JP2007261413A - 船体に原動機を据付ける方法 - Google Patents

Abstract

【課題】船体の内部に、エンジンの据付け部の再穴あけなどの作業を行うことなく、短時間に据付を完了する方法を提供する。
【解決手段】船体に形成されたアルミ製の船殻台１７上に、アルミ板／鉄板のクラッド鋼からなる張付ライナ２５のアルミ板側２５ａを前記船殻台１７上に溶接して固定し、原動機の据付脚部２０の下面に鉄製の調整ライナ２７を据付ボルト２８で固定し、前記原動機を所定位置に配置した後、前記張付ライナ２５の鉄板側２５ｂと調整ライナ２７とを溶接２９によって固定したことを特徴とする船体に原動機を固定する方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、船舶、例えばアルミ合金製船体、特に大型アルミ合金製船体のような構造的に弱い船体へ原動機を据付ける方法に関し、原動機と推進装置を連結する長尺の推進軸を有する船体に対して原動機を据付ける新規な方法であって、据付ボルトなどのためのボルト穴を、船殻台（据付台盤）などに貫通してあけることもなく、原動機を短時間に据付ける方法を提供するものである。

アルミ合金製の船舶に限らず、大型の船舶においては、船体の中央部に原動機として高出力、高回転のガスタービンエンジンなどを主機関（原動機）としてエンジンルームに据付け、このガスタービンエンジンと船尾に設けたスクリューあるいは軸流ポンプのインペラなどの推進器を長尺の推進軸で駆動する方法が採用される場合がある。

具体的に例示すると、船体構造の主要部にアルミ合金を使用し、船長が１４０ｍ、船幅が３０ｍ、出力が２８０００ｋＷの高出力、高回転のガスタービンエンジンを２基を左右に配列した大型アルミ合金製高速船の場合、中空でその直径は４４０ｍｍ、長さがそれぞれ８．５ｍのインペラ軸と、７．８ｍのスラスト軸を組立式油圧継手で連結して使用している。

一般に船体の建造はドック内の船台上において正確かつ効率的に行なわれ、その工程と並行してエンジンなどの各種機器がこの船体の中に順次搭載される。そして船体を進水させて海に浮べた状態で船尾の推進器とエンジンとの間は、予め船内に置かれていたインペラ軸とスラスト軸を１本に連結して接続される。

通常の船舶の建造工事においては、一度の「軸芯見通し作業」による長さ調整だけでエンジンや推進軸が取付けられることは少なく、推進軸の長さ調整のための機械加工を必要としていた。推進軸は機械加工して所定の長さに製造し、通常、軸の間をフランジ同士で連結して使用することが多く、このフランジ部分の厚みを利用して軸の長さ調整が行われている。

特に、重量物である大型のエンジンの下部の据付面には複数の据付脚部を持っており、各据付脚部には複数個のボルト穴が開口されている。また、据付脚部を船殻台上に固定するための高さ調整用の複数枚の金属板を準備し、これらには、前もってボルト穴をあけておく必要がある。

従って、もし、エンジンを固定する位置が設計された当初の位置より誤差ガ発生すると、これを修正する作業が必要であるが、この後の修正工事（つまり後戻り工事）が意外に煩雑で、多くの期間を必要とする。特にこの修正工事はエンジンの据付工程の期間短縮などに大きな障害となっている。

一般の大型のガスタービンエンジンの一連の据付工程を例示すると次の通りであり、この方法は例えば非特許文献１に記載されている。

１）軸芯見通し作業：船尾の推進軸のボスの中心とエンジンの出力軸の中心などの位置関係を測定し、エンジンの据付け位置を確定する。

２）機関据付台盤への罫書作業：前記軸芯見通し作業で測定した寸法を利用してエンジンの据付部のボルト穴の穴あけ位置の罫書き作業を行なう。

３）機関据付台盤への据付ボルト穴の穴あけ作業：前記工程２で罫書きされたボルト穴の位置に所定の寸法の穴あけを行う。

４）機関搭載作業：前記機関据付台盤上にガスタービンエンジンを搭載する。
５）芯出し作業：機関台盤上に搭載したエンジンの芯出し作業により、推進器とエンジンとの間の前後／左右／上下の据付位置を決め、各据付脚部と張付ライナの隙間を計測する。

６）ライナ計測作業：据付台盤への穴あけ作業を、エンジンの搭載前でかつ、進水前に行なう。

７）ライナ機械加工：機械加工によってライナの厚さを調整する。
８）ライナ挿入作業：前工程で厚さを調整したライナを、据付台盤（船殻台）とエンジンの据付脚部との間に挿入する。

９）据付ボルトの締付け：機関の据付脚部の上面から据付台盤に至る複数枚の金属板にあけられたボルト穴の、上方から据付台盤の下方までの長さのボルト穴の中に固定ボルトを通し、更にこのボルトの下側にナットを締付けて据付台盤上にエンジンを固定する。

なお、船体の内部にエンジンなどを搭載する方法については下記の非特許文献などに記載されている。
「船舶の軸系とプロペラ」、石原理次、成山堂書店

前記大型のアルミ合金製船体に据付ける主機としての高出力、高回転数のガスタービンエンジンＥの一例を示すと、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、その長さＬが約９００ｃｍ、幅Ｂが２８０ｃｍもある大型構造物であり、そしてこのエンジンＥの取付脚部Ｆは片側で１０個、両側で２０個もある。

また、図示していないが、この取付脚部Ｆの下側に、固定板を介して防振ゴムが設けられており、この固定板は幅が２００ｍｍ、長さが５００ｍｍの大型のものである。また、このエンジンＥの出力軸に減速機Ｇが連結されており、この減速機Ｇの出力軸に推進軸が連結される。また、前記エンジンＥの基礎部である取付脚部Ｆには、下記するように各種の金属板などが組合わされてかなり複雑な構造となっている。

前記大きさのエンジンＥを主機として使用した場合、通常、１個の取付脚部Ｆにあけられているボルト穴に対応する取付台盤上のボルト穴は、少なくとも６個はあり、従って、１台のガスタービンエンジンを据付けるために取付台盤上にあけるボルト穴の数は１２０〜１８０個にもなっている。

しかも、アルミ合金製の大型船の船体は、通常の鋼製船体に比較すると遙に剛性が低いことから、この船体を進水させると船体全体、また、船尾からエンジンの据付部に至るまで微妙に変位が発生し、取付部も変位してしまう。

前記のように、進水前にアルミ合金製船体の取付台盤上にエンジンを固定しておく場合が多いが、このようにエンジンを取付台盤上に据付けた状態で、船体を海に浮かべると船体に微妙な変位が発生する。この状態になると前記「軸芯見通し作業」によって測定された推進軸の正確な取付け位置と、進水後の実際の推進軸の位置の間にズレが発生する。従って、大出力、高速回転のガスタービンエンジンの場合は、その据付位置を正確、かつ慎重に調整する必要がある。

前記のようにエンジンを船殻台上に据付ける場合、その船殻台にあける据付ボルト穴の数は１２０〜１８０個にも達しており、しかも一度据付けたエンジンの位置を、その後の作業で調整するためには、船殻台より一旦エンジンを外し、先にあけてあるボルト穴の大きさを調整して大きくしたり、元の穴を埋めて再び別の場所に穴をあけ直す等の後戻り的な作業が必要であった。

この船殻台上のボルト穴の調整作業は、せまい機関室内で小型工具を操作して大量のボルト穴に対応して個々に行なわれければならず、従って、このような作業はかなり煩雑で非能率的な作業であり、改善が求められてきた。また、溶接作業が困難なアルミ合金製の船体の場合には特に避けなければならない方法である。
（従来のエンジンの据付脚部の構造の例）

図４は、従来のエンジンの据付脚部の構造の一例を示しており、アルミ合金製の船体の最下部構造の部材がアルミ合金製の船底１５で、これよりアルミ合金製の支持板１６を溶接で植立し、更にこの支持板１６の上にアルミ製の船殻台１７を溶接して固定してエンジンの取付台盤を構成している。

前記船殻台１７上にアルミ合金製の張付ライナ１８（例えば２０ｍｍ）を溶接し、この張付ライナ１８の上にアルミ合金製の調整ライナ１９（例えば４０ｍｍ）を配置し、この調整ライナ１９の上に主機であるガスタービンエンジンの据付脚部（鉄製、厚さは２０ｍｍ）２０を載置している。

そしてエンジンの据付脚部２０より下側の船殻台１７に至るまで、正確に直線状になるようにボール盤で据付ボルト穴２１を貫通して穿穴している。なお、このボルト穴２１は個々の部材にあけ、後で一体とすることもあるが、この場合は僅かではあるが、ボルト穴の中心がズレることがある。

１本のボルト穴２１は、主機の取付脚部２０と調整ライナ１９と張付ライナ１８、更に船殻台１７に至るまで複数の金属層を正確に貫通して形成する必要がある。前記従来のエンジンの据付法によると、主機であるガスタービンエンジンの取付脚部２０から船殻台１７に至るまで、厚い複数枚の金属板に１本の据付ボルト穴２１を連続して形成するようにボール盤による穴あけ加工が必要であったのである。

ところで、前記図３に示したように、出力が２８０００ｋＷのガスタービンの場合はその取付脚部にあける据付ボルト穴（例えば直径が２０ｍｍ前後）は６〜８個あるいはそれ以上のものが一組になっており、しかもこの取付脚部は少なくとも２０個はあることから、ボルト穴の数は全体で１２０ケは下らない。

前記の如く船長が１４０ｍを越えるような大型のアルミ合金製の船体の場合は、進水すると船体の各部に変位が発生する。特に重量物であるエンジンの取付位置に微妙な変形をきたす。具体的には船尾の推進機と機関室に形成された船殻台１７上のエンジンとの間の距離に誤差が発生し、そのためにエンジンの固定位置を調整する必要が生ずるのである。

このエンジンの取付脚部に関係するボルト穴の調整には、元のボルト穴を溶接で埋め、別の位置にボルト穴をあけたり、元の穴の周囲を切削して広げるなどの煩雑な手作業がが必要である。この修正作業は前記大きさのアルミ合金の船体の場合は約２週間を必要とし、建造コストの増加と日数の増加をきたす原因ともなっている。

本発明は、船殻台上へエンジンを１回搭載しただけで正確にそのエンジンの位置を決定し、しかる後、素早く固定することができる各種の船体、特に大型アルミ合金製船体へ原動機を固定する方法を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係る船体、特にアルミ合金製船体への原動機の固定方法は次のように固定されている。

１）船体に形成されたアルミ製の船殻台上に、アルミ板／鉄板で構成された張付ライナのアルミ板を前記船殻台上に溶接して固定し、原動機の据付脚部の下面に鉄製の調整ライナをボルトで固定し、前記原動機を所定位置に配置した後、前記張付ライナの鉄板側と調整ライナとを溶接によって固定したことを特徴としている。

２）船体に形成されたアミル製の船殻台に原動機を取付ける方法において、アルミ板／鉄板からなるクラッド材で構成された張付ライナの、アルミ板側を前記船殻台上に配置し、所定の位置に溶接する工程と、原動機の据付脚部に鉄製の高さ調整ライナをボルトによって固定する工程と、前記原動機を張付ライナの上方に配置し、固定すべき位置を測定し、その位置を確定する工程と、前記確定した位置において調整ライナと張付ライナとを溶接する工程とからなることを特徴としている。

３）前記原動機の据付脚部にボルトで固定された高さ調整ライナと、船体の底部の船殻台に溶接したアルミ板／鉄板からなるクラッド材の前記鉄板側とを合わせ、前記原動機を軸芯通し工程によって測定された原動機の位置と合わせた後、前記クラッド材の鉄板と高さ調整ライナとを溶接によって固定したことを特徴としている。

本発明は、船体、特にアルミ合金製の船体の内部のエンジンルーム内において、エンジンの取付脚部と高さ調整用の鉄板製の調整ライナとの間をボルトで固定し、アルミ合金製の船殻台（据付脚部）の上面に、アルミ合金と鉄板からなるクラッド材を配置し、前記アルミ合金の板材側を溶接することで、上面に鉄板を配置することになる。そして船体を進水させて海に浮上させ、船体が安定する際に発生する変位を素直に発生させておく。

そして推進機とエンジンとの間を推進軸で連結した状態でエンジンの位置決めする。
しかる後、前記取付脚部の下にボルトで固定された鉄板製の調整ライナの位置を確定した上で、調整ライナと取付ライナの鉄板側とを溶接して固定するのである。

つまり、本発明のエンジンの固定方法においては、ボルト締めする部材としては、取付脚部と調整ライナとの間のみである。しかも、進水後の位置決めの後の固定方法には溶接を採用しているので、その作業は極めて簡単で短時間に終了し、効率的にエンジンを据付けることができる。その上、エンジンの取付誤差が発生しないので、据付ボルトの穴の位置の調整など、「後戻り的な作業」を皆無にすることができるのである。

次に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
以下、説明の都合上アルミ合金製の船体を船体として説明するが、鋼板などからなる船体のエンジンを据付ける船殻台のみをアルミ合金製とした場合でも適用できることは明らかである。

図１は、図４に示した従来のエンジンの据付脚部の固定構造と対比して描いた本発明に係る固定構造を示す断面図である。

アルミ合金製船体の船底１５にアルミ合金板からなる支持板１６を介してアルミ合金板からなる船殻台１７を所定の位置に固定する。そしてこの船殻台１７上に、アルミ合金板２５ａと鉄板２５ｂとからなるクラッド鋼を使用した張付ライナ２５を載置し、そのアルミ合金板２５ａ側をアルミ溶接２６で固定する。

エンジンの据付脚部２０の下側に下記工程により厚さを調整した調整ライナ２７を据付ボルト２８で締結する。そしてこのエンジン側に固定された調整ライナ２７を前記張付ライナ２５上に載置する。

そして下記作業工程を経由してエンジンを所定の位置に位置決めた後、鉄溶接で固定した状態を示している。

次に、本発明に係る作業工程と、（ ）内に記載した従来の作業工程を対比して本発明の特徴を説明するが、本発明においては前記（ ）内に記載した作業工程の全てを省略することができることから、エンジンの据付工程を著しく短縮することができるのである。

１）軸芯見通し作業：船尾の推進器の軸穴からエンジンの出力軸の間の軸のラインを正確 に測定し、エンジンの据付位置を確認する。そして張付ライナ２５を予めアルミ合金製 の船殻台盤１７上に溶接しておく。
張付ライナ２５は、アルミ合金板２５ａ／鉄板２５ｂからなるクラッド鋼を使用して おり、前記アルミ合金板２５ａ側を船殻台１７上にアルミ溶接２６で固定する。
（従来工法ではクラッド鋼からなる張付ライナを使用しない。）
２）：エンジンの据付位置の簡単な確認作業。
（従来工法では軸芯見通し作業で据付ボルト穴毎に、穴をあける位置に罫書作業が必 要であった。）
３）機関搭載作業：据付ボルトの穴あけ作業を行なわない。

エンジンを船殻台１７上にアルミ溶接した張付ライナ２５上に搭載する。従って、据 付ボルトの穴の調整作業が不要であるので、エンジンの搭載作業を早めることができ、 時間的な余裕があることから、各機器との接続取り合い部の配管作業を先行して実施す ることも可能となる。

４）芯出し作業：エンジンの芯出し作業にはジャッキボルトを使用する。
５）ライナ計測作業：芯出し作業でエンジンの前後／左右／上下の据付位置を決め、各据 付脚部と調整ライナ２７の間隙を計測し、ライナ２７を切削する厚さを決定する。
６）ライナ機械加工：調整ライナ２７を機械加工し、エンジンの据付脚部２０と同じ場所 に据付ボルト用の穴をあける。なお、この穴あけ作業は一度で決まる。
（従来工法では、船殻台盤１７の穴あけが機器搭載前でかつ、進水前に行なわれる。 しかし、大型船の場合、船体への機器の搭載や進水によって船体に少なからず変位が 発生し、前の工程で軸芯合わせして決めたエンジンの据付位置と、設計上の位置に、 予めあけた据付ボルト穴の位置が一致しないケースが多かった。そのため、据付ボル ト穴のあけ直し等、後戻り作業がしばしば発生した。）

７）ライナ挿入作業：エンジンの据付脚部２０と張付ライナ２５との間に、前記工程で機 械加工された調整ライナ２７を挿入する。
８）据付ボルト締結：エンジンの据付脚部２０にあけた据付ボルト穴２０ａに据付ボルト ２８を通し、調整ライナ２７に設けたたネジ穴２７ａに螺合して据付脚部２０と調整ラ イナ２７を一体とする。
９）溶接による据付作業：前記のようにして張付ライナ２５の上面に調整ライナ２７を載 置したならば、クラッド鋼の上側の鉄板２５ｂ側と鉄板であるエンジンの据付脚部２０ とを鉄溶接２９してエンジンを所定の位置に固定する。

以上説明したように、本発明は前記１）〜９）の工程を採用することによって、船体 を進水させた後に、その船体の内部においてエンジンの位置を正確に確定し、船殻台１ ７などの機械切削加工などの煩雑な加工をすることなく、単に張付ライナ２５の鉄板２ ５ｂ側と鉄板からなる調整ライナ２７の通常の溶接だけでエンジンの据付け作業を完了 することができる。

前記アルミ合金製の船体の進水からエンジンの据付けに要する作業期間は、従来技術 によると１カ月を必要としたが、本発明によれば、後戻り的な機械加工などが全くない ことから、２週間で約半分程度の日数で工事を完成することができ、しかも、エンジン の据付位置は従来の方法よりも正確であり、エンジンを順調に長期にわたって運転する ことができる。

本発明に係るエンジンの支持構造の断面図である。 アルミ合金製船体の船尾部の内部構造の一例を示す断面図である。 ガスタービンエンジンの据付脚部の説明図で（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図である。 図１に対応して示す従来のエンジンの支持構造の断面図である。

符号の説明

１５ 船底（アルミ合金製船体） １６ 支持板（アルミ合金）
１７ 船殻台（据付台盤） １８ 据付ライナ
１９ 調整ライナ ２０ エンジンの据付脚部
２５ 張付ライナ（アルミ合金／鉄板のクラッド鋼）
２７ 調整ライナ

Claims (3)

1. 船体に形成されたアルミ製の船殻台上に、アルミ板／鉄板のクラッド鋼からなる張付ライナのアルミ板側を前記船殻台上に溶接して固定し、原動機の据付脚部の下面に鉄製の調整ライナをボルトで固定し、前記原動機を所定位置に配置した後、前記張付ライナの鉄板側と調整ライナとを溶接によって固定したことを特徴とする船体に原動機を固定する方法。
2. 船体に形成されたアルミ製の船殻台に原動機を取付ける方法において、
   アルミ板／鉄板のクラッド鋼からなる張付ライナの、アルミ板側を前記船殻台上に配置して所定の位置に溶接する工程と、原動機の据付脚部に鉄製の高さ調整ライナを据付ボルトによって固定する工程と、前記原動機を張付ライナの上方に配置し、固定すべき位置を測定し、その位置を確定する工程と、前記確定した位置において調整ライナと張付ライナの鉄板側とを溶接する工程とからなることを特徴とする船体に原動機を据付ける方法。
3. 前記原動機の据付脚部に据付ボルトで固定された高さ調整ライナと、船体の底部の船殻台に溶接したアルミ板／鉄板のクラッド鋼からなる張付けライナを前記鉄板側とを合わせ、前記原動機を軸芯見通し工程によって測定された原動機の位置と合わせた後、前記クラッド鋼の鉄板と、高さ調整ライナとを溶接によって固定したことを特徴とする請求項２記載の船体に原動機を据付ける方法。
   
   

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