JPH07205880A - 潜水式バージ及び輸送方法−３ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】海路に於いて大量の水を安価に輸送する装置、
方法を提供する。 【構成】平板状浮体と可変形状の貨物タンクを主要構成
要素とし、該浮体の部分として浮力タンクとバランスタ
ンクがあり、また気蓄タンク等の制御システムも設けて
あり、載荷時および空荷時にこれら浮力タンクやバラン
スタンクの浮力を調整することにより、海面浮状や潜水
状態となり、載荷時は潜水状態で海流に任せて移動する
潜水式タンクバージと、このタンクバージに類似の構造
・機能を持ち、空荷のタンクバージを積載し、曳船に曳
航回送される運搬バージとからなる貨物（水）輸送の方
法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、海路に於ける水輸送の
装置、即ちバージに係わり、詳しくは、屋久島から多量
（数万トン／日）の川水を本土の臨海都市へ、黒潮海流
中に潜水して輸送するバージ及び輸送方法である。

【０００２】

【従来の技術】海路で水を運ぶにはいわゆるタンク船
（水タンカー）が使われるが、せいぜい数百トン程度で
ある。万トン単位の大量の低価格の水を遠距離間運ぶの
に大型石油タンカーと同様な方式では、船価がかさみ、
また、かなりの運航経費即ち、保守、人件、燃料等の費
用を必要とするなどコスト上の問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、満載載貨状
態で海流（黒潮）に潜水して、無人かつ 推進装置を使
わずに水を大量、安価に運ぶ装置即ち潜水式タンクバー
ジ、並びにこのタンクバージ、このバージを積載する運
搬バージ及びこの運搬バージを曳航する曳船からなる輸
送方法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】平板状浮体とこれに載置
される形状可変の貨物タンクを主要構成要素とし、該浮
体は浮力を調整する耐圧定形状の浮力タンクとバランス
タンクを含み、該浮力タンクに空気や水の出入りを制御
するバルブが付設され、該バランスタンクにも同様なバ
ルブが付設されかつ気蓄タンクとバルブを介して結ばれ
ており、これらバルブの作動を制御する制御調整装置が
浮体内部に付設されており、更に該貨物タンクの下部に
荷役用のバルブを付設してあり、載貨無載貨によらず、
潜降、潜水及び浮上を行う潜水式タンクバージであり、
潜水式タンクバージと同様の平板状浮体であり、該浮体
は浮力を調整する耐圧定形状の浮力タンクとバランスタ
ンク、さらに載荷浮力空間を含み、該バランスタンクに
空気や水の出入りを制御するバルブが付設されかつ気蓄
タンクとバルブを介して結ばれており、該載荷浮力空間
にも空気や水の出入りを制御するバルブが付設され、こ
れらバルブの作動を制御する制御調整装置が該浮体内部
に付設されており、また該浮体上に複数の収納角体も付
設し、載貨無載貨によらず、潜降、潜水及び浮上を行う
ことを特徴とする運搬バージであり、載貨した潜水式タ
ンクバージは海流により移動し、空荷の該タンクバージ
は運搬バージに積載され、該運搬バージは曳船により曳
航されることにより該タンクバージが回送され、空荷の
該運搬バージも潜水して海流により移動することを特徴
とするバージ式輸送方法である。

【０００５】

【作用】前記のような構成のタンクバージにおいて、可
変形状の伸縮性の貨物タンク（以下水タンクとも称す
る）に貨物である水を積載していない空荷の時、水タン
クはバージの上で収縮しており、浮力タンク及びバラン
スタンク内の空気に基ずく浮力とバージの構成部材自体
の固有浮力の合計が、バージ自重と釣り合って海面に浮
かぶところの浮状の状態になる。即ち、バージ自重から
バージ自体の小さい固有浮力を差し引いたものを、見掛
け自重（以下自重とは見掛け自重を意味する）とすれ
ば、この自重より、浮力タンクとバランスタンクの合計
浮力を大きくすることで、バージは海面に浮状状態にな
る、ともいえる。

【０００６】満載状態では、浮力タンクとバランスタン
クの浮力がバージの自重とほぼ釣り合って貨物（水）タ
ンクの一部が海面上に露出する浮状状態（第一バラン
ス）と、更に、浮力タンクの浮力を無くしバランスタン
クの浮力を残すと、水タンクが調度没水する浮状状態
（第二バランス）になる。この第二バランスはバージの
平均比重が海水の比重（約１．０３）に等しくなること
を意味する。

【０００７】そして、浮状状態（第二バランス）の満載
バージは、バランスタンクの空気量即ち浮力を減らすこ
とで海面下への潜降が可能となり、数１０ｍ潜降して、
そのまま海流に任せる。推進装置は無く燃料不要であり
かつ無人で潜水漂流する。この水深を保持すれば海上を
航行する船との衝突は無く安全である。目的とする臨海
都市近海域に到達すれば、待機する曳船（以下タグボー
トとも称する）からの非有線操作による制御調整装置の
指令で、高圧気蓄タンクからバランスタンクへ空気を送
り浮力を増し、海面へ浮上して行く。海面でタグボート
とパイプ等を接続し、バランスタンクに注気して、浮状
状態（第一バランス）としてから、荷役即ち揚水するこ
とになる。水タンクはその底部より順次，収縮し、折り
畳まれてゆく。

【０００８】揚水終了後、バージは空荷状態になり貨物
の浮力を失い、浮力タンクとバランスタンクの浮力によ
り浮状することになる。この空になったタンクバージ
は、予め潜水している運搬バージの直上に導かれてから
潜降し、運搬バージの収納角体の内側に降着する。これ
を繰り返し、複数のタンクバージを収納、積載する。こ
の運搬バージは水タンクバージと同様に潜降、浮上の機
能を持つ他に、積載浮力空間を設けてあり、この積載浮
力空間の浮力のため空タンクバージを積載して海上に浮
状出来るのである。またタグボートがロープや空気パイ
プ等を介し連結して曳航することも可能である。

【０００９】積載終了後、運搬バージを浮上させ、タグ
ボートが水源地である屋久島まで曳航回航する。屋久島
近海に到着すると運搬バージは潜降し、順次、積載して
いたタンクバージを浮状状態とし、収納角体内側から離
脱させる。離脱したタンクバージは再び水を積載して潜
水漂流して、一方空荷となった運搬バージもタンクバー
ジ同様潜水漂流して、それぞれ都市近海へ向かう。以
後、このような一連の作動を繰り返すことで安全、安価
に水を輸送する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の潜水式タンクバージ、運搬バ
ージ及び輸送方法を図１〜図８に基いて説明する。潜水
式タンクバージ１［図１］は鋼製の平板直方体状浮体
（以下ポンツーンとも称する）２［図１］と、可変形状
伸縮性貨物（水）タンク３［図１、２］、ポンツーンの
一部を構成する耐圧定形状浮力タンク４［図３］と耐圧
定形状バランスタンク５［図３］、及び高圧気蓄タンク
６［図４］を主な構成要素とする。この潜水式タンクバ
ージ１、タンクバージと類似する構成の運搬バージ７
［図５、６、７］及びタグボート８［図８］で輸送方法
を構成する。

【００１１】図３のように、浮体（ポンツーン）２は鋼
製であり平板直方体状をしている。鋼板、形鋼等で上面
２ａ、底面２ｂ等を構成している。このポンツーン２の
外周側面の一部分には孔２ｃが開いており、海水の出入
りが自由な内部空間２ｄがある。ポンツーン２の四つの
隅角部上面に、その高さが収縮し畳まれた貨物（水）タ
ンク３の厚さより大きい台２ｅが付設されている。これ
は後述するように空荷のタンクバージ１を積み重ねて運
搬バージ７に積載するためである。

【００１２】このポンツーン２の四つの隅角部を小容量
の耐圧定形状バランスタンク５が占め、さらに図４のよ
うに、この各バランスタンクはそれぞれペアーとなって
いる高圧気蓄タンク６と結ぶ連結パイプ６ａと空気バル
ブ６ｂ、海水の出入りする海水バルブ５ｃ及び放出バル
ブ５ｄが付く。

【００１３】ポンツーン２の上に載る水タンク３［図
１］は、その底面３ｂの外周部の外周連結点３ｃ及び内
部で上面３ａと底面３ｂを繋ぐ鎖９とともに、複数の内
部連結点３ｄで強固にポンツーンの上面２ａに接合され
ており、外側底部側面に、荷役バルブ３ｅを含むフレキ
シブルな荷役水管３ｆが装着されている。

【００１４】プラスチック又はゴムの膜材で作られるこ
の水タンク３の形状は四角錐台状、即ち台形状立体（底
面３ｂはポンツーンとほぼ同じ面積であり、上面３ａは
それより小さい）であり、フレキシブルかつ伸縮自在で
あり、側面が折り畳まれており［図２］、空気または水
が注入されると上面３ａが上昇し、側面が伸展する。そ
して水タンク内部に上面３ａと底面３ｂを繋ぐ鎖９が、
水タンクの上面３ａの上昇に伴い、引上げられて、満載
時の貨物（水）の浮力や側面に作用する海水圧によるタ
ンク上面３ａの突出変形を防ぐことになり、水タンクは
ほぼ四角錐台状（台形状立体）を保持できる。

【００１５】以上の様な基本構造であるタンクバージ１
は、まず屋久島で水の積み込み（荷役）を行う。この空
荷であるタンクバージは、浮力タンク４とバランスタン
ク５に［図２］、空気がタグボートからも注入されてあ
り、その合計浮力で海上に浮かぶ、浮状状態になってい
る。また高圧気蓄タンク６も高圧空気がタグボートから
充填さる。この状態で貨物である水を陸上から、荷役水
管３ｆ及び荷役バルブ３ｅを介して水タンク３に注入
（積荷）することになる［図１］。

【００１６】水をバージに積む、即ち水タンク３への注
水につれてそのタンクが縦方向に伸長、拡大し、同時に
水タンクは海水と真水の比重差約０．０３のため、荷役
（水注入）につれて浮力を生じ、一方ポンツーン２は水
の重量の影響により潜降してゆく。満載になると水タン
ク３の一部が海面に一部露出する、第一バランス（積載
した水を含めたバージの平均比重が海水の比重１．０３
より小さい状態）となる。浮力タンク４の浮力を、注排
気バルブ４ａと注排水バルブ４ｂにより空気を全部放出
し海水を導入すれば、即ち、浮力タンク４の浮力を無く
しても満載状態のバージは海面すれすれに浮かぶ、浮状
状態である第二バランス（バージの平均比重が海水の比
重１．０３に等しい状態）になる。

【００１７】屋久島における荷役完了後の満載水タンク
バージ１は、バランスタンク５から一定量の空気を放出
バルブ５ｄで放出し、同時に海水バルブ５ｃを開き海水
を導入する［図４］、即ち浮力を一定量減すことによ
り、第二バランスの浮状状態から、潜降を開始する。こ
の後これらバルブ５ｃ、５ｄを閉じ、バージは海面下数
１０ｍまで潜降する。予定深度に接近したら気蓄タンク
６から空気バルブ６ｂ、海水バルブ５ｃを開くことによ
りバランスタンク５に空気を注入し、同時に水を排出し
て浮力を増し、ほぼ第二バランスの浮力に戻し潜降を停
止させる。

【００１８】そして、このまま海流（黒潮）により移動
即ち漂流してゆくことになる。この水深を保持すれば、
荒天時の波浪の影響をほとんど受けず、また海上を航行
する船との衝突はなく安全である。もちろんバージは無
人である。目的の臨海都市近海域に到達すれば、待機し
ているタグボートからの非有線の操作指令で、高圧気蓄
タンク６からバランスタンク５へ連結パイプ６ａと空気
バルブ６ｂを介して高圧空気が送られ、同時に海水バル
ブ５ｃが開き海水が押し出され、浮力が増すことにな
り、満載バージは海面に浮上を開始する。その後これら
バルブ６ｂ、５ｃは閉じられる［図４］。

【００１９】タンクバージ１から陸へ荷役水管３ｆ及び
荷役バルブ３ｅを介して揚水する時、貨物（水）タンク
の浮力が減少して行くので、あらかじめ空気圧送装置等
を備えたタグボートから送気パイプを介して、浮力タン
ク４にバルブ４ａ、４ｂを開閉して空気を注入し、浮力
を付加してから揚水を開始する。この付加浮力はポンツ
ーンが貨物（水）タンクを下から押し上げる作用もし揚
水を有利にする。揚水につれて貨物（水）タンクは収縮
・折り畳まれてゆく。揚水が終り空荷となったバージは
バランスタンク５の小さな浮力と浮力タンク４の大きな
浮力により浮く、浮状状態となる。

【００２０】浮状状態のこの空荷タンクバージ１は、運
搬バージ７［図５］に積載して水源地である屋久島へ回
送する。回送用のこの運搬バージ７は、水タンクバージ
のポンツーン（浮体）２より一回り大きいポンツーン７
０であり、ポンツーン２と同様な構造、機構、機能、即
ち浮力タンク７ａ、バランスタンク７ｂ、気蓄タンク７
ｃ、及び制御調整装置７ｄ等を備えてあり、タンクバー
ジと同様に潜降、浮上の機能を有するが、載荷浮力空間
７ｅも設けてある［図６、図７］。この載荷浮力空間は
タンクバージ１を積載し海上に浮状するのに必要な浮力
を確保するための空間である。この空間７ｅの外面に注
気バルブ７ｆ、排気バルブ７ｇ及び海水導入・排出用の
水バルブ７ｈが付設されている［図６］。 さらにポン
ツーン四隅上面に４個の収納角体７ｉを付設してあり、
これら角体の内側に水タンクバージ１を収納する。

【００２１】この水タンクバージ１の収納作動は次のご
とくである。即ち、運搬バージ７の浮力タンク７ａの浮
力はそのままにしておき、載荷浮力空間７ｅの排気バル
ブ７ｇと水バルブ７ｈを開き、海水を導入しその浮力を
無くし、更にバランスタンク７ｂの放出バルブ７ｋと導
水バルブ７ｎを開閉し［図６］、浮力を低減、調節する
ことで運搬バージ７は潜降、潜水する。そしてこの潜水
した運搬バージのほぼ直上に、空荷のタンクバージ１が
導かれる。

【００２２】水タンクが収縮、折畳まれて平板状の空荷
タンクバージは［図２］、その浮力タンクとバランスタ
ンクの浮力で浮状しているが、そのバランスタンク５の
浮力を、

【００１６】で述べたようにバルブの開閉操作により、
低減して潜降し、ガイドを兼ねる４個の収納角体７ｉの
内側に降着させる。即ち、水中で運搬バージ７に積載さ
れたことになる。これを繰り返し、複数のタンクバージ
を積み重ねて収納、積載する。この後、運搬バージを、
載荷浮力空間７ｅの水バルブ７ｈ及び注気バルブ７ｆを
開きタグボートから注気し、またバランスタンク７ｂに
も気蓄バルブ７ｊを介して気蓄タンク７ｃより注気し、
浮力を付加することにより、浮上させる［図５］。

【００２３】そしてこのまま、水源地である屋久島へ空
荷のタンクバージを積載した運搬バージを曳航用綱（ロ
ープあるいは鎖）８ａ及び送気パイプ、油圧管、動力
線、制御・信号線をまとめた複合連結線８ｂを介して繋
いであるタグボート８が曳航回航するのである［図
８］。屋久島近海に到着後、積載されたタンクバージを
“荷降ろし”することになる。このため、運搬バージ
を、載荷浮力空間７ｅの注気バルブ７ｆと水バルブ７ｈ
を開き、海水の導入と空気の排出により浮力を無くし、
さらにバランスタンク７ｂの浮力を低減して潜降、潜水
させる。一方積載されている空荷タンクバージは、その
最上位のバージから、そのバランスタンク５に空気を空
気バルブ６ｂを開き気蓄タンク６より注入し、浮力を付
加して浮上する。そして浮状したタンクバージをタグボ
ートが移動する。順次これを繰り返し、“荷降ろし”は
終わる。

【００２４】空荷となった運搬バージ７は、潜水漂流の
ために潜降態勢に入る。即ち、バランスタンク７ｂの放
出バルブ７ｋと導水バルブ７ｎを開き、浮力を減らし、
潜降を両バージの制御調整装置１０及び７ｄは、すべて
のバルブの開閉の制御を行い、各バージの状態（水深、
姿勢等）を調整する［図５］。なおバルブの開閉の動力
源は油圧または電力とする。

【００２９】以上の説明では、水タンクバージは浮体
（ポンツーン）に貨物（水）タンク１個とした場合であ
るが、複数個の貨物タンクでもよい。また、水タンク内
部の鎖９の配置、連結も水タンク上面の一連結点と二本
以上の鎖で水タンク底面、即ちポンツーン上面の複数個
の連結点と繋いでもよい。こうすると満載水タンクの外
乱による変形を抑制しやすい。また、ポンツーンの形状
も直方体状に限定されず、抵抗の少ない形状としてよ
い。

【００３０】運搬バージは、臨海都市近海域で空荷の水
タンクバージを積載してからタグボートにより屋久島へ
曳航されるが、運搬バージがこの往路の荒天時、海中に
潜水避難し、日和を待つことが出来ることも理解できよ
う。

【００３１】なお、タグボート側の関連装置（空気圧送
機、油圧ポンプ、及び水タンクバージと運搬バージの遠
隔操作装置、曳航等の装置）、また、この両バージの各
種バルブ、浮力制御、通信、航行、荷役、曳航、係留、
動力源、電源等の諸装置や配線、配管の詳細は省略す
る。また、運搬バージの浮力タンクにも注排気用のバル
ブ、内外の圧力差が大きくなると作動する調圧バルブが
付設されている。またタンクバージの水タンクの上部に
空気抜きバルブが付設されている。

【００３２】本発明に関連する出願に、特願平 ５−３
１２４６１、名称「潜水式タンクバージ及び輸送方法−
２」がある。

【００３３】

【発明の効果】平板状浮体と可変形状の貨物タンクを主
要構成要素とし、該浮体の部分である耐圧性の浮力タン
クと四個のバランスタンク及び諸装置を納めて構成され
る潜水式タンクバージは、大量の水や流体的物質を収容
し、海流を利用することで、遠距離を安価に輸送するこ
とが出来る。即ち、海中を潜水移動するので、他の船の
航行を妨げず安全であり、かつ波の影響が少ないため、
構造が簡素となり、建造コストは低い。そして複数の空
荷のタンクバージは、このタンクバージと類似の構成、
機能を持つ運搬バージに積載されて、タグボートにより
曳航回航されるのでランニングコストの小さな輸送方法
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の潜水式タンクバージの水中での満載状
態を示す斜視図である。

【図２】本発明の潜水式タンクバージの空荷の貨物タン
クが収縮し平板状浮体（ポンツーン）上面に定着した状
況を示す斜視図である。

【図３】本発明の潜水式タンクバージの平板状浮体（ポ
ンツーン）の構成の斜視図である（貨物タンクを省
略）。

【図４】本発明の潜水式タンクバージのポンツーン隅角
内部詳細の斜視図である。

【図５】本発明の運搬バージの斜視図である。

【図６】本発明の運搬バージのポンツーン隅角内部詳細
の斜視図である。

【図７】本発明の運搬バージのポンツーンの内部の概略
区画の図である。

【図８】本発明の潜水式タンクバージが運搬バージに積
載されて、タグボートにより回航曳航される状況を示
す。

【符号の説明】

１潜水式タンクバージ、 ２、７ｏ平板状浮体（ポンツ
ーン）、 ３貨物タンク、 ３ｅ荷役バルブ、 ４、７
ａ浮力タンク、 ４ｂ注排気バルブ、５、７ｂバランス
タンク、 ５ｃ海水バルブ、 ５ｄ、７ｋ放出バルブ、
６、７ｃ気蓄タンク、 ６ｂ空気バルブ、 ７運搬 バ
ージ、 ７ｅ載荷浮力空間、 ７ｆ注気バルブ、 ７ｇ
排気バルブ、 ７ｈ水バルブ、 ７ｉ収納角体、 ７ｊ
気蓄バルブ、 ７ｎ導水バルブ、 ８曳船（タグボー
ト）、８ａ曳航用ロープ、 ８ｂ複合連結線、 ９鎖、
７ｄ、１０制御調整装置、７ｍ、１０ａ水圧センサ
ー、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平板状浮体とこれに載置される形状可変の
   貨物タンクを主要構成要素とし、該浮体は浮力を調整す
   る耐圧定形状の浮力タンクとバランスタンクを含み、該
   浮力タンクに空気や水の出入りを制御するバルブが付設
   され、該バランスタンクにも空気や水の出入りを制御す
   るバルブが付設されかつ気蓄タンクとバルブを介して結
   ばれており、またこれらバルブの作動を制御する制御調
   整装置が浮体内部に付設されており、更に該貨物タンク
   の下部に荷役用のバルブが付設してあり、載貨無載貨に
   よらず潜降、潜水及び浮上を行うことを特徴とする潜水
   式タンクバージ。
2. 【請求項２】請求項１に係わる潜水式タンクバージと同
   様の平板状浮体であり、該浮体は浮力を調整する耐圧定
   形状の浮力タンクとバランスタンク、さらに載荷浮力空
   間を含み、該バランスタンクに空気や水の出入りを制御
   するバルブが付設されかつ気蓄タンクとバルブを介して
   結ばれており、該載荷浮力空間にも空気や水の出入りを
   制御するバルブが付設され、これらバルブの作動を制御
   する制御調整装置が付設されており、更に該浮体上に複
   数の収納角体も付設してあり、載貨無載貨によらず、潜
   降、潜水及び浮上を行うことを特徴とする運搬バージ。
3. 【請求項３】請求項１に係わる載貨した潜水式タンクバ
   ージは海流により移動し、空荷の該タンクバージは請求
   項２に係わる運搬バージに積載され、該運搬バージは曳
   船により曳航されることにより該タンクバージを回送
   し、空荷の該運搬バージも潜水して海流により移動する
   ことを特徴とするバージ式輸送方法。