JP2023112446A - 貨物船 - Google Patents

Abstract

【課題】 エタノール等を燃料とする貨物船を提供することにある。【解決手段】 貨物船１は、貨物を積載するための複数の貨物艙１１と、船体２の船首部分の甲板上に設けられ、居住区を備えるブリッジ３と、船体２の船尾部分に設けられ、ポッド推進器で構成される推進装置４と、船体２の幅方向の外側に配置され、推進装置４の燃料としてエタノール又はメタノールを蓄え、シングルハルに構成される燃料タンク１２と、船外から水を取り込むポンプ７とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、貨物を運搬する貨物船に関する。

一般に、貨物を運搬する貨物船が知られている。例えば、荷役効率を高めることで、二酸化炭素の排出量を少なくするばら積み貨物船が開示されている（特許文献１参照）。また、多くの貨物船は、燃料として、化石燃料が使用されている。

特開２０１３－１８０６９２号公報

しかしながら、地球環境への影響が懸念される二酸化炭素の排出を削減する観点から、化石燃料ではない燃料を使用する貨物船が求められる。
本発明の実施形態の目的は、エタノール等を燃料とする貨物船を提供することにある。

本発明の観点に従った貨物船は、貨物を積載するための複数の貨物艙と、船体の船首部分の甲板上に設けられ、居住区を備える構造物と、前記船体の船尾部分に設けられ、ポッド推進器で構成される推進装置と、前記船体の幅方向の外側に配置され、前記推進装置の燃料としてエタノール又はメタノールを蓄え、シングルハルに構成される燃料タンクと、船外から水を取り込むポンプとを備える。

本発明の実施形態によれば、エタノール等を燃料とする貨物船を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る貨物船の構成を示す側面図。 第１の実施形態に係る船体の内部の構成を示す上面図。 第１の実施形態に係る貨物船の貨物艙の部分を示す構成図。 第１の実施形態に係る電動油圧型のポンプの構成を示す簡易図。 第１の実施形態に係る電動型のポンプの構成を示す簡易図。 第１の実施形態に係るポンプスペースの内部の構成を示す構成図。 本発明の第２の実施形態に係る貨物船の構成を示す側面図。 第２の実施形態に係る船体の内部の構成を示す上面図。 本発明の第３の実施形態に係る貨物船の構成を示す側面図。 第３の実施形態に係る船体の内部の構成を示す上面図。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る貨物船１の構成を示す側面図である。図２は、本実施形態に係る船体２の内部の構成を示す上面図である。図２中の点線は、船底の形状を表している。図３は、本実施形態に係る貨物船１の貨物艙１１の部分を示す構成図である。なお、図面における同一部分には同一符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

貨物船１は、貨物を運搬する船舶である。貨物船１は、ばら積み貨物船又はタンカー等であるが、どのような貨物を運搬する船舶でもよい。例えば、貨物船１は、自動車運搬船又はコンテナ船でもよい。ここでは、貨物船１は、主に、ばら積み貨物船又はタンカーの配置を採用した船型で説明する。

貨物船１は、エタノールを燃料とする船舶である。燃料は、純度の高いエタノールに限らず、植物から生成されるバイオエタノールでもよい。さらに、燃料として、エタノールの代わりに、メタノールを用いてもよい。以降では、燃料をエタノールとして説明する。また、貨物船１は、化石燃料を使用しないことが望ましいが、一部に化石燃料を用いてもよい。例えば、推進力を得るための主機以外の機器（補機等）に化石燃料を用いてもよい。ここでは、貨物船１は、海洋を航行する船舶として説明するが、河川又は湖を航行する船舶でもよい。

貨物船１は、船体２、ブリッジ３、推進装置４、発電機５、２つの液化装置６、及び、複数のポンプ７を備える。船体２は、複数の貨物艙１１、２つの燃料タンク１２、機関室１３、複数のバラストタンク１４、及び、２つのポンプスペース１５を含む。

ブリッジ３は、貨物船１の船首部分の甲板上に設けられる。ブリッジ３は、船員が居住する居住区を備える構造物である。ブリッジ３は、貨物艙１１の真上に位置しないように設けられる。ブリッジ３は、船首部分に設けるために、船舶の船尾部分に設けられた一般的なブリッジよりも小型化されていてもよい。ブリッジ３を船首部分に設けることで、前方の見通しが向上し、船尾部分の甲板上に機器類を実装するスペースを増やすことができ、さらに貨物スペースをかさ上げすることができる。

ここで、船首部分は、貨物艙１１が設けられる区画よりも船首側、又は、貨物船１の長手方向を３等分した最も船首側に位置する部分でもよいし、その他に、当業者にとって、船首部分と認められる部分であればよい。同様に、船尾部分は、貨物艙１１が設けられる区画よりも船尾側、貨物船１の長手方向を３等分した最も船尾側に位置する部分、又は、当業者にとって、船尾部分と認められる部分のいずれでもよい。

推進装置４は、船体２の船尾部分の下部に設けられる。推進装置４は、ポッド推進器である。ポッド推進器は、ポッド（繭）形状をしており、プロペラが取り付けられている。ポッド推進器に内蔵されたモータによりプロペラが回転する。これにより、貨物船１の推進力が得られる。ポッド推進器は、船体２に対して水平方向に回転することで、貨物船１の進行方向を任意の方向に変更する。したがって、ポッド推進器は、舵の役割を持つため、舵を設ける必要がない。また、推進装置４としてポッド推進器を採用することで、推進力を得るための重油炊きエンジンを採用する船舶と比較して、機関室１３を小さくできる。

推進装置４は、１つのポッド推進器による１軸ポッド推進を採用した１軸船でもよいし、２つのポッド推進器による２軸ポッド推進を採用した２軸船でもよい。２軸ポッド推進を採用することで、主機の２重化をすることができるため、貨物船１の安全航行を確保することができる。また、貨物船１を２軸船とすることで、貨物船１の船尾部分が１軸船よりも広くなるため、船尾部分の機器類の実装スペースを増やすことができる。

発電機５は、船体２の船尾部分の甲板上に設けられる。発電機５は、エタノールを燃料とする発電機である。発電機５は、発電した電力を推進装置４に供給する。即ち、発電機５は、推進装置４の電源である。発電機５は、推進装置４以外に電力供給してもよい。例えば、発電機５は、ディーゼル発電機であるが、エタノールを燃料とする発電機であれば、どのような発電機でもよい。

液化装置６は、燃料タンク１２又は貨物艙１１の上部に設けられる。液化装置６は、燃料タンク１２に貯蔵されているエタノールが気化したガスを清水又は海水により冷却して再液化する。燃料タンク１２の内部でガス化したエタノールを再液化することで、燃料タンク１２の内部圧力が過剰に上昇するのを防止し、大気中にエタノールガスが放散するのを防止する。なお、液化装置６に限らず、燃料タンク１２の内部圧力が過剰状態になるのを防止できれば、どのような機器を設けてもよい。例えば、液化装置６の代わりに、燃料タンク１２の内部で気化したエタノールを外部に放出するベントの役割を果たす安全弁が設けられてもよい。

ポンプ７は、貨物艙１１に隣接する船首側及び船尾側のポンプスペース１５に設けられる。なお、ポンプ７は、燃料タンク１２に設けられてもよい。船首側又は船尾側のいずれか一方のポンプスペース１５に、全てのポンプ７が設けられてもよい。ポンプ７は、船内で利用するために海水（自然界の水）を船外から取り込むための機器である。ポンプ７は、全体的に垂直方向に延びる棒形状で、船底から水を垂直方向に吸い上げる。ポンプ７は、吸い上げた水が流れる垂直方向に延びる配管の機能を備える。したがって、ポンプ７は、船底から甲板までの垂直方向に延びるスペースがあれば、水平方向（例えば、貨物船１の長手方向又は長手方向と垂直である幅方向）が狭いスペースでも実装できる。例えば、ポンプ７は、駆動部分（インペラ等）が没水する没水型（ディープウェル型又はサブマージド型等）ポンプである。ポンプ７は、ポンプスペース１５のような限定されたスペースに実装できれば、どのようなポンプでもよい。したがって、没水型ポンプと共に床置き型ポンプが設けられてもよい。

例えば、ポンプ７で取水された水（海水）は、次のように利用される。１つ目は、発電機５などの各種機器を冷却するための冷却水として使用される。２つ目は、船内全域を網羅的に敷設された配管を常時循環させ、火災の消化用の水として使用される。３つ目は、バラストタンク１４に溜める水として使用される。なお、各ポンプ７は、上記３つのうちいずれか１つ以上の目的に使用されてもよいし、上記３つの目的以外の目的で使用されてもよい。

図４及び図５を参照して、ポンプ７の２つの構成例を説明する。なお、ここで説明する構成は、説明の便宜上、簡略化しているため、実際のポンプの構成とは厳密に一致しないことがある。

図４は、本実施形態に係る電動油圧型ポンプ７ａの構成を示す簡易図である。
ポンプ７ａは、制御部７１ａ、モータ７２ａ、インペラ７３ａ、及び、配管７４ａを備える。制御部７１ａは、ポンプ７ａの上部に設けられる。モータ７２ａ及びインペラ７３ａは、ポンプ７ａの下部に設けられ、使用状態では水没する。

モータ７２ａは、油圧モータである。制御部７１ａは、油圧により、モータ７２ａを制御する。モータ７２ａが駆動することで、モータ７２ａの回転軸に接続されたインペラ７３ａが回転する。インペラ７３ａの回転により、吸い上げられた水は、配管７４ａを通って、ポンプ７ａの上部（例えば、甲板の上）から排出される。

図５は、本実施形態に係る電動型ポンプ７ｂの構成を示す簡易図である。
ポンプ７ｂは、制御部７１ｂ、モータ７２ｂ、インペラ７３ｂ、及び、配管７４ｂを備える。なお、制御部７１ｂは、ポンプ７ｂの一部ではなく、ポンプ７ｂとは別の機器でもよい。モータ７２ｂは、ポンプ７ｂの上部に設けられる。インペラ７３ｂは、ポンプ７ｂの下部に設けられ、使用状態では水没する。

モータ７２ｂは、電動モータである。制御部７１ｂは、モータ７２ｂを制御する。モータ７２ｂが駆動することで、モータ７２ｂの回転軸に接続されたインペラ７３ｂが回転する。インペラ７３ｂの回転により、吸い上げられた水は、配管７４ｂを通って、ポンプ７ｂの上部（例えば、甲板の上）から排出される。

図４及び図５に示すように、垂直方向に延びる長軸のポンプを採用することで、船体２内でのポンプ７のための配管スペースを無くし、ポンプスペース１５の広さを抑制することができる。

貨物艙１１は、貨物船１で運搬する貨物を積載する容器の役割を果たす。なお、貨物艙１１は、タンクでもよい。貨物艙１１が設けられる区画は、貨物船１の長手方向の中央部分を中心として、貨物船１の大部分を占める。貨物艙１１に収容する貨物は、気体、液体又は固体のいずれでもよい。貨物船１は、全ての貨物艙１１の合計容量を多くすることで、貨物の積載量を増やすことができる。

燃料タンク１２は、貨物船１の船体２の幅方向の最も外側に位置し、貨物艙１１が設けられる区画の両舷にそれぞれ設けられる。具体的には、燃料タンク１２は、最も船尾側に位置する２つの貨物艙１１のそれぞれの外側に設けられる。燃料タンク１２は、一重船殻（シングルハル）構造である。燃料タンク１２は、貨物船１の燃料であるエタノールが蓄えられるタンクである。ここで、燃料タンク１２に蓄えられる燃料は、エタノールである。エタノールは、海洋に流出しても、環境への影響が少ない。したがって、燃料タンク１２は、シングルハル構造にすることができる。なお、航続距離を確保する等の理由により、燃料タンク１２の積載容量を増やすために、貨物艙１１が設けられる区画の一部又はバラストタンク１４に燃料タンク１２が設けられる区画を増設してもよい。

機関室１３は、貨物船１の航行に関連する機器類が設置される部屋である。例えば、機関室１３には、推進装置４を操作又は制御するための機器類が設置される。

バラストタンク１４は、図３に示すように、貨物艙１１を取り囲むように、両舷及び船底に設けられる。したがって、貨物艙１１は、外側にバラストタンク１４が設けられた二重船殻（ダブルハル）構造である。バラストタンク１４は、内部に水（バラスト水）を蓄えることで、貨物船１の姿勢を制御するタンクである。

ポンプスペース１５は、貨物艙１１が設けられる区画に隣接して、船首側と船尾側にそれぞれ設けられる。具体的には、船首側のポンプスペース１５は、最も船首側に位置する貨物艙１１の船首側に隣接して設けられる。船尾側のポンプスペース１５は、最も船尾側に位置する貨物艙１１の船尾側に隣接して設けられる。例えば、ポンプスペース１５は、タンカーで貨物艙１１が設けられる区画と他の区画の間に設けられるコッファダムでもよい。したがって、ポンプスペース１５は、貨物艙１１が設けられる区画に隣接して設けられれば、何処に設けられてもよい。

なお、ポンプスペース１５は、船底から甲板までの垂直方向に延びるスペースがあれば、水平方向が狭いスペースでもよい。即ち、ポンプスペース１５は、垂直方向に延びるポンプ７を設置できれば、何処に設けてもよい。したがって、船体２において、利用価値の少ないデッドスペースをポンプスペース１５にすることで、船体２の限られたスペースを有効利用できる。例えば、貨物船１を２軸船にすることで、１軸船よりも船体２の船尾側のスペースが広くなる。これにより、ポンプスペース１５は、船体２の船尾側に確保し易くなる。

図６を参照しては、船尾側のポンプスペース１５の内部の構成を説明する。なお、船首側のポンプスペース１５は、両舷に燃料タンク１２が位置していない点以外は、船尾側のポンプスペース１５と同様の構成である。

船尾側のポンプスペース１５の両舷には、燃料タンク１２が位置する。燃料タンク１２の代わりに、単なる空洞が設けられてもよい。ポンプスペース１５の左舷（又は右舷）の下部には、燃料タンク１２を貫通して外部（例えば、海）から水（例えば、海水）を取り入れるための高位の海水箱（取水口）３１が設けられる。また、ポンプスペース１５の船底には、もう１つの低位の海水箱３１が設けられる。

船内に水を取り入れる場合、高位の海水箱３１又は低位の海水箱３１のうち一方を開口する。通常は、船底に設けられた低位の海水箱３１を開口する。貨物船１が浅瀬にいる場合、船底にある海水箱３１を開口すると、水と共に泥等を一緒に船内に取り込む恐れがある。このような場合は、船体２の側面に設けられた高位の海水箱３１を開口する。

海水箱３１からポンプスペース１５に取り込まれた水は、ストレーナ３３により濾過される。これにより、取り込まれた水からゴミ等が取り除かれる。濾過された水は、ポンプ７の設置された船底部分に送り込まれる。ポンプ７は、濾過された水をポンプスペース１５の上に位置する甲板３２の上まで吸い上げる。ポンプ７で吸い上げられた水は、甲板上に設けられた配管網を通り、各種用途に応じて、船内の各箇所（バラストタンク１４等）に供給される。

本実施形態によれば、重油を燃料とする同規模の貨物船と同等の出力で同等の貨物の最大積載量を有し、エタノールを燃料とする貨物船１を提供することができる。

ここで、エタノールを燃料とする貨物船１は、重油を燃料とする貨物船と同等の出力を得るためには、燃料の量が約２倍必要になる。このため、燃料タンク１２は、重油を燃料とする燃料タンクの約２倍の容量が必要となる。

ブリッジ３を船首部分に設けることで、船尾部分の甲板上に新たなスペースを確保する。これにより、発電機５等を甲板上に設けることができる。貨物船１の推進装置４としてポッド推進器を採用することで、船尾部分に設けられる機関室の大きさを小さくする。燃料タンク１２をシングルハル構造とすることで、ダブルハル構造よりも設置スペースが小さくなる。これにより、燃料タンク１２を貨物艙１１の両舷に配置することができる。このようにして、貨物艙１１が設けられる区画を確保しながら、燃料タンク１２の容量を大きくすることができる。

また、取水するためのポンプ７として、全体的に垂直方向に延びる棒形状で、吸い上げた水が流れる垂直方向に延びる配管の機能を備えるポンプ（例えば、没水型ポンプ）を採用することで、床置き型ポンプを設置するポンプ室と比較して、ポンプ７を設置するポンプスペース１５を小さくすることができる。

（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る貨物船１Ａの構成を示す側面図である。図８は、本実施形態に係る船体２Ａの内部の構成を示す上面図である。図８中の点線は、船底の形状を表している。

貨物船１Ａは、第１の実施形態に係る貨物船１において、船体２の代わりに、ポンプスペース１５を１つにして位置を変更した船体２Ａを設けた点以外は、第１の実施形態と同様である。

ポンプスペース１５は、貨物艙１１が設けられる区画に設けられる。具体的には、ポンプスペース１５は、最も船尾側に位置する貨物艙１１と、この貨物艙１１と船首側で隣接する貨物艙１１との間に設けられる。なお、ポンプスペース１５は、貨物艙１１が設けられる区画であれば、何処に設けてもよい。例えば、互いに隣接する２つの貨物艙１１の間に、ポンプスペース１５を設けることで、２つの貨物艙１１を仕切る仕切り板の役割を兼ねてもよい。

コッファダム１６は、貨物艙１１が設けられる区画と他の区画の間に設けられるスペースである。なお、コッファダム１６は、貨物艙１１の種類に応じて、設けられるが、無くてもよい。また、コッファダム１６には、任意の機器類が設置されてもよい。

本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、第１の実施形態に係るポンプスペース１５と比較して、１つのポンプスペース１５の広さを大きく確保することができる。

貨物船１Ａの形状は、船首側及び船尾側が長手方向の中央部分に比べて細い。貨物の積載量を多くするために、貨物艙１１が設けられる区画は、貨物艙１１の幅方向が広い中央部分に設けられる。このため、ポンプスペース１５を船首側及び船尾側に設けた場合、ポンプスペース１５の特に幅方向の広さが確保し難く、１つのポンプスペース１５に設けられるポンプ７の数が少なくなる。したがって、貨物艙１１が設けられる区画にポンプスペース１５を設けることで、１つのポンプスペース１５に設けられるポンプ７の数を多くすることができる。

また、ポンプスペース１５は、貨物艙１１が設けられる区画の何処に設けてもよい。例えば、ポンプスペース１５は、互いに隣接する２つの貨物艙１１の間に設けることで、貨物艙１１の配置にほとんど影響を与えることなく設けることができる。これにより、ポンプスペース１５の位置を考慮せずに、貨物艙１１を任意の配置にすることができる。なお、ポンプスペース１５は、１つが望ましいが、２つ以上設けられてもよい。

（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態に係る貨物船１Ｂの構成を示す側面図である。図１０は、本実施形態に係る船体２Ｂの内部の構成を示す上面図である。図１０中の点線は、船底の形状を表している。

貨物船１Ｂは、第１の実施形態に係る貨物船１において、船体２の代わりに、船体２Ａを設けたものである。船体２Ａは、第１の実施形態に係る船体２において、ポンプ７を設置するポンプスペース１５の代わりに、ポンプ７Ｂを設置するポンプ室１７を設けたものである。その他の点は、第１の実施形態と同様である。

ポンプ室１７は、最も船尾側に位置する貨物艙１１Ｂの一部の底面の下に設けられる。ポンプ室１７には、ポンプ７Ｂが設置される。例えば、ポンプ７Ｂは、床置き型である。なお、ポンプ７Ｂは、どのようなものでもよい。

ポンプ室１７の上に位置する貨物艙１１Ｂの底面は、下にポンプ室１７が位置する部分と下にポンプ室１７が位置しない部分がある。ポンプ室１７が位置する底面は、ポンプ室１７が位置しない底面よりも高い。ポンプ室１７が位置する底面には、ポンプ室１７が位置しない底面側が低くなるような傾斜ＳＬが設けられる。

傾斜ＳＬを設けることにより、ポンプ室１７が位置する底面に積載された貨物は、ポンプ室１７が位置しない底面に向かって移動するように重力が働く。これにより、貨物が液体又は粉状のものであれば、貨物艙１１Ｂ内の貨物の量が少なくなった場合に、ポンプ室１７が位置しない底面に全ての貨物が溜まるようになる。これにより、貨物艙１１Ｂに収容される貨物を取り残さず全て搬出することが容易になる。

本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果が得られる。また、第１の実施形態に係るポンプスペース１５の代わりに、ポンプ室１７を設けることで、床置き型ポンプ７Ｂを設けることができる。これにより、第１の実施形態に係るポンプ７と異なる種類のポンプ７Ｂを採用することができる。

なお、追加の利点及び修正について当業者により容易に生じることがある。したがって、そのより広い態様における本発明は、本明細書に示して説明される特定の詳細で代表的な実施形態に限定されない。したがって、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物により定義される一般的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができる。

１…貨物船、２…船体、３…ブリッジ、４…推進装置、５…発電機、６…液化装置、７…ポンプ、１１…貨物艙、１２…燃料タンク、１３…機関室、１４…バラストタンク、１５…ポンプスペース。

Claims (10)

1. 貨物を積載するための複数の貨物艙と、
   船体の船首部分の甲板上に設けられ、居住区を備える構造物と、
   前記船体の船尾部分に設けられ、ポッド推進器で構成される推進装置と、
   前記船体の幅方向の外側に配置され、前記推進装置の燃料としてエタノール又はメタノールを蓄え、シングルハルに構成される燃料タンクと、
   船外から水を取り込むポンプと
   を備えることを特徴とする貨物船。
2. 前記ポンプは、全体的に垂直方向に延びる棒形状で、吸い上げた水が流れる垂直方向に延びる配管の機能を備えること
   を特徴とする請求項１に記載の貨物船。
3. 前記ポンプは、前記貨物艙に隣接するポンプスペースに設けられること
   を特徴とする請求項２に記載の貨物船。
4. 前記ポンプは、前記貨物艙が設けられる区画に隣接するポンプスペースに設けられること
   を特徴とする請求項２に記載の貨物船。
5. 前記ポンプは、前記貨物艙が設けられる区画に設けられるポンプスペースに設けられること
   を特徴とする請求項２に記載の貨物船。
6. 前記ポンプは、互いに隣接する２つの前記貨物艙の間に設けられるポンプスペースに設けられること
   を特徴とする請求項２に記載の貨物船。
7. 前記ポンプは、前記貨物艙の下に位置するポンプ室に設けられ、床置き型であること
   を特徴とする請求項１に記載の貨物船。
8. 前記推進装置は、２つのポッド推進器で構成されること
   を特徴とする請求項１に記載の貨物船。
9. 前記燃料タンクに蓄えられるエタノール又はメタノールを燃料として発電し、前記推進装置に電力を供給する発電機
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の貨物船。
10. 前記発電機は、前記船体の前記船尾部分の甲板上に設けられたこと
    を特徴とする請求項９に記載の貨物船。

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