JP2021194948A - 船舶の減揺装置、船舶及び船舶の減揺方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積荷状態に応じて船体の重心が変化する場合であっても簡便な構造で効率よく減揺効果を付与することができる、船舶の減揺装置、船舶及び船舶の減揺方法を提供する。【解決手段】減揺装置３は、ＡＲＴ（アンチローリングタンク）３１内に海水を供給する注水手段３２と、ＡＲＴ３１内の海水を排出する排水手段３３と、注水手段３２及び排水手段３３の切り替えを制御する制御装置４と、を備えている。制御装置４は、積付計算機により計算された船舶１のＧＭ（メタセンター高さ）から、その積荷状態での横揺れ固有周期を算出した後、各波周期における減揺装置３の減揺率を計算し、ＡＲＴ３１に注水するか、ＡＲＴ３１を排水するかを判断する。【選択図】図１

Description

本発明は、船舶の減揺装置、船舶及び船舶の減揺方法に関し、特に、船体の横揺れを低減するための船舶の減揺装置、船舶及び船舶の減揺方法に関する。

船舶は、一般に、船舶の船長方向をＸ軸、船舶の船幅方向をＹ軸、鉛直方向をＺ軸と定義すれば、Ｘ軸回りの回転によって生じる横揺れ（Ｒｏｌｌ）、Ｙ軸回りの回転によって生じる縦揺れ（Ｐｉｔｃｈ）、Ｚ軸回りの回転によって生じる船首揺れ（Ｙａｗ）、Ｘ軸方向の往復移動によって生じる前後揺れ（Ｓｕｒｇｅ）、Ｙ軸方向の往復移動によって生じる左右揺れ（Ｓｗａｙ）、Ｚ軸方向の往復移動によって生じる上下揺れ（Ｈｅａｖｅ）、の６自由度を有している。

これらの揺れのうち横揺れを低減する方法として、アンチローリングタンク（Ａｎｔｉ−Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｔａｎｋ：ＡＲＴ）が既に使用されている。かかるＡＲＴは、例えば、特許文献１に記載されたように、船体の上部の最大幅位置の左右舷に互いに船幅方向に離間して設けられた一対のウイングタンクと、ウイングタンク間を連結するダクトとを備えている。ウイングタンク及びダクト内には清水、海水、油等の液体が収容されており、この液体がダクトを介して一対のウイングタンク間で船幅方向に移動することで、船体の横揺れを低減するように構成されている。

特許文献１に記載されたように、船体の横揺れは船体の固有周期で動揺する際に最大となるため、通常ＡＲＴは、液体の移動周期が船体の固有周期に合致するように設計される。これによって同調横揺れを抑制する減揺モーメントを発現させることができる。

特許文献１に記載された発明は、船舶の種類や船舶が航行する海洋の状態によっては、船体がその固有周期で動揺することが想定されにくい場合があり、船体の固有周期に基づいて設計されたＡＲＴでは適切な減揺効果を得ることができないことに鑑み創案されたものである。

具体的には、ダクトの流路内にウイングタンク内の液体を船幅方向に強制的に圧送させるポンプを配置することにより、ダクト内の流速を任意に調整し、減揺装置の固有周期の調整幅を拡張したものである。

特開２０１５−１６３４９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、ＡＲＴ内にポンプを配置しなければならず、固有周期を細かく制御しようとすれば、ダクト内を複数の流路に区切り、各流路にポンプを配置しなければならない。したがって、ＡＲＴが高価になってしまうという問題がある。

また、減揺装置の固有周期を船舶の航行状況等に応じて調整したとしても、瞬時に固有周期を変動させることはできず、船舶の航行状況等の変化に追従させることは困難であり、減揺効果はそれほど得られないものと考えられる。

また、一般貨物船やばら積み貨物船は、種々の貨物を積載することから、積載する貨物の種類や積載量等を含む積荷状態に応じて船体の重心が変化することとなる。このとき、特許文献１に記載された発明のように、船体の固有周期を能動的に変化させることも考えられるが、上述したように、大きな費用対効果は期待することができない。さらに、船体の固有周期を誤った数値に設定した場合には、横揺れを増長してしまうこともあり得る。

本発明はかかる問題点に鑑み創案されたものであり、積荷状態に応じて船体の重心が変化する場合であっても簡便な構造で効率よく減揺効果を付与することができる、船舶の減揺装置、船舶及び船舶の減揺方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、アンチローリングタンクを搭載した船舶の減揺装置であって、前記アンチローリングタンク内に水を供給する注水手段と、前記アンチローリングタンク内の水を排出する排水手段と、前記注水手段及び前記排水手段の切り替えを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記アンチローリングタンクに注水した方がよいか又は前記アンチローリングタンクを排水した方がよいかを、前記船舶の積荷状態から判断するように構成されている、ことを特徴とする船舶の減揺装置が提供される。

前記制御装置は、前記アンチローリングタンク内に水を溜めた注水状態の波周期に対する前記船舶の第一横揺れ角及び前記アンチローリングタンク内の水を空にした排水状態の波周期に対する前記船舶の第二横揺れ角を算出し、前記第一横揺れ角の方が前記第二横揺れ角よりも小さい範囲を有効範囲として算出し、前記有効範囲の広さに基づいて、前記アンチローリングタンクの注排水を判断するように構成されていてもよい。

また、前記制御装置は、前記アンチローリングタンク内に水を溜めた注水状態の波周期に対する前記船舶の第一横揺れ角及び前記アンチローリングタンク内の水を空にした排水状態の波周期に対する前記船舶の第二横揺れ角を算出し、前記第一横揺れ角の最大値に対する前記第二横揺れ角の最大値の比率に基づいて、前記アンチローリングタンクの注排水を判断するように構成されていてもよい。

前記注水手段は、船底に配置された海水吸入口と、該海水吸入口と前記アンチローリングタンクとを連結する注水配管と、該注水配管に配置された吸入ポンプと、前記注水配管に配置された開閉弁と、を備えていてもよい。また、前記注水配管は、バラスト水処理装置に接続されていてもよい。

前記排水手段は、ヒーリングタンク又はバラストタンクと前記アンチローリングタンクとを連結する排水配管と、該排水配管に配置された開閉弁と、を備えていてもよい。

前記注水手段又は前記排水手段は、前記船舶に搭載された貯水タンクに接続されていてもよい。

また、前記注水手段は、陸上施設に配置された水源に接続可能に構成されていてもよい。

また、本発明によれば、上述した船舶の減揺装置を備えた、ことを特徴とする船舶が提供される。

また、本発明によれば、アンチローリングタンクを搭載した船舶の減揺方法であって、前記アンチローリングタンク内に注水した方がよいか又は前記アンチローリングタンク内を排水した方がよいかを、前記船舶の積荷状態から判断するようにした、ことを特徴とする船舶の減揺方法が提供される。

前記減揺方法は、前記アンチローリングタンク内に水を溜めた注水状態の波周期に対する前記船舶の第一横揺れ角及び前記アンチローリングタンク内の水を空にした排水状態の波周期に対する前記船舶の第二横揺れ角を算出し、前記第一横揺れ角の方が前記第二横揺れ角よりも小さい範囲を有効範囲として算出し、前記有効範囲の広さに基づいて、前記アンチローリングタンクの注排水を判断するようにしてもよい。

また、前記減揺方法は、前記アンチローリングタンク内に水を溜めた注水状態の波周期に対する前記船舶の第一横揺れ角及び前記アンチローリングタンク内の水を空にした排水状態の波周期に対する前記船舶の第二横揺れ角を算出し、前記第一横揺れ角の最大値に対する前記第二横揺れ角の最大値の比率に基づいて、前記アンチローリングタンクの注排水を判断するようにしてもよい。

上述した本発明に係る船舶の減揺装置、船舶及び船舶の減揺方法によれば、アンチローリングタンクに注水した方がよいか、アンチローリングタンクを排水した方がよいかを船舶の積荷状態から判断するようにしたことから、アンチローリングタンクの注水状態又は排水状態を航行区間ごとに切り替えることができる。

すなわち、本発明によれば、減揺装置の減揺効果が有意義である場合には、アンチローリングタンクに注水し、減揺装置の減揺効果が無意義である場合には、アンチローリングタンクを排水するようにしたことから、船舶の積荷状態に応じて船体の重心が変化する場合であっても簡便な構造で効率よく減揺効果を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る船舶及び減揺装置を示す全体構成図である。 アンチローリングタンクの排水状態を示す図である。 本実施形態に係る船舶の航行スケジュールの一例を示す概念図である。 アンチローリングタンクの波周期と横揺れ角の関係を示す図である。 本実施形態に係る船舶及び減揺装置の第一変形例を示す全体構成図である。 本実施形態に係る船舶及び減揺装置の他の変形例を示す全体構成図であり、（Ａ）は第二変形例、（Ｂ）は第三変形例、である。

以下、本発明の実施形態について図１〜図６（Ｂ）を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の一実施形態に係る船舶及び減揺装置を示す全体構成図である。図２は、アンチローリングタンクの排水状態を示す図である。図３は、本実施形態に係る船舶の航行スケジュールの一例を示す概念図である。

本発明の一実施形態に係る船舶１は、図１に示したように、水上を航行する船体２と、アンチローリングタンク（以下、「ＡＲＴ３１」と称する。）を船体２上に搭載した減揺装置３と、を備えている。船舶１は、例えば、従来、ＡＲＴ３１を搭載していない一般貨物船又はばら積み貨物船である。ただし、本実施形態に係る減揺装置３は、従来からＡＲＴ３１を搭載している、ＲＯＲＯ船、フェリー、巡視船、漁業取締船、調査船、漁業実習船等であってもよい。

船体２の内部には、例えば、バラストタンク２１、ヒーリングタンク２２等が配置されている。バラストタンク２１は、船舶の喫水や傾斜等を調節するために船内に設けられた水槽である。また、ヒーリングタンク２２は、貨物の積込みにより生じた船体２の傾斜を修正するために、船体中央部の舷側に設けられた水槽である。なお、バラストタンク２１及びヒーリングタンク２２の構成は、図示した構成に限定されるものではない。

バラストタンク２１には、船外から海水を注排水する注排水機構が接続されている。注排水機構は、例えば、船外に接続されたバラスト配管２３と、バラスト配管２３に接続されたバラストポンプ２４と、バラスト配管２３に配置された船外弁２５と、を備えている。この船外弁２５及びバラストポンプ２４を操作することにより、バラスト配管２３を介して海水をバラストタンク２１に注排水することができる。

ヒーリングタンク２２は、例えば、バラストタンク２１の上方に配置されており、連結配管２６を介してバラストタンク２１と連通するように構成されている。また、ヒーリングタンク２２への海水の注排水は、バラストタンク２１の注排水機構を用いて行うことができる。

ＡＲＴ３１は、船体２の甲板上又は甲板に設置された構造物上に配置されている。例えば、ＡＲＴ３１は、船幅方向の両端部に配置された一対のウイングタンク３１ａと、ウイングタンク３１ａ同士を連通するように接続されたダクト３１ｂと、ウイングタンク３１ａ内の空気を抜くための通風筒３１ｃと、通風筒３１ｃに配置されたエアバルブ３１ｄと、を備えている。ダクト３１ｂは、ウイングタンク３１ａの下部に接続されており、全体としてＵ字形状を有している。

図１に示したように、例えば、ＡＲＴ３１内には海水が収容されている。なお、図１において、説明の便宜上、海水が満たされている部分を灰色に塗り潰して表示してある。この海水がダクト３１ｂを介して一対のウイングタンク３１ａ間で船幅方向に移動することで、船体２の横揺れを低減することができる。

エアバルブ３１ｄが開いているときは、通風筒３１ｃを介してＡＲＴ３１内に空気を出し入れすることができ、ＡＲＴ３１内の海水を左右に移動させることができる。また、エアバルブ３１ｄが閉じているときは、通風筒３１ｃを介してＡＲＴ３１内に空気を出し入れすることができず、ＡＲＴ３１内の海水を左右に移動させることができない。したがって、エアバルブ３１ｄを開くことにより減揺装置３を作動させることができ、エアバルブ３１ｄを閉じることにより減揺装置３を作動させないようにすることができる。

図１に示した減揺装置３は、ＡＲＴ３１内に海水を供給する注水手段３２と、ＡＲＴ３１内の海水を排出する排水手段３３と、注水手段３２及び排水手段３３の切り替えを制御する制御装置４と、を備えている。

注水手段３２は、例えば、船底に配置された海水吸入口３２ａと、海水吸入口３２ａとＡＲＴ３１とを連結する注水配管３２ｂと、注水配管３２ｂに配置された吸入ポンプ３２ｃと、注水配管３２ｂに配置された開閉弁３２ｄと、を備えている。ＡＲＴ３１内に海水を注水する際には、海水吸入口３２ａから海水を取水し、吸入ポンプ３２ｃにより昇圧した後、開閉弁３２ｄを開放する。開閉弁３２ｄは、手動で操作可能な手動開閉弁であってもよいし、遠隔操作により操作可能な自動開閉弁であってもよい。

また、海洋生物環境保護を図るために、注水配管３２ｂにバラスト水処理装置３２ｅを接続するようにしてもよい。バラスト水処理装置３２ｅは、例えば、注水配管３２ｂに対して並列に配置される。バラスト水処理装置３２ｅを介してＡＲＴ３１内に海水を注水する際には、海水吸入口３２ａから海水を取水し、吸入ポンプ３２ｃにより昇圧した後、バラスト水処理装置３２ｅで海水を処理し、その後、開閉弁３２ｄを開放する。

排水手段３３は、例えば、ヒーリングタンク２２とＡＲＴ３１とを連結する排水配管３３ａと、排水配管３３ａに配置された開閉弁３３ｂと、を備えている。排水配管３３ａは、例えば、ヒーリングタンク２２の連結配管２６と連通するように接続されている。開閉弁３３ｂは、遠隔操作により操作可能な自動開閉弁であってもよいし、手動で操作可能な手動開閉弁であってもよい。

ＡＲＴ３１内の海水を排水する際には、バラストタンク２１に配置された注排水機構を利用する。具体的には、開閉弁３３ｂを開放し、ＡＲＴ３１内の海水をヒーリングタンク２２又はバラストタンク２１に自由落下させた後、船外弁２５を開放してバラストポンプ２４を作動させることにより、バラスト配管２３を介して海水を船外に排水する。

なお、本実施形態では、船体２の既存の設備（バラストタンク２１、ヒーリングタンク２２等）を利用してＡＲＴ３１内の海水を排水するようにしているが、既存の設備とは別に排水機構（船外弁、排水ポンプ等）を配置するようにしてもよい。

ＡＲＴ３１内に漲水される海水の注水量は、船舶１の船種、船型、予定航路等の条件によって設定される。図１に示した減揺装置３は、ＡＲＴ３１の設定値に対して１００％の海水を溜めた状態（注水状態）である。それに対して、図２に示した減揺装置３は、ＡＲＴ３１内の海水を空にした状態（排水状態）である。

本実施形態に係る減揺装置３は、ＡＲＴ３１の注水状態／排水状態を船舶１の積荷状態に応じて切り替えるようにしたことを特徴としている。「積荷状態」とは、積載する貨物の種類、積載量、積載方法等を含む趣旨である。本実施形態では、例えば、船舶１の航行区間ごとに注水状態／排水状態を切り替えるようにしている。どの航行区間で注水状態にするか、排水状態にするかは、航行スケジュールに応じて事前に算出しておいてもよいし、寄港中に算出するようにしてもよい。

例えば、図３に示したように、積荷状態Ｓ１の船舶１がＡ港から出港し、Ｂ港に寄港して積荷状態Ｓ２となり、Ｃ港に寄港して積荷状態Ｓ３となり、Ａ港に帰港する場合を想定する。ここで、Ａ港→Ｂ港の区間を航行区間Ｒ１、Ｂ港→Ｃ港の区間を航行区間Ｒ２、Ｃ港→Ａ港の区間を航行区間Ｒ３、と定義する。

本実施形態は、かかる航路における積荷計画が決定した後、航行区間Ｒ１〜Ｒ３ごとにＡＲＴ３１内に海水を注水した方がよいか又はＡＲＴ３１内から海水を排水した方がよいかを判断する。ＡＲＴ３１内に注水した航行区間（例えば、航行区間Ｒ２）では、減揺装置３を作動させることができ、ＡＲＴ３１から排水した航行区間（例えば、航行区間Ｒ１，Ｒ３）では、減揺装置３を作動させないようにすることができる。なお、ＡＲＴ３１に注水した航行区間Ｒ２では、海気象条件等に応じて減揺装置３の作動／非作動を切り替えることもできる。

本実施形態において、「ＡＲＴ３１内に海水を注水した方がよい」とは、図１に示したように、ＡＲＴ３１の設定値に対して１００％の海水を溜めた状態（注水状態）にすることを意味している。また、「ＡＲＴ３１内から海水を排水した方がよい」とは、図２に示したように、ＡＲＴ３１内の海水を排水して空にした状態（排水状態）にすることを意味している。

図３では、航行区間Ｒ１においてＡＲＴ３１を排水状態に設定し、航行区間Ｒ２においてＡＲＴ３１を注水状態に設定し、航行区間Ｒ３においてＡＲＴ３１を排水状態に設定している。具体的には、Ａ港において、ＡＲＴ３１内に海水が漲水されていれば、その海水を排水すればよいし、ＡＲＴ３１内が空の状態であれば、その状態を保持するようにすればよい。次に、Ｂ港において、ＡＲＴ３１内に海水を注水する。次に、Ｃ港において、ＡＲＴ３１内から海水を排水する。

海水の注水／排水は制御装置４によって制御される。制御装置４は、例えば、減揺装置３や船体２に配置された制御盤に組み込まれていてもよいし、専用のコンピュータであってもよいし、複数のコンピュータにより構成されていてもよい。制御装置４は、海水の注水／排水のスケジュールを設定する設定機能と、そのスケジュールに合わせて減揺装置３を操作する操作機能と、を備えている。なお、設定機能については、陸上施設に配置されたコンピュータにより処理してもよい。

制御装置４は、積付計算機により計算された船舶１のＧＭ（メタセンター高さ）から、その積荷状態での横揺れ固有周期を算出した後、各波周期における減揺装置３の減揺率を計算し、ＡＲＴ３１に注水するか、ＡＲＴ３１を排水するかを判断する。注水／排水の判断基準については後述する。

注水時には、開閉弁３２ｄを開いた後、吸入ポンプ３２ｃを作動させ、海水をＡＲＴ３１内に汲み上げる。注水完了後、開閉弁３２ｄを閉じた後、吸入ポンプ３２ｃを停止させる。また、排水時には、開閉弁３３ｂを開いてＡＲＴ３１内の海水をバラストタンク２１及びヒーリングタンク２２に落下させる。排水完了後、開閉弁３３ｂを閉じる。制御装置４は、例えば、吸入ポンプ３２ｃ、開閉弁３３ｂ等の操作を制御する。残りの操作は、手動又は船舶１の制御手段により処理される。

ここで、減揺装置３の作動／非作動の判断方法について、図４を参照しつつ説明する。図４は、アンチローリングタンクの波周期と横揺れ角の関係を示す図である。図４において、横軸は波周期Ｔｗ（ｓ）、縦軸は船体２の横揺れ角（°）、を示している。

図４において、ＡＲＴ３１内に海水を溜めた注水状態の波周期Ｔｗに対する船舶１の第一横揺れ角αを実線で図示し、ＡＲＴ３１内の海水を空にした排水状態の波周期Ｔｗに対する船舶１の第二横揺れ角βを一点鎖線で図示してある。これらのグラフは、過去のデータに基づいて算出してもよいし、シミュレーションモデルによる計算により算出してもよい。

図４に示したように、第二横揺れ角βは、波周期Ｔｗに対して一つの高いピークを有していることがわかる。また、第一横揺れ角αは、第二横揺れ角βのピークを挟むように二つの低いピークを有していることがわかる。いま、第一横揺れ角αのグラフと第二横揺れ角βのグラフの交点Ｐ，Ｑにおける波周期をそれぞれＴｐ，Ｔｑと定義する。

波周期ＴｗがＴｐ以下（Ｔｗ≦Ｔｐ）の場合は、第一横揺れ角αの方が第二横揺れ角βよりも大きい数値を示す。また、波周期ＴｗがＴｑ以上（Ｔｗ≧Ｔｑ）の場合も、第一横揺れ角αの方が第二横揺れ角βよりも大きい数値を示す。それに対して、波周期ＴｗがＴｐ〜Ｔｑの範囲（Ｔｐ＜Ｔｗ＜Ｔｑ）では、第一横揺れ角αの方が第二横揺れ角βよりも小さい数値を示す。

したがって、波周期ＴｗがＴｐ〜Ｔｑの範囲（Ｔｐ＜Ｔｗ＜Ｔｑ）では、エアバルブ３１ｄを開いて減揺装置３を作動状態（ＡＲＴ３１内の海水が左右に移動可能な状態）に設定し、波周期ＴｗがＴｐ以下（Ｔｗ≦Ｔｐ）又はＴｑ以上（Ｔｗ≧Ｔｑ）の範囲では、エアバルブ３１ｄを閉じて減揺装置３を非作動状態（ＡＲＴ３１内の海水が左右に移動不可能な状態）に設定する。かかる操作は、減揺装置３に付設された制御盤によって処理されるが、かかる制御盤と制御装置４とを共有化してもよい。

ここで、波周期ＴｗがＴα〜Ｔβの範囲（Ｔｐ＜Ｔｗ＜Ｔｑの範囲）を「有効範囲」と称し、波周期ＴｗがＴｐ以下（Ｔｗ≦Ｔｐ）又はＴｑ以上（Ｔｗ≧Ｔｑ）の範囲を「無効範囲」と称することとする。

このとき、減揺装置３の作動／非作動は、船舶１の積荷状態に基づいて算出された横揺れ固有周期が有効範囲に含まれるか否かで判断される。具体的には、横揺れ固有周期が有効範囲に含まれる場合にエアバルブ３１ｄを開いて減揺装置３を作動させ、横揺れ固有周期が無効範囲に含まれる場合にエアバルブ３１ｄを閉じて減揺装置３を作動させないようにする。

そして、制御装置４の注水／排水の判断基準は、例えば、上述した有効範囲を用いて設定することができる。例えば、制御装置４は、有効範囲が広い場合に「注水」と判断し、有効範囲が狭い場合に「排水」と判断する。ここで、有効範囲が広いか否かは、波周期Ｔｐ，Ｔｑの間隔によって判断する。例えば、波周期Ｔｐ，Ｔｑの間隔が２秒以上の場合に広いと判断し、２秒未満の場合に狭いと判断することができる。

すなわち、制御装置４は、第一横揺れ角α及び第二横揺れ角βを算出し、第一横揺れ角αの方が第二横揺れ角βよりも小さい範囲を有効範囲として算出し、この有効範囲の広さに基づいて、ＡＲＴ３１の注排水を判断するように構成されている。なお、上述した「２秒」の数値は単なる例示であり、かかる数値に限定されるものではない。

また、制御装置４は、第一横揺れ角α及び第二横揺れ角βの大きさに基づいて注水／排水を判断することもできる。例えば、第一横揺れ角αの最大値に対する第二横揺れ角βの最大値の比率が１．３以上の場合に「注水」と判断し、１．３未満の場合に「排水」と判断することができる。

すなわち、制御装置４は、第一横揺れ角α及び第二横揺れ角βを算出し、第一横揺れ角αの最大値に対する第二横揺れ角βの最大値の比率に基づいて、ＡＲＴ３１の注排水を判断するように構成されていてもよい。なお、上述した「１．３」の数値は単なる例示であり、かかる数値に限定されるものではない。

なお、制御装置４は、有効範囲の広さと第一横揺れ角αの最大値に対する第二横揺れ角βの最大値の比率との両方の条件に基づいて注水／排水を判断するようにしてもよいし、何れか一方の条件に基づいて注水／排水を判断するようにしてもよい。

上述した本実施形態に係る船舶１の減揺装置３によれば、ＡＲＴ３１に注水した方がよいか、ＡＲＴ３１を排水した方がよいかを船舶１の積荷状態から判断するようにしたことから、ＡＲＴ３１の注水状態又は排水状態を航行区間ごとに切り替えることができる。

従来の減揺装置のように、ＡＲＴの固有周期を航行中に制御しようとした場合には、減揺装置が高価になってしまう、船舶の航行状況等の変化に追従させることは困難である等の問題を生じる可能性がある。

それに対して、本実施形態に係る減揺装置３は、減揺装置３の減揺効果が有意義である場合にはＡＲＴ３１を注水状態に設定し、減揺装置３の減揺効果が無意義である場合にはＡＲＴ３１を排水状態に設定するようにしたことから、ＡＲＴ３１の設計条件に適合する積荷状態である航行区間では減揺装置３を最大限有効に機能させることができる。また、積荷状態によっては減揺装置３が船体２の横揺れを増長してしまう可能性のある航行区間では、減揺装置３を強制的に作動させないようにすることにより、ＡＲＴ３１の悪影響を低減することができる。

したがって、本実施形態に係る減揺装置３を用いることにより、一般貨物船やばら積み貨物船等のように、積荷状態に応じて船体２の重心が変化する場合であっても、ＡＲＴ３１を注排水するだけで、簡便な構造で効率よく減揺効果を付与することができる。

また、本実施形態に係る減揺装置３を採用することにより、ＡＲＴ３１内の海水を排水した場合には、船舶１の重量の軽減を図ることができ、積載量の増加、消費燃料の低減及び復原性能の向上を図ることもできる。

本実施形態に係る船舶１の減揺方法は、上述したように、ＡＲＴ３１を搭載した船舶１の減揺方法であって、ＡＲＴ３１に注水した方がよいか又はＡＲＴ３１を排水した方がよいかを、船舶１の積荷状態から判断するようにしたものである。具体的には、本実施形態に係る船舶１の減揺方法は、上述した制御装置４によって処理される。

次に、本実施形態に係る船舶１及び減揺装置３の変形例について、図５〜図６（Ｂ）を参照しつつ説明する。ここで、図５は、本実施形態に係る船舶及び減揺装置の第一変形例を示す全体構成図である。図６は、本実施形態に係る船舶及び減揺装置の他の変形例を示す全体構成図であり、（Ａ）は第二変形例、（Ｂ）は第三変形例、である。なお、図１に示した実施形態と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

図５に示した第一変形例は、ＡＲＴ３１の構造を変更したものである。具体的には、図５に示したＡＲＴ３１は、海水の揺動時にＡＲＴ３１内の空気量を調整する通風筒に替えて、一対のウイングタンク３１ａの上部を連通可能に接続するエアダクト３１ｅを配置したものである。エアダクト３１ｅの中間部には、エアバルブ３１ｆが配置されている。

かかる構成によっても、エアバルブ３１ｆを開閉することにより、ＡＲＴ３１内の水を左右に移動可能な状態と移動不可能な状態とに切り替えることができる。このように、減揺装置３の作動／非作動を切り替えるようにした場合であっても、上述した本実施形態のようにＡＲＴ３１を注排水することができる。

なお、ＡＲＴ３１の構成は、上述した実施形態及び第一変形例に示した構成に限定されるものではなく、注水手段３２及び排水手段３３を備えていれば、他の構成であってもよい。

上述した実施形態では、ＡＲＴ３１内に海水を注水する場合について説明しているが、海水以外の水（例えば、清水等）を注水するようにしてもよい。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示した変形例は、ＡＲＴ３１内に清水を注水するようにしたものである。

図６（Ａ）に示した第二変形例は、注水手段３２及び排水手段３３を船舶１に搭載された貯水タンク３４に接続したものである。注水手段３２は、例えば、注水配管３２ｂ、吸入ポンプ３２ｃ及び開閉弁３２ｄによって構成される。排水手段３３は、例えば、排水配管３３ａ及び開閉弁３３ｂによって構成される。注水配管３２ｂ及び排水配管３３ａは、貯水タンク３４に接続される。なお、貯水タンク３４は、船体２の甲板上に配置されていてもよいし、船体２の甲板下に配置されていてもよい。

図６（Ｂ）に示した第三変形例は、注水手段３２を陸上施設に配置された水源３５に接続可能に構成したものである。注水手段３２は、例えば、注水配管３２ｂ、吸入ポンプ３２ｃ及び開閉弁３２ｄによって構成される。注水配管３２ｂの先端は、水源３５に接続するホースを連結可能に構成されている。

なお、第三変形例では、排水手段３３をバラストタンク２１及びヒーリングタンク２２に接続しているが、ＡＲＴ３１内に清水を注水した場合には、陸上施設に配置されたタンクに排水するようにしてもよいし、バラストタンク２１及びヒーリングタンク２２を介さずに海中に排水するようにしてもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

１ 船舶
２ 船体
３ 減揺装置
２１ バラストタンク
２２ ヒーリングタンク
２３ バラスト配管
２４ バラストポンプ
２５ 船外弁
２６ 連結配管
３１ ＡＲＴ（アンチローリングタンク）
３１ａ ウイングタンク
３１ｂ ダクト
３１ｃ 通風筒
３１ｄ エアバルブ
３１ｅ エアダクト
３１ｆ エアバルブ
３２ 注水手段
３２ａ 海水吸入口
３２ｂ 注水配管
３２ｃ 吸入ポンプ
３２ｄ 開閉弁
３２ｅ バラスト水処理装置
３３ 排水手段
３３ａ 排水配管
３３ｂ 開閉弁
３４ 貯水タンク
３５ 水源
Ｒ１〜Ｒ３ 航行区間
Ｔｗ 波周期
α 第一横揺れ角
β 第二横揺れ角

Claims (12)

1. アンチローリングタンクを搭載した船舶の減揺装置であって、
   前記アンチローリングタンク内に水を供給する注水手段と、
   前記アンチローリングタンク内の水を排出する排水手段と、
   前記注水手段及び前記排水手段の切り替えを制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記アンチローリングタンクに注水した方がよいか又は前記アンチローリングタンクを排水した方がよいかを、前記船舶の積荷状態から判断するように構成されている、
   ことを特徴とする船舶の減揺装置。
2. 前記制御装置は、前記アンチローリングタンク内に水を溜めた注水状態の波周期に対する前記船舶の第一横揺れ角及び前記アンチローリングタンク内の水を空にした排水状態の波周期に対する前記船舶の第二横揺れ角を算出し、前記第一横揺れ角の方が前記第二横揺れ角よりも小さい範囲を有効範囲として算出し、前記有効範囲の広さに基づいて、前記アンチローリングタンクの注排水を判断するように構成されている、請求項１に記載の船舶の減揺装置。
3. 前記制御装置は、前記アンチローリングタンク内に水を溜めた注水状態の波周期に対する前記船舶の第一横揺れ角及び前記アンチローリングタンク内の水を空にした排水状態の波周期に対する前記船舶の第二横揺れ角を算出し、前記第一横揺れ角の最大値に対する前記第二横揺れ角の最大値の比率に基づいて、前記アンチローリングタンクの注排水を判断するように構成されている、請求項１に記載の船舶の減揺装置。
4. 前記注水手段は、船底に配置された海水吸入口と、該海水吸入口と前記アンチローリングタンクとを連結する注水配管と、該注水配管に配置された吸入ポンプと、前記注水配管に配置された開閉弁と、を備える、請求項１に記載の船舶の減揺装置。
5. 前記注水配管は、バラスト水処理装置に接続されている、請求項４に記載の船舶の減揺装置。
6. 前記排水手段は、ヒーリングタンク又はバラストタンクと前記アンチローリングタンクとを連結する排水配管と、該排水配管に配置された開閉弁と、を備える、請求項１に記載の船舶の減揺装置。
7. 前記注水手段又は前記排水手段は、前記船舶に搭載された貯水タンクに接続されている、請求項１に記載の船舶の減揺装置。
8. 前記注水手段は、陸上施設に配置された水源に接続可能に構成されている、請求項１に記載の船舶の減揺装置。
9. 請求項１〜８に記載された船舶の減揺装置を備えた、ことを特徴とする船舶。
10. アンチローリングタンクを搭載した船舶の減揺方法であって、
    前記アンチローリングタンク内に注水した方がよいか又は前記アンチローリングタンク内を排水した方がよいかを、前記船舶の積荷状態から判断するようにした、
    ことを特徴とする船舶の減揺方法。
11. 前記アンチローリングタンク内に水を溜めた注水状態の波周期に対する前記船舶の第一横揺れ角及び前記アンチローリングタンク内の水を空にした排水状態の波周期に対する前記船舶の第二横揺れ角を算出し、前記第一横揺れ角の方が前記第二横揺れ角よりも小さい範囲を有効範囲として算出し、前記有効範囲の広さに基づいて、前記アンチローリングタンクの注排水を判断するようにした、請求項１０に記載の船舶の減揺方法。
12. 前記アンチローリングタンク内に水を溜めた注水状態の波周期に対する前記船舶の第一横揺れ角及び前記アンチローリングタンク内の水を空にした排水状態の波周期に対する前記船舶の第二横揺れ角を算出し、前記第一横揺れ角の最大値に対する前記第二横揺れ角の最大値の比率に基づいて、前記アンチローリングタンクの注排水を判断するようにした、請求項１０に記載の船舶の減揺方法。

Images