(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洋上浮体構造物を隔壁によって長手方向に複数個区画すると共に、各区画内に独立タンクを夫々設置し、該各タンクは、タンク側壁と、上部壁と、底壁とからなり、上部壁は、投入口を頂部に有し逆漏斗状に形成された単位上部壁を前記洋上浮体構造物の前後方向と幅方向に結合して構成され、かつ、前記底壁は、下端部に排出口を有する漏斗状の単位底壁を前記単位上部壁に対して各２個前後方向に設けてなることを特徴とする洋上におけるガスハイドレートペレットの貯蔵設備。
【請求項２】
洋上浮体構造物を隔壁によって長手方向に複数個区画すると共に、各区画内に独立タンクを夫々設置し、該各タンクは、タンク側壁と、上部壁と、底壁とからなり、上部壁は、投入口を頂部に有し逆漏斗状に形成された単位上部壁を前記洋上浮体構造物の前後方向と幅方向に結合して構成され、かつ、前記底壁は、下端部に排出口を有する漏斗状の単位底壁を前記単位上部壁に対して各２個前後方向に設け、
更にガスハイドレートを生成する製造装置と、該装置で生成されたガスハイドレートを成形してペレット化する造粒装置とを前記洋上浮体構造物に設置したことを特徴とする洋上におけるガスハイドレートペレットの貯蔵設備。
【請求項３】
洋上浮体構造物を隔壁によって長手方向に複数個区画すると共に、各区画内に独立タンクを夫々設置し、該各タンクは、タンク側壁と、上部壁と、底壁とからなり、上部壁は、投入口を頂部に有し逆漏斗状に形成された単位上部壁を前記洋上浮体構造物の前後方向と幅方向に結合して構成され、かつ、前記底壁は、下端部に排出口を有する漏斗状の単位底壁を前記単位上部壁に対して各２個前後方向に設け、
更に前記独立タンク上に積み込み装置を配置し、該積み込み装置は、供給口がガスハイドレートペレット供給装置に連結され、排出口が受入タンクに連結された第一のコンベアと、
供給口が前記受入タンクに連結され、排出口が独立タンクの投入口に連結された複数の第二のコンベアとにより構成されることを特徴とする洋上におけるガスハイドレートペレットの貯蔵設備。
【請求項４】
洋上浮体構造物を隔壁によって長手方向に複数個区画すると共に、各区画内に独立タンクを夫々設置し、該各タンクは、タンク側壁と、上部壁と、底壁とからなり、上部壁は、投入口を頂部に有し逆漏斗状に形成された単位上部壁を前記洋上浮体構造物の前後方向と幅方向に結合して構成され、かつ、前記底壁は、下端部に排出口を有する漏斗状の単位底壁を前記単位上部壁に対して各２個前後方向に設け、
更に前記タンクの排出口から下方に延長されて前記洋上浮体構造物の底面に当接する壁が前記浮体構造物の長手方向側に延設された通路が形成されており、この通路内にガスハイドレートペレットの排出装置を設けたことを特徴とする洋上におけるガスハイドレートペレットの貯蔵設備。
【請求項５】
洋上浮体構造物が、船舶である請求項１乃至４記載の洋上におけるガスハイドレートペレットの貯蔵設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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とから構成されている、所謂ガスハイドレートをペレット化して貯蔵するようにしたガスハイドレートペレット貯蔵設備に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、天然ガスの貯蔵は、液化天然ガス(以下、ＬＮＧという)、或いは圧縮天然ガスの形で行われている。
【０００３】
ところが、ＬＮＧは、貨物温度をマイナス１６２℃の超低温に保って貯蔵する必要があり、その貯蔵のために特別に製作された高価なタンクを持つ貯蔵設備が必要である。
【０００４】
また、ＬＮＧは、天然ガスをマイナス１６２℃の液体にするために、それ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。その上、ＬＮＧは、上記のように、極端な低温のため、気化速度が速く、長期貯蔵に不向きである。
【０００５】
一方、クリーンなエネルギー源や各種構造の原料として、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、この天然ガス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）にする研究が行われている。
【０００６】
ＮＧＨは、簡単に説明すれば、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、１ｍ3のメタンハイドレート中に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。
【０００７】
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及び貯蔵体として注目されている。メタンハイドレート中のメタンガス密度は、ＬＮＧの約３．５分の１であるが、人工的、或いは工業的に製造する場合には、ＬＮＧのように液化温度（マイナス１６２℃以下）まで冷却する必要がないために、エネルギー効率が大幅に改善されるといわれている。
【０００８】
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の水中にメタンガスを供給あるいはメタンガス中に散布手段から水又は不凍液を散布することにより水または不凍液と天然ガス（メタン）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。
【０００９】
この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／貯蔵量）が小さいため、輸送や貯蔵に際し、ペレタイザーなどの造粒機によりペレット状の固形物に成形することが考えられている。
【００１０】
一方、このような特性を持つガスハイドレートペレット（以下、ＮＧＨペレットという）の製造装置は、比較的小型でかつ安価であるため小規模のガス田に好適とされている。
【００１１】
そこで、この小規模のガス田から得られた天然ガスをＮＧＨペレットとして消費地に輸送する場合、製造されたＮＧＨペレットを一旦所定の量になるまで貯蔵し、しかる後、船舶に積み込んで消費地まで輸送する必要がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
かかることから、このＮＧＨペレットの貯蔵及び輸送に必要な貯蔵タンクやこの貯蔵タンクへのＮＧＨペレットの積み込み装置、排出装置等の貯蔵設備の開発が望まれている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記事情に鑑みなされたものであって、次ぎの特徴を有している。
【００１４】
１．請求項１記載の発明は、洋上浮体構造物を隔壁によって長手方向に複数個区画すると共に、各区画内に独立タンクを夫々設置し、該各タンクは、タンク側壁と、上部壁と、底壁とからなり、上部壁は、投入口を頂部に有し逆漏斗状に形成された単位上部壁を前記洋上浮体構造物の前後方向と幅方向に結合して構成され、かつ、前記底壁は、下端部に排出口を有する漏斗状の単位底壁を前記単位上部壁に対して各２個前後方向に設けてなる洋上におけるガスハイドレートペレット貯蔵設備である。
【００１５】
前記構成のガスハイドレートペレット貯蔵設備によれば、洋上浮体構造物の区画内に配置される独立タンクの容積を大きくすることができるばかりでなく、独立タンクの安全性を向上させることができる。
【００１６】
２．請求項２記載の発明は、洋上浮体構造物を隔壁によって長手方向に複数個区画すると共に、各区画内に独立タンクを夫々設置し、該各タンクは、タンク側壁と、上部壁と、底壁とからなり、上部壁は、投入口を頂部に有し逆漏斗状に形成された単位上部壁を前記洋上浮体構造物の前後方向と幅方向に結合して構成され、かつ、前記底壁は、下端部に排出口を有する漏斗状の単位底壁を前記単位上部壁に対して各２個前後方向に設け、更にガスハイドレートを生成する製造装置と、該装置で生成されたガスハイドレートを成形してペレット化する造粒装置とを前記洋上浮体構造物に設置した洋上におけるガスハイドレートペレット貯蔵設備である。
【００１７】
このようなガスハイドレートペレット貯蔵設備は、特に海域のガス田から生産された天然ガスをＮＧＨペレットとして貯蔵する場合に適用される。
【００１８】
３．請求項３記載の発明は、洋上浮体構造物を隔壁によって長手方向に複数個区画すると共に、各区画内に独立タンクを夫々設置し、該各タンクは、タンク側壁と、上部壁と、底壁とからなり、上部壁は、投入口を頂部に有し逆漏斗状に形成された単位上部壁を前記洋上浮体構造物の前後方向と幅方向に結合して構成され、かつ、前記底壁は、下端部に排出口を有する漏斗状の単位底壁を前記単位上部壁に対して各２個前後方向に設け、更に前記独立タンク上に積み込み装置を配置し、該積み込み装置は、供給口がガスハイドレートペレット供給装置に連結され、排出口が受入タンクに連結された第一のコンベアと、供給口が前記受入タンクに連結され、排出口が独立タンクの投入口に連結された複数の第二のコンベアとにより構成される洋上におけるガスハイドレートペレット貯蔵設備である。
【００１９】
このように構成されたガスハイドーレトペレット貯蔵設備によれば、ＮＧＨペレットは、第一の搬送装置により受け入れ装置まで搬送され、ここで複数の第二の搬送装置に分配されて所定の投入口から独立タンクに積み込まれることとなる。
【００２０】
４．請求項４記載の発明は、洋上浮体構造物を隔壁によって長手方向に複数個区画すると共に、各区画内に独立タンクを夫々設置し、該各タンクは、タンク側壁と、上部壁と、底壁とからなり、上部壁は、投入口を頂部に有し逆漏斗状に形成された単位上部壁を前記洋上浮体構造物の前後方向と幅方向に結合して構成され、かつ、前記底壁は、下端部に排出口を有する漏斗状の単位底壁を前記単位上部壁に対して各２個前後方向に設け、更に前記タンクの排出口から下方に延長されて前記洋上浮体構造物の底面に当接する壁が前記浮体構造物の長手方向側に延設された通路が形成されており、この通路内にガスハイドレートペレットの排出装置を設けた洋上におけるガイハイドレートペレット貯蔵設備である。
【００２１】
このように構成したガスハイドレートペレット貯蔵設備によれば、ＮＧＨペレットを積み卸す場合、気化したガスが漏れる恐れがない。
【００２２】
５．さらに請求項５記載の発明は、洋上浮体構造物が、船舶であるガスハイドレートペレット貯蔵設備である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下図１乃至図７を参照して本発明にかかるガスハイドレートペレット貯蔵設備の実施例を説明する。
【００２４】
図１は、ガスハイドレートペレット貯蔵設備の浮体構造物としての船舶１の縦断面図であり、図２は、その平面図、図３は図１のＡ―Ａ矢視の断面平面図である。
【００２５】
これらの図において、２は船舶１の側面を形成する側壁、３は隔壁、４は底面を形成する船底であり、これらの側壁２と隔壁３と船底４とにより、船舶１の前後方向に複数（図示例では５個）の区画である船倉５が形成され、この各船倉５内には独立タンク６が配置されている。
【００２６】
より具体的には、図４に示すように船舶１を構成する側壁２は側部タンク７により、又船底４には底部タンク８と底側部タンク９とが配置されて所謂二重殻として船舶１の強度を保持するとともに、更に外板１ａが破損しても海水が船倉５内に流入することを防止するようになっている。また、独立タンク６から万一のガス漏れが大気に放出されない構造になっている。
【００２７】
この船倉５内に配置される独立タンク６は、タンク側壁１０と上部壁１１と底壁１２とにより構成され、内部には不活性ガス又は天然ガスが充填可能に構成され、その外面は防熱材１３により被覆されている。なお、タンク６の内部に必用に応じてタンク６を補強するリブを設けても良い。
【００２８】
そして、上部壁１１は、ＮＧＨペレットの安息角とほぼ同一の傾斜角αを有する逆漏斗状で、その頂部にＮＧＨペレットを積み込むための投入口１４が頂部に設けられた複数の単位上部壁１５ａ〜１５ｄを、図２に示すように前後及び左右方向それぞれ１個結合して構成されている。
また、底壁１２は、傾斜角βを有する漏斗状で下端部に排出口１６が設けられた複数の単位底壁１７ａ〜１７ｈを図３に示すように前後方向に４個でかつ左右方向に２個を配置しこれを結合して構成されている。
【００２９】
即ち、上部壁１１を構成する単位上部壁１５ａ〜１５ｄは、一つのタンク６で４個であるのに対して底壁１２を構成する単位底壁１７ａ〜１７ｈを２倍の数だけ増やしている。このことは、投入口１４の数より排出口１６の数を２倍にすることとなり、その結果、船倉５内底部のデッドスペースを少なくすることができる。
【００３０】
そして、このようにして構成された独立タンク６と底壁１２との間には、図３、図４および図５に示されるように隔壁３の下部に設けられた開口１８を貫通しかつ排出口１６を包含するような通路１９が船舶１の前後方向に延在して設けられ、この通路１９内には、第一の搬出装置としての水平ベルトコンベア２０が配置されている。
【００３１】
この水平ベルトコンベア２０の後端は、第二の搬出装置としての垂直コンベア２１を介して第三の搬出装置としての荷揚げコンベア２２に連結されるようになっている。この垂直コンベア２１は水平部で上下２ヶのコンベアで荷物を挟み、そのまま垂直に上昇する挟み式コンベア及び荷揚げコンベア２２は通常の水平コンベアで構成されている。
【００３２】
そして、これらの収容部１９と垂直コンベア２１と荷揚げコンベア２２内はガスタイトに構成され、その内部には、不活性ガス又は天然ガス等が充填されるようになっている。また２３は、水平ベルトコンベア２０を支持する支持ローラである。
【００３３】
特に、図５に示すように隔壁３の下部に形成された開口１８には、シリンダ２４ａ、２４ｂによりそれぞれ上下動するスライドドア２５ａ、２５ｂが配置され、ＮＧＨペレットの積み降ろし時を除いて図６に示すように開口１８部分を通過する２枚のベルトコンベアを、このスライドドア２５ａ、２５ｂで押圧して閉鎖するようになっている。
【００３４】
独立タンク６の上部には、図４に示されるように第一の搬送装置として、図示しないＮＧＨペレット供給装置に一端が連結され他端が伸縮継手２６を介して分配装置としての受け入れ装置（タンク）２７に連結されたコンベア２８と、この受け入れ装置２７内のＮＧＨペレットを貯蔵タンク６内に投入する第二の搬送装置としてのコンベア２９とが配置され、このコンベア２８とコンベア２９と受け入れタンク２７とで積み込み装置が構成されている。
【００３５】
そして、これらコンベア２８とコンベア２９とは、好ましくはスクリューコンベアで構成され、このコンベア２８とコンベア２９と受け入れタンク２７は、いずれも防熱材３０で被覆されるとともに内部には、不活性ガス又は天然ガス等が充填可能に構成されている。
【００３６】
前記構成のガスハイドレートペレット貯蔵設備において、図示しないＮＧＰ供給装置からコンベア２８、受け入れ装置２７及びコンベア２９を経て、分配されて複数の投入口１４から独立タンク６内に積み込まれる。
【００３７】
このとき、上部壁１１が逆漏斗状の４つの単位上部壁１５ａから１５ｄで構成されているため、タンク６の上部におけるデッドスペースが小さくなり、また底壁１２も漏斗状の単位底壁１７ａ〜１７ｈで構成しているため同様に下部のデッドスペースが小さくなる。したがって、独立タンク６内へのＮＧＨペレットの貯蔵量を増大することができる。なお、上部壁１５ａないし１５ｄの傾斜角αは、タンク６の内部に収容するＮＧＨペレットの粒体の安息角に相当している。
【００３８】
そして、このようにして、独立タンク６内のＮＧＨペレットを積み下ろす場合は、スライドゲート２５ａ、２５ｂを開放した後、搬出装置である水平ベルトコンベア２０と垂直コンベア２１と荷揚げコンベア２２とを駆動することによって排出口１６からＮＧＨペレットをこの搬出装置により積み卸すことができる。
【００３９】
図７は、他の実施例を示すものであって、３１は、浮体構造物としての浮体であって、この浮体３１には、前記実施例で述べたと同様の区画が所定数設けられ、この各区画内に独立タンク６が配置されるとともにガスハイドレート製造装置と造粒装置とよりなるＮＧＨペレット製造装置３２が搭載されている。
【００４０】
そして、この浮体３１は、係留索３３によりブイ３４に係留されている。３５は、ブイ３４を係留するための係留索であり、３６は、海底ガス田Ｄから天然ガスＧを取り出すライザー管、３７は、天然ガスＧを浮体３１に導くガス管である。
【００４１】
このような構成において、海底ガス田Ｄから得られた天然ガスＧは、ライザー管３６及びガス管３７を経て浮体３１に搭載されているＮＧＨペレット製造装置３２に供給され、ここで製造されたＮＧＨペレットは一旦独立タンク６内に貯蔵される。そして、このＮＧＨペレットの貯蔵量が所定の量に達すると，このＮＧＨペレットを貯蔵しながら輸送する船舶１に積み替えて所定の消費地まで輸送される。
【００４２】
このハイドレートペレット貯蔵設備は、比較的小規模の海底ガス田Ｄからの天然ガスの貯蔵および輸送に好適である。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によるガスハイドレートペレットの貯蔵設備によれば、浮体を二重殻として構成することにより独立タンクの安全性を向上させることができるばかりでなく、独立タンクをタンク側壁の上部に配置される上部壁逆漏斗状でかつ頂部に投入口を有する複数の単位上部壁を結合して構成するとともにこのタンク側壁の下部に配置される底壁を漏斗状でかつ下端に排出口を有する複数の単位底壁を結合して構成し、かつこの底壁を構成する単位底壁の数を，上部壁を構成する単位上部壁の数より多くしたために区画内のデッドスペースを少なくすることができ、その結果、効率的なＮＧＨペレットの貯蔵が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガスハイドレートペレット貯蔵設備に使用される浮体構造物の実施例としての船舶の縦断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１のＡ―Ａ矢視の断面平面図である。
【図４】図１のＢ―Ｂ矢視図である。
【図５】側壁の開口部の拡大側面図である。
【図６】図５における開口部の閉鎖説明図である。
【図７】本発明によるガスハイドレートペレット貯蔵設備の実施例の概略側面図である。
【符号の説明】
１・・・船舶      ２・・・側壁      ３・・・隔壁
４・・・船底      ５・・・船倉      ６・・・独立タンク
７・・・側部タンク      ８・・・底部タンク
９・・・底側部タンク    １０・・・タンク側壁
１１・・・上部壁        １２・・・底壁
１３、３０・・・防熱材  １４・・・投入口
１５ａ〜１５ｄ・・・単位上部壁      １６・・・排出口
１７ａ〜１７ｈ・・・単位底壁      １８・・・開口
１９・・・通路      ２０・・・水平ベルトコンベア
２１・・・垂直コンベア      ２２・・・荷揚げコンベア
２３・・・支持ローラ        ４ａ、２４ｂ・・・シリンダ
２５ａ、２５ｂ・・・スライドドア
２６・・・伸縮継手    ２７・・・受け入れタンク
２８、２９・・・コンベア      ３１・・・浮体
３２・・・ＮＧＨペレット製造装置      ３３、３５・・・係留索
３４・・・ブイ        ３６・・・ライザー管
３７・・・ガス管
【図１】
0003981583.tif 000002
【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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