JP5357466B2 - 液化ガス運搬船 - Google Patents

Description

本発明は、液化ガス運搬船に関し、特に、モス方式球形タンク内に低温にて液化された天然ガス（ＬＮＧ）を貯蔵して運搬するＬＮＧ船に関するものである。

モス方式球形タンク内に低温にて液化された天然ガス（ＬＮＧ）を貯蔵して運搬する液化ガス運搬船としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
特表２００５−５２１５８９号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された液化ガス運搬船には、船首尾方向に沿って配置された複数個の球形タンクの上半部を覆う一つの連続したタンクカバーが設けられており、船級協会のルール等で要求される諸条件を満たすためには、船橋高さを高くせざるを得ず、タンクカバーの上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風が、ハウスの前面に直接当たり、ハウスの前面が受ける風圧抵抗が増加してしまうといった問題点があった。
また同様に、船首前方からタンクカバーの前面に向かって流れてきた風が、タンクカバーの前面に直接当たり、タンクカバーの前面が受ける風圧抵抗が増加してしまうといった問題点もあった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ハウスの前面および／またはタンクカバーの前面が受ける風圧抵抗を低減させることができる液化ガス運搬船を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る液化ガス運搬船は、内部に液化ガスを貯蔵するとともに、船首尾方向に沿って配置され、かつ、スカートを介して船体に固定された複数個の球形タンクと、これら球形タンクの上半部を覆うとともに、船首尾方向および船幅方向に沿って延びる一つの、または複数個のタンクカバーとを備えた液化ガス運搬船であって、前記タンクカバーの上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風が、ハウスの前面に直接当たらないように、前記風の向きを前記ハウスの前面よりも前方で変更する風向変更手段が、前記タンクカバーの上面に設けられており、前記風向変更手段の後端における垂直方向の高さは、船底からハウスの頂面までの垂直距離と、前記船底から前記タンクカバーの頂面までの垂直距離との差の４０％〜９０％の範囲内に設定され、前記風向変更手段は、その後端から前記ハウスの前面までの水平距離が、前記船底から前記タンクカバーの頂面までの垂直距離の３０％〜１５０％の範囲内に設置されており、前記風向変更手段の傾斜角度は、２０度〜６０度の範囲内に設定されている。
なお、タンクカバーの上面とは、タンクカバーの頂面、およびこの頂面から舷側に向かって傾斜する傾斜面を含む面のことである。

本発明に係る液化ガス運搬船によれば、風向変更手段により、タンクカバーの上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風の向きが、ハウスの前方で、例えば、上方に変えられ、タンクカバーの上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風が、ハウスの前面に直接当たらないようになっているので、ハウスの前面が受ける風圧抵抗を低減させることができて、その結果、船全体が受ける風圧抵抗を低減させることができる。

本発明に係る液化ガス運搬船によれば、風向変更手段により、船首前方からタンクカバーの前面に向かって流れてきた風の向きが、タンクカバーの前面よりも前方で、例えば、上方に変えられ、タンクカバーの前面に直接当たる風が減少させられることとなるので、タンクカバーの前面が受ける風圧抵抗を低減させることができて、その結果、船全体が受ける風圧抵抗を低減させることができる。

本発明に係る液化ガス運搬船は、内部に液化ガスを貯蔵するとともに、船首尾方向に沿って配置され、かつ、スカートを介して船体に固定された複数個の球形タンクと、これら球形タンクの上半部を覆うとともに、船首尾方向および船幅方向に沿って延びる一つの、または複数個のタンクカバーとを備えた液化ガス運搬船であって、前記タンクカバーの上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風が、ハウスの前面に直接当たらないように、前記風の向きを前記ハウスの前面よりも前方で変更する第１の風向変更手段が、前記タンクカバーの上面に設けられており、前記第１の風向変更手段の後端における垂直方向の高さは、船底からハウスの頂面までの垂直距離と、前記船底から前記タンクカバーの頂面までの垂直距離との差の４０％〜９０％の範囲内に設定され、前記第１の風向変更手段は、その後端から前記ハウスの前面までの水平距離が、前記船底から前記タンクカバーの頂面までの垂直距離の３０％〜１５０％の範囲内に設置されており、前記第１の風向変更手段の傾斜角度は、２０度〜６０度の範囲内に設定されているとともに、船首前方から前記タンクカバーの前面に向かって流れてきた風が、前記タンクカバーの前面に直接当たらないように、前記風の向きを前記タンクカバーの前面よりも前方で変更する第２の風向変更手段が、船首甲板上に設けられており、前記第２の風向変更手段の後端における垂直方向の高さは、上甲板から前記タンクカバーの頂面までの垂直距離の２０％〜７０％の範囲内に設定され、前記第２の風向変更手段の傾斜角度は、５度〜６０度の範囲内に設定されている。

本発明に係る液化ガス運搬船によれば、第１の風向変更手段により、タンクカバーの上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風の向きが、ハウスの前方で上方に変えられ、タンクカバーの上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風が、ハウスの前面に直接当たらないようになっているので、ハウスが受ける風圧抵抗を低減させることができる。
また、第２の風向変更手段により、船首前方からタンクカバーの前面に向かって流れてきた風の向きが、タンクカバーの前面よりも前方で上方に変えられ、タンクカバーの前面に直接当たる風が減少させられることとなるので、タンクカバーの前面が受ける風圧抵抗を低減させることができる。
その結果、船全体が受ける風圧抵抗を低減させることができる。

本発明に係る液化ガス運搬船によれば、ハウスの前面および／またはタンクカバーの前面が受ける風圧抵抗を低減させることができるという効果を奏する。

以下、本発明に係る液化ガス運搬船の第１実施形態について、図１から図５を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る液化ガス運搬船の図であって、（ａ）は右側面図、（ｂ）は平面図、図２は本実施形態に係る液化ガス運搬船の正面図、図３は図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図４は本実施形態に係る液化ガス運搬船の図であって、（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、図５は図１（ａ）のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。

図１（ａ）、図１（ｂ）、および図４（ａ）に示すように、本実施形態に係る液化ガス運搬船（本実施形態では「ＬＮＧ船」）１は、例えば、四個のアルミニウム製の球形タンク（「モス方式球形タンク」ともいう。）２を備えた船舶であり、これらアルミニウム製の球形タンク２はそれぞれ、その内部に、液化ガス（本実施形態では低温にて液化された天然ガス）を貯蔵することができるように構成されたものである。
また、図３に示すように、これら球形タンク２はそれぞれ、その上端部が球形タンク２の赤道部に固定され、その下端部がファンデーションデッキ４上に固定された円筒形のスカート３を介して船体５に支持されている。すなわち、これら球形タンク２の重量は、スカート３を通して船体５で受けられるようになっている。

さらに、図１（ａ）、図１（ｂ）、および図３に示すように、これら球形タンク２の上半部は、その下端部が上甲板６上に固定されるとともに、船首尾方向および船幅方向に沿って延びる一つの連続したタンクカバー７により覆われている。また、タンクカバー７と上甲板６との間に、伸縮継手は一切設けられておらず、タンクカバー７は剛体構造になっている。すなわち、タンクカバー７は、船体５とともに、船級協会のルール等で要求される船舶の縦強度（船首尾方向（縦方向）に対し、自重、積載される貨物、波の力により生じる曲げの力およびせん断力に対する強度）を確保する構造となっている。
なお、図３中の符号８，９はそれぞれ、縦通隔壁、船側外板を示している。

図１（ａ）、図３、図４（ａ）、図４（ｂ）、および図５に示すように、船体５の船底部には、船首尾方向および船幅方向に沿って、複数個（本実施形態では１７個）のバラストタンク１０が設けられている。
これらバラストタンク１０のうち、船首に最も近い位置に配置されたバラストタンク１０以外のバラストタンク１０はそれぞれ、球形タンク２の周方向に沿うとともに、球形タンク２の底部上方を取り囲むように配置された上部と、船体５の船側外板９および船底（船底外板）１１に沿って、船首尾方向に配置された下部とを備えている。

さて、図１（ａ）、図１（ｂ）、および図２に示すように、本実施形態に係る液化ガス運搬船１には、タンクカバー７の上面に、カバートップＦＩＮ（以下「トップフィン」という。）１５が設けられている。トップフィン（風向変更手段：第１の風向変更手段）１５は、タンクカバー７の上面に沿って船首側（図１において右側）から船尾側（図１において右側）に向かって流れてきた風が、ハウス（居住区）１６の前面（より詳しくは、ハウス１６の上部に設けられた船橋１７の前面）に直接当たらないように、風の流れる方向を上方に変えるためのものである。

トップフィン１５の後端における垂直方向の高さｃは、船底１１からハウス１６（より詳しくは、ハウス１６の上部に設けられた船橋１７）の頂面１９までの垂直距離（「船橋高さ」ともいう。）ａと、船底１１からタンクカバー７の頂面２０までの垂直距離ｂとの差の４０％〜９０％の範囲内で、かつ、船級協会のルール等で要求される諸条件を満たす高さに設定されている。
また、トップフィン１５は、その後端（あるいは上端）からハウス１６の前面２１までの水平距離ｄが、船底１１からタンクカバー７の頂面２０までの垂直距離ｂの３０％〜１５０％の範囲内で、かつ、船級協会のルール等で要求される諸条件を満たす位置に設置されている。
そして、トップフィン１５の傾斜角度αは、２０度〜６０度の範囲内（本実施形態では４５度、より好ましくは３０度）で、かつ、船級協会のルール等で要求される諸条件を満たす傾斜角度に設定されている。

ここで、上述したトップフィン１５による効果を、図６および図７を用いて説明する。図６はトップフィン１５の傾斜角度αを４５度に固定し、ｄ／ｂの値およびｃ／（ａ−ｂ）の値を変化させて実施した風洞試験の結果を示す図表で、図７は図６に示す結果をグラフ化したものである。
図６および図７に示すように、トップフィン１５により、図６および図７において、ｄ／ｂ＝０．００、ｃ／（ａ−ｂ）＝０．００、相対値＝１．００で示すトップフィン１５を備えていないものよりも抗力（「風圧抵抗」ともいう。）が減少していることが分かる。特に、ｄ／ｂ＝０．３７、ｃ／（ａ−ｂ）＝０．９０とした場合には、トップフィン１５を備えていないものよりも抗力が１１％減少していることが分かる。

本実施形態に係る液化ガス運搬船１によれば、トップフィン１５により、タンクカバー７の上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風の向きが、ハウス１６の前方で上方に変えられ、タンクカバー７の上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風が、ハウス１６の前面２１に直接当たらないようになっているので、ハウス１６の前面２１が受ける風圧抵抗を低減させることができて、その結果、船全体が受ける風圧抵抗を低減させることができる。

また、全球形タンク２の上半部を覆う一つの連続したタンクカバー７が、船体５に対して剛に結合され、船体５とともに、船級協会のルール等で要求される船舶の縦強度を確保する構造となっているので、船体５の幅を２％〜４％程度（好ましくは２％程度）低減させることができ、船体抵抗および船体重量を低減させることができて、航行性能を向上させることができるとともに、船体５を構成する材料（例えば、鋼材）の総量を低減させることができて、建造コストの低減化を図ることができる。

さらに、図４（ａ）に示すように、バラストタンク１０の上部が、球形タンク２の周方向に沿うとともに、球形タンク２の底部上方を取り囲むように配置されているので、これらバラストタンク１０の上部を、球形タンク２を支持するスカート３の一部として流用することができ、スカート３を構成する材料の総量を低減させることができて、建造コストの低減化を図ることができる。

本発明に係る液化ガス運搬船の第２実施形態について、図８および図９を参照しながら説明する。図８は本実施形態に係る液化ガス運搬船の右側面図、図９は本実施形態に係る液化ガス運搬船の正面図である。
図８および図９に示すように、本実施形態に係る液化ガス運搬船２５は、トップフィン１５の代わりに、船首部カバー２６が設けられているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。

船首部カバー（風向変更手段：第２の風向変更手段）２６は、船首前方からタンクカバー７の前面２７に向かって流れてきた風の向きを、タンクカバー７の前面２７よりも前方で上方に変えて、タンクカバー７の前面２７において発生する抗力（「風圧抵抗」ともいう。）を低減させるものであり、船首甲板（「係船機甲板」ともいう。）の幅方向および長さ方向の略全体を覆うように設けられている。
また、船首部カバー２６の後端における垂直方向の高さｆは、上甲板６からタンクカバー７の頂面２０までの垂直距離（「タンクカバー高さ」ともいう。）ｅの２０％〜７０％の範囲内に設定されている。
そして、船首部カバー２６の傾斜角度θ（水平面２８との成す角度）は、５度〜６０度の範囲内に設定されている。

ここで、上述した船首部カバー２６による効果を、図１１から図１３を用いて説明する。図１１は船首部カバー２６（図１１においては「船首カバー（形状１）」で示す。）のｅの値を固定し、θの値およびｆ／ｅの値を変化させて実施した風洞試験の結果を示す図表で、図１２および図１３（図１２および図１３においては「形状１」で示す。）はそれぞれ図１１に示す結果をグラフ化したものである。
図１１から図１３に示すように、船首部カバー２６により、図１１から図１３において、θ＝０．００、ｆ／ｅ＝０．００、抗力相対値＝１．００で示す船首部カバー２６を備えていないものよりも抗力（「風圧抵抗」ともいう。）が減少していることが分かる。特に、θ＝１０．４０度、ｆ／ｅ＝０．４９２とした場合には、船首部カバー２６を備えていないものよりも抗力が５％減少していることが分かる。

本実施形態に係る液化ガス運搬船２５によれば、船首部カバー２６により、船首前方からタンクカバー７の前面２７に向かって流れてきた風の向きが、タンクカバー７の前面２７よりも前方で上方に変えられ、タンクカバー７の前面２７に直接当たる風が減少させられることとなるので、タンクカバー７の前面２７が受ける風圧抵抗を低減させることができて、その結果、船全体が受ける風圧抵抗を低減させることができる。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。

本発明に係る液化ガス運搬船の第３実施形態について、図１０を参照しながら説明する。図１０は本実施形態に係る液化ガス運搬船の右側面図である。
図１０に示すように、本実施形態に係る液化ガス運搬船３１は、船首部カバー２６の代わりに、船首部カバー３２が設けられているという点で上述した第２実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第２実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。

船首部カバー（風向変更手段：第２の風向変更手段）３２は、船首部カバー２６と同様、船首前方からタンクカバー７の前面２７に向かって流れてきた風の向きを、タンクカバー７の前面２７よりも前方で上方に変えて、タンクカバー７の前面２７において発生する抗力（「風圧抵抗」ともいう。）を低減させるものであり、その先端が、船首甲板上に設置された係船装置（図示せず）よりも船尾側に位置するように舳先３３よりも船尾側にずらされ、その後端が、タンクカバー７の前面２７と接する位置まで延ばされているという点で前述した船首部カバー２６と異なる。

ここで、上述した船首部カバー３２による効果を、図１１から図１３を用いて説明する。図１１は船首部カバー３２（図１１においては「船首側タンク形状（形状２）」で示す。）のｅの値を固定し、θの値を３０．７７度に、ｆ／ｅの値を０．６１３として実施した風洞試験の結果を示す図表で、図１２および図１３（図１２および図１３においては「形状２」で示す。）はそれぞれ図１１に示す結果をグラフ化したものである。
図１１から図１３に示すように、船首部カバー３２により、図１１から図１３において、θ＝０．００、ｆ／ｅ＝０．００、抗力相対値＝１．００で示す船首部カバー３２を備えていないものよりも抗力（「風圧抵抗」ともいう。）が６％減少していることが分かる。

本実施形態に係る液化ガス運搬船３１によれば、船首部カバー３２の先端が、船首甲板上に設置された係船装置よりも船尾側に位置するように舳先３３よりも船尾側にずらされており、従来通り、係船装置が暴露甲板上に設置されていることとなるので、従来通りの係船作業を行うことができる。
また、船首部カバー３２により、船首前方からタンクカバー７の前面２７に向かって流れてきた風の向きが、タンクカバー７の前面２７よりも前方で上方に変えられ、タンクカバー７の前面２７に直接当たる風が減少させられることとなるので、タンクカバー７の前面２７が受ける風圧抵抗を低減させることができて、その結果、船全体が受ける風圧抵抗を低減させることができる。
その他の作用効果は、前述した実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。

本発明に係る液化ガス運搬船の第４実施形態について、図１４および図１５を参照しながら説明する。図１４は本実施形態に係る液化ガス運搬船の右側面図、図１５は本実施形態に係る液化ガス運搬船の正面図である。
図１４および図１５に示すように、本実施形態に係る液化ガス運搬船４１は、第２実施形態のところで説明した船首部カバー２６がさらに設けられているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。

本実施形態に係る液化ガス運搬船４１によれば、トップフィン１５により、タンクカバー７の上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風の向きが、ハウス１６の前方で上方に変えられ、タンクカバー７の上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風が、ハウス１６の前面２１に直接当たらないようになっているので、ハウス１６の前面２１が受ける風圧抵抗を低減させることができる。
また、船首部カバー２６により、船首前方からタンクカバー７の前面２７に向かって流れてきた風の向きが、タンクカバー７の前面２７よりも前方で上方に変えられ、タンクカバー７の前面２７に直接当たる風が減少させられることとなるので、タンクカバー７の前面２７が受ける風圧抵抗を低減させることができる。
その結果、船全体が受ける風圧抵抗をさらに低減させることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、第１実施形態と第３実施形態とを組み合わせて実施することもできるし、上述した実施形態において、スカート３の内周面と、バラストタンク１０の上部を構成（形成）する壁部（球形タンク２の周方向に沿って存する壁部）１２（図３参照）の内周面とを同一平面上に位置させ、かつ、これらスカート３と壁部１２とを同一の部材で構成する等、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で適宜必要に応じて変形実施および変更実施することができる。

また、上述した実施形態では、四個の球形タンク２の上半部を、船首尾方向および船幅方向に沿って延びる一つの連続したタンクカバー７で覆うものについて説明したが、本発明はこのようなものに限定されるものではなく、各球形タンク２に対応した四つのタンクカバーを備えたようなものにも適用することができる。

本発明の第１実施形態に係る液化ガス運搬船の図であって、（ａ）は右側面図、（ｂ）は平面図である。 本発明の第１実施形態に係る液化ガス運搬船の正面図である。 図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 本発明の第１実施形態に係る液化ガス運搬船の図であって、（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図１（ａ）のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。 トップフィンによる効果を実証するために行った風洞試験の結果を示す図表である。 図６に示す結果をグラフ化したものである。 本発明の第２実施形態に係る液化ガス運搬船の右側面図である。 本発明の第２実施形態に係る液化ガス運搬船の正面図である。 本発明の第３実施形態に係る液化ガス運搬船の右側面図である。 船首部カバーによる効果を実証するために行った風洞試験の結果を示す図表である。 図１１に示す結果をグラフ化したものである。 図１１に示す結果をグラフ化したものである。 本発明の第４実施形態に係る液化ガス運搬船の右側面図である。 本発明の第４実施形態に係る液化ガス運搬船の正面図である。

符号の説明

１ 液化ガス運搬船
２ 球形タンク
３ スカート
５ 船体
７ タンクカバー
１５ トップフィン（風向変更手段：第１の風向変更手段）
１６ ハウス
２１ 前面
２５ 液化ガス運搬船
２６ 船首部カバー（風向変更手段：第２の風向変更手段）
２７ 前面
３１ 液化ガス運搬船
３２ 船首部カバー（風向変更手段：第２の風向変更手段）
４１ 液化ガス運搬船

Claims (2)

1. 内部に液化ガスを貯蔵するとともに、船首尾方向に沿って配置され、かつ、スカートを介して船体に固定された複数個の球形タンクと、
   これら球形タンクの上半部を覆うとともに、船首尾方向および船幅方向に沿って延びる一つの、または複数個のタンクカバーとを備えた液化ガス運搬船であって、
   前記タンクカバーの上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風が、ハウスの前面に直接当たらないように、前記風の向きを前記ハウスの前面よりも前方で変更する風向変更手段が、前記タンクカバーの上面に設けられており、
   前記風向変更手段の後端における垂直方向の高さは、船底からハウスの頂面までの垂直距離と、前記船底から前記タンクカバーの頂面までの垂直距離との差の４０％〜９０％の範囲内に設定され、
   前記風向変更手段は、その後端から前記ハウスの前面までの水平距離が、前記船底から前記タンクカバーの頂面までの垂直距離の３０％〜１５０％の範囲内に設置されており、
   前記風向変更手段の傾斜角度は、２０度〜６０度の範囲内に設定されていることを特徴とする液化ガス運搬船。
2. 内部に液化ガスを貯蔵するとともに、船首尾方向に沿って配置され、かつ、スカートを介して船体に固定された複数個の球形タンクと、
   これら球形タンクの上半部を覆うとともに、船首尾方向および船幅方向に沿って延びる一つの、または複数個のタンクカバーとを備えた液化ガス運搬船であって、
   前記タンクカバーの上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風が、ハウスの前面に直接当たらないように、前記風の向きを前記ハウスの前面よりも前方で変更する第１の風向変更手段が、前記タンクカバーの上面に設けられており、
   前記第１の風向変更手段の後端における垂直方向の高さは、船底からハウスの頂面までの垂直距離と、前記船底から前記タンクカバーの頂面までの垂直距離との差の４０％〜９０％の範囲内に設定され、
   前記第１の風向変更手段は、その後端から前記ハウスの前面までの水平距離が、前記船底から前記タンクカバーの頂面までの垂直距離の３０％〜１５０％の範囲内に設置されており、
   前記第１の風向変更手段の傾斜角度は、２０度〜６０度の範囲内に設定されているとともに、
   船首前方から前記タンクカバーの前面に向かって流れてきた風が、前記タンクカバーの前面に直接当たらないように、前記風の向きを前記タンクカバーの前面よりも前方で変更する第２の風向変更手段が、船首甲板上に設けられており、
   前記第２の風向変更手段の後端における垂直方向の高さは、上甲板から前記タンクカバーの頂面までの垂直距離の２０％〜７０％の範囲内に設定され、
   前記第２の風向変更手段の傾斜角度は、５度〜６０度の範囲内に設定されていることを特徴とする液化ガス運搬船。

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