JP2005280533A - 帆装商船 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、軟帆と硬帆およびスラットの展帆角度を別々に調整でき、また、デッキクレーンの俯仰ブームの旋回とは別の旋回機構により、硬帆およびスラットの展帆角度を調整させることができる帆装商船を得ることを目的とする。
【解決手段】
帆装商船において、船体内から上甲板上に達する基礎ポストを設け、該基礎ポスト上に、旋回可能にデッキクレーンを備え、基礎ポスト内からクレーン機械室を貫通して上方に突出し、旋回可能に支持してメインマストを立設し、メインマストの上部と下部にベースフレームを固定して設け、下部と上部のベースフレーム間に、回転可能な軟帆巻き取り装置と、旋回可能な硬帆マストと、旋回可能なスラットマストとを設け、軟帆巻き取り装置に軟帆を展帆、縮帆自在に装着し、硬帆マストに硬帆を展帆、縮帆自在に装着し、スラットマストにスラットを展帆、縮帆自在に装着するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、帆装商船に係わるものであって、特に、俯仰ブーム型デッキクレーンを有する商船において、該デッキクレーンを利用して帆装装置を備えたことを特徴とする。

一般に、推進機関による推進に加えて、航行中に風力による推進力を付加する帆装装置を備えた帆装商船が実用化されている。
こうした帆装商船は、自然の風力を推進力に利用するものであり、省エネルギー効果が得られるものであるが、風力を充分に活用するためには、それなりに大きな帆を装備する必要がある。

このため、船体上には大がかりな帆装装置を備えることになり、コスト面でも相当高価な設備になっている。
この帆装装置は、省エネルギー対策として設備されるものであるから、省エネルギー効果と設備コストとの対比、つまり、費用対効果が大きくないと、設備する意味がなく、このことが帆装商船が広く普及しない要因となっている。

一方、貨物船にはデッキクレーンを備えたものがあり、この貨物船に帆装装置を備えると、甲板上にデッキクレーンと帆装装置とを併設することになり、帆装装置の存在がクレーンの操作に制約を来すことにもなるし、甲板上の作業スペースを狭くすると云う不都合な点もあった。

そこで、俯仰ブーム型デッキクレーンを有する商船において、該デッキクレーンのポスト上に帆装マストを立設し、該帆装マストに軟帆を展帆、縮帆自在に装着し、該軟帆を展帆したときの底辺の自由端部をデッキクレーンの俯仰ブームに締結するようにした帆装商船が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、この構成においては、硬帆を兼ねる帆装マストをクレーンポストに固定して立設しているので、軟帆を展帆して帆走するとき、風向きに応じて展帆角度、つまり、帆に受ける風の迎角を調整して帆に生じる揚力を高めるが、この角度の調整は、デッキクレーンを旋回させて行っている。このため、軟帆と硬帆の展帆角度は一定の関係を保つことになる。

通常、軟帆は硬帆の下流域に設置されるので、風のエネルギーをより有効に利用するためには、硬帆と軟帆との相対角度も調整できる方がよい場合があるが、前述のごとく、軟帆と硬帆の展帆角度は一定の関係にあり、これを別々に調整することができない。
また、硬帆は縮帆できない構造であるため、強風時など帆走できない事態の時には、硬帆を風向きに合わせ、極力風の抵抗を受けないようにしなければならないが、このような強風時にデッキクレーンのブームをその方向に旋回させた状態で保持しなければならないことになる。

特開２００４−２６０６６号公報（第１頁、第４頁、図２）

上述したように、特許文献１の構成による帆走装置では、硬帆と軟帆の展帆角度の調整を別々に行えず、また、強風に対し硬帆を避難させる場合に、デッキクレーンの俯仰ブームをその方向に旋回させた状態で保持しなければならないと云う不都合があった。
本発明は、従来型の不都合な点を解決するものであって、俯仰ブーム型デッキクレーンを有し、該デッキクレーンを利用して帆装装置を備えた帆装商船において、スラットと硬帆および軟帆の展帆角度を別々に調整でき、また、デッキクレーンの俯仰ブームの旋回とは別の調整機構により、硬帆およびスラットの展帆角度を調整することができる帆装商船を得ることを目的とする。

帆装商船において、船体内から上甲板上に達する基礎ポストを設け、該基礎ポスト上に、旋回可能に俯仰ブーム型デッキクレーンを備え、基礎ポスト内からデッキクレーンの機械室を貫通して上方に突出し、回転可能に支持してメインマストを立設し、該メインマストに下部ベースフレームと上部ベースフレームを固定して設け、該下部ベースフレームと上部ベースフレームとの間に、回転可能な軟帆巻き取り装置と、旋回可能な硬帆マストと、旋回可能なスラットマストとを設け、軟帆巻き取り装置に軟帆を展帆、縮帆自在に装着し、硬帆マストに硬帆を展帆、縮帆自在に装着し、スラットマストにスラットを展帆、縮帆自在に装着するようにした。

硬帆マストは、メインマストに遊嵌して配置し、下部ベースフレームとの間に旋回軸受を介在させて支持される大径の旋回歯車上に装着すると共に、上端部に歯車を装着し、該大径の旋回歯車と上端部に装着した歯車とを、それぞれ下部ベースフレームと上部ベースフレームに設けられた作動装置の歯車と噛合させ、該作動装置の歯車回転により下部ベースフレーム上で旋回可能とした。

スラットマストは、その下端部と上端部に歯車を装着し、該下端部と上端部に装着した歯車を、それぞれ下部ベースフレームと上部ベースフレームに設けられた回転作動装置のピニオンと噛合させ、該回転作動装置のピニオンの回転により下部ベースフレーム上で旋回可能とした。

デッキクレーンの機械室とメインマスト間に開放、締結可能な旋回固定装置を設け、デッキクレーンとメインマストとを連結可能としたこと、硬帆マストとスラットマストとの間に、該硬帆マストおよびスラットマストの旋回を許容するスラット固定連結材を設けたことも特徴とする。
なお、軟帆の展帆はデッキクレーンのブームを利用して展帆するようにしている。

軟帆の展帆角度はデッキクレーンの旋回によって調整され、硬帆およびスラットの展帆角度はメインマストの旋回によるベースフレームの回動によって調整されると共に、硬帆マストおよびスラットマストの旋回により個々にも調整される。
また、デッキクレーンとメインマストの固定連結により、軟帆、硬帆、スラットの相対的角度位置を最適な関係に固定し、メインマストの旋回によって複合帆としての展帆角度が調整できる。したがって、推進力が最大となるように展帆角度を調整することができるようになった。

さらに、強風時には軟帆、硬帆およびスラットは縮帆される、そして、デッキクレーンとメインマストの固定連結を解けば、デッキクレーンのブームを所定位置に収納して、硬帆とスラットはメインマストの旋回により極力風の抵抗を受けない方向に向けることができる。

以下、図に沿って本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明の帆装装置の概要を示す側面図、図２は同軟帆と硬帆とスラットの関係を示す平面図、図３はメインマストとデッキクレーンと硬帆マストの旋回機構を示す図、図４は硬帆の装着状態を示す図、図５はスラットの装着状態を示す図、図６は硬帆とスラットの展帆と縮帆の状態を示す図である。

図において、１は船体内から上甲板２上まで突出して設置された基礎ポストである。３は基礎ポスト１上に旋回可能に搭載されたデッキクレーンであり、４はデッキクレーンの機械室、５はデッキクレーンの俯仰ブーム、６はデッキクレーンの俯仰シリンダ、７はデッキクレーンの旋回装置、８はデッキクレーンの運転室である。

デッキクレーン３は、搭載される基礎ポスト１と機械室４との間に、外歯を形成した環状の旋回軸受９を介在させているので、旋回装置７のピニオンの回転により旋回される。
また、俯仰ブーム５は機械室４にピン枢着されているので、基礎ポスト１に基部をピン着され、先部を俯仰ブーム５にピン着された俯仰シリンダ６の作動により俯仰される。

１１はメインマストであって、基礎ポスト１内に旋回可能に支持され、デッキクレーンの機械室４を貫通して設けられており、上方部が縮径された形状である。１２はマスト旋回装置である。
なお、１０は機械室４に設けられた旋回固定装置であって、油圧作動により、メインマスト１１の外面に取り付けられた固定板を挟み、機械室４，つまりは、デッキクレーン３をメインマスト１１に一体的に連結し、デッキクレーン３とメインマスト１１の旋回を固定する。

メインマスト１１は支持ブラケット上に旋回軸受を介して支持され、マスト旋回装置１２は、基礎ポスト１内に設けられた環状の旋回レースと、メインマスト１１に取り付けられ、旋回レースと噛合するピニオンとよりなっており、メインマスト１１はマスト旋回装置１２のピニオンの回転によって旋回される。

１３は、クレーン機械室４の上方で、メインマスト１１に固定された下部ベースフレームであり、１４はメインポスト１１の頂部に固定された上部ベースフレームである。
１５は、下部ベースフレーム１３との間に旋回軸受を介して装着された環状の内歯歯車であり、１６は環状の内歯歯車１５と噛合するピニオンであって、下部ベースフレーム１３に支承されると共に、下部ベースフレーム１３に設けられている回転作動装置１７により回転作動される。

１９は軟帆巻き取り装置であり、上部ベースフレーム１４と下部ベースフレーム１３との間に張設され、軟帆２２の基部が定着されたワイヤロープ２０と、該ワイヤロープ２０を回転させる回転駆動装置２１とよりなり、回転駆動装置２１によりワイヤロープ２０を回転させ、該ワイヤロープ２０を芯にして軟帆２２を巻き取るようになっている。
なお、軟帆巻き取り装置１９のワイヤロープ２０に替えて、回転駆動装置により回転される芯軸を使用することも可能である。

２３は、上部ベースフレーム１４と下部ベースフレーム１３との間に設けられた硬帆マストであって、メインマスト１１の上方縮径部に遊嵌され、前記環状の内歯歯車１５上にボルトで固定されている。１８は硬帆マスト２３の底板であり、メインマスト１１に遊嵌されるため、中央部が開けられた円盤状である。
２４は硬帆マスト２３の上端部に装着された歯車であり、該歯車２４には上部ベースフレーム１４に設置された回転作動装置２５のピニオンが噛合されている。

２６は、硬帆マスト２３に上下２段に装着された硬帆であって、左右に分けられた構成であり、左右の帆の内側がそれぞれ硬帆マスト２３に固定されたアーム２７にピン着されると共に、外側がそれぞれ硬帆マスト２３にピン止めされたシリンダ２８に止められており、シリンダ２８の伸縮によって張り出され、畳まれるようになっている。左右の帆が張り出されたとき、両者が合わされて１枚の硬帆の形状になる。

２９は、上部フレーム１４と下部フレーム１３との間に設けられたスラットマストであって、該スラットマスト２９の上下端部には歯車３０が装着されており、この上下端部に装着された歯車３０には上部および下部ベースフレーム１４，１３に設置された回転作動装置３１のピニオンが噛合されている。

なお、図示していないが、スラットマスト２９の底部は、直接旋回軸受を介して下部ベースフレーム１３に支持され、その上方に歯車３０を設けているが、硬帆マスト２３の支持手段と同様、下部ベースフレーム１３との間に旋回軸受を介して装着された内歯歯車上に装着するようにしてもよく、任意の手段が選択され得る。

３２は、スラットマスト２９に上下２段に装着されたスラットであって、構造は前記した硬帆と同じである。すなわち、左右に分けられた構成であり、左右のスラットの内側がそれぞれスラットマスト２９に固定されたアーム３３にピン着されると共に、外側がそれぞれスラットマスト２９にピン止めされたシリンダ３４に止められており、シリンダ３４の伸縮によって張り出され、畳まれるようになっている。そして、左右のスラットが張り出されたとき、両者が合わされて１枚のスラットの形状になる。

３５はスラット固定連結材であり、硬帆マスト２３およびスラットマスト２９の旋回を許容し、それぞれ上下の硬帆２６とスラット３２の間、つまり、硬帆マスト２３とスラットマスト２９の中間部で、両マスト間に掛け渡し配置されている。
該スラット固定連結材３５は、硬帆マスト２３とスラットマスト２９との間隔を一定に保ち、スラットマスト２９の撓みを防止している。

前記スラット固定連結材３５は、例えば、硬帆マスト２３およびスラットマスト２９に軸受を取り付け、該軸受の外周面に保持して装着するとか、硬帆マスト２３およびスラットマスト２９に支持部を設け、該支持部にスラット固定連結材３５の両端に装着され、硬帆マスト２３およびスラットマスト２９に環装する軸受を支持するなど適宜の手段により保持される。

３６は俯仰ブーム５の上面に、その基部から先部まで設けられたガイド部材であり、３７はガイド部材に沿って、俯仰ブーム５の基部から先部までスライド移動可能なスライダーである。ガイド部材３６は、スライダー３７を上下方向には係止するように鍵型断面などに構成されている。

スライダー３７には、俯仰ブーム５内に巻回され、展帆ウインチ３８により巻き取り、巻き戻される展帆ロープ３９が繋がれており、スライダー３７は展帆ロープ３９に牽引されてスライド移動する。
そして、スライダー３７にはシャックル４０が固定されており、軟帆２２の底辺隅部に設けられた締結ホール４１にシャックル４０を通して展帆ロープ３７が締結される。したがって、軟帆２２はスライダー３７の移動により展帆される。

本発明の構成は以上の通りであって、次にその使用状態について説明する。
まず、停泊中荷役作業を行うときには、軟帆２２を軟帆巻き取り装置１９に巻き取り、メインマスト１１に沿って、縦向きに収納する。
この状態で俯仰ブーム５は俯仰可能となるから、俯仰シリンダ６およびクレーン旋回装置７の操作によりデッキクレーン３は帆装装置の制約を受けることなく、帆装装置を備えないものと同様に自在なクレーン作業ができ、荷役作業が行われる。

帆走するときは、硬帆２６とスラット３２をシリンダ２８、３４を伸張して展帆する。このとき、硬帆２６とスラット３２が互いに干渉しないように、それぞれが下部および上部のベースフレーム１３、１４に対して直角方向にあることを確認してから展帆する。
なお、縮帆するときも硬帆２６とスラット３２が干渉しないようにしなければならず、縮帆するときに直角方向にして縮帆されているから、展帆するときはベースフレームに対して直角方向に有るのが通常である。

硬帆２６とスラット３２が展帆されたら、硬帆２６およびスラット３２に風向きに対して所定の展帆角度を与える。この操作は、先ず、マスト旋回装置１２を駆動してメインマスト１１を旋回させる。これにより下部および上部のベースフレーム１３、１４が回動され、ある程度の角度が与えられる。
さらに、回転作動装置１７、２５によって硬帆マスト２３を旋回させ、硬帆２６の展帆角度を調整し、同様に作動装置３１によってスラットマスト２９を旋回させ、スラット３２の展帆角度を調整する。

次いで、荷役作業終了後既に、俯仰ブーム５は水平に保持されているので、その状態で軟帆２２の底辺隅部に設けた締結ホール４１に、スライダー３７のシャックル４０を通して展帆ロープ３９を締結し、展帆ウインチ３８を作動してスライダー３７をガイド部材３６に沿って俯仰ブーム５の先端方向に移動し、軟帆２２を展帆する。このとき、軟帆巻き取り装置１９の回転駆動装置２１のモータは、展帆の抵抗にならないようにフリーな状態にしてある。

スライダー３７が俯仰ブーム５の所定の位置に至ったら、つまり、軟帆２２が所定の位置まで展帆されたところで、スライダー３７の展帆ウインチ３８をロックする。これによって軟帆２２の所定の展帆が完了する。この際、図１に仮想線で示すように俯仰ブーム５を若干下動させると、軟帆２２をよりタイトに張ることができ、軟帆２２の膨らみ形状を調整できる。
そして、風向きに対して軟帆２２に所定の展帆角度を与える。この操作は俯仰ブーム５を旋回して行う。

上述のごとく、軟帆２２、硬帆２６、スラット３２の展帆角度は、別々に調整できるので、軟帆２２を基準にして、それに対応し効果的な硬帆２６の角度をとり、さらに、硬帆２６に対し効果的なスラット３２の角度をとることができる。
例えば、図２に示すように航行方向に対して、軟帆２２を５度、硬帆２６を２５度、スラット３２を４０度にセットするような調整を行うことができる。

軟帆２２、硬帆２６、スラット３２を所定の展帆角度に調整したら、旋回固定装置１０を締結して、デッキクレーン３とメインマスト１１を一体的に固定連結し、展帆角度の関係を一定に保つことができる。
この状態にした場合は、メインマスト１１の旋回装置１２またはデッキクレーン３の旋回装置７を作動して、軟帆２２，硬帆２６、スラット３２の展帆角度の関係を一定に保ったまま、全体的に風向きに対する調整ができる。

また、台風などの強風時には、軟帆２２は軟帆巻き取り装置１９に巻き取り、硬帆２６とスラット３２を畳み、硬帆２６とスラット３２を風向きに対して抵抗が極力小さくなる方向に向けて避難させる。
この操作は、先ず、硬帆２６とスラット３２を下部および上部のベースフレーム１３、１４に直角方向となるように、回転作動装置１７、２５を作動して硬帆マスト２３を旋回させ、硬帆２６を直角に向け、併せて、作動装置３１を作動してスラットマスト２９を旋回させ、スラット３２を直角に向ける。

この状態でシリンダ２８、３４を短縮して、硬帆２６とスラット３２を畳む。畳まれた硬帆２６とスラット３２は同じ方向に向いているので、マスト旋回装置１２を作動してメインマスト１１を旋回させ、抵抗が小さくなる方向に向けて強風から避難させる。
このとき、軟帆２２は軟帆巻き取り装置１９に巻き取られ、収納されているので、俯仰ブーム５は所定の収納位置に収納される。

本発明の帆装装置の概要を示す側面図。 同軟帆と硬帆とスラットの関係を示す平面図。 メインマストとデッキクレーンと硬帆マストの旋回機構を示す図。 硬帆の装着状態を示す図。 スラットの装着状態を示す図。 硬帆とスラットの展帆と縮帆の状態を示す図である。

符号の説明

１ 基礎ポスト ２ 上甲板
３ デッキクレーン ４ 機械室
５ 俯仰ブーム ６ 俯仰シリンダ
７ クレーン旋回装置 ８ 運転室
９ 旋回軸受 １０ 旋回固定装置
１１ メインマスト １２ マスト旋回装置
１３ 下部ベースフレーム １４ 上部ベースフレーム
１５ 内歯歯車 １６ ピニオン
１７ 回転作動装置 １８ 底板
１９ 軟帆巻き取り装置 ２０ ワイヤロープ
２１ 回転駆動装置 ２２ 軟帆
２３ 硬帆マスト ２４ 歯車
２５ 回転作動装置 ２６ 硬帆
２７ アーム ２８ シリンダ
２９ スラットマスト ３０ 歯車
３１ 回転作動装置 ３２ スラット
３３ アーム ３４ シリンダ
３５ スラット固定連結材 ３６ ガイド部材
３７ スライダー ３８ 展帆ウインチ
３９ 展帆ロープ ４０シャックル
４１ 締結ホール

Claims (5)

1. 船体内から上甲板上に達する基礎ポストを設け、該基礎ポスト上に、旋回可能に俯仰ブーム型デッキクレーンを備え、基礎ポスト内からデッキクレーンの機械室を貫通して上方に突出し、旋回可能に支持してメインマストを立設し、該メインマストに下部ベースフレームと上部ベースフレームを固定して設け、該下部ベースフレームと上部ベースフレームとの間に、回転可能な軟帆巻き取り装置と、旋回可能な硬帆マストと、旋回可能なスラットマストとを設け、軟帆巻き取り装置に軟帆を展帆、縮帆自在に装着し、硬帆マストに硬帆を展帆、縮帆自在に装着し、スラットマストにスラットを展帆、縮帆自在に装着したことを特徴とする帆装商船。
2. 硬帆マストは、メインマストに遊嵌して配置し、下部ベースフレームとの間に旋回軸受を介在させて支持される大径の旋回歯車上に装着すると共に、上端部に歯車を装着し、該大径の旋回歯車と上端部に装着した歯車とを、それぞれ下部ベースフレームと上部ベースフレームに設けられた回転作動装置のピニオンと噛合させ、該回転作動装置のピニオンの回転により下部ベースフレーム上で旋回可能としたことを特徴とする請求項１記載の帆装商船。
3. スラットマストは、その下端部と上端部に歯車を装着し、該上端部と下端部に装着した歯車を、それぞれ下部ベースフレームと上部ベースフレームに設けられた回転作動装置のピニオンと噛合させ、該回転作動装置のピニオンの回転により下部ベースフレーム上で旋回可能としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の帆装商船。
4. デッキクレーンの機械室とメインマスト間に開放、締結可能な旋回固定装置を設け、デッキクレーンとメインマストとを連結可能としたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の帆装商船。
5. 硬帆マストとスラットマストとの間に、該硬帆マストおよびスラットマストの旋回を許容するスラット固定連結材を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４記載の帆装商船。
   

Images