JP2012240539A - Ship having square sail formed with hard sail, and method for accommodating and deploying square sail - Google Patents
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Description
本発明は、主機関及び主機関により駆動される推進装置を備えると共に、推進補助として硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法に関する。 The present invention relates to a main engine and a propulsion device that is driven by the main engine, and also relates to a ship including a side sail formed of a hard sail as a propulsion assist, and a method for storing and deploying the side sail.
船舶が排出する二酸化炭素(CO2)の総量を削減するためには、新造船のみならず、既に存在する多数の船舶における二酸化炭素の排出量の削減が効果的である。既存船に装備可能な省エネ装置として、プロペラ周辺に装備する省エネ付加物があるが、この省エネ付加物に関しては今までにも性能改善が進んでおり、今後の劇的な性能向上は難しいと考えられている。そのため、これらの省エネ付加物に加えて、既存船にも装備可能な新たな省エネ装置の開発が重要な課題となってきている。 In order to reduce the total amount of carbon dioxide (CO 2 ) emitted by a ship, it is effective to reduce the amount of carbon dioxide emitted not only by new ships but also by many existing ships. As an energy-saving device that can be installed on an existing ship, there is an energy-saving additive installed around the propeller. However, with regard to this energy-saving additive, performance improvement has progressed so far, and it is difficult to dramatically improve the performance in the future. It has been. Therefore, in addition to these energy-saving addenda, the development of new energy-saving devices that can be installed on existing ships has become an important issue.
これに関連して、帆を装備した貨物船が、1980年代に、内航船や外航ばら積み船をはじめとして十数隻建造されており、その効果は既に実証されている。これらの帆装船は、帆の面積が比較的小さな面積であるため、この補助的な帆の省エネルギー効果は限定的ではあるが、操船、視界、構造、艤装等に大きな影響を与えずに、既存船舶への取り付けが容易にできるものであり、新たに求められる省エネルギー装置の一候補となっている。 In this connection, dozens of cargo ships equipped with sails were built in the 1980s, including domestic ships and outer bulk carriers, and their effects have already been demonstrated. These sailing vessels have a relatively small sail area, so the energy saving effect of this auxiliary sail is limited, but without significantly affecting the maneuvering, visibility, structure, outfitting, etc. It can be easily attached to an existing ship and is a candidate for a newly required energy-saving device.
この機帆走を前提とする大型商船へ装備される硬帆においては、縮帆を行う機構が重要であり、多くの提案や開発が行われており、例えば、硬帆集合体を、入れ子状に配置した複数段の翼断面筒体の硬帆で形成し、収納は直上段の硬帆を直下段の硬帆に入れ子状に順次収納する硬帆を備える帆走船が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 For hard sails equipped on large merchant ships based on this aircraft sailing, a mechanism for contracting sail is important, and many proposals and developments have been made.For example, hard sail assemblies are nested. There has been proposed a sailing ship including a hard sail that is formed of a plurality of wing cross-section cylindrical hard sails, and that houses the hard sails immediately above the nests in the hard sails immediately below (see, for example, (See Patent Document 1).
しかしながら、この入れ子状の硬帆では格納状態において最下段の翼断面筒体が残ることになり、格納時の帆の面積が展開時の帆の面積に比べれば著しく小さくなるものの、殆ど帆の存在を無視できる程度まで格納することはできないという問題がある。この帆の格納の問題は、輻輳海域での視界の確保、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上、向かい風の下での空力抵抗の低減等の面から重要な課題となっている。 However, in this nested hard sail, the lowermost wing cross-section cylinder remains in the retracted state, and the area of the sail when retracted is significantly smaller than the area of the sail when deployed, but almost no sail exists. There is a problem that it cannot be stored to such an extent that can be ignored. The problem of storing the sail is an important issue in terms of securing visibility in congested waters, maneuvering under strong winds, improving anchorage, performance on landing berths, reducing aerodynamic drag under headwinds, etc. It has become.
本発明は、上述の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described situation, and an object thereof is to include a main engine, a propulsion device driven by the main engine, and a side sail formed by a hard sail arranged on a deck. In the ship, when the sail is not necessary, it can be stored to the extent that the presence of the sail can be ignored, ensuring the visibility in the congested water area, and improving the performance of maneuvering, anchoring, and landing pier under strong winds, It is an object of the present invention to provide a ship having a side sail formed of a hard sail capable of reducing aerodynamic resistance under a head wind and a method for storing and deploying the side sail.
上記の目的を達成するための本発明の硬帆で形成される横帆を備えた船舶は、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えると共に、前記横帆の帆本体の根元支持部に回転機構を設け、前記横帆の格納時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して転倒させて前記甲板に載置し、前記横帆の展開時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して起立させるように構成される。 To achieve the above object, a ship having a horizontal sail formed of a hard sail of the present invention is formed of a main engine, a propulsion device driven by the main engine, and a hard sail disposed on a deck. A horizontal mechanism is provided, and a rotation mechanism is provided at a base support portion of the main body of the horizontal sail, and when the horizontal sail is stored, the main body of the sail is rotated around the rotation mechanism to fall down and placed on the deck. The sail body is configured to rotate and stand up around the rotation mechanism when the side sail is deployed.
この構成によれば、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。 According to this configuration, when the sail is not required, the presence of the sail can be stored to an extent that can be ignored, ensuring visibility in the congested water area, and performance related to maneuvering, anchoring, and landing berth in strong winds. It is possible to improve and reduce the aerodynamic resistance under the headwind.
上記の硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、前記帆本体を複数段で形成すると共に、前記横帆の格納時に前記帆本体を折り畳んで前記甲板に載置するように構成すると、横帆の格納時に甲板上に占める横帆の割合が小さくなり、甲板作業への影響を少なくすることができる。 In a ship equipped with a horizontal sail formed of the above-mentioned hard sail, the sail main body is formed in a plurality of stages, and when the horizontal sail is stored, the sail main body is folded and placed on the deck. The ratio of side sails on the deck when the side sails are retracted is reduced, and the impact on deck work can be reduced.
上記の硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、前記帆本体の起立及び転倒を前記回転機構に設けたピストンの伸縮で行うように構成すると、比較的簡単な構造と制御で横帆の展開と格納を行うことができるようになる。 In a ship equipped with a horizontal sail formed of the above-mentioned hard sail, when the sail body is configured to stand up and fall by the expansion and contraction of the piston provided in the rotation mechanism, the side sail is achieved with a relatively simple structure and control. Can be expanded and stored.
上記の硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、前記横帆の格納時に上面となる部分を前記帆本体の凸面側にして前記甲板に載置するように構成すると、風が帆本体に当たったときには重力と逆向きとなる上向き方向に揚力を発生するので、起立開始時のトルクを減少でき、また、横帆の格納の途中において安定した状態となる。更に、甲板2に載置された状態では雨水が帆本体に溜まり難くなる。
In a ship provided with a horizontal sail formed of the above-mentioned hard sail, when the horizontal sail is stored on the deck with the portion that becomes the upper surface when the horizontal sail is stored being placed on the deck, the wind is the sail main body. When it hits, lift is generated in the upward direction opposite to gravity, so that the torque at the start of standing can be reduced, and a stable state is obtained in the middle of storing the side sail. Furthermore, rainwater is unlikely to collect on the sail body when placed on the
そして、上記の目的を達成するための本発明の横帆の格納及び展開方法は、主機関及び主機関により駆動される推進装置を備えた船舶の甲板上に備えた硬帆で形成される横帆の格納及び展開方法において、前記横帆の格納時には前記横帆の帆本体の根元支持部に設けた回転機構の回りに回転して転倒させて前記甲板に載置し、前記横帆の展開時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して起立させることを特徴とする方法である。 In order to achieve the above object, a method for storing and deploying a side sail according to the present invention includes a main sail and a side sail formed by a hard sail provided on a ship deck provided with a propulsion device driven by the main engine. In the method for storing and deploying the sail, when the side sail is stored, it is rotated around a rotation mechanism provided on a root support portion of the sail main body of the side sail, is overturned and placed on the deck, and the side sail is deployed. In some cases, the sail body is rotated around the rotating mechanism to stand up.
この方法によれば、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。 According to this method, when the sail is not needed, it can be stored to the extent that the presence of the sail can be ignored, ensuring the visibility in the congested water area, and the performance of maneuvering, anchoring, and take-off pier under strong winds. It is possible to improve and reduce the aerodynamic resistance under the headwind.
上記の横帆の格納及び展開方法において、複数段で形成した前記帆本体を、前記横帆の格納時に前記帆本体を折り畳んで前記甲板に載置する方法を採用すると、横帆の格納時に甲板上に占める帆本体の割合が小さくなり、甲板作業への影響を少なくすることができる。 In the above-described method for storing and deploying the horizontal sail, when the method is adopted in which the sail main body formed in a plurality of stages is folded and placed on the deck when the horizontal sail is stored, the deck is stored when the horizontal sail is stored. The proportion of the sail body occupying the top is reduced, and the influence on the deck work can be reduced.
上記の横帆の格納及び展開方法において、前記帆本体の起立及び転倒を前記回転機構に設けたピストンの伸縮で行う方法を採用すると、比較的簡単な構造と制御で横帆の格納と展開を行うことができるようになる。 In the above method for storing and deploying the side sail, if the method of raising and lowering the sail body by extending and retracting the piston provided in the rotating mechanism is adopted, the storage and deployment of the side sail can be performed with a relatively simple structure and control. Will be able to do.
上記の横帆の格納及び展開方法において、前記横帆の格納時に上面となる部分を前記帆本体の凸面側にして前記甲板に載置する方法を採用すると、風が帆本体に当たったときには重力と逆向きとなる上向き方向に揚力を発生するので、起立開始時のトルクを減少でき、また、横帆の格納の途中において安定した状態となる。更に、甲板2に載置された状態では雨水が帆本体に溜まり難くなる。
In the above-described method for storing and deploying the side sail, if a method of placing the side sail on the deck with the portion that becomes the upper surface when storing the side sail being adopted on the deck, gravity is applied when the wind hits the sail body. Since lift is generated in the upward direction opposite to the above, the torque at the start of standing can be reduced, and a stable state is obtained during the storage of the side sail. Furthermore, rainwater is unlikely to collect on the sail body when placed on the
本発明の硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法によれば、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。 According to the ship equipped with a horizontal sail formed by the hard sail of the present invention and the method for storing and deploying the horizontal sail, the main engine, the propulsion device driven by the main engine, and the hard sail arranged on the deck are formed. In a ship equipped with a horizontal sail, when it is not necessary, it can be stored to the extent that it can be ignored, ensuring visibility in congested waters, maneuvering under anchorage, anchoring, and taking off It is possible to improve the performance of the crosspiece and reduce the aerodynamic resistance under the headwind.
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態の硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法について説明する。図1に示すように、この硬帆で形成される横帆を備えた船舶(以下船舶という)1は、主機関及び主機関により駆動される推進装置を備えると共に、補助推進として、甲板2上に配置された硬帆で形成された横帆(以下横帆という)10を備えて構成される。
Hereinafter, a ship equipped with a horizontal sail formed of a hard sail according to an embodiment of the present invention and a method for storing and deploying the horizontal sail will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a ship (hereinafter referred to as a ship) 1 having a horizontal sail formed of hard sails includes a main engine and a propulsion device driven by the main engine, and serves as auxiliary propulsion on a
この船舶1では、横帆10の根元支持部14に回転機構20と旋回機構30を設け、図2又は図4に示すように、横帆10の格納時には横帆10の帆本体11を回転機構20の回りに回転して転倒させて甲板2に載置し、また、図3又は図5に示すように、横帆10の展開時には帆本体11を回転機構20の回りに回転して甲板2上に起立させるように構成される。そして、横帆10を展開して、横帆10に風を受けて補助推進として利用しながら航行する際には、風向きや風速等を計測しながら、最適な角度になるように、横帆10の帆本体11を旋回機構30により旋回させる。
In this ship 1, a
この横帆10の帆本体11は、硬帆で一体で、又は複数段の構成ではその段毎に一体で形成する。この横帆10では、帆本体11の左右縁部に、帆本体11の板厚を増やしたり、補強部材を取り付けたりした補強部を設けて、帆本体11の形状を保持する。この補強部には、補強のみでなく、前縁剥離を抑制し、幅広い迎角で発生する揚力を高く保つ効果も発生する役割を持たせることが好ましい。この構成によれば、軟帆に比べて機構が簡単となり、帆本体11を支持するための支持機構14と横帆10の方向を風向きによって変えるための旋回機構30と、展開及び格納の回転機構20を設けるだけで済むので、帆装置の機構が単純化し、軽量化できる。
The sail
また、この帆本体11の正面から見た形状は、図面では矩形に形成しているが、必ずしも、矩形に限定されず、横帆の強度保持、船体の横揺れ復原力(横帆の重心高さに関係)の確保、航行時の視界の確保等の観点から台形やその他の形状に形成してもよい。
In addition, the shape of the
また、この帆本体11の横断面形状は、左右対称に形成することが好ましい。この左右対称の形状としては、左右対称の円弧、楕円弧、長円弧、多角形翼等が考えられる。この左右対称の構成により、動力補助としての十分な揚力を確保しつつ、帆本体11の製造過程における加工を単純化し、工作性を向上して、製造及び組立における工程が短縮化する。また、左右対称の風向に対して左右に同じ角度旋回したときに、同じ風力による推進力が得られるようになるので、帆本体11の制御を船体中心線に対して左右対称な風向きに関して同じ制御とすることができ、制御を単純化できる。
Moreover, it is preferable to form the cross-sectional shape of this sail
そして、図2及び図3の構成では、横帆10の格納時に、横帆10の帆本体11を後方に倒して、上面となる部分を横帆の凸面側にして甲板2に載置し、図4及び図5の構成では、帆本体11を前方に倒して、横帆10の格納時に上面となる部分を帆本体11の凹面側にして甲板2に載置する。
2 and 3, when the
図2及び図3の構成では、横帆10の格納時に帆本体11の凸面側が上になっているので、風が帆本体11に当たったときには重力と逆向きとなる上向き方向に揚力を発生するので、起立開始時のトルクを減少でき、また、横帆10の格納の途中において安定した状態となる。更に、甲板2に載置された状態では雨水が帆本体に溜まり難くなる。
In the configuration of FIGS. 2 and 3, since the convex side of the
また、図4及び図5の構成では、横帆10の格納又は展開の途中で、帆本体11の凸面側が下になっているので、風が帆本体に当たったときには重力と同じ向きとなる下向き方向に揚力を発生するので、転倒開始時のトルクを減少でき、また、横帆10の格納途中において転倒状態で安定する方向に力が作用する。また、甲板2に載置された状態では風が当たったときに帆本体11を甲板2に押しつける力が作用するので、安全面で効果がある。
4 and 5, the convex surface side of the
そして、この横帆10の転倒及び起立を行う構成は、例えば、図6〜図9に示すように、回転機構20に設けたピストン22で行うように構成する。このピストン22は、油圧ピストン等で形成される。この構成では、回転機構20の回転部21を挟んで、ピストン22の一端側を支柱14の帆本体11側に、他端側を支柱14の根元側に、それぞれヒンジ22a、22bを介して接続して構成される。
And the structure which performs the fall and standing of this
そして、図8に示すように、ピストン22の縮小により帆本体11を回転部21の回りに回転させて転倒して格納し、また、図9に示すように、ピストン22の展長により帆本体11を回転部21の回りに回転させて起立させる。この構成によれば、比較的簡単な構造と制御で横帆の格納と展開を行うことができる。
Then, as shown in FIG. 8, the sail
この構成と横帆の格納及び展開方法により、横帆10を必要としないときに、横帆10の存在を無視できる程度まで格納して、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。
With this configuration and the method of storing and deploying the side sail, when the
図10〜図12では、横帆10を複数段(図10〜図12の構成では2段)で形成すると共に、横帆10の格納時に横帆10を折り畳んで甲板2上に載置するように構成する。この場合には、横帆10の格納時に甲板2上に占める横帆10の割合が小さくなり、甲板作業への影響を少なくすることができる。
10 to 12, the
次に、ピストンを用いない他の転倒及び起立方法について説明する。図13と図14に示す方法は、帆本体11の上部をマスト(ポスト)23の頂部に設けたプーリー24を経由するワイヤー25で支え、甲板2上に設けたワイヤー巻取り装置26でワイヤー25を繰り出すことで、図13に示すように帆本体11を格納し、ワイヤー25を巻き取ることで、図14に示すように帆本体11を起立する。
Next, another method of falling and standing without using a piston will be described. In the method shown in FIGS. 13 and 14, the upper portion of the
図15〜図17に示す方法は、帆本体11の上部をヒンジを介して支持し、ポスト23に沿って上下させると共に、複数段(図15〜図17の構成では2段)で形成した横帆10を格納時には、図15に示すように帆本体11の上部を昇降装置(図示しない)によってマスト23に沿って降下させて帆本体11を折り畳んで甲板2に載置し、横帆10の展開時には、図17に示すように帆本体11の上部を昇降装置によってポスト23に沿って上昇させて帆本体11を起立させる。この場合には、マスト23と帆本体11をリンク機構によって連結して、昇降装置によって帆本体11の上部をマストレール(図示しない)に沿って動かすように構成する。
The method shown in FIGS. 15 to 17 supports the upper part of the
図18と図19に示す方法は、カウンターウェイト(釣り合い錘)40を用いる方法であり、図18に示す方法は、図4と図5の構成にカウンターウェイト40を設けることで、転倒及び起立用のトルクを減少させる。また、図19に示す方法は、図13と図14の構成にカウンターウェイト40を設けることで、転倒及び起立用のトルクを減少させる。
The method shown in FIGS. 18 and 19 is a method using a counterweight (balance weight) 40, and the method shown in FIG. 18 is for falling and standing by providing the
なお、図1〜図12及び図18に示すような、マスト23を用いない全可倒型の場合には、格納時には視界を妨げることがないという利点があるが、帆本体11を支える回転機構20の回転部(ヒンジ部)21の強度上の問題があり、図13〜図17及び図19に示すような、マスト23を用いるマスト型の場合には、構成が比較的単純で比較的容易な構成であるが、格納時には船橋(ブリッジ)3からの視界を妨げるマスト23が起立したまま残るという問題がある。
In addition, in the case of a fully retractable type that does not use the
また、横帆10の甲板2上の配置に関しては、図1に示すように、横帆10は船橋3の監視位置から一直線になるように配置して、横帆10を展開して航走しているときに、船橋3からの視界が妨げられる範囲をできるだけ小さくすることが好ましい。また、前方に行くに連れて高さを低くすることにより、見通し線を確保して、前方の視界をできるだけ広くすることが好ましい。 上記の船舶1及び横帆の格納及び展開方法によれば、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。
As for the arrangement of the
本発明の硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法によれば、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができるので、既存の船舶を含め多くの船舶に利用することができる。 According to the ship equipped with a horizontal sail formed by the hard sail of the present invention and the method for storing and deploying the horizontal sail, the main engine, the propulsion device driven by the main engine, and the hard sail arranged on the deck are formed. In a ship equipped with a horizontal sail, when it is not necessary, it can be stored to the extent that it can be ignored, ensuring visibility in congested waters, maneuvering under anchorage, anchoring, and taking off Since it is possible to improve the performance of the crosspiece and reduce the aerodynamic resistance under the headwind, it can be used for many ships including existing ships.
1 船舶
2 甲板
3 船橋
10 横帆
11 帆本体
14 支柱
20 回転機構
21 回転部
22 ピストン
23 マスト
24 プーリー
25 ワイヤー
26 ワイヤー巻取り装置
30 旋回機構
40 カウンターウェイト
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