船舶およびバラスト水交換方法
【課題】 バラスト水排水基準をクリア可能とする船舶およびバラスト水交換方法の提供を目的とする。
【解決手段】 船舶１は、複数のバラストタンク９〜１６を備えると共に、概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船よりも大きな船尾肥大度係数ｒＡを有し、複数のバラストタンク９〜１６には、船尾バラストタンク１６と、基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンク１０とが含まれており、複数のバラストタンク９〜１６は、船尾バラストタンク１６、船首バラストタンク１０および兼用バラストタンク９を含む第１タンクグループと、他のバラストタンク１１〜１５により構成される第２タンクグループとに区分けされ、タンクグループごとにバラスト水注入系統が独立に設けられている。
【解決手段】 船舶１は、複数のバラストタンク９〜１６を備えると共に、概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船よりも大きな船尾肥大度係数ｒＡを有し、複数のバラストタンク９〜１６には、船尾バラストタンク１６と、基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンク１０とが含まれており、複数のバラストタンク９〜１６は、船尾バラストタンク１６、船首バラストタンク１０および兼用バラストタンク９を含む第１タンクグループと、他のバラストタンク１１〜１５により構成される第２タンクグループとに区分けされ、タンクグループごとにバラスト水注入系統が独立に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバラストタンクを有する船舶およびそのような船舶に適用されるバラスト水交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、船舶の運航時には、喫水を確保して船体を安定化させるべく出港地（揚荷港）にてバラストタンクに海水がバラスト水として注入され、入港地（荷積港）においてバラストタンクからバラスト水が排出される。従って、バラスト水の排出時には、バラスト水と共にそれに含まれていた出港地の海域における微生物、水棲生物、病原体等も一緒に入港先の海域に排出されることになる。この場合、バラスト水と共に移動した微生物や水棲生物等が新たな環境に定着してしまうと、その海域の生態系や水産業等の経済活動に大きな影響を与えるおそれがある。また、関係機関の推定によれば、地球規模で移動するバラスト水の量は年間およそ１２０億トンにも昇るといわれている。このため、このような生態系の移動による環境破壊、資源の損失、人体への悪影響等は、従来から世界共通の環境課題となっていた。
【０００３】
上述のようなバラスト水の注排水に起因する生態系の移動を防止するために、２００４年２月に国際海事機関（ＩＭＯ）においてバラスト水管理条約が合意された。かかるバラスト水管理条約は、次のようなバラスト水排水基準に従ってバラスト水の注排水が実行されることを求めるものであり、港湾における船舶のバラスト水排出を大きく規制するものである。
【０００４】
バラスト水排水基準（Ｄ−２基準）：
・５０μｍ以上の生きている生物量が１ｍ３当たり１０個体未満、１０μｍ以上大きく５０μｍより小さい生きている生物量は１ｍｌ当たり１０個体未満（基準として用いる生物の大きさは、長さ、幅、厚さの中で一番小さい箇所）
・病原性コレラ菌の量は、バラスト水１００ｍｌ当たり１ｃｆｕ未満、または動物プランクトン湿重量１ｇ当たり１ｃｆｕ未満
・大腸菌の量は、バラスト水１００ｍｌ当たり２５０ｃｆｕ単位未満
・腸球菌の量は、バラスト水１００ｍｌ当たり１００ｃｆｕ単位未満
【０００５】
バラスト水の注排水は船舶の運航上必要不可欠なものである。従って、上述の生態系の移動を防止するためには、バラストタンク内のバラスト水から微生物等を除去するための処理装置の実用化が求められる。しかしながら、このような処理装置の開発は容易なことではなく、上記基準をクリアさせ得る処理装置の実用化にはなお時間がかかるであろう。このため、上記バラスト水管理条約の合意後も、洋上でのバラスト水交換が暫定的に認められており、ほとんどの船舶は洋上でのバラスト交換を行っているのが現状である。
【０００６】
ここで、船舶のバラスト水交換方法としては、次の２つの方法が主流となっている。
１）ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法：バラスト水で満たされた何れかのバラストタンクを一旦空にして、再度注水を行うことでタンク内のバラスト水を交換する方法である。複数のバラストタンクについて順次バラスト水の交換を行うことから、一般にＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法と呼ばれる。
２）ＦＬＯＷ−ＴＨＲＯＷ法：バラストタンクにバラスト水が注入されている状態で、ポンプを用いてバラストタンク内にバラスト水を注入し続け、希釈によりバラスト水を交換する方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のバラスト水交換方法には、次のような問題も指摘されている。
【０００８】
１）ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法を用いる場合、バラストタンクを一旦空にしなければならないが、この際、船体の姿勢制御や船体にかかる縦強度の調整等が必要となる。従って、船舶によっては、安全要件や船級要件を満たせず、ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法を採用することが困難となる。更に、荒天時には、プロペラ没水率が確保できなかったり、船首部ＳＬＡＭＭＩＮＧ強度が不足したりすると、ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法によるバラスト水の交換を採用し得なくこともあり得る。
【０００９】
２）ＦＬＯＷ−ＴＨＲＯＷ法のもとでは、バラスト水の連続的な注入に起因してタンク内で生じる付加的水圧が船体構造に作用し、船体疲労の問題が生じるおそれもある。また、ＦＬＯＷ−ＴＨＲＯＷ法を採用した場合、タンク容量の３倍ものバラスト水をバラストタンクに注入し続ける必要があるので、稼働時間の増加によりポンプの耐久性に悪影響を与えると共に、発電機の燃料消費量の増加等によりＣＯ２発生量が増加してしまい、環境に悪影響を与えるおそれもある。
【００１０】
３）現状、バラスト水の交換が認められているのは、港から２００海里以上遠洋で、かつ水深２００ｍ以深の海域であるが、このような遠洋海域にて、バラストタンクを一旦空にする必要があるＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法によりバラスト水を交換するのは特に荒天時において困難となる。また、遠洋海域において、タンク容量の３倍ものバラスト水をバラストタンクに注入し続ける必要があるＦＬＯＷ−ＴＨＲＯＷ法によりバラスト水を交換するのは、時間的に容易なことではない。
【００１１】
４）ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法およびＦＬＯＷ−ＴＨＲＯＷ法の何れについても、入港地にて、対象船舶のバラスト水の注排水が確実に外洋で行われたか否かを確認することは容易ではない。また、すべてのバラストタンクのバラスト水に含まれている微生物が確実に外洋において排出されているか否かを判断することも困難である。更に、バラストタンク内に残存するスラッジにも微生物や水棲生物等が存在し、それらが寄港地において排出される可能性も否定できない。
【００１２】
上記理由から、バラスト水排水基準をクリアさせ得る技術の出現が求められている。そして、この種の技術は、実用性の高いバラスト水処理装置が出現するまで適用され得るものであることはもちろん、その出現後にも適用され得るものであると好ましい。
【００１３】
そこで、本発明は、バラスト水排水基準をクリア可能とする船舶およびバラスト水交換方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による船舶は、複数のバラストタンクを有する船舶において、概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船よりも大きな船尾肥大度係数を有すると共に、複数のバラストタンクには、船尾バラストタンクと、上記基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンクとが含まれており、複数のバラストタンクは、少なくとも２つのタンクグループに区分けされ、タンクグループごとにバラスト水注入系統が独立に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
この船舶は、それと概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船よりも大きな船尾肥大度係数を有するので、船尾部で大きな浮力を発生し得ると共に、当該基準船に比べて容積が大きい船尾バラストタンクを備えることができる。また、この船舶の船首バラストタンクは、当該基準船に比べて容積が拡大されている。そして、この船舶の複数のバラストタンクは、少なくとも２つのタンクグループに区分けされており、各タンクグループには、それぞれ独立にバラスト水を注入可能である。なお、ここでいう「基準船」は、１軸船および２軸船の何れであってもよい。
【００１６】
このように構成される船舶では、船尾バラストタンクおよび船首バラストタンクの容積が基準船に比べて大きいことから、少なくとも２つのタンクグループの何れかについてのみバラスト水が注入された場合であっても、船体の縦強度を十分に保ちつつ十分な喫水を確保することができる。従って、この船舶では、次のような手順によるバラスト水の交換を実行することができる。
【００１７】
すなわち、出港地にて少なくとも２つのタンクグループのうちの予め定められた第１のタンクグループを構成するバラストタンクに海水をバラスト水として注入する。この場合、出港地にて第１のタンクグループを構成するバラストタンクに注入される海水は、微生物等を含んでいる可能性を少なからず有する。その後、船舶が出港して出港地から十分に遠離な遠洋海域に達した段階で、第１のタンクグループとは異なる第２のタンクグループを構成するバラストタンクに海水をバラスト水として注入する。この場合、遠洋海域で第２のタンクグループを構成するバラストタンクに注入される海水に微生物等が含まれている可能性はごく少なく、当該海域の海水は、バラスト水排出基準を満たすものと認められている。次いで、船舶が入港地に達する前に、入港地から十分に遠離な遠洋海域にて第１のタンクグループを構成するバラストタンクからバラスト水を排出する。
【００１８】
上述の手順に従って出港地から入港地までの間にバラスト水を交換をしておくことにより、入港地に達した段階で、この船舶は、遠洋海域にて第２のタンクグループに注水された微生物等を実質的に含んでいないバラスト水のみを保有していることになる。従って、出港地でバラスト水として取得された海水に微生物等が含まれていたとしても、次の入港時には、バラスト水排出基準がクリアされており、入港地にて第２のタンクグループを構成するバラストタンクからバラスト水が排出されても、それにより環境破壊、資源の損失、人体への悪影響等の問題を生じさせる可能性は極めて低い。更に、入港地手前の遠洋海域で、出港地にて第１のタンクグループに注水された微生物等を含む可能性をもったバラスト水が排出されても、微生物等がそこで生存する可能性は非常に低く、このようなバラスト水の排出により環境破壊等を引き起こすおそれは実質的に無いといってよい。
【００１９】
このように、本発明による船舶によれば、出港地にてバラスト水を注入すべきタンクグループと、遠洋海域にてバラスト水を注入すべきタンクグループとを予め定めておけば、上述のバラスト水排出基準をクリアすることが可能となり、環境破壊、資源の損失、人体への悪影響といった問題の発生を良好に抑制することができる。
【００２０】
また、本発明による船舶の船尾肥大度係数をｒＡとしたときに、船尾肥大度係数が、０．９≦ｒＡ≦１．２という範囲内に含まれると好ましい。
【００２１】
このように、船尾肥大度係数を上記範囲内から選択することにより、船尾バラストタンクを実用上十分な大きさに拡大することが可能となり、少なくとも２つのタンクグループの何れかについてのみバラスト水が注入された場合であっても、船体の縦強度を十分に保ちつつ十分な喫水を確保することができる。
【００２２】
更に、船首バラストタンクを画成する船首隔壁と船首垂線との距離が基準船に比べて長いと好ましい。
【００２３】
このように、船首バラストタンクを画成する船首隔壁を船尾側にオフセットして当該船首隔壁と船首垂線との距離を長くすることにより、上記基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンクを容易に実現することが可能となる。
【００２４】
また、タンクグループには、少なくとも船尾バラストタンクおよび船首バラストタンクを含む第１タンクグループと、他のバラストタンクにより構成される第２タンクグループとが含まれると好ましい。
【００２５】
この態様によれば、第１タンクグループにのみ注水された場合と、第２タンクグループにのみ注水された場合との何れの場合においても、船体の縦強度を十分に保ちつつ十分な喫水を確保することができる。
【００２６】
本発明によるバラスト水交換方法は、少なくとも２つのタンクグループに区分けされた複数のバラストタンクと、タンクグループごとに独立に設けられたバラスト水注入系統とを備えた船舶に適用されるバラスト水交換方法であって、
（ａ）出港地にて予め定められた第１のタンクグループを構成するバラストタンクに海水をバラスト水として注入するステップと、
（ｂ）出港地から十分に遠離な遠洋海域にて第１のタンクグループとは異なる第２のタンクグループを構成するバラストタンクに海水をバラスト水として注入するステップと、
（ｃ）入港地から十分に遠離な遠洋海域にて第１のタンクグループを構成するバラストタンクからバラスト水を排出するステップとを含むものである。
【００２７】
また、本発明によるバラスト水交換方法は、（ｄ）入港地にて第２のタンクグループを構成するバラストタンクからバラスト水を排出するステップを更に含むとよい。
【００２８】
そして、この方法が適用される船舶は、概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船よりも大きな船尾肥大度係数を有すると共に、基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンクを備えると好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明による船舶およびバラスト水交換方法によれば、バラスト水排水基準を良好にクリアすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明による船舶を示す概略構成図である。同図に示される船舶１は、例えば、２軸推進型のバルクキャリアとして構成されており、２体のプロペラ２と、各プロペラ２に対応して設けられた図示されない主機、それに関連する補機類等を備えるものである。本実施形態の船舶１は、船長Ｌｐｐ＝２２６ｍ、船幅Ｂ＝４３ｍ、型深さＤ＝１８．５５ｍ、満載時喫水ｄ＝１２．８ｍという諸元を有する。また、船舶１は、保針性能（針路安定性）を良好に保つべく、２体のプロペラ２に対応するように船体後部に設けられた２つのスケグ３を有しており、各プロペラ２および各スケグ３の後方には、各１体の舵４が設けられている。そして、左右一対のスケグ同士間には、トンネル部５（図７から図９参照）が画成されている。
【００３２】
更に、船舶１は、複数のカーゴホールドを有している。複数のカードホールドのうち、船長方向および船幅方向のそれぞれ概ね中央に設けられているカーゴホールド９は、バラストタンクとしても使用され得るように構成されている。以下、このカーゴホールドを「兼用バラストタンク９」という。また、船舶１は、複数のカーゴホールドに加えて、船首バラストタンク（Ｆｏｒｅ．Ｐｅａｋ Ｔａｎｋ）１０、ＮＯ．１バラストタンク１１、ＮＯ．２バラストタンク１２、ＮＯ．３バラストタンク１３、ＮＯ．４バラストタンク１４、ＮＯ．５バラストタンク１５および船尾バラストタンク（Ａｆｔ．Ｐｅａｋ Ｔａｎｋ）１６を有している。更に、ＮＯ．５バラストタンク１５と船尾バラストタンク１６との間には、機関区画１８が画成されている。
【００３３】
船首バラストタンク１０は、船体と船首隔壁１７とにより船体の最も船首側に画成される。また、ＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５は、何れも、左舷側タンクと右舷側タンクとから構成されるものである。更に、船尾バラストタンク１６は、船体の最船尾側に形成され、プロペラ２や舵４等の上方に位置する。本実施形態では、これら複数のバラストタンク９〜１６は、２つのタンクグループに区分けされている。すなわち、本実施形態では、船首バラストタンク１０、船尾バラストタンク１６および兼用バラストタンク９が第１タンクグループＴＧ１を構成する。また、ＮＯ．１バラストタンク１１、ＮＯ．２バラストタンク１２、ＮＯ．３バラストタンク１３、ＮＯ．４バラストタンク１４およびＮＯ．５バラストタンク１５が第２タンクグループＴＧ２を構成する。
【００３４】
そして、船舶１は、タンクグループＴＧ１およびＴＧ２にそれぞれ独立にバラスト水を供給することができるように構成されている。すなわち、図２に示されるように、第１タンクグループＴＧ１には、メインブランチ方式の第１バラスト水注入系統２１が備えられており、第２タンクグループＴＧ２には、第１バラスト水注入系統２１とは独立のリングメイン方式の第２バラスト水注入系統２２が備えられている。第１バラスト水注入系統２１は、概ね船長方向に延びるメインライン２３と、メインライン２３に接続された第１バラストポンプ２５とを含む。メインライン２３からは、それぞれ中途にバラスト弁を有するブランチライン２７ａ，２７ｂおよび２７ｃが分岐されている。ブランチライン２７ａは、船首バラストタンク１０に接続され、ブランチライン２７ｂは、兼用バラストタンク９に接続され、ブランチライン２７ｃは、船尾バラストタンク１６に接続されている。
【００３５】
第２バラスト水注入系統２２は、概ね環状に形成された環状メインライン２４と、環状メインライン２４に接続された第２バラストポンプ２６とを含む。環状メインライン２４からは、それぞれ中途にバラスト弁を有するブランチライン２８ａ〜２８ｊが分岐されている。ブランチライン２８ａは、ＮＯ．１バラストタンク１１の左舷側タンクに、ブランチライン２８ｂは、ＮＯ．１バラストタンク１１の右舷側タンクにそれぞれ接続され、ブランチライン２８ｃは、ＮＯ．２バラストタンク１２の左舷側タンクに、ブランチライン２８ｄは、ＮＯ．２バラストタンク１２の右舷側タンクにそれぞれ接続されている。同様に、ブランチライン２８ｅは、ＮＯ．３バラストタンク１３の左舷側タンクに、ブランチライン２８ｆは、ＮＯ．３バラストタンク１３の右舷側タンクにそれぞれ接続され、ブランチライン２８ｇは、ＮＯ．４バラストタンク１４の左舷側タンクに、ブランチライン２８ｈは、ＮＯ．４バラストタンク１４の右舷側タンクにそれぞれ接続され、ブランチライン２８ｉは、ＮＯ．５バラストタンク１５の左舷側タンクに、ブランチライン２８ｊは、ＮＯ．５バラストタンク１５の右舷側タンクにそれぞれ接続されている。
【００３６】
図３は、上述の船舶１の船首構造を説明するための模式図である。同図に示されるように、船舶１では、船首バラストタンク１０を画成する船首隔壁１７と船首垂線Ｆ．Ｐ．との距離Ｌｆが基準船に比べて長く設定されている。ここで、「基準船」は、船舶１と概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する従来型船舶である。なお、「基準船」は１軸船および２軸船の何れであってもよい。本実施形態の船舶１では、船首バラストタンク１０を画成する船首隔壁１７を船尾側にオフセットすることにより船首隔壁１７と船首垂線Ｆ．Ｐ．との距離Ｌｆが長く設定されている。これにより、船舶１は、基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンク１０を有することになる。
【００３７】
また、基準船における船首隔壁と船首垂線との距離Ｌｆ’がＬｆ’＝０．０４２×Ｌｐｐであるとすると、本実施形態の船舶１の船首隔壁１７と船首垂線Ｆ．Ｐ．との距離Ｌｆは、例えば、Ｌｆ’＝０．０６×Ｌｐｐとされる。これにより、船舶１では、船首バラストタンク１０の容積がおよそ３０００ｍ３程度となり、基準船（上記例の場合、２０００ｍ３程度）に比べて船首バラストタンクの容量を大幅に増加させることが可能となる。
【００３８】
そして、本実施形態の船舶１の船体船尾部は、船尾肥大度係数をｒＡ（＝Ｂ／Ｌ（１．３×（１−Ｃｂ）−０．３１×ｌｃｂ））としたときに、船尾肥大度係数ｒＡが、０．９≦ｒＡ≦１．２という範囲内に含まれるように構成されている。すなわち、図４からわかるように、本実施形態の船舶１の船尾肥大度係数は、概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船（図４の例では１軸船であり、船尾肥大度係数は、例えば０．４≦ｒＡ≦０．６５という範囲内に含まれる）に比べて大きな船尾肥大度係数ｒＡを有し、図５に例示されるように、図１５に例示される基準船に比べて肥大化された船尾部を有することになる。なお、本発明による船舶１は、船尾肥大度係数ｒＡが、０．９≦ｒＡ≦１．２という条件を満たせば、１軸船として構成されてもよく、その場合も、図６に例示されるように、図１５に例示される基準船に比べて肥大化された船尾部を有することになる。
【００３９】
このように、船舶１の船尾肥大度係数ｒＡを上記範囲内から選択すれば、船尾バラストタンク１６を実用上十分な大きさに拡大することが可能となる。すなわち、本実施形態の船舶１の船尾バラストタンク１６の容積は、およそ２８００ｍ３程度であり、基準船（上記例の場合、５００〜６００ｍ３程度）に比べて大幅に増加されている。そして、船舶１では、第１タンクグループＴＧ１を構成する兼用バラストタンク９、船首バラストタンク１０、および船尾バラストタンク１６にのみバラスト水を注入しても、船体の縦強度を十分に保ちつつ、すなわちルール要求を満たしつつ、十分な喫水を確保することが可能となる。
【００４０】
具体的には、基準船の兼用バラストタンク、船首バラストタンク、および船尾バラストタンクにのみバラスト水を注入した場合、喫水は、船首垂線ＦＰにて４．３１ｍ、船尾垂線ＡＰにて５．９６ｍ、トリム＝１．６５ｍとなり、プロペラ没水率＝３５．０％となるのに対して、本発明による船舶１において兼用バラストタンク９、船首バラストタンク１０、および船尾バラストタンク１６にのみバラスト水を注入した場合、喫水は、船首垂線ＦＰにて４．３１ｍ、船尾垂線ＡＰにて６．６１ｍ、トリム＝２．３０ｍとなり、プロペラ没水率＝５０．９％となる。従って、船舶１では、第１タンクグループＴＧ１を構成するバラストタンク９，１０および１６にのみバラスト水を注入しても、安全な航行が可能となる。
【００４１】
本実施形態の船舶１では、上述のように肥大化された船尾構造を実現しつつ、推進性能や保針性能を向上させるべく、次のような対策が講じられている。まず、船舶１の各プロペラ２の直径Ｄｐは、これら各プロペラ２の全円面積の合計が、船舶１と概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する１軸推進型基準船のプロペラの全円面積よりも大きく、かつ、当該１軸推進型基準船のプロペラの全円面積の２倍よりも小さくなるように定められている。すなわち、各プロペラ２の直径Ｄｐは、当該１軸推進型基準船のプロペラの直径をＤｐ１とすると、
１／√２＜Ｄｐ／Ｄｐ１＜１．０
という関係を満たしている。そして、本実施形態では、各プロペラ２の直径Ｄｐが、
０．８×Ｄｐ１≦Ｄｐ≦０．９×Ｄｐ１
という範囲内から選択されており、例えば、Ｄｐ＝０．８８×Ｄｐ１とされている。なお、全円面積は、プロペラ２が回転した際にプロペラ羽根の先端により描かれる円の面積であり、π／４・Ｄｐ２として表される。
【００４２】
各プロペラ２の直径Ｄｐが上述のような範囲から選択される結果、船舶１に含まれる２体のプロペラ２は、船舶１と概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する１軸あるいは２軸推進型の基準船のプロペラよりも何れも小さいものとなるが、これによって、船舶１が本来有する良好な保針性能（操縦性能）は損なわれることはない。また、直径Ｄｐを小さくしたことによる推進性能の低下は実用上許容される範囲内に抑えられ、船舶１の推進性能は実用上良好な範囲内に保たれる。
【００４３】
また、本実施形態の船舶１では、上述のように２体のプロペラ２の直径Ｄｐを小さくした上で、２つのスケグ３同士の間のトンネル部５が、図７に示されるように、スクエアステーション１．５、若しくはそれよりも船尾側で立ち上がるように形成されている。すなわち、トンネル部５は、その起点部５ｓから船尾垂線ＡＰまでの水平距離Ｓと船長Ｌｐｐとの比が、
０＜Ｓ／Ｌｐｐ≦０．１５
という関係を満たすように形成されている。これにより、船舶１では、船尾側を肥大化させて、１軸あるいは２軸推進型の基準船に比較して船尾バラストタンク１６の容積を大幅に増加させることが可能となる。
【００４４】
更に、船舶１の各スケグ３は、図８に示されるように、スケグ中心面Ｐ１に関して非対称に形成される。加えて、各スケグ３は、スケグ後端線３ａ（図７参照）を通る平面Ｐ２と、スケグ中心面Ｐ１とが交差するように、その下端側が船体側部に向けて傾けられている。なお、スケグ後端線３ａは、スケグ３を側方から見た際のスケグ後端部の稜線である。
【００４５】
ここで、一般に２軸船のスケグは、下方から見た状態で船首から船尾に向かうにつれて先細に形成される。このため、スケグがスケグ中心面に関して左右対称であって傾けられていない場合、トンネル部の船尾側が船首側に比べて拡げられ、トンネル入口に比べてトンネル出口が大きくなるので、トンネル部に流入した水流は船首から船尾に向かうに従って拡散・減速させられ、船体抵抗の増加を招く剥離を引き起こすおそれがある。
【００４６】
これに対して、本実施形態のように、各スケグ３を左右非対称に形成すると共に、それぞれの下端側を船体側部に向けて傾けることにより、各スケグ３の船体中心側に位置する側面３ｉの延在方向は、図９に示されるように、各スケグ３の船体外側に位置する側面３ｏに比べて全体に船長方向に近づくことになる。これにより、トンネル部５の船長方向における断面積の変化率が比較的小さくなるので、トンネル部５における水流の拡散・減速が抑制される。従って、船舶１では、船体抵抗の増加を招くトンネル部５における剥離の発生を抑制すると共に、トンネル部５から各プロペラ２に流入する水流の流速を高めることができる。また、各スケグ３の船体外側に位置する側面３ｏのみを外方に膨らまして各スケグ３の外側における伴流率を高めることにより、船体効率を高めると共に各スケグ３の船体外側から各プロペラ２に流入する水流の流速を低下させることができる。
【００４７】
これにより、各プロペラ面２ｂ（図８参照）に流れ込む水流の非対称性、すなわち、各プロペラ２に対してスケグ３の内側すなわちトンネル部５から流入する水流とスケグ３の外側から流入する水流との間の流速差を生じさせ、いわゆる伴流利得を得ると共に、船体効率を高めることが可能となる。このように、各スケグ３を左右非対称に形成すると共にその下端側を船体側部に向けて傾ければ、船舶１の推進性能を良好に向上させることが可能となる。
【００４８】
なお、船舶１の各スケグ３をスケグ中心面Ｐ１に関して非対称に形成するに際しては、スクエアステーション０．５にて、プロペラ２の軸心２ａの高さにおけるスケグ内側半部（スケグ中心面Ｐ１よりも内側の部位）の幅Ｂｉとスケグ外側半部（スケグ中心面Ｐ１よりも外側の部位）の幅Ｂｏとの比が、
０．５≦Ｂｉ／Ｂｏ＜１
という関係を満たすように各スケグ３を構成するとよい。本実施形態では、スケグ内側半部の幅Ｂｉとスケグ外側半部の幅Ｂｏとの比が、Ｂｉ／Ｂｏ＝０．７３として定められている。更に、各スケグ３を傾斜させるに際しては、スケグ中心面Ｐ１とスケグ後端線３ａを通る平面Ｐ２とのなす角度θが、
０°＜θ≦１５°
という関係をみたすようにするとよい。これらの構成を採用すれば、プロペラ面２ｂ（図８参照）に流れ込む水流に非対称性を良好に生じさせて伴流利得を確実に得ることが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態の船舶１では、船体中心線を通って鉛直方向に延びる船体中心面Ｐｃと、各プロペラ２の軸心２ａ（図７参照）を通って鉛直方向に延びるスケグ中心面Ｐ１との距離Ｂｓ（図８参照）が、プロペラ２の直径Ｄｐを基準として、
１．２×Ｄｐ≦Ｂｓ≦１．６×Ｄｐ
という関係を満たすように各スケグ３が形成されている。
【００５０】
すなわち、船舶１の推進性能を向上させるためには、船体中心面Ｐｃとスケグ中心面Ｐ１との距離Ｂｓ、つまりトンネル部５の幅をできるだけ小さくして、スケグ３同士間のトンネル部５における流れを加速させ、かつ、各スケグ３の外側における伴流率を高めることにより、船体抵抗の増加と伴流率の低下とを抑えるとよい。ただし、主機、補機の搭載スペースや船内交通性の確保、更には、２体のプロペラ２の相互干渉によるキャビテーションや振動の発生を考慮すると、船体中心面Ｐｃとスケグ中心面Ｐ１との距離Ｂｓを小さくすることには限界がある。これらの観点から、船体中心面Ｐｃとスケグ中心面Ｐ１との距離Ｂｓが上記関係を満たすようにすれば、スペース効率や船内交通性を損なうことなく、また、キャビテーションや振動の発生を抑制すると共に、上述のように左右非対称かつ傾斜したスケグ３を実現しつつ、船舶１の推進性能を向上させることが可能となる。なお、本実施形態の船舶１では、船体中心面Ｐｃとスケグ中心面Ｐ１との距離Ｂｓが、Ｂｓ＝１．４０４×Ｄｐとして定められている。
【００５１】
更に、本実施形態の船舶１では、図１０に示されるように、船底６の後端部、より詳しくは、プロペラ面２ｂよりも後方の船底６が上方に湾曲することなく概ね平坦に延びるように形成されている。更に、船舶１において、その船体後端部７は、満載時における船体後端部７の没水深さｈａと満載時喫水ｄとの比が、
０．１５≦ｈａ／ｄ≦０．２５
という関係を満たすように形成されている。
【００５２】
一般に、船体後端部７周辺では水流が船体から離れるため、この周辺の部位を図１０において破線で示されるように上方に湾曲する曲面状に形成すると流れの剥離が起こり、船体抵抗の増加を招いてしまう。また、船体後端部７の没水深さｈａを必要以上に大きくすると、流れの剥離範囲や死水領域が増加し、やはり船体抵抗の増加を招いてしまう。これに対して、上述のように、好ましくはプロペラ面２ｂよりも後方の船底６を概ね平坦に形成することにより、流れの剥離を抑制し、船体抵抗の減少させることが可能となる。更に、船体後端部７の深さｈａと満載時喫水ｄとの比が上記関係を満たすようにすれば、剥離範囲や死水領域の増加を抑制し、船体抵抗の減少させることが可能となる。従って、このように船尾付近の形状を工夫することにより、船体抵抗を増加を抑えて船舶１の推進性能を向上させることが可能となる。
【００５３】
以上説明されたように、本実施形態の船舶１の船首バラストタンク１０は、それと概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船に比べて容積が拡大されている。また、本実施形態の船舶１は、当該基準船よりも大きな船尾肥大度係数を有するので、船尾部で大きな浮力を発生し得ると共に、当該基準船に比べて容積が大きい船尾バラストタンク１６を備えることができる。そして、船舶１の複数のバラストタンク９〜１６は、兼用バラストタンク９、船首バラストタンク１０および船尾バラストタンク１６を含む第１タンクグループＴＧ１と、他のバラストタンク１１〜１５により構成される第２タンクグループＴＧ２とに区分けされており、各タンクグループＴＧ１およびＴＧ２には、それぞれ独立にバラスト水を注入することができる。このように構成される船舶１では、船首バラストタンク１０および船尾バラストタンク１６の容積が大きいことから、船首バラストタンク１０、船尾バラストタンク１６および兼用バラストタンク９を含む第１タンクグループＴＧ１にのみバラスト水を注入しても、船体の縦強度を十分に保ちつつ十分な喫水を確保することができる。従って、この船舶では、次のような手順によるバラスト水の交換を実行することができる。
【００５４】
図１１は、上述の船舶１において実行されるバラスト水交換方法を説明するためのフローチャートである。同図に示されるように、積荷を積載していない状態の船舶１が出港地を出る際には、出港地にて２つのタンクグループＴＧ１およびＴＧ２のうちの予め定められた第１のタンクグループ（本実施形態では、第１タンクグループＴＧ１）を構成するバラストタンク９，１０および１６に海水をバラスト水として注入する（Ｓ１０）。すなわち、出港地では、第１バラスト水注入系統２１の各バラスト弁が開放された上で、第１バラストポンプ２５が作動され、これにより、図１２に示されるように、兼用バラストタンク９、船首バラストタンク１０および船尾バラストタンク１６が概ね満水状態とされる。
【００５５】
この場合、出港地にて第１のタンクグループを構成するバラストタンクに注入される海水は、出港地の海域に生息する微生物等を含んでいる可能性を少なからず有する。このため、バラストタンク９，１０および１６に対する海水の注入が完了したならば、船舶１の乗組員は、出港地の管理者から、出港地で注水されたのは第１タンクグループＴＧ１の各タンク９，１０および１６である旨の確認（証書）を取得する（Ｓ１２）。
【００５６】
図１２に示されるように船舶１の第１タンクグループＴＧ１を構成するバラストタンク９，１０および１６に海水が注入されると、喫水が十分に確保されてプロペラ２が十分に没水し、かつ、船体の縦強度も十分に保たれることから、船舶１は航行可能となる。そして、出航後、船舶１が出港地から十分に遠離な遠洋海域、すなわち出港地の２００海里沖に達したならば、予め定められた第１のタンクグループとは異なる第２のタンクグループ（本実施形態では、第２タンクグループＴＧ２）を構成するバラストタンク１１〜１５に海水をバラスト水として注入する（Ｓ１４）。すなわち、出港地沖の遠洋海域では、第２バラスト水注入系統２２の各バラスト弁が開放された上で、第２バラストポンプ２６が作動され、ＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５が概ね満水状態とされる。
【００５７】
このようにＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５に海水が注入されると、図１３に示されるように、船舶１のすべてのバラストタンク９〜１６にバラスト水が注入されることになる。本実施形態の船舶１の喫水は、すべてのバラストタンク９〜１６にバラスト水が注入された場合、船首垂線ＦＰにて８．１２ｍ、船尾垂線ＡＰにて９．５６ｍ、トリム＝１．４ｍとなり、プロペラ没水率＝９６．３％となる。これにより、船舶１の喫水は、出港時に比べて深くなるので、仮に更なる遠洋にて荒天に遭遇したとしても、船舶１の安定性を良好に確保することが可能となる。また、出港地沖の２００海里沖で第２タンクグループＴＧ２を構成するバラストタンク１１〜１５に注入される海水に微生物等が含まれている可能性はごく少なく、当該海域の海水は、バラスト水排出基準を満たすものと認められている。
【００５８】
なお、第２タンクグループＴＧ２を構成するＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５に海水を注入する海域は、一般に荒天に遭遇する可能性が低いとされている出港地から２００海里沖の遠洋が好ましいが、これに限られるものではない。すなわち、第２タンクグループＴＧ２の各タンク１１〜１５に注水する海域は、出港地の２００海里以遠であれば、より出港地から遠離な海域であってもよい。このような遠洋海域の海水に微生物等が含まれている可能性はごく少なく、当該海域の海水も、バラスト水排出基準を満たすものと認められているからである。
【００５９】
次いで、船舶が入港地（荷積港）に達する前に、入港地から十分に遠離な遠洋海域、すなわち入港地の２００海里沖に達したならば、当該遠洋海域にて第１タンクグループＴＧ１を構成する兼用バラストタンク９、船首バラストタンク１０および船尾バラストタンク１６からバラスト水を排出する（Ｓ１６）。これにより、この段階では、図１４に示されるように、ＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５のみがバラスト水を保有している状態となる。この状態における船舶１の喫水は、船首垂線ＦＰにて４．３１ｍ、船尾垂線ＡＰにて６．６１ｍ、トリム＝２．３０ｍとなり、プロペラ没水率＝５０．９％となる。従って、船舶１では、第２タンクグループＴＧ２を構成するバラストタンク１１〜１５にのみバラスト水を注入しても、入港地まで安全な航行が可能となる。
【００６０】
船舶１は、ＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５のみにバラスト水が注水された状態で航行し、やがて目的の入港地に達する。入港地に達したならば、船舶１の乗組員は、入港地の管理者から、出港地で注水されたは第１タンクグループＴＧ１の各タンク９，１０および１６が空になっている旨の確認（証書）を取得する（Ｓ１８）。そして、確認が取得されれば、入港地にて第２タンクグループＴＧ２を構成するＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５からのバラスト水の排水が可能となり（Ｓ２０）、バラスト水の排水と共に、あるいは排水完了後に、船舶１への荷積が可能となる。
【００６１】
上述のように、Ｓ１０〜Ｓ１６の手順に従って出港地から入港地までの間にバラスト水を交換をしておくことにより、入港地に達した段階で、船舶１は、遠洋海域すなわち入港地の２００海里沖にて第２タンクグループＴＧ２の各タンク１１〜１５に注入された微生物等を実質的に含んでいないバラスト水のみを保有していることになる。従って、出港地でバラスト水として取得された海水に微生物等が含まれていたとしても、次の入港時には、バラスト水排出基準が確実にクリアされていることになるので、入港地にて第２タンクグループＴＧ２を構成するバラストタンク１１〜１５からバラスト水を排出しても、環境破壊、資源の損失、人体への悪影響等の問題を生じさせる可能性は極めて低い。また、入港地手前の遠洋海域で、出港地にて第１タンクグループＴＧ１の各タンク９，１０および１６に注入された微生物等を含む可能性をもったバラスト水を排出しても、微生物等がそこで生存する可能性は非常に低く、このようなバラスト水の排出により環境破壊等を引き起こすおそれは実質的に無いといってよい。
【００６２】
この結果、船舶１および上述のバラスト水交換方法によれば、出港地にてバラスト水を注入すべきタンクグループと、遠洋海域にてバラスト水を注入すべきタンクグループとを予め定めておくだけで、バラスト水排出基準をクリアすることが可能となり、環境破壊、資源の損失、人体への悪影響といった問題の発生を良好に抑制することが可能となる。
【００６３】
なお、出港地にて海水が注入されるバラストタンクからなるタンクグループは、船首バラストタンク１０、船尾バラストタンク１６および兼用バラストタンク９を含む第１タンクグループＴＧ１に限られるものではなく、第２タンクグループＴＧ２とされてもよい。要するに、出港地にて微生物等を含む可能性をもった海水が導入されるタンクからなるタンクグループを予め定め、そのタンクグループを構成するバラストタンクのみに出港地で海水を注入し、他のタンクグループのバラストタンクには、遠洋海域においてのみバラスト水が注入されればよいのである。また、本実施形態の船舶１では、複数のバラストタンクが２つのタンクグループに区分けされたが、理論的には、複数のバラストタンクが３つ以上のタンクグループに区分けされてもよい。また、船体の縦強度を十分に保ちつつ十分な喫水を確保できるのであれば、各タンクグループにおけるバラストタンクの組合せは任意に定められ得る。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明による船舶を示す概略構成図である。
【図２】図１の船舶に設けられているバラスト水注入系統を説明するための系統図である。
【図３】図１の船舶の船首構造を説明するための模式図である。
【図４】本発明による船舶の船尾肥大度係数と基準船の船尾肥大度係数とを比較するグラフである。
【図５】図１の船舶の船尾構造を説明するための模式図である。
【図６】本発明による船舶の他の船尾構造を説明するための模式図である。
【図７】図１の船舶の船尾構造を示す模式図である。
【図８】図１の船舶を後方から見た状態を示す模式図である。
【図９】図１の船舶を下方から見た状態を示す模式図である。
【図１０】図１の船舶のトンネル部の構成を説明するための模式図である。
【図１１】本発明によるバラスト水交換方法を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明によるバラスト水交換方法を説明するための模式図である。
【図１３】本発明によるバラスト水交換方法を説明するための模式図である。
【図１４】本発明によるバラスト水交換方法を説明するための模式図である。
【図１５】基準船の船尾構造を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 船舶、２ プロペラ、２ａ 軸心、２ｂ プロペラ面、３ スケグ、３ａ スケグ後端線、３ｉ，３ｏ 側面、４ 舵、５ トンネル部、５ｓ 起点部、６ 船底、７ 船体後端部、９ 兼用バラストタンク、１０ 船首バラストタンク、１１ ＮＯ．１バラストタンク、１２ ＮＯ．２バラストタンク、１３ ＮＯ．３バラストタンク、１４ ＮＯ．４バラストタンク、１５ ＮＯ．５バラストタンク、１６ 船尾バラストタンク、１７ 船首隔壁、１８ 機関区画、２１ 第１バラスト水注入系統、２２ 第２バラスト水注入系統、２３ メインライン、２４ 環状メインライン、２５ 第１バラストポンプ、２６ 第２バラストポンプ、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ，２８ｈ，２８ｉ，２８ｊ ブランチライン、Ｐ１ スケグ中心面、Ｐ２ スケグ後端線を通る平面、ＴＧ１ 第１タンクグループ、ＴＧ２ 第２タンクグループ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバラストタンクを有する船舶およびそのような船舶に適用されるバラスト水交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、船舶の運航時には、喫水を確保して船体を安定化させるべく出港地（揚荷港）にてバラストタンクに海水がバラスト水として注入され、入港地（荷積港）においてバラストタンクからバラスト水が排出される。従って、バラスト水の排出時には、バラスト水と共にそれに含まれていた出港地の海域における微生物、水棲生物、病原体等も一緒に入港先の海域に排出されることになる。この場合、バラスト水と共に移動した微生物や水棲生物等が新たな環境に定着してしまうと、その海域の生態系や水産業等の経済活動に大きな影響を与えるおそれがある。また、関係機関の推定によれば、地球規模で移動するバラスト水の量は年間およそ１２０億トンにも昇るといわれている。このため、このような生態系の移動による環境破壊、資源の損失、人体への悪影響等は、従来から世界共通の環境課題となっていた。
【０００３】
上述のようなバラスト水の注排水に起因する生態系の移動を防止するために、２００４年２月に国際海事機関（ＩＭＯ）においてバラスト水管理条約が合意された。かかるバラスト水管理条約は、次のようなバラスト水排水基準に従ってバラスト水の注排水が実行されることを求めるものであり、港湾における船舶のバラスト水排出を大きく規制するものである。
【０００４】
バラスト水排水基準（Ｄ−２基準）：
・５０μｍ以上の生きている生物量が１ｍ３当たり１０個体未満、１０μｍ以上大きく５０μｍより小さい生きている生物量は１ｍｌ当たり１０個体未満（基準として用いる生物の大きさは、長さ、幅、厚さの中で一番小さい箇所）
・病原性コレラ菌の量は、バラスト水１００ｍｌ当たり１ｃｆｕ未満、または動物プランクトン湿重量１ｇ当たり１ｃｆｕ未満
・大腸菌の量は、バラスト水１００ｍｌ当たり２５０ｃｆｕ単位未満
・腸球菌の量は、バラスト水１００ｍｌ当たり１００ｃｆｕ単位未満
【０００５】
バラスト水の注排水は船舶の運航上必要不可欠なものである。従って、上述の生態系の移動を防止するためには、バラストタンク内のバラスト水から微生物等を除去するための処理装置の実用化が求められる。しかしながら、このような処理装置の開発は容易なことではなく、上記基準をクリアさせ得る処理装置の実用化にはなお時間がかかるであろう。このため、上記バラスト水管理条約の合意後も、洋上でのバラスト水交換が暫定的に認められており、ほとんどの船舶は洋上でのバラスト交換を行っているのが現状である。
【０００６】
ここで、船舶のバラスト水交換方法としては、次の２つの方法が主流となっている。
１）ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法：バラスト水で満たされた何れかのバラストタンクを一旦空にして、再度注水を行うことでタンク内のバラスト水を交換する方法である。複数のバラストタンクについて順次バラスト水の交換を行うことから、一般にＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法と呼ばれる。
２）ＦＬＯＷ−ＴＨＲＯＷ法：バラストタンクにバラスト水が注入されている状態で、ポンプを用いてバラストタンク内にバラスト水を注入し続け、希釈によりバラスト水を交換する方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のバラスト水交換方法には、次のような問題も指摘されている。
【０００８】
１）ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法を用いる場合、バラストタンクを一旦空にしなければならないが、この際、船体の姿勢制御や船体にかかる縦強度の調整等が必要となる。従って、船舶によっては、安全要件や船級要件を満たせず、ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法を採用することが困難となる。更に、荒天時には、プロペラ没水率が確保できなかったり、船首部ＳＬＡＭＭＩＮＧ強度が不足したりすると、ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法によるバラスト水の交換を採用し得なくこともあり得る。
【０００９】
２）ＦＬＯＷ−ＴＨＲＯＷ法のもとでは、バラスト水の連続的な注入に起因してタンク内で生じる付加的水圧が船体構造に作用し、船体疲労の問題が生じるおそれもある。また、ＦＬＯＷ−ＴＨＲＯＷ法を採用した場合、タンク容量の３倍ものバラスト水をバラストタンクに注入し続ける必要があるので、稼働時間の増加によりポンプの耐久性に悪影響を与えると共に、発電機の燃料消費量の増加等によりＣＯ２発生量が増加してしまい、環境に悪影響を与えるおそれもある。
【００１０】
３）現状、バラスト水の交換が認められているのは、港から２００海里以上遠洋で、かつ水深２００ｍ以深の海域であるが、このような遠洋海域にて、バラストタンクを一旦空にする必要があるＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法によりバラスト水を交換するのは特に荒天時において困難となる。また、遠洋海域において、タンク容量の３倍ものバラスト水をバラストタンクに注入し続ける必要があるＦＬＯＷ−ＴＨＲＯＷ法によりバラスト水を交換するのは、時間的に容易なことではない。
【００１１】
４）ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ法およびＦＬＯＷ−ＴＨＲＯＷ法の何れについても、入港地にて、対象船舶のバラスト水の注排水が確実に外洋で行われたか否かを確認することは容易ではない。また、すべてのバラストタンクのバラスト水に含まれている微生物が確実に外洋において排出されているか否かを判断することも困難である。更に、バラストタンク内に残存するスラッジにも微生物や水棲生物等が存在し、それらが寄港地において排出される可能性も否定できない。
【００１２】
上記理由から、バラスト水排水基準をクリアさせ得る技術の出現が求められている。そして、この種の技術は、実用性の高いバラスト水処理装置が出現するまで適用され得るものであることはもちろん、その出現後にも適用され得るものであると好ましい。
【００１３】
そこで、本発明は、バラスト水排水基準をクリア可能とする船舶およびバラスト水交換方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による船舶は、複数のバラストタンクを有する船舶において、概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船よりも大きな船尾肥大度係数を有すると共に、複数のバラストタンクには、船尾バラストタンクと、上記基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンクとが含まれており、複数のバラストタンクは、少なくとも２つのタンクグループに区分けされ、タンクグループごとにバラスト水注入系統が独立に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
この船舶は、それと概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船よりも大きな船尾肥大度係数を有するので、船尾部で大きな浮力を発生し得ると共に、当該基準船に比べて容積が大きい船尾バラストタンクを備えることができる。また、この船舶の船首バラストタンクは、当該基準船に比べて容積が拡大されている。そして、この船舶の複数のバラストタンクは、少なくとも２つのタンクグループに区分けされており、各タンクグループには、それぞれ独立にバラスト水を注入可能である。なお、ここでいう「基準船」は、１軸船および２軸船の何れであってもよい。
【００１６】
このように構成される船舶では、船尾バラストタンクおよび船首バラストタンクの容積が基準船に比べて大きいことから、少なくとも２つのタンクグループの何れかについてのみバラスト水が注入された場合であっても、船体の縦強度を十分に保ちつつ十分な喫水を確保することができる。従って、この船舶では、次のような手順によるバラスト水の交換を実行することができる。
【００１７】
すなわち、出港地にて少なくとも２つのタンクグループのうちの予め定められた第１のタンクグループを構成するバラストタンクに海水をバラスト水として注入する。この場合、出港地にて第１のタンクグループを構成するバラストタンクに注入される海水は、微生物等を含んでいる可能性を少なからず有する。その後、船舶が出港して出港地から十分に遠離な遠洋海域に達した段階で、第１のタンクグループとは異なる第２のタンクグループを構成するバラストタンクに海水をバラスト水として注入する。この場合、遠洋海域で第２のタンクグループを構成するバラストタンクに注入される海水に微生物等が含まれている可能性はごく少なく、当該海域の海水は、バラスト水排出基準を満たすものと認められている。次いで、船舶が入港地に達する前に、入港地から十分に遠離な遠洋海域にて第１のタンクグループを構成するバラストタンクからバラスト水を排出する。
【００１８】
上述の手順に従って出港地から入港地までの間にバラスト水を交換をしておくことにより、入港地に達した段階で、この船舶は、遠洋海域にて第２のタンクグループに注水された微生物等を実質的に含んでいないバラスト水のみを保有していることになる。従って、出港地でバラスト水として取得された海水に微生物等が含まれていたとしても、次の入港時には、バラスト水排出基準がクリアされており、入港地にて第２のタンクグループを構成するバラストタンクからバラスト水が排出されても、それにより環境破壊、資源の損失、人体への悪影響等の問題を生じさせる可能性は極めて低い。更に、入港地手前の遠洋海域で、出港地にて第１のタンクグループに注水された微生物等を含む可能性をもったバラスト水が排出されても、微生物等がそこで生存する可能性は非常に低く、このようなバラスト水の排出により環境破壊等を引き起こすおそれは実質的に無いといってよい。
【００１９】
このように、本発明による船舶によれば、出港地にてバラスト水を注入すべきタンクグループと、遠洋海域にてバラスト水を注入すべきタンクグループとを予め定めておけば、上述のバラスト水排出基準をクリアすることが可能となり、環境破壊、資源の損失、人体への悪影響といった問題の発生を良好に抑制することができる。
【００２０】
また、本発明による船舶の船尾肥大度係数をｒＡとしたときに、船尾肥大度係数が、０．９≦ｒＡ≦１．２という範囲内に含まれると好ましい。
【００２１】
このように、船尾肥大度係数を上記範囲内から選択することにより、船尾バラストタンクを実用上十分な大きさに拡大することが可能となり、少なくとも２つのタンクグループの何れかについてのみバラスト水が注入された場合であっても、船体の縦強度を十分に保ちつつ十分な喫水を確保することができる。
【００２２】
更に、船首バラストタンクを画成する船首隔壁と船首垂線との距離が基準船に比べて長いと好ましい。
【００２３】
このように、船首バラストタンクを画成する船首隔壁を船尾側にオフセットして当該船首隔壁と船首垂線との距離を長くすることにより、上記基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンクを容易に実現することが可能となる。
【００２４】
また、タンクグループには、少なくとも船尾バラストタンクおよび船首バラストタンクを含む第１タンクグループと、他のバラストタンクにより構成される第２タンクグループとが含まれると好ましい。
【００２５】
この態様によれば、第１タンクグループにのみ注水された場合と、第２タンクグループにのみ注水された場合との何れの場合においても、船体の縦強度を十分に保ちつつ十分な喫水を確保することができる。
【００２６】
本発明によるバラスト水交換方法は、少なくとも２つのタンクグループに区分けされた複数のバラストタンクと、タンクグループごとに独立に設けられたバラスト水注入系統とを備えた船舶に適用されるバラスト水交換方法であって、
（ａ）出港地にて予め定められた第１のタンクグループを構成するバラストタンクに海水をバラスト水として注入するステップと、
（ｂ）出港地から十分に遠離な遠洋海域にて第１のタンクグループとは異なる第２のタンクグループを構成するバラストタンクに海水をバラスト水として注入するステップと、
（ｃ）入港地から十分に遠離な遠洋海域にて第１のタンクグループを構成するバラストタンクからバラスト水を排出するステップとを含むものである。
【００２７】
また、本発明によるバラスト水交換方法は、（ｄ）入港地にて第２のタンクグループを構成するバラストタンクからバラスト水を排出するステップを更に含むとよい。
【００２８】
そして、この方法が適用される船舶は、概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船よりも大きな船尾肥大度係数を有すると共に、基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンクを備えると好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明による船舶およびバラスト水交換方法によれば、バラスト水排水基準を良好にクリアすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明による船舶を示す概略構成図である。同図に示される船舶１は、例えば、２軸推進型のバルクキャリアとして構成されており、２体のプロペラ２と、各プロペラ２に対応して設けられた図示されない主機、それに関連する補機類等を備えるものである。本実施形態の船舶１は、船長Ｌｐｐ＝２２６ｍ、船幅Ｂ＝４３ｍ、型深さＤ＝１８．５５ｍ、満載時喫水ｄ＝１２．８ｍという諸元を有する。また、船舶１は、保針性能（針路安定性）を良好に保つべく、２体のプロペラ２に対応するように船体後部に設けられた２つのスケグ３を有しており、各プロペラ２および各スケグ３の後方には、各１体の舵４が設けられている。そして、左右一対のスケグ同士間には、トンネル部５（図７から図９参照）が画成されている。
【００３２】
更に、船舶１は、複数のカーゴホールドを有している。複数のカードホールドのうち、船長方向および船幅方向のそれぞれ概ね中央に設けられているカーゴホールド９は、バラストタンクとしても使用され得るように構成されている。以下、このカーゴホールドを「兼用バラストタンク９」という。また、船舶１は、複数のカーゴホールドに加えて、船首バラストタンク（Ｆｏｒｅ．Ｐｅａｋ Ｔａｎｋ）１０、ＮＯ．１バラストタンク１１、ＮＯ．２バラストタンク１２、ＮＯ．３バラストタンク１３、ＮＯ．４バラストタンク１４、ＮＯ．５バラストタンク１５および船尾バラストタンク（Ａｆｔ．Ｐｅａｋ Ｔａｎｋ）１６を有している。更に、ＮＯ．５バラストタンク１５と船尾バラストタンク１６との間には、機関区画１８が画成されている。
【００３３】
船首バラストタンク１０は、船体と船首隔壁１７とにより船体の最も船首側に画成される。また、ＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５は、何れも、左舷側タンクと右舷側タンクとから構成されるものである。更に、船尾バラストタンク１６は、船体の最船尾側に形成され、プロペラ２や舵４等の上方に位置する。本実施形態では、これら複数のバラストタンク９〜１６は、２つのタンクグループに区分けされている。すなわち、本実施形態では、船首バラストタンク１０、船尾バラストタンク１６および兼用バラストタンク９が第１タンクグループＴＧ１を構成する。また、ＮＯ．１バラストタンク１１、ＮＯ．２バラストタンク１２、ＮＯ．３バラストタンク１３、ＮＯ．４バラストタンク１４およびＮＯ．５バラストタンク１５が第２タンクグループＴＧ２を構成する。
【００３４】
そして、船舶１は、タンクグループＴＧ１およびＴＧ２にそれぞれ独立にバラスト水を供給することができるように構成されている。すなわち、図２に示されるように、第１タンクグループＴＧ１には、メインブランチ方式の第１バラスト水注入系統２１が備えられており、第２タンクグループＴＧ２には、第１バラスト水注入系統２１とは独立のリングメイン方式の第２バラスト水注入系統２２が備えられている。第１バラスト水注入系統２１は、概ね船長方向に延びるメインライン２３と、メインライン２３に接続された第１バラストポンプ２５とを含む。メインライン２３からは、それぞれ中途にバラスト弁を有するブランチライン２７ａ，２７ｂおよび２７ｃが分岐されている。ブランチライン２７ａは、船首バラストタンク１０に接続され、ブランチライン２７ｂは、兼用バラストタンク９に接続され、ブランチライン２７ｃは、船尾バラストタンク１６に接続されている。
【００３５】
第２バラスト水注入系統２２は、概ね環状に形成された環状メインライン２４と、環状メインライン２４に接続された第２バラストポンプ２６とを含む。環状メインライン２４からは、それぞれ中途にバラスト弁を有するブランチライン２８ａ〜２８ｊが分岐されている。ブランチライン２８ａは、ＮＯ．１バラストタンク１１の左舷側タンクに、ブランチライン２８ｂは、ＮＯ．１バラストタンク１１の右舷側タンクにそれぞれ接続され、ブランチライン２８ｃは、ＮＯ．２バラストタンク１２の左舷側タンクに、ブランチライン２８ｄは、ＮＯ．２バラストタンク１２の右舷側タンクにそれぞれ接続されている。同様に、ブランチライン２８ｅは、ＮＯ．３バラストタンク１３の左舷側タンクに、ブランチライン２８ｆは、ＮＯ．３バラストタンク１３の右舷側タンクにそれぞれ接続され、ブランチライン２８ｇは、ＮＯ．４バラストタンク１４の左舷側タンクに、ブランチライン２８ｈは、ＮＯ．４バラストタンク１４の右舷側タンクにそれぞれ接続され、ブランチライン２８ｉは、ＮＯ．５バラストタンク１５の左舷側タンクに、ブランチライン２８ｊは、ＮＯ．５バラストタンク１５の右舷側タンクにそれぞれ接続されている。
【００３６】
図３は、上述の船舶１の船首構造を説明するための模式図である。同図に示されるように、船舶１では、船首バラストタンク１０を画成する船首隔壁１７と船首垂線Ｆ．Ｐ．との距離Ｌｆが基準船に比べて長く設定されている。ここで、「基準船」は、船舶１と概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する従来型船舶である。なお、「基準船」は１軸船および２軸船の何れであってもよい。本実施形態の船舶１では、船首バラストタンク１０を画成する船首隔壁１７を船尾側にオフセットすることにより船首隔壁１７と船首垂線Ｆ．Ｐ．との距離Ｌｆが長く設定されている。これにより、船舶１は、基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンク１０を有することになる。
【００３７】
また、基準船における船首隔壁と船首垂線との距離Ｌｆ’がＬｆ’＝０．０４２×Ｌｐｐであるとすると、本実施形態の船舶１の船首隔壁１７と船首垂線Ｆ．Ｐ．との距離Ｌｆは、例えば、Ｌｆ’＝０．０６×Ｌｐｐとされる。これにより、船舶１では、船首バラストタンク１０の容積がおよそ３０００ｍ３程度となり、基準船（上記例の場合、２０００ｍ３程度）に比べて船首バラストタンクの容量を大幅に増加させることが可能となる。
【００３８】
そして、本実施形態の船舶１の船体船尾部は、船尾肥大度係数をｒＡ（＝Ｂ／Ｌ（１．３×（１−Ｃｂ）−０．３１×ｌｃｂ））としたときに、船尾肥大度係数ｒＡが、０．９≦ｒＡ≦１．２という範囲内に含まれるように構成されている。すなわち、図４からわかるように、本実施形態の船舶１の船尾肥大度係数は、概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船（図４の例では１軸船であり、船尾肥大度係数は、例えば０．４≦ｒＡ≦０．６５という範囲内に含まれる）に比べて大きな船尾肥大度係数ｒＡを有し、図５に例示されるように、図１５に例示される基準船に比べて肥大化された船尾部を有することになる。なお、本発明による船舶１は、船尾肥大度係数ｒＡが、０．９≦ｒＡ≦１．２という条件を満たせば、１軸船として構成されてもよく、その場合も、図６に例示されるように、図１５に例示される基準船に比べて肥大化された船尾部を有することになる。
【００３９】
このように、船舶１の船尾肥大度係数ｒＡを上記範囲内から選択すれば、船尾バラストタンク１６を実用上十分な大きさに拡大することが可能となる。すなわち、本実施形態の船舶１の船尾バラストタンク１６の容積は、およそ２８００ｍ３程度であり、基準船（上記例の場合、５００〜６００ｍ３程度）に比べて大幅に増加されている。そして、船舶１では、第１タンクグループＴＧ１を構成する兼用バラストタンク９、船首バラストタンク１０、および船尾バラストタンク１６にのみバラスト水を注入しても、船体の縦強度を十分に保ちつつ、すなわちルール要求を満たしつつ、十分な喫水を確保することが可能となる。
【００４０】
具体的には、基準船の兼用バラストタンク、船首バラストタンク、および船尾バラストタンクにのみバラスト水を注入した場合、喫水は、船首垂線ＦＰにて４．３１ｍ、船尾垂線ＡＰにて５．９６ｍ、トリム＝１．６５ｍとなり、プロペラ没水率＝３５．０％となるのに対して、本発明による船舶１において兼用バラストタンク９、船首バラストタンク１０、および船尾バラストタンク１６にのみバラスト水を注入した場合、喫水は、船首垂線ＦＰにて４．３１ｍ、船尾垂線ＡＰにて６．６１ｍ、トリム＝２．３０ｍとなり、プロペラ没水率＝５０．９％となる。従って、船舶１では、第１タンクグループＴＧ１を構成するバラストタンク９，１０および１６にのみバラスト水を注入しても、安全な航行が可能となる。
【００４１】
本実施形態の船舶１では、上述のように肥大化された船尾構造を実現しつつ、推進性能や保針性能を向上させるべく、次のような対策が講じられている。まず、船舶１の各プロペラ２の直径Ｄｐは、これら各プロペラ２の全円面積の合計が、船舶１と概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する１軸推進型基準船のプロペラの全円面積よりも大きく、かつ、当該１軸推進型基準船のプロペラの全円面積の２倍よりも小さくなるように定められている。すなわち、各プロペラ２の直径Ｄｐは、当該１軸推進型基準船のプロペラの直径をＤｐ１とすると、
１／√２＜Ｄｐ／Ｄｐ１＜１．０
という関係を満たしている。そして、本実施形態では、各プロペラ２の直径Ｄｐが、
０．８×Ｄｐ１≦Ｄｐ≦０．９×Ｄｐ１
という範囲内から選択されており、例えば、Ｄｐ＝０．８８×Ｄｐ１とされている。なお、全円面積は、プロペラ２が回転した際にプロペラ羽根の先端により描かれる円の面積であり、π／４・Ｄｐ２として表される。
【００４２】
各プロペラ２の直径Ｄｐが上述のような範囲から選択される結果、船舶１に含まれる２体のプロペラ２は、船舶１と概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する１軸あるいは２軸推進型の基準船のプロペラよりも何れも小さいものとなるが、これによって、船舶１が本来有する良好な保針性能（操縦性能）は損なわれることはない。また、直径Ｄｐを小さくしたことによる推進性能の低下は実用上許容される範囲内に抑えられ、船舶１の推進性能は実用上良好な範囲内に保たれる。
【００４３】
また、本実施形態の船舶１では、上述のように２体のプロペラ２の直径Ｄｐを小さくした上で、２つのスケグ３同士の間のトンネル部５が、図７に示されるように、スクエアステーション１．５、若しくはそれよりも船尾側で立ち上がるように形成されている。すなわち、トンネル部５は、その起点部５ｓから船尾垂線ＡＰまでの水平距離Ｓと船長Ｌｐｐとの比が、
０＜Ｓ／Ｌｐｐ≦０．１５
という関係を満たすように形成されている。これにより、船舶１では、船尾側を肥大化させて、１軸あるいは２軸推進型の基準船に比較して船尾バラストタンク１６の容積を大幅に増加させることが可能となる。
【００４４】
更に、船舶１の各スケグ３は、図８に示されるように、スケグ中心面Ｐ１に関して非対称に形成される。加えて、各スケグ３は、スケグ後端線３ａ（図７参照）を通る平面Ｐ２と、スケグ中心面Ｐ１とが交差するように、その下端側が船体側部に向けて傾けられている。なお、スケグ後端線３ａは、スケグ３を側方から見た際のスケグ後端部の稜線である。
【００４５】
ここで、一般に２軸船のスケグは、下方から見た状態で船首から船尾に向かうにつれて先細に形成される。このため、スケグがスケグ中心面に関して左右対称であって傾けられていない場合、トンネル部の船尾側が船首側に比べて拡げられ、トンネル入口に比べてトンネル出口が大きくなるので、トンネル部に流入した水流は船首から船尾に向かうに従って拡散・減速させられ、船体抵抗の増加を招く剥離を引き起こすおそれがある。
【００４６】
これに対して、本実施形態のように、各スケグ３を左右非対称に形成すると共に、それぞれの下端側を船体側部に向けて傾けることにより、各スケグ３の船体中心側に位置する側面３ｉの延在方向は、図９に示されるように、各スケグ３の船体外側に位置する側面３ｏに比べて全体に船長方向に近づくことになる。これにより、トンネル部５の船長方向における断面積の変化率が比較的小さくなるので、トンネル部５における水流の拡散・減速が抑制される。従って、船舶１では、船体抵抗の増加を招くトンネル部５における剥離の発生を抑制すると共に、トンネル部５から各プロペラ２に流入する水流の流速を高めることができる。また、各スケグ３の船体外側に位置する側面３ｏのみを外方に膨らまして各スケグ３の外側における伴流率を高めることにより、船体効率を高めると共に各スケグ３の船体外側から各プロペラ２に流入する水流の流速を低下させることができる。
【００４７】
これにより、各プロペラ面２ｂ（図８参照）に流れ込む水流の非対称性、すなわち、各プロペラ２に対してスケグ３の内側すなわちトンネル部５から流入する水流とスケグ３の外側から流入する水流との間の流速差を生じさせ、いわゆる伴流利得を得ると共に、船体効率を高めることが可能となる。このように、各スケグ３を左右非対称に形成すると共にその下端側を船体側部に向けて傾ければ、船舶１の推進性能を良好に向上させることが可能となる。
【００４８】
なお、船舶１の各スケグ３をスケグ中心面Ｐ１に関して非対称に形成するに際しては、スクエアステーション０．５にて、プロペラ２の軸心２ａの高さにおけるスケグ内側半部（スケグ中心面Ｐ１よりも内側の部位）の幅Ｂｉとスケグ外側半部（スケグ中心面Ｐ１よりも外側の部位）の幅Ｂｏとの比が、
０．５≦Ｂｉ／Ｂｏ＜１
という関係を満たすように各スケグ３を構成するとよい。本実施形態では、スケグ内側半部の幅Ｂｉとスケグ外側半部の幅Ｂｏとの比が、Ｂｉ／Ｂｏ＝０．７３として定められている。更に、各スケグ３を傾斜させるに際しては、スケグ中心面Ｐ１とスケグ後端線３ａを通る平面Ｐ２とのなす角度θが、
０°＜θ≦１５°
という関係をみたすようにするとよい。これらの構成を採用すれば、プロペラ面２ｂ（図８参照）に流れ込む水流に非対称性を良好に生じさせて伴流利得を確実に得ることが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態の船舶１では、船体中心線を通って鉛直方向に延びる船体中心面Ｐｃと、各プロペラ２の軸心２ａ（図７参照）を通って鉛直方向に延びるスケグ中心面Ｐ１との距離Ｂｓ（図８参照）が、プロペラ２の直径Ｄｐを基準として、
１．２×Ｄｐ≦Ｂｓ≦１．６×Ｄｐ
という関係を満たすように各スケグ３が形成されている。
【００５０】
すなわち、船舶１の推進性能を向上させるためには、船体中心面Ｐｃとスケグ中心面Ｐ１との距離Ｂｓ、つまりトンネル部５の幅をできるだけ小さくして、スケグ３同士間のトンネル部５における流れを加速させ、かつ、各スケグ３の外側における伴流率を高めることにより、船体抵抗の増加と伴流率の低下とを抑えるとよい。ただし、主機、補機の搭載スペースや船内交通性の確保、更には、２体のプロペラ２の相互干渉によるキャビテーションや振動の発生を考慮すると、船体中心面Ｐｃとスケグ中心面Ｐ１との距離Ｂｓを小さくすることには限界がある。これらの観点から、船体中心面Ｐｃとスケグ中心面Ｐ１との距離Ｂｓが上記関係を満たすようにすれば、スペース効率や船内交通性を損なうことなく、また、キャビテーションや振動の発生を抑制すると共に、上述のように左右非対称かつ傾斜したスケグ３を実現しつつ、船舶１の推進性能を向上させることが可能となる。なお、本実施形態の船舶１では、船体中心面Ｐｃとスケグ中心面Ｐ１との距離Ｂｓが、Ｂｓ＝１．４０４×Ｄｐとして定められている。
【００５１】
更に、本実施形態の船舶１では、図１０に示されるように、船底６の後端部、より詳しくは、プロペラ面２ｂよりも後方の船底６が上方に湾曲することなく概ね平坦に延びるように形成されている。更に、船舶１において、その船体後端部７は、満載時における船体後端部７の没水深さｈａと満載時喫水ｄとの比が、
０．１５≦ｈａ／ｄ≦０．２５
という関係を満たすように形成されている。
【００５２】
一般に、船体後端部７周辺では水流が船体から離れるため、この周辺の部位を図１０において破線で示されるように上方に湾曲する曲面状に形成すると流れの剥離が起こり、船体抵抗の増加を招いてしまう。また、船体後端部７の没水深さｈａを必要以上に大きくすると、流れの剥離範囲や死水領域が増加し、やはり船体抵抗の増加を招いてしまう。これに対して、上述のように、好ましくはプロペラ面２ｂよりも後方の船底６を概ね平坦に形成することにより、流れの剥離を抑制し、船体抵抗の減少させることが可能となる。更に、船体後端部７の深さｈａと満載時喫水ｄとの比が上記関係を満たすようにすれば、剥離範囲や死水領域の増加を抑制し、船体抵抗の減少させることが可能となる。従って、このように船尾付近の形状を工夫することにより、船体抵抗を増加を抑えて船舶１の推進性能を向上させることが可能となる。
【００５３】
以上説明されたように、本実施形態の船舶１の船首バラストタンク１０は、それと概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船に比べて容積が拡大されている。また、本実施形態の船舶１は、当該基準船よりも大きな船尾肥大度係数を有するので、船尾部で大きな浮力を発生し得ると共に、当該基準船に比べて容積が大きい船尾バラストタンク１６を備えることができる。そして、船舶１の複数のバラストタンク９〜１６は、兼用バラストタンク９、船首バラストタンク１０および船尾バラストタンク１６を含む第１タンクグループＴＧ１と、他のバラストタンク１１〜１５により構成される第２タンクグループＴＧ２とに区分けされており、各タンクグループＴＧ１およびＴＧ２には、それぞれ独立にバラスト水を注入することができる。このように構成される船舶１では、船首バラストタンク１０および船尾バラストタンク１６の容積が大きいことから、船首バラストタンク１０、船尾バラストタンク１６および兼用バラストタンク９を含む第１タンクグループＴＧ１にのみバラスト水を注入しても、船体の縦強度を十分に保ちつつ十分な喫水を確保することができる。従って、この船舶では、次のような手順によるバラスト水の交換を実行することができる。
【００５４】
図１１は、上述の船舶１において実行されるバラスト水交換方法を説明するためのフローチャートである。同図に示されるように、積荷を積載していない状態の船舶１が出港地を出る際には、出港地にて２つのタンクグループＴＧ１およびＴＧ２のうちの予め定められた第１のタンクグループ（本実施形態では、第１タンクグループＴＧ１）を構成するバラストタンク９，１０および１６に海水をバラスト水として注入する（Ｓ１０）。すなわち、出港地では、第１バラスト水注入系統２１の各バラスト弁が開放された上で、第１バラストポンプ２５が作動され、これにより、図１２に示されるように、兼用バラストタンク９、船首バラストタンク１０および船尾バラストタンク１６が概ね満水状態とされる。
【００５５】
この場合、出港地にて第１のタンクグループを構成するバラストタンクに注入される海水は、出港地の海域に生息する微生物等を含んでいる可能性を少なからず有する。このため、バラストタンク９，１０および１６に対する海水の注入が完了したならば、船舶１の乗組員は、出港地の管理者から、出港地で注水されたのは第１タンクグループＴＧ１の各タンク９，１０および１６である旨の確認（証書）を取得する（Ｓ１２）。
【００５６】
図１２に示されるように船舶１の第１タンクグループＴＧ１を構成するバラストタンク９，１０および１６に海水が注入されると、喫水が十分に確保されてプロペラ２が十分に没水し、かつ、船体の縦強度も十分に保たれることから、船舶１は航行可能となる。そして、出航後、船舶１が出港地から十分に遠離な遠洋海域、すなわち出港地の２００海里沖に達したならば、予め定められた第１のタンクグループとは異なる第２のタンクグループ（本実施形態では、第２タンクグループＴＧ２）を構成するバラストタンク１１〜１５に海水をバラスト水として注入する（Ｓ１４）。すなわち、出港地沖の遠洋海域では、第２バラスト水注入系統２２の各バラスト弁が開放された上で、第２バラストポンプ２６が作動され、ＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５が概ね満水状態とされる。
【００５７】
このようにＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５に海水が注入されると、図１３に示されるように、船舶１のすべてのバラストタンク９〜１６にバラスト水が注入されることになる。本実施形態の船舶１の喫水は、すべてのバラストタンク９〜１６にバラスト水が注入された場合、船首垂線ＦＰにて８．１２ｍ、船尾垂線ＡＰにて９．５６ｍ、トリム＝１．４ｍとなり、プロペラ没水率＝９６．３％となる。これにより、船舶１の喫水は、出港時に比べて深くなるので、仮に更なる遠洋にて荒天に遭遇したとしても、船舶１の安定性を良好に確保することが可能となる。また、出港地沖の２００海里沖で第２タンクグループＴＧ２を構成するバラストタンク１１〜１５に注入される海水に微生物等が含まれている可能性はごく少なく、当該海域の海水は、バラスト水排出基準を満たすものと認められている。
【００５８】
なお、第２タンクグループＴＧ２を構成するＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５に海水を注入する海域は、一般に荒天に遭遇する可能性が低いとされている出港地から２００海里沖の遠洋が好ましいが、これに限られるものではない。すなわち、第２タンクグループＴＧ２の各タンク１１〜１５に注水する海域は、出港地の２００海里以遠であれば、より出港地から遠離な海域であってもよい。このような遠洋海域の海水に微生物等が含まれている可能性はごく少なく、当該海域の海水も、バラスト水排出基準を満たすものと認められているからである。
【００５９】
次いで、船舶が入港地（荷積港）に達する前に、入港地から十分に遠離な遠洋海域、すなわち入港地の２００海里沖に達したならば、当該遠洋海域にて第１タンクグループＴＧ１を構成する兼用バラストタンク９、船首バラストタンク１０および船尾バラストタンク１６からバラスト水を排出する（Ｓ１６）。これにより、この段階では、図１４に示されるように、ＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５のみがバラスト水を保有している状態となる。この状態における船舶１の喫水は、船首垂線ＦＰにて４．３１ｍ、船尾垂線ＡＰにて６．６１ｍ、トリム＝２．３０ｍとなり、プロペラ没水率＝５０．９％となる。従って、船舶１では、第２タンクグループＴＧ２を構成するバラストタンク１１〜１５にのみバラスト水を注入しても、入港地まで安全な航行が可能となる。
【００６０】
船舶１は、ＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５のみにバラスト水が注水された状態で航行し、やがて目的の入港地に達する。入港地に達したならば、船舶１の乗組員は、入港地の管理者から、出港地で注水されたは第１タンクグループＴＧ１の各タンク９，１０および１６が空になっている旨の確認（証書）を取得する（Ｓ１８）。そして、確認が取得されれば、入港地にて第２タンクグループＴＧ２を構成するＮＯ．１〜ＮＯ．５バラストタンク１１〜１５からのバラスト水の排水が可能となり（Ｓ２０）、バラスト水の排水と共に、あるいは排水完了後に、船舶１への荷積が可能となる。
【００６１】
上述のように、Ｓ１０〜Ｓ１６の手順に従って出港地から入港地までの間にバラスト水を交換をしておくことにより、入港地に達した段階で、船舶１は、遠洋海域すなわち入港地の２００海里沖にて第２タンクグループＴＧ２の各タンク１１〜１５に注入された微生物等を実質的に含んでいないバラスト水のみを保有していることになる。従って、出港地でバラスト水として取得された海水に微生物等が含まれていたとしても、次の入港時には、バラスト水排出基準が確実にクリアされていることになるので、入港地にて第２タンクグループＴＧ２を構成するバラストタンク１１〜１５からバラスト水を排出しても、環境破壊、資源の損失、人体への悪影響等の問題を生じさせる可能性は極めて低い。また、入港地手前の遠洋海域で、出港地にて第１タンクグループＴＧ１の各タンク９，１０および１６に注入された微生物等を含む可能性をもったバラスト水を排出しても、微生物等がそこで生存する可能性は非常に低く、このようなバラスト水の排出により環境破壊等を引き起こすおそれは実質的に無いといってよい。
【００６２】
この結果、船舶１および上述のバラスト水交換方法によれば、出港地にてバラスト水を注入すべきタンクグループと、遠洋海域にてバラスト水を注入すべきタンクグループとを予め定めておくだけで、バラスト水排出基準をクリアすることが可能となり、環境破壊、資源の損失、人体への悪影響といった問題の発生を良好に抑制することが可能となる。
【００６３】
なお、出港地にて海水が注入されるバラストタンクからなるタンクグループは、船首バラストタンク１０、船尾バラストタンク１６および兼用バラストタンク９を含む第１タンクグループＴＧ１に限られるものではなく、第２タンクグループＴＧ２とされてもよい。要するに、出港地にて微生物等を含む可能性をもった海水が導入されるタンクからなるタンクグループを予め定め、そのタンクグループを構成するバラストタンクのみに出港地で海水を注入し、他のタンクグループのバラストタンクには、遠洋海域においてのみバラスト水が注入されればよいのである。また、本実施形態の船舶１では、複数のバラストタンクが２つのタンクグループに区分けされたが、理論的には、複数のバラストタンクが３つ以上のタンクグループに区分けされてもよい。また、船体の縦強度を十分に保ちつつ十分な喫水を確保できるのであれば、各タンクグループにおけるバラストタンクの組合せは任意に定められ得る。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明による船舶を示す概略構成図である。
【図２】図１の船舶に設けられているバラスト水注入系統を説明するための系統図である。
【図３】図１の船舶の船首構造を説明するための模式図である。
【図４】本発明による船舶の船尾肥大度係数と基準船の船尾肥大度係数とを比較するグラフである。
【図５】図１の船舶の船尾構造を説明するための模式図である。
【図６】本発明による船舶の他の船尾構造を説明するための模式図である。
【図７】図１の船舶の船尾構造を示す模式図である。
【図８】図１の船舶を後方から見た状態を示す模式図である。
【図９】図１の船舶を下方から見た状態を示す模式図である。
【図１０】図１の船舶のトンネル部の構成を説明するための模式図である。
【図１１】本発明によるバラスト水交換方法を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明によるバラスト水交換方法を説明するための模式図である。
【図１３】本発明によるバラスト水交換方法を説明するための模式図である。
【図１４】本発明によるバラスト水交換方法を説明するための模式図である。
【図１５】基準船の船尾構造を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 船舶、２ プロペラ、２ａ 軸心、２ｂ プロペラ面、３ スケグ、３ａ スケグ後端線、３ｉ，３ｏ 側面、４ 舵、５ トンネル部、５ｓ 起点部、６ 船底、７ 船体後端部、９ 兼用バラストタンク、１０ 船首バラストタンク、１１ ＮＯ．１バラストタンク、１２ ＮＯ．２バラストタンク、１３ ＮＯ．３バラストタンク、１４ ＮＯ．４バラストタンク、１５ ＮＯ．５バラストタンク、１６ 船尾バラストタンク、１７ 船首隔壁、１８ 機関区画、２１ 第１バラスト水注入系統、２２ 第２バラスト水注入系統、２３ メインライン、２４ 環状メインライン、２５ 第１バラストポンプ、２６ 第２バラストポンプ、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ，２８ｈ，２８ｉ，２８ｊ ブランチライン、Ｐ１ スケグ中心面、Ｐ２ スケグ後端線を通る平面、ＴＧ１ 第１タンクグループ、ＴＧ２ 第２タンクグループ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバラストタンクを有する船舶において、
概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船よりも大きな船尾肥大度係数を有すると共に、前記複数のバラストタンクには、船尾バラストタンクと、前記基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンクとが含まれており、前記複数のバラストタンクは、少なくとも２つのタンクグループに区分けされ、タンクグループごとにバラスト水注入系統が独立に設けられていることを特徴とする船舶。
【請求項２】
船尾肥大度係数をｒＡとしたときに、船尾肥大度係数が、０．９≦ｒＡ≦１．２という範囲内に含まれることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
前記船首バラストタンクを画成する船首隔壁と船首垂線との距離が前記基準船に比べて長いことを特徴とする請求項１または２に記載の船舶。
【請求項４】
前記タンクグループには、少なくとも前記船尾バラストタンクおよび前記船首バラストタンクを含む第１タンクグループと、他のバラストタンクにより構成される第２タンクグループとが含まれることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の船舶。
【請求項５】
少なくとも２つのタンクグループに区分けされた複数のバラストタンクと、タンクグループごとに独立に設けられたバラスト水注入系統とを備えた船舶に適用されるバラスト水交換方法であって、
（ａ）出港地にて予め定められた第１のタンクグループを構成するバラストタンクに海水をバラスト水として注入するステップと、
（ｂ）前記出港地から十分に遠離な遠洋海域にて前記第１のタンクグループとは異なる第２のタンクグループを構成するバラストタンクに海水をバラスト水として注入するステップと、
（ｃ）入港地から十分に遠離な遠洋海域にて前記第１のタンクグループを構成するバラストタンクからバラスト水を排出するステップとを含むバラスト水交換方法。
【請求項６】
（ｄ）前記入港地にて前記第２のタンクグループを構成するバラストタンクからバラスト水を排出するステップを更に含む請求項５に記載のバラスト水交換方法。
【請求項７】
前記船舶は、概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船よりも大きな船尾肥大度係数を有すると共に、前記基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンクを備えることを特徴とする請求項５または６に記載のバラスト水交換方法。
【請求項１】
複数のバラストタンクを有する船舶において、
概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船よりも大きな船尾肥大度係数を有すると共に、前記複数のバラストタンクには、船尾バラストタンクと、前記基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンクとが含まれており、前記複数のバラストタンクは、少なくとも２つのタンクグループに区分けされ、タンクグループごとにバラスト水注入系統が独立に設けられていることを特徴とする船舶。
【請求項２】
船尾肥大度係数をｒＡとしたときに、船尾肥大度係数が、０．９≦ｒＡ≦１．２という範囲内に含まれることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
前記船首バラストタンクを画成する船首隔壁と船首垂線との距離が前記基準船に比べて長いことを特徴とする請求項１または２に記載の船舶。
【請求項４】
前記タンクグループには、少なくとも前記船尾バラストタンクおよび前記船首バラストタンクを含む第１タンクグループと、他のバラストタンクにより構成される第２タンクグループとが含まれることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の船舶。
【請求項５】
少なくとも２つのタンクグループに区分けされた複数のバラストタンクと、タンクグループごとに独立に設けられたバラスト水注入系統とを備えた船舶に適用されるバラスト水交換方法であって、
（ａ）出港地にて予め定められた第１のタンクグループを構成するバラストタンクに海水をバラスト水として注入するステップと、
（ｂ）前記出港地から十分に遠離な遠洋海域にて前記第１のタンクグループとは異なる第２のタンクグループを構成するバラストタンクに海水をバラスト水として注入するステップと、
（ｃ）入港地から十分に遠離な遠洋海域にて前記第１のタンクグループを構成するバラストタンクからバラスト水を排出するステップとを含むバラスト水交換方法。
【請求項６】
（ｄ）前記入港地にて前記第２のタンクグループを構成するバラストタンクからバラスト水を排出するステップを更に含む請求項５に記載のバラスト水交換方法。
【請求項７】
前記船舶は、概ね同一の船長、船幅および満載時喫水を有する基準船よりも大きな船尾肥大度係数を有すると共に、前記基準船に比べて容積が拡大された船首バラストタンクを備えることを特徴とする請求項５または６に記載のバラスト水交換方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−２２４４６（Ｐ２００７−２２４４６Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１０３６５（Ｐ２００５−２１０３６５）
【出願日】平成１７年７月２０日（２００５．７．２０）
【出願人】（５９２２５０５４０）株式会社大島造船所 (32)
【出願人】（０００２３２８１８）日本郵船株式会社 (61)
【出願人】（３０４０３５９７５）株式会社ＭＴＩ (46)
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２０日（２００５．７．２０）
【出願人】（５９２２５０５４０）株式会社大島造船所 (32)
【出願人】（０００２３２８１８）日本郵船株式会社 (61)
【出願人】（３０４０３５９７５）株式会社ＭＴＩ (46)
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