JP2009517272A - Equipment for supporting tanks on ships - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、請求項1の前提項に記載されている、船舶で特にLNGなどの液体のための独立型のタンクを支承する装置に関し、ならびに、この装置に格別に適した双胴型の圧力タンクに関する。 The present invention relates to a device for supporting a stand-alone tank for liquids such as LNG, in particular on ships, as defined in the premise of claim 1, and a twin-barrel pressure particularly suitable for this device Regarding the tank.
船舶で、特に遠洋航海をする船舶で液体を輸送するには、伝統的にいくつかの解決法がある。いずれの場合にも、船舶のなかで低温もしくは極低温の液体ガスの容器を船体に対して熱絶縁すると同時に、積荷の荷重や航海時に発生する最大1.5gの加速度に耐える、容器と船体との連結部をつくることが重要となる。インテグラルタンク、ダイヤフラムタンク、セミダイヤフラムタンクなどのほか、それ自体で、すなわち船の構造に依拠することなく、機械的に安定している独立型のタンクが液体ガスには用いられる。この場合、さらに無圧タンクと圧力タンクとが区別され、無圧タンクのなかの液体ガスの温度は当然ながらきわめて低い。 There are traditionally several solutions for transporting liquids on a ship, especially on a ship sailing in the ocean. In any case, the vessel and the hull that withstands the load of load and the acceleration of up to 1.5g generated at the time of voyage at the same time that the vessel of low-temperature or cryogenic liquid gas is thermally insulated from the hull in the ship. It is important to create a connecting part. In addition to integral tanks, diaphragm tanks, semi-diaphragm tanks and the like, independent tanks that are mechanically stable by themselves, that is, without relying on the structure of the ship, are used for the liquid gas. In this case, the pressureless tank and the pressure tank are further distinguished, and the temperature of the liquid gas in the pressureless tank is naturally very low.
このとき液化天然ガス(LNG)は、設計に関して特別な要求事項を課すものである。なぜなら、その温度は大半の工業用の液体ガスの温度よりも低いからである。 At this time, liquefied natural gas (LNG) imposes special requirements on design. This is because the temperature is lower than that of most industrial liquid gases.
冒頭に述べた種類の装置を備える、液体ガスを輸送するための船舶がすでに建造されており、その場合、タンクは円筒状であるとともに、その長軸が船の長手方向に位置しており、場合によっては横方向に位置していることもある。その場合、船体に取り付けられている基礎部分と、円筒状のタンクに適合化されたほぼ円切片状のサドル部分とが1つの構造上のユニットを形成しており、絶縁層はサドル部分とタンクの間に配置されている。両方のサドル部分のうち一方では、タンクが長手方向へ変位しないよう固定されているが、他方のサドル部分では当該サドル部分に対して長手方向へ可動になっており、それにより、熱応力が長手方向に発生することがないようになっている。タンクは嵌合によってサドル部分に位置しているので、タンクは長手方向に対して横向きに固定される。しかし、この方向への熱収縮はサドル基礎部分のもっとも低い点で起こるので、その限りでは有意な熱応力が発生することもない。 A ship has already been built for transporting liquid gas, equipped with a device of the kind mentioned at the beginning, in which case the tank is cylindrical and its long axis is located in the longitudinal direction of the ship, In some cases, it may be located laterally. In that case, the base part attached to the hull and the substantially circular sliced saddle part adapted to the cylindrical tank form one structural unit, and the insulating layer is the saddle part and the tank. It is arranged between. One of the two saddle parts is fixed so that the tank is not displaced in the longitudinal direction, while the other saddle part is movable in the longitudinal direction with respect to the saddle part, so that the thermal stress is longitudinal. It does not occur in the direction. Since the tank is located in the saddle portion by fitting, the tank is fixed laterally with respect to the longitudinal direction. However, since heat shrinkage in this direction occurs at the lowest point of the saddle foundation, no significant thermal stress is generated.
上記は、互いに交接する2つの平行な円筒の形状を有する、いわゆる双胴型のタンクについては当てはまらない。このような双胴型のタンクが最近になって採用されている理由は、円筒形のタンクよりも船舶のスペースを効率的に利用することができると同時に、機械的な安定性に関わる利点が実証ずみだからである。船舶で双胴型タンクを支承するために、両方のタンク半体について共通のサドル部分を備える、上に説明した設計形態の装置がすでに使用されている。タンク形状に応じて、このようなサドル部分はタンクの横方向で互いに接する2つの円切片の形態を有している。このとき、横方向への熱収縮はサドル部分の中央でそのもっとも高い点のほうに向かって行われ、その帰結として熱応力が発生する。この熱応力は、たとえばエチレン(積載温度約−100℃)のように液体ガスの沸点が比較的高い場合には、まだなんとか容認することができる。たとえば液化天然ガスの場合に発生するような低い温度では、公知の設計はそれ自体の温度のせいで、およびこれに加えて極低温の液体ガス用として使用せざるをえないタンク素材の比較的高い熱膨張係数のせいで、その限界に突き当たる。 The above does not apply to so-called twin-bottle tanks which have the shape of two parallel cylinders that meet each other. The reason why these twin-bottle tanks have recently been adopted is that they can use the ship space more efficiently than cylindrical tanks, and at the same time have the advantage of mechanical stability. This is because it has been demonstrated. In order to support a catamaran tank on a ship, an apparatus of the design described above, which already has a common saddle part for both tank halves, has already been used. Depending on the tank shape, such a saddle portion has the form of two circular sections that touch each other in the lateral direction of the tank. At this time, the thermal contraction in the lateral direction is performed toward the highest point in the center of the saddle portion, and as a result, thermal stress is generated. This thermal stress can still be tolerated if the boiling point of the liquid gas is relatively high, for example ethylene (loading temperature about −100 ° C.). For example, at low temperatures, such as occur in the case of liquefied natural gas, the known design is relatively low for tank materials that must be used for cryogenic liquid gas because of its own temperature. The high coefficient of thermal expansion hits that limit.
本発明の課題は、特別に低温のいわゆる極低温の液体ガスで、特にLNGで充填されるべき、円形のタンクだけでなく双胴型のタンクにも適している、冒頭に述べた種類の装置を提供することである。 The object of the present invention is a device of the kind mentioned at the outset, which is suitable not only for circular tanks but also for twin-bottle tanks, which are to be filled with specially cold so-called cryogenic liquid gases, in particular LNG. Is to provide.
この課題は、本発明によると、請求項1に特徴が記載されている装置によって解決され、好ましい実施形態は従属請求項に記載されている。本発明の装置に格別に適合化された本発明に基づく双胴型の圧力タンクは、請求項10に特徴が記載されている。
This problem is solved according to the invention by the device characterized in claim 1 and preferred embodiments are described in the dependent claims. A twin-barrel pressure tank according to the invention which is specially adapted to the device according to the invention is characterized in
本発明の装置では、基礎部分とサドル部分は構造的なユニットを形成するのではない。むしろこの両者は互いに分離されており、互いに平行な2つの平坦な面を有しており、これらの面の間には、それに応じて同じく平坦な熱絶縁層が位置している。そしてこの熱絶縁層の表面で、あるいは2つの平坦な境界面を備える絶縁層が2部分で構成されている場合にあっては熱絶縁層の内部で、熱応力を補償するための相対運動をすべての方向へ行うことができ、すなわち、他ならぬタンクの長手方向に対して横向きにも行うことができ、それにより、設計の機能にとってタンクの断面形状は問題ではなくなり、かつ、応力が受け止められるのではなく緩和されるので、液体ガスの最低温度も問題ではなくなる。したがって本発明の装置は、特に、LNGを輸送するための双胴型のタンクを支承する用途に定められている。 In the device of the invention, the base part and the saddle part do not form a structural unit. Rather, they are separated from each other and have two flat surfaces that are parallel to each other, and a similarly flat thermal insulating layer is located between these surfaces accordingly. Then, when the insulating layer having two flat boundary surfaces is composed of two parts on the surface of the thermal insulating layer, relative motion for compensating for thermal stress is performed inside the thermal insulating layer. It can be done in all directions, i.e. it can also be done transversely to the length of the tank, so that the cross-sectional shape of the tank is not an issue for the function of the design and stress is taken The minimum temperature of the liquid gas is no longer a problem because it is relaxed rather than suppressed. Accordingly, the device of the present invention is specifically defined for use in supporting a twin-hull tank for transporting LNG.
本発明による装置の絶縁層は、充填されたタンクの荷重に耐えるだけでなく、温度差に起因する相対運動が生じたときに発生する摩擦力にも耐えられるようにするために、耐圧性でせん断強さのある材料でできているのが好ましい。この材料は高分子プラスチックであってよい。しかしながら、それ自体公知の仕方で圧縮木材が使用されるのが好ましい。絶縁層は基礎部分の上面へ堅固に取り付けられていてよく、または、対応するサドル部分の下面へ堅固に取り付けられていてよい。2部分からなる絶縁層の場合、1つの部分が基礎部分の上面に、他方の部分が対応するサドル部分の下面に、それぞれ堅固に取り付けられ、それにより、絶縁層の内部における両者の間の相対運動は、両方の部分の平坦な境界面で行われることになる。 The insulation layer of the device according to the present invention is not only resistant to the load of the filled tank, but also to withstand the frictional force generated when the relative movement due to the temperature difference occurs. It is preferably made of a material having shear strength. This material may be a polymeric plastic. However, it is preferred that the compressed wood is used in a manner known per se. The insulating layer may be rigidly attached to the upper surface of the base portion, or may be rigidly attached to the lower surface of the corresponding saddle portion. In the case of a two-part insulating layer, one part is firmly attached to the upper surface of the base part and the other part is attached to the lower surface of the corresponding saddle part, so that the relative relationship between the two inside the insulating layer The movement will take place at the flat interface of both parts.
本発明に基づいて好ましいのは、各々の絶縁層がそれぞれの基礎部分の上面に堅固に取り付けられており、それにより、サドル部分と基礎部分の間の相対運動がサドル部分の下面で行われるようになっている第1の態様である。これは設計的にもっとも単純である。 Preferably according to the invention, each insulating layer is rigidly attached to the upper surface of the respective base part so that the relative movement between the saddle part and the base part takes place on the lower surface of the saddle part. This is the first mode. This is the simplest in design.
この構成では、船舶におけるタンクの保持は、変位を防止するために、サドル部分の下面と、基礎部分に固着された絶縁層との間での、それぞれの長手方向に対して横向きの滑り運動をウェブが阻止する、請求項4の手段によって行われるのが全体として最善である。このとき、当然ながらウェブの選択と配置は、熱応力の緩和が制約されないように選択される。その意味で1つの好ましい配置は、請求項5および請求項6から明らかである。サドル部分でタンク横方向に延びる少なくとも1つのウェブは、このサドル部分に沿ってタンクが長手方向へ動くのを防止する。それに対して、1つまたは複数の他のサドル部分には、横方向に延びるウェブは設けられておらず、それにより、そこでは応力を緩和するために必要な相対運動が長手方向へ可能である。請求項6に記載された長手方向に延びるウェブは、横方向へはタンクを固定するが、このウェブの両側では左右対称に、熱応力を緩和するのに必要な横方向への相対運動を許容する。通常かつ好ましい配置として、タンクの長軸が船の長手方向に対して平行に位置しているときには、長手方向に延びるウェブは船の横方向に関してちょうど船の中心にあるのがよく、それにより、タンクは船舶に対して膨張や収縮が生じた場合にもセンタリングされた状態に保たれ、したがってその平衡状態が乱されることがない。
In this configuration, holding of the tank in the ship is caused by a sliding movement transverse to each longitudinal direction between the lower surface of the saddle part and the insulating layer fixed to the foundation part in order to prevent displacement. Overall, it is best done by the means of
航海のときにタンクが基礎部分から浮き上がるのを防ぐ固定部は、請求項7に基づいて構成されているのが好ましい。この固定部も、同じく船の横方向中央に配置される。このことは、考えられるタンクの両側への配置に比べて、タンクを降ろすときに、荷降ろしの際に実際に生じる、船底の若干の凹面状の窪みに基づくタンクと船体の間の引っかかりが生じることがないという利点を有している。
It is preferable that the fixing portion for preventing the tank from being lifted from the base portion at the time of voyage is configured according to
当然のことながら、1隻の船舶に複数のタンクがそれぞれ本発明の装置を用いて支承されていてもよい。その限りにおいて船舶の設計は、通常の公知の基準に基づいて行われる。同様に、本発明に基づいて支承されたタンクを、必要な場合にはたとえば化学薬品等の別の液体媒体で充填し、船舶の経済的利用を確保することも当然ながら可能である。 Of course, a plurality of tanks may be supported by one ship using the apparatus of the present invention. As long as that is the case, the design of the ship is carried out on the basis of normal known standards. Similarly, the tanks supported according to the invention can of course be filled with another liquid medium, for example chemicals, if necessary, to ensure the economic use of the ship.
次に、模式的に示された実施例を参照しながら、さらに別の好ましい具体的事項を備える本発明について詳しく説明する。 Next, the present invention including further preferred specific items will be described in detail with reference to the embodiments schematically shown.
図1は、双胴型のタンク3を支承するための本発明の装置を備える船胴1の簡略化した横断面図を示している。図示している断面は、船の長軸に対して垂直である。
FIG. 1 shows a simplified cross-sectional view of a hull 1 comprising a device according to the invention for supporting a twin-
双胴型のタンク3は、2つの円弧切片からなる横断面を有している。タンク3は2つまたはそれ以上のサドル部分6の上に載っており、そのうち図1では1つのサドル部分だけが図示されている。サドル部分6はタンク3と堅固に結合されており、好ましくは溶接されている。基礎部分4が船胴1に配置されており、これと堅固に結合されている。基礎部分4の平坦な上面5とサドル部分6の平坦な下面7の間には、絶縁層8が配置されている。絶縁層8は、タンク3およびその内容物の重量の力を基礎部分4へ伝える。絶縁層8は少なくとも部分的に圧縮木材でできているのが好ましい。絶縁層は、サドル部分6の平坦な下面7と堅固に結合されており、基礎部分4の平坦な上面5の上で摺動する。別案として、絶縁層8は基礎部分4の平坦な上面5と堅固に結合されており、サドル部分6の平坦な下面7で摺動する。さらに別の態様では、絶縁層8は2つまたはそれ以上の層で構成されており、そのうち1番下の層が基礎部分4の平坦な上面5と、また1番上の層がサドル部分6の平坦な下面7と、それぞれ堅固に結合されている。
The
タンク3の絶縁被覆は、図1および以下の図面では図示していない。この絶縁被覆は、図1に示す絶縁層8で覆われているサドル部分6の平坦な下面7を除き、タンク3とサドル部分6を全面的に取り囲んでいる。図示しない絶縁被覆、および絶縁層8は、タンク3の低温損失を最低限に抑え、ないしは、船胴1からタンク3への熱の伝達を最低限に抑える。
The insulation coating of the
絶縁層8と平行に作用する横方向力または長手方向力は、特に、船舶が横傾斜すると静的に発生し、また、船舶がローリング、上下動、ヨーイングすると動的に発生する。基礎部分4の平坦な上面5と平行、かつサドル部分6の平坦な下面7と平行な力は、以後の図2から図8を参照して以下に詳しく説明する装置によって伝達される。この装置のうち、図1ではコンソール14と支持部15を見ることができる。
The lateral force or longitudinal force acting in parallel with the insulating
図2は、タンク3の側面図を本発明による支承部とともに模式的な仕方で示している。図2に示す支承部は、2つまたはそれ以上の支承部のうち、進行方向で見て後側の、もしくはもっとも後側の支承部であるのが好ましい。タンク3にはサドル部分6が取り付けられている。サドル部分6の平坦な下面7と、基礎部分4の平坦な上面5との間には、絶縁層8が配置されている。船の長手方向で見てサドル部分6の前と後では、支持部15が基礎部分4と堅固に結合されている。これらの支持部は、後で図6と図7を参照して詳しく説明するように、サドル部分6と堅固に結合されたコンソール14を取り囲んでいる。コンソール14は、サドル部分6の平坦な下面7を形成するプレートの延長部であるのが好ましい。
FIG. 2 shows a side view of the
ウェブ10がサドル部分6の平坦な下面7に対して垂直に配置されており、これと堅固に結合されている。ウェブ10は船の長軸に対して横向きに配置されており、基礎部分4の平坦な上面5と堅固に結合された絶縁層8にある対応する切欠き11に係合している。ウェブ10および絶縁層8ないしその切欠きを介して、嵌合によって力が船の長軸と平行に基礎部分4とサドル部分6の間で伝達される。
A
図3は、船胴1のタンク3の別の支承部の側面図を模式的に示している。図2に示す支承部は、船舶の進行方向で見てタンク3の後側に配置されており、図3に示す支承部は、船舶の進行方向で見てタンク3の前側に配置されるのが好ましい。図3に示す支承部は、サドル部分6の平坦な下面7にウェブ10が設けられていないことによって、図2に示す支承部と異なっている。したがって、タンク3とサドル部分6の間、およびタンクと基礎部分4との間で、船の長手方向に力の伝達は行われない。したがって、温度変化の結果として生じるタンク3の長さ変化、および特にサドル部分6の間隔の変化が、サドル部分6と基礎部分4の間で応力を生じさせることがない。
FIG. 3 schematically shows a side view of another support portion of the
図4は、図2に示す支承部の一部分を拡大図として模式的な仕方で示している。絶縁層8は、水槽形をした基礎部分4の構成によって、またはその他の方策によって、船舶10の横方向または長手方向へ基礎部分4に対して相対的に変位しないように固定されている。サドル部分6の平坦な下面7にあるウェブ10は、絶縁層8の対応する切欠き11に係合している。船の長手方向で見てサドル部分6の前と後には、図1から図3には示していない、サドル部分6におけるタンク3の絶縁被覆が続いている。
FIG. 4 shows a part of the support part shown in FIG. 2 in a schematic manner as an enlarged view. The insulating
図5は、図3に示す支承部の一部分を拡大図として模式的な仕方で示している。図2と図4に示す支承部とは異なり、図3と図5に示す支承部では、サドル部分6の平坦な下面7にウェブ10が配置されていない。したがってサドル部分6の平坦な下面7は、絶縁層8の上で摺動することができる。サドル部分6と基礎部分4の間では、サドル部分の下面7と平行に、ないし基礎部分4の上面5と平行に力は伝達されず、もしくは、少なくともサドル部分6と絶縁層8の間の摩擦力を上回る力は伝達されない。
FIG. 5 shows a part of the support part shown in FIG. 3 as an enlarged view in a schematic manner. 2 and 4, the
図6は、上で図2と図3に示したコンソール14と支持部15の部分横断面図を示している。図示している切断平面は、船の長軸に対して垂直に位置している。支持部15は、「U」字型を逆さにした形状で、コンソール14を取り囲んでいる。別の表現をすると、支持部15と基礎部分4は共同でトンネルまたは通路を形成しており、そのなかにコンソール14が配置されている。基礎部分4の上面5とコンソール14の間に絶縁層8が配置されており、コンソール14と支持部15の間には絶縁層16が配置されている。基礎部分4の水槽形の構成により、絶縁層8は基礎部分4に対して変位しないよう固定されている。コンソール14の下面にはこれに対して垂直に、ウェブ12が船の長軸と平行に配置されており、このウェブは絶縁層8にある対応する切欠きに係合している。嵌合によって、船の長軸に対して横向きの水平方向の力はコンソール14とウェブ12の間で、および絶縁層8と基礎部分4の間で伝達され、船の長軸に対して横向きのコンソール14およびこれに伴うタンクの変位が防止される。さらに支持部15は、コンソール14およびこれと結合されたサドル部分6が、絶縁層8および基礎部分4から浮き上がるのを防止する。
FIG. 6 shows a partial cross-sectional view of the
図7は、図6のA−A線に沿った断面図を模式的に示している。コンソール14は、サドル部分6ないしその平坦な下面7に、もしくはサドル部分6の平坦な下面7を形成するプレートに一体成形されており、またはこれと一体的に施工されている様子が見られる。絶縁層16は長方形であり、コンソール14の上面の水槽形の構成により、これに対して滑動しないように固定されている。側方では、コンソール14と支持部15の間に間隙が残されている。船の長軸に対して横向きの方向への案内は、絶縁層8にある切欠き13との相互作用で、図6に示すウェブ12によってのみ行われる。
FIG. 7 schematically shows a cross-sectional view along the line AA of FIG. It can be seen that the
図8は、図8には示さないタンクのサドル部分6の平坦な下面7の模式図である。サドル部分の平坦な下面7は、船の長軸2に対して横向きの方向に最大の長さを有している。すでに図1に見られるように、サドル部分6の平坦な下面7はこの方向で近似的にタンクの幅を有している。サドル部分の平坦な下面7を形成するプレートに一体成形された状態で、コンソール14が、船の長軸2の近傍で各サドル部分の前と後に配置されている。コンソール14には、図6にも示すウェブ12が船の長軸2の上にそれぞれ配置されている。さらに、船舶の進行方向で見て後側の支承部21では、図2と図4にも示すウェブ10が、船の長軸2に対して横向きに、サドル部分の平坦な下面7に配置されている。ウェブ10は船の長軸2に対して平行に力を受け止め、タンクが船胴に対して船の長軸2の方向へ変位するのを防止する。ウェブ12は船の長軸に対して横向きに力を受け止め、タンクが船の長軸2に対して横向きに船胴に対して変位するのを防止する。
FIG. 8 is a schematic view of the flat
別案では、ウェブ10は船舶の進行方向で見て後側の支承部21にではなく、船舶の進行方向で見て前側の支承部22に配置されている。さらに、各図面の図とは異なり、サドル部分6の平坦な下面7は多部分でできていてよく、および/または長方形とは異なっていてよい。さらにウェブ12は、サドル部分6の別個の区域に設けられていてよく、および/または異なる個数で設けられていてよい。
As an alternative, the
1 船胴
2 船の長軸
3 タンク
4 基礎部分
5 平坦な上面
6 サドル部分
7 平坦な下面
8 絶縁層
10 横向きのウェブ
11 横向きの切欠き
12 縦向きのウェブ
13 縦向きの切欠き
14 コンソール
15 支持部
16 コンソールと支持部の間の絶縁層
21 前側のサドル部分
22 後側のサドル部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
各々の前記サドル部分(6)は前記タンク(3)に直接取り付けられるとともに平坦な下面(7)を有しており、
各々の前記基礎部分(4)は平坦な上面(5)を有しており、
すべての前記下面および上面(7;5)は互いに平行であり、
前記絶縁層(8)はそれぞれ前記サドル部分(6)の前記下面(7)とこれに対応する前記基礎部分(4)の前記上面(5)との間に配置されており、
前記固定部(10;12;15)は前記絶縁層(8)の表面または内部における各々の前記サドル部分(6)と前記基礎部分(4)の間の限定された相対運動を許容することを特徴とする装置。 A device for supporting a stand-alone cylindrical tank (3) for liquid gas such as LNG, in particular on a ship (1), which is spaced from each other in the longitudinal or lateral direction of the ship (1). At least two foundation parts (4), each supporting a saddle part (6) fitted and adapted to the shape of said tank (3) for receiving said tank (3), and against said tank (3) An insulating layer (8) provided on each saddle portion (6) to thermally insulate the base portion (4), and the tank (3) and at least one foundation at the insulating layer (8). A fixing part (10; 12; 15) for holding the tank (3) on the base part (4), allowing relative movement between the parts (4) in the longitudinal direction of the tank In such a device,
Each said saddle portion (6) is directly attached to said tank (3) and has a flat lower surface (7);
Each said base part (4) has a flat upper surface (5);
All said lower and upper surfaces (7; 5) are parallel to each other;
The insulating layers (8) are respectively disposed between the lower surface (7) of the saddle portion (6) and the corresponding upper surface (5) of the base portion (4);
The fixing part (10; 12; 15) allows limited relative movement between each saddle part (6) and the base part (4) on or inside the insulating layer (8). Features device.
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