JP2019015377A - 液化ガスタンク構造、船舶、及び、浮体構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】液化ガスを貯蔵するＭＯＳＳ型の液化ガスタンクにおいて、溶接個所の増加と、液化ガス貯蔵時の重心高さが高くなるのを抑制しつつ、タンク容積を増加することができて、船体の復原性能を確保しつつ、船体をコンパクト化できる液化ガスタンク構造、船舶、及び、浮体構造物を提供する。【解決手段】上部球殻体２１の半径Ｒ１と、上部球殻体２１の下端円部２１ａの半径Ｒ２と、下部球殻体２３の半径Ｒ３と、下部球殻体２３の上端円部２３ｂの半径Ｒ４と、円筒赤道部２２の上端円部２２ａの半径Ｒ５と、円筒赤道部２２の下端円部２２ｂの半径Ｒ６と，円筒赤道部２２の高さＨｅの関係において、Ｒ２とＲ５をＳＱＲＴ（Ｒ１×Ｒ１—０．２５×Ｈｅ×Ｈｅ）を超えかつＲ１未満、又は、Ｒ１と同じとし、Ｒ４とＲ６をＳＱＲＴ（Ｒ３×Ｒ３—０．２５×Ｈｅ×Ｈｅ）を超えかつＲ３未満、又は、Ｒ３と同じとする。【選択図】図４

Description

本発明は、液化ガスタンク構造、船舶、及び、浮体構造物に関し、より詳細には、液化ガスを貯蔵するＭＯＳＳ型の液化ガスタンクを備えて構成される、液化ガスタンク構造、船舶、及び、浮体構造物に関する。

液化ガス運搬船のうちの液化天然ガス運搬船（ＬＮＧ船）においては、球形のＭＯＳＳ型タンクを搭載しているものが多い。図６〜図８に示すように、この従来技術のＭＯＳＳ型の液化ガスタンク構造１０Ｘにおいては、液化ガスタンク２０Ｘは、上部球殻体２１Ｘと円筒赤道部２２Ｘと下部球殻体２３Ｘとからなり、上部球殻体２１Ｘの下端円部２１Ｘａを円筒赤道部２２Ｘの上端円部２２Ｘａに接合し、下部球殻体２３Ｘの上端円部２３Ｘｂを円筒赤道部２２Ｘの下端円部２２Ｘｂで接合して形成されている。また、円筒赤道部２２Ｘに接合する「スカート」と呼ばれる円筒形のタンク支持構造２４Ｘで液化ガス運搬船の船体に支持されている。

この円筒赤道部２２Ｘでは、内圧により発生する膜応力があらゆる方向に同一の値を持っている球形体（上部球殻体２１Ｘ、下部球殻体２３Ｘ）のシェル構造から、内圧により発生する膜応力が円周方向と円筒の軸方向で異なる値を持っている円筒体のシェル構造（円筒赤道部２２Ｘ）に移行するため、球形体の板厚よりも大きな板厚が必要になり、図８に示すような形状を有している。

また、この円筒赤道部２２Ｘは、上部球殻体２１Ｘと下部球殻体２３Ｘとの間の接合だけでなく、タンク支持構造２４Ｘとも接合するために、非常に大きい応力が発生する上に、貯蔵する液化ガスの温度が著しく低く（ＬＮＧでマイナス１６２度程度、ＬＰＧでマイナス４５度程度）なるため、大きな強度が必要になる。そのため、この集合部分での溶接構造の集中を回避して十分な強度を確保するために、一体物の板厚の大きな板部材を削り出しして円筒赤道部２２Ｘを製造している。そのため、円筒赤道部２２Ｘの内周側は高さ方向に曲げ加工することや円弧上に削り出しすることが困難になっており、その結果、図８に示すように、その内周面は球形では無く円筒形状に形成されている。

そして、この従来技術では、球体の一部を円筒赤道部２２Ｘに置き替えるという技術的思想であるため、図６に示すように、液体ガスタンク２０Ｘの高さＨＸｔは、球体の半径Ｒｃの２倍（ＨＸｔ＝２×Ｒｃ）となっている。また、図８に示すように、円筒赤道部２２Ｘの内周面を垂直な円筒面としているため、円筒赤道部２２Ｘの内側の半径ＲＸｅは、球体の半径Ｒｃより小さくなっている。

つまり、図７に示すように、円筒赤道部２２Ｘの高さＨＸｅと、球体の中心Ｐｃと円筒赤道部２２Ｘの内側上端Ｐａを結ぶ線分Ｌａと球体の中心Ｐｃと円筒赤道部２２Ｘの内側下端Ｐｂを結ぶ線分Ｌｂとがなす角度を２θ（度：ｄｅｇｒｅｅ）とすると、「ＲＸｅ＝Ｒｃ×ＣＯＳ（θ）」、「ＨＸｅ＝２×Ｒｃ×ＳＩＮ（θ）」となる。つまり、完全な球体に対して、中心Ｐｃを通る垂直断面積では、完全な円（真円）の場合の面積「Ｓｃ＝π×Ｒｃ×Ｒｃ」に対して、円筒赤道部２２Ｘによる減少分（図８のクロスハッチング部分の２倍）の「ΔＡ＝４×（θ／３６０）×Ｓｃ−ＨＸｅ×ＲＸｅ＝π×Ｒｃ×Ｒｃ×（θ／９０）−２×Ｒｃ×Ｒｃ×ＣＯＳ（θ）×ＳＩＮ（θ）」だけ小さくなっている。

一方、このＭＯＳＳ型の球形タンクは、運河や港湾の制限などにより、船幅が制限されている場合には、球形の液化ガスタンクの積載容量を増やそうとして、この液化ガスタンクの半径を大きくしようとしても、この半径を大きくすると船幅も大きくする必要が生じるため、限界がある。

そのため、図９〜図１１に示すように、高さＨＹの円筒体２５Ｙを上部球殻体２１Ｘの下端円部２１Ｘａと、円筒赤道部２２Ｘの上端円部２２Ｘａの間に挿入して、容積を増加する「ストレッチタンク」と呼ばれる液化ガスタンク２０Ｙが採用される場合がある。この図９〜図１１の「ストレッチタンク」の液化ガスタンク２０Ｙでは、図６〜図８の従来技術の液化ガスタンク２０Ｘの上部球殻体２１Ｘ、円筒赤道部２２Ｘ、下部球殻体２３Ｘの形状を変更することなく、円筒赤道部２２Ｘと上部球殻体２１Ｘの間に、円筒体２５Ｙを挿入するとの技術的思想であるため、円筒赤道部２２Ｘの内径は半径ＲＸｅのままであり、これに対応して、円筒体２５Ｙの内周面の内径も半径ＲＸｅとなっている。そのため、従来技術の液化ガスタンク２０Ｘに対して、この「ストレッチタンク」で増加する中心Ｐｃを通る垂直断面積ΔＢは、円筒体２５Ｙの高さＨＹを用いると「ΔＢ＝２×ＲＸｅ×ＨＹ」となる。

しかしながら、この「ストレッチタンク」の液化ガスタンク２０Ｙの場合には、円筒体２５Ｙは、球体に比べて、内圧（膜圧）に対する強度が弱いために板厚を厚くする必要があり、この板厚の厚い円筒体２５Ｙを円筒赤道部２２Ｘの上側に挿入するため、液化ガスを貯蔵したときの液化ガスタンク２０Ｙの重心が高くなり、これに伴って、この液化ガスタンク２０Ｙを搭載している船舶や浮体構造物で、重心が高くなって復原性能が悪くなり、また、円筒体２５Ｙと円筒赤道部２２Ｘとの間の溶接部分が増加する等のデメリットが生じる。

また、これに関連して、ＬＮＧ運搬船に搭載されるＬＮＧ貯蔵タンクの連結部と上部タンク部及び下部タンク部のつなぎ目部を緩慢に形成し、応力集中を緩和しながら、ＬＮＧ貯蔵タンクの貯蔵容量を増大させるために、連結タンク部を、複数の厚みが異なるプレート片と赤道部との結合により構成し、上部タンク部側から下部タンク部側にいくにつれプレート片を厚くなるように結合し、この複数の厚みが異なるプレート片のうち、下部タンク部に最も近く結合されるプレート片を下部タンク部より厚くする延長球形ＬＮＧ貯蔵タンクが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この延長球形ＬＮＧ貯蔵タンクでは、連結タンク部の形状が複雑である上に複数の厚みが異なるプレート片の溶接組立による結合で形成されているため、応力集中は回避できるかもしれないが、溶接場所が増えてしまい、この溶接個所における強度の問題が生じる。

特開２０１３−７４８６号公報

本発明者は、タンク容積の増加に関して、円筒赤道部の上に同径の円筒部を挿入するのではなく、円筒赤道部の内径自体を拡大して、容積増加用の円筒部と兼用させることで、溶接個所の増加を抑制しつつ、タンク容積を増加できるとの知見を得た。また、この構成によれば、容積増加が円筒赤道部と、その上下にて発生するので、液化ガス貯蔵時の液化ガスタンクの重心高さが高くなるのを抑制できるとの知見も得た。

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、ＭＯＳＳ型の液化ガスタンクを備えた液化ガスタンク構造において、溶接個所の増加を抑制しつつ、液化ガス貯蔵時の液化ガスタンクの重心高さが高くなるのを抑制して、この液化ガスタンク構造を備えた船舶や浮体構造物の復原性能を確保しつつ、タンク容積を増加することができて、船体をコンパクト化できる液化ガスタンク構造、船舶、及び、浮体構造物を提供することにある。

上記のような目的を達成するための本発明の液化ガスタンク構造は、上部球殻体と円筒赤道部と下部球殻体とからなり、前記上部球殻体の下端円部を前記円筒赤道部の上端円部に接合し、前記下部球殻体の上端円部を前記円筒赤道部の下端円部に接合して形成された液化ガスタンクを、前記円筒赤道部に接合する円筒形のタンク支持構造で支持する液化ガスタンク構造において、前記上部球殻体の内径の半径である第１半径Ｒ１と、前記上部球殻体の下端円部の内径の半径である第２半径Ｒ２と、前記下部球殻体の内径の半径である第３半径Ｒ３と、前記下部球殻体の上端円部の内径の半径である第４半径Ｒ４と、前記円筒赤道部の上端円部の内径の半径である第５半径Ｒ５と、前記円筒赤道部の下端円部の内径の半径である第６半径Ｒ６と、前記円筒赤道部の高さＨｅの関係を、第７半径Ｒ７をＳＱＲＴ（Ｒ１×Ｒ１―０．２５×Ｈｅ×Ｈｅ）として、第８半径Ｒ８をＳＱＲＴ（Ｒ３×Ｒ３―０．２５×Ｈｅ×Ｈｅ）とし、前記第２半径Ｒ２と前記第５半径Ｒ５を同じ大きさの上側接合半径Ｒａとするとともに、この上側接合半径Ｒａを前記第７半径Ｒ７を超えかつ前記第１半径Ｒ１未満、又は、前記第１半径Ｒ１と同じとし、前記第４半径Ｒ４と前記第６半径Ｒ６を同じ大きさの下側接合半径Ｒｂとするとともに、この下側接合半径Ｒｂを前記第８半径Ｒ８を超えかつ前記第３半径Ｒ３未満、又は、前記第３半径Ｒ３と同じとして構成されている。

この構成によれば、ＭＯＳＳ型の液化ガスタンクを備えた液化ガスタンク構造において、「ストレッチタンク」のように円筒部を従来技術の円筒赤道部の上に配設するのではなく、円筒赤道部の内径Ｒｅ（Ｒａ、Ｒｂ）を上部球殻体の内径Ｒ１と下部球殻体の内径Ｒ３に近づけるか又は同じとして、円筒赤道部の内径Ｒｅ（Ｒａ、Ｒｂ）を広げる。更に、上部球殻体と下部球殻体の少なくとも一方を完全な半球体とすることもできる。また、円筒赤道部が「ストレッチタンク」の円筒部を兼ねる構成となる。

この構造により、高さ方向における円筒部分が「ストレッチタンク」に比べて低い位置になり、また、円筒赤道部の近傍部分の重量が「ストレッチタンク」に比べて軽くなる。従って、液化ガス貯蔵時の液化ガスタンクの重心高さが高くなるのを抑制して、この液化ガスタンク構造を備えた船舶や浮体構造物の復原性能を確保しつつ、タンク容積を増加することができて、船体をコンパクト化できる。

また、この構成によれば、例えば、上側接合半径Ｒａを第１半径Ｒ１と同じ大きさＲｃとし、下側接合半径Ｒｂを第３半径Ｒ３と同じ大きさＲｃとした場合では、従来技術の図６の液化ガスタンク２０Ｘに比べて、円筒赤道部２２Ｘによる減少分「ΔＡ＝４×（θ／３６０）×Ｓｃ−ＨＸｅ×ＲＸｅ＝π×Ｒｃ×Ｒｃ×（θ／９０）−２×Ｒｃ×Ｒｃ×ＣＯＳ（θ）×ＳＩＮ（θ）」が無くなり、更に、円筒赤道部２２を設けている分「ΔＣ＝２×Ｈｅ×Ｒｅ」だけ大きくなる。

また、上記の液化ガスタンク構造において、前記上側接合半径Ｒａと前記下側接合半径Ｒｂとが同じ大きさであると、円筒赤道部の内側を垂直の円筒壁とすることができるので、工作性を向上でき、かつ、組み付け作業を容易化できる。

また、上記の液化ガスタンク構造において、前記上側接合半径Ｒａと前記下側接合半径Ｒｂとが異なる大きさであると、これらを同じ大きさにして円筒赤道部を製造する場合に比べて多少工作性は悪化するが、上部球殻体と下部球殻体を別の大きさや別の形状に形成することができるようになるので、液化ガス貯蔵時の液化ガスタンクの重心高さ等を変化し易くなり、設計の自由度を増すことができる。

また、上記の液化ガスタンク構造において、前記上部球殻体の前記第１半径Ｒ１と前記下部球殻体の前記第３半径Ｒ３とが同じ大きさであると、上部球殻体と下部球殻体を同じ大きさの半球体として製造できるので、工作性が向上する。

また、上記の液化ガスタンク構造において、前記上部球殻体の前記第１半径Ｒ１と前記下部球殻体の前記第３半径Ｒ３とが異なる大きさであると、上部球殻体と下部球殻体を同じ大きさの半球体として製造する場合に比べて多少工作性は悪化するが、上部球殻体と下部球殻体を別の大きさに形成することができるようになるので、液化ガス貯蔵時の液化ガスタンクの重心高さ等を変化し易くなり、設計の自由度を増すことができる。

そして、上記の目的を達成するための本発明の船舶は、上記の液化ガスタンク構造を備えて構成される。この船舶としては、ＬＮＧ運搬船やＬＰＧ運搬船等の液化ガス運搬船、及び、液化ガス燃料タンクを備えた船舶等が考えられる。

また、上記の目的を達成するための本発明の浮体構造物は、上記の液化ガスタンク構造を備えて構成される。この浮体構造物としては、液化ガス燃料タンクを備えた浮体構造物、液化ガス貯蔵設備を有する浮体構造物等が考えられる。

本発明の液化ガスタンク構造、船舶、及び、浮体構造物によれば、ＭＯＳＳ型の液化ガスタンクを備えた液化ガスタンク構造において、「ストレッチタンク」のように円筒部を従来技術の円筒赤道部の上に配設するのではなく、円筒赤道部の内径を上部球殻体の内径と下部球殻体の内径に近づけるか又は同じとして、円筒赤道部の内径を広げ、更に、上部球殻体と下部球殻体の少なくとも一方を完全な半球体とすることで、溶接個所の増加を抑制しつつ、液化ガス貯蔵時の液化ガスタンクの重心高さが高くなるのを抑制して、この液化ガスタンク構造を備えた船舶や浮体構造物の復原性能を確保しつつ、タンク容積を増加することができて、船体をコンパクト化できる。

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面図である。 図１の液化ガス運搬船の構成を模式的に示す平面図である。 本発明に係る実施の形態の液化ガスタンク構造の構成を模式的に示す側断面図である。 図３の液化ガスタンク構造の構成を分解して模式的に示す側断面図である。 図３の円筒赤道部の周囲を模式的に示す側断面図である。 従来技術のＭＯＳＳ型の液化ガスタンク構造の構成を模式的に示す側断面図である。 図６の液化ガスタンク構造の構成を分解して模式的に示す側断面図である。 図６の円筒赤道部の周囲を模式的に示す側断面図である。 「ストレッチタンク」のＭＯＳＳ型の液化ガスタンク構造の構成を模式的に示す側断面図である。 図９の液化ガスタンク構造の構成を分解して模式的に示す側断面図である。 図９の円筒赤道部の周囲を模式的に示す側断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態の液化ガスタンク構造、船舶、及び、浮体構造物について、図面を参照しながら説明する。この液化ガス貯蔵設備を備えた浮体構造物としては、液化ガス運搬船、液化ガス燃料タンクを備えた船舶、液化ガス燃料タンクを備えた浮体構造物、又は、液化ガス貯蔵設備を有する浮体構造物等があるが、ここでは、液化ガスタンク構造を備えた船舶として、ＭＯＳＳ型の球形ガスタンクを備えた液化ガス運搬船を例にして説明する。

しかし、本発明は、この液化ガス運搬船に限定されず、それ以外の液化ガス運搬船、液化ガス燃料タンクを備えた船舶、液化ガス燃料タンクを備えた浮体構造物、又は、液化ガス貯蔵設備を有する浮体構造物等の液化ガス貯蔵設備を備えた浮体構造物等にも適用可能である。

図１及び図２に示すように、本発明の係る実施の形態の船舶は、液化ガス運搬船１であり、船底２と船側３と上甲板４によって、船体の周囲を形成され、液化ガスタンク構造１０を有する貨物区画Ｒ１が設けられている。

また、貨物区画Ｒ１には、液化ガスを貯蔵するために、ＭＯＳＳ型タンクと呼ばれる球形の液化ガスタンク２０を備えた液化ガスタンク構造１０が設けられている。この液化ガスタンク２０の一部が上甲板４より上に突出して、船体の前後方向に一列に数個（ここでは４個）並んで設けられている。

そして、このＭＯＳＳ型の液化ガスタンク構造１０においては、図３〜図５に示すような液化ガスタンク２０を備えて構成されるが、この液化ガスタンク２０の本体は、アルミニウム合金製であり、上部球殻体２１と円筒赤道部（赤道リング）２２と下部球殻体２３とからなり、上部球殻体２１の下端円部２１ａを円筒赤道部２２の上端円部２２ａに接合し、下部球殻体２３の上端円部２３ｂを円筒赤道部２２の下端円部２２ｂで接合して形成されている。また、この液化ガスタンク２０は、円筒赤道部２２に接合する「スカート」と呼ばれる円筒形のタンク支持構造２４で液化ガス運搬船１の船体に支持されている。

この液化ガスタンク２０の内部には、液化ガスを荷役するためのパイプ、計装機器を収めたパイプタワーがあり、パイプファウンデーションで支持されている。また、船舶の上甲板４より上の液化ガスタンク部分の表面は、図示しないが、防熱カバーで覆われている。

また、円筒赤道部２２はアルミニウム合金製であり、この円筒赤道部２２では、内圧により発生する膜応力があらゆる方向に同一の値を持っている球形体（上部球殻体２１、下部球殻体２３）のシェル構造から、内圧により発生する膜応力が円周方向と円筒の軸方向で異なる値を持っている円筒体のシェル構造（円筒赤道部２２）に移行するため、球形体の板厚よりも大きな板厚が必要になっている。

それと共に、溶接個所を分散させるために、図５に示すように、円筒赤道部２２の上部が上部球殻体２１に溶接接合し、円筒赤道部２２の下部が下部球殻体２３とタンク支持構造２４の両者に接合するため、円筒赤道部２２の下部側が２股に分岐した形状をしている。なお、図３〜図１１では、この２股の下端の高さが同じ高さで図示されているが、必ずしも同じ高さではなく、外側からの円周方向の溶接のし易さを考えて、下部球殻体２３と円筒赤道部２２との接合面が、タンク支持構造２４と円筒赤道部２２との接合面より低く構成されることが好ましい。

この上部球殻体２１、下部球殻体２３、タンク支持構造２４のそれぞれと、円筒赤道部２２との接合部では、熱変化による膨張と収縮が起きるため、船体への固定方法に工夫が求められており、この円筒赤道部２２は特殊な形状となっている上に、一体物で形成されている。

つまり、この円筒赤道部２２は、上部球殻体２１と下部球殻体２３との間の接合だけでなく、タンク支持構造２４とも接合するために、非常に大きい応力が発生する上に、貯蔵する液化ガスの温度が著しく低くなっており（ＬＮＧでマイナス１６２度程度、ＬＰＧでマイナス４５度程度）、これらに対応できるように、この赤道の近傍部分では十分な強度が求められている。

そのため、この３部材の集合部分での溶接構造を分散して十分な強度を確保するために、一体物の板厚の大きな板部材を削り出しして円筒赤道部２２を製造している。また、円筒赤道部２２の内側（内周側）は、その厚みのために高さ方向に曲げ加工することは困難であり、また、その大きさから円弧上に削り出しすることも工数がかかり過ぎて困難となっている。その結果、その内周面は球形では無く円筒形状に形成されている。

なお、この液化ガスタンク２０の寸法を例示しておくと、例えば、船幅４０ｍ〜５０ｍ程度の船体に対して、液化ガスタンク２０の内径の半径が約１７ｍ〜２３ｍ程度である。また、パイプタワーは直径３ｍ程度で上端側は４ｍ程度であり、液化ガスタンク２０の底部から頂部に達し、液化ガスタンク２０の頂部から突き出ている。また、液化ガスタンク２０の球形体の板厚が２５ｍｍ〜６０ｍ程度であるのに対して、円筒赤道部２２の板厚は１５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度で、その高さＨｅは１ｍ〜２ｍ程度である。また、円筒形のタンク支持構造２４の板厚は３０ｍｍ〜８０ｍｍ程度である。

そして、以下の説明のために、図３及び図４に示すように、この液化ガスタンク構造１０において、上部球殻体２１の内径の半径を第１半径Ｒ１と、上部球殻体２１の下端円部２１ａの内径の半径を第２半径Ｒ２と、下部球殻体２３の内径の半径を第３半径Ｒ３と、下部球殻体２３の上端円部２３ｂの内径の半径を第４半径Ｒ４と、円筒赤道部２２の上端円部２２ａの内径の半径を第５半径Ｒ５と、円筒赤道部２２の下端円部２２ｂの内径の半径を第６半径Ｒ６と、円筒赤道部２２の高さを高さＨｅと、それぞれ定義する。そして、さらに、第７半径Ｒ７を「Ｒ７＝ＳＱＲＴ（Ｒ１×Ｒ１―０．２５×Ｈｅ×Ｈｅ）」とし、第８半径Ｒ８を「Ｒ８＝ＳＱＲＴ（Ｒ３×Ｒ３―０．２５×Ｈｅ×Ｈｅ）」とする。

本発明では、これらの関係において、第２半径Ｒ２と第５半径Ｒ５を同じ大きさの上側接合半径Ｒａとするとともに、この上側接合半径Ｒａを第７半径Ｒ７を超えかつ第１半径Ｒ１未満、又は、第１半径Ｒ１と同じとする。また、第４半径Ｒ４と第６半径Ｒ６を同じ大きさの下側接合半径Ｒｂとするとともに、この下側接合半径Ｒｂを第８半径Ｒ８を超えかつ第３半径Ｒ３未満、又は、第３半径Ｒ３と同じとする。

つまり、「Ｒａ＝Ｒ２＝Ｒ５」、かつ、「（Ｒ７＜Ｒａ＜Ｒ１）又は（Ｒａ＝Ｒ１）」、かつ、「Ｒｂ＝Ｒ４＝Ｒ６」、かつ、「（Ｒ８＜Ｒｂ＜Ｒ３）又は（Ｒｂ＝Ｒ３）」とする。

なお、より好ましくは、上側接合半径Ｒａを、第７半径Ｒ７を超えかつ第１半径Ｒ１未満とするよりは、この上側接合半径Ｒａを「０．５×（Ｒ７＋Ｒ１）」以上で、第１半径Ｒ１未満とし、また、下側接合半径Ｒｂを、第８半径Ｒ８を超えかつ第３半径Ｒ３未満とするよりは、この下側接合半径Ｒｂを「０．５×（Ｒ８＋Ｒ３）」以上で、第３半径Ｒ３未満とする。つまり、「０．５×（Ｒ７＋Ｒ１）＜Ｒａ＜Ｒ１）又は（Ｒａ＝Ｒ１）」、かつ、「０．５×（Ｒ８＋Ｒ３）＜Ｒｂ＜Ｒ３）又は（Ｒｂ＝Ｒ３）」とする。これにより、液化ガスタンク２０の容積をより大きくできる。

そして、この液化ガスタンク構造１０において、図４に示す上側接合半径Ｒａと下側接合半径Ｒｂとが同じ大きさ（Ｒａ＝Ｒｂ）である場合には、円筒赤道部２２の内側の半径である赤道部半径Ｒｅは、上側接合半径Ｒａ及び下側接合半径Ｒｂと同じ大きさ（Ｒｅ＝Ｒａ＝Ｒｂ）となり、円筒赤道部２２の内側を垂直の円筒壁とすることができるので、工作性を向上でき、かつ、組み付け作業を容易化できる。

また、この液化ガスタンク構造１０において、さらに、図４に示す上部球殻体２１の第１半径Ｒ１と下部球殻体２３の第３半径Ｒ３とが同じ大きさ（Ｒ１＝Ｒ３）であると、上部球殻体２１と下部球殻体２３を同じ大きさの完全な半球体として製造できるので、工作性が向上する。

一方、この液化ガスタンク構造１０において、特に図示はしていないが、上側接合半径Ｒａと下側接合半径Ｒｂとが異なる大きさ（Ｒａ≠Ｒｂ）であると、これらを同じ大きさにして円筒赤道部２２を製造する場合に比べて多少工作性は悪化するが、上部球殻体２１と下部球殻体２３を別の大きさや別の形状に形成することができるようになるので、液化ガス貯蔵時の液化ガスタンク２０の重心高さ等を変化し易くなり、設計の自由度を増すことができる。

また、この液化ガスタンク構造１０において、特に図示はしていないが、上部球殻体２１の第１半径Ｒ１と下部球殻体２３の第３半径Ｒ３とが異なる大きさ（Ｒ１≠Ｒ３）とすると、上部球殻体２１と下部球殻体２３を同じ大きさの半球体として製造する場合に比べて多少工作性は悪化するが、上部球殻体２１と下部球殻体２３を別の大きさに形成することができるようになるので、液化ガス貯蔵時の液化ガスタンク２０の重心高さ等を変化し易くなり、設計の自由度を増すことができる。

そして、本発明に係る実施の形態の船舶である液化ガス運搬船１は、図１及び図２に示しているように上記の液化ガスタンク構造１０を備えて構成される。また、本発明に係る実施の形態の浮体構造物は、特に図示していないが、上記の液化ガスタンク構造１０を備えて構成される。この浮体構造物としては、液化ガス燃料タンクを備えた浮体構造物、液化ガス貯蔵設備を有する浮体構造物等が考えられる。なお、船舶の場合には、通常時は航海しているが、浮体構造物の場合は、洋上設置場所まで行く時のみ自力航行によって航海するか、曳船等により曳航されて洋上設置場所まで行くことになる。

上記の実施の形態の液化ガスタンク構造１０、船舶１、及び、浮体構造物によれば、図９〜図１１に示す「ストレッチタンク」の液化ガスタンク２０Ｙのように円筒部２５Ｙを、図６〜図８に示す従来技術の円筒赤道部２２Ｘの上に配設するのではなく、本発明では、円筒赤道部２２の内径Ｒｅを上部球殻体２１の内径Ｒ１と下部球殻体２３の内径Ｒ３に近づけるか又は同じとして、円筒赤道部２２の内径Ｒｅを広げている。

従って、円筒赤道部２２Ｘと円筒部２５Ｙとの間の溶接個所を設けなくて済み、円筒赤道部２２の近傍部分の強度を維持し易くすることができる。また、液化ガス貯蔵時の液化ガスタンクの重心高さが高くなるのを抑制して、この液化ガスタンク構造を備えた船舶や浮体構造物の復原性能を確保しつつ、タンク容積を増加することができて、船体をコンパクト化できる。

これの効果に関しては、上部球殻体２１と下部球殻体２３の少なくとも一方を完全な半球体で形成すると（図４において、Ｒ２＝Ｒ１、又は、Ｒ４＝Ｒ３）、より効果が大きく、上部球殻体２１と下部球殻体２３の両方を完全な半球体とすると（図４において、Ｒ２＝Ｒ１、かつ、Ｒ４＝Ｒ３）、さらに効果が大きくなる。

また、液化ガスタンク２０において、上側接合半径Ｒａを第１半径Ｒ１と同じとし、下側接合半径Ｒｂを第３半径Ｒ３と同じとした場合では、図６〜図８に示す従来技術の液化ガスタンク構造１０Ｘの液化ガスタンク２０Ｘに比べて、円筒赤道部２２Ｘによる減少分（図８のクロスハッチング部分の２倍）「ΔＡ＝４×（θ／３６０）×Ｓｃ−ＨＸｅ×ＲＸｅ＝π×Ｒｃ×Ｒｃ×（θ／９０）−２×Ｒｃ×Ｒｃ×ＣＯＳ（θ）×ＳＩＮ（θ）」が無くなり、更に、円筒赤道部２２を設けている分「ΔＣ＝２×Ｈｅ×Ｒｅ」だけ大きくなる。

従って、これらの液化ガスタンク構造１０、船舶１、及び、浮体構造物によれば、ＭＯＳＳ型の液化ガスタンク２０を備えた液化ガスタンク構造１０において、溶接個所の増加を抑制しつつ、液化ガス貯蔵時の液化ガスタンク２０の重心高さが高くなるのを抑制して、この液化ガスタンク構造１０を備えた船舶や浮体構造物の復原性能を確保しつつ、タンク容積を増加することができて、船体をコンパクト化できる。

１ 液化ガス運搬船
１０、１０Ｘ、１０Ｙ 液化ガスタンク構造
２０ 液化ガスタンク（本発明）
２０Ｘ 液化ガスタンク（従来技術の球形タンク）
２０Ｙ 液化ガスタンク（ストレッチタンク）
２１、２１Ｘ 上部球殻体
２１ａ、２１Ｘａ 上部球殻体の下端円部
２２、２２Ｘ 円筒赤道部
２２ａ、２２Ｘａ 円筒赤道部の上端円部
２２ｂ、２２Ｘｂ 円筒赤道部の下端円部
２３、２３Ｘ 下部球殻体
２３ｂ、２３Ｘｂ 下部球殻体の上端円部
２４、２４Ｘ タンク支持構造
２５Ｙ 円筒体
Ｈｔ 液体ガスタンクの高さ
Ｈｅ、ＨＸｅ 円筒赤道部の高さ
ＨＸｔ 従来技術の液体ガスタンクの高さ
ＨＹｔ 液化ガスタンク（ストレッチタンク）の高さ
Ｒａ 上側接合半径
Ｒｂ 下側接合半径
Ｒｃ 球体の半径
Ｒｅ 円筒赤道部の内側の半径
ＲＸｅ 円筒赤道部の内側の半径（従来技術の液化ガスタンク）
Ｐａ 円筒赤道部の内側上端
Ｐｂ 円筒赤道部の内側下端
Ｐｃ 球体の中心
Ｌａ 球体の中心と円筒赤道部の内側上端を結ぶ線分
Ｌｂ 球体の中心と円筒赤道部の内側下端を結ぶ線分
θ 線分Ｌａと線分Ｌｂとがなす角度の半分の角度

Claims (7)

1. 上部球殻体と円筒赤道部と下部球殻体とからなり、前記上部球殻体の下端円部を前記円筒赤道部の上端円部に接合し、前記下部球殻体の上端円部を前記円筒赤道部の下端円部に接合して形成された液化ガスタンクを、前記円筒赤道部に接合する円筒形のタンク支持構造で支持する液化ガスタンク構造において、
   前記上部球殻体の内径の半径である第１半径Ｒ１と、前記上部球殻体の下端円部の内径の半径である第２半径Ｒ２と、前記下部球殻体の内径の半径である第３半径Ｒ３と、前記下部球殻体の上端円部の内径の半径である第４半径Ｒ４と、前記円筒赤道部の上端円部の内径の半径である第５半径Ｒ５と、前記円筒赤道部の下端円部の内径の半径である第６半径Ｒ６と、前記円筒赤道部の高さＨｅの関係を、
   第７半径Ｒ７をＳＱＲＴ（Ｒ１×Ｒ１―０．２５×Ｈｅ×Ｈｅ）として、第８半径Ｒ８をＳＱＲＴ（Ｒ３×Ｒ３―０．２５×Ｈｅ×Ｈｅ）とし、
   前記第２半径Ｒ２と前記第５半径Ｒ５を同じ大きさの上側接合半径Ｒａとするとともに、この上側接合半径Ｒａを、前記第７半径Ｒ７を超えかつ前記第１半径Ｒ１未満、又は、前記第１半径Ｒ１と同じとし、
   前記第４半径Ｒ４と前記第６半径Ｒ６を同じ大きさの下側接合半径Ｒｂとするとともに、この下側接合半径Ｒｂを、前記第８半径Ｒ８を超えかつ前記第３半径Ｒ３未満、又は、前記第３半径Ｒ３と同じとしていることを特徴とする液化ガスタンク構造。
2. 前記上側接合半径Ｒａと前記下側接合半径Ｒｂとが同じ大きさであることを特徴とする請求項１に記載の液化ガスタンク構造。
3. 前記上側接合半径Ｒａと前記下側接合半径Ｒｂとが異なる大きさであることを特徴とする請求項１に記載の液化ガスタンク構造。
4. 前記上部球殻体の前記第１半径Ｒ１と前記下部球殻体の前記第３半径Ｒ３とが同じ大きさであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液化ガスタンク構造。
5. 前記上部球殻体の前記第１半径Ｒ１と前記下部球殻体の前記第３半径Ｒ３とが異なる大きさであることを特徴とする請求項１又は３に記載の液化ガスタンク構造。
6. 請求項１〜５に記載の液化ガスタンク構造を備えていることを特徴とする船舶。
7. 請求項１〜５に記載の液化ガスタンク構造を備えていることを特徴とする浮体構造物。

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