(57)【要約】ガスハイドレートを輸送する輸送船である。船体に、その船首尾方向及び横手方向に向かって夫々１以上の船倉を備えると共に、粉又は粒状のガスハイドレートを各船倉に分配する積荷装置を設ける。前記船倉内に貯蔵されている粉又は粒状のガスハイドレートを船外に払いだす荷卸装置を設け、更に、前記船倉の上方及びガスハイドレート搬出入域を外殻で覆って密閉する。
2003006308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスハイドレートを輸送する輸送船であって、船体に、その船首尾方向及び横手方向に向かって夫々１以上の船倉を備えると共に、粉又は粒状のガスハイドレートを各船倉に分配する積荷装置を設け、かつ、前記船倉内に貯蔵されている粉又は粒状のガスハイドレートを船外に払いだす荷卸装置を設け、更に、前記船倉の上方及びガスハイドレート搬出入域を外殻で覆って密閉することを特徴とするガスハイドレート輸送船。
【請求項２】
積荷装置を、粉又は粒状のガスハイドレートを船首尾方向に移送する第１移送手段と、該第１移送手段から各船倉に粉又は粒状のガスハイドレートを分配する分配手段と、粉又は粒状のガスハイドレートを船外から前記第１移送手段に供給する供給手段と、該供給手段の外側を覆う筒形の密閉手段から構成して成る請求項１記載のガスハイドレート輸送船。
【請求項３】
積荷装置を、船体の船首尾方向に向かって移動可能な筒形の移動部と、該移動部に設けた複数の分配シュートと、前記移動部と船体との間に設けたシール部とから構成して成る請求項１記載のガスハイドレート輸送船。
【請求項４】
分配手段の下方に、粉又は粒状のガスハイドレートの落下時の衝撃を緩和する衝撃緩和手段を設けて成る請求項２又は３記載のガスハイドレート輸送船。
【請求項５】
分配手段の下方に、大小の孔をランダムに設けた配合板を設置して成る請求項２又は３記載のガスハイドレート輸送船。
【請求項６】
荷卸装置を、船倉の下方に配した第２移送手段と、該第２移送手段により移送された粉又は粒状のガスハイドレートを船外の荷役装置に搬送する搬送手段とから構成して成る請求項１記載のガスハイドレート輸送船。
【請求項７】
第２移送手段を、無数のガス噴出孔を有する滑走板と、該滑走板上に配したガスハイドレート搬送箱とから構成して成る請求項６記載のガスハイドレート輸送船。
【請求項８】
第２移送手段を、筒状物と、該筒状物内に設置した多孔板と、多孔板上のガスハイドレートを浮上させるガス体とから構成して成る請求項６記載のガスハイドレート輸送船。
【請求項９】
粉又は粒状のガスハイドレートの搬送時に、気流搬送を全面的又は部分的に適用する請求項６記載のガスハイドレート輸送船。
【発明の詳細な説明】
技  術  分  野
本発明は、天然ガスなどのメタンを主成分とするガスと水から構成されている所謂ガスハイドレートを運搬するためのガスハイドレート輸送船に関する。
背  景  技  術
従来、天然ガスは、液化天然ガス（以下、ＬＮＧという）、或いは、ボンベ内に充填させた高圧ガスとして輸送されている。
ところが、ＬＮＧは、貨物温度を摂氏−１６２℃に保って輸送する必要があるため、特別に製作された高価な貯蔵タンクを持つ特別な輸送船、すなわち、ＬＮＧ船が必要である。また、ＬＮＧは、天然ガスを摂氏−１６２℃の液体にするため、その製造に多くのエネルギーを投入する必要がある。また、ＬＮＧは、温度コントロールが不調になると、急激に気化するため、非常に危険である。また、ＬＮＧは、上記のように、極端な低温のため、気化速度が速く、長期貯蔵に適していない。
一方、クリーンなエネルギー源や各種製品の原料として、天然ガスなどのメタンを主成分とするガスが注目され、その輸送や貯蔵のために、天然ガスなどのメタンを主成分とするガスを人工的、或いは，工業的にガスハイドレート（以下、ＮＧＨという）にする研究が行なわれている。
ＮＧＨは、水の分子の作るカゴの中にガスの分子が一つずつ収まっている結晶構造を持っており、例えば、メタンハイドレートでは、常圧で１ｍ３のメタンハイドレートの中に１６４ｍ３のメタンを包蔵できるといわれている。このうち、水の体積は、０．８ｍ３である。
このように、メタンハイドレートは、高いガス包蔵性を有しているので、ＬＮＧに代わる天然ガスの新しい輸送および貯蔵体として注目されている。メタンハイドレートの中のメタンガス密度は、ＬＮＧの約３．５分の１であるが、人口的、或いは，工業的に製造する場合には、ＬＮＧのように液化温度、すなわち、摂氏−１６２℃以下まで冷却する必要がないため、エネルギー効率が大幅に改善されると言われている。
メタンハイドレートを人工的に製造する場合は、例えば、温度を１〜１０℃、圧力を３０〜１００気圧に保持した圧力容器内に、散布手段から水または不凍液を散布すると共に、供給管からメタンガスを供給する。或いは、水または不凍液内にメタンガスを圧入する。すると、水または不凍液とメタンガスとが合成して粉体状のメタンハイドレートが生成される。
粉体状のメタンハイドレートは、充填率（メタンハイドレートの体積／貯蔵容器の体積）が小さいため、輸送や貯蔵に際し、粉体状のメタンハイドレートをペレタイザなどの造粒機によってペレット状に成形することが考えられている。このようなガスハイドレートの輸送には、ＬＮＧ船に代わる新規な輸送船が必要になる。
発  明  の  開  示
本発明は、このような要望からなされたものであり、その目的とするところは、ガスハイドレートの運搬に適合するガスハイドレート輸送船を提供することにある。
上記の目的を達成し得る本発明のガスハイドレート輸送船は、ガスハイドレートを輸送する輸送船であって、船体に、その船首尾方向及び横手方向に向かって夫々１以上の船倉を備えると共に、粉又は粒状のガスハイドレートを各船倉に分配する積荷装置を設け、かつ、前記船倉内に貯蔵されている粉又は粒状のガスハイドレートを船外に払いだす荷卸装置を設け、更に、前記船倉の上方及びガスハイドレート搬出入域を外殻で覆って密閉することを特徴とする。
このように、船体に、その船首尾方向及び横手方向に向かって夫々１以上の船倉を備えると共に、粉又は粒状のガスハイドレートを各船倉に分配する積荷装置を設け、かつ、前記船倉内に貯蔵されている粉又は粒状のガスハイドレートを船外に払いだす荷卸装置を設け、更に、前記船倉の上方及びガスハイドレート搬出入域を外殻で覆って密閉することにより、粉又は粒状のガスハイドレートを安全に、かつ、効率的に荷役できると共に、安全に輸送することが可能となった。
また、ガスハイドレートは、水の分子の作るカゴの中にガスの分子が一つずつ収まっている結晶構造を持っているので、温度コントロールなどが不調になっても急激に気化することがなく、ＬＮＧに比べて安全性が極めて高い。また、ガスハイドレートは、ＬＮＧより気化速度が遅いので、長距離輸送や長期貯蔵に向いている。
特に、粉体状のガスハイドレートを造粒機によってペレット化することにより、ハイドレートの流動性や充填効率が向上し、荷役や輸送が容易となる。
積荷装置としては、コンベア式及びシュート式を挙げることができる。
コンベア式の積荷装置は、粉又は粒状のガスハイドレートを船首尾方向に移送する第１移送手段と、該第１移送手段から各船倉に粉又は粒状のガスハイドレートを分配する分配手段と、粉又は粒状のガスハイドレートを船外から前記第１移送手段に供給する供給手段と、該供給手段の外側を覆う筒形の密閉手段から構成されている。
従って、粉又は粒状のガスハイドレートを船倉に円滑に、かつ、効率的に積荷することができる。
一方、シュート式の積荷装置は、船体の船首尾方向に向かって移動可能な筒形の移動部と、該移動部に設けた複数の分配シュートと、前記移動部と船体との間に設けたシール部から構成されている。
従って、粉又は粒状のガスハイドレートを船倉にコンベア式の積荷装置よりも円滑に、かつ、効率的に積荷することができる。
上記分配手段の下方には、粉又は粒状のガスハイドレートの落下時の衝撃を緩和する衝撃緩和手段を設けたり、或いは、大小の孔をランダムに設けた配合板を設置することが望ましい。
上記荷卸装置は、船倉の下方に配した第２移送手段と、該第２移送手段により移送された粉又は粒状のガスハイドレートを船外の荷役装置に搬送する搬送手段から構成されている。
従って、船倉内の粉又は粒状のガスハイドレートを円滑に、かつ、効率的に荷揚げすることができる。
第２移送手段としては、無数のガス噴出孔を有する滑走板と、該滑走板上に配したガスハイドレート搬送箱とから構成したもの、或いは、筒状物と、該筒状物内に設置した多孔板と、多孔板上のガスハイドレートを浮上させるガス体とから構成したものを挙げることができる。
また、粉又は粒状のガスハイドレートの搬送時に、気流搬送を全面的又は部分的に適用することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。尚、この実施形態では、粉体状のガスハイドレートをペレタイザなどの造粒機によってペレット状に成形したガスハイドレートを輸送する場合を例に採る。
第１図に示すように、ガスハイドレート輸送船１は、船体２内に多数の船倉３を設けている。これらの船倉３は、格子状に配置され、船倉３に貯蔵したガスハイドレートの荷崩れを防止するようになっている。
第３図に示すように、船倉３は、その上端にそれぞれ投入口４を有すると共に、その下端にそれぞれ排出口５を備えている。排出口５の直径Ｄは、ペレット状のガスハイドレートａの見かけ上の直径の少なくとも４倍程度に設定することが望ましい。また、船倉底部の傾斜角度θは、２０〜５０°に設定することが望ましい。
上記の投入口４の直下には、昇降可能な邪魔板兼ハッチ６を備え、ペレット状のガスハイドレートａを均等に積み込むと共に、ペレット状のガスハイドレートａが船倉３の底部に落下した時に壊れないように配慮している。
この例では、船倉３が３列縦隊に並べられているが、その露出部は、ウレタンフォーム、ベニヤ板、バルサ、パーライトなどの断熱材７によって被覆され、船倉３内を所定の温度、例えば、摂氏−５℃〜−３０℃に保持するようになっている。
また、船倉３の外側に設けたジャケット（図示せず）内に水や油などの熱伝導率の低い媒体、或いは、不凍液などを封入し、船倉３内を所定の設定温度に保持しても差し支えがない。更に、船倉３の外側に設けた冷却ジャケット（図示せず）内に冷媒を循環させ、船倉３内を所定の設定温度に強制冷却しても差し支えがない。なお、図中、８はゲート、９はバラストタンクを示している。
第４図に示すように、船倉３の後方は、搬出入域１０になっている。第１図に戻って説明すると、この輸送船１は、コンベア式の積荷装置１１を備えている。この積荷装置１１は、第１コンベア１２と、分配装置１３と、供給装置１４から構成されている。
上記のように、船倉３は、３列縦隊になっているが、各船倉群３０の真上には、それぞれ、第１コンベア１２が設けられている。また、分配装置１３は、第１コンベア１２上に沿って船首尾方向に間欠的に移動可能な分配板１５を備えている。この分配板１５は、第１コンベア１２に対して斜めに設けられ、第１コンベア１２によって運ばれるペレット状のガスハイドレートａを所定の船倉３に供給又は分配するようになっている。
また、第１コンベア１２の後端部が位置している搬出入域１０には、供給装置１４が設けられている。供給装置１４は、メインコンベア１６と、スライド可能なスライドコンベア１７（第２図参照）から構成されている。このスライドコンベア１７が前後、即ち、船体２の横手方向に移動することにより、第１コンベア１２にそれぞれペレット状のガスハイドレートａを分配するようになっている。
しかして、スライドコンベア１７の先端を所定の第１コンベア１２上に位置させた後、メインコンベア１６を運転すると、ペレット状のガスハイドレートａは、メインコンベア１６からスライドコンベア１７を経て第１コンベア１２に供給される。第１コンベア１２に供給されたペレット状のガスハイドレートａは、第１コンベア１２によって船首方向に移送される。そして、所定の船倉３の真上にセットされている分配板１５に行く手を遮られ、所定の船倉３内に落下して貯蔵される。
第１図に示すように、甲板１８上には、船倉群３０及び搬出入域１０の上方を覆う外殻１９が設けられ、これらの上方を密閉するようにしている。この外殻１９の側面には、第２図に示すように、搬出入域に位置して開口部２０が設けられている。この開口部２０には、供給装置１４を密閉するための密閉手段２１が着脱自在に装着されている。密閉手段２１は、先端部分２２が蛇腹状になっており、自由に伸縮するようになっている。開口部２０は、ハッチ（図示せず）を備えている。
第４図に示すように、ガスハイドレート輸送船１は、コンベア式の荷卸装置２３を備えている。この荷卸装置２３は、船倉群３０の下方に設けた第２コンベア２４と、第２コンベア２４によって移送されたペレット状のガスハイドレートａを船外の荷役装置２５（第５図参照）に搬送する縦形のリフト装置２６から構成されている。
第５図に示すように、縦形のリフト装置２６は、シュート付きのタンク２７と、該タンク２７上に立設させたスクリューコンベア２８から構成され、第２コンベア２４とタンク２７との間には、漏斗状のシュート２９が設けられている。
船外の荷役装置２５には、コンベア３１が用いられる。コンベア３１は、既に説明した外殻１９の側面に設けた開口部２０から挿入されている。コンベア３１は、スクリューコンベアに限らず、ベルト状のコンベアを使用することができる。２１は、蛇腹状の密閉手段を示している。
しかして、第２コンベア２４によってタンク２７内に払い出されたペレット状のガスハイドレートａは、縦形のスクリューコンベア２８によって上方に移送され、スクリューコンベア２８のダクト３２から荷役装置２５のコンベア３１に供給される。そして、コンベア３１により船外に荷役される。
なお、ペレット状のガスハイドレートａをリフトさせる縦形スクリューコンベア２８及び荷役用のコンベア３１は、炭酸ガス、窒素ガス、メタンガスなどのガスを圧送ガスとして併用することが望ましい。また、航行時には、甲板１８や外殻１９に水をスプレーしながら航走することが望ましい。
以上の説明では、ベルトコンベア式の積荷装置について説明したが、下記のような、シュート式の積荷装置を適用することができる。なお、同じ機能を持つ機器には、同じ符号を付け、詳しい説明を省略する。
第６図に示すように、シュート式の積荷装置１１ａは、甲板１８上に設置した船首尾方向のレール３３上に台車３４が乗っており、この台車３４に分配装置３５が設けられている。分配装置３５は、第８図に示すように、ホッパー３６と、該ホッパー３６に取り付けられた複数本（図では、３本）のシュート３７ａ，２７ｂ，３７ｃから構成されている。
これらのシュート３７ａ，２７ｂ，３７ｃは、第６図に示すように、横一列に並んだ３つの船倉３に同時に対応するように設けられている。また、この分配装置３５は、第７図に示すように、シャッタの如き多節形構造のシール板３８を有している。このシール板３８は、無端状に設けられ、その端部は、ホッパ３６の前後両端にそれぞれ気密状に取り付けられている。このシール板３８と甲板１８上に設置した外殻１９の隙間もシール材（図示せず）によってシールされている。また、第８図に示すように、ホッパ３６は、仕切板３９ａ，３９ｂによって各シュート３７ａ，２７ｂ，３７ｃ毎に仕切られている。
しかして、ホッパ３６上に接続されたダクト４０からペレット状のガスハイドレートａが供給されると、各シュート３７ａ，２７ｂ，３７ｃを通って横手方向に並んだ３つの船倉３にペレット状のガスハイドレートａが同時に供給される。
上記の荷役コンベアとしては、パイプコンベアを用いることができる。パイプコンベアとしては、各種各様のものが知られているが、例えば、第９図及び第１０図に示すように、所定のピッチで複数の半円状のヒレ４１をコンベア４２に取り付けると、ペレット状のガスハイドレートａをより確実に移送することができる。
また、リフト装置としては、縦形のスクリューコンベア２８の代わりに、例えば、第１１図の如きリフト装置２６ａを用いることができる。このリフト装置２６ａは、上下一対のホイール４３，４４に掛け渡したエンドレス部材４５に多数のバケット４６を装着したものであり、ペレット状のガスハイドレートａをリフトする側（図の左側）では、バケット間隔が大になり、リターン側（図の右側）ではバケットの間隔が小さくなるようになっている。
また、リフト装置としては、シリンダー方式（図示せず）を採用することができる。この装置は、縦筒内のピストン状物を油圧シリンダによって昇降させる構造になっている。
払出し装置としては、第１２図及び第１３図に示す浮上式の払出し装置４７を用いることができる。この払出し装置４７は、通路４８に設けた多数の小孔４９からガスｂを噴出させ、ペレット状のガスハイドレートａを収容したボックス５０内に移送するようになっている。
また、第１４図に示すように、管５１内に編み目状の織物５２を設置し、例えば、メタンガスなどのガスを織物５２の編み目から吹き出してペレット状のガスハイドレートａの流動性を増加させるようにすることもできる。
上記船倉３は、その底部に取り付けた超音波振動子（図示せず）を振動させたり、或いは、船倉内に設けた攪拌翼（図示せず）を回転させると、ペレット状のガスハイドレートａを取り出し易くなる。
また、船倉３の底部にラバー製の被膜（図示せず）を装着しておき、ペレット状のガスハイドレートａの払い出し時に、船倉３と被膜間にガスを注入して被膜をホッパー状に変形させることも考えられる。
また、第１５図に示すように、搬送コンベア１２の下方にラダー付き可動シュート５３を設けて矢印のように回転させると、ペレット状のガスハイドレートａの落下の衝撃を緩和させることができる。その他、衝撃緩和方式としては、スライドシートを用いる方法、湾曲チューブを用いる方法、陣笠状の分配器を用いる方法などを挙げることができる。
また、ペレット状のガスハイドレートａの充填率を向上させるには、例えば、第１６図に示すように、分配手段（ダクト）５４の下方に、大径の孔５６と、小径の孔５７をランダムに設けた配合板５５を設置し、大径のペレット状のガスハイドレートａ’の隙間に小径のペレット状のガスハイドレートａ”を充填させることができる。
その他の荷役方式としては、例えば、気流搬送方式を挙げることができる。例えば、混合比を１０〜１５に設定し、例えば、メタンガスを用いてペレット状のガスハイドレートａを全面的に気流搬送したり、或いは、垂直搬送のみメタンガスを用いて搬送し、船外には、パイプコンベアを用いて移送させるのである。搬送に用いるメタンガスは、陸上より供給して循環させる。
また、ペレット状のガスハイドレートを圧送ガス（−２０℃）で搬送すると同時に冷却（−２０℃）する方式も採用することができる。
産業上の利用可能性
以上の説明では、ペレット状のガスハイドレートを運搬する場合について説明したが、粉体状のガスハイドレートを運搬する場合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るガスハイドレート輸送船の斜視図である。
第２図は本発明に係るガスハイドレート輸送船の要部拡大斜視図である。
第３図は本発明に係るガスハイドレート輸送船の横断面図である。
第４図は搬出入域の縦断面図である。
第５図はリフト装置の縦断面図である。
第６図は分配装置の正面図である。
第７図はシュートの斜視図である。
第８図は分配装置の斜視図である。
第９図は搬送コンベアの展開状態図である。
第１０図は搬送コンベアの把持状態図である。
第１１図はリフト装置の他の実施形態を示す側面図である。
第１２図は払い出し装置の縦断面図である。
第１３図は払い出し装置の斜視図である。
第１４図は搬送装置の他の実施形態を示す斜視図である。
第１５図は破砕防止手段の説明図である。
第１６図は配合装置の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2003006308.tif 000018
【国際調査報告】
2003006308.tif 000019
2003006308.tif 000020
2003006308.tif 000021
2003006308.tif 000022