JP2018062196A

JP2018062196A - 液化ガス運搬船

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Publication number: JP2018062196A
Application number: JP2016199935A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　宏始; Hiroshi Suzuki; 宏始鈴木
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2016-10-11
Filing date: 2016-10-11
Publication date: 2018-04-19
Anticipated expiration: 2036-10-11
Also published as: JP6737431B2; WO2018070239A1; KR20190087403A; CN109863080B; CN109863080A

Abstract

【課題】液化プロパンなどの比較的比重の大きい液化ガスを運搬する液化ガス運搬船で、貨物タンクの容積を最大限確保すると共にバラスト水の容積も確保して十分な復原性能を有する液化ガス運搬船を提供する。
【解決手段】比重が０．５８以上でかつ０．７０以下の範囲にある液化ガスを搭載可能な貨物タンクを貨物ホールド内に有する液化ガス運搬船において、前記貨物タンクがタンクドーム部分を除いて上甲板より下に配置されている共に、全長Ｌｏａが１６０ｍ以上でかつ１９０ｍ以下で、垂線間長をＬｐｐ、型幅をＢｍ、満載喫水をｄｓｍとすると、Ｌｐｐ／Ｂｍが５．０以上でかつ６．０以下で、Ｂｍ／ｄｓｍが２．０以上でかつ３．０以下であると共に、船体中央断面において、バラストタンクの断面積をＳｂｍとし、船体断面積をＳｍｍとすると、Ｓｂｍ／Ｓｍｍが０．１０以上でかつ０．２５以下であるように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液化ガス運搬船に関し、より詳細には、貨物タンクの容積を最大限確保すると共にバラスト水の容積も確保して十分な復原性能を有する液化ガス運搬船に関する。

従来、液化ガス運搬船は、ガスキャリアとも呼ばれ、液化された天然ガス（ＬＮＧ）や液化されたプロパン、ブタン等の液化石油ガス（ＬＰＧ）やアンモニアなどを液体の状態で貨物タンク内に積載して輸送している。これらのうちのＬＮＧ船では、運搬時の温度がマイナス１６３℃程度と非常に低く、貨物タンクを有する貨物ホールドの船側部分は、圧力式タンクを搭載する場合を除き、船側外板と内側の縦通隔壁との二重船側で構成される。一方、ＬＰＧ船では、運搬時の温度がマイナス５０℃程度とＬＮＧに比べれば高く、貨物ホールドの船側部分は船側外板一枚の一重船側で構成される。

貨物船の中でも、この液化ガス運搬船は、バラ積み貨物船のように、バラスト水を貨物ホールドに出し入れするバラスト兼用ホールドを設置することができないため、貨物タンクを大きく確保するために、貨物ホールドを大きく確保すると、バラストタンクの容積が制限され、バラスト状態で船尾プロペラ没水度を確保することが難しくなくなったり、船首スラミングの防止に必要な喫水の確保が難しくなったりするという問題がある。特に、船体を一重船側構造とし、主船体内に貨物ホールドを設け、貨物ホールド内に方形タンクを設置するタイプの貨物ホールドでは、バラスト容積を確保することは難しい。

一方、液化ガス運搬船は、常用速力が１５ノット（ｋｔｓ）〜１８ノット（ｋｔｓ）であり、フルード数Ｆｎは０．１８〜０．２３となる。このフルード数Ｆｎの領域では、フルード数Ｆｎが０．１８未満のときよりも、造波抵抗係数が大きくなる傾向にある。従って、バラストタンク容積の確保のために、船体を肥大化させると、造波抵抗がさらに大きくなるので、船体の肥大化は難しい。

さらに、ＬＰＧ運搬船のように、積載貨物の比重が０．５８〜０．７０程度の場合、ＬＮＧ（比重＝０．４５〜０．５０程度）よりも積載貨物の重量が大きくなる。その場合、積載する貨物の重量に応じて船体の排水量、排水容積が大きくなり、相対的にバラストタンクの容積が小さくなる。その結果、バラスト状態で所要の喫水を確保することが難しくなる。また、貨物積載状態において、液化ガス運搬船の喫水が深くなり過ぎないように港湾の喫水制限内にするためには、相対的に幅を広くすることになり、この場合には造波抵抗も増加し、推進性能が低下することになる。

これに関連して、貨物収容部が大型化した場合であっても、製造コスト及び重量の増加を抑制するために、ＬＮＧやＬＰＧなどの液化ガスを運搬する貨物収容部を、内殻と外殻とを有するダブルハル構造の船殻と、この船殻の上部に接続され方形タンクを覆うシングルハル構造のカバー部材とを有して構成すると共に、船殻が船体の甲板と略同じ高さに形成されている船舶が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）

この船舶においては、バラスト水は、ダブルハル構造の内殻と外殻の間と二重底の内部に搭載されるため、この部分の容積を大きくする必要があり、甲板より下の貨物容積が小さくなってしまうので、貨物容積を確保するために、甲板よりも上方に方形タンクを拡張させている。そのため、船体全体の重心は高くなってしまい、復原性能が低下するので、これを防ぐためにはバラスト容積を増加させる必要がある。このバラスト容積の増加は貨物の比重が重くなるほど重心が高くなるので大きくなる。

特開２０１１−１４８３５８号公報

本発明の目的は、液化プロパンなどの比較的比重の大きい液化ガスを運搬する液化ガス運搬船において、貨物タンクの容積を最大限確保すると共にバラスト水の容積も確保して十分な復原性能を有する液化ガス運搬船を提供することにある。

上記の目的を達成するため本発明の液化ガス運搬船は、比重が０．５８以上でかつ０．７０以下の範囲にある液化ガスを搭載可能な貨物タンクを貨物ホールド内に有する液化ガス運搬船において、前記貨物タンクがタンクドーム部分を除いて上甲板より下に配置されている共に、全長Ｌｏａが１６０ｍ以上でかつ１９０ｍ以下であり、垂線間長をＬｐｐ、型幅をＢｍ、満載喫水をｄｓｍとするときに、Ｌｐｐ／Ｂｍが５．０以上でかつ６．０以下で、Ｂｍ／ｄｓｍが２．０以上でかつ３．０以下であると共に、船体中央断面において、バラストタンクの断面積をＳｂｍとし、船体断面積をＳｍｍとするときに、Ｓｂｍ／Ｓｍｍが０．１０以上でかつ０．２５以下であるとして構成されている。

この構成によれば、貨物タンクの容積とバラスト水の容積を確保できて、全長制限により出入港可能な港湾を増やすことができ、また、喫水を全長に対して相対的に小さくすることで、パナマ運河の閘門通過のための規制の基準に適合する船首船尾喫水の確保が容易となり、また、船体の抵抗増加を抑制して推進性能、進路安定性、及び、復原性を確保できる。

なお、比重が０．５８以上でかつ０．７０以下の範囲にある液化ガスを搭載可能な貨物タンクとは、この比重の範囲以外の液化ガスを搭載できないという意味ではなく、少なくとも、この比重の範囲の液化ガスを搭載できるという意味である。例えば、比重０．９以上の液化ガスを幾つかの貨物タンクに部分積付するような場合も含む。

また、上記の液化ガス運搬船において、一重船側部分を有して構成すると共に、前記船体中央断面において、前記一重船側部分よりも下側のバラストタンクの断面積をＳｂｍ１とし、前記一重船側部分よりも上側のバラストタンクの断面積をＳｂｍ２とすると、Ｓｂｍ２／Ｓｂｍ１の値が０．４以上でかつ０．７以下であると、次のような効果がある。

上方のバラスト水と下方のバラスト水との重量バランスが復原性に大きく影響するが、この配分にすることで、十分な復原性能を確保し易くなる。つまり、下方のバラスト水が多いほど、つまり、下方のバラストタンクが大きく、上方のバラストタンクが小さい程、船舶の重心が下がるが、上方のバラストタンクが小さくなるので、バラストタンクとして使用するアッパーサイドタンクの底壁構造による貨物ホールドの上側の強度の確保が難しくなる。一方、上方のバラスト水が多いほど、つまり、アッパーサイドタンクがある程度まで大きい程、貨物ホールドの上側の強度を確保し易くなるが、船舶の重心が上がり、復原性の確保が難しくなる。

また、上記の液化ガス運搬船において、前記貨物ホールドと船首隔壁との間に前部バラスト区画が設けられていると共に、この前部バラスト区画の船長方向長さＬｂｆが垂線間長Ｌｐｐの２．０％以上でかつ５．０％以下の範囲内であると、次のような効果がある。

前部バラスト区画の船長方向長さが垂線間長Ｌｐｐの２．０％以上とすることにより、船舶の全長が制限されている下でもバラスト容積を確保し易くなる。なお、５．０％を超えると船舶の全長が制限されている下では貨物ホールドのホールド長さ及び貨物容積の確保が難しくなる。

さらに、上記の液化ガス運搬船において、船首楼を備えず、船橋を含む居住区を５層で形成していると、次のような効果がある。

つまり、船首楼を設けた場合には、船首の前方の視野の見通し線を確保する必要から居住区を６層にする必要があるが、これを回避できるので、船舶全体の重心を低くして、要求されている復原性能を確保し易くなる。また、船首楼の省略により総トン数の増加を抑制でき、居住区を５層に低くすることができるので、エアドラフトの確保が容易となる。その上、居住区の１層分と船首楼の分だけ構造重量が軽減でき、重心位置も低くすることができる。

本発明の液化ガス運搬船は、液化プロパンなどの比較的比重の大きい液化ガスを運搬する液化ガス運搬船において、貨物タンクの容積を最大限確保すると共にバラスト水の容積も確保して十分な復原性能を確保することができる。

本発明に係る実施の形態の液化ガス運搬船の構成を模式的に示す側断面図である。図１の船舶の上甲板直下における平面配置図である。図１の船舶の船体中央部の横断面図（船体中央部にタンクドームがない場合）である。図１の船舶の船体中央部の横断面図（船体中央部にタンクドームがある場合）である。

以下、本発明に係る実施の形態の液化ガス運搬船について図面を参照しながら説明する。この本発明に係る実施の形態の液化ガス運搬船１は、ＬＰＧ（液化石油ガス）などの比較的比重が大きい液化ガスを運搬する液化ガス運搬船である。

図１〜図３に示す実施の形態の液化ガス運搬船１では、船首部２、船尾部３と、船底４、二重底の上板（貨物ホールドの底板）５と、船側外板６と上甲板７に囲まれて船体が形成されている。また、液化ガスを積載する貨物ホールド１０内の貨物タンク１０a（太線部）とバラスト水を出し入れするバラストタンク（クロスハッチング部分）２０と燃料を積載する燃料タンク（斜線ハッチング部分）３０を備えている。この液化ガス運搬船１では、貨物タンク１０aはタンクドーム１０ｂ部分を除き上甲板７より下に配置する。このタンクドーム１０ｂは、図４に示すような、配管等の各種貫通部やマンホールなどを設ける部分である。

船首部２では、後部に船首隔壁２ａを有し、外形では、船首フレア２ｂと船首バルブ２ｃを備えており、また、船首楼なしで、内部には、上甲板７の下に、ボースンストア２ｄを有し、その下にバラストタンク２ｅを備えている。一方、船尾部３では、機関室前壁３ａの後側に機関室３ｂとプロペラ３ｃと舵３ｄとが設けられている。また、機関室３ｂの上方には、船橋３ｅａａを含む居住区３ｅａを備えた上部構造物３ｅが設けられ、この上部構造物３ｅには煙突３ｅｂも備えられている。

この液化ガス運搬船１は、常用速力Ｖｓ（ｍ／ｓ）におけるフルード数Ｆｎが０．１８以上でかつ０．２３以下の範囲にある。ここで、フルード数Ｆｎは、船の満載喫水線における垂線間長Ｌｐｐ（ｍ）と重力加速度ｇ（ｍ／ｓ²）を用いて、「Ｆｎ＝Ｖｓ／（Ｌｐｐ×ｇ）^1/2」となる。

また、この液化ガス運搬船１は、貨物タンク１０ａに、比重が０．５８以上でかつ０．７０以下の範囲にある液化ガスを貨物容積の９８％以上まで積載可能であり、貨物タンク１０ａの全体容積が３万ｍ³以上でかつ４万ｍ³以下である液化ガス運搬船である。この比較的比重の重い液化プロパン、ブタン等の液化石油ガス（ＬＰＧ）等の液化ガスを運搬する場合は、重量の割合に対して比較的小さな容積となるので、貨物タンク１０ａを上甲板７の下に配置することができる。

一方、比較的比重の軽い液化天然ガス（ＬＮＧ）では、その比重は、０．４５〜０．５０であり、重量の割合に対して比較的大きな容積が必要になる。そのため、球形タンクや上甲板より上に張り出した貨物タンクが採用されていることが多い。

この液化ガス運搬船１において、全長Ｌｏａを１６０ｍ以上でかつ１９０ｍ以下とする。この全長Ｌｏａを１９０ｍ以下とすることで、多くの港湾の船舶に対する全長の制限に適合できるようになり、好ましくは１８０ｍ以下とすることで、さらに適合可能な港湾を増やすことができる。また、全長を１６０ｍ以上とすることで、船型をフルード数で０．２３程度の速度を維持できる船型の範囲内に収めながら、貨物タンクの容積を確保できる。少なくとも全長を１６０ｍ以上としないと３万ｍ³以上のタンク容積を確保するのが難しくなる。

なお、上記の液化ガス運搬船１がパナマ運河を航行する場合を想定したときには、パナマ運河規則では最小船首船尾喫水が規定されており、例えば、全長Ｌｏａが１６０．０２ｍ〜１７６．７８ｍの範囲の船舶では、運河の通航状態として船尾喫水ｄｃａを６．７１ｍ、船首喫水ｄｃｆを６．１０ｍ以上確保することが規定されている。これに対して、全長Ｌｏａをさらに例えば上記の範囲の上側半分である１６８．４０ｍ〜１７６．７８ｍの範囲にすることにより、運河通行時の喫水ｄｃｍが全長Ｌｏａに対して相対的に小さくなるので、液化ガス積載状態だけでなく、バラスト状態においても、この規制の基準に適合する船首喫水ｄｃｆと船尾喫水ｄｃａの確保が容易となる。この喫水ｄｃｍは船首喫水ｄｃｆと船尾喫水ｄｃａの和の半分である。つまり、ｄｃｍ＝（ｄｃｆ＋ｄｃａ）／２である。

この液化ガス運搬船１において、「（垂線間長Ｌｐｐ）／（型幅Ｂｍ）」を５．０以上でかつ６．０以下とする。また、「（型幅Ｂｍ）／（満載喫水ｄｓｍ）」を２．０以上でかつ３．０以下とし、好ましくは２．５以上でかつ３．０以下とする。この「Ｌｐｐ／Ｂｍ」を５．０以上、好ましくは５．２以上とすることにより、船体の抵抗増加を抑制することができるとともに、進路安定性も確保できる。また、「Ｌｐｐ／Ｂｍ」を６．０以下、好ましくは５．８以下とすることにより、設定した垂線間長Ｌｐｐに対して型幅Ｂｍを大きくとることで、貨物ホールド１０の部分のタンク容積を相対的に大きく確保すると共に、復原性も確保できる。

さらに、「Ｂｍ／ｄｓｍ」を３．０以下とすることにより、設定した型幅Ｂｍに対して喫水を大きくとることで、喫水線下の船体中央断面積を増加させ、船舶の方形係数Ｃｂ［＝（満載喫水における排水容積）／（Ｌｐｐ×Ｂｍ×ｄｓｍ）］の値を小さくすることができる。これにより、船舶の造波抵抗を抑制し、かつ、推進性能も確保することができる。

さらに、図３の船体中央断面（ミッドシップ）において、バラストタンク２０（２１及び２２）の断面積をＳｂｍとし、船底４、船側外板６、上甲板７で囲まれた船体断面積をＳｍｍとするときに、「Ｓｂｍ／Ｓｍｍ」を０．１０以上でかつ０．２５以下とする。この「Ｓｂｍ／Ｓｍｍ」が０．１０未満であるとバラストタンクの容積の確保が難しくなり、また、０．２５を超えると貨物ホールド１０の容積の確保が難しくなる。

また、貨物ホールド１０に貨物タンク１０ａを搭載して、一重船側部分を有して構成すると共に、図３に示すように、船体中央断面において、この一重船側部分よりも下側のバラストタンク２１の断面積をＳｂｍ１とし、この一重船側部分よりも上側のバラストタンク２２の断面積をＳｂｍ２とすると、Ｓｂｍ２／Ｓｂｍ１の値が０．４以上でかつ０．７以下であると、次のような効果がある。

上方のバラスト水と下方のバラスト水との重量バランスが復原性に大きく影響するが、この配分にすることで、十分な復原性能を確保し易くなる。つまり、下方のバラスト水が多いほど、言い換えれば、下方のバラストタンク２１が大きく、上方のバラストタンク２２が小さい程、液化ガス運搬船１の重心が下がるが、上方のバラストタンク２２が小さくなるので、上側のバラストタンク２２として使用するアッパーサイドタンク（トップサイドタンク）の底壁構造による貨物ホールド１０の上側の強度の確保が難しくなる。

一方、上方のバラスト水が多いほど、つまり、上側のバラストタンク２２として使用するアッパーサイドタンクがある程度まで大きい程、貨物ホールド１０の上側の強度を確保し易くなるが、液化ガス運搬船１の重心が上がり、復原性の確保が難しくなる。

また、下方のバラストタンク２１はできるだけ、バラスト水の量を多くしたいが、限度があるので、図３に示す下方のバラストタンク２１のタンクサイド幅Ｂｔ１を型幅Ｂｍの０．０５倍以上０．２０倍以下とし、タンクサイド深さＤｔ１を型深さＤｍの０．２０倍以上０．３５倍以下とすることが好ましい。

また、この上方のバラストタンク２２にバラスト水を入れると、バラスト水の比重が貨物の比重よりも大きいので、重心が高くなり易く、上方のバラストタンク２２の断面積の面積中心はより低い位置に設けることが好ましい。そのため、図３に示すタンク深さＤｔ２を型深さＤｍの０．１０倍以上０．３５倍以下とすることが好ましい。また、図３に示す上方のバラストタンク２２のタンク幅Ｂｔ２を大きくとると、船体の高さ方向中心（Ｄｍ／２）から離れた位置でバラストタンク（アッパーサイドタンク）２２の幅を確保できるため、貨物ホールド１０の上側の強度を確保し易くなるが、船舶の重心が上がり、復原性の確保が難しくなる。そのため、図３に示す上方のバラストタンク２２のタンク幅Ｂｔ２を型幅Ｂｍの０．１５倍以上０．３５倍以下とすることが好ましい。

また、貨物ホールド１０と船首隔壁２ａとの間に前部バラスト区画２３を設けると共に、この前部バラスト区画２３の船長方向長さＬｂｆを垂線間長Ｌｐｐの２．０％以上でかつ５．０％以下の範囲内とする。この船首側の部位に比較的大きな容積の前部バラスト区画２３を設けることにより、トリム（船首喫水ｄｆと船尾喫水ｄａの差）調整が容易となる。

前部バラスト区画２３の船長方向長さＬｂｆが垂線間長Ｌｐｐの２．０％以上とすることにより、船舶の全長が制限されている下でもバラスト容積を確保し易くなる。なお、５．０％を超えると船舶の全長が制限されている下では貨物ホールド１０のホールド長さ及び貨物容積の確保が難しくなる。

さらに、船首楼を備えず、船橋３ｅａａを含む居住区３ｅａを５層で形成する。これにより、船首楼を設けた場合には、船首の前方の視野の見通し線を確保する必要から居住区３ｅａを６層にする必要があるが、これを回避できるので、船舶全体の重心を低くして、要求されている復原性能を確保し易くなる。また、船首楼の省略により総トン数の増加を抑制でき、居住区３ｅａを５層に低くすることができるので、エアドラフトの確保が容易となる。その上、居住区３ｅａを１層分と船首楼の分だけ構造重量が軽減でき、重心位置も低くすることができる。

なお、船首楼をなくしても、ボースンストア２ｄを上甲板７より下の部分に納めることができ、さらに、所要のバラスト量が確保でき、さらに、船首喫水ｄｆも確保できる。

上記の構成の液化ガス運搬船１によれば、貨物タンク１０ａの容積とバラスト水の容積を確保できて、全長制限により出入港可能な港湾を増やすことができ、また、運河通行時の喫水ｄｃｍを全長Ｌｏａに対して相対的に小さくすることで、パナマ運河での規制の基準に適合する船首喫水ｄｃｆと船尾喫水ｄｃａの確保が容易となり、また、船体の抵抗増加を抑制して、推進性能、進路安定性、及び、復原性を確保できる。

したがって、液化プロパンなどの比較的比重の大きい液化ガスを運搬する液化ガス運搬船１において、貨物タンク１０ａの容積を最大限確保すると共にバラスト水の容積も確保して十分な復原性能を確保することができる。

１液化ガス運搬船
２船首部
２ｅバラストタンク
３ｅ上部構造物
３ｅａａ船橋
３ｅａ居住区
５二重底の上板
６船側外板
７上甲板
１０貨物ホールド
１０ａ貨物タンク
１０ｂタンクドーム
１１横隔壁
２０バラストタンク
２１下側のバラストタンク
２２上側のバラストタンク（アッパーサイドタンク）
２３前部バラスト区画
３０燃料タンク

Claims

比重が０．５８以上でかつ０．７０以下の範囲にある液化ガスを搭載可能な貨物タンクを貨物ホールド内に有する液化ガス運搬船において、
前記貨物タンクがタンクドーム部分を除いて上甲板より下に配置されている共に、全長Ｌｏａが１６０ｍ以上でかつ１９０ｍ以下であり、
垂線間長をＬｐｐ、型幅をＢｍ、満載喫水をｄｓｍとするときに、Ｌｐｐ／Ｂｍが５．０以上でかつ６．０以下で、Ｂｍ／ｄｓｍが２．０以上でかつ３．０以下であると共に、
船体中央断面において、バラストタンクの断面積をＳｂｍとし、船体断面積をＳｍｍとするときに、Ｓｂｍ／Ｓｍｍが０．１０以上でかつ０.２５以下であることを特徴とする液化ガス運搬船。
一重船側部分を有して構成すると共に、前記船体中央断面において、前記一重船側部分よりも下側のバラストタンクの断面積をＳｂｍ１とし、前記一重船側部分よりも上側のバラストタンクの断面積をＳｂｍ２とすると、Ｓｂｍ２／Ｓｂｍ１の値が０．４以上でかつ０．７以下であることを特徴とする請求項１に記載の液化ガス運搬船。
前記貨物ホールドと船首隔壁との間に前部バラスト区画が設けられていると共に、この前部バラスト区画の船長方向長さＬｂｆが垂線間長Ｌｐｐの２．０％以上でかつ５．０％以下の範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の液化ガス運搬船。
船首楼を備えず、船橋を含む居住区を５層で形成していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液化ガス運搬船。