JP2000190891A

JP2000190891A - 舶載タンクの支持構造

Info

Publication number: JP2000190891A
Application number: JP10372434A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Kawaichi; 克己川市; Hirotomo Otsuka; 浩友大塚
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-11
Anticipated expiration: 2018-12-28
Also published as: JP3600464B2

Abstract

(57)【要約】【課題】カーゴタンク端部への荷重の集中を回避し
て、タンカー運行中においても船体への負荷を均一でき
る舶載タンクの支持構造を提供する。【解決手段】船体とカーゴタンクとの間に、支持台お
よび断熱性支持材からなるシートを複数介在させたタン
クの支持構造であって、カーゴタンク端部に設けられた
該シートの断熱性支持材が、端部以外の断熱性支持材に
比べて低ヤング率の軟らかい材質もしくは厚い材料から
なることを特徴とする舶載タンクの支持構造、又は、カ
ーゴタンク端部に設けられた該シートの断熱性支持材と
該支持台との間に、ギャップが設けられていることを特
徴とする舶載タンクの支持構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、舶載タンクの支持
構造に関し、さらに詳しくは、カーゴタンク端部への荷
重の集中を回避できる舶載タンクの支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】船舶の搭載用タンクは、陸上に設置され
るタンクでは起こり得ないような極端な荷重応力の集中
が考えられる。これは、船舶の搭載用タンクの設置され
る底面が船体であるので、大きく上下左右に動くことに
よる。そして、船体の底部自体、海上運行中の波中では
かなり凸凹になるものであり、どうしても荷重応力が船
体端部にかかりやすい。船体底部の中央部付近で大きな
応力にならないのは、中央部に大きな力がかかると船底
が大きく撓むので、応力集中が回避されるからである。
これに対して、船体底部の端部は、船体全体の中で硬く
撓まない箇所なので、荷重応力を受け止めることになり
易い。

【０００３】タンカー（液体貨物輸送船）には、原油等
を運搬する原油タンカーの他、ＬＰＧ（液化石油ガス）
を搬入して運搬するＬＰＧ用タンカー、あるいは、ＬＮ
Ｇ（液化天然ガス）を搬入して運搬するＬＮＧ用タンカ
ーなどがある。これらのタンカーでは、タンク内に貯蔵
される貨物が約−１６０℃程度の低温、又は、約−４５
℃程度の低温の液化ガスである場合に、船体自体がこの
ような低温に曝されないように、いくつかの船体構造が
採用されており、例えば、ＬＰＧ用タンカーでは、カー
ゴタンクを船体とは独立に設ける独立型のタンカーが広
く採用されている。

【０００４】図３には、上記独立型タンカーの船体自体
の内部構造の概略図を示し、（ａ）は貨物タンク部の骨
組構造、（ｂ）は底部のベアリング構造を示す。ここ
で、図３（ａ）に示すように船体内部には、船体自体の
強度を保たせるために補強材である骨材が設置されてい
る。具体的には、大きな横骨材（トランス材）と、小さ
く多数の縦骨材（ロンジ材）とが配置されている。ま
た、図３（ｂ）に示すように船体底部には、カーゴタン
クを搭載するために、専用のベアリング構造が設置され
ている。

【０００５】図４は、船体内部に備えられるカーゴタン
クの一例を示す概念図であり、独立型タンク方式の船舶
内には、このようなカーゴタンクが底部ベアリングシー
ト（例えば(i)〜(viii)）とともに搭載される。このよ
うなカーゴ（荷物）タンクは、図３に示す船体構造の中
に、必要に応じて複数設けられており、通常、３〜４の
カーゴタンクが備えられた船舶が一般的である。このよ
うな独立型タンク方式の船舶は、上記ＬＰＧ等のような
温度の低い貨物（材料）、あるいは逆に温度の高い貨物
を運搬するのに適している。そして、その横断面では、
船体からタンクが独立しているので、タンクを支えるた
めの複数の方式が採用されている。

【０００６】例えば、ＬＰＧ用タンカー（ＬＰＧ運搬
船）の場合には、球形タンク，円筒タンク，若しくは方
形（四角）タンクなどの方式があるが、通常、大型船で
は−４５℃程度の低温液化ガスを方形タンクで運搬する
のが一般的に行われている。この方形タンクを搭載する
ＬＰＧ用タンカーでは、図５に示すように、船体４の中
に貨物タンク３が搭載され、貨物タンク３の下部には底
部ベアリング５が設けられている。そして通常、各底部
ベアリングを構成するシートは、図２に示すように、船
体４の二重底の上に数十の鋼製支持台２を設け、その鋼
製支持台２上に、木製あるいは樹脂製の支持材１を設置
し、その上に貨物タンク３を搭載する構造が採用されて
いる。このような構造によって、低温貨物であるＬＰＧ
等を運搬する際には、支持材１はタンク３の重さを支え
るとともに断熱材として機能する。支持材１としては、
樹脂を含浸させて強度を増した木材、樹脂、布等で補強
された樹脂などが使用されている。そして、支持材の厚
さとしては約１０ｃｍ程度が一般的である。弾性係数
（ヤング率）は使用材料によるが、通常、約１００〜１
０００ｋｇ／ｍｍ²程度の材料が多く採用されている。

【０００７】しかしながら、カーゴタンクの重量を支え
る数十台の底部ベアリングシートやその他のシートにつ
いて、それら各シートにかかる応力荷重が不均一であ
り、特に、タンク端部のシートに過大な荷重が加わって
しまうという問題点があった。一般的には、タンク又は
船体が固い箇所に設けたシートの荷重が非常に大きくな
る。通常、平面として見ると、船体やタンクの中央部分
は自由に上下に変形して軟らかく、周辺部分（端部）は
変形しにくく固い。したがって、端部に配置したシート
がより大きな重量を支えることが必要になる。この荷重
の集中を回避するためには、例えばタンク構造や船体構
造の設計寸法を大幅に見直す必要が生じていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に鑑み、カーゴタンク端部への荷重の集中を回避し
て、タンカー運行中においても船体への負荷が均一にな
るような舶載タンクの支持構造を開発すべく、鋭意検討
した。その結果、本発明者らは、船体内のカーゴタンク
を支えるシートの構造において、タンク端部を支えるシ
ートの断熱性支持材を改良すること、あるいは、支持台
および支持材からなるシートの構成を見直すことによっ
て、かかる問題点が解決されることを見い出した。本発
明は、かかる見地より完成されたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、船
体とカーゴタンクとの間に、支持台および断熱性支持材
からなるシートを複数介在させたタンクの支持構造であ
って、第一に、カーゴタンク端部に設けられた該シート
の断熱性支持材が、端部以外の断熱性支持材に比べて低
ヤング率の軟らかい材質からなる舶載タンクの支持構
造、第二に、カーゴタンク端部に設けられた該シートの
断熱性支持材が、端部以外の断熱性支持材に比べて厚い
材料からなる舶載タンクの支持構造、第三に、カーゴタ
ンク端部に設けられた該シートの断熱性支持材と該支持
台との間に、ギャップが設けられている舶載タンクの支
持構造を提供するものである。ここで、上記支持台およ
び断熱性支持材からなるシートとしては、例えば、カー
ゴタンクを船体底部で支える底部ベアリングシートが挙
げられる。

【００１０】本発明によれば、タンクへの荷重が集中す
る箇所の支持材を軟らかくすることで、荷重の集中を緩
和することができる。すなわち、船体やタンクが硬い分
を、支持台の間に挟む支持材の軟らかさで補い、荷重応
力を緩和して全体を均一にすることができる。全ての支
持材を従来より軟らかい材料に変更しても、荷重の集中
をある程度は緩和できるが、本発明の目的を達成するた
めには、荷重が集中するタンク端部の支持材を端部以外
の支持材に比べて軟らかくすることにより、応力集中を
極めて有効に緩和する。支持材を軟らかくすることは、
その箇所だけを相対的に弾性係数の小さい材料を用いる
か、あるいは、支持材の厚みを増すことで、簡単に実現
できる。具体的には、例えば端部以外の支持材に比べ
て、相対的に半分の弾性係数の材料を用いること、ある
いは、同じ材質でも２倍の厚さの支持材を用いること、
等により、荷重の集中を２割以上緩和することが可能で
ある。また、支持材を軟らかくする代わりに、荷重が集
中する支持材に始めから、例えば２〜３ｍｍのギャップ
を設けて、初期状態ではタンクに接していないようにす
ることによっても、同様の効果が得られる。以下、本発
明について、詳細に説明する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の好ましい実施の
形態に用いられるシートの断面図を示す。以下、添付図
面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。実施の形態（その１）図１（ａ）に、舶載タンクの支持構造に用いられるシー
トの一例を示す。ここでは、タンクを支えるシート構造
としては、タンク側の支持台３および船体側の支持台３
がそれぞれ設けられており、それらの支持台の間に断熱
性支持材１が設置されているが、図２に示したような１
つの支持台と支持材１とからなるシート構造であっても
良い。本実施の形態のタンクの支持構造は、船体とカー
ゴタンクとの間に、支持台および断熱性支持材からなる
シートを複数介在させてあり、カーゴタンク端部に設け
られた該シートの断熱性支持材が、端部以外の断熱性支
持材に比べて低ヤング率の軟らかい材質からなるもので
ある。

【００１２】上記したように独立型のタンカーにおいて
は、図５に示すように、貨物タンク３を船体４内部に搭
載する。その際、荷物が入っている状態で、垂直方向の
荷重を受け止めるのが底部ベアリング５であり、カーゴ
タンク支持構造の１つである。また、独立型のタンカー
においては、例えばタンカーが海上運行中に、船体が上
下左右に動揺し、カーゴタンクも横方向に振れてローリ
ングを起こしたような場合、その動きを止める支持構造
として、船体内部にはローリングチョックが設けられて
いる。さらに、例えばタンカー事故があって外側の外板
が破れる等、破壊された場合には船内への浸水が起こる
ので、カーゴタンクが空であれば船体の中で浮き上がっ
てしまう。このような問題を回避するために、独立型の
タンカーにはフローティングチョックも設けられてい
る。このような独立型タンカーのタンク支持構造の内、
本発明のタンク支持構造は、主に底部ベアリング又はロ
ーリングチョックに用いられ、特に好ましくは底部ベア
リングの支持構造に適用される。

【００１３】底部ベアリングを設けたタンクを、図４
（ａ）の断面図、（ｂ）の側面図から見ると、カーゴタ
ンクは複数の底部ベアリングシートの上に載っている状
態である。そして、図４（ａ）では(i)や(vi)、図４
（ｂ）では(i)や(viii)の位置にあるタンク端部の底部
ベアリングシートには、カーゴタンクの貨物が重く、船
体が上下左右に変形すると、他のベアリングシート（例
えば(ii)〜(v)）よりも荷重が大きくかかってしまう。
そして、この荷重分布は、端のベアリングシート程おお
きくなってしまうので、船体の構造的に効率が悪くなっ
てしまい、強度的に船体を保持するのに困難が伴う。こ
のようなカーゴタンクの端部への大きな反力（船体への
力のかかり具合）は、計算によれば、例えば、端部が約
５００トンである場合に、中心部が約２００〜３００ト
ン程度である。端部以外のシートにかかる荷重について
は、ある程度、船体の設計上考慮して対応できるが、端
部の反力は極端に大きいので難しい。

【００１４】そして、垂直方向の荷重を支える上記複数
の底部ベアリングシートについて、それぞれのシートの
構造は、図１（ａ）のようにタンク側の支持台３、船体
側の支持台３、その間に設けられた断熱性支持材１から
なる。その他、図２に示すように、船体側の支持台と断
熱性支持材とからなるベアリングシート、あるいは、そ
の逆に、タンク側の支持台と断熱性支持材とからなるベ
アリングシートもある。例えば、図１（ａ）のベアリン
グシートの場合、カーゴタンク側７から支持台３がでて
おり、それに対して船体側６からも支持台３がでてい
る。それらの支持台３は、カーゴタンク側７が高温や低
温であるために、断熱材を兼ねた支持材によって係合さ
れ、船体側６に熱移動を起こしにくいようにしている。

【００１５】一方、この支持材１の部分には、弾性体の
ような役割も負わせることができる。これによって、弾
性体である支持材１が用いられる場合には、船体が変形
すると、タンク端部は支持材１が大きく縮み、中央部分
はあまり縮まないようになり、船体にかかる荷重が変化
する。本実施の形態では、カーゴタンク端部のシートに
のみ、他の部分よりも低ヤング率の支持材（弾性体）を
用いて、容易に伸縮するようにしておく。これにより、
船体端部の大きな荷重分はその周辺のシートも受け止め
ることになり、端部シート自体が受け止める荷重の負担
は分散・軽減される。

【００１６】本形態における断熱性支持材の材料は、特
に限定されるものではなく、端部の支持材のヤング率と
端部以外に用いられる支持材のヤング率とを比べて相対
的に定められる。材料として具体的には、例えばフェノ
ール樹脂の積層材としてベークライトのような布をフェ
ノール樹脂で固めながら積層したもの、又は木材に樹脂
を含浸させて固めたもの等が挙げられる。ヤング率につ
いても特に限定されるものではないが、端部以外の支持
材と比較して、端部の支持材のヤング率が通常２０〜８
０％、好ましくは２０〜５０％程度の低ヤング率であ
る。

【００１７】実施の形態（その２）図１（ｂ）に、舶載タンクの支持構造に用いられるシー
トの一例を断面図で示す。ここでは、上記実施の形態
（その１）と同様の形態を記載したが、図２のような１
つの支持台と支持材１とからなるシートの形態であって
も良い。本実施の形態のタンクの支持構造は、船体とカ
ーゴタンクとの間に、支持台および断熱性支持材からな
るシートを複数介在させたタンクの支持構造であって、
カーゴタンク端部に設けられた該シートの断熱性支持材
が、端部以外の断熱性支持材に比べて厚い材料からなる
ものである。上記実施の形態（その１）では、低ヤング
率の支持材を用いるのに対して、本実施の形態では、同
じ材質からなる支持材であっても、厚さのことなる材料
を用いる点で異なっている。

【００１８】すなわち、支持材１の部分は、上述したよ
うに弾性体の役割も負うことになるが、本実施の形態で
は、カーゴタンク端部のシートにのみ、他の部分よりも
厚い支持材（弾性体）を用いて、伸縮幅が大きくなるよ
うにしておく。これにより、船体端部の大きな荷重分は
その周辺のシートも受け止めることになり、端部シート
自体が受け止める荷重の負担は分散・軽減される。本形
態における断熱性支持材の材料は、特に限定されるもの
ではなく、端部の支持材と端部以外に用いられる支持材
と同じであって良いが、支持台３間における厚さが、端
部以外に用いられる支持材と比べて相対的に厚い。具体
的には、端部以外の他の部分の厚さが、通常の約１０ｃ
ｍ程度である場合、端部の支持材の厚さは、それらの約
２倍であり、約２０ｃｍ程度にするのが良い。

【００１９】実施の形態（その３）図１（ｃ）に、舶載タンクの支持構造に用いられるシー
トの一例を断面図で示す。ここでは、上記実施の形態
（その１）と同様に、本発明のより好ましい形態を記載
したが、図２のような１つの支持台と支持材１とからな
るシートの形態であっても良い。本実施の形態のタンク
の支持構造は、船体とカーゴタンクとの間に、支持台お
よび断熱性支持材からなるシートを複数介在させたタン
クの支持構造であって、カーゴタンク端部に設けられた
該シートの断熱性支持材と該支持台との間に、ギャップ
が設けられているものである。上記実施の形態（その
１）では、低ヤング率の支持材を用いるのに対して、本
実施の形態では、同じ材質からなる支持材であっても、
ギャップを設ける点で異なっている。

【００２０】すなわち、支持材１の部分は、上述したよ
うに弾性体の役割も負うことになるが、本実施の形態で
は、例えば図１（ｃ）のように、端部のシートには、支
持材１とカーゴタンク側７支持台３との間に、ギャップ
５を設けておく。このギャップ５を設けておくと、支持
材１が支持台３から離れた状態になる。そして、支持材
１の弾力性が作用しだすまでの間に、端部以外の支持材
１が縮むので、隣に多くの荷重が移り、端部にかかる荷
重を均すことができるようになる。これにより、船体端
部の大きな荷重分はその周辺のシートも受け止めること
になり、端部シート自体が受け止める荷重の負担は分散
・軽減される。本形態における端部シートのギャップ
は、特に限定されるものではなく、荷重応力や支持材の
材質等によって適宜定められるが、通常１〜１０ｍｍ、
好ましくは約２〜３ｍｍ程度である。

【００２１】上記実施の形態（その１）〜（その３）に
ついては、それぞれ単独に本発明の目的を達成するため
に用いられるが、これらを相互に組み合わせることによ
って、より効果的に端部への荷重応力集中を回避するこ
ともできる。以下、実施例により本発明をより詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限さ
れるものではない。

【００２２】

【実施例】実施例１〜３、比較例１本実施例および比較例では、ＬＰＧ用運搬船において、
カーゴタンク端部を支える底部ベアリングシートに、上
記実施の形態で説明した特定のシートを適用して、荷重
がどの程度緩和されるかを試算した。支持材には、綿帆
布をフェノール樹脂で硬化させ積層したものを用いた。
端部ベアリングシートの特性を、以下のように変化させ
て、反力分布の変化を測定した。なお、端部ベアリング
シートにも通常の支持材を用いた場合には、荷重は５９
８トンであった（比較例１）。上記実施の形態（その１）のように、端部ベアリン
グシートの支持材として低ヤング率の軟らかい材質を用
い、端部以外の支持材のＥ（ヤング率）が２７０ｋｇ／
ｍｍ²であるのに対し、端部の支持材のＥ（ヤング率）
を１１７ｋｇ／ｍｍ²にした。その結果、端部シートへ
の荷重は４４４トンに減少した。上記実施の形態（その２）のように、端部ベアリン
グシートの支持材の厚さを、端部以外が７５ｍｍである
のに対し、端部を１５０ｍｍにした。その結果、端部シ
ートへの荷重は４９０トンに減少した。上記実施の形態（その３）のように、端部ベアリン
グシートに、２ｍｍのギャップを設けた。その結果、端
部シートへの荷重は４９６トンに減少した。

【００２３】

【発明の効果】本発明の舶載タンクの支持構造は、カー
ゴタンク端部への荷重の集中を回避して、タンカー運行
中においても船体への負荷が均一にすることができる。
すなわち、本発明によれば、タンクへの荷重が集中する
箇所の支持材を軟らかくすることで、荷重の集中を緩和
することができる。すなわち、船体やタンクが硬い分
を、支持台の間に挟む支持材の軟らかさで補い、荷重応
力を緩和して全体を均一にすることができる。そして、
タンク端部への荷重応力の集中を約２割〜３割、緩和す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のタンクの支持構造を構成する
各シートの断面図であり、（ａ）は実施の形態（その
１）、（ｂ）は実施の形態（その２）、（ｃ）は実施の
形態（その３）の場合である。

【図２】図２は、タンクの支持構造を構成する他の形態
のシートの断面図である。

【図３】図３は、独立型タンカーの船体自体の内部構造
の概略図であり、（ａ）は貨物タンク部の骨組構造、
（ｂ）は底部のベアリング構造を示す。

【図４】図４は、船体内に搭載されるカーゴタンクを各
方向から見た場合の図であり、（ａ）は前面図、（ｂ）
は側面図である。

【図５】図５は、船体内部にタンクを搭載した独立型タ
ンカーの概略図であり、（ａ）は船体横方向の断面図、
（ｂ）は船体長さ方向の断面図である。

【符号の説明】

１支持材２支持台３貨物タンク４船体５底部ベアリング６防熱材７ホールドスペース８二次防壁９液密隔壁１０制水隔壁１１常温状態１２低温状態

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】船体とカーゴタンクとの間に、支持台お
よび断熱性支持材からなるシートを複数介在させたタン
クの支持構造であって、カーゴタンク端部に設けられた
該シートの断熱性支持材が、端部以外の断熱性支持材に
比べて低ヤング率の軟らかい材質からなることを特徴と
する舶載タンクの支持構造。
【請求項２】船体とカーゴタンクとの間に、支持台お
よび断熱性支持材からなるシートを複数介在させたタン
クの支持構造であって、カーゴタンク端部に設けられた
該シートの断熱性支持材が、端部以外の断熱性支持材に
比べて厚い材料からなることを特徴とする舶載タンクの
支持構造。
【請求項３】船体とカーゴタンクとの間に、支持台お
よび断熱性支持材からなるシートを複数介在させたタン
クの支持構造であって、カーゴタンク端部に設けられた
該シートの断熱性支持材と該支持台との間に、ギャップ
が設けられていることを特徴とする舶載タンクの支持構
造。
【請求項４】上記シートとして、タンク側の支持台お
よび船体側の支持台がそれぞれ設けられており、それら
の支持台の間に上記断熱性支持材が設置されていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の舶載タン
クの支持構造。