44を完成させて密閉することにより、液密コーナー部を垂直円筒壁16と水平円筒壁18との間に形成することができる。完成した連結部の構成のみならず、連結部を完成させる作業は、1つ以上の設計注意事項、強度注意事項、製造注意事項、及び/又は他の注意事項に応じて変わり得る。貯蔵タンク12の構成部材群の間のこれらの連結部及び他の連結部の例について、図6A及び図6Bを参照しながら説明する。
図6Aは、垂直壁16と水平壁18aとの間の図5Aの連結部40の断面である。この例によれば、貯蔵タンク12は連結部40を完成させる前に組み付けられて、垂直壁16及び水平壁18aのそれぞれの遠位端部30と32との間に空間または隙間が、連結部40を完成させる前に形成されるようになる。図示のように、封止部材60は、それぞれの遠位端部30と32との間の隙間をほぼ封止するようにサイズ設定され、かつ構成される。封止部材60は、連結部40に沿って延在し、図4及び図5Aを参照して理解できるように、封止部材60は、3個の円環開口リング形状終端部を例示のコーナー部20aに有する。しかしながら、封止部材60は、封止部材の用途によって変わり得る他の形状を、貯蔵タンク12の他の構成部材群の間の別のコーナー部及び/又は連結部に有することができる。封止部材60は、貯蔵タンク12の構成部材群を、直接溶接を許容する公差で製造する、及び/又は組み付けることが適していない、コスト効率が良くない、またはその他の望ましくない場合に有利な用法を有することができる。更に、または別の構成として、封止部材60を含めることにより、強化機能または補強機能を連結部40において果たすことができる。
垂直壁16及び水平壁18aのそれぞれの遠位端部30及び32には、壁の内側(内部流体貯蔵室22に面する側)及び外側の双方から面取りを施して、尖端頂部が遠位端部30及び32の各遠位端部に形成されるようにするが、これらの頂部には、別の構成として、例えば丸みを付けることができる。図示の封止部材60は、矩形断面を有するように整形され、封止部材60の向きは、尖端頂部が、遠位端部56及び58の先端の各先端に対向するように設定される。この構成では、4個の内向き先細り溝が形成される。
詳細には、2つの溝が形成されて溶接部を収容して垂直壁16を封止部材60に連結させ、2つの溝が形成されて溶接部を収容して封止部材60を水平壁18aに連結させる。封止部材60の断面は、例えば封止対象の隙間のサイズによって異なるが、異なるサイズとするか、または異なる形状とすることができる。遠位端部30及び32のうち1つ以上の遠位端部、及び封止部材60は、詳細に説明した以外に整形及び構成することができることを理解できるであろう。例えば、別の構成として、遠位端部30及び32、及び封止部材60の対向部分には、例えば丸みを付けることができ、遠位端部30及び32、及び封止部材60は、壁16及び18aの外側または内側の一方の側に解放される溝が唯一形成されるように形成することができる。
図6Bは、垂直壁16と水平壁18aとの間の図5Bの連結部42の断面である。図6Bに示す連結部42の一例に従って、貯蔵タンク12は連結部42を完成させる前に組み付けられて、連結対象の垂直壁16及び水平壁18aのそれぞれの遠位端部30及び32がほぼ隣接するようになり、連続的にシーム溶接されて、またはその他には、互いに機械的に連結されて連結部42を完成させることができる。図示の例では、垂直壁16及び水平壁18aのそれぞれの遠位端部30及び32には、壁の内側及び外側の双方から面取りを施して、尖鋭頂部が遠位端部30及び32の各遠位端部に形成されるようにする。内向き先細り溝は、遠位端部30及び32の対向箇所を、溶接部を収容して垂直壁16及び水平壁18aを連結するようにサイズ設定して整形することにより形成される。別の構成として、遠位端部30及び32には、例えば丸みを付けることができる、または遠位端部30及び32は、壁16及び18aの外側または内側の一方にのみ解放される溝が1個だけ形成されるように形成することができることを理解できるであろう。
垂直円筒壁16及び水平円筒壁18aがコーナー部で交差することにより形成される当業者に公知の連結部の他の構成及び向きを用いてもよい。また、図示の連結部は、コーナー部について例示のためにのみ説明されていて、記載の例は原則的に、貯蔵タンク12の構成部材群の間の任意の他の連結部または継目部分に適用することができることを理解できるであろう。
本開示の貯蔵タンク収納システム10は、以下に更に説明されるように、貯蔵タンク12内に収納される流体の静的荷重及び動的荷重のみならず、貯蔵タンク12の荷重を効率的かつ効果的に吸収して管理するように構成される更に別の外部構造及び/又は内部構造を含む。
貯蔵タンク12の外側表面に接続される代表的な外部支持構造100は、第1例において、図1〜図3、図7、及び図8を参照して説明される。支持構造100は、壁14の外壁部の周りの略全体に配置されて、貯蔵タンク12の1つ以上の部分に対する半径方向支持及び/又は補強を行なって、貯蔵タンク収納システム10を、内部流体貯蔵室22内の流体の動きにより生じる応力に対してだけでなく、貯蔵タンク収納システム10の体積に起因する応力に対して全体として強化する。支持構造100の第1例は、複数の第1ブレース(brace)102(すなわち、102a、102b、102cなど)と、複数の第2ブレース104(すなわち、104a、104b、104cなど)と、複数の第3ブレース106(すなわち、106a、106b、106cなど)と、を含む。以下に更に説明される座部150も使用される。個別の接続構成部材として説明及び/又は例示される支持構造100及び座部150の特定の構成部材は、例えば一体的構成部材とすることができ、逆に、一体的構成部材は、例えば個別の接続構成部材とすることができることを理解できるであろう。
第1例では、ブレース102、104、及び106の各ブレースは、貯蔵タンク12から外側に延在し、かつ開口部108(代表的な開口部108がブレース102aに対応して図示される)を有する略平板部材であり、これらの開口部108は、貯蔵タンク12の選択外側部分に密に外接するようにサイズ設定及び整形される。第1例では、ブレース102及び104は、垂直方向に配向され、かつ水平方向に離間配置され、互いに直角に、かつ貯蔵タンク12の側面のそれぞれの辺に平行に位置合わせされる。ブレース群106は、水平方向に配向され、かつ垂直方向に離間配置され、同様に、貯蔵タンク12の側面のそれぞれの辺に平行に位置合わせされる。ブレース102、104、及び106は、貯蔵タンク12の6個の側面をそれぞれ形成する隣接する水平円筒壁16及び垂直円筒壁18の選択外側部分を補強して選択外側部分に対する半径方向支持を行なうように概略配置され、かつ配向される。
例えば、第1例では、ブレース102、104、及び106は相互接続されて、貯蔵タンク12に、貯蔵タンク12の鉛直側面を形成する下側円筒壁18aの外向き部分に沿って外接する支持構造100の部位120を形成する。図示の支持構造100の部位120の構成部材を更に整形して配置することにより、以下に更に詳細に説明される閉鎖プレート300bまたは300cのみならず、貯蔵タンク12の更に別の部位に当接させることができることが分かる。
支持構造100の部位120の各々は、2つの平行な下側円筒壁18aの外向き部分に当接する垂直方向ブレース102を備えることにより、貯蔵タンク12の2つの対向する鉛直側面の一部にほぼ外接する。図示の例では、ブレース102は更に、貯蔵タンク12の底面側に外接する。ブレース102は、貯蔵タンク12の2つの対向する鉛直側面のほぼ中央の位置まで垂直方向に延在する。ブレース群102は、水平方向に離間配置されて、ブレース群102のうち外側ブレース102cが、垂直円筒壁16に沿って上方にかつ垂直円筒壁16から半径方向に延在するだけでなく、水平接続円筒壁18aの外壁面に当接するように配置される。
部位120は同様に、他の2つの下側平行円筒壁18aの外向き部分に当接する垂直方向ブレース104を備えることにより、貯蔵タンク12の底面側だけでなく、ブレース102以外に貯蔵タンク12の2つの対向する他の鉛直側面の一部にほぼ外接する。ブレース104は更に、垂直方向に貯蔵タンク12の2つの対向する鉛直側面のほぼ中央の位置まで延在する。ブレース群104は、水平方向に離間配置されて、ブレース群104のうち外側ブレース104cが、垂直円筒壁16に沿って上方にかつ垂直円筒壁16から半径方向に延在するだけでなく、水平接続円筒壁18aの外壁面に当接するように配置される。
この例における水平ブレース106は、貯蔵タンク12のそれぞれの各鉛直側面に位置する部位120を構成するブレース群102及びブレース群104を任意に強固に相互接続することができる。ブレース102、104、及び106のいずれのブレースも、別の個数及び/又は別の構成で設けることができることを理解できるであろう。例えば、図3Aに示すように、ブレース106dは、貯蔵タンク12にほぼ完全に外接するように任意に構成することができる。ブレース106dは、4個の水平円筒壁18aに沿って半径方向に水平円筒壁18aから延在するだけでなく、垂直接続円筒壁16の外周壁面に当接するように配置される。また、ブレース群102及びブレース群104を相互接続するブレース群106の所定の部位がこの変形例には含まれていないことが分かる。
また、ブレース102及び104の中央ブレース102a及び104bは、貯蔵タンク12にほぼ完全に外接するように構成される。図示のように、中央ブレース102a及び104bは、平行に延在する8個の円筒壁18a及び18bのうち4個の円筒壁の外向き対向部分に当接することにより、貯蔵タンク12の底面側、貯蔵タンク12の2つの対向する鉛直側面、及び貯蔵タンク12の上面側にほぼ外接するように配置される。中央ブレース102a及び104bは、貯蔵タンク12の底面側及び上面側で交差し、4個の下側円筒壁18aの外側部分に外接する支持構造100の4個の部位120を相互接続することが分かる。
貯蔵タンク12の下側半分へのブレース102、104、及び106の集中を使用して、貯蔵タンク12の下側部分、及び静水圧力及び他の力に対する貯蔵タンクの耐久性を強化する。第2例では、T−プレート103をブレース102及び104に、これらのブレースと直角に選択的に接続して、T字形セクションを形成することにより、座屈及び他の変形に対するブレースの強度を高める。図2から最も良く分かるように、ブレース群を座部150に(例えば貯蔵タンク12の底面側の中央に)選択的に集中して組み込むことができる構成を想到することもできる。
図3B及び図3Cは、支持構造100の構成の任意の変形例を示す。貯蔵タンク12が配置される海洋運搬船162の貨物保管庫160(図3Bに図示されているが、図3Cには、図を分かり易くするために図示されていない)のような貯蔵エリアの形状に合わせることにより、支持構造100が貯蔵タンク12に対する側方支持及び垂直支持を制御するように更に設計される。例えば、開口部108のそれぞれの部分に対向し、かつ貯蔵タンク12の側面に外接するブレース102、104、及び106の外側表面または外縁110(代表的な外縁110がブレース104aに対応して図示されている)は、貨物保管庫160を画成する鉛直壁164及び/又は天井壁166に当接する、及び/又は係合するように構成することができる。
更に、または別の構成として、収納システム10及び貯蔵タンク12を貨物保管庫160に固定する装置を、貨物保管庫160の壁164と収納システム10の部位との間に配置して、例えば運搬船162が横揺れする、または縦揺れする場合に収納システム10が貨物保管庫160に対して動くのを阻止することができる。例えば、図示のように、チョック170が、鉛直壁164と収納システム10の支持構造100の鉛直部分との間に配置される。更に、図示の例では、チョック172が、天井壁166と支持構造100の上側部分との間に配置される。チョック172は、例えば貨物保管庫160が浸水する場合に使用されて、収納システム10が浮き上がるのを阻止するので有利である。チョック170及び172が図示され、説明されているが、当業者に公知の他の装置を使用してもよい。
好適な例では、第1ブレース102、第2ブレース104、及び第3ブレース106は、アルミニウムプレートにより形成され、それぞれの開口部108は、ブレースが選択的に配置される貯蔵タンク12の外側部分に合わせてサイズ設定される。壁14については、上に説明され、かつ他の当業者に公知の他の材料を使用してもよいことを理解されたい。
貯蔵タンク収納システム10は、貯蔵タンク12を高剛性支持面で支持する、例えば貨物保管庫160の床168で支持する座部150を含む。1つの例では、座部150は、図2から最も良く分かるように、垂直ブレース102及び104により形成される。この例では、貯蔵タンク12の底面に外接する開口部108の各部の反対側の垂直ブレース102及び104の外縁110は、図2に示すように、略平板状の台座または表面を形成して座部150を形成することができることにより、貯蔵タンク12の平坦な設置領域となって、貨物保管庫160の平坦な床168に当接することができる。
座部150は、上に説明したように、ブレース102及び104で部分的に、または全体的に形成することができる、または別の構造により、単独で、またはブレース102及び104と組み合わせて形成することができる。図示の座部150は、貯蔵タンク12の底面側に隣接する傾斜補強スカート部152により補強される。図3Aに示すように、複数の高剛性補強接続ウェブ154を使用してもよい。
座部150、スカート部152、及び/又はウェブ154は、支持構造100と同様に、図3B及び図3Cを参照して上に説明した通りに整形することにより、貨物保管庫160の形状に合わせることができる。例えば、座部150を形成する垂直ブレース102及び104の外縁110に面取りを、図3B及び図3Cの変形例において施して、鉛直壁164と床168との間の貨物保管庫160の断面の形状に近づけることができる。
更に、収納システム10及び貯蔵タンク12を貨物保管庫160内で支持する装置を、貨物保管庫160の床168と座部150との間に配置することができる。例えば、図示のように、チョック174を床168と収納システム10の座部150との間に配置することができる。チョック174が図示され、かつ説明されているが、当業者に公知の他の装置を使用して収納システム10を貨物保管庫160内で支持するようにしてもよい。上に説明した変形例は、非限定的な例として提供されているのであり、貨物保管庫160の特定の構成によって異なるが、支持構造100及び/又は座部150の構成部材の他の多くの変形例が可能であることを理解できるであろう。
座部150は、隣接する貯蔵タンク12構造に、壁14及びブレース102、104、及び106について説明した方法で固定される。座部150を形成する構造は、上に説明したブレースと同じ材料により形成することができる、または当業者に公知の他の材料により形成し、他の構成に形成することができる。
図7は、貯蔵タンク12について上に説明した本発明による外部構造、内部構造、及び他の構造のいくつかを組み込んだ第1例における貯蔵タンク収納システム10の形状部を例示している。図7の貯蔵タンク収納システム10は、上記コーナー部20aを有し、かつ図4、図5A、及び図6Aに示す封止部材60と組み合わせて形成される貯蔵タンク12を含む。支持構造100及び座部150は、図1〜図3、図7、及び図8の説明に従って構成される。図示のように、この例は更に、流体を内部流体貯蔵室22及び他の箇所に貯蔵して管理するように構成される内部構造を含む。
例えば、図7に示すように、貯蔵タンク収納システム10は隔壁構造200aを含み、平面プレート204は、補強用外縁部204aと、卵形孔206を画成することにより液体の流れを部分的に阻止するように構成される内側膜部分204bと、を含む。内部空間295は、閉鎖プレート300bにより部分的に画成され、交差ガセットプレート502、504、及び506を収容し、これらの交差ガセットプレートは、壁群14の間に配置され、かつ壁群14に強固に接続される。
例示の貯蔵タンク12は、1つの幾何学側面当たり150フィート(f)(45.72m)または50メートル(m)の寸法を有する。LNGを貯蔵する用途では、下部水平円筒壁18を形成するアルミニウムプレートの厚さは、約2インチ(5.08cm)〜約5インチ(12.7cm)の範囲で変化することができ、上部水平円筒壁18を形成するアルミニウムプレートの厚さは、約0.5インチ(1.27cm)〜約3インチ(7.62cm)の範囲で変化することができ、垂直円筒壁16を形成するアルミニウムプレートの厚さは、約2インチ(5.08cm)〜約4インチ(10.16cm)の範囲で変化することができ、下部コーナー部20を形成するアルミニウムプレートの厚さは、約3インチ(7.62cm)〜約6インチ(15.24cm)の範囲で変化することができ、上部コーナー部20を形成するアルミニウムプレートの厚さは、約1インチ(2.54cm)〜約3インチ(7.62cm)の範囲で変化することができる。閉鎖プレート300bを形成するアルミニウムの厚さは、約2インチ(5.08cm)〜約4インチ(10.16cm)の範囲で変化することができる。封止部材60を形成するアルミニウムの厚さは、下部コーナー部20において約4インチ(10.16cm)〜約6インチ(15.24cm)の範囲で変化することができ、上部コーナー部20において約3インチ(7.62cm)〜約4インチ(10.16cm)の範囲で変化することができる。
支持構造100及び上記内部構造の構成部材、及び補強材を形成するアルミニウムプレートの厚さは普通、約1インチ(2.54cm)〜約3インチ(7.62cm)の範囲で変化することができる。支持構造100、例えばT−プレート103の特定部分、及び平面プレート204の補強用外縁部204aは、約3インチ(7.62cm)〜約6インチ(15.24cm)の範囲で変化する厚さのアルミニウムプレートにより形成することができる。
代表的な外部支持構造100の構成部材の組成及び構成は、1種類以上の設計基準、強度基準、製造基準、及び/又は他の基準に従って変化することができる。例えば、上記外部支持構造100は、貯蔵タンク12内に収納される流体による実際の、予測される、及び/又は想定される静的荷重及び動的荷重だけでなく、貯蔵タンク12自体による荷重に応じて変更することができる、または異なるように設計することができる。従って、ブレース102、104、及び106の個数、配置、及び向きの変更を行なうことができることを理解できるであろう。当業者に公知の座部150の構成及び材料を同様に変更することができる。代表的な外部支持構造100に対して可能な変更の1つの例が、図11〜図19に示す貯蔵タンク収納システム10の第2例において利用される。
図11及び図12を参照するに、第2例における支持構造100は、第1ブレース102(第2例における102m、102n、及び102oで特定される)、第2ブレース104(104m、104n、及び104oで特定される)、及び第3ブレース106(106m、106n、及び106oで特定される)を含む。上に概略説明した座部150が更に使用される。第2例では、ブレース102、104、及び106の各ブレースは略平面部材であり、これらの略平面部材はそれぞれ、貯蔵タンク12の選択外側部分に密に外接するようにサイズ設定される内部開口部108を画成する。
第2例では、ブレース102及び104は、垂直方向に配向されて水平方向に離間配置され、互いに直角に、かつ貯蔵タンク12の側面のそれぞれの辺に平行に位置合わせされる。ブレース106は、水平方向に配向されて垂直方向に離間配置され、貯蔵タンク12の側面のそれぞれの辺に平行に同様に位置合わせされる。第1例と同じように、ブレース102、104、及び106は、貯蔵タンク12の6個の側面をそれぞれ形成する隣接する水平円筒壁16及び垂直円筒壁18の選択外側部分を補強して選択外側部分に対する半径方向支持を行なうように配置され、かつ配向される。
第2例では、ブレース102、104、及び106の各ブレースは、貯蔵タンク12にほぼ完全に外接するように構成される。貯蔵タンク12の1個の側面に関して、ブレース群102の2つの外側ブレース102m及び102oはそれぞれ、垂直円筒壁16に沿って上方に、かつ垂直円筒壁16から半径方向に延在するだけでなく、水平接続円筒壁18a及び18bの外壁面に当接するように配置される。同様に、ブレース群104の2つの外側ブレース104m及び104oはそれぞれ、垂直円筒壁16に沿って上方に、かつ垂直円筒壁16から半径方向に延在するだけでなく、水平接続円筒壁18a及び18bの外壁面に当接するように配置される。最後に、ブレース群106の2つの外側ブレース106m及び106oはそれぞれ、水平円筒壁18に沿って水平方向に、かつ水平円筒壁18から半径方向に延在するだけでなく、垂直接続円筒壁16の外周部に当接するように配置される。
ブレース102、104、及び106の外側ブレースが、分かり易くするために、貯蔵タンク12の1つの面に関してのみ記載されているが、これらの図から、ブレース102、104、及び106の外側ブレースは、貯蔵タンク12の複数の面に外接するように構成することができることを理解できるであろう。例えば、ブレース102、104、及び106の外側ブレースは、貯蔵タンク12の4つの面に外接し、4個の構成部材がそれぞれ1個の面に対して原則的に上記と同様に配置され、かつ配向されて、貯蔵タンク12の周りにループを形成できることが分かる。
中央ブレース102n及び104nは、平行に延在する8個の円筒壁18a及び18bのうち4個の円筒壁の外向き部分に当接して、貯蔵タンク12の底面側、貯蔵タンク12の2つの対向鉛直側面、及び貯蔵タンク12の上面側にほぼ外接するように配置される。中央ブレース106nは、4個の垂直円筒壁16の外向き部分に当接して、貯蔵タンク12の全ての4個の鉛直側面にほぼ外接するように配置される。中央ブレース102n、104n、及び106nは、貯蔵タンク12の側面上にあって、離間円筒壁群14の間に形成される隙間290に架け渡されるようにすることができる。しかしながら、中央ブレースは更に、以下に更に詳細に説明される閉鎖プレート300cに当接するように整形及び配置することができる。
図示して説明したように配置されるブレース102、104、及び106は、これらのブレースのそれぞれの交差箇所で強固に相互接続されることにより、格子状補強構造を貯蔵タンク12の周りに形成することができる。不図示の代表的な外部支持構造100の第2例の1つの変形例では、貯蔵タンクの収納物から貯蔵タンク12に作用する静水圧力が徐々に小さくなるので、上側ブレース群106のうち1つ以上の上側ブレースの耐荷重性を下げることができる。例えば、壁14の内壁部に加わる静水圧荷重は、座部150に近づくにつれてより大きくなるので、複数の水平方向ブレース106を含む支持構造100は、座部150から第1ブレース106よりも遠く離れて配置される第2ブレース106よりも相対的に強度が高い第1ブレース106を含むことができる。しかしながら、更に、用途によって異なるが、静水圧力のこのような漸減は、特定の用途において、予測荷重が動的に変化することにより相殺されることが想定される。
第1例と同じく、第2例の第1ブレース102、第2ブレース104、及び第3ブレース106は、アルミニウムプレートにより形成され、それぞれの開口部108は、ブレース群が選択的に配置される配置先の貯蔵タンク12の外側部分の形状に沿って忠実に形成されるようにサイズ設定される。壁14について上に説明した他の当業者に公知の他の材料を使用してもよいことを理解されたい。
第1例及び第2例の本開示の貯蔵タンク収納システム10は更に、以下に説明されるように、流体を内部流体貯蔵室22または他の場所に貯蔵して管理するだけでなく、貯蔵タンク12を更に補強するように構成される内部構造を含む。貯蔵タンク収納システム10の第1例及び第2例の一方または両方を参照して以下に説明される様々な内部構造及び他の形状部は、互いに任意に組み合わせて使用することができるのみならず、支持構造100の上記例の1つ以上の形状部と更に組み合わせて使用することができることを理解できるであろう。
LNGのような液体を貯蔵する収納システム10の好適な例では、貯蔵タンク10は、図7、図13、図17、及び図18のそれぞれの図に示すように、内部流体貯蔵室22内に配置され、かつ内部流体貯蔵室22に固定される隔壁構造200a、200b、200c、及び/又は200dを含むことができる。隔壁構造200は、これらの図に概略図示されるように、水平円筒壁群18の各水平円筒壁に設けられて、内部流体貯蔵室22に収納される流体のスロッシングまたは動的な流れを抑制する、または軽減する。
1つの例では、各隔壁200は、ほぼ中流位置に配置され、かつ隣接する水平円筒壁18にほぼ中流位置で固定される。上に説明したように、これらの壁14に囲まれて収納される液体のスロッシング挙動により、対応する動的荷重が壁14の内壁部に発生する。隔壁構造200は、水平円筒壁18に囲まれて収納される液体の流れを部分的に阻止する内部構造となって、スロッシングの程度を小さくし、水平円筒壁18の両側端部で受ける動的荷重の規模を小さくする。また、隔壁構造200の全て、または一部は、壁14の円筒断面の補強機能を果たすように構成できることを理解できるであろう。
図7に示すように、例示の隔壁構造200aは、内部流体貯蔵室22の一部を画成する水平円筒壁18の断面に架設されるように構成される略平面プレート204を含む。この例では、平面プレート204は、プレート204の周りに“x”パターンに配置される複数の卵形孔206を画成することにより、流体連通をプレート204のいずれの側においても可能にする。
平面プレート204の外縁部204aの材料は、平面プレート204の内側部分204bの材料よりも剛性を相対的に高くすることができる。この配置では、平面プレート204の外縁部204aが、壁14の円筒断面に対する補強機能を果たすのに対し、内側部分204bは、膜として機能して、水平壁18に囲まれて収納される液体の流れを、例えば図示の孔206を画成することにより部分的に阻止する。様々な厚さの多種多様な材料を使用することができることを理解できるであろうが、LNGを収納する上記例示的なサイズのタンクシステム10の用途では、プレート204を形成するアルミニウム材料の厚さは、外縁部204aの位置で約4〜5インチ(10.16〜12.7cm)とすることができるのに対し、内側部分204bは約1〜2インチ(2.54〜5.08cm)の厚さとすることができる。この例では、複数の交差部材208を更に設けて、水平壁18に囲まれて収納される液体の流動により生じる平面プレート204の法線方向の動的荷重に対して、内側部分204bを補強することができる。
平面プレート204の別の構成を使用することができ、より多くの個数の、またはより少ない個数の孔206を使用することができ、これらの孔206は、任意の適切な多角形輪郭または円形輪郭を有することにより、当業者に公知の特定の収納物または用途に適合させることができることを理解されたい。例えば、平面プレート204は、略均一な厚さを有するように構成することができる。また、図13に示す隔壁構造200bの例では、各プレート204は、3個の孔206を2列に並べて形成される6個の矩形孔206を画成する。図18に示す隔壁構造200cの別の例では、複数の多角形孔206が、平面プレート204の外縁部の周りに配置される。図19に示す隔壁構造200dの例では、複数の多角形孔206が、平面プレート204の周りに均一に配置される。
図15及び図16は、収納システム10の水平切り欠き断面の例を示しており、コーナー部20の内部を補強するために設けられるコーナー補強材250の例を示している。図15を参照するに、貯蔵タンク12の下部コーナー部20に配置されるコーナー補強材250は、第1プレート252、第2プレート254、及び第3プレート256(第1プレート及び第2プレートの下方に、かつ角度を付けて配置され、第1プレート及び第2プレートから下方に延在する)を含む。図16から最も良く分かるように、第1プレート252、第2プレート254、及び第3プレート256は、コーナー部20のそれぞれの部位に架設され、かつ内部流体貯蔵室22の内部のコーナー部20のそれぞれの内壁に接続される(コーナー補強材250を有する全ての4個の下側コーナー部20を示している)。これらのコーナー部20の幾つかのコーナー部、または全てのコーナー部は、コーナー補強材250を含むことができ、かつコーナー補強材群250のうち1つ以上のコーナー補強材は、用途によって異なるが、必要ではないことを理解されたい。
1つの例では、第1プレートの第1辺258、第2プレートの第1辺260、及び第3プレートの第1辺262はそれぞれ、垂直円筒壁16及び水平円筒壁18により形成される隣接連結部30に沿ったコーナー部20に接続される。第1プレート252、第2プレート254、及び第3プレート256は連結部264で接続される。1つの例では、第1プレート252、第2プレート254、及び第3プレート256は、120度の角度で離間配置される。コーナー補強材250は、当業者に周知の通り、他の構成、プレート形状またはウェブ形状を採用することにより、特定の用途に適合させることができる。
例示の隔壁構造250では、第1プレート252、第2プレート254、及び第3プレート256の各プレートは、それぞれの貫通孔270、272、及び274を画成して、流体連通をこれらのプレートのいずれの側でも可能にして、内部流体貯蔵室22の一部分が、閉鎖されず区画に分けられないようにする。図15に示すように、隔壁構造250は、貯蔵タンク12の各上部コーナー部20に配置することができる。当業者であれば、隔壁構造250の他の構成及び向きを用いてもよく、他の補強材をコーナー部20に配置してもよいことを理解できるであろう。
図19を参照するに、コーナー補強材440の別の例が図示されている。この例では、タンクコーナー部20の補強材440は、内部孔450(プレート材料445で取り囲まれる)を画成するプレート445(プレートの半分だけが図19に断面図として図示される)の形態である。この例では、プレート445は、約45度の角度で傾斜しており、プレートの両側で、または別の構成として、プレートの外縁部一帯で、コーナー部20の隣接壁及び隣接垂直円筒壁16及び水平円筒壁18にシーム溶接される。上に説明したように、孔450は、重量を低減し、貯蔵流体のスロッシングを抑制するように機能する。
当業者に周知の特定の用途に適合する他の形態、構成、向き、及び配置のコーナー補強材を使用してもよい。貯蔵タンク12を上述の通りに形成するために使用される材料を使用して、隔壁200、250、及び440を形成することができる。1つの例では、図示の隔壁200、250、及び440は、貯蔵タンク12に強固に、かつ連続的にシーム溶接される。
図示のコーナー補強材250及び440は、特定の用途においては必要ではない、または所望ではないことを理解できるであろう。本開示の特定の実施形態、例えば外部支持構造100の第1例を用いる図1〜図10の実施形態は、図7〜図9を参照して分かるように、コーナー補強材を含まなくてもよい。この例及び他の例では、図示のコーナー補強材250及び440の補強機能は、必要に応じて、貯蔵タンク12及び/又は外部支持構造100の他の態様により果たすことができる。
上に説明され、かつ例示される貯蔵タンク12の例では、12個の円筒壁16及び18が閉鎖及び区画されて内部流体貯蔵室22を形成している。この例では、開口部290がタンク12の6個の側面の各側面に形成されて、内部空間295が円筒体の内向き壁の間に形成される。これらの図全体に図示される貯蔵タンク収納システム10の例では、以下に説明するように、これらの開口部290は封止及び閉鎖され、内部空間295は、円筒体の内部の内部流体貯蔵室22と流体連通するように配置されて内部空間295を更に別の流体貯蔵部として利用する。
図9を代表図として参照するに、閉鎖プレート300a及び外部円筒壁16及び18aの内向き部分(例えば、垂直円筒壁16の内側部分310及び水平円筒壁18aの内側部分312が図示されている)を使用して、閉鎖プレート300a、及び貯蔵タンク12を形成する円筒壁16及び18aの内壁部分310及び312により画成される補助貯蔵室302を密閉して画成することができる。
複数の構成の閉鎖プレート300がこれらの図全体を通じて図示されており、これらの閉鎖プレートについて、図10A〜図10Cを更に参照して説明する。図10Aに示す例では、閉鎖プレート300aは平面状であり、隣接する壁14の間を法線方向に延在するように構成される。図10Bに示す別の例では、閉鎖プレート300bは球形である、または丸みを帯びており、隣接する壁14の間をほぼ真っ直ぐに延びるが、隣接する壁14の長手方向軸線を結ぶ想像線よりも更に外側の位置を通って延びている。図10Cに示す別の例では、閉鎖プレート300cも球形である、または丸みを帯びているが、隣接する壁14の間を、壁14の外側部分で延びることにより、閉鎖プレート300cが、隣接する壁14の間で略接線方向にも延びるようになる。
閉鎖プレート300a、300b、または300cを使用し、貯蔵内部空間295をそれに対応して使用することにより、貯蔵容量を増やすことができる。上に説明した寸法を有するタンク12の一例では、同様の寸法の立方体と比較した場合のタンクシステム10の容積貯蔵効率は、約0.81から0.88に増加し、この容積貯蔵効率は、先行技術による構造よりも遥かに高い。また、タンク12の中心の更に外側の位置に接続される閉鎖プレート300b、300cを使用する場合、熱損失が小さくなる、すなわちタンク12の外側表面のさほど大きくない部分が、ヒートシンクとして機能し易い湾曲部及びコーナー部を含む。
貯蔵タンク収納システム10は、例えば1種類の閉鎖プレート300a、300b及び300cのみを含むように構成することができる、または閉鎖プレート300a、300b、及び300cの混合閉鎖プレートのみならず、詳細には示されていない矩形またはl−字形閉鎖プレートのような他の閉鎖プレートを含むように構成することができる。閉鎖プレート300a、300b、及び300cは、上に説明した壁16、18aに使用される材料により形成することができる。当業者であれば、他の構成及び向きの閉鎖プレート300a、300b、及び300cを使用して、補助貯蔵室302を密閉して画成することができることを理解できるであろう。
図9から最も良く分かるように、円筒壁14が閉鎖及び区画されて内部流体貯蔵室22が唯一の貯蔵エリアとして機能する上記1つの例では、円筒壁16及び18aは、外側部分320及び322をそれぞれ有し、例えばタンクの外側の方を向いた円形断面の外側半分または外周と、それぞれの内側部分310及び312と、を有する。図9に示すように、それぞれの第1壁部分及び第2壁部分は、閉鎖プレート300aにより画成される、または閉鎖プレート300aの位置の近傍に配置される。
図9に更に示すように、内部流体貯蔵室22に収納される液体から半径方向静水圧力F1が垂直円筒壁16の内壁部310に加わる。垂直円筒壁310、320の耐荷重性は、力F1を吸収するために十分高くする必要がある。閉鎖プレート300aを用いることなく、かつ補助貯蔵室302(または、空間295)を貯蔵に利用しない場合、内壁部分310は、外壁部分320と同様の荷重に耐える必要があり、略同様の構成を必要とする。LNGを収納する上記好適なサイズのタンクシステム10の用途では、アルミニウム壁16及び18の厚さは、1インチ(2.54cm)〜6インチ(15.24cm)の厚さであると推定される。鋼材の場合、0.5インチ(1.27cm)〜4インチ(10.16cm)の厚さを用いることができる。使用する材料及び用途によって異なるが、当業者に周知の他の厚さを用いてもよい。
しかしながら、閉鎖プレート300a(または、閉鎖プレート300bもしくは300c)を用い、かつ補助貯蔵室302を利用する場合、液体を補助貯蔵室302に収納すると、反対向きの半径方向静水圧力F2が、補助貯蔵室302を部分的に画成する垂直円筒壁部分310の反対側に発生する。静水圧力F2が静水圧力F1と互いに反対方向に作用して打ち消し合うので、垂直円筒壁16及び水平円筒壁18aの耐荷重性及び対応する厚さは、それぞれの壁部分310及び312において小さくすることができ、これにより貯蔵タンク12の質量及び材料コストを低減することができる。
円筒壁14内の内部流体貯蔵室22のみを利用する貯蔵タンク12の例では、内部室22と連通する壁(図示せず)の外壁部の1つ以上のポートを使用して、流体を内部流体貯蔵室22に充填する、または流体を内部流体貯蔵室22から引き出すことができる。補助貯蔵室302を内部流体貯蔵室22と一緒に使用する場合、例えば壁部分310及び/又は312の1つ以上のポート(図示せず)を適切な壁14に設けて、内部流体貯蔵室22と補助貯蔵室302との間の流体連通を可能にすることができる。
図18を参照するに、第1ガセットプレート400(2個が図示されている)の例が図示されている。この例では、各ガセットプレート400は、補助貯蔵室302内の、垂直に隣接する水平管壁18の間に配置され、これらの管壁に強固に接続される。上記隔壁200について概略説明した通り、各ガセットプレート400は、1個以上の孔410(2個が図示されている)を含むことにより流体を、ガセットプレート400を介して流すことができるので補助貯蔵室302内の流体のスロッシングを抑制することができる。1つの例では、これらのガセットプレートは強固な平面プレートであるが、他の形態及び構成を採用することにより、当業者に周知の用途に適合させることができる。
図18から更に分かるように、概略説明した通り、1つ以上の第2ガセットプレート420は、第1ガセットプレート群400の間に配置され、かつ水平円筒体群18の間に配置され、第1ガセットプレート400及び水平円筒体18に強固に接続される。この例では、第2ガセットプレート420は好適には、複数の類似孔425を有することにより、流体の流れを制限して補助貯蔵室302の内部の流体のスロッシングを抑制することができる。第1ガセットプレート400及び第2ガセットプレート420は、構造補強を行なうとともに、補助貯蔵室302の内部の流体のスロッシングを抑制する。この技術分野の当業者に周知の他のガセット、補強プレート、及びスロッシング抑制構造を使用してもよい。例えば、図19から分かるように、第2ガセットプレート420は、第1ガセットプレート400無しで使用される。この例では、第2ガセットプレート420は、隣接する4個の水平円筒壁18に強固に接続され、略垂直に配向される第2ガセットプレート群420の間に所定の水平姿勢で概略的に示される第3ガセットプレート430を更に含む。
図7及び図8から更に分かるように、ガセットプレート502及び504は、補助貯蔵室302内の垂直方向に隣接する平行水平円筒壁18の間に配置することができ、水平円筒壁18に強固に接続することができるのに対し、ガセットプレート506は、水平方向に隣接する平行垂直壁16の間に配置され、垂直円筒壁16に強固に接続される。また、ガセットプレート502、504、及び506は、これらのガセットプレートのそれぞれの交差部分で接続される。ガセットプレート502、504、及び506の各ガセットプレートは、貯蔵タンク12の中心を通る平面内を延在する。ガセットプレート502及び504は、貯蔵タンク12のそれぞれの対向側面に平行に垂直方向に延在し、壁14との交差部分で途切れるだけでなく、隣接するそれぞれのガセットプレートとの交差部分で途切れる。ガセットプレート506は、貯蔵タンク12の対向する上面及び底面に平行に水平方向に延在し、この場合も同じく、壁14との交差部分で途切れるだけでなく、隣接するそれぞれのガセットプレートとの交差部分で途切れる。合計8個のガセットプレートのうち、3個のガセットプレート502、504、及び506のみを図示し、説明して分かり易くしている。これらのガセットプレートの他のガセットプレートは、ガセットプレート502、504、及び506と同様に配置され、かつ構成されることが分かり、かつ理解できる。
図示のように、ガセットプレート502、504、及び506は、これらのガセットプレートの交差部分で強固に相互接続することができるのみならず、支持構造100に相互接続することができる。図示のように、垂直方向に配置されるガセットプレート502及び504が、中央垂直ブレース104a及び102aにそれぞれ接続されるのに対し、水平方向に配置されるガセットプレート506は、水平ブレース106aに接続される。ガセットプレート502、504、及び506は、補助貯蔵室302の流体を区画することができる、または上に説明したように、流体を流すことができる1個以上の孔(この例では図示されず)を含むことができる。
図13、図14、及び図15を参照するに、流体をタンク12に充填してタンク12から取り出す装置の1つの例は、充填タワー350の形態である。この例では、充填タワー350は、略垂直な垂直中空管354に接続される略水平な水平中空管352を含む。垂直管354は、貯蔵タンク12の上部の近傍に配置される、または貯蔵タンク12の上部から延在する吸入ポート356を含む。吸入ポート356は、送液ポンプ(図示せず)のような遠く離れた場所にある流体源、または当業者に公知の他の装置に接続されるように構成される。垂直管354は更に、貯蔵タンク12の底部の近傍に配置される出口ポート357を含む。水平中空管352は、出口ポート357の位置で垂直管354に接続されるとともに、かつ図15に示すように、水平円筒壁群18のうち1つ以上の水平円筒壁に、1つ以上の水平円筒壁内を挿通して接続されることにより、吸入ポート356と内部流体貯蔵室22との間の流体連通を可能にする。
図13に最も良く図示されているように、垂直中空管354は、複数の支持ブラケットにより支持される、または支持構造358のいずれの側でも流体連通を可能にすることが好ましい複数の支持構造358により支持される。垂直管354及び支持構造358は、隔壁構造200bの中心部分に、かつ平面プレート群204の間のスペース中に形成される通路に沿って配置される。垂直管354は、1つ以上の更に別のポート(図示せず)を含むことにより、吸入ポート356と補助貯蔵室302との間の流体連通を可能にする。別の構成として、円筒壁16b及び/又は18bの内側部分を貫通する貫通ポート(図示せず)を使用して、流体をタンク12に容易に流入させ、タンク12から容易に流出させることができる。
充填タワー350を使用して、流体を内部流体貯蔵室22及び補助貯蔵室302から取り出すこともできる。取り出し量を最適化するために、タンク12が取り付け位置にある場合に、出口ポート357を最下部の閉鎖プレート300bの内側表面に非常に近接して配置することができる。閉鎖プレート300bを整形して重力を、流体を補助貯蔵室302から取り出すときに利用することができる。図13に示すように、出口ポート357は、湾曲閉鎖プレート300bの表面の変曲点の直ぐ上の補助貯蔵室302の最下点に配置されることにより、タンク12内の全流体を補助貯蔵室302から取り出し、次に、相互接続される内部流体貯蔵室22から取り出すことができる。他の管、配管、またはポートを使用して、流体をタンク12に迅速かつ大量に流入させ、タンク12から迅速かつ大量に流出させて、流体の充填及び取り出しを容易にすることができることを理解されたい。
図20〜図23を参照するに、貯蔵タンク収納システム10の第3例が図示されている。図20は、貯蔵タンク12、及び貯蔵タンク12の側面のうち2つの側面にある一対の外部支持構造100を示す斜視図である。外部支持構造100は、高剛性円筒壁16、18の外側表面の間に延在し、貯蔵タンク12を、内部流体貯蔵室22内の流体による動的荷重に対して補強する。図20のこれらの外部支持構造100の一方の外部支持構造は、格子状補強構造を形成する複数の相互接続ブレース102、106を含むものとして図示されている。
図20の他方の外部支持構造100は、これらの外部支持構造100の一方の外部支持構造の外側表面を少なくとも部分的に横切って延在する略平面状の閉鎖プレート300aにより覆われるものとして図示されている。図20のこれらの外部支持構造100の両方の外部支持構造が、相互接続ブレース102、106からなる格子状構造を含むことができ、両方の外部支持構造を、これらの外部支持構造100の各外部支持構造の外側表面を少なくとも部分的に横切って延在する閉鎖プレート300aで覆うことができることを理解されたい。
閉鎖プレート300aの内側表面、外部支持構造100の内側表面、及び複数の高剛性円筒壁16、18の外側表面を使用して、図1〜図19を参照して説明される補助貯蔵室と同様の補助貯蔵室302を画成することができる。閉鎖プレート300aを外部支持構造100の外部に、かつ高剛性円筒壁16、18の外側表面の外部に配置することにより、補助貯蔵室302の容積を大幅に増加させることができる。充填タワー350の構造は、図23を参照して説明される通りに簡易化することもできる。
図20のこれらの外部支持構造100は更に、複数のブロック600を含む。これらのブロック600のうち幾つかのブロックは、開口部群602内に配置され、各開口部602は、各格子状構造の高剛性相互接続ブレース102、106のうち4個の高剛性相互接続ブレースの交差部分により画成される。図23を参照して更に説明されるように、開口部群602内に配置されるこれらのブロック600は、運搬船の貨物保管庫から延在するブラケット群に当接する場合に貯蔵タンク12を取り付け位置に保持するように構成される。これらのブロック600は、船舶専用の積層圧縮木材により形成することができ、ブレース102、106に、例えばエポキシを使用して接着接合させることができる。他の高強度材料をブロック600に使用することもできる。
これらのブロック600のうち幾つかのブロックは更に、外部支持構造100の支持面604に配置され、これらの支持面604は、貯蔵タンク12が運搬船の貨物保管庫内の取り付け位置にある場合に最下部の高剛性円筒壁群18のうち1つの高剛性円筒壁の外側表面から、それぞれの外部支持構造100を覆うそれぞれの閉鎖プレート300aまで延在する。図23を参照して更に説明されるように、支持面604及びこれらの支持面に結合されるブロック600は、運搬船の貨物保管庫から延在する棚に当接して、貯蔵タンクを取り付け位置に保持するように構成される。
図21は、図20のC方向から見たときの図20の貯蔵タンク収納システム10の底面側の斜視図である。この場合、図20において説明した通り、これらの外部支持構造100の両方は、これらの外部支持構造100の外側表面を横切って延在する閉鎖プレート300aによりほぼ全体が覆われる。タンク12は更に、最下部の高剛性円筒壁18の外側表面と複数の隔壁200との間に延在する閉鎖プレート300aを含み、各隔壁200は、対向する水平高剛性円筒壁18を貫通して延在し、かつ内部流体貯蔵室22を横断するように、対向する水平高剛性円筒壁18の長手方向軸線と直交する方向に延在する。
また、各隔壁200は、最下部の閉鎖プレート300aの区画部の間の対向する水平高剛性円筒壁18の外側表面から外側に延在して貯蔵タンクの座部150を形成する。貯蔵タンク12の座部150は、貯蔵タンク12を、運搬船の貨物保管庫内の取り付け位置で支持するように構成される。図21の例では、2つの隔壁200が、対向する水平高剛性円筒壁18の中央を貫通延在し、貯蔵タンク12の最底面の中心で交差して座部150の十字形を形成するが、他の形状の隔壁200、他の交差隔壁200、及び他の個数の隔壁200を用いることもできる。複数のブロック600を座部150に沿って配置して、タンク12を運搬船の貨物保管庫内に配置して断熱することもできる。
図22は、図20の貯蔵タンク収納システム10の側面図である。2つの支持面604が、対向する最下部の高剛性円筒壁18の外側表面からそれぞれの閉鎖プレート300aまで延在するものとして図示されている。対向する高剛性円筒壁18から延在する支持面604を含めることにより、貯蔵タンク12を、取り付け位置にある場合に運搬船の縦揺れ、または横揺れのいずれに対しても拘束することができる。支持面604は、貯蔵タンク12が取り付け位置にある場合に貯蔵タンク12の最下部側を形成する水平高剛性円筒壁18の長手方向軸線に沿って延在する水平面に対して上方に15度〜60度の角度で傾斜して延在するものとして図示されている。
1つの非限定的な例では、支持面604は、水平面に対して上方に25度〜40度の角度で傾斜させて貯蔵タンク12に対する支持を最適化することができる。例えば、傾斜支持面604は、図23に示す貨物保管庫から延在する棚に載せることができると同時に、貨物保管庫の膨張及び収縮を許容することができる。支持面604を傾斜させることにより、貯蔵タンク12及び貨物保管庫の両方の組立公差または壁位置の変化が、取り付け位置に保持される貯蔵タンク12の機能に悪影響を与えるということには決してならない。
図23は、運搬船162の貨物保管庫160内の取り付け位置にあるものとして図示される図20の貯蔵タンク収納システム10の切り欠き斜視図である。側方外部支持構造100の相互接続ブレース102、106により形成される開口部602内のブロック群600は、貨物保管庫160の側面群を画成する鉛直壁164から延在するブラケット606と係合する。ブラケット群606は、隣接する開口部602内のブロック600をクランプして、例えば運搬船162が横揺れする、または縦揺れする場合にタンク12が貨物保管庫160に対して動くのを阻止するように構成することができる。
更に別のブロック群600が、座部150から延在することができ、対向外部支持構造100の下側の支持面604から延在することができるので、貨物保管庫160の底面、及び貨物保管庫160の鉛直壁164から延在するスカート部または棚608にそれぞれ載せることができる。棚608は、タンク12が取り付け位置にある場合の運搬船162のタンク12の重量を支えるように構成することができる。支持面604、及び任意であるが、支持面604から延在するブロック600を傾斜させることにより、貨物保管庫160の寸法の変動を必ず、タンク12の構造で吸収することができる。これは、温度差がタンク12と運搬船162との間にあるだけでなく、タンク12及び貨物保管庫160のサイズが膨大であるとすると重要である。
図23には更に、隔壁200が1つだけ、内部流体貯蔵室22の一部を画成するこれらの水平壁18の断面に架設されるように構成される略平面状の複数の平面プレート204を含むものとして図示されている。各平面プレート204は、プレート204の周りに“x”パターンに配置される複数の卵形孔206を画成することにより、流体連通をプレート204のいずれの側でも可能にする。通路610を更に、平面プレート群204の間のスペース中の隔壁200の中心部に設ける。通路610は、充填タワー350がタンク12を貫通して延びることができるために十分長くなるようにサイズ設定される。
図23の第3例では、閉鎖プレート300aは、最下部の水平高剛性円筒壁群18の間を延在し、かつ最下部の水平高剛性円筒壁18の下方を延在するものとして図示されている。複数の翼612が、閉鎖プレート300aの内側表面に沿った位置から延在して、補助貯蔵室302内の流体のスロッシングまたは動的な流れを軽減する。閉鎖プレート300aの位置が最下部の水平高剛性円筒壁18の下方にあるとすると、垂直中空管354及び水平中空管352を組み合わせた複合中空管ではなく、図13〜図15において説明される垂直中空管354だけが充填タワー350に必要となるが、その理由は、水平高剛性円筒壁18を、流体を補助貯蔵室302に流入させることができる孔を有するように設計することができるからである。
貯蔵タンク収納システム10の構造及び形状部について上に説明した実施形態、特徴、及び例は、1種類以上の設計基準、強度基準、製造基準、コスト基準、及び/又は他の基準に従って多種多様な態様で変更する、及び/又は組み合わせることができることを理解できるであろう。説明したこれらの寸法は、想定される幾つかの設計事例に基づいて設定され、非限定的な例として与えられる。使用する材料及び用途によって異なるが、他の厚さを用いてもよいことを理解できるであろう。
幾つかの例では、複数の高剛性管壁であって、各高剛性管壁が、両側端部と、閉管断面の中間セグメントと、を有し、複数の高剛性管壁の各高剛性管壁が、各端部で、複数の高剛性管壁の2つの他の高剛性管壁のそれぞれの端部に相互接続されて、複数の高剛性管壁の相互接続内側部分が内部流体貯蔵室を画成するようになる、前記複数の高剛性管壁と;複数の閉鎖プレートであって、各閉鎖プレートが、連続する相互接続高剛性管壁の外側表面の間に接続されて貯蔵タンクの側面を画成し、閉鎖プレートの内側表面、及び複数の高剛性管壁の外側表面が、補助流体貯蔵室を少なくとも部分的に画成する、前記複数の閉鎖プレートと、を含む大容量天然ガス貯蔵タンクが開示される。
貯蔵タンクの対向側面の閉鎖プレートは、連続相互接続高剛性管壁の外壁部に、対向閉鎖プレート群の間の距離が最大になる位置で接続することができる。各閉鎖プレートは、貯蔵タンクの各側面にある連続相互接続高剛性管壁の外壁部と外壁部との間を接線方向に延在することができる。各閉鎖プレートは、貯蔵タンクの各側面にある連続相互接続高剛性管壁の外壁部と外壁部との間を法線方向に延在することができる。各閉鎖プレートは、球形表面、円形表面、三角形表面、l字形表面、または平面状外側表面のうちの1つの表面を含むことができる。
幾つかの例では、大容量天然ガス貯蔵タンクは、貯蔵タンクの最底面を形成する閉鎖プレートの内側表面に近接配置される出口ポートを含む充填タワーを含む。充填タワーは、貯蔵タンクの2つの対向側面の間に補助流体貯蔵室を横断するように、第1端部の吸入ポートから第2端部の出口ポートまで延在する略垂直な中空管を含むことができる。垂直中空管は、垂直中空管の外管部に沿って離間配置され、かつ補助流体貯蔵室との流体連通を可能にする複数のポートを画成することができる。垂直中空管は、複数の支持構造により支持することができ、各支持構造は、貯蔵タンクの対向側面にある高剛性管壁の外側表面の間に接続される。充填タワーは、出口ポートと流体連通し、かつ貯蔵タンクの2つの対向側面の間の補助流体貯蔵室を横断するように、貯蔵タンクの最低面を形成する閉鎖プレートの内側表面に沿って延在する略水平な水平管を含むことができる。
本発明は、現時点で最も実用的かつ好適であると考えられる実施形態が何であるかということに関連して記載されてきたが、本発明は本開示の実施形態に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲に含まれる様々な変形形態及び等価な構成形態を包含するものであると理解されるべきであり、当該範囲は、最も広い解釈に従うものとし、そのため、全てのこのような変形形態及び等価な構成形態を、法律で許容される最大限の範囲で包含するものとする。

Claims (13)

  1. 複数の高剛性管壁(16,18)と、複数の外部支持構造(100)と、複数の閉鎖プレート(300)と、を備える大容量天然ガス貯蔵タンク(12)であって、
    前記高剛性管壁(16,18)は、両側端部と、閉管断面を持つとともに長手方向軸線に沿って延在する中間セグメントと、を有し、
    前記高剛性管壁(16,18)の端部は、前記複数の高剛性管壁(16,18)のうち2つの他の高剛性管壁のそれぞれの端部に相互接続されて、前記複数の高剛性管壁(16,18)の相互接続された内壁部が内部流体貯蔵室(22)を画成し、
    平面的かつ連続的に相互接続された前記高剛性管壁(16,18)の外側表面が前記貯蔵タンク(12)の側面を画成し、
    前記外部支持構造(100)が、前記貯蔵タンク(12)の前記側面を形成する前記高剛性管壁(16,18)の前記外側表面の間に延在し、
    前記外部支持構造(100)が、前記貯蔵タンク(12)を、前記内部流体貯蔵室(22)内の流体による動的荷重に対して補強し、
    前記閉鎖プレート(300)は、前記複数の外部支持構造(100)のうち1つの外部支持構造の外側表面を少なくとも部分的に横切って延在し、
    前記閉鎖プレート(300)の内側表面、前記外部支持構造(100)の内側表面、及び前記複数の高剛性管壁(16,18)の前記外側表面は、補助流体貯蔵室(302)を少なくとも部分的に画成し、
    前記複数の外部支持構造(100)のうち少なくとも1つの外部支持構造は、前記貯蔵タンク(12)が運搬船(162)の貨物保管庫(160)内の取り付け位置にある場合に、最下部の前記高剛性管壁(16,18)のうち1つの高剛性管壁の外側表面から前記閉鎖プレート(300)まで延在する支持面(604)を含み、前記支持面(604)は、前記貨物保管庫(160)から延在する棚(608)に当接して、前記貯蔵タンク(12)を前記取り付け位置に保持しながら前記貨物保管庫(160)の膨張及び収縮を許容できるように構成される大容量天然ガス貯蔵タンク(12)。
  2. 前記外部支持構造(100)は、強固に相互接続されたブレース(102,104,106)により形成される複数の格子状構造を含む請求項1に記載の貯蔵タンク(12)。
  3. 複数のブロック(600)を更に備え、
    前記ブロック(600)は、前記複数の格子状構造のうち1つの格子状構造の強固に相互接続された前記ブレース(102,104,106)のうち4個のブレースにより画成される開口部(602)内に配置され、前記運搬船(162)の前記貨物保管庫(160)から延在するブラケット(606)に当接する場合に前記貯蔵タンク(12)を前記取り付け位置に保持するように構成される請求項2に記載の貯蔵タンク(12)。
  4. 前記貯蔵タンク(12)の対向側面にある前記複数の外部支持構造(100)のうち2つの外部支持構造は、縦揺れ、及び横揺れの一方の揺れに対して前記貯蔵タンク(12)を前記取り付け位置に拘束するように構成される支持面(604)を含む請求項1に記載の貯蔵タンク(12)。
  5. 前記支持面(604)は、前記貯蔵タンク(12)が前記取り付け位置にある場合に、前記貯蔵タンク(12)の最下部側を形成する前記高剛性管壁(16,18)の全ての高剛性管壁の長手方向軸線に沿って延在する水平面に対して上方に15度〜60度の角度で傾斜して延在する請求項1に記載の貯蔵タンク(12)。
  6. 前記支持面(604)は、25度〜40度の角度で傾斜している請求項5に記載の貯蔵タンク(12)。
  7. 複数の隔壁(200)を更に備え、前記隔壁(200)は、前記高剛性管壁(16,18)のうち少なくとも1つの高剛性管壁を貫通延在し、かつ前記内部流体貯蔵室(22)を横断するように、前記少なくとも1つの高剛性管壁(16,18)の長手方向軸線と直交する方向に延在する請求項1に記載の貯蔵タンク(12)。
  8. 前記隔壁(200)は、流体が前記隔壁(200)を通って制限されて流れるのを可能にする少なくとも1つの孔(206)を画成する請求項7に記載の貯蔵タンク(12)。
  9. 前記貯蔵タンク(12)の最下部側にある前記高剛性管壁(16,18)を貫通延在する前記隔壁(200)は、前記高剛性管壁(16,18)の前記外側表面から外側に延在して前記貯蔵タンク(12)の座部(150)を形成する請求項7に記載の貯蔵タンク(12)。
  10. 前記貯蔵タンク(12)の前記座部(150)は、前記貯蔵タンク(12)を運搬船の貨物保管庫内の前記取り付け位置に支持するように構成される請求項9に記載の貯蔵タンク(12)。
  11. 前記貯蔵タンク(12)の前記座部(150)は、前記貯蔵タンク(12)の前記最下部側にある全ての前記高剛性管壁(16,18)の前記外側表面から外側に延在する隔壁(200)を含む請求項9に記載の貯蔵タンク(12)。
  12. 前記貯蔵タンク(12)の前記座部(150)にある前記隔壁(200)は、前記高剛性管壁(16,18)の中央を貫通延在し、かつ前記貯蔵タンク(12)の前記最下部の中心で交差する請求項9に記載の貯蔵タンク(12)。
  13. 前記補助流体貯蔵室(302)との流体連通を可能にする充填タワー(350)を更に備え、前記充填タワー(350)は、前記貯蔵タンク(12)の前記最下部を形成する前記閉鎖プレート(300)の内側表面に近接配置される出口ポート(357)を含む請求項に記載の貯蔵タンク(12)。
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