JP2002533264A - 高含水率の固体物質の搬入・搬出 - Google Patents

高含水率の固体物質の搬入・搬出

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JP2002533264A JP2000590901A JP2000590901A JP2002533264A JP 2002533264 A JP2002533264 A JP 2002533264A JP 2000590901 A JP2000590901 A JP 2000590901A JP 2000590901 A JP2000590901 A JP 2000590901A JP 2002533264 A JP2002533264 A JP 2002533264A
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トール・ハンセン−タンゲン
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ばら積貨物船５に対して含水率の高い固体物質６を搬入・搬出する方法を開示する。ばら積貨物船５は、固体物質６を収容するために１または複数の荷室２を備え、固体物質６は、その上に液体層７が形成される程度に含水率が高い。固体物質６は、荷室２内の液体層７上で移動自在である浮遊体１上に配設されたポンプ１５によって各荷室２から搬出される。固体物質６及び水は荷室２から所定流量で排出され、その流量にほぼ対応する流量の水が荷室２に供給される。本発明はさらに、含水率の高い固体物質６を輸送するばら積貨物船５に対する搬入・搬出に用いられるポンプステーション４を備えた浮遊体１を開示する。浮遊体１は、固体物質と共に荷室２内に配置できるように構成されている。ポンプステーション４の吸引ヘッド１３は、浮遊体１に対して昇降可能とされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ばら積貨物船から含水率の高い固体物質を搬出する方法に関するも
のである。前記ばら積貨物船は、固体物質を収容するための１または複数の荷室
を備えている。固体物質は、少なくとも該固体物質上に液体層が形成される程度
に含水率が高い。前記固体物質は、荷室内の液体層上に移動自在に配置されてい
る浮遊体上に設置された適切なポンプによって荷室から汲み出される。
【０００２】 本発明はまた、含水率の高い固体物質をばら積貨物船へ搬入する方法に関する
ものである。ばら積貨物船内の荷室にはポンプを備えた浮遊体が配置され、固体
物質と水との混合物が、外部から荷室へと搬入される。
【０００３】 本発明はさらに、含水率の高い固体物質を輸送するばら積貨物船に対して搬入
・搬出を行うポンプステーションを備えた浮遊体に関するものである。
【０００４】
【従来の技術】
埋立地を造成して有効に活用しようとする継続的な要求がある。そのために、
大量の物質、例えば砂が、平底荷船を用いて、一地区から他地区へと搬送される
。一例として、海であった場所における埋立地の造成がある。日本の大阪近郊の
新空港の場合などがこの例に相当する。他の例として、シンガポールの場合のよ
うな、市街地の拡張のための埋立てがある。さらに別の例として、サハラ砂漠の
砂をカナリア諸島に輸送して、以前はそうではなかった場所に浜辺または砂浜を
造成した例がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような開発プロジェクトの生産性を高めるために、利用可能なばら積貨物
船を輸送手段として用いることが考案された。本発明の思想は、船に対する搬入
・搬出を効率的に行う方法を提案する。このようなプロジェクトでは、とりわけ
海底物質、限定はされないが特に砂が利用される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、本明細書の前文に記載のような搬出方法が提供される。本発
明の方法は、固体物質と水とを既定流量で荷室からポンプにより搬出し、ポンプ
によって外部に排出された水に実質的に見合った流量で荷室へ水を補給するとい
う点で特徴付けられる。
【０００７】 好ましくは、ポンプは、体積比が７０：３０〜６０：４０である水と固体物質
との混合物を供給する。
【０００８】 ポンプの吸入口は、浮遊体に対して鉛直方向外方及び内方へ適切に移動可能と
され、こうして、排出される混合物における固体物質と水との比が最適状態に調
節される。
【０００９】 本発明はさらに、本明細書の前文に記載の搬入方法を提供する。本発明の方法
は、搬入の際に、浮遊体に設けられたポンプによって、船内へ供給される流量と
実質的に同じ流量で水を荷室から排出し、水の層を搬出の際より深く保持して固
体物質を落ち着かせ、ポンプで排出される水と共に船外へ搬出される固体物質の
量を最小限に抑えるという点で特徴付けられる。
【００１０】 本発明はさらに、本明細書の前文に記載の浮遊体を提供する。本発明の浮遊体
は、少なくともポンプステーションの吸入口が浮遊体に対して昇降可能であると
いう点で特徴付けられる。変更形態として、ポンプステーション全体を浮遊体に
対して昇降可能としてもよい。浮遊体にはガイド用静止柱体を設けることができ
、この柱体には、ポンプステーション全体を保持しかつ昇降可能とされたビーム
体が配設される。ポンプステーションは、ポンプに駆動連結されたモーターを備
えていてもよい。さらに、モーターは、変速機及び支持体を介してポンプに連結
してもよい。ポンプ自体は、標準的な泥水ポンプ、または土砂水ポンプである。
【００１１】 浮遊体全体、付帯するポンプステーション、配管、及びホースは、既存のばら
積貨物船上で容易に組立てることができる。装置は、船の実際の寸法に合せて構
成することができる。組付けのために、船体の恒久的な改装または改造は要求さ
れない。通常、船の前部または後部の一方が搬入用に、他方が搬出用に使用され
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のさらなる課題、特徴、及び利点は、本発明に係る非限定的な好ましい
実施形態について添付図面を参照しながら行う以下の説明から明らかになる。
【００１３】 図１Ａは、典型的なばら積貨物船を上方から見た図である。船５は、固体物質
及び水、特に砂及び海水を収容するための複数の荷室２を備えている。図１Ｂは
、ばら積貨物船５の側面図、図１Ｃは、船体の荷室２を切断した断面図である。
各荷室２は、船５の甲板の高さに開口部３を備えている。各開口部３内には、ポ
ンプステーション４を含む浮遊体１が配置されている。浮遊体１は、荷室２内の
水面９上で移動可能であるが、荷室が物質で充填された場合、浮遊体１は荷室２
の開口部３で規定される領域内のみで移動可能である。物質がポンプによって船
外に排出された場合、浮遊体１は、船体内のより広い範囲内で水面上を移動する
ことができる。荷室２に物質を充填するために、搬入用マニフォールド１０Ｍが
配設されている。マニフォールド１０Ｍは、それぞれの荷室２に向けて枝分かれ
し、開口部３周りに適切に配置された複数の吐出口１０Ｄを備えている。図では
各荷室につき４つの吐出口を示している。
【００１４】 図２は、砂６と水との混合物を充填する最終段階における荷室２を示している
。砂と水との比重の相違によって、船５の底部８に近い場所ほど、砂の層は凝集
している。同様の理由で、砂は、水面９に近いほど、より多くの水を含む。上部
には水の層７が形成されている。その深さは、浮遊体１の喫水線に見合い、搬入
時・搬出時の条件に適合化される。形成される山の高さは、搬入される特定物質
に依存する。砂がより粗大であれば、山Ｔはより急峻かつ高いものとなる。微粒
砂及び泥を含む砂の場合、山Ｔはずっと低くなり、時には全く山ができず滑らか
な表面層が形成される。
【００１５】 水面９上で浮遊体１をコントロールするために、ハッチ開口部３の縁部に２つ
の牽引ウィンチ２４を配設することができる。ウィンチの一方を、ハッチ開口部
３の横断方向縁部に、他方を前後方向縁部に配置することができる。ウィンチワ
イヤは閉鎖ループ状に配索され、ハッチ開口部３の反対側で方向転換滑車２５を
通る。ワイヤの両端部は浮遊体１に結び付けられている。２つのウィンチを用い
てワイヤを出し入れすることによって、浮遊体１を荷室２内のいかなる場所にも
移動させることができる。水平矢印Ｒで示すように、浮遊体１は、水の層７の上
で制御されながら移動可能である。
【００１６】 図２，３に示すように、浮遊体１には可撓性ホース１０と鉛直配管２３とが設
けられ、固定されている。配管２３は、船５の前後方向に向けて約９０°曲げら
れ、水の補給に使用される。反対側には、砂６と水との混合物を排出するための
１本のホース１１が設けられている。ポンプステーション４からは剛体の浸漬パ
イプ２２が、まず甲板の高さを越えるまで略鉛直に延び、その後約９０°曲がっ
て船５の排出側に向かっている。排出ホース１１は可撓性を有し、排出ホース２
２の自由端に接続されている。ホース１１は移動可能であり、荷室２から排出を
行う際には、ホース１１は、１または複数の滑車１２上を通すことができる。鉛
直パイプ２２，２３は、浮遊体１の移動をハッチ開口部３内に制限する。
【００１７】 変更形態として、補給用パイプ１０を、ポンプの吸入口１３から十分離隔して
固定配置してもよい。配管１０には水中ポンプ２６によって水を供給することが
できる。変更形態として、船のバラストシステムが十分な容量を有していれば、
配管にバラストシステムから供給を行ってもよい。
【００１８】 図４は、砂６が排出され、荷室がほぼ空になった状態を示している。砂６をで
きる限り多く排出するために、例えば図４に示す角度αが約２°となるように傾
斜させる喫水調整を行ってもよい。このようにして、残留物質を荷室２の片側に
集中させ、そこにポンプステーション４の吸入口１３を配置することができる。
【００１９】 装置の他方は、物質６を離隔した広い領域へ排出するための延長配管２６との
接続に適するように構成されている。この状況は図５に示している。配送能力を
向上させるために、船５の外部に独立ポンプステーション２７が配置されている
。
【００２０】 図６Ａ〜６Ｃは、組合わされた浮遊体１とポンプステーション４とを示してい
る。図６Ａから分かるように、浮遊体１は底部が平坦に形成され、手摺り２０を
備えている。従って、浮遊体１の作動中に一人または複数の人間が浮遊体上に残
ることができる。浮遊体１にはガイド用柱体１４が、浮遊体１に対して固定的に
設けられている。ポンプステーション４全体は、ガイド用柱体１４によってガイ
ドされながら昇降可能なビーム体１８に組付けられている。モーター１６はビー
ム体１８に取付けられている。ポンプ１５もまたビーム体１８に取付けられてい
る。モーター１６は、変速機１７及び支持体１９を介してポンプ１５に接続され
ている。作業中、モーター１６は、ポンプ１５が所定速度で所定流量を供給する
ようにポンプを駆動する。ポンプ１５の吸入口１３は、ポンプハウジングの下方
に配置されている。ポンプ１５は、海底土砂の除去用の使用されるような標準的
な泥水／土砂ポンプでよい。さらに、浮遊体１の底部には複数のノズル３０を設
けることができる。ノズル３０は、物質が硬く締まっている場合に、物質に向け
て水ジェットを噴射するように作動させることができる。
【００２１】 図６Ａ〜６Ｃで分かるように、ポンプステーション４は、浮遊体１に対して昇
降させることができる。これは、搬入、保守点検、搬出のような異なる状況に装
置を適合化させるために重要な特徴である。これらの状況は、それぞれ図６Ａ，
６Ｂ，６Ｃに示している。さらに、物質が特に硬く締まっていて吸入できない場
合にこれを砕くために、吸入口１３にカッターヘッドを設けてもよい。
【００２２】 図７Ａは浮遊体１を上方から見た図であり、ポンプステーション４が浮遊体１
上で中央に配置されている様子を示している。浮遊体１にはムーンプール（moon
pool）が設けられ、このムーンプールを通じてポンプステーション４が昇降移
動させられる。
【００２３】 図７Ｂは浮遊体１を下方から見た図であり、輸送中に硬くなった物質を砕くジ
ェットを噴射するためのノズル列３０がどのように配置されているかを示してい
る。
【００２４】 モーター１６とポンプ１５とが固定配置され、吸入口１３のみを昇降可能とし
たポンプステーション４を用いることもできることを理解されたい。この場合、
吸入口１３は伸縮自在なユニットで構成され、ポンプステーション４に対して伸
長または格納される。
【００２５】 図８には搬入作業の状況を示している。砂と水との混合物は、配管１０ａを通
じて船内の荷室２へ搬入される。砂６は沈み、水は浮上する。浮遊体１及びそれ
が有するポンプステーション４は、この時、できるだけ砂を含まない状態で水を
再び船外へ排出するためだけに用いられている。この排出は、排出用配管１１ａ
を通じて行われる。
【００２６】 既に述べ図９Ａ，９Ｂに示すように、搬入の際に物質は山Ｔを形成することが
ある。これは特に粗い砂の場合に見られ、比較的大きな角度の斜面、すなわち４
５°に近い斜面をもって山が形成される。より細かい砂の場合には斜面の角度は
ずっと小さくなり、泥砂の場合には山がほとんど形成されない。ある程度の砂を
含む泥の場合には、水の層及び層内の流れを適切に調整することによって洗浄効
果を得ることができる。この方法では、微粒物質を水中に浮遊させ水と共にポン
プ１５によって再び船外へ排出する。
【００２７】 船が有する電源では不十分である場合、独立の発電機を船の甲板上のポンプ付
近に設置して使用することができる。
【００２８】 別の場所へ輸送する際には、物質または砂６が硬く締まるのを防止するために
、物質ができる限り水の層７で覆われるようにする。
【００２９】 最大限の効率を実現するために、浮遊体１及びポンプステーション４は各荷室
２内に配置する。変更形態として、総合的な経済性から見て有利であれば、２ま
たはそれ以上の浮遊体／ポンプステーションを用い、それらを荷室２間で移動さ
せてもよい。
【００３０】 以下、図２，３，４を参照しながら搬出作業について説明する。砂用ポンプの
吸入口１３を、浮遊体１の底部８から約１．５ｍ下方まで下降させる（図６Ｃ参
照）。ポンプ１５によって砂６及び水を所定流量で吸引しながら、浮遊体１を水
面上でジグザグ状に移動させる。必要に応じてノズル３０を作動させる。排出の
効率に関して肝要なことは、混合物中の固体物質の割合をできるだけ高く保持し
ながら、なおかつ吸引が容易であるように、物質６に対する水の層７を最適な状
態に維持することである。砂用ポンプ１５は、水／砂混合体を、泥水ポンプの場
合に近い体積比、すなわち７０／３０〜６０／４０の体積比で配送する。このこ
とは、補給パイプ１０を通じて供給される水は砂用ポンプ１５の能力の６０〜７
０％でなければならないことを意味する。
【００３１】 水位及び水の層の深さは、水補給用の外部ポンプ２６で制御される。搬出の最
終段階では、船体を約２°傾けて、荷室２の前後部に残っている砂６をポンプ吸
入口１３によって吸引させることができる。
【００３２】 既に述べたように、物質が硬く締まっている場合のことを考えて、吸入口１３
にカッターヘッドを設けてもよい。これは、海底の土壌及び泥を除去するために
広く用いられている装備である。
【００３３】 ポンプステーション４は、ハッチ開口部２１内で昇降可能とされている。保守
点検のためには、ポンプステーション４を上昇させる。水平出し機構を備えたガ
イド用柱体１４及びビーム体１８は、商品化された標準装置であってもよい。こ
の標準装備は手動式でも、電動式でもよい。ポンプ１３の吸入口１３は浮遊体１
に対して、最適な搬送量が得られるように、すなわち、搬入の際の水排出時には
高い位置に、砂を搬出する際には低い位置に、高さ調整される。
【００３４】 以下、図８を参照しながら搬入手順について説明する。外部ポンプ２６は、搬
入用配管１０ａを通じて水と砂６との混合物を荷室２へと搬送する。水と砂６と
の体積比は、通常、７０／３０〜６０／４０である。浮遊体に設けられた排出ポ
ンプ１５は、この時、荷室２内で搬入配管１０ａの吐出口に対して反対側に配置
される。この際、排出ポンプ１５は、荷室２内における最高水位を制御するため
に使用される。砂を適度に落ち着かせ、排出ポンプ１５及び排出ホース１１ａを
通じて再び排出される砂をできる限り少なくするために、水の層７は深めに保持
する。搬入配管１０ａと排出ホース１１ａとそれらの間の距離との組合せで、比
較的大きな荷室２の領域は、水位、水の層の深さなどのパラメータを維持する。
砂６に多くの泥が含まれており、できるだけ多くの泥を再び排出したい場合には
、別の高さ条件が最適となり得る。水位は、排出ポンプをオン・オフすることに
よって、または排出ホース１１ａを流れる排出水を絞ることによって制御可能で
ある。作動状況は、その場で監視するか、あるいはＣＣＴＶによって監視して船
のブリッジから制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１Ａ〜１Ｃは、本発明の応用に適した典型的なばら積貨物船を
概略的に示す図である。
【図２】 砂と水とが積まれた船体の荷室の断面、及び水の層の上で使用さ
れる浮遊体を示す図である。
【図３】 図３Ａ〜３Ｃは図２に類似しているが、搬出作業における３段階
を示す図であり、ここではポンプステーションを備えた浮遊体が、積荷を崩しな
がら吸引して荷室から搬出するように作動している。
【図４】 図２，３に類似しているが、搬出作業における最終段階を示す図
であり、ここでは船が傾けられ、ほぼ全ての砂が搬出されている。
【図５】 輸送用延長ホースともう１つのポンプステーションとを用いて船
から離隔地へ固体物質を排出する様子を示す図である。
【図６】 図６Ａ〜６Ｃは、ポンプステーションを備えた浮遊体を、搬入、
保守点検、搬出の３段階で概略的に示す図である。
【図７】 図７Ａは図６の浮遊体の概略上面図であり、図７Ｂは図６の浮遊
体の概略底面図である。
【図８】 砂及び水の搬入の際の船体荷室を示す概略断面図である。
【図９】 図９Ａ，９Ｂは、ばら積貨物船への搬入作業において、より粗い
砂をどのようにして山状に積み上げるかを概略的に示す図である。
【符号の説明】
１ 浮遊体 ２ 荷室 ４ ポンプステーション ５ ばら積貨物船 ６ 固体物質 ７ 水の層 １３ 吸入口 １４ ガイド用柱体（ガイド用固定柱体） １５ ポンプ １６ モーター １７ 変速機 １８ ビーム体 １９ 支持体 ２６ 外部ポンプ ３０ ノズル（水噴射ノズル）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 含水率の高い固体物質をポンプシステムによってばら積貨物
    船から搬出する方法であり、前記ばら積貨物船が前記固体物質を収容するための
    １または複数の荷室を備え、前記固体物質は該固体物質の領域の少なくとも一部
    に水の層が形成される程度に含水率が高いものである、搬出方法において、 前記荷室内の水の層上で移動自在とされた浮遊体上に設置された適切なポンプ
    によって前記固体物質を前記荷室から搬出すること、前記ポンプの吸入口を水中
    に入れて前記固体物質内で作動させること、前記固体物質と水とを所定流量で前
    記荷室から排出すること、及び、船外に排出される水にほぼ対応する流量の水を
    前記荷室に補給することを特徴とする搬出方法。
  2. 【請求項２】 前記ポンプは、体積比が７０：３０〜６０：４０である水と
    固体物質との混合物を配送することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記ポンプの吸入口は、排出される混合物における前記固体
    物質と水との比が最適状態になるように、前記浮遊体に対して鉛直方向外方及び
    内方へ調節可能かつ適合化可能とされていることを特徴とする請求項１または２
    に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記ポンプの吸入口付近の固体物質を崩すために、カッティ
    ング手段及び／または水ジェットを作動させることを特徴とする請求項１から３
    のいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 含水率の高い固体物質をばら積貨物船内へ搬入する方法であ
    り、前記ばら積貨物船が少なくとも１つの荷室を備え、該荷室がポンプシステム
    を備え、前記固体物質と水との混合物が外部ポンプによって船外から前記荷室へ
    と配送される、搬入方法において、 搬入の最中、吸入口を備えたポンプによって前記荷室から継続的に水を船外へ
    と再び排出し、前記ポンプは水平方向に移動可能な浮遊体上に配設され、ポンプ
    で排出される水の流量を船内へ送られる水の流量に略等しく設定し、前記固体物
    質を落ち着かせポンプで排出される水と共に船外へ再び搬出される固体物質の量
    を最小限に抑えるために水の層を搬出の際より深く保持することを特徴とする方
    法。
  6. 【請求項６】 含水率の高い固体物質（６）を輸送するばら積貨物船（５）
    に対する搬入・搬出の際に使用されるポンプステーション（４）を備え、前記物
    質（６）と共に荷室（２）内に配置される浮遊体（１）において、 前記ポンプステーション（４）の少なくとも吸入口（１３）は、該浮遊体（１
    ）に対して昇降可能とされていることを特徴とする浮遊体。
  7. 【請求項７】 前記ポンプステーション（４）全体が、該浮遊体（１）に対
    して昇降可能とされていることを特徴とする請求項６に記載の浮遊体。
  8. 【請求項８】 該浮遊体（１）はガイド用固定柱体（１４）を備え、該ガイ
    ド用固定柱体（１４）には、前記ポンプステーション（４）全体を保持しかつ昇
    降可能とされたビーム体（１８）が配設されていることを特徴とする請求項７に
    記載の浮遊体。
  9. 【請求項９】 前記ポンプステーション（４）は、ポンプ（１５）に駆動接
    続されたモーター（１６）を備えていることを特徴とする請求項８に記載の浮遊
    体。
  10. 【請求項１０】 前記モーター（１６）は、変速機（１７）と支持体（１９
    ）とを介して前記ポンプ（１５）に接続されていることを特徴とする請求項９に
    記載の浮遊体。
  11. 【請求項１１】 前記ポンプ（１５）自体は標準的な泥水／土砂ポンプであ
    り、該浮遊体（１）は、その底部に、下方に向けられた複数の水噴射ノズル（３
    ０）を備えていることを特徴とする請求項９に記載の浮遊体。
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