JP7221856B2 - タンクシステム、船舶 - Google Patents
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Description
本開示は、タンクシステム、船舶に関する。
特許文献１には、ガス積込配管系統を通してＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）等の液化ガスをタンク内に積み込むことが開示されている。
ところで、特許文献１のようなタンクを用いて液化二酸化炭素を運搬することが要望されている。液化二酸化炭素は、気相、液相、固相が共存する三重点の圧力（以下、三重点圧力と称す）が、ＬＮＧやＬＰＧの三重点圧力に比較して高い。そのため、三重点圧力がタンクの運用圧力に近くなる。タンク内に液化二酸化炭素を収容する場合、以下のような理由により、液化二酸化炭素が凝固してドライアイスが生成される可能性がある。
特許文献１のような液化ガスを収容するタンクでは、タンク内で開口する積込配管の下端がタンク内の下部に配置されている場合がある。このような配置とすることで、液ヘッドの増加に伴い積込配管の開口付近が加圧される。そのため、積込配管の開口から放出された液化ガスがフラッシュ蒸発することを抑制できる。しかしながら、積込配管のうち最も高い位置に配置された配管頂部では、内部の液化二酸化炭素の圧力が、配管下端における液化二酸化炭素の圧力に対し、配管下端と配管頂部との高低差に応じた分だけ低くなる。
その結果、タンク運用圧力によっては、液化二酸化炭素の圧力が最も低くなる積込配管の配管頂部において、液化二酸化炭素の圧力が三重点圧力以下となり、液化二酸化炭素の蒸発が生じて、その蒸発潜熱により、蒸発せずに残った液化二酸化炭素の温度低下が生じて、液化二酸化炭素が凝固してドライアイスが生成される可能性が有る。
そして、このように、積込配管内でドライアイスが生成されてしまうと、積込配管内における液化二酸化炭素の流れが阻害され、タンクの運用に影響を及ぼす可能性がある。
その結果、タンク運用圧力によっては、液化二酸化炭素の圧力が最も低くなる積込配管の配管頂部において、液化二酸化炭素の圧力が三重点圧力以下となり、液化二酸化炭素の蒸発が生じて、その蒸発潜熱により、蒸発せずに残った液化二酸化炭素の温度低下が生じて、液化二酸化炭素が凝固してドライアイスが生成される可能性が有る。
そして、このように、積込配管内でドライアイスが生成されてしまうと、積込配管内における液化二酸化炭素の流れが阻害され、タンクの運用に影響を及ぼす可能性がある。
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、積込配管内のドライアイス生成を抑え、タンクの運用を円滑に行うことができるタンクシステム、船舶を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示に係るタンクシステムは、タンクと、積込配管と、配管圧力抵抗部と、を備える。前記タンクは、内部に液化二酸化炭素が収容される。前記積込配管は、上下方向に延びて前記タンク内に下端が開口する。前記積込配管は、外部から供給される液化二酸化炭素を前記下端から前記タンク内に放出する。前記配管圧力抵抗部は、前記積込配管において最も高い位置に位置する配管頂部に対して前記下端側に設けられている。前記配管圧力抵抗部は、積込配管を流通する液化二酸化炭素に圧力損失を発生させる。前記配管圧力抵抗部は、タンク運用圧力に前記配管圧力抵抗部にて発生する圧力損失を加えたものから、前記タンク内における液化二酸化炭素の液面と前記配管頂部との高低差に相当する圧力を差し引いた値が、液化二酸化炭素の三重点圧力値に安全マージン値を加えた設定圧力下限値を上回るように決められる圧力損失を発生させる。
本開示に係る船舶は、船体と、前記船体に設けられた、上記したようなタンクシステムと、を備える。
本開示のタンクシステム、船舶によれば、積込配管内のドライアイス生成を抑え、タンクの運用を円滑に行うことができる。
＜第一実施形態＞
以下、本開示の実施形態に係るタンクシステム、船舶について、図１～図３を参照して説明する。
（船舶の船体構成）
図１に示すように、本開示の実施形態の船舶１Ａは、液体二酸化炭素、あるいは液化二酸化炭素を含む多種の液化ガスを運搬する。この船舶１Ａは、船体２と、タンクシステム２０Ａと、を少なくとも備えている。
以下、本開示の実施形態に係るタンクシステム、船舶について、図１～図３を参照して説明する。
（船舶の船体構成）
図１に示すように、本開示の実施形態の船舶１Ａは、液体二酸化炭素、あるいは液化二酸化炭素を含む多種の液化ガスを運搬する。この船舶１Ａは、船体２と、タンクシステム２０Ａと、を少なくとも備えている。
（船体の構成）
船体２は、その外殻をなす、一対の舷側３Ａ，３Ｂと、船底（図示無し）と、上甲板５と、を有している。舷側３Ａ，３Ｂは、左右舷側をそれぞれ形成する一対の舷側外板を備える。船底（図示無し）は、これら舷側３Ａ，３Ｂを接続する船底外板を備える。これら一対の舷側３Ａ，３Ｂ及び船底（図示無し）により、船体２の外殻は、船首尾方向Ｄａに直交する断面において、Ｕ字状を成している。上甲板５は、外部に露出する全通甲板である。船体２には、船尾２ｂ側の上甲板５上に、居住区を有する上部構造７が形成されている。
船体２は、その外殻をなす、一対の舷側３Ａ，３Ｂと、船底（図示無し）と、上甲板５と、を有している。舷側３Ａ，３Ｂは、左右舷側をそれぞれ形成する一対の舷側外板を備える。船底（図示無し）は、これら舷側３Ａ，３Ｂを接続する船底外板を備える。これら一対の舷側３Ａ，３Ｂ及び船底（図示無し）により、船体２の外殻は、船首尾方向Ｄａに直交する断面において、Ｕ字状を成している。上甲板５は、外部に露出する全通甲板である。船体２には、船尾２ｂ側の上甲板５上に、居住区を有する上部構造７が形成されている。
船体２には、上部構造（居住区画）７よりも船首２ａ側に、タンクシステム格納区画（ホールド）８が形成されている。タンクシステム格納区画８は、上甲板５に対して下方の船底（図示無し）に向けて凹むとともに、上方に突出する、あるいは上甲板５を天井とする閉鎖区画である。
（タンクシステムの構成）
図２に示すように、タンクシステム２０Ａは、タンク２１と、積込配管２５と、配管圧力抵抗部３０Ａと、を備えている。
図２に示すように、タンクシステム２０Ａは、タンク２１と、積込配管２５と、配管圧力抵抗部３０Ａと、を備えている。
（タンクの構成）
図１に示すように、タンク２１は、タンクシステム格納区画８内に複数設けられている。この実施形態におけるタンク２１は、タンクシステム格納区画８内に、例えば計７個が配置されている。タンクシステム格納区画８内におけるタンク２１のレイアウト、設置数は何ら限定するものではない。この実施形態において、各タンク２１は、例えば、水平方向（具体的には、船首尾方向）に延びる円筒状である。タンク２１は、その内部に液化二酸化炭素Ｌが収容される。
なお、タンク２１は、円筒状に限られるものではなく、タンク２１は球形等であってもよい。
図１に示すように、タンク２１は、タンクシステム格納区画８内に複数設けられている。この実施形態におけるタンク２１は、タンクシステム格納区画８内に、例えば計７個が配置されている。タンクシステム格納区画８内におけるタンク２１のレイアウト、設置数は何ら限定するものではない。この実施形態において、各タンク２１は、例えば、水平方向（具体的には、船首尾方向）に延びる円筒状である。タンク２１は、その内部に液化二酸化炭素Ｌが収容される。
なお、タンク２１は、円筒状に限られるものではなく、タンク２１は球形等であってもよい。
（積込配管の構成）
図２に示すように、積込配管２５は、陸上の液化二酸化炭素供給施設やバンカー船等、外部から供給される液化二酸化炭素Ｌをタンク２１内に積み込む。この実施形態における積込配管２５は、タンク２１の外部からタンク２１の上部を貫通してタンク２１内に挿入されている。積込配管２５は、タンク２１内で上下方向Ｄｖに延びている。積込配管２５の下端２５ｂは、タンク２１内で開口している。積込配管２５は、外部から供給される液化二酸化炭素Ｌを、下端２５ｂからタンク２１内に放出する。積込配管２５において、最も高い位置に位置する配管頂部２５ｔは、タンク２１の外部に配置されている。
図２に示すように、積込配管２５は、陸上の液化二酸化炭素供給施設やバンカー船等、外部から供給される液化二酸化炭素Ｌをタンク２１内に積み込む。この実施形態における積込配管２５は、タンク２１の外部からタンク２１の上部を貫通してタンク２１内に挿入されている。積込配管２５は、タンク２１内で上下方向Ｄｖに延びている。積込配管２５の下端２５ｂは、タンク２１内で開口している。積込配管２５は、外部から供給される液化二酸化炭素Ｌを、下端２５ｂからタンク２１内に放出する。積込配管２５において、最も高い位置に位置する配管頂部２５ｔは、タンク２１の外部に配置されている。
積込配管２５の下端２５ｂは、タンク２１の底部近傍に配置されている。底部近傍とは、上下方向Ｄｖにおけるタンク２１の中央よりも底部に近い位置である。なお、図２では、タンク２１に貯留される液化二酸化炭素Ｌ内に積込配管２５の下端２５ｂが液没している状況を例示している。また、図２では、下端２５ｂは、下向きに開口しているが、その開口方向は下向きに限らない。
（配管圧力抵抗部の構成）
配管圧力抵抗部３０Ａは、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌに配管圧力抵抗として作用する。配管圧力抵抗部３０Ａは、積込配管２５において最も高い位置となる配管頂部２５ｔに対して下端２５ｂ側に設けられている。この実施形態において、配管圧力抵抗部３０Ａは、積込配管２５の下端２５ｂに設けられているが，下端２５ｂに限定されるものではない。図３に示すように、配管圧力抵抗部３０Ａは、液化二酸化炭素Ｌが流通する流通開口部３０ａを有している。流通開口部３０ａは、積込配管２５内の流路断面積Ａ１よりも小さい開口面積Ａ２を有している。
配管圧力抵抗部３０Ａは、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌに配管圧力抵抗として作用する。配管圧力抵抗部３０Ａは、積込配管２５において最も高い位置となる配管頂部２５ｔに対して下端２５ｂ側に設けられている。この実施形態において、配管圧力抵抗部３０Ａは、積込配管２５の下端２５ｂに設けられているが，下端２５ｂに限定されるものではない。図３に示すように、配管圧力抵抗部３０Ａは、液化二酸化炭素Ｌが流通する流通開口部３０ａを有している。流通開口部３０ａは、積込配管２５内の流路断面積Ａ１よりも小さい開口面積Ａ２を有している。
この実施形態において、配管圧力抵抗部３０Ａは、オリフィス３１を用いて構成されている。オリフィス３１は、積込配管２５の下端２５ｂに取り付けられている。オリフィス３１は、積込配管２５の下端２５ｂの開口を閉塞するように設けられたプレート部３１ａと、プレート部３１ａに形成された貫通孔３１ｂと、を備えている。貫通孔３１ｂは、上記流通開口部３０ａを形成する。貫通孔３１ｂは、プレート部３１ａの板厚方向（積込配管２５の下端２５ｂにおける管軸方向）に貫通して形成されている。この実施形態において、貫通孔３１ｂは、プレート部３１ａの中央部に一つのみが形成されている。
下端２５ｂに配管圧力抵抗部３０Ａが設けられた積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの配管頂部２５ｔにおける圧力Ｐｃは、タンク運用圧力Ｐｔに配管圧力抵抗部にて発生する圧力損失ΔＰを加えたものから、タンク２１内における液化二酸化炭素Ｌの液面と配管頂部２５ｔの高低差に相当する圧力を差し引いた値となるが，積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの動圧が有意な場合はその影響を考慮する必要がある。
積込配管２５の配管頂部２５ｔにおいて、液化二酸化炭素Ｌが、液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力を下回らないようにするには、配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが、予め設定された液化二酸化炭素Ｌの設定圧力下限値Ｐｓを、次式（１）のように上回る必要がある。
Ｐｃ＞Ｐｓ ・・・（１）
ここで、設定圧力下限値Ｐｓは、液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力値に、安全マージン値を加えたものとすることができる。
Ｐｃ＞Ｐｓ ・・・（１）
ここで、設定圧力下限値Ｐｓは、液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力値に、安全マージン値を加えたものとすることができる。
配管圧力抵抗部３０Ａ（オリフィス３１）では、発生する圧力損失ΔＰが配管頂部２５ｔにおける圧力Ｐｃを高めることを利用して，上式（１）で表される条件を満足するよう、流通開口部３０ａの開口面積Ａ２が設定されている。
（具体的な検討例）
ここで、例えば、タンク２１の運用圧：５８０［ｋＰａ（Ｇ）］、液化二酸化炭素Ｌの密度ρ：１１５０［ｋｇ／ｍ３］、タンク２１内における液化二酸化炭素Ｌの液面高さＨ１：０［ｍ］、積込配管２５の配管頂部２５ｔのタンク底面２１ｂからの高さＨ２：３０［ｍ］とする。すると、配管圧力抵抗部３０Ａを備えない状態での積込配管２５における配管頂部２５ｔ内の液化二酸化炭素Ｌの圧力は、２４２［ｋＰａ（Ｇ）］となる。液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力は４１７［ｋＰａ（Ｇ）］であるので、配管圧力抵抗部３０Ａを設けない状態では、積込配管２５の配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力は、三重点圧力以下となり、ドライアイスが生成される可能性がある。
これに対し、配管圧力抵抗部３０Ａを備えた積込配管２５では、上式（１）を満足するように配管圧力抵抗部３０Ａで圧力損失ΔＰが発生し、配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが設定圧力下限値Ｐｓを常に上回り、三重点圧力を十分に超えることができる。
ここで、例えば、タンク２１の運用圧：５８０［ｋＰａ（Ｇ）］、液化二酸化炭素Ｌの密度ρ：１１５０［ｋｇ／ｍ３］、タンク２１内における液化二酸化炭素Ｌの液面高さＨ１：０［ｍ］、積込配管２５の配管頂部２５ｔのタンク底面２１ｂからの高さＨ２：３０［ｍ］とする。すると、配管圧力抵抗部３０Ａを備えない状態での積込配管２５における配管頂部２５ｔ内の液化二酸化炭素Ｌの圧力は、２４２［ｋＰａ（Ｇ）］となる。液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力は４１７［ｋＰａ（Ｇ）］であるので、配管圧力抵抗部３０Ａを設けない状態では、積込配管２５の配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力は、三重点圧力以下となり、ドライアイスが生成される可能性がある。
これに対し、配管圧力抵抗部３０Ａを備えた積込配管２５では、上式（１）を満足するように配管圧力抵抗部３０Ａで圧力損失ΔＰが発生し、配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが設定圧力下限値Ｐｓを常に上回り、三重点圧力を十分に超えることができる。
（作用効果）
上記第一実施形態のタンクシステム２０Ａでは、タンク２１と、積込配管２５と、配管圧力抵抗部３０Ａと、を備えている。配管圧力抵抗部３０Ａは、積込配管２５において最も高い位置に位置する配管頂部２５ｔに対して下端２５ｂ側に設けられている。配管圧力抵抗部３０Ａによって、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力が圧力損失ΔＰの分だけ高められ、液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが三重点圧力に近づくことが抑えられる。これにより、積込配管２５内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。その結果、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことが可能となる。
上記第一実施形態のタンクシステム２０Ａでは、タンク２１と、積込配管２５と、配管圧力抵抗部３０Ａと、を備えている。配管圧力抵抗部３０Ａは、積込配管２５において最も高い位置に位置する配管頂部２５ｔに対して下端２５ｂ側に設けられている。配管圧力抵抗部３０Ａによって、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力が圧力損失ΔＰの分だけ高められ、液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが三重点圧力に近づくことが抑えられる。これにより、積込配管２５内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。その結果、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことが可能となる。
上記第一実施形態のタンクシステム２０Ａでは、配管圧力抵抗部３０Ａは、上式（１）を満たす圧力損失ΔＰを発生させる。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ａによれば、積込配管２５の配管頂部２５ｔの高さＨ２に応じた適切な圧力損失ΔＰを配管圧力抵抗部３０Ａで発生させ、液化二酸化炭素Ｌの圧力を高めることができる。これにより、積込配管２５内の全域で、液化二酸化炭素Ｌの圧力が、液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力に応じて設定する設定圧力下限値Ｐｓ以上となる。これにより、積込配管２５内でドライアイスが生成されることが抑えられる。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ａによれば、積込配管２５の配管頂部２５ｔの高さＨ２に応じた適切な圧力損失ΔＰを配管圧力抵抗部３０Ａで発生させ、液化二酸化炭素Ｌの圧力を高めることができる。これにより、積込配管２５内の全域で、液化二酸化炭素Ｌの圧力が、液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力に応じて設定する設定圧力下限値Ｐｓ以上となる。これにより、積込配管２５内でドライアイスが生成されることが抑えられる。
上記第一実施形態のタンクシステム２０Ａでは、配管圧力抵抗部３０Ａは、積込配管２５の下端２５ｂに設けられている。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ａによれば、積込配管２５の下端２５ｂに設けた配管圧力抵抗部３０Ａにより、積込配管２５内でドライアイスが生成されることが抑えられる。また、既存のタンクシステム２０Ａの積込配管２５の下端２５ｂに対しても、配管圧力抵抗部３０Ａを追設することができる。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ａによれば、積込配管２５の下端２５ｂに設けた配管圧力抵抗部３０Ａにより、積込配管２５内でドライアイスが生成されることが抑えられる。また、既存のタンクシステム２０Ａの積込配管２５の下端２５ｂに対しても、配管圧力抵抗部３０Ａを追設することができる。
上記第一実施形態のタンクシステム２０Ａでは、配管圧力抵抗部３０Ａ（オリフィス３１）は、積込配管２５内の流路断面積Ａ１よりも小さい開口面積Ａ２を有し、液化二酸化炭素Ｌが流通する流通開口部３０ａを有している。
このような配管圧力抵抗部３０Ａは、流通開口部３０ａを有する簡易な構成であり、低コストで液化二酸化炭素Ｌにおけるドライアイスの生成抑制が実現できる。
このような配管圧力抵抗部３０Ａは、流通開口部３０ａを有する簡易な構成であり、低コストで液化二酸化炭素Ｌにおけるドライアイスの生成抑制が実現できる。
上記第一実施形態の船舶１Ａでは、船体２と、船体２に設けられたタンクシステム２０Ａと、を備えている。
したがって、実施形態の船舶１Ａによれば、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことができるタンクシステム２０Ａを備えた船舶１Ａを提供することが可能となる。
したがって、実施形態の船舶１Ａによれば、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことができるタンクシステム２０Ａを備えた船舶１Ａを提供することが可能となる。
＜変形例＞
上記第一実施形態では、配管圧力抵抗部３０Ａとして、オリフィス３１を設ける構成としたが、これに限られない。
例えば、図４に示すように、配管圧力抵抗部３０Ａとして、多孔板３２を設けるようにしてもよい。多孔板３２は、積込配管２５の下端２５ｂに取り付けられている。多孔板３２は、積込配管２５の下端２５ｂの開口を閉塞するように設けられたプレート部３２ａと、プレート部３２ａに形成された複数（多数）の貫通孔３２ｂと、を備えている。各貫通孔３２ｂは、プレート部３２ａの板厚方向に貫通している。これら複数の貫通孔３２ｂにより、上記流通開口部３０ａが構成されている。流通開口部３０ａは、複数の貫通孔３２ｂの合計開口面積Ａ３が、積込配管２５内の流路断面積Ａ１よりも小さい。
このような多孔板３２を用いた配管圧力抵抗部３０Ａは、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力を圧力損失ΔＰの分だけ高めることができる。
上記第一実施形態では、配管圧力抵抗部３０Ａとして、オリフィス３１を設ける構成としたが、これに限られない。
例えば、図４に示すように、配管圧力抵抗部３０Ａとして、多孔板３２を設けるようにしてもよい。多孔板３２は、積込配管２５の下端２５ｂに取り付けられている。多孔板３２は、積込配管２５の下端２５ｂの開口を閉塞するように設けられたプレート部３２ａと、プレート部３２ａに形成された複数（多数）の貫通孔３２ｂと、を備えている。各貫通孔３２ｂは、プレート部３２ａの板厚方向に貫通している。これら複数の貫通孔３２ｂにより、上記流通開口部３０ａが構成されている。流通開口部３０ａは、複数の貫通孔３２ｂの合計開口面積Ａ３が、積込配管２５内の流路断面積Ａ１よりも小さい。
このような多孔板３２を用いた配管圧力抵抗部３０Ａは、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力を圧力損失ΔＰの分だけ高めることができる。
また、図５に示すように、配管圧力抵抗部３０Ａとして、フラップ３３を設けるようにしてもよい。フラップ３３は、積込配管２５の下端２５ｂの内側に取り付けられている。フラップ３３は、板状で、積込配管２５の下端２５ｂにおける管軸方向Ｄｐに直交する面に対し、傾斜して設けられている。フラップ３３は、その外周縁３３ａと、積込配管２５の下端２５ｂの内周面２５ｆとの間に隙間３３ｂを空けるように設けられている。フラップ３３の外周縁３３ａと積込配管２５の内周面２５ｆとの隙間３３ｂが、上記流通開口部３０ａを形成する。流通開口部３０ａを形成する隙間３３ｂの開口面積Ａ４は、積込配管２５内の流路断面積Ａ１よりも小さい。
このようなフラップ３３を用いた配管圧力抵抗部３０Ａは、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力を圧力損失ΔＰの分だけ高めることができる。
このようなフラップ３３を用いた配管圧力抵抗部３０Ａは、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力を圧力損失ΔＰの分だけ高めることができる。
＜第二実施形態＞
次に、本開示の第二実施形態に係るタンクシステム、船舶について、図６を参照して説明する。以下に説明する本開示の第二実施形態においては、本開示の第一実施形態と配管圧力抵抗部３０Ｂの位置のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
（船舶の船体構成）
図１に示すように、この実施形態の船舶１Ｂは、液化二酸化炭素、あるいは液化二酸化炭素を含む多種の液化ガスを運搬する。この船舶１Ｂは、船体２と、タンクシステム２０Ｂと、を少なくとも備えている。
次に、本開示の第二実施形態に係るタンクシステム、船舶について、図６を参照して説明する。以下に説明する本開示の第二実施形態においては、本開示の第一実施形態と配管圧力抵抗部３０Ｂの位置のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
（船舶の船体構成）
図１に示すように、この実施形態の船舶１Ｂは、液化二酸化炭素、あるいは液化二酸化炭素を含む多種の液化ガスを運搬する。この船舶１Ｂは、船体２と、タンクシステム２０Ｂと、を少なくとも備えている。
（タンクシステムの構成）
図６に示すように、タンクシステム２０Ｂは、タンク２１と、積込配管２５と、配管圧力抵抗部３０Ｂと、を備えている。
図６に示すように、タンクシステム２０Ｂは、タンク２１と、積込配管２５と、配管圧力抵抗部３０Ｂと、を備えている。
（配管圧力抵抗部の構成）
配管圧力抵抗部３０Ｂは、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力を圧力損失分だけ高めることができる。配管圧力抵抗部３０Ｂは、積込配管２５において最も高い位置に位置する配管頂部２５ｔに対して下端２５ｂ側に設けられている。この第二実施形態において、配管圧力抵抗部３０Ｂは、積込配管２５の配管頂部２５ｔと下端２５ｂとの間に設けられている。配管圧力抵抗部３０Ｂは、積込配管２５の下端２５ｂよりも高い位置に設けられている。
配管圧力抵抗部３０Ｂは、上記第一実施形態で示した、オリフィス３１（図３参照）、多孔板３２（図４参照）、及びフラップ３３（図５参照）の一つを用いて形成されている。配管圧力抵抗部３０Ｂは、発生する圧力損失ΔＰが上式（１）で表される条件を満足するように設けられている。
配管圧力抵抗部３０Ｂは、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力を圧力損失分だけ高めることができる。配管圧力抵抗部３０Ｂは、積込配管２５において最も高い位置に位置する配管頂部２５ｔに対して下端２５ｂ側に設けられている。この第二実施形態において、配管圧力抵抗部３０Ｂは、積込配管２５の配管頂部２５ｔと下端２５ｂとの間に設けられている。配管圧力抵抗部３０Ｂは、積込配管２５の下端２５ｂよりも高い位置に設けられている。
配管圧力抵抗部３０Ｂは、上記第一実施形態で示した、オリフィス３１（図３参照）、多孔板３２（図４参照）、及びフラップ３３（図５参照）の一つを用いて形成されている。配管圧力抵抗部３０Ｂは、発生する圧力損失ΔＰが上式（１）で表される条件を満足するように設けられている。
また、配管圧力抵抗部３０Ｂを、積込配管２５の下端２５ｂよりも高い位置に設けた場合、配管圧力抵抗部３０Ｂの下方（下端２５ｂ）側で、配管圧力抵抗部３０Ｂを通過した液化二酸化炭素Ｌの圧力が、三重点圧力を下回らないようにする必要がある。
このため、配管圧力抵抗部３０Ｂを、タンク２１のタンク底面２１ｂからの高さＨ［ｍｍ］に設けた場合、配管圧力抵抗部３０Ｂの高さＨにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力が、設定圧力下限値Ｐｓを上回るようする必要がある。
このため、配管圧力抵抗部３０Ｂを、タンク２１のタンク底面２１ｂからの高さＨ［ｍｍ］に設けた場合、配管圧力抵抗部３０Ｂの高さＨにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力が、設定圧力下限値Ｐｓを上回るようする必要がある。
配管圧力抵抗部３０Ｂが設置されるタンク底面２１ｂからの高さＨ［ｍｍ］は、配管圧力抵抗部３０Ｂを通過した液化二酸化炭素Ｌの圧力がＨとタンク２１内における液化二酸化炭素Ｌの液面高さＨ１との高低差に応じて低下することを考慮して、その圧力が三重点圧力を下回らないように制限される。
（作用効果）
上記第二実施形態のタンクシステム２０Ｂでは、タンク２１と、積込配管２５と、配管圧力抵抗部３０Ｂと、を備えている。配管圧力抵抗部３０Ｂは、積込配管２５において最も高い位置に位置する配管頂部２５ｔに対して下端２５ｂ側に設けられている。配管圧力抵抗部３０Ｂによって、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力は圧力損失ΔＰの分だけ高められ、液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが三重点圧力に近づくことが抑えられる。その結果、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことが可能となる。
上記第二実施形態のタンクシステム２０Ｂでは、タンク２１と、積込配管２５と、配管圧力抵抗部３０Ｂと、を備えている。配管圧力抵抗部３０Ｂは、積込配管２５において最も高い位置に位置する配管頂部２５ｔに対して下端２５ｂ側に設けられている。配管圧力抵抗部３０Ｂによって、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力は圧力損失ΔＰの分だけ高められ、液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが三重点圧力に近づくことが抑えられる。その結果、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことが可能となる。
上記第二実施形態のタンクシステム２０Ｂでは、配管圧力抵抗部３０Ｂは、上式（１）を満たす圧力損失ΔＰを発生させる。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ｂによれば、積込配管２５の配管頂部２５ｔの高さＨ２に応じた適切な圧力損失ΔＰを配管圧力抵抗部３０Ｂで発生させ、液化二酸化炭素Ｌの圧力を高めることができる。これにより、積込配管２５内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ｂによれば、積込配管２５の配管頂部２５ｔの高さＨ２に応じた適切な圧力損失ΔＰを配管圧力抵抗部３０Ｂで発生させ、液化二酸化炭素Ｌの圧力を高めることができる。これにより、積込配管２５内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。
上記第二実施形態のタンクシステム２０Ｂでは、配管圧力抵抗部３０Ｂは、積込配管２５の下端２５ｂよりも高く、かつタンク２１のタンク底面２１ｂからの高さＨ［ｍｍ］は、配管圧力抵抗部３０Ｂを通過した液化二酸化炭素Ｌの圧力が、タンク底面２１ｂからの高さＨとタンク２１内における液化二酸化炭素Ｌの液面高さＨ１との高低差に応じて低下することを考慮して、その圧力が三重点圧力を下回らないように制限されている。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ｂによれば、配管圧力抵抗部３０Ｂよりも下方（下端２５ｂ側）で、液化二酸化炭素Ｌの圧力が、設定圧力下限値Ｐｓ以上となる。これにより、配管圧力抵抗部３０Ｂを通過した液化二酸化炭素Ｌの圧力低下が生じてドライアイスが生成されてしまうことを抑えることができる。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ｂによれば、配管圧力抵抗部３０Ｂよりも下方（下端２５ｂ側）で、液化二酸化炭素Ｌの圧力が、設定圧力下限値Ｐｓ以上となる。これにより、配管圧力抵抗部３０Ｂを通過した液化二酸化炭素Ｌの圧力低下が生じてドライアイスが生成されてしまうことを抑えることができる。
上記第二実施形態の船舶１Ｂでは、船体２と、船体２に設けられたタンクシステム２０Ｂと、を備える。
したがって、第二実施形態の船舶１Ｂによれば、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことができるタンクシステム２０Ｂを備えた船舶１Ｂを提供することが可能となる。
したがって、第二実施形態の船舶１Ｂによれば、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことができるタンクシステム２０Ｂを備えた船舶１Ｂを提供することが可能となる。
［第三実施形態］
次に、本開示の第三実施形態に係るタンクシステム、船舶について、図７～図１１を参照して説明する。以下に説明する本開示の第三実施形態においては、本開示の第一、第二実施形態と配管圧力抵抗部３０Ｃの構成のみが異なるので、第一、第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
（船舶の船体構成）
図１に示すように、この第三実施形態の船舶１Ｃは、液化二酸化炭素、あるいは液化二酸化炭素を含む多種の液化ガスを運搬する。この船舶１Ｃは、船体２と、タンクシステム２０Ｃと、を少なくとも備えている。
次に、本開示の第三実施形態に係るタンクシステム、船舶について、図７～図１１を参照して説明する。以下に説明する本開示の第三実施形態においては、本開示の第一、第二実施形態と配管圧力抵抗部３０Ｃの構成のみが異なるので、第一、第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
（船舶の船体構成）
図１に示すように、この第三実施形態の船舶１Ｃは、液化二酸化炭素、あるいは液化二酸化炭素を含む多種の液化ガスを運搬する。この船舶１Ｃは、船体２と、タンクシステム２０Ｃと、を少なくとも備えている。
（タンクシステムの構成）
図７に示すように、タンクシステム２０Ｃは、タンク２１と、積込配管２５と、配管圧力抵抗部３０Ｃと、を備えている。
図７に示すように、タンクシステム２０Ｃは、タンク２１と、積込配管２５と、配管圧力抵抗部３０Ｃと、を備えている。
（配管圧力抵抗部の構成）
配管圧力抵抗部３０Ｃは、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力を圧力損失分だけ高めることができる。この実施形態において、配管圧力抵抗部３０Ｃは、制御弁３５と、制御装置６０と、を備えている。
配管圧力抵抗部３０Ｃは、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力を圧力損失分だけ高めることができる。この実施形態において、配管圧力抵抗部３０Ｃは、制御弁３５と、制御装置６０と、を備えている。
配管圧力抵抗部３０Ｃの制御弁３５は、積込配管２５において最も高い位置に位置する配管頂部２５ｔに対して下端２５ｂ側に設けられている。この第三実施形態において、制御弁３５は、積込配管２５の下端２５ｂに設けられている。制御弁３５は、上記第二実施形態と同様に、積込配管２５の下端２５ｂよりも高い位置に設けてもよい。
図８に示す制御弁３５は、流通開口部３０ａの開口面積Ａ５を可変とする。制御弁３５は、積込配管２５における液化二酸化炭素Ｌの流路内で回動可能に設けられた弁体３５ａを有している。弁体３５ａは、弁軸周りに回動することで、積込配管２５内の流路を開閉する。弁体３５ａは、弁軸周りの開度を調整することで、弁体３５ａと、積込配管２５の内周面２５ｆとの間に形成される隙間３５ｂを増減させる。弁体３５ａと積込配管２５の内周面２５ｆとの隙間３５ｂが、上記流通開口部３０ａを形成する。流通開口部３０ａを形成する隙間３５ｂの開口面積Ａ５は、積込配管２５内の流路断面積Ａ１よりも小さい。制御弁３５には、低温の液化二酸化炭素Ｌ中でも作動可能な液没耐低温弁を用いるのが好ましい。
このような制御弁３５を用いた配管圧力抵抗部３０Ｃは、積込配管２５を流通する液体二酸化炭素Ｌの圧力を圧力損失ΔＰの分だけ高めることができる。
このような制御弁３５を用いた配管圧力抵抗部３０Ｃは、積込配管２５を流通する液体二酸化炭素Ｌの圧力を圧力損失ΔＰの分だけ高めることができる。
配管圧力抵抗部３０Ｃの制御弁３５では、発生する圧力損失ΔＰが配管頂部２５ｔにおける圧力Ｐｃを高めることを利用して，上式（１）で表される条件を満足するよう、流通開口部３０ａの開口面積Ａ４が設定されている。
（制御装置の構成）
制御装置６０は、制御弁３５における流通開口部３０ａの開度を調整する。制御装置６０で、制御弁３５の開度調整を行うため、タンクシステム２０Ｃは、タンク内圧センサー５１と、配管頂部圧力センサー５２と、を備えている。タンク内圧センサー５１は、タンク２１の内圧を検出する。配管頂部圧力センサー５２は、配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃを検出する。
制御装置６０は、制御弁３５における流通開口部３０ａの開度を調整する。制御装置６０で、制御弁３５の開度調整を行うため、タンクシステム２０Ｃは、タンク内圧センサー５１と、配管頂部圧力センサー５２と、を備えている。タンク内圧センサー５１は、タンク２１の内圧を検出する。配管頂部圧力センサー５２は、配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃを検出する。
（制御装置のハードウェア構成図）
図９に示すように、制御装置６０は、ＣＰＵ６１（Central Processing Unit）、ＲＯＭ６２（Read Only Memory）、ＲＡＭ６３（Random Access Memory）、ＨＤＤ６４（Hard Disk Drive）、信号受信モジュール６５を備えるコンピュータである。信号受信モジュール６５は、タンク内圧センサー５１、配管頂部圧力センサー５２からの検出信号を受信する。
図９に示すように、制御装置６０は、ＣＰＵ６１（Central Processing Unit）、ＲＯＭ６２（Read Only Memory）、ＲＡＭ６３（Random Access Memory）、ＨＤＤ６４（Hard Disk Drive）、信号受信モジュール６５を備えるコンピュータである。信号受信モジュール６５は、タンク内圧センサー５１、配管頂部圧力センサー５２からの検出信号を受信する。
（制御装置の機能ブロック図）
図１０に示すように、制御装置６０のＣＰＵ６１は予めＨＤＤ６４やＲＯＭ６２等に記憶されたプログラムを実行することにより、信号受信部７１、開度制御部７２、指令信号出力部７３の各機能構成を実現する。
信号受信部７１は、信号受信モジュール６５を介して、タンク内圧センサー５１、配管頂部圧力センサー５２からの検出信号、つまりタンク内圧センサー５１におけるタンク２１の内圧の検出値、及び配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃの検出値のデータを受信する。
開度制御部７２は、配管頂部圧力センサー５２における検出値に基づいて、制御弁３５の開度を調整する制御を実行する。
指令信号出力部７３は、開度制御部７２における制御により、制御弁３５の開度を変更するための指令信号を、制御弁３５に出力する。
図１０に示すように、制御装置６０のＣＰＵ６１は予めＨＤＤ６４やＲＯＭ６２等に記憶されたプログラムを実行することにより、信号受信部７１、開度制御部７２、指令信号出力部７３の各機能構成を実現する。
信号受信部７１は、信号受信モジュール６５を介して、タンク内圧センサー５１、配管頂部圧力センサー５２からの検出信号、つまりタンク内圧センサー５１におけるタンク２１の内圧の検出値、及び配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃの検出値のデータを受信する。
開度制御部７２は、配管頂部圧力センサー５２における検出値に基づいて、制御弁３５の開度を調整する制御を実行する。
指令信号出力部７３は、開度制御部７２における制御により、制御弁３５の開度を変更するための指令信号を、制御弁３５に出力する。
（処理の手順）
次に、タンクシステム２０Ｃにおいて、制御装置６０により制御弁３５の開度を調整する手順について説明する。
図１１に示すように、制御装置６０の信号受信部７１は、予め設定された時間間隔で、タンク内圧センサー５１、配管頂部圧力センサー５２から、タンク内圧センサー５１におけるタンク２１の内圧（運用圧力Ｐｔ）の検出値、及び配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃの検出値のデータを受信する（ステップＳ１）。
次に、タンクシステム２０Ｃにおいて、制御装置６０により制御弁３５の開度を調整する手順について説明する。
図１１に示すように、制御装置６０の信号受信部７１は、予め設定された時間間隔で、タンク内圧センサー５１、配管頂部圧力センサー５２から、タンク内圧センサー５１におけるタンク２１の内圧（運用圧力Ｐｔ）の検出値、及び配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃの検出値のデータを受信する（ステップＳ１）。
次いで、開度制御部７２が、ステップＳ１で受信した配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが、予め設定された閾値（例えば、設定圧力下限値Ｐｓ）未満であるか否かを判定する（ステップＳ２）。その結果、配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが、閾値未満でなければステップＳ１に戻る。
ステップＳ２において、配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが、閾値未満であった場合、つまり、配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが、設定圧力下限値Ｐｓ未満であった場合、開度制御部７２は、制御弁３５の開度を減少させる（ステップＳ３）。これには、開度制御部７２が、指令信号出力部７３を介し、制御弁３５に対して弁体３５ａの開度を所定角度減少させるための指令信号を出力する。指令信号の出力後、制御装置６０は、処理を終了し、ステップＳ１に戻る。
（作用効果）
上記実施形態のタンクシステム２０Ｃでは、タンク２１と、積込配管２５と、配管圧力抵抗部３０Ｃと、を備えている。また、配管圧力抵抗部３０Ｃは、積込配管２５において最も高い位置に位置する配管頂部２５ｔに対して下端２５ｂ側に設けられている。配管圧力抵抗部３０Ｃによって、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力は圧力損失ΔＰの分だけ高められ、液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが三重点圧力に近づくことが抑えられる。その結果、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことが可能となる。
上記実施形態のタンクシステム２０Ｃでは、タンク２１と、積込配管２５と、配管圧力抵抗部３０Ｃと、を備えている。また、配管圧力抵抗部３０Ｃは、積込配管２５において最も高い位置に位置する配管頂部２５ｔに対して下端２５ｂ側に設けられている。配管圧力抵抗部３０Ｃによって、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力は圧力損失ΔＰの分だけ高められ、液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが三重点圧力に近づくことが抑えられる。その結果、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことが可能となる。
上記実施形態のタンクシステム２０Ｃでは、配管圧力抵抗部３０Ｃは、上式（１）を満たす圧力損失ΔＰを発生させる。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ｃによれば、積込配管２５の配管頂部２５ｔの高さＨ２に応じた適切な圧力損失ΔＰを配管圧力抵抗部３０Ｃで発生させ、液化二酸化炭素Ｌの圧力を高めることができる。これにより、積込配管２５内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ｃによれば、積込配管２５の配管頂部２５ｔの高さＨ２に応じた適切な圧力損失ΔＰを配管圧力抵抗部３０Ｃで発生させ、液化二酸化炭素Ｌの圧力を高めることができる。これにより、積込配管２５内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。
上記実施形態のタンクシステム２０Ｃでは、配管圧力抵抗部３０Ｃは、積込配管２５内の流路断面積Ａ１よりも小さい開口面積Ａ５を有し、液体二酸化炭素Ｌが流通する流通開口部３０ａを有する。
このような配管圧力抵抗部３０Ｃは、流通開口部３０ａを有する簡易な構成であり、低コストで液化二酸化炭素Ｌにおけるドライアイスの生成抑制が実現できる。
このような配管圧力抵抗部３０Ｃは、流通開口部３０ａを有する簡易な構成であり、低コストで液化二酸化炭素Ｌにおけるドライアイスの生成抑制が実現できる。
上記実施形態のタンクシステム２０Ｃでは、配管圧力抵抗部３０Ｃは、流通開口部３０ａの開口面積Ａ５を可変とする制御弁３５と、制御弁３５における流通開口部３０ａの開度を調整する制御装置６０と、を備える。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ｃによれば、制御装置６０により、制御弁３５における流通開口部３０ａの開度を調整することで、配管圧力抵抗部３０Ｃで発生する圧力損失ΔＰを調整することができる。これにより、タンクシステム２０Ｃの運用条件等に応じて、液化二酸化炭素Ｌの圧力を高める圧力損失ΔＰを適切に調整することが可能となる。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ｃによれば、制御装置６０により、制御弁３５における流通開口部３０ａの開度を調整することで、配管圧力抵抗部３０Ｃで発生する圧力損失ΔＰを調整することができる。これにより、タンクシステム２０Ｃの運用条件等に応じて、液化二酸化炭素Ｌの圧力を高める圧力損失ΔＰを適切に調整することが可能となる。
上記実施形態のタンクシステム２０Ｃでは、積込配管２５の配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃを検出する配管頂部圧力センサー５２をさらに備え、制御装置６０は、配管頂部圧力センサー５２における検出値に基づいて、制御弁３５の開度を調整する。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ｃによれば、配管頂部圧力センサー５２で検出された配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃに応じて、配管圧力抵抗部３０Ｃで積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力を高める圧力損失ΔＰを調整することができる。したがって、配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力が、設定圧力下限値Ｐｓを下回らないように、液化二酸化炭素Ｌの圧力を高める圧力損失ΔＰを適切に調整することが可能となる。
したがって、実施形態のタンクシステム２０Ｃによれば、配管頂部圧力センサー５２で検出された配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃに応じて、配管圧力抵抗部３０Ｃで積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力を高める圧力損失ΔＰを調整することができる。したがって、配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力が、設定圧力下限値Ｐｓを下回らないように、液化二酸化炭素Ｌの圧力を高める圧力損失ΔＰを適切に調整することが可能となる。
上記実施形態の船舶１Ｃでは、船体２と、船体２に設けられたタンクシステム２０Ｃと、を備える。
したがって、実施形態の船舶１Ｃによれば、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことができるタンクシステム２０Ｃを備えた船舶１Ｃを提供することが可能となる。
したがって、実施形態の船舶１Ｃによれば、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことができるタンクシステム２０Ｃを備えた船舶１Ｃを提供することが可能となる。
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
上記実施形態では、タンク２１を、船体２内に形成されたタンクシステム格納区画８内に設ける構成としたが、これに限るものではなく、例えば、タンク２１は、例えば、上甲板５上に設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態ではタンク２１を船舶１Ａ～１Ｃに備えるようにしたが、これに限るものではなく、例えばタンク２１は、船舶１Ａ～１Ｃ以外の場所、例えば陸上や海上設備に設置したり、タンクローリー等の車両に設置したりするようにしてもよい。
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
上記実施形態では、タンク２１を、船体２内に形成されたタンクシステム格納区画８内に設ける構成としたが、これに限るものではなく、例えば、タンク２１は、例えば、上甲板５上に設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態ではタンク２１を船舶１Ａ～１Ｃに備えるようにしたが、これに限るものではなく、例えばタンク２１は、船舶１Ａ～１Ｃ以外の場所、例えば陸上や海上設備に設置したり、タンクローリー等の車両に設置したりするようにしてもよい。
＜付記＞
実施形態に記載のタンクシステム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、船舶１Ａ～１Ｃは、例えば以下のように把握される。
実施形態に記載のタンクシステム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、船舶１Ａ～１Ｃは、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係るタンクシステム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、内部に液化二酸化炭素Ｌが収容されるタンク２１と、上下方向Ｄｖに延びて前記タンク２１内に下端２５ｂが開口するとともに、外部から供給される液化二酸化炭素Ｌを前記下端２５ｂから前記タンク２１内に放出する積込配管２５と、前記積込配管２５において最も高い位置に位置する配管頂部２５ｔに対して前記下端２５ｂ側に設けられ、前記積込配管２５を流通する前記液化二酸化炭素Ｌに圧力損失ΔＰを発生させる配管圧力抵抗部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃと、を備える。
配管圧力抵抗部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの例としては、オリフィス３１、多孔板３２、フラップ３３がある。
配管圧力抵抗部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの例としては、オリフィス３１、多孔板３２、フラップ３３がある。
このタンクシステム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、配管圧力抵抗部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃにより、積込配管２５を流通する液化二酸化炭素Ｌの圧力が圧力損失ΔＰの分だけ高められる。積込配管２５の配管頂部２５ｔにおける液体二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが高められることで、液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが三重点圧力に近づくことが抑えられる。これにより、積込配管２５内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。その結果、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内のドライアイス生成を抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことが可能となる。
（２）第２の態様に係るタンクシステム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、（１）のタンクシステム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃであって、前記配管圧力抵抗部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは，タンク運用圧力Ｐｔに前記配管圧力抵抗部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃにて発生する圧力損失ΔＰを加えたものから、前記タンク２１内における液化二酸化炭素Ｌの液面と前記配管頂部２５ｔの高低差に相当する圧力を差し引いた値が、液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力値に安全マージン値を加えた設定圧力下限値Ｐｓを上回るように決められる圧力損失ΔＰを発生させる。
これにより、積込配管２５の配管頂部２５ｔの高さに応じた適切な圧力損失ΔＰを配管圧力抵抗部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃで発生させ、液化二酸化炭素Ｌの圧力を高めることができる。これにより、積込配管２５内の液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが、液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力に応じて設定する設定圧力下限値Ｐｓ以上となる。これにより、積込配管２５内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。
（３）第３の態様に係るタンクシステム２０Ａ、２０Ｃは、（２）のタンクシステム２０Ａ、２０Ｃであって、前記配管圧力抵抗部３０Ａ、３０Ｃは、前記積込配管２５の前記下端２５ｂに設けられている。
これにより、積込配管２５の下端２５ｂに設けた配管圧力抵抗部３０Ａ、３０Ｃにより、積込配管２５内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。また、既存のタンクシステムの積込配管２５の下端２５ｂに対しても、配管圧力抵抗部３０Ａ、３０Ｃを追設することができる。
（４）第４の態様に係るタンクシステム２０Ｂは、（２）のタンクシステム２０Ｂであって、前記配管圧力抵抗部３０Ｂは、前記積込配管２５の前記下端２５ｂよりも高く、かつ前記タンク２１のタンク底面２１ｂからの高さＨが、前記配管圧力抵抗部３０Ｂを通過した液化二酸化炭素Ｌの圧力が、前記三重点圧力値を下回らないように設けられている。
これにより、配管圧力抵抗部３０Ｂを、積込配管２５の下端２５ｂよりも高く、配管頂部２５ｔよりも低い位置に設置した場合において、配管圧力抵抗部３０Ｂよりも下方（下端２５ｂ側）においても、液化二酸化炭素Ｌの圧力が設定圧力下限値Ｐｓ以上となる。これにより、配管圧力抵抗部３０Ｂよりも下方で、配管圧力抵抗部３０Ｂを通過した液化二酸化炭素Ｌの圧力低下が生じてドライアイスが生成されてしまうことが抑えられる。
（５）第５の態様に係るタンクシステム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、（１）から（４）の何れか一つタンクシステム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃであって、前記配管圧力抵抗部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、前記積込配管２５内の流路断面積Ａ１よりも小さい開口面積Ａ２～Ａ５を有し、液化二酸化炭素Ｌが流通する流通開口部３０ａを有する。
このような配管圧力抵抗部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、流通開口部３０ａを有する簡易な構成であり、低コストで液化二酸化炭素Ｌにおけるドライアイスの生成抑制が実現できる。
（６）第６の態様に係るタンクシステム２０Ｃは、（５）のタンクシステム２０Ｃであって、前記配管圧力抵抗部３０Ｃは、前記流通開口部３０ａの開口面積Ａ５を可変とする制御弁３５と、前記制御弁３５における前記流通開口部３０ａの開度を調整する制御装置６０と、を備える。
これにより、制御装置６０により、制御弁３５における流通開口部３０ａの開度を調整することで、配管圧力抵抗部３０Ｃで発生する圧力損失ΔＰを調整することができる。したがって、タンクシステム２０Ｃの運用条件等に応じて、液化二酸化炭素Ｌの圧力を高める圧力損失ΔＰを適切に調整することが可能となる。
（７）第７の態様に係るタンクシステム２０Ｃは、（６）のタンクシステム２０Ｃであって、前記積込配管２５の前記配管頂部２５ｔにおける前記液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃを検出する配管頂部圧力センサー５２をさらに備え、前記制御装置６０は、前記配管頂部圧力センサー５２における検出値に基づいて、前記制御弁３５の開度を調整する。
これにより、配管頂部圧力センサー５２で検出された配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃに応じて、配管圧力抵抗部３０Ｃで発生する圧力損失ΔＰを調整することができる。したがって、配管頂部２５ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐｃが設定圧力下限値Ｐｓを下回らないように、液化二酸化炭素Ｌの圧力を高める圧力損失ΔＰを適切に調整することが可能となる。
（８）第８の態様に係る船舶１Ａ～１Ｃは、船体２と、前記船体２に設けられた、（１）から（７）の何れか一つタンクシステム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと、を備える。
これにより、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管２５内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことができるタンクシステム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを備えた船舶１Ａ～１Ｃを提供することが可能となる。
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…船舶
２…船体
２ａ…船首
２ｂ…船尾
３Ａ、３Ｂ…舷側
５…上甲板
７…上部構造
８…タンクシステム格納区画
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…タンクシステム
２１…タンク
２１ｂ…タンク底面
２５…積込配管
２５ｂ…下端
２５ｆ…内周面
２５ｔ…配管頂部
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…配管圧力抵抗部
３０ａ…流通開口部
３１…オリフィス
３１ａ…プレート部
３１ｂ…貫通孔
３２…多孔板
３２ａ…プレート部
３２ｂ…貫通孔
３３…フラップ
３３ａ…外周縁
３３ｂ…隙間
３５…制御弁
３５ａ…弁体
３５ｂ…隙間
５１…タンク内圧センサー
５２…配管頂部圧力センサー
６０…制御装置
６１…ＣＰＵ
６２…ＲＯＭ
６３…ＲＡＭ
６４…ＨＤＤ
６５…信号受信モジュール
７１…信号受信部
７２…開度制御部
７３…指令信号出力部
Ａ１…流路断面積
Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５…開口面積
Ｄａ…船首尾方向
Ｄｐ…管軸方向
Ｄｖ…上下方向
Ｈ…配管圧力抵抗部のタンク底面からの高さ
Ｈ１…タンク内における液化二酸化炭素の液面高さ
Ｈ２…積込配管の配管頂部のタンク底面からの高さ
Ｌ…液化二酸化炭素
ΔＰ…圧力損失
Ｐｃ…圧力
Ｐｓ…設定圧力下限値
Ｐｔ…運用圧力
２…船体
２ａ…船首
２ｂ…船尾
３Ａ、３Ｂ…舷側
５…上甲板
７…上部構造
８…タンクシステム格納区画
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…タンクシステム
２１…タンク
２１ｂ…タンク底面
２５…積込配管
２５ｂ…下端
２５ｆ…内周面
２５ｔ…配管頂部
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…配管圧力抵抗部
３０ａ…流通開口部
３１…オリフィス
３１ａ…プレート部
３１ｂ…貫通孔
３２…多孔板
３２ａ…プレート部
３２ｂ…貫通孔
３３…フラップ
３３ａ…外周縁
３３ｂ…隙間
３５…制御弁
３５ａ…弁体
３５ｂ…隙間
５１…タンク内圧センサー
５２…配管頂部圧力センサー
６０…制御装置
６１…ＣＰＵ
６２…ＲＯＭ
６３…ＲＡＭ
６４…ＨＤＤ
６５…信号受信モジュール
７１…信号受信部
７２…開度制御部
７３…指令信号出力部
Ａ１…流路断面積
Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５…開口面積
Ｄａ…船首尾方向
Ｄｐ…管軸方向
Ｄｖ…上下方向
Ｈ…配管圧力抵抗部のタンク底面からの高さ
Ｈ１…タンク内における液化二酸化炭素の液面高さ
Ｈ２…積込配管の配管頂部のタンク底面からの高さ
Ｌ…液化二酸化炭素
ΔＰ…圧力損失
Ｐｃ…圧力
Ｐｓ…設定圧力下限値
Ｐｔ…運用圧力
Claims (7)
- 内部に液化二酸化炭素が収容されるタンクと、
上下方向に延びて前記タンク内に下端が開口するとともに、外部から供給される液化二酸化炭素を前記下端から前記タンク内に放出する積込配管と、
前記積込配管において最も高い位置に位置する配管頂部に対して前記下端側に設けられ、前記積込配管を流通する液化二酸化炭素に圧力損失を発生させる配管圧力抵抗部と、を備え、
前記配管圧力抵抗部は、タンク運用圧力に前記配管圧力抵抗部にて発生する圧力損失を加えたものから、前記タンク内における液化二酸化炭素の液面と前記配管頂部との高低差に相当する圧力を差し引いた値が、液化二酸化炭素の三重点圧力値に安全マージン値を加えた設定圧力下限値を上回るように決められる圧力損失を発生させる
タンクシステム。 - 前記配管圧力抵抗部は、前記積込配管の前記下端に設けられている
請求項１に記載のタンクシステム。 - 前記配管圧力抵抗部は、前記積込配管の前記下端よりも高く、かつ前記タンクのタンク底面からの高さが、前記配管圧力抵抗部を通過した液化二酸化炭素の圧力が、前記三重点圧力値を下回らないように設けられている
請求項１に記載のタンクシステム。 - 前記配管圧力抵抗部は、前記積込配管内の流路断面積よりも小さい開口面積を有し、液化二酸化炭素が流通する流通開口部を有する
請求項１から３の何れか一項に記載のタンクシステム。 - 前記配管圧力抵抗部は、
前記流通開口部の開口面積を可変とする制御弁と、
前記制御弁における前記流通開口部の開度を調整する制御装置と、を備える
請求項４に記載のタンクシステム。 - 前記積込配管の前記配管頂部における前記液化二酸化炭素の圧力を検出する配管頂部圧力センサーをさらに備え、
前記制御装置は、前記配管頂部圧力センサーにおける検出値に基づいて、前記制御弁の開度を調整する
請求項５に記載のタンクシステム。 - 船体と、
前記船体に設けられた、請求項１から６の何れか一項に記載のタンクシステムと、
を備える船舶。
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