(57)【要約】【課題】液化窒素によって船体に不具合が生じることを防止できる液化水素運搬船を提供する。【解決手段】液化水素運搬船は、船体と、船体に搭載されるタンクであって、液化水素を貯留するタンク本体、およびタンク本体を覆う断熱層、を含むタンクと、船体と共に、タンクを収容する保持空間を形成するタンクカバーと、保持空間内に窒素を供給する窒素供給装置と、保持空間内に海水を供給する海水供給装置と、断熱層の表面の温度または断熱層の内部の温度を計測する温度計と、温度計で計測される温度が設定値を下回ったときに、保持空間の底に海水層が形成されるように海水供給装置を制御する制御装置と、を備える。【選択図】図１
2019151291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体と、
前記船体に搭載されるタンクであって、液化水素を貯留するタンク本体、および前記タンク本体を覆う断熱層、を含むタンクと、
前記船体と共に、前記タンクを収容する保持空間を形成するタンクカバーと、
前記保持空間内に窒素を供給する窒素供給装置と、
前記保持空間内に海水を供給する海水供給装置と、
前記断熱層の表面の温度または前記断熱層の内部の温度を計測する温度計と、
前記温度計で計測される温度が設定値を下回ったときに、前記保持空間の底に海水層が形成されるように前記海水供給装置を制御する制御装置と、
を備える、液化水素運搬船。
【請求項２】
船体と、
前記船体に搭載されるタンクであって、液化水素を貯留するタンク本体、および前記タンク本体を覆う断熱層、を含むタンクと、
前記船体と共に、前記タンクを収容する保持空間を形成するタンクカバーと、
前記保持空間内に窒素を供給する窒素供給装置と、
前記保持空間内に海水を供給する海水供給装置と、
前記船体における前記タンクの下方に位置する部分の温度を計測する温度計と、
前記温度計で計測される温度が設定値を下回ったときに、前記保持空間の底に海水層が形成されるように前記海水供給装置を制御する制御装置と、
を備える、液化水素運搬船。
【請求項３】
前記断熱層は、前記タンク本体から離間しながら前記タンク本体を取り囲む外槽と、前記外槽と前記タンク本体との間の真空空間を含む、請求項１または２に記載の液化水素運搬船。
【請求項４】
前記海水供給装置は、前記船体の甲板上に配索された消火用配管と、前記消火用配管から分岐する分岐管を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の液化水素運搬船。
【請求項５】
液化水素を貯留するタンク本体および前記タンク本体を覆う断熱層を含むタンクが搭載された船体であって、タンクカバーとの間に、前記タンクを収容するとともに窒素で満たされる保持空間が形成された船体を保護する方法であって、
前記タンクの断熱層の表面の温度、前記断熱層の内部の温度、または前記船体における前記タンクの下方に位置する部分の温度が設定値を下回ったときに、前記保持空間内に海水を供給して前記保持空間の底に海水層を形成する、船体保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化水素運搬船および船体保護方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液化水素を輸送する液化水素運搬船の開発が進められつつある。例えば、特許文献１には、液化水素も輸送可能な液化ガス運搬船が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された液化ガス運搬船では、船体に搭載されたタンクの上方にタンクカバーが配置されている。タンクカバーは、船体と共にタンクを収容する保持空間を形成する。保持空間内には、窒素などの不活性ガスが供給される。
【０００４】
タンクは、液化ガスを貯留するタンク本体と、タンク本体を覆う断熱層を含む。特許文献１に開示された液化ガス運搬船では、断熱層が、タンク本体から離間しながらタンク本体を取り囲む外槽と、外槽とタンク本体との間の真空空間を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／２０３５３０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された液化ガス運搬船において、タンクに貯留される液化ガスが液化水素の場合であって、タンクを収容する保持空間内に供給される不活性ガスが窒素である場合には、タンクの断熱層の性能が劣化したときに、タンクの断熱層の表面に液化窒素（約−１９６℃）が生成されることがある。
【０００７】
通常、船体は低温用ではない一般鋼材で構成されるので、タンクの断熱層の表面に生成された液化窒素が船体におけるタンクの下方に位置する部分に落下すると、船体に不具合が生じるおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、液化窒素によって船体に不具合が生じることを防止できる液化水素運搬船および船体保護方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明の一つの側面からの液化水素運搬船は、船体と、前記船体に搭載されるタンクであって、液化水素を貯留するタンク本体、および前記タンク本体を覆う断熱層、を含むタンクと、前記船体と共に、前記タンクを収容する保持空間を形成するタンクカバーと、前記保持空間内に窒素を供給する窒素供給装置と、前記保持空間内に海水を供給する海水供給装置と、前記断熱層の表面または前記断熱層の内部の温度の温度を計測する温度計と、前記温度計で計測される温度が設定値を下回ったときに、前記保持空間の底に海水層が形成されるように前記海水供給装置を制御する制御装置と、を備える、ことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、設定値を断熱層の性能が劣化したと想定される温度に設定しておけば、タンクの断熱層の性能が劣化して断熱層の表面に液化窒素が生成されたときには、既に保持空間の底に海水層が形成されている。このため、液化窒素が落下したとしても船体に直接接触することがない。すなわち、落下した液化窒素は、海水層と接触することによって昇温される。従って、液化窒素によって船体に不具合が生じることを防止できる。
【００１１】
また、本発明の別の側面からの液化水素運搬船は、船体と、前記船体に搭載されるタンクであって、液化水素を貯留するタンク本体、および前記タンク本体を覆う断熱層、を含むタンクと、前記船体と共に、前記タンクを収容する保持空間を形成するタンクカバーと、前記保持空間内に窒素を供給する窒素供給装置と、前記保持空間内に海水を供給する海水供給装置と、前記船体における前記タンクの下方に位置する部分の温度を計測する温度計と、前記温度計で計測される温度が設定値を下回ったときに、前記保持空間の底に海水層が形成されるように前記海水供給装置を制御する制御装置と、を備える、ことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、設定値を液化窒素が落下したと想定される温度に設定しておけば、液化窒素が落下し始めた直後に保持空間の底に海水層が形成される。このため、その後に落下する液化窒素は船体に直接接触することがない。従って、液化窒素によって船体に不具合が生じることを防止できる。
【００１３】
例えば、前記断熱層は、前記タンク本体から離間しながら前記タンク本体を取り囲む外槽と、前記外槽と前記タンク本体との間の真空空間を含んでもよい。
【００１４】
前記海水供給装置は、前記船体の甲板上に配索された消火用配管と、前記消火用配管から分岐する分岐管を含んでもよい。この構成によれば、保持空間内に海水を供給する海水供給装置を、船に必須の消火設備を利用して構成することができる。
【００１５】
また、本発明の船体の保護方法は、液化水素を貯留するタンク本体および前記タンク本体を覆う断熱層を含むタンクが搭載された船体であって、タンクカバーとの間に、前記タンクを収容するとともに窒素で満たされる保持空間が形成された船体を保護する方法であって、前記タンクの断熱層の表面の温度、前記断熱層の内部の温度、または前記船体における前記タンクの下方に位置する部分の温度が設定値を下回ったときに、前記保持空間内に海水を供給して前記保持空間の底に海水層を形成する、ことを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、本発明の液化水素運搬船と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、液化窒素によって船体に不具合が生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液化水素運搬船の側面図である。
【図２】図１のII−II線に沿った横断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿った縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る液化水素運搬船の横断面図である。
【図５】図４のV−V線に沿った縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に、本発明の第１実施形態に係る液化水素運搬船１Ａを示す。この液化水素運搬船１Ａは、船体２と、船体２に搭載された２つのタンク３を含む。タンク３は、船長方向に並んでいる。ただし、船体２に搭載されるタンク３の数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００２０】
本実施形態では、タンク３は、水平方向（船長方向）に長い円筒状である。ただし、タンク３の形状は、球形状であってもよいし、立方体状または直方体状であってもよい。
【００２１】
図２および図３に示すように、各タンク３は、液化水素を貯留するタンク本体３１と、タンク本体３１を覆う断熱層３２を含む。本実施形態では、断熱層３２が、タンク本体３１から離間しながらタンク本体３１を取り囲む外槽３３と、外槽３３とタンク本体３１との間の真空空間３４を含む。ただし、断熱層３２は、タンク本体３１の表面に並べられる複数の断熱材（例えば、真空断熱パネル）で構成されてもよい。また、図示は省略するが、真空空間３４内には、外槽３３の内表面から離間しながらタンク本体３１を包み込む真空断熱材が配置されている。
【００２２】
より詳しくは、タンク本体３１は、一定の断面形状で船長方向に延びる胴部と、この胴部の両側の開口を塞ぐ半球状の閉塞部を含む。ただし、閉塞部は、胴部と垂直なフラットであってもよいし、皿状であってもよい。外槽３３は、タンク本体３１を拡大した形状を有する。
【００２３】
船体２には、上向きに開口する２つの貨物艙２１が形成されている。貨物艙２１は船長方向に並んでおり、貨物艙２１同士は隔壁２２によって仕切られている。そして、各貨物艙２１の内部に、タンク３の下部が挿入されている。すなわち、貨物艙２１の底面２１ａが、船体２におけるタンク３の下方に位置する部分である。
【００２４】
各貨物艙２１の内部には、タンク３の軸方向に互いに離間する一対のサドル２５が設けられている。サドル２５は、タンク３の外槽３３を支持する。また、タンク３のタンク本体３１と外槽３３との間には、サドル２５と同じ位置でタンク本体３１を支持する一対の支持部材３５が設けられている。
【００２５】
船体２は、貨物艙２１の前方に位置する船首甲板２ａと、貨物艙２１の両側に位置するサイド甲板２ｂ，２ｃと、貨物艙２１の後方に位置する船尾甲板２ｄを含む。また、船体２には、貨物艙２１の後方にエンジンルーム２３が形成されている。
【００２６】
各タンク３の上方には、タンクカバー４が配置されている。各タンクカバー４は、船体２の貨物艙２１と共にタンク３を収容する保持空間５を形成する。
【００２７】
また、船体２には、各保持空間５内に窒素を供給する窒素供給装置６と、各保持空間５内に海水を供給する海水供給装置７が搭載されている。
【００２８】
窒素供給装置６は、窒素生成器６１と、窒素生成器６１から延びる母管６２と、母管６２から分岐して２つの保持空間５内まで延びる２つの分岐管６３を含む。窒素生成器６１は、例えば、エンジンルーム２３内に配置され、空気中の窒素を選択的に透過させる分離膜を含む。窒素供給装置６は、保持空間５内に乗員が入るなどの特別な場合以外は、保持空間５内に窒素を供給し続ける。これにより、保持空間５が窒素で満たされる。
【００２９】
海水供給装置７は、本実施形態では消火設備を兼ねる。具体的に、海水供給装置７は、海水ポンプ７１、消火用配管７２および２つの分岐管７３を含む。海水ポンプ７１は、エンジンルーム２３内に配置され、船体２の外部から海水を汲み上げる。消火用配管７２は、海水ポンプ７１からサイド甲板２ｂまで延びるとともに、サイド甲板２ｂ上に配索されている。２つの分岐管７３は、消火用配管７２から分岐して２つの保持空間５内まで延びている。本実施形態では、各分岐管７３が貨物艙２１の底面２１ａの近傍まで延びている。各分岐管７３には、開閉弁７４が設けられている。
【００３０】
海水供給装置７は、制御装置８（図２参照）により制御される。制御装置８は、船体２のブリッジ２０内に配置されてもよいし、エンジンルーム２３内に配置されてもよい。また、制御装置８は、単一の機器であってもよいし、複数の機器に分割されてもよい。制御装置８は、例えば、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとＣＰＵを有するコンピュータであり、ＲＯＭに記憶されたプログラムがＣＰＵにより実行される。
【００３１】
制御装置８は、各タンク３に対して設けられた温度計９と電気的に接続されている。ただし、図面の簡略化のためにそれらの接続ラインは図示を省略する。本実施形態では、各温度計９は、対応するタンク３の断熱層３２の表面（正確には、外槽３３の外側面）の温度を計測する。ただし、各温度計９は、対応するタンク３の断熱層３２の内部（例えば、外槽３３の内側面または図略の真空断熱材）の温度を計測してもよい。
【００３２】
温度計９は、外槽３３の最下点である、タンク３の軸方向にストレートな線上に設けられることが望ましい。本実施形態では、温度計９は、外槽３３の最下点であってタンク３の軸方向の中央に位置している。
【００３３】
そして、制御装置８は、いずれかの温度計９で計測される温度が設定値Ｔs1を下回ったときに、対応する保持空間５の底に海水層が形成されるように海水供給装置７を制御する。
【００３４】
設定値Ｔs1は、断熱層３２の性能が劣化したと想定される温度である。例えば、設定値Ｔs1は、−７０〜−５０℃の範囲内で設定される。あるいは、船体２を構成する材料は−１０℃以下となると強度が低下するので、設定値Ｔs1を−１０℃以下とすることも可能である。
【００３５】
温度計９で計測される、タンク３の断熱層３２の表面の温度が設定値Ｔs1を下回ったとき、制御装置８は、開閉弁７４を開いて貨物艙２１の底面２１ａ上に海水層を形成する。なお、海水層の深さは、数十ミリから数百ミリ程度である。
【００３６】
図例では、船長方向において、各分岐管７３が前方のサドル２５の前方に位置しているが、分岐管７３の位置は特に限定されるものではない。図示は省略するが、サドル２５には、海水を船長方向に通過させるための複数の開口が形成されている。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の液化水素運搬船１Ａでは、タンク３の断熱層３２の性能が劣化して断熱層３２の表面に液化窒素が生成されたときには、既に保持空間５の底に海水層が形成されている。このため、液化窒素が落下したとしても船体２（貨物艙２１の底面２１ａ）に直接接触することがない。すなわち、落下した液化窒素は、海水層と接触することによって昇温される。従って、液化窒素によって船体２に不具合が生じることを防止できる。
【００３８】
（第２実施形態）
図４および図５に、本発明の第２実施形態に係る液化ガス運搬船１Ｂを示す。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３９】
本実施形態では、各タンク３に対して設けられた温度計９は、貨物艙２１の底面２１ａ（船体２におけるタンク３の下方に位置する部分）に設けられており、底面２１ａの温度を計測する。そして、制御装置８は、第１実施形態と同様に、いずれかの温度計９で計測される温度が設定値Ｔs2を下回ったときに、対応する保持空間５の底に海水層が形成されるように海水供給装置７を制御する。
【００４０】
設定値Ｔs2は、液化窒素が落下したしたと想定される温度である。例えば、設定値Ｔs2は、−１０〜０℃の範囲内で設定される。あるいは、船体２を構成する材料は−１０℃以下となると強度が低下するので、設定値Ｔs2を−１０℃以下とすることも可能である。
【００４１】
このような構成の液化水素運搬船１Ｂでは、液化窒素が落下し始めた直後に保持空間５の底に海水層が形成される。このため、その後に落下する液化窒素は船体２（貨物艙２１の底面２１ａ）に直接接触することがない。従って、液化窒素によって船体２に不具合が生じることを防止できる。
【００４２】
（その他の実施形態）
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。
【００４３】
例えば、開閉弁７４は必ずしも制御装置８によって制御される必要はなく、手動で操作されてもよい。例えば、温度計９で計測される温度が設定値Ｔｓを下回ったことがアラームなどで乗員に報知され、このときに乗員が開閉弁７４を開いてもよい。
【００４４】
また、海水供給装置７は、必ずしも消火設備を兼ねる必要はなく、消火設備と別に設けられてもよい。ただし、前記実施形態のような構成であれば、保持空間５内に海水を供給する海水供給装置７を、船に必須の消火設備を利用して構成することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１Ａ，１Ｂ  液化水素運搬船
２    船体
２ａ〜２ｄ  甲板
３    タンク
３１  タンク本体
３２  断熱層
３３  外槽
３４  真空空間
４    タンクカバー
５    保持空間
６    窒素供給装置
７    海水供給装置
７２  消火用配管
７３  分岐管
８    制御装置
９    温度計
【図１】
2019151291.tif 000003
【図２】
2019151291.tif 000004
【図３】
2019151291.tif 000005
【図４】
2019151291.tif 000006
【図５】
2019151291.tif 000007