(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の多層断熱パネル（１８，２４）を含む船舶用極低温防壁（１２）であって、
前記多層断熱パネル（１８，２４）の各々は、船舶のホールド空間（１０）の内面上で、隣接する多層断熱パネル（１８，２４）と整列するように配置され、前記多層断熱パネル（１８，２４）の各々は、該多層断熱パネル（１８，２４）の中心に配置された単一のカップリング手段であって、それぞれの前記多層断熱パネル（１８，２４）を前記船舶の前記ホールド空間（１０）の前記内面に結合するように配置された単一のカップリング手段を備え、当該極低温防壁（１２）には、前記ホールド空間（１０）に面する当該極低温防壁（１２）の表面上に不透過層（２９）が設けられている、極低温防壁。
【請求項２】
前記多層断熱パネル（１８，２４）の各々は、互いに接合されていない主断熱層及び二次断熱層を含む、請求項１に記載の極低温防壁。
【請求項３】
前記多層断熱パネル（１８，２４）の各々は、第１のポリウレタン層及び第２のポリウレタン層を含む、請求項１又は２に記載の極低温防壁。
【請求項４】
前記不透過層（２９）は、液化天然ガス、液化プロパンガス、又は液化エチレンガスを通さない、請求項１〜３のいずれか一項に記載の極低温防壁。
【請求項５】
前記不透過層（２９）は、ガラス繊維強化アルミ箔又は極低温コーティングである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の極低温防壁。
【請求項６】
前記多層断熱パネル（１８，２４）の各々は、隣接する断熱パネルが前記ホールド空間（１０）の前記内面をモザイク状にするのを可能にする幾何学的形状である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の極低温防壁。
【請求項７】
隣接する断熱パネル同士は、ジョイント空間により分離され、前記ジョイント空間は、前記隣接する断熱パネル同士の縁部間に延び、前記隣接する断熱パネル同士間の前記ジョイント空間を完全に充填する断熱材料で充填される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の極低温防壁。
【請求項８】
前記隣接する断熱パネル同士間のジョイントは、前記隣接する断熱パネル同士間に定められた前記ジョイント空間全体にわたって延び、ホールド空間（１０）に面する表面上の前記隣接する断熱パネルの一部分に重なる極低温コーティング又は可撓性強化アルミ層で、前記ホールド空間（１０）に面する表面上にて封止されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の極低温防壁。
【請求項９】
前記可撓性強化アルミ層は、極低温接着剤により前記隣接する断熱パネル同士の表面に接合されている、請求項８に記載の極低温防壁。
【請求項１０】
前記可撓性強化アルミ層又は前記極低温コーティングは、過剰の材料が与えられて前記隣接する断熱パネル同士間に凹形ジョイントプロファイルを生成するように、前記隣接する断熱パネルに接合されている、請求項９に記載の極低温防壁。
【請求項１１】
前記可撓性強化アルミ層又は前記極低温コーティングは、過剰の材料が与えられて前記隣接する断熱パネル同士の中間層間に凹形ジョイントプロファイルを生成するように、前記隣接する断熱パネルに接合されている、請求項１０に記載の極低温防壁。
【請求項１２】
前記カップリング手段は、前記多層断熱パネル（１８，２４）の中心を通り、ロックナット（１５２，１５４）をねじ込むことができるねじ付きボルト（１５１）を受けるように構成された穴を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の極低温防壁。
【請求項１３】
前記ねじ付きボルト（１５１）の第１の端部は、前記船舶の前記ホールド空間（１０）の前記内面に結合されるように配置され、第２の端部は、アンカーカップ（１５３）及び前記ロックナット（１５２，１５４）を受けるように配置されている、請求項１２に記載の極低温防壁。
【請求項１４】
前記アンカーカップ（１５３）は、前記多層断熱パネル（１８，２４）の厚さの途中まで通って配置され、前記ロックナット（１５２，１５４）の取り付け時に、前記多層断熱パネルを前記ホールド空間の前記内面と接触させるように配置されている、請求項１３に記載の極低温防壁。
【請求項１５】
前記多層断熱パネル（１８，２４）の前記ホールド空間（１０）に面する表面には、前記ねじ付きボルト（１５１）と同軸であり、前記アンカーカップ（１５３）を受けて前記多層断熱パネル（１８，２４）の位置決めを可能にするように配置された中央に配置された開口部が設けられている、請求項１４に記載の極低温防壁。
【請求項１６】
前記開口部は、ポリウレタンフォームで充填されるように配置され、前記極低温接着剤及び前記可撓性強化アルミ層又は前記極低温コーティングにより前記ホールド空間に面する表面上で封止されている、請求項１５に記載の極低温防壁。
【請求項１７】
中間層は、合板基板に接合された前記中間層のホールド空間（１０）に面する側で前記可撓性強化アルミ層又は前記極低温コーティングの前記多層断熱パネル（１８，２４）間に形成されている、請求項２に記載の極低温防壁。
【請求項１８】
前記中間層には、前記二次層を、前記多層断熱パネル（１８，２４）を通るねじ付きボルト（１５１）に固定するように配置されたロックナット（１５２，１５４）がさらに設けられている、請求項１７に記載の極低温防壁。
【請求項１９】
前記多層断熱パネル（１８，２４）の各々のコーナーは、使用の際、４つの前記隣接する断熱パネル同士を整列させることにより、４つの前記隣接する断熱パネル同士が交わる点にオープンスペースが定められるように、面取りされている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の極低温防壁。
【請求項２０】
前記オープンスペースは、コーナージョイント空間を定め、前記コーナージョイント空間は、前記隣接する断熱パネル同士の縁部間に延び、前記隣接する断熱パネル同士間の前記ジョイント空間を完全に充填するポリウレタンフォーム材料で充填されている、請求項１９に記載の極低温防壁。
【請求項２１】
前記隣接するパネル断熱同士間のコーナージョイントは、前記隣接する断熱パネル同士間に定められる前記ジョイント空間にわたって延び前記ホールド空間に面する表面上の前記隣接する断熱パネル同士の一部分に重なる前記可撓性強化アルミ層又は極低温コーティングにより、前記ホールド空間に面する面上で封止されている、請求項２０に記載の極低温防壁。
【請求項２２】
前記可撓性強化アルミ層は、前記極低温接着剤で前記隣接する断熱パネル表面に接合されている、請求項２１に記載の極低温防壁。
【請求項２３】
前記可撓性強化アルミ層又は前記極低温コーティングは、過剰の材料が前記コーナージョイントにわたって与えられるように、前記隣接する断熱パネルに接合されている、請求項２２に記載の極低温防壁。
【請求項２４】
前記過剰の材料は、隣接するコーナーパネル間に凹形又は凸形ドーム状ジョイントプロファイルを形成する、請求項２３に記載の極低温防壁。
【請求項２５】
船舶のホールド空間（１０）の内面上にて隣接のパネルと整列するための多層極低温防壁パネルであって、
当該多層極低温防壁パネルは、結合手段を受けるように配置された、当該多層極低温防壁パネルの中心における単一の貫通孔を備え、当該多層極低温防壁パネルは、当該多層極低温防壁パネルの外面上の主不透過層と、当該当該多層極低温防壁パネル内の、又は使用中にホールド空間（１０）に面するように配置された当該多層極低温防壁パネルの面上の第２の不透過層とを含む、多層極低温防壁パネル。
【請求項２６】
船舶用極低温液体運搬装置を断熱する方法であって、
（Ａ）複数の固定スタッドを前記運搬装置のホールド空間（１０）の内面に取り付けるステップと、
（Ｂ）請求項１〜２５のいずれか一項に記載の複数のパネルを前記固定スタッドの各々に固定するステップと、
（Ｃ）膨張フォームで隣接するパネル同士間の空間を封止するステップと、
（Ｄ）前記パネルの各々のホールド空間（１０）に面する側上の隣接するパネル同士間の前記空間を不透過性材料で覆って、前記ホールド空間（１０）内に連続した不透過防壁を生成するステップと
を含む、方法。
【請求項２７】
請求項１〜２４のいずれか一項に記載されるような防壁を含む請求項１〜２５のいずれか一項に記載の極低温防壁又は極低温防壁パネルを含むＬＮＧ、ＬＰＧ、又はＬＥＧ船舶。
【請求項２８】
複数の多層断熱パネル（１８，２４）を含む船舶用極低温防壁であって、
前記多層断熱パネル（１８，２４）の各々は、船舶のホールド空間（１０）の内面上で隣接する断熱パネルと整列されるように配置され、前記多層断熱パネル（１８，２４）の各々は、前記多層断熱パネル（１８，２４）の中心に位置する単一のカップリング手段を備え、当該極低温防壁は、前記ホールド空間（１０）に面する当該極低温防壁の表面上の第１の不透過層、及び随意的に前記多層断熱パネル（１８，２４）内に配置された第２の不透過層を備え、当該極低温防壁は、使用中、前記隣接パネルを互いに接続するように配置された周辺に配置された不透過性ジョイントをさらに備える、船舶用極低温防壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶を断熱するための断熱システム及び方法に関する。詳細には、限定ではないが、本発明は、極低温液体を輸送するように構成された船舶に関する。かかる液体の例として、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化プロパンガス（ＬＰＧ）、又は液化エチレンガス（ＬＥＧ）が挙げられる。
【０００２】
本発明は、断熱を必要とする他の用途にも適用できる。
【背景技術】
【０００３】
国際協定は、極低温液体を輸送するために使用することができる船舶／船のタイプ及び構造を定めている。具体的には、規則は、極低温液体を船に安全に収容する方法、及び重要なことには、ホールド（船艙、ｈｏｌｄ）が破損した場合に液体を収容する方法を定める。
【０００４】
極低温輸送船は、コンテインメントホールド（ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ  ｈｏｌｄ）が非常に高い品質を有することを必要とする規則に従って設計される。国際海事機関（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍａｒｉｔｉｍｅ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ、ＩＭＯ）が、これらの規則を定める。ホールドは、該ホールドが破損せず、かつ液体の解放を可能にするように構成する必要がある。これらの設計では、高品質の溶接、及びＩＭＯタイプＣ及びＢ方式のホールドのような厚いホールド壁が必要とされる。これらは、極めて安全であるが、本質的に、製造及び保守に費用がかかる。
【０００５】
極低温液体の使用が増大するにつれて、これらの液体を、様々な量及び競争価格で安全に輸送するのを可能にする輸送システムに対する必要性が高まっている。従来の極低温輸送船を構築及び運用するコストは、燃料をより広く流通させ、活用するのを妨げる障害となっている。
【０００６】
本技術の発明者は、非常に高い安全基準を維持しながら、大幅に減少したコストで極低温輸送船を構築するのを可能にするシステムを考え出した。さらに、本技術は、既存の船の設計に適用し、船の構造に容易かつ効率的に組み込むことができる。本技術は、既存の船に後付けすることさえ可能である。
【発明の概要】
【０００７】
本明細書に説明される本発明の第１の態様によると、複数の多層断熱パネルを含む船舶用極低温防壁であって、各パネルは、船舶のホールドの内面上で隣接するパネルと整列するように配置され、かつ、パネルの中心に位置し、それぞれのパネルを船舶のホールド空間の内面に結合するように配置された単一のカップリング（結合）手段を含み、防壁には、ホールド空間に面する防壁の表面上に不透過層が設けられる、船舶極低温防壁が提供される。
【０００８】
従って、本明細書に説明される本発明の第１の態様によると、組み合わされた二次防壁、及び断熱システムとしても機能する防壁システムが提供される。これにより、液体を、収容することも、船の構造、主に船殻（ｈｕｌｌ）から遮蔽することもできる。断熱材は、ホールドが位置する空隙空間内の船舶の船殻構造上に配置される。
【０００９】
「単一のカップリング」という用語は、パネルを船舶に接続する一次カップリングを指すように意図される。不透過層という用語は、文脈の範囲内でＩＭＯ規則により定められるように、極低温液体がそこを通ることを許容しない層を指す。
【００１０】
ＬＮＧ（一例として）を輸送するのに必要な温度は、−１６３℃であり、船の船殻が、かかる低温に決して曝されないことが重要である。本発明によれば、断熱パネルをホールド空間内の船の船殻構造に接続することができる。有利なことに、このことは、断熱層に隠されることなく、船殻自体を検査及び保守することを可能にする。これは、一次ホールドの運用年数及び船舶の耐用年数を最大にする。本質的に、安全性も向上する。また、本発明による二次防壁を有する断熱材に常にアクセス可能であり、必要に応じて検査及び修理することができる。
【００１１】
この構成は、部分的に、パネルごとの単一のカップリング（結合）構成のために、比較的容易に断熱材を船舶に取り付けることも可能にする。このことは、ＬＮＧ輸送用の船舶を準備する際に費用のかかる製造作業を最小にする。
【００１２】
さらに、一次防壁（ＬＮＧホールド）が漏れ又は突発的な破損に見舞われた場合、防壁により与えられる不透過層は、二次コンテインメント防壁を提供する。
【００１３】
従って、本明細書に説明される本発明の第１の態様によると、組み合わされ、統合された極低温断熱及び二次防壁システムが提供される。二次防壁は、ＬＮＧを輸送するのにＩＭＯタイプＡ方式の船舶を使用することを可能にし、それにより製造時間及びコストが実質的に低減する。本発明による防壁は、ＬＮＧを運ぶのに必要とされる安全基準の維持を可能にする。
【００１４】
防壁を形成する各パネルは、それ自体を複数の断熱層で形成することができる。
【００１５】
例えば、防壁は、随意的な中間層により分離される主及び二次断熱層を含むことができ、この主及び二次断熱層は、互いに又は中間層に接合されない。有利なことに、このようにパネル内の２つの断熱層を分離することを可能にすると、パネルに、改善された熱膨張及び機械的運動性能が与えられる。大型船舶は、異なる方向に撓み、また、熱条件により形状が変化する。このように複数のパネルの各々が少量の運動を吸収することを可能にすることにより、応力及び破壊が断熱層又は不透過層に発生することが防止される。
【００１６】
断熱材料自体は、特定の用途及び意図される貨物に対して定められる。１つの適切な材料は、適切な熱特性を有するポリウレタン層である。各パネルの材料の種類及び厚さは、所定の用途に応じて選択される。
【００１７】
不透過層も同様に、用途及び意図される液体に従って選択される。しかしながら、本発明者が特定した多数の好適な材料の１つは、アルミ箔材料である。この材料は、不透過性であり、ばら打アルミ層で被覆されたガラス繊維織布である。かかる材料は、液体天然ガスを通さず、長期間、極低温に耐えることができる。
【００１８】
ＩＭＯ要件が、一次コンテインメントホールドの部分的な又は完全な破損の後、１５日間、二次防壁システムがＬＮＧ貨物を収容できなければならないと規定するのは注記に値する。
【００１９】
各パネルは、任意の適切な形状とすることができる。しかしながら、形状は、パネルが全て、ホールド空間の内面に沿ってモザイク状にできるように選択する必要がある。ホールド空間の表面全体を覆って、一次コンテインメントホールドのいかなる破損においても、ＬＮＧが船殻と接触しないことを保証する必要がある。
【００２０】
有利なことに、パネルは、中央に固定穴が位置する１平方メートルのパネルとすることができる。これにより、パネルを取り付けチームにより容易に取り扱い、ホールド空間壁に沿ってモザイク状にすることが可能になる。船舶ホールド空間のプロファイル及び形状に応じて、他の形状を用いることもできる。例えば、船殻のコーナー部に湾曲したセクションを用いることができるが、全て共通の単一のカップリング構造部を用いることもできる。
【００２１】
船舶の熱膨張及び収縮、並びに移動中の船舶の撓みは、防壁システムが、これらの熱的に引き起こされる寸法の変化、及び船舶の機械的に引き起こされる運動を有利に吸収することができることを意味する。
【００２２】
従って、パネルは、これらが隣接するパネルに当接しないが、代わりにあらゆる隣接するパネル間の隙間すなわち空間を与えるように、有利に配置される。これは、空間が、ホールド空間の表面に沿って隣接するパネル間に慎重に与えられるという点で、直観で分かるものではない。
【００２３】
しかしながら、ひとたび各パネルが本来の位置（ｉｎ−ｓｉｔｕ）にくると、隣接するパネル間の空間の各々は、膨張フォーム又は同様の断熱材料で充填されるように配置される。各パネルは、隣接するパネルに対してあらゆる側面が鉱物綿の可撓性層を有するように生成される。膨張フォーム（例えば、ポリウレタン）は、隣接するパネル間の空間全体を充填する。付加的に、フォームの膨張は各パネルに僅かな圧縮力を加え、この圧縮力が鉱物綿を圧縮してシールを形成し、また、パネル間の空間内のフォームにしっかりと係合する。このことは、フォーム層と各パネルとの間に強力で弾力的な接続をもたらし、熱が空間を通って船殻に伝わるのを防止する。ポリウレタンパネルに接合された圧縮された鉱物綿及びパネル間のその場で膨張したフォームが全ての方向への運動を可能にする。
【００２４】
各々の隣接するパネル間の空間に、不透過層又はキャップを設けて、パネル間に及び防壁の表面全体にわたって均一な不透過層を与える必要がある。
【００２５】
これにより、空間又はジョイント（継目）にわたって、１つのパネルの内側に面する表面から、隣接するパネルの内面に延びる可撓性強化アルミ層又は極低温コーティング層を設けることができる。これにより、フォームが導入される空間に蓋をかぶせ、ＬＮＧの侵入を防止する。
【００２６】
層は、任意の適切な方法で接合することができるが、極低温接着剤で有利に接合し、層を隣接する層の両方にしっかりと接続又は接合することが可能である。
【００２７】
可撓性材料は、パネル間の側方運動を吸収できるが（その可撓性及び形状のために）、本発明者は、有利なことに、過剰の材料を用いて、隣接するパネル間のそれぞれのジョイントを覆うように、層を配置すべきであることを立証した。実際上、過剰の材料を与えることにより、凹形若しくは凸形部分、又は「窪み」、クレスト、若しくは突出部が与えられる、すなわち、ジョイントの上に正確に達するために、材料の長さよりも多い材料が必要とされる。
【００２８】
有利なことに、ジョイントを形成する結果として生じる凹形若しくは凸形部分は、隣接するパネルの側方運動をさらに吸収する。従って、パネルは、各パネルのそれぞれの側で各方向に±３．５ｍｍの運動を吸収することができる。
【００２９】
各パネルは、単一のカップリングを用いてホールド空間に固定される。カップリングは、パネルの中心に位置し、これにより、防壁システムが吸収できる船舶の側方への拡大及び撓みが最大になる。
【００３０】
カップリングは、任意の適切な構成とすることができる。しかしながら、好都合なことに、船殻に接続され、船舶壁に対して略直角に延びる単一のねじ付きスタッドが、各パネルを適所に配置することを可能にする。スタッドは、結果として生じるパネルの分離（各々の隣接するパネルに対する）が正確であることを保証するように、レーザを用いて正確に位置決めすることができる。スタッドについての公差は、例えば、３ｍｍとすることができる。
【００３１】
有利なことに、ロックナットを用いてパネルを各々のねじ付きロッドに接続することができ、従って、ひとたび所定位置にくると、パネルが弛むのを防止することができる。従って、スタッドは船殻に接続され、パネルはスタッド上にロックされ、スタッドはパネル内の穴を通り、ロックナットはねじに固定される。
【００３２】
ロックナットにより生じる力を伝搬させてパネルを船殻の内面と接触させるために、パネルのホールドに面する側で、ねじ付きロッドが通ることができる穴の直径を大きくすることができる。有利なことに、これにより、取り付けチームによりロックナットをねじ上に締結することが可能になるが、同様に、ロックナットが締結される前に、ねじ付きロッドの上にアンカープレートを配置することも可能になる。アンカーは、円板又は正方形プレートの形態とすることができ、ねじ付きロッドの上を通り、拡大直径穴の底部と係合するように配置することができる。アンカーは、カップ様に作ることもでき、機械的固定形態の船殻構造をパネル合板表面に固定するために、合板表面上に置かれたカラープレートを有するカップ様に作製することもできる。
【００３３】
パネルの熱性能を維持するために、ロックナット及びアンカープレートを、パネルの途中で終わらせるように配置することができる。有利なことに、これは、ナット及びアンカープレートの上の空間を断熱材料で充填し、パネルの熱特性を回復することを可能にする。従って、パネルを船舶壁に接合する接続部は、表面の近くではなくパネル内に配置される。これにより、スタッドボルトを通した熱の侵入が低減する。
【００３４】
パネルの表面の不透過性の完全性を保持するために、ナット及びアンカープレートの上のパネルの表面を、同様にアルミ箔の不透過層及び極低温接着剤又は極低温コーティング層でしっかりと封止することができる。
【００３５】
従って、ひとたび本来の位置にくると、隣接するパネルと各パネルについてのロックナット及びアンカープレートの上の空間との間のジョイントが、どちらも断熱され、不透過性となり、あらゆるパネルにわたって均一性が防壁に与えられる。
【００３６】
各パネル内の中間層自体が、多層構成であってもよい。例えば、中間層を合板基板で形成し、そこに接合されたアルミ層により強度を与え、二次防壁を形成することができる。
【００３７】
二次層に、パネルを通るねじ付きロッドに二次層を固定するように配置されたロックナットを設けることもできる。従って、船殻への一対の安定した接続をもたらすことができる。
【００３８】
上述のように、可撓性ジョイント構成を用いて、隣接するパネルの接合部において、隣接するパネルの側方運動が吸収される。しかしながら、４つのパネルが交わるコーナー部では、複数の方向への４つのパネルの運動が、４つのパネルの各々の熱的及び機械的運動を吸収するために、革新的な代替的ジョイントを必要とする。
【００３９】
従って、各パネルは、使用中、隣接するパネルとの整列により４つの隣接するパネルが交わる点でオープンスペースが定められるように、先端を面取りすることができる。オープンスペースは、コーナージョイント空間を定め、この空間を、他のジョイントを断熱するのと同じ方法で、（鉱物綿などの）断熱材料で充填することができる。再び、フォームは、隣接するパネルの縁部間に延び、隣接するパネル間のコーナー空間を完全に充填し、強力な断熱接合部を生成する。
【００４０】
コーナージョイントの不透過特性は、不透過性の可撓性強化アルミ層又は極低温コーティング層を用いて４つの隣接するパネル間のジョイントにわたって封止することにより、もたらすことができる。有利なことに、層は、タンク空間に面する表面上の隣接するパネルの部分に重なる。
【００４１】
上述の側部ジョイントと同様に、可撓性強化アルミ層又は極低温コーティング層は、過剰の材料がコーナージョイントにわたって与えられるように隣接するパネルに接合され、材料は、隣接するコーナーパネル間の凹形又は凸形ドーム状ジョイントプロファイルを与えるように配置することができる。凹形又は凸形ドームは、ジョイントにおける層の不透過特性を維持しながら、４つの隣接するパネルの相対運動を可能にする。
【００４２】
各コーナージョイントにわたる過剰の材料が、４つの隣接するパネルの組み合わせられた相対運動を吸収するのに十分であれば、凹形又は凸形ドームの代わりに、任意の適切な幾何学的形状を用いることができる。
【００４３】
別の態様から見ると、船舶のホールド空間の内面上で隣接するパネルを整列させるための多層極低温防壁パネルが提供され、このパネルは、カップリング手段を受けるように配置されたパネルの中心の単一の貫通孔を含み、かつパネルの外面上の主不透過層と、多層パネル内の第２の不透過層とを含む。
【００４４】
従って、別の態様によると、二次コンテインメント防壁として働く、極低温用途で用いるためのパネルが提供され、それにより、代替的なクラスタイプの船舶を極低温運搬装置として使用することが可能になる。
【００４５】
さらに別の態様から見ると、船用液体運搬装置を断熱する方法が提供され、この方法は、（Ａ）複数の固定スタッドを運搬装置のホールド空間の内面に取り付けるステップと、（Ｂ）本明細書に説明されるような複数のパネルを固定スタッドの各々に固定するステップと、（Ｃ）膨張フォームで隣接するパネル間の空間を封止するステップと、（Ｄ）各パネルのホールド空間に面する側上の隣接するパネル間の空間を不透過性材料で覆って、ホールド空間内に連続した不透過防壁を生成するステップとを含む。
【００４６】
さらに別の態様から見ると、複数の多層断熱パネルを含む船舶極低温防壁が提供され、各パネルは、船舶のホールドの内面上で隣接するパネルと整列するように配置され、かつ、パネルの中心に位置する単一のカップリング手段を含み、防壁は、ホールド空間に面する防壁の表面上の第１の不透過層と、パネル内に配置された第２の不透過層とを含み、使用中、隣接するパネルを互いに接続するように配置された周辺に配置された不透過層をさらに含む。
【００４７】
別の態様から見ると、一次ＬＮＧ燃料ホールドと、一次ＬＮＧ燃料ホールドの周りに配置された二次コンテインメント防壁とを含むＬＮＧ燃料コンテインメント装置が提供され、二次コンテインメント防壁は複数の多層断熱パネルを含み、各パネルは隣接するパネルと整列するように配置され、防壁は、防壁の表面上の第１の不透過層と、パネル内に配置された第２の不透過層とを含み、使用中、隣接するパネルを互いに接続するように配置された周辺に配置された不透過層をさらに含む。
【００４８】
本明細書に説明される実施形態の各々において、単一の結合部を、例えば、概ねパネルの各角部に１つといった複数の結合部と交換することができる。かかる構成は、パネルの熱膨張を吸収するための単一結合部の能力から利益を得ないが、熱膨張の利点が必要とされない場所で用いることができる。かかる結合構成は、単一の結合部の実施形態と関連したあらゆる構造部と組み合わせて用い得ることが認識される。
【００４９】
以下、添付図面を参照して、単なる例として本発明の態様を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】球形ホールドを用いた従来のＬＮＧ極低温輸送用船舶を示す。
【図２Ａ】従来の非球形船舶を通る断面を示す。
【図２Ｂ】本明細書で説明される本発明による断熱システムを組み込む角柱ホールドを有するＩＭＯタイプＡ方式の船舶を通る断面を示す。
【図３】図２Ｂの船舶の内面の断面を示す。
【図４】本発明の一実施形態による個々のパネルの分解図を示す。
【図５】図４に示される実施形態の例示的なカップリング構成を示す。
【図６】図４に示されるカップリング及びパネルの断面を示す。
【図７】４つのパネル、並びに関連したシール及びコンポーネントを含む、図４に示されるパネルアセンブリフレームの分解図を示す。
【図８】本発明によるパネルの内側をライニングするホールド空間の内側を示す概略である。
【図９】本発明の１つの実装による二次防壁シール構成を示す。
【図１０】極低温ジョイントを示すパネルの断面を示す。
【図１１Ａ】４つの隣接するパネル間のコーナージョイントを示す。
【図１１Ｂ】４つの隣接するパネル間のコーナージョイントを示す。
【図１１Ｃ】４つの隣接するパネル間のコーナージョイントを示す。
【図１２】最良の形態による防壁構成を示し、２つの隣接するパネルを示す。
【図１３】最良の形態による防壁構成を示し、図１２のパネルの断面を示す。
【図１４】最良の形態による防壁構成を示し、図１２の隣接するパネル間のジョイントの断面を示す。
【図１５Ａ】最良の形態による防壁構成を示し、図１２の中央接続部材の断面を示す。
【図１５Ｂ】最良の形態による防壁構成を示し、図１２の中央接続部材を詳細に示す。
【図１６】接合部キャップシールの断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明は、種々の修正及び代替的な形態が可能であるが、具体的な実施形態を例として図示し、本明細書で詳細に説明する。しかしながら、ここに添付される図面及び詳細な説明は、本発明を開示される特定の形態に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は、特許請求される本発明の趣旨及び範囲内に入る全ての修正、均等物及び代替物を網羅することを意図していることを理解されたい。
【００５２】
さらに、各実施形態の種々の特徴は、互いに組み合わせて用いることができ、並びに、実施形態と最良の形態の間の特徴は、所定の実施形態と共に使用するように限定又は制限されないことが理解される。
【００５３】
図１は、球形コンテインメントホールドを含むＬＮＧ極低温輸送船舶の断面を示す。かかる船舶は、大量のＬＮＧ及び他の極低温液体を輸送するのに一般的に使用される。
【００５４】
一般に「Ｍｏｓｓ設計」、ＩＭＯタイプＢ方式として知られる従来の船舶（船）１は、ＬＮＧ貨物３を収容するように配置される球形一次コンテインメントホールド２を含む。ホールド２内のＬＮＧの上限が示される。一般的に、ＬＮＧホルダは、ホルダの長さに沿って取り付けられた複数のホールド２を含む。説明のために、１つだけが示されている。
【００５５】
ホールド２は、船１の船殻内に取り付けられ、スカート６によりそのウエスト５の周りに支持される。従って、ホールド２は、空洞８だけ、船殻４から間隔をおいて配置される。
【００５６】
ホールドは、中央に位置するパイプタワーと、空洞８内のホールドの下のドリップトレイとを含む。ホールド２は一次防壁を形成し、断熱層７に囲まれる。
【００５７】
ホールド２はそれ自体が断熱され、空洞８と組み合わせた断熱材は、低温のホールドが船殻に接触する又は船殻を冷却するのを防止する。低温のＬＮＧが鋼と接触すると、望ましくないことに、これにより鋼の温度が低下し、鋼が脆化する。
【００５８】
ホールド２は、破損しないように、極めて高性能に設計される。このようにＬＮＧ船舶の製造コストは極めて高く、コストのため、多数の船舶を、又は実際には、増大した配送経路にわたってより少量のＬＮＧを収容し、輸送するためのより小型の船舶を構築することが実行不能になる。
【００５９】
図２Ａは、非球形ホールドのためのコンテインメントシステムを通る断面を示し、一体型メンブレン船舶として知られる。図２Ａに示されるように、このシステムは、一次防壁メンブレン１、一次断熱材２、二次防壁３、及び二次断熱材４を含む。
【００６０】
図２Ｂは、中央のホールド２が空洞８に囲まれている本発明の好ましい実施形態を示す。船殻４は、本明細書で説明される極低温防壁１２でライニングされ、極低温液体を輸送するのに適した船舶を生成する。
【００６１】
本発明によると、ホールドを断熱する代わりに、船殻が、極低温防壁１２により断熱される。防壁１２は、船舶のホールド空間全体をライニングするように配置される。図２Ｂでは、空間すなわち空洞８の断面が示されるが、ホールドと防壁１２のホールドに面した表面との間に小さい点検／保守用空間を有した状態で、防壁を表面の近くに配置することができる。
【００６２】
ＩＭＯタイプＡ方式のホールドは、１００％安全であるとは考えられず、ホールドの漏れ及び崩壊が発生することがある。主ホールドの崩壊の場合に船殻構造を有害な低温から守る完全な二次防壁を有することが要件である。
【００６３】
図２Ｂに示される本発明による船舶設計は、より低い性能の一次ＬＮＧのホールドを可能にする。具体的には、この船舶設計は、ＬＮＧの輸送のためにＩＭＯタイプＡ方式のホールドを使用することを可能にする。これにより、著しい技術的、経済的、及び動作上の利点がもたらされる。本発明によると、少なくとも１５日間、あらゆる漏れたＬＮＧを収容できる二次防壁を有するホールド２が提供される。本発明によると、防壁１２は、低温のホールド２を船殻４から分離する断熱層だけでなく、有利なことに、二次防壁も組み込む。実際には、必要に応じて、一対の二次防壁を本発明の極低温防壁に組み込むことができる。
【００６４】
ここで、本発明による極低温防壁の取り付け及び構成を説明する。
【００６５】
図３は、一次収納ホールド２を有さない、図２Ｂの容器の断面を示す。
【００６６】
上述のように、本発明は、複数の多層断熱パネルを含む船舶極低温防壁を提供する。パネルの各々は、船舶のホールド空間１０の内面上の隣接するパネルと整列されるように配置され、各パネルは、パネルの中心に位置する単一のカップリング手段を有する。このカップリングは、それぞれのパネルを船舶のホールド空間の内面に結合するように配置される。
【００６７】
各パネルについての単一のカップリングは、図３に示されるカップリング位置１３により例証することができる。カップリング１３は、船舶のホールド空間をライニングするように取り付けられる正方形パネルのマトリックスを定める。カップリング位置の各々は、船舶の船殻４に、直接又は以下にさらに説明されるフレームを介して接続されるカップリングを表す。図示されるように、カップリングマトリックスは、ホールド空間１０の領域全体に沿って延びる。
【００６８】
ここで極低温防壁システムの第１の構成を説明する。
【００６９】
図４は、本発明の実施形態による個々のパネルの分解図を示す。パネルの構成部分は、異なる段階で組み付けられる。図４は、完全に組み付けられたパネルの構成部分を示す。
【００７０】
図４の右手側は、船舶の船殻４に近いパネルの部分を表し、左手側はＬＮＧホールド２に近いパネルの部分を表す。これらは、それぞれ、高温側（ｗａｒｍ  ｓｉｄｅ）及び低温側（ｃｏｌｄ  ｓｉｄｅ）と呼ぶことができる。
【００７１】
パネルは、船殻（又は以下に説明される船殻接続フレーム）に接続されるねじ付き連結ロッド１４を含む。ロッド１４は、パネルの中心を通るように配置される。パネルごとに単一のロッドが与えられる。ロッドには、パネルを船殻つまり船体構造に押し当てて支持するための支持円板１５が設けられる。
【００７２】
多層パネルは、次の層で形成される。最初に、パネルの外面を封止し、亀裂及び劣化を防止するための亀裂抑止層１７が設けられる。
【００７３】
次に、ポリウレタンフォームで形成された高温側断熱パネル１８に、合板表面保護及び収縮層１９が続く。
【００７４】
ロックナット２１は、高温側アセンブリを互いに固定し、座金２２で封止される。以下に説明されるように、ひとたび組み付けられると、ロックナット２１は、実際には、ロックナット１６よりも船殻壁に近いことに留意されたい。
【００７５】
次に、第２の亀裂抑止層２３が、パネルの実質的な断熱層である低温側断熱パネル２４の外面上に設けられる。
【００７６】
第１のパネル・サブグループＡは、その表面を横切って第２のグループＢに結合されるのではないことに留意されたい。２つのサブグループは、中央に位置するカップリング手段によって互いに接続されるにすぎない。従って、それぞれの対の熱的及び機械的運動は、互いに機械的負荷を与えず、そのため、応力及び結果として生じる損傷／疲労を軽減させ得る。かかる力は、船舶の運動、並びに熱膨張及び収縮により発生する。
【００７７】
主パネル２４は、パネルが組み付けられるときに、ねじ付きロッド１４の遠位端が延びる拡大した中央円筒形チャンバ２５を含む。図６に示され、以下に説明されるように、チャンバ２５は、主パネルの幅の途中まで延びる。
【００７８】
パネルは、ロッド１４の断面積より大きい表面積を有する円板又は座金であるアンカー構成２６によってロッド１４に固定される。ロックナット３０は、ねじ付きロッドをパネルに固定し、締め付けると、アンカープレートをチャンバの底部と接触させ、第１及び第２のサブアセンブリＡ及びＢを船殻に保持する、すなわち、アンカープレートがパネルを互いに保持し、該パネルを船殻に固定する。
【００７９】
可撓性区域２７は、ポリウレタンフォームで形成される主パネルの周囲を囲む。以下にさらに説明されるように、可撓性区域は、フォームを、パネルを囲む接合部に注入することによりもたらされる。可撓性区域は、機械的運動及び／又は熱的運動により引き起こされる隣接するパネルの相対運動を吸収し、隣接するパネル間の緊密なシール及び接触を保持する。
【００８０】
表面保護層及び収縮制御層２８は、主パネルの低温表面のすぐ上に配置され、それ自体が強化アルミニウム箔、超低温コーティング、又は超低温液体を通さない他の層といった不透過層２９で被覆されている。
【００８１】
外層は、０．０５ｍｍの最小厚を有する。
【００８２】
組み付けられるパネルの熱的及び機械的完全性を確保するために、フォーム３１が、制御層２８及び不透過層２９を通して導入される（パネルの中心には、小さな穴が設けられている）。ポリウレタンフォームが穴に注入され、チャンバ２５を充填し、主パネルに均一な断熱特性を与える。次に、不透過層２９内の穴は、不透過性シール箔又は極低温コーティング３２で封止される。従って、不透過層２９の完全性が回復する。
【００８３】
図５は、ロッド１４、アンカープレート及びロックナット３０を伴う、本実施形態の結合構成を詳細に示す。
【００８４】
図６は、構成されたパネル及びカップリングの断面を示す。同様な参照番号は、組み付けられたパネル内のコンポーネント部品を示すために使用される。図６はまた、チャンバ３１内にフォームを導入してチャンバを封止し、均一な断熱特性を回復するために使用されるフォーム注入穴３４も示す。完全な組み付け済みパネルは、参照番号３５で示される。
【００８５】
図７は、４つのパネル及び関連したシール、並びに隣接するパネル間の関連したシール及びコンポーネントを含むパネルアセンブリの分解図を示す。
【００８６】
４つのパネル３６、３７、３８、３９が示される。
【００８７】
パネルは、主及び二次サブアセンブリ（グループＡ及びＢとして示される）に分離される。これは、主及び二次パネルが、互いに直接結合されていないためである。それらは、中心部で各パネルを通るロッド１４によって互いに接続される。
【００８８】
隣接するパネル間のジョイントは、さらに以下に説明されるポリウレタンフォームで充填される。図４の可撓性区域は、注入されたフォームで形成され、周辺シール４２を定める。図６では、不透過層２９及び保護層２８は、単一の層４３として示される。
【００８９】
高温側断熱パネルのパネルを形成する層間のジョイントシール４５は、図９乃至図１１を参照して説明される。
【００９０】
図８は、モザイク状パネルでライニングされたホールド空間の内側を示す概略図である。
【００９１】
図９は、第１の実施形態による二次防壁シール構成４５と、隣接するパネル間のジョイントに沿って封止するために使用される箔構成とを示す。
【００９２】
図９はまた、隣接するパネル間に延びる不透過ジョイント層の凹形部分４９も示す。これは、これは、材料の余りにより層を隣接するパネルに接合することにより形成される。この凹形すなわち湾曲部分により、それぞれの不透過層を歪ませることなく、主及び二次レベルの両方での隣接するパネルの運動が可能になる。
【００９３】
図１０はまた、ジョイントをシールし、可撓性区域を与えるために隣接するパネル間のジョイントに導入されるフォーム層４１（図７にも示される）も示す。
【００９４】
図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、４つの隣接するパネル間の異なる可能なコーナージョイントを示す。図１１Ａは、コーナー部分が略半円形状に面取りされたパネルを示す。図１１Ｂ及び図１１Ｃは、凸形ドーム部分が定められる１つの構成を示す。凸形部分を定める過剰の材料は、各方向における４つの隣接するパネルの相対運動を可能にする。その結果、これはコーナージョイントにおける防壁の完全性を保持する。
【００９５】
極低温防壁は、次のように取り付けることができる。
【００９６】
最初に、結合点を船殻の上のホールド空間に直接接続する。それぞれのパネルは、予め製造され、取り付け箇所に運ばれる。次に、パネルがカップリングロッドと整列され、アンカープレートが取り付けられ、ロックナットが締め付けられ、固定される。表面保護層及び不透過層を含むカバーを所定の位置に置き、ポリウレタンフォームをロックナットの上に位置するチャンバに注入し、チャンバを封止する。
【００９７】
フォームを注入する穴を不透過パッチで封止して穴を覆い、極低温耐性接着剤を用いて接合する。
【００９８】
次に、隣接するパネル間のジョイントをポリウレタンフォームで充填する。
【００９９】
ここで好ましい実施形態（代替的に最良の形態と呼ぶ）を説明する。
【０１００】
好ましい実施形態は、上述の実施形態に優る全体的に改善された実装を表す。しかしながら、各々の態様及び特徴を有利に交換できることが認識される。
【０１０１】
図１２は、本発明の好ましい実施形態による２つの隣接するパネルを示す。各パネルは、高温パネル１２１及び低温パネル１２２を含む。
【０１０２】
船舶（船）の一次ホールドに面するように配置されたパネルの面である外面が、二次防壁層１２３で覆われる。隣接するパネル間の間隙は、可撓性二次防壁ストリップ１２４により封止される。
【０１０３】
隣接するパネル間の空間は、可撓性パネルジョイント１２５で充填される。これらの特徴部を以下により詳細に説明する。
【０１０４】
図１３は、図１２のパネルの断面を示す。領域Ａは断面におけるものであり、領域Ｂは、遠方に延びるパネルの上部であることに留意されたい。
【０１０５】
この断面には、上述の第１の実施形態との多数の類似点があり、特徴を交換できることが認識される。
【０１０６】
図１３の領域Ａに焦点を合わせると、これは、図１２に示されるパネルの高温部分及び低温部分を表す。外面（下面）から始めると、パネルは次の層で構成される。
１３１−ガラスメッシュが埋設された亀裂防壁
１３２−剛性ポリウレタン層
１３３−合板支持層
１３４−ガラスメッシュが埋設された第２の亀裂防壁
１３５−剛性ポリウレタン層
１３６−第２の合板支持層
【０１０７】
第２の防壁１３７（図１２の１２３）は、第２の合板支持層の上部に位置する。
【０１０８】
隣接するパネル間には、鉱物綿で形成される可撓性充填材１３９（図１２の１２５）が提供される。
【０１０９】
好都合なことに、各パネルは、図１３に示される中央に位置する単一の支持固定部１３８の周りに構成される。これは、以下により詳細に説明される。
【０１１０】
図１４は、隣接するパネル間の極低温ジョイントをより詳細に示す。この場合も、図１３と同様に、図は部分断面である。
【０１１１】
連続したパネルが所定の位置に配置される場合、図８に示されるように、充填し、封止して防壁内面の完全な極低温完全性を与える必要がある、隣接するパネル間の空間が定められる。これは、隣接する高温パネル間に鉱物綿を配置することによって達成される。
【０１１２】
膨張したポリウレタンフォーム１４２が、２つの対向する圧縮された鉱物綿層１４３間に配置され、次に、この２つの対向する圧縮された鉱物綿層１４３は、隣接するパネルのそれぞれの高温層と接触する。
【０１１３】
パネルの内面上にシール面をもたらすために、隣接するパネル間の間隙を可撓性の第２の防壁１４４（図１２の参照番号１２４）で封止する。
【０１１４】
図１４に示されるように、可撓性の二次層１４４は、本質的に凹形であり、隣接するパネルの運動を可能にする。この運動は、例えば、熱膨張及び／又は輸送中の船殻の撓みのために発生することがある。
【０１１５】
図１５Ａは、図１３の中央接続部材を断面で示し、図１５Ｂは、これをより詳細に示す。
【０１１６】
有利なことに、単一のカップリングは、多数の目的の働きをする。
【０１１７】
最初に、図３及び図８に示されるように、単一のカップリングは、パネルを船殻に好都合に結合するのを可能にする。中央接続部は、船殻との干渉を最小にする。第２に、単一の中央接続部は、船殻に対するパネルの熱的及び／又は機械的運動を可能にする。これは、防壁の完全性及び寿命を維持する。第３に、単一のカップリングは、取り付け及び保守を容易にし、パネルと船殻との間を接続するのに単一の作業しか必要としない。
【０１１８】
さらに、単一の接続部は、パネルをパネルのサブコンポーネントを保持する中央カップリングと共に予め製造することを可能にする。
【０１１９】
図１５Ａを参照すると、カップリングは、高温及び低温パネルを通る第１のステンレス鋼スタッドボルト１５１を含む。高温パネルは、ロックナット及び座金１５２を用いてボルトに結合される。
【０１２０】
例示的なパネルには、アンカーカップ１５３が配置される中央に位置する円筒形凹部が設けられる。これは、図１５Ｂを参照して以下に詳細に説明される。
【０１２１】
アンカー１５３は、ガラス強化プラスチックで形成することができる。アンカーは、第２のロックナット及び座金１５４を用いてボルト１５１に結合される。ひとたび第２のロックナット及び座金が配置されると、膨張したポリウレタンフォーム１５５をアンカーの円筒形中央部に導入し、低温パネル層を回復することができる。従って、低温パネル層は、ボルト１５１により定められるパネルの中央の周りに位置する統合されたアンカーを組み込む。
【０１２２】
第１の防壁固定カバーパッド１５６を埋設されたアンカーの上に配置して、二次防壁表面を与え、再び表面の完全性を保持する。
【０１２３】
図１５Ｂは、ボルトを示すアンカー構成の分解図と、アンカー構成をアンカー１５３内に配置する方法とを示す。膨張したポリウレタンフォーム１５５及び二次防壁１５６も示される。
【０１２４】
重要なことに、アンカー１５３には、半径方向に延びるフランジが設けられ、この半径方向に延びるフランジは、パネルの内部（図１５Ａの上面）と係合し、有利なことに、ロックナット及び座金１５４が係合するとパネルを圧縮状態に保持する。
【０１２５】
ロックナット及び座金の対は、アンカー及びフランジと協働して、パネル層を互いにしっかりと固定する。
【０１２６】
図１６は、図１１Ａ〜図１１Ｃに断面で示されるような、隣接するパネル間のさらなる代替的なコーナー接続部を示す。予め形成されたガラス強化プラスチックの金属シール部材がねじ及び接着剤により合板層に固定される。次に、船舶に取り付けた後、表面全体を被覆することができる。
【図１】
0006662538.tif 000002
【図２Ａ】
0006662538.tif 000003
【図２Ｂ】
0006662538.tif 000004
【図３】
0006662538.tif 000005
【図４】
0006662538.tif 000006
【図５】
0006662538.tif 000007
【図６】
0006662538.tif 000008
【図７】
0006662538.tif 000009
【図８】
0006662538.tif 000010
【図９】
0006662538.tif 000011
【図１０】
0006662538.tif 000012
【図１１Ａ】
0006662538.tif 000013
【図１１Ｂ】
0006662538.tif 000014
【図１１Ｃ】
0006662538.tif 000015
【図１２】
0006662538.tif 000016
【図１３】
0006662538.tif 000017
【図１４】
0006662538.tif 000018
【図１５Ａ】
0006662538.tif 000019
【図１５Ｂ】
0006662538.tif 000020
【図１６】
0006662538.tif 000021