JP2013151171A - バラストタンクの排砂装置及び排砂方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バラストタンク内の堆積泥砂を効率よく排出する装置及び方法を提供する。
【解決手段】バラストタンクの空間をガータ１３とフロア１４により区画して形成された区画タンク１５のタンク底板１１近傍で区画タンク１５の一つのフロア近傍に配設され他のフロア１４の方へ向け水を噴射する第一ノズル１９Ａと、タンク底板近傍で区画タンクの船舶の長さ方向で第一ノズルよりも他のフロアに近い位置に配設され第一ノズル１９Ａと同方向に水を噴射する第二ノズル１９Ｂと、第一及び第二ノズルに水を送水する圧力水配管１７Ａ，１７Ｂとを備え、区画タンク１５内の堆積泥砂を、第一及び第二ノズル１９Ａ，１９Ｂから噴射された水により該区画タンク内で撒き上げ、泥砂が浮遊分散された泥水を上記注排水手段２１により排出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、船舶のバラストタンクに堆積した泥砂を排出するバラストタンクの排砂装置及び排砂方法に関する。

船舶のバラストタンクには海水又は河川水が注水されるが、喫水の浅い港湾などで、海水または河川水をポンプで吸引すると、泥砂が混じった海水または河川水がバラストタンクに注水されることになる。また、粒径の細かい泥が浮遊分散している河川水をバラストタンクに注水することもある。このような泥砂が混じった水がバラストタンクに注水された場合、船舶の航海中に泥砂は沈殿してタンク底板上に堆積してしまう。

バラスト水を排水しても、堆積泥砂は流れ出し難く堆積したままバラストタンクに残ってしまう場合が多い。このようにバラストタンク内に泥砂が堆積したままだと、堆積泥砂の重量分だけ船の積載量が減少することになり、積載効率が低下する。

したがって、バラストタンク内の堆積泥砂を除去することが必要であり、定期的に堆積泥砂の排出作業を行っている。

しかし、バラストタンクの内部は、船の長さ方向に配設される隔壁であるガータと船の幅方向に配設される隔壁であるフロアなどが格子状に配置されて複数の区画タンクを有する構造となっており、さらにタンク底板には船体の長手方向に延びる複数のロンジが補強材として取り付けられている。そして、このロンジ間は幅の広い溝状をなしているので、タンク底板上に堆積した泥砂を除去しにくく、全区画タンクについて人力で排出作業を行っている。

例えば、大型タンカーのバラストタンクでは各区画タンクはフロア間の長さ（船体の長手方向での間隔）が３ｍ〜６ｍであり、ロンジ間の溝幅が０．８〜０．９ｍ程度であって、総ロンジ間溝数は３，０００〜６，０００にも及ぶ。このように、膨大な数のロンジ間溝から、ロンジ間溝ごとに人力で泥砂を除去する作業は労力と時間そしてコストがかかる大変な作業であり、極めて効率の悪い作業であった。

このようなバラストタンクの堆積泥砂の人力による排出作業を回避する対策として、特許文献１と特許文献２が開示されている。

＜特許文献１の内容＞
特許文献１では、船底にウォータバラストタンク、そして船側部に沈泥用バラストタンクを有していて、泥砂を含む海水を一旦船側部の沈泥用バラストタンクに取水し、該沈泥用バラストタンクに泥砂を沈殿させた後に、この沈泥用バラストタンクの上層部から泥砂の混入の少ないバラスト水を船底のバラストタンクへ注水するようにしている。

＜特許文献２の内容＞
バラストタンク内に残存する海水と堆積した泥砂の混合液を吸入配管で吸い上げる際に、吸入口近傍に空気吸い込み穴を、上記混合液の液面に位置するように設け、空気も吸入配管へ吸い込み、気液混合流体として比重を軽くして吸い上げることとしている。

特開２００７−２７６７２７号公報 特開２００６−２７４４０号公報

＜特許文献１の課題＞
しかし、バラストタンク内での堆積が問題となるような泥砂は粒子径が細かく、例えば、河川水に浮遊している泥砂の粒径は５μｍ程度と非常に細かく、沈泥用バラストタンクで沈殿させるためには、滞留させる時間を十分に確保する必要がある。滞留時間を長時間とることは、船舶からの荷降ろし時間内にバラストタンクへの注水を終了する必要があるという制約があるため困難である。また、沈泥用バラストタンクへ注水している間は沈泥用バラストタンク内のバラスト水が流動しているため、その間は沈殿させることができないという問題もある。さらには、沈泥用バラストタンクの上層部から、泥砂の混入の少ないバラスト水を船底のバラストタンクへ注水できても、泥砂を排出しない限り、泥砂は沈泥用バラストタンクの下層に残っているわけであり、船全体としては、重量が泥砂の分だけ増えてしまう結果となり、この点で根本的な解決とはならない。

＜特許文献２の課題＞
この方法では、吸入という方法で混合液を作るので、吸入力を吸入口直近にしか及ぼすことができず、したがって、吸入口の直近の泥砂しか吸引されず、バラストタンク全体の泥砂を除去するには、吸引配管をバラストタンク全域に分布して多数設ける必要があり、バラストタンクの構造が複雑になり、費用が嵩むという問題がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、バラストタンクのガータとフロアにより囲まれて形成された区画タンクの底板に堆積した泥砂を効率よく排出するバラストタンクの排砂装置及び排砂方法を提供することを課題とする。

本発明によると上述の課題は、本発明の次の装置に関する第一発明によってそしてその方法に関する第二発明によって解決される。

＜第一発明＞
本発明のバラストタンクの排砂装置は、海水を注排水する注排水手段を備えた船舶のバラストタンクに堆積した泥砂を排出する装置である。

かかるバラストタンクの排砂装置において、本発明では、海水を注排水する注排水手段を備えた船舶のバラストタンクに堆積した泥砂を排出する排砂装置において、バラストタンクの空間をガータとフロアにより区画して形成された区画タンクのタンク底板近傍で該区画タンクの一つのフロア近傍に配設され他のフロアの方へ向け水を噴射する第一ノズルと、タンク底板近傍で該区画タンクの船舶の長さ方向で上記第一ノズルよりも他のフロアに近い位置に配設され第一ノズルと同方向に水を噴射する第二ノズルと、第一及び第二ノズルに水を送水する圧力水配管とを備え、区画タンク内に堆積した泥砂を、第一及び第二ノズルから噴射された水により該区画タンク内で撒き上げ、泥砂が浮遊分散された泥水を上記注排水手段により排出可能としていることを特徴としている。

このような構成の本発明によれば、各区画タンク内の堆積泥砂は、第一ノズルと第二ノズルからの水の噴射により撒き上げられ、浮遊分散しながら他のフロア側へ押し出され、区画タンク内の広い領域で泥砂が十分浮遊分散された泥水を形成する。これを上記注排水手段で排水することにより、バラストタンク内の残留泥砂が排出される。上記浮遊分散は、水がノズルから噴射されることで良好に行われる。

区画タンクはタンク底板に複数のロンジが船舶の長さ方向に平行に設けられていることが多いので、この場合には、第一ノズルと第二ノズルが隣接ロンジ同士間の中間位置に配設されていることが好ましい。

こうすることにより、ノズルから噴射された水はロンジ同士間で案内されるようにタンク底板に沿ってフロア側へ進行し、その水勢はあまり衰えることなく、泥水は良好に泥砂を浮遊分散したまま注排水手段にまで達する。

本発明において、区画タンクは、該区画タンクのタンク底板と他のフロアとの隅部に、タンク底板から該他のフロアに向け上方に傾斜する反射板が設けられていて、泥砂が浮遊分散された泥水を、該反射板により上方へ誘導して、上記区画タンク内で泥水を上下方向に循環可能としていることが好ましい。

フロア側に向け進行する泥水の流れは、上記反射板に当たることにより、該反射板の傾斜に沿って上方へ向い、その結果、区画タンク内で上下に循環するようになり、泥砂が浮遊分散された状態を良好に維持する。

＜第二発明＞
バラストタンクの排砂方法に関する本発明は、海水を注排水する注排水手段を備えた船舶のバラストタンクに堆積した泥砂を排出する排砂方法において、バラストタンクの空間をガータとフロアにより区画して形成された区画タンクのタンク底板近傍で該区画タンクの一つのフロア近傍に配設され他のフロアの方へ向けられた第一ノズルと、タンク底板近傍で該区画タンクの船舶の長さ方向で上記第一ノズルよりも他のフロアに近い位置に配設され第一ノズルと同方向に向けられた第二ノズルから水を噴射し、区画タンク内に堆積した泥砂を、第一及び第二ノズルから噴射された水により該区画タンク内で撒き上げ、泥砂が浮遊分散された泥水を上記注排水手段により排出することを特徴としている。

区画タンクのタンク底板近傍で一つのフロア近傍に配設される第一ノズルから他のフロアの方へ向け水を噴射することにより、区画タンク内の一つのフロアから船舶の長さ方向に向う底板上に堆積した泥砂はノズルから噴射された水により区画タンク内で撒き上げられ、泥砂が浮遊分散された泥水が形成され、泥水は他のフロア側に進行する。タンク底板近傍で船舶の長さ方向で上記第一ノズルよりも他のフロアに近い位置に配設される第二ノズルから第一ノズルと同方向に水を噴射することにより、第二ノズルが配設された位置から他のフロア側に向う底板上に堆積した泥砂は第二ノズルから噴射された水により区画タンク内で撒き上げられ、泥砂が浮遊分散された泥水が形成され、この泥水は第一ノズルにより形成された泥水とともに他のフロア側に進行する。第一ノズルにより形成され他のフロア側に進行する泥水は、船舶の長さ方向に進行するにつれて泥砂が十分に浮遊分散された状態を維持できなくなったとしても、第二ノズルから第一ノズルと同方向に水を噴射することにより、第二ノズルからの水勢により泥水が攪拌され移動途中で泥砂が沈降することなく、浮遊分散された状態を維持して他のフロア側にまで進行することができる。

本発明は、以上のように、バラストタンクの各区画タンクのタンク底板近傍で区画タンクの一つのフロア近傍に配設され他のフロアの方へ向けられた第一ノズルと、タンク底板近傍で船舶の長さ方向で上記第一ノズルよりも他のフロアに近い位置に配設され第一ノズルと同方向に向けられた第二ノズルとから同じ方向に水を噴射することとしたので、噴射された水勢で区画タンク内に堆積した泥砂が撒き上げられ、泥砂が浮遊分散された泥水が区画タンクの他のフロアに向い、泥砂は泥水として注排水手段により船外へ排出されることとなり、上記タンク底板上の残留泥砂を排出することができる。その結果、船の積載量の低下を極力抑制することができる。

本発明の一実施形態としてのバラストタンクの一部である区画タンクを示す断面斜視図である。 図１の区画タンクの縦断面であり、（Ａ）はガータに平行な面で、（Ｂ）はこれに直交するフロアに平行な面での縦断面図である。 図１の区画タンクでの本実施形態の作動を順に示し、（Ａ）は泥砂堆積状態、（Ｂ）はノズルから水噴射開始状態、（Ｃ）は水噴射開始から時間経過した泥水形成過程状態、（Ｄ）は注排水手段による泥水の吸水排出状態である。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。

図１は、船底に形成されたバラストタンクの一部を示す断面斜視図であり、図２（Ａ）は船体の長手方向に延びる面そして図２（Ｂ）は船幅方向に延びる面での断面図である。船体は二重船底をなし、図１に見られるように、タンク底板１１と上底板１２とを有し、両者の間にバラストタンクが形成されている。このバラストタンクの内部空間は、船体の長手方向に延びるガータ（縦通隔壁）１３とこれに直交して船幅方向に延びる隔壁であるフロア（トランス）１４とによって、複数の区画タンク１５に区画されている。

区画タンク１５のタンク底板１１には、図１そして図２（Ａ）,（Ｂ）に見られるよう
に、補強のためのロンジ１６が複数取り付けられている。複数の該ロンジ１６は、互いに平行で船体の長さ方向、すなわち、上記ガータ１３と同方向に延びている。各ロンジ１６自体は、本実施形態の場合、逆Ｌ字状断面をなし、垂直方向部材であるウェブ１６Ａと水平方向部材であるフランジ１６Ｂとを有していて、上記区画タンク１５の一端（図にて左端）から他端まで延びている。

上記区画タンク１５内には、該区画タンク１５の船舶の長さ方向での中央位置と一つのフロア（図示せず）に近い位置で、複数の上記ロンジ１６のフランジ１６Ｂ直上位置で船幅方向に延びる圧力水配管１７Ａ，１７Ｂが配設されている。該圧力水配管１７Ａ，１７Ｂはガータ１３を貫通していて、船幅方向で隣接する他の区画タンク１５にも及んでいる。

上記圧力水配管１７Ａ，１７Ｂからは、隣接ロンジ１６同士間の中央位置で、枝管１８Ａ，１８Ｂが垂下して設けられている。該枝管１８Ａ，１８Ｂの下端部に上記区画タンク１５の船舶長さ方向で上記他のフロアへ向けて圧力水を噴射するように、ノズル１９Ａ，１９Ｂが取り付けられている。ノズル１９Ａがタンク底板近傍で一つのフロア近傍に配設され他のフロアの方へ向けられており、ノズル１９Ｂがタンク底板近傍で船舶の長さ方向でノズル１９Ａよりも他のフロアに近い位置に配設されノズル１９Ａと同方向に向けられている。

したがって、所定時に、圧力水配管１７Ａ，１７Ｂに圧力水が供給されると、上記ノズル１９Ａ，１９Ｂから水が上記区画タンク１５の船舶長さ方向で他のフロア１４の方に向け噴射される。

図２（Ａ）に見られるように、上記区画タンク１５内には、タンク底板１１と他のフロア１４との隅部に、タンク底板１１から傾斜してもち上がり該他のフロア１４に接続される反射板２０が設けられている。

さらに、上記区画タンク１５内には、該区画タンク１５へバラスト水を注水しそして該区画タンク１５から排水する注排水手段としての注排水管２１が設けられている。この注排水管２１は逆Ｌ字状に屈曲されていて、その下端に、上記タンク底板１１に近い位置で開口する注排水口２１Ａが取り付けられている。上記注排水管２１は、隣接する他の区画タンク１５にも連通していて、同様な注排水口が取り付けられており、複数の区画タンク１５に対して同時に、注排水できるようになっている。

かかる構成の本実施形態について、次に、図３（Ａ）〜（Ｄ）にもとづいて、その作動を説明する。

各区画タンク１５には、泥砂堆積状態を示す図３（Ａ）のごとく、バラスト水の泥砂Ｐが残留して、タンク底板１１上に堆積されている。

かかる堆積泥砂Ｐを船外へ排出するには、先ず、図３（Ｂ）のごとく、二つの圧力水配管１７Ａ，１７Ｂのうち他のフロア（図では右側）に寄って位置する圧力水配管１７Ｂへ圧力水を供給し、この圧力水を圧力配水管１７Ｂに取り付けられている第二ノズル１９Ｂから噴射する。第二ノズル１９Ｂは船体の幅方向で隣接するロンジ１６同士間にそれぞれ設けられており、圧力水はこれらのロンジ１６に案内されるようにして、船舶の長さ方向での区画タンク１５の中央部から他のフロア１４（図にて右側）に向け水勢をもって堆積泥砂Ｐを撒き上げながら進行する。こうして、上記第二ノズル１９Ｂよりも右方には堆積泥砂Ｐは稀薄となる。圧力水はタンク底板１１と他のフロア１４との隅部では反射板２０に衝突し上方へもち上がる。水量が増えてくると、泥砂はさらに撒き上げられ、水に均等に浮遊分散した泥水Ｑをなすようになる。

次に、上記圧力配水管１７Ｂよりも左方に位置する圧力配水管１７Ａにも圧力水を供給し、この圧力水を該圧力配水管１７Ａに取り付けられている第一ノズル１９Ａから噴射する。上記第二ノズル１９Ｂよりも他のフロア１４側（図にて右側）では、堆積泥砂は稀薄となっているので、第一ノズル１９Ａからの水はその勢いを弱めずに第二ノズル１９Ｂの位置まで到達する。かくして、第一ノズル１９Ａから第二ノズル１９Ｂまでの間でも、泥砂は撒き上げられ、水に均等に浮遊分散した泥水Ｑを形成するようになる（図３（Ｃ）参照）。この泥水Ｑは右方へ進行するに従い、第二ノズル１９Ｂからの水によっても、右方へ押しやられて、第二ノズル１９Ｂにより形成された泥水Ｑの流れに合流する。この泥水Ｑは、反射板２０での反射により上層で区画タンク１５の中央部（図にて左方）へ向けて移動するようになり、また、下層では第一ノズル１９Ａと第二ノズル１９Ｂによって他のフロア１４側（右方）へ移動するので、結果として、図３（Ｄ）のような循環流を形成する。したがって、タンク底板上に泥砂が沈殿されることなく、泥水Ｑの泥砂の浮遊分散は良好に維持される。

しかる後、注排水手段のポンプを作動させて、上記注排水口２１Ａから泥水Ｑを吸水して注排水管２１を通じて、これを船外へ排出する。このようにして、泥砂は泥水Ｑをなしている間に排出され、最終的にタンク底板に堆積していた泥砂が排出される。通常、ロンジ１６には、そのウェブ１６Ａの複数個所に貫通孔が形成されており、上記注排水口２１Ａは、一個所設けるだけで、他のロンジ１６同士間の溝内の泥水も、上記貫通孔を経て上記注排水口２１Ａから吸水排出される。

本実施形態では、圧力水配管１７Ａ，１７Ｂは船舶の長さ方向にて、第一そして第二ノズル１９Ａ，１９Ｂの位置に設けられていることとしたが、該圧力水配管１７Ａ，１７Ｂは対応ノズルに接続されていればよく、その位置には限定されない。

このように、本発明では、区画タンクのタンク底板近傍で一つのフロア近傍に配設される第一ノズル及び第一ノズルよりも他のフロアに近い位置に配設される第二ノズルから船舶の長さ方向に水を噴射することにより、区画タンク内の一つのフロアから船舶の長さ方向で他のフロアに向け水流により底板上に堆積した泥砂は区画タンク内で撒き上げられ、泥砂が浮遊分散された泥水が形成され、泥水は他のフロア側に進行する。詳述すると、タンク底板近傍で第一ノズルよりも他のフロアに近い位置に配設される第二ノズルから第一ノズルと同方向に水を噴射することにより、第二ノズルの位置から他のフロア側に向う底板上に堆積した泥砂はノズルから噴射された水により区画タンク内で撒き上げられ、泥砂が浮遊分散された泥水が形成され、この泥水は第一ノズルにより形成された泥水とともに他のフロア側に進行する。第一ノズルにより形成され他のフロア側に進行する泥水は、その進行途中で泥砂が十分に浮遊分散された状態を維持できなくなったとしても、第二ノズルから第一ノズルと同方向に水を噴射することにより、水勢により泥水が攪拌され移動途中で泥砂が沈降することなく、泥水は泥砂が浮遊分散された状態を維持して他のフロア側にまで進行することができる。

第二ノズルを第一ノズルよりも他のフロアに近い位置に設ける際に、タンク底板近傍で区画タンクの船舶の長さ方向中間部に設けるようにすることが好ましい。タンク底板近傍で区画タンクの船舶の長さ方向中間部に第二ノズルを設けると、区画タンクの一つのフロア近傍にノズルを設け他のフロアにまで圧力水を流す場合よりも、第二ノズルから圧力水が他のフロアにまで流れる距離が短くなる。圧力水が他のフロアにまで流れる距離が短くなれば、圧力水を送水するポンプの必要揚程、所要動力を小さくできる効果がある。そのため、一つのフロア近傍に配設される第一ノズルと、船舶の長さ方向中間部に配設され第一ノズルと同方向に水を噴射する第二ノズルとを設けることにより、一つのフロア近傍に一つのノズルを設け他のフロアにまで圧力水を流す場合に比べて、一つのフロアから他のフロアまでの間の堆積泥砂を浮遊分散させた泥水となすために必要な圧力水を送水するポンプの能力を小さくできる効果がある。

本実施形態では、先に第二ノズルから噴射し、次に第一ノズルから水を噴射することとしたが、両ノズルから同時に噴射することとしてもよい。

本実施形態では、第一ノズルと第二ノズルをロンジ１６同士間の溝内に１個設けることとしたが、第一ノズルと第二ノズルをそれぞれロンジ１６同士間の溝内の溝幅方向に複数個並列に設けることとしてもよい。このようにすることにより、タンク底板に堆積していた泥砂をより効率よく排出することができる。

本実施形態では、第一ノズルと第二ノズルの２個のノズルから水を噴射することとしたが、さらに、第一ノズルと第二ノズルと同方向に水を噴射する第三ノズル、第四ノズル等を設けることとしてもよい。

１１ タンク底板
１３ ガータ
１４ フロア
１５ 区画タンク
１７Ａ，１７Ｂ 圧力水配管
１９Ａ 第一ノズル
１９Ｂ 第二ノズル
２１ 注排水手段（注排水管）
Ｐ 泥砂
Ｑ 泥水

Claims (4)

1. 海水を注排水する注排水手段を備えた船舶のバラストタンクに堆積した泥砂を排出する排砂装置において、
   バラストタンクの空間をガータとフロアにより区画して形成された区画タンクのタンク底板近傍で該区画タンクの一つのフロア近傍に配設され他のフロアの方へ向け水を噴射する第一ノズルと、
   タンク底板近傍で該区画タンクの船舶の長さ方向で上記第一ノズルよりも他のフロアに近い位置に配設され第一ノズルと同方向に水を噴射する第二ノズルと、
   第一及び第二ノズルに水を送水する圧力水配管とを備え、
   区画タンク内に堆積した泥砂を、第一及び第二ノズルから噴射された水により該区画タンク内で撒き上げ、泥砂が浮遊分散された泥水を上記注排水手段により排出可能としていることを特徴とするバラストタンクの排砂装置。
2. 区画タンクはタンク底板に複数のロンジが平行に設けられ、第一ノズルと第二ノズルが隣接ロンジ同士間の中間位置に配設されていることとする請求項１に記載のバラストタンクの排砂装置。
3. 区画タンクは、タンク底板と他のフロアとの隅部に、タンク底板から該他のフロアに向け上方に傾斜する反射板が設けられていて、泥砂が浮遊分散された泥水を、該反射板により上方へ誘導して、上記区画タンク内で泥水を上下方向に循環可能としている請求項１又は請求項２に記載のバラストタンクの排砂装置。
4. 海水を注排水する注排水手段を備えた船舶のバラストタンクに堆積した泥砂を排出する排砂方法において、
   バラストタンクの空間をガータとフロアにより区画して形成された区画タンクのタンク底板近傍で該区画タンクの一つのフロア近傍に配設され他のフロアの方へ向けられた第一ノズルと、タンク底板近傍で該区画タンクの船舶の長さ方向で上記第一ノズルよりも他のフロアに近い位置に配設され第一ノズルと同方向に向けられた第二ノズルから水を噴射し、
   区画タンク内に堆積した泥砂を、第一及び第二ノズルから噴射された水により該区画タンク内で撒き上げ、泥砂が浮遊分散された泥水を上記注排水手段により排出することを特徴とするバラストタンクの排砂方法。

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