JP7079574B2 - 双胴型タンク - Google Patents

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Description

本発明は、常圧よりも高圧の液体を貯蔵する双胴型タンクの構造に関する。
従来、LNGなどの高圧の液体を貯蔵するための液体貯蔵タンクの一種として、2つの平行な円筒胴を組み合わせた双胴型タンク(バイローブタンクとも呼ばれる)が提案されている。特許文献1,2は、この種の双胴型タンクを開示する。
特許文献1には、船舶でLNGなどの液体を輸送するための独立式の圧力タンクであって、2本の平行な円筒を組み合わせた形状の胴を有する双胴型タンクが記載されている。
また、特許文献2には、洋上浮体式設備においてLNGを貯蔵するための無圧タンクであって、2本の平行な円筒状の胴部、鏡板部、タンク内を2つに隔てる中心線隔壁などにより構成された双胴型タンクが記載されている。この双胴型タンクでは、中心線隔壁で隔てられた2つのタンク内を等圧に保つための連結管が設けられている。また、各胴部の底部にはLNGを排出するためのサクションウェルが設けられており、各胴部の頂部であって各サクションウェルの直上にはタンクドームが設けられている。
一般に、液体貯蔵タンクの頂部にはタンクドームなどの気体抜出部が設けられており、このタンクドームには各種配線や配管が導入され、また、タンクへの入口が設けられている。そして、タンク内には、タンクドームからタンク底部まで略垂直に延びるパイプサポートが設けられている。このパイプサポート内には、液体を汲み上げるためのポンプ、液体を送る配管、階段、計装装置などが設けられている。
特表2009-517272号公報 特開2013-184504号公報
双胴型タンクでは、2つの円弧からなる横断面形状を有することから、その形状の特性上、各胴部に最下点を有する。そのため、特許文献2では、各胴部の最下点にサクションウェルが設けられており、各サクションウェルに対応して各胴部の頂部にドームが設けられている。このように、従来の双胴型タンクでは、ドームやパイプサポートなどをはじめとする、液体をタンクから搬出したりタンク搬入したりするための液体搬送機構が冗長となっており、液体搬送機構の簡素化という点において改良の余地があった。
本発明の一態様に係る双胴型タンクは、
半円よりも長い円弧状の横断面形状を有する円筒形の平行な2つの胴部が組み合わされた形状を呈するシェルを有し、前記2つの胴部の各々において最下点を繋いだ仮想ラインを底部ラインとしたときに、前記2つの胴部の前記底部ライン同士が交わらないタンク本体を備え、
前記タンク本体は、タンク内圧に対する強度を備える圧力容器であって、
前記タンク本体に、前記2つの胴部の前記底部ライン同士を水平且つ直線的に接続する底部接続通路を形成する底接続部が1箇所又は複数箇所に設けられており、前記底接続部が前記2つの胴部に跨るように前記シェルと一体的に形成されていることを特徴としている。
上記構成の双胴型タンクによれば、底部接続通路を介して2つの胴部の最下点を共有することができる。これにより、従来はタンク本体の2つの胴部の両方に設けられていた液体搬送機構(例えば、配管抜出部、サクションウェル、パイプサポートなど)のうち一方を省略することができる。つまり、従来の双胴型タンクの液体搬送機構の冗長性を解消することが可能となり、液体搬送機構の簡素化を実現することができる。更に、液体搬送機構が簡素化されることにより、製造及び保守のコスト削減に寄与することができる。
上記双胴型タンクが、前記2つの胴部の間に設けられて前記タンク本体内を2つに隔てる中心線隔壁を、更に備えており、前記中心線隔壁に設けられた底部連通口によって前記底部接続通路の一部が形成されていてよい。
これにより、上記双胴型タンクでは、中心線隔壁を備えるが、その中心線隔壁に設けられた底部連通口を通じて、タンク本体の2つの胴部内に収容されている液体が流通することができる。
上記双胴型タンクにおいて、前記底接続部の壁面は、面で形成されていてよい。更に、上記双胴型タンクにおいて、前記底接続部の内周は、前記底部接続通路の延伸方向の横断面が円弧形状を呈していてよい。
このように、底接続部を含むタンク本体が曲面で形成されることによって、貯蔵された液体から受ける内圧やスロッシングに対するタンク本体の強度が高められる。
本発明の一態様に係る双胴型タンクは、
半円よりも長い円弧状の横断面形状を有する円筒形の平行な2つの胴部が組み合わされた形状を呈するシェルを有し、前記2つの胴部の各々において最上点を繋いだ仮想ラインを頂部ラインとしたときに、前記2つの胴部の前記頂部ライン同士が交わらないタンク本体を備え、
前記タンク本体は、タンク内圧に対する強度を備える圧力容器であって、
前記タンク本体に、前記2つの胴部の前記頂部ライン同士を水平且つ直線的に接続する頂部接続通路を形成する頂接続部が1箇所又は複数箇所に設けられており、前記頂接続部が前記2つの胴部に跨るように前記シェルと一体的に形成されていることを特徴としている。
上記構成の双胴型タンクによれば、頂部接続通路を介して2つの胴部の最上点を共有することができる。これにより、従来はタンク本体の2つの胴部の両方に設けられていた気体排出機構(例えば、安全弁など)のうち一方を省略することができる。つまり、従来の双胴型タンクの気体排出機構の冗長性を解消することが可能となり、気体排出機構の簡素化を実現することができる。更に、気体排出機構の簡素化されることにより、製造及び保守のコスト削減に寄与することができる。
上記双胴型タンクにおいて、前記2つの胴部の間に設けられて前記タンク本体内を2つに隔てる中心線隔壁を更に備え、前記中心線隔壁に設けられた頂部連通口によって前記頂部接続通路の一部が形成されていてよい。
これにより、中心線隔壁に設けられた頂部連通口を通じて、タンク本体の2つの胴部内の上部に溜まっている気体が流通することができる。
上記双胴型タンクにおいて、前記頂接続部の壁面は、面で形成されていてよい。更に、上記双胴型タンクにおいて、前記頂接続部の内周は、前記頂部接続通路の延伸方向の横断面が円弧形状を呈していてよい。
このように、頂接続部を含むタンク本体が曲面で形成されることによって、貯蔵された液体から受ける内圧やスロッシングに対するタンク本体の強度が高められる。
本発明によれば、双胴型タンクの2つの胴部の最下点を共有することができるので、従来の双胴型タンクの液体搬送機構の冗長性を解消することが可能となり、液体搬送機構の簡素化及びコスト削減を実現することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る双胴型タンクの平面図である。 図2は、図1におけるII‐II矢視断面図である。 図3は、図1におけるIII‐III矢視断面図である。 図4は、図1におけるIV‐IV矢視断面図である。
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明の一実施形態に係る双胴型タンクは、例えば、LNG、LPG、液化水素、液体アンモニアなどの液化ガスを、常圧よりも高圧で貯蔵する横置き型の圧力容器である。この双胴型タンクは、船舶で運搬される液化ガスを収容する荷役タンクとして、或いは、船舶の燃料を収容する燃料タンクとして、用いられてよい。
図1は、本発明の一実施形態に係る双胴型タンク1の平面図、図2は、図1におけるII‐II矢視断面図、図3は、図1におけるIII‐III矢視断面図、図4は、図1におけるIV‐IV矢視断面図である。図1~4に示すように、双胴型タンク1は、タンク本体20と、タンク本体20内を2つに隔てる中心線隔壁30と、タンク本体20の上部に設けられた配管抜出部28と、タンク本体20の内部に設けられたパイプサポート29とを備えている。
タンク本体20は、第1胴部2A及び第2胴部2Bからなるシェル21と、シェル21の端部に設けられた鏡板22と、頂接続部3と、底接続部4とを一体的に有する。タンク本体20は、その板厚でタンク内圧に対する強度を備えており、板厚は圧力容器(Type C)の内圧を保持する胴及び鏡板の最小制限厚さに準拠する。
シェル21は、第1胴部2A及び第2胴部2Bの2つの平行な円筒胴が組み合わされた形状を有する。第1胴部2Aと第2胴部2Bの両端部は、それぞれ鏡板22で閉塞されている。第1胴部2Aと第2胴部2Bは、半円よりも長い円弧状の横断面形状を有する円筒形を呈する。第1胴部2Aと第2胴部2Bの円筒の延伸方向は平行であり、また、円筒の半径は同一である。以下、第1胴部2Aと第2胴部2Bの延伸方向を、双胴型タンク1(タンク本体20)の「長手方向L」と称する。
中心線隔壁30は、第1胴部2Aと第2胴部2Bの間でタンク本体20内を2つに隔てるように、タンク本体20内に設けられている。中心線隔壁30は、タンク本体20を支える構造部材である。第1胴部2Aと第2胴部2Bは、平面視において中心線隔壁30を介して対称であり、且つ、長手方向Lから見て中心線隔壁30を介して対称である。
図4に詳細に示されるように、中心線隔壁30は、長手方向Lに延びる長丸形を呈し、タンク本体20の第1胴部2Aの内部と第2胴部2Bの内部とを連通させる複数の連通口31が設けられている。この連通口31を通じて、タンク本体20の第1胴部2A及び第2胴部2Bに貯留されている液体が流通し、第1胴部2A及び第2胴部2Bの液位及び圧力は等値に保たれる。中心線隔壁30は、タンク本体20の強度部材であるが、タンク本体20の外殻やその他の強度部材でタンク本体20に十分な強度を与えることができれば、省略されてもよい。
第1胴部2A及び第2胴部2Bは、内部の最上点を繋いだ仮想の頂部ライン41A,41Bをそれぞれに有する。つまり、シェル21は2つの平行な頂部ライン41A,41Bを有する。なお、第1胴部2A及び第2胴部2Bは横断面形状が半円よりも長い円弧状であることから、シェル21の上半分において、シェル内周面の接線方向が略水平となる点が「内部の最上点」である。第1胴部2Aの頂部ライン41Aと第2胴部2Bの頂部ライン41Bとは、実質的に同一の高さレベルにある。
また、第1胴部2A及び第2胴部2Bは、内部の最下点を繋いだ仮想の底部ライン42A,42Bをそれぞれに有する。つまり、シェル21は2つの平行な底部ライン42A,42Bを有する。なお、第1胴部2A及び第2胴部2Bは横断面形状が半円よりも長い円弧状であることから、シェル21の下半分において、シェル内周面の接線方向が略水平となる点が「内部の最下点」である。第1胴部2Aの底部ライン42Aと第2胴部2Bの底部ライン42Bとは、実質的に同一の高さレベルにある。頂部ライン41A,41B及び底部ライン42A,42Bは、いずれも長手方向Lに延びる。また、第1胴部2Aにおいて、頂部ライン41Aと底部ライン42Aとは平面視において重複しており、第2胴部2Bにおいて、頂部ライン41Bと底部ライン42Bとは平面視において重複している。
タンク本体20の頂接続部3は、第1胴部2Aの頂部ライン41Aと第2胴部2Bの頂部ライン41Bとを水平方向に接続する頂部接続通路43を形成している。頂接続部3は、シェル21の2つの胴部2A,2Bに跨るように、シェル21と一体的に形成されている。
図4の中心線隔壁30の外形線には、頂接続部3及び底接続部4の内周形状が表れている。頂接続部3の、長手方向Lと直交する断面形状は、部分円弧形状である。つまり、頂接続部3は、長手方向Lと交わる方向に延びる円筒の外殻のような、曲面板で形成されている。頂接続部3及び底接続部4の曲率半径は、胴部2A,2Bの曲率半径と実質的に同一であってよい。
中心線隔壁30において、頂部接続通路43と交わる位置には、頂部連通口33が設けられている。つまり、頂部接続通路43は中心線隔壁30を貫いている。この頂部連通口33を通じて、第1胴部2Aの頂部と第2胴部2Bの頂部に溜まった気体が流通することができる。
このように、タンク本体20に頂接続部3が設けられ、第1胴部2Aの頂部ライン41Aと第2胴部2Bの頂部ライン41Bとが頂部接続通路43を介して接続されることによって、第1胴部2Aと第2胴部2Bとがタンク内の最上点を共有する。
同様に、タンク本体20の底接続部4は、第1胴部2Aの底部ライン42Aと第2胴部2Bの底部ライン42Bとを水平方向に接続する底部接続通路44を形成している。底接続部4は、シェル21の2つの胴部2A,2Bに跨るように、シェル21と一体的に形成されている。底部接続通路44には、サクションウェル(図示略)が設けられてもよい。
底接続部4の、長手方向Lと直交する断面形状は、部分円弧形状である。つまり、底接続部4は、長手方向Lと交わる方向に延びる円筒の外殻のような、曲面板で形成されている。底接続部4の曲率半径は、胴部2A,2Bの曲率半径と実質的に同一であってよい。
中心線隔壁30において、底部接続通路44と交わる位置には、底部連通口34が設けられている。つまり、底部接続通路44は中心線隔壁30を貫いている。この底部連通口34を通じて、第1胴部2A及び第2胴部2Bに収容された液体が流通することができる。なお、この底部連通口34を通じた液体の流通によって第1胴部2A及び第2胴部2Bの液位及び圧力が等値に保たれる場合は、中心線隔壁30に設けられた連通口31は省略されてもよい。
このように、タンク本体20に底接続部4が設けられ、第1胴部2Aの底部ライン42Aと第2胴部2Bの底部ライン42Bとが底部接続通路44を介して接続されることによって、第1胴部2Aと第2胴部2Bとがタンク内の最下点を共有する。
配管抜出部28は、シェル21の2つの胴部2A,2Bのうち一方(本実施形態では第1胴部2A)において、その頂部ライン(頂部ライン41A又は頂部ライン41B)と重複するように設けられている。本実施形態に係る配管抜出部28では、ドーム形の外殻の内部に複数の配管が集約されている。また、パイプサポート29は、タンク本体20内において底部から配管抜出部28へ略垂直に延びるように設けられている。パイプサポート29には、液体を汲み上げるためのポンプ、液体を送る配管、配線、階段、計装装置などが設けられている(いずれも図示略)。更に、パイプサポート29の下方であって且つタンク本体20の底部には、サクションウェル26が設けられている。サクションウェル26に溜まった液体はポンプによって汲み上げられ、パイプサポート29及び配管抜出部28を通る配管を通じてタンク本体20の外部へ送られる。
以上に説明したように、本実施形態の双胴型タンク1は、半円よりも長い円弧状の横断面形状を有する円筒形の2つの胴部2A,2Bを有し、2つの胴部の各々において最下点を繋いだ底部ライン42A,42Bが平行なタンク本体20を備えている。そして、このタンク本体20に、2つの胴部2A,2Bの底部ライン42A,42B同士を直線的に接続する底部接続通路44を形成する底接続部4が設けられている。
上記の双胴型タンク1では、底部接続通路44を介して2つの胴部2A,2Bの最下点を共有することができる。これにより、従来はタンク本体20の2つの胴部の両方に設けられていた液体搬送機構(サクションウェル26、配管抜出部28、パイプサポート29など)のうち一方を省略することができる。つまり、従来の双胴型タンクの液体搬送機構の冗長性を解消することが可能となり、液体搬送機構の簡素化を実現することができる。そして、液体搬送機構の簡素化により、製造及び保守のコスト削減に寄与することができる。なお、本実施形態において、底部ライン42A,42Bは平行であるが、本発明はこれに限定されず、底部ライン42A,42Bが交わらない胴部2A、2Bを有するものに広く適用することができる。
また、本実施形態の双胴型タンク1は、タンク本体20に、2つの胴部2A,2Bの各々において最上点を繋いだ頂部ライン41A,41B同士を直線的に接続する頂部接続通路43を形成する頂接続部3が設けられている。本実施形態において2つの頂部ライン41A,41Bは平行であるが、これに限定されず、本発明は頂部ライン41A,41Bが交わらない胴部2A、2Bを有するものに広く適用することができる。なお、本実施形態に係る双胴型タンク1では、タンク本体20が頂接続部3及び底接続部4の双方を有するが、タンク本体20は頂接続部3及び底接続部4のうち少なくとも一方を有していればよい。
上記の双胴型タンク1では、頂部接続通路43を介して2つの胴部2A,2Bの最上点を共有することができる。これにより、従来はタンク本体20の2つの胴部2A,2Bの両方に設けられていた気体排出機構(例えば、タンク本体20から気体を排出するための配管やそれに設けられた安全弁など)のうち一方を省略することができる。つまり、従来の双胴型タンクの気体排出機構の冗長性を解消することが可能となり、気体排出機構の簡素化を実現することができる。そして、気体排出機構の簡素化により、製造及び保守のコスト削減に寄与することができる。
また、本実施形態に係る双胴型タンク1は、2つの胴部2A,2Bの間でタンク本体20内を2つに隔てる中心線隔壁30を、更に備えている。この中心線隔壁30には、底部接続通路44が貫く底部連通口34及び頂部接続通路43が貫く頂部連通口33が設けられている。なお、タンク本体20が底接続部4のみを有する場合には、中心線隔壁30には底部連通口34のみが設けられる。
これにより、上記の双胴型タンク1では、中心線隔壁30に設けられた底部連通口34を通じて、タンク本体20の2つの胴部2A,2B内に収容されている液体が流通することができる。同様に、上記の双胴型タンク1では、中心線隔壁30に設けられた頂部連通口33を通じて、タンク本体20の2つの胴部2A,2B内の上部に溜まっている気体が流通することができる。
また、本実施形態に係る双胴型タンク1では、タンク本体20に設けられた頂接続部3及び底接続部4が曲面で形成されている。より詳細には、タンク本体20の頂接続部3及び底接続部4の2つの胴部2A,2Bの長手方向Lと直交する断面は、円弧形状を呈している。
一般に、液体を貯蔵するタンクにおける内圧やスロッシングに対する強度は、タンク壁面が平面状のものよりも曲面状のものが高くなり、更に、曲面状のタンク壁面のなかでも球面状のものが一層高くなることが知られている。従って、本実施形態に係る双胴型タンク1では、タンク本体20の頂接続部3及び底接続部4が曲面で形成されることによって、タンク内圧に対するタンク強度が高められている。そして、本実施形態に係る双胴型タンク1では、タンク本体20の頂接続部3及び底接続部4の断面が円弧形状を呈することから、タンク内圧に対するタンク強度が一層高められている。このように、頂接続部3及び底接続部4の胴部2A,2Bの長手方向Lと直交する断面形状が、円弧形状であることが望ましいが、放物線状などの円弧以外の曲面であってもよい。
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の精神を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び/又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。
例えば、上記実施形態に係る双胴型タンク1において、タンク本体20に1箇所の頂接続部3が設けられているが、頂接続部3はタンク本体20の複数箇所に設けられていてもよい。
また、例えば、上記実施形態に係る双胴型タンク1において、タンク本体20に1箇所の底接続部4が設けられているが、底接続部4はタンク本体20の複数箇所に設けられていてもよい。
また、例えば、上記実施形態に係る双胴型タンク1において、タンク本体20の2つの胴部2A,2Bでは、双方の最上点が同一の高さレベルにあり、双方の最下点が同一の高さレベルにあるが、タンク本体20の2つの胴部2A,2Bが異径であることによって最上点又は/及び最下点の高さレベルが異なっていてもよい。タンク本体20の2つの胴部2A,2Bの双方の最上点が同一の高さレベルにある場合は、頂接続部3によって両者を繋ぐ略水平な頂部接続通路43が形成されるが、最上点の高さレベルが異なる場合は、2つの胴部2A,2Bの最上点同士を繋ぐ頂接続部3によって形成される頂部接続通路43は水平から傾いている。後者の場合は、高い方の最上点を有する胴部2A,2Bに気体排出機構が設けられるとよい。また、タンク本体20の2つの胴部2A,2Bの双方の最下点が同一の高さレベルにある場合は、底接続部4によって両者を繋ぐ略水平な底部接続通路44が形成されるが、最下点の高さレベルが異なる場合は、2つの胴部2A,2Bの最下点同士を繋ぐ底接続部4によって形成される底部接続通路44は水平から傾いている。後者の場合は、低い方の最下点を有する胴部2A,2Bに液体搬送機構が設けられるとよい。
1 :双胴型タンク
20 :タンク本体
21 :シェル
2A,2B :胴部
22 :鏡板
3 :頂接続部
4 :底接続部
26 :サクションウェル
28 :配管抜出部
29 :パイプサポート
30 :中心線隔壁
31 :連通口
33 :頂部連通口
34 :底部連通口
41A,41B :頂部ライン
42A,42B :底部ライン
43 :頂部接続通路
44 :底部接続通路
L :長手方向

Claims (12)

  1. 半円よりも長い円弧状の横断面形状を有する円筒形の2つの胴部が組み合わされた形状を呈するシェルを有し、前記2つの胴部の各々において最下点を繋いだ仮想ラインを底部ラインとしたときに、前記2つの胴部の前記底部ライン同士が交わらないタンク本体を備え、
    前記タンク本体は、タンク内圧に対する強度を備える圧力容器であって、
    前記タンク本体に、前記2つの胴部の前記底部ライン同士を水平且つ直線的に接続する底部接続通路を形成する底接続部が1箇所又は複数箇所に設けられており、前記底接続部が前記2つの胴部に跨るように前記シェルと一体的に形成されている、
    双胴型タンク。
  2. 前記2つの胴部の間に設けられて前記タンク本体内を2つに隔てる中心線隔壁を、更に備え、
    前記中心線隔壁に設けられた底部連通口によって前記底部接続通路の一部が形成されている、
    請求項1に記載の双胴型タンク。
  3. 前記底接続部の壁面は、面で形成されている、
    請求項1又は2に記載の双胴型タンク。
  4. 前記底接続部の内周は、前記底部接続通路の延伸方向の横断面が円弧形状を呈する、
    請求項1~3のいずれか一項に記載の双胴型タンク。
  5. 前記2つの胴部のうち一方の底部にのみ設けられたサクションウェルを、更に備える、
    請求項1~4のいずれか一項に記載の双胴型タンク。
  6. 半円よりも長い円弧状の横断面形状を有する円筒形の平行な2つの胴部が組み合わされた形状を呈するシェルを有し、前記2つの胴部の各々において最上点を繋いだ仮想ラインを頂部ラインとしたときに、前記2つの胴部の前記頂部ライン同士が交わらないタンク本体を備え、
    前記タンク本体は、タンク内圧に対する強度を備える圧力容器であって、
    前記タンク本体に、前記2つの胴部の前記頂部ライン同士を水平且つ直線的に接続する頂部接続通路を形成する頂接続部が1箇所又は複数箇所に設けられており、前記頂接続部が前記2つの胴部に跨るように前記シェルと一体的に形成されている、
    双胴型タンク。
  7. 前記2つの胴部の間に設けられて前記タンク本体内を2つに隔てる中心線隔壁を更に備え、
    前記中心線隔壁に設けられた頂部連通口によって前記頂部接続通路の一部が形成されている、
    請求項6に記載の双胴型タンク。
  8. 前記頂接続部の壁面は、面で形成されている、
    請求項6又は7に記載の双胴型タンク。
  9. 前記頂接続部の内周は、前記頂部接続通路の延伸方向の横断面が円弧形状を呈する、
    請求項6~8のいずれか一項に記載の双胴型タンク。
  10. 前記2つの胴部のうち一方の上部に設けられた配管抜出部を、更に備える、
    請求項1~8のいずれか一項に記載の双胴型タンク。
  11. 前記底接続部の横断面の前記円弧の曲率半径が、前記2つの胴部の曲率半径と同一である、
    請求項4に記載の双胴型タンク。
  12. 前記頂接続部の横断面の前記円弧の曲率半径が、前記2つの胴部の曲率半径と同一である、
    請求項9に記載の双胴型タンク。
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