(57)【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ヤング率が２０〜８０％である低ヤング率の軟らかい材質からなるとともに、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】
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２に記載の舶載タンクの支持構造。
【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、ＬＮＧ（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１００〜１０００ｋｇ／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ヤング率が２０〜８０％である低ヤング率の軟らかい材質からなるとともに、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２０〜８０％、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１０ｃｍ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５９８トンであった（比較例１）。
▲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。
▲２▼  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。
▲３▼    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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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