JP2017178367A - 液体貯蔵タンク - Google Patents

Abstract

【課題】タンク内圧に対する強度を強くするためにタンク壁面の全てを曲面（円弧面と球面）にした双胴型タンクであっても、タンクの各パーツを、製作容易な形状のものとし且つ比較的簡単に組立て得るようにしたものを提供する。【解決手段】上下中央部にそれぞれ括れ部Ｐ，Ｐを有した双胴型のタンク胴部２の長さ方向各端部の開口をそれぞれ鏡部３，３で閉塞してなる液体貯蔵タンクにおいて、鏡部３は１つの半円曲板３１と２つの１／４球面板３２，３２とを用いて凸曲面状に形成したものを使用し、タンク胴部２の上下各括れ部Ｐ，Ｐの端部に平面視で三角形状の切欠２３を設けている一方、鏡部３の半円曲板３１の上下各端部にそれぞれ上記切欠２３と同形同大きさの突出部３３を延設して、鏡部３側の突出部３３をタンク胴部２の切欠２３に合致させた状態で、タンク胴部２の端部と鏡部３の端部とを全周に亘って溶接している。【選択図】 図１

Description

本願発明は、液化ガスやその他の液体（例えば液状燃料や液体化学品等）を貯蔵するための液体貯蔵タンクに関するものである。

この種の液体貯蔵タンクとしては、例えば、ＬＰＧ、ＬＥＧ、ＬＮＧ等の液化ガスを貯蔵する高圧対応の液化ガスタンクや、加圧を要しない液体（例えば液状燃料や液体化学品等）を貯蔵する比較的低圧対応の一般タンクがある。そして、これらの貨液（液化ガス、液状燃料、液体化学品等）は、タンクプラントの設備仕様に応じた加圧状態でタンク内に貯蔵される。

又、この種の液体貯蔵タンク（液化ガスタンクや一般タンク）は、液体貨物運搬船に搭載されて船舶による貨液の運搬に供される場合が多い。そして、液体貯蔵タンクを液体貨物運搬船に搭載した場合には、航行時の船体揺動によりタンク内の貨液が前後・左右に移動（スロッシング）し、そのときの貨液移動によりタンク壁面に衝撃が加わるという特性がある。従って、この種の液体貯蔵タンクでは、タンク内に貯留される貨液による静的及び動的圧力に対応した強度に設計する必要がある。

液体貯蔵タンクにおける内圧や上記スロッシングに対する強度は、タンク壁面を曲面状にすることで高めることができる。即ち、タンク強度は、タンク壁面が平面状のものより曲面状のもの（例えば円筒状のもの）が高くなり、さらに曲面状のタンク壁面の中でも球面状のものが一層高くなる。

ところで、同じ容積（総トン数）の船体において、球面状（球形）の液体貯蔵タンクでは、内圧に対するタンク強度が高くなるもののタンク容積が小さくなり、横向き円筒状の液体貯蔵タンクでも、タンクを収納する船体のホールドスペースの大きさの割にタンク容積が小さくなる。

又、球面状や円筒状の液体貯蔵タンクにおいて、タンク容積を大きくするためにタンク内径を円形のままで大きくすると、タンクの重心が高くなって安定性が悪くなる一方、タンクの上面高さが高くなる。この場合、例えば液体貨物運搬船に搭載する液体貯蔵タンクでは、該タンクが航行時の視界の邪魔になることがある。

そこで、従来から、高さの割に左右幅を大きくして内部の容積を大きくしたものとして、図６及び図７に示す双胴型タンク１０１が知られている。この双胴型タンク１０１は、半円よりやや大きい円弧壁をもつ左右２つの円弧側板１２１，１２１を接合して双胴型のタンク胴部１０２を形成している一方、該タンク胴部１０２の長さ方向各端部の開口部をそれぞれ鏡部１０３，１０３で閉塞して構成されている。尚、鏡部１０３は、平面視において円周の１／４よりやや大きい形状の左右２つの球面板１３２，１３２が使用されている。

そして、図６及び図７に示す双胴型タンク１０１では、タンク胴部１０２の各円弧側板１２１，１２１の上下各端部の接合部が内方側に凹んだ括れ部Ｐ，Ｐとなっていてタンク胴部全体が平面部のない円弧曲面で構成されており、他方、各鏡部１０３，１０３も左右２つの球面壁１３２，１３２の端部同士の接合部が内方側に凹んだ括れ部Ｑとなっていて鏡部全体が平面部のない球面となっているので、内圧や上記スロッシングに対して強度が高いものとなっている。

ところで、図６及び図７に示す双胴型タンク１０１において、鏡部１０３は左右２つの球面壁１３２，１３２の接合端面同士を溶接して一体化させる（該溶接部が括れ部Ｑとなる）が、球面壁１３２，１３２同士であると、その各接合端面を正確に合致させるのに高度の加工精度が要求されるので、各球面壁１３２，１３２の製作が非常に面倒である。

さらに、図６及び図７の双胴型タンク１０１では、タンク胴部１０２側の括れ部Ｐと鏡部１０３側の括れ部Ｑとの交点Ｒ付近は、それぞれ曲線形状からなる４つの接合端面が集合する部分であるが、それらの接合端面同士もそれぞれ正確に合致させる必要があるので、タンク胴部１０２側の括れ部Ｐの端面と鏡部１０３側の括れ部Ｑの端面との同形加工も非常に難しいものとなっていた。

そこで、本件出願人は、上記図６及び図７の双胴型タンク１０１の問題点（即ち、鏡部１０３の各球面板１３２，１３２の製作困難性、及びタンク胴部１０２側の括れ部Ｐの端面と鏡部１０３側の括れ部Ｑの端面との同形加工困難性）を改善するのに、図８〜図１０に示す液体貯蔵タンクを既に提案している。尚、図８〜図１０に示す液体貯蔵タンクは、特開２０１４−１５１９２２号公報（特許文献１）に開示されたものである。

この図８〜図１０に示す公知の液体貯蔵タンク２０１は、筒形のタンク胴部２０２の両端開口部をそれぞれ凸曲面状の鏡部２０３，２０３で閉塞したものであるが、上記タンク胴部２０２は、上面部と下面部のそれぞれ幅方向中央部に配置される上下各平面板２２２，２２２とそれぞれ半円形状に折り曲げた左右各半円側板２２１，２２１とを用いて断面長円形の筒状に形成している一方、上記各鏡部２０３，２０３は、タンク胴部２０２の上記平面板２２２と同幅の板材を上下に半円形状に折り曲げた１つの半円曲板２３１と球面を平面視において１／４に分割した形状の２つの１／４球面板２３２，２３２とを用いて凸曲面状に形成している。尚、タンク胴部２０２の端部開口縁の形状と各鏡部２０３，２０３の端部の形状とは相互に同形同大きさである。

そして、図８〜図１０に示す公知の液体貯蔵タンク２０１では、タンク胴部２０２の端部開口縁と各鏡部２０３，２０３の端部とを溶接して、高さの割に左右幅の大きいタンク２０１を構成している。

このように、タンク胴部２０２の左右中央部に上下各平面板２２２，２２２を設ける一方、各鏡部２０３，２０３のそれぞれ左右中央部に半円曲板２３１を設けると、タンク胴部２０２の端部と各鏡部２０３，２０３の端部とがそれぞれ凹凸のない長円形になるので、各側の端部の形状が単純になってタンク胴部と鏡部との製作がそれぞれ容易となるとともに、タンク胴部と鏡部との各端部同士の溶接作業も容易に行えるという利点がある。

ところが、上記図８〜図１０に示す公知例の液体貯蔵タンクで２０１は、鏡部２０３側の半円曲板２３１は円弧形状であるのでタンクの内圧に対する強度は強いものの、タンク胴部２０２側の上下各平面板２２２，２２２は平面形状のままであるので、円弧形状の壁面に比較するとタンクの内圧に対する強度が弱いものとなっていた。

特開２０１４−１５１９２２号公報

そこで、本願発明は、タンク内圧に対する強度を強くするためにタンク壁面の全てを曲面（円弧面と球面）にした双胴型タンクであっても、タンクの各パーツとして製作容易な形状のもので且つ比較的簡単に組立て得るようにした液体貯蔵タンクを提供することを目的としてなされたものである。

本願発明は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。尚、本願発明は、液体貯蔵タンクを対象としたものであるが、本願発明で適用される液体貯蔵タンクとしては、例えば、ＬＰＧ、ＬＥＧ、ＬＮＧ等の液化ガスを貯蔵する高圧対応の液化ガスタンクや、その他の液体（例えば液状燃料や液体化学品等）を貯蔵する低圧対応の一般タンクがある。

本願発明の液体貯蔵タンクは、図１〜図５に例示するように、半円よりやや大きい円弧壁をもつ左右２つの円弧側板２１，２１の上下端縁同士を接合して上下各接合部にそれぞれ内方側に凹んだ括れ部Ｐ，Ｐを設けた双胴型のタンク胴部２を形成し、該タンク胴部２の長さ方向各端部の開口をそれぞれ凸曲面状の鏡部３，３で閉塞して、タンク本体１を構成している。そして、本願の液体貯蔵タンク（タンク本体１）は、タンク胴部２における該タンク胴部２の軸線方向と直交する方向の断面形状が上下高さの割りに左右幅を大きくした形状となっている。

上記各鏡部３，３は、所定幅の板材を上下に半円形状に折り曲げた１つの半円曲板３１と、球面を平面視において１／４に分割した形状の２つの１／４球面板３２，３２とを用いて凸曲面状に形成したものである。尚、この鏡部３は、１つの半円曲板３１の左右各側にそれぞれ１／４球面板３２，３２を溶接して、凸曲面状に一体化させている。

上記タンク胴部２には、上・下面の中央部にそれぞれ２つの円弧側板２１，２１の各接合端部である括れ部Ｐ，Ｐを有しているが、この各括れ部Ｐ，Ｐの長さ方向各端部にはそれぞれ平面視で三角形状の切欠２３，２３を設けている。

他方、上記各鏡部３，３の半円曲板３１の上下各端部には、タンク胴部２の上記切欠２３と同形同大きさの突出部３３，３３を延設している。

そして、本願の液体貯蔵タンクは、鏡部３側の上記突出部３３をタンク胴部２の上記切欠２３に合致させた状態で、タンク胴部２の端部と鏡部３の端部とを全周に亘って溶接して、一体化させたものである。

本願の液体貯蔵タンク（タンク本体１）では、タンク胴部２は２つの円弧側板２１，２１を合体させたもの（上・下面の中央部にそれぞれ括れ部Ｐ，Ｐが設けられている）である一方、各鏡部３，３は半円曲板３１の左右にそれぞれ球面板（１／４球面板３２，３２）を合体させたものであるので、タンク壁面が全て曲面（円弧面か球面）となっている。従って、この液体貯蔵タンクでは、タンクの内圧に対する強度は強いものとなる。

又、本願の液体貯蔵タンクでは、タンク胴部２の各括れ部Ｐ，Ｐの各端部に三角形状の切欠２３を設けているが、この切欠２３は括れ部Ｐの端部を三角形状に切除するだけでよく、その切欠２３に合致する鏡部３側（半円曲板３１）の突出部３３は上記切欠２３の端縁と同形状の端縁に形成するだけでよいので、それら（切欠２３と突出部３３）の加工は比較的簡単である。

本願発明の液体貯蔵タンクは、双胴型のタンク胴部２の端部開口を閉塞する鏡部３として、所定幅の板材を上下に半円形状に折り曲げた１つの半円曲板３１と、球面を平面視において１／４に分割して形状の２つの１／４球面板３２，３２とを用いて凸曲面状に形成したものを使用し、タンク胴部２の各括れ部Ｐ，Ｐの各端部に平面視で三角形状の切欠２３を設けている一方、鏡部３の半円曲板３１の各端部にタンク胴部２側の上記切欠２３と同形同大きさの突出部３３，３３を延設して、鏡部３側の突出部３３をタンク胴部２の切欠２３に合致させた状態で、タンク胴部２の端部と鏡部３の端部とを全周に亘って溶接したものである。

上記タンク胴部２側の上記切欠２３は、括れ部Ｐの端部を三角形状に切除したものであり、鏡部３側の上記突出部３３は、半円曲板３１の端部に上記切欠２３の形状と同形の三角形部分を延設するだけでよいので、それら（切欠２３と突出部３３）の加工は比較的簡単に行える。又、上記突出部３３を上記切欠２３に合致させた状態で、タンク胴部２の端部と鏡部３の端部とを全周に亘って溶接することも、比較的容易な作業である。

そして、上記のようにして製作したタンク（タンク本体１）では、タンク胴部２側の括れ部Ｐ付近と鏡部３側の突出部３３付近を含めて、タンク壁面の全面が全て曲面（円弧面又は球面）となる。

従って、本願発明では、タンク壁面の全面が全て曲面である双胴型のタンク（タンク内圧に対する強度が強いもの）であっても、そのタンク製作が比較的簡単に行えるという効果がある。

本願実施例の液体貯蔵タンクの斜視図である。 図１の液体貯蔵タンクの拡大平面図である。 図２のIII−III断面図である。 図２のIV−IV断面図である。 図１の液体貯蔵タンクにおけるタンク壁面を構成する各パーツの分離状態を示す斜視図である。 従来の双胴型タンクにおけるタンク長さの半分を断面とした平面図である。 図６の双胴型タンクにおけるタンク右半分を断面とした側面図である。 公知（特許文献１）の液体貯蔵タンクの斜視図である。 図８の液体貯蔵タンクにおけるタンク壁面を構成する各パーツの分離状態を示す斜視図である。 図８の液体貯蔵タンクのＸ−Ｘ断面図である。

以下、図１〜図５を参照して本願実施例の液体貯蔵タンクを説明する。本願実施例の液体貯蔵タンクとしては、例えば、ＬＰＧ、ＬＥＧ、ＬＮＧ等の液化ガスを貯蔵する高圧対応の液化ガスタンクや、その他の液体（例えば液状燃料や液体化学品等）を貯蔵する低圧対応の一般タンク等があるが、いずれのタンクも比較的大型に形成されるものがある。

図１〜図５に示す実施例の液体貯蔵タンクは、筒状のタンク胴部２の長さ方向の両端開口部をそれぞれ凸曲面状の鏡部３，３で閉塞してタンク本体１を構成しているとともに、タンク胴部２における該タンク胴部２の軸線方向と直交する方向の断面形状を上下高さＨの割りに左右幅Ｗを大きくした横長に形成している。尚、この実施例の説明では、タンク胴部２の軸線方向を前後といい、該軸線方向に直交する水平方向を左右といい、該軸線方向に直交する上下方向を上下という。

この実施例で採用できる液体貯蔵タンクの大きさは、大型のものでは、例えば（一例として）長さＬ（図２、図３）が２０ｍ、左右幅Ｗ（図２、図４）が９.６ｍ、高さＨ（図３、図４）が７.４ｍ程度のものが適用可能であり、小型のものでは、タンク容積を例えば１００ｍ3程度まで小さくしたものが適用できる。尚、これらの各寸法（又はタンク容積）は特に限定するものではなく、適宜に設計変更できるものである。又、以下に示すその他の各寸法（Ｄ、Ｍ、Ｎ、Ｓ）も、それぞれ一例であって適宜に設計変更できるものである。

本願実施例の液体貯蔵タンクを構成するタンク胴部２及び各鏡部３，３の材質としては、炭素鋼板や合金鋼板やステンレス鋼板やアルミニウム合金板等の金属板が使用可能である。

そして、この実施例の液体貯蔵タンクは、図５に示すようにそれぞれ所定形状に成形した複数枚の各パーツを順次溶接により連続させて、図１〜図４に示すタンク本体１に成形したものであるが、タンク壁面を構成する各パーツの具体的な形状を以下に説明する。尚、この実施例のタンク本体１内には、タンク壁面を補強するための補強材が設けられているが、特にタンク胴部２内における上下各括れ部Ｐ，Ｐ（図１〜図４参照）が対応する部分には、タンク内圧が高くても上下高さ間隔を適正に保持させるための連結材を配置することが好ましい。尚、これらの補強材や連結材は本願の要旨に重要ではないので図示省略している。

タンク胴部２は、半円よりやや大きい円弧壁を持つ左右２つの円弧側板２１，２１で構成されている。この各円弧側板２１，２１の寸法は、特に限定するものではないが、例えば、長さＭ（図２）が１２.６ｍ、曲率半径Ｎ（図４）がタンク本体１の全高Ｈの１／２（Ｎ＝３.７ｍ）、周方向の角度範囲θ（図４）が約２１０°〜２２０°の大きさに設定されている。従って、この各円弧側板２１，２１は、平面視における左右幅Ｄ（図２、図４）が、該円弧側板２１の曲率半径Ｎ（Ｎ＝３.７ｍ）より３０％程度大きい約４.８ｍとなる。

そして、このタンク胴部２は、各円弧側板２１，２１の上下各端縁同士（図５に示す上側各端縁２１ａ，２１ａ同士及び下側各端縁２１ｂ，２１ｂ同士）を接合した状態で、それぞれ上下各端縁同士を溶接することによって、上下各接合部にそれぞれ内方側に凹んだ括れ部Ｐ，Ｐを設けた双胴型に形成されている。従って、このタンク胴部２は、上下高さＨ（７.４ｍ）の割に左右幅Ｗ（９.６ｍ）が大きい横長の筒状となっている。

尚、タンク胴部２を構成する円弧側板２１，２１は、それぞれ単独でもかなりの大面積を有しており、該各円弧側板２１，２１をそれぞれ所定小面積に分割した各分割パーツを溶接により連続させて形成することができる。その場合、円弧側板２１は曲率の同じ円弧形状であるので、それぞれ分割パーツの形状も単純（同形状）となり、該各分割パーツの成形及び組付けが容易に行える。

各鏡部３，３は、図２に示すように所定幅Ｓ（Ｓ＝２.２ｍ）の板材を上下に半円形状に折り曲げた１つの半円曲板３１と球面を平面視において１／４に分割した形状の２つの１／４球面板３２，３２とを用いて、半円曲板３１の各側縁と各１／４球面板３２，３２の側縁とを溶接することで、凸曲面状に形成したものである。

尚、各鏡部３，３を構成する半円曲板３１及び１／４球面板３２は、それぞれ所定小面積に分割した分割パーツを所定枚数組付けて、それぞれ一連の形状（半円曲板３１、１／４球面板３２）に成形できる。又、１／４球面板３２は球面形状であるので成形が面倒であるが、この１／４球面板３２も、複数枚（例えば全部で５枚）に分割することで、それらの各パーツの成形及び組付けを比較的容易に行えるようにしている。

そして、この実施例の液体貯蔵タンクは、上記タンク胴部２の両端開口縁と各鏡部３，３の端縁とを接合させ、その各接合部をそれぞれ全周に亘って溶接することで、図１〜図４のようなタンク形状に組付けている。

ところで、この実施例の液体貯蔵タンクには、タンク胴部２における上下各括れ部Ｐ，Ｐの長さ方向各端部にそれぞれ平面視で三角形状の切欠２３，２３を設けている一方、各鏡部３，３の半円曲板３１の上下各端部にタンク胴部２側の上記各切欠２３，２３と同形同大きさの突出部３３，３３を延設させている。尚、半円曲板３１の上下各突出部３３，３３は、該半円曲板３１と同じ曲率で一体に延出させている。

各円弧側板２１，２１となるパーツには、上記上下各括れ部Ｐ，Ｐの端部に設けられる切欠２３の元となる切除線２３ａ，２３ａ（図５参照）が設けられているが、この円弧側板２１側の各切除線２３ａは円弧面の角部を斜めに切除したものであるから曲線形状となっている。他方、鏡部３側の半円曲板３１の上下各突出部３３，３３にも、上記切欠２３用の切除線２３ａと同形の切除線３３ａ，３３ａ（図５参照）を設けているが、この半円曲板３１側の各切除線３３ａ，３３ａも突出部３３が半円曲板３１の曲率と同じ曲面であるので曲線形状となっている。

ところで、切欠２３用の上記切除線２３ａや突出部３３の上記切除線３３ａは、それぞれ曲線形状であるが、これらの切除線２３ａ，３３ａはそれぞれパーツの一部を切除するだけで形成できるので、それらの切除線２３ａ，３３ａの加工は簡単に行えるとともに、タンク胴部２の各端縁と各鏡部３，３の端縁との同形加工は、タンク胴部２の上下に各括れ部Ｐ，Ｐを有したものであっても、比較的簡単に実施できるものである。

そして、この実施例の液体貯蔵タンク（タンク本体１）では、タンク胴部２の長さ方向の各端部開口縁（各切欠２３を含む）にそれぞれ各鏡部３，３の端縁（各突出部３３を含む）を接合させると、該各鏡部３，３の端縁とタンク胴部２の端部開口縁とが全周に亘って完全に接合するようになっているので、その接合部同士を溶接することによってタンク本体１を構成できる。

上記のように製作したタンク（タンク本体１）では、タンク胴部２側の括れ部Ｐ付近と鏡部３側の突出部３３付近を含めて、タンク壁面の全面が全て曲面（円弧面又は球面）となるので、タンク内圧に対する強度が強いものとなるとともに、このようにタンク壁面の全面が全て曲面である双胴型のタンクであっても、そのタンクの製作が比較的簡単に行える。

この実施例の液体貯蔵タンクは、例えば液体貨物運搬船に搭載するタンクとして使用できるが、そのとき通常は該液体貯蔵タンクを前後長さ方向が前後向きで断面横長形状部分が左右に向く状態で設置される。

そして、この実施例の液体貯蔵タンクでは、タンク胴部２を断面が高さの割に横長の形状に形成しているので、該タンク胴部２を単に円筒形としたものよりタンク容積を大きくできるとともに、タンク胴部２を断面横長にすることで、上記のようにタンク容積を大きくしたものでもタンクの上下高さを抑えることができる。このことは、この液体貯蔵タンクを船舶に搭載した場合に、タンク容積を大きくしたものであってもタンク高さを低く抑えることができるので、該タンクが航行時の視界の邪魔になりにくいとともに、タンクの重心が高くならないのでタンク設置状態での船舶の安定性（復原性）を損なうことがない、という機能を有するものである。

又、この実施例の液体貯蔵タンクでは、タンク胴部２は左右の円弧側板２１，２１を用いて上下中央部にそれぞれ括れ部Ｐ，Ｐを設けた双胴型に形成したものであり、各鏡部３，３は１つの半円曲板３１と２つの１／４球面板３２，３２とを用いて凸曲面状に形成したものである。従って、タンク胴部２及び各鏡部３，３を構成する各パーツ（タンク胴部２の円弧側板２１と、鏡部３の半円曲板３１及び１／４球面板３２）がそれぞれ比較的製作容易な形状（単純な形状）であるので、タンク壁面を構成する各パーツの製作及び組立作業が、図６及び図７に示す従来の双胴型タンク（括れ部Ｐ，Ｑがあるもの）に比して容易となる（コストダウンを図れる）。

Claims (1)

1. 半円よりやや大きい円弧壁をもつ左右２つの円弧側板（２１，２１）の上下端縁同士を接合して上下各接合部にそれぞれ内方側に凹んだ括れ部（Ｐ，Ｐ）を設けた双胴型のタンク胴部（２）を形成し、該タンク胴部（２）の長さ方向各端部の開口をそれぞれ鏡部（３，３）で閉塞してなる液体貯蔵タンクであって、
   上記各鏡部（３，３）は、所定幅の板材を上下に略半円形状に折り曲げた１つの半円曲板（３１）と、球面を平面視において１／４に分割した形状の２つの１／４球面板（３２，３２）とを用いて凸曲面状に形成したものを使用し、
   上記タンク胴部（２）の上下各括れ部（Ｐ，Ｐ）の長さ方向各端部にそれぞれ平面視で三角形状の切欠（２３）を設けている一方、上記鏡部（３）の半円曲板（３１）の上下各端部にそれぞれ上記タンク胴部（２）の上記切欠（２３）と同形同大きさの突出部（３３）を延設し、
   上記鏡部（３）側の上記突出部（３３）をタンク胴部（２）の上記切欠（２３）に合致させた状態で、上記タンク胴部（２）の端部と上記鏡部（３）の端部とを全周に亘って溶接している、
   ことを特徴とする液体貯蔵タンク。

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