JP2019026083A - 船形構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】両舷の一対の空所区画の間に設けられる浸水平衡装置の配管やバルブ等の保守点検が不要であり、非損傷時の復原性を損なうことなく、船体損傷時における船体の横傾斜の減少又は相殺と船体の重心の低下とにより、損傷時復原性を向上させて、コンパクトな船体と損傷時復原性を兼ね備えた船形構造物を提供する。【解決手段】船体の貨物領域Ｒ１の船側３側と船底２側の周囲に液体積載区画３１と空所区画３２を配設した船形構造物１において、液体積載区画３１の一部または全部を、船底２側の区画３１ａの一部と船側３側の区画３１ｂとが連続しているＪ字型区画で形成すると共に、空所区画３２の一部または全部を、船底２側の区画３２ａと両舷の船側３側の区画３２ｂ、３２ｃとが連続しているＵ字型区画で形成する。【選択図】図３

Description

本発明は、船形構造物に関し、より詳細には、コンパクトな船体で、非損傷時及び損傷時の両方で高い復原性を有する、船舶や浮体構造物等の船形構造物に関する。

船舶においては、貨物の積載量が同じであれば、多くの港湾に入港できるように、それらの港湾の制限に合致していることが望まれる。この港湾の制限は船体の様々な要目に及ぶことがあるが、船長、船幅、深さなどの主要目に関する制限が多い。そのため、船舶の汎用性を高めるためには、コンパクトな主要目の船舶が望まれる。また、船舶建造の初期費用を安くするためにも、可能な限り、船長、船幅、深さが小さいコンパクトな船体であることが望まれている。

一方、船舶は、国際規則で定められた損傷時復原性を持つ必要がある。特に、液化ガス運搬船やコンテナ船などの貨物重心の高い船舶は、この国際規則で要求されている損傷時復原性を満足させることが難しい船種となっている。この船体が衝突等により損傷を受けた時の損傷時復原性を満足させるためには、船幅や深さを大きくするなど船体の大型化が考えられるが、望まれるコンパクトな船体を達成するためには、船体を大型化せずに損傷時復原性を高める工夫や配置が必要となる。

この損傷時復原性を高めるためには、一般的には、第１の方法としての「船体の予備浮力の増加」、第２の方法としての「船体の初期復原力（ＧＭ）の増加」、第３の方法としての「船体損傷の影響の減少」の３つの方法が用いられている。

「船体の予備浮力の増加」の第１の方法では船体が大きくなり易く、船長、船幅、深さ等の主要目が増大する。また、「船体の初期復原力（ＧＭ）の増加」の第２の方法では、船体の主要目のうち、とりわけ船幅が増加することになるため、港湾適合性などで求められるコンパクトな船体と相反することとなる。つまり、この２つの方法は、主要目に依存するものであり、船体の主要目や形状を変更しない限り、大きく改善することが難しい。

そのため、「船体損傷の影響の減少」の第３の方法に関しては、従来技術で様々な工夫が施されている。例えば、損傷時の復原性の適切な確保を目的に、船体の内部において、船首尾方向に延びる空間であるダブルボトムパイプパッセージを船底側に配置すると共に、船幅方向両側に一対が配置されて、船底側から船側外板に沿って上方に向かって延びる空間である舷側コファダムとを備えて、船舶が衝突等によって船側外板が損傷を受けると、この損傷個所から舷側コファダム内に導入された水が、この舷側コファダムと連通するダブルボトムパイプパッセージに導入されて、船体の重心を下げる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このダブルボトムパイプパッセージは、船尾側ではエンジンルームとカーゴホールドとの間から、船首側では、カーゴホールドの先端側まで到達している非常に長い区画であり、また、船尾側の中央側コファダムとも連通しているので、船体の重心を下げる効果は大きいが、船体の沈下量も大きくなるので、予備浮力の確保が必要になり、船体の大型化につながるという問題がある。

一方、損傷時復原性を高めるため、損傷時の浸水による船体の横傾斜を抑制することが効果的であることが知られており、バラストタンクを長手方向に分割して浸水区画の浸水量を少なくする方法があるが、この方法では、バラストタンクの長さを短くすると、この分割により隔壁や艤装品や塗装面積が増加するので、規則で定められる損傷長さより細かく分割するのは好ましくないという問題がある。

また、両舷側に設けた一対のバラストタンクの区画や空所を配管とバルブなどで構成される浸水平衡装置を介して連結し、損傷時に浸水した区画と反対舷側の区画とを浸水平衡装置のバルブを開にして連通させて反対舷側の区画も浸水させて両舷の浸水量のバランスを取ることで横傾斜を軽減又は相殺する方法もあるが、この方法では、船体における浸水平衡装置などの設備の初期投資費用が必要となり、また、就航後にも浸水平衡装置の保守点検などが必要となるという問題や規則によっては浸水平衡装置の効果を考慮することができないという問題がある。

特開２０１５−２０９１８８号公報

一方、本発明者は、船底側の区画と両舷の船側側の区画とが連続しているＵ字型のバラストタンクについて、従来は、両舷のタンクが下側で連通しているため、復原性を損なう自由表面の影響が大きくなり、非損傷時の通常航海時における復原性を悪化させるため、一般的な構成としての採用は難しいと考えられてきているが、このＵ字型区画をバラストタンクではなく、空所などの液体を積載しない区画とすることで、自由表面の影響の増大による非損傷時の復原性の悪化を回避でき、しかも、損傷時には船体の横傾斜を軽減又は相殺でき、かつ、損傷時の船体の重心の低下を図ることができるとの知見を得た。

それと共に、従来技術で採用されている船側側の二重船殻に配置される左右一対のＪ字型バラストタンクを長手方向に分割する構成と組み合わせることにより、Ｕ字型区画の空所を設けたことによる、バラスト水などの液体等を積載する場所の減少に対処でき、Ｕ字型の空所区画とＪ字型の液体積載区画とを併用し、Ｕ字型の空所区画の範囲を一部に留めることでバラストタンク等の液体積載区画の容積を確保することが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、両舷の一対の空所区画の間に設けられる浸水平衡装置の配管やバルブ等の保守点検が不要であり、非損傷時の復原性を損なうことなく、船体損傷時における船体の横傾斜の減少又は相殺と船体の重心の低下とにより、損傷時復原性を向上させて、コンパクトな船体と損傷時復原性を兼ね備えた船形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船形構造物は、船体の貨物領域の船側側と船底側の周囲に液体積載区画と空所区画を配設した船形構造物において、前記液体積載区画の一部または全部を、船底側の区画の一部と船側側の区画とが連続しているＪ字型の液体積載区画で形成すると共に、前記空所区画の一部または全部を、船底側の区画と両舷の船側側の区画とが連続しているＵ字型の空所区画で形成して構成される。

なお、本発明を適用する船形構造物としては、二重船側および二重底を有することが好ましいが、左右一対のボトムホッパータンクを持つ船舶等、Ｊ字型の液体積載区画とＵ字型の空所区画を形成できる構造であれば、本発明を適用することが可能である。また、二重船側を有する船舶は、アンダーデッキパッセージと呼ばれる縦通通路を上甲板下に配置することがあるが、このアンダーデッキパッセージの有無に関わらず本願発明を適用することが可能である。加えて、この船形構造物には、液化ガス運搬船、コンテナ船、バルクキャリア等の船舶やＦＳＰＯ（浮体式海洋石油・ガス生産貯蔵積出設備）、ＦＳＯ（浮体式海洋石油・ガス貯蔵積出設備）等の浮体構造物を含んでいる。

この構造により、貨物領域の二重船側および二重底、又は、左右一対のボトムホッパータンクと二重底を、Ｊ字型の液体積載区画とＵ字型の空所区画で構成している。このＵ字型の空所区画を通常時はバラスト水や燃料などの液体を積載しない空所とすることで、復原性に悪影響を及ぼす自由表面の影響を回避して、非損傷時復原性が悪化しないようにすることができる。また、Ｊ字型の液体積載区画を液体を積載する区画とすることにより、バラストタンクや燃料タンク等に必要とされる液体積載の区画の容積を確保することができる。

つまり、貨物領域に配置される二重船側および二重底等をＪ字型の液体積載区画とＵ字型の空所区画を組み合わせて構成することで、非損傷時復原性を損なうことなく、コンパクトな船体と損傷時復原性を兼ね備えることができる。

上記の船形構造物において、前記Ｊ字型の液体積載区画と前記Ｕ字型の空所区画を、船体前後方向に交互に設けていると、損傷時復原性が厳しくなる２区画損傷のうち、１区画がＵ字型の空所区画となるので、損傷部位から浸水する水がこのＵ字型の空所区画の船底の空所区画を経由して損傷を受けた舷側とは反対側の舷側の空所区画に送りこまれることになる。

この船底の空所区画の浸水により、船体の重心の低下を図ることができ、反対舷の空所区画の浸水により、両舷に同じ量の浸水が生じることになるので、Ｕ字型の空所区画の損傷側の浸水による船体の横傾斜の軽減又は相殺を図ることができ、損傷時復原性を向上させることができる。

また、Ｕ字型の空所区画を船体の前後方向に連続する２区画のうちの１区画に留めることでバラストタンクなどの液体積載区画の容積を確保することができ、船体が大きくなるのを抑制することができる。

上記の船形構造物において、前記Ｊ字型の液体積載区画と前記Ｕ字型の空所区画において、その船体前後方向の長さを予め設定されている仮想損傷長を超える長さとすると、この構成により、３区画同時損傷を防止することができると共に、この分割のための隔壁により艤装品や塗装面積が増加するのを防止できる。なお、Ｕ字型の空所区画は、損傷時以外は、デッドスペースとなるため、最小限の長さであることが望ましい。

上記の船形構造物において、前記船体の二重底に船体前後方向に前記Ｕ字型の空所区画で分割されたダクトキールを設けると共に、このダクトキールをパイプパッセージとしていると、この構成では、パイプパッセージはＵ字型の空所区画の前側と後ろ側に分割配置されることになるが、このＵ字型の空所区画はドライな区画であるので、前後のパイプパッセージのみならず、このＵ字型の空所区画においても配管に対するメンテナンスや防錆の観点から必要とされるパイプパッセージの機能を維持することができる。

本発明の船形構造物によれば、船体の大型化や浸水平衡装置の採用は不要であり、非損傷時の復原性を損なうことなく、船体損傷時における船体の横傾斜の減少又は相殺と船体の重心の低下とにより、損傷時復原性を向上させて、コンパクトな船体と損傷時復原性を兼ね備えることができる。

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。 図１の液化ガス運搬船におけるＪ字型の液体積載区画とＵ字型の空所区画を模式的に示す平面図である。（貨物領域Ｒ１については上甲板下を表す。） 図３のＪ字型区画を示すＡ−Ａ断面図である。 図３のＵ字型区画を示すＢ−Ｂ断面図である。 図３のＵ字型区画を示すＣ−Ｃ断面図である。 Ｕ字型の空所区画とダクトキールの関係を示す船底部分の平面図である。 従来技術の液化ガス運搬船におけるＪ字型の液体積載区画を模式的に示す平面図である。（貨物領域Ｒ１については上甲板下を表す。） 図８のＪ字型区画を示すＡ−Ａ断面図である。 図８のＪ字型区画を示すＢ−Ｂ断面図である。 図８のＪ字型区画を示すＣ−Ｃ断面図である。 従来技術のＪ字型の液体積載区画とダクトキールの関係を示す船底部分の平面図である。

以下、本発明に係る実施の形態の船形構造物について、図面を参照しながら説明する。この船形構造物として、ここでは、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が、本発明を適用可能な船形構造物は、二重船側および二重底を有する船形構造物であることが好ましいものの、左右一対のボトムホッパータンクを持つ船舶等、下記に示すＪ字型区画とＵ字型区画を形成できる構造であれば、本発明を適用することが可能である。また、本発明は、この液化ガス運搬船に限定されず、それ以外のコンテナ船、バルクキャリア等の船舶やＦＳＰＯ（浮体式海洋石油・ガス生産貯蔵積出設備）、ＦＳＯ（浮体式海洋石油・ガス貯蔵積出設備）等の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、本発明の係る第１の実施の形態の船形構造物は、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２０を配設した貨物区画１０を複数有する貨物領域Ｒ１が設けられている。 また、貨物区画１０においては、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、図３〜図６に示すように、この液化ガス運搬船１は、船体の貨物領域Ｒ１の船側３側と船底２側の周囲にＪ字型の液体積載区画３１とＵ字型の空所区画３２を配設した液化ガス運搬船１である。この液化ガス運搬船１において、液体積載区画３１の一部または全部（ここでは全部）を、図４に示すような、船底２側の区画３１ａの一部と船側３側の区画３１ｂとが連続しているＪ字型区画で形成する。それと共に、空所区画３２の一部または全部（ここでは全部）を、図５及び図６に示すような、船底２側の区画３２ａと両舷の船側３側の区画３２ｂ，３２ｃとが連続しているＵ字型区画で形成する。

また、このＪ字型の液体積載区画３１とＵ字型の空所区画３２を船体前後方向に交互に設ける。これにより、損傷時復原性が厳しくなる２区画損傷の場合に、この損傷を受ける２区画のうち、１区画がＵ字型の空所区画３２となる。そのため、損傷部位の空所区画３２ｂ（又は３２ｃ）から浸水する水が、このＵ字型の空所区画３２の船底２の空所区画３２ａを経由して損傷を受けた舷とは反対舷の空所区画３２ｃ（又は３２ｂ）に送りこまれることになる。

この船底２の空所区画３２ａの浸水により、船体の重心の低下を図ることができ、反対舷の空所区画３２ｃ（又は３２ｂ）の浸水により、両舷に略同じ量の浸水が生じることになるので、損傷側の空所区画３２ｂ（又は３２ｃ）の浸水による船体の横傾斜の軽減又は相殺を図ることができる。これにより、船体の損傷時復原性を向上させることができる。

また、Ｕ字型の空所区画３２を船体前後方向に連続する２区画のうちの１区画に留めることでバラストタンクなどのＪ字型の液体積載区画３１の容積を確保することができ、船体が大きくなるのを抑制することができる。

そして、Ｊ字型の液体積載区画３１とＵ字型の空所区画３２において、その船体前後方向の長さを予め設定されている仮想損傷長を超える長さとすると、この構成により、３区画損傷を防止することができると共に、この分割のための隔壁（仕切り壁）や艤装品や塗装面積が増加するのを防止できる。なお、Ｕ字型の空所区画３２は、損傷時以外は、デッドスペースとなるため、最小限の長さであることが望ましい。

そして、損傷時復原性規則で想定される損傷は、主に他船との衝突を考慮したもので、船舶１の船体前後方向の全域に対して所定の範囲内の損傷が不特定のどこでも発生する可能性を考慮する必要がある。これに関しては、一般には、単一の区画が船体前後方向に長くなる貨物領域Ｒ１の貨物区画のうちの連続した２区画が損傷するケースにおいて、最も損傷時復原性の低下が厳しくなるので、貨物領域Ｒ１の貨物区画１０のうちの少なくとも前後２区画の損傷を考慮してＪ字型の液体積載区画３１とＵ字型の空所区画３２の船体前後方向の長さを設定することが好ましい。そして、この衝突で損傷が生じると想定した場合の損傷の長さである「仮想損傷長」は、対象とする船舶に対してその設計に際して具体的な数値で設定されることになる。

また、図７に示すように、船体の二重底に船体前後方向にＵ字型の空所区画３２で分割されたダクトキール３３を設けると共に、このダクトキール３３をパイプパッセージとして構成していると、この構成では、ダクトキール３３はＵ字型の空所区画３２の前側と後ろ側に分割配置されることになるが、このＵ字型の空所区画３２はドライな区画であるので、前後のダクトキール３３のみならず、このＵ字型の空所区画３２においてもバラスト水用配管３４に対するメンテナンスや防錆の観点から必要とされるパイプパッセージの機能を維持することができる。

なお、比較のために、図８〜図１１に従来技術の液化ガス運搬船１ＸにおけるＪ字型の液体積載区画３１を示し、図１２に従来技術の液体積載区画３１とダクトキール３３Ｘの関係を示す。

上記の構成の液化ガス運搬船１によれば、貨物領域Ｒ１の二重船側および二重底をＪ字型の液体積載区画３１とＵ字型の空所区画３２で構成している。このＵ字型の空所区画３２を通常時はバラスト水や燃料などの液体を積載しない空所の区画とすることで、復原性に悪影響を及ぼす自由表面の影響を回避して非損傷時復原性が悪化しないようにすることができる。また、Ｊ字型の液体積載区画３１を液体を積載する区画とすることにより、バラストタンクや燃料タンクなどとして必要とされる液体を積載する区画の容積を確保することができる。

つまり、貨物領域Ｒ１に配置される二重船側および二重底等をＪ字型の液体積載区画３１とＵ字型の空所区画３２を組み合わせて構成することで、非損傷時復原性を損なうことなく、コンパクトな船体と損傷時復原性を兼ね備えることができる。

従って、本発明に係る実施の形態の液化ガス運搬船１によれば、空所区画の間に設けられる浸水平衡装置の配管やバルブ等の保守点検が不要であり、非損傷時の復原性を損なうことなく、２区画損傷時における船体の横傾斜の減少又は相殺と船体の重心の低下とにより、損傷時復原性を向上させて、コンパクトな船体と傷時復原性を兼ね備えることができる。

１、１Ｘ 液化ガス運搬船
２ 船底
３ 船側
４ 上甲板
１０ 貨物区画
２０ 液化ガスタンク
３１ Ｊ字型の液体積載区画
３１ａ 船底側の区画（Ｊ字型の液体積載区画）
３１ｂ 船側側の区画（Ｊ字型の液体積載区画）
３２ Ｕ字型の空所区画
３２ａ 船底側の区画（Ｕ字型の空所区画）
３２ｂ、３２ｃ 船側側の区画（Ｕ字型の空所区画）
３３、３３Ｘ ダクトキール
３４ バラスト水用配管
Ｒ１ 貨物領域

Claims (4)

1. 船体の貨物領域の船側側と船底側の周囲に液体積載区画と空所区画を配設した船形構造物において、前記液体積載区画の一部または全部を、船底側の区画の一部と船側側の区画とが連続しているＪ字型の液体積載区画で形成すると共に、前記空所区画の一部または全部を、船底側の区画と両舷の船側側の区画とが連続しているＵ字型の空所区画で形成していることを特徴とする船形構造物。
2. 前記Ｊ字型の液体積載区画と前記Ｕ字型の空所区画を、船体前後方向に交互に設けていることを特徴とする請求項１に記載の船形構造物。
3. 前記Ｊ字型の液体積載区画と前記Ｕ字型の空所区画において、その船体前後方向の長さを予め設定されている仮想損傷長を超える長さとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の船形構造物。
4. 前記船体の二重底に船体前後方向に前記Ｕ字型の空所区画で分割されたダクトキールを設けると共に、このダクトキールをパイプパッセージとしていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の船形構造物。

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