JP5058705B2 - ドームシール装置及びそれを備える船舶 - Google Patents

Description

本発明は、輸送船に備わる液化ガスを貯留するためのタンクのドーム頂部と船体とを連結し、前記ドーム頂部と船体との間を密封するドームシール装置に関する。

低温液化ガスを輸送する輸送船は、メタン、プロパン、ブタン等の天然ガス、エチレン及びアンモニア等を低温液化した低温液化ガスを、船体内に収納されたタンク内に貯留して輸送している。これらの輸送船は、輸送するガスの状態及び種類によって、ＬＰＧ船、ＬＮＧ船及びケミカル船と呼ばれている。

これらの輸送船は、船体からタンクに熱が伝達されないように船体とタンクとが互いに離れて独立するように構成されている。そのためタンクドームの頂部（以下、単に「ドーム頂部」という）と船体との間に隙間が形成される。この隙間から大気及び海水等が入り込み、タンクが侵食し、またタンクに熱が与えられる。また船体とタンクとが互いに離れて独立するように構成されているため、タンクと船体と間の相対変位を吸収しなければならない。それためドーム頂部と船体との間には、前記隙間からの大気及び海水等の浸入を防止しつつ、タンク及び船体間の相対変位を吸収可能なドームシール装置が設けられている。（例えば、特許文献１及び２参照）
図８は、従来の技術のドームシール装置１を示す断面図である。ドームシール装置１は、Ｍ字状に形成されたシール本体４を有する。シール本体４は、その両端部４ａ，４ｂがドーム頂部２及び船体３の互いに対向する面に配設されている。このシール本体４の両端部４ａ，４ｂに鋼材から成る取付板５がそれぞれ被せられ、この取付板５とドーム頂部２又は船体３とがボルト６でそれぞれ締結されている。このように締結することによって、取付板５とドーム頂部２又は船体３とによって両端部４ａ，４ｂが挟持され、これによってシール本体４がドーム頂部２及び船体３に取り付けられる。

さらに取付板５の先端部には、断面が円で鋼材から成る受部７が溶接されている。この受部７は、その内周面がシール本体４の屈曲部４ｃ，４ｄに当接している。そのためシール本体４は、屈曲部４ｃ，４ｄを起点に変形する。このように構成されたドームシール装置１は、タンクのドーム頂部２と船体３とを連結してその間の隙間を密封する。そして船体３がタンクに対し相対変位すると、シール本体４は、屈曲部４ｃ，４ｄを起点に変形して伸縮し、その相対変位を吸収する（図８の２点鎖線参照）。
特許第３２４５８４２号公報（第２−３頁、第１図） 登録実用新案第２５３８７４４号公報（第２頁、第１図）

ドームシール装置１は、船舶が長期間にわたる航海をするため、過酷な温度変化を生じる、海水及び雨水に晒される等の劣悪な環境下で使用される。そのため経年劣化が著しく生じる。特に海水及び雨水に晒されるため、取付板５、ボルト６及び受部７等の金属製の部材の腐食の進行が激しく、ドームシール装置１の寿命が短い。そのためドームシール装置１０をこまめに取り替える必要が生じる。

そこで本発明の目的は、腐食の進行が遅く寿命が向上されたドームシール装置を提供することである。

本発明は、液化ガスを貯留するためのタンクのドーム頂部と船体とを連結し、前記ドーム頂部と船体との間を密封するドームシール装置であって、蛇腹状に形成された伸縮部と、前記ドーム頂部及び前記船体にそれぞれ取り付けられる取付部とを有するシール本体と、前記ドーム頂部又は前記船体と共に前記取付部を挟持し、前記取付部を前記ドーム頂部又は前記船体に取り付けるための取付板と、前記取付板と前記取付部とによって挟持されて前記取付板に取り付けられ、前記伸縮部が伸びたとき又は縮んだときに取付板と伸縮部との間に介在する保護部材と、前記取付板と前記ドーム頂部又は前記船体とを締結して、前記取付部及び保護部材を挟持させる締結具とを有し、前記取付板は、合成樹脂から成る平板であり、前記保護部材は、硬質合成ゴムから成ることを特徴とするものである。

本発明に従えば、取付板が合成樹脂、保護部材が硬質合成ゴムによって構成されるので、取付板及び保護部材の腐食を防止することができるとともに、樹脂板加工のみで製造することができ製造が容易であり、また製造コストを低減することができる。さらに防腐等のための塗装を必要とせず取付け作業が容易である。また取付板が合成樹脂、保護部材が硬質合成ゴムで構成されることによって、取付板及び保護部材を軽量化をすることができる。これによって取付板及び保護部材の搬送が容易になり、組立て作業が容易になる。また取付板及び保護部材が軽量化されることで船舶１１も軽量化され、船舶の燃費を向上し輸送燃料費のコストを低減することができる。

上記発明において、前記保護部材は、前記伸縮部が伸びたとき又は縮んだときに伸縮部と接触する面が伸縮部に向って凸状に湾曲していることが好ましい。

本発明に従えば、伸縮部が伸縮するとき、保護部材を起点にし、かつ保護部材の外周の湾曲に沿って伸縮部を変形させることができ、伸縮部が不所望な形状に変形しないようにすることができる。また外周面を湾曲させることで、伸縮部が変形したときに伸縮部に局所的に大きな応力が作用することがなく、伸縮部が損傷することを防ぐことができる。

上記発明において、前記保護部材は、凹所を有し、この凹所に取付板が嵌合されていることが好ましい。

本発明に従えば、凹所に取付板を嵌合することによって、保護部材と取付板とを一体化させることができる。これによって保護部材の剛性を向上させて大きな変形を抑制し、伸縮部を受け止めることができる。これによって伸縮部が不所望な形状に変形することを抑制できる。

上記発明においては、前記締結具は、頭付きボルトであり、前記頭付きボルトは、取付板側に頭部が配置され、前記頭付きボルトの頭部と取付板との間には、頭部より外形寸法が大きい保護板が介在していることが好ましい。

本発明に従えば、保護板によってボルトの頭部から取付板に与えられる圧力を分散することができ、取付板の変形を抑制することができる。

上記発明においては、前記取付板は、複数の板部材によって分割可能な環状に形成され、前記保護板は、互いに隣接する板部材にわたって設けられ、互いに隣接する板部材を連結することが好ましい。

本発明に従えば、取付板を複数の板部材に分割することができるので、持ち運び等の作業が容易になる。またこのように分割されている複数の板部材を保護板で連結することができる。したがって取付板を保護すると共に補強することができ、複数の取付板を一体化することができる。

本発明の船舶は、上記のいずれかのドームシール装置を備えるものである。本発明に従えば、上記のようなドームシール装置を備える船舶を実現することができる。

本発明のドームシール装置によれば、腐食の進行が遅く、寿命を向上させることができる。

図１は、ドームシール装置１０が適用される船舶１１を示す側面図である。図２は、図１の切断線ＩＩ−ＩＩで船舶１１の船体１２を切断して見た断面図である。船舶１１は、天然ガス、エチレン及びアンモニア等を低温液化させた液化ガスを輸送する輸送船であって、いわゆるＬＰＧ船、ＬＮＧ船又はケミカル船である。船舶１１は、船体１２内に液化ガスを貯留するための複数のタンク１３が収容されている。これらタンク１３は、図２に示すように、球状に形成され、船体１２に対し隙間１４を空けて配設されている。このように船体１２内に隙間１４をあけてタンク１３を配置することによって、船体１２とタンク１３との間を断熱している。船舶１１には、タンク１３のドーム頂部（以下、単に「ドーム頂部」という）１５と船体１２の甲板１６とにわたって円環状のドームシール装置１０が設けられ、これによって前記隙間１４が密封されている。

図３は、図２のＸの領域を拡大して示す断面図である。ドームシール装置１０は、基本的にシール本体２１と、取付板２２と、保護部材２３と、複数の締結具２４と、複数の保護板２５とを備える。シール本体２１は、円筒状に形成され、蛇腹状に形成される伸縮部３１と、その伸縮部３１の両端にそれぞれ連なる取付部３２，３３とを有する。

伸縮部３１は、周方向に垂直な断面がくの字状に形成され、その両端部が屈曲して取付部３２，３３に連なっている。本実施の形態では、伸縮部３１がくの字状であるが、複数の山と谷を有するものであってもよく、これらの形状を総称して蛇腹状という。シール本体２１の両端部である取付部３２，３３は、互いに対向するように形成されている。つまりシール本体２１は、周方向に垂直な断面が、取付部３２，３３と伸縮部３１とが連なる部分に屈曲部２１ａ、２１ｂを有するＭ字状に形成されている。取付部３２，３３は、ドーム頂部１５及び甲板１６にそれぞれ取り付けられており、これによってドーム頂部１５と甲板１６との間にシール本体２１が配置される。このとき取付部３２，３３は、伸縮部３１よりも外側、つまり隙間１４内に配置されている。

図４は、保護部材２３に取付板２２を取り付けたものの一部を示す平面図である。図５は、図３の切断線Ｖ−Ｖで切断して見た部分断面図である。取付板２２は、シール本体２１の取付部３２，３３に対しドーム頂部１５及び甲板１６の反対側に配設される。取付板２２は、合成樹脂から成り、例えばＰＥＴ樹脂によって構成される。取付板２２は、複数の板部材３４によって平面視で円環状に形成され、かつ前記複数の板部材３４に分割可能に形成されている。このように取付板２２が分割可能に構成されているので、搬送重量が低減される。これによって搬送が容易になる。

保護部材２３は、シール本体２１より硬い弾性体、例えば硬質合成ゴムから成り、平面視で円環状に形成され、取付板２２とシール本体２１の取付部３２，３３との間にそれぞれ介在し挟持されている。保護部材２３は、その外周側に板状に形成された載置部３５を有し、この載置部３５上に取付板２２が載置されている。また保護部材２３は、その内周側に載置部３５よりも厚肉の受部３６を有し、この受部３６の半径方向外側の壁に全周にわたって嵌合溝３７が形成されている。この嵌合溝３７には、載置部３５に載置された取付板２２の内周部２２ａが嵌合している。このように外周部２２ａを嵌合することによって、保護部材２３と取付板２２とを一体化させている。

また受部３６の外周面３６ａは、直線状に形成されており、上下の端部がＲ面取りされ湾曲している。このように形成することによって、伸縮部３１が伸縮する際、屈曲部２１ａ，２１ｂが内周面３６ａの上下端部に当接し、上下端部を起点に、かつ上下端部に沿って屈曲部２１ａ，２１ｂを変形させる。これによって前記屈曲部２１ａ，２１ｂが不所望な変形、例えば反り返る等することを抑制できる。また当接する上下端部が湾曲しているので、前記屈曲部２１ａ，２１ｂが損傷することを抑制できる。さらに取付板２２と保護部材２３とが一体化されているので、保護部材２３の剛性が向上しており、保護部材２３は大きく変形することなく伸縮部３１を受け止めることができる。さらに伸縮部３１を内周面３６ａに当接させることによって、伸縮部３１が取付板２２に当たり損傷することを防いでいる。

このような構成を有する取付板２２及び保護部材２３は、合成樹脂及び硬質合成ゴムによってそれぞれ構成されており、取付板２２及び保護部材２３が大気及び海水等によって腐食することが防止されている。これによってドームシール装置１０の寿命を向上することができる。また取付板２２及び保護部材２３を合成樹脂及び硬質合成ゴムでそれぞれ構成することで、取付板２２及び保護部材２３が軽量化され、その搬送が容易になり取付け作業が容易になる。また取付板２２及び保護部材２３を軽量化することで、船舶１１が軽量化され、船舶１１の燃費が向上する。これによって輸送燃料費のコストを低減することができる。また合成樹脂から成る取付板２２及び硬質合成ゴムから成る保護部材２３は、樹脂板加工のみで製造することができ、製造が容易であると共に、防腐等のための塗装を必要とせず取付け作業が容易である。

締結具２４は、シール本体２１の取付部３２，３３の周方向全周にわたって等間隔で設けられ、取付板２２、保護部材２３、取付部３２，３３及びドーム頂部１５又は甲板１６を貫通し、これらを締結している。これによってシール本体２１の取付部３２，３３が取付板２２とドーム頂部１５又は甲板１６とによって挟持され、ドームシール装置１０がドーム頂部１５又は甲板１６に取り付けられる。締結具２４は、頭付きボルト３８（単に、「ボルト」という）とナット３９とを有し、ボルト３８の頭部３８ａが取付板２２側に、ナット３９がドーム頂部１５又は甲板１６側に配置されている。

保護板２５は、ボルト３８の頭部３８ａと取付板２２との間に介在している。保護板２５には、連結板４１と座金４２がある。連結板４１は、矩形状の板材であり、少なくともボルト３８の頭部３８ａより幅が広く形成されている。連結板４１は、互いに隣接する板部材３４において対向する各端部にわたって設けられ、ボルト３８で前記各端部に締結されている。そのためボルト３８の頭部３８ａと取付板２２との間に敷かれている。ボルト３８は、取付板２２とドーム頂部１５又は甲板１６とがシール本体２１の取付部３２，３３を確実に挟持するためにしっかりと締め付けられている。そのためボルト３８の頭部３８ａが連結板４１を押圧する。この押圧力を連結板４１によって分散することで、取付板２２にかかる応力を小さくし、ボルト３８の締め付けによる取付板２２の変形を抑制している。連結板４１は、互いに隣接する板部材３４全てにおいて設けられ、ボルト３８によって締結されている。このように連結板４１を配設することによって、板部材３４が連結され円環状の取付板２２が構成される。このような構成であるので、取付板２２の組立てが容易である。

座金４２は、取付板２２の周方向において、互いに隣接する連結板４１の間にそれぞれ配設されている。座金４２は、ボルト３８の頭部３８ａより外形寸法が大きく形成されており、頭部３８ａと取付板２２との間に敷かれている。これによって連結板４１と同様に、取付板２２にかかる圧力を分散し、ボルト３８の締め付けによる取付板２２の変形が抑制される。

このようにして構成されるドームシール装置１０は、シール本体２１をドーム頂部１５及び甲板１６に締結するだけの簡単な作業で隙間１４を密封し、前記隙間１４に大気、海水及び雨水等が浸入することを防ぐことができる。これによってタンク１３の腐食を防止することができるとともに、隙間１４による断熱効果を維持することができる。さらにドームシール装置１０は、伸縮部３１が伸縮することによって、タンク１３に対する船体１２が相対変位を吸収することができる。

図６は、他の実施形態のドームシール装置１０Ａを示す断面図である。他の実施形態のドームシール装置１０Ａは、前述の実施形態のドームシール装置１０と構成が類似している。そこで第２の実施の形態のドームシール装置１０の構成については、第１の実施形態のドームシール装置１０と異なる構成についてだけ説明し、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。保護部材２３Ａは、載置部３５と受部５０とを有する。保護部材２３Ａは、載置部３５に板部材３４が載置され、この板部材３４の側面が受部５０の半径方向外側の壁に当接している。

図７は、ドームシール装置１０が適用される他の船舶１１Ｂを示す側面図である。他の実施形態の船舶１１Ｂは、前述の実施形態の船舶１１と構成が類似している。そこで他の実施形態の船舶１１Ｂの構成については、前述の実施形態の船舶１１の構成と異なる構成についてだけ説明し、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。船舶１１Ｂは、その船体１２Ｂ内に直方体状のタンク１３Ｂが収容されており、前記タンク１３Ｂは、船体１２に対し隙間１４を空けて配設されている。このような直方体状のタンク１３Ｂに対しても、ドームシール装置１０は適用することができる。

以上のように、腐食の進行が遅くさせて寿命を向上させる必要がある船舶のドームシール装置に適している。

ドームシール装置が適用される船舶を示す側面図である。 図１の切断線ＩＩ−ＩＩで船舶の船体を切断して見た断面図である。 図２のＸの領域を拡大して示す断面図である。 保護部材に取付板を取り付けたものの一部を示す平面図である。 図３の切断線Ｖ−Ｖで切断して見た部分断面図である。 他の実施形態のドームシール装置１０Ａを示す断面図である。 ドームシール装置１０が適用される他の船舶１１Ｂを示す側面図である。 従来の技術のドームシール装置１を示す断面図である。

符号の説明

１０，１０Ａ ドームシール装置
１１，１１Ｂ 船舶
１２ 船体
１３，１３Ｂ タンク
１５，１６ 甲板
２１ シール本体
２２ 取付板
２３，２３Ａ 保護部材
２４ 締結具
２５ 保護板
３１ 伸縮部
３２，３３ 取付部
３４ 板部材
３７ 嵌合溝
３８ ボルト
３８ａ 頭部
３９ ナット
４１ 連結板
４２ 座金

Claims (6)

1. 液化ガスを貯留するためのタンクのドーム頂部と船体とを連結し、前記ドーム頂部と船体との間を密封するドームシール装置であって、
   蛇腹状に形成された伸縮部と、前記ドーム頂部及び前記船体にそれぞれ取り付けられる取付部とを有するシール本体と、
   前記ドーム頂部又は前記船体と共に前記取付部を挟持し、前記取付部を前記ドーム頂部又は前記船体に取り付けるための取付板と、
   前記取付板と前記取付部とによって挟持されて前記取付板に取り付けられ、前記伸縮部が伸びたとき又は縮んだときに取付板と伸縮部との間に介在する保護部材と、
   前記取付板と前記ドーム頂部又は前記船体とを締結して、前記取付部及び保護部材を挟持させる締結具とを有し、
   前記取付板は、合成樹脂から成る平板であり、
   前記保護部材は、硬質合成ゴムから成ることを特徴とするドームシール装置。
2. 前記保護部材は、前記伸縮部が伸びたとき又は縮んだときに伸縮部と接触する面が伸縮部に向って凸状に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載のドームシール装置
3. 前記保護部材は、凹所を有し、この凹所に取付板が嵌合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のドームシール装置。
4. 前記締結具は、頭付きボルトであり、
   前記頭付きボルトは、取付板側に頭部が配置され、
   前記頭付きボルトの頭部と取付板との間には、頭部より外形寸法が大きい保護板が介在していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のドームシール装置。
5. 前記取付板は、複数の板部材によって分割可能な環状に形成され、
   前記保護板は、互いに隣接する板部材にわたって設けられ、互いに隣接する板部材を連結することを特徴とする請求項４に記載のドームシール装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つに記載されるドームシール装置を備える船舶。

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