(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化天然ガス（ＬＮＧ）の輸送用のタンク内の液体を安定化させるためのデバイスであって、
前記液体の自由表面上に浮遊するように構成されたバッフルと、
前記バッフルと前記タンクとを一つの固定点で結合することにより前記タンクに対する前記バッフルの傾斜を制限する拘束体と、
を備え、
前記拘束体は、連結部材を備え、
前記連結部材は、前記バッフルを実質的に水平面内に拘束するために、第１の端部が前記バッフル上の複数の点に連結されており、第２の端部が前記固定点に連結されている複数のケーブルを有するデバイス。
【請求項２】
前記拘束体は、異なる液体レベルに前記バッフルを適合させるために前記ケーブルの長さを調節するための高さ調節手段をさらに備えている請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記高さ調節手段は、前記固定点からの前記ケーブルの第２の端部の調節を可能にするデバイスを備えている請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記固定点は、前記ケーブルの前記第２の端部を、前記バッフル中の孔を上方に貫通させて前記タンクの上部まで送る滑車を備え、前記高さ調節手段は、前記タンクの前記上部から前記ケーブルの前記第２の端部を牽引するためのデバイスを備えている請求項２又は３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記バッフルは、前記タンクの水平方向断面積の大部分を覆う寸法の平坦部材の形態をとる請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記平坦部材は、金属フレームを備える請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記平坦部材は、フレーム付きメッシュを備えている請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記平坦部材は、金属フレームを備えるポリスチレン製プレートである請求項６に記載のデバイス。
【請求項９】
前記金属フレーム内の間隙空間が、前記液体の密度よりも低い密度の材料を備えている請求項６に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内に収容された液体を安定化させるためのデバイス、より詳細には、しかし非限定的には、タンク内の液体のスロッシングを抑制するための液化天然ガス（ＬＮＧ）タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料の中でも最もクリーンであることにより、重要なエネルギー源としての天然ガスの利用は、世界規模で急速に高まっている。液化天然ガス（ＬＮＧ）は、約−１６２℃の液体状態においては、気体状態よりも輸送および貯蔵が容易である。増加しつつある需要に応じるために、多くのＬＮＧ船舶およびＬＮＧターミナルが建造されている。例えば、シンガポールは、約１５０億シンガポールドルの費用を投じてＬＮＧターミナルを建築している。膜タンクが船体の形状をより効率的に利用するという点が主な理由となり、自立型貯蔵システムの代わりに膜タンクが使用されるという傾向に向かいつつある。空間利用率を最大限に引き出すことは、海洋船舶にとって重要な設計上の考慮要件となる。
【０００３】
一般的には、角柱形状の膜型タンクは、球などの他の形状のタンクよりも船体の形状に対して適合性が高い。膜型ＬＮＧ船舶の建造コストは、最大で１．６〜２億米ドルである。また、海上輸送および再ガス化プラントのコストがより低いことが、より大きなＬＮＧタンクを有するより大型のＬＮＧ運搬船の製造を押し上げる結果となっている。蒸発によるＬＮＧの損失を最小限に抑えるために、優れた断熱が必要とされる。タンクの断熱壁部は、一般的には、２つの膜層と２つの断熱材料層とからなり、最内層が膜層となっている。
【０００４】
大型サイズのＬＮＧタンクを考えた場合に、海水運動が荒れている際の部分充填されたタンク内におけるスロッシングは、激しいものとなるおそれがあり、薄い膜層に対して損傷を与えるおそれがある。特に、自由表面の猛烈なスロッシング運動および圧力振動は、疲労を上昇させることとなり、膜タンクにとって有害である。また、スロッシングが抑制されない場合には、スロッシングは、過酷な海洋状態における船舶の不安定化の要因ともなる。より大型のＬＮＧタンクおよびより高い利用自由度に対する必要性が高まっていることにより、特に部分充填されたタンクにおけるＬＮＧスロッシングの問題は、タンク壁部を損傷させ船舶の安定性に悪影響を及ぼすことに関するスロッシングの効果を低下させるべく対処されてきた。
【０００５】
スロッシングの問題を解決するために、いくつかの特許出願が提案されており、例としては、特許文献１および特許文献２がある。
【０００６】
ジン（Jin）により出願された特許出願である特許文献１（２００９年）においては、スロッシングは、ＬＮＧタンクの全空間を複数の小型コンパートメントへと区分することによって低減されるものとなっている。この案は、各小型コンパートメント内におけるスロッシングが、大型タンク内におけるスロッシングよりも激しさが低いというものである。この設計は、ＬＮＧタンク内部に区画壁部を建築すること、ならびにバルクヘッドおよびスツールパーツを追加することを必要とする。各バルクヘッドは、ＬＮＧタンクの空間を左右の空間へと区画することにより、スロッシングを低減させる。スツールパーツは、ＬＮＧタンクの第１の断熱層にバルクヘッドを固定するために使用される。したがって、この設計は、タンクの構造およびレイアウトの大幅な修正を要する。さらに、区画壁部が支持船体と接触状態にあることにより、重大な熱リークの問題（すなわち外側から内側への熱伝達）が引き起こされることとなる。
【０００７】
シンキチ（Shinkichi）により出願された特許出願である特許文献２（２００９年）は、完全充填された条件下に角柱形状タンクを維持することによりＬＮＧスロッシングを軽減することを目的としている。すなわち、膜型ＬＮＧタンクの充填レベルが、タンク高さの９５パーセント超に常に維持される。充填レベルが低下すると、特殊タンク内に貯蔵されたＬＮＧが、この膜型タンクへと移送されて、タンク高さの９５パーセント超までレベルを回復させる。この特殊タンクは、球形状であり、したがって角柱状タンクよりもスロッシングの処理に優れている。しかし、この設計は、球状タンクの追加と、船舶の構造またはレイアウトの実質的な変更とを必要とする。さらに、各矩形タンクから特殊球状タンクへとＬＮＧを移送するための追加の配管システムが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００９／０７２６８１号パンフレット
【特許文献２】特開２００９−０１８６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の問題の少なくとも１つを緩和しつつ、タンク内に収容された液体を安定化させる解決策を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、概して、浮遊バッフルおよびこのバッフルが制御不能に移動するのを防止するための拘束体の下において液体自由表面に制約を与えることにより、スロッシングを抑制するための液体安定化デバイスを提供する。
【００１１】
第１の態様において、本発明は、タンク内に収容された液体を安定化させるためのデバイスを提供する。このデバイスは、液体の自由表面上に浮遊するように構成されたバッフルと、バッフルとタンクとを結合することによりタンクに対するバッフルの傾斜を制限する拘束体と、を備える。
【００１２】
液体の自由表面上を浮遊する際に、バッフルは、この液体中に部分的にまたは完全に浸漬されてもよい。
【００１３】
拘束体により、バッフルは、コンテナ内における制御不能な移動を防止または拘束される。特に、バッフルの傾斜移動が制限されて、液体の側方サージングがバッフルにより抑制される。
【００１４】
さらに、バッフルの側方遊動移動もまた制限され、バッフルがタンクの側壁部に衝突することも防止される。
【００１５】
第１の実施形態において、拘束体は、バッフルに連結されると共に第１の端部に対するバッフルの回転を防止する第１の端部と、固定点に連結される第２の端部と、を有する連結部材を備えてもよい。前記固定点は、タンクの底部、またはタンク壁部、またはタンクの他の内側面、またはこの固定点に対する損傷もしくは破損を防止するための他の適切な補強可能箇所に位置してもよい。
【００１６】
第２の実施形態において、連結部材は、バッフルを実質的に水平面内に拘束するために第１の端部がバッフル上の複数の点に連結された複数のケーブルを備えてもよい。
【００１７】
拘束体は、様々な液体レベルにバッフルを適合させるためにケーブルの長さを調節するための高さ調節手段をさらに備えてもよい。
【００１８】
高さ調節手段は、例えば、固定点からのケーブルの第２の端部の調節を可能にするデバイスを備えてもよい。このようなデバイスは、滑車装置、ロープクラッチ回転滑車、またはケーブルテンショナを備えてもよい。固定点は、ケーブルの第２の端部を、バッフル中の孔を上方に貫通させてタンクの上部まで送る滑車を備えてもよく、高さ調節手段は、タンクの上部からケーブルの第２の端部を牽引するためのデバイスを備える。
【００１９】
第３の実施形態において、拘束体は、バッフルを定位置に固定するためにタンクの上部または他のタンク壁部に固定された補助ケーブルをさらに備えてもよく、これにより、バッフルがタンクの内方表面に衝突するのを抑制または防止する。
【００２０】
第４の実施形態において、連結部材は、２セットの固定長ケーブルを備えてもよく、これらの各セットの第１の端部は、１つのバッフル上の複数の点に連結される。第１のセットのケーブルの他方の端部は、タンクの底部上の固定点に連結されるが、第２のセットのケーブルの他方の端部は、タンクの上部上の固定点に連結される。この実施形態においては、バッフルは、タンク内において定位置に固定され、ケーブル長の調節は、全く必要とされなくてもよい。また、２セットのケーブルは、バッフルの運動が極限条件下において大きな場合に、バッフルが内側表面に衝突するのを防止する。この代替実施形態である固定長ケーブルにおいては、必要な場合には、２つ以上のバッフルを同一のタンク内において使用することが可能である。この場合には、バッフルは、平行に配置され、ケーブルで連結されて、バッフル同士の間にあらかじめ設定されたギャップを設けることが可能である。
【００２１】
バッフルは、平坦部材の形態をとってもよい。バッフルは、タンクの水平方向断面積の大部分を覆う寸法のものであってもよい。さらに具体的には、バッフルは、液体の自由表面の約５０％を覆ってもよい。
【００２２】
平坦部材は、金属フレームを備えてもよい。このフレーム内の間隙空間は、液体の密度よりも低い密度の材料で充填されてもよい。代替的には、平坦部材は、液体を流通させることによりエネルギーを放散させる一連の孔を有するフレーム付きメッシュか、または金属フレームを備えるポリスチレン製プレートであってもよい。
【００２３】
他の変形形態は、単一のバッフルとは異なるような複数のバッフルを備えてもよい。事実上、タンクエリアは、複数のサブエリアに区分され、各サブエリアは、液体を安定化させるためのバッフルを有する。これにより、ケーブル張力およびケーブルサイズが低減する。この実施形態は、タンクが非常に大型である場合に特に有効となり、同様に大型のバッフルを構築する必要性を回避することができる。
【００２４】
本発明の可能な構成を図示する添付の図面に関連して本発明をさらに説明することが好都合であろう。本発明の他の構成が、可能であり、したがって、添付の図面の個別性は、本発明の前述の説明の普遍性を無効にするものとして理解されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る典型的なＬＮＧタンクおよび液体安定化デバイスの斜視図である。
【図２Ａ】図１に示したデバイスおよびタンクの上面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの線Ａ−Ａ´に沿ったデバイスおよびタンクの断面図である。
【図３】バッフルの構造の一例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の第２実施形態に係る高さ調節手段の一構成を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第３実施形態に係る補助ケーブルおよび高さ調節手段の一構成を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の第４実施形態に係る固定長ケーブルを有するバッフル構成の一例を示す図である。この図においては、２つのバッフルを例示のために示す。
【図５】図１に示した液体安定化デバイスの効果の下における液体の流れを示す図である。
【図６Ａ】ある実験条件下において励振されている液体のスナップショットを示す図である。
【図６Ｂ】ある実験条件下において励振されている液体のスナップショットを示す図である。
【図６Ｃ】ある実験条件下において励振されている液体のスナップショットを示す図である。
【図６Ｄ】ある実験条件下において励振されている液体のスナップショットを示す図である。
【図６Ｅ】ある実験条件下において励振されている液体のスナップショットを示す図である。
【図６Ｆ】ある実験条件下において励振されている液体のスナップショットを示す図である。
【図７Ａ】様々な実験条件下におけるタンクの底部に対する圧力の波形を示す図である。
【図７Ｂ】様々な実験条件下におけるタンクの底部に対する圧力の波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の一実施形態に係る拘束された浮遊バッフル（ＣＦＢ）が、図１に図示される。この浮遊バッフルは、角柱型ＬＮＧタンク１内に配置される。
【００２７】
角柱状ＬＮＧタンク１は、床２と、側壁部４と、ルーフ６と、を備え、これらは全て、断熱壁部から形成される。ＬＮＧタンクの幅および高さは、約３０ｍであってもよい。断熱壁部は、一次膜、一次断熱層、二次膜、および二次断熱層から形成されてもよい。各膜は、１ｍｍ以下の厚さのインバール鋼シートから作製される。この断熱ボックスは、典型的には合板から作製され、パーライトで充填される。一例としては、全厚は、約０．５ｍであってもよい。
【００２８】
この液体安定化デバイスは、バッフル１０と、拘束体、すなわちこの例においてはバッフル１０を固定点３０に連結する複数のケーブル２０と、を備えてもよい。ケーブル２０および固定点３０は、バッフルの傾斜運動またはタンク１に対する望ましくない大きな運動に逆らう力をバッフルに対して加えるための拘束体の連結部材を形成する。連結部材は、タンク１にバッフル１０を連結する。このデバイスの上面図が、図２Ａに図示され、図２Ｂは、図２Ａの線Ａ−Ａ´に沿った断面を示す。
【００２９】
バッフル１０は、十分な剛性および強度を有する適切な材料から構成されてもよい。バッフル１０は、液体の有効密度よりも低い有効密度を達成するように、中実材料、または空気で充填されたシェル、または軽量材料から構成されてもよい。これにより、バッフル１０は、ケーブル２０により実現された拘束体によって、液体の自由表面下に部分的に浸漬されるようになるか、または代替形態として有用であるとみなされる場合には完全に浸漬されるようになる。
【００３０】
この実施形態において使用されるジオメトリ、寸法、および材料は、もっぱら図示を目的とするものであり、実際の用途に応じて変更される。バッフル１０は、平坦部材の形態をとる。自由表面上に浮遊しているプレート様バッフル１０は、ケーブル２０により、バッフル１０の４つの点にて固定点３０へと拘束される。
【００３１】
ケーブルという用語は、ワイヤ、チェーン、または同様の引張ラインをいう。固定点３０は、ケーブルホルダ、スタブ、または必要な場合にはタンクの底部の、好ましくは床２の上のそれ以上のものであってもよい。
【００３２】
浮遊バッフル１０は、液体自由表面を、バッフル１０の平坦な形状へと合致させる。ケーブル２０は、タンクの側部にて液体が上昇することにより引き起こされるバッフル１０の傾斜を防止するために必要な拘束をもたらす。その一方で、ケーブル２０は、バッフル１０が、側方へと制御不能に移動するのを防止し、さらにタンクの側壁部４に衝突するのを防止する。
【００３３】
バッフルの一例を図３に示す。この設計のバッフル１０においては、スロッシングが生じた場合にバッフル１０とＬＮＧタンク１の側壁部４との間の衝突を回避することが、１つの考慮要件となる。したがって、浮遊バッフル１０の寸法は、タンク１の水平方向断面積よりも小さい。バッフル１０は、液体のスロッシングを効果的に抑制するために、液体の自由表面のかなりの部分を、またはタンクの水平方向断面積を覆うのに十分な寸法を有する。一例としては、浮遊バッフルは、図１に示すような典型的な角柱状ＬＮＧタンクの場合には、１８ｍ×２４ｍおよび厚さ０．５ｍの矩形プレートである。バッフル１０の運動が大きすぎることが予想される場合には、その運動を制限するために、ケーブル２０は、代替的にクロスサポートを受け、２つ以上の固定点３０に連結させることが可能である。プレートは、ＬＮＧの表面上に浮遊させるために、ＬＮＧの総合密度よりも低い総合密度を有するように、使用される材料に応じて中空であることも可能である。
【００３４】
液化天然ガス（ＬＮＧ）は、主に、約−１６２℃の沸点を有するメタン（ＣＨ４）から構成される。したがって、もう１つの設計上の考慮要件は、極低温下において十分な剛性および強度を実現する拘束された浮遊バッフルの材料となる。一例としては、極低温環境において比較的安定した物理特性を有することから、アルミニウム合金が使用される。アルミニウム合金は、図３に示すように、バッフル１０のフレームまたは外方境界部１２を構築するために使用される。
【００３５】
ＬＮＧの濃度は、温度、圧力、および組成に応じて、約０．４１ｋｇ／Ｌ〜０．５ｋｇ／Ｌである。金属フレームまたは外方境界部１２の間隙空間１４は、発泡ポリスチレンなど、液体よりも低い密度を有する軽量材料で充填されてもよい。このようにすることで、拘束された浮遊バッフルの総合密度は、ＬＮＧの密度よりも低くなり、それによりＬＮＧの自由表面上に浮遊するように設計される。
【００３６】
タンクのジオメトリおよびサイズに基づき、様々な異なる設計の浮遊バッフル１０を使用することが可能であり、また、様々な拘束体を使用することが可能である。浮遊バッフル１０の実際の形状に応じて、バッフル１０の３つのみの点または５つ以上の点を、ケーブルにより固定点３０に連結することがより適切となるか、または必要となる場合がある。
【００３７】
さらなる代替形態においては、バッフル１０の１つまたは複数の点が、剛性連結部材の第１の端部に連結されて、この第１の端部に対するバッフルの浮遊を防止してもよく、連結部材の第２の端部が、固定点３０に連結される。剛性連結部材は、固定点３０に対して回転自在であってもよい。
【００３８】
さらに他の代替形態においては、拘束体は、タンクの床２および孔を有するバッフル１０から垂直方向に突出するロッドを備えてもよい。この孔は、バッフル１０が液体の表面上に浮遊する際に、ロッドを貫通させて延在させる。このロッドおよび孔は、バッフル１０がある角度に傾斜されると、ロッドがバッフルの任意のさらなる傾斜移動に逆らう力をバッフル１０に対して加えるように、構成されてもよい。その一方で、バッフル１０が、その中心から離れるように側方にある距離まで遊動した場合には、拘束体は、液体の自由表面上のバッフルの任意のさらなる側方移動に逆らう力をバッフル１０に対してやはり加えることができる。
【００３９】
実際には、タンクの断熱壁部は、完全な断熱を実現することは不可能であり、そのため、液化天然ガスは、航行中に絶えず沸騰している。典型的には、１日当たりカーゴの０．１％〜０．２５％推定量が、断熱効率および航行の荒れ具合に応じて気体へと転化する。したがって、典型的な２０日間の航行においては、初めに積まれた合計ＬＮＧ量の２％〜６％が失われる場合がある。さらに、ＬＮＧの深さは、より高い利用自由度を容易にするために変更されることがある。
【００４０】
したがって、タンク内の液体の様々な高さに対して浮遊バッフルを適合させ得るように、ケーブルの長さを調節すべきである。本発明の第２実施形態においては、ケーブルの長さを調節することにより、所与のＬＮＧ深さにおいてケーブルを十分に張った状態に留めるための、高さ調節手段が提供される。バッフルの高さを調節する２つの方法は、以下の通りであり、タンクのジオメトリおよび他の拘束体に適合させるために、変形形態が可能である。
【００４１】
第１のアプローチにおいては、タンク１の底部の固定点３０からケーブル２０の第２の端部を牽引するための手段が提供される。図２Ｂに図示するように、この調節は、固定点エリアの下方のタンク底部から行われ、ウィンチなどのある機械的手段によりロックされる。これは、唯一の熱リーク経路となり、この熱リークは、優れた断熱材料を使用してスタブおよびウィンチエリアの周囲を覆うことによって、低減される。
【００４２】
第２のアプローチにおいては、タンク底部からの調節が空間的制約により望ましくない場合に、タンク上部から調節を行うことが可能である。図４Ａに図示するように、固定点は、ケーブルの第２の端部を、バッフル１０中の孔４０を上方に貫通させてタンク１の上部まで送る滑車３２を備えてもよく、タンク１の上部からケーブル２０の第２の端部を牽引するための手段が、設けられる。ケーブル２０は、この上部にロックされてもよい。スロッシング運動は、バッフル１０の中間部より側部にてより大きくなるため、拘束された浮遊バッフル１０の中間に比較的小さな穴が存在することにより、バッフル１０の有効性が損なわれることはない。
【００４３】
タンクの上部または他のタンク壁部に固定された補助ケーブルを使用して、タンクの内方表面にバッフルが衝突するのを防止することが可能である。一例の構成を図４Ｂに示す。タンクの上部上の固定点は、ケーブル２０と同様に、補助ケーブル５０の第２の端部を上方に送る滑車３３を備えてもよい。液体の深さが低く（スロッシングが大きくない）、バッフル１０がタンク底部の付近に位置する場合には、ケーブル５０の長さは、バッフルがタンク底部と接触状態にならないように、固定される。
【００４４】
調節可能バッフル以外には、ケーブル長の調節の必要性を回避させる、あらかじめ設定された位置に位置する固定バッフルが代替形態となる。図４Ｃは、この構成の一例を図示する。２つのバッフル（または必要な場合にはそれ以上のバッフル）が、同等長さのケーブル６０を使用することにより、間に特定ギャップをあけて互いに対して平行に配置される。ケーブル２０および５０は、タンクの底部表面および上部表面のそれぞれに固定される。２つのバッフルの垂直方向位置は、任意の充填深さでのスロッシング波が最適に緩和されるようにあらかじめ設定することが可能である。例えば、ロイド船級協会ガイダンスによれば、１０％Ｈ〜７０％Ｈの充填深さ（ここでＨはタンクの高さである）が、スロッシング現象の大きいことを理由に禁じられている。したがって、２つのバッフルは、様々な充填深さの下におけるスロッシングを可能な限り軽減するために、約２０％Ｈ〜６０％Ｈの位置に配置される。
【００４５】
図５は、タンク内で拘束された浮遊バッフルの効果の下における液体の流れを図示する。部分充填されたタンクの輸送中に、船舶またはビークルの不安定性が、液体に対する横力を誘起し、タンク内部における液体の流動を引き起こす。ある時点において、液体は、タンクの一方の側から他方の側へと流れ、タンクの他方の側で上昇する。しかし、拘束された浮遊バッフル１０の表面は、矢印曲線５に示すように、液体流を反射させる。
【００４６】
液体流が反射される際に、矢印曲線５に示す流れは、バッフル１０を傾斜させる垂直方向力をバッフル１０の右側に加え、バッフル１０を右へと遊動させる水平方向力をバッフル１０に加える。拘束ケーブル２０は、この傾斜遊動および側方遊動に逆らう力をバッフル１０に加え、それによりバッフル１０を実質的に水平面内に維持し、液体の表面の中心付近に維持する。
【００４７】
実験結果
平面寸法０．５３ｍ×０．４ｍおよび高さ０．６ｍの矩形タンク内において拘束された浮遊バッフルの基本原理を実証するために、振動テーブル上の部分充填された水タンクを用いた小型スケールの実験テストを実施した。タンクは、部分充填された水を収容し、この水は、視認をより良好にするために染色した。水の深さは、０．３ｍであった。拘束された浮遊バッフルは、スタイロフォームから構成されるものであり、直径１．５ｍｍで寸法０．２６ｍ×０．３３５ｍの鋼ワイヤによって拘束した。
【００４８】
これらのケーブルまたはワイヤは、フックによりタンク底部上のパースペックス製スタブに固定した。このフック連結は、シンプルであるという理由からこの実験調査において採用した。実際のＬＮＧタンクの場合には、拘束された浮遊バッフルの連結は、異なるものが可能であり、タンク壁部により熱リークを低減させるために必要とされるものと同一の断熱材料で覆うことが可能である。
【００４９】
この実験例の１つにおいては、パースペックス製プレートの片を、バッフルの上部上に追加質量として追加し、別の実験例においては、この追加プレートを有さない拘束された浮遊バッフルを用意した。したがって、バッフルの質量は、この実験調査においては調節可能である。
【００５０】
液体のスロッシングおよび拘束された浮遊バッフルによるこのスロッシングの軽減を実証するために、正弦励振を、タンクを支持する振動テーブルに対する入力として用いた。２つの異なる励振振幅、すなわち２ｍｍおよび４ｍｍを用いた。スロッシングの問題は、励振周波数がタンク内の液体の自然周波数に近くなると、より悪化した。
【００５１】
上述の設定に基づき、一連の実験を実施した。比較のために、タンク内のスロッシングの第１の自然周波数（バッフルを有さない）と等しい同一の励振周波数下にある４つの例を調査した。最大の波振幅、すなわちスロッシング振幅を、キャプチャした動画から推定した。波動のいくつかのスナップショットを図６Ａ〜図６Ｅに示す。
【００５２】
例１では、バッフルは使用しなかった。図６Ａおよび図６Ｂは、２ｍｍおよび４ｍｍのそれぞれの励振振幅下におけるバッフルを用いない液体のスナップショットである。この液体スロッシング運動は大きかった。
【００５３】
例２では、浮遊バッフルを使用したが、拘束しなかった。図６Ｃおよび図６Ｄは、２ｍｍおよび４ｍｍのそれぞれの励振振幅下における、拘束されない浮遊バッフルの効果の下における液体のスナップショットである。バッフルは、自由に移動することが可能であり、液体流を流動させた。軽減効果は、大きくなかった。
【００５４】
例３では、拘束された浮遊バッフルを、追加重量を用いずに使用した。図６Ｅおよび図６Ｆは、２ｍｍおよび４ｍｍのそれぞれの励振振幅下における、拘束された浮遊バッフルの効果の下における液体のスナップショットである。軽減効果は、両励振振幅の場合で大きかった。スロッシング振幅は、例１に比べて２．８〜９倍も低減された。
【００５５】
例４では、拘束された浮遊バッフルを追加プレートと共に使用した（それにより質量を増やした）。軽減効果は、例３と同様であった。スロッシング振幅の低減は、３．１〜１４倍であった。
【００５６】
実験例１〜４の結果を表１に要約して示す。
【００５７】
【表１】
0005916020.tif 000002
【００５８】
圧力センサをタンクの底部付近の壁部上に設置して、圧力を測定した。図７Ａおよび図７Ｂは、２ｍｍおよび４ｍｍのそれぞれの励振振幅下における例１〜例４の４つの例の圧力時間履歴を示す。
【００５９】
例１および例２においては、図７Ａおよび図７Ｂは共に、大きな圧力変動を示すが、これらは、大きなスロッシング運動から生じたものであった。例３および例４においては、拘束された浮遊バッフルの使用により、圧力変動が大幅に低減した。圧力平均および圧力変動を表２に要約して示す。
【００６０】
【表２】
0005916020.tif 000003
【００６１】
平均圧力は、４つの例の全てにおいてほぼ同一であったが、これは、平均圧力が平均液体深さによって主に左右されることによるものである。圧力偏差は、スロッシング変動により誘起される動的成分を反映しており、拘束された浮遊バッフルが存在することにより明らかに低減された。動的成分がより小さいことは、膜タンクに対する疲労誘発損傷のリスクがより低く、船舶の不安定性に対する影響がより低いことを意味するので、この低減は重要である。
【００６２】
本発明は、浮遊バッフルを、制御されない自由移動から拘束するという概念に基づく。実験結果より、浮遊バッフルを拘束することによって、タンク内の液体のスロッシングが有効に抑制されることが理解できる。バッフルおよび拘束体の実際の設計の変更は、特許請求の範囲に規定する本発明の概念の範囲内において可能であることを理解されたい。
【符号の説明】
【００６３】
１  角柱型ＬＮＧタンク
２  床
４  側壁部
５  矢印曲線
６  ルーフ
１０  バッフル
１２  フレームまたは外方境界部
１４  間隙空間
２０  ケーブル
３０  固定点
３２  滑車
３３  滑車
４０  孔
５０  補助ケーブル
６０  ケーブル
【図１】
0005916020.tif 000004
【図２Ａ】
0005916020.tif 000005
【図２Ｂ】
0005916020.tif 000006
【図３】
0005916020.tif 000007
【図４Ａ】
0005916020.tif 000008
【図４Ｂ】
0005916020.tif 000009
【図４Ｃ】
0005916020.tif 000010
【図５】
0005916020.tif 000011
【図６Ａ−６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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