JP4714874B2

JP4714874B2 - タンカー用少水量型タンク洗浄装置

Info

Publication number: JP4714874B2
Application number: JP2006085025A
Authority: JP
Inventors: 浩一上田; 博山之内; 健次山根
Original assignee: National Maritime Research Institute
Current assignee: National Maritime Research Institute
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2026-03-27
Also published as: JP2007261290A

Description

本発明は、タンカーのタンク内を洗浄するための装置に関し、特にベンゼンなどの有毒のケミカル荷液を運搬するタンカーの荷液排出後におけるタンク内洗浄を少量の洗浄水で行うのに適したタンカー用少水量型タンク洗浄装置に関する。

従来、タンカーにおけるタンク洗浄手段としては、図７に示すように、噴出方向の異なる複数のノズルｎを備えて、鉛直軸のまわりの回転ａと水平軸まわりの旋回ｂとを行わせるようにした旋回ノズル型の洗浄機が用いられており、多量の洗浄水を必要としていた。特に、有毒液体貨物を輸送するケミカルタンカーでは、複数（８個程度）のタンクの各タンク容積が１５０立方メートル程度の場合でも、洗浄水中の残液濃度が０.１％になるまで洗浄するのに、１個のタンクにつき約１立方メートルの洗浄水を必要としていた。
そして、洗浄後の廃液を陸上で焼却処理するのに多額のコストを必要としていた。
また、タンク洗浄の際には、作業員が各タンク上に洗浄機を運搬し、タンク開口から洗浄機を吊り降ろして操作しなければならず、苛酷な作業を必要としていた。
実開平５−２０９９５号公報

本発明は、タンカーにおける各タンクに洗浄装置を設けて洗浄作業の簡易化を図るとともに、洗浄水の消費量を極力少なくして、廃液処理のコスト低減を図れるようにしたタンカー用少水量型タンク洗浄装置を提供することを課題とする。

本発明のタンカー用少水量型タンク洗浄装置は、複数の荷液用タンクを備えたタンカーにおいて、各タンク頂板上にタンク洗浄機のための格納スペースを備え、同格納スペースの内部のヒンジ機構により水平軸まわりに回動可能に一端部を支持されて上記タンク頂板の開口部を通じタンク内へ垂下可能に設けられた洗浄機主管と、同洗浄機主管内に同軸的に挿入されて同洗浄機主管上の駆動機構により回転駆動される洗浄水供給用軸管と、上記洗浄機主管の上記タンク内への垂下の際に上記軸管の下端部となる部分から直角に張り出して同軸管を通じ洗浄水の供給を受ける肘管と、同肘管の先端部に装着されて同肘管と直角をなす鉛直面に沿い洗浄水を噴出すべく回転可能に設けられた単一方向噴出用ノズル管と、上記軸管の回転に伴い上記ノズル管を緩やかに回転駆動するための減速歯車機構とを備え、上記ノズル管が洗浄水の供給を受けて洗浄作業を開始する際にノズル口を上方へ向けるとともに同ノズル口が下方へ旋回した段階で洗浄水の供給を停止するように洗浄水の供給制御を行う制御系が設定されていることを特徴としている。

また、本発明のタンカー用少水量型タンク洗浄装置は、上記複数の荷液用タンクが、いずれも１００〜２００立方メートルの容積を有するケミカル荷液用タンクとして構成されて、上記ノズル管における単一のノズル口の口径が２.５〜３.５ｍｍに設定されるとともに、上記ノズル管の作動時に加えられる水圧が０.２５〜０.６ＭＰａに設定されており、且つ、タンク洗浄時における上記軸管の軸まわりの角速度が２０〜５０度／秒に設定されるとともに、同ノズル管の上記鉛直面に沿う回転速度が上記軸管の１回転ごとに１〜３度のピッチ角だけ回転するように設定されていることを特徴としている。

さらに、本発明のタンカー用少水量型タンク洗浄装置は、上記タンク頂板の開口部にスライド式開閉蓋が装着されるとともに、上記ヒンジ機構がトルクヒンジとして構成されて、上記開閉蓋の開閉制御および上記トルクヒンジの作動制御ならびに上記洗浄水の供給制御を上記タンカーの船橋における制御器により行えるように制御システムが設けられていることを特徴としている。

また、本発明のタンカー用少水量型タンク洗浄装置は、上記ノズル管が下方へ向けられた洗浄作業終了後に、同ノズル管を上方へ向くように戻して洗浄作業開始可能の状態にリセットするためのノズル管リセット機構が設けられたことを特徴としている。

本発明のタンカー用少水量型タンク洗浄装置では、タンカーの各荷液用タンクの頂板上における格納スペースに、タンク洗浄用ノズル管付き肘管を備えた洗浄水供給用軸管を内蔵する洗浄機主管が、ヒンジ機構を介し格納されていて、タンク洗浄の際には上記洗浄機主管を上記ヒンジ機構によりタンク頂板の開口部を通じて旋回させながらタンク内へ垂下することにより、容易に作業開始の準備を整えることができるので、準備作業のための労力を大幅に低減することができる。

そして、作業開始の際に洗浄水供給用軸管から水平に張り出した肘管の先端部のノズル管を、当初はノズル口が上方に向けられた状態とし、ついで鉛直面に沿い緩やかに旋回させるようにして、上記軸管の回転に伴いタンク頂板内面の洗浄およびタンク側壁内面の洗浄ならびにタンク底面の洗浄の各作用を順次ていねいに施すことが可能になり、このようにして洗浄水の所要量をできるだけ少なくすることにより、廃液の発生量を少なくして廃液処理コストの低減をもたらすことが可能になる。

また、上記複数の荷液用タンクが、いずれも１００〜２００立方メートルの容積を有するケミカルタンカーの場合、タンク洗浄時における上記軸管の軸まわりの角速度が２０〜５０度／秒に設定されるとともに、同ノズル管の上記鉛直面に沿う回転速度が上記軸管の１回転ごとに１〜３度のピッチ角だけ回転するように設定されて、上記ノズル管における単一のノズル口の口径が２.５〜３.５ｍｍに設定されるとともに、上記ノズル管の作動時に加えられる水圧が０.２５〜０.６ＭＰａに設定されていると、従来のノズル口の口径を６〜８ｍｍとした場合に比べて、洗浄廃液中の荷液残留濃度を従来と同程度にするまでの洗浄水所要量を著しく低減できることが実験により明らかにされた。

さらに、上記タンク頂板の開口部にスライド式開閉蓋が装着されるとともに、タンク頂板上の格納スペースに格納された前記洗浄機主管をタンク内へ垂下させるためのヒンジ機構がトルクヒンジとして構成されて、上記開閉蓋の開閉制御および上記トルクヒンジの作動制御ならびに上記洗浄水の供給制御を、上記タンカーの船橋における制御器により行えるようにした制御システムが設けられている場合は、従来、苛酷な作業とされていたタンカーのタンク内洗浄作業を、随時容易に実施することが可能になる。

また、上記ノズル管が下方へ向けられた洗浄作業終了後に、同ノズル管を上方へ向くように戻して、洗浄作業を開始できる状態にリセットするためのノズル管リセット機構が設けられている場合は、本装置の再使用のための準備が大幅に簡便化されるようになる。

図１は本発明の一実施例としてのタンカー用少水量型タンク洗浄装置を備えたケミカルタンカーの縦断面図、図２は図１のＡ部について主要部分を拡大して示す縦断面図、図３は図２に対応させて本装置の使用状態を示す縦断面図、図４はタンク内壁を展開してノズルによる洗浄水の噴射衝突の軌跡を示す展開図、図５は本装置を船橋で制御するための制御系を示すブロック図、図６は洗浄水量と排水中の有毒液体濃度とについて模型タンク実験結果を示すグラフである。

図１および図２に示すように、左右舷にそれぞれ４個ずつ荷液用タンクＴを備えたケミカルタンカーにおいて、各タンクＴの上方にタンク洗浄機Ｋが設けられており、同洗浄機Ｋは、タンク頂板としての上甲板１上に設けられた格納庫２内の格納スペースにおいて、上甲板付きトルクヒンジ機構３により、上端部を水平軸まわりに回動可能に装着された洗浄機主管４を備えている。

そして、洗浄機主管４は、ヒンジ機構３を介し旋回することにより、タンク頂板としての上甲板１におけるスライド式開閉蓋５ａ付き開口部５を通じタンクＴ内へ垂下されるように構成されている。

また、洗浄機主管４内に同軸的に挿入されて軸受４ａ，４ｂにより支えられた洗浄水供給用軸管６が、洗浄機主管４上の回転駆動機構30（防爆型モーターＭ）により回転駆動されるように設けられている。

図３に示すとごく、タンクＴ内への挿入時に軸管６の下端部となる部分から直角に張り出した肘管７が設けられ、同肘管７の先端部には、タンクＴ内での作動時に肘管７と直角をなす鉛直面に沿い回転駆動される単一方向噴出用ノズル管８ａを備えたノズル部材８が装着されている。

肘管７を中心とするノズル管８ａの鉛直面に沿う旋回駆動は、図３に示すように、洗浄機主管４の下端部の軸受４ｂに同心的に固着された固定歯車としてのスグバ傘歯車９と、同スグバ傘歯車９に噛合して肘管７と同心的に回転可能に支持されるスグバ傘歯車10と、同スグバ傘歯車10の軸系に構成された多数の歯車からなる減速歯車機構11とにより、大幅に減速して行われるようになっている。

各タンクＴが１００〜２００立方メートルの容積を有するケミカル荷液用タンクの場合、軸管６の回転速度（角速度）は２０〜５０度／秒に設定されており、またノズル管８ａの鉛直面に沿う回転速度は軸管６の１回転ごとに１〜３度のピッチ角だけ回転するように設定されている。そして、ノズル管８ａのノズル口径は２.５〜３.５ｍｍに設定され、ノズル管８ａの作動時に加えられる水圧は、０.２５〜０.６ＭＰａに設定されている。

なお、ノズル管８ａへの洗浄水の供給は、図３に示すように、洗浄機主管４の内部へポンプ31（図１および図５参照）からＴ継手12を介し流入する洗浄水が、軸管６の管壁に形成された通孔６ａを介し軸管６内へ流入するとともに、肘管７内へ流入して、さらにノズル部材８へ導かれることにより行われる。なお、図１に示すようにポンプ31は、清水タンクＳから清水としての洗浄水を本装置へ供給するようになっている。

また、図１に示す船橋14には、図５に示すように、本装置のための制御器15が設けられて、スライド式開閉蓋５の開閉を行う駆動機構16の制御およびトルクヒンジ機構３の回動制御ならびに軸管６を回転させるための回転駆動機構30の制御、洗浄機主管４および軸管６への洗浄水供給のためのポンプ31の制御は、制御器15によって遠隔的に行われる。

上述の本実施例のタンカー用少水量型タンク洗浄装置では、タンカーの各荷液用タンクＴの頂板としての上甲板１上における格納庫２の格納スペースに、タンク洗浄用ノズル管８ａ付き肘管７を備えた洗浄水供給用軸管６を内蔵する洗浄機主管４が、トルクヒンジ機構３を介し格納されていて、タンクＴ内の洗浄の際には、洗浄機主管４をヒンジ機構３によりタンク頂板の開口部５を通じて旋回させながらタンクＴ内へ垂下することにより、容易に作業開始の準備を整えることができるので、準備作業のための労力を大幅に低減することができる。

そして、作業開始の際に洗浄水供給用軸管６から水平に張り出した肘管７の先端部のノズル管８ａを、当初はノズル口が上方に向けられた状態とし、ついで鉛直面に沿い緩やかに旋回させるようにして、軸管６の回転に伴い、図４に示す捜査線20のごとくタンク頂板の内面21の洗浄およびタンク側壁内面22の洗浄ならびにタンク底面23の洗浄の各作用をゆっくりと順次丁寧に施すことが可能になり、このようにして洗浄水の所要量をできるだけ少なくすることにより、廃液の発生量を少なくして廃液処理コストの低減をもたらすことが可能になる。

また、複数の荷液用タンクＴが、いずれも１００〜２００立方メートルの容積を有するケミカルタンカーの場合、タンク洗浄時における軸管６の軸まわりの角速度が２０〜５０度／秒に設定されるとともに、ノズル管８ａの鉛直面に沿う回転速度が軸管６の１回転ごとに１〜３度のピッチ角だけ回転するように設定されて、ノズル管８ａにおける単一のノズル口の口径が２.５〜３.５ｍｍに設定されるとともに、ノズル管８ａの作動時に加えられる水圧が０.２５〜０.６ＭＰａに設定されているので、従来のノズル口の口径を６〜８ｍｍとした場合に比べて、洗浄廃液中の荷液残留濃度を従来と同程度にするまでの洗浄水所要量を著しく低減できることが、図６に示す実験結果により明らかになっている。

さらに、タンク頂板の開口部５にスライド式開閉蓋５ａが装着されるとともに、タンク頂板上の格納庫２に格納された洗浄機主管４をタンクＴ内へ垂下させるためのヒンジ機構がトルクヒンジ３として構成されて、開閉蓋５の開閉制御およびトルクヒンジ３の作動制御ならびに洗浄水の供給制御を、タンカーの船橋14における制御器15により行えるようにした制御システムが設けられているので、従来、苛酷な作業とされていたタンカーのタンク内洗浄作業を、随時容易に実施することが可能になる。

また、ノズル管８ａが下方へ向けられた洗浄作業終了後に、同ノズル管８ａを上方へ向くように戻して、洗浄作業を開始できる状態にリセットするためのノズル管リセット機構が設けられていると、本装置の再使用のための準備が大幅に簡便化されるようになる。

なお、ノズル管８ａのリセット機構としては、洗浄機主管４の回転駆動機構30を用いるようにしてもよいが、軸受４ｂの外周部に支えられた図示しないバネ式復帰機構によりノズル管８ａが真下に向けられた状態になると自動的に上方へ向く状態へ戻されるようにしてもよい。

本発明の一実施例としてのタンカー用少水量型タンク洗浄装置を備えたケミカルタンカーの縦断面図である。図１のＡ部について主要部分を拡大して示す縦断面図である。図２に対応させて上記装置の使用状態を示す縦断面図である。タンク内壁を展開してノズルによる洗浄水の噴射衝突の軌跡を示す展開図である。上記装置を船橋で制御するための制御系を示すブロック図である。洗浄水量と排水中の有毒液体濃度とについて模型タンク実験結果を示すグラフである。従来のタンク洗浄用ノズル装置の斜視図である。

符号の説明

１上甲板（タンク頂板）
２格納庫
３トルクヒンジ機構
４洗浄機主管
４ａ，４ｂ軸受
５開口部
５ａ開閉蓋
６洗浄水供給用軸管
６ａ通孔
７肘管
８ノズル部材
８ａノズル管
９，10 スグバ傘歯車
11 減速歯車機構
12 Ｔ継手
14 船橋
15 制御器
16 スライド式開講蓋の駆動機構
20 走査線
21 タンク頂板の内面
22 タンク側壁の内面
23 タンク底面
30 回転駆動機構
31 ポンプ
32 ノズル位置確認用センサー
Ｋタンク洗浄機
Ｓ清水タンク
Ｔ荷液用タンク

Claims

複数の荷液用タンクを備えたタンカーにおいて、各タンク頂板上にタンク洗浄機のための格納スペースを備え、同格納スペースの内部のヒンジ機構により水平軸まわりに回動可能に一端部を支持されて上記タンク頂板の開口部を通じタンク内へ垂下可能に設けられた洗浄機主管と、同洗浄機主管内に同軸的に挿入されて同洗浄機主管上の駆動機構により回転駆動される洗浄水供給用軸管と、上記洗浄機主管の上記タンク内への垂下の際に上記軸管の下端部となる部分から直角に張り出して同軸管に通じ洗浄水の供給を受ける肘管と、同肘管の先端部に装着されて同肘管と直角をなす鉛直面に沿い洗浄水を噴出すべく回転可能に設けられた一方向噴出用ノズル管と、上記軸管の回転に伴い上記ノズル管を緩やかに回転駆動するための減速歯車機構とを備え、上記ノズル管が洗浄水の供給を受けて洗浄作業を開始する際にノズル口を上方へ向けるとともに同ノズル口が下方へ旋回した段階で洗浄水の供給を停止するように洗浄水の供給制御を行う制御系が設定されていることを特徴とする、タンカー用少水量型タンク洗浄装置。
上記複数の荷液用タンクが、いずれも１００〜２００立方メートルの容積を有するケミカル荷液用タンクとして構成されて、上記ノズル管における単一のノズル口の口径が２.５〜３.５ｍｍに設定されるとともに、上記ノズル管の作動時に加えられる水圧が０.２５〜０.６ＭＰａに設定されており、且つ、タンク洗浄時における上記軸管の軸まわりの角速度が２０〜５０度／秒に設定されるとともに、同ノズル管の上記鉛直面に沿う回転速度が上記軸管の１回転ごとに１〜３度のピッチ角だけ回転するように設定されていることを特徴とする、請求項１に記載のタンカー用少水量型タンク洗浄装置。
上記タンク頂板の開口部にスライド式開閉蓋が装着されるとともに、上記ヒンジ機構がトルクヒンジとして構成されて、上記開閉蓋の開閉制御および上記トルクヒンジの作動制御ならびに上記洗浄水の供給制御を上記タンカーの船橋における制御器により行えるように制御システムが設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載のタンカー用少水量型タンク洗浄装置。
上記ノズル管が下方へ向けられた洗浄作業終了後に、同ノズル管を上方へ向くように戻して洗浄作業開始可能の状態にリセットするためのノズル管リセット機構が設けられたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載のタンカー用少水量型タンク洗浄装置。