JPWO2017163394A1

JPWO2017163394A1 - 船舶及び船舶の清掃方法

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Publication number: JPWO2017163394A1
Application number: JP2017540303A
Authority: JP
Inventors: 周治駒田
Original assignee: Japan Marine United Corp
Current assignee: Japan Marine United Corp
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2018-03-29
Anticipated expiration: 2036-03-25
Also published as: TW201733856A; TWI630148B; KR20170121189A; WO2017163394A1; JP6505238B2; KR101941809B1; CN107709154A

Abstract

本発明は、燃費を向上しつつ推進器の推進効率の低下を抑制する船舶及び船舶の清掃方法を提供する。バラスト水を溜めるバラストタンク（１０）を備えた船舶（１００）であって、推進器（１）と、水噴出手段（２）と、を備え、水噴出手段（２）は、推進器（１）の少なくとも一部が水面から露出した場合に、推進器（１）に向かって水を噴出する。また、水噴出手段（２）を制御する制御手段（５０）を備え、制御手段（５０）は、推進器（１）の少なくとも一部が水面から露出した場合に、推進器（１）に向かって水を噴出するように水噴出手段（２）を制御する。

Description

本発明は、船舶及び船舶の清掃方法に関する。

一般に、船舶を航行すると、海生々物等が船舶表面や推進器に付着し、船舶の流体抵抗の増加や推進効率が悪化し、船舶の燃費が悪化してしまう場合がある。このような場合には、船舶を運航する運航者は、例えば数年に１度、船舶を入渠させて推進器に付着した海生々物等を除去している（例えば、非特許文献１）。また、ダイバーを水中に潜らせて、船舶が停泊している際に推進器を清掃させるようにしている。

「平成２１年度外来生物の船舶付着総合管理に関する調査」海洋政策研究財団（財団法人シップ・アンド・オーシャン財団）

しかしながら、非特許文献１に記載されているように、船舶を入渠させて推進器を清掃する場合には、多大な費用を要してしまう。また、入渠する間隔を短くしたり、水中清掃を頻繁に実施する等を実施することで燃費の悪化を抑制することが考えられるが、このようにしても、清掃に際して多大な費用を要するという課題があった。

なお、船舶を入渠させないで且つダイバーを水中に潜らせないで、水面上で推進器を清掃する場合には、例えばブラシや研磨ディスク等の清掃具を用いて複雑な形状を有する推進器を清掃する必要がある。このため、清掃具を推進器に押し付けることは機械では困難であるという課題があった。また、複雑な形状を有する推進器を清掃可能なように清掃具を構成すると、清掃具の構造は複雑になってしまい、清掃具が流体抵抗を増大させたり、清掃具のコストが非常に高くなってしまうという課題があった。

また、水中において高圧水を推進器に噴出して推進器を清掃する場合には、水の勢いは短い距離で減衰してしまうため、ノズルの噴出口を被清掃面付近に近接させたり、高圧水を推進器に噴出する必要があるという課題があった。また、一般に推進器は複雑な構造であり、ノズルを推進器表面に近接させることは困難である。また、過大な高圧水をノズルから噴出するためには、高圧水発生装置が過大となり、また水流噴出の反力も非常に大きなものとなり、非常に大掛かりな装置となってしまうという課題があった。

本発明は、上述のような課題を背景としてなされたものであり、従来よりも燃費を向上しつつ推進器の推進効率の低下を抑制する船舶及び船舶の清掃方法を提供することを目的としている。

本発明の船舶は、バラスト水を溜めるバラストタンクを備えた船舶であって、推進器と、水噴出手段と、を備え、前記水噴出手段は、前記推進器の少なくとも一部が水面から露出した場合に、前記推進器に向かって水を噴出するものである。

本発明の船舶の清掃方法は、バラスト水を溜めるバラストタンクを備えた船舶の清掃方法であって、前記バラストタンクに貯められたバラスト水を排出する工程と、前記バラストタンクに溜められたバラスト水を排出して推進器の少なくとも一部が水面から露出した場合に前記推進器に向かって水を噴出する工程と、を有する。

本発明によれば、水噴出手段は、推進器の少なくとも一部が水面から露出した場合に、推進器に向かって水を噴出する。このため、船舶を入渠させないで推進器を清掃することができ、水中において推進器を清掃する場合のように水噴出手段から噴出される水の勢いが減衰する可能性を考慮する必要もなくなる。したがって、従来よりも燃費を向上しつつ推進器の推進効率の低下を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る船舶１００の側面図である。図１の部分拡大図である。本発明の実施の形態１に係る船舶１００の平面図である。図１のＸ−Ｘ断面図である。本発明の実施の形態１に係る船舶１００の推進器１の少なくとも一部が水面から露出した状態を示す図である。本発明の実施の形態１に係る船舶１００の推進器１の時間経過に伴う経年劣化の一例を示す図である。

実施の形態１．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

図１は本発明の実施の形態１に係る船舶１００の側面図である。図２は図１の部分拡大図である。図３は本発明の実施の形態１に係る船舶１００の平面図である。図４は図１のＸ−Ｘ断面図である。

図１，図２に示されるように、船舶１００は、推進器１と、水噴出手段２と、ノズル３と、バラストタンク１０と、状態検出手段２０と、制御手段５０と、ポンプ（図示省略）と、を備える。船舶１００の外郭は本体１００Ａで構成されている。

推進器１は、船舶１００を所望の方向に進行させるための部材である。推進器１は、モータ（図示省略）と、モータによって駆動されるプロペラ（図示省略）と、を備え、船舶１００を所望の方向に推進させるためのものである。推進器１は、例えば、本体１００Ａの長手方向の一端側における下方に設けられている。本体１００Ａの長手方向は、例えば、船舶１００の進行方向（後退方向）を示す。ここで、本体１００Ａの長手方向の一端側は、例えば、船舶１００の船首（船尾）側を示す。なお、図１においては、推進器１が本体１００Ａの船尾側における下方に設けられる例を示している。

水噴出手段２は、例えば、高圧の水を噴出する装置であり、例えば、本体１００Ａの内部（船内）又は本体１００Ａの内面（甲板）に設けられる。ノズル３は、例えば、推進器１を清掃するための部材である。ノズル３は、１つ設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。ノズル３には、本体１００Ａの内部の水を排出する噴出口（図示省略）が設けられている。ノズル３は、例えば推進器１の上方に設けられている。ノズル３は、例えば、水噴出手段２から噴出された高圧水又は研磨剤を混ぜた高圧水を推進器１に対して噴射可能に設けられている。

バラストタンク１０は、バラスト水を溜める容器であり、本体１００Ａの内部に複数設けられている。バラストタンク１０には、荷物の多寡に応じて喫水や前後傾斜（トリム）を調整するためのバラスト水が搭載される。図１に示されるように、バラストタンク１０は、例えば、本体１００Ａ内の上部及び下部に複数設けられている。図３に示されるように、バラストタンク１０は、例えば、本体１００Ａの平面視において、本体１００Ａの両側部に複数設けられている。図４に示されるように、バラストタンク１０は、例えば、本体１００Ａの縦断面において、四隅に設けられている。バラストタンク１０内の水は、例えば、ポンプによって排出される。ポンプは、バラストタンク１０に溜められるバラスト水を排出するためのものである。ポンプは、例えば、バラストタンク１０毎に設けられている。

状態検出手段２０は、例えば、推進器１の少なくとも一部が水面から露出したか否かを検出するものである。状態検出手段２０は、例えば、推進器１の喫水状態を検出する液面検出手段で構成される。液面検出手段は、推進器１の付近に取り付けられており、例えば推進器１の上端部に設けられている。液面検出手段は、図２のように１つのみ設けられていてもよいし、推進器１の高さ方向に複数設けられていてもよい。なお、以上の説明においては、状態検出手段２０が、液面検出手段で構成される例について説明したが、これに限定されない。例えば、状態検出手段２０が、推進器１を撮像する撮像手段で構成されるようにしてもよい。

制御手段５０は、推進器１、水噴出手段２、ノズル３、及びポンプ（図示省略）の制御を行うものである。制御手段５０は、例えば、この機能を実現する回路デバイス等のハードウェア、又はマイコン若しくはＣＰＵ等の演算装置上で実行されるソフトウェアで構成される。制御手段５０は、状態検出手段２０の検出結果に基づいて水噴出手段２を制御する。また、制御手段５０は、ノズル３の角度を制御する。また、制御手段５０は、ノズル３の位置を制御する。

ここで、バラストタンク１０内に溜められたバラスト水は、例えば、船舶１００に乗船する者（以下、運航者と称することがある）が本体１００Ａ内に設けられた水排出手段（図示省略）を操作することで排出される。この場合には例えば、運航者が、本体１００Ａの前後方向の中央よりも本体１００Ａの最も船尾側に位置するバラストタンク１０に溜められるバラスト水を排出する。そして例えば、運航者が、本体１００Ａの前後方向の中央よりも本体１００Ａの最も船尾側のバラストタンク１０よりも本体１００Ａの船首側に位置するバラストタンク１０内に溜められるバラスト水を排出する。このようにして、運航者が、全てのバラストタンク１０のうち本体１００Ａの前後方向の中央よりも本体１００Ａの船尾側に位置するバラストタンク１０に溜められたバラスト水を排出する。

なお、バラストタンク１０内に溜められたバラスト水は、例えば、制御手段５０がポンプを制御することで排出されるようにしてもよい。この場合には例えば、制御手段５０は、本体１００Ａの前後方向の中央よりも本体１００Ａの船尾側に位置するバラストタンク１０に溜められるバラスト水を順次排出するようにポンプを制御する。

こうして、例えば、本体１００Ａの船尾側に位置するバラストタンク１０に溜められるバラスト水を排出することで、本体１００Ａの前後方向の中央よりも本体１００Ａの船首側から船尾側に向かうにつれて上方に傾斜して推進器１の少なくとも一部が水面から露出し、例えば図５に示されるような状態となる。

なお、以上の説明においては、本体１００Ａの前後方向の中央よりも本体１００Ａの船尾側に位置するバラストタンク１０に溜められるバラスト水を排出する例について説明したが、これに限定されない。推進器１の少なくとも一部が水面から露出することができれば、本体１００Ａの内部の複数のバラストタンク１０のうちどのバラストタンク１０に溜められる水を排出するようにしてもよい。また、複数のバラストタンク１０に溜められるバラスト水の排出量と、本体１００Ａの傾斜角度と、の関係と、を予め算出しておくことが望ましい。

図５は本発明の実施の形態１に係る船舶１００の推進器１の少なくとも一部が水面から露出した状態を示す図である。図５に示されるように、本体１００Ａの船首から船尾に向かうにつれて上方に傾斜し、推進器１の少なくとも一部が水面から露出している。

ここで例えば、運航者が、推進器１を直接視認して、推進器１の少なくとも一部が水面から露出したか否かを判定する。この場合には、運航者が、推進器１の少なくとも一部が水面から露出したと判定した場合に、バラストタンク１０内部のバラスト水を排出しないように水排出手段を操作し、これにより、本体１００Ａの角度が固定される。また、運航者が、推進器１の少なくとも一部が水面から露出したと判定した場合に、制御手段５０に対して、推進器１に向かって水を噴出させるように水噴出手段２を制御させることで、推進器１の清掃が実行される。また、運航者が、推進器１の少なくとも一部が水面から露出していないと判定した場合に、推進器１の清掃を開始しないでバラストタンク１０に溜められたバラスト水の排出を継続する。

なお、制御手段５０が、状態検出手段２０の検出結果に基づいて推進器１の少なくとも一部が水面から露出したか否かを判定してもよい。この場合には、制御手段５０は、状態検出手段２０の検出結果に基づいて推進器１の少なくとも一部が水面から露出したと判定した場合に、バラストタンク１０内部のバラスト水を排出しないようにポンプを制御する。また、制御手段５０は、状態検出手段２０の検出結果に基づいて推進器１の少なくとも一部が水面から露出したと判定した場合に、高圧水又は研磨剤を混ぜた高圧水を推進器１に噴出させるように水噴出手段２を制御する。制御手段５０は、状態検出手段２０の検出結果に基づいて推進器１の少なくとも一部が水面から露出していないと判定した場合に、推進器１の清掃を開始しないでバラストタンク１０に溜められたバラスト水の排出を継続する。

なお、状態検出手段２０が撮像手段で構成される場合には、制御手段５０は、撮像手段が所定時間毎に撮像した撮像データに基づいて、推進器１の少なくとも一部が水面から露出したか否かを判定する。そして、制御手段５０は、撮像手段が所定時間毎に撮像した撮像データに基づいて、推進器１の少なくとも一部が水面から露出したと判定した場合に、推進器１に向かって水を噴出するように水噴出手段２を制御する。また、制御手段５０は、撮像手段が所定時間毎に撮像した撮像データに基づいて、推進器１の少なくとも一部が水面から露出していないと判定した場合に、推進器１の清掃を開始しないでバラストタンク１０に溜められたバラスト水の排出を継続する。このとき、推進器１の少なくとも一部が水面から露出したか否かの判定は、上述したように制御手段５０が行うことに限定されるものではない。例えば、運航者が、撮像手段が撮像した撮像データを確認し、推進器１の少なくとも一部が水面から露出したか否かを判断するようにしてもよい。

こうして、推進器１の少なくとも一部が水面から露出した場合には、制御手段５０は、推進器１を回転させた状態で水噴出手段２から水を噴出させることで、推進器１の表面を清掃する。また、推進器１の少なくとも一部が水面から露出した場合には、制御手段５０は、例えば、ノズル３の角度や位置を制御して、推進器１の表面を清掃する。

そして、制御手段５０は、推進器１の清掃を完了したか否かを判定する。具体的には、制御手段５０は、水噴出手段２から水が噴出された時間から起算して所定時間経過したか否かを判定する。制御手段５０は、所定時間経過したと判定した場合には、水噴出手段２から噴出される水を制止するように制御する。制御手段５０は、水噴出手段２から水が噴出された時間から起算して所定時間経過していないと判定した場合には、推進器１の清掃を継続する。

なお、以上の説明においては、制御手段５０は、水噴出手段２から水が噴出された時間から起算して所定時間経過したか否かに応じて清掃を終了するか否かを判定する例について説明したが、これに限定されない。

例えば、運航者が、推進器１を直接視認して、推進器１の清掃を完了するか否かを判定してもよい。具体的には例えば、運航者が、推進器１に付着した微生物や塵埃が所定量以上付着していると判定した場合には、推進器１の清掃を継続する。また具体的には例えば、運航者が、推進器１に付着した海生々物等が所定量未満付着していると判定した場合には、推進器１の清掃を終了する。

また例えば、制御手段５０は、撮像手段の撮像結果に基づいて推進器１の清掃を終了するか否かを判定してもよい。具体的には例えば、制御手段５０は、推進器１に付着した海生々物等が所定量以上付着していると判定した場合には、推進器１の清掃を継続する。また具体的には例えば、制御手段５０は、推進器１に付着した海生々物等が所定量未満付着していると判定した場合には、推進器１の清掃を終了する。

図６は本発明の実施の形態１に係る船舶１００の推進器１の時間経過に伴う経年劣化の一例を示す図である。図６の横軸には船舶１００の運用年数を示し、図６の縦軸には船舶１００の推進器１の効率の劣化具合を示している。なお、図６中の点線は、従来のように船舶を入渠させて推進器を清掃する場合における推進器の経年劣化を示している。また、図６中の実線は、本発明の実施の形態１に係る推進器１の経年劣化を示している。また、図６中のｔは、船舶１００を入渠させる時期を一例として示している。

海生々物等が推進器１に付着することで、推進器１は汚損して推進器１の効率は次第に悪化していく。ここで従来、船舶の定期補修時に船舶を入渠させて推進器を清掃する場合には、推進器の推進効率は、図６の点線に示されるようになる。これに対して、本実施の形態１においては、上述したように、推進器１の推進効率は、図６の実線に示されるようになり、従来のものに比べて推進器１の性能を高いまま維持できることが分かる。

以上のように、本実施の形態１に係る船舶１００は、バラスト水を溜めるバラストタンク１０を備えた船舶１００であって、推進器１と、水噴出手段２と、を備え、水噴出手段２は、推進器１の少なくとも一部が水面から露出した場合に、推進器１に向かって水を噴出する。
このため、船舶１００を入渠させないで推進器１を清掃することができ、水中において推進器１を清掃する場合のように水噴出手段２から噴出される水の勢いが減衰する可能性を考慮する必要もなくなる。したがって、従来よりも燃費を向上しつつ推進器１の推進効率の低下を抑制することができる。このようにして、従来よりも温室効果ガスの排出量を減少させつつ推進器１の推進効率の低下を抑制することができる。

なお、本実施の形態１においては、ノズル３によって清掃する対象が推進器１である例について説明したが、これに限定されない。船舶１００を構成する部材を被清掃体とし、被清掃体の近傍にノズル３を設け、水がノズル３を介して被清掃体に対して噴出されるようにしてもよい。

また、本実施の形態１においては、制御手段５０が推進器１に向かって水を噴出するように水噴出手段２を制御する条件として推進器１の少なくとも一部が水面から露出した場合を例として説明したが、これに限定されない。清掃性を向上する観点では、制御手段５０が推進器１に向かって水を噴出するように水噴出手段２を制御する条件として推進器１の上下方向の上半分が水面から露出した場合であることが好ましく、制御手段５０が推進器１に向かって水を噴出するように水噴出手段２を制御する条件として推進器１の全てが水面から露出した場合であることが一層好ましい。

１推進器、２水噴出手段、３ノズル、１０バラストタンク、２０状態検出手段、５０制御手段、１００船舶、１００Ａ本体。

Claims

バラスト水を溜めるバラストタンクを備えた船舶であって、
推進器と、
水噴出手段と、を備え、
前記水噴出手段は、前記推進器の少なくとも一部が水面から露出した場合に、前記推進器に向かって水を噴出する
船舶。
前記水噴出手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記推進器の少なくとも一部が水面から露出した場合に、前記推進器に向かって水を噴出するように前記水噴出手段を制御する
請求項１に記載の船舶。
前記推進器の喫水状態を検出する液面検出手段又は前記推進器を撮像する撮像手段で構成される状態検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記推進器の少なくとも一部が水面から露出した場合に、前記推進器に向かって水を噴出するように前記水噴出手段を制御する
請求項２に記載の船舶。
前記制御手段は、
前記バラストタンクに溜められたバラスト水が排出されて前記推進器の少なくとも一部が水面から露出した場合に、前記推進器に向かって水を噴出するように前記水噴出手段を制御する
請求項２又は請求項３に記載の船舶。
バラスト水を溜めるバラストタンクを備えた船舶の清掃方法であって、
前記バラストタンクに貯められたバラスト水を排出する工程と、
前記バラストタンクに溜められたバラスト水を排出して推進器の少なくとも一部が水面から露出した場合に前記推進器に向かって水を噴出する工程と、を有する
船舶の清掃方法。