压载舱的排水结构的制作方法

1.本发明涉及一种利用更短的时间从在船舶的船底外板与内底板之间形成的压载舱的底部区域排出残留压载水的压载舱的排水结构。


背景技术：

2.船舶的货物装卸时的、从压载舱的底部区域排出残留压载水所需的时间是与货主、担负海上输送的海运公司的收益有关的重要课题。
3.假设，当排水时间超过一定时间时，货物装卸时间增大，也就是港口占据时间增大且由港口要求改善，并存在对于海运公司来说成为非常严重的问题的风险。另外，在压载舱内的剩余水量较多的情况下，也有时无法装载规定的货物量，对于货主来说也成为损失利益的要因。
4.但是，越是短时间内结束排水或者使压载舱内的最终剩余水量最小，则越使上述那样的风险最小化，也关系到船舶的价值的提高。为了消除上述问题，作为在将残留压载水排出的结构上下工夫的一例，在日本实开昭54
‑
66390号公报(专利文献1)中公开有如下一种发明，即，在设置于压载舱内的船底外板上的地板的下边部的中央设置到达船底外板的缺口部，并从该缺口部将残留压载水排出。另外，在日本特开2010
‑
120469号公报(专利文献2)中示出如下一种结构，即，在设置于船底外板的多个纵桁(longi)的下部形成多个通水孔，自该通水孔使压载水从船侧沿船体中心线方向流动。
5.在先技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本实开昭54
‑
66390号公报
8.专利文献2：日本特开2010
‑
120469号公报


技术实现要素：

9.发明要解决的课题
10.然而以往，为了将用于排出残留压载水的时间缩短化，仅单纯研究使残留压载水通过的通水孔的形状、数量，而关于通过减少通水孔的数量并且不会使用于排出残留压载水的时间显著变长，没有充分的研究。若通水孔的数量减少，则能够在大幅度削减加工作业所耗费的劳力与时间的基础上，还能够防止压载舱的机械强度的降低。
11.本发明的目的在于提供即使减少通水孔也不会使从压载舱排出残留压载水的时间显著变长的压载舱的排水结构。
12.用于解决课题的方案
13.在形成于船舶的船底外板与内底板之间的压载舱内形成有板肋骨结构。在该板肋骨结构中，多个梁件以及多个地板件以在船底外板与内底板之间形成格子状的多个大划分室的方式进行配置，该多个梁件以在船底外板上沿船体的纵向延伸且沿与纵向正交的横向隔开间隔的方式设置，该多个地板件以在船底外板上与多个梁件交叉且在沿压载舱内横向
延伸并沿纵向隔开间隔的方式设置，在多个大划分室内的船底外板上配置有多个纵框架件，该多个纵框架件以沿纵向延伸且沿横向隔开间隔的方式设置。而且，板肋骨结构具备多个小划分室，该多个小划分室通过多个大划分室内各自的船底侧区域被多个纵框架件沿横向分隔而得到。而且，具备针对一个大划分室内的至少一个小划分室设置的至少一个吸入口。而且，在多个梁件以及多个地板件设置有能使压载水在多个大划分室间流通的多个流水孔。另外，在多个梁件、多个地板件以及多个纵框架件分别设置有多个通水孔，该多个通水孔将在多个大划分室内的多个小划分室内残留的残留压载水向设置有吸入口的一个小划分室引导。
14.在本发明的压载舱的排水结构中，配置有多个通水孔，以通过至少一个横向小划分室列所包含的多个小划分室而使其他多个大划分室内的多个小划分室内的残留压载水被至少一个吸入口吸入，该至少一个横向小划分室列由包含设置有吸入口的至少一个小划分室且沿横向串联排列的多个小划分室构成。当使用这种排水结构时，位于横向小划分室列的多个小划分室内的水位差小，从位于横向小划分室列的多个小划分室高效地向设置有吸入口的小划分室汇集压载水。换言之，产生吸入口扩展至位于横向小划分室列的多个小划分室那样的效果。其结果，即使减少在夹着相对于位于横向小划分室列的多个小划分室在纵向排列的其他小划分室的多个梁件以及多个纵框架件设置的通水孔的数量以及面积，也能够以与未减少通水孔的数量、面积的情况同等的时间将残留压载水向吸入口导入。其结果，根据本发明，能够减少通水孔的数量以及面积并减少压载舱的制作作业工时，并且能够抑制压载舱的机械强度的降低。
15.也可以是，在一个横向小划分室列所包含的多个小划分室中的两个小划分室分别设置有吸入口。如此一来，能够提高横向小划分室列的吸入功能。
16.优选的是，作为多个通水孔的配置，横向小划分室列所包含的多个小划分室经由分别将位于横向小划分室列内的多个纵框架件以及多个梁件贯通的多个横向通水孔而处于连通状态，多个纵向小划分室列分别包含的多个小划分室各自通过分别将多个地板件贯通的多个纵向通水孔而处于连通状态，所述多个纵向小划分室列由包含构成横向小划分室列的多个小划分室中的一个小划分室且沿所述船舶的纵向排列的多个小划分室构成。如此一来，能够使吸入口与各小划分室之间的流路阻力更小，因此即使减少通水孔的数量，也能够抑制排水时间变长。在该情况下，不需要在将横向小划分室列所包含的小划分室以外的沿横向相邻的两个小划分室分隔的纵框架件以及多个梁件形成横向通水孔。其结果，能够减少通水孔的数量。
17.优选的是，多个横向通水孔各自的开口面积以及多个纵向通水孔的开口面积以横向小划分室列内相邻的两个小划分室内的水位差成为接近0的状态的方式确定。当设为这种状态时，能够提高横向小划分室列的吸入功能。
18.另外，优选的是，横向通水孔与纵向通水孔的截面形状分别为所述纵向的长度比高度方向的长度长。当采用这种截面形状时，即使在残留压载水的量减少的情况下，也不会发生吸入量极端变少。
附图说明
19.图1的(a)至(e)是用于说明船舶的压载舱的以往结构的立体图。
20.图2的(a)是表示为了确认本发明的基本思想而准备的本实施方式的排水结构的实验用模型的结构的图，图2的(b)是表示比较例的排水结构的实验用模型的结构的图。
21.图3是表示在图2的(b)的排水结构中由设置吸入口的小划分室的不同导致的残留水的排水量的随时间变化的图。
22.图4是表示由泵容量的大小的不同导致的排水量的随时间变化的图。
23.图5是表示由通水孔的开口部的大小的不同导致的排水量的随时间变化的图。
24.图6是表示在实验中使用的通水孔的形状与尺寸的图。
25.图7是表示由通水孔的开口部的大小的不同导致的排水量的随时间变化的图。
26.图8是表示设定有纵向小划分室列的情况下的由通水孔的开口部的大小的不同导致的排水量的随时间变化的图。
27.图9是针对有无设置纵向小划分室列而对将通水孔的开口的宽度与高度设为b.24mm
×
h.9mm以及b.18mm
×
h.9mm的情况下的排水量的随时间变化进行比较而表示的图。
28.图10是表示扩充的变形例的图。
29.附图标记说明：
30.1 压载舱
31.3 船底外板
32.5 内底板
33.7 底边舱
34.9 板肋骨结构
35.11 梁件
36.13 地板件
37.15、15a～15p 大划分室
38.17 纵框架件
39.19 小划分室
40.20w 横向小划分室列
41.20l 纵向小划分室列
42.21 吸入口
43.23 流水孔
44.25 通水孔。
具体实施方式
45.以下，参照附图对本发明的实施方式详细地说明。
46.[压载舱的一般结构]
[0047]
图1的(a)至(e)是用于说明船舶的压载舱的以往结构的立体图。图1的(a)表示具备压载舱的船舶的中间区段的立体图。图1的(b)是将图1的(a)中由虚线示出的区域作为截取截面而截取出的放大立体图，图1的(c)是表示从图1的(b)中去除内底板5以及底边舱斜板6后的状态的立体图。压载舱1的一部分形成于船身的船底外板3与内底板5之间。另外，在船侧外板4与底边舱斜板6之间也形成有构成压载舱1的一部分的底边舱7。在形成于船底外板3与内底板5之间的压载舱1内形成有板肋骨结构9。需要说明的是，图1所示的方向标记l
表示船舶的长度方向即纵向，w表示船舶的宽度方向即横向。
[0048]
图1的(d)是图1的(c)的局部放大立体图，图1的(e)是图1的(d)的局部放大立体图。如这些图1的(d)以及(e)所示，在板肋骨结构9中，多个梁件11和多个地板件13以在船底外板3与内底板5之间形成格子状的多个大划分室15的方式进行配置，该多个梁件11以在船底外板3上沿船体的纵向l延伸且沿与纵向l正交的横向w隔开间隔的方式设置，该多个地板件13以在船底外板3上与多个梁件11交叉且在压载舱1内沿横向w延伸并沿纵向l隔开间隔地设置的方式设置，在多个大划分室15内的船底外板3上配置有多个纵框架件17，该多个纵框架件17以沿纵向l延伸且沿横向w隔开间隔的方式设置。而且，板肋骨结构9具备多个小划分室19，该多个小划分室19通过多个大划分室15内的各船底侧区域被多个纵框架件17沿横向w分隔而得到。如后述那样针对一个大划分室15内的一个小划分室19设置吸入口21(在图1的(e)中由虚线示出)，该吸入口 21具备在从排水泵延伸的排水管的前端设置的吸入钟形嘴(bell mouth)。而且，在多个梁件11以及多个地板件13设置有使压载水在多个大划分室15之间流通的多个流水孔23。另外，在多个梁件11、多个地板件13以及多个纵框架件17分别设置有多个通水孔25，该多个通水孔25将在多个大划分室15内的多个小划分室19内残留的残留压载水向设置有吸入口21的一个小划分室19引导。
[0049]
需要说明的是，底边舱7内的压载水最终作为残留压载水向板肋骨结构9内的大划分室15内转移，因此不需要特别考虑。
[0050]
[实施方式]
[0051]
图2的(a)是表示为了确认本发明的基本思想而准备的本实施方式的排水结构的实验用模型的结构的图，图2的(b)是表示比较例的排水结构的实验用模型的结构的图。图2的(a)的模型是在四个大划分室15a至15d分别具有四个小划分室19的排水结构的模型。为了方便区别各小划分室，对16个小划分室19标记(1
‑
1)至(4
‑
4)的编号。另外，“b”的符号表示吸入口21的吸入钟形嘴b的位置。吸入钟形嘴b在与船底外板3之间隔开规定的间隙而与船底外板3对置。图2的(b)表示比较实验例的排水结构的实验用模型的结构。需要说明的是，图2的(a)及(b)中示出的方向标记中的l表示船舶的长度方向即纵向，w表示船舶的宽度方向即横向。
[0052]
在图2的(a)的实验用模型中配置有多个通水孔25，以通过横向小划分室列20w所包含的四个小划分室(2
‑
1)～(2
‑
4)而将其他大划分室15a、15c以及15d内的多个小划分室内的残留压载水向吸入口21吸入，横向小划分室列20w在一个大划分室15a内由包含设置有吸入口21的一个小划分室(2
‑
2)且沿横向w串联排列的四个小划分室(2
‑
1)～(2
‑
4)构成。具体而言，作为多个通水孔25的配置，横向小划分室列20w所包含的四个小划分室(2
‑
1)～(2
‑
4)，经由分别将位于横向小划分室列20w内的三个纵框架件17贯通的三个通水孔(横向通水孔)25而处于连通状态。另外，四个纵向小划分室列20l分别包含的多个小划分室各自通过分别将多个地板件13贯通的多个通水孔(纵向通水孔)25而处于连通状态，该四个纵向小划分室列20l包含构成横向小划分室列20w的四个小划分室(2
‑
1)～(2
‑
4)中的一个小划分室且由沿船舶的纵向l排列的多个小划分室[(1
‑
1)～(4
‑
1)、(1
‑
2)～(4
‑
2)、(1
‑
3)～(4
‑
3)、(1
‑
4)～(4
‑
4)]构成。如此一来，能够使吸入口21与各小划分室之间的流路阻力更小。需要说明的是，在该结构中，在将横向小划分室列20w所包含的小划分室(2
‑
1)～(2
‑
4)以外的沿横向相邻的两个小划分室分隔的纵框架件17的部分处，未形成通水孔(横向通水孔)25。
[0053]
当使用这种排水结构时，位于横向小划分室列20w的小划分室(2
‑
1)～(2
‑
4)内的水位差小，从位于横向小划分室列20w的小划分室(2
‑
1)～(2
‑
4)向设置有吸入口的一个小划分室(2
‑
2)高效地汇集压载水。换言之，产生吸入口21扩展到位于横向小划分室列20w的小划分室[(2
‑
1)～(2
‑
4)]那样的效果。其结果，能够从位于包含设置有吸入口21的一个小划分室(2
‑
2)在内的横向小划分室列20w以外的其他横向小划分室列的多个小划分室[(1
‑
1)～(1
‑
4)、(3
‑
1)～(3
‑
4)、(4
‑
1)～(4
‑
4)]，向位于横向小划分室列20w的多个小划分室[(2
‑
1)～(2
‑
4)]以与不减少通水孔的数量、面积的情况同等的时间将残留压载水向吸入口21导入。
[0054]
与此相对，在图2的(b)的比较实验例的排水结构中，在如下纵框架件17的部分形成通水孔(横向通水孔)25，该纵框架件17将包含设置有吸入口21的一个小划分室(2
‑
2)在内且由沿横向w串联排列的四个小划分室(2
‑
1)～(2
‑
4)构成的横向小划分室列20w以外的三个横向小划分室列所包含的小划分室(1
‑
1)～(1
‑
4)、(3
‑
1)～(3
‑
4)以及(4
‑
1)～(4
‑
4)的沿横向相邻的两个小划分室分隔。
[0055]
以下，对为了确认本发明的效果而使用了图2的(a)以及(b)的排水结构的实验进行说明。
[0056]
[实验的概要]
[0057]
在实验中，以图2的(a)以及(b)所示的结构制作了1/10比例尺的模型。为了观察容易而使用丙烯酸材料来进行了制作。另外，为了能够变更通水孔25的位置而在纵框架件17以及地板件13的与小划分室19面对的壁部制作插口，并在该插口嵌入封堵板。在实验中不使用海水而使用纯净水(自来水)。在实验中将纯净水排出的泵使用了使三个隔膜泵连动并抑制脉动，且能够线性地吸引的工艺泵(株式会社tacmina社制，fxd
‑
fxw
‑
8)。另外，在舱水位的计测中使用了数字超声波传感器(株式会社基恩士社制，fw
‑
02)。累计流量通过根据舱水位的舱内的纯净水的体积变化来求出。需要说明的是，在实验中进行累计流量与泵吸引量的比较而获得校准性。
[0058]
针对与残留水(相当于残留压载水)的排水时间有关的要因而考虑有泵流量与压载舱内的流动的影响，为了观察残留水的排水量的不同，在实验中，以能够研究如下四个要素的方式进行了设计，即，1)泵的吸入口21的(吸入钟形嘴b)的设置位置，2)泵吸引量，3)通水孔25的大小，4)有无设定纵向小划分室列20l。需要说明的是，在实验中，由于不考虑汽提泵(stripping pump)的切换而使泵流量恒定并在残留水的最终阶段中一边卷入空气一边进行吸引，因此具有5mm左右的剩余水。
[0059]
[实验的结果]
[0060]
以下，示出实验结果。
[0061]
(1)设置吸入口21的小划分室的设置位置
[0062]
在图3中表示在图2的(b)的排水结构中由设置吸入口21的小划分室的不同导致的残留水的排水量的随时间变化。需要说明的是，在实验中，保持与实际船舶的几何学上的1/10比例尺，使泵容量相当于1000ton/h.(在实验中为27.8l/sec.)，将纵框架件17的高度设为300mm(在实验中为30mm)，使初始水位相当于500mm(在实验中为50mm)，并将形成通水孔25的狭缝的开口尺寸设为横宽b.240mm
×
高度h.90mm(在实验中为b.24mm
×
h.9mm)。关于泵容量、平衡角的有无，也将对累计流量有影响的泵容量设为固定，并将平衡角设为无。根据
该图3，关于设置吸入口21的小划分室，判断为选择自中心线沿横向偏移一个划分区而得到的小划分室(2
‑
2)或小划分室(1
‑
2)来设置吸入口21则排水效率为佳，且判断为特别是对小划分室(2
‑
2)设置吸入口21为佳。特别是对小划分室(1
‑
1)设置吸入口21的效率差。
[0063]
(2)泵流量
[0064]
在图4中表示由泵容量的大小的不同导致的排水量的随时间变化。在图4中将泵容量设为实际船舶的泵相当容量来表示。在实验中，将吸入口21设置于小划分室(2
‑
2)，将纵框架件17的高度设为30mm，将初始水位设为50mm，并将设置通水孔25的狭缝的开口尺寸设为宽度b.18mm
×
高度h.9mm。根据图4可知，在泵容量相对小的情况下无法获得大的排水量，但在增加泵容量的情况下出现收敛值，且在这种情况下800ton/h.与1000ton/h.大致一致。因此，图4表示即使增加泵容量有时也难以显现效果。
[0065]
(3)通水孔25的大小
[0066]
在图5中表示由通水孔25的开口部的大小的不同导致的排水量的随时间变化。在实验中，使泵容量相当于1000ton/h.，将吸入口21的设置位置设为小划分室(2
‑
2)，将纵框架件17的高度设为30mm，并将初始水位设为50mm。
[0067]
在图5中表示在将通水孔25的开口的宽度设为恒定值9mm的情况下由高度的不同导致的排水量的随时间变化。当使开口的高度增大时，出现收敛值，在该情况下，b.9mm
×
h.18mm与b.9mm
×
h.24mm相比，大致一致。因此，表示即使增大开口的高度也有时难以显现效果。在图6中表示在实验中使用的通水孔25的形状与尺寸。
[0068]
在图7中表示在将通水孔25的开口的高度设为恒定值9mm情况下的由宽度的不同导致的排水量的随时间变化。当使开口的宽度增大时，排水量增大，特别是，在该情况下，在为b.24mm
×
h.9mm时明显显现效果。
[0069]
(4)纵向小划分室列20l的设置
[0070]
如图2的(a)所示，对通过设置纵向小划分室列20l从而减少各划分室的排放孔的开口数量，但能否提高排水效率进行了研究。这里，如图2的(a)所示，考虑如下情况，即，四个纵向小划分室列20l分别包含的多个小划分室各自通过分别将多个地板件13贯通的多个通水孔(纵向通水孔)25而处于连通状态的情况，该四个纵向小划分室列20l包含构成横向小划分室列20w的四个小划分室(2
‑
1)～(2
‑
4)中的一个小划分室且由沿船舶的纵向l排列的多个小划分室[(1
‑
1)～(4
‑
1)、(1
‑
2)～(4
‑
2)、(1
‑
3)～(4
‑
3)、(1
‑
4)～(4
‑
4)]构成。
[0071]
在图8中表示在设定有纵向小划分室列20l的情况下的由通水孔25的开口部的大小的不同导致的排水量的随时间变化。在该图中，表示在将通水孔25的开口的高度设定为恒定值9mm的情况下的由宽度的不同导致的排水量的随时间变化。当使开口的宽度增大时，与在(3)中所考察到的内容相同，排水量增大，特别是，在该情况下，在为b.24mm
×
h.9mm时显现效果。
[0072]
另外，知晓了，在将通水孔25的开口的宽度设为恒定值9mm的情况下的由高度的不同导致的排水量的随时间变化中，与在(3)中考察到的内容同样地出现收敛值，且即使增加开口高度，也难以显现效果。
[0073]
在图9中为了明确纵向小划分室列20l的特征，针对纵向小划分室列20l的设置的有无，对将通水孔25的开口的宽度与高度设为b.24mm
×
h.9mm及b.18mm
×
h.9mm情况下的排水量的随时间变化进行比较并示出。根据该图，在没有设置纵向小划分室列20l且通水孔25
的开口数量多的情况下，排水量变大。然而，没有设置纵向小划分室列20l的情况下的通水孔(b.18mm
×
h.9mm)的排水量的随时间变化与设置有纵向小划分室列20l的情况下的通水孔(b.24mm
×
h.9mm)的排水量的随时间变化大致同等，因此知晓了，设置纵向小划分室列20l对于削减通水孔25的开口数量是有效的。
[0074]
从该实验，得到以下的见解。
[0075]
1)关于泵的吸入口21的小划分室的设置位置，吸入口21的位置与舱中心线分离或与舱壁分离，则实现排水效率改善。
[0076]
2)即使徒然增大泵容量，设置有吸入口21的小划分室的水位的降低也变显著，而效果小。期望的是，选择适当的泵容量以改善排水效率。
[0077]
3)对于通水孔25的大小来说，与通水孔25的开口高度相比，开口宽度起到有利于排水效率改善的作用。
[0078]
4)能够期待纵向小划分室列20l的设定有效地起到排水效率改善的作用，对于削减通水孔25的开口数量是有效的。
[0079]
本发明是基于上述见解而完成的，通过设置横向小划分室列20w，并且适当地确定纵向小划分室列20l的通水孔25的位置、数量以及开口面积，从而实现目的。因而，即使在纵向小划分室列20l所包含的小划分室的一部分中在纵框架件17形成有通水孔25的情况下，该方案也完全没有被本发明的技术的范围排除在外。
[0080]
[其他]
[0081]
优选的是，多个横向通水孔各自的开口面积以及多个纵向通水孔的开口面积以横向小划分室列内相邻的两个小划分室内的水位差成为接近0的状态的方式确定。当设为这种状态时，能够提高横向小划分室列的吸入功能。
[0082]
另外，在将本发明应用于实际的压载舱的情况下，如图10所示那样成为具备多个大区间室与小划分室的结构。在图10的情况下，设置有16个大划分室15a至15p、以及64个小划分室。在该例子中，两个大划分室15b以及15j这两个所包含的8个小划分室19直接连接而构成横向小划分室列20w，另外，8个纵向小划分室列20l分别通过8个小划分室19串联连接而构成。
[0083]
仅在图10那样的多个小划分室中，在残留压载水的排出时间变长的情况下，也可以如虚线所示那样例如还对小划分室(2
‑
4)设置其他的吸入钟形嘴。另外，也可以是，将两个大划分室15c以及15k所包含的8个小划分室19直接连接而形成追加的横向小划分室列。在这种情况下，优选的是，也在该追加的横向小划分室列所包含的至少一个小划分室配置吸入钟形嘴。需要说明的是，在对由本发明得到的效果没有较大影响的情况下，在位于距吸入钟形嘴一定距离而分开的位置的梁件11或者纵框架件17的一部分设置有通水孔25的方案也包含在本发明的技术范围内。
[0084]
吸入钟形嘴的优选配置位置因压舱泵容量、吸入管的口径、小划分室的纵框架件的间隔等各种要因而不同。本实施方式的吸入钟形嘴的配置位置是采用一边将船体向纵向的后侧倾斜一边将残留压载水排出的排水方式的情况的例子。
[0085]
工业上的可利用性
[0086]
根据本发明，即使减少通水孔的数量以及面积，也不会发生残留压载水的排水时间显著变长，并且能够减少压载舱的制作作业工时，能够抑制压载舱的机械强度的降低。