JP2010023573A - Cargo liquid transport ship - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷液タンクを備えた荷液運搬船に関する。 The present invention relates to a cargo transportation ship equipped with a cargo fluid tank.
LNG等の荷液を運搬する船舶には、船体をなす縦横の隔壁(縦通隔壁及び横隔壁)により仕切られた複数のホールドが設けられ、ここに荷液タンクが搭載される。独立球形のタンクを搭載する場合、タンクの一部が、上甲板に形成された略円形の開口を介し、上甲板から上方へ突出するよう配置される。上甲板の開口縁部には、このタンクの突出部分を覆う略半球状のタンクカバーの下部が溶接される。上甲板の下面側には、このタンクカバーの重量(約500トン程度)を支持するためのブラケットが多数配置され、これらブラケットは縦横の隔壁に接続される。 A ship that transports cargo such as LNG is provided with a plurality of holds that are partitioned by vertical and horizontal bulkheads (vertical bulkheads and horizontal bulkheads) that form a hull, and a cargo liquid tank is mounted therein. When an independent spherical tank is mounted, a part of the tank is disposed so as to protrude upward from the upper deck through a substantially circular opening formed in the upper deck. The lower edge of a substantially hemispherical tank cover that covers the protruding portion of the tank is welded to the opening edge of the upper deck. Many brackets for supporting the weight of the tank cover (about 500 tons) are arranged on the lower surface side of the upper deck, and these brackets are connected to the vertical and horizontal bulkheads.
このタンクカバーと上甲板との取合い部分には、船体にサギングやホギングによる縦曲げが作用したときに鉛直方向の大きな応力が発生する。特に、取合い部分のうち船幅方向端部又は船長方向端部においては、この応力が集中する傾向にあり、疲労強度が厳しくなりがちである。従来、取合い部分周辺の疲労強度を確保すべく、ブラケットの個数を増やしたり、タンクカバーの下部を局所的に増厚する(例えば特許文献1参照)等の手法が提案されている。
しかし、従来のようにブラケットの個数を増やすと、船体重量やコストの増加を招くおそれがあり、また、上甲板下のブラケットの配置密度が高くなってタンク周辺での作業性が悪化するおそれがある。また、タンクカバーを局所的に増厚する場合は、増厚部分のみが剛になり逆にこの部分に作用する分担荷重が上昇する。すなわち、板厚の増加をはじめとしてタンクカバーの構造を剛にすることによる応力の緩和効果には限界があり、該限界を超えて応力を緩和することができない。また、このような増厚部分を局所的に形成すると、タンクカバーの製造工程が非常に煩雑になるとともに、船体重量の増大を招く。 However, if the number of brackets is increased as in the past, the hull weight and cost may increase, and the placement density of the brackets below the upper deck may increase and workability around the tank may deteriorate. is there. Further, when the tank cover is locally thickened, only the thickened portion becomes rigid, and conversely, the shared load acting on this portion increases. That is, there is a limit to the stress relaxation effect by stiffening the tank cover structure including an increase in plate thickness, and the stress cannot be relaxed beyond the limit. In addition, when such a thickened portion is locally formed, the manufacturing process of the tank cover becomes very complicated, and the hull weight increases.
そこで本発明は、船体縦曲げに伴う上甲板とタンクカバーとの取合い部の応力を緩和して疲労強度の向上を図ることを目的としている。 In view of this, an object of the present invention is to alleviate the stress at the joint portion between the upper deck and the tank cover accompanying the vertical bending of the hull, thereby improving the fatigue strength.
上記目的達成のため、本発明に係る荷液運搬船は、荷液タンクの一部が上甲板の開口を介して突出し、前記上甲板の開口縁部に前記荷液タンクの突出部を覆うタンクカバーが接合され、前記開口縁部のうち船幅方向端部の上甲板が鉛直方向に可撓性を有する柔構造に構成されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a cargo carrier according to the present invention includes a tank cover in which a part of a cargo tank is protruded through an opening of an upper deck, and an opening edge of the upper deck covers the protruding portion of the cargo tank. And the upper deck at the end in the width direction of the opening edge is configured to have a flexible structure having flexibility in the vertical direction.
かかる構成によれば、タンクカバーの下部のうち船幅方向端部に発生する応力が開口縁部の撓みによって吸収され、この開口縁部が応力を分担するようになる。これにより、上甲板とタンクカバーとの取合い部のうち船幅方向端部に発生していた応力集中が緩和され、疲労強度が向上する。 According to such a configuration, the stress generated at the end in the ship width direction in the lower portion of the tank cover is absorbed by the deflection of the opening edge, and the opening edge shares the stress. As a result, the stress concentration generated at the end in the ship width direction in the joint between the upper deck and the tank cover is alleviated, and the fatigue strength is improved.
前記荷液タンクは前記上甲板に接合された縦横の隔壁間に配され、前記開口縁部のうち船幅方向端部の上甲板が前記隔壁に対して片持ち梁状になっていてもよい。かかる構成によれば、上甲板に上記柔構造を構成するのを簡単に実現することができる。 The liquid tank may be disposed between vertical and horizontal bulkheads joined to the upper deck, and the upper deck at the end in the width direction of the opening edge may be cantilevered with respect to the bulkhead. . According to this configuration, it is possible to easily realize the flexible structure on the upper deck.
前記隔壁と前記開口縁部との間には複数のブラケットが設けられ、前記開口縁部の船幅方向端部付近における前記ブラケットの配置密度が、前記開口縁部の船長方向端部における前記ブラケットの配置密度に対して疎であってもよい。かかる構成によれば、ブラケットの個数が削減され、船体重量及びコストを軽減でき、且つタンク周辺での作業性が向上する。 A plurality of brackets are provided between the partition wall and the opening edge, and the arrangement density of the brackets in the vicinity of the ship width direction end of the opening edge is determined by the bracket at the ship edge direction end of the opening edge. It may be sparse with respect to the arrangement density. According to this configuration, the number of brackets is reduced, the hull weight and cost can be reduced, and workability around the tank is improved.
前記上甲板の前記開口縁部に発生する最大応力値と前記タンクカバーに発生する最大応力値とが略同じになるような位置から船長方向端部まで前記ブラケットを設けることが好ましい。かかる構成によれば、船体に発生する荷重が上甲板とタンクカバーとにバランスよく分担されるようになり、結果として上甲板及びタンクカバー全体の疲労強度が向上する。 It is preferable that the bracket is provided from a position where the maximum stress value generated at the opening edge portion of the upper deck and the maximum stress value generated at the tank cover are substantially the same to an end portion in the ship length direction. According to such a configuration, the load generated in the hull is shared between the upper deck and the tank cover in a balanced manner, and as a result, the fatigue strength of the entire upper deck and the tank cover is improved.
以上のように本発明によれば、上甲板とタンクカバーとの取合い部分に発生する応力集中を緩和することができるため、該取合い部分の疲労強度が向上する。これにより、荷液運搬船の耐用年数が向上し、寒冷地や波浪の大きい海域等の疲労に厳しい航行環境での運用期間を長くすることができる。 As described above, according to the present invention, the stress concentration generated in the joint portion between the upper deck and the tank cover can be relaxed, so that the fatigue strength of the joint portion is improved. As a result, the service life of the cargo transportation ship can be improved, and the operation period in a navigating environment severe in fatigue such as in a cold region or a sea area where waves are large can be extended.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)は本発明に係る荷液運搬船1の側面図、図1(b)はその平面図である。図1(a),(b)に示すように、荷液運搬船1の船体2には船長方向に並ぶ複数の荷液タンク3が搭載されており、荷液タンク3にはLNGやLPGに代表される液化ガス等の荷液が貯留される。各荷液タンク3は独立球形に形成され、船体2のホールド4に収容されている。ホールド4は、船側外板5の内側を船長方向に延びる一対の縦通隔壁6と、縦通隔壁6の相互間を船幅方向に延びる横隔壁(便宜上船首隔壁も含むものとする)7とによって仕切られて形成されている。ホールド4に収容された荷液タンク3の一部は、上甲板8に形成された円形状の開口9(図2参照)を介して上方に突出している。上甲板8には、荷液タンク3の突出部分を覆う略半球状のタンクカバー10が設けられている。
FIG. 1 (a) is a side view of a
図2は図1(a)及び図1(b)のII−II線に沿って示す断面図である。荷液タンク3は、円筒状のスカート11によって船体2側に支持されている。上甲板8は、縦通隔壁6に対して左右方向内側へと延在しており、この延在部分に上記開口9が形成されている。また、タンクカバー10は、半球状の球殻13の下端縁に円筒状の胴板14を連設してなる。タンクカバー10は鋼製であり、その重量は500トン程度となっている。この胴板14の下端部が上甲板8の開口縁部12に溶接で固着されている。タンクカバー10と上甲板8との間の溶接線15(図4参照)は、胴板14の内外の各周面に沿って上甲板8上を円形状に延びている。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIGS. 1 (a) and 1 (b). The
図3は船体構造を平面視で示す概略図である。以降の図面では説明便宜上、タンクの図示を省略する。図3に示すように、縦通隔壁6の相互間には、ホールド形成壁81が横隔壁7を船長方向に挟むように配置されている。ホールド形成壁81は、縦通隔壁6に接続されて船幅方向内側に延びる一対の基端部82,83と、該一対の基端部82,83の間を開口9の弧に沿うようにして延びる湾曲部84とを有する。湾曲部84は複数の平板からなり、これら平板を繋ぐことによって湾曲部84の平面視形状が開口9の弧に近似するようにしている。このように本船体2は、ホールド形成壁81が、横隔壁7と共に、一対の縦通隔壁6の相互間を横方向に延びる隔壁の一つとして設けられている。
FIG. 3 is a schematic view showing the hull structure in plan view. In the following drawings, illustration of the tank is omitted for convenience of explanation. As shown in FIG. 3, a
タンク3を収容するホールド4は1個の横隔壁を介して隣のホールド4と区画されていない。このホールド4は、2個のホールド形成壁81を介して隣のホールド4と区画されている。つまり、自身に収容されるタンク3を突出させるための開口9の直下に配置されたホールド形成壁81と、隣のホールド4に収容されるタンク3を上方へ突出させるための開口9の直下に配置されたホールド形成壁81とを介して隣のホールド4と区画されている。
The
縦通隔壁6と上甲板8の開口縁部12との間、及び横隔壁7と該開口縁部12との間には、基端ブラケット21及び先端ブラケット22からなる平面視T字状のブラケット部材20が複数設けられている。
Between the
図4には、これらブラケット部材20のうち、図3中の位置P2付近に設けられているブラケット部材を例示している。図3及び図4を参照して縦通隔壁6と開口縁部12との間に設けられたブラケット部材に着目すると、基端ブラケット21は、縦通隔壁6の左右内面と上甲板8の開口縁部12の下面とに接合されており、縦通隔壁6側が長辺となる略台形状に形成されている。この基端ブラケット21は横隔壁7と平行に延び、台形の短辺をなす先端が開口9の直下に達している。先端ブラケット22は、基端ブラケット21の先端と開口縁部12の下面とに接合されており、開口9の接線方向又は周方向に延びている。図3に戻り、横隔壁7と開口縁部12との間に設けられたブラケット部材20に着目すると、基端ブラケット21は、上記同様にして横隔壁7の左右内面と上甲板8の開口縁部12の下面とに接合され、縦通隔壁6と平行に延びている。先端ブラケット22は、上記同様にして基端ブラケット21の先端に接合されている。これら複数のブラケット部材20を設けることによってタンクカバー10(図1等参照)の重量を上甲板8上で支持している。
In FIG. 4, the bracket member provided in the vicinity of the position P2 in FIG. 3 among these
従来、このブラケット部材20は、先端ブラケット22が開口9の周方向に満遍なく張り巡らされるように設けられており、以って上甲板8の開口縁部12の剛性確保が図られていた。一方、本実施形態においては、図示するよう船幅方向端部においてブラケット部材が設けられておらず、船幅方向端部のブラケット部材の配置密度を船長方向端部よりも疎にしている。
Conventionally, the
図5は図3に示すV−V線に沿って示す船体の断面図である。図6は図5に示すVI−VI線に沿って示す船体の断面図である。図4及び図5に示すように、船長方向端P3から船幅方向端P1に向かう周方向に沿うようにして、開口9の直下には、ブラケット部材20の先端ブラケット22が間欠的に並んでいる。所定の周方向位置P2の相互間においては、上記のとおりブラケット部材が設けられていないため、上甲板8の開口縁部12が鉛直方向に拘束されない。すなわち、開口縁部12のうち船幅方向端部は、船側外板5側の端部が縦通隔壁6に支持された固定端であって開口9側の端部が自由端となる片持ち梁の如き構造をなしている(図6参照)。このように、開口縁部12の船幅方向端部は、その周囲に比べて鉛直方向に大きく弾性変形可能な柔構造8a(図3,図5中クロスハッチ領域参照)を構成している。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the hull taken along line VV shown in FIG. 6 is a cross-sectional view of the hull taken along line VI-VI shown in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the
このように、船幅方向端部においてブラケット部材20を設けず柔構造8aを構成することにより、船体に縦曲げ荷重が作用した場合には、上甲板8のうち柔構造8aを構成する部分が鉛直方向に撓み、タンクカバー10側に作用する荷重が上甲板8側に分担されるようになる。
In this way, by configuring the
ここで、模型船体に縦曲げを作用させた場合に上甲板8及びタンクカバー10に発生する応力について、図1乃至図6を参照しつつ図7乃至図9に基づいて説明する。
Here, the stress generated in the
図7は本発明に係る荷液運搬船1の上甲板8の鉛直方向の撓み量を説明するグラフ、図8は本発明に係る荷液運搬船1のタンクカバー10の胴板14に発生する応力を説明するグラフ、図9は本発明に係る荷液運搬船1の上甲板8における縦通隔壁6との接合部に発生する応力を説明するグラフである。図7乃至図9の横軸は、船幅方向端P1(図3参照)を0deg、船長方向端P3(図3参照)を90degとして表す開口9の縁の周方向位置[deg]を示している。位置P2(図3,図8,図9参照)は、P1とP3の間の所定の周方向位置(θdeg)であるが、ブラケット部材20が設けられ始める周方向位置であって柔構造8aを構成する範囲の限界位置となっている。なお、P4(図3,図7参照)は45degとなる周方向位置である。
FIG. 7 is a graph for explaining the amount of vertical deflection of the
また、図7の縦軸は上甲板8の鉛直方向の撓み量[m]、図8の縦軸は従来構造においてタンクカバー10の船幅方向端P1に発生していた応力値を1として表す応力比、図9の縦軸は本実施形態において上甲板8の船幅方向端P1に発生する応力値を1として表す応力比をそれぞれ示している。なお、図8において応力比1として表される応力値(すなわち、従来構造においてタンクカバー10の船幅方向端P1に発生していた応力値)は、図9において応力比1として表される応力値(すなわち、本実施形態において上甲板8の船幅方向端P1に発生する応力値)の約2倍となっている。
Further, the vertical axis in FIG. 7 represents the amount of deflection [m] in the vertical direction of the
図7乃至図9において二点鎖線Z1−Z3で表される従来構造においては、上記のとおりブラケット部材が周方向に満遍なく張り巡らされているため、上甲板8の撓み量が周方向位置に関わらず小さいものとなっている(図7中Z1参照)。したがって、上甲板8側に発生する応力も周方向位置に関わらず小さいものの(図9中Z3参照)、タンクカバー10側では船幅方向端P1にて大きな応力が発生しており、船長方向端P3に向かうに連れて応力が大きく低下していることがわかる(図8中Z2参照)。このように、従来構造では、タンクカバー10側の船幅方向端P1に応力が集中しているため、船幅方向端P1周辺の疲労強度が特に厳しいものとなっている。
In the conventional structure represented by the two-dot chain line Z1-Z3 in FIGS. 7 to 9, since the bracket member is evenly stretched in the circumferential direction as described above, the deflection amount of the
一方、図7乃至図9において実線A1−A3に表される本発明の実施形態においては、上記のとおり上甲板8の船幅方向端部が柔構造8aをなしているため、船幅方向端P1とブラケット部材20が設けられる位置P2との間で鉛直方向の撓み量が大きくなる(図7中A1参照)。なお、この撓み量は、船幅方向端P1から船長方向端P2に向かうに連れて次第に小さくなるよう推移する。
On the other hand, in the embodiment of the present invention represented by the solid line A1-A3 in FIGS. 7 to 9, the ship width direction end portion of the
この撓み量の増加のため、上甲板8の船幅方向端P1に発生する応力(圧縮)は従来構造に比べて大きい(約2倍)ものとなる(図9中A3参照)。但し、このように上甲板8側が応力を分担することによって、タンクカバー10の船幅方向端P1に発生する応力(圧縮)が大幅に低減される(約0.15倍)(図8中A2参照)。
Due to this increase in the amount of deflection, the stress (compression) generated at the ship width direction end P1 of the
ブラケット部材20が設けられ始める位置P2では柔構造8aでなくなるため、船幅方向端P1と比べて応力値が高くなる。この位置P2において発生する応力は従来構造において同位置に発生する応力値と比べて高くなるが、その増加量は小さいものである。すなわち、位置P2において発生する応力は従来構造における最大応力値と比べると小さい値になる(約0.5倍)。
Since the
なお、タンクカバー10の形状は半球状に形成されてその形状を維持しようとする性質を有している。このタンクカバー10の性質により船幅方向端P1に集中していた応力は船長方向端P2にそのまま流れていかず、タンクカバー10は全周にわたってバランスよく応力を分担しようと働くことになる。
The shape of the
この結果、タンクカバー10に発生する応力は、従来構造と比べてその周方向位置に関係なくほぼ一定に推移する。しかも、本実施形態のタンクカバー10及び上甲板8に発生する応力値は、どの周方向位置をとっても、従来構造においてタンクカバー10の船幅方向端P1に発生していた最大応力値よりも低くなる。
As a result, the stress generated in the
このように、本実施形態においては、上甲板8の開口縁部12のうち船幅方向端部を柔構造8aとしたことにより、タンクカバー10及び上甲板8全体の疲労強度を従来と比べて向上させることができる。しかも、ブラケット部材を省略したことによってこの柔構造8aを実現しているため、タンクカバー10その他の構造を複雑化させることがない。また、応力の緩和のためにタンクカバー10その他の重量が大きくならず、船体重量やコストの増加も低減することができる。
As described above, in the present embodiment, the end portion in the ship width direction of the opening
なお、ブラケット部材20が設けられ始める位置P2(θ[deg])は適宜変更可能であり、位置P2を船長方向側に設定する(すなわちθを大きくする)ことにより、柔構造8aをなす領域を増加させて上甲板8の撓み量を大きくし、より大きな応力を上甲板8側に分担させることも可能である。上甲板8側に発生する応力はこのように撓み量によって設定することができるが、この撓み量は、位置P2だけによらず、図6に示す片持ち梁状となっている開口縁部12の縦通隔壁6から開口9までの距離Lによっても変化する。したがって、この位置P2は、上甲板8に分担させたい荷重の量と、距離Lとに応じて適宜設定することができる。
The position P2 (θ [deg]) at which the
このとき、上甲板8の疲労強度が厳しくならないように、上甲板8側の応力が過剰に大きくならないようにすることが好ましい。例えば、上甲板8側に発生する最大応力値と、タンクカバー10側に発生する最大応力値とが略同じになるような位置に位置P2を設定するのがよい。なお、図8及び図9を参照すると、タンクカバー10側に発生する最大応力値(図8中位置P2参照)が、上甲板8側に発生する最大応力値(図9中位置P1参照)とほぼ等しい値となっている。これにより、船体2に発生する荷重が上甲板8とタンクカバー10とにバランスよく分担されるようになり、結果として上甲板8及びタンクカバー10全体の疲労強度を向上させることができるようになる。
At this time, it is preferable that the stress on the
本発明は、タンクカバーを備えた荷液運搬船に広く適用可能であり、特に独立球形の荷液タンクを備える荷液運搬船には好適に適用することができる。 The present invention is widely applicable to a cargo liquid carrier ship provided with a tank cover, and can be suitably applied to a cargo liquid carrier ship provided with an independent spherical liquid tank.
1 荷液運搬船
2 船体
3 タンク
5 船側外板
6 縦通隔壁
7 横隔壁
8 上甲板
9 開口
10 タンクカバー
12 開口縁部
20 ブラケット部材
81 ホールド形成壁
DESCRIPTION OF
Claims (4)
The bracket is provided from a position where the maximum stress value generated in the opening edge portion of the upper deck and the maximum stress value generated in the tank cover are substantially the same to an end portion in the ship length direction. Item 4. The cargo transportation ship according to any one of Items 1 to 3.
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