JP7364440B2 - 液化ガスタンク、船舶、及び浮体構造物 - Google Patents

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特許法第３０条第２項適用 令和１年１０月３日 ウェブサイト（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｈａｎｋｅｔｓｕ．ｊｉｉｉ．ｏｒ．ｊｐ／ｇｉｈｏ／Ｍｅｎｕ０１．ｊｓｐ）に掲載

本発明はタンクの内表面に補強部材を設けない液化ガスタンク、当該液化ガスタンクを備えた船舶、及び当該液化ガスタンクを備えた浮体構造物に関する。

ＬＮＧ（液化天然ガス）船、ＬＰＧ（液化石油ガス）船のように、液化ガスを運搬する船舶は、貨物タンクとして液化ガスタンクを備える。また、液化ガスを燃料とする液化ガス燃料船は燃料タンクとして液化ガスタンクを備える。

小型船用の液化ガスタンクは円筒状タンクが一般的である（特許文献１、２）。一方で特許文献１の段落０００６にも記載されているように、円筒状タンク（シリンダータンク方式）は大型化が困難であるという問題があった。特にタンク容量が１００００ｍ³を超えるシリンダータンク方式の液化ガスタンクを円筒状タンクで形成する場合、外殻だけでは液化ガスを貯留できる強度を確保できないので支柱や隔壁等の補強部材をタンク内に設置する必要がある。しかしながら、補強部材を設置するとタンクが重くなり、タンク重量が船舶の船殻重量を超える恐れがあるため、大型の船舶に設置できない場合があった。

そのため、大型の船舶に設置する液化ガスタンクは、ＭＯＳＳ型のような、タンクの内部に補強部材を設けなくても強度を確保できる独立球形タンクか、メンブレン型のように船体そのものにタンクを支持させる構造が一般的である。
中でもＭＯＳＳ型液化ガスタンクは球形であるため特定箇所に応力が集中し難く、表面積を最小にでき入熱も最小にできるため、特にＬＮＧ運搬船に広く用いられている。

一方でＭＯＳＳ型液化ガスタンクは球形であるため船倉の底面や壁面との間に隙間が生じる。そのため、船倉内の空間利用効率がメンブレン型よりも悪いという問題があった。
そこでＭＯＳＳ型液化ガスタンクにおいて、球殻体を赤道で２分割して分割面に円環（円筒）を挿入して、分割した各半球（上部・下部球殻体）を円環（円筒）と連結する構造が知られている（特許文献３）。

特許文献３の構造は、タンクが球形であることの利点を残しつつ、円環の内側の容積に相当する容積分、タンク容量を大きくできる点で有用である。一方で特許文献３の構造は円環をタンクの高さ方向に挿入するため、タンク容量を大きくすると円環の高さが高くなってタンクの重心も高くなり、船舶の復原性に影響する。また円環の高さを高くするほどタンクの強度が下がるため、タンク容量を大きくするのに限度がある。

特開平０８－２４７８号公報 特開２０１４－１５１９２２号公報 特開２０１９－１５３７７号公報

本発明の目的は、搭載した船舶の復原性やタンクの強度を損なうことなくタンク容量を大きくできる、タンクの内表面に補強部材を設けない液化ガスタンクの提供である。

上記の課題を解決するために、本発明の１態様である液化ガスタンクは、タンクの内表面に補強部材を設けない液化ガスタンクであって、下端が開放され、上に凸の半球状の上部球殻体と、上端が開放され、下に凸の半球状の下部球殻体と、前記上部球殻体の下端と前記下部球殻体の上端を連結する円環状の赤道円環部を有するシェル構造体を備え、前記シェル構造体は、前記上部球殻体、前記下部球殻体、前記赤道円環部が鉛直方向に平行な面で２分割された形状を有し、更に分割面を連結する円環状の子午線円環部も備え、前記子午線円環部は、前記上部球殻体の分割面同士、及び前記下部球殻体の分割面同士を各々連結する１対の半円環部と、前記赤道円環部の分割面同士、及び１対の前記半円環部の分割面同士を連結する平板状の板状連結部を備えていて、前記板状連結部の板厚は、前記赤道円環部、前記半円環部、前記上部球殻体、前記下部球殻体の少なくとも１つの径方向の板厚よりも厚く、かつ板厚の差により生じる段差が前記シェル構造体の内側に形成されることを特徴とする。

この構成では、赤道円環部で球殻を高さ方向に延長した構造において、子午線円環部で球殻を水平方向にも延長しているため、子午線円環部の内容積に相当する容積分、タンク容量が大きくなってもタンクの高さは変わらず、重心が高くならない。そのため、このシェル構造体を搭載した船舶の復原性を損なうことなくタンク容量を大きくできる。

また、この構成では、赤道円環部と子午線円環部の２つの円環部でタンク容量を大きくするため、一方の円環部のみでタンク容量を大きくする構造と比べ、個々の円環部の軸方向の幅をあまり長くしなくてもタンク容量を大きくできる。そのため、タンクの強度を損なうことなくタンク容量を大きくできる。

更に、この構成では赤道円環部と子午線円環部が円環状で、板状連結部が板状であるため、赤道円環部、子午線円環部、板状連結部のいずれも、連結される部分の断面が矩形となり、連結面の断面形状を整合させる加工をしなくても連結できる。
そのため、タンクの強度を損なうことなくタンク容量を大きくできる。

本発明の他の態様である船舶は、上記いずれかに記載の液化ガスタンクが貨物タンク又は燃料タンクとして、前記子午線円環部の軸方向が船長方向に沿うように船倉に配置されたことを特徴とする。
本発明の更に他の態様である浮体構造物は、上記いずれかに記載の液化ガスタンクが貨物タンク又は燃料タンクとして、前記子午線円環部の軸方向が船長方向に沿うように船倉に配置されたことを特徴とする。

この構成では赤道円環部と子午線円環部の２つの円環部で容量を大きくしたタンクを船舶又は浮体構造物が備えるため、復原性やタンクの強度を損なうことなく船舶又は浮体構造物に搭載できるタンク容量を大きくできる。
また、この構成では液化ガスタンクを子午線円環部の軸方向が船長方向に沿うように船倉に配置するため、子午線円環部を設けない液化ガスタンクと船幅方向の長さが変わらない。
液化ガスタンクは一般に船舶の船長方向に複数設けられるが、船幅方向には１つのみ設けられる。そのためタンクの船幅方向の長さが長くなるほど、タンクを搭載する船舶の船幅方向の長さを長くする必要があるが、運河などの制約によりこのような設計変更は困難である。そこで、船幅方向の長さを変えずにタンク容量を大きくできる本発明の液化ガスタンクを搭載することで、船舶の船幅方向の長さを長くせずに積載するタンク容量を大きくできる。

本発明によれば、搭載した船舶の復原性やタンクの強度を損なうことなくタンク容量を大きくできる、タンクの内表面に補強部材を設けない液化ガスタンクを提供できる。

本実施形態に係る船舶を示す側面図である。 本実施形態に係る船舶を示す平面図である。 図２の液化ガスタンクの１つのシェル構造体の分解斜視図である。 図２の液化ガスタンクの１つのＡ－Ａ断面図である。 図２の液化ガスタンクの１つのＢ－Ｂ断面図であって、スカートは記載を省略している。

以下、図１～図５を参照して、本発明に好適な実施形態に係る液化ガスタンク１を搭載した船舶２の構成を詳細に説明する。
ここでは船舶２として、液化ガスを液化ガスタンク１に貯蔵して運搬する液化ガス運搬船が例示されている。

図１及び図２に示すように船舶２は、船体３及び液化ガスタンク１を備える。
船体３は船舶２の船殻となる構造体であり、船底５ａ、側壁５ｂ、及び暴露甲板５ｃで船内を囲むように構成される。
図１では船体３は、機関区画６、貨物区画７、及び船首区画１１が船長方向で船首側に向かってこの順番で配置されており、隣接する区画は横隔壁で分離されている。

機関区画６は船舶２を推進させる主機、及び船舶２の航行に要するボイラ、ポンプ等の補機が配置される区画である。船舶２のような液化ガス運搬船では、図１のように貨物区画７よりも船尾側に機関区画６が配置される。
貨物区画７は貨物としての液化ガスを貯蔵する液化ガスタンク１が配置される区画である。貨物区画７は図１では船長方向における中央付近に配置される。図１のように液化ガスタンク１の上端が暴露甲板５ｃよりも高い位置にある場合、貨物区画７の暴露甲板５ｃ上方には、液化ガスタンク１の上部を覆う上部構造物１７が設けられる場合がある。図１では貨物区画７内に４つの液化ガスタンク１が船長方向に直列に配置されている。
船首区画１１は船長方向における船首端の区画であり、排水設備や錨を収納する設備等が設けられる。
機関区画６、貨物区画７、及び船首区画１１の船長方向の長さは、船舶２の航行に必要な設備や搭載する液化ガスタンク１の寸法に応じて適宜設定すればよい。

液化ガスタンク１は液化ガスを保冷、加圧又はその両方の方法により貯蔵する圧力容器である。液化ガスは、ここでは常温、常圧で気体である物質を冷却又は加圧で液化したものを意味する。具体的な液化ガスとしてはＬＮＧ、ＬＰＧのように、可燃性ガスを液化したものが挙げられる。

液化ガスタンク１は船体３から独立した構造の圧力容器である。ここでいう独立した構造とは、液化ガスタンク１自身で内部の液化ガスを閉じ込める圧力を維持し、液化ガスの重量を保持する構造を意味する。よって、メンブレン構造のように、船体３の一部を圧力容器として用いる構造は含まない。

また、液化ガスタンク１はタンクの内表面に補強部材を設けない構造である。ここでいうタンクの内表面とは、液化ガスを貯蔵する中空容器であるシェル構造体１５において、液化ガスを貯留する空間と接する表面を意味する。
ここでいう補強部材とは、液化ガスを貯留する強度を確保するために、シェル構造体１５の内表面に設けられる構造物であって、シェル構造体１５以外の構造物を意味する。補強部材の具体例としては、隔壁や支柱が挙げられる。
本実施形態の液化ガスタンク１がタンクの内表面に補強部材を設けない理由は、補強部材を設けると重量が増えて船舶２に搭載できない場合があるためである。また、補強部材を設ける場合は、従来の円筒形状でも強度を確保できるため、図３～図５に示す本実施形態のタンク形状を採用する必要がない。

図３～図５に示すように液化ガスタンク１はシェル構造体１５、及びスカート３１を備える。
シェル構造体１５は液化ガスを貯蔵する中空容器であり、図３に示すように上部球殻体２１、下部球殻体２３、赤道円環部２５、及び、子午線円環部２７を備える。

上部球殻体２１は上に凸の半球状の部材である。図３の上部球殻体２１は下端の赤道面が開放された半球である。図３の上部球殻体２１は子午線を含む面（鉛直方向に平行な面）で２分割された形状を有する。以下の説明では、分割された部分のうち、船首側（矢印Ｃの示す前方）の部分を船首側上部球殻体２１ａ、船尾側の部分を船尾側上部球殻体２１ｂと称す。図３では上部球殻体２１の分割面と赤道が形成する面が直交している。

なお、以下の説明で「分割」とは、外観が分割されている形状を有するという意味である。子午線を含む面で半球を分割することで船首側上部球殻体２１ａと船尾側上部球殻体２１ｂを製造する必要があるという意味ではない。シェル構造体１５を構成する部材はいずれも、公知の材料を用いて公知の方法で製造できる。

上部球殻体２１は図３では球体を赤道面で２分割した半球体の形状と同じである。そのため、上部球殻体２１の赤道面の中心Ｏ₁から内表面までの距離である半径Ｒ₁は、内表面の位置によらず同じ値である。ただし、半径Ｒ₁は内表面の位置によって異なってもよい。また下端は赤道であると内部容積が大きくなるので好ましいが、赤道に平行な面であれば、赤道よりも高い位置にある面でもよい。
更に、図３では船首側上部球殻体２１ａと船尾側上部球殻体２１ｂは船長方向の向きが逆であるだけで形状は同じであるが、形状が異なってもよい。なお、同じ形状にすると、製造時の工作性が向上する。図３では船首側上部球殻体２１ａと船尾側上部球殻体２１ｂの分割面は、半球の頂点を通る面であるが、赤道に直交する面であれば、頂点を通らない面でもよい。なお、船首側上部球殻体２１ａと船尾側上部球殻体２１ｂの分割面を、半球の頂点を通る面とすると、船首側上部球殻体２１ａと船尾側上部球殻体２１ｂが同じ形状になるため、製造時の工作性が向上する。

下部球殻体２３は下に凸の半球状の部材である。図３の下部球殻体２３は上端の赤道面が開放された半球である。図３の下部球殻体２３は子午線を含む面（鉛直方向に平行な面）で２分割された形状を有する。以下の説明では、分割された部分のうち、船首側の部分を船首側下部球殻体２３ａ、船尾側の部分を船尾側下部球殻体２３ｂと称す。図３では下部球殻体２３の分割面と赤道が形成する面が直交している。

下部球殻体２３は図３では球体を赤道面で２分割した半球体の形状と同じである。そのため、下部球殻体２３の赤道面の中心О₂から内表面までの距離である半径Ｒ₂は、内表面の位置によらず同じである。ただし、半径Ｒ₂は内表面の位置によって異なってもよい。また分割面は、赤道であると内部容積が大きくなるので好ましいが、赤道に平行な面であれば、赤道よりも低い位置にある面でもよい。
図３では下部球殻体２３の半径Ｒ₂が、上部球殻体２１の半径Ｒ₁と同じであるが、異なってもよい。なお、半径Ｒ₂を半径Ｒ₁と同じとすると、上部球殻体２１と下部球殻体２３が同じ形状になるため、製造時の工作性が向上する。
更に、図３では船首側下部球殻体２３ａと船尾側下部球殻体２３ｂは船長方向の向きが逆であるだけで形状は同じであるが、形状が異なってもよい。なお、同じ形状にすると、製造時の工作性が向上する。
図３では船首側下部球殻体２３ａと船尾側下部球殻体２３ｂの分割面は、半球の頂点（底点）を通る面であるが、赤道に直交する面であれば、頂点を通らない面でもよい。
なお、船首側下部球殻体２３ａと船尾側下部球殻体２３ｂの分割面を、半球の頂点を通る面とすると、船首側下部球殻体２３ａと船尾側下部球殻体２３ｂが同じ形状になるため、製造時の工作性が向上する。

図３では上部球殻体２１と下部球殻体２３は上下の向きが逆であるだけで、形状はいずれも同じ半径の球体を赤道面で分割した半球である。ただし上部球殻体２１と下部球殻体２３の形状が異なってもよい。このような形状としては、所謂リンゴ型のＭＯＳＳ球形タンクのように上部球殻体２１の半径Ｒ₁が、頂点に近いほど小さくなる構造が挙げられる。

赤道円環部２５は上部球殻体２１の下端と下部球殻体２３の上端を連結する円環状の部材である。図３の赤道円環部２５は、鉛直方向に平行な分割面で２分割された形状を有する。分割された部分のうち、船首側の部分を船首側赤道円環部２５ａ、船尾側の部分を船尾側赤道円環部２５ｂと称す。

赤道円環部２５を設けることで、シェル構造体１５が球の形状をある程度維持しつつ、赤道円環部２５の内容積Ｖ₁に相当する分、シェル構造体１５の容量を大きくできる。具体的には赤道円環部２５の円環の内周の半径をＲ₃、軸方向の幅をＨ₁とすると、Ｖ₁＝πＲ₃ ²×Ｈ₁になる。

図３では赤道円環部２５の半径Ｒ₃は軸方向の位置によらず一定であるが、上部球殻体２１と下部球殻体２３の大きさが異なる場合等は、半径Ｒ₃が軸方向で異なってもよい。
図３では赤道円環部２５の分割面は、赤道円環部２５の中心を通る面であるが、赤道に直交する面であれば、中心を通らない面でもよい。ただし、赤道円環部２５の分割面と、上部球殻体２１の分割面と、下部球殻体２３の分割面は、水平方向で同じ位置である必要がある。

子午線円環部２７は上部球殻体２１、下部球殻体２３、赤道円環部２５における、鉛直方向に平行な分割面を連結する円環状の部材であり、上部半円環部２７ａ、下部半円環部２７ｂ、及び板状連結部２９ａ、２９ｂを備える。

上部半円環部２７ａ、及び下部半円環部２７ｂは上部球殻体２１同士、及び下部球殻体２３同士を各々連結する１対の半円環部である。
具体的には上部半円環部２７ａが船首側上部球殻体２１ａと船尾側上部球殻体２１ｂの分割面を連結する。また下部半円環部２７ｂが船首側下部球殻体２３ａと船尾側下部球殻体２３ｂの分割面を連結する。
板状連結部２９ａ、２９ｂは赤道円環部２５の分割面を連結する略矩形の平板状の部材である。板状連結部２９ａ、２９ｂは上部半円環部２７ａと下部半円環部２７ｂを連結する部材でもある。

図３では子午線円環部２７の半径Ｒ₄は軸方向の位置によらず一定であるが、船首側上部球殻体２１ａと船尾側上部球殻体２１ｂの大きさが異なる場合等は、半径Ｒ₄が軸方向で異なってもよい。船首側下部球殻体２３ａと船尾側下部球殻体２３ｂの大きさが異なる場合も同様である。
図３では子午線円環部２７の分割面は、子午線円環部２７の中心を通る面であるが、水平面であれば、中心を通らない面でもよい。

このように、シェル構造体１５では、赤道円環部２５を高さ方向に挿入して球殻を高さ方向に延長した構造において、子午線円環部２７を水平方向に挿入して球殻を水平方向（船長方向）にも延長している。そのため子午線円環部２７の内容積に相当する容積Ｖ₂だけ、シェル構造体１５のタンク容量が大きくなるが、タンクの高さは変わらず、重心が高くならない。そのため、シェル構造体１５のタンクを搭載した船舶２の復原性を損なうことなくタンク容量を大きくできる。

なお、子午線円環部２７の容積Ｖ₂は、上部半円環部２７ａと下部半円環部２７ｂの容積Ｖ_2-1と、板状連結部２９ａ、２９ｂを設けたことにより形成される角柱状の領域Ｄ（図３参照）の容積Ｖ_2-2を合わせたものになる。
子午線円環部２７の円環の内周の半径をＲ₄、軸方向の幅をＬ₁とすると、Ｖ_2-1＝πＲ₄ ²×Ｌ₁となり、Ｖ_2-2＝Ｈ₁×Ｌ₁×２Ｒ₄になる。よって容積Ｖ₂＝πＲ₄ ²×Ｌ₁＋Ｈ₁×Ｌ₁×２Ｒ₄になる。

また、この構成では、赤道円環部２５と子午線円環部２７の２つの円環部でタンクの容量を大きくする。そのため、赤道円環部２５のみでタンクの容量を大きくする従来の構造と比べ、個々の円環部（赤道円環部２５と子午線円環部２７）の軸方向の幅をあまり長くしなくてもタンク容量を大きくできる。よって、液化ガスタンク１は強度を損なうことなくタンク容量を大きくできる。

更に、この構成では板状連結部２９ａ、２９ｂが略矩形の平板状である。そのため、赤道円環部２５と子午線円環部２７が半径一定の円環状の場合、赤道円環部２５、子午線円環部２７、板状連結部２９ａ、２９ｂのいずれも、連結される部分の断面が矩形となり、連結面の断面形状を整合させる加工をしなくても連結できる。
そのため、液化ガスタンク１は強度を損なうことなくタンク容量を大きくできる。

板状連結部２９ａ、２９ｂの平面状の寸法Ｈ_１´、Ｌ_１´は子午線円環部２７の形状で決まる。具体的には赤道円環部２５と連結される面の長さＨ₁´は赤道円環部２５の軸方向の幅Ｈ₁と同じである。
また、上部半円環部２７ａ及び下部半円環部２７ｂ（子午線円環部２７）と連結される面の長さＬ₁´は上部半円環部２７ａと下部半円環部２７ｂの軸方向の幅Ｌ₁と同じである。

ただし、板状連結部２９ａ、２９ｂの板厚はシェル構造体１５を構成する他の部材と同じ板厚である必要はない。
例えば板状連結部２９ａの板厚は、赤道円環部２５、子午線円環部２７、上部球殻体２１、下部球殻体２３の少なくとも１つの径方向の板厚より厚くてもよい。一例として、図４では子午線円環部２７の上部半円環部２７ａと下部半円環部２７ｂの径方向の板厚Ｔ₁よりも板状連結部２９ａの板厚Ｔ₂が厚い構成を示す。
この構成では板状連結部２９ａの板厚Ｔ₂がシェル構造体１５を構成する他の部材よりも厚いので、板状連結部２９ａが曲面を有さない形状でも強度を十分に確保できる。

板状連結部２９ａの板厚がシェル構造体１５を構成する他の部材よりも厚い場合、図４に示すように、板厚の差により生じる段差Ｓがシェル構造体１５の内側に形成されるのが好ましい。
この構成では段差Ｓをシェル構造体１５の外側に形成しなくてもよいため、板状連結部２９ａの板厚を厚くしても、シェル構造体１５の外形における板厚方向の幅が大きくならない。そのため、船舶２の貨物区画７の船倉に液化ガスタンク１を設置した状態で液化ガスタンク１が船倉の側面の壁部と干渉するのを防止できる。

赤道円環部２５の軸方向の幅Ｈ₁と子午線円環部２７の軸方向の幅Ｌ_１が長いほどシェル構造体１５の液化ガスの貯蔵量が増える。ただし長すぎるとシェル構造体１５が円筒形状に近くなるため、求められる強度を確保するためにシェル構造体１５の内部に補強構造が必要になり、重量が増加して船舶２に搭載できない可能性がある。よって赤道円環部２５の軸方向の幅Ｈ₁と子午線円環部２７の軸方向の幅Ｌ₁は、シェル構造体１５で必要な強度を確保できる範囲で設定される。シェル構造体１５のみで必要な強度を確保できれば、内部の補強構造は必要ない。

また、図３に示す子午線円環部２７の軸方向の幅Ｌ₁（Ｌ₁´）は赤道円環部２５の軸方向の幅Ｈ₁以下であるのが好ましい。理由は以下の通りである。
赤道円環部２５は軸方向で上部球殻体２１の荷重を受けるのに対し、子午線円環部２７は径方向で上部球殻体２１の荷重を受ける構造であるため、子午線円環部２７は赤道円環部２５よりも応力が集中しやすい。
そこで、子午線円環部２７の軸方向の幅Ｌ₁（Ｌ₁´）を赤道円環部２５の軸方向の幅Ｈ₁以下とすることで、液化ガスタンク１の強度を損なうことなくタンク容量を大きくできる。

具体的にはシェル構造体１５の球殻の半径の最大値が１０ｍ以上、２５ｍ以下の場合、赤道円環部２５の軸方向の幅Ｈ₁は１ｍ以上、５ｍ以下であるのが好ましい。子午線円環部２７の軸方向の幅Ｌ₁（Ｌ₁´）は１ｍ以上、５ｍ以下であり、かつ赤道円環部２５の軸方向の幅Ｈ₁以下であるのが好ましい。割合で表せば、赤道円環部２５の軸方向の幅Ｈ₁はシェル構造体１５の球殻の半径（図３の半径Ｒ₁及び半径Ｒ₂）の最大値の４％以上、２０％以下であるのが好ましい。子午線円環部２７の軸方向の幅Ｌ₁（Ｌ₁´）は、シェル構造体１５の球殻の半径（図３の半径Ｒ₁及び半径Ｒ₂）の最大値の４％以上、２０％以下であり、かつ赤道円環部２５の軸方向の幅Ｈ₁以下であるのが好ましい。

スカート３１は、下部球殻体２３を船舶２の船倉の底面から浮かせた状態でシェル構造体１５を船舶２に支持させる支持構造であり、図４に示すように支持柱３３及び接続部３５を備える。
支持柱３３はシェル構造体１５の重量を受け止める部材であり、下部球殻体２３を囲んで船倉の底面に立設される筒状の構造物である。
接続部３５は支持柱３３とシェル構造体１５を接続する部材であり赤道円環部２５及び板状連結部２９ａ、２９ｂと連結されて一体に形成される。

液化ガスタンク１のシェル構造体１５のタンク容量は、求められる液化ガスの貯蔵量と、設置される船舶２の船倉の容積とを考慮して適宜設定する。
ただし、本実施形態ではタンク容量が１００００ｍ³以上、５５０００ｍ³以下であるのが好ましい。理由は以下の通りである。
一般に容量が１００００ｍ³以上の円筒状の液化ガスタンクは内表面に支柱や隔壁等の補強構造を設けずに強度を確保するのは困難であるが、補強構造を設けると重量が増えて船舶２に搭載できない場合がある。一方で本実施形態の液化ガスタンク１は、赤道円環部２５と子午線円環部２７の２つの円環部をシェル構造体１５に設けることでタンク容量を大きくできるため、シェル構造体１５のみで補強構造なしでも強度的には十分である。そのため液化ガスタンク１はタンク容量が１００００ｍ³以上の場合に特に好適である。
一方でタンク容量が５５０００ｍ³を超える液化ガスタンクは工業上、製造されることが想定し難いため、５５０００ｍ³以下であることで、液化ガスタンク１は既存の液化ガスタンクに求められるタンク容量として十分となる。

液化ガスタンク１は貨物タンク又は燃料タンクとして、図２に示すように、子午線円環部２７の軸方向（矢印Ｃ方向）が船体３の船長方向に沿うように船倉に配置される。
図１に示すように船舶２では、液化ガスタンク１は貨物タンクとして貨物区画７の船倉に配置される。

このように船舶２では液化ガスタンク１が子午線円環部２７の軸方向（矢印Ｃ方向）が船長方向に沿うように船倉に配置される。そのため、配置された状態の液化ガスタンク１は子午線円環部２７を設けない独立球形タンクと船幅方向の長さが変わらない。

本実施形態の液化ガスタンク１に限らず、ＭＯＳＳ型の独立球形タンクは一般に図１に示すように船舶２の船長方向に複数設けられるが、図２に示すように船幅方向には１つのみ設けられる。そのためタンクの船幅方向の長さが長くなるほど、タンクを搭載する船舶２の船幅方向の長さを長くする必要があるが、船舶２が航行する運河の幅等の制約により、船幅方向の長さの変更は困難である。そのため、船幅方向の長さを変えずにタンク容量を大きくできる液化ガスタンク１を搭載することで、船舶２の船幅方向の長さを長くせずに船舶２が積載するタンク容量を大きくできる。

液化ガスタンク１は船舶ではなく、浮体構造物に設けてもよい。ここでいう浮体構造物とは、洋上に浮かぶことが可能で、自航能力が必須とされない構造物を意味する。例えばＦＳＲＵ(Floating Storage and Regasification Unit)が浮体構造物に該当する。
液化ガスタンク１を浮体構造物に設ける場合も、液化ガスタンク１が子午線円環部２７の軸方向（矢印Ｃ方向）が船長方向に沿うように船倉に配置される。浮体構造物における船長方向とは長手方向を意味し、船倉とは浮体構造物内の貨物区画又は燃料貯蔵区画を意味する。ただし浮体構造物が中古の船舶を改造した構造物の場合は、改造元の船舶の船長方向が、浮体構造物の船長方向であり、改造元の船舶の船倉が、浮体構造物の船倉である。
以上が本実施形態に係る液化ガスタンク１を搭載した船舶２及び浮体構造物の構成の説明である。

このように本実施形態によれば液化ガスタンク１は上部球殻体２１、下部球殻体２３、赤道円環部２５、及び子午線円環部２７を備え、赤道円環部２５で球殻を高さ方向に延長し、子午線円環部２７で球殻を水平方向に延長してシェル構造体１５を形成する。
そのため子午線円環部２７の内容積に相当する容積Ｖ₂だけタンク容量が大きくなっても液化ガスタンク１の高さは変わらず、重心が高くならない。そのため、シェル構造体１５のタンクを搭載した船舶２の復原性を損なうことなくタンク容量を大きくできる。

また、本実施形態によれば、赤道円環部２５と子午線円環部２７の２つの円環部でタンク容量を大きくする。そのため、赤道円環部２５のみでタンク容量を大きくする従来の構造と比べ、個々の円環部（赤道円環部２５と子午線円環部２７）の軸方向の幅をあまり長くしなくてもタンク容量を大きくできる。よって液化ガスタンク１は強度を損なうことなくタンク容量を大きくできる。

更に、本実施形態によれば、板状連結部２９ａ、２９ｂが略矩形の平板状である。そのため、赤道円環部２５と子午線円環部２７が半径一定の円環状の場合、赤道円環部２５、子午線円環部２７、板状連結部２９ａ、２９ｂのいずれも、連結される部分の断面が矩形となり、連結面の断面形状を整合させる加工をしなくても連結できる。
よって、液化ガスタンク１は強度を損なうことなくタンク容量を大きくできる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は実施形態の構成に限定されない。当業者であれば本発明の技術思想の範囲内において各種変形例及び改良例に想到するのは当然のことであり、これらも本発明に含まれる。
例えば本実施形態では液化ガスを液化ガスタンク１に貯蔵して運搬する液化ガス運搬船を例に本発明を説明したが、本発明の船舶２は液化ガスを貯蔵する独立タンクを搭載できる構造を備えていればよいので、液化ガス燃料船でもよい。

１ ：液化ガスタンク
２ ：船舶
３ ：船体
５ａ ：船底
５ｂ ：側壁
５ｃ ：暴露甲板
６ ：機関区画
７ ：貨物区画
１１ ：船首区画
１５ ：シェル構造体
１７ ：上部構造物
２１ ：上部球殻体
２１ａ ：船首側上部球殻体
２１ｂ ：船尾側上部球殻体
２３ ：下部球殻体
２３ａ ：船首側下部球殻体
２３ｂ ：船尾側下部球殻体
２５ ：赤道円環部
２５ａ ：船首側赤道円環部
２５ｂ ：船尾側赤道円環部
２７ ：子午線円環部
２７ａ ：上部半円環部
２７ｂ ：下部半円環部
２９ａ、２９ｂ ：板状連結部
３１ ：スカート
３３ ：支持柱
３５ ：接続部

Claims (5)

1. タンクの内表面に補強部材を設けない液化ガスタンクであって、下端が開放され、上に凸の半球状の上部球殻体と、上端が開放され、下に凸の半球状の下部球殻体と、前記上部球殻体の下端と前記下部球殻体の上端を連結する円環状の赤道円環部を有するシェル構造体を備え、
   前記シェル構造体は、
   前記上部球殻体、前記下部球殻体、前記赤道円環部が鉛直方向に平行な面で２分割された形状を有し、更に分割面を連結する円環状の子午線円環部も備え、
   前記子午線円環部は、
   前記上部球殻体の分割面同士、及び前記下部球殻体の分割面同士を各々連結する１対の半円環部と、
   前記赤道円環部の分割面同士、及び１対の前記半円環部の分割面同士を連結する平板状の板状連結部を備えていて、
   前記板状連結部の板厚は、前記赤道円環部、前記半円環部、前記上部球殻体、前記下部球殻体の少なくとも１つの径方向の板厚よりも厚く、かつ板厚の差により生じる段差が前記シェル構造体の内側に形成されることを特徴とする液化ガスタンク。
2. 前記子午線円環部の軸方向の幅は、前記赤道円環部の軸方向の幅以下である請求項１に記載の液化ガスタンク。
3. タンクの内表面に補強部材を設けない液化ガスタンクであって、下端が開放され、上に凸の半球状の上部球殻体と、上端が開放され、下に凸の半球状の下部球殻体と、前記上部球殻体の下端と前記下部球殻体の上端を連結する円環状の赤道円環部を有するシェル構造体を備え、
   前記シェル構造体は、
   前記上部球殻体、前記下部球殻体、前記赤道円環部が鉛直方向に平行な面で２分割された形状を有し、更に分割面を連結する円環状の子午線円環部も備え、
   前記子午線円環部は、
   前記上部球殻体の分割面同士、及び前記下部球殻体の分割面同士を各々連結する１対の半円環部と、
   前記赤道円環部の分割面同士、及び１対の前記半円環部の分割面同士を連結する平板状の板状連結部を備えていて、
   前記子午線円環部の軸方向の幅は前記赤道円環部の軸方向の幅以下であることを特徴とする液化ガスタンク。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の液化ガスタンクが貨物タンク又は燃料タンクとして、前記子午線円環部の軸方向が船長方向に沿うように船倉に配置されたことを特徴とする船舶。
5. 請求項１～３のいずれか一項に記載の液化ガスタンクが貨物タンク又は燃料タンクとして、前記子午線円環部の軸方向が船長方向に沿うように船倉に配置されたことを特徴とする浮体構造物。

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