(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記フォーム部材のくずが流出されないように、前記フォーム部材をカバーするカバーをさらに含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のスロッシング抑制装置。
【背景技術】
【0002】
一般的に、液体貨物を海上運搬するために、様々な形態の船舶が作製されている。例えば、LNG(liquefied natural gas)、LPG(liquefied petroleum gas)、原油(crude oil)などの液体貨物を搬送するために、それぞれの貨物の特徴に応じた船体が作製され、このような船体には、貨物を低温または高圧などで密閉、保温するために特殊な形態の貨物タンクが適用されている。
【0003】
このような船体及び貨物タンクを作製するにおいて、主な荷重条件中の一つはスロッシング(sloshing)の問題であり、スロッシングとは、液体貨物が船体の動きによって運動エネルギーを継続的に受けることにより、自由表面を有する液体貨物が急激に搖動し、貯蔵空間、すなわち、貨物タンクの内側壁に強い衝撃を誘発する流体の挙動をいい、このようなスロッシングは船体及び貨物タンクの作製の初期から考慮される。
【0004】
このように、船体及び貨物タンクの形態は、液体貨物によるスロッシングを最小限にするとともに、予想されるスロッシング荷重に十分に耐えるように設計されてきており、このような過程で、構造的に耐え難いスロッシング荷重を避けるために、船主らは貨物の積載量を制限する条件付きの運航条件を受け入れなければならなかった。それにもかかわらず、スロッシング荷重の不確実性のため、予想できなかった貨物タンクの損傷による様々な問題点が発生しつつある。
【0005】
このようなスロッシングの問題は、船舶だけでなく宇宙・航空・自動車分野の燃料タンクにおいても同様に解決すべき課題であり、さらに船舶と異なって、宇宙船や航空機の場合には、燃料タンクが360o回転するなど急な動きにより発生する急激な流体の挙動があることから、単に燃料タンクの構造を補強する問題よりも燃料の供給を円滑にすることがより重要な問題であったため、液体貨物、例えば、液体燃料の流動を制御する方向でスロッシング問題を解決してきた。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態を添付した図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明を以下に説明するに当たり、本発明に関係する公知の構成または機能に対して具体的に説明することで、本発明の要旨が逆に不明確になると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【0017】
図1は、本発明の第1実施形態に係るスロッシング抑制装置の設置状態を示す平面図であり、
図2は、本発明の第1実施形態に係るスロッシング抑制装置の設置状態を示す側面図である。図に示すように、本発明の第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100は、液体貨物2に浮いてスロッシングを抑制する複数のスロッシング抑制ブロック110と、スロッシング抑制ブロック110を互いに連結する連結手段120と、スロッシング抑制ブロック110を貨物タンク1に設置する設置手段130とを含む。
【0018】
本発明の第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100は、船舶の貨物タンク1に貯蔵された液体貨物2、具体的に、液体貨物の表面に設置されるようになっているが、これに限定されず、自動車や航空機の燃料タンクに貯蔵された燃料の表面だけでなくスロッシングの誘発可能な様々な液体貨物の表面に設置することができ、これは、本発明の他の実施形態に係るスロッシング抑制装置にも適用される。
【0019】
図3は、本発明の第1実施形態に係るスロッシング抑制装置を示す斜視図であり、
図4は、本発明の第1実施形態に係るスロッシング抑制装置を部分的に切開した一部断面を含む斜視図である。スロッシング抑制ブロック110は、
図3または
図4に示すように、液体貨物2に浮くようにする浮力を有する浮力体111と、浮力体111を取り囲むフォーム部材112と、フォーム部材112を取り囲むカバー113とを含む。
【0020】
スロッシング抑制ブロック110は、連結手段120により互いに連結されるが、その連結を容易にするために、一例として六面体で形成されて、連結手段120により格子状に配列されるように連結することができる。
【0021】
スロッシング抑制ブロック110は、液体貨物2の貯蔵された空間の大きさに合わせて適切に組み立てることができるように、大きさや形状を多様に変化させることができ、本実施形態のように直方体の船舶の貨物タンク1に設置しようとする場合には縦、横及び高さが1.0〜1.5mの長さを有する正六面体または直方体で作製できる。
【0022】
浮力体111は、液体貨物2、例えばLNGなどの液体貨物に浮くための浮力を有するが、材質の特性により浮力を有してもよく、構造的な特性により浮力を有してもよい。
【0023】
ここで、構造的な特性により浮力を有する例として、液体貨物2がLNGである場合、極低温でも液相転移を起こさない気体が内部に満たされるように気密空間を備えた中空構造を有してもよく、このような中空構造は、本実施形態のような球状だけでなく、多面体や楕円体など、様々な構造体に形成することができる。
【0024】
浮力体111は、浮力による形態変化のない程度の強度を有する材質で作製されるが、LNGなどの液体貨物2の極低温状態でも十分にその役割を果たすアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることができる。
【0025】
フォーム部材112は、浮力体111の外側面を取り囲み、本実施形態では全体的な形状が直方体になっているが、これに限らず、球、楕円体、多面体など様々な形状を有することができる。
【0026】
フォーム部材112は、液体貨物2が染み込むことによりスロッシングを効果的に防止できるように、オープンセル構造を有してもよい。オープンセル構造とは、フォーム部材112の内部と外部とを貫く穴が外周面に形成される構造であって、その表面積を極大化でき、これにより、その表面に液体の吸収を促進させることができる構造をいう。
【0027】
フォーム部材112は、一例として合成樹脂で形成することができ、例えば、LNGのような液体貨物2が液相を維持する極低温でも液体貨物2の吸収が可能であり、弾性を維持できるメラミン樹脂を含むオープンセル構造の材質を用いることができる。 この場合、フォーム部材112は、メラミン樹脂とともにフェノール樹脂を一部含んでもよい。
【0028】
このような樹脂は、極低温状態でも室温と同様の物理的性質を維持でき、例えば、BASF社で製造及び販売するBasotect
R製品を用いることができる。
【0029】
よって、フォーム部材112は、極低温状態でも弾性を維持することにより、隣接したフォーム部材112間の衝突により発生し得る衝撃を吸収する衝撃緩衝材としての役割を果たすこともできる。
【0030】
さらに、フォーム部材112が貨物タンク1の内壁にぶつかって貨物タンク1の内壁に損傷を与えることも防止することができる。
【0031】
また、フォーム部材112が極低温で弾性を維持することにより、極低温で脆性が増加しないので、隣接したフォーム部材112間の衝突によりフォーム部材112が割れることを防止することもできる。
【0032】
カバー113は、フォーム部材112を取り囲むことにより、フォーム部材112が割れることを防止したり、フォーム部材112のくずにより液体貨物2が汚染されることを防止することができる。
【0033】
カバー113は、極低温でも室温と同様の耐久性を有する材質からなることができ、例えば、ポリアクリレート(polyacrilate)繊維からなることができる。
【0034】
連結手段120は、
図4に示すように、本実施形態では、浮力体111の外側面に設けられる固定部121と、固定部121に締結されるとともに他の浮力体111に設けられた固定部121に締結されるように、フォーム部材112及びカバー113の引出孔112a、113aを介してカバー113から引出される連結部材122とを含む。
【0035】
固定部121は、浮力体111の周りに沿って設けられ、締結孔121bが間隔を置いて多数形成されているリム(rim)121aから構成され、浮力体111の形成過程で同時に形成されてもよく、浮力体111に溶接などの方法により一体をなすように形成されてもよい。
【0036】
図5は、
図4のA部分を拡大した拡大図である。
図4及び
図5に示すように、連結部材122は、締結孔121bに締結される締結リング122aが両端に設けられたチェーン122cで構成されることができ、この場合、締結リング122aはスプリングにより復帰する締結片122bにより開放または閉鎖されることにより締結孔121bに着脱可能に締結されることができ、チェーン122cは引張のみに抵抗するように作製されることができる。
【0037】
また、チェーン122cは、液体貨物2の水位によりスロッシング抑制ブロック110が垂れ下がらないように、その個数を調節することにより、長さを調節することができる。
【0038】
このような構成を有する本発明の第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100の作用を説明すれば、次の通りである。
【0039】
貨物タンク1内に貯蔵されたLNG、LPG、原油などの液体貨物2の表面に、スロッシング抑制ブロック110が連結手段120により、具体的には、浮力体111に設けられた固定部121を連結部材122で互いに連結することにより、スロッシング抑制ブロック110が一体型の浮標をなすように組み立てられる。
【0040】
この場合、スロッシング抑制ブロック110は浮力体111により液体貨物2に浮く一方、フォーム部材112に液体貨物2が染み込むことにより、スロッシング抑制ブロック110は、液体貨物2の表面から一部が入っている状態で浮いて液体貨物2の自由面を覆うことになり、これにより、船舶の運航中にピッチ(pitch)、ロール(roll)、ヨー(yaw)、ウィービング(weaving)など様々な方向に動く際の貨物タンク1内の液体貨物2によるスロッシングを抑制することができる。
【0041】
また、スロッシング抑制ブロック110は、格子状に配置され、連結手段120は隣接したスロッシング抑制ブロック110の外周面が互いに接するように、隣接したスロッシング抑制ブロック110を連結して、スロッシング抑制ブロック110が垂れ下がることを防止することができる。
【0042】
隣接したスロッシング抑制ブロック110間の上記のような連結関係は、船舶の運航中にピッチ、ロール、ヨー、ウィービングなどの運動をする際に、スロッシング抑制装置100が折り重なる(folding)ことや、隣接したスロッシング抑制ブロック110との間に空きが生じることによるスロッシング抑制作用の阻害されることを防止することができる。
【0043】
図6は、本発明の第2実施形態に係るスロッシング抑制装置の結合状態を示す斜視図である。
図6に示すように、本発明の第2実施形態に係るスロッシング抑制装置200は、液体貨物に浮いてスロッシングを抑制する多数のスロッシング抑制ブロック210と、スロッシング抑制ブロック210を互いに連結する連結手段220とを含む。
【0044】
スロッシング抑制ブロック210は、第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100のスロッシング抑制ブロック110と同様に、液体貨物に浮く浮力体がフォーム部材により取り囲まれ、フォーム部材がカバー213により取り囲まれるが、これについては、第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100に対する説明で詳細に説明したので、その説明を省略する。
【0045】
連結手段220は、スロッシング抑制ブロック210のそれぞれのカバー213に、互いに噛み合ったり離れたりするように設けられるジッパー221で構成される。
【0046】
ジッパー221は、カバー213に垂直に形成される端部に設けられるが、このために、二つに分けられたジッパーテープ221aのそれぞれが互いに連結させようとする一対のスロッシング抑制ブロック210のそれぞれのカバー213の端部に固定され、長さ方向に沿って務歯221bが配列されるジッパーテープ221aのうちのいずれか一つにスライディング可能に設けられるスライダー221cがジッパーテープ221aの務歯221bを互いに結合させることにより、スロッシング抑制ブロック210が互いに連結されるようにする。この場合、
図5に示されたように、カバー213の端部が異なる二つのスロッシング抑制ブロック210の端部に連結されるように、カバー213の端部ごとに二つのジッパーテープ221aが固定される。
【0047】
このような構成を有する本発明の第2実施形態に係るスロッシング抑制装置200の作用を説明すれば、次の通りである。
【0048】
第2実施形態に係るスロッシング抑制装置200は、第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100と同様に、スロッシング抑制ブロック210が連結手段220であるジッパー221により液体貨物の表面に一体型の浮標をなすように連結されることにより、液体貨物のスロッシングを効果的に抑制でき、ジッパー221の使用によりスロッシング抑制ブロック210を容易に連結及び分離することができる。
【0049】
図7は、本発明の第3実施形態に係るスロッシング抑制装置の結合状態を示す斜視図であり、
図8は、本発明の第3実施形態に係るスロッシング抑制装置の連結手段を示す拡大図である。
図7及び
図8に示すように、本発明の第3実施形態に係るスロッシング抑制装置300は、液体貨物に浮いてスロッシングを抑制する多数のスロッシング抑制ブロック310と、スロッシング抑制ブロック310を互いに連結する連結手段320とを含む。
【0050】
本実施形態でのスロッシング抑制ブロック310は、第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100のスロッシング抑制ブロック110と同様に、液体貨物に浮く浮力体がフォーム部材により取り囲まれ、フォーム部材がカバー313により取り囲まれるが、これについては、第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100で詳細に説明したので、その説明を省略する。
【0051】
連結手段320は、スロッシング抑制ブロック310のそれぞれのカバー313に、互いに締結されるように設けられるバックル321で構成されるが、バックル321は、互いに連結されるカバー313のそれぞれに固定される雌バックル321aと雄バックル321bとで構成される。よって、雌バックル321aと雄バックル321bとの締結により、スロッシング抑制ブロック310は互いに連結される。
【0052】
このような構成を有する本発明の第3実施形態に係るスロッシング抑制装置300の作用を説明すれば、次の通りである。
【0053】
第3実施形態に係るスロッシング抑制装置300は、第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100と同様に、スロッシング抑制ブロック310が連結手段320であるバックル321により液体貨物の表面に一体型の浮標をなすように連結されることにより、液体貨物のスロッシングを効果的に抑制でき、バックル321の使用によりスロッシング抑制ブロック310を容易に連結及び分離することができる。
【0054】
図9は、本発明の第4実施形態に係るスロッシング抑制装置の結合状態を示す斜視図である。
図9に示すように、本発明の第4実施形態に係るスロッシング抑制装置400は、液体貨物に浮いてスロッシングを抑制する多数のスロッシング抑制ブロック410と、スロッシング抑制ブロック410を互いに連結する連結ブロック420とを含む。
【0055】
本実施形態でのスロッシング抑制ブロック410は、第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100のスロッシング抑制ブロック110と同様に、液体貨物に浮く浮力体がフォーム部材により取り囲まれ、フォーム部材がカバー413により取り囲まれるが、これについては第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100で詳細に説明したので、その説明を省略する。
【0056】
連結ブロック420は、スロッシング抑制ブロック410のそれぞれのカバー413に互いに付着されるように設けられるベルクロテープ421で構成され、このようなベルクロテープ421は互いに付着されるフック部材421aとルーフ部材421bとが、互いに結合させようとするカバー413のそれぞれの面に固定されることにより、スロッシング抑制ブロック410を互いに連結させる。
【0057】
このような構成を有する本発明の第4実施形態に係るスロッシング抑制装置400の作用を説明すれば、次の通りである。
【0058】
第4実施形態に係るスロッシング抑制装置400は、第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100と同様に、スロッシング抑制ブロック410が連結手段420であるベルクロテープ421により液体貨物の表面に一体型の浮標をなすように連結されることにより、液体貨物のスロッシングを効果的に抑制でき、ベルクロテープ421の使用によりスロッシング抑制ブロック410を容易に連結及び分離することができる。
【0059】
図10は、本発明の第5実施形態に係るスロッシング抑制装置の結合状態を示す斜視図である。
図10に示すように、本発明の第5実施形態に係るスロッシング抑制装置500は、液体貨物に浮いてスロッシングを抑制する多数のスロッシング抑制ブロック510と、スロッシング抑制ブロック510を互いに連結する連結手段520とを含む。
【0060】
本実施形態においてスロッシング抑制ブロック510は、第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100のスロッシング抑制ブロック110と同様に、液体貨物に浮く浮力体がフォーム部材により取り囲まれ、フォーム部材がカバー513により取り囲まれるが、これについては第1実施形態に係るスロッシング抑制装置100で詳細に説明したので、その説明を省略する。
【0061】
連結手段520は、スロッシング抑制ブロック510のそれぞれのカバー513に互いに締結されるように設けられるベルト521で構成され、ベルト521がスロッシング抑制ブロック510の上端と下端とを連結するようにカバー513の上部と下部にそれぞれ設けられるが、ベルト521は互いに連結されるカバー513のそれぞれに固定される締結部材521aと締結リング521bとで構成される。
【0062】
締結部材521aは、一側がカバー513に固定され、自由端に一つまたは二つ以上の締結孔521cが形成される。
【0063】
締結リング521bは、一側がカバー513に固定され、内側に挿入された締結部材521aの締結孔521cに挿入されてかかる締結片521dを含む。
【0064】
このような構成を有する本発明の第5実施形態に係るスロッシング抑制装置500の作用を説明すれば、次の通りである。
【0065】
第5実施形態に係るスロッシング抑制装置500は、スロッシング抑制ブロック510の上部と下部とが連結手段520であるベルト521により液体貨物の表面に一体型の浮標をなすように連結されることにより、液体貨物のスロッシングを効果的に抑制でき、ベルト521の使用によりスロッシング抑制ブロック510を容易に連結及び分離することができる。
【0066】
一方、本発明に係るスロッシング抑制装置は、上述した実施形態のそれぞれに使用された連結手段を併用することもできる。すなわち、固定部(
図1及び
図4での121参照)及び連結部材(
図1及び
図4での122参照)、ジッパー(
図5での221参照)、バックル(
図6及び
図7での321参照)、ベルクロテープ(
図8での421参照)、ベルト(
図9での521参照)を選択的に多数組み合わせてスロッシング抑制ブロックを連結することができる。
【0067】
以上のように、本発明の実施形態によれば、船舶の貨物タンクに貯蔵されたLNG、LPG、原油などの液体貨物や自動車や航空機の燃料タンクに貯蔵された燃料などの液体貨物に浮いてスロッシングを抑制するスロッシング抑制ブロックを、連結手段により機械式で互いに連結して液体貨物の表面に一体型の浮標をなすように組み立てることにより、自動車や航空機の燃料タンクだけでなく船舶の貨物タンクなど様々な規格や形状を有する液体貨物の貯蔵空間に容易に設けたり、取り外したりすることができ、液体貨物のスロッシングを効率的に抑制でき、液体貨物が貯蔵される空間の犠牲を最小限にすることができ、また液体貨物の貯蔵空間の内側面に損傷を与えなく、LNGのような極低温環境に適するようにすることができる。
【0068】
また、船舶の貨物タンクに適用する場合、現在の液体貨物の船積条件であるフィリングハイト(filling height)に関する運航制限条件がなくなり、船体構造においてスロッシングを考慮した下部と上部の面取り(chamfer)構造を改善できるので、船舶作製時に鋼板を節約することができ、これらの長所は下部面取り構造を最小化できるので、特にLNGFSRU(floating storage and regasification unit)やFPSO(floating production storage offloading) などに適用すると、さらに効果的であるといえる。
【0069】
以上では、本発明の詳細な説明より具体的な実施形態について説明したが、本発明の技術が当業者により容易に変形実施できることは自明なことであり、このような変形された実施形態も本発明の特許請求範囲に記載した技術思想に含まれるものである。