JP5809036B2 - タンク構造及び船舶 - Google Patents

Description

本発明は、タンク構造及び船舶に関し、特に、設置床面に対して相対移動可能に配置されるタンクに適したタンク構造及び該タンク構造を有するタンクを備えた船舶に関する。

ＬＮＧやＬＰＧ等の低温液体を収容するタンクは、一般に、収容する低温液体の分量によって熱膨張又は熱収縮することから、設置床面に対して相対移動できるように自立又は独立して配置される。かかるタンクは、例えば、特許文献１に記載されたように、船体に形成された船倉の底部に配置された支持台上に、支持ブロックを介して配置されており、支持ブロックと支持台との間又はタンク底面と支持ブロックとの間で滑動可能に構成されている。また、低温液体を収容するタンクを備えた船舶（いわゆるタンカー）では、風や波によって揺動し、スロッシングが生じることから、タンクに一定の強度を必要とする。

例えば、特許文献１に記載されたように、タンカーに搭載されるタンクは、タンク内面に、船長方向に間隔を空けて配置されたボトムトランスやトランスバース（桁部材）、上下方向に間隔を空けて周方向に沿って配置されたガーダ（骨部材）、船幅方向に間隔を空けて船長方向に沿って配置されたスティフナ（骨部材）等の多数の強度部材を有している。

また、ボトムトランス（桁部材）とスティフナ（骨部材）とが干渉する部分では、ボトムトランス（桁部材）にスリットやスロット等の開口部を形成し、スティフナ（骨部材）を貫通させるようにしている。かかる構成は、船体構造においても使用されている。例えば、特許文献２に記載されたように、ウェブとフェースプレートとからなるロンジ（骨部材に相当）が大骨や隔壁（桁部材に相当）を貫通する部分に、ウェブを囲む開口部を有するスロットが形成されている。

特許第２５６０２９４号公報 特公平７−１００４６７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたようなタンク構造では、船長方向に間隔を空けて配置されたトランス等の桁部材に対して、上下方向又は船幅方向に間隔を空けて配置されたガーダやスティフナ等の骨部材の本数が数百〜数千本と多く、その貫通部（取り合い部）における、加工、仮組み、取り付け、溶接等の作業に多大な工数を要するという問題があった。また、タンク構造において、開口部の応力集中を緩和したい場合には、特許文献２に記載された構成を使用することができるものの、加工に要する作業工数がさらに増大してしまうという問題があった。

本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、加工、仮組み、取り付け、溶接等の作業を軽減することができる、タンク構造及び船舶を提供することを目的とする。

本発明によれば、長手方向に間隔を空けて周方向に沿ってタンク内面に配置された複数の桁部材と、短手方向又は高さ方向に間隔を空けて長手方向に沿ってタンク内面に配置された複数の骨部材と、を有するタンク構造において、前記桁部材は、上部に配置される上部桁部材と、下部に配置される下部桁部材と、側部に配置される一対の側部桁部材と、を有し、少なくとも前記下部桁部材を前記タンク外面に配置した、ことを特徴とするタンク構造が提供される。なお、ここでいう長手方向、短手方向、高さ方向とは、タンク構造の形状により決定される方向である。

また、本発明によれば、船倉内で熱膨張又は熱収縮可能にタンクを支持する船舶において、前記タンクのタンク構造は、長手方向に間隔を空けて周方向に沿ってタンク内面に配置された複数の桁部材と、短手方向又は高さ方向に間隔を空けて長手方向に沿ってタンク内面に配置された複数の骨部材と、を有し、前記桁部材は、上部に配置される上部桁部材と、下部に配置される下部桁部材と、側部に配置される一対の側部桁部材と、を有し、少なくとも前記下部桁部材を前記タンク外面に配置した、ことを特徴とする船舶が提供される。

上述したタンク構造及び船舶において、前記骨部材の少なくとも一部をタンク外面に配置するようにしてもよい。

また、前記下部桁部材の下部にタンクを支持する支持ブロックを配置してもよい。さらに、前記下部桁部材は、前記支持ブロックの配置箇所に形成された拡幅部を有していてもよい。

上述したタンク構造及び船舶において、前記骨部材は、上部に配置される上部骨部材と、下部に配置される下部骨部材と、側部に配置される側部骨部材と、を有し、少なくとも前記下部骨部材を前記タンク外面に配置するようにしてもよい。また、隣り合う前記下部骨部材の隙間にタンクを支持する支持ブロックを嵌合してもよい。

上述した本発明に係るタンク構造及び船舶によれば、桁部材又は骨部材の少なくとも一部をタンク外面に配置することにより、桁部材と骨部材とが干渉する取り合い部を低減することができ、骨部材が桁部材を貫通する貫通部（取り合い部）の個数を低減することができる。したがって、タンク構造の加工、仮組み、取り付け、溶接等の作業を軽減することができる。

本発明の第一実施形態に係るタンク構造を示す全体構成図である。 図１に示したタンク構造の説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は従来例の断面図、を示している。 本発明の他の実施形態に係るタンク構造を示す断面図であり、（ａ）は第二実施形態、（ｂ）は第三実施形態、を示している。 図３に示したタンク構造の説明図であり、（ａ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は図３（ｂ）におけるＢ部拡大図、を示している。 本発明の実施形態に係る船舶を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図１〜図５を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係るタンク構造を示す全体構成図である。図２は、図１に示したタンク構造の説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は従来例の断面図、を示している。なお、図１において、タンク１の一部を切断した状態を図示している。また、各図において、説明の便宜上、タンク１の外周を被覆する断熱材の図は省略してある。

本発明の第一実施形態に係るタンク構造は、例えば、ＬＮＧやＬＰＧ等の低温液体を収容するタンク１に使用され、図１及び図２に示したように、長手方向（Ｙ方向）に間隔を空けて周方向に沿ってタンク内面１１に配置された複数の桁部材２と、短手方向（Ｘ方向）又は高さ方向（Ｚ方向）に間隔を空けて長手方向（Ｙ方向）に沿ってタンク内面１１に配置された複数の骨部材３と、を有し、桁部材２の周方向の一部をタンク外面１２に配置して、骨部材３が桁部材２を貫通する貫通部（取り合い部）の個数を低減したものである。

前記タンク１は、支持ブロック５を介して、床面６に対して相対移動可能に配置される。図２（ａ）に示したように、床面６には金属製の支持台６１が形成されており、下部桁部材２２に形成された枠体部６２に支持ブロック５が係止されている。したがって、本実施形態では、タンク１は、支持ブロック５下で滑動可能に配置されている。支持台６１は、床面６の一部を変形させて形成してもよいし、他の部品を床面６に固定することにより形成してもよい。なお、図１において、説明の便宜上、枠体部６２の図を省略してある。

また、タンク１は、例えば、複数の平板状の鋼材を溶接して繋ぎ合せることによって、略直方体形状の密封された空間を形成しており、いわゆる自立角型タンクに相当する。なお、図示したタンク１の形状は単なる一例であり、本発明は、桁部材２と骨部材３とが干渉する構造を有するタンク１であれば、自立角型タンク以外のタンク（例えば、球形タンクやメンブレン式タンク等）にも適用することができる。

前記桁部材２は、上部に配置される上部桁部材２１と、下部に配置される下部桁部材２２と、側部に配置される一対の側部桁部材２３，２３と、を有し、下部桁部材２２がタンク外面１２に配置されている。図２（ａ）に示したように、各桁部材２は、上部桁部材２１及び側部桁部材２３がタンク内面１１に配置され、下部桁部材２２のみがタンク外面１２に配置され、それぞれ溶接されている。

一方、骨部材３は、上部に配置される上部骨部材３１と、下部に配置される下部骨部材３２と、側部に配置される側部骨部材３３と、を有している。そして、図２（ａ）に示したように、全ての骨部材３（上部骨部材３１、下部骨部材３２及び側部骨部材３３）はタンク内面１１に配置され、溶接されている。なお、骨部材３には、必要に応じて、隣り合う骨部材３を接続するように補強部材を配置するようにしてもよい。

したがって、上部桁部材２１と上部骨部材３１とは干渉することから、上部骨部材３１が上部桁部材２１を貫通する貫通部（取り合い部）が上部桁部材２１に形成されている。かかる貫通部（取り合い部）は、桁部材２及び骨部材３が両方ともタンク内面１１に配置されている場合に形成されるものであり、側部桁部材２３にも形成されることとなる。

一方、下部桁部材２２はタンク外面１２に配置されており、下部骨部材３２はタンク内面１１に配置されていることから、タンク１の下部構造においては、下部桁部材２２と下部骨部材３２とが干渉することがない。したがって、下部桁部材２２に貫通部（取り合い部）を形成する必要がなく、骨部材３が桁部材２を貫通する貫通部（取り合い部）の個数を低減することができ、タンク構造の加工、仮組み、取り付け、溶接等の作業を軽減することができる。また、下部桁部材２２をタンク外面１２に配置したことにより、その両端部をタンク１に溶接する必要がなく、溶接作業を軽減することができる。

ここで、図２（ｂ）は従来例のタンク構造を示している。従来例のタンク１００では、全ての桁部材２００及び全ての骨部材３００がタンク内面１０１に配置されており、タンク内面１０１の全周において桁部材２００と骨部材３００とが干渉し、貫通部（取り合い部）を形成する必要があった。

それに対して、図２（ａ）に示した本実施形態に係るタンク構造では、下部桁部材２２をタンク外面１２に配置していることから、少なくとも下部桁部材２２において貫通部（取り合い部）を形成する必要はなく、その個数を低減することができる。

なお、本実施形態では、下部桁部材２２にのみをタンク外面１２に配置しているが、上部桁部材２１や側部桁部材２３をタンク外面１２に配置するようにしてもよく、少なくとも桁部材２の一部がタンク外面１２に配置されていればよい。特に、下部桁部材２２をタンク外面１２に配置することにより、支持ブロック５との接触部やタンク底面部の断熱構造を簡略化することができることから、少なくとも下部桁部材２２をタンク外面１２に配置すると効果的である。

また、図１に示したように、下部桁部材２２の下部にタンク１を支持する支持ブロック５が配置されている。支持ブロック５は、例えば、角型の木材により構成され、ゴムや樹脂等の熱伝導率が低く弾性力を有する素材により構成されたものであってもよいし、これらの素材を角材の表面に固定したものを使用してもよい。

また、支持ブロック５上に配置される下部桁部材２２の部分には、必要に応じて補強部材２２ａを配置するようにしてもよい。補強部材２２ａの分量は、支持ブロック５の個数、タンク１の重量、下部桁部材２２の強度等の条件によって、適宜設計される。

次に、本発明の他の実施形態に係るタンク構造について、図３及び図４を参照しつつ説明する。ここで、図３は、本発明の他の実施形態に係るタンク構造を示す断面図であり、（ａ）は第二実施形態、（ｂ）は第三実施形態、を示している。図４は、図３に示したタンク構造の説明図であり、（ａ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は図３（ｂ）におけるＢ部拡大図、を示している。なお、上述した第一実施形態に係るタンク構造と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。また、各図において、説明の便宜上、タンク１の外周を被覆する断熱材の図は省略してある。

図３（ａ）に示した第二実施形態に係るタンク構造は、全ての桁部材２（上部桁部材２１、下部桁部材２２及び側部桁部材２３）をタンク外面１２に配置したものである。また、全ての骨部材３（上部骨部材３１、下部骨部材３２及び側部骨部材３３）はタンク内面１１に配置されている。

したがって、全ての桁部材２と全ての骨部材３とが干渉することがなく、貫通部（取り合い部）を形成する必要がなく、タンク構造の加工、仮組み、取り付け、溶接等の作業を軽減することができる。また、全ての桁部材２をタンク外面１２に配置したことにより、その両端部をタンク１に溶接する必要がなく、溶接作業を軽減することができる。

また、下部桁部材２２は、図４（ａ）に示したように、支持ブロック５の配置箇所に形成された拡幅部２２ｂを有していてもよい。拡幅部２２ｂには、支持ブロック５を係止する枠体部２２ｃが形成されている。かかる構成により、支持ブロック５を下部桁部材２２に係止させることができ、支持ブロック５と支持台６１との間で滑動させるようにすることができる。

図３（ｂ）に示した第三実施形態に係るタンク構造は、全ての骨部材３（上部骨部材３１、下部骨部材３２及び側部骨部材３３）をタンク外面１２に配置したものである。また、全ての桁部材２（上部桁部材２１、下部桁部材２２及び側部桁部材２３）はタンク内面１１に配置されている。

したがって、全ての桁部材２と全ての骨部材３とが干渉することがなく、貫通部（取り合い部）を形成する必要がなく、タンク構造の加工、仮組み、取り付け、溶接等の作業を軽減することができる。また、骨部材３をタンク外面１２に配置したことにより、その両端部をタンク１に溶接する必要がなく、溶接作業を大幅に軽減することができる。さらに、本実施形態によれば、第二実施形態に係るタンク構造を有するタンク１よりも容積を大きく確保することができる。

また、図４（ｂ）に示したように、隣り合う下部骨部材３２の隙間にタンク１を支持する支持ブロック５を嵌合させるようにしてもよい。支持ブロック５が嵌合される部分の隣り合う下部骨部材３２は、図示したように、外向きに折れ曲がったＬ字形状のアングル材により構成されており、支持ブロック５を挿入できる空間を確保できるように構成されている。

また、下部骨部材３２には、必要に応じて補強部材３２ａが配置される。補強部材３２ａの分量は、支持ブロック５の個数、タンク１の重量、下部骨部材３２の強度等の条件によって、適宜設計される。

また、隣り合う下部骨部材３２の隙間には、支持ブロック５が下部骨部材３２に沿って移動しないように規制するストッパ３２ｂが支持ブロック５の両面に配置されている。隣り合う下部骨部材３２及びストッパ３２ｂにより、支持ブロック５が嵌合される矩形の空間を形成している。

なお、本実施形態では、全ての骨部材３をタンク外面１２に配置しているが、上部骨部材３１、下部骨部材３２、側部骨部材３３又はこれらの組合せのいずれかをタンク外面１２に配置するようにしてもよい。

特に、下部骨部材３２をタンク外面１２に配置することにより、支持ブロック５との支持構造やタンク底面部の断熱構造を簡略化することができることから、少なくとも下部骨部材３２をタンク外面１２に配置すると効果的である。例えば、従来、タンク１の外周を被覆する断熱材は、タンク１の外板にスタッドボルトを立設して固定する必要があったが、骨部材３３をタンク外面１２に配置することにより、隣り合った骨部材３３により断熱材を挟持することができ、スタッドボルトを立設する必要がなく、断熱材の組み付け工程を簡略化することができる。

次に、本発明の実施形態に係る船舶について、図５を参照しつつ説明する。ここで、図５は、本発明の実施形態に係る船舶を示す断面図である。なお、上述した第一実施形態に係るタンク構造と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。また、説明の便宜上、タンク１の外周を被覆する断熱材の図は省略してある。

本発明の実施形態に係る船舶１０は、図５に示したように、船倉１０ａ内で熱膨張又は熱収縮可能にタンク１を支持する船舶であって、タンク１のタンク構造は、長手方向に間隔を空けて周方向に沿ってタンク内面１１に配置された複数の桁部材２と、短手方向又は高さ方向に間隔を空けて長手方向に沿ってタンク内面１１に配置された複数の骨部材３と、を有し、桁部材２の周方向の一部（ここでは、下部桁部材２２）をタンク外面１２に配置して、骨部材３が桁部材２を貫通する貫通部（取り合い部）の個数を低減したものである。

船舶１０の船体１０ｂは、例えば、内殻と外殻とにより構成された二重船殻構造を有しており、内部にタンク１を収容可能な空間（船倉１０ａ）が形成されている。船倉１０ａの底面（床面６）には、支持台６１が形成されており、支持ブロック５を介してタンク１が載置されている。なお、かかる船体１０ｂの構成は、従来のタンカー等と同じ構成であるため、詳細な説明を省略する。

そして、タンク１は、図１及び図２に示したタンク構造を有している。したがって、下部桁部材２２に貫通部（取り合い部）を形成する必要がなく、骨部材３が桁部材２を貫通する貫通部（取り合い部）の個数を低減することができ、タンク構造の加工、仮組み、取り付け、溶接等の作業を軽減することができる。なお、タンク１は、上述した第二実施形態に係るタンク構造や第三実施形態に係るタンク構造を有していてもよい。

また、タンク１及び船舶１０は、従来と同様に、船体のローリングによりタンクが横方向に振れた場合の水平荷重を支持するアンチローリングチョックや浸水時におけるタンクの浮き上がりを抑制するアンチフローテーションチョック等の支持構造を有していてもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されず、第一実施形態〜第三実施形態に係るタンク構造は、船舶に搭載されるタンク１だけでなく、船舶以外の浮体構造物や地上に配置されるタンク１にも適用することができる等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

１ タンク
２ 桁部材
３ 骨部材
５ 支持ブロック
１０ 船舶
１０ａ 船倉
１１ タンク内面
１２ タンク外面
２１ 上部桁部材
２２ 下部桁部材
２２ｂ 拡幅部
２３ 側部桁部材
３１ 上部骨部材
３２ 下部骨部材
３３ 側部骨部材

Claims (7)

1. 長手方向に間隔を空けて周方向に沿ってタンク内面に配置された複数の桁部材と、短手方向又は高さ方向に間隔を空けて長手方向に沿ってタンク内面に配置された複数の骨部材と、を有するタンク構造において、
   前記桁部材は、上部に配置される上部桁部材と、下部に配置される下部桁部材と、側部に配置される一対の側部桁部材と、を有し、少なくとも前記下部桁部材を前記タンク外面に配置した、ことを特徴とするタンク構造。
2. 前記骨部材の少なくとも一部をタンク外面に配置した、ことを特徴とする請求項１に記載のタンク構造。
3. 前記下部桁部材の下部にタンクを支持する支持ブロックを配置した、ことを特徴とする請求項１に記載のタンク構造。
4. 前記下部桁部材は、前記支持ブロックの配置箇所に形成された拡幅部を有する、ことを特徴とする請求項３に記載のタンク構造。
5. 前記骨部材は、上部に配置される上部骨部材と、下部に配置される下部骨部材と、側部に配置される側部骨部材と、を有し、少なくとも前記下部骨部材を前記タンク外面に配置した、ことを特徴とする請求項２に記載のタンク構造。
6. 隣り合う前記下部骨部材の隙間にタンクを支持する支持ブロックを嵌合した、ことを特徴とする請求項５に記載のタンク構造。
7. 船倉内で熱膨張又は熱収縮可能にタンクを支持する船舶において、
   前記タンクのタンク構造は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載のタンク構造である、ことを特徴とする船舶。