(57)【要約】  本発明は、大型タンク内で冷却された好ましくはメタン、エチレン、プロパン、およびブタンから選択される液化ガスからなる液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体（１）に関する。大型タンクは、好ましくは多角形断面を有した筒状のものであり、断熱されている。大型タンクは、非常に大きく、水平方向の最短寸法、特に幅寸法が２０ｍ以上であり、好ましくは２５〜５０ｍの範囲である。大型タンクの容積は、１０，０００ｍ３を超える。本発明は、上記タンクが、液体の運動を減衰させる少なくとも１つの装置を備えていることを特徴とする。この装置は、タンク内の液化ガスの液体を変位させる手段を備えており、それによって、少なくとも局所的に少なくとも０．５ｍの深さ、好ましくは２ｍの深さで、液化ガスの自由面の直下に水平流れを形成する。
2012508669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体（３）をリザーバ内に搬送または格納し、大型タンクを備えた船舶または浮遊式支持体（１）であって、前記液体は、前記大型タンク（２）内で冷却された好ましくはメタン、エチレン、プロパン、およびブタンから選択された液化ガスからなり、前記大型タンクは、前記船舶の長手方向（ＸＸ’）に配されたその長さを有し、好ましくは、少なくとも部分的に多角形断面であり、前記船舶の前記長手方向（ＸＸ’）の軸芯を有した筒状であり、前記大型タンクは、断熱（２ｃ）され、水平方向における少なくともその最小寸法が、特にその幅で２０ｍ以上であり、好ましくは２５ｍ〜５０ｍの範囲であり、１０，０００ｍ３を超える容積を呈する大型のものであり、
前記リザーバは、前記液体の動作を減衰する少なくとも１つの減衰装置を装備しており、該装置は、前記リザーバ内の前記液化ガスの液体を移動させる移動手段（２１，２２，３０ａ，３０ｂ，４０，５０）を備え、それによって、少なくとも０．５ｍの深さ、好ましくは少なくとも２ｍの深さに亘って少なくとも局所的に前記液化ガスの自由表面の直下に水平流れを形成することを特徴とする船舶または浮遊式支持体。
【請求項２】
前記リザーバ内の前記液化ガスの液体を移動させる前記移動手段は、前記タンクの前記長手軸方向に平行でない方向、好ましくは前記タンクの前記長手軸方向（ＸＸ’）に直交する横方向（ＹＹ’）に前記液化ガスの移動を生じさせることを特徴とする請求項１に記載の船舶または浮遊式支持体。
【請求項３】
前記液体を移動させる前記移動手段は、流体を排出する流体排出手段（４０，５０）であり、前記液体もしくはガス状の形態の前記液体は、前記液化ガス、好ましくはＬＮＧからなる液体流体、または、不活性ガス、好ましくは窒素を含んだガス状流体、または、前記タンク内に含まれる前記液化ガスの前記ガスに対応するガスであるが前記ガス状態のガス、または、前記不活性ガスと、前記液化ガスの前記ガスに対応するガス状態の前記ガスとの混合物から選択されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
【請求項４】
垂直方向の気体流が、前記液化ガスの前記自由表面の下方に前記タンク内に、好ましくは前記タンクの底（２ｂ）から、且つ、前記タンクの側壁（２ａ）近傍に、生成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
【請求項５】
液体またはガス状流体を排出する前記排出手段は、前記タンクの外側の少なくとも１つのポンプ（５１ａ，５３ａ）と、ノズル列（４０，５０）を備え、前記流体を供給し、前記タンク内の前記液体の表面（３ａ）の下に水平に配置された流体供給管（４０ａ〜４０ｃ，５０ａ〜５０ｅ）からなる少なくとも１つのマニホルドとを備え、好ましくは少なくとも１つの前記供給管は、前記底壁（２ｂ）近傍に配置され、前記流体供給管は、前記垂直方向に前記表面に向かって上方に前記流体を排出する複数の排出ノズル（４１，５０−１）を備え、同一の供給管の様々な一連のノズルは、好ましくは、互いに少なくとも０．５ｍ、好ましくは１ｍ〜５ｍの範囲で離隔配置されていることを特徴とする請求項１、２、および４のいずれかに記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
【請求項６】
前記流体供給管（４０ａ〜４０ｃ，５０ａ〜５０ｅ）は、横方向（ＹＹ’）または好ましくは前記タンクの長手方向（ＸＸ’）に、且つ、好ましくは前記タンクの２つの対向壁の各々の近傍に配置されることを特徴とする請求項５に記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
【請求項７】
前記タンクは、前記表面から異なる距離で共通の垂直面において上下に配置されたノズ
ル列（４０，５０）を具備した複数の前記マニホルドを備え、好ましくは１つの前記マニホルドは、前記タンクの前記底壁（２ｂ）近傍に配置された、垂直ノズル列（４１，５０−１）を備えていることを特徴とする請求項６に記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
【請求項８】
前記タンクは、上向きの気体流カーテン（６）を生成することによって液化ガスを移動させる前記移動手段を備え、前記気体カーテンは、好ましくは前記タンクの長手方向に、且つ、好ましくは前記タンクの軸心位置にまたは前記長手方向の側壁（２ａ）に対して延び、前記気体カーテンを生じさせる手段は、
ａ）液体状態またはガス状態の流体を好ましくは垂直方向に注入し、排出ノズルを有する流体注入手段（５０，５０ａ〜５０ｅ）であって、前記ガスは、好ましくは窒素ガスを含んでいることと、
ｂ）熱媒体流体（３０ｂ）が流れる管、または、加熱および前記加熱手段に接する前記液化ガスを再気化するのに適した長手方向要素（３０ａ）の形態をなすジュール効果加熱抵抗器を備えた浸漬加熱手段であって、前記直線要素は、好ましくは前記タンクの長手方向（ＸＸ’）または横方向（ＹＹ’）に延びていることと、
から選択されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
【請求項９】
前記長手方向のジュール効果加熱要素は、電線（３０ａ）であることを特徴とする請求項８に記載の船舶または浮遊式支持体。
【請求項１０】
前記タンクは、前記液化ガスを吸入し、それを前記浸漬ポンプに取り付けられた水平搬送ノズル（２１ａ）を通じて搬送する吸込および搬送ポンプ（２１）、または、前記タンクに浸漬したモータ作動推進プロペラ（２２，２２ａ〜２２ｂ）からなる直接液体移動手段を備え、それによって、前記液化ガスを、前記液化ガスの前記表面の下方で、前記水平方向に、好ましくは前記長手軸方向に平行でない方向に移動させ、前記ポンプまたは前記プロペラは、フロート（２０ａ）上に取り付けられ、それによって、前記タンク内に含まれる前記液化ガスの前記表面から実質的に一定距離で、好ましくは０．５ｍ〜５ｍの範囲の深さで、恒常的に浸漬されたままであり、より好ましくは、前記フロートは、浸漬した垂直支持体（２０ｂ）を垂直に摺動するように取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
【請求項１１】
プロペラ・モータ作動推進（２２）または前記吸込および搬送ポンプ（２１）によって作動する前記直接移動手段は、前記タンクのコーナ（２ｄ）に配置され、前記タンクの中央区域に向かう水平方向に、好ましくは前記タンクの矩形水平断面の４つのコーナの各々に、前記液化ガスを移動させるように配向されていることを特徴とする請求項１０に記載の船舶または浮遊式支持体。
【請求項１２】
前記液体移動手段は、少なくとも、
（ａ）液体状態もしくはガス状態の流体を排出し、好ましくは液体窒素または窒素ガスを排出し、前記底壁に配置される流体排出ノズル列を備えたマニホルド、または、前記タンクの長手方向の側壁の近傍にそれぞれのノズル列（５０ａ〜５０ｃ）を備えた、ガスの、好ましくは窒素のカーテンまたは窒素と前記液化ガスの前記ガスに対応するガスとの混合物のカーテンを形成するのに適した複数の重畳マニホルドと、
（ｂ）前記液化ガスを吸入および搬送するプロペラ推進（２２）または吸込および搬送ポンプ（２１）によって作動し、矩形水平断面である前記タンクの４つのコーナ（２ｄ）の各々に配置され、前記液化ガスを前記タンクの中央区域に、つまり、前記タンクに沿った中間の前記垂直中央軸に向かって、その中央の長手方向軸（ＸＸ’）に沿って移動させるように配向された前記直接移動手段とを備えることを特徴とする請求項５、８および１
１に記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
【請求項１３】
前記タンクは、その内部に、好ましくは窒素ガスを含んでいるガスの注入手段（５０）と、前記ガス注入手段にガスを供給するガス供給装置（６０）とを備え、前記船舶または浮遊式支持体は、
前記タンクの外部に、少なくとも１つの液体窒素リザーバ（５１）と、
前記液体窒素を第１熱交換器（５２）に送るのに適した第１液体循環ポンプ（５１ａ）であって、その熱媒体流体は海水であり、前記第１熱交換器が垂直ノズル（５０）を有した前記水平ランプに送り返される前に前記リザーバ（５１）に格納された前記液体窒素を気化するのに適していることと、
前記タンクから取り除かれる窒素ガスを含んだ除去ガス状混合物（５６）を分離するのに適したガス分離ユニット（５３）であって、前記ガスは、前記ガス状態の前記液化ガスに対応していることと、
前記ガス状混合物を圧縮し、それを前記ガス注入マニホルド（５０）に送り返すのに適した第２循環ポンプ（５３ａ）と
を備えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
【請求項１４】
前記ガス供給装置（６０）は、前記分離器（５３）の出口に、少なくとも１つの窒素液化ユニット（５５ａ）および／または前記液化ガス（５５ｂ）に対応した前記ガスを液化する液化ユニットをさらに備え、前記ユニットは、前記窒素リザーバ（５１）または前記タンク（２）に液化ガスをそれぞれ送る前に前記窒素または前記ガスをそれぞれ再液化するのに適していることを特徴とする請求項１３に記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
【請求項１５】
前記ガス供給装置（６０）は、前記液化ガスに対応した前記ガスを液化する液化ユニットをさらに備え、該液化ユニットは、前記窒素ガスおよび前記液化ガス（３）を管内で循環させ、前記マニホルド（５０）および前記タンク（２）にそれぞれ供給するのに適した循環ポンプ（５３ａ）と協働して前記リザーバ内の液体窒素に浸漬した第２熱交換器（５４）によって構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の液体を搬送または格納する船舶または浮遊式支持体。
【請求項１６】
前記タンクは、その内部に、第２液化ガスの温度よりも高い温度で前記タンクに含まれる前記第１液化ガスに接して蒸発に適した前記第２液化ガスからなる流体を注入する注入手段を備え、前記第２液化ガスは、好ましくは液体窒素であり、好ましくは前記第２液化ガスの外部リザーバから来るものであり、前記注入手段は、垂直ノズルの水平列を備えた少なくとも１つの前記マニホルドを備えていることを特徴とする請求項１２に記載の搬送船または浮遊式支持体。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれかに記載の船舶または浮遊式支持体の前記タンク内の液体の動作を減衰する方法であって、
液化ガスの水平流れは、少なくとも０．５ｍの深さ、好ましくは少なくとも２ｍの深さに亘って前記液体の前記表面（３ａ）の下方に、液体を排出することによって、および／または、気体流、好ましくは窒素を含むガス状流体の上方の気体流を確立することによって確立されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
窒素ガスは、請求項５乃至８のいずれかに定義されるように、ノズル列（５０，５０ａ〜５０ｅ）を備えた前記マニホルドに注入されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
ノズル列を備えた前記マニホルドには、請求項１２乃至１４のいずれかに定義されるように、前記ガス供給装置によってガスが供給されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
第２液化ガス、好ましくは液体窒素は、ノズル列（５０ａ〜５０ｅ）を備えた前記マニホルドに注入され、それによって、第２液化ガスは、前記タンクに含まれる前記第１液化ガスに液体状態で排出され、前記第２液化ガスは、気化し、それによって、前記第１液化ガス中に上方の気体流を生じさせ、第１液化ガスは、前記第２液化ガスよりも高い温度であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ばら積貨物船またはばら積貨物貯蔵船のリザーバの液体内容物の動作を減衰する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、特に、液体状態で且つ実質的に大気圧で非常に大量に入れて運ばれる、液化天然ガス（ＬＮＧ）または液体メタンを搬送するか、または、プロパン、ブタン、エチレン、または液化した状態で水の密度よりも小さい密度の任意の他のガスなどの、非常に低い温度で液体状態に維持される他のガスを搬送する低温搬送船に関する。
【０００３】
大気圧に近い圧力で運ばれる液化ガスは、液体の状態を維持するために低温に冷却される必要がある。その後、それらは、球状または筒状のいずれか、好ましくは多角形断面の、特に実質的に矩形ブロックの形状である、非常に大きなリザーバに格納される。そのようなタンクは、全体的に断熱されており、それによって、ガスの蒸発を制限し、船舶の構造鋼を受容可能な温度に維持している。船は、一般に、満載（８５％〜９５％充填）で、または、各タンクの底に残った少量のガス（３％〜１０％残存）を伴って航行し、リザーバおよび断熱システムを継続的に冷却している。それによって、タンクにより速く積載することができるようになっており、運転時間の観点から遅くて時間を消費する漸進的な冷却の必要性を回避することができる。
【０００４】
海上では、タンクの内容物は、スロッシングと呼ばれる砕波効果を受ける。この効果は、タンクの内部では、特に、内容物がタンクの垂直壁を跳ね回るとき、そして、特に、それらが２つの垂直壁と天井またはタンクの床との間の接合部によって形成される三面コーナを跳ね回るときに、非常に激しくなることがある。スロッシングは、そのような液体が水の粘性よりも小さい粘性を有しているという事実に特に影響される。
【０００５】
スロッシングは、「浮遊式生成貯蔵積出（ＦＰＳＯ）」設備として知られる停泊したメタン搬送船または停泊した貯蔵船においても、荒波のときまたは略穏やかな海面状態のときでさえ、船が受ける小さな量のうねりによっても生成される励振と液化ガス貨物が共振し始めると、発生する場合がある。貨物が共振し始めるときに、スロッシングは、非常に激しくなることがあり、したがって、貨物が垂直壁またはコーナを跳ね回るときには、それは、液化ガスを閉じ込めている閉じ込めシステムまたは該閉じ込めシステムのすぐ背後に存在する断熱システムを破損する場合がある。
【０００６】
スロッシングは、比較的穏やかな海面状態で発生することがあるが、それは、一般に、非常に特定の充填レベルでのみ発生する。つまり、各々の海面状態（大きなうねりの高さ／期間／入射角／船のバラスト状態など）が、それぞれ特定のタンク充填深さで潜在的に危険になる。
【０００７】
港湾施設または海岸を気泡カーテンで保護する原理が知られており、そのようなカーテンは、入射したうねりを著しく減衰する。泡カーテンの研究は、かなり古くからなされており、多くが、特にロシア人の著者Ｐ．Ｋ．Ｂｏｊｉｔｃｈによる「Ｌａ  ｈｏｕｌｅ  ｅｔ  ｓｏｎ  ａｃｔｉｏｎ  ｓｕｒ  ｌｅｓ  ｃｏｔｅｓ  ｅｔ  ｌｅｓ  ｏｕｖｒａｇｅｓ  ｃｏｔｉｅｒｓ（うねりと海岸および海岸工学構造に対するその作用）」と題する出版物の表題で発行されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、本発明の目的は、液化ガス、特に液体メタンまたはＬＮＧを搬送または格納する船舶のタンク内でのスロッシングを減衰または発生を確実に防止することにある。下記の記述では、用語「ＬＮＧ」は、液体状態のメタン（つまり、液化天然ガス）を定義するために使用され、そのガス状態が「メタン」または「気体メタン」と呼ばれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明は、液体を搬送または格納し、大型タンクを備えた船舶または浮遊式支持体を提供する。前記液体は、液化ガスからなり、好ましくはメタン、エチレン、プロパン、およびブタンから選択される。前記液体は、大型タンク内で冷却される。該大型タンクは、船舶の長手方向ＸＸ’に配されたその長さを有している。大型タンクは、好ましくは筒状であり、少なくとも部分的に多角形断面であり、船舶の長手方向ＸＸ’における軸芯を有している。大型タンクは、断熱されており、水平方向に少なくともその最小寸法を備えた大型のものである。特に、その幅は、２０メータ（ｍ）以上であり、好ましくは２５ｍ〜５０ｍの範囲である。１０，０００立方メートル以上（ｍ３）以上の容積を呈している。前記船舶または浮遊式支持体は、下記を特徴とする。前記リザーバは、前記液体のスロッシング動作を減衰する少なくとも１つの減衰装置を装備しており、該減衰装置は、リザーバ内の、液化ガスの液体を移動させる移動手段を備えている。その結果、少なくとも０．５ｍの深さ、好ましくは少なくとも２ｍの深さに亘って少なくとも局所的に液化ガスの自由表面の直下に水平流れを形成する。
【００１０】
特定の実施形態では、リザーバ内の液化ガスの液体を移動させる移動手段は、タンクの長手軸方向に平行でない方向、好ましくはタンクの長手軸方向ＸＸ’に直交する横方向ＹＹ’の液化ガスの移動を生じさせる。
【００１１】
当然のことながら、このように指向される液化ガスによって、その移動は、タンクの長手軸方向に平行でない方向、好ましくはタンクの軸長手方向に直交する水平横方向にそれぞれ、液化ガスの自由表面の下方に水平流れを形成することが可能である。
【００１２】
下で説明される異なる実施形態では、液化ガスを移動させる移動手段は、タンクのコーナのうちの１つから対角線方向への液化ガスの移動を生じさせ、タンクの長手方向軸に沿った中間の垂直軸に向かって配向される。
【００１３】
前記液体を移動させて、前記表面の直下に水平流れを形成する移動手段は、
液体状態の且つ加圧した液化ガスをタンク内に圧送および排出することによって、または、液体状態の液化ガスのタンク内へのモータ作動プロペラ推進によって作動する直接移動手段；および／または
タンクの液体中の気体流の生成に反応することによって作動する間接移動手段を備えることが可能である。つまり、ガス状流体を液化ガスに注入するガス状流体注入手段、または、液体ガスを加熱し蒸発させることによって、特に、ジュール効果による抵抗器を加熱することによって、または、管内を流れる熱媒体流体によって加熱することによって、液化ガスに対応したガスの気体流を生じさせる気体流発生手段である。
【００１４】
当然のことながら、前記液体は、リザーバ内を移動されるか、または、前記流体は、水平流れを形成するのに十分な流量および圧力でリザーバの液体に注入される。
【００１５】
いずれの場合であっても、前記表面の直下の前記液体の水平流れは、次の２つの異なる方法で生じさせることができる：
前記表面の直下に配置された、前記液体またはガス状流体が長手方向に直接排出される
ように配向された排出ノズルを使用すること；または
前記表面から遠い距離に配置されるが、前記液体またはガス状流体が前記表面に向かって上方に、好ましくは垂直方向に、指向されるように配向された排出ノズルを使用すること。その場合、液体またはガス状流体の上向きの流れが前記表面に接するときに、それは横に、したがって、恐らく下向きの流れで再び下方に移動される前に少なくとも一定距離に亘って水平に偏向される。最初の上向きの流れがリザーバの長手方向の側壁から一定距離に、好ましくは２つの側壁間の略中間に位置している場合、それは、２つの水平且つ反対方向の２つの流れ（つまり、上向きの流れの一方の側）に分割することができる。反対に、上向きの流れが垂直壁の近傍に生成される場合、それは、タンクの中央区域に向かう単一方向に前記表面の下方で偏向される。
【００１６】
水平流れは、少なくとも局所的に（つまり、タンクの全長に亘って）形成される。例えば、タンクの垂直の長手方向側壁に直交する横方向に、および／または、コーナのみに形成される。様々な流れが、その中央の長手方向軸ＸＸ’に沿って、タンクの長さに沿った中間の垂直軸に向かって配向される。
【００１７】
より詳しくは、前記液体を移動させる移動手段は、流体を排出する流体排出手段である。液体またはガス状の形態の前記液体は、液化ガスからなる液体流体（好ましくは、ＬＮＧ）、または、不活性ガスからなるガス状流体（好ましくは、窒素）、または、タンクに含まれる液化ガスの前記ガスに対応するがガス状態のガス、または、不活性ガスと液化ガスの前記ガスに対応するガス状態の前記ガスとの混合物から選択される。
【００１８】
当然のことながら、液体排出は、前記液体を吸入し、それをポンプでタンクに圧送することによって生じる。一実施形態では、ノズルは、タンクに浸漬したポンプに直接取り付けられる。別の実施形態では、タンクの外側のポンプが実現され、該ポンプは、タンク内にて浸漬した複数のノズルに供給する。
【００１９】
本発明は、タンク内の流体の移動を生じさせ、それによって、移動する流体は、穏やかな液体を構成し、タンク内の共振現象を低減するか、または、それらが発生するのを防止する。
【００２０】
穏やかな流体の流れは、水平、または、好ましくは垂直、そしてその後、前記流れがタンク内の液化ガスの自由表面に達したときに水平となることができる。
【００２１】
好ましい実施形態では、垂直方向の気体流は、タンク内で、液化ガスの自由表面の下方に、好ましくはタンクの底から、且つ、タンクの側壁の近傍に生成される。
【００２２】
この実施形態は、第１に、実施が最も簡単なので好ましい。また、第２に、液化ガスに注入された気泡は、２相の液体／ガス混合物を圧縮可能にする。一方で、ＬＮＧはそれ自体、殆ど圧縮不可能である。このように、２相混合物に付与された圧縮性によって、共振スロッシングの大部分の悪影響を弱めるかまたは確実に排除することができる。その効果は、側壁の近傍で、特にコーナで最も大きい。
【００２３】
より詳しくは、液体またはガス状流体を排出する排出手段は、タンクの外側の少なくとも１つのポンプと、ノズル列を具備した少なくとも１つのマニホルドとを備えている。マニホルドは、前記流体を供給し、タンク内の液体の表面の下に水平に配置された流体供給管からなる。好ましくは、少なくとも１つの供給管は、底壁の近傍に配置される。流体供給管は、垂直方向に前記表面に向かって前記流体を上方に排出する複数の排出ノズルを備えている。同一の供給管の様々な一連のノズルは、好ましくは少なくとも０．５ｍで、より好ましくは１ｍ〜５ｍの範囲で互いに離隔している。
【００２４】
このように、穏やかな流体は、タンク内で上昇する気泡のカーテンによって生成される。
【００２５】
好ましくは、水平流れは、少なくともタンクの側壁に直交する方向に生成される。この目的を達成するために、より詳しくは、流体供給管は、横方向ＹＹ’に、または、好ましくはタンクの長手方向ＸＸ’に配置される。このように、気泡のカーテンは、タンクの側壁と平行に、つまり、２つの反対の横方向の側壁に、または、タンクの２つの反対の長手方向の側壁にそれぞれ平行に生成される。
【００２６】
好ましくは、流体供給管は、長手方向に配置される。
【００２７】
タンクの横方向の側壁の近傍で、横方向ＹＹ’に配置されたそれぞれの供給管（つまり、タンクの長手方向の端部の壁）は、コーナで大きい液体のスロッシング動作を減衰するために、タンクのコーナの近傍で有利である場合がある。この目的のために、タンクの長手方向の側壁の近傍においてタンクの長手方向に配置された供給管の各々の２つの反対の長手方向の端部の各々に、横方向の延長部を単に形成することが可能である。
【００２８】
有利には、タンクは、前記表面から異なる距離で共通の垂直面において互いに上下に配置したノズル列を具備した複数のマニホルドを備えている。好ましくは、１つのマニホルドは、タンクの底壁の近傍に配置された垂直ノズル列を備えている。
【００２９】
好ましい異なる実施形態では、タンクは、上向きの気体流カーテンを生成することによって液化ガスを移動させる移動手段を備えている。気体カーテンは、好ましくはタンクの長手方向に延び、好ましくはタンクの軸心位置、または、垂直の側壁に対して延びている。気体カーテンを生じさせる手段は、次のものから選択される：
ａ）液体状態またはガス状態の流体を注入し、好ましくは垂直方向に、排出ノズルを有した流体注入手段。前記ガスは、好ましくは窒素ガスを含んでいる。
【００３０】
ｂ）熱媒体流体が流れる管、または、加熱に適した長手方向要素の形態をなし、加熱手段に接する液化ガスを再気化するジュール効果加熱抵抗器を備える浸漬加熱手段。直線要素は、好ましくはタンクの長手方向または横方向に延びている。
【００３１】
当然のことながら、窒素は、不活性ガスであるので有利である。不活性ガスは、第１に、比較的豊富で安く、第２に、メタン、エチレン、プロパン、またはブタンなどの種類の液化ガスの液化温度よりも低い液化温度を有している。さらに、当然のことながら、特に下で述べるように、窒素などの不活性ガスをタンクに注入することは、不活性ガスを除去し再循環させる手段と組み合わせられる。気体カーテンは、不活性ガスを注入することによって生成されるが、液化ガスは、不活性ガスと接触することによって部分的に再気化されることができる。その結果、窒素と液化ガスに対応するがガス状態であるガスとの混合物は、除去され、そして再循環される。
【００３２】
気体カーテンを生じさせる手段が、加熱手段に接する液化ガスを再気化するように、液化ガスを加熱するのに適した局所的な加熱手段を備えている場合、気体カーテンのガスは、タンク内に含まれる液化ガスのガスに対応するガスである。
【００３３】
直線要素は、タンクの底壁に載置されるか、その底壁の近傍に載置さるか、液化ガスの前記表面の近傍に懸架、浸漬されることが可能である。
【００３４】
より詳しくは、長手方向のジュール効果加熱要素は、電線によって実施される。
【００３５】
別の異なる実施形態では、タンクは、直接液体移動手段を備えている。該移動手段は、液化ガスを吸入し、それを搬送する浸漬ポンプに取り付けられた水平搬送ノズルを介して搬送する吸込および搬送ポンプからなるか、または、タンク内で浸漬されたモータ作動推進プロペラからなる。その結果、液化ガスは、水平方向に、好ましくは長手軸方向に平行でない方向に、液化ガスの前記表面の下方で、移動される。ポンプまたはプロペラは、フロートに取り付けられている。その結果、それは、タンク内に含まれる液化ガスの前記表面から実質的に一定距離で、好ましくは０．５ｍ〜５ｍの範囲の深さで恒常的に浸漬されたままである。より好ましくは、フロートは、浸漬した垂直支持体を垂直に摺動するように取り付けられている。
【００３６】
当然のことながら、フロートを摺動可能に支持するこの垂直支持体は、所定の位置にポンプまたはプロペラを維持することが可能である。
【００３７】
より正確には、プロペラ・モータ作動推進または吸込および搬送ポンプによって作動する直接移動手段は、タンクのコーナに配置され、タンクの中央区域に向かって水平方向に液化ガスを移動させるように配向されており、好ましくはタンクの矩形水平断面の４つのコーナの各々に配置される。
【００３８】
この実施形態は、最も強いスロッシング動作および乱流を減衰するかまたは確実に除去することを可能にする。スロッシング動作および乱流は、タンクの垂直コーナで増大する傾向がある。特に、タンクが矩形水平断面を有し、タンク内のスロッシングが、マニホルドに且つリザーバの側壁に垂直でない場合には、船舶または浮遊式支持体のピッチおよびロール運動の組合せによって増大する。
【００３９】
好ましい実施形態では、液体移動手段は、次のものを少なくとも備えている：
（ａ）流体排出ノズル列を備えたマニホルド。ノズル列は、液体状態またはガス状態の流体を排出し、好ましくは窒素ガスを排出する。マニホルドは、底壁に配置される。あるいは、タンクの垂直側壁の近傍のノズル列をそれぞれ備えた複数の重畳マニホルド。重畳マニホルドは、気体カーテンを形成するのに適しており、好ましくは窒素のカーテン、または、窒素と液化ガスの前記ガスに対応するガスとの混合物を形成するのに適している；および
（ｂ）プロペラ推進または液化ガスを吸入および搬送する吸込および搬送ポンプによって作動する直接移動手段。該移動手段は、矩形水平断面を有したタンクの４つのコーナの各々に配置され、タンクの中央区域に向かって、つまり、タンクに沿って中間の垂直中央軸に向かって液化ガスを移動させるように配向されている。
【００４０】
この実施形態は、特に有利である。なぜならば、それが大型リザーバの垂直の長手方向側壁に対して垂直または傾斜した横方向のスロッシングを防止および減衰することが可能であるからである。
【００４１】
有利には、タンクは、その内部に、ガス注入手段を備え、好ましくは、前記ガスは、窒素ガスを含んでいる。タンクは、ガス注入手段にガスを供給するガス供給装置を備えている。タンクの外部には、少なくとも１つの液体窒素リザーバと、液体窒素を第１熱交換器に送るのに適した第１液体循環ポンプとが設けられている。その熱媒体流体は海水であり、第１熱交換器は、垂直ノズルを有した水平ランプに送り返される前に、リザーバ内に格納された液体窒素を気化するのに適している。さらに、タンクから取り除かれた、窒素を含むガス状混合物を分離するのに適したガス分離ユニットが設けられており、前記ガスは、ガス状態の液化ガスに対応している。さらに、ガス状混合物を圧縮し、それをガス注入マニホルドに送り返すのに適した第２循環ポンプが設けられている。
【００４２】
当然のことながら、タンクから取り除かれたガス状混合物は、窒素ガスと、窒素ガスの上向きの流れによって部分的に加熱された液化ガスから生じるガス状態の液化ガスに対応するガスとを含んでいる。
【００４３】
より詳しくは、ガス供給装置は、分離器の出口に、少なくとも１つの窒素液化ユニット、および／または、液化ガスに対応するガスを液化する液化ユニットをさらに備えている。そのユニットは、窒素リザーバまたはタンクにそれぞれ送る前に、窒素または前記ガスをそれぞれ再液化するのに適している。
【００４４】
さらにより詳しくは、ガス供給装置は、液化ガスに対応するガスを液化する液化ユニットをさらに備えている。液化ユニットは、窒素ガスおよび液化ガスをそれぞれマニホルドおよびタンクに供給する管内で循環させるのに適した循環ポンプと協働するリザーバ内の液体窒素に浸漬した第２熱交換器によって構成されている。
【００４５】
別の実施形態では、タンクは、その内部に、第２液化ガスの温度よりも高い温度でタンクに含まれる第１液化ガスに接して蒸発するのに適した第２液化ガスからなる液体を注入する注入手段を備えている。第２液化ガスは、好ましくは液体窒素であり、好ましくは第２液化ガスの外部リザーバからのものである。注入手段は、垂直ノズルの水平列を具備した少なくとも１つのマニホルドを備えている。
【００４６】
さらに、本発明は、船舶または浮遊式支持体のタンク内の液体の動作を減衰する方法を提供する。この方法は、以下を特徴とする。液化ガスの水平流れは、少なくとも０．５ｍの深さ、好ましくは少なくとも２ｍの深さに亘って液体の前記表面の下方に、液体を排出することによって、または、気体流、好ましくは窒素を含んだガス状流体の上方の気体流を確立することによって、確立される。
【００４７】
より詳しくは、窒素ガスは、ノズル列を備えたマニホルドに注入される。
【００４８】
有利には、ノズル列を備えるマニホルドには、上で定義したようなガス供給装置によってガスが供給される。
【００４９】
実施では、第２液化ガス、好ましくは液体窒素は、ノズル列を備えたマニホルドに注入される。このように、第２液化ガスは、液体状態で、タンクに含まれる第１液化ガスに排出される。第２液化ガスは気化し、それによって第１液化ガス中に上方の気体流を生じさせる。第１液化ガスは、第２液化ガスよりも高い温度である。
【００５０】
通常の大気圧で−１９６℃の液体窒素は、タンクに含まれる液化ガス、例えばＬＮＧ（通常の大気圧で−１７６℃）に注入されるので、より高い温度の液体になる。したがって、それは加熱し、ＬＮＧ中で蒸発する一方で、液化ガスから蒸発の潜熱を取り出し、それによって、タンクに含まれるＬＮＧを冷却し、タンクに含まれるＬＮＧの蒸発を制限する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
本発明の他の特徴および利点は、非限定の図示および添付図面に関して与えられる次の記述を読むことによって、より明白にとなる。
【図１】その貯蔵タンク内のスロッシングを減衰する本発明のスロッシング減衰装置を装備したＬＮＧ  ＦＰＳＯユニットの端部断面図であり、この装置は、貯蔵タンク内のＬＮＧの水平流れへの表面分割をその表面で生じさせる液体またはガス状流体の上向きの垂直の流れによって構成された穏やかな流体を生じさせる。
【図２】貯蔵タンク内の液体ガスの水平流れをその表面で生じさせる本発明のスロッシング減衰装置を装備したＬＮＧ搬送船の端部断面図である。
【図３】３つのタンクを有したＬＮＧ搬送船の平面図であり、図２における平面ＡＡについての断面に対応する第１タンクは、貯蔵タンク内の液体ＬＮＧの水平流れを生じさせる本発明の装置を装備している。
【図４】タンクの側部断面図であり、その右側に、加圧した液化ガスを排出する排出装置４０を装備しており、中央に、５つの異なる液位５０ａ〜５０ｅで窒素メタン混合物を排出する排出装置５０を装備し、また、左側に、スロッシングの自由表面への影響および外観を示している。
【図５】ＬＮＧ搬送船のタンクの余空間とガス注入マニホルドまたは管状パイプ５０との間のガスの混合物（Ｎ２＋ＣＨ４）のフロー・サイクルを示す図であり、パイプは、ノズル列を備え、貯蔵タンクの下部に位置しており、本図は、マニホルドによって生成されたガス気泡カーテン６と共に、船の長手方向断面で示されている。
【図６】ＬＮＧ搬送船のタンクの余空間とガス注入マニホルドまたは管状パイプ５０との間のガスの混合物（Ｎ２＋ＣＨ４）のフロー・サイクルを示す図であり、パイプは、ノズル列を備え、貯蔵タンクの下部に位置しており、本図は、窒素（Ｎ２）注入装置が停止される前に、窒素（Ｎ２）およびメタン（ＣＨ４）をそれぞれ再液化する図である。
【図７】ＬＮＧ搬送船のタンクの余空間と貯蔵タンクの下部に位置したガス注入管状パイプ５０との間のガスの混合物（Ｎ２＋ＣＨ４）のフロー・サイクルを示す図であり、還流ガス混合物は、メタン（ＣＨ４）を再液化する目的で熱交換器を通過する。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
液体メタンを収容した船または浮遊式支持体のタンク内のスロッシングを減衰する本発明の様々なスロッシング減衰装置が下で述べられる。本装置は、穏やかな流体を生じさせる手段、または、表面の直下に水平流れを形成するようにＬＮＧを移動させる「移動手段」とから構成される。水平流れは、上向きの流れを分割して生じる。移動手段は、
液体状態の液化ガスをタンクに加圧して圧送および排出することによって作動する直接移動手段４０，４０ａ〜４０ｃおよび２１と、
液体状態の液化ガスのタンクへのモータ作動プロペラ推進によって作動する直接移動手段２２と、
タンクの液体中にガス流を生成することによって作動する間接移動手段とを備えている。つまり、間接移動手段は、ガス状流体を液化ガスに注入するガス状流体注入手段５０，５０ａ〜５０ｅであり、ガス供給管またはマニホルドに沿って設けられる水平ノズル列、あるいは、ジュール効果によって抵抗器３０ａを加熱することによって、または、熱媒体流体を管３０ｂ内に流すことによって、および、タンクに収容された液体ＬＮＧを蒸発させることによって、液化ガスに対応するガスの気体流を生じさせる気体流発生手段３０ａ〜３０ｂである。
【００５３】
上記移動手段では、前記表面の直下の穏やかな流体または液体の流れは、次の様々な方法で生じさせることができる：
排出ノズルを使用すること。この排出ノズルは、自由表面の直下に、その下方０．５メータ（ｍ）〜１ｍに配置された搬送ポンプに取り付けられる。また、排出ノズルは、液体状態の液化ガスの液体を加圧してタンク内に圧送および排出することによって作動する直接移動手段２１として、水平方向に直接排出されるように配向されている；および
液体の形態の液化ガスのタンク２１内のモータ作動プロペラ推進のための直接手段２２として、水平軸のプロペラを使用すること。このプロペラは、自由表面の直下に、その下方０．５ｍ〜１ｍの範囲に配置される。また、プロペラは、液体が水平方向に直接排出されるように配向されている；および
それぞれの水平マニホルドまたは供給管によって形成された列の形態で提供される排出ノズルを使用すること。この排出ノズルは、前記表面から離隔した距離に配置される。特
に、少なくとも３列〜５列の範囲で配置され、それらは、タンクの長手方向の側壁の近傍に重畳される。しかしながら、排出ノズル列は、垂直に配置され、その結果、液体またはガス状流体は、前記表面に向かって上方に指向される。これは、ガス状流体を液化ガスに注入するガス状流体注入手段５０，５０ａ〜５０ｅ、および、液体状態の液化ガスを加圧してタンク内に圧送および排出することによって作動する直接移動手段４０，４０ａ〜４０ｃおよび２１と同様である。
【００５４】
図１は、ウィンチ１ｃに接続されたライン１ｂによって停泊したＦＰＳＯユニット型の船１の断面図である。ＦＰＳＯユニットは、油田上に設置され、管（図示せず）を介して海中の油田の先端からガスを受け取る。ガスは、設備１ｄ中で扱われる。その結果、−１６３℃以下の温度に冷却され、メタン搬送船に搬出される前にタンク２内に格納される。メタン搬送船は、その後、依然として液体の形態であるガスをユーザのもとに搬送する。タンク２は、本発明の装置を装備している。この装置は、望まれないスロッシング動作の発生を防止する作用をなす。このスロッシング動作は、自由表面効果によって生じ、また、タンクの内部で、閉じ込められた液体内容物が外部のうねり１ａと共振することによって生成される。船は、この外部のうねりを受け、うねりは、風または海流によって生成される。スロッシングは、本発明の記述においてより詳細に下で説明される。矩形ブロックの形状をなすタンクの各々は、２４，０００ｍ３の容積を有し、幅２０ｍ、長さ４０ｍ、および高さ３０ｍである。そのようなタンクで最大のものは、６０，０００ｍ３程度かそれ以上である。
【００５５】
図２は、本発明の他の装置を装備したメタン搬送型の船１の断面図である。図３は、３つのタンクを有したＬＮＧ搬送船の平面図であり、図２の平面ＡＡについての断面に対応する、左の最初の１つは、本発明の装置を装備している。この装置は、貯蔵タンクの内部で、自由表面３ａ近傍に液化ガスの水平流れを生じさせる。
【００５６】
図４の左の部分は、望まれないスロッシング現象を詳細に示しており、それによって規則的なうねり３が形成され、タンク２の内部で伝播する。そのようなスロッシングがタンクの内部に形成されると、液化ガスの粒子が実質的に円を描き、その表面でのより大きな動揺が消滅する前に底に向かって継続する。このように、表面３ａに近くで、液化ガス３ｃ１の粒子は、頂部接線が波３−１の山部分３ｂに対応し、底部接線が波の谷部３ｃに対応する円を描く。同様に、中間の深さの粒子３ｃ２と、より深い場所での粒子３ｃ３とが、それぞれの円に亘って、粒子３ｃ１に同期して移動される。粒子３ｃ２の円は、中間の直径を有し、粒子３ｃ３の円は、小さい直径を有している。
【００５７】
図４に示したうねりは、単純なうねりであり、海上で観察することができる。しかし、そのようなうねりがタンク２の内部で閉じ込められている場合、それは、側壁２ａから跳ね返り、そして、それ自身のエネルギ（つまり、その周期および振幅）を維持して反射される。その後、これは、表面の動揺またはさざ波をもたらし、これは、海面状態によって大きくなったり小さくなったりする。このように、それらの波は、壁で反射して合わさり、その組合せが位相をずらして起こる場合には減少し、位相が一致して起こる場合には増大する。
【００５８】
したがって、船１が海上からのまたは風もしくは海流による外部のうねり１ａを受けた場合、船のロール、ピッチ、ヨー、動揺、およびうねり動作は、タンク２に収容された液体に激しい振動を起こす。その後、共振現象が、タンクの壁からの繰り返し反射の上述の組合せのために、タンクの内部に生じる場合がある。
【００５９】
そのようなスロッシングは、激しく、液化ガスを保持し閉じ込める保持および閉じ込めシステムに対してなされる損傷の虞につながることがある。スロッシングは、嵐だけでは
起こらない。穏やかな天候であっても、船の挙動、タンクの形状、およびタンクの充填レベルに関する或るパラメータが同時に存在する場合に、それが発生することがある。例えば、特定の周期（例えば、Ｔ＝８秒〜１０秒）に対して小さい振幅の横波（例えば、有意高さＨｓ＝１．２５ｍ）は、タンクが満タンまたは空の場合、如何なる危険も呈さない。あるいは、中間の充填レベルでは、確かに特定の値（例えば、７０％充填〜８０％充填の範囲）に対しては、共振現象は、そのような特定の条件の下で発生し、タンクの壁に対して非常に激しいスロッシングを生じさせることがある液体ガス貨物の危険な挙動をもたらす。その後、そのような激しいスロッシングは、閉じ込めまたは断熱システムに被害をもたらすか、または破壊し、それによって、船およびその全乗組員を大きな危険に陥れる。
【００６０】
出願人によって動的モデルで行なわれた試験は、液化ガスを格納する船のタンク内のスロッシング型の動揺の形成が、図４に示されるように液化ガスの表面に近い区域で生成された水平流れによって妨げられることを示している。そのような流れは、例えば、装置４０によって生成される。装置４０は、液体（液化メタン）が供給されたノズル４１から出るジェットを、水平マニホルドまたは管４０ａを介して加圧して生じさせる。マニホルドまたは管４０ａは、ポンプ（タンクの外部。図示せず）によってタンクからの液体を供給され、支持構造４２を介して壁２ａに固定される。ジェットが有利に上方に指向され、一旦粒子が前記表面に届くと、ジェットは、水平のジェットを形成するように自然に方向を変更される。垂直のジェットおよび水平のジェットの組合せは、上で説明したように、粒子の軌道動作を局所的に妨害し、したがってタンク内のうねり形成を妨げ、したがって望まれない共振現象を妨げる。既に形成されたうねりを鎮めるためには、非常に強力なジェットが必要であるが、うねりが増幅され、共振条件に達するのを防止するには、必要なパワーは遥かに小さく、より小さな桁の規模であることができる。図４では、３つの装置４０ａ〜４０ｃが、異なる高さに有利に配置されている。例えば、２０ｍの高さを有したタンクでは、底壁２ｂから２ｍ、７ｍ、および１２ｍの高さに側壁２ａに対して配置されており、最適条件で装置を１つだけ作動させるようになっている。図４に示されるように、充填レベルが中間の場合、前記表面に近い位置の中間の装置４０ｂだけに供給され、他の装置４０ａおよび４０ｃは作動されない。タンク内の液位が高い場合、装置４０ａに供給する一番上のマニホルドだけに供給されるが、液位が低い場合、一番下の装置４０ｃのマニホルドだけに供給される。
【００６１】
図２は、タンクの底２ｂと天井２ｅとの間に垂直に延びたポスト２０ｂに沿って摺動可能に案内されるフロート２０ａによって構成される本発明の装置２１を示している。フロートは、自由表面の下方１ｍに浸漬した浸漬ポンプ２１ａを支持している。ポンプ２１ａは、電線（図示せず）を介して動力を供給され、タンクからＬＮＧを直接吸入し、それを水平ノズル２１ｂを介して搬送し、その結果、液化ガスの表面３ａの近傍に、阻害する横方向の水平流れを生じさせる。図２では、加熱電線３０ａは、タンクの底２ｂの近くに、船の軸芯と実質的に平行に配置され、ジュール効果によって液化ガスを蒸発させるように設計されている。局所的な加熱は、泡を生じさせ、その泡は、前記表面に浮上し、それによって、垂直の上向きの流れを生成する。この上向きの流れは、液化ガスの表面３ａで反対方向の２つの水平流れに分割され、一方は左舷に流れ、他方は右舷に流れる。図２の右側には、装置２２が設置されている。装置２２は、自由表面の下方１ｍに浸漬され、上記の装置の変形物である。この変形装置は、タンクの底２ｂと天井２ｅとの間に垂直に延びるポスト２０ｂに沿って摺動可能に案内されるフロート２０ａによって構成されている。このフロートは、電気モータ２２ａを支持する。モータ２２ａは、電線（図示せず）によって動力を供給され、水平軸のプロペラ２２ｂを作動させる。その結果、液化ガスの表面３ａの近傍に阻害する横方向の水平流れを生じさせる。
【００６２】
図１は、本発明の３つの他の変形装置を示しており、それぞれ、タンク２の内部に設置されている。１つの装置５０は、０．５ｍ〜３ｍの範囲で離隔された複数の排出オリフィ
スを具備した水平マニホルドを備えている。このマニホルドは、タンクの底からのガスを注入するように設計されており、図５〜図７に示されるように、タンクの長手方向に延びるガス・カーテン６の上向きの流れを形成する。形成される泡は、前記表面に上昇し、上向きの流れを生じさせる。この上向きの流れは、前記表面の近くで、２つの反対方向の流れに分割され、一方は右舷に流れ、他方は左舷に流れる。第２の装置は、例えば電線などの加熱要素３０ａによって構成される。あるいは、第２の装置は、実際には熱媒体流体が流れる管３０ｂによって構成される。管３０ｂは、図２に示されるように、タンクの底の３１ａで支持され、図３に詳細に示されるように、２つの垂直支持体３１ｂの頂部に懸架される。加熱要素は、ＬＮＧを再気化し、それによって泡を生成し、泡は前記表面に向かって上昇する。それによって、ガス・カーテン６の形態をなす垂直の上向きの流れによって構成される穏やかな流体を生じさせる。それは、液化ガスの表面３ａで、反対方向の２つの水平流れに分割し、一方は左舷に流れ、他方は右舷に流れる。最後に、装置４０は、タンクの底の右側に設置されている。装置４０は、ポンプ（図示せず）によってＬＮＧを供給されるマニホルド４０ａを介して供給されるノズル４１によって構成されている。装置４０は、液体の上方への移動によって構成される穏やかな流体を生じさせる。これは、液体の自由表面３ａに達すると、左舷および右舷に分割される。
【００６３】
図３は、３つのタンクを装備したメタン搬送船の平面図である。船の前方端のタンクは、加圧したガスを供給される２列の水平ノズル５０を装備している。このタンクは、ノズルを具備したフロート・ポンプ２１を備え、該ポンプは、タンクの左舷コーナ２ｄに位置している。タンクは、２つのフロート・プロペラ２２を備え、該プロペラ２２は、図２に関して記述されるように、タンクの右舷コーナ２ｄに位置している。タンクは、中央管３０ｂを備え、中央管３０ｂには熱媒体流体が流れ、中央のガス・カーテンを形成するように液化ガスを再気化する作用をなす。図１および図３では、管３０ｂおよびケーブル３０ａは、タンクの底から２ｍ〜５ｍの範囲で懸架されている。有利には、複数の管３０ｂまたはケーブル３０ａが、タンクの様々な高さ（例えば、３ｍ毎）に恒常的に設置される。
【００６４】
図５に詳細に示される変形物では、泡カーテンは、ノズル列を装備したマニホルドに窒素を注入することによって生成される。ノズル列は、タンクの底または可変高さに位置する。この目的のために、窒素は、リザーバ５１に液体状態で格納され、流量調節ポンプ５１ａによって熱交換器５２に送られる。熱交換器５２の内部では、液体窒素（−１９６℃）が、もたらされた熱によってガスに転換される。例えば、５２ａに高温で到達し、５２ｂで凝集された冷水の形態で排出され、そして複数のノズル５０−１を備えるマニホルド５０で合流する高温蒸気によってなされる。窒素ガスは、前記表面に向かって上昇し、上向きの垂直の流れを生成し、したがって液体メタンまたはＬＮＧ（−１６５℃）中に穏やかな液体を生成し、余空間ガス２ｆと混合される。余空間ガス２ｆは、その後、メタンと窒素との混合物によって構成される。そして、この混合物は、タンクの天井２ｅで回収され、分離器５３に送られる（５６）。分離器５３は、例えば、モレキュラーシーブ型であり、メタンの一部が分離され、例えば船５７を推進するエンジンの燃料として沈殿させるべく（５３１）を介して送られる。残った混合物は、循環コンプレッサ５３ａを介してマニホルド５０に向かって（５３３）を介して向きを変えられる。このようにして、コンプレッサ５３ａは、泡カーテンを生じさせる作用をなす混合物を循環させ、ＬＮＧ中に穏やかな流体の上向きの流れを生成する。
【００６５】
このように、装置の起動時、遮断弁５２ｃが開かれ、熱交換器５２に熱媒体流体（蒸気）が供給され、流量調節ポンプ５１ａが、液体窒素を再気化するように作動し、同時に、循環ポンプ５３ａが作動し、それによって、ＬＮＧ中に望ましい泡カーテンを生じさせる。循環状態が安定化され、十分な窒素が本装置に注入されると、注入ポンプ５１ａが停止され、バルブ５２ｃが閉じられる。
タンクの余空間２ｆ、分離器５３、および接続管によって構成される上記のループに収容
された窒素は、分離器５３が十分な有効性を示し、主エンジン５７に燃料としてのメタンだけを送る限り、一定のままである。主エンジン５７は、蒸気タービン型またはピストン・エンジン型である。
【００６６】
実際には、窒素ガスの一部はＬＮＧに溶け、余空間２ｆの窒素濃度は、連続的に監視される。窒素は、上で説明したように、液体窒素を再気化することによって補充される。
【００６７】
分離が完全でない場合には、燃料として送られるガスは、メタンに加えて窒素を含んでいる。それは、主エンジン５７の運転には問題とはならない。しかしながら、上で説明したように、窒素濃度は、連続的に監視され、有利に補充される。
【００６８】
図６は、窒素再液化の第１ユニット５５ａおよびメタン再液化の第２ユニット５５ｂを装備した、図５の装置を示している。それらのユニットは、泡カーテンを停止する段階で有用である。泡カーテンが停止される場合、ガス混合物は、循環され続けるが、分離器は、窒素出口５３１およびメタン出口５３２を備えているので、窒素は、リザーバ５１ｂに送り返される前に、ユニット５５ａ内で有利に再液化される。そして、同様に、メタンのすべてまたは一部が、液体メタン貯蔵タンクへ送り返される前に、ユニット５５ｂ内で再液化される。残りは、燃料として使用されるべく主エンジン５７に有利に導かれる。
【００６９】
窒素およびメタンの混合物のループ循環は、循環コンプレッサ５３ａによって、大きなエネルギ貢献を生じさせる。その結果、液体メタンの大部分が再気化され、タンクの余空間が実質的に周囲の大気圧のままであるべきであるので、除去される必要がある。タンクおよび船の構造は、タンク内の著しい圧力増加に耐えるようには設計されていない。したがって、図５に関して上で説明したように、気体メタンを例えば主エンジンで燃料として使用することによって、気体メタンを除去する必要があるか、および／または、図６に関して上で説明したように、それを再液化する必要がある。なお、窒素は、大気圧で−１９６℃と実質的に等しい液化温度を持つので、それは、−１６３℃と実質的に等しい温度で液化メタン中において液相にはならない。
【００７０】
図７は、図５に示されるような本発明の好ましい変形物を示している。この変形物では、窒素およびメタンのガス状混合物は、分離器５３から出て、コンプレッサ５３ａを通過し、そして熱交換器５４を通過して−１９６℃の液体窒素に接触する。この温度では、メタンは、ＬＮＧとして再液化し、窒素ガスと気体メタンとＬＮＧとの混合物が、出口管５４ａ内を下方に流れ、マニホルド５０に達する。窒素ガス（恐らく、僅かな気体メタンと共に）は、注入マニホルド５０に導かれる。
一方、液体メタンまたはＬＮＧは、タンク２の下部に向かって管５４ｂを介して上記の管５４ａの下部において除去される。コンプレッサ５３ａによって生成される静圧は、タンクに収容された液体メタンが管５４ｂ内を流れ戻らないか、または、ガス注入マニホルド５０に達するようなものである。熱交換器５４内におけるＬＮＧへのメタンの液化は、熱エネルギを吸収し、したがって液体窒素をリザーバ５１内で沸騰させる。生成された窒素ガスは、管５３３に向かって管５０ａを介して有利に導かれ、好ましくはコンプレッサ５３ａの直ぐ上流に導かれる。生成された窒素ガスは、５５ａと同一の型で図示しないユニットにおいて有利に再液化され、生成された液体窒素は、リザーバ５１に向かって単に方向を変えられる。
【００７１】
図５、図６、および図７に関する泡カーテンの記述では、注入マニホルド５０は、タンク２の下部に位置している。しかしながら、複数のマニホルド５０ａ〜５０ｅは、様々な高さで有利に設置される。例えば、高さ２０ｍのタンクでは、０ｍ、５ｍ、１０ｍ、１５ｍであり、図４に示されるように、タンクの側壁の近くか、または、船舶の軸芯に向かって設置される。このように、マニホルドは、複数の液位に設置され、タンクの床２ｂをそ
の天井に接続する垂直支持体５０２に固定される。マニホルドは、タンク２を一方の端部から他方の端部に亘り、例えば、船の軸芯と平行である。マニホルドには、一端から、加圧したＮ２＋ＣＨ４ガス状混合物が垂直壁で与えられる。このように、液化ガスの表面３ａの下方に位置するマニホルドのうちの１つに供給するか、または、有利に、液化ガスの表面３ａの下の異なる深さに位置する複数のマニホルド５０ｃおよび５０ｄに供給することが可能である。ガス注入が例えば異なる静圧で２つの流れに分割され、第１の流れ（例えば、体積で７０％）が表面３ａに最も近いマニホルド５０ｃから排出され、残りの３０％は、５０ｃの直ぐ下のマニホルド５０ｄから、より高い静圧で排出される。このように、生成される上向きの流れは、有利に最適化され、したがって穏やかな流体の性能および有効性は、タンクの充填レベルとタンクの壁に対する注入マニホルドの位置との関数として有利に最適化される。
【００７２】
タンクの垂直コーナ２ｄが、スロッシングの場合には、タンクの２つの垂直壁および天井によって形成された三面形状を有しているので、大きな衝撃が生じることがある区域である。図３に示されるように、これらの区域では、図４に示されるようなマニホルド４０ａ〜４０ｃに付随するノズルによって生成される、ガス混合物の流れの注入と液体メタンの流れの注入とを組み合わせることは有利である。これらの影響を受け易い区域では、２つの流れの組合せは、流体の非常に大きな動作を生じさせることを可能にする。そして、気泡の存在により、上記の流体が非常に高い圧縮性を持ち、生じる如何なる衝撃の影響を強く減衰することを可能にする。スロッシングのエネルギの殆どは、このように生成される泡の圧縮性に吸収される。如何なるそのようなスロッシングのエネルギも熱に変換されるので、液体メタンの局所的な蒸発は、本装置におけるループのように循環する気体メタンの量の、対応する増加をもたらす。
【００７３】
図３に示される実施形態では、複数の重畳マニホルド５０ａ〜５０ｄが図４に関して記述されるように有利に実施される。
【００７４】
図３に示される実施形態では、第１に、横方向の水平流れが、マニホルド５０によってタンクの全長に亘って確立され、垂直の長手方向側壁の近傍に位置する。第２に、局所的な水平流れが、タンクのコーナだけに確立され、タンクの長手方向に沿った、つまり、矩形の長手方向の水平断面のタンクの対角線に沿った中間の垂直中央軸に向かって、タンクの長手方向に平行ではなく角度を持って位置する。
【００７５】
図５〜図７は、タンクの全長に亘る連続的なガス・カーテンを示している。しかしながら、マニホルド５０のノズル５０１間の間隔を変えることによってタンクの長手方向に互いに離隔した複数のガス・カーテンを提供することも可能である。
【００７６】
本発明の記述では、本装置は、主として、船の軸芯と平行なタンクの壁に設置されるものとして記述される。しかしながら、これに加えて、本装置は、タンクの壁に有利に横方向に配置される。つまり、船の長手方向軸ＸＸ’に直交して配置される。これらの装置は、船のピッチ動作またはうねり動作による共振現象の場合に特に有効である。
【００７７】
本発明の好ましい変形物では、窒素ガスまたは窒素およびメタンの混合物を注入するノズルの代わりに、特定の付随的なリザーバに格納された−１９６℃の（通常の大気圧で）液体窒素を直接注入する。このように、ガスは、拡散マニホルドに液体状態で届き、ＬＮＧ中に液体状態で排出される。ＬＮＧが高温（通常の大気圧で−１６５℃）であるので、それは次に液体窒素を加熱し、蒸発させると共に、その潜熱をＬＮＧに移す。このように、この好ましい変形物では、窒素が液体状態で管内を運ばれるので、ガス状の形態の窒素を搬送するのに必要な管よりも小さい直径の管を必要とする。加えて、蒸発する窒素からの潜熱の移動はＬＮＧを冷却し、対応してＬＮＧの蒸発を制限する。したがって、燃料と
して使用するために再液化するか、または主エンジンに導くことが必要であった気体メタンの管理が容易になる。このように、液体窒素は、酸素および様々な希ガスからの分離によって、大気から有利に且つ連続的に生成される。液体窒素は、専用のリザーバに格納され、液体窒素は、必要なとき、および、望まれないスロッシングのリスクに関してタンクに対して分配マニホルド回路に送られるときは常に注がれる。
【００７８】
本発明では、ＬＮＧタンクは、筒状であり、多角形断面を有するものとして記述されている。しかしながら、そのようなタンクは、例えば国際公開２００１／３０６４８号に記述されるように、断面が多角形の部分および曲線部を含んでいれば、本発明の範囲にあるものである。当然のことながら、上記の曲線部は、無限に小さい単位長さの無限の辺を有した有限に展開した長さの多角形に数学的且つ幾何学的に接続されることができる。
【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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【国際調査報告】
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