JP2010195331A

JP2010195331A - 液体吸込み装置および船舶

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Publication number: JP2010195331A
Application number: JP2009044908A
Authority: JP
Inventors: Shin Ueda; 伸上田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2029-02-26
Also published as: JP5357575B2

Abstract

【課題】船体動揺時においても液切れの発生を防止し、ポンプの連続運転を可能とすることができる液体吸込み装置および船舶を提供する。
【解決手段】積荷である液体が貯蔵されるとともに、最下部に所定の面積を有する平面部が形成されたタンクの内部に配置される液体吸込み装置１０であって、タンクの最下部近傍に配置され、上側に開口を有する容器１１と、液体の荷役に用いられる配管の一部を構成し、容器１１の内部に開口する吸込み部１４と、容器１１の下部に配置され、液体の容器１１内部への流入を許容するとともに、外部への流出を規制する流入部１２と、が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、特に液化天然ガス（以後、「ＬＮＧ」と表記する。）などの液体を輸送する船舶に用いて好適な液体吸込み装置および船舶に関する。

一般に、液体を輸送する船舶においては、積荷である液体を貯蔵するタンクを備えるとともに、荷役を行うポンプや配管等が設けられている。
液体の荷役を行う配管におけるタンク内部に配置された開口端は、空気の吸い込みを防止するために、タンクの底面近傍に設けられているのが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、積荷としてＬＮＧを輸送するＬＮＧ船であっても、ＬＮＧを荷役等するポンプや配管は、タンクの底面近傍に配置されている。
そして、近年のＬＮＧ船は、推進機関である主機として、２種類の異なる燃料を用いることができる混燃エンジン（以下、「ＤＦＥ」と表記する。）を備えたものが実用化されつつある。２種類の異なる燃料としては、ＬＮＧを気化させた天然ガス、および、ディーゼル燃料の組み合わせ等を例示することができる。

ＤＦＥに供給される天然ガスとしては、例えば、積荷であるＬＮＧの一部を気化したものを用いることができる。この場合には、タンクからＬＮＧを荷役するポンプの運転を欠かすことができない状況となっている。

特開２００６−１２３５９２号公報

しかしながら、底面が平らな形状を有するタンク（例えば、メンブレン方式のタンクや、方形タンクなど。）を備えたＬＮＧ船の場合には、上述のポンプを連続運転することができない場合があるという問題があった。

つまり、タンクに積荷されたＬＮＧの量が少ない低液位時に、ＬＮＧ船の船体が動揺すると、タンク内のＬＮＧは船体の動揺にあわせて流動し、ポンプの吸込み口がＬＮＧの液面上に露出する場合がある。吸込み口が液面上に露出すると、ポンプが液切れを起こして停止するため、連続運転を行うことができないという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、船体動揺時においても液切れの発生を防止し、ポンプの連続運転を可能とすることができる液体吸込み装置および船舶を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の液体吸込み装置は、積荷である液体が貯蔵されるとともに、最下部に所定の面積を有する平面部が形成されたタンクの内部に配置される液体吸込み装置であって、前記タンクの最下部近傍に配置され、上側に開口を有する容器と、前記液体の荷役に用いられる配管の一部を構成し、前記容器の内部に開口する吸込み部と、前記容器の下部に配置され、前記液体における前記容器内部への流入を許容するとともに、外部への流出を規制する流入部と、が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、タンクの内部に充填されている液体の量が少ない低液位時に、タンクが設けられた船体が動揺しても容器の内部に液体が溜っているため、吸込み部が液体の液面上に露出することがない。

つまり、船体の動揺にともないタンク内部の流体が流動して、容器の周囲から液体がなくなっても、容器内部から外部への液体の流出が規制されているため、容器の内部に液体が溜まっている。そのため、吸込み部が液体の液面上に露出することがない。

さらに、タンク内部の液体の液位が容器の上面よりも低い場合であっても、流入部を介して、タンクの内部から容器の内部に液体が流入するため、ポンプ等を継続運転して、液体を吸込み部に吸入し続けることができる。
その一方で、タンク内部の液体の液位が容器の上面よりも高い場合には、容器の上面に形成された開口部から液体が容器に流入する。

そのため、周期的に動揺する船体に設けられたタンクの内部に配置された液体吸込み装置では、容器の内部に液体が周期的に流入するため、容器内部の液体がなくなることがない。言い換えると、吸込み部が液体の液面上に露出することがない。

上記発明においては、前記流入部には、前記容器内側の前記液体の水圧と、前記容器外側の前記液体の水圧との間の液圧差に基づいて開閉する逆止弁が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、タンクが設けられた船体が動揺して、容器の周囲から液体がなくなる際に、液圧差により逆止弁が閉じて容器内部から液体が外部に流出することが防止される。言い換えると、容器内部における液体の液位が、タンク内部における液体の液位よりも高くなると、液圧差により逆止弁が閉じる。

その一方、容器内部の液体が吸込み部から吸い出され、容器内部の液位が低下した場合には、液圧差により逆止弁が開き、容器外部から内部へ液体が流入する。言い換えると、容器内部における液体の液位が、タンク内部における液体の液位よりも低くなると、液圧差により逆止弁が開く。

本発明の船舶は、荷役である液体が貯留され、最下部に所定の面積を有する平面部が形成されたタンクと、上記本発明の液体吸込み装置と、が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、上記本発明の液体吸込み装置が設けられているため、船体動揺時においても液切れの発生を防止し、ポンプの連続運転を可能とすることができる。

本発明の液体吸込み装置および船舶によれば、吸込み部が内部に配置された容器と、容器内部への液体の流入を許容するとともに、外部への流出を規制する流入部が設けられているため、船体動揺時においても液切れの発生を防止し、ポンプの連続運転を可能とすることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るＬＮＧ船の構成を説明する断面視図である。図１のＬＮＧ吸込み装置の構成を説明する模式図である。図１のＬＮＧ吸込み装置の構成を説明する模式図である。図２の流入部の構成を説明する模式図である。図２の流入部の構成を説明する模式図である。

この発明の一実施形態に係るＬＮＧ船について、図１から図５を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るＬＮＧ船の構成を説明する断面視図である。
本実施形態では、本願発明をメンブレン方式のタンク３が設けられたＬＮＧ船（船舶）１に適用して説明する。
ＬＮＧ船１はＬＮＧを輸送する船であり、船体２にＬＮＧが充填される複数のタンク３が設けられた船舶である。
本実施形態では、ＬＮＧ船１の主機として、ＬＮＧを気化させた天然ガス、および、他の燃料（例えばディーゼル燃料）を燃料として用いるＤＦＥを用いたものに適用して説明する。

船体２は、ＬＮＧ船１を構成するものであり、内部に複数のタンク３を有するものである。複数のタンク３は、船体２の長手方向（図１の紙面に対して垂直方向）に並んで配置されている。

タンク３は、内部に極低温のＬＮＧが充填される低温断熱された容器であり、図１に示すように、四角い船倉空間に合わせた形状とされ、最下部には、所定の面積を有する底面（平面部）が設けられた容器である。
なお、本実施形態におけるタンク３としては、メンブレン方式のタンクを挙げることができるが、これに限定するものではない。

タンク３の内部には、図１に示すように、ＬＮＧ吸込み装置（液体吸込み装置）１０が設けられている。
ＬＮＧ吸込み装置１０は、ＬＮＧをタンク３の内部から外部に送り出すものである。さらに、ＬＮＧ吸込み装置１０は、タンク３の底面に、または、底面の近傍に配置されるとともに、船体２の中心線Ｌ上に配置されている。

図２および図３は、図１のＬＮＧ吸込み装置の構成を説明する模式図である。
ＬＮＧ吸込み装置１０には、図２および図３に示すように、容器１１と、流入部１２と、ポンプ１３と、吸込み部１４と、が設けられている。

容器１１は、内部にＬＮＧを貯留することにより、吸込み部１４がＬＮＧの液面上に露出することを防止するものである。容器１１は、タンク３の底面、または、底面近傍に配置され、固定ブラケット１１Ｂを介してタンク３に固定されている。
さらに、容器１１の上側（図２の上側）の面には開口部（開口）２１が設けられ、側面における下側には、流入部１２が取り付けられるフランジ部２２が設けられている。

開口部２１は、容器１１の内部にＬＮＧが流入する部分であるとともに、ポンプ１３および吸込み部１４が容器１１の内部に差し込まれる部分である。開口部２１には、ポンプ１３および吸込み部１４が取り付けられる取付部２３が設けられている。

フランジ部２２は、図２および図３に示すように、流入部１２が取り付けられる部分である。さらに、フランジ部２２は、容器１１における一側面の下側、かつ、当該一側面の両端側に離れて設けられている。
その一方で、フランジ部２２の内部には、流入部１２を通過したＬＮＧが、容器１１の内部に流入する貫通孔が設けられている。

図４および図５は、図２の流入部の構成を説明する模式図である。
流入部１２は、ＬＮＧにおける容器１１の外部から内部への流れを許容するとともに、内部から外部への流れを規制するものである。
流入部１２には、図４および図５に示すように、本体３１と、逆止弁３２と、が設けられている。

本体３１は、略円板状または円柱状に形成されたものであって、ＬＮＧが流れる貫通孔が設けられたものである。さらに、本体３１は、フランジ部２２に取り付けられる部分であるとともに、逆止弁３２が設けられる部分でもある。

逆止弁３２は、容器１１の内部におけるＬＮＧの液位と、外側におけるＬＮＧの液位との差、言い換えると、容器１１の内部におけるＬＮＧの液圧と、外側におけるＬＮＧの液圧との差に基づいて開閉する弁である。そのため、逆止弁３２は、ＬＮＧにおける容器１１の外部から内部への流れを許容するとともに、内部から外部への流れを規制することができる。
逆止弁３２には、図４および図５に示すように、弁体４１と、弁座４２と、軸体４３と、が設けられている。

弁体４１は、円板状に形成された部品であって、弁座４２とともに、本体３１に形成されたＬＮＧが流れる流路を開閉し、ＬＮＧの流れを制御するものである。弁体４１は、軸体４３を介して本体３１に対して回動可能に取り付けられるものである。

軸体４３は、本体３１に対して、弁体４１や弁座４２を回動可能に支持するものである。
弁体４１は、流入部１２が容器１１に取り付けられた状態で、容器１１の内部に向かって回動したときに本体３１と離間し、容器１１の外側に向かって回動したときに本体３１と接触するように配置されている。

弁座４２は、弁体４１からリング板状に突出した部分であって、弁体４１とともに、本体３１に形成されたＬＮＧが流れる流路を開閉し、ＬＮＧの流れを制御するものである。円筒状に形成された本体３１の内側は、ＬＮＧが流れる流路とされている。

ポンプ１３は、タンク３および容器１１の内部の天然ガス（ＬＮＧ）をＤＦＥに供給するものである。さらに、ポンプ１３は、吸込み部１４とともに容器１１に取り付けられるものである。
ポンプ１３としては、ＬＮＧに用いられる公知のポンプを用いることができ、特に限定するものではない。

吸込み部１４は、タンク３および容器１１の内部のＬＮＧが流入する部分である。さらに、吸込み部１４は、ポンプ１３とともに容器１１に取り付けられ、容器１１の内部に配置されるものである。

次に、上記の構成からなるＬＮＧ吸込み装置１０におけるＤＦＥへの天然ガス（ＬＮＧ）の供給について説明する。
タンク３の内部に充分な量のＬＮＧが充填されている場合には、図１および図２に示すように、ＬＮＧは開口部２１から容器１１の内部に容易に流入する。そのため、ポンプ１３を運転することにより、ＬＮＧは、吸込み部１４から吸込まれ、ポンプ１３を経由してＤＦＥに天然ガスとして供給される。

その一方で、タンク３の内部に充填されているＬＮＧの量が少なく、ＬＮＧの液位が容器１１の開口部２１よりも下方にある場合には、ＬＮＧは流入部１２の逆止弁３２を通過して、容器１１の内部に流入する。

具体的には、容器１１の内部のＬＮＧがポンプ１３に吸込まれ、容器１１の内部のＬＮＧ液位が、外側のＬＮＧ液位よりも低くなると、逆止弁３２が開いて容器１１の外側から内部にＬＮＧが流入する。言い換えると、容器１１の内部のＬＮＧ液圧が、外側のＬＮＧ液圧よりも低くなると、液圧差により逆止弁３２の弁体４１が押され、弁体４１および弁座４２は、本体３１から離れて逆止弁３２が開く。

さらに、タンク３の内部のＬＮＧが船体２の動揺に合わせて流動する場合には、容器１１の周囲にＬＮＧが存在するときと、存在しないときがある。
容器１１の周囲にＬＮＧが存在しない場合には、容器１１の内部に溜まったＬＮＧの液圧により逆止弁３２が閉じられる。つまり、ＬＮＧの液圧を受けて、逆止弁３２の弁体４１および弁座４２が、本体３１に押し付けられ、逆止弁３２が閉じる。

すると、ＬＮＧが容器１１の内部から外部へ流れ出ることが規制され、容器１１の内部にＬＮＧが貯留される。
船体２の動揺により容器１１の周囲にＬＮＧが戻るまでの間、容器１１の内部に貯留されたＬＮＧは、ポンプ１３および吸込み部１４に吸込まれる。そのため、吸込み部１４がＬＮＧの液面上に露出することがない。

その後、容器１１の周囲にＬＮＧが戻ると、流入部１２の逆止弁３２が開き、容器１１の内部にＬＮＧが流入する。このように船体２の動揺にあわせて、容器１１の内部にＬＮＧが流入するため、吸込み部１４がＬＮＧの液面上に露出することがない。

上記の構成によれば、タンク３の内部に充填されているＬＮＧの量が少ない低液位時に、タンク３が設けられた船体２が動揺しても容器１１の内部にＬＮＧが溜っているため、吸込み部１４がＬＮＧの液面上に露出することがない。

つまり、船体２の動揺にともないタンク３の内部のＬＮＧが流動して、容器１１の周囲からＬＮＧがなくなっても、容器１１の内部から外部へのＬＮＧの流出が規制されているため、容器１１の内部にＬＮＧが溜まっている。そのため、吸込み部１４がＬＮＧの液面上に露出することがない。

さらに、タンク３の内部のＬＮＧの液位が容器１１の上面よりも低い場合であっても、流入部１２を介して、タンク３の内部から容器１１の内部にＬＮＧが流入するため、ポンプ１３等を継続運転して、ＬＮＧを吸込み部１４に吸入し続けることができる。
その一方で、タンク３の内部のＬＮＧの液位が容器１１の上面よりも高い場合には、容器１１の上面に形成された開口部２１からＬＮＧが容器１１に流入する。

そのため、周期的に動揺する船体２に設けられたタンク３の内部に配置されたＬＮＧ吸込み装置１０では、容器１１の内部にＬＮＧが周期的に流入するため、容器１１の内部のＬＮＧがなくなることがない。言い換えると、ＬＮＧ吸込み装置１０がＬＮＧの液面上に露出することがない。

タンク３が設けられた船体２が動揺して、容器１１の周囲からＬＮＧがなくなる際に、液圧差により逆止弁３２が閉じて容器１１の内部からＬＮＧが外部に流出することが防止される。言い換えると、容器１１の内部におけるＬＮＧの液位が、タンク３の内部におけるＬＮＧの液位よりも高くなると、液圧差により逆止弁３２が閉じる。

その一方、容器１１の内部のＬＮＧが吸込み部１４から吸い出され、容器１１の内部の液位が低下した場合には、液圧差により逆止弁３２が開き、容器１１の外部から内部へＬＮＧが流入する。言い換えると、容器１１の内部におけるＬＮＧの液位が、タンク３の内部におけるＬＮＧの液位よりも低くなると、液圧差により逆止弁３２が開く。

１ＬＮＧ船（船舶）
２船体
３タンク
１０ＬＮＧ吸込み装置（液体吸込み装置）
１１容器
１２流入部
１４吸込み部
２１開口部（開口）

Claims

積荷である液体が貯蔵されるとともに、最下部に所定の面積を有する平面部が形成されたタンクの内部に配置される液体吸込み装置であって、
前記タンクの最下部近傍に配置され、上側に開口を有する容器と、
前記液体の荷役に用いられる配管の一部を構成し、前記容器の内部に開口する吸込み部と、
前記容器の下部に配置され、前記液体における前記容器内部への流入を許容するとともに、外部への流出を規制する流入部と、
が設けられていることを特徴とする液体吸込み装置。
前記流入部には、
前記容器内側の前記液体の水圧と、前記容器外側の前記液体の水圧との間の液圧差に基づいて開閉する逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体吸込み装置。
荷役である液体が貯留され、最下部に所定の面積を有する平面部が形成されたタンクと、
請求項１または２に記載の液体吸込み装置と、
が設けられていることを特徴とする船舶。