独立タンクの支持構造
【課題】独立タンクの熱伸縮によってタンク側支持部及び船体側支持部の荷重中心が相互に偏心した場合においても偏心荷重による応力集中を緩和できる独立タンクの支持構造を提供する。
【解決手段】独立タンクの底面５１に固設された複数のタンク側支持台２と、船体のタンク収容空間の底板９１に固設された複数の船体側支持台３と、タンク側支持台２と船体側支持台３との間に介在され、これらの少なくとも一方と摺動自在に形成された断熱性支持材４とを有する独立タンクの支持構造１において、独立タンクの底面５１は、底板９１に対して相対的に変位しない起点を中心として温度差により放射状に伸縮するように構成され、タンク側支持台２及び船体側支持台３には、タンク側支持台の荷重中心Ｐ１と船体側支持台の荷重中心Ｐ２とが底面５１の伸縮により相互に偏心する偏心領域８を含む部位に補強部材２２、３２が設けられている。
【解決手段】独立タンクの底面５１に固設された複数のタンク側支持台２と、船体のタンク収容空間の底板９１に固設された複数の船体側支持台３と、タンク側支持台２と船体側支持台３との間に介在され、これらの少なくとも一方と摺動自在に形成された断熱性支持材４とを有する独立タンクの支持構造１において、独立タンクの底面５１は、底板９１に対して相対的に変位しない起点を中心として温度差により放射状に伸縮するように構成され、タンク側支持台２及び船体側支持台３には、タンク側支持台の荷重中心Ｐ１と船体側支持台の荷重中心Ｐ２とが底面５１の伸縮により相互に偏心する偏心領域８を含む部位に補強部材２２、３２が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船体と構造的に分離された独立タンクを船体のタンク収容空間内に支持する独立タンクの支持構造に関し、特に、外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵されることにより熱伸縮する独立タンクの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、船舶に搭載されるタンクには、船体と構造的に分離された独立タンクが多く用いられている。図６に、一例としてＬＰＧ（液化石油ガス）用タンカーの構成を示す。ここで、図６は船体内部に独立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で、（Ｂ）は船体長さ方向の断面図である。独立タンク５は船体９のタンク収容空間６内に設置される。その際、独立タンク５は支持構造１によって鉛直方向の荷重が受け止められる。タンク収容空間６の側壁又は天井と独立タンク５との間にはホールドスペース７が形成され、アンカー（不図示）が取り付けてある。アンカーは、航海中、船体が横方向に振れてローリングを起こしたような場合、その動きを止めるために設けられている。
【０００３】
図７に示すように、従来の独立タンクの支持構造１は、タンク底面５１に固設された複数のタンク側支持台２と、船体のタンク収容空間の底板９１に固設された複数の船体側支持台３と、タンク側支持台２と船体側支持台３との間に介在させた断熱性支持材４とを有する。断熱性支持材４は、鉛直方向に対して荷重を伝達するが水平方向に対しては拘束されず、タンク側支持台２及び船体側支持台３の少なくとも一方と摺動自在に配置される。そして、タンク側支持台２と断熱性支持材４の当接面、又は船体側支持台３と断熱性支持材４の当接面に生じる摩擦力により独立タンク５の位置が保持されている。
【０００４】
このような支持構造を採用する理由の一つとして、独立タンクの熱伸縮対策が挙げられる。例えば、ＬＰＧ用タンカーやＬＮＧ（液化天然ガス）用タンカーにおいては、タンク内に貯蔵される積荷は約−１６０℃程度の低温、又は、約−４５℃程度の低温の液化ガスである。これらの低温の積荷が独立タンク内に貯蔵されると独立タンクは収縮し、空の状態になると膨張する。一方、高温の積荷が独立タンク内に貯蔵されると独立タンクは膨張し、空の状態になると収縮する。このような積荷の積み下ろし時の温度変化に伴う独立タンクの伸縮に対応可能なように、独立タンクの底面を船体に固定せず、タンク側支持台と船体側支持台が断熱性支持材を介して摺動自在となる構成としている。
【０００５】
関連する技術として特許文献１（特開昭６１−８１２８７号公報）に独立タンクの支持方法が開示されている。この特許文献１の支持方法は、船体床板上に固定された支持台上に断熱材を介して独立タンクを支持する際に、タンク底板と断熱材との間に鋼板を挿入している。このように鋼板を挿入することによりタンク荷重による応力を分散させることができる。
また、特許文献２（特開２０００−１９０８９１号公報）には船載タンクの支持構造が開示されている。この特許文献２の支持構造は、タンク側支持台と船体側支持台との間に断熱性支持材からなるシートを複数介在させた構成を有している。さらにタンク端部の断熱性支持材をそれ以外の断熱性支持材より低ヤング率として、タンクへの応力集中を緩和させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−８１２８７号公報
【特許文献２】特開２０００−１９０８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図８は従来の独立タンクの偏心応力を説明する図であり、（Ａ）は支持構造の側面図で、（Ｂ）はタンク側支持台と船体側支持台の位置関係を示す図である。
特許文献１や特許文献２等に開示される従来の支持構造においては、積荷の積み下ろし時の温度変化に伴い独立タンクが熱伸縮することによって、図８（Ａ）に示すようにタンク側支持台２の荷重中心Ｐ１と船体側支持台３の荷重中心Ｐ２がずれ、支持台２、３や支持材４に偏心応力が加わる。そのため、タンク側支持台２や船体側支持台３は、偏心荷重による応力集中によって変形してしまう惧れがある。支持台２、３に変形が生じると、独立タンクを安定して支持することができない。
【０００８】
一方、タンク側支持台２や船体側支持台３を偏心応力に耐え得る構造とするためには、十分な板厚が必要となる。しかし、これらの支持台２、３は多数設けられるため支持台２、３の板厚を厚くすると重量が大きくなってしまうという問題がある。図８（Ｂ）中の矢印は、熱伸縮によるタンク側支持台２と船体側支持台３とのずれを示す。独立タンクと船体との温度差が大きくなればなるほどずれは大きくなり、タンク側支持台２と船体側支持台３との偏心量及び偏心荷重が大きくなり、偏心荷重による支持台の強度不足が問題となる。
【０００９】
したがって、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、独立タンクの温度変化に伴う熱伸縮によってタンク側支持部及び船体側支持部の荷重中心が相互に偏心した場合においても、これらの支持部に対する応力集中を緩和でき、安定して独立タンクを支持可能な独立タンクの支持構造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】
【００１０】
上記の課題を解決するために、第１の発明に係る独立タンクの支持構造は、外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵される独立タンクの支持構造であって、前記独立タンクの底面に固設された複数のタンク側支持台と、船体のタンク収容空間の底板に固設された複数の船体側支持台と、前記タンク側支持台と前記船体側支持台との間に介在され、前記タンク側支持台及び前記船体側支持台の少なくとも一方と摺動自在に形成された断熱性支持材とを有する独立タンクの支持構造において、前記独立タンクの底面は、前記底板に対して相対的に変位しない起点を中心として前記温度差により放射状に伸縮するように構成されており、前記タンク側支持台及び前記船体側支持台にはそれぞれ、前記タンク側支持台の荷重中心と前記船体側支持台の荷重中心とが前記底面の伸縮により相互に偏心する偏心領域を含む部位に、タンク荷重に対して前記支持台を補強する補強部材が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本第１発明では、タンク側支持台及び船体側支持台に補強部材が設けられている。さらにこの補強部材は、独立タンクの熱伸縮によりタンク側支持台の荷重中心と船体側支持台の荷重中心とが相互に偏心する偏心領域を含む部位に設けられている。この補強部材によって、偏心荷重によるタンク側支持台及び船体側支持台への応力集中を緩和することができる。したがって、タンク側支持台及び船体側支持台の変形を防止でき安定して独立タンクを支持可能な支持構造とすることができる。また、補強部材を設けることにより、偏心荷重対策として板厚を厚くする必要がなくなり、支持構造の重量増加を防止できる。
【００１２】
また、補強部材がそれぞれ設けられたタンク側支持台と船体側支持台とを用いているため、独立タンクは既存のものを用いることができる。
さらに、独立タンクの底面は、船体の底板に対して相対的に変位しない起点を中心として放射状に伸縮するように構成されているため、タンク側支持台及び船体側支持台の偏心領域を容易に特定可能で、補強部材を必要部位に確実に設置することができる。
なお、外気温度とはタンク周囲の温度のことであり、タンク周囲は室外であってもよいし、室内であってもよい。
【００１３】
第２の発明に係る独立タンクの支持構造は、外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵される独立タンクの支持構造であって、船体のタンク収容空間の底板に固設された複数の船体側支持台と、前記独立タンクの底部内構材が位置する底面部位と前記船体側支持台との間に介在され、前記底面部位及び前記船体側支持台の少なくとも一方と摺動自在に形成された断熱性支持材とを有する独立タンクの支持構造において、前記独立タンクの底面は、前記底板に対して相対的に変位しない起点を中心として前記温度差により放射状に伸縮するように構成されており、前記底部内構材及び前記船体側支持台にはそれぞれ、前記底部内構材による底面支持点と前記船体側支持台の荷重中心とが前記底面の伸縮により相互に偏心する偏心領域を含む部位に、タンク荷重に対して前記底部内構材又は前記船体側支持台を補強する補強部材が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本第２発明では、底部内構材及び船体側支持台に補強部材が設けられている。さらにこの補強部材は、独立タンクの熱伸縮により、底部内構材による底面支持点と船体側支持台の荷重中心とが相互に偏心する偏心領域を含む部位に設けられている。この補強部材によって、偏心荷重による底面及び船体側支持台への応力集中を緩和することができる。したがって、タンク底面の変形を防止できるとともに、船体側支持台の変形を防止でき安定して独立タンクを支持可能な支持構造とすることができる。また、補強部材を設けることにより、偏心荷重対策としてタンク底面や船体側支持台の板厚を厚くする必要がなくなり、タンクや支持構造の重量増加を防止できる。
【００１５】
ここで、前記底部内構材とは、独立タンク自体の補強を目的としてタンク底面より内側に設けられた構材（骨材を含む）である。前記底部内構材による底面支持点とは、底部内構材が接続されている底面位置の少なくとも一点であり、特に、複数の底部内構材が交差して底面のうち最も変形強度が高い点であることが好ましい。
また、独立タンク側には支持台を設けずに底部内構材に補強部材を設けた構成としているため、支持構造の重量低減や工数削減によるコスト低減が可能となる。
さらに、独立タンクの底面は、船体の底板に対して相対的に変位しない起点を中心として放射状に伸縮するように構成されているため偏心領域を容易に特定可能で、補強部材を必要部位に確実に設置することができる。
【００１６】
上記した第１の発明及び第２の発明において、以下の構成を備えていてもよい。
前記補強部材は、前記荷重中心の周囲のうち前記偏心領域を含むように部分的に設けられていてもよい。
これにより、偏心荷重による応力集中に対応した必要最低限の補強を行うとともに、支持構造の重量低減が可能となる。
【００１７】
また、前記補強部材は、前記荷重中心の周囲全周に亘って設けられていてもよい。
これにより、タンク底面の伸縮方向に対する補強部材の位置を考慮する必要がなくなる。したがって、支持台に補強部材が設けられる場合には支持台を独立タンクに取り付ける作業が容易となり、底部内構材に補強部材が設けられる場合には補強部材の取り付け作業が容易となる。
【００１８】
さらに、前記タンク側支持台及び前記船体側支持台は、前記断熱性支持材に面接触する天板部と、一側縁部が前記天板部に接続されるとともに該天板部に直交する荷重中心軸を通るように配置された複数の平板部材からなる脚部と、一側縁部が前記天板部に接続されるとともに隣り合う前記平板部材同士の間に架設された前記補強部材とを含むことが好ましい。
本構成によれば、脚部を形成する複数の平板部材は、荷重中心軸を中心として放射状に配置されることとなる。さらに隣り合う平板部材同士の間に補強部材を架設することにより、偏心荷重を荷重中心軸に軸力として伝達させることができ、荷重中心の偏心による応力を低減することが可能である。
【００１９】
また、前記補強部材は、前記天板部から前記脚部の鉛直方向全長に亘って設けられていてもよい。
本構成によれば、補強部材の上下端部が、天板部とタンク底面又は船体の底板とにそれぞれ当接して天板部を支持するため、荷重中心軸の他に補強部材においても鉛直方向にタンク荷重を伝達することができ、より大きな偏心荷重にも対応可能である。
【００２０】
また、前記補強部材は、前記天板部から前記脚部の鉛直方向全長より短い位置まで設けられていてもよい。
これにより、補強部材を小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
【００２１】
さらに、前記補強部材は、隣り合う前記板状部材間の中央部の方が該板状部材に接続される端部側より鉛直方向長さが短くなるように形成されていることが好ましい。
支持台において天板で受けた荷重は、補強部材から板状部材に伝達される。したがって、荷重の伝達に寄与しない板状部材間中央部の補強部材を端部側より短くすることにより、補強部材をより一層小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
以上記載のように本発明によれば、タンク側支持台及び船体側支持台、又はタンクの底部内構材及び船体側支持台に補強部材を設け、該補強部材を荷重中心の偏心領域を含む部位に設けることにより、偏心荷重による応力集中を緩和することができる。したがって、タンク側支持台及び船体側支持台、又はタンク底面及び船体側支持台の変形を防止でき安定して独立タンクを支持可能な支持構造とすることができる。また、補強部材を設けることにより、偏心荷重対策として板厚を厚くする必要がなくなり、支持構造の重量増加を防止できる。
また、独立タンクの底面は、船体の底板に対して相対的に変位しない起点を中心として放射状に伸縮するように構成されているため、偏心領域を容易に特定可能で、補強部材を必要部位に確実に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る独立タンクの支持構造を説明する図であり、（Ａ）は支持構造の側面図で、（Ｂ）はタンク側支持台と船体側支持台の位置関係を示す図である。
【図２】独立タンクの底面を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る独立タンクの支持構造の変形例を説明する図であり、（Ａ）〜（Ｇ）のそれぞれにおいて上図は支持台の平面図で、下図は支持台の側面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る独立タンクの支持構造を示す側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る底部内構材を示す斜視図である。
【図６】船体内部に独立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で、（Ｂ）は船体長さ方向の断面図である。
【図７】従来の独立タンクの支持構造を示す側面図である。
【図８】従来の独立タンクの偏心荷重を説明する図であり、（Ａ）は支持構造の側面図で、（Ｂ）はタンク側支持台と船体側支持台の位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
本発明の実施形態に係る独立タンクの支持構造は、外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵される独立タンクを、船体のタンク収容空間内に支持する際に用いられる。ここで、外気温度とはタンク周囲の温度のことであり、タンク周囲は室外であってもよいし、室内であってもよい。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る独立タンクの支持構造を説明する図であり、（Ａ）は支持構造の側面図で、（Ｂ）はタンク側支持台と船体側支持台の位置関係を示す図である。なお、図１（Ｂ）は支持構造１を上方から見た図であり、タンク側支持台２及び船体側支持台３においてそれぞれ天板２１、３１は省略している。
本発明の第１実施形態に係る独立タンクの支持構造１は、独立タンクの底面５１に固設されたタンク側支持台２と、船体のタンク収容空間の底板９１に固設された船体側支持台３と、タンク側支持台２と船体側支持台３との間に介在させた断熱性支持材４とを有する。
【００２６】
タンク側支持台２は、独立タンクの荷重を支えるものであり、独立タンクの底面５１に所定間隔を隔てて複数固設されている。タンク側支持台２としては剛性の高い材料が用いられ、例えば鋼材が用いられる。
さらに、タンク側支持台２は、タンク荷重に対してタンク側支持台２を補強する補強部材２３が設けられている。この補強部材２３の構成については後述する。
タンク側支持台２の好適な構成として、タンク側支持台２は、断熱性支持材４に面接触する天板部２１と、一側縁部が天板部２１に接続されるとともに該天板部２１に直交する荷重中心軸Ｐ１を通るように配置された複数の平板部材からなる脚部２２とを含む。さらに、一側縁部が天板部２１に接続されるとともに、脚部２２の隣り合う平板部材同士の間に架設された補強部材２３とを含む。この補強部材２３はプレート状であることが好ましい。
【００２７】
船体側支持台３は、タンク側支持台２及び断熱性支持材４を介して独立タンクの荷重を支えるものであり、船体のタンク収容空間の底板９１に所定間隔を隔てて複数固設されている。
さらに、船体側支持台３は、タンク荷重に対して船体側支持台３を補強する補強部材３３が設けられている。この補強部材３３の構成については、タンク側支持台２の補強部材２３とともに後述する。
船体側支持台３の好適な構成として、上記したタンク側支持台２と同一の構成を用いることができる。すなわち、船体側支持台３は、天板部３１と、脚部３２と補強部材３３とを含む。
【００２８】
断熱性支持材４は、独立タンクの荷重を支えるとともに、独立タンクの底面５１と、船体のタンク収容空間の底板９１との間の断熱材として機能する。この断熱性支持材４としては、樹脂を含浸させて強度を増した木材、樹脂、若しくは布等で補強された樹脂などが用いられる。さらにこれらの薄板状材料を積層したものが好適に用いられる。具体的には、断熱性支持材４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。
【００２９】
また、断熱性支持材４は、タンク側支持台２と船体側支持台３との間に介在され、タンク側支持台２及び船体側支持台３の少なくとも一方と摺動自在に形成されている。すなわち、断熱性支持材４とタンク側支持台２、又は断熱性支持材４と船体側支持台３を固定して、断熱性支持材４と固定されていない側の支持台が断熱性支持材４と摺動するようにしてもよいし、断熱性支持材４と両支持台とが摺動するようにしてもよい。このとき、断熱性支持材４の表面は、船体の揺動に対しては独立タンクを保持し、且つ独立タンクの熱伸縮に対してはタンク側支持台２又は船体側支持台３と摺動するような摩擦係数を有していることが好ましい。
【００３０】
ここで、独立タンクと船体の構成について説明する。なお、本実施形態が適用される船舶は、例えばＬＰＧ（液化石油ガス）用タンカーやＬＮＧ（液化天然ガス）用タンカー等のように、外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵される独立タンクを搭載した船舶である。
図６は船体内部に独立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で、（Ｂ）は船体長さ方向の断面図である。
上記したように独立型のタンカーにおいては、独立タンク５を船体９のタンク収容空間６内に搭載する。タンク収容空間６の側壁又は天井と独立タンク５との間にはホールドスペース７が形成され、ここにアンカー（図示略）が取り付けてある。アンカーは、航海中、船体が横方向に振れてローリングを起こしたような場合、その動きを止めるために設けられている。さらに、タンク収容空間６と独立タンク５との間のホールドスペース７には、独立タンク５の鉛直方向の荷重を受け止める支持構造１が設けられている。
【００３１】
図２は独立タンクの底面を示す図である。
独立タンク５の底面５１には、上記したように所定間隔を隔てて複数のタンク側支持台２が固設されている。すなわち、このタンク側支持台２の位置に支持構造１が配置されることとなる。
独立タンク５は、外気温度より低温又は高温の積荷が貯蔵されるため、積荷の積み下ろし時に熱伸縮する。本実施形態に係る独立タンク５は、独立タンク５の底面５１が、タンク収容空間６の底板９１（図６参照）に対して相対的に変位しない起点５０を中心として温度差により放射状に伸縮するように構成されている。これは、例えば底面５１に固定手段を設けて、固定手段により起点５０は固定され且つ他の底面部位は変位自在となる構成としてもよいし、底面５１のうち起点５０のみが変位しないように独立タンク５をタンク収容空間６上部から吊下固定する構成としてもよい。
図２は一例として、独立タンク５が空の状態で常温（外気温度と同一）である場合を示し、図中の矢印は、外気温度より低温の積荷をタンク内に積載したときに独立タンク５の底面５１が収縮する方向を示している。同図に示すように、独立タンク５の底面５１は、起点５０を中心として放射状に伸縮するようになっている。
【００３２】
図１に戻り、タンク側支持台２の補強部材２３及び船体側支持台３の補強部材３３は、タンク側支持台２の荷重中心Ｐ１と船体側支持台３の荷重中心Ｐ２とが底面５１の伸縮により相互に偏心する偏心領域８を含む部位にそれぞれ設けられている。
独立タンク５が常温のときは、タンク側支持台２の荷重中心Ｐ１と船体側支持台３の荷重中心Ｐ２とは同一軸上に配置されている。ここで、独立タンク５内に積荷が積載されると独立タンク５が熱伸縮する。これにともない底面５１に固設されるタンク側支持台２は、例えば図１（Ｂ）の矢印方向にスライド移動する。そうするとタンク側支持台２の荷重中心Ｐ１と、船体側支持台３の荷重中心Ｐ２とがずれて偏心配置される。これによりタンク側支持台２及び船体側支持台３には偏心応力が発生する。
【００３３】
これに対して本実施形態においては、支持台２、３に補強部材２３、３３を設けているため、偏心荷重によるタンク側支持台２及び船体側支持台３への応力集中を緩和することができる。したがって、タンク側支持台２及び船体側支持台３の変形を防止でき安定して独立タンク５を支持可能な支持構造１とすることができる。また、補強部材２３、３３を設けることにより、偏心荷重対策として支持台２、３の板厚を厚くする必要がなくなり、支持構造１の重量増加を防止できる。
【００３４】
また、本第１実施形態においては、補強部材２３、３３がそれぞれ設けられたタンク側支持台２と船体側支持台３とを用いているため、独立タンク５は既存のものを用いることができる。
さらに、独立タンク５の底面５１は、船体９の底板９１に対して相対的に変位しない起点を中心として放射状に伸縮するように構成されているため、タンク側支持台２及び船体側支持台３の偏心領域８を容易に特定可能で、補強部材２３、３３を必要部位に確実に設置することができる。
【００３５】
さらにまた、本実施形態におけるタンク側支持台２及び船体側支持台３の好適な構成として、上記したように天板部２１、３１と、複数の平板部材からなる脚部２２、３２と、補強部材２３、３３とを含む構成としている。このとき脚部２２、３２を形成する複数の平板部材は、荷重中心軸を中心として放射状に配置されることとなる。さらに隣り合う平板部材同士の間に補強部材２３、３３を架設することにより、偏心荷重を荷重中心軸に軸力として伝達させることができ、荷重中心の偏心による応力を低減することが可能である。
【００３６】
次いで、図３を参照して、本発明の実施形態に係る独立タンクの支持構造の変形例を説明する。図３（Ａ）〜（Ｇ）のそれぞれにおいて上図は支持台の平面図で、下図は支持台の側面図である。なお、ここでは船体側支持台３について説明するが、タンク側支持台２についても同一の構成を採用することができる。
図３（Ａ）〜（Ｇ）において、船体側支持台３は、天板部３１と、複数の平板部材からなる脚部３２と、補強部材３３とを含む。脚部３２は、平板部材が十字に交差した形状を有している。すなわち、脚部３２は、荷重中心Ｐ２を中心として９０度間隔で４枚の平板部材が配置された構成となっている。
【００３７】
図３（Ａ）の支持構造は、船体側支持台３ａの補強部材３３ａが、荷重中心Ｐ２ａの周囲のうち偏心領域８（図１参照）を含むように部分的に設けられている。具体的には、円弧状の補強部材３３ａが、隣り合う板状部材の間に架設された構成となっている。これにより、偏心荷重による応力集中に対応した必要最低限の補強を行うとともに、支持構造の重量低減が可能となる。
【００３８】
また、この補強部材３３ａは、天板部３１ａから脚部３２ａの鉛直方向全長より短い位置まで設けられており、底板９１には接続されていない。これにより、補強部材３３ａを小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
さらに、この補強部材３３ａは、隣り合う板状部材間の中央部の方が該板状部材に接続される端部側より鉛直方向長さが短くなるように形成されている。すなわち、板状部材間の中央部において補強部材３３ａが一部切り欠かれた形状となっている。これは、船体側支持台３ａにおいて天板３１ａで受けた荷重は、補強部材３３ａから脚部３２ａの板状部材に伝達される。したがって、荷重の伝達に寄与しない板状部材間中央部の補強部材３３ａを端部側より短くすることにより、補強部材３３ａをより一層小型化することができ、支持構造のさらなる重量低減が可能となる。
【００３９】
図３（Ｂ）の支持構造は、船体側支持台３ｂの補強部材３３ｂが円弧状に形成され、荷重中心Ｐ２ｂの周囲のうち偏心領域８（図１参照）を含むように部分的に設けられている。これにより支持構造１ｂの重量低減が可能となる。
また、この補強部材３３ｂは、天板部３１ｂから脚部３２ｂの鉛直方向全長に亘って設けられている。これにより補強部材３３ｂの上下端部が、天板部３１ｂと底板９１とにそれぞれ当接して天板部３１ｂを支持するため、荷重中心軸の他に補強部材３３ｂにおいても鉛直方向にタンク荷重を伝達することができ、より大きな偏心荷重にも対応可能となる。
【００４０】
図３（Ｃ）の支持構造は、船体側支持台３ｃの補強部材３３ｃが荷重中心Ｐ２ｃの周囲全周に亘って円環状に設けられている。これにより、タンク底面５１の伸縮方向に対する補強部材３３ｃの位置を考慮する必要がなくなる。したがって、船体側支持台３ｃの取り付け作業が容易となる。
また、この補強部材３３ｃは、天板部３１ｃから脚部３２ｃの鉛直方向全長より短い位置まで設けられており、底板９１には接続されていない。これにより補強部材３３ｃを小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
【００４１】
図３（Ｄ）の支持構造は、船体側支持台３ｄの補強部材３３ｄが荷重中心Ｐ２ｄの周囲全周に亘って円環状に設けられている。これにより、タンク底面５１の伸縮方向に対する補強部材３３ｄの位置を考慮する必要がなくなる。したがって、船体側支持台３ｄの取り付け作業が容易となる。
また、この補強部材３３ｄは、天板部３１ｄから脚部３２ｄの鉛直方向全長に亘って設けられている。したがって、より大きな偏心荷重にも対応可能となる。
【００４２】
図３（Ｅ）の支持構造は、船体側支持台３ｅの補強部材３３ｅが荷重中心Ｐ２ｅの周囲全周に亘って環状に設けられている。これにより船体側支持台３ｃの取り付け作業が容易となる。さらにこの補強部材３３ｅは平板形状を有しており、脚部３２の板状部材に対して４５度の角度で取り付けられ、全体として方形環状に形成されている。
また、この補強部材３３ｅは、天板部３１ｅから脚部３２ｅの鉛直方向全長より短い位置まで設けられており、底板９１には接続されていない。これにより補強部材３３ｅを小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
【００４３】
図３（Ｆ）の支持構造は、船体側支持台３ｆの補強部材３３ｆが、荷重中心Ｐ２ｆの周囲に所定間隔を隔てて複数設けられている。具体的には、平板状の補強部材３３ｆが、荷重中心Ｐ２ｆを中心として放射状に設けられている。これにより船体側支持台３ｆの取り付け作業が容易となる。
また、この補強部材３３ｆは、天板部３１ｆから脚部３２ｆの鉛直方向全長より短い位置まで設けられており、底板９１には接続されていない。これにより補強部材３３ｆを小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
【００４４】
図３（Ｇ）の支持構造は、船体側支持台３ｇの補強部材３３ｇが荷重中心Ｐ２ｇの周囲全周に亘って環状に設けられている。これにより船体側支持台３ｇの取り付け作業が容易となる。さらにこの補強部材３３ｇは９０度に屈曲した形状を有し、全体として方形環状に形成されている。
また、この補強部材３３ｆは、天板部３１ｆから脚部３２ｆの鉛直方向全長より短い位置まで設けられており、底板９１には接続されていない。これにより補強部材３３ｆを小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
なお、図３（Ｅ）〜図３（Ｇ）の支持構造においては、補強部材を荷重中心の周囲に部分的に設けていてもよいし、さらに天板部から脚部の鉛直方向全長に亘って設けていてもよい。
【００４５】
（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態に係る独立タンクの支持構造を示す側面図である。なお、以下の第２実施形態において、上記した第１実施形態と同一の構成についてはその詳細な説明を省略する。
本発明の第２実施形態に係る独立タンクの支持構造１’は、船体のタンク収容空間の底板９１に固設された複数の船体側支持台３’と、タンク底面５１と船体側支持台３’との間に介在された断熱性支持材４’とを有する。
船体側支持台３’の構成は、第１実施形態と同様であり、天板３１’と、脚部３２’と、補強部材３３’とを有している。
また、第１実施形態と同様に、独立タンク５の底面５１は、底板９１に対して相対的に変位しない起点を中心として温度差により放射状に伸縮するように構成されている。
【００４６】
この第２実施形態では、第１実施形態に示したタンク側支持台２を設けない構成としている。したがって断熱性支持材４’は、独立タンク５の底部内構材５２が位置する底面部位５１ａと、船体側支持台３’との間に介在される。さらに、底部内構材５２には、該底部内構材５２による底面支持点Ｐ３と、船体側支持台３’の荷重中心とが底面５１の伸縮により相互に偏心する偏心領域を含む部位に、タンク荷重に対して底部内構材５２を補強する補強部材２５が設けられている。底部内構材５２による底面支持点Ｐ３とは、底部内構材５２が接続されている底面位置の少なくとも一点であり、特に、複数の底部内構材５２が交差して底面５１のうち最も変形強度が高い点であることが好ましい。
【００４７】
ここで、図５に底部内構材５２の斜視図を示す。底部内構材５２とは、独立タンク自体の補強を目的としてタンク底面５１より内側に設けられた構材（骨材を含む）である。底部内構材５２は、一般に横方向骨材と縦方向骨材とが交差した構成を有する。この底部内構材５２が交差した位置を底面部位５１ａとし、交差した点を底面支持点Ｐ３とすることが好ましい。その理由は、底部内構材５２が交差した位置が最も変形強度が高い点であるためである。
【００４８】
このように本第２実施形態では、底部内構材５２及び船体側支持台３’に補強部材２５、３３’を設けた構成としている。この補強部材２５、３３’によって、偏心荷重による底面５１及び船体側支持台３’への応力集中を緩和することができる。したがって、タンク底面５１の変形を防止できるとともに、船体側支持台３’の変形を防止でき安定して独立タンク５を支持可能な支持構造１’とすることができる。また、補強部材２５、３３’を設けることにより、偏心荷重対策としてタンク底面５１や船体側支持台３’の板厚を厚くする必要がなくなり、タンク５や支持構造１’の重量増加を防止できる。
【００４９】
また、本第２実施形態においては、独立タンク側には支持台を設けずに底部内構材５２に補強部材２５を設けた構成としているため、支持構造１’の重量低減や工数削減によるコスト低減が可能となる。
さらに、独立タンク５の底面５１は、船体９の底板９１に対して相対的に変位しない起点を中心として放射状に伸縮するように構成されているため偏心領域を容易に特定可能で、補強部材２５、３３’を必要部位に確実に設置することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１、１’ 支持構造
２ タンク側支持台
３、３’、３ａ〜３ｇ 船体側支持台
４、４’ 断熱性支持材
５ 独立タンク
６ タンク収容空間
７ ホールドスペース
８ 偏心領域
９ 船体
２３ （タンク側）補強部材
３３、３３’、３３ａ〜３３ｇ （船体側）補強部材
５０ 起点
５１ 底面
９１ 底板
Ｐ１ （タンク側）荷重中心
Ｐ２、Ｐ２ａ〜Ｐ２ｇ （船体側）荷重中心
Ｐ３ （底部内構材側）底面支持点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船体と構造的に分離された独立タンクを船体のタンク収容空間内に支持する独立タンクの支持構造に関し、特に、外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵されることにより熱伸縮する独立タンクの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、船舶に搭載されるタンクには、船体と構造的に分離された独立タンクが多く用いられている。図６に、一例としてＬＰＧ（液化石油ガス）用タンカーの構成を示す。ここで、図６は船体内部に独立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で、（Ｂ）は船体長さ方向の断面図である。独立タンク５は船体９のタンク収容空間６内に設置される。その際、独立タンク５は支持構造１によって鉛直方向の荷重が受け止められる。タンク収容空間６の側壁又は天井と独立タンク５との間にはホールドスペース７が形成され、アンカー（不図示）が取り付けてある。アンカーは、航海中、船体が横方向に振れてローリングを起こしたような場合、その動きを止めるために設けられている。
【０００３】
図７に示すように、従来の独立タンクの支持構造１は、タンク底面５１に固設された複数のタンク側支持台２と、船体のタンク収容空間の底板９１に固設された複数の船体側支持台３と、タンク側支持台２と船体側支持台３との間に介在させた断熱性支持材４とを有する。断熱性支持材４は、鉛直方向に対して荷重を伝達するが水平方向に対しては拘束されず、タンク側支持台２及び船体側支持台３の少なくとも一方と摺動自在に配置される。そして、タンク側支持台２と断熱性支持材４の当接面、又は船体側支持台３と断熱性支持材４の当接面に生じる摩擦力により独立タンク５の位置が保持されている。
【０００４】
このような支持構造を採用する理由の一つとして、独立タンクの熱伸縮対策が挙げられる。例えば、ＬＰＧ用タンカーやＬＮＧ（液化天然ガス）用タンカーにおいては、タンク内に貯蔵される積荷は約−１６０℃程度の低温、又は、約−４５℃程度の低温の液化ガスである。これらの低温の積荷が独立タンク内に貯蔵されると独立タンクは収縮し、空の状態になると膨張する。一方、高温の積荷が独立タンク内に貯蔵されると独立タンクは膨張し、空の状態になると収縮する。このような積荷の積み下ろし時の温度変化に伴う独立タンクの伸縮に対応可能なように、独立タンクの底面を船体に固定せず、タンク側支持台と船体側支持台が断熱性支持材を介して摺動自在となる構成としている。
【０００５】
関連する技術として特許文献１（特開昭６１−８１２８７号公報）に独立タンクの支持方法が開示されている。この特許文献１の支持方法は、船体床板上に固定された支持台上に断熱材を介して独立タンクを支持する際に、タンク底板と断熱材との間に鋼板を挿入している。このように鋼板を挿入することによりタンク荷重による応力を分散させることができる。
また、特許文献２（特開２０００−１９０８９１号公報）には船載タンクの支持構造が開示されている。この特許文献２の支持構造は、タンク側支持台と船体側支持台との間に断熱性支持材からなるシートを複数介在させた構成を有している。さらにタンク端部の断熱性支持材をそれ以外の断熱性支持材より低ヤング率として、タンクへの応力集中を緩和させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−８１２８７号公報
【特許文献２】特開２０００−１９０８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図８は従来の独立タンクの偏心応力を説明する図であり、（Ａ）は支持構造の側面図で、（Ｂ）はタンク側支持台と船体側支持台の位置関係を示す図である。
特許文献１や特許文献２等に開示される従来の支持構造においては、積荷の積み下ろし時の温度変化に伴い独立タンクが熱伸縮することによって、図８（Ａ）に示すようにタンク側支持台２の荷重中心Ｐ１と船体側支持台３の荷重中心Ｐ２がずれ、支持台２、３や支持材４に偏心応力が加わる。そのため、タンク側支持台２や船体側支持台３は、偏心荷重による応力集中によって変形してしまう惧れがある。支持台２、３に変形が生じると、独立タンクを安定して支持することができない。
【０００８】
一方、タンク側支持台２や船体側支持台３を偏心応力に耐え得る構造とするためには、十分な板厚が必要となる。しかし、これらの支持台２、３は多数設けられるため支持台２、３の板厚を厚くすると重量が大きくなってしまうという問題がある。図８（Ｂ）中の矢印は、熱伸縮によるタンク側支持台２と船体側支持台３とのずれを示す。独立タンクと船体との温度差が大きくなればなるほどずれは大きくなり、タンク側支持台２と船体側支持台３との偏心量及び偏心荷重が大きくなり、偏心荷重による支持台の強度不足が問題となる。
【０００９】
したがって、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、独立タンクの温度変化に伴う熱伸縮によってタンク側支持部及び船体側支持部の荷重中心が相互に偏心した場合においても、これらの支持部に対する応力集中を緩和でき、安定して独立タンクを支持可能な独立タンクの支持構造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】
【００１０】
上記の課題を解決するために、第１の発明に係る独立タンクの支持構造は、外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵される独立タンクの支持構造であって、前記独立タンクの底面に固設された複数のタンク側支持台と、船体のタンク収容空間の底板に固設された複数の船体側支持台と、前記タンク側支持台と前記船体側支持台との間に介在され、前記タンク側支持台及び前記船体側支持台の少なくとも一方と摺動自在に形成された断熱性支持材とを有する独立タンクの支持構造において、前記独立タンクの底面は、前記底板に対して相対的に変位しない起点を中心として前記温度差により放射状に伸縮するように構成されており、前記タンク側支持台及び前記船体側支持台にはそれぞれ、前記タンク側支持台の荷重中心と前記船体側支持台の荷重中心とが前記底面の伸縮により相互に偏心する偏心領域を含む部位に、タンク荷重に対して前記支持台を補強する補強部材が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本第１発明では、タンク側支持台及び船体側支持台に補強部材が設けられている。さらにこの補強部材は、独立タンクの熱伸縮によりタンク側支持台の荷重中心と船体側支持台の荷重中心とが相互に偏心する偏心領域を含む部位に設けられている。この補強部材によって、偏心荷重によるタンク側支持台及び船体側支持台への応力集中を緩和することができる。したがって、タンク側支持台及び船体側支持台の変形を防止でき安定して独立タンクを支持可能な支持構造とすることができる。また、補強部材を設けることにより、偏心荷重対策として板厚を厚くする必要がなくなり、支持構造の重量増加を防止できる。
【００１２】
また、補強部材がそれぞれ設けられたタンク側支持台と船体側支持台とを用いているため、独立タンクは既存のものを用いることができる。
さらに、独立タンクの底面は、船体の底板に対して相対的に変位しない起点を中心として放射状に伸縮するように構成されているため、タンク側支持台及び船体側支持台の偏心領域を容易に特定可能で、補強部材を必要部位に確実に設置することができる。
なお、外気温度とはタンク周囲の温度のことであり、タンク周囲は室外であってもよいし、室内であってもよい。
【００１３】
第２の発明に係る独立タンクの支持構造は、外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵される独立タンクの支持構造であって、船体のタンク収容空間の底板に固設された複数の船体側支持台と、前記独立タンクの底部内構材が位置する底面部位と前記船体側支持台との間に介在され、前記底面部位及び前記船体側支持台の少なくとも一方と摺動自在に形成された断熱性支持材とを有する独立タンクの支持構造において、前記独立タンクの底面は、前記底板に対して相対的に変位しない起点を中心として前記温度差により放射状に伸縮するように構成されており、前記底部内構材及び前記船体側支持台にはそれぞれ、前記底部内構材による底面支持点と前記船体側支持台の荷重中心とが前記底面の伸縮により相互に偏心する偏心領域を含む部位に、タンク荷重に対して前記底部内構材又は前記船体側支持台を補強する補強部材が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本第２発明では、底部内構材及び船体側支持台に補強部材が設けられている。さらにこの補強部材は、独立タンクの熱伸縮により、底部内構材による底面支持点と船体側支持台の荷重中心とが相互に偏心する偏心領域を含む部位に設けられている。この補強部材によって、偏心荷重による底面及び船体側支持台への応力集中を緩和することができる。したがって、タンク底面の変形を防止できるとともに、船体側支持台の変形を防止でき安定して独立タンクを支持可能な支持構造とすることができる。また、補強部材を設けることにより、偏心荷重対策としてタンク底面や船体側支持台の板厚を厚くする必要がなくなり、タンクや支持構造の重量増加を防止できる。
【００１５】
ここで、前記底部内構材とは、独立タンク自体の補強を目的としてタンク底面より内側に設けられた構材（骨材を含む）である。前記底部内構材による底面支持点とは、底部内構材が接続されている底面位置の少なくとも一点であり、特に、複数の底部内構材が交差して底面のうち最も変形強度が高い点であることが好ましい。
また、独立タンク側には支持台を設けずに底部内構材に補強部材を設けた構成としているため、支持構造の重量低減や工数削減によるコスト低減が可能となる。
さらに、独立タンクの底面は、船体の底板に対して相対的に変位しない起点を中心として放射状に伸縮するように構成されているため偏心領域を容易に特定可能で、補強部材を必要部位に確実に設置することができる。
【００１６】
上記した第１の発明及び第２の発明において、以下の構成を備えていてもよい。
前記補強部材は、前記荷重中心の周囲のうち前記偏心領域を含むように部分的に設けられていてもよい。
これにより、偏心荷重による応力集中に対応した必要最低限の補強を行うとともに、支持構造の重量低減が可能となる。
【００１７】
また、前記補強部材は、前記荷重中心の周囲全周に亘って設けられていてもよい。
これにより、タンク底面の伸縮方向に対する補強部材の位置を考慮する必要がなくなる。したがって、支持台に補強部材が設けられる場合には支持台を独立タンクに取り付ける作業が容易となり、底部内構材に補強部材が設けられる場合には補強部材の取り付け作業が容易となる。
【００１８】
さらに、前記タンク側支持台及び前記船体側支持台は、前記断熱性支持材に面接触する天板部と、一側縁部が前記天板部に接続されるとともに該天板部に直交する荷重中心軸を通るように配置された複数の平板部材からなる脚部と、一側縁部が前記天板部に接続されるとともに隣り合う前記平板部材同士の間に架設された前記補強部材とを含むことが好ましい。
本構成によれば、脚部を形成する複数の平板部材は、荷重中心軸を中心として放射状に配置されることとなる。さらに隣り合う平板部材同士の間に補強部材を架設することにより、偏心荷重を荷重中心軸に軸力として伝達させることができ、荷重中心の偏心による応力を低減することが可能である。
【００１９】
また、前記補強部材は、前記天板部から前記脚部の鉛直方向全長に亘って設けられていてもよい。
本構成によれば、補強部材の上下端部が、天板部とタンク底面又は船体の底板とにそれぞれ当接して天板部を支持するため、荷重中心軸の他に補強部材においても鉛直方向にタンク荷重を伝達することができ、より大きな偏心荷重にも対応可能である。
【００２０】
また、前記補強部材は、前記天板部から前記脚部の鉛直方向全長より短い位置まで設けられていてもよい。
これにより、補強部材を小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
【００２１】
さらに、前記補強部材は、隣り合う前記板状部材間の中央部の方が該板状部材に接続される端部側より鉛直方向長さが短くなるように形成されていることが好ましい。
支持台において天板で受けた荷重は、補強部材から板状部材に伝達される。したがって、荷重の伝達に寄与しない板状部材間中央部の補強部材を端部側より短くすることにより、補強部材をより一層小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
以上記載のように本発明によれば、タンク側支持台及び船体側支持台、又はタンクの底部内構材及び船体側支持台に補強部材を設け、該補強部材を荷重中心の偏心領域を含む部位に設けることにより、偏心荷重による応力集中を緩和することができる。したがって、タンク側支持台及び船体側支持台、又はタンク底面及び船体側支持台の変形を防止でき安定して独立タンクを支持可能な支持構造とすることができる。また、補強部材を設けることにより、偏心荷重対策として板厚を厚くする必要がなくなり、支持構造の重量増加を防止できる。
また、独立タンクの底面は、船体の底板に対して相対的に変位しない起点を中心として放射状に伸縮するように構成されているため、偏心領域を容易に特定可能で、補強部材を必要部位に確実に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る独立タンクの支持構造を説明する図であり、（Ａ）は支持構造の側面図で、（Ｂ）はタンク側支持台と船体側支持台の位置関係を示す図である。
【図２】独立タンクの底面を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る独立タンクの支持構造の変形例を説明する図であり、（Ａ）〜（Ｇ）のそれぞれにおいて上図は支持台の平面図で、下図は支持台の側面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る独立タンクの支持構造を示す側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る底部内構材を示す斜視図である。
【図６】船体内部に独立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で、（Ｂ）は船体長さ方向の断面図である。
【図７】従来の独立タンクの支持構造を示す側面図である。
【図８】従来の独立タンクの偏心荷重を説明する図であり、（Ａ）は支持構造の側面図で、（Ｂ）はタンク側支持台と船体側支持台の位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
本発明の実施形態に係る独立タンクの支持構造は、外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵される独立タンクを、船体のタンク収容空間内に支持する際に用いられる。ここで、外気温度とはタンク周囲の温度のことであり、タンク周囲は室外であってもよいし、室内であってもよい。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る独立タンクの支持構造を説明する図であり、（Ａ）は支持構造の側面図で、（Ｂ）はタンク側支持台と船体側支持台の位置関係を示す図である。なお、図１（Ｂ）は支持構造１を上方から見た図であり、タンク側支持台２及び船体側支持台３においてそれぞれ天板２１、３１は省略している。
本発明の第１実施形態に係る独立タンクの支持構造１は、独立タンクの底面５１に固設されたタンク側支持台２と、船体のタンク収容空間の底板９１に固設された船体側支持台３と、タンク側支持台２と船体側支持台３との間に介在させた断熱性支持材４とを有する。
【００２６】
タンク側支持台２は、独立タンクの荷重を支えるものであり、独立タンクの底面５１に所定間隔を隔てて複数固設されている。タンク側支持台２としては剛性の高い材料が用いられ、例えば鋼材が用いられる。
さらに、タンク側支持台２は、タンク荷重に対してタンク側支持台２を補強する補強部材２３が設けられている。この補強部材２３の構成については後述する。
タンク側支持台２の好適な構成として、タンク側支持台２は、断熱性支持材４に面接触する天板部２１と、一側縁部が天板部２１に接続されるとともに該天板部２１に直交する荷重中心軸Ｐ１を通るように配置された複数の平板部材からなる脚部２２とを含む。さらに、一側縁部が天板部２１に接続されるとともに、脚部２２の隣り合う平板部材同士の間に架設された補強部材２３とを含む。この補強部材２３はプレート状であることが好ましい。
【００２７】
船体側支持台３は、タンク側支持台２及び断熱性支持材４を介して独立タンクの荷重を支えるものであり、船体のタンク収容空間の底板９１に所定間隔を隔てて複数固設されている。
さらに、船体側支持台３は、タンク荷重に対して船体側支持台３を補強する補強部材３３が設けられている。この補強部材３３の構成については、タンク側支持台２の補強部材２３とともに後述する。
船体側支持台３の好適な構成として、上記したタンク側支持台２と同一の構成を用いることができる。すなわち、船体側支持台３は、天板部３１と、脚部３２と補強部材３３とを含む。
【００２８】
断熱性支持材４は、独立タンクの荷重を支えるとともに、独立タンクの底面５１と、船体のタンク収容空間の底板９１との間の断熱材として機能する。この断熱性支持材４としては、樹脂を含浸させて強度を増した木材、樹脂、若しくは布等で補強された樹脂などが用いられる。さらにこれらの薄板状材料を積層したものが好適に用いられる。具体的には、断熱性支持材４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。
【００２９】
また、断熱性支持材４は、タンク側支持台２と船体側支持台３との間に介在され、タンク側支持台２及び船体側支持台３の少なくとも一方と摺動自在に形成されている。すなわち、断熱性支持材４とタンク側支持台２、又は断熱性支持材４と船体側支持台３を固定して、断熱性支持材４と固定されていない側の支持台が断熱性支持材４と摺動するようにしてもよいし、断熱性支持材４と両支持台とが摺動するようにしてもよい。このとき、断熱性支持材４の表面は、船体の揺動に対しては独立タンクを保持し、且つ独立タンクの熱伸縮に対してはタンク側支持台２又は船体側支持台３と摺動するような摩擦係数を有していることが好ましい。
【００３０】
ここで、独立タンクと船体の構成について説明する。なお、本実施形態が適用される船舶は、例えばＬＰＧ（液化石油ガス）用タンカーやＬＮＧ（液化天然ガス）用タンカー等のように、外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵される独立タンクを搭載した船舶である。
図６は船体内部に独立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で、（Ｂ）は船体長さ方向の断面図である。
上記したように独立型のタンカーにおいては、独立タンク５を船体９のタンク収容空間６内に搭載する。タンク収容空間６の側壁又は天井と独立タンク５との間にはホールドスペース７が形成され、ここにアンカー（図示略）が取り付けてある。アンカーは、航海中、船体が横方向に振れてローリングを起こしたような場合、その動きを止めるために設けられている。さらに、タンク収容空間６と独立タンク５との間のホールドスペース７には、独立タンク５の鉛直方向の荷重を受け止める支持構造１が設けられている。
【００３１】
図２は独立タンクの底面を示す図である。
独立タンク５の底面５１には、上記したように所定間隔を隔てて複数のタンク側支持台２が固設されている。すなわち、このタンク側支持台２の位置に支持構造１が配置されることとなる。
独立タンク５は、外気温度より低温又は高温の積荷が貯蔵されるため、積荷の積み下ろし時に熱伸縮する。本実施形態に係る独立タンク５は、独立タンク５の底面５１が、タンク収容空間６の底板９１（図６参照）に対して相対的に変位しない起点５０を中心として温度差により放射状に伸縮するように構成されている。これは、例えば底面５１に固定手段を設けて、固定手段により起点５０は固定され且つ他の底面部位は変位自在となる構成としてもよいし、底面５１のうち起点５０のみが変位しないように独立タンク５をタンク収容空間６上部から吊下固定する構成としてもよい。
図２は一例として、独立タンク５が空の状態で常温（外気温度と同一）である場合を示し、図中の矢印は、外気温度より低温の積荷をタンク内に積載したときに独立タンク５の底面５１が収縮する方向を示している。同図に示すように、独立タンク５の底面５１は、起点５０を中心として放射状に伸縮するようになっている。
【００３２】
図１に戻り、タンク側支持台２の補強部材２３及び船体側支持台３の補強部材３３は、タンク側支持台２の荷重中心Ｐ１と船体側支持台３の荷重中心Ｐ２とが底面５１の伸縮により相互に偏心する偏心領域８を含む部位にそれぞれ設けられている。
独立タンク５が常温のときは、タンク側支持台２の荷重中心Ｐ１と船体側支持台３の荷重中心Ｐ２とは同一軸上に配置されている。ここで、独立タンク５内に積荷が積載されると独立タンク５が熱伸縮する。これにともない底面５１に固設されるタンク側支持台２は、例えば図１（Ｂ）の矢印方向にスライド移動する。そうするとタンク側支持台２の荷重中心Ｐ１と、船体側支持台３の荷重中心Ｐ２とがずれて偏心配置される。これによりタンク側支持台２及び船体側支持台３には偏心応力が発生する。
【００３３】
これに対して本実施形態においては、支持台２、３に補強部材２３、３３を設けているため、偏心荷重によるタンク側支持台２及び船体側支持台３への応力集中を緩和することができる。したがって、タンク側支持台２及び船体側支持台３の変形を防止でき安定して独立タンク５を支持可能な支持構造１とすることができる。また、補強部材２３、３３を設けることにより、偏心荷重対策として支持台２、３の板厚を厚くする必要がなくなり、支持構造１の重量増加を防止できる。
【００３４】
また、本第１実施形態においては、補強部材２３、３３がそれぞれ設けられたタンク側支持台２と船体側支持台３とを用いているため、独立タンク５は既存のものを用いることができる。
さらに、独立タンク５の底面５１は、船体９の底板９１に対して相対的に変位しない起点を中心として放射状に伸縮するように構成されているため、タンク側支持台２及び船体側支持台３の偏心領域８を容易に特定可能で、補強部材２３、３３を必要部位に確実に設置することができる。
【００３５】
さらにまた、本実施形態におけるタンク側支持台２及び船体側支持台３の好適な構成として、上記したように天板部２１、３１と、複数の平板部材からなる脚部２２、３２と、補強部材２３、３３とを含む構成としている。このとき脚部２２、３２を形成する複数の平板部材は、荷重中心軸を中心として放射状に配置されることとなる。さらに隣り合う平板部材同士の間に補強部材２３、３３を架設することにより、偏心荷重を荷重中心軸に軸力として伝達させることができ、荷重中心の偏心による応力を低減することが可能である。
【００３６】
次いで、図３を参照して、本発明の実施形態に係る独立タンクの支持構造の変形例を説明する。図３（Ａ）〜（Ｇ）のそれぞれにおいて上図は支持台の平面図で、下図は支持台の側面図である。なお、ここでは船体側支持台３について説明するが、タンク側支持台２についても同一の構成を採用することができる。
図３（Ａ）〜（Ｇ）において、船体側支持台３は、天板部３１と、複数の平板部材からなる脚部３２と、補強部材３３とを含む。脚部３２は、平板部材が十字に交差した形状を有している。すなわち、脚部３２は、荷重中心Ｐ２を中心として９０度間隔で４枚の平板部材が配置された構成となっている。
【００３７】
図３（Ａ）の支持構造は、船体側支持台３ａの補強部材３３ａが、荷重中心Ｐ２ａの周囲のうち偏心領域８（図１参照）を含むように部分的に設けられている。具体的には、円弧状の補強部材３３ａが、隣り合う板状部材の間に架設された構成となっている。これにより、偏心荷重による応力集中に対応した必要最低限の補強を行うとともに、支持構造の重量低減が可能となる。
【００３８】
また、この補強部材３３ａは、天板部３１ａから脚部３２ａの鉛直方向全長より短い位置まで設けられており、底板９１には接続されていない。これにより、補強部材３３ａを小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
さらに、この補強部材３３ａは、隣り合う板状部材間の中央部の方が該板状部材に接続される端部側より鉛直方向長さが短くなるように形成されている。すなわち、板状部材間の中央部において補強部材３３ａが一部切り欠かれた形状となっている。これは、船体側支持台３ａにおいて天板３１ａで受けた荷重は、補強部材３３ａから脚部３２ａの板状部材に伝達される。したがって、荷重の伝達に寄与しない板状部材間中央部の補強部材３３ａを端部側より短くすることにより、補強部材３３ａをより一層小型化することができ、支持構造のさらなる重量低減が可能となる。
【００３９】
図３（Ｂ）の支持構造は、船体側支持台３ｂの補強部材３３ｂが円弧状に形成され、荷重中心Ｐ２ｂの周囲のうち偏心領域８（図１参照）を含むように部分的に設けられている。これにより支持構造１ｂの重量低減が可能となる。
また、この補強部材３３ｂは、天板部３１ｂから脚部３２ｂの鉛直方向全長に亘って設けられている。これにより補強部材３３ｂの上下端部が、天板部３１ｂと底板９１とにそれぞれ当接して天板部３１ｂを支持するため、荷重中心軸の他に補強部材３３ｂにおいても鉛直方向にタンク荷重を伝達することができ、より大きな偏心荷重にも対応可能となる。
【００４０】
図３（Ｃ）の支持構造は、船体側支持台３ｃの補強部材３３ｃが荷重中心Ｐ２ｃの周囲全周に亘って円環状に設けられている。これにより、タンク底面５１の伸縮方向に対する補強部材３３ｃの位置を考慮する必要がなくなる。したがって、船体側支持台３ｃの取り付け作業が容易となる。
また、この補強部材３３ｃは、天板部３１ｃから脚部３２ｃの鉛直方向全長より短い位置まで設けられており、底板９１には接続されていない。これにより補強部材３３ｃを小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
【００４１】
図３（Ｄ）の支持構造は、船体側支持台３ｄの補強部材３３ｄが荷重中心Ｐ２ｄの周囲全周に亘って円環状に設けられている。これにより、タンク底面５１の伸縮方向に対する補強部材３３ｄの位置を考慮する必要がなくなる。したがって、船体側支持台３ｄの取り付け作業が容易となる。
また、この補強部材３３ｄは、天板部３１ｄから脚部３２ｄの鉛直方向全長に亘って設けられている。したがって、より大きな偏心荷重にも対応可能となる。
【００４２】
図３（Ｅ）の支持構造は、船体側支持台３ｅの補強部材３３ｅが荷重中心Ｐ２ｅの周囲全周に亘って環状に設けられている。これにより船体側支持台３ｃの取り付け作業が容易となる。さらにこの補強部材３３ｅは平板形状を有しており、脚部３２の板状部材に対して４５度の角度で取り付けられ、全体として方形環状に形成されている。
また、この補強部材３３ｅは、天板部３１ｅから脚部３２ｅの鉛直方向全長より短い位置まで設けられており、底板９１には接続されていない。これにより補強部材３３ｅを小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
【００４３】
図３（Ｆ）の支持構造は、船体側支持台３ｆの補強部材３３ｆが、荷重中心Ｐ２ｆの周囲に所定間隔を隔てて複数設けられている。具体的には、平板状の補強部材３３ｆが、荷重中心Ｐ２ｆを中心として放射状に設けられている。これにより船体側支持台３ｆの取り付け作業が容易となる。
また、この補強部材３３ｆは、天板部３１ｆから脚部３２ｆの鉛直方向全長より短い位置まで設けられており、底板９１には接続されていない。これにより補強部材３３ｆを小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
【００４４】
図３（Ｇ）の支持構造は、船体側支持台３ｇの補強部材３３ｇが荷重中心Ｐ２ｇの周囲全周に亘って環状に設けられている。これにより船体側支持台３ｇの取り付け作業が容易となる。さらにこの補強部材３３ｇは９０度に屈曲した形状を有し、全体として方形環状に形成されている。
また、この補強部材３３ｆは、天板部３１ｆから脚部３２ｆの鉛直方向全長より短い位置まで設けられており、底板９１には接続されていない。これにより補強部材３３ｆを小型化することができ、支持構造の重量低減が可能となる。
なお、図３（Ｅ）〜図３（Ｇ）の支持構造においては、補強部材を荷重中心の周囲に部分的に設けていてもよいし、さらに天板部から脚部の鉛直方向全長に亘って設けていてもよい。
【００４５】
（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態に係る独立タンクの支持構造を示す側面図である。なお、以下の第２実施形態において、上記した第１実施形態と同一の構成についてはその詳細な説明を省略する。
本発明の第２実施形態に係る独立タンクの支持構造１’は、船体のタンク収容空間の底板９１に固設された複数の船体側支持台３’と、タンク底面５１と船体側支持台３’との間に介在された断熱性支持材４’とを有する。
船体側支持台３’の構成は、第１実施形態と同様であり、天板３１’と、脚部３２’と、補強部材３３’とを有している。
また、第１実施形態と同様に、独立タンク５の底面５１は、底板９１に対して相対的に変位しない起点を中心として温度差により放射状に伸縮するように構成されている。
【００４６】
この第２実施形態では、第１実施形態に示したタンク側支持台２を設けない構成としている。したがって断熱性支持材４’は、独立タンク５の底部内構材５２が位置する底面部位５１ａと、船体側支持台３’との間に介在される。さらに、底部内構材５２には、該底部内構材５２による底面支持点Ｐ３と、船体側支持台３’の荷重中心とが底面５１の伸縮により相互に偏心する偏心領域を含む部位に、タンク荷重に対して底部内構材５２を補強する補強部材２５が設けられている。底部内構材５２による底面支持点Ｐ３とは、底部内構材５２が接続されている底面位置の少なくとも一点であり、特に、複数の底部内構材５２が交差して底面５１のうち最も変形強度が高い点であることが好ましい。
【００４７】
ここで、図５に底部内構材５２の斜視図を示す。底部内構材５２とは、独立タンク自体の補強を目的としてタンク底面５１より内側に設けられた構材（骨材を含む）である。底部内構材５２は、一般に横方向骨材と縦方向骨材とが交差した構成を有する。この底部内構材５２が交差した位置を底面部位５１ａとし、交差した点を底面支持点Ｐ３とすることが好ましい。その理由は、底部内構材５２が交差した位置が最も変形強度が高い点であるためである。
【００４８】
このように本第２実施形態では、底部内構材５２及び船体側支持台３’に補強部材２５、３３’を設けた構成としている。この補強部材２５、３３’によって、偏心荷重による底面５１及び船体側支持台３’への応力集中を緩和することができる。したがって、タンク底面５１の変形を防止できるとともに、船体側支持台３’の変形を防止でき安定して独立タンク５を支持可能な支持構造１’とすることができる。また、補強部材２５、３３’を設けることにより、偏心荷重対策としてタンク底面５１や船体側支持台３’の板厚を厚くする必要がなくなり、タンク５や支持構造１’の重量増加を防止できる。
【００４９】
また、本第２実施形態においては、独立タンク側には支持台を設けずに底部内構材５２に補強部材２５を設けた構成としているため、支持構造１’の重量低減や工数削減によるコスト低減が可能となる。
さらに、独立タンク５の底面５１は、船体９の底板９１に対して相対的に変位しない起点を中心として放射状に伸縮するように構成されているため偏心領域を容易に特定可能で、補強部材２５、３３’を必要部位に確実に設置することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１、１’ 支持構造
２ タンク側支持台
３、３’、３ａ〜３ｇ 船体側支持台
４、４’ 断熱性支持材
５ 独立タンク
６ タンク収容空間
７ ホールドスペース
８ 偏心領域
９ 船体
２３ （タンク側）補強部材
３３、３３’、３３ａ〜３３ｇ （船体側）補強部材
５０ 起点
５１ 底面
９１ 底板
Ｐ１ （タンク側）荷重中心
Ｐ２、Ｐ２ａ〜Ｐ２ｇ （船体側）荷重中心
Ｐ３ （底部内構材側）底面支持点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵される独立タンクの支持構造であって、
前記独立タンクの底面に固設された複数のタンク側支持台と、船体のタンク収容空間の底板に固設された複数の船体側支持台と、前記タンク側支持台と前記船体側支持台との間に介在され、前記タンク側支持台及び前記船体側支持台の少なくとも一方と摺動自在に形成された断熱性支持材とを有する独立タンクの支持構造において、
前記独立タンクの底面は、前記底板に対して相対的に変位しない起点を中心として前記温度差により放射状に伸縮するように構成されており、
前記タンク側支持台及び前記船体側支持台にはそれぞれ、前記タンク側支持台の荷重中心と前記船体側支持台の荷重中心とが前記底面の伸縮により相互に偏心する偏心領域を含む部位に、タンク荷重に対して前記支持台を補強する補強部材が設けられていることを特徴とする独立タンクの支持構造。
【請求項２】
外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵される独立タンクの支持構造であって、
船体のタンク収容空間の底板に固設された複数の船体側支持台と、前記独立タンクの底部内構材が位置する底面部位と前記船体側支持台との間に介在され、前記底面部位及び前記船体側支持台の少なくとも一方と摺動自在に形成された断熱性支持材とを有する独立タンクの支持構造において、
前記独立タンクの底面は、前記底板に対して相対的に変位しない起点を中心として前記温度差により放射状に伸縮するように構成されており、
前記底部内構材及び前記船体側支持台にはそれぞれ、前記底部内構材による底面支持点と前記船体側支持台の荷重中心とが前記底面の伸縮により相互に偏心する偏心領域を含む部位に、タンク荷重に対して前記底部内構材又は前記船体側支持台を補強する補強部材が設けられていることを特徴とする独立タンクの支持構造。
【請求項３】
前記補強部材は、前記荷重中心の周囲のうち前記偏心領域を含むように部分的に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の独立タンクの支持構造。
【請求項４】
前記補強部材は、前記荷重中心の周囲全周に亘って設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の独立タンクの支持構造。
【請求項５】
前記タンク側支持台及び前記船体側支持台は、前記断熱性支持材に面接触する天板部と、一側縁部が前記天板部に接続されるとともに該天板部に直交する荷重中心軸を通るように配置された複数の平板部材からなる脚部と、一側縁部が前記天板部に接続されるとともに隣り合う前記平板部材同士の間に架設された前記補強部材とを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の独立タンクの支持構造。
【請求項６】
前記補強部材は、前記天板部から前記脚部の鉛直方向全長に亘って設けられていることを特徴とする請求項５に記載の独立タンクの支持構造。
【請求項７】
前記補強部材は、前記天板部から前記脚部の鉛直方向全長より短い位置まで設けられていることを特徴とする請求項５に記載の独立タンクの支持構造。
【請求項８】
前記補強部材は、隣り合う前記板状部材間の中央部の方が該板状部材に接続される端部側より鉛直方向長さが短くなるように形成されていることを特徴とする請求項７に記載の独立タンクの支持構造。
【請求項１】
外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵される独立タンクの支持構造であって、
前記独立タンクの底面に固設された複数のタンク側支持台と、船体のタンク収容空間の底板に固設された複数の船体側支持台と、前記タンク側支持台と前記船体側支持台との間に介在され、前記タンク側支持台及び前記船体側支持台の少なくとも一方と摺動自在に形成された断熱性支持材とを有する独立タンクの支持構造において、
前記独立タンクの底面は、前記底板に対して相対的に変位しない起点を中心として前記温度差により放射状に伸縮するように構成されており、
前記タンク側支持台及び前記船体側支持台にはそれぞれ、前記タンク側支持台の荷重中心と前記船体側支持台の荷重中心とが前記底面の伸縮により相互に偏心する偏心領域を含む部位に、タンク荷重に対して前記支持台を補強する補強部材が設けられていることを特徴とする独立タンクの支持構造。
【請求項２】
外気温度に対して温度差のある積荷が貯蔵される独立タンクの支持構造であって、
船体のタンク収容空間の底板に固設された複数の船体側支持台と、前記独立タンクの底部内構材が位置する底面部位と前記船体側支持台との間に介在され、前記底面部位及び前記船体側支持台の少なくとも一方と摺動自在に形成された断熱性支持材とを有する独立タンクの支持構造において、
前記独立タンクの底面は、前記底板に対して相対的に変位しない起点を中心として前記温度差により放射状に伸縮するように構成されており、
前記底部内構材及び前記船体側支持台にはそれぞれ、前記底部内構材による底面支持点と前記船体側支持台の荷重中心とが前記底面の伸縮により相互に偏心する偏心領域を含む部位に、タンク荷重に対して前記底部内構材又は前記船体側支持台を補強する補強部材が設けられていることを特徴とする独立タンクの支持構造。
【請求項３】
前記補強部材は、前記荷重中心の周囲のうち前記偏心領域を含むように部分的に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の独立タンクの支持構造。
【請求項４】
前記補強部材は、前記荷重中心の周囲全周に亘って設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の独立タンクの支持構造。
【請求項５】
前記タンク側支持台及び前記船体側支持台は、前記断熱性支持材に面接触する天板部と、一側縁部が前記天板部に接続されるとともに該天板部に直交する荷重中心軸を通るように配置された複数の平板部材からなる脚部と、一側縁部が前記天板部に接続されるとともに隣り合う前記平板部材同士の間に架設された前記補強部材とを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の独立タンクの支持構造。
【請求項６】
前記補強部材は、前記天板部から前記脚部の鉛直方向全長に亘って設けられていることを特徴とする請求項５に記載の独立タンクの支持構造。
【請求項７】
前記補強部材は、前記天板部から前記脚部の鉛直方向全長より短い位置まで設けられていることを特徴とする請求項５に記載の独立タンクの支持構造。
【請求項８】
前記補強部材は、隣り合う前記板状部材間の中央部の方が該板状部材に接続される端部側より鉛直方向長さが短くなるように形成されていることを特徴とする請求項７に記載の独立タンクの支持構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１２６１７３（Ｐ２０１２−１２６１７３Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７７２８２（Ｐ２０１０−２７７２８２）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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