JP2023006796A

JP2023006796A - 作業船の台船

Info

Publication number: JP2023006796A
Application number: JP2021109572A
Authority: JP
Inventors: 勝加藤; Masaru Kato
Original assignee: Kumamoto Dock Co Ltd
Current assignee: Kumamoto Dock Co Ltd
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2023-01-18

Abstract

【課題】凹状流水溝の天井面と水との間に空気層を効率的に形成しながらも、推進効率を更に向上させる作業船の台船を提供する。【解決手段】作業船の台船は、推進装置を有しないで他力で運行される非自航型式の船体の後端部に押船を設置して運航するように構成した作業船の台船であって、船体の後端部から船首材まで船底に下方開口凹状流水溝を形成し、凹状流水溝の前端部は喫水線よりも上に開口させると共に前末広がりのテーパー形状に形成し、テーパー基部からは左右端縁を後方まで末広がりのテーパー形状に形成し、凹状流水溝の船底部の船首部位置は急角度で立ち上げ、立ち上げた船首部後方における凹状流水溝天井面は底部より急角度で立ち上げ、船首部後端から船底部後方にかけて全面上昇する傾斜面を形成し、しかも、凹状流水溝終端まで上昇する凹状流水溝の船底部傾斜面は運航時の喫水線よりも下方の水中に位置するように構成してなることとした。【選択図】図１

Description

この発明は、作業船の台船に関する。

従来、作業船の台船としては、船底に沿って船首部から船尾部まで貫通するトンネルを備えた構造が知られている。

このような台船は、凹状流水溝の天井面と水との間に空気層を効率的に形成することにより、航走抵抗を低減させ更に推進効率を向上させる技術が提案されている（例えば特許文献１。）。

特開２０２０‐１６８９８８号公報

しかしながら、前記従来の技術では、凹状流水溝の天井面は船首部近傍を前末広がりのテーパー状に形成し、テーパー基部から先は左右端縁部を平行に船尾まで伸延した構造としているため、凹状流水溝の長さが長くなると抵抗が増加し、推進効率が低下する問題点があった。

この発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、凹状流水溝の本体幅員を船尾に向かって拡張のテーパー幅員に形成して天井面と水との間に空気層を効率的に形成しながらも、推進効率を更に向上させる作業船の台船を提供することを目的としている。

この発明は、推進装置を有しないで他力で運行される非自航型式の船体の後端部に押船を設置して運航するように構成した作業船の台船であって、船体の後端部から船首材まで船底に下方開口凹状流水溝を形成し、凹状流水溝の前端部は喫水線よりも上に開口させると共に、凹状流水溝の前端部は前末広がりのテーパー形状に形成し、テーパー基部からは左右端縁を後方まで末広がりのテーパー形状に形成し、凹状流水溝の船底部の船首部位置は急角度で立ち上げ、立ち上げた船首部後方における凹状流水溝天井面は底部より急角度で立ち上げ、船首部後端から船底部後方にかけて全面上昇する傾斜面を形成し、しかも、凹状流水溝終端まで上昇する凹状流水溝の船底部傾斜面は運航時の喫水線よりも下方の水中に位置するように構成した作業船の台船に関する。

請求項１に記載の発明によれば、推進装置を有しないで他力で運行される非自航型式の船体の後端部に押船を設置して運航するように構成した作業船の台船であって、船体の後端部から船首材まで船底に下方開口凹状流水溝を形成し、凹状流水溝の前端部は喫水線よりも上に開口させると共に、凹状流水溝の前端部は前末広がりのテーパー形状に形成し、テーパー基部からは左右端縁を後方まで末広がりのテーパー形状に形成し、凹状流水溝の船底部の船首部位置は急角度で立ち上げ、立ち上げた船首部後方における凹状流水溝天井面は底部より急角度で立ち上げ、船首部後端から船底部後方にかけて全面上昇する傾斜面を形成し、しかも、凹状流水溝終端まで上昇する凹状流水溝の船底部傾斜面は運航時の喫水線よりも下方の水中に位置するように構成したため、次の作用効果を奏する。

すなわち、運航時の台船において、凹状流水溝の前端部の開口から水と共に空気を効率良く取り込むことができる。この取り込まれた空気の気泡が凹状流水溝の傾斜面に沿って加速しながら船体の後端部に抜けることによって、押船の推進装置の動力に加速された水流を送り込むことができる。これにより、台船の走行抵抗を少なくし、動力が少なくて済むか高速化することができ、省エネ、高速化に資する効果がある。

また、船底部傾斜面は運航時の喫水線よりも下方の水中に位置するように構成したため、水面が荒れていても確実に省エネ、高速化に資する効果を得ることができる。

また、特に凹状流水溝の前端部は前末広がりのテーパー状に形成し、テーパー状の基部から先の左右端縁部を後方まで末広がりのテーパー形状に形成し、凹状流水溝の船底部の船首部位置は急角度で立ち上げ、立ち上げた船首部後方における凹状流水溝天井面は底部より急角度で立ち上げ、船首部後端から船底部後方にかけて全面上昇する傾斜面を形成しているため、船体の後端部から船首材までの距離が長くなったとしても凹状流水溝の前端部から取り込まれた水流を減速させることなく押船の推進装置の動力に送り込むことが可能としている。しかも、凹状流水溝は本体部分が船尾まで末広がりに形成されているため、押船の推進装置の動力に送り込まれる推進に伴う水流は末広がり状に拡散して押船の推進装置に流れ込んでいくことになり、凹状流水溝の船底部における船首部から後方への上昇傾斜面による水流後方拡散と相俟って押船の推進機能を補助する。これにより、大型の台船であっても確実に省エネ、高速化に資する効果を得ることができる。

さらに、船体を停止する場合、周知技術である押船のスクリューを逆回転して今までの推進力を減殺して船体停止を行うものであり、かかるスクリュー逆回転時に水流は船底の先端方向に流れて船体の後方推進力を得るものであるが、立ち上げた船首部の後方における凹状流水溝の天井面は底部よりも急角度立上げ、船首部後端から船底部後方にかけて全面上昇の傾斜面を形成しているため、逆回転スクリューからの水流は傾斜面にあたりながら円滑に傾斜面を滑動して船体前端方向へ流れ船体に後方推進力を付与することとなる。

しかも、凹状流水溝は船尾まで末広がりのテーパー形状に構成されているため、凹状流水溝は逆回転スクリューからの水流をテーパー形状の拡大部分から一挙に、かつ確実に取り込み、台船は少ない動力で後方推進力を得ることができる。また、凹状流水溝に取り込まれた前記水流は、漸次狭くなる溝を通過するに伴って流速を増すため後方推進力をより強いものとすることができる。

このように、本発明に係る台船は、船首部後端から船底部後方にかけて凹状流水溝の左右端縁を末広がりのテーパー形状にすると共に全面上昇する傾斜面を形成したことにより、特に少ない動力にも関わらず船底停止機構を円滑に果たすことができる。

本発明の実施例に係る台船の構成例を示す底面図である。図１におけるＡ－Ａ線断面図である。図１におけるＢ－Ｂ線断面図である。他の実施例における台船の構成例を示す平面図である。

この発明の要旨は、推進装置を有しないで他力で運行される非自航型式の船体の後端部に押船を設置して運航するように構成した作業船の台船であって、船体の後端部から船首材まで船底に下方開口凹状流水溝を形成し、凹状流水溝の前端部は喫水線よりも上に開口させると共に、凹状流水溝の前端部は前末広がりのテーパー形状に形成し、テーパー基部からは左右端縁を後方まで末広がりのテーパー形状に形成し、凹状流水溝の船底部の船首部位置は急角度で立ち上げ、立ち上げた船首部後方における凹状流水溝天井面は底部より急角度で立ち上げ、船首部後端から船底部後方にかけて全面上昇する傾斜面を形成し、しかも、凹状流水溝終端まで上昇する凹状流水溝の船底部傾斜面は運航時の喫水線よりも下方の水中に位置するように構成した作業船の台船を提供することにある。

この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。図１は本実施例に係る作業船の台船の底面図である。図２は図１におけるＡ―Ａ線断面図である。図３は図１におけるＢ－Ｂ線断面図である。

本実施例に係る作業船の台船１０は、推進装置を有しないで他力で運行される非自航型式の船体２０の後端部２１に押船Ｔを設置して運行するように構成した作業船の台船１０であって、船体２０の後端部２１から船首材２２まで船底２３に下方開口の凹状流水溝３０を形成し、凹状流水溝３０の前端部３１は喫水線ＷＬよりも上に開口させる共に、凹状流水溝３０の前端部３１は前末広がりのテーパー形状に形成し、テーパー基部３２からは左右端縁部を後方まで末広がりのテーパー形状に形成し、凹状流水溝３０の船底部２５の船首部２４位置は急角度で立上げ、立ち上げた船首部２４の後方における凹状流水溝３０の天井面３３は底部よりも急角度で立ち上げ、船首部２４後端から船底部２５後方にかけて全面上昇する傾斜面３４を形成し、しかも、凹状流水溝３０終端まで上昇する凹状流水溝３０の船底部２５傾斜面３４は運航時の喫水線ＷＬよりも下方の水中に位置するように構成している。

本実施例に係る作業用の台船１０は、図１及び図２に示すように、推進装置を有しないで他力で運行する非自航形式である。なお、台船には、推進装置を有して自力で運行する構造の自航形式があり、本発明は自航形式の台船にも適用可能である。

船体２０の後端部２１には、押船Ｔ１、Ｔ２を設置して運航可能としている。なお、本実施例では２隻の押船Ｔ１、Ｔ２を平行に横並びに配置しているが、台船１０の走航に問題のない範囲で３個以上に増やしたり、図４に示す他の実施例における船体１００のごとく１個に減らすこともできる。

台船１０は、図１および図２に示すように、船体２０の後端部２１から船首材２２まで貫通する凹状流水溝３０が設けられている。

凹状流水溝３０の前端部３１は喫水線ＷＬより上に開口すると共に、前末広がりのテーパー状に形成されている。また、凹状流水溝３０の船底部２５の船首部２４位置は急角度で立ち上げるように構成している。

凹状流水溝３０の前末広がりのテーパー状の基部３２から後方は、凹状流水溝３０の左右端縁部を末広がりのテーパー状に形成している。また、凹状流水溝３０の船底部２５は基部３２の位置から急角度で立ち上げ、船首部２４後端から船底部２５後方にかけて全面上昇の傾斜面３４を形成している。

さらに、上昇する傾斜面３４を形成する凹状流水溝３０の終端は、台船１０が運航時の喫水線ＷＬよりも下方の水中に位置するように構成している。

また、台船１０は、図２および図３に示すように、上部に甲板２６が設けられ、それに連結して両端部には船側材２７、２７が設けられている。甲板２６の前方域は略円弧形状の平面形状で構成され、その前端部には船首材２２が設けられている。

さらに、甲板２６の後端部２１では、横幅方向に直線状の平面形状の船尾材２８が設けられている。

台船１０における船体２０の船底２３は、図２に示すように、前後にわたり変化しており、船尾材２８から船体２０の略３割前方域まで前下りに船底材２５ｃが形成され、船底材２５ｃの前端部から船体２０の略３割前方域までは略水平に形成された船底材２５ｂが形成され、船底材２５ｂの前端部から船体２０の前端部までは前上がり曲線状に船底材２５ａが形成され、さらに、船体２０の前端部である先端２５ｄは垂直に立ち上がっている。

船首材２２と甲板２６と船側材２７、２７と船底材２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、先端２５ｄおよび船首材２２は水密にして連結構成されている。さらに、船体２０の船首材２２と船尾材２８とを結ぶ中心線に対して平行となるように押船Ｔ１、Ｔ２を挿入する切欠き状の押船凹部２９、２９が船尾部の甲板２６と船尾材２８に設けられている。押船凹部２９、２９は、図２に示すように、下端を解放している。

また、押船Ｔ１、Ｔ２は、回転することで推進力を生起するスクリューＳを後方下部に位置するように構成されている。

台船１０には、図１～図３に示すように、押船凹部２９、２９の前部から船首材２２域まで貫通して船底材２５ａ、２５ｂ、２５ｃに沿って下方開口の凹状流水溝３０が設けられている。

凹状流水溝３０の天井面３３は、船底材２５ａ、２５ｂ、２５ｃを臨んで高さ方向が変化していて、前端部３１は前末広がりのテーパー状に形成されている。凹状流水溝３０は、中心線Ｃを境に左右対称に設けられ、前端部３１は喫水線ＷＬよりも上に開口し、船首部２４位置は急角度で立ち上がるように構成されている。

すなわち、凹状流水溝３０の前端部３１は喫水線ＷＬよりも上の空中に開口し、台船１０の船体２０の進行方向である前端部３１を先端に向けて拡幅するテーパー状の前側テーパー部３６を形成している。

前側テーパー部３６の後方に位置する基部３２から船体２０の後端部２１にかけて末広がりのテーパー状の後側テーパー部３７を形成している。後側テーパー部３７の天井面３３は、急角度で立ち上げ、船首部２４後端から船底部２５後方にかけて全面上昇の傾斜面３４を形成している。

具体的には、凹状流水溝３０の前端部３１から船体２０の略２割後域までを先端に向けて前末広がりの前側テーパー部３６を形成し、更に前側テーパー部３６の基部３２から凹状流水溝３０の後端部までを末広がりの後側テーパー部３７を形成している。

特に、後側テーパー部３７を前側テーパー部３６の基部３２から漸次拡幅するように形成すると共に全面上昇の傾斜面としたことにより、前側テーパー部３６より取り込まれた水と空気を後方に送り込む抵抗を可及的に低いものとし、水と空気の流速を減衰させることなく船体２０の後端部２１まで送り込むことが可能となる。

これにより、船体２０の後端部２１に設置された押船ＴのスクリューＳに勢いのある水流を送り込むことができるため、台船１０の走行抵抗を少なくし、動力が少なくて済むか高速化することができ、省エネ、高速化に資する効果がある。

また、船体２０を停止する場合、押船ＴのスクリューＳを逆回転して今までの推進力を減殺して船体停止を行うものであり、かかるスクリューＳ逆回転時に水流は船底２３の先端方向に流れて船体２０の後方推進力を得るものであるが、立ち上げた船首部２４の後方における凹状流水溝３０の天井面３３は底部よりも急角度で立上げ、船首部２４後端から船底部２５後方にかけて全面上昇の傾斜面３４を形成しているため、逆回転スクリューＳからの水流は傾斜面３４にあたりながら円滑に傾斜面３４を滑動して船体２０前端方向へ流れ船体２０に後方推進力を付与することとなる。

しかも、凹状流水溝３０は、船体２０の後端部２１に位置する船尾まで末広がりのテーパー形状に構成されているため、凹状流水溝３０は逆回転させたスクリューＳからの水流を確実に取り込み、台船１０は少ない動力で後方推進力を得ることができる。また、凹状流水溝３０に取り込まれた前記水流は、漸次狭くなる溝の通過に伴って流速を増すため後方推進力をより強いものとすることができる。

したがって、台船１０にかかる構成の凹状流水溝３０を設けたことにより、船首部後端から船底部後方にかけて左右端縁を末広がりのテーパー形状に形成したことと、全面上昇する傾斜面に形成したことが相俟って、特に少ない動力にも関わらず円滑な船体停止効果を生起することができる。

以上のような構成の台船１０において、２隻の押船Ｔ１、Ｔ２が台船１０の押船凹部２９、２９にそれぞれ嵌入設置されて、押船Ｔ１、Ｔ２において、動力によりスクリューＳが回転駆動されると推進力によって台船１０は前進航走される。なお、図２に示している喫水線ＷＬは運航時のものを表している。

運航されているとき台船１０には波による抵抗が発生しているが、凹状流水溝３０の作用によって台船１０の抵抗が低減され、更に押船Ｔ１、Ｔ２の推進効率が向上されている。これにより、台船１０は、凹状流水溝３０を有しない場合に比べて押船Ｔ１、Ｔ２の出力を低減した状態で運航可能としている。

また、凹状流水溝３０は、前端部３１は喫水線ＷＬよりも上に開口し、凹状流水溝３０の前端部３１は前末広がりのテーパー状に形成し、テーパー状の基部３２から先の左右端縁部を後方まで末広がりのテーパー形状に形成し、凹状流水溝３０の船底部２５の船首部２４位置は急角度で立上げると共に、立ち上げた船首部２４の後方における凹状流水溝３０の天井面３３は底部よりも急角度で立上げ、船首部２４後端から船底部２５後方にかけて全面上昇の傾斜面３４を形成し、しかも、凹状流水溝３０終端まで上昇する凹状流水溝３０の船底部傾斜面３４は運航時の喫水線ＷＬよりも下方の水中に位置するように構成したことにより、次の作用効果を生起する。

すなわち、台船１０が速度をもって前進すると、この前進作動と相対的に水流と空気が船体２０に当たり、凹状流水溝３０の前端部３１の開口から効果的に流入する。

また、凹状流水溝３０の前端部３１から流入した空気は、天井面３３に気泡を形成し、気泡は凹状流水溝３０の前部より後部に流れる際、船首部２４後端から船底部２５後方にかけて全面上昇の傾斜面３４で加速され、航走抵抗を少なくするという作用をもたらす。

船体２０の後端部２１から船首材２２まで船底２３に下方開口の凹状流水溝３０の前端部３１を喫水線ＷＬよりも上に開口させたので、航走中に風圧により同開口より効果的に空気を吸い込み、凹状流水溝３０の天井面３３に導入されて気泡を形成し、航走抵抗を少なくして燃料を節約し、船速を増すという効果を奏する。

さらに、気泡が凹状流水溝３０の基部３２から船底部２５後方にかけて流れる際、凹状流水溝３０の左右端縁部を末広がりのテーパー形状、且つ全面上昇の傾斜面３４に形成したことにより、気泡が後方にかけて加速され、押船ＴのスクリューＳに加速された水流が送りこまれる。これにより、台船の走行抵抗を少なくし、動力が少なくて済むか高速化することができ、省エネ、高速化に資する効果がある。

また、押船Ｔ１、Ｔ２は、図１および図２に示すように、凹状流水溝３０の後端部３５に対面するように穿設された押船凹部２９、２９に嵌り込むように収納設置されている。押船凹部２９、２９は、甲板２６から船底２３にかけて貫通するように穿設され、押船Ｔ１、Ｔ２は押船凹部２９、２９内で浮かんだ状態で嵌り込んでいる。

押船Ｔ１、Ｔ２は、先端部が弧形をしており、船体２０側でこれに対応するよう押船凹部２９に弧形に形成された被押部２９ａに全幅にわたって線状に当接し、押船Ｔ１、Ｔ２の両側は押船凹部２９の側壁２９ｂ、２９ｂに挟まれるようになっている。

これにより、押船Ｔ１、Ｔ２は、押船凹部２９の側壁２９ｂ、２９ｂに挟まれた状態で横に触れることなく前進水力を発することができる。そして、押船Ｔ１、Ｔ２の先端部が弧状に形成された被押部２９ａに全般にわたって線状に当接し、推力が点状に集中することなく、推力を船体２０に無理なく伝達することができる。また、押船Ｔ１、Ｔ２の推力を異ならせることにより船体２０の方向を変えることができる。

１０台船
２０船体
２１後端部
２２船首材
２３船底
２４船首部
２５船底部
２６甲板
２７船側材
２８船尾材
２９押船凹部
３０凹状流水溝
３１前端部
３２基部
３３天井面
３４傾斜面
３５後端部
３６前側テーパー部
３７後側テーパー部
Ｔ１、Ｔ２押船
ＷＬ喫水線
Ｓスクリュー

Claims

推進装置を有しないで他力で運行される非自航型式の船体の後端部に押船を設置して運航するように構成した作業船の台船であって、
船体の後端部から船首材まで船底に下方開口凹状流水溝を形成し、
凹状流水溝の前端部は喫水線よりも上に開口させると共に、
凹状流水溝の前端部は前末広がりのテーパー形状に形成し、テーパー基部からは左右端縁を後方まで末広がりのテーパー形状に形成し、凹状流水溝の船底部の船首部位置は急角度で立ち上げ、立ち上げた船首部後方における凹状流水溝天井面は底部より急角度で立ち上げ、船首部後端から船底部後方にかけて全面上昇する傾斜面を形成し、しかも、凹状流水溝終端まで上昇する凹状流水溝の船底部傾斜面は運航時の喫水線よりも下方の水中に位置するように構成した作業船の台船。