JP5510648B2

JP5510648B2 - 浚渫船

Info

Publication number: JP5510648B2
Application number: JP2010086910A
Authority: JP
Inventors: 克昌竹内; 裕治井上
Original assignee: Toyo Construction Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-04-05
Filing date: 2010-04-05
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-04-05
Also published as: JP2011219925A

Description

本発明は、水底の掘削を行う浚渫船に関するものである。

一般に、浚渫船は、図１に示すように、船尾に幅方向に間隔を置いて配置される一対のスパッド２、２を備えると共に、船首に上下方向に昇降自在のラダー３を備えている。また、ラダー３の先端部にカッター４が設けられている。そして、各スパッド２、２を水底に打ち込み、この打ち込んだスパッド２、２を中心として船本体１０を左右にスイングさせることでラダー先端のカッター４を移動させ、船本体１０に設けたポンプ（図示略）によりラダー３の先端側から土砂を吸い上げるものである。

また、近年、浚渫船には運転監視システムが備えられており、該運転監視システムは、運転状況モニタリング、ＧＰＳを利用した船位測定、カッター軌跡のモニタ表示、潮位伝送及び無線ＬＡＮ画像伝送等で構成されている。この運転監視システムにより高精度かつ高効率な操船が可能となっている。
そこで、上述したカッター軌跡のモニタ表示には、ラダー先端のカッターを深度測定する必要があるが、従来では、この一手段として、ラダーに、長手方向に間隔を置いて水圧センサーを２台備え、各水圧センサーの計測結果に基いてラダー先端のカッターの深度を計測していた。

しかしながら、上述した水圧センサーによる計測方法では、水圧センサーが波による圧力も検出するために海象状況によってはラダーを実際に上下動させなくても表示画面上でカッター先端の深度が変化する状況が発生していた。また、水圧センサーの受圧面に突発的な衝撃が加わるとゼロ点が変わってしまい、再調整するために一旦ラダーを海上に上げて大気圧補正する必要があり作業効率を悪化させていた。さらに、２台の水圧センサーからの信号でカッターの深度を計算しているため、いずれか一方の水圧センサーが故障してしまうと深度表示が出来なくなってしまう。しかも、水圧センサーにトラブルが発生すると、浚渫作業を一旦中断してラダーを上昇させる必要があるため復旧作業が効率的では無かった。

そこで、特許文献１には、ラダー先端のカッターの深度を算出する深度算出手段が開示されており、該深度算出手段は次のように構成される。すなわち、浚渫船のラダーシャーに縦設されるガイド部材に沿って上下移動可能な移動滑車が設けられ、この移動滑車の下方に吊設したウエートの下部にピアノ線等の被測定部材を連結し、この被測定部材の移動を移動測定手段により測定する。また、ワイヤーの基端を前記ラダーシャーに固定し、そのワイヤーを移動滑車に掛装して複数の案内部材により引き回して、該ワイヤーの先端を前記ラダーの中央側に連結している。これにより、ラダーが下方に回動すると、ワイヤーの移動により移動滑車が上方に移動し、この移動量を移動測定手段が検出することでカッターの深度を算出する。

特開平１０−１５９１２５号公報

しかしながら、特許文献１に係る深度算出手段では、ピアノ線等の移動量を計測することでカッターの深度を算出しているが、この深度算出手段では、ピアノ線の張りの程度、ワイヤーの伸び等の機械的な測定誤差や、船体の動揺または傾斜による測定結果の補正ができない可能性がある。一般に、カッターの深度は船体と相対的に算出されるので、船体の動揺または傾斜による測定結果を補正することが不可能である場合、直接的なＡＰ管理（地上の所定位置を基準点とする深度管理）が不可能となる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、浚渫作業を効率的に行い、ラダー先端のカッターの深度を高精度に計測可能な浚渫船を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明は、上下方向に揺動自在で先端部にカッターを有するラダーを備え、該ラダーの揺動支点が水面から上方に位置する浚渫船であって、前記ラダーの基端部の上面で前記揺動支点に近接して海水に水没しない位置に取り付けられた傾斜計と、前記ラダーの揺動支点の水面からの高さを計測する計測手段と、を備え、前記計測手段は、該ラダーの揺動支点との上下方向の距離が該ラダーの揺動に対して変位せず、前記揺動支点に近接した船本体から吊り下げられて水中に没水した位置に配置される水圧センサーで構成されることを特徴とするものである。
請求項１の発明では、計測手段によりラダーの揺動支点の水面からの高さを計測すると共に、傾斜計によりラダーの傾斜角度を計測して、これらの計測結果によりラダー先端のカッターの深度を精度良く算出することができる。なお、傾斜計は防水構造が採用されているため、傾斜計に多少海水が飛散してもその計測機能に支障をきたすことはない。
しかも、請求項１の発明では、従来のように計測センサー等にトラブルが発生してもラダーを上昇させる必要がなく、浚渫作業を中断することなくトラブルに対応することができる。
さらに、計測手段は、ラダーの揺動支点との上下方向の距離が該ラダーの揺動に対して変位せず、揺動支点に近接した船本体から吊り下げられて水中に没水した位置に配置される水圧センサーで構成されるので、水圧センサーによって計測される該水圧センサー自身の水深と、予め入力された水圧センサーとラダーの揺動支点との上下方向の距離とから、水面からのラダーの揺動支点の高さが算出される。
さらにまた、傾斜計及び水圧センサーは揺動支点に近接して配置され、特に、傾斜計はラダーの上面で揺動支点に近接して海水に水没しない位置に配置されるので、傾斜計や水圧センサーにトラブルが発生してもラダーを上昇させて浚渫作業を中断することなく、傾斜計や水圧センサーのトラブルに対応することができる。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、前記水圧センサーは、保護管で覆われることを特徴とするものである。
請求項２の発明では、水圧センサーが受ける波の影響を最小限にすることができる。

本発明の浚渫船は、ラダーの基端部に備えた傾斜計と、ラダーの揺動支点の水面からの高さを計測する計測手段、すなわち、ラダーの揺動支点付近に配置され、該ラダーの揺動支点との上下方向の距離が、該ラダーの揺動に対して変位せず水中に没水した位置に配置される水圧センサーとを備えているので、傾斜計は波の影響を受けず、さらに、水圧センサーも波の影響を最小限に抑えているので、ラダー先端のカッターの深度を精度良く算出することができる。
また、本発明の浚渫船では、傾斜計及び水圧センサーがラダーの揺動支点付近に備えられているので、これら傾斜計及び水圧センサーにトラブルが発生しても、ラダーを上昇させて浚渫作業を中断することなくそのトラブルに対応することができ、浚渫作業を効率的に行うことができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る浚渫船を示す概略図である。図２は、本発明の実施の形態に係る浚渫船の要部の拡大図である。図３は、本発明の実施の形態に係る浚渫船の主要構成部材の模式図である。図４は、ラダー先端のカッターの水深の計算概要を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態を図１〜図４に基いて詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係る浚渫船１は、図１に示すように、船尾に一対のスパッド２、２を備えると共に、船首に上下方向に揺動自在のラダー３を備えている。そして、各スパッド２、２を中心として船本体１０を左右にスイングさせることでラダー先端のカッター４を移動させて水底を掘削し、船本体１０に設けたポンプ（図示略）によりラダー３の先端側から土砂を吸い上げるようにしている。
また、上述したように、本浚渫船１は運転監視システムを備えており、該運転監視システムにはカッター軌跡のモニタ表示が構成されるため、ラダー先端のカッター４の深度を正確に計測する必要がある。なお、カッター軌跡のモニタ表示は、潮位測定データ及び浚渫深度（カッターの深度）からのデータにより掘削軌跡をリアルタイムにモニタ表示することで、正確な掘削状況を常時確認して確実な掘削を可能としている。

そして、本発明の実施の形態に係る浚渫船１は、図２〜図４に示すように、ラダー３の基端部８に備えた傾斜計５と、ラダー３の揺動支点１５（トラニオン）の水面からの高さｈ_１を計測する計測手段６とを備えている。
傾斜計５は、ラダー３の基端部８の上面で海水に水没しない位置に取り付けられている。該傾斜計５は、取付架台１２を介してラダー３の基端部８の上面に取り付けられる。該傾斜計５は、ラダー３が延びる方向（Ｘ軸方向）に対して上下方向の傾斜角度θと、ラダー３が延びる方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に対して上下方向の傾斜角度とが計測可能であり、また、傾斜角度の計測範囲はＸ軸方向及びＹ軸方向共に±９０°に設定されるが、実際には、ラダー３が延びる方向（Ｘ軸方向）に対して上下方向の傾斜角度θだけが計測される。また、傾斜計５は、防水構造が採用されており、耐水圧が上限０．３ＭＰａに設定される。

計測手段６は水圧センサー７で構成されており、該水圧センサー７は、ラダー３の揺動支点１５付近に備えられている。詳細には、水圧センサー７はラダー３の揺動に対して不動部分である船本体１０から吊り下げられ水中に没水するように配置される。これにより、水圧センサー７とラダー３の揺動支点１５との上下方向の距離ｈ_３は、ラダー３が揺動しても変化することはない。
なお、水圧センサー７は鋼管等の保護管１１で覆われ、該保護管１１は船本体１０から水中に没水するように吊り下げられて固定される。このように、水圧センサー７は保護管１１により保護されているので、水圧センサー７の波からの影響を最小限に抑えることが可能になる。
なお、傾斜計５及び水圧センサー７は、ラダー３の基端部８の上面に備えられる制御盤１３に電気的に接続され、該制御盤１３は船上のパソコン（図示略）に電気的に接続される。

次に、本発明の実施の形態に係る浚渫船１の作用、特に、ラダー先端のカッター４の水深を計測する方法を図４に基いて説明する（適宜図２及び３も参照）。
本浚渫船１が所定位置に到達して浚渫が開始されると、ラダー３がその揺動支点１５を支点に下降されて、ラダー先端のカッター４が水底に到達する。すると、傾斜計５によりラダー３の傾斜角度θが計測されて、その計測結果が制御盤１３を介してパソコンに送信される。また、ラダー３の揺動支点１５付近に備えられた水圧センサー７により該水圧センサー７自身の水深ｈ_２が計測され、その計測結果が制御盤１３を介してパソコンに送信される。
そして、パソコンにて、予め入力された水圧センサー７とラダー３の揺動支点１５との間の上下方向の距離ｈ_３及び水圧センサー７の水深ｈ_２からラダー３の揺動支点１５の水面からの高さｈ_１が算出される。続いて、ラダー３の傾斜角度θ及び予め入力されたラダー３の全長Ｌからラダー３の揺動支点１５とラダー先端のカッター４との間の上下方向の距離Ｈ’が算出される。続いて、ラダー３の揺動支点１５の水面からの高さｈ_１、ラダー３の揺動支点１５とラダー先端のカッター４との間の上下方向の距離Ｈ’及び潮位伝送装置から得られる水面のＡＰ高さからラダー先端のカッター４のＡＰ換算された深度Ｈが算出され、パソコンにモニタ表示される。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る浚渫船１で、運転監視システムとして、ラダー３の基端部８に備えた傾斜計５と、ラダー３の揺動支点１５の水面からの高さｈ_１を計測する計測手段６、すなわち、ラダー３の揺動支点１５付近に配置され、該ラダー３の揺動支点１５との上下方向の距離ｈ_３が、該ラダー３の揺動に対して変位せず水中に没水した位置に配置される水圧センサー７とを備えており、傾斜計５は波の影響を受けず、さらに、水圧センサー７への波の影響も最小限に抑えているので、ラダー先端のカッター４の深度Ｈを精度良く算出することができる。
また、本発明の実施の形態に係る浚渫船１では、傾斜計５及び水圧センサー７がラダー３の揺動支点１５付近に備えられているので、従来のように計測センサー等にトラブルが発生してもラダー３を上昇させる必要がなく、浚渫作業を中断することなく傾斜計５及び水圧センサー７のトラブルに対応することができる。

１浚渫船，３ラダー，４カッター，５傾斜計，６計測手段，７水圧センサー，８基端部，１１保護管，１５揺動支点

Claims

上下方向に揺動自在で先端部にカッターを有するラダーを備え、該ラダーの揺動支点が水面から上方に位置する浚渫船であって、
前記ラダーの基端部の上面で前記揺動支点に近接して海水に水没しない位置に取り付けられた傾斜計と、
前記ラダーの揺動支点の水面からの高さを計測する計測手段と、
を備え、
前記計測手段は、該ラダーの揺動支点との上下方向の距離が該ラダーの揺動に対して変位せず、前記揺動支点に近接した船本体から吊り下げられて水中に没水した位置に配置される水圧センサーで構成されることを特徴とする浚渫船。
前記水圧センサーは、保護管で覆われることを特徴とする請求項１に記載の浚渫船。