JP2009517272A - 船舶でタンクを支承する装置 - Google Patents

Abstract

船舶（１）でタンクを支承する装置は、船舶（１）の長手方向または横方向で互いに間隔をおきながら船体に取り付けられ、前記タンク（３）を受けるために前記タンク（３）の形状に適合化されたサドル部分（６）をそれぞれ支持する少なくとも２つの基礎部分（４）と、前記タンク（３）に対して前記基礎部分（４）を熱絶縁するために各々の前記サドル部分（６）に設けられた絶縁層（８）と、前記絶縁層（８）のところで前記タンク（３）と少なくとも１つの基礎部分（４）の間の相対運動をタンク長手方向に許容する、前記基礎部分（４）の上で前記タンク（３）を保持するための固定部（１０；１２；１５）とを含んでいる。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）は互いに平行である。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

双胴型のタンクを支承する本発明の装置を備えた船舶を示す、簡略化した横断面図である。 図１の装置とタンクを、船の長手方向で見て後側にある基礎部分とサドル部分との領域で示す部分縦断面図である。 前側の基礎部分とサドル部分との領域における、図２に対応する部分縦断面図である。 図２の一部分を示す拡大詳細図である。 図３の一部分を示す拡大詳細図である。 タンクのサドル部分にあるコンソールと、これに付属する船舶側の支持部とを示す部分横断面図である。 図６のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 本発明による装置のサドル部分の平坦な下面を示す模式図である。

符号の説明

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

Claims (11)

1. 船舶（１）で特にＬＮＧなどの液体ガスのための独立型の円筒状のタンク（３）を支承する装置であって、船舶（１）の長手方向または横方向で互いに間隔をおきながら船体に取り付けられ、前記タンク（３）を受けるために前記タンク（３）の形状に適合化されたサドル部分（６）をそれぞれ支持する少なくとも２つの基礎部分（４）と、前記タンク（３）に対して前記基礎部分（４）を熱絶縁するために各々の前記サドル部分（６）に設けられた絶縁層（８）と、前記絶縁層（８）のところで前記タンク（３）と少なくとも１つの基礎部分（４）の間の相対運動をタンク長手方向に許容する、前記基礎部分（４）の上で前記タンク（３）を保持するための固定部（１０；１２；１５）とを備えている、そのような装置において、
   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。
2. 前記絶縁層（８）は耐圧性でせん断強さのある材料でできており、好ましくは圧縮木材でできていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 各々の前記絶縁層（８）は前記基礎部分（４）の前記上面（５）に堅固に取り付けられており、それにより前記サドル部分（６）と前記基礎部分（４）の間の相対運動が前記サドル部分（６）の前記下面（７）に沿って行われることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記基礎部分（４）の上で前記タンク（３）を保持するための前記固定部は前記サドル部分（６）の前記下面（７）に定置のウェブ（１０；１２）を含んでおり、該ウェブは垂直方向に屹立するとともに、前記絶縁層（８）にある対応する切欠き（１１；１３）に収容されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記サドル部分（６）の前記下面（７）にはタンク長手方向に対して横向きに延びる少なくとも１つのウェブ（１０）が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 各々の前記サドル部分（６）の前記下面（７）には、前記タンク（３）の横方向に関して中央に、タンク長手方向に延びる少なくとも１つのウェブ（１２）が設けられていることを特徴とする、請求項４または５に記載の装置。
7. 前記基礎部分（４）の上で前記タンク（３）を保持するための前記固定部は各々の前記サドル部分（６）に１つまたは複数のコンソール（１４）を含んでおり、該コンソールは前記タンク（３）の横方向に関して中央で前記サドル部分（６）に構成されており、タンク長手方向を向いており、船体と結合された支持部（１５）の下側にそれぞれ配置されており、前記支持部（１５）と前記コンソール（１４）の間には熱絶縁をするための絶縁層（１６）が挿入されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の装置。
8. タンク長手方向に延びる前記ウェブ（１２）は前記コンソール（１４）の領域に設けられていることを特徴とする、請求項６および７に記載の装置。
9. 双胴型の圧力タンク（３）のための、請求項１から８までのいずれか１項に記載の装置。
10. 船舶（１）で特にＬＮＧなどの液体ガスを輸送するための双胴型の圧力タンク（３）において、前記圧力タンク（３）の長手方向で互いに間隔をおきながら前記圧力タンク（３）に取り付けられ、平坦な下面（７）を有している、船舶（１）で前記圧力タンクを支承するための少なくとも２つのサドル部分（６）を備えており、すべての前記下面（７）は互いに平行であるとともに、前記下面（７）に垂直に屹立するウェブ（１０；１２）を有しており、そのうち１つまたは複数のウェブ（１０）は前記サドル部分（６）で前記圧力タンク（３）の長手方向に対して横向きに延びており、各々の前記サドル部分（６）には少なくとも１つのウェブ（１２）が前記圧力タンク（３）の横方向に関して中央に前記圧力タンク（３）の長手方向へ延びている圧力タンク。
11. 特にＬＮＧなどの液体ガスのためのタンク（３）と請求項１から９までのいずれか１項に記載の装置を備えており、または請求項１０に記載の双胴型の圧力タンク（３）を備えている船舶（１）。

Images