JP2013534491A - 液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置及び低減方法 - Google Patents

液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置及び低減方法 Download PDF

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Abstract

【課題】液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置及び低減方法。
【解決手段】本発明の実施例に係る液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置は、貨物倉の適所に設置され、貯蔵された液体の表面に浮上する浮力を有する浮体を含む昇降案内部と、昇降案内部に拘束され、前記浮体によって液体表面に存在しながら液状貨物のスロッシングを抑制するスロッシング防止部材と、を含む。
【選択図】図4

Description

本発明は、スロッシングインパクト低減装置に係り、より詳細には、LNG(又はLPG)のような液状貨物を運搬したり、または貯蔵する船舶の貨物倉に液状貨物のスロッシング(Sloshing)により伝達される衝撃を減衰させるために設置される液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置に関する。
天然ガスは、陸上または海上のガス配管を介してガスの状態で運搬されたり、または液化された液化天然ガス(LNG)の状態でLNG輸送船に貯蔵されたまま遠距離の消費先に運搬される。液化天然ガスは、天然ガスを極低温(略−163℃)に冷却して得られるもので、ガス状態の天然ガスである時よりもその体積が略1/600に減少するので、海上を通じた遠距離の運搬に非常に適する。
LNGを積んで海を運航して陸上の所要処にLNGを運搬するためのLNG輸送船や、LNGを積んで海を運航して陸上の所要処に到着した後、貯蔵されたLNGを再気化して天然ガスの状態で運搬するLNG RV(Regasification Vessel)は、液化天然ガスの極低温に耐えられる貯蔵タンク(以下、‘貨物倉'という)を含んでいる。
貨物倉の内部にLNGのような液状貨物を収容した状態で船舶に動揺が起こると、図1でのような液体の揺動で貨物倉20の側壁及び天井構造物21,22にスロッシング衝撃(Sloshing impact)が発生する。このようなスロッシング衝撃によって断熱材及びバリア(Barrier)などの貨物倉を構成する素材に損傷が発生するという問題がある。
スロッシング(Sloshing)は、船舶や浮遊式構造物が多様な海上状態で運動する時に、貨物倉内に収容された液体状態の物質が流動する現象のことをいう。貨物倉の内部の一部の領域にのみ液体が満たされている場合、液体の流動によるスロッシングによって貨物倉の壁面と天井は激しい衝撃を受けるようになり、これをスロッシング衝撃(Sloshing impact)という。
上記したスロッシング現象は、船舶の運航中に、船舶の動的動きによって必然的に発生するもので、貨物倉は、スロッシングによる荷重に耐えられるように、十分な強度を有するように設計しなければならない。
図2は、上記のようなスロッシングの防止のために設計及び作製された従来の貨物倉の切開斜視図を示す。
図2を参照すると、スロッシングの防止のために、従来では、貨物倉30の側面の上部及び下部に略45度の角度に傾斜した上部チャンファ31(Chamfer)及び下部チャンファ32を形成する方法が提案された。このように貨物倉にチャンファを形成した場合、貨物倉の形状を変形することによって、ある程度荷重を分散及び減衰させる効果がある。
しかし、図2のように、貨物倉にチャンファを形成する方法は、標準積載条件でのみ運用可能である。そのため、部分積載状態でもスロッシングによる衝撃力に十分に安全に耐えられる貨物倉の具現のために、より効果的な代案が要求されている実情である。
また、スロッシングインパクトの低減のために、上記のようなチャンファを形成する場合においては、チャンファ31,32によって相対的に貨物倉内の貨物の貯蔵空間は狭くなるしかないため、他の同級の貨物倉と比較して多くの貨物を積むことができないという問題がある。
本発明の実施例は、液状貨物から作用する浮力で液状貨物の表面上に維持されるスロッシング防止部材を貨物倉内に設置することによって、標準積載条件だけでなく部分積載状態でのスロッシングによる衝撃にも貨物倉がより安全に対応可能なようにする液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置及び低減方法を提供しようとする。
また、本発明の実施例は、従来のようにチャンファを形成させることなく、スロッシングによる衝撃を効果的に減少させることができるようにすることで、同じ形態の船舶の貨物倉に比べて、より多い貨物を積むことができるようにした貨物倉のスロッシングインパクト低減装置及び低減方法を提供しようとする。
本発明の一側面によれば、液状貨物の流動によるスロッシングインパクトを低減させるための装置であって、貨物倉の適所に設置され、貯蔵された液体表面に浮上する浮力を有する浮体10を含む昇降案内部1と、前記昇降案内部1に拘束され、前記浮体10によって液体表面に存在しながら液状貨物のスロッシングを抑制するスロッシング防止部材2と、を含む液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置を提供することができる。
前記昇降案内部1は、貨物倉のそれぞれの垂直角部に設置されるとよい。
前記昇降案内部1は、前記貨物倉の角部に設置されて前記浮体10の昇降運動を案内するガイドレール12と、前記ガイドレール12に沿って移動する前記浮体10と前記スロッシング防止部材2を連結する連結具14とを含むことができる。
前記ガイドレール12は、前記浮体10が昇降できる昇降空間120と、前記浮体10の昇降方向に形成されるレール面122とを含み、前記連結具14は、前記レール面122に沿って移動することができる。
前記浮体10は、前記ガイドレール12によって区画される昇降空間120内で、液体から作用する浮力により昇降移動することができる。
前記浮体10の表面または前記ガイドレール12の昇降空間120の内面をテフロン樹脂でコーティング処理することができる。
前記浮体10は、内部に密閉空間を形成した中空の中空体であってもよい。
前記中空体は、金属またはガラス繊維を素材としたものであってもよい。
前記浮体10は、密閉気泡(closed cell)形状の単位セルの集合で形成されてもよい。
前記スロッシング防止部材2は、所定のパターンで穴が形成された網状の網構造からなることができる。
前記スロッシング防止部材2に、浮遊物を収容した小型のポケットタイプの浮具が規則または不規則なパターンで複数の個所に形成されてもよい。
本発明の他の側面によれば、貨物倉の適所に昇降可能に備えられた昇降案内部1と連結されたスロッシング防止部材2を液状貨物の表面に浮上させて、前記液状貨物のスロッシング発生時に、前記スロッシング防止部材2が前記液状貨物の表面に存在しながら貨物のスロッシングを抑制させることができるようにした液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減方法を提供することができる。
前記昇降案内部1は、前記液状貨物の表面に浮上する浮力を有する浮体10を含むことができる。
前記スロッシング防止部材2は、所定のパターンを有する網状の網構造で形成することができる。
前記スロッシング防止部材2は、浮遊物を収容する小型のポケットタイプの浮具20を規則または不規則なパターンで複数の個所に形成させて、前記スロッシング防止部材2が、多様な形態で発生する液状貨物の流動に符合する流動性を有するようにすることができる。また、前記スロッシング防止部材2を前記液状貨物よりも比重が低い素材で形成させてもよい。
本発明の更に他の一側面によれば、液状貨物の流動によるスロッシングインパクトを低減させるための装置であって、貨物倉の適所に設置される昇降案内部1と、前記昇降案内部1に沿って昇降がガイドされ、浮遊物を収容した浮具20によって液体表面に存在しながら液状貨物のスロッシングを抑制するスロッシング防止部材2と、を含むことができる。
前記昇降案内部は、前記液状貨物の表面に浮上する浮力を有する浮体と、前記浮体と前記スロッシング防止部材を連結する連結具と、を含むことができる。
本発明の実施例によれば、スロッシング防止部材が貨物倉内で浮体によって液体表面に存在しながら、液状貨物の流動に符合する動きを有することによって、船舶の移動による液状貨物の流動に、より効果的に抵抗を付与することができる。したがって、液状貨物の揺動をより効果的に減衰させることができる。
すなわち、本発明の実施例に係るスロッシングインパクト低減装置及び低減方法によれば、スロッシング防止部材が、液状貨物の積載量及びそれによる流動に符合する動きを有しながら、液状貨物の流動に抵抗を付与することによって、一般の標準積載条件だけでなく部分積載状態でのスロッシングによる衝撃にもより効果的な対応が可能であるという効果がある。
また、液状貨物の流動に符合する抵抗性を発現する前記スロッシング防止部材によって、従来のようにチャンファを形成させることなく、スロッシングによる衝撃を効果的に減少させることができ、チャンファ(Chamfer)の除去によって貨物倉の空間をより広く形成できるので、同じ形態の船舶の貨物倉に比べて、より多い貨物を積むことができる貨物倉を具現できるという長所もある。
貨物倉に貯蔵された液状貨物の流動(スロッシング)状態を示す図である。 スロッシングの防止のためにチャンファを形成した従来の液状貨物用貨物倉の切開斜視図である。 本発明の実施例に係る液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置が設置された貨物倉の概略断面図である。 本発明の実施例に係る液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置が設置された貨物倉の概略平面図である。 本発明の実施例に係る液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置の主要部を拡大して示した要部拡大斜視図である。 図5に示されたスロッシング防止部材の好適な実施例に係る平面要部拡大図である。 図6のスロッシング防止部材の要部横断面図である。
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
以下では、説明の便宜のために、従来のメンブレン型貨物倉を例に挙げて本発明の実施例に係るスロッシングインパクト低減装置を説明する。しかし、本発明の実施例に係る低減装置は、例として説明するメンブレンタイプだけでなく、独立タンク(Independent Tank)型のように液化天然ガスを収容するタンクであれば、特定の構造または形状にかかわらず適用可能であることを明記しておく。
図3及び図4は、本発明の実施例に係る液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置が設置された貨物倉の概略断面図及び平面図である。
本発明の実施例に係る液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置は、スロッシングを抑制するための部材が、浮力を有する浮体10によって貨物倉内の液体表面に位置するようにして、液状貨物の流動に符合する動きを有しながら、船舶の移動による液状貨物の流動に抵抗を付与することができる。本発明の実施例をより具体的に説明すると、次の通りである。
図3及び図4を参照すると、前記スロッシングインパクト低減装置は、昇降案内部1及びスロッシング防止部材2を含むことができる。昇降案内部1は、貨物倉の適所に設置され、貯蔵された液体の表面に浮上する浮力を有する浮体10を含み、スロッシング防止部材2は、昇降案内部1に拘束されたまま、前記浮体10によって液体表面に存在しながら液状貨物のスロッシングを抑制する。本発明の実施例について、図5を参照してより具体的に説明する。
図5は、本発明の実施例に係る液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置の主要部を拡大して示した要部拡大斜視図である。
図5を参照すると、前記昇降案内部1は、貨物倉のそれぞれの垂直角部にそれぞれ一つずつ設置することができ、前記スロッシング防止部材2が液状貨物の表面上に存在するように浮力を提供する浮体10と、貨物倉の角部に設置されて浮体10の昇降運動を案内するガイドレール12と、ガイドレール12に沿って移動し、前記浮体10とスロッシング防止部材2を連結する連結具14とを含む構成であればよい。
前記連結具14は、ワイヤー、糸などの連結部材(図示せず)で前記浮体10と前記スロッシング防止部材2を連結することができる。このとき、前記連結部材は、前記スロッシング防止部材2と同じ材質で形成することができ、これに限定されず、極低温に耐えられる耐久性を有する材質であってもよい。
前記ガイドレール12は、浮体10が昇降できる昇降空間120及び浮体10の昇降方向に形成されるレール面122を有し、前記連結具14は、ガイドレール12に形成された前記レール面122に沿って移動可能なように構成することができる。このように構成する場合、前記浮体10は、前記ガイドレール12によって区画される昇降空間120内で、液体から作用する浮力により自由に昇降移動することができる。
前記浮体10がガイドレール12の昇降空間120内で昇降する場合においては、浮体10とガイドレール12の昇降空間120の内面との間の頻繁な接触が生じ得る。前記浮体10の表面またはガイドレール12の昇降空間120の内面をテフロン樹脂でコーティング処理すると、浮体10とガイドレール12との接触時に、これらの間に発生する摩擦力を低減させることができる。
本実施例において前記浮体10は、低温環境でも収縮変形が微小な金属またはガラス繊維を素材とし、自体浮力の発生のために内部に密閉空間を形成した中空の中空体を用いることができる。また、浮体は、一例として、プラスチックまたは発泡スチロール素材の密閉気泡(closed cell)形状の単位セルの集合で形成されて、液体が単位セルの内部に流入できないので、浮体の一部領域が破損する場合でもその機能を維持できる構造を有してもよい。また、浮体は、これに限定されるものではなく、貨物倉に貯蔵される液状貨物であるLNGに比べて低い比重を有して貨物の表面に浮上することができれば、特定の素材または形状にかかわらず適用可能である。
図6及び図7は、本実施例で適用されたスロッシング防止部材の実施例に係る平面図及び横断面図である。
図6及び図7を参照すると、本発明の実施例に適用されたスロッシング防止部材2は、一定のパターンで穴を形成した網状の網構造からなることができる。前記穴のパターンは、液状貨物の流動時に、液状貨物がその穴を通過しながら流れに撹乱を発生させることができる形態であれば、格子型、円形などの特定のパターンに制限されずに適用可能である。
一例として、穴のパターンを図面のように六角形のセルが隣接配置されて形成されたはちの巣状のパターンで形成すると、液状貨物の流動にも強い耐久性を有しながら流動に対抗するスロッシング防止部材2の具現が可能になり得る。
上記のようにスロッシング防止部材2を網状の網構造で形成すると、網の大きさ及び網を構成する線材の厚さ、穴の大きさ及び間隔を調整することにより、流体の移動に付与する抵抗の大きさを調整することができ、スロッシング(Sloshing)の減衰効率及びスロッシング防止部材2に必要な構造強度を適切に設定することができる。したがって、本実施例は、貨物倉の容量や貯蔵貨物の種類などに応じてスロッシング(Sloshing)をより効率的に抑制することができる。
前記スロッシング防止部材2を網状の網構造で形成する際には、図6及び図7でのように、規則または不規則なパターンで複数の箇所に、浮遊物を収容した小型のポケットタイプの浮具20を形成することにより、スロッシング防止部材2が多様な形態で発生する液状貨物の流動に符合する流動性を有するように構成することができる。
浮遊物は、浮体10と同一または異なる素材で形成することができる。一例として、浮遊物と浮体10は同一に中空体または密閉気泡(closed cell)形状の単位セルの集合で形成してもよく、浮遊物が中空体である場合、浮体は密閉気泡形状の単位セルの集合になってもよく、その反対の場合も可能である。
このようにスロッシング防止部材2の複数の箇所にポケットタイプの浮具20を形成すると、前述した浮体10の浮力に前記ポケットタイプの浮具20の浮力が加えられて、スロッシング防止部材2が貨物倉内で液体表面にさらに安定的に浮上しながらも、その表面で貨物の流動にさらに積極的に符合する動きを有するようになるので、船舶の移動による液状貨物の流動、すなわち、スロッシングにさらに効果的に抵抗を付与することができる。
スロッシング防止部材2は、昇降案内部1に設けられる浮体10の浮力がなくなる場合にも、スロッシング防止部材2の浮具20の浮力によって貨物倉内の液体表面に浮上することもできる。
他の例として、図面には示していないが、前記スロッシング防止部材2をLNGよりも比重が低い素材で形成させてもよい。この場合には、上記した実施例のようなポケットタイプの浮具が要求されず、本発明の実施例と異なる方式で液状貨物の表面に浮上して存在するスロッシング防止部材2の具現が可能である。
次は、本発明の一側面による液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減方法について簡単に説明する。
本発明の一側面によるスロッシングインパクト低減方法は、貨物倉の適所に昇降可能に備えられた浮体10を用いて、スロッシング防止部材2を液状貨物の表面に浮上させることにより、スロッシング発生時に、前記スロッシング防止部材2が、浮体10によって液状貨物の表面に存在しながら貨物のスロッシングを抑制できるようにしたものである。
すなわち、前記スロッシングインパクト低減方法は、浮体10の浮力によって貯蔵された液状貨物から作用する浮力でスロッシング防止部材2が貨物倉内で液体表面に維持されるようにすることで、スロッシング防止部材2が、液状貨物の貯蔵量の変化及び流動に符合する動きを有しながら、船舶の移動による液状貨物の流動にさらに効果的に抵抗を付与できるようにするものである。
前記スロッシング防止部材2を一定のパターンを有する網状の網構造で形成し、浮遊物を収容する小型のポケットタイプの浮具を規則または不規則なパターンで複数の箇所に形成させて、このスロッシング防止部材2が多様な形態で発生する液状貨物の流動に符合する流動性を有するようにする。
上記のような本発明の実施例によれば、網状の網構造を有するスロッシング防止部材2が、貨物倉内で浮体10によって液体表面に存在しながら流動に符合する動きを有する。したがって、船舶の挙動により液状貨物に流動が発生すると、液状貨物は、スロッシング防止部材2に形成された穴を通過しながらその流れに撹乱が発生し、自由流動が抑制される。
すなわち、液状貨物の動きに符合するスロッシング防止部材2の流動によって、船舶の挙動による液状貨物の流動にさらに効果的に抵抗力を付与することができ、結局、液状貨物の揺動をより効果的に減衰させることができる。
また、本発明の実施例においてスロッシング防止部材2は、昇降案内部1に拘束されたまま液状貨物の水位の変化に追従する昇降移動性を有する。これによって、液状貨物の流動だけでなく液状貨物の貯蔵量が変化しても、能動的昇降によって、スロッシング防止部材2は常に液体表面に存在できるようになる。したがって、本発明の実施例は、一般の標準積載条件だけでなく部分積載状態でのスロッシングによる衝撃にもより効果的な対応が可能である。
従来では、貨物倉に、傾斜した壁面であるチャンファ(Chamfer、図2の図面符号31及び32)の形成を通じてスロッシング衝撃を減少させようとしたが、本発明の実施例は、液状貨物の流動に符合する抵抗性を発現する前記スロッシング防止部材2によって、従来のようにチャンファを形成させなくても、スロッシングによる衝撃を効果的に減少させることができる。
結果的には、チャンファ(Chamfer)の除去によって貨物倉の空間をより広く形成できるので、同じ形態の船舶の貨物倉に比べて、より多い貨物を積むことができる貨物倉を具現することができる。
以上の本発明の詳細な説明では、それによる特別な実施例についてのみ記述した。しかし、本発明は、詳細な説明で言及される特別な形態に限定されるものではないと理解しなければならず、むしろ添付の特許請求の範囲により定義される本発明の精神と範囲内にある全ての変形物と均等物及び代替物を含むものと解さねばならない。

Claims (18)

  1. 液状貨物の流動によるスロッシングインパクトを低減させるための装置であって、
    貨物倉の適所に設置され、前記液状貨物の表面に浮上する浮力を有する浮体(10)を含む昇降案内部(1)と、
    前記昇降案内部(1)に拘束され、前記浮体(10)によって液体表面に存在しながら液状貨物のスロッシングを抑制するスロッシング防止部材(2)と、を含む、液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置。
  2. 前記昇降案内部(1)は、前記貨物倉のそれぞれの垂直角部に設置される、請求項1に記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置。
  3. 前記昇降案内部(1)は、
    前記貨物倉の角部に設置されて前記浮体(10)の昇降運動を案内するガイドレール(12)と、
    前記ガイドレール(12)に沿って移動し、前記浮体(10)と前記スロッシング防止部材(2)を連結する連結具(14)と、を含む、請求項1に記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置。
  4. 前記ガイドレール(12)は、前記浮体(10)が昇降できる昇降空間(120)と、前記浮体(10)の昇降方向に形成されるレール面(122)とを含み、
    前記連結具(14)は、前記レール面(122)に沿って移動される、請求項3に記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置。
  5. 前記浮体(10)は、前記ガイドレール(12)によって区画される昇降空間(120)内で、液体から作用する浮力により昇降移動される、請求項3に記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置。
  6. 前記浮体(10)の表面または前記ガイドレール(12)の昇降空間(120)の内面は、テフロン樹脂でコーティング処理される、請求項5に記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置。
  7. 前記浮体(10)は、内部に密閉空間を形成した中空の中空体である、請求項1ないし6のいずれかに記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置。
  8. 前記中空体は、金属またはガラス繊維を素材として形成された、請求項7に記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置。
  9. 前記浮体(10)は、密閉気泡(closed cell)形状の単位セルの集合で形成された、請求項1ないし6のいずれかに記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置。
  10. 前記スロッシング防止部材(2)は、所定のパターンで穴が形成された網状の網構造からなる、請求項1又は3に記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置。
  11. 前記スロッシング防止部材(2)に、浮遊物を収容した小型のポケットタイプの浮具(20)が規則または不規則なパターンで複数の個所に形成された、請求項1に記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置。
  12. 貨物倉の適所に昇降可能に備えられた昇降案内部(1)と連結されたスロッシング防止部材(2)を液状貨物の表面に浮上させて、前記液状貨物のスロッシング発生時に、前記スロッシング防止部材(2)が前記液状貨物の表面に存在しながら貨物のスロッシングを抑制させることができるようにする、液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減方法。
  13. 前記昇降案内部(1)は、前記液状貨物の表面に浮上する浮力を有する浮体(10)を含む、請求項12に記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減方法。
  14. 前記スロッシング防止部材(2)は、所定のパターンを有する網状の網構造で形成された、請求項12に記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減方法。
  15. 前記スロッシング防止部材(2)は、浮遊物を収容する小型のポケットタイプの浮具(20)を規則または不規則なパターンで複数の個所に形成させて、前記スロッシング防止部材(2)が、多様な形態で発生する液状貨物の流動に符合する流動性を有するようにする、請求項12に記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減方法。
  16. 前記スロッシング防止部材(2)を前記液状貨物よりも比重が低い素材で形成させる、請求項12ないし15のいずれかに記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減方法。
  17. 液状貨物の流動によるスロッシングインパクトを低減させるための装置であって、
    貨物倉の適所に設置される昇降案内部(1)と、
    前記昇降案内部(1)に沿って昇降がガイドされ、浮遊物を収容した浮具(20)によって液体表面に存在しながら液状貨物のスロッシングを抑制するスロッシング防止部材(2)と、を含む、液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置。
  18. 前記昇降案内部は、前記液状貨物の表面に浮上する浮力を有する浮体と、前記浮体と前記スロッシング防止部材を連結する連結具と、を含む、請求項17に記載の液状貨物用貨物倉のスロッシングインパクト低減装置。
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