(57)【要約】      （修正有）【課題】外洋上での二船係留状態においても、海気象条件に影響されずに、一方の船舶から他方の船舶にバルク貨物を容易に積み替えられるようにし、荷役作業の稼動率を向上させるバルク貨物積み替え装置を提供する。【解決手段】互いに係留された採鉱船１（第１の船舶）とバルク運搬船２（第２の船舶）において、採鉱船１に積載された鉱物Ｍ（バルク貨物）を、スプレッダコンベア１４の先端に設けられたシュート１９からバルク運搬船２のカーゴホールド２２のカーゴ開口部２４に投下して積み替える場合に、採鉱船１とバルク運搬船２の相対位置データＤを三次元的に計測し、この相対位置データＤに基づいてカーゴ開口部２４に対するシュート１９の位置を演算し、シュート１９から投下される鉱物Ｍがカーゴ開口部２４の開口範囲内に入るようにシュート１９の位置を補正しながら鉱物Ｍをカーゴホールド２２に投下することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水上に係留された第１の船舶に積載されたバルク貨物を、前記第１の船舶に備えられたスプレッダコンベアの先端に設けられたシュートから、前記第１の船舶の直近に係留された第２の船舶のカーゴタンクのカーゴ開口部に投下して前記カーゴタンクに積み替える場合におけるバルク貨物積み替え方法であって、
前記第１の船舶と前記第２の船舶の相対位置データを三次元的に計測し、
前記相対位置データに基づき、前記カーゴ開口部の位置に対する前記シュートの位置を演算し、
前記シュートから投下される前記バルク貨物が前記カーゴ開口部の開口範囲内に入るように前記シュートの位置を補正しながら前記バルク貨物を前記カーゴタンクに投下することを特徴とするバルク貨物積み替え方法。
【請求項２】
前記相対位置データは、前記第１の船舶の定点から、前記第２の船舶において上下方向および水平方向に離間した少なくとも３点に設けた標識までの距離をそれぞれ遠隔測定することにより計測することを特徴とする請求項１に記載のバルク貨物積み替え方法。
【請求項３】
前記第１の船舶と前記第２の船舶の相対位置の変動量が所定の閾値を超えた場合には、前記カーゴ開口部の開口範囲の中央領域に前記バルク貨物を投下するように前記シュートの位置を定めることを特徴とする請求項１または２に記載のバルク貨物積み替え方法。
【請求項４】
前記第１の船舶と前記第２の船舶の相対位置の変動量が所定の閾値よりも小さい場合には、カーゴ開口部の開口範囲の周囲領域に優先的に前記バルク貨物を投下するように前記シュートの位置を定めることを特徴とする請求項３に記載のバルク貨物積み替え方法。
【請求項５】
水上に係留された第１の船舶に積載されたバルク貨物を、前記第１の船舶に備えられたスプレッダコンベアの先端に設けられたシュートから、前記第１の船舶の直近に係留された第２の船舶のカーゴタンクのカーゴ開口部に投下して前記カーゴタンクに積み替える場合におけるバルク貨物積み替え装置であって、
前記第１の船舶と前記第２の船舶の相対位置データを三次元的に計測する三次元計測手段と、
前記相対位置データに基づき、前記カーゴ開口部の位置に対する前記シュートの位置を演算する演算手段と、
前記演算手段に自動制御されて前記スプレッダコンベアを駆動し、前記シュートから投下される前記バルク貨物が前記カーゴ開口部の開口範囲内に入るように前記シュートの位置を補正する駆動手段と、
を具備することを特徴とするバルク貨物積み替え装置。
【請求項６】
前記三次元計測手段は、
前記第１の船舶側の定点に設けられる遠隔測定部と、
前記第２の船舶側において上下方向および水平方向に離間した少なくとも３点に設けられる標識と、
を具備してなり、
前記遠隔測定部は、複数の前記標識までの距離をそれぞれ測定して前記演算手段に出力することを特徴とする請求項５に記載のバルク貨物積み替え装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載のバルク貨物積み替え装置を備えたことを特徴とする船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外洋上における二船係留状態でのバルク貨物積み替え方法、バルク貨物積み替え装置、およびこれを備えた船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
港湾内の岸壁に係留したバルク運搬船（輸送船）に、鉱石等のバルク貨物（ばら積み貨物）を積み降ろしする装置として、特許文献１，２に開示されているものがある。これらの積み降ろし装置は、いずれも岸壁側に設置されるものである。一般的に港湾内の岸壁にバルク運搬船を係留してバルク貨物の積み降ろしを行う場合は、港湾内であることから、波によるバルク運搬船の動揺量は小さく、岸壁に設置された積み降ろし装置とバルク運搬船との相対運動がほとんど無いため、積み降ろし装置を手動操作したとしても、バルク貨物を容易にバルク運搬船に積み降ろしして、一定の時間内に荷役作業を完了させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平４−１４２３０号公報
【特許文献２】特開昭６４−８１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、外洋上に２隻の船舶を直近に並べて係留し、一方の船舶に積載されたバルク貨物をスプレッダコンベアにより他方の船舶のカーゴ開口部に投下して積み替える場合がある。この場合、平穏な海気象条件においては港湾岸壁での作業と同様のオペレーションによる荷役作業が可能である。しかしながら、海気象条件が悪化し、波、うねり、風等の影響を受ける場合、船舶の動揺量が大きくなって２隻の船舶間に大きな相対運動が生じ、一方の船舶のスプレッダコンベアの先端のシュート（投下部）が他方の船舶のカーゴ開口部の開口範囲から外れてしまい、荷役作業が継続的に行えなくなることになる。したがって、海気象条件が悪い期間中は荷役作業を中断して待機することを余儀無くされ、これにより荷役作業の稼動率が著しく悪化するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、簡素な構成により、外洋上での二船係留状態においても、海気象条件に影響されずに、一方の船舶から他方の船舶にバルク貨物を容易に積み替えられるようにし、荷役作業の稼動率を向上させることのできるバルク貨物積み替え方法、バルク貨物積み替え装置、およびこれを備えた船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
即ち、本発明に係るバルク貨物積み替え方法の第１の態様は、水上に係留された第１の船舶に積載されたバルク貨物を、前記第１の船舶に備えられたスプレッダコンベアの先端に設けられたシュートから、前記第１の船舶の直近に係留された第２の船舶のカーゴタンクのカーゴ開口部に投下して前記カーゴタンクに積み替える場合におけるバルク貨物積み替え方法であって、前記第１の船舶と前記第２の船舶の相対位置データを三次元的に計測し、前記相対位置データに基づき、前記カーゴ開口部の位置に対する前記シュートの位置を演算し、前記シュートから投下される前記バルク貨物が前記カーゴ開口部の開口範囲内に入るように前記シュートの位置を補正しながら前記バルク貨物を前記カーゴタンクに投下することを特徴とする。
【０００７】
上記方法によれば、第１の船舶と、その直近に係留された第２の船舶との間の三次元的な相対位置データが計測され、この相対位置データに基づいて、第２の船舶のカーゴ開口部の位置に対する第１の船舶のスプレッダコンベアのシュート位置が演算され、シュートから投下されるバルク貨物がカーゴ開口部の開口範囲内に入るようにシュートの位置が補正される。
【０００８】
このため、第１の船舶および第２の船舶が外洋上において係留され、波や風の影響により両方の船舶が互いに大きく動揺して相対位置が変動している状況下であっても、第１の船舶のスプレッダコンベアのシュートから投下されるバルク貨物が第２の船舶のカーゴ開口部の範囲内に落ち、これにより第１の船舶から第２の船舶のカーゴタンクにバルク貨物を積み替える荷役作業を継続して行うことができ、荷役作業の稼動率が飛躍的に向上する。
【０００９】
また、本発明に係るバルク貨物積み替え方法の第２の態様は、前記第１の態様において、前記相対位置データは、前記第１の船舶の定点から、前記第２の船舶において上下方向および水平方向に離間した少なくとも３点に設けた標識までの距離をそれぞれ遠隔測定することにより計測することを特徴とする。
【００１０】
例えば波の荒い外洋上において、第１の船舶と第２の船舶との間の相対運動は、前後左右方向の変位と共に、ピッチ、ロールによる角度変位、ヒーブによる上下方向の変位等が組み合わされた複雑な動きとなる。上記の制御方法を採れば、第１の船舶の定点から、第２の船舶の３点に設けられた標識までの距離を遠隔測定することにより、第１の船舶と第２の船舶の相対位置関係、即ち第１の船舶のスプレッダコンベアのシュート位置と第２の船舶のカーゴ開口部との相対位置関係を完全に把握し、両船舶間の相対位置の変動に同期させてシュートの位置を補正し、シュートから投下されるバルク貨物がカーゴ開口部内に落下するようにして確実に荷役作業を行うことができる。
【００１１】
また、本発明に係るバルク貨物積み替え方法の第３の態様は、前記第１または第２の態様において、前記第１の船舶と前記第２の船舶の相対位置の変動量が所定の閾値を超えた場合には、前記カーゴ開口部の開口範囲の中央領域に前記バルク貨物を投下するように前記シュートの位置を定めることを特徴とする。
【００１２】
上記方法によれば、第１の船舶と前記第２の船舶の相対位置の変動量が大きくなり、第１の船舶のスプレッダコンベアのシュート位置を第２の船舶のカーゴ開口部に合わせる際の追従性が悪くなっても、シュートから投下されたバルク貨物がカーゴ開口部の範囲外に誤投下されてしまうことを防止し、ひいては荷役作業の稼動率を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係るバルク貨物積み替え方法の第４の態様は、前記第３の態様において、前記第１の船舶と前記第２の船舶の相対位置の変動量が所定の閾値よりも小さい場合には、カーゴ開口部の開口範囲の周囲領域に優先的に前記バルク貨物を投下するように前記シュートの位置を定めることを特徴とする。
【００１４】
上記方法によれば、第１の船舶と前記第２の船舶の相対位置の変動量が小さい時、即ち第１の船舶のスプレッダコンベアのシュート位置を第２の船舶のカーゴ開口部に合わせるのが容易な時には、敢えてカーゴ開口部の開口範囲の周囲領域に優先的にバルク貨物を投下することにより、カーゴタンクの内部でバルク貨物が山状に積み上がってしまうことを防止することができる。これにより、カーゴタンクの内部に未充填スペースが発生することを防止して搭載量を大きくし、ひいては荷役作業の稼動率を向上させることができる。
【００１５】
そして、海気象条件が悪化し、第１の船舶と前記第２の船舶の相対位置の変動量が所定量を超えた時には、カーゴ開口部の開口範囲の中央領域にバルク貨物を投下するようにシュートの位置を変更する。これにより、両船舶間の相対位置の変動量の大小に拘わらず、定常的に荷役作業を続行させ、荷役作業の稼動率を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明に係るバルク貨物積み替え装置の第１の態様は、水上に係留された第１の船舶に積載されたバルク貨物を、前記第１の船舶に備えられたスプレッダコンベアの先端に設けられたシュートから、前記第１の船舶の直近に係留された第２の船舶のカーゴタンクのカーゴ開口部に投下して前記カーゴタンクに積み替える場合におけるバルク貨物積み替え装置であって、前記第１の船舶と前記第２の船舶の相対位置データを三次元的に計測する三次元計測手段と、前記相対位置データに基づき、前記カーゴ開口部の位置に対する前記シュートの位置を演算する演算手段と、前記演算手段に自動制御されて前記スプレッダコンベアを駆動し、前記シュートから投下される前記バルク貨物が前記カーゴ開口部の開口範囲内に入るように前記シュートの位置を補正する駆動手段と、を具備することを特徴とする。
【００１７】
上記方法によれば、第１の船舶と、その直近に係留された第２の船舶との間の三次元的な相対位置データが三次元計測手段により計測され、この相対位置データに基づいて、演算手段により、第２の船舶のカーゴ開口部の位置に対する第１の船舶のスプレッダコンベアのシュート位置が演算され、駆動手段により、シュートから投下されるバルク貨物がカーゴ開口部の開口範囲内に入るようにシュートの位置が補正される。
【００１８】
このため、第１の船舶と第２の船舶との間の相対位置が大きく変動している状況下であっても、第１の船舶のスプレッダコンベアのシュートから投下されるバルク貨物が第２の船舶のカーゴ開口部の範囲内に落下し、これにより第１の船舶から第２の船舶のカーゴタンクにバルク貨物を積み替える荷役作業を継続して行うことができ、非常に簡素な構成によって荷役作業の稼動率を飛躍的に向上させることができる。
【００１９】
また、本発明に係るバルク貨物積み替え装置の第２の態様は、前記第１の態様において、前記三次元計測手段は、前記第１の船舶側の定点に設けられる遠隔測定部と、前記第２の船舶側において上下方向および水平方向に離間した少なくとも３点に設けられる標識と、を具備してなり、前記遠隔測定部は、複数の前記標識までの距離をそれぞれ測定して前記演算手段に出力することを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、第１の船舶の定点から、第２の船舶の船体の３点に設けられた標識までの距離を遠隔測定することにより、第１の船舶と第２の船舶の相対位置関係、即ち第１の船舶のスプレッダコンベアと第２の船舶のカーゴ開口部との相対位置関係を完全に把握し、両船舶間の相対位置の変動に同期させてシュートの位置を補正し、シュートから投下されるバルク貨物がカーゴ開口部内に落下するようにして確実に荷役作業を行うことができる。
【００２１】
また、本発明に係る船舶は、前記第１または第２の態様のバルク貨物積み替え装置を備えたことを特徴とする。これにより、この船舶（第１の船舶）から他の船舶（第２の船舶）にバルク貨物を積み替える場合において、両船舶間の相対位置が変動している状況下であっても、この相対位置の変動に影響されずに積み替えの荷役作業を継続して行うことができ、稼動率の高い荷役作業を行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明に係るバルク貨物積み替え方法、バルク貨物積み替え装置、およびこれを備えた船舶によれば、非常に簡素な構成により、外洋上での二船係留状態においても、海気象条件に影響されずに、一方の船舶から他方の船舶にバルク貨物を容易に積み替えられるようにし、荷役作業の稼動率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】採鉱船（第１の船舶）の直近にバルク運搬船（第２の船舶）が係留された状態を示す側面図である。
【図２】図１に示す船舶の平面図である。
【図３】図２のIII-III線に沿う縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すバルク貨物積み替え装置の概念的な構成を示す縦断面図である。
【図５】三次元計測装置の標識を示す図である。
【図６】カーゴ開口部の開口範囲を示す平面図である。
【図７】バルク貨物積み替え装置の制御ロジック例を示すフローチャートである。
【図８】採鉱船とバルク運搬船の喫水線の高さの変化を示す図であり、（ａ）は積み替え初期の状態、（ｂ）は積み替え完了時の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の一実施形態について、図１〜図８を参照しながら説明する。
図１は、洋上において採鉱船１（第１の船舶）の直近にバルク運搬船２（第２の船舶）が係留された状態を示す側面図である。図２、図３にも示すように、採鉱船１とバルク運搬船２の船首同士と船尾同士の間に数本の係留ロープ３が架け渡されて、採鉱船１とバルク運搬船２が互いに係留されている。なお、採鉱船１の船体４とバルク運搬船２の船体５との間には、複数の略円柱状の空気式フェンダー６（エアクッション）が前後方向に離れて介装され、船体同士の衝突が防止される。
【００２５】
採鉱船１は、例えば海底の熱水鉱床に埋蔵されている鉱物を掘削し、これを細粒状やスラリー状にして船体４に形成されたカーゴタンク８に一旦貯留してから、後述するように、洋上でバルク運搬船２に荷役する。
【００２６】
図２に示すように、カーゴタンク８は甲板９上の後部付近に設置された掘削機械の昇降用やぐら設備（デリック）１０の前方に３箇所設けられ、開閉可能に開口するカーゴ開口部１１を有している。そして、このカーゴ開口部１１を囲み、かつ船体４の側舷部に沿うように甲板９上にコンベア軌道１２が敷設されており、このコンベア軌道１２に沿って移動可能な複数のスプレッダコンベア１４が設置されている。なお、甲板９上の最後部に掘削用のライザー管を格納する格納棚（ラック）１５が設けられ、甲板９上の最前部付近に船橋１６が配置されている。また、船体４の後部の喫水線下には推進用のスクリュー２７と操舵を行うラダー２８が設けられ、船体４の前部の喫水線下にはバウスラスタ（サイドスラスタ）２９が設けられている。
【００２７】
図３、図４にも示すように、スプレッダコンベア１４は、コンベア軌道１２上を走行するコンベア台車１７と、このコンベア台車１７から延出する伸縮可能なベルトコンベア状のコンベアアーム１８とを有し、コンベアアーム１８の先端にシュート１９（投下部）が設けられた構成である。コンベアアーム１８は伸縮可能であり、且つコンベア台車１７に対して自由に旋回することができる。また、カーゴ開口部１１の近傍には、カーゴタンク８内に貯留された鉱物をコンベア軌道１２に載せ替えるガントリークレーン２０が設けられている。
【００２８】
一方、バルク運搬船２の船体５にはカーゴタンク２２が設けられ、このカーゴタンク２２は甲板２３上に開閉可能に開口するカーゴ開口部２４を有している。カーゴ開口部２４は、例えば甲板２３の前後方向に沿って５箇所に設けられ、甲板２３の最後部に船橋２５が配置されている。
【００２９】
海底の熱水鉱床から掘削された鉱物は、数ミクロンから数十ミリの粒径にされ、スラリー状（泥状）にされて採鉱船１のカーゴタンク８に一旦貯留される。このように貯留された鉱物Ｍ（バルク貨物）は、採鉱船１のガントリークレーン２０に掬われてガントリークレーン２０の基部に設けられた図示しないホッパに投下された後、コンベア軌道１２及びコンベアアーム１８に搬送されてシュート１９からバルク運搬船２のカーゴ開口部２４に投下され、カーゴタンク２２に積み替えられる。カーゴタンク２２が満載になると、採鉱船１とバルク運搬船２との間の係留が解かれてバルク運搬船２は所定の港に帰港し、入れ替わりに別のバルク運搬船２が採鉱船１に横付けされて係留され、再び鉱物の積み替え作業が続行される。
【００３０】
シュート１９は、コンベアアーム１８の先端に設けられているが、鉱物Ｍの落下位置（流出方向）をコンベアアーム１８の先端位置の直下に対して前後左右に振ることができる。例えばシュート１９は柔軟な筒状であり、その先端部が図示しないワイヤーでコンベアアーム１８から引かれることによって各方向に鉱物Ｍを流し落せる構造となっている。またはシュート１９を湾曲した剛性のあるパイプ状とし、コンベアアーム１８の先端に対して回転させることによって各方向に鉱物Ｍを流し落せる構造としてもよい。
【００３１】
このように採鉱船１からバルク運搬船２に鉱物Ｍを積み替える際において、海気象条件が悪化し、波、うねり、風等が大きくなると、採鉱船１とバルク運搬船２との間に大きな相対運動が生じ、しばしば採鉱船１のスプレッダコンベア１４のシュート１９がバルク運搬船２のカーゴ開口部２４の開口範囲から外れてしまい、荷役作業が継続的に行えなくなる事態が生じる。このように海気象条件が悪い状況下であっても、採鉱船１からバルク運搬船２への鉱物Ｍの積み替えを容易にするために、採鉱船１には本発明に係るバルク貨物積み替え装置３１が設けられている。
【００３２】
図４に示すように、バルク貨物積み替え装置３１は、採鉱船１とバルク運搬船２の相対位置データＤを三次元的に計測する三次元計測装置３２（三次元計測手段）と、この三次元計測装置３２により計測された相対位置データＤに基づき、バルク運搬船２のカーゴ開口部２４の位置に対するシュート１９の位置を演算する制御装置３３（演算手段）と、この制御装置３３に自動制御され、シュート１９から投下される鉱物Ｍがカーゴ開口部２４の開口範囲内に入るようにシュート１９の位置を補正する駆動装置３４（駆動手段）とを備えて構成されている。駆動装置３４は、スプレッダコンベア１４の動作全般の駆動を司るものである。
【００３３】
三次元計測装置３２は、採鉱船１の定点に設けられる遠隔測定部３２ａと、バルク運搬船２に取り付けられる複数の標識３２ｂとを具備して構成される。遠隔測定部３２ａとしては、レーザ光や超音波等を標識３２ｂに向って照射し、標識３２ｂに当たって跳ね返ってくるレーザ光や超音波等を受信することによって標識３２ｂまでの距離を遠隔測定する周知の種類の遠隔距離測定手段でよく、この遠隔測定部３２ａは採鉱船１の船体４等に設置される。一方、標識３２ｂは、バルク運搬船２の船体５の側面等に固定され、図５にも示すように、上下方向および水平方向に離間して少なくとも３点設けられる。なお、これら複数の標識３２ｂを１枚のボード３２ｃ等に纏めて設けてもよい。
【００３４】
遠隔測定部３２ａは、採鉱船１の定点から、バルク運搬船２に設置された複数の標識３２ｂまでの距離Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃをそれぞれ測定することにより、採鉱船１とバルク運搬船２の相対位置データＤを三次元的に計測し、この相対位置データＤを制御装置３３に出力する（図４参照）。制御装置３３は、遠隔測定部３２ａから送信された相対位置データＤに基づき、バルク運搬船２のカーゴ開口部２４の位置に対する採鉱船１のシュート１９の位置を演算し、シュート１９から投下される鉱物Ｍがカーゴ開口部２４の開口範囲内に入るように、駆動装置３４を自動制御してシュート１９の位置を補正させる。
【００３５】
具体的には、駆動装置３４により、主にシュート１９の投下方向が変更されることによって鉱物Ｍの投下位置が極力、好ましくは常にカーゴ開口部２４の開口範囲内に入るように制御される。投下位置の変動量が大きく、シュート１９の投下方向の変更のみでは追い付かない場合には、コンベアアーム１８の旋回や伸縮の操作も行われる。なお、例えばカーゴ開口部２４の周囲にホッパが設けられている場合には、必ずしも鉱物Ｍの投下位置がカーゴ開口部２４の開口範囲内になくてもよく、投下位置がカーゴ開口部２４の開口範囲から多少はみ出していてもよい。
【００３６】
ここで、制御装置３３は、採鉱船１とバルク運搬船２の相対位置の変動量に所定の閾値を定め、相対位置の変動量がこの閾値を超えた場合には、図６に示すように、カーゴ開口部２４の開口範囲の中央領域２４ａに鉱物を投下する位置にシュート１９を配置させるように駆動装置３４を制御する。
【００３７】
また、制御装置３３は、採鉱船１とバルク運搬船２の相対位置の変動量が上記閾値に満たない場合には、カーゴ開口部２４の開口範囲の周囲領域２４ｂに優先的に鉱物を投下する位置にシュート１９を配置させるように駆動装置３４を制御する。この際には、周囲領域２４ｂに沿ってシュート１９を周回させながら鉱物Ｍを投下する。
【００３８】
図７は、バルク貨物積み替え装置３１の制御ロジック例を示すフローチャートである。この制御例では、制御開始後、まず採鉱船１に設置された遠隔測定部３２ａによってバルク運搬船２の３つの標識３２ｂまでの距離Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃが計測されて相対位置データＤとして制御装置３３に出力される（ステップＳ１）。次に、採鉱船１とバルク運搬船２の相対運動が演算される（ステップＳ２）。次に、シュート１９の先端とカーゴ開口部２４の縁部の相対運動が演算される（ステップＳ３）。次に、シュート１９の先端の目標位置が演算され演算される（ステップＳ４）。次に、シュート１９が目標位置に向けて動かされる（ステップＳ５）。そして、元に戻ってステップＳ１からの制御が繰り返される。
【００３９】
なお、採鉱船１からバルク運搬船２への鉱物Ｍの積み替えが進むにつれ、採鉱船１の船体４に対する喫水線の高さが下降し、バルク運搬船２の船体５に対する喫水線の高さが上昇する。この状態を図８に示す。図８（ａ）は積み替え初期の状態、図８（ｂ）は積み替え完了時の状態を示し、符号ＷＬが喫水線を示す。このように喫水線ＷＬが変動するに伴い、採鉱船１の甲板９とバルク運搬船２の甲板２３との高さの差Ｈが大きくなり、スプレッダコンベア１４のコンベアアーム１８の角度が下方に下がり、シュート１９が下降して行く。このコンベアアーム１８の角度も駆動装置３４によって動かされる。
【００４０】
以上の通り、このバルク貨物積み替え装置３１およびこれを利用したバルク貨物積み替え方法では、採鉱船１とバルク運搬船２の相対位置データＤを三次元的に計測し、この相対位置データＤに基づいてバルク運搬船２のカーゴ開口部２４の位置に対する採鉱船１のシュート１９の位置を演算し、シュート１９から投下される鉱物Ｍがカーゴ開口部２４の開口範囲内に入るようにシュート１９の位置を補正しながら鉱物Ｍをカーゴタンク２２に投下するようにした。
【００４１】
このため、波や風の影響により両方の船体４，５が互いに大きく動揺して相対位置が変動している状況下であっても、採鉱船１のスプレッダコンベア１４（シュート１９）から投下される鉱物Ｍがバルク運搬船２のカーゴ開口部２４の範囲内に落下し、これにより採鉱船１からバルク運搬船２のカーゴタンク２２に鉱物Ｍを積み替える荷役作業を中断することなく継続して行うことができ、荷役作業の稼動率を飛躍的に向上させることができる。
【００４２】
また、採鉱船１とバルク運搬船２の相対位置データＤは、採鉱船１の定点から、バルク運搬船２の船体５の上下方向および水平方向に離間した少なくとも３点に設けた標識３２ｂまでの距離Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃをそれぞれ遠隔測定することにより計測されるため、採鉱船１とバルク運搬船２の相対位置関係、即ち採鉱船１のスプレッダコンベア１４（シュート１９）とバルク運搬船２のカーゴ開口部２４との相対位置関係を完全に把握し、両船舶１，２間の相対位置の変動に同期するようにスプレッダコンベア１４のシュート１９の位置を補正しながら鉱物Ｍを投下して順調に荷役作業を行うことができる。
【００４３】
さらに、採鉱船１とバルク運搬船２の相対位置の変動量が所定の閾値を超えた場合には、カーゴ開口部２４の開口範囲の中央領域２４ａに鉱物Ｍを投下するようにシュート１９の位置を定めるようにしたため、両船舶１，２間の相対位置の変動量が大きくなり、採鉱船１のシュート１９の位置をバルク運搬船２のカーゴ開口部２４に合わせて補正する際の追従性が悪くなっても、シュート１９から投下された鉱物Ｍがカーゴ開口部２４の範囲外に誤投下されてしまうことを防止し、これによって荷役作業の稼動率を向上させることができる。
【００４４】
また、採鉱船１とバルク運搬船２の相対位置の変動量が所定の閾値よりも小さい場合には、カーゴ開口部２４の開口範囲の周囲領域２４ｂに優先的に鉱物Ｍを投下するようにシュート１９の位置を定めるようにしたため、採鉱船１のシュート１９の位置をバルク運搬船２のカーゴ開口部２４に合わせるのが容易な時には、敢えてカーゴ開口部２４の開口範囲の周囲領域２４ｂに優先的に鉱物を投下することにより、カーゴタンク２２の内部で鉱物が山状に積み上がってしまうことを防止することができる。これにより、カーゴタンク２２の内部に未充填スペースが発生することを防止して搭載量を大きくし、ひいては荷役作業の稼動率を向上させることができる。
【００４５】
さらに、このバルク貨物積み替え装置３１は、採鉱船１とバルク運搬船２の相対位置データＤを三次元的に計測する三次元計測装置３２と、上記相対位置データＤに基づいてカーゴ開口部２４の位置に対するシュート１９の位置を演算する制御装置３３と、この制御装置３３に自動制御されて、シュート１９から投下される鉱物Ｍがカーゴ開口部２４の開口範囲内に入るようにスプレッダコンベア１４を駆動してシュート１９の位置を補正する駆動装置３４とからなる非常に簡素な構成であるため、既存の船舶にも安価かつ容易に設置することができる。
【００４６】
三次元計測装置３２は、採鉱船１の定点に設けられる遠隔測定部３２ａと、バルク運搬船２の船体５等の、上下方向および水平方向に離間した少なくとも３点に設けられる標識３２ｂと、を具備してなり、遠隔測定部３２ａは、複数の標識３２ｂまでの距離Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃをそれぞれ遠隔測定して制御装置３３に出力する構成であるため、採鉱船１とバルク運搬船２の相対位置関係、即ち採鉱船１のスプレッダコンベア１４（シュート１９）とバルク運搬船２のカーゴ開口部２４との相対位置関係を完全に把握し、両船舶１，２間の相対位置の変動に同期させてシュート１９の位置を補正し、鉱物Ｍをシュート１９からカーゴ開口部２４内に確実に投下して荷役作業を行うことができる。
【００４７】
以上のように、このバルク貨物積み替え装置３１およびこれを用いたバルク貨物積み替え方法によれば、非常に簡素な構成により、外洋上での二船係留状態においても、海気象条件に影響されずに、一方の船舶から他方の船舶にバルク貨物を容易に積み替えられるようにし、荷役作業の稼動率を向上させることができる。
【００４８】
なお、本発明は上記の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。例えば、上記実施形態では標識３２ｂがバルク運搬船２の船体５の側面に取り付けられているが、カーゴ開口部２４との相対位置が変化しない場所であれば、標識３２ｂをバルク運搬船２の他の場所に取り付けてもよい。
また、上記実施形態では、駆動装置３４により、シュート１９の動作も含めたスプレッダコンベア１４全体が駆動されるように説明されているが、例えばシュート１９の操向操作のみを行う専用の駆動装置をコンベアアーム１８の先端に別途設け、これを駆動装置３４と連動させてシュート１９の操作を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  採鉱船（第１の船舶）
２  バルク運搬船（第２の船舶）
３  係留ロープ
４，５  船体
１４  スプレッダコンベア
１９  シュート
２２  カーゴタンク
２４  カーゴ開口部
２４ａ  カーゴ開口部の開口範囲の中央領域
２４ｂ  カーゴ開口部の開口範囲の周囲領域
３１  バルク貨物積み替え装置
３２  三次元計測装置（三次元計測手段）
３２ａ  遠隔測定部
３２ｂ  標識
３３  制御装置（演算手段）
３４  駆動装置（駆動手段）
Ｄ  相対位置データ
Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ  遠隔測定部から標識までの距離
Ｍ  鉱物（バルク貨物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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