(57)【要約】  カーゴタンクの縦軸に沿って間隔を置いた一連の脚部を設置することによって液化ガス輸送船の船倉内でカーゴタンクを支持するためのシステム及び方法を開示する。前記脚部は、船舶の構造コンポーネントと関連して位置決めされる。これらの脚部は、右舷側及び左舷側のカーゴタンクの両側面に沿ってカーゴタンクの周径より下のカーゴタンクに対して固定された木材又はその他の適当な断熱及び耐荷重材からなる。脚部は、水平面の左舷及び右舷にあり船体構造によって固定及び支持された構造縦通材に載置される。脚部の前後方向及び横方向の動きは、脚部の１個所以上で縦通材に取付けられた止め具によって制御される。止め具は、脚部を一方向に制約するが他方向への動きを許容するベアリングパッドを介して脚部と接触する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貨物船内で使用するためのカーゴタンク支持システムであって、
前記貨物船の縦軸に略平行に配置された縦軸を有する円筒形カーゴタンクと、
各カーゴタンクに関して、前記カーゴタンクの縦軸に平行な配置に前記カーゴタンクの両側に沿って固定且つ位置決めされた複数の脚部と、を備え、
前記複数の脚部の夫々は、前記貨物船の船体に固定された構造要素によって、前記貨物船の底部に向かう下方移動を制約され、
少なくとも幾つかの前記脚部が、前記船舶の底部の上方に前記カーゴタンクの底部を支持し、
少なくとも幾つかの前記脚部が、前記カーゴタンクを横方向に制約するように前記構造要素と協働して作用し、且つ、
少なくとも幾つかの前記脚部が、前記カーゴタンクを前後方向に制約するように前記構造要素と協働して作用する、カーゴタンク支持システム。
【請求項２】
前記脚部が、前記カーゴタンクの周径よりも下方の位置で前記カーゴタンクに対して夫々固定される請求項１に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項３】
前記カーゴタンクの一方側に位置する各脚部に関して、対応する脚部が前記カーゴタンクの反対側の同じ軸位置に位置する請求項１に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項４】
前記脚部が、前記カーゴタンクの外殻に取付けられた前後方向梁に固定される請求項１に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項５】
前記前後方向梁が、各脚部より上方の前記カーゴタンクの外側に位置する垂直補強材によって支持される請求項４に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項６】
前記カーゴタンクの内側のリングフレームが、荷重を支えて各脚部から分散するように、各脚部の個所に位置する請求項１に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項７】
前記脚部と前記リングフレームとの軸方向間隔が、前記貨物船の横方向構造部材同士の倍数の間隔と一致する請求項６に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項８】
前記脚部が、断熱特性を有する耐荷重材から構成される請求項１に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項９】
船倉内に位置決めされた少なくとも１個のカーゴタンクを有する貨物船であって、
２個の端部、２個の側部、底部及び頂部を有する貨物倉と、
横方向構造部材が前記貨物倉内に互いに間隔を置いて配置されている前記船倉内の横方向及び前後方向構造部材と、
前記カーゴタンクの周径よりも下方の前記カーゴタンクの外表面に嵌合された少なくとも３対の脚部を有し、前記各対の脚部が、前記横方向構造部材の一つと一致する位置で前記カーゴタンク上に位置決めされた円筒形カーゴタンクと、
前記横方向構造部材に固定されると共に前記脚部を支持するよう位置決めされた、前記船倉の各側部上の縦通材と、
前記カーゴタンクの脚部の動きを横方向に制約するが前後方向には制約しないように、前記縦通材に対して固定される横方向止め具と、
前記脚部を前記前後方向に制約するが前記横方向には制約しないように、一軸方向位置にある前後方向止め具と、
前記貨物倉が浸水した場合に、前記カーゴタンクが前記底部から離れるように上方へ浮動することを防止するように、前記横方向構造部材に取付けられた複数の押下装置と、
を備える貨物船。
【請求項１０】
液化ガスが前記カーゴタンクに格納され、圧力下且つ極低温で輸送されることが可能である請求項９に記載の貨物船。
【請求項１１】
液体が前記カーゴタンクに格納され、圧力下且つ周囲温度を上回る温度で輸送されることが可能である請求項９に記載の貨物船。
【請求項１２】
前記カーゴタンクの直径に対する長さが、前記カーゴタンクに特別の対策を必要とすることなくスロッシングの悪影響を取り除くように構成される請求項９に記載の貨物船。
【請求項１３】
前記横方向及び前後方向止め具及び前記脚部下の縦通材が、低摩擦係数の耐荷重材を有するベアリングパッドによって当接される請求項９に記載の貨物船。
【請求項１４】
前記縦通材が前記貨物船の側部を補強し、それによって前記貨物倉の側部の横方向撓みを軽減する請求項９に記載の貨物船。
【請求項１５】
前記横方向構造部材が、垂直方向及び横方向荷重を前記カーゴタンクの脚部から分散する請求項９に記載の貨物船。
【請求項１６】
前記止め具同士が離間し、前記カーゴタンクの応力を安全な水準の範囲内に維持するために、前記止め具同士の間で前記脚部の限定的移動を許容する請求項９に記載の貨物船。
【請求項１７】
前記押下装置が４個以上の前記脚部の個所に位置し、前記カーゴタンクが所定量を超えて浮上することを防止する請求項９に記載の貨物船。
【請求項１８】
液体の輸送のために貨物船内にカーゴタンクを設置する方法であって、
一対の貨物倉縦通材に対して各縦通材に沿う所定位置に止め具を取付ける際に、前記止め具同士を離間させて、前記カーゴタンク側部に沿って取付けられた前後方向梁の下側に取付けられた脚部の限定的移動を許容するように取付ける工程と、
前記止め具と前記脚部に当接する前記縦通材とに対して低摩擦係数のベアリング表面を位置決めする工程と、
前記脚部が前記縦通材上に載置されるように貨物倉内に前記カーゴタンクを挿入する工程と、
前記カーゴタンクが浮上することを防止するように前記貨物船の構造体と前記カーゴタンクとの間に押下装置を取付ける工程と、を有する方法。
【請求項１９】
前記縦通材が、夫々船首及び船尾の方に延出している前記船倉の左舷側及び右舷側に沿い、前記縦通材が互いに相対的に同じ高さであり、前記貨物船の喫水線と同じ高さである請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記カーゴタンクの底部が、前記貨物船と前記カーゴタンクの両方の応力レベルを最小にする距離だけ前記貨物船の底部の底の上方に位置するように、前記縦通材が前記カーゴタンクを支持する請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ベアリング表面が、前記船倉内で船首及び船尾から等間隔に配置されている請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記前後方向梁が、離間した垂直補強材によって接続された連続的な上部及び下部前後方向梁を備える請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記止め具が、物質が前記カーゴタンクに積載される個所である前記カーゴタンクの一端部にのみ位置し、それによって前記カーゴタンクが前記物質の積載端部から離れるように前後方向に自在に膨張することを許容する請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
貨物船内での使用のためのカーゴタンク支持システムであって、
前記貨物船の縦軸に略平行に配置された縦軸を有する円筒形カーゴタンクと、
各カーゴタンクに関して、前記カーゴタンクの縦軸に平行な配置に前記カーゴタンクの両側に沿って位置決めされた複数の脚部と、を備え、
前記複数の脚部の夫々は、前記貨物船の船体に固定された構造要素によって、前記貨物船の底部に向かう下方移動を制約され、
少なくとも幾つかの前記脚部が、前記縦軸と平行に位置決めされ、前記脚部と関連して前記カーゴタンクを横方向に制約する第１の一組の止め具と協働で作用し、
少なくとも幾つかの前記脚部が、前記縦軸と平行に位置決めされ、前記脚部と関連して前記カーゴタンクを前後方向に制約する第２の一組の止め具と協働で作用する、カーゴタンク支持システム。
【請求項２５】
前記第１及び第２の一組の止め具が実際に前記脚部に当接しているが、前記脚部に対して永久的に取り付けられてはいない請求項２４に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項２６】
前記当接が前記カーゴタンクの周径よりも下方の位置で起こる請求項２５に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項２７】
前記脚部が前記カーゴタンクに永久的に取付けられ、前記止め具が前記構造要素に永久的に取付けられている請求項２５に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項２８】
前記脚部が前記構造要素に永久的に取付けられ、前記止め具が前記カーゴタンクに永久的に取付けられている請求項２５に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項２９】
前記カーゴタンクの一方側に位置する各脚部に関して、対応する脚部が前記カーゴタンクの反対側の同じ軸位置に位置する請求項２５に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項３０】
前記脚部が、前記カーゴタンクの軸中心線より下方の前記カーゴタンクの外殻に取付けられた前後方向梁に固定される請求項２４に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項３１】
液体の輸送のために貨物船内にカーゴタンクを設置する方法であって、
前記カーゴタンクの前後方向長さに沿って所定の位置に止め具を取付ける際に、前記止め具同士を離間させて、前記カーゴタンク側部に沿って取付けられた前後方向梁の下側と接触するように位置決めされた脚部の限定的移動を許容する取付ける工程と、
前記止め具に対して且つ前記脚部に対して低摩擦係数のベアリング表面を位置決めする工程と、
前記脚部が前記船倉内で前記船舶の構造体に取付けられた縦通材上に載置されるように前記貨物船の船倉内に前記カーゴタンクを挿入する工程と、
前記カーゴタンクが浮上することを防止するように前記縦通材と前記カーゴタンクとの間に押下装置を取付ける工程と、を有する方法。
【請求項３２】
前記縦通材が、夫々船首及び船尾の方に延出している前記船倉の左舷側及び右舷側に沿い、前記縦通材が互いに相対的に同じ高さであり、前記貨物船の喫水線と同じ高さである請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記カーゴタンクの底部が、前記貨物船と前記カーゴタンクの両方の応力レベルを最小にする距離だけ前記貨物船の底部の上方に位置するように、前記縦通材が前記カーゴタンクを支持する請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記ベアリング表面が、前記船倉内で船首及び船尾から等間隔に配置されている請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記脚部が前記カーゴタンクに取付けられた前後方向梁に抗する支持によって前記カーゴタンクを支持し、前記前後方向梁は、離間した垂直補強材によって接続された連続的な上部及び下部前後方向梁を備える請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記止め具が、物質が前記カーゴタンクに積載される個所である前記カーゴタンクの一端部にのみ位置し、それによって前記カーゴタンクが前記物質の積載端部から離れるように前後方向に自在に膨張することを許容する請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、「海洋用途における液化大容量ガスを収容する円筒形カーゴタンクのための支持システム」と題する２００８年７月９日に出願された仮特許出願整理番号６１／１２９，６３９、及び「貨物船内のタンクを支持するシステム及び方法」と題する２００９年６月１５日に出願された米国実用特許出願番号：１２／４８４，７７２に対する優先権を主張するものであり、これらは参考として本明細書で援用される。
【０００２】
本開示は、概して、液化ガスを収容する単独のカーゴタンクのための支持システムに関し、特に、大径の極低温タンクが液化ガス輸送船に安全に設置されて運用されることを可能にするのに有効である。
【背景技術】
【０００３】
液化ガスやその他の物質を、貨物船の船倉内に位置決めされたタンクに入れて輸送することは今日一般的である。特に、ＬＰＧ、エチレン及びＬＮＧ等の液化ガスを貨物船の船倉内に永久的に取付けられたタンクに入れて輸送可能なことは周知である。
【０００４】
液化ガス輸送船の設計及び構成は、国際海事機関（ＩＭＯ）によって主に国際ガスキャリアコード（ＩＧＣコード）によって規制されている。ＩＧＣコードは、幅広い貨物格納システムを認可している。円筒形タンクシステムは、約２２，０００ｍ３未満の収容能力を有する液化ガス輸送船に最も広く採用されている格納システムである。このシステムでは、円筒形タンクが、円筒形タンクの各端部の近くに１個配置された２個の横方向サドルによって支持される。このタンクは、各サドルの個所に内部リングフレームを有し、サドル荷重の安定化及びタンク外殻への分散を促す。２個のサドルのシステムは、どちらも船舶の動きによって加えられる力を受けて撓む船体とタンクの間の相互作用及びその結果生じる応力を最小にする。このようなタンクの直径及び長さは技術的及び経済的制約によって制限されており、これまでに建造されている公知の最大の単一のタンクが約６，０００ｍ３の収容能力を有するというように、最大の船舶の収容能力は約１２，０００ｍ３であると考えられている。
【０００５】
より大きな液化ガス輸送船は、並べて取付けられた２個のより小径のタンク又はいわゆるバイローブ型タンクのいずれかを採用している。バイローブ型タンクは、直径の約８０％が互いに重複している２個の並列した同じ直径の水平円筒から構成される。この２個の「ローブ」が結合する個所に内部前後方向隔壁が嵌合される。円筒形タンクの場合と同様、バイローブ型タンクは、各端部付近に１個ずつ２個のサドルによって支持されている。このようなタンクは１５ｍ前後の直径に建造される。これまでに建造されている公知のそのようなタンクの最大のものは約７，５００ｍ３であり、バイローブ型タンクを採用しているそのような液化ガス輸送船の最大のものは、２２，０００ｍ３前後の収容能力を有する。現在、４０，０００ｍ３の範囲内のより大きな輸送船の研究が進行している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
タンクと船体との間の夫々の変形による相互作用は複雑で支持点の数を２個に制限している。そのようなタンクの直径は、事実上、貨物密度、タンクの設計圧力、サドル間隔、製造上の制約事項及び経済的要因によって制限される。
【０００７】
各タンクにつき２個の支持サドルという制限によって、非常に大きく高い集中的荷重が船舶の底部構造に加わることになる。そのような「点」荷重は、船舶の満載排水量（水中重量）の２５％を超過する可能性がある。従って、これらの集中荷重は、梁及び格子枠組みの複雑なシステムによって船体構造全体に分散させなければならない。このような船体は、製造が困難であり、船舶の長さに沿って均一に貨物荷重が分散される船体よりも多くの鋼鉄を必要とする。
【０００８】
上記のタンクの型式は両方ともＩＧＣコードに従うＣ型タンクとして設計されている。Ｃ型タンクは、通常、アメリカ機械工学会（ＡＳＭＥ）のDiv.VIII等の地上圧力容器コード（land-based pressure vessel code）に従うよう設計されている。しかし、そのようなタンクが海上で受ける動荷重から、ＩＧＣコードは、液化ガス輸送船のタンクが地上のタンクに比較して高い設計圧力、加速力及び安全係数を持つように設計されるよう要求している。従って、Ｃ型タンクは、それらが使用期間に実際に経験するものよりも著しく高い圧力及び荷重に対して設計されることが多い。これは、より大きな外殻材料厚、高いタンク重量、及び過剰なコストを引き起こす。ほとんどの液化ガスは大気圧下で輸送されるので、Ｃ型タンクは重量及びコストの点で不利である。
【０００９】
球形タンクもまた、液化ガス、通常、−１６２℃の液化天然ガスを輸送するのに使用される。そのようなタンクは、ＩＧＣコードのＢ型タンクとして設計される。Ｂ型は、船舶がその使用期間に実際に経験する可能性のある圧力、加速度及び疲労寿命に対してタンクが設計されることを認可する。実際に経験すると予想される設計荷重を決定することは、時間のかかる高額のプロセスであるが、そのようなタンクは、Ｃ型タンクと比較して低い材料厚及び重量で設計してよい。しかし、球形タンクは、製造が高額であり、通常、大きな液化天然ガス（ＬＮＧ）輸送船にしか使用されない。これまでに建造された最大のタンクは、約４３ｍの直径及び約４０，０００ｍ３の体積を有する。コスト面での不利に加えて、球形タンクは、円筒形タンクほどには船舶の貨物倉の利用可能空間を利用せず、従って、同じ輸送能力を得るためにより大きな船舶を設計しなければならない。
【００１０】
独立角柱状タンクは、主に、可能な限り船舶の形状を利用するように整形された平面から構成される。これらのタンクは、Ｂ型タンク又はＡ型タンクのいずれかの可能性がある。Ａ型は、万一、主液化ガスタンクが漏れたり故障したりした場合に、防御として周囲の船体構造が二次的な液体バリアとして作用することを必要とする。従って、周囲の船体構造は、液化ガス（大抵、ＬＰＧ、プロパン又はアンモニア）の沸点でも頑丈で亀裂を生じないでいる高価な低温鋼によって構成されなければならない。Ｂ型の角柱状タンクは、完全な二次的バリアを必要としないので、船体は主として通常の船舶用鋼から建造可能である。Ｂ型の球形タンクと同様に、疲労又は亀裂伝播のリスクを最小にするために著しく詳細な応力分析が必要とされる。どちらのタンク形式も、オイルタンカーの内部船体構造に類似した十分な内部支持構造を有する。角柱状タンクは、円筒形又は球形タンクよりも優れた船体における体積効率を有するが、これらの角柱状タンクは著しく多くの材料を必要とし、設計応力が制限されている。
【００１１】
座礁又は衝突による貨物倉の浸水の場合は、カーゴタンクが浮上して貨物倉の上部を突き破ったりすることを防止しなければならない。これは、従来のＣ型タンクでは、通常、２個のリングフレームに近接してタンクの上側に設置された４個の大型ブラケットによって達成される。そして、浮動荷重がブラケットを介して上部船体側部に伝達される。球形タンクでは、タンクの均分円は、いわゆるスカートを介して船舶構造に溶接されているので、支持構造もまた浮動に対してタンクを保持する。角柱状タンクでは、タンクの上側に位置し、船体の側面の多数個所に取付けられたブラケットによって、タンクの押下げが達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
タンクの縦軸に沿って間隔を置いた一連の脚部を設置することによって液化ガス輸送船の船倉内でカーゴタンクを支持するためのシステム及び方法を開示する。前記脚部は、船舶の構造コンポーネントに関連して位置決めされる。これらの脚部は、右舷及び左舷のタンクの両側面に沿ってタンクの周径より下のタンクに対して固定された木材又はその他の適当な断熱及び耐荷重材からなる。脚部は、水平面の左舷及び右舷にあり船体構造によって固定及び支持された構造縦通材に載置される。前後方向及び横方向の脚部の動きは、脚部の一個所以上で縦通材に取付けられた止め具によって制御される。止め具は、脚部を一方向に制約するが他の方向への動きを許容するベアリングパッドを介して脚部と接触する。ベアリングパッドは、脚部と止め具との摩擦を軽減し、それによって前記所望の方向への自由な動きを可能にする。
【００１３】
このように、Ｂ型カーゴタンクの重量及び材料厚の利点に加えて円筒形Ｃ型タンクの製造上の利点を有する円筒形カーゴタンクは、球形タンクよりも優れた貨物スペースの利用、及び角柱状又はＣ型タンクの材料及び製造コストの軽減をもたらす。加えて、間隔を置いた脚部は、タンク又は複数のタンクから船体構造への荷重の均一な分散を促し、それによって、過度な船体の撓みを無くし、スロッシング荷重による脆弱性を減少しながら、より単純且つより軽量の船体構造を可能にする。脚部、止め具及びベアリングパッドの設計は、伝熱を最小にし、悪影響の無い正常なカーゴタンクと船体の撓みを可能にする。本明細書で論じられる概念によって、単独で１５，０００ｍ３以上の収容能力のタンクが実現されることができる。
【００１４】
上記には、以下の本発明の詳細な記述がよりよく理解されるように、本発明の特徴及び技術的利益の概要をかなり大まかに示した。本発明の更なる特徴及び利益を以下に記述するが、それらは本発明の請求項の主題を形成する。当業者は、開示された概念及び具体的な実施形態が、本発明と同じ目的を達成するためのその他の構造を修正又は設計する基礎として容易に利用される可能性があることを理解すべきである。また、当業者は、そのような等価の構成が添付の請求項に明記された本発明の趣旨及び範囲から逸脱するものではないことを認識すべきである。本発明の特性と見なされる新規の特徴は、更なる目的及び利益と共に、構成及び動作方法の両方に関して、添付の図面と結び付けて考えられた時、以下の記述からより良く理解されるだろう。しかし、各図面は、図解及び記述の目的で提供されるものであり、本発明の制限を定義すると意図していないことは当然理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明のより完全な理解のため、添付の図面を併用して以下の記述を参照する：
【図１】内部にタンクが配列された液化ガス輸送船の上面図である。
【図２】本明細書に記述されたシステム及び方法によって支持されている、船尾向きのカーゴタンクの横断面図である。
【図２Ａ】右舷の支持部の拡大図である。
【図２Ｂ】左舷の支持部の拡大図である。
【図３】本明細書に記述されたシステム及び方法によって支持されているカーゴタンクの側面図である。
【図４】本明細書に記述されたシステム及び方法によって支持されているカーゴタンクの上面図である。
【図５Ａ】液化ガス輸送船での使用のための先行技術の支持配置による円筒形のＣ型タンクの一例を示す図である。
【図５Ｂ】液化ガス輸送船での使用のための先行技術の支持配置による円筒形のＣ型タンクの一例を示す図である。
【図６】脚部がその上に構成されたタンクの一実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、カーゴタンク２０−１乃至２０−４が配列された液化ガス輸送船１０の上面図を示す。これらのカーゴタンクは、船舶の縦軸に沿って直線的に変位させて示されているが、本明細書で論じられる概念は、任意のタンク配列及び任意のタンク数とともに用いられることが出来ることに留意されたい。
【００１７】
図２は、本明細書に記述されるシステム及び方法によって支持されるタンク２０の横断面図を示す。本発明の支持システムを支援するため、図２Ａ及び２Ｂに示すように、横ウェブフレーム１１及び縦隔壁１３又は梁１４からなる船舶の船体構造体に一体化された縦通材１２等の支持構造体を追加することが有益である。構造体１２，１３及び１４は、好ましくは、必要な場合に限り断続して設置できる、連続構造体であることに留意されたい。
【００１８】
本発明の発明概念を論じる前に、図５Ａ及び５Ｂに示すような先行技術の支持構造体を概観することは有効であると思われる。図５Ａに示すように、円筒形タンク２０は、リングフレーム５２によって内部から支持されている。
【００１９】
図５Ｂでは、船舶の底部５７及び側部船体５８によって横サドル５１が支持されている。通常は、タンクと鋼製サドルとの間に木製ベアリング５４が存在する。各リングフレーム５２の個所では、押下ブラケット５６が外殻に取り付けられている。押下ブラケット５６は、ストッパ５５を船舶の側部船体５８に対して押圧してタンクの浮動を防止する。押下ブラケット５６は、タンクの左舷及び右舷側にある。タンクの一方の端部の底部には前後方向止め具５３が存在する。前後方向止め具を除いて、同一の構造が、図５Ａに示すようにタンク２０の他方の端部で繰り返されている。各サドルは、静タンク荷重の約５０％を支え、この荷重は船舶の動きによってほぼ２倍になる可能性がある。このような荷重下で、船体及びタンクの両者は、複雑な相互作用において著しく撓み、それによって、カーゴタンク及び支持構造体の両者の応力を増加する。構造体破損を防止するため、詳細な構造分析を使用して重厚かつ複雑な支持構造を設計しなければならない。
【００２０】
これから本発明の概念を参照するが、図２、２Ａ、及び２Ｂに示すように、タンク２０（図６に単体で示す）は、図３に拡大して示すように、船舶の貨物倉の長さに沿って前後方向配置された一連の支持構造体上に効果的に載置される。
【００２１】
一実施形態では、タンクの縦軸に対して平行にタンクの各側サイドに沿って間隔を置いてタンクの支持部２７の底面の下に脚部２６が位置決めされる。脚部は、船舶のウェブフレーム１１に対応する位置に有効に位置する。好適な実施形態は、脚部がタンクに取り付けられるものだが、その代わりとなる別の実施形態は、脚部をタンクの前後方向支持部と結合するように縦通材に沿って位置決めすることも可能である。そのような実施形態では、止め具はタンク支持部上にある。
【００２２】
タンクの両端部は、半球状、クローバー（Ｋｌｏｅｂｅｒ）又はその他の適当な型でよく、両端が同一である必要はない。タンクの直径は、２５ｍ以上でもよい。タンクの円筒の長さ対直径比は、主に２つの要因によって制限される。一つは、静水圧荷重及びカーゴタンク荷重下での船体側部の変形、及びそのタンク変形への影響である。船体の変形は、貨物倉隔壁間の距離の２乗に比例して変わる。従って、短い船倉ほど、船体の変形を著しく小さくすることになる。
【００２３】
二つ目の重要な長さ対直径比の要因は、スロッシング荷重の制限である。円筒形タンク内の横スロッシングが総タンク荷重にほとんど影響しないことは周知である。しかし、円筒形タンク内の縦方向のスロッシングはいくつかの要因によって異なり、その内の最も重大な要因が、タンクの直径に対する長さである。通常、Ｃ型の円筒形タンクは、最大で３：１の長さ対直径比を有し、サドルリングフレームに取付けられたタンクの両端付近の制水隔壁を利用してスロッシング荷重を軽減する。しかし、１５ｍを超えるタンク直径では、制水隔壁の使用が技術的課題となる。円筒の長さ対直径比を２：１未満に制限することによって、縦スロッシング荷重を十分に小さくし、制水隔壁の必要をなくしてもよい。直径の小さいタンクほど、１枚以上の制水隔壁を併用してより高い長さ対直径比を実施できる可能性がある。
【００２４】
円筒形カーゴタンクの軸は、船舶の船首及び船尾の前後方向に水平に向けられる。先に述べたように、タンクは、タンクの水平中心線軸（図６の６０１）に対して平行且つ若干下方のタンクの両側上に間隔を置いて配列された脚部２６によって支持されている。脚部２６は、一実施形態では、含浸合板又はその他の適当な断熱及び耐荷重材から構成され、タンク下部前後方向梁２９に固定される。垂直支持部２７が下部梁２９と上部梁２８との間に補強を施す。図示の実施形態では、上部梁２８、下部梁２９及び垂直支補強材２７の個所で溶接部２４によってタンクの両側にタンク支持部６０２（図６）が溶接されている。脚部は、タンクとその貨物の重量及び垂直荷重を、縦通材１２を介して船舶の構造体に伝達する。
【００２５】
同様に、脚部は、タンクとその貨物の横方向及び縦方向の荷重を、縦通材１２に固定された止め具３０及び４１（夫々図３及び４に見られる）に伝達する。止め具は、ある一方向への脚部の動きを制約するが、他の方向への動きを許容することで、予期されるタンクの熱膨張及び収縮、タンク及び船舶の構造体の撓み、及びそれらの相互作用に適応する。止め具は、脚部と止め具との間での滑りを促すために、含浸木材、研磨ステンレス鋼、テフロン等の低摩擦係数の表面を有するベアリングパッドを含む。
【００２６】
先に述べたように、脚部は、図２、２Ａ、２Ｂ及び６に示すようにタンク２０の外側に対して溶接２４（或いは固定）された下部前後方向梁２９の下に固定される。梁２９は、縦方向及び横方向の荷重をタンクから脚部へ伝達するように設計されている。タンクの各側の下部梁は、タンク外殻２０３の底部とその水平中心線軸との間の高さの水平面内に位置する。この底部上方の水平面の高さは、最も小さい全曲げ応力及びせん断応力が円筒形タンクに加えられる個所の高さを算出することによって決定する。この底部上方の高さは、タンクの形状及び船舶の動きによってタンクに加わる力によって変わる。下部前後方向梁２９の高さは、通常、タンク底部の上のタンク直径の約２０％〜４０％である。
【００２７】
より小さな上部前後方向梁２８は、タンクを更に強化するよう作用し、図２、２Ａ、２Ｂ及び６に示すようにタンク２０の外側に溶接２４（或いは固定）されている。上部及び下部梁は、脚部の位置にタンクの縦軸に沿って位置決めされた一連の外部垂直補強材２７によって接続されている。各脚部の個所のタンク内部リングフレーム２５は、横方向及び縦方向のタンク荷重を脚部に伝達するための主要な構造部材として作用する。垂直補強材２７は、横方向及び縦方向のタンク荷重をリングフレーム２５から下部前後方向梁２９を介して脚部に伝達する。脚部とリングフレームとの間隔は、船舶の横ウェブフレーム間隔と略一致する。リングフレームは、場合によってはタンクの外側にあることも可能であるが、船舶の船幅は既定の積載重量のために制限されるので、外側のリングフレームは、タンクの大きさ、ひいては既定の船幅の船舶の積載運搬能力を減少することになる。
【００２８】
先に述べたように、船舶の船体は、船体の各側の脚部の底面の高さに前後方向棚部又は縦通材１２を含む。縦通材と脚部との間にベアリングパッドを嵌合してもよい。縦通材は、垂直方向及び横方向の荷重をタンクから船舶のウェブフレームに分散する垂直フレーム１５（図２Ａ及び２Ｂ）によって支持される。垂直方向及び横方向支持部の反復性は、タンク荷重を船体構造体に対してほぼ均等に分散する。これによって、Ｃ型タンクの船体と比較して、単純明快な船体構造レイアウトが可能になる。脚部は互いにほぼ同じ高さであり、且つ船舶の喫水線と同じ高さである。留意すべきは、このリングフレームが、荷重を支えて脚部から分散するように作用し、現在の海洋での実体よりもはるかに大きい直径のカーゴタンクの設計を可能にすることである。
【００２９】
タンクは、脚部２６上に載置したタンク自体の重量によって、回転動作をしないように垂直方向下方に固定されており、脚部２６は、同様に、船舶の構造体によって支持されている。船倉が浸水した場合、各脚部の個所に、又は、必要に応じて、少なくとも４個、即ち各側に２個ずつの脚部の個所に位置する鎖２０４又は同様の押下装置によって、タンクは浮上しないよう緩やかに拘束される。鎖２０４又は同様の押下装置は、縦通材１２、隔壁１３又は同じ防止目的を達成する同様の位置に取り付けられる。
【００３０】
横方向位置は、図３に示す、船舶の片側（図示の実施形態では右舷側）にのみ有利に配置された横方向止め具３０によって制御される。この片側配置によって、タンクは非拘束側で自在に膨張及び収縮することが出来る。
【００３１】
図３は、タンク２０の側方長さに沿う脚部２００の各個所の横方向止め具３０を示す。タンクが船舶の片側でのみ横方向に拘束されている場合、全ての横方向荷重は、船舶の船体の前記片側に伝達される。タンクの支持されていない側は、自在に横方向に動き、変形及び熱収縮に対応する。
【００３２】
必要に応じて、タンクの側方長さに沿って船舶の両側に横方向止め具を設置することが可能である。この横方向止め具システムのバリエーションは、例えば、タンクの両側で横方向止め具を使用することである。このような場合、横方向荷重は、船舶の両側に対して多かれ少なかれ均等に伝達される。以下のバリエーション例が考えられる。
ａ）各脚部の左舷船内側に１個の横方向止め具及び右舷船内側に１個の横方向止め具；
ｂ）各脚部の左舷船内側及び船外側に止め具及び右舷船内側に１個の止め具；及び
ｃ）各脚部の左舷船内側及び船外側に止め具及び右舷船内側及び船外側に止め具。
【００３３】
ｃ）の場合、一組の止め具は、船内側止め具が「冷たい（cold）」タンク状態で脚部と接触し、船外側止め具が「暖かい（warm）」タンク状態で脚部と接触するように配置され、即ち、タンクが横方向止め具に拘束されることなく熱サイクルを通して膨張及び収縮出来るように、止め具同士は間隔をあけて配置される。別の構成では、タンクが冷えた後に上記船外側横方向止め具が調節され、脚部と止め具の間隔を最小にすることができる。
【００３４】
理想的な横方向止め具の設計解は変数に依存し、船体構造、タンクの大きさ、液化ガス密度、圧力等に依存する各船舶の設計によって異なる可能性がある。
【００３５】
前後方向位置は、図４に示す、前後方向止め具４１によって制御され、図示のように、タンクの左舷側及び右舷側に設置可能である。止め具は、下部梁２９に固定され且つ前方及び船尾の両方向の前後方向荷重に対応する大きさにされる脚部に作用する。左舷及び右舷止め具は一組だけ嵌合される必要があり、これらの止め具は、通常、充填及び注入管がタンクに接続されたタンクドーム２０５の前後方向位置の左舷及び右舷に位置する。この止め具の位置によって、タンクが、タンク管と船舶の構造との間の固定位置を維持するように、ローディングパイプ（図示せず）から離れるように前後方向に膨張及び収縮することが出来る。図３に示すように、タンクの船尾側端部３２は、船舶の後端部に最も近接し、タンクの前方端部３１は船舶の前端部に最も近接している。タンクドーム２０５は、通常、船尾側端部の円筒形タンクの頂部に取付けられた垂直円筒形の半球天井である。これは、蒸気を収集するための液体を含まない蒸気空間として作用する。カーゴタンク配管、注入管、排出ポンプ、蒸気線等が、このドームを介してタンクを貫通している。
【００３６】
横方向止め具は、前後方向へのタンクの動きを許容する。前後方向止め具は、横方向へのみの動きを許容する。止め具及び脚部に取付けられたベアリングパッド間には間隙が存在してもよい。前後方向及び横方向の止め具の目的は、タンクと船舶の船体が互いに過度の応力を加えることなく撓むことが出来るようにすることである。ある時点で、タンク及び／船舶の構造体の撓みは望ましくなくなるか安全ではなくなるので、システムは、これらの撓みを許容範囲内に維持し、タンク又は船舶が過度に増強される必要が無いように設計される。
【００３７】
本発明及びその利益を詳細に記述したが、ここでは、添付の請求項によって規定される本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、様々な変更、置換及び修正が可能であることを理解するべきである。更に、本出願の範囲は、本明細書に記述されたプロセス、機械、製造、化学物質、手段、方法及び工程の特定の実施形態に制限されることを意図していない。当業者は、本発明の開示から、本明細書に記述された対応する実施形態と実質的に同じ機能を果たす又は実質的に同じ結果を達成する既存又は後に開発される、プロセス、機械、製造、化学物質、手段、方法又は工程を本発明に従って利用してもよいことを容易に理解するであろう。従って、添付の請求項は、各請求項の範囲内で、そのようなプロセス、機械、製造、化学物質、手段、方法及又は工程を含むことを意図している。
【図１】
2011527656.tif 000003
【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年1月20日(2011.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数の貨物倉を有する貨物船内で使用するためのカーゴタンク支持システムであり、各貨物倉が２つの端部、２つの側部、底部、頂部を備えるとともに、各貨物倉が、船倉内で横方向構造部材及び前後方向構造部材を使用しており、前記横方向構造部材が前記各貨物倉内で一定間隔を空けて設けられているカーゴタンク支持システムであって、
前記貨物船の縦軸にほぼ平行に配置された縦軸を有する円筒形のカーゴタンクを有し、このカーゴタンクが、特定の船倉と同等であるが、この特定の船倉内に嵌合するように、これより十分に小さい大きさを有しており、
各カーゴタンクには、カーゴタンクに固定されるとともに、このカーゴタンク縦軸に垂直な配列で、カーゴタンクに沿って配置された複数のカーゴタンク用リングフレーム、支持体及び脚部があり、
前記カーゴタンク用リングフレーム、支持体及び脚部が、前記貨物船の主要横方向構造部材に対応する前記カーゴタンクに軸方向に沿って間隔を空けて設けられており、前記カーゴタンク用リングフレームが、前記垂直の支持体及び脚部に、静的及び動的なカーゴタンク負荷を伝達するよう機能するようになっており、そのことにより、前記垂直の支持体及び脚部が、前記対応する主要横方向構造部材に接続されたベアリングパッド及び止め具として、船体に静的及び動的なカーゴタンク負荷を伝達するカーゴタンク支持システム。
【請求項２】
前記複数のカーゴタンク用リングフレーム、支持体及び脚部が、前記カーゴタンク内で過剰な応力を生じさせることなく、静的及び動的負荷を分割及び分配する請求項１に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項３】
複数の主要構造部材への前記静的及び動的カーゴタンク負荷の分割及び分配が、船体構造を簡素化し、１５，０００立方メートル以上のカーゴタンク容量を許容する請求項２に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項４】
静的及び動的負荷にある前記船体及びカーゴタンクの全体的な変形が、結果として生じる力を、過度な応力を取り除くことにより、前記複数のカーゴタンク用リングフレーム、支持体及び脚部に、増加して分配する請求項２に記載のカーゴタンク支持システム。
【請求項５】
間隔を空けて配置された前記カーゴタンク用リングフレームが、前記カーゴタンクの主要構造部材として機能することにより、タンクシェルを、前記カーゴタンク用リングフレーム間のわずかな撓みを吸収する軽量で可撓性のある水密の外板として機能させて、過剰な応力が前記タンクシェルで生じないようにしながら、重量及び材料を節減できるようにする請求項２に記載の支持体。
【請求項６】
液化ガスが前記カーゴタンクに格納され、圧力下かつ極低温で輸送されることが可能である請求項２に記載のカーゴタンク。
【請求項７】
液体が前記カーゴタンクに格納され、圧力下かつ周囲温度を上回る温度で輸送されることが可能である請求項２に記載のカーゴタンク。
【請求項８】
前記カーゴタンクの直径に対する長さが、前記カーゴタンクに特別の対策を必要とすることなくスロッシングの悪影響を取り除くように構成される請求項２に記載のカーゴタンク。
【請求項９】
液体及び液化ガスの輸送のために、カーゴタンクを貨物船の船倉に設置する方法であって、
前後方向縦通材を、横方向貨物倉構造部材及び前後方向貨物倉構造部材によって支持された前記船倉の各側部に固定し、前記縦通材が、船倉に位置決めされるカーゴタンクの円周中心線の下に設けられた脚部をあらゆる方向で支持するようにすること、
前記脚部を垂直方向で支持するようベアリングパッドを前記前後方向縦通材に固定して取り付けること、
前記脚部の動きを横方向に抑制するが、前後方向には抑制しないよう、横方向止め具を前記前後方向縦通材に固定して取り付けること、
前記脚部の動きを前後方向に抑制するが、横方向には抑制しないよう、前後方向止め具を左舷及び右舷にひとつの軸方向位置で取り付けること、
前記貨物倉が浸水した場合に、前記タンクを、所定の量以上に上方へ浮き上がらせないように、押下装置を前記横方向貨物倉構造部材に取り付けること、
前記カーゴタンクが、前記貨物倉内で動かないよう、前記止め具及び脚部を配置すること、及び、
前記脚部が所望の方向へ容易に自由移動できるように、低摩擦ベアリングパッドを前記止め具及び前記脚部に対して位置決めすること、を有する方法。
【請求項１０】
前記前後方向縦通材が、垂直方向の波のうねりの結果生じる応力及び撓みが最小である船体の中立軸に近いレベルで前記カーゴタンクを支持することにより、前記カーゴタンク支持システムが、垂直方向の波のうねりによる最小の応力及び撓みを受けるようになる請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記前後方向止め具が、前記各前後方向縦通材に沿った１つの位置のみに位置することにより、前記タンクが、前記前後方向止め具から離れて前後方向に自由に拡張、収縮、または変形する請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記横方向止め具が、前記各前後方向縦通材に沿って位置することにより、前記タンクが、横方向に自由に拡張、収縮、または変形する請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記カーゴタンクまたは貨物船の構造部材に有害な負荷を集中させることなく、前記カーゴタンクが、温度変化により自由に拡張及び収縮することができる請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
各脚部または各脚部の近傍に位置する前記押下装置が、前記垂直方向支持体と同じまたはほぼ同じ位置で、浸水した船倉に、前記カーゴの浮力を分配することで、従来のカーゴタンク支持システムの押下装置に比較して、前記カーゴタンクと船体構造の両方を簡素化する請求項９に記載の方法。
【国際調査報告】
2011527656.tif 000012
2011527656.tif 000013