JP7565263B2 - 液化ガス貯留構造および液化ガス運搬船 - Google Patents

液化ガス貯留構造および液化ガス運搬船 Download PDF

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Description

本発明は、液化ガス貯留構造およびこれを含む液化ガス運搬船に関する。
従来から、ＬＮＧや液化水素などの液化ガスを貯留するタンクが知られている。例えば、特許文献１には、液化水素を貯留する球形のタンクが船体に搭載された液化水素運搬船が開示されている。
この液化水素運搬船では、船体の床面から立ち上がる筒状のスカートによってタンクが支持されている。また、タンクの外側面は全面的に絶縁層で覆われている。
特表２０１９－５０１０６４号公報
しかしながら、特許文献１に開示された液化水素運搬船では、床面からスカートを通じたタンク内への熱侵入が大きいという問題がある。
そこで、本発明は、床面からタンク内への熱侵入を低減することができる液化ガス貯留構造、およびこれを含む液化ガス運搬船を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の１つの側面からの液化ガス貯留構造は、液化ガスを貯留する球形の内槽、および前記内槽を収容する外槽を含む二重殻タンクと、床面から立ち上がって前記外槽を支持する第１支持部材と、前記第１支持部材と異なる位置で前記外槽の内側面から立ち上がって前記内槽を支持する第２支持部材と、を備える、ことを特徴とする。
また、本発明の液化ガス運搬船は、船体と、液化ガスを貯留する球形の内槽、および前記内槽を収容する外槽を含む二重殻タンクと、前記船体の床面から立ち上がって前記外槽を支持する第１支持部材と、前記第１支持部材と異なる位置で前記外槽の内側面から立ち上がって前記内槽を支持する第２支持部材と、を備える、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、床面から内槽までの熱侵入経路は、第１支持部材、外槽における第１支持部材と第２支持部材の間の部分、第２支持部材となる。従って、外槽に沿った第１支持部材と第２支持部材の離間距離分、熱侵入経路の長さを確保できる。これにより、床面から二重殻タンク内への熱侵入を低減することができる。
例えば、前記外槽は球形であり、前記第２支持部材は、前記内槽に接合された筒状のスカートであり、前記第１支持部材は、前記外槽に接合された筒状のスカートであってもよい。
前記第２支持部材は、前記内槽と同じ材質の上部と、前記外槽と同じ材質の下部と、前記内槽および前記外槽よりも熱伝導率の低い材質の中間部を含んでもよい。この構成によれば、第２支持部材を内槽および外槽へ容易に接合することができるとともに、第２支持部材の中間部により第２支持部材を通じた熱伝導を阻害することができる。
例えば、前記内槽および前記第２支持部材の上部の材質と、前記外槽および前記第２支持部材の下部の材質は同じであってもよい。
上下方向において、前記第２支持部材の前記上部および前記下部のそれぞれの長さは、前記中間部の長さよりも短くてもよい。この構成によれば、上部、中間部および下部の長さが同じである場合に比べて、二重殻タンク内への熱侵入をより低減することができる。
前記床面は船体の床面であり、前記第１支持部材は、前記外槽と同じ材質の上部と、前記船体と同じ材質の下部と、前記外槽および前記船体よりも熱伝導率の低い材質の中間部を含んでもよい。この構成によれば、第１支持部材を外槽および船体へ容易に接合することができるとともに、第１支持部材の中間部により第１支持部材を通じた熱伝導を阻害することができる。
前記内槽と前記外槽の間の空間には前記液化ガスが気化したボイルオフガスが充填されていてもよい。内槽と外槽の間の空間に気体が充填されている場合には、内槽に貯留されている液化ガスの温度によっては内槽と外槽の間で気体が液化または固化する可能性があるが、その気体がボイルオフガスであれば内槽と外槽の間での気体の液化または固化を防ぐことができる。
例えば、上記の液化ガス貯留構造は、前記内槽と前記外槽の間の空間に詰め込まれて、前記内槽の外側面および前記外槽の内側面を覆う断熱材をさらに備えてもよい。
上記の液化ガス貯留構造は、前記外槽の外側面を覆う断熱材をさらに備えてもよい。この構成によれば、外槽の外側面が断熱材で覆われていない場合に比べて、内槽から外槽までの距離、換言すれば外槽の直径を小さくすることができる。
また、本発明の別の側面からの液化ガス貯留構造は、液化ガスを貯留する球形の内槽、および前記内槽を収容する外槽を含む二重殻タンクと、前記外槽の内側面から立ち上がって前記内槽を支持する支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記内槽と同じ材質の上部と、前記外槽と同じ材質の下部と、前記内槽および前記外槽よりも熱伝導率の低い材質の中間部を含む、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、支持部材を内槽および外槽へ容易に接合することができる。しかも、支持部材の中間部により支持部材を通じた熱伝導を阻害することができるので、二重殻タンク内への熱侵入を低減することができる。
例えば、前記内槽および前記支持部材の上部の材質と、前記外槽および前記支持部材の下部の材質は同じであってもよい。
本発明によれば、床面から二重殻タンク内への熱侵入を低減することができる。
本発明の一実施形態に係る液化ガス貯留構造を含む液化ガス運搬船の断面図である。 図１の一部の拡大図である。 変形例の液化ガス貯留構造を含む液化ガス運搬船の断面図である。 別の変形例の液化ガス貯留構造を含む液化ガス運搬船の断面図である。
図１に、本発明の一実施形態に係る液化ガス貯留構造を含む液化ガス運搬船１を示す。この液化ガス運搬船１は、船体１１と、船体１１に搭載された二重殻タンク２と、船体１１と共に二重殻タンク２の周囲に保持空間１３を形成するタンクカバー１２を含む。
本実施形態では、保持空間１３に窒素ガスが充填される。ただし、保持空間１３には、乾燥空気が充填されてもよいし、推進用エンジンの排気ガスが充填されてもよい。
二重殻タンク２は、液化ガスを貯留する内槽３と、内槽３を収容する外槽４を含む。例えば、液化ガスは、ＬＮＧ、液化窒素、液化水素、液化ヘリウムなどである。
内槽３は、球形である。内槽３は、必ずしも球対称である必要はなく、球対称に近似する形状であってもよい。例えば、内槽３は、球対称に比べて、内槽３の中心から上４５度の角度方向および／または下４５度の角度方向が膨らんだ形状であってもよい。あるいは、内槽３は、上半球体と下半球体との間に短い筒状体が挟まれた形状であってもよい。
本実施形態では、外槽４も球形である。外槽４の中心は内槽３の中心と一致している。内槽３と同様に、外槽４も、必ずしも球対称である必要はなく、球対称に近似する形状であってもよい。例えば、外槽４は、内槽３と同様に、球対称に比べて、外槽４の中心から上４５度の角度方向および／または下４５度の角度方向が膨らんだ形状であってもよい。あるいは、外槽４は、上半球体と下半球体との間に短い筒状体が挟まれた形状であってもよい。
本実施形態では、外槽４の材質が内槽３の材質と同じである。ただし、外槽４の材質は内槽３の材質と異なってもよい。
内槽３と外槽４の間の空間には第１断熱材７が詰め込まれている。第１断熱材７は、外槽４の内側面および内槽３の外側面を全面的に覆う。さらに、外槽４の外側面は、第２断熱材８により全面的に覆われている。
第１断熱材７は、例えば、ポリウレタン（ＰＵ）やフェノール樹脂（ＰＦ）などの樹脂からなる発泡体であってもよいし、パーライトやガラス中空体などの粒状体であってもよいし、グラスウールなどの無機繊維であってもよい。
第２断熱材８は、例えば、ポリウレタンやフェノール樹脂などの樹脂からなる発泡体である。上述したように保持空間１３には窒素ガスが充填されるため、第２断熱材８が発泡体である場合は、保持空間１３から窒素ガスが第２断熱材８内に侵入し、第２断熱材８内の空隙が窒素ガスで充填される。また、ガス発生装置（図示せず）から第２断熱材８に窒素ガスを供給してもよい。なお、保持空間１３に乾燥空気が充填される場合は、第２断熱材８内の空隙にも乾燥空気が充填されてもよい。
本実施形態では、内槽３と外槽４の間の空間に内槽３内の液化ガスが気化したボイルオフガスが充填されている。ただし、内槽３と外槽４の間の空間には、内槽３内の液化ガスの温度では液化しないその他のガスが充填されてもよい。あるいは、内槽３と外槽４の間の空間は真空であってもよい。
内槽３と外槽４の間の空間にボイルオフガスを充填する方法としては種々の方法が採用可能である。例えば、内槽３の上部に連通穴を設けてもよい。あるいは、図示は省略するが、内槽３からボイルオフガスを他の機器へ導く移送管に分岐管を設け、この分岐管の先端を内槽３と外槽４の間で開口させてもよい。
船体１１の床面１１ａと外槽４との間には第１支持部材６が配置されており、外槽４と内槽３との間には第２支持部材５が配置されている。第１支持部材６は、床面１１ａから立ち上がって外槽４を支持し、第２支持部材５は、第１支持部材６と異なる位置で外槽４の内側面から立ち上がって内槽３を支持する。
本実施形態では、第１支持部材６および第２支持部材５が共に鉛直方向を軸方向とする筒状のスカートである。第１支持部材６の上端は、外槽４の赤道部（外槽４の鉛直中心線から最も遠くに位置する最大径部分）に接合されている。同様に、第２支持部材５の上端は、内槽３の赤道部（内槽３の鉛直中心線から最も遠くに位置する最大径部分）に接合されている。
図２に示すように、第１支持部材６は、上部６１、中間部６２および下部６３を含む。図例では、上下方向において、上部６１、中間部６２および下部６３の長さが同じになっているが、それらの長さは適宜変更可能である。
上部６１は、外槽４と同じ材質（例えば、アルミニウム）で構成され、下部６３は、船体１１と同じ材質（例えば、炭素鋼）で構成される。中間部６２は、外槽４および船体１１よりも熱伝導率の低い材質（例えば、ステンレス鋼）で構成される。図示は省略するが、上部６１と中間部６２の間および中間部６２と下部６３の間には異材継手が設けられる。ただし、中間部６２は、船体１１と同じ材質で構成されてもよいし、外槽４と同じ材質で構成されてもよい。
同様に、第２支持部材５は、上部５１、中間部５２および下部５３を含む。図例では、上下方向において、上部５１および下部５３のそれぞれの長さが中間部５２の長さよりも短くなっているが、それらの長さは適宜変更可能である。
上部５１は、内槽３と同じ材質（例えば、アルミニウム）で構成され、下部５３は、外槽４と同じ材質（上述した通り、例えば、アルミニウム）で構成される。中間部５２は、内槽３および外槽４よりも熱伝導率の低い材質（例えば、ステンレス鋼）で構成される。図示は省略するが、上部５１と中間部５２の間および中間部５２と下部５３の間には異材継手が設けられる。ただし、第２支持部材５は、上部５１、中間部５２および下部５３が一体化され、上部５１から下部５３まで熱伝導性の低い材質（例えば、ステンレス鋼）で構成されてもよい。
以上説明したように、本実施形態の液化ガス貯留構造では、床面１１ａから内槽３までの熱侵入経路は、第１支持部材６、外槽４における第１支持部材６と第２支持部材５の間の部分、第２支持部材５となる。従って、外槽４に沿った第１支持部材６と第２支持部材５の離間距離分、熱侵入経路の長さを確保できる。これにより、床面１１ａから二重殻タンク２内への熱侵入を低減することができる。
また、本実施形態では、第２支持部材５の上部５１および下部５３がそれぞれ内槽３および外槽４と同じ材質で構成されているので、第２支持部材５を内槽３および外槽４へ容易に接合することができる。しかも、第２支持部材５の中間部５２は上部５１および下部５３よりも熱伝導率が低いので、その中間部５２により第２支持部材５を通じた熱伝導を阻害することができる。
しかも、本実施形態では、第２支持部材５の上部５１および下部５３のそれぞれの長さが中間部５２の長さよりも短くなっているので、上部５１、中間部５２および下部５３の長さが同じである場合に比べて、二重殻タンク２内への熱侵入をより低減することができる。
さらに、本実施形態では、第１支持部材６の上部６１および下部６３がそれぞれ外槽４および船体１１と同じ材質で構成されているので、第１支持部材６を外槽４および船体１１へ容易に接合することができる。しかも、第１支持部材６の中間部６２は上部６１および下部６３よりも熱伝導率が低いので、その中間部６２により第１支持部材６を通じた熱伝導を阻害することができる。
また、本実施形態では、内槽３と外槽４の間の空間にボイルオフガスが充填されている。内槽３と外槽４の間の空間に気体が充填されている場合には、内槽３に貯留されている液化ガスの温度によっては内槽３と外槽４の間で気体が液化または固化する可能性があるが、本実施形態のようにその気体がボイルオフガスであれば内槽３と外槽４の間での気体の液化または固化を防ぐことができる。
（変形例）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、本発明の液化ガス貯留構造は、必ずしも液化ガス運搬船１に含まれる必要はなく、陸上設備に含まれてもよい。すなわち、第１支持部材６が立ち上がる床面は地上面であってもよい。
また、内槽３と外槽４の間の空間には、必ずしも第１断熱材７が詰め込まれている必要はない。例えば、内槽３と外槽４の間の空間が真空である場合は、内槽３の外側面のみが、輻射シールドフィルムとスペーサが交互に積層された積層真空断熱材で覆われてもよい。
さらに、外槽４の外側面は必ずしも第２断熱材８で覆われている必要はなく、図３に示すように露出していてもよい。しかし、この場合には、内槽３から外槽４までの距離を大きくして断熱性能を確保する必要がある。これに対し、前記実施形態のように外槽４の外側面が第２断熱材８で覆われていれば、外槽４の外側面が第２断熱材８で覆われていない場合に比べて、内槽３から外槽４までの距離、換言すれば外槽４の直径を小さくすることができる。
また、外槽４は、必ずしも球形である必要はなく、例えば、図４に示すような形状であってもよい。
また、第１支持部材６および第２支持部材５は必ずしも筒状のスカートである必要はない。例えば、第１支持部材６および第２支持部材５のそれぞれは、複数の支柱で構成されてもよい。この場合、第１支持部材６および第２支持部材５が同一円周上に位置し、第１支持部材６を構成する支柱と第２支持部材５を構成する支柱とが周方向に交互に配置されてもよい。
１ 液化ガス運搬船
１１ 船体
１１ａ 床面
２ 二重殻タンク
３ 内槽
４ 外槽
５ 第２支持部材
５１ 上部
５２ 中間部
５３ 下部
６ 第１支持部材
６１ 上部
６２ 中間部
６３ 下部
７，８ 断熱材

Claims (10)

  1. 液化ガスを貯留する球形の内槽、および前記内槽を収容する外槽を含む二重殻タンクと、
    船体の床面から立ち上がって前記外槽を支持する、筒状のスカートである第１支持部材と、
    前記第１支持部材と異なる位置で前記外槽の内側面から立ち上がって前記内槽を支持する、前記第１支持部材と直径が異なる筒状のスカートである第２支持部材と、を備え、
    前記第１支持部材は、前記内槽、前記第２支持部材および前記外槽の荷重を受ける、液化ガス貯留構造。
  2. 前記外槽は球形であり、
    前記第２支持部材は、前記内槽に接合され、
    前記第１支持部材は、前記外槽に接合されている、請求項１に記載の液化ガス貯留構造。
  3. 前記第２支持部材は、前記内槽と同じ材質の上部と、前記外槽と同じ材質の下部と、前記内槽および前記外槽よりも熱伝導率の低い材質の中間部を含む、請求項１または２に記載の液化ガス貯留構造。
  4. 前記内槽および前記第２支持部材の上部の材質と、前記外槽および前記第２支持部材の下部の材質は同じである、請求項３に記載の液化ガス貯留構造。
  5. 上下方向において、前記第２支持部材の前記上部および前記下部のそれぞれの長さは、前記中間部の長さよりも短い、請求項３または４に記載の液化ガス貯留構造。
  6. 前記第１支持部材は、前記外槽と同じ材質の上部と、前記船体と同じ材質の下部と、前記外槽および前記船体よりも熱伝導率の低い材質の中間部を含む、請求項１～５の何れか一項に記載の液化ガス貯留構造。
  7. 前記内槽と前記外槽の間の空間には前記液化ガスが気化したボイルオフガスが充填されている、請求項１～６の何れか一項に記載の液化ガス貯留構造。
  8. 前記内槽と前記外槽の間の空間に詰め込まれて、前記内槽の外側面および前記外槽の内側面を覆う断熱材をさらに備える、請求項１～７の何れか一項に記載の液化ガス貯留構造。
  9. 前記外槽の外側面を覆う断熱材をさらに備える、請求項１～８の何れか一項に記載の液化ガス貯留構造。
  10. 船体と、
    液化ガスを貯留する球形の内槽、および前記内槽を収容する外槽を含む二重殻タンクと、
    前記船体の床面から立ち上がって前記外槽を支持する、筒状のスカートである第１支持部材と、
    前記第１支持部材と異なる位置で前記外槽の内側面から立ち上がって前記内槽を支持する、前記第１支持部材と直径が異なる筒状のスカートである第２支持部材と、を備え、
    前記第１支持部材は、前記内槽、前記第２支持部材および前記外槽の荷重を受ける、液化ガス運搬船。
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