JP2011111147A - バラ積み船、バラ積み用バージ及び貨物倉の設計方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリマーペレット等の比較的比重の小さいバラ積み乾貨物を積載するバラ積み船及びバラ積みバージにおいて、効率よく輸送できるバラ積み船、バラ積みバージ及びその貨物倉の設計方法を提供する。
【解決手段】バラ積み乾貨物を搭載する貨物倉１０を構成する部分を船体とは別体で製造して船体に搭載する自立型タンクで形成したバラ積み船において、前記自立型タンク１０を、壁面の内部側に突出する骨部材を設けずに壁面の内部側を平滑に形成した上部筒状体１１と、下部に排出口１５を備えた下部ホッパー１２とで構成すると共に、前記上部筒状体１１の横断面形状を、一つ又は複数の外側に凸の曲線のみで形成され、かつ、円形状とは異なる形状に形成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、従来技術では、損傷と汚染を嫌って袋詰めで輸送されていたポリマーペレット等の粉粒体をバラ積みで輸送する際に、貨物倉の形状を工夫して船体に対する貨物倉の容積効率を大きくすることができるバラ積み船、バラ積み用バージ及び貨物倉の設計方法に関する。

従来技術において、ポリマーペレットを船舶で海上輸送する場合には、ポリマーペレットを袋詰めして、この袋を搭載したコンテナをコンテナ船でコンテナ輸送している。

このポリマーペレットは、高圧で製造される低密度ポリエチレン（比重が約０．９２）、低圧で製造される高密度ポリエチレン（比重が約０．９５）、透明で結晶性（９５％）のあるポリプロピレン（比重が約０．９）などのポリマーと呼ばれるものを、大きさがφ３ｍｍ×Ｌ３ｍｍ〜φ６ｍｍ×Ｌ６ｍｍ程度のペレット状に形成したものである。このポリマーペレットの物性は、比重が約０．９〜１．０であり、かさ比重は約０．５程度と比較的軽く、安息角も約３０度程度である。

このポリマーの性質は、可燃性のため、粉塵状態では爆発混合気を形成して危険状態となる場合があるが、ペレット状態では、常温での取り扱いで危険性は無く、また、生理学的に不活性であり、人体への特別な毒性はない。また、水との反応性や自己反応性や爆発性はなく、常温では安定している。しかし、ペレットがこぼれた場合には、足を滑らせて転倒する可能性があるので、漏出防止と漏出時の回収は重要である。特に、輸送時に水域に漏出した場合には、動物が飲み込むと窒息する可能性があるので、注意が必要である。

多くのポリマーの場合、表面に水分が付着したままで成形すると、製品の表面不良や外観不良や機械的物性（強度）不良などが生じる。また、ペレットの損傷により砕けた細かいポリマーがコンタミネーション（汚染物質）となることから、ペレットの表面の損傷も嫌われるので、ペレット表面の欠陥防止のため、管や貨物倉の内面でのペレット磨耗を避けることが望ましい。更に、錆やペイント片や別種類のペレットの混入を嫌うので、塗装や錆や他種との混合を避ける必要がある。

そのため、前述のように、従来技術では、ポリマーペレットの海上及び水上輸送では、ポリマーペレットを袋詰めして、この袋を搭載したコンテナをコンテナ船でコンテナ輸送している。

しかしながら、この袋とコンテナを使用する輸送方法では、ペレットの袋詰め作業や、コンテナへの収納作業や、開封のための袋の破断作業や、袋からのペレット取り出し作業等のために、人手や機械による作業が必要となり、効率が悪いという問題がある。また、ペレットの小口運搬時に使用する袋等の包装資材が資源の無駄遣いになるという問題もある。今後も、ポリマーペレットの需要は世界的に伸びてきており、効率的な海上輸送方法が業界で望まれている。

一方、このような、かさ比重が０．５程度と非常に軽量な粉粒体を船でバラ積みにて輸送しようとすると、重心位置が高くなり、更に、粉粒体は船倉内で横移動し易いため、横揺れに伴って貨物が移動するという、水槽の自由表面影響に近い現象が生じ易いので、横揺れに対して十分な復原力を持つことができなくなるという問題があり、十分な復原力を保てる重心位置とする必要がある。

また、損傷や汚染を嫌うので、従来技術のバラ積み船のように骨部材が貨物倉に突出していたり、風雨密ハッチカバーのみで外気と隔離されていたりする船倉に搭載して輸送することは、貨物の品質管理上好ましくないと考えられていた。更に、従来技術のバラ積み船における荷役で、荷役用グラブ等で貨物を荷揚げすることも貨物の品質管理上好ましくない。更に、商品価値を高めるためには、乾燥状態で輸送するのが望ましいという課題もある。

従って、ポリマーペレット等のバラ積み乾貨物を貨物倉でバラ積みして輸送することを考えた場合には、このバラ積み乾貨物をバラ積みする貨物倉の壁面の内部側に補強部材を設けることは、積み荷荷役の際にバラ積み乾貨物が補強部材に衝突して損傷したり、揚げ荷荷役の際にバラ積み乾貨物が補強部材に邪魔されて残ったりし易いので好ましくない。

そのため、補強部材を貨物倉の壁面の外側に設けることが考えられるが、この方法を採ると、この補強部材を配置するスペースが船体の貨物倉用のスペースに必要となるため、貨物倉の容積が小さくなり、そのため、かさ比重の小さな貨物運搬では重要な容積効率が小さくなる。従って、貨物倉用スペースの有効利用のためには、この貨物倉の壁面の補強部材は無くすか、有ってもできるだけ小さくすることが望ましい。

更に、ポリマーペレット等の損傷や汚染を嫌うバラ積み乾貨物の場合には、貨物倉の内面を塗装の無く、錆も発生しない壁面とすることが要求され、船体構造の鋼材とは別の材料、例えば、クラッド鋼やアルミニウム合金などの耐蝕材料で壁面を形成することが好ましい。そのため、船体一体型の貨物倉よりも、貨物倉を構成する部分を船体とは別体で製造して船体に搭載する自立型タンクで形成することが有利である考えられる。

この自立型タンクに関連して、原油等を搭載する二重船殻タンカーの船殻と自立型貨物タンクを別ブロックに分けて、建屋等で別個に製造した貨物タンクを枠で区画された船殻内に隙間無く嵌め込むことで船体を構成し、更に、補強用鋼材をバラストタンク内に少なくして貨物タンク内に多くする自立型貨物タンク搭載二重船殻タンカーが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この自立型貨物タンクは横断面が矩形形状であるが、内部側に補強用鋼材が配置されており、ポリマーペレット等のバラ積み乾貨物の荷役には適さないという問題がある。

一方、陸上の穀物用等の粉粒体を貯蔵するサイロでは強度的に有利な円筒状のサイロが一般的に用いられている。しかしながら、この円筒状のサイロを正方形の角柱形状の筒内に収める場合には、その容積は、最大でも正方形の筒状体の７８．５％にしかならない。そのため、ポリマーペレットのような比較的比重の軽いバラ積み乾貨物を船舶で輸送する場合には、貨物倉の容積をできるだけ大きくすることが輸送効率の向上ために必要であるので、円筒形の貨物倉ではバラ積み貨物の積載量が減少して輸送効率が悪化し、運航コストが高くなるという問題がある。

更には、船舶の場合には貨物倉の配置の関係から必ずしも、貨物倉用のスペースの水平断面が正方形にならず、むしろ、長方形になる場合が多い。そのため、強度的には有利である円筒状の自立型タンクを搭載すると、貨物倉として使用できる容積が、貨物倉用の容積に比べて小さくなってしまうという問題がある。

特開平８−２６１８１号公報

本発明は、上述の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、ポリマーペレット等の比較的比重の小さいバラ積み乾貨物を積載するバラ積み船及びバラ積みバージにおいて、貨物倉を構成する自立型タンクの形状を工夫することにより、貨物倉の壁面の強度を保ちながら、貨物倉の容積を大きくすることができ、バラ積み乾貨物を効率よく輸送できるバラ積み船、バラ積みバージ及び貨物倉の設計方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明のバラ積み船は、バラ積み乾貨物を搭載する貨物倉を構成する部分を船体とは別体で製造して船体に搭載する自立型タンクで形成したバラ積み船において、前記自立型タンクを、壁面の内部側に突出する骨部材を設けずに壁面の内部側を平滑に形成した上部筒状体と、下部に排出口を備えた下部ホッパーとで構成すると共に、前記上部筒状体の横断面形状を、一つ又は複数の外側に凸の曲線のみで形成され、かつ、円形状とは異なる形状に形成して構成する。

つまり、横断面形状が円形状ではなく、かつ、横断面形状が直線部を含まず、外側に凸の一つの曲線のみ、又は、外側に凸の複数の曲線の組合せのみで形成される凸曲面形状の側壁を有して、貨物倉となる自立型タンクの上部筒状体を形成する。

通常の横断面形状に直線部を有する貨物倉においては、バラ積み乾貨物を積載して内圧を受けたときの強度を維持するために、この直線部で形成される平面の壁面には補強部材を設ける必要が生じるが、この凸曲面形状の側壁を有する上部筒状体の場合には、上部筒状体を形成する側壁面が外側に凸の曲面のみで形成されるので、シェル構造によって強度を保つことができるので、平面を持つ角柱の壁面に比べて強度が大きくなり、上部筒状体の外側に設ける補強部材が不要、又は、角柱形状の上部筒状体に比べて小さく、又は、少なくすることができる。これにより工作性が向上する。

即ち、船の貨物倉用の容積に対して、平面の側壁と比較的大きな補強部材で形成される角柱の上部筒状体よりも、外側に凸の曲面で構成される側壁のみで、又は、外側に凸の曲面で構成される側壁とその外側の比較的小さな補強部材で形成される、凸曲面形状の側壁を持つ上部筒状体の方が、大きな容積を占めることができる。

また、強度的に有利な円柱と比較すると、正方形の角柱に内接する円柱は正方形の角柱の容積の７８．５％となるが、凸曲面形状の側壁を有する筒状体では、この円柱よりも大きな容積を持つことができるようになる。そのため、船の貨物倉用の容積に対して、凸曲面形状の側壁を有する上部筒状体は、円柱の上部筒状体よりも大きな容積を持つことができる。また、特に、長方形の貨物倉用スペースに対しては、円柱の上部筒状体よりも容積確保の点で有利となる。

従って、この凸曲面形状の側壁を有する上部筒状体を持つ独立型タンクの構成によれば、構造的な強度を保ちながら、角柱の平面を持つ上部筒状体と円柱の上部筒状体よりも、船の貨物倉用の容積に対して、貨物倉の容積を大きく確保できるので、船の容積を有効に利用して効率よく輸送することができる。

また、上記のバラ積み船で、前記上部筒状体の横断面形状を、複数の半径を持つ円弧を繋ぎあわせた形状で形成すると、容易に、凸曲面形状の側壁を有する上部筒状体の形状を設定することができる。また、比較的製作し易い円弧の組合せであるので、工作性も向上する。

また、より具体的には、上記のバラ積み船で、前記上部筒状体の横断面形状を、外接する長方形の対する第１辺と第３辺にそれぞれ内接する半径Ｒ１の２つ第１及び第３円弧と、該長方形の第１辺と第３辺に隣接する第２辺と第４辺にそれぞれ内接する半径Ｒ２の２つの第２及び第４円弧とで形成すると共に、前記第１から第４の円弧の隣接する円弧同士が交差する部分を半径Ｒ３の４つの丸め用円弧で丸めて形成し、前記第１辺と前記第３辺の長さをＬ１とし、前記第２辺と前記第４辺の長さをＬ２としたときに、Ｒ１／Ｌ１を０．７５以上２．０以下とし、Ｒ２／Ｌ２を０．７５以上２．０以下とし、Ｒ３／Ｌ１とＲ３／Ｌ２をそれぞれ０．１２５以上０．３７５以下とする。

また、上記の目的と達成するためのバラ積みバージは、上記のいずれかのバラ積み船を、推進装置を持たないバージ船として形成することで得られる。この構成のバラ積み用バージは、上記のバラ積み船と同様な効果を奏することができる。

上記の目的を達成するための貨物倉の設計方法は、バラ積み乾貨物を搭載する貨物倉を構成する部分を船体とは別体で製造して船体に搭載する自立型タンクで形成したバラ積み船又はバラ積みバージの貨物倉の設計方法において、前記自立型タンクを、内部側に突出する骨部材を設けずに内部側を平滑に形成した上部筒状体と、下部に排出口を備えた下部ホッパーとで構成すると共に、前記上部筒状体の横断面形状を、一つ又は複数の外側に凸の曲線のみで形成され、かつ、円形状とは異なる形状に形成すことを特徴とする方法である。

また、上記の貨物倉の設計方法で、前記上部筒状体の横断面形状を、複数の半径を持つ円弧を繋ぎあわせた形状で形成する。

更に、具体的には、上記の貨物倉の設計方法で、前記上部筒状体の横断面形状を、外接する長方形の対する第１辺と第３辺にそれぞれ内接する半径Ｒ１の２つ第１及び第３円弧と、該長方形の第１辺と第３辺に隣接する第２辺と第４辺にそれぞれ内接する半径Ｒ２の２つの第２及び第４円弧とで形成すると共に、前記第１から第４の円弧の隣接する円弧同士が交差する部分を半径Ｒ３の４つの丸め用円弧で丸めて形成し、前記第１辺と前記第３辺の長さをＬ１とし、前記第２辺と前記第４辺の長さをＬ２としたときに、Ｒ１／Ｌ１を０．７５以上２．０以下とし、Ｒ２／Ｌ２を０．７５以上２．０以下とし、Ｒ３／Ｌ１とＲ３／Ｌ２をそれぞれ０．１２５以上０．３７５以下とする。

これらの貨物倉の設計方法により、貨物倉の壁面の強度を保ちながら、補強部材を省略又は小さくでき、貨物倉用の容積に対してバラ積み乾貨物を搭載する貨物倉の容積を、四角柱形状や円柱形状の貨物倉よりも大きくすることができる。従って、船の容積を有効に利用して、ポリマーペレット等の損傷や汚染を嫌うバラ積み乾貨物を、内部側に骨部材がない貨物倉でバラ積み荷役して効率よく輸送することができる。

本発明のバラ積み船、バラ積み用バージ及び貨物倉の設計方法によれば、バラ積み乾貨物を搭載する自立型タンクの上部筒状体を凸曲面形状の壁面を有して形成するので、強度を十分に確保しながら補強部材を省略又は小さく又は少なくすることができ、貨物倉用の容積に対して、バラ積み乾貨物の積載用の容積を、円柱形状の上部柱状体及び四角柱形状の上部筒状体よりも大きくできるので、船の容積を有効に利用して、ポリマーペレット等の損傷や汚染を嫌うバラ積み乾貨物を、内部側に骨部材がない貨物倉でバラ積み荷役して効率よく輸送することができる。

本発明の実施の形態のバラ積み船における貨物倉の配置を示した船体の側断面図である。 図１のバラ積み船の貨物倉の配置を示した船体の水平面図である。 図１のバラ積み船の貨物倉の構造を示した船体の横断面図である。 貨物倉の覆い構造を持たないバラ積み船の貨物倉の構造を示した船体の横断面図である。 貨物倉の覆い構造を持たないバラ積み船の貨物倉の構造を示した船体の側断面図である。 自立型タンクの形状を示した模式的な斜視図である。 自立型タンクの形状を示した模式的な側面図である。 正方形に内接する自立型タンクの横断面図の形状を示した図である。 正方形に内接する自立型タンクの横断面図の最小面積の形状を示した図である。 正方形に内接する自立型タンクの横断面図の最大面積の形状を示した図である。 長方形に内接する自立型タンクの横断面図の形状を示した図である。 長方形に内接する自立型タンクの横断面図の最小面積の形状を示した図である。 長方形に内接する自立型タンクの横断面図の最大面積の形状を示した図である。 バラ積み乾貨物の輸送方法に使用するバラ積み船と陸上荷役設備の構成を示した斜視図である。

以下、図面を参照して本発明に係るバラ積み船、バラ積み用バージ及び貨物倉の設計方法について説明する。なお、ここでは、推進装置を有するバラ積み船について説明しているが、本発明は、推進装置を持たないバラ積み用バージに関しても同様に適用できる。なお、図面は説明のための図であり、必ずしも実船で用いる船型や貨物倉の寸法比で作図したものではない。また、図１４も荷役方法を説明するための図であり、図１〜図１３の船体構造や貨物倉の構造とは貨物倉の形状や排出口の異なる船体構造となっている。

図１〜図５に示すように、本発明に係るの実施の形態のバラ積み船１は、バラ積み乾貨物を搭載する貨物倉１０を備えて構成される。なお、図４及び図５に示すバラ積み船１は、図１〜図３に示すバラ積み船１において、貨物倉１０の上部に覆い構造７を設けない構造となっている。

この貨物倉１０は個々の別体の自立型タンクとして形成し、この別体の自立型タンク構造の貨物倉１０を船体に搭載して固定する。つまり、バラ積み乾貨物を搭載する貨物倉１０を構成する部分を船体とは別体で製造して船体に搭載する自立型タンクで形成する。

この貨物倉（自立型タンク）１０は、船長方向に１個毎又は複数個毎に（図１から図５では２個毎）隔壁６を介して並べて配置される。また、船幅方向に関しても、貨物倉１０を複数（図１から図５では２個×２組）配置する。この幅方向に関しては、貨物倉１０を複数配置することにより、個々の貨物倉１０の横幅を小さくして、荒天時の船体動揺等による貨物倉１０の内部におけるバラ積み乾貨物の移動範囲を少なくする。これにより、バラ積み乾貨物の横移動量を抑えて、横揺れに対する復原性能を確保する。

また、貨物倉１０を、船側外板４と離間して配置して、バラストタンク等の液体タンクに対して隣接させないように配置する。これにより、海水、水、バラスト水、燃料等の液体に貨物倉壁が接しないように構成し、バラストタンクにバラスト水を入れた場合等でも、貨物倉１０の貨物倉壁が冷却されて結露が生じることを防止する。

この貨物倉１０は、図３及び図５に示すように、垂直に形成された側壁部１１、バラ積み乾貨物を投入する投入口１４ａを有する天井部１４と、排出のための排出口１５に絞られる傾斜部１２とで囲まれた区画として形成される。つまり、貨物倉壁は、傾斜部１２と側壁部１１と天井部１４とで構成される。この構成により、貨物倉（自立型タンク）１０は、側壁部（上部筒状体）１１と、下部に排出口１５を備えた傾斜部１２（下部ホッパー）とで構成されることになる。

この貨物倉１０の側壁部１１と傾斜部１２の貨物倉壁では、内側に突出する骨部材を設けずに、また、板耳を出さずに形成する。これにより、バラ積み乾貨物の残留量を減らし、且つ、シャドーエリアがないので、水もしくは圧縮空気による洗浄にて残留物を洗い流すことができ、貨物積み替え時のコンタミネーションを防ぐことができる。

また、側壁部１１の外部においても、後に述べるように、貨物倉１０の側壁部（上部筒状体）１１の横断面形状を、一つ又は複数の外側に凸の曲線のみで形成して、直線部を持たない形状とすることにより、壁面補強用の骨部材を設けなくて済むように構成する。この構成により、できるだけ貨物倉１０の容積を大きくする。

なお、貨物倉壁の外部に骨部材を設ける必要がある場合でも、全て貨物倉１０の外側に配置して、貨物倉１０の内面を平滑に形成する。つまり、側壁部１１と傾斜部１２の骨部材は全て貨物倉１０の外側、即ち、貨物倉１０同士の間、又は貨物倉１０と船体側の間に配置する。

そして、本発明においては、貨物倉壁、特に側壁１１の外部においても、壁面補強用の骨部材を設けないように、また、骨部材を設けるにしても小さくて済むように、貨物倉１０の側壁部１１の横断面形状、即ち、水平断面形状を、一つ又は複数の外側に凸の曲線のみで形成され、かつ、円形状とは異なる形状に形成して構成する。この直線部を持たない形状としては、次のような形状がある。

図６〜図１３に示すように、上部筒状体の横断面形状Ｃｔを、複数の半径を持つ円弧を繋ぎあわせた形状で形成する。より具体的には、図８の正方形に内接する場合で示すように、外接する正方形の対する各辺にそれぞれ内接する半径Ｒ１の４つ第１円弧Ｃ１と、各第１円弧Ｃ１が隣接する円弧同士が交差する部分を半径Ｒ３の４つの丸め用円弧Ｃ３で丸めて形成する。

図８に示すように、正方形の貨物倉用のスペースＳ１に対して、四角形形状の場合には補強用の骨部材が必要となるため、貨物倉として使用できる大きさはＳ２となる。一方、円形Ｃで形成するとシェル構造となり、補強用の骨部材が不要となり、貨物倉用のスペースＳ１にまで拡大できるが、一方、貨物倉として使用できる面積は正方形Ｓ１の面積の７８．５％となってしまう。この貨物倉において、シェル構造を維持して強度を保ちつつ、この貨物倉として使用できるスペースを大きくするために、正方形Ｓ１に内接する横断面形状Ｃｔとする。この横断面形状Ｃｔの面積は、補強用の骨部材で小さくなった正方形Ｓ２の面積よりも大きくすることができる。

また、図１１の長方形に内接する場合で示すように、外接する長方形の対する第１辺と第３辺にそれぞれ内接する半径Ｒ１の２つ第１円弧Ｃ１と、該長方形の第１辺と第３辺に隣接する第２辺と第４辺にそれぞれ内接する半径Ｒ２の２つの第２円弧Ｃ２とで形成すると共に、前記第１及び第２の円弧Ｃ１，Ｃ２の隣接する円弧Ｃ１，Ｃ２同士が交差する部分を半径Ｒ３の４つの丸め用円弧Ｃ３で丸めて形成する。

図１１に示すように、長方形の貨物倉用のスペースＳ１に対して、四角形形状の場合には補強用の骨部材が必要となるため、貨物倉として使用できる大きさはＳ２となる。一方、楕円形Ｃで形成するとシェル構造となり、補強用の骨部材が不要となり、貨物倉用のスペースＳ１にまで拡大できるが、貨物倉として使用できる面積は小さくなってしまう。この貨物倉において、シェル構造を維持して強度を保ちつつ、この貨物倉として使用できるスペースを大きくするために、長方形Ｓ１に内接する横断面形状Ｃｔとする。この横断面形状Ｃｔの面積は、補強用の骨部材で小さくなった長方形Ｓ２の面積よりも大きくすることができる。

この第１辺と第３辺の長さをＬ１とし、第２辺と第４辺の長さをＬ２としたときに、Ｒ１／Ｌ１を０．７５以上２．０以下とし、Ｒ２／Ｌ２を０．７５以上２．０以下とし、Ｒ３／Ｌ１とＲ３／Ｌ２をそれぞれ０．１２５以上０．３７５以下とする。Ｌ１／Ｌ２が１．０であると正方形に内接することになり、Ｌ１／Ｌ２が大きくなるに連れて細長い長方形に内接するようになるが、実用的にはＬ１／Ｌ２は１．５以下となる。

また、Ｒ１／Ｌ１に関しては、Ｒ１／Ｌ１が０．５であると円形となるが、面積を大きくするために、Ｒ１／Ｌ１を０．７５以上とし、シェル構造の強度を確保するために２．０以下とする。Ｒ２／Ｌ２に関しても、面積を大きくするために、Ｒ２／Ｌ２を０．７５以上とし、シェル構造の強度を確保するために２．０以下とする。更に、Ｒ３／Ｌ１とＲ３／Ｌ２をそれぞれシェル構造の強度を確保するために０．１２５以上とし、面積を大きくするために、０．３７５以下とする。

これらの横断面形状の上部筒状体を図６〜図１３に例示する。また、図８〜図１０は、正方形に内接する形状を示す。図８は、Ｌ１／Ｌ２＝１．０で、Ｒ１／Ｌ１＝Ｒ２／Ｌ２＝１．０で、Ｒ３／Ｌ１＝Ｒ３／Ｌ２＝０．２５である場合を示し、図９は、Ｌ１／Ｌ２＝１．０で、Ｒ１／Ｌ１＝Ｒ２／Ｌ２＝０．７５で、Ｒ３／Ｌ１＝Ｒ３／Ｌ２＝０．３７５である場合を示し、図１０は、Ｌ１／Ｌ２＝１．０で、Ｒ１／Ｌ１＝Ｒ２／Ｌ２＝２．０で、Ｒ３／Ｌ１＝Ｒ３／Ｌ２＝０．１２５である場合を示す。

更に、図１１〜図１３はＬ１／Ｌ２＝１．５の長方形に内接する形状を示す。図１１は、Ｒ１／Ｌ１＝１．０で、Ｒ２／Ｌ２＝１．０で、Ｒ３／Ｌ１＝０．１６７である場合を示し、図１２は、Ｒ１／Ｌ１＝０．７５で、Ｒ２／Ｌ２＝０．７５で、Ｒ３／Ｌ＝０．２５である場合を示し、図１３は、Ｒ１／Ｌ１＝２．０で、Ｒ２／Ｌ２＝２．０で、Ｒ３／Ｌ１＝０．１２５である場合を示す。

この横断面形状を、凸の曲線として円弧を使用して、一つ又は複数の外側に凸の円弧のみで形成され、かつ、円形状とは異なる形状にした場合には、円弧のみで貨物倉１０の横断面形状を設定できるので、ＦＥＭ解析等の予め数値実験などでパラメータηを変化させて強度計算をシリーズ計算するのに便利である。なお、各円弧のつなぎ目を滑らかにする各半径Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３の設定に多少試行錯誤が必要になるが、比較的製作し易い円弧の組合せであるので、工作性が向上する。

また、貨物倉１０の貨物倉壁は、上部筒状体の横断面形状を、一つ又は複数の外側に凸の曲線のみで形成することにより、側壁部１１に必要な強度をシェル構造で持たせることにより、耐蝕性に優れたアルミニウム合金等で構成することができるようになる。また、強度が必要な場合には、例えば、二種類の性質の異なる金属を張り合わせたクラッド鋼（圧着鋼）を用いて、内側の表面側の金属をステンレス（ＳＵＳ）材等の錆びない金属とする。これらの構成により、錆を嫌うバラ積み乾貨物でも輸送できるようになる。

この個々の貨物倉１０を別体で製造して船体に搭載する別体の容器方式を採用することにより、貨物倉を構成する耐錆材料で形成される部分を船体と別体で製造してから、船体に搭載することができる。特に、アルミニウム合金等船体を構成する鋼材と異なる材料を用いたり、耐錆材料としてクラッド鋼等特殊な鋼材を用いたりして、貨物倉１０の貨物倉壁を形成する場合には、個々の貨物倉１０を別に製造して、耐錆金属で形成される部分が略完成した貨物倉１０を船体に搭載することにより、製造が著しく容易となる。また、耐錆材料としてＦＲＰなどの非金属材料で形成した貨物倉１０を用いることも可能となる。

更に、貨物倉１０を上甲板から突出させると共に、貨物倉１０の側壁部１１と上甲板５との間を水密若しくは風雨密構造で構成する。これにより、上甲板５を貨物倉１０の上部構造とするよりも、船体構造の鋼材が削減され製造原価を低減できる。また、貨物倉１０を完全に上甲板５やハッチカバー（図示しない）で覆う構造よりも、構造が単純化するので、船体重量を軽減でき、また、船体の重心を下げることができる。その結果、船体の横揺れに関する復原性能を容易確保できるようになる。ただし、貨物倉１０の上部が暴露されるため、貨物倉１０内の温度上昇に配慮する必要が有り、遮熱塗料などによる防熱施工を行うこともありうる。

また、図１〜図３に示すように、貨物倉１０の上部に覆い構造７を設けると、貨物倉１０の天井部１４が大気中に露出しないので、湿度を嫌うバラ積み乾貨物の場合には特に湿気防止の効果を奏することができる。

貨物倉１０の上部の投入口１４ａには、積み荷荷役時に陸上側のバラ積み用配管と接続可能な投入用配管３１を設ける。この投入用配管３１には、接続フランジ３１ａを設ける。積み荷荷役時に、この投入用配管３１に陸上荷役設備からの積み荷荷役用配管（図１４の５２）を接続し、バラ積み乾貨物を自然落下により、貨物倉１０内に収納する。この投入口１４ａは、バラ積み乾貨物を均等に貨物倉１０内に収納できるように、傾斜部１２の中央、即ち、排出口１５の直上に設けるのが好ましい。

また、貨物倉１０の下部の傾斜部１２は、逆円錐形状や逆角錐形状に形成する。この傾斜部１２に備えた排出部の排出口１５には、積み荷荷役で貨物倉に貯蔵中のバラ積み乾貨物が気体輸送管に落下するのを防止するために、バルブを設ける。このバルブは、例えば、ロータリーバルブ等の定量排出バルブ２１ａで形成する。この定量排出バルブ２１ａを有する排出用配管２１を介して気体輸送管２２を排出口１５に接続し、揚げ荷荷役時には、貨物倉１０内のバラ積み乾貨物を重力により傾斜部１２を滑らせて排出口１５に移動させると共に、定量排出バルブ２１ａにより気体輸送管２２で輸送可能な量に調整しながら、バラ積み乾貨物を気体輸送管２２に排出して、気体輸送により陸上の荷役設備に輸送する。この気体輸送に関しては空気等を用いた気体圧送式を用いるが、この気体圧送式の替りに真空吸引式としてもよい。

なお、水分を嫌うバラ積み乾貨物の場合には、気体輸送管２２に乾燥空気を送る。この場合、積み荷時や揚げ荷時等の荷役時は陸上施設の空気乾燥設備やブロワーやコンプレッサーといった送風装置から乾燥空気を貨物倉１０内や気体輸送管２２内に供給し、荷役時以外と運航時には、船に搭載した空気乾燥機と送風機から乾燥空気を貨物倉１０内に供給し、貨物倉１０内のバラ積み乾貨物が湿気を持つのを防止する。なお、真空吸引式の場合には、送風装置の替りに真空ポンプを用いる。

また、陸上施設に空気乾燥設備や送風装置を持っていない港湾に寄港する可能性がある場合は、このような港でも自力で荷役できるように、１乃至２の貨物倉１０の荷揚げを行えるだけの容量を持つ空気乾燥設備と送風装置をバラ積み船１内に設けることが好ましい。

また、排出口１５を一つの貨物倉１０に１個若しくは複数個（図１〜図５では１個）設ける。一つの貨物倉１０が複数の排出口１５を持つ場合の排出口１５の配置は船体前後方向であっても、船体横方向であってもその他の方向であってもよいが、気体輸送管２２の配置に合わせて配置する。排出口１５を複数個設けることにより１個の場合よりも、排出口１５の周辺の傾斜部１２の高さを低くすることができ、貨物倉１０及びバラ積み乾貨物を積んだ状態における貨物倉１０全体の重心位置を低くすることができる。

これにより、かさ比重が小さいバラ積み乾貨物を搭載すると、重心位置が高くなり、船体の横揺れに関する復原性能が悪化するが、この悪化の程度を減少させることができる。その結果、船全体の重心の低下と船体の横揺れに関する復原性能を確保できる。また、傾斜部１２の高さを低くすることで、傾斜部１２の外側周囲にできるデッドスペースを小さくすることができる。

次に、バラ積み乾貨物の輸送方法について説明する。この輸送方法は、上記のバラ積み船１を用いて行う輸送方法であり、次のようなバラ積み乾貨物の積み荷荷役と揚げ荷荷役を行う。

図１４を参照しながら、バラ積み乾貨物の積み荷荷役と揚げ荷荷役について説明する。先ず、積み荷荷役は、陸上荷役設備の積み荷用陸上設備５０のバラ積み乾貨物用貯蔵容器５１の下部とバラ積み船１の貨物倉１０の天井部１４に設けられた投入用配管３１に積み荷荷役用配管５２を接続し、積み荷用送風装置５３から乾燥空気Ａを送って、気体輸送によりバラ積み乾貨物Ｂを投入用配管３１の先端の投入口１４に搬送する。投入口１４に搬送されたバラ積み乾貨物Ｂは自然落下により、貨物倉１０に収納される。

各貨物倉１０にバラ積み乾貨物Ｂが収納されたら、投入用配管３１を閉じて、積み荷荷役用配管５２を外して、この貨物倉１０に関する積み荷荷役を終了する。各貨物倉１０の積み荷荷役を終了したら、出港準備を行って航海に移る。

次に、揚げ荷荷役について説明する。入港した後に、陸上荷役設備の揚げ荷用陸上設備６０の揚げ荷用送風装置６１に接続された空気送入管６２を、バラ積み船１の空気供給口２３（図１４では、船体上部の側面の上側）に接続する。また、一時貯蔵容器６３の上部に接続された揚げ荷用配管６４をバラ積み船１の貨物排出口２４（図１４では、船体上部の側面の下側）に接続する。

接続後、揚げ荷用送風装置６１を駆動し、乾燥空気Ａを空気供給口２３から気体輸送管２２に送ると共に、バラ積み乾貨物Ｂを貨物倉１０の排出口１５から、定量排出バルブ２１ａで流量を調整しながら気体輸送管２２に供給する。これにより、気体輸送によりバラ積み乾貨物Ｂを気体輸送管２２、貨物排出口２４、揚げ荷用配管６４経由で、一時貯蔵容器６３に搬送する。

この一時貯蔵容器６３からは、貯蔵用送風装置６５の駆動により、バラ積み乾貨物Ｂを貯蔵用配管６６経由で貯蔵容器６７の上部に搬送し、貯蔵容器６７に貯蔵する。この貯蔵容器６７に貯蔵されたバラ積み乾貨物Ｂは、貨車６８等で各所に搬送される。

貨物倉１０のバラ積み乾貨物Ｂを揚げ荷した後は、空気供給口２３の流通を閉じた後、揚げ荷用配管６４の取外しと貨物排出口２４の閉鎖を行う。これにより揚げ荷荷役を終了し、出港の準備をして航海に移る。

上記の構成のバラ積み船１及びバラ積み乾貨物の輸送方法によれば、従来技術では、損傷や汚染を回避するために袋詰めとコンテナ輸送を行っていた、ポリマーペレット等の粉粒体も、粉粒体に損傷を与えることなくバラ積みして輸送することができ、従来技術で行われている粉粒体の袋詰め作業や袋のコンテナ収納作業、袋からの粉粒体の取り出し作業等を無くして、輸送時の作業効率を向上させることができる。また、上記のバラ積み船１と同様な貨物倉１０の構成を持ち、且つ、推進装置を持たないバラ積み用バージを形成した場合には、このバラ積みバージも上記のバラ積み船１と同様の効果を奏することができる。

そして、上記のバラ積み船、バラ積み用バージ及び貨物倉の設計方法によれば、バラ積み乾貨物を搭載する貨物倉（自立型タンク）１１の側壁部（上部筒状体）１１を凸曲面形状の壁面を有して形成するので、強度を十分に確保しながら補強部材を省略又は小さく又は少なくすることができ、貨物倉用の容積に対して、バラ積み乾貨物の積載用の容積を、円柱形状の側壁部及び四角柱形状の側壁部よりも大きくできるので、船の容積を有効に利用して、ポリマーペレット等の損傷や汚染を嫌うバラ積み乾貨物を、内部側に骨部材がない貨物倉でバラ積み荷役して効率よく輸送することができる。

本発明のバラ積み船、バラ積み用バージ及びその貨物倉の設計方法は、上記のような、ポリマーペレットのような比較的比重が小さく、かつ、損傷や汚染を嫌うバラ積み乾貨物を効率よく輸送できるという効果を奏することができるので、ポリマーペレット等の粉粒体等の輸送に使用するバラ積み船、バラ積み用バージ及びその貨物倉の設計方法として利用することができる。

１ バラ積み船
２ 船底板
３ 二重底（内底板）
４ 船側外板
５ 上甲板
６ 隔壁
７ 覆い構造
１０ 貨物倉（自立型タンク）
１１ 側壁部（上部筒状体）
１２ 傾斜部（下部ホッパー）
１３ 船側側上部の傾斜部
１４ 天井部
１４ａ 投入口
１５ 排出口
２１ 排出用配管
２１ａ 定量排出バルブ
２２ 気体輸送管
２３ 空気供給口
２４ 貨物排出口
３１ 投入用配管
Ａ 乾燥空気
Ｂ バラ積み乾貨物

Claims (7)

1. バラ積み乾貨物を搭載する貨物倉を構成する部分を船体とは別体で製造して船体に搭載する自立型タンクで形成したバラ積み船において、
   前記自立型タンクを、壁面の内部側に突出する骨部材を設けずに壁面の内部側を平滑に形成した上部筒状体と、下部に排出口を備えた下部ホッパーとで構成すると共に、
   前記上部筒状体の横断面形状を、一つ又は複数の外側に凸の曲線のみで形成され、かつ、円形状とは異なる形状に形成することを特徴とするバラ積み船。
2. 前記上部筒状体の横断面形状を、複数の半径を持つ円弧を繋ぎあわせた形状で形成することを特徴とする請求項１記載のバラ積み船。
3. 前記上部筒状体の横断面形状を、外接する長方形の対する第１辺と第３辺にそれぞれ内接する半径Ｒ１の２つ第１及び第３円弧と、該長方形の第１辺と第３辺に隣接する第２辺と第４辺にそれぞれ内接する半径Ｒ２の２つの第２及び第４円弧とで形成すると共に、前記第１から第４の円弧の隣接する円弧同士が交差する部分を半径Ｒ３の４つの丸め用円弧で丸めて形成し、前記第１辺と前記第３辺の長さをＬ１とし、前記第２辺と前記第４辺の長さをＬ２としたときに、Ｒ１／Ｌ１を０．７５以上２．０以下とし、Ｒ２／Ｌ２を０．７５以上２．０以下とし、Ｒ３／Ｌ１とＲ３／Ｌ２をそれぞれ０．１２５以上０．３７５以下とすることを特徴とする請求項２記載のバラ積み船。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のバラ積み船を、推進装置を持たないバージ船として形成することを特徴とするバラ積みバージ。
5. バラ積み乾貨物を搭載する貨物倉を構成する部分を船体とは別体で製造して船体に搭載する自立型タンクで形成したバラ積み船又はバラ積みバージの貨物倉の設計方法において、
   前記自立型タンクを、壁面の内部側に突出する骨部材を設けずに壁面の内部側を平滑に形成した上部筒状体と、下部に排出口を備えた下部ホッパーとで構成すると共に、
   前記上部筒状体の横断面形状を、一つ又は複数の外側に凸の曲線のみで形成され、かつ、円形状とは異なる形状に形成することを特徴とする貨物倉の設計方法。
6. 前記上部筒状体の横断面形状を、複数の半径を持つ円弧を繋ぎあわせた形状で形成することを特徴とする請求項５記載の貨物倉の設計方法。
7. 前記上部筒状体の横断面形状を、外接する長方形の対する第１辺と第３辺にそれぞれ内接する半径Ｒ１の２つ第１及び第３円弧と、該長方形の第１辺と第３辺に隣接する第２辺と第４辺にそれぞれ内接する半径Ｒ２の２つの第２及び第４円弧とで形成すると共に、前記第１から第４の円弧の隣接する円弧同士が交差する部分を半径Ｒ３の４つの丸め用円弧で丸めて形成し、前記第１辺と前記第３辺の長さをＬ１とし、前記第２辺と前記第４辺の長さをＬ２としたときに、Ｒ１／Ｌ１を０．７５以上２．０以下とし、Ｒ２／Ｌ２を０．７５以上２．０以下とし、Ｒ３／Ｌ１とＲ３／Ｌ２をそれぞれ０．１２５以上０．３７５以下とすることを特徴とする請求項６記載の貨物倉の設計方法。

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