JPH0487895A - スカートで支持された舶用ｌｎｇタンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＬＮＧ船に搭載されるＬＮＧタンクに関し、
特にスカートで船体に支持された球形の舶用ＬＮＧタン
クの形状に関する。

〔従来の技術〕

舶用ＬＮＧタンクの形式は、大別して球形タンク形式と
縦型円筒タンク形式とがある。

球形タンク形式は、実績が多く信頼性が高いが、以下の
ような不具合が指摘されている。すなわち、球形タンク
形式では船体横断面がほぼ矩形をなすことから、タンク
が搭載される船内区画の容積に対するタンク内容積の比
が小さく、容積効率が悪いために、タンクの船体内への
格納を完全に行なうことがです、このため船体の大型化
が引き起こされる。さらにタンクが甲板上に高く突出す
るため船橋からの見通しが悪く、これにともない背の高
い上部構造が必要になる。その結果船全体の受圧面積か
増加して風圧抵抗が増加するとともに、船舶の重心位置
が高くなり安定性が悪化する。

一方縦型円筒タンク形式は、球形タンク形式の不具合な
点を改善すべく考案されたものであるが、構造的には、
タンクの底板を防熱材を介して船底構造で支えることを
前提としている。したがって、波浪中、船底が変動する
水圧を受けて大きく変形するので、これによりタンクの
底板も変形をくり返すため、強度上好ましくない。また
、タンク底部のメインテナンス作業や検査もかなり困難
なものとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

通常、液体輸送用の舶用タンクでは、輸送中船体動揺に
よりタンク内の液体が激しく運動するスロッシング現象
が生じる。これは自由表面を有するタンク内の流体に対
して船体運動が強制力となって発生する。したがって、
流体の運動と船体運動とが同調する場合、スロッシング
は激しさを増して行き、タンク自体に大きな衝撃力が作
用する。

そして、一般に、半載時にスロッシングは成長しやすく
衝撃力は、大きいとされている。したがって、このよう
なタンクを設計する場合には、貨液の積み付けに対して
液位制限を行なうかまＩ；は、スロッシング衝撃力に対
し補強を考慮する必要がある。一方、スロッシング現象
の解析は、未知の自由表面を境界条件として持ち、時間
発展を含む非線形問題の１種であるため、数値解析には
、多大な困難を伴い、設計手段としての定量的な計算手
法は未だ確立されていない。また実験的手段により強度
を検証しようとした場合、小型模型実験では、流体の挙
動とタンク構造の挙動とを相似則の上で同時に満足させ
ることはできず、どちらか一方の相似則は放棄せざるを
得ない。現状では幾何学的に最も単純な球形タンクにつ
いて設計資料となる実験データが得られているにすぎず
、数値解析的手法で３次元的な、流体の運動をシミュレ
ーションすることは実用上不可能である。

本発明は、このような事情を鑑みて提案されたもので、
球形タンク形式のＬＮＧタンクにおいて、赤道部より下
方を、最速降下曲線をタンク中心線のまわりに回転させ
て形成された曲面とその下方に連設される球面とで半径
より若干偏平な形状に形成して、スロッシング現象の発
生や成長の防止とタンク高さの低減とをはかった、スカ
ートで支持された舶用ＬＮＧタンクを提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明のスカートで支持さ
れた舶用ＬＮＧタンクは、縦円筒形のスカートを介して
船体に支持された舶用の球状ＬＮＧタンクにおいて、同
タンクの赤道部の上方が容積の必要に応−じて設けられ
る円筒部と、同円筒部の上部に連設される上に凸の鏡板
構造の頂部とから形成され、上記赤道部より下方が最速
降下曲線をタンク中心線まわりに回転させて形成された
曲面とその下方に連設される球面とで半径より若干偏平
な形状に形成されていることを特徴としている。

〔作　　用〕

上述の本発明のスカートで支持された舶用ＬＮＧタンク
では、構造の等個性より既存の球形ＬＮＧタンクと同等
の信頼性が得られるとともに、スロッシング現象の発生
、成長をおさえることができる。

また、タンクの高さを低くできるので、船の重心が低下
し、船体の風圧抵抗が減少する。さらに操船時の見透し
が良好となるとともに、船体の容積効率か向上し、船体
を小型化できる。

〔実　施　例〕

次に、本発明の一実施例としてのスカートで支持された
舶用ＬＮＧタンクを図面について説明すると、第１図は
船体に取付けられた状態の横断面図、第２図はＬＮＧタ
ンクの横断面図、第３図は頂部および下部の形状を示す
模式図、第４図は最速降下曲面説明図である。なお第１
〜４図において第５図と同じ符号はほぼ同一の部材を示
している。

この実施例のＬＮＧタンク１も縦円筒形のスカト２を介
して船体３に支持され、ＬＮＧタンク１は鉛直方向の直
径が赤道の直径よりも若干短い偏平球状に形成されてい
る。このように、ＬＮＧタンク１が若干偏平でやや方形
に近い球状となっているので、船体３の内側に無駄な空
間の発生が少なく、かつＬＮＧタンクｌの船体３の上方
への突出量が少ない。ＬＮＧタンク１は第２図に示すよ
うに、ＬＮＧタンク１の赤道部Ｐ。より下方の南半球８
は、通常の鏡板構造と異なり最速降下曲線をタンク中心
について回転させた曲面（以下「最速降下曲面」とも呼
ぶ）６とその下側に連設される球面７とから形成されて
いる。

ここで最速降下曲線とは、物体が重力の作用を受けて鉛
直面内の一点から他点へ移動するとき、その所要時間を
最小とする軌道として求められる曲線であり、これをタ
ンクの中心線まわりに回転したものが最速降下曲面であ
る。これによって船体動揺を受けたときタンクの内壁に
沿って上昇する流体を既存のタンクに比べ速やかに重力
の作用方向（南球方向）に降下させ、スロッンング現象
の発生、成長を妨げる作用を有する。最速降下曲線は、
第４図に示すように数学的にはサイクロイドの回転面と
同等である。

すなわち第４図において、質量ｍの物体Ａが鉛直面内の
点Ｐ、（ｘ＝ｏ、ｙ＝０）から点Ｐ、（ｘ”Ｘ＋、Ｖ＝
ｙ＋）まで重力の作用を受けて移動するとき、ｐ　、　
−ｐ　、間の最速降下曲線ｙ＝ｙ（ｘ）は、点Ｐ。とＰ
ｌを通り、 を最小とする曲線である。（ｇは重力加速度）そして式
（１）の一般解は、ａ、Ｃを定数としてｙ社−Ｊ　２ａ
ｘ−１２＋ＩＣ０５−−＋Ｃ・・・・・・（２）となる
。

Ｐ（Ｘｏ、！１０）であるから、式（２）においてｃ＝
０とすると、ａは の解として定まる。

に＝　ｃ　ｏ　ｓ　ｅとおくと、次のパラメータ表示が
得られる。

そして、定数ａは通過点を指定することにより一意的に
決定することができるので、最速降下曲面の鉛直面内の
形状は式（４）から導出することができる。

なお、曲線自体は滑らかな性質をもっているため、５Ｈ
ＥＬＬｔｌｔ造とした場合にも、外力に対して局部的な
応力集中を生ずることなく、曲線の表示も比較的容易な
ため、５ＨＥＬＬ理論にしたがった解析も可能である。

そして、貨液による荷重が最も大きい南極付近は、球面
７に形成して強度の向上をはかっている。

また、赤道部ＰＯの上方は、容積の必要に応じて設けら
れる円筒部５とその上方に連設されて上に５鏡板構造の
頂部４とで形成されている。なお図中のＲは赤道部断面
の半径を示しており、Ｈｌは頂部４の高さ、Ｈ２は円筒
部５の高さ、Ｈ３は南半球の高さをそれぞれ示している
。

〔発明の効果〕

本発明のスカートで支持された舶用ＬＮＧタンクにより
次のような効果ないし利点が得られる。

（＋）容積効率が球形タンクよりも優れている。すなわ
ち同一容積については従来のタンクよりも高さを小さく
でき、形状が若干偏平でやや方形に近いため、船体内側
に発生する無駄な空間をより少なくできる。舶用タンク
のような大容積の場合、同一高さの球形タンクに比べ表
面積の対容積比率も減少しこれによりタンクの防熱材を
約３％程度減少できるとともに、タンクカバーのサイズ
が小さくなるため、ドライエア設備を減少させることが
できる。

（２）容積効率の向上になるタンク高さの減少により、
従来の球形タンクに比べ甲板上のタンクの突出量が減少
し、これにより船橋の見通しが改善されるとともに上部
構造の高さを低くてさるため、居住区の振動特性が向上
し、風圧面積も３０％程度減少するため、航海時の性能
向上につながる。

（３）船体の重心位置が球形タンクに比べ低くなるため
、船舶のスタビリテイを向上させることができ、船幅に
比しタンクの容積が大きいので船幅に比し船長の短い船
にもかかわらず船の長さ方向にアフトピークタンク、機
関室、前後のコファダム、タンク収納区画および７オア
ピータタンクを充分余裕を持って配置することができ、
設計上の自由度が大きくなる。

（４）タンク本体が赤道部をスカートにより船体に支持
されており、船体変形の影響をスカートのフレキンビリ
ティにより吸収できるので、タンクに悪影響を与えない
。また、スカート本体もタンク高さの減少により小さく
できる。

（５）タンクの形状が赤道部より上方に容積の必要に応
じて円筒部を設は頂部は上に６鏡板構造とし、赤道部よ
り下方は、半球より若干偏平に形成されるとともに、赤
道部より下方の形状が通常の鏡板構造と異なり、赤道円
筒部と滑らかにつながった軸対称最速降下曲面を用い船
体の動揺による貨液半載時の複雑なスロッシング現象の
発生、成長を防止する効果を持たせることができる。す
なわち最速降下曲面は、鉛直面内の曲線に沿って重力の
作用で動く物体の降下時間を最小とする曲線として得ら
れたものを３次元曲面として拡張したものであり、船体
の動揺により、タンク上方に移動した流体は、球形タン
クやそれに類する他の曲面を有するタンクよりも降下し
やすく動揺によるスロッシングの発生、成長を妨げるこ
とができる。液化天然ガスは、相対的に粘性が低いため
最速降下曲線を導出する場合の仮定にも適合する。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の一実施例としてのスカートで支持
された舶用ＬＮＧタンクを示すもので、第１図は船体に
取付けられた状態の横断面図、第２図はＬＮＧタンクの
横断面図、第３図は頂部および下部の形状を示す模式図
、第４図は最速降下曲面説明図であり、第５図は従来の
スカートで支持された舶用ＬＮＧタンクの横断面図であ
る。 ｌ・・・ＬＮＧタンク、２−・・スカート、３・・・船
体、４・・・頂部、５・・・円筒部、６・・・最速降下
曲面、７・・・球面、８・・・南半球。 代理人　弁理士　飯　沼　義　彦 第１図 第　２　区 第 図 第 図 Ｐ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　縦円筒形のスカートを介して船体に支持された舶用の
   球状ＬＮＧタンクにおいて、同タンクの赤道部の上方が
   容積の必要に応じて設けられる円筒部と、同円筒部の上
   部に連設される上に凸の鏡板構造の頂部とから形成され
   、上記赤道部より下方が最速降下曲線をタンク中心線ま
   わりに回転させて形成された曲面とその下方に連設され
   る球面とで半径より若干偏平な形状に形成されているこ
   とを特徴とする、スカートで支持された舶用ＬＮＧタン
   ク。