JP7346572B2 - 液化天然ガス貯蔵タンクにおける断熱壁の固定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、液化天然ガス貯蔵タンクにおける断熱壁の固定装置に関するものである。より詳細には、液化天然ガスの断熱のために設置される１次断熱壁および２次断熱壁を相互結合する、液化天然ガス貯蔵タンクにおける断熱壁の固定装置に関するものである。
天然ガスは、陸上または海上のガス配管を通してガス状態で運搬されるか、液化された液化天然ガス（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ、以下「ＬＮＧ」）の状態でＬＮＧ運搬船に貯蔵されて遠距離の消費先まで運搬される。ＬＮＧは天然ガスを極低温（約－１６３℃）まで冷却して得られるものであり、ガス状態の天然ガスに比べて体積が約１／６００に減少するため、海上を通じた遠距離輸送に非常に適している。
ＬＮＧを積載し海上を運航して陸上の需要先にＬＮＧを荷下ろしするためのＬＮＧ輸送船などのように、ＬＮＧを輸送または貯蔵するための構造物にはＬＮＧの極低温に耐えられる貯蔵タンク（通常、「貨物倉」と呼ばれる）が設置される。
ＬＮＧ貯蔵タンクは、貨物の荷重が断熱材に直接的に作用するか否かによって、独立型（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｔｙｐｅ）タンクとメンブレイン型（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｔｙｐｅ）タンクに分けられる。
メンブレイン型の貯蔵タンクは、ＧＴＴ－ＮＯ９６型とＭＡＲＫＩＩＩ型に分けられ、独立型の貯蔵タンクは、ＭＯＳＳ型とＩＨＩ－ＳＰＢ型に分けられる。
ＮＯ９６型の貯蔵タンクは、０．５～０．７ｍｍの厚さのインバー（Ｉｎｖａｒ，３６％ニッケル鋼）のメンブレインからなる１次および２次密封壁と、プライウッドボックス（ｐｌｙｗｏｏｄ ｂｏｘ）にパーライト（ｐｅｒｌｉｔｅ）粉末などの断熱材を充填した断熱ボックスの形態で設けられる１次および２次断熱壁とを備える。
ＮＯ９６型貯蔵タンクは、１次密封壁と２次密封壁がほぼ同じ程度の液密性と強度を有するため、１次密封壁で漏洩が発生した時、相当長い間２次密封壁のみで貨物を安全に保持することができる。
また、ＮＯ９６型の貯蔵タンクは断熱壁が木製ボックス内に断熱材を詰めた形態であるため、ＭＡＲＫＩＩＩ型の貯蔵タンクに比べて高い圧縮強度と剛性を有し、溶接が簡単であるので自動化率が高い。
ＭＡＲＫＩＩＩ型の貯蔵タンクは、１．２ｍｍ厚のステンレス鋼（ＳＵＳ）メンブレインからなる１次密封壁と、トリプレックス（ｔｒｉｐｌｅｘ）からなる２次密封壁と、ポリウレタンフォーム（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｆｏａｍ）の上面または下面で木材プライウッドを接着した断熱パネルで設けられる１次および２次断熱壁とを備える。
ＭＡＲＫＩＩＩ型の貯蔵タンクの１次密封壁は、極低温状態のＬＮＧによる熱収縮を吸収するために波形コルゲート部を有し、この波形コルゲート部でメンブレインの変形を吸収するため、メンブレイン内では大きな応力が発生しなくなる。
ＭＡＲＫＩＩＩ型の貯蔵タンクは、波形コルゲートを有する１次密封壁の溶接自動化率が低いため設置／製作の面で不利であるが、インバー・メンブレインに比べてステンレス鋼メンブレイン及びトリプレックスの価格が安く、施工が容易であり、ポリウレタンフォームの断熱効果が優秀であるため、広く使用されている。
一方、メンブレイン型の貯蔵タンクにおける１次断熱壁は、２次断熱壁の上部で設けられた固定装置（Ｓｅｃｕｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）で結合することにより、２次断熱壁の上部に固定設置される。
図１は、従来の液化天然ガス貯蔵タンクにおける断熱壁固定装置を概略的に示した図である。図１を参照すると、従来の断熱壁固定装置（１０）は、２次断熱壁（２０）のトッププライウッド（２１）で形成された溝に挿入固定するベースソケット（ｂａｓｅ ｓｏｃｋｅｔ，１１）と、ベースソケット（１１）にねじ結合して上部に突出した端部が１次断熱壁（図示せず）と結合する固定スタッド（１２）とを備える。
この時、１次断熱壁と２次断熱壁（２０）との間に設置する２次密封壁（３０）は、断熱壁固定装置（１０）に隙間なく溶接され、２次断熱壁（２０）の上部で密着設置される。
しかし、２次断熱壁（２０）は、船体にマスチック（ｍａｓｔｉｃ）などの接着剤によって付着するため、船体の挙動による影響を受けることになり、このような船体の挙動は２次断熱壁（２０）の上部で設置される断熱壁固定装置（１０）にもそのまま伝達され、断熱壁固定装置（１０）の並進と回転運動を誘発する。
船体の挙動によって誘発された断熱壁固定装置（１０）の並進と回転運動は、断熱壁固定装置（１０）と２次密封壁（３０）間の溶接部に直接負荷として作用し、溶接部位に応力が集中する問題となる。
本発明が解決しようとする技術的課題は、船体の挙動による２次断熱壁の変形に柔軟に対処することで、２次密封壁との溶接部に作用する負荷が減少する、液化天然ガス貯蔵タンクにおける断熱壁の固定装置を提供することである。
前記の目的を達成するために、本発明は、ベースソケットと前記ベースソケットに挿入する固定スタッドとを含む液化天然ガス貯蔵タンクの断熱壁固定装置において、前記ベースソケットは、上面に前記固定スタッドが挿入する挿入孔が形成され、内部には固定スタッドの一端部が安着するための空間が形成され、前記固定スタッドは、前記挿入孔を通して前記ベースソケットの内部空間に挿入する挿入部と、前記挿入部から前記ベースソケットの外側に突出して延長する締結部とを備え、前記挿入部は球形状で設けられて、一側端部から反対側の端部に向かって形成される溝によって分けられる複数の脚部材を備え、前記固定スタッドが前記ベースソケットに挿入する時、前記挿入部で形成された複数の脚部材が前記溝側に縮みながら前記挿入孔に進入することを特徴とする液化天然ガス貯蔵タンクの断熱壁固定装置を提供する。
前記ベースソケットの内部空間に前記挿入部の安着が完了すると、前記複数の脚部材が再び伸びて、前記挿入部が前記ベースソケットの挿入孔の外周に掛かって離脱が防止される。
前記ベースソケットの内部空間は、前記挿入部よりも外周が大きい球形状の空間で設けられる。
前記挿入孔の周囲に沿って孔の中心部に向かって下方傾斜して形成される傾斜面が形成される。
前記溝は、十字型で形成され、前記挿入部の一側端部に４本の脚部材が形成される。
本発明の液化天然ガス貯蔵タンクにおける断熱壁の固定装置は、一端が球形状で設けられる固定スタッドと、前記固定スタッドの一端部を収容する内部空間が形成されたベースソケットとを含む液化天然ガス貯蔵タンクの断熱壁固定装置において、前記ベースソケットの内部空間も球形状であり、前記固定スタッドは一端部が前記ベースソケットに挿入された状態でも回動が可能であり、前記固定スタッドの挿入のために、前記ベースソケットの上面に形成される挿入孔の直径は前記固定スタッドの一端部の直径よりも小さく、前記固定スタッドの一端部には十字型の溝が形成されることによって、前記固定スタッドの一端部が縮む構造であり、前記挿入孔への進入が可能であることを特徴とする。
また、前記固定スタッドの一端部が前記ベースソケットの内部空間に進入した後は、縮んだ前記固定スタッドの一端部が原状に戻され、前記挿入孔の外周に掛かって離脱が防止されることを特徴とする。
本発明に係る液化天然ガス貯蔵タンクの断熱壁固定装置は、固定スタッドがベースソケットの内部空間で自由運動ができるように結合することによって、船体の挙動による応力または断熱壁の熱収縮挙動による応力に柔軟に対処することができ、最終的に２次密封壁との溶接部で応力が集中することを防止する効果がある。
本発明と本発明による利点及び本発明の実施によって達成する目的を十分に理解するためには、本発明の好ましい実施例を示す添付図面および添付図面に記載された内容を参照しなければならない。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明することにより、本発明を詳細に説明する。各図面に提示された同一の参照符号は同一の部材を示す。
本発明において、「１次」および「２次」という用語の使用は、貯蔵タンクに貯蔵されたＬＮＧを基準に、ＬＮＧを１次的に密封または断熱する機能であるか、２次的に密封または断熱する機能であるかに基づいて分けられる。
また、タンクの要素に適用される用語の「上部」または「上」は、重力方向とは関係なく、タンクの内側に向かう方向を指すものであり、同様に、用語の「下部」または「下」は、重力方向とは関係なく、タンクの外側に向かう方向を指すものである。
図２は、本発明に係る液化天然ガス貯蔵タンクの断熱壁固定装置を概略的に示した図である。図３は、本発明に係る断熱壁固定装置のベースソケットを示す図である。図４は、本発明に係る断熱壁固定装置の固定スタッドを示した図である。図５は、図４の固定スタッドに含まれる挿入部の平断面図である。
図２ないし図５を参照すると、本発明に係る液化天然ガス貯蔵タンクの断熱壁固定装置（１００）は、２次断熱壁（２００）のトッププライウッド（２１０）に形成された溝に挿入固定するベースソケット（１１０）と、ベースソケット（１１０）にねじ結合して上部へ突出した端部が１次断熱壁（図示せず）と結合する固定スタッド（１２０）とを備える。
ベースソケット（１１０）は、段差を有する断面を持つように下端部の周囲が突出した形状であり、２次断熱壁（２００）のトッププライウッド（２１０）に段差を有して形成される溝に挿入固定される。
ベースソケット（１１０）の上面には固定スタッド（１２０）が挿入する挿入孔（１１１）が形成され、内部には固定スタッド（１２０）の一端部が安着するための空間（１１２）が形成される。
挿入孔（１１１）は、後述する固定スタッド（１２０）の挿入部（１２１）よりも直径が小さく設けられ、ベースソケット（１１０）の内部空間（１１２）は挿入部（１２１）よりも外周が大きい球形状の空間で設けられる。
また、ベースソケット（１１０）の上面に形成される挿入孔（１１１）の周囲に沿って傾斜面（１１３）が形成され、後述する固定スタッド（１２０）の挿入が容易になる。傾斜面（１１３）は孔の中心部に向かって下方傾斜して形成される。
固定スタッド（１２０）は、およそ球形状で設けられてベースソケット（１１０）に挿入する挿入部（１２１）と、挿入部（１２１）からベースソケット（１１０）の外側に突出して延長し１次断熱壁と結合する端部を提供する締結部（１２２）とで構成される。
この時、挿入部（１２１）は球形状で設けられるが、一側端部から反対側の端部に向かって所定の深さで形成された十字型の溝（１２３）を備える。
これにより、挿入部（１２１）の一側端部には、溝（１２３）によって分けられた４本の脚部材が形成され、４本の脚部材は溝（１２３）側に縮むことになる。
固定スタッド（１２０）は、締結部（１２２）の周囲に沿って外側に突出し形成された円盤形状の安着部（１２４）をさらに備えることができ、安着部（１２４）はベースソケット（１１０）の上面に装着した状態で端部が２次密封壁（３００）と溶接される。
以下では、本発明に係る断熱壁固定装置（１００）による断熱システムの設置方法について説明する。
まず、２次断熱壁（２００）のトッププライウッド（２１０）にベースソケット（１１０）を挿入固定した後、固定スタッド（１２０）をベースソケット（１１０）の上面で形成されている挿入孔（１１１）に挿入する。
このとき、固定スタッド（１２０）がベースソケット（１１０）の挿入孔（１１１）の傾斜面（１１３）に沿って進入することに応じて、挿入部（１２１）で形成された４本の脚部材が縮むことになり、挿入部（１２１）の直径が減少して挿入孔（１１１）への進入が容易になる。
固定スタッド（１２０）の挿入部（１２１）が完全にベースソケット（１１０）の内部空間で安着すると、挿入部（１２１）に形成された４本の脚部材が再び伸びて、ベースソケット（１１０）の入口（挿入孔）の外周に掛かって離脱できない状態となる。
ベースソケット（１１０）の内部空間に固定スタッド（１２０）の安着が完了すると、固定スタッド（１２０）の安着部（１２４）がベースソケット（１１０）の上面で安着することになり、安着部（１２４）の端部に２次密封壁（３００）を隙間なく溶接することによって、２次密封壁（３００）を２次断熱壁（２００）の上部に密着設置することができる。
また、その後、固定スタッド（１２０）の締結部（１２２）に１次断熱壁（図示せず）を締結することで、１次断熱壁（図示せず）を２次密封壁（３００）の上部に設置することができる。
上述したように、２次断熱壁（２００）の上部で設置される本発明の断熱壁固定装置（１００）は、ベースソケット（１１０）の内部空間によって固定スタッド（１２０）の６自由度の運動が可能であり、これによって船体挙動による応力または断熱壁の熱収縮挙動による応力に柔軟に対応することで、２次密封壁（３００）との溶接部に応力が集中することを防止する効果がある。
本発明は、記載された実施例に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を逸脱せず様々な修正及び変更が可能であることは、この技術の分野における通常の知識を有する者にとって自明である。したがって、そのような修正または変更例は本発明の特許請求の範囲に属する。
Claims (4)
- ベースソケットと前記ベースソケットに挿入する固定スタッドとを含む液化天然ガス貯蔵タンクの断熱壁固定装置において、
断熱壁が１次断熱壁、２次断熱壁及び１次断熱壁と２次断熱壁との間に設置される密封壁を有して、前記ベースソケットが前記２次断熱壁のトッププライウッドに固定され、前記固定スタッドは、ベースソケットから突出する端部が１次断熱壁に結合され、
前記ベースソケットは、段差を有する断面を持つように下端部の周囲が突出した形状であり、前記トッププライウッドに段差を有して形成される溝に挿入固定されると共に、上面で前記固定スタッドが挿入する挿入孔が形成され、内部には固定スタッドの一端が安着するための空間が形成され、
前記固定スタッドは、
前記挿入孔を通して前記ベースソケットの内部空間に挿入する挿入部と、
前記挿入部から前記ベースソケットの外側に突出して延長する締結部と、
前記締結部の周囲に外側に突出させて形成され、前記ベースソケットの上面に装着した状態でその外端部が前記密封壁に溶接される円盤形状の安着部とを備え、
前記挿入部は球形状で設けられ、一側端部から反対側の端部に向かって形成される溝によって分けられる複数の脚部材を備え、
前記固定スタッドが前記ベースソケットに挿入する時、前記挿入部で形成された複数の脚部材が前記挿入部の溝側に縮みながら前記挿入孔へ進入し、
前記ベースソケットの内部空間に前記挿入部の安着が完了すると、前記複数の脚部材が再び伸びて、前記挿入部が前記ベースソケットの挿入孔の外周に掛けられて離脱が防止され、
前記ベースソケットの内部空間は、前記挿入部よりも外周が大きい球形状の空間で設けられ、固定スタッドの６自由度の運動を許容することを特徴とする液化天然ガス貯蔵タンクの断熱壁固定装置。 - 前記ベースソケットの上面に、前記安着部の外端部と前記密封壁とが溶接される溶接ラインが形成されることを特徴とする請求項１に記載の液化天然ガス貯蔵タンクの断熱壁固定装置。
- 前記挿入孔の周囲に沿って孔の中心部に向かい下方傾斜して形成される傾斜面が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の液化天然ガス貯蔵タンクの断熱壁固定装置。
- 前記挿入部の溝は十字型に形成されて、前記挿入部の一側端部に４本の脚部材が形成されることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の液化天然ガス貯蔵タンクの断熱壁固定装置。
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