JP2014221570A - 船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンスが容易な昇降式船舶推進ユニットを備える船舶を提供する。
【解決手段】昇降式船舶推進ユニット３が、船底４に直立して配設され、満載喫水線より上方に開口する上方開口縁部及び上記船底から開口する下方開口縁部を有する筒体７と、プロペラを有する推進器と、昇降可能に配設され、下降状態で上記筒体内に収容される胴部７ａを有し、下端に上記推進器が付設される昇降体とを備え、上記プロペラが、上記昇降体の下降状態で上記筒体の下方開口縁部より下方に位置し、上記昇降体の上昇位置で上記筒体の上方開口縁部より上方に位置し、上記昇降体が、上記下降状態で上記筒体の上方開口縁部に気密に当接するフランジ部７ｂを有し、上記胴部が、上記昇降体の下降状態で上記筒体の内壁との間に隙間を有し、上記昇降式船舶推進ユニットが、上記胴部と上記筒体との隙間に気体を供給可能な気体供給装置をさらに備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、船舶に関する。

特許文献１及び特許文献２などには、プロペラを有する推進器（スラスター）を船体内部に収容できる昇降式船舶推進ユニットを備える船舶が記載されている。昇降式船舶推進ユニットは、下端が船底に開口し、上端が満載喫水線より高い位置において船体内に開口する筒体と、筒体内に昇降可能に設けられ、下端に推進器を保持する胴部とを備える。

このような構成を有する昇降式船舶推進ユニットでは、筒体の中に喫水線の高さまで水が流入するため、筒体の内壁及び胴部の外壁に海藻や貝類のような動植物（海洋生物）を含む異物が付着する。このため、従来の昇降式船舶推進ユニットでは、筒体の内壁及び胴部の外壁に付着した異物を定期的に取り除くメンテナンスが必要である。しかしながら、船体を陸に上げなければ筒体の内部には喫水線の高さまで水があるため、筒体内のメンテナンスは容易に行えない。

特開２０１０−１９５３８２号公報 特開２００６−２１９０２６号公報

そこで、本発明は、メンテナンスが容易な昇降式船舶推進ユニットを備える船舶を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた発明は、
昇降式船舶推進ユニットを備える船舶であって、
上記昇降式船舶推進ユニットが、
船底に直立して配設され、満載喫水線より上方に開口する上方開口縁部及び上記船底から開口する下方開口縁部を有する筒体と、
プロペラを有する推進器と、
昇降可能に配設され、下降状態で上記筒体内に収容される胴部を有し、下端に上記推進器が付設される昇降体とを備え、
上記プロペラが、上記昇降体の下降状態で上記筒体の下方開口縁部より下方に位置し、上記昇降体の上昇位置で上記筒体の上方開口縁部より上方に位置し、
上記昇降体が、上記下降状態で上記筒体の上方開口縁部に気密に当接するフランジ部を有し、
上記胴部が、上記昇降体の下降状態で上記筒体の内壁との間に隙間を有し、
上記昇降式船舶推進ユニットが、上記胴部と上記筒体との隙間に気体を供給可能な気体供給装置をさらに備えることを特徴とする船舶である。

当該船舶の昇降式船舶推進ユニットは、筒体と胴部との間の隙間に気体を供給して筒体内の水面を押し下げるので、航行中に筒体内を乾燥状態に保持でき、筒体の内壁面及び胴部の外周面に水中の動植物等の異物が付着しない。このように筒体内の異物の付着が少ないので、当該船舶は、昇降式船舶推進ユニットのメンテナンスが容易であり、メンテナンスの回数も減らせる。

上記筒体が気密室の中に配設され、上記昇降式船舶推進ユニットが、上記気密室内に圧縮空気を供給する圧空装置をさらに備えるとよい。このように構成すれば、昇降体が上昇位置にあっても筒体内の水面を押し下げて筒体内壁を乾燥状態に維持できるので、よりメンテナンスが容易となる。

当該船舶の昇降式船舶推進ユニットは、上記昇降式船舶推進ユニットが、一端が軽喫水線よりも低い位置において上記筒体内に開口し、他端が船底または船側から開口する通水路をさらに備えるとよい。このように構成すれば、推進器を筒体の下方開口縁部から外側に突出させた通常の船舶推進装置として使用するだけでなく、推進器を通水路の高さに保持して推進器によって通水路から水を吸込み又は噴出することによって推進力を得るウォータージェット推進装置、サイドスラスター等としても使用できる。

上記昇降式船舶推進ユニットが、上記通水路を封止する蓋をさらに備えるとよい。ふたによって通水路を封止することで、通水路の船側の開口よりも低い位置まで筒体内の水面を押し下げられる。

上記蓋が上記気体の圧力によって上記通水路に圧接されるとよい。このように構成することで、通水路を容易かつ確実に封止できるため、筒体内への水の浸入を防止できる。

上記胴部がその内側と外側とを連通又は機密に封止するマンホールドアを有するとよい。このように構成すれば、作業員が胴部の中を通り、マンホールドアから筒体内に入ってメンテナンスできる。

本発明の船舶は、昇降式船舶推進ユニットの筒体と昇降体の胴部との隙間に気体を供給して筒体内の水面を押し下げて、筒体の内壁面及び胴部の外周面への異物の付着を抑制するので、メンテナンスが容易であり、メンテナンスコストが低い。

発明の一実施形態の船舶を示す概略側面図である。 図１の船舶の概略背面面図である。 図１の船舶の昇降式船舶推進ユニットを拡大して、昇降体の第一稼働位置を示す概略断面図である。 図３の昇降式船舶推進ユニットの昇降体の第二稼働位置を示す概略断面図である。 図３の昇降式船舶推進ユニットの昇降体の上昇位置を示す概略断面図である。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。

［実施形態］
＜船舶＞
図１及び図２の船舶１は、船体２に昇降式船舶推進ユニット３が設けられている。船舶１は、貨物船、客船、押し船、曳き舟など、どのような種類の船であってもよい。

（昇降式船舶推進ユニット）
昇降式船舶推進ユニット３は、図３に示すように、船底４（船体２の底部）によって下端が封止された密閉可能な気密室５と、気密室５の中において船底４に直立して配設され、船底４から船外に向かって開口する下端開口縁部及び満載喫水線より上方に開口する上方開口縁部を有する円筒状の筒体６と、昇降可能に配設され、下降状態（第１稼働位置）で筒体６内に収容される胴部７ａ及び下降状態で上記筒体６の上方開口縁部に当接するフランジ部７ｂを有する略有底筒状の昇降体７と、昇降体７の下端に下方に突出するように付設された推進器８とを備えている。

昇降式船舶推進ユニット３は、さらに、筒体６の上方開口縁部に、筒体６と昇降体７のフランジ部７ｂとの間を気密にシールできるシール部材９と、筒体６の中、つまり筒体６と昇降体７の胴部７ａとの隙間に気体（不活性ガス）を供給する気体供給装置１０と、気密室５に圧縮空気を供給する圧空装置１１とを備える。

加えて、昇降式船舶推進ユニット３は、一端が軽喫水線よりも低い位置において筒体６内に開口し、気密室５の側壁を貫通して延伸し、他端が軽喫水線よりも低い位置において船底４又は船側１４（船体２の両側部）から船外に向かって開口する４本の通水路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ（図１及び図２参照）と、通水路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの船側１４側の開口部をそれぞれ封止可能な蓋１３とを備えている。

〔筒体〕
筒体６は、内壁面に昇降体７の胴部７ａを案内して、推進器８の推力によって昇降体７が傾斜しないようにするガイド１５を有する。ガイド１５は、通水路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ等と干渉しないように、円周方向に不連続に、例えば９０°毎に設けられている。

〔昇降体〕
昇降体７は、自在に伸縮できる多段シリンダ１６によって支持されている。昇降体７は、多段シリンダ１６により、少なくとも、図３に示す下降状態の第一稼働位置、図４に示す第二稼働位置及び図５に示す上昇位置に選択的に位置決め可能である。第一稼働位置において、昇降体７のフランジ部７ｂが筒体６の上方開口縁部に当接して、筒体６の上方開口縁部とフランジ部７ｂとの間がシール部材９によって気密にシールされる。また、この第一稼働位置では、昇降体７の下端面が船底４の外面と略同じ高さになり、推進器８が筒体６の下側開口縁部から船外に露出する。第二稼働位置において、昇降体７は、通水路１２の開口部と同じ高さに推進器８を保持する。上昇位置において、昇降体７は、胴部７ａが筒体６のから完全に引き抜かれて推進器８を筒体６の上方開口縁部の上方に配置する。昇降体７の胴部７ａは、その内側と外側とを連通又は機密に封止するマンホールドア７ｃを有する。

〔推進器〕
推進器８は、昇降体７の胴部７ａの底を垂直に貫通する支柱部１７と、支柱部１７の下端に支持され、水平方向に流体抵抗が小さくなる略流線型の本体部１８と、本体１７の後端に配設され、本体部の中心軸周りに回転するプロペラ１９とを有する。このプロペラ１９は、支柱部１７及び本体部１８の内部を延伸するシャフト２０，２１を介して、昇降体７の胴部７ａ内に配設された駆動モータ２２に接続されている。支柱部１７は、上部における水平断面が円形であり、下部における水平断面が流線形（垂直翼型）である。また、支柱部１７は、胴部７ａ内に配設された回転モータ２２によって、垂直軸周りに回転させられ、本体部１８の向きを自在に定められる。

〔シール部材〕
シール部材９は、筒体６の上方開口縁部に形成した環状の溝の中に配置されている。シール部材９の詳細な構成としては、流体圧で膨張する中空のゴム製リングなど、公知の構成が適用できる。

〔気体供給装置〕
気体供給装置１０は、不活性ガス（例えば炭酸ガス又は窒素ガス）のボンベ２４から、調圧装置２５を介して筒体６と昇降体７の胴部７ａとの間の隙間に不活性ガスを供給して、筒体６と胴部７ａとの隙間内の水面を押し下げるよう構成されている。調圧装置２５は、供給する不活性ガスの圧力を船底４における水圧と略等しい圧力に調節する。調圧装置２４は、例えば、筒体６の下方開口縁部の近傍にレベルセンサを配設し、水面を筒体６の下方開口縁部の近傍に保持するような弁機構であってもよい。気体供給装置１０は、筒体６と昇降体７の胴部７ａとの隙間の不活性ガスを船外に排出する機構（大気放出弁、空気注入弁等）を備えてもよい。

〔圧空装置〕
圧空装置１１は、空気を圧縮する圧縮装置２６を有し、気密室５の内部に圧縮空気を供給できる。この圧空装置１１は、昇降体７が第一稼働位置になく、筒体６と昇降体７のフランジ部７ｂとの間がシールされていない状態で、気密室５ごと筒体６の内部を加圧して筒体６内の水面を押し下げられるよう構成されている。空気圧の制御は、特に限定されないが、上記気体供給装置１０と同様に水面のレベル制御によって行ってもよい。

〔通水路〕
通水路１２ａ，１２ｂは、図１に示すように、筒体６と反対側の端部が船底４に開口するように船体２の前後方向に湾曲及び傾斜して延伸している。通水路１２ｃ，１２ｄは、図２に示すように、筒体６と反対側の端部が船側１４に開口するように船体２の側方に水平に延伸している。

〔蓋〕
蓋１３は、アクチュエータ２７によって支持されたスライド弁である。この蓋１３は、図３及び図５に示すように、通水路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの船側１４側の開口部を封止する位置と、図４に示すように通水路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを船側１４から船外に開放する位置とに位置決めされる。蓋１３は、気体供給装置１０又は圧空装置１１によって筒体６の内部が加圧されたとき、そのガス圧によって通水路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの溝の船側１４側のエッジに圧接されて、通水路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを確実に封止する。

＜利点＞
昇降式船舶推進ユニット３は、筒体６と胴部７ａとの隙間に気体を供給して筒体６内の水面を押し下げるので、航行中に筒体６内を乾燥状態（非浸水状態）に保持でき、筒体６の内壁面及び胴部７ａの外周面に水中の動植物等の異物が付着しない。このため、昇降式船舶推進ユニット３は、筒体６の内壁面及び昇降体７の胴部７ａの外周面への異物の付着が少ないのでのメンテナンスが容易であり、メンテナンスの回数も減らせるため、稼働率を高められる。

また、気体供給装置１０から筒体６と胴部７ａとの隙間に供給される気体が不活性ガスであるため、筒体６の内壁面及び胴部７ａの外周面では水上生物も繁殖できない。これにより、筒体６の内壁面及び胴部７ａの外周面への異物の付着がより低減できる。

また、昇降式船舶推進ユニット３は、昇降体７を上昇させて筒体６と胴部７ａとの隙間の上端が封止されていない状態でも、圧空装置１１によって気密室５に圧縮空気を供給して気密室５内全体を加圧することにより、水面を筒体６の下端まで押し下げられる。圧縮空気を用いれば加圧した気密室５内でも人間が作業できる。従って、水上に停泊した状態で昇降体７を上昇位置に上昇させて推進器８のメンテナンスを行っている最中にも、筒体６及び通水路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの内側をメンテナンスできる。また昇降体７の胴部７ａにマンホールドア７ｃを設けたので、昇降体７が第１稼働位置にあるときにも、昇降体７の内部を通って作業員が通水路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに入ってメンテナンスできる。

以上のように、昇降式船舶推進ユニット３を備える当該船舶１は、昇降式船舶推進ユニット３のメンテナンスが容易であるので、メンテナンスコストが低く、稼働率も高められる。

また、昇降式船舶推進ユニット３は、筒体６の内部又は気密室５を加圧しなければ、軽喫水線以上満載喫水線以下の位置まで水で満たされる。この状態で昇降体７を第二稼働位置に位置決めし、推進器８を通水路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのいずれかに正対させ、推進器８の前後の通水路（１２ａ及び１２ｂ、或いは１２ｃ及び１２ｄ）の蓋１３を開放し、推進器８のプロペラ１９を駆動することにより、推進器８の正面に位置する通水路（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ又は１２ｄ）を通して水を吸い込んで進器８の背後に位置する通水路（１２ｂ、１２ａ、１２ｄ又は１２ｃ）を通して水を船外に排出できる。このようにして、昇降式船舶推進ユニット３は、通水路（１２ｂ、１２ａ、１２ｄ又は１２ｃ）から排出される水流の反動によって当該船舶１を移動又は回頭させる推力を発生できる。

このように、当該船舶１は、昇降体７を第二稼働位置に配置した昇降式船舶推進ユニット３によって、前後左右に移動又は旋回できるため、離着岸、入出港時等に自在な操船が可能である。また、浅海航行時等に昇降体７を第二稼働位置に配置して航行すれば、推進器８が岩礁等に接触することを防止できる。

［その他の実施形態］
当該船舶は、船体が多段の船底を有し、昇降式船舶推進ユニットが船底の上段に配設されてもよい。これにより、昇降体を最も下降させた第一稼働位置において推進器を船底の下段より高い位置に保持すれば、航行中に推進器が岩礁等に接触することを防止できる。例えば、船体が、入渠時に盤木に接触し船体全体を支える第一船底と、第一船底より高い船尾の第二船底とを有し、昇降式船舶推進ユニットが第二船底に設けられてもよい。押し船等では、昇降式船舶推進ユニットが設けられる一段高い第二船底を船体中央に有することが好ましい場合もある。

本発明に係る昇降式船舶推進ユニットの筒体は、推進器を収容できれば円筒形以外の形状であってもよい。特に、推進器を垂直軸周りに回転させない場合には、水平断面を楕円形、矩形等にすることで、昇降式船舶推進ユニットを小さくできる可能性がある。

昇降式船舶推進ユニットの推進器は、プロペラが前方にあるトラクタータイプであってもよい。その場合、本体部のプロペラと反対側の端部に先端が徐々に細くなるような流線形状部を設けて渦流の生成を抑制することが好ましい。そのような流線形状部は、テレスコピック構造のような短縮可能な構成とすれば、短縮することで小さい径の筒体にも収容できるので、筒体及び胴部の径を大きくしないで済む。

また、昇降式推進装置の気体供給装置は、内燃エンジンやボイラー等の燃焼排ガスを（好ましくは冷却後）加圧して胴部と上記筒体との隙間に供給するものであってもよく、圧縮空気を供給するものであってもよい。気体供給装置は、圧縮空気を供給するものである場合には気密室を加圧する圧空装置と兼用してもよい。

気密室に隣接する小さい加圧減圧室を設ければ、加圧した状態の気密室に加圧減圧室を通して作業員が出入できる。また、気密室を常時加圧することで、筒体の上方開口縁部を満載喫水線よりも低く設計、例えば軽喫水線近くまで下げられるので、昇降式船舶推進ユニットひいては当該船舶を小型化できる。

また、昇降式推進装置の通水路は、上述の配置以外に多様な配置が可能である。例えば、通水路を平面視で傾斜方向に配向してもよく、前後方向にも水平に開口するように配置してもよい。

通水路の蓋は、筒体側の端部を封止するように設けてもよい。また、筒体にも底部を封止可能な蓋を設けてもよい。

昇降式推進装置の推進器は、本体部にモータを内蔵するポッド推進器であってもよい。また、推進器は、電動のものに限らず、内燃エンジン等の動力源により胴部内に延伸するシャフトを介してプロペラを駆動するものであってもよい。

また、当該船舶は、本発明に係る昇降式船舶推進ユニットを複数、例えば、船体の前後にそれぞれ設けてもよく、本発明に係る昇降式船舶推進ユニットと従来の推進装置とを両方備えてもよい。降式船舶推進ユニットは、自力航行用の主たる推進装置であってよく、補助的な推進装置であってもよい。

また、当該船舶が大型船舶、洋上浮体構造物等を移動させるための押し船又は曳き舟である場合、昇降式船舶推進ユニットが、大型船舶、洋上浮体構造物等を移動させるためだけに大きな推力を発生するものであってもよい。そのような場合、昇降式船舶推進ユニットを駆動するための燃料又は電力を動かす対象である船舶等、又は近隣の他の船舶等から供給を受けるようにしてもよい。

以上のように、本発明の昇降式船舶推進ユニットは、メンテナンスが容易であり、船舶に好適に使用できる。

１ 船舶
２ 船体
３ 昇降式船舶推進装置
４ 船底
５ 気密室
６ 筒体
７ 昇降体
７ａ 胴部
７ｂ フランジ部
７ｃ マンホールドア
８ 推進器
９ シール部材
１０ 気体供給装置
１１ 圧空装置
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 通水路
１３ 蓋
１４ ガイド
１６ 支柱部
１７ 本体部
１８ プロペラ
２１ 駆動モータ
２４ ボンベ
２５ 調圧装置
２６ 空気圧縮機
２７ アクチュエータ

Claims (6)

1. 昇降式船舶推進ユニットを備える船舶であって、
   上記昇降式船舶推進ユニットが、
   船底に直立して配設され、満載喫水線より上方に開口する上方開口縁部及び上記船底から開口する下方開口縁部を有する筒体と、
   プロペラを有する推進器と、
   昇降可能に配設され、下降状態で上記筒体内に収容される胴部を有し、下端に上記推進器が付設される昇降体とを備え、
   上記プロペラが、上記昇降体の下降状態で上記筒体の下方開口縁部より下方に位置し、上記昇降体の上昇位置で上記筒体の上方開口縁部より上方に位置し、
   上記昇降体が、上記下降状態で上記筒体の上方開口縁部に気密に当接するフランジ部を有し、
   上記胴部が、上記昇降体の下降状態で上記筒体の内壁との間に隙間を有し、
   上記昇降式船舶推進ユニットが、上記胴部と上記筒体との隙間に気体を供給可能な気体供給装置をさらに備えることを特徴とする船舶。
2. 上記筒体が気密室の中に配設され、
   上記昇降式船舶推進ユニットが、上記気密室内に圧縮空気を供給する圧空装置をさらに備える請求項１に記載の船舶。
3. 上記昇降式船舶推進ユニットが、一端が軽喫水線よりも低い位置において上記筒体内に開口し、他端が船底または船側から開口する通水路をさらに備える請求項１又は請求項２に記載の船舶。
4. 上記昇降式船舶推進ユニットが、上記通水路を封止する蓋をさらに備える請求項３に記載の船舶。
5. 上記蓋が上記気体の圧力によって上記通水路に圧接される請求項４に記載の船舶。
6. 上記胴部がその内側と外側とを連通又は機密に封止するマンホールドアを有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の船舶。

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