JP2014113899A - 海水吸入箱及び船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】海水中の気泡を効果的に分離排除して、ポンプ等による気泡の吸い込みを効果的に防止できる海水吸入箱を提供する。
【解決手段】船外から海水を導入する海水入口９と、海水を船内に送出する海水出口１３を備える左舷海水吸入箱７において、左舷海水吸入箱７の上端壁にあって、海水に混入した空気を排出する空気抜き穴１４と、海水入口９から導入された海水を空気抜き穴１４へ向かわせ、その後に海水出口１３に向かうように誘導する導流板１６を備え、海水入口９から導入された海水は導流板１６の一方の面に接して、斜め上向きの上昇流となって、左舷海水吸入箱７内を上昇し、その後に、導流板１６の他方の面に接して、斜め下向きの下降流となって、海水出口１３に向かうことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、船外の海水を船内に取り入れるために船舶に設けられる海水吸入箱、及び海水吸入箱を備える船舶に関する。

船舶においては、主機関を初めとする各種搭載機器等の冷却に海水を使用するので、船外の海水を船内に取り入れる海水吸入箱（シーチェスト）を設けている。海水吸入箱は船底外板あるいは喫水線下の船側外板に接して設けられた「箱」であって、船底外板あるいは船側外板に開口する海水入口から海水を導入して、船内に取り入れる装置である。また船内に取り入れられた海水はポンプでもって、冷却対象の機器に送給される。この時、海水に大量の空気が混入すると、ポンプが大量の空気を吸い込むのでポンプによる圧送ができなくなる。

また、近年は、船底部から空気を噴出して気泡を発生させて、該気泡を船底部に沿って流す空気潤滑を行なって摩擦抵抗の低減を図る船舶が普及しつつある。このような船舶にあっては、船底外板に沿って大量の気泡が流れる。また、船底外板に沿って流れてきた気泡は船体後部において船側外板に沿って上昇する。一般的な商船では主機関を船体後部に配置するから、海水吸入箱も船体後部に配置される。

そのため、空気潤滑装置を備える船舶では、空気潤滑装置から噴出された空気が海水吸入箱に流入して、ポンプに吸い込まれる危険が大きい。そのため、ポンプによる空気の吸い込みを防止できる海水吸入箱が求められている。また、そのような海水吸入箱は既に提案されている。

例えば、特許文献１には海水入口と海水出口の間に海水の流れを規制する規制手段を設けて、海水出口に向かう海水の流れが下降流となるようにした海水吸入箱の発明が開示されている。

特開２００２−３２１６８５号公報

特許文献１によれば、特許文献１に記載の海水吸入箱は、海水が下降流として流れる際に、比重差によって空気が海水から分離されるから、海水中の気泡を効果的に排除できるとされている。しかしながら、この海水吸入箱においては、海水が規制手段を乗り越えた後で、つまり海水の流れが上昇流から下降流に代わった後で、空気を海水吸入箱から排出するように空気抜きを配置しているので、空気抜きの近傍において、空気は既に下向きの速度を持っている。そのため、比重差による空気の分離は十分ではないという問題がある。つまり、少なからぬ気泡が海水出口を通ってポンプに吸い込まれるという問題がある。

本発明は、このような背景の下でなされたものであり、海水中の気泡を効果的に分離排除して、ポンプ等による気泡の吸い込みを効果的に防止できる海水吸入箱を提供することを目的とする。また、かかる海水吸入箱を備える船舶を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る海水吸入箱は、船外から海水を導入する海水入口と、海水を船内に送出する海水出口を備える海水吸入箱において、前記海水吸入箱の上端壁にあって、海水に混入した空気を排出する空気排出口と、前記海水入口から導入された海水を前記空気排出口へ向かわせ、その後に前記海水出口に向かうように誘導する導流板を備え、前記海水入口から導入された海水は前記導流板の一方の面に接して、斜め上向きの上昇流となって、前記海水吸入箱内を上昇し、その後に、前記導流板の他方の面に接して、斜め下向きの下降流となって、前記海水出口に向かうことを特徴とする。

前記海水入口から導入された海水は、外舷方向に斜め上向きの上昇流となって、前記海水吸入箱内を上昇し、その後に、斜め下向きの下降流となって、前記海水出口に向かうようにしてもよい。

前記空気排出口に接続されて、上甲板より高い位置で空気を放出する空気管を備えるようにしてもよい。

前記空気管は、前記空気排出口から所定の範囲にある大径部と、前記大径部より高い位置にあって、大径部よりも内径が小さい小径部を有するものであってもよい。

前記大径部の上端は、満載喫水線よりも高い位置にあるものであってもよい。

本発明に係る船舶は上記いずれかの海水吸入箱を備えるものである。

本発明によれば、海水吸入箱に流入する海水に混入する空気を効果的に分離・除去して、海水だけを船内に取り入れることができるので、空気潤滑を行う船舶であっても、冷却水ポンプに空気が吸い込まれる危険がない。そのため、冷却水を船内で確実に送給することができる。

本発明に係る海水吸入箱を備える船舶の機関室付近の概念的な断面図である。 海水吸入箱の構成と作用を示す説明図である。 別の海水吸入箱の構成と作用を示す説明図である。

図１は、本発明に係る海水吸入箱を備える船舶１の機関室２の概念的な横断面図である。図１から明らかなように、船舶１は機関室２において、上甲板３の下に第２甲板４と第３甲板５を備える。第２甲板４の下方には主機関６が配置され、第３甲板５は主機関６のシリンダヘッドとほぼ同じ高さに配置されている。そして、第３甲板５の下方、主機関６の左右には、左舷海水吸入箱７と右舷海水吸入箱８が配置されている。

左舷海水吸入箱７と右舷海水吸入箱８は、海水入口９を備える。海水入口９は船側外板に開けられた開口であって、図示しない格子状のカバーで覆われていて、船舶１の周囲の海水は海水入口９を通って、左舷海水吸入箱７と右舷海水吸入箱８に自由に出入りする。左舷海水吸入箱７と右舷海水吸入箱８に流入した海水は、図示しない冷却水ポンプに吸い込まれて、船内に取り入れられて、機関室２内の各種機器（例えば、主機関６）の冷却に使用される。

また、左舷海水吸入箱７と右舷海水吸入箱８には、それぞれ左舷空気抜き管１０と右舷空気抜き管１１が接続されていて、第３甲板５と第２甲板４を貫いて上方に延び、さらに上甲板３を貫いて、先端が上甲板３の上方に突出している。その先端から、左舷海水吸入箱７と右舷海水吸入箱８に海水と一緒に進入した空気（つまり、例えば空気潤滑装置で発生させた気泡）が空中に放出される。なお、左舷空気抜き管１０と右舷空気抜き管１１は、内径が大きい大径部１０ａ，１１ａと内径が小さい小径部１０ｂ，１１ｂとで構成されている。大径部１０ａ，１１ａは左舷海水吸入箱７あるいは右舷海水吸入箱８に接続されて上方に延びて、その上端は満載喫水線（Ｌ．Ｗ．Ｌ）より高い位置にある。小径部１０ｂ，１１ｂは大径部１０ａ，１１ａ上端に接続されて、さらに上方に延びて、上甲板３の上に突出する。このように構成されているので、左舷海水吸入箱７あるいは右舷海水吸入箱８から空気と一緒に吹き上げられる海水の飛沫は大径部１０ａ，１１ａに留まり、小径部１０ｂ，１１ｂの先端から吹出すことがない。

左舷海水吸入箱７の詳細な構成と作用を、図２を参照して説明する。図２から明らかなように、左舷海水吸入箱７は、上方に向かって朝顔形に大きく開いた船側外板１２に沿って設置されていて、海水入口９は船側外板１２の、左舷海水吸入箱７のほぼ中段に対応する位置に開口している。左舷海水吸入箱７の船内側の壁面の、海水入口９より低い位置には海水出口１３が開口している。海水出口１３は図示しない冷却水ポンプに接続され、左舷海水吸入箱７内にある海水出口１３を通って、前記冷却水ポンプで吸い出されて、船内の冷却対象に送出される。左舷海水吸入箱７の上端の壁面には、空気抜き穴１４があって、空気抜き穴１４は左舷空気抜き管１０に接続される。つまり、左舷海水吸入箱７に海水とともに進入した空気は、空気抜き穴１４を通って左舷空気抜き管１０に流れて、空中に放出される。

海水入口９と海水出口１３の中間の高さには仕切壁１５があって、左舷海水吸入箱７を上下に仕切っている。また、仕切壁１５の上面から立ち上がって、船外に向かって（つまり、船側外板１２と同じ方向に）大きく傾いた導流板１６があって、左舷海水吸入箱７を左右に仕切っている。

左舷海水吸入箱７は、このように構成されているので、海水入口９から進入した空気（気泡）を含む海水（海水＋空気）は、船側外板１２と導流板１６に案内されて、図において左斜め上に流れる。つまり、船側外板１２と導流板１６によって空気を含む海水に左斜め上向きの流れが誘起される。海水に含まれる空気はこの流れと、海水と空気の比重差によって生じる浮力によって、空気抜き穴１４の近傍に集められ、空気抜き穴１４を通って左舷空気抜き管１０に流れる。

一方、空気を分離した海水は、海水出口１３に接続された図示しない冷却水ポンプに吸引されて、導流板１６の右側を通り、仕切壁１５に開けられた通水穴１７を通って、海水出口１３に向かう。つまり、左舷海水吸入箱７の上部で空気を分離した海水は導流板１６の右側を斜め下向きに流れる。このように、海水入口９から流入した海水には左斜め上に向かう上昇流が生じ、その後右斜め下に向かう下降流が生じる。つまり、左舷海水吸入箱７の中では全体として左に傾いた逆Ｕ字形の流れが生じ、逆Ｕ字形の頂上で海水と空気が分離される。

右舷海水吸入箱８も左舷海水吸入箱７とほぼ同様の構成を備えるが、海水入口９と海水出口１３の上下関係が異なる。すなわち図３に示すように、右舷海水吸入箱８は、上方に向かって朝顔形に大きく開いた船側外板１２に沿って設置されていて、海水入口９は船側外板１２の、右舷海水吸入箱８のほぼ最低部に対応する位置に開口している。海水出口１３は、右舷海水吸入箱８の中段よりやや下方の海水入口９より高い、船内側の壁面に開口している。右舷海水吸入箱８においても、海水出口１３は図示しない冷却水ポンプに接続され、右舷海水吸入箱８内の海水は前記冷却水ポンプによって、機関室２内の冷却対象に送出される。右舷海水吸入箱８の上端の壁面にも、空気抜き穴１４があって空気抜き穴１４は右舷空気抜き管１１に接続される。

また、海水入口９と海水出口１３の中間の高さには仕切壁１５があって、右舷海水吸入箱８を上下に仕切っている。また、仕切壁１５の上面から立ち上がって、外舷に向かって大きく傾いた導流板１６があって、右舷海水吸入箱８を左右に仕切っている。

右舷海水吸入箱８は、このように構成されているので、海水入口９から進入した空気（気泡）を含む海水（海水＋空気）は、仕切壁１５に開けられた通水穴１７を通って、導流板１６の右側の、船側外板１２と導流板１６の間の流路に流入し、船側外板１２と導流板１６に案内されて、図において右斜め上に流れる。つまり、船側外板１２と導流板１６によって空気を含む海水に右斜め上向きの流れが誘起される。海水に含まれる空気はこの流れと、海水と空気の比重差によって生じる浮力によって、空気抜き穴１４の近傍に集められ、空気抜き穴１４を通って右舷空気抜き管１１に流れる。

一方、空気を分離した海水は、海水出口１３に接続された図示しない冷却水ポンプに吸引されて、導流板１６の左側を通って、海水出口１３に向かう。つまり、右舷海水吸入箱８の上部で空気を分離した海水は導流板１６の左側を斜め下向きに流れる。このように、海水入口９から流入した海水には右斜め上に向かう上昇流が生じ、その後左斜め下に向かう下降流が生じる。つまり、右舷海水吸入箱８の中では全体として右に傾いた逆Ｕ字形の流れが生じ、逆Ｕ字形の頂上で海水と空気が分離される。

以上説明したように、本発明によれば、海水吸入箱の海水入口と海水出口の間で、略逆Ｕ字形の流れを生じさせ、逆Ｕ字形の頂上で海水と空気を分離させるので、効果的に空気を分離することができる。また、海水出口に向かう流れの中に空気が残ることが少ない。そのため、例えば空気潤滑装置で発生する気泡が、ポンプに吸い込まれる可能性を最小化できる。また、冷却水等の送給を確実に行なえる。

なお、上記実施形態は本発明の例示であって、本発明の技術的範囲は上記実施形態によっては限定されない。本発明は特許請求の範囲に示された技術的思想の限りにおいて、自由に応用、変形あるいは改良することができる。

例えば、本発明に係る海水吸入箱は、船体後部に設置されるものには限定されないし、機関室に隣接して設置されるものに限定されない。船体中央部や船体前部に設置されてもよい。また機関室以外の区画に隣接して設置されてもよい。

また、本発明に係る海水吸入箱は、冷却水を船内に導入するものには限定されない。冷却用以外の海水、例えばバラスト水を導入するものであってもよい。

また、図１において、大径部１０ａ，１１ａと小径部１０ｂ，１１ｂを、それぞれ全長に亘って一様な径を有する単一管として図示したが、径の異なる複数の管を接続して大径部１０ａ，１１ａあるいは小径部１０ｂ，１１ｂを組み立ててもよい。

１ 船舶
２ 機関室
３ 上甲板
４ 第２甲板
５ 第３甲板
６ 主機関
７ 左舷海水吸入箱
８ 右舷海水吸入箱
９ 海水入口
１０ 左舷空気抜き管
１１ 右舷空気抜き管
１０ａ，１１ａ 大径部
１０ｂ，１１ｂ 小径部
１２ 船側外板
１３ 海水出口
１４ 空気抜き穴
１５ 仕切壁
１６ 導流板
１７ 通水穴

上記目的を達成するために、本発明に係る海水吸入箱は、船外から海水を導入する海水入口と、海水を船内に送出する海水出口を備える海水吸入箱において、前記海水吸入箱の上端壁にあって、海水に混入した空気を排出する空気排出口と、前記海水入口から導入された海水を前記空気排出口へ向かわせ、その後に前記海水出口に向かうように誘導する導流板を備え、前記海水入口から導入された海水は前記導流板の一方の面に接して、外舷方向に斜め上向きの上昇流となって、前記海水吸入箱内を上昇し、その後に、前記導流板の他方の面に接して、斜め下向きの下降流となって、前記海水出口に向かうことを特徴とする。

本発明に係る海水吸入箱は、船外から海水を導入する海水入口と、海水を船内に送出する海水出口を備える海水吸入箱において、前記海水吸入箱の上端壁にあって、海水に混入した空気を排出する空気排出口と、前記海水入口から導入された海水を前記空気排出口へ向かわせ、その後に前記海水出口に向かうように誘導する導流板を備え、前記海水入口から導入された海水は前記導流板の一方の面に接して、斜め上向きの上昇流となって、前記海水吸入箱内を上昇し、その後に、前記導流板の他方の面に接して、斜め下向きの下降流となって、前記海水出口に向かうとともに、前記空気排出口に接続されて、上甲板より高い位置で空気を放出する空気管を備え、前記空気管は、前記空気排出口から所定の範囲にある大径部と、前記大径部より高い位置にあって、大径部よりも内径が小さい小径部を有することを特徴としてもよい。

Claims (6)

1. 船外から海水を導入する海水入口と、海水を船内に送出する海水出口を備える海水吸入箱において、
   前記海水吸入箱の上端壁にあって、海水に混入した空気を排出する空気排出口と、
   前記海水入口から導入された海水を前記空気排出口へ向かわせ、その後に前記海水出口に向かうように誘導する導流板を備え、
   前記海水入口から導入された海水は前記導流板の一方の面に接して、斜め上向きの上昇流となって、前記海水吸入箱内を上昇し、その後に、前記導流板の他方の面に接して、斜め下向きの下降流となって、前記海水出口に向かう
   ことを特徴とする海水吸入箱。
2. 前記海水入口から導入された海水は、外舷方向に斜め上向きの上昇流となって、前記海水吸入箱内を上昇し、その後に、斜め下向きの下降流となって、前記海水出口に向かう
   ことを特徴とする請求項１に記載の海水吸入箱。
3. 前記空気排出口に接続されて、上甲板より高い位置で空気を放出する空気管を備える
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の海水吸入箱。
4. 前記空気管は、
   前記空気排出口から所定の範囲にある大径部と、
   前記大径部より高い位置にあって、大径部よりも内径が小さい小径部を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の海水吸入箱。
5. 前記大径部の上端は、満載喫水線よりも高い位置にある
   ことを特徴とする請求項４に記載の海水吸入箱。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の海水吸入箱を備える船舶。
   
   
   
   

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