JP2825631B2 - 船 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、氷海での交通用に意図された船と、この種
の船の船体とに関するものである。

従来技術および発明が解決しようとする課題 氷で満たされた水域での交通用に意図された船の設計
における重要なパラメタは、この船により破砕される一
様な氷の最大厚さである。このパラメタは、例えば、特
に船体の船首部分の船体板材の厚さ、およびその他の重
要な設計主眼点に影響を及ぼす。

船が氷原を押し分けて動くと、氷が塊に破砕され、船
の前面の塊は、船の前進運動により水面下に押しやられ
る。次いで、氷の塊は、船体の水線下部分に沿って滑
る。塊の若干は船体の船底面に沿って滑り、それにより
船のプロペラと容易に接触するようになり、それがプロ
ペラ効率を低下させる。

氷に覆われた水中で破氷船が遭遇する前進運動に対す
る抵抗の可成りの部分は、船の船体と、船体に沿って滑
る破砕された氷との間の摩擦に起因するものである。こ
の摩擦は、破砕されていない氷の隣接する縁の中および
下の氷を破砕して形成された溝から遠方へ氷塊の一部分
を導くことにより低減することができる。同時に、氷塊
が船のプロペラに寄せ付けられず、それがプロペラの効
率を向上させる、という利点が得られる。その上、砕氷
船の後に続く船の通行も容易になる。

一様な氷の領域を押し分けて船が進む際に形成される
氷塊の大きさは、船首形状に大きく依存する。塊の大き
さは、氷の面における塊の平均線寸法に関連する。氷塊
は明確に細長い形状を滅多に備えていないので、この寸
法は通常、全ての水平方向において可成り均等である。
氷を破砕する際に利用される全エネルギは、大抵の場
合、塊の大きさと逆に関連する。従って、破砕された氷
塊の代表的な大きさもまた、砕氷船の設計における重要
なパラメタである。

船の船底の下から遠方へ氷塊を向けるために、幾つか
の異なる船の船体形状が提案されている。米国特許第4,
715,305号には、後方向へ分岐するステップ形のプラウ
をその船底に備えた船が開示されている。この種の船体
は建造するのに費用が掛かりながら耐航性が左程でな
く、広い水域での前進運動に対しては、在来の船体より
も大きい抵抗を有する。構造物も船の喫水を増大させ、
その喫水に関連してその排水量を減少させている。

船の船底の下から氷塊を遠方へ向ける別の方法が、ド
イツ出願公告第2112334号に示されており、それによれ
ば、垂直に等出したプラウ・エレメントが船の船底尾に
取り付けられている。この構造により氷塊の比較的良好
な横方向への運搬が得られるが、それにより、船の喫水
と、前進運動に対する抵抗とが可成り増大される。また
それにより、船がドックに入れられた場合にも問題が生
起される。その上、プラウの下縁の下に比較的強い乱れ
た水流が発生し、これが船の船底の下に氷塊を吸い込ん
でプラウの目的を駄目にしようとする。

米国特許第4,702,187号には、船の船底の凹所内へ折
り畳めるプラウ構造が示されている。プラウがその折り
畳んだ位置にある場合には、自由水内の前進運動に対す
る抵抗はより小さく、船はより耐航性があり、そのかじ
取りは一層容易であり、船の喫水は増大されない。更
に、プラウの先端が開いている、即ちプラウの後側が船
の船底に向かい傾いている場合には、プラウの底縁の下
の望ましくない乱流が低減される。折畳み自在なプラウ
の不利点には、水中に没水した構造体を動かすことに関
連する実際的な諸問題と、氷塊により大きな荷重がプラ
ウに加えられるため、強さの諸問題とが包含される。

課題を解決するための手段 本発明の目的は、砕氷船の船底の下から破砕された氷
塊を横方向に遠方へ向ける、新しく且つ更に経済的な装
置を提供することにある。目的はまた、耐航性を減退さ
せ且つ船の前進運動に対する抵抗を増大させる諸因子が
最小限に減少されるようなシステムを提供することにあ
る。目的はまた、船の排水量／喫水比に最小の有害な影
響しか及ぼさないプラウ構造体を提供することにある。
本発明の諸特徴は、請求項１により明白である。

請求項１に述べたくぼみの後縁は、氷塊を横方向へ案
内するプラウ構造体を形成する。それにも拘わらず、船
の船底形状は、船のドック入れが左程の困難も生じない
ようなものであり、この船底形状のために船の内側容積
がその喫水に対してそれ程減少することはない。

氷塊を誘導するためには、くぼみの後縁のみが重要な
ので、くぼみは、くぼみの深さがその前縁で零であり、
それがその最大値に到達するくぼみの後縁に向かう方向
へ一様に減少するように形成すれば良い。このように、
プラウ構造体が船体の船底の下方へ突出しないので、前
進運動に対する抵抗および船の排水量／喫水比へのプラ
ウ構造体の有害な影響を最小限度にすることができる。
更に、くぼみの主要部分、即ちその底部、が平たん面を
有する場合には、最も容易に作られる解決策が得られ
る。

船の船体の船底内のくぼみは排水量、即ち船の有用な
容積、に対して不利な影響を及ぼすので、くぼみの容積
はできる限り小さいことが望ましい。くぼみの諸寸法を
決定する際には、船を設計するについての氷の状態を観
察しなければならない。船底のくぼみの寸法を決定する
場合には、望ましくは、その後縁に垂直に測られたくぼ
みの幅が、一様な氷の中の船により破砕される氷塊の代
表的な大きさにほぼ相当するように、また氷案内面の垂
直高さが、船により破砕される一様な氷の最大厚さの0.
1〜0.2倍となるように、破砕される一様な氷の最大厚さ
と破砕された氷塊の通常の大きさとが考慮される。

本発明によるプラウ構造体は、それが船体の後方であ
るほど効果的に機能することが立証されている。それに
も拘わらずプラウ構造体は、側方から見て水平な船底部
分になければならない。また、船底のくぼみにとって最
良の領域は、船の設計水線の前端から船の設計水線長の
少なくとも20％、望ましくは少なくとも30％、にその前
方限界を有する領域であることも立証されている。船底
のくぼみの後端はなるべくなら、側方から見て水平な船
底部分の後端に近いことが望ましい。

船が極めて長い場合には、船のキール線の両側へ、本
発明による複数のくぼみを相次いで配置すれば良い。こ
のようにして、氷塊の一層効果的な横方向へ運搬が得ら
れる。別のくぼみの後の各くぼみの後縁は、直ぐ前方の
くぼみの後縁よりわずかに大きな垂直寸法に備えられば
良い。

氷塊の案内面の方向は重要である。案内面が、船のキ
ール線に対し余りに大きな角であれば、船の前進運動に
対する抵抗性は高く、氷塊の案内は極めて順調とは言い
難い。船のキール線に対する案内面の角が、多くて30
゜、望ましくは多くて25゜、であれば、最良の結果が得
られる。これは、氷の案内面がそのキール線方向からの
最大偏向を有する位置における角に関連する。この位置
は通常、船の船底の側縁に極めて近い。この角は、キー
ル線に近い程、可成り小さいことが望ましい。角は、キ
ール線の近くでは０゜で良く、船の船底の側縁に向かう
方向へ連続的に増大する。

船のドック入れは、船の平底の狭い部分が船底のくぼ
みの間にそのまま残されていれば、容易になる。この部
分の幅は、望ましくは、船の全幅の３〜10％とすべきで
ある。

本発明は、断面の水平な船底部分を有する船ならば
に、例えば米国特許第4,781,135号に示す如き、断面が
多少Ｖ字形の船底部分を有する船に応用することができ
る。

以下に本発明を、添付図面について更に詳細に説明す
る。

実施例および作用 図面において、11は船の船体を、12は船の設計水線を
示す、水線長さは、第２図において、０〜10の番号に付
した隣接平面間に画定された等しい長さの10ゼクメント
に分割されている。船の水線の前端は平面10に、後端は
平面０にある。この船のプロペラ13とかじ14とが略図で
示されている。

第２図に示す如く、船には、側方から見て概ね水平で
あり且つ平面８で始まり平面２のやや前方で終わる船底
部分15がある。この水平な船底部分には、細長いくぼみ
17が、船の長手方向軸線即ちキール線16の両側へ対称へ
作られている。各くぼみ17の後縁18は、氷塊のための垂
直な案内面を形成する。くぼみ17に入った氷塊は案内面
18へ入り込み、船の船底に側縁に向かいこの面に沿って
滑り、そこで横方向に押しやられた氷塊が、それら自体
の慣性により、船の船体から離れるそれらの運動を続け
る。

第２図により明らかな如く、くぼみ17はウェッジ形で
あり、その底部は平たん面である。くさび17は完全に、
船の設計水線の前端から船の設計水線長さの30％より以
上、即ち平面７より船尾の方、にその前方限界を有する
区域内にある。くぼみ17間には、望ましくは船の全幅の
３〜10％の幅を有する、そのままの平たんな船底部分20
がある。破線19は、船のキール線16の両側へ、本発明に
より一つ以上のくぼみ17を相次いで配置し得ることを示
している。その場合、最後尾のくぼみは、船の水平な船
底15の後方限界に極めて近接している。

くぼみ17の最大深さは、なるべくなら、船により破砕
される一様な氷の最大厚さの0.1〜0.2倍が望ましい。そ
の後縁18に対して垂直に測ったくぼみの幅ａは、一様な
氷をかき分けて前進中に船により破砕される氷塊の大き
さにほぼ相当する。船の長手方向に対する氷塊案内面18
の角ｂは、おれがその最大値に到達する船体の両側の近
くで、約25゜となる。

本発明は、図示の実施例に限定されるものではなく、
添付クレイムの範囲内で種々の修正が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による船の略底面図、第２図は第１図の
船の側面図である。 15,20:船底部分、16:キール線 17:くぼみ、18:後縁 a:幅、b:角

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】氷海での交通用に設計され、前方へ傾斜し
   た船首部分と、その後方に、長手方向断面においてほぼ
   水平なし且つ中央の長手方向キール線（16）を包含する
   船底部分（15）と、前記船底部分の両側に、船底から上
   方へ延びる船側とを含む船において、ほぼ水平な船底部
   分（15）がキール線（16）の両側に、最先端をキール線
   （16）の近辺に置き後縁（18）をキール線に対して斜め
   に向けたくぼみ（17）を備え、くぼみ（17）がキール線
   （16）の近くから船側部分の一方へ延び、そこでそれが
   船の横方向へ開かれ、くぼみ（17）の後縁（18）が、ほ
   ぼ水平な船底部分（15）の下に存在する氷塊のためのほ
   ぼ垂直な案内面を形成することを特徴とする船。
2. 【請求項２】請求項１に記載された船において、くぼみ
   （17）の垂直高さが、前記後縁（18）から船の船首方向
   へ連続的に減少することを特徴とする船。
3. 【請求項３】請求項２に記載された船において、くぼみ
   （17）の主要部分が平面の形状を有することを特徴とす
   る船。
4. 【請求項４】請求項１から請求項３の何れか一つの項に
   記載された船において、くぼみ（17）が、船底に水平な
   平面内でその後縁（18）に垂直に測って、一様な氷を押
   し分けての前進中に船によって破砕される氷塊の代表的
   な大きさにほぼ相当する幅（ａ）を有することを特徴と
   する船。
5. 【請求項５】請求項１から請求項４の何れか一つの項に
   記載された船において、くぼみの後縁（18）が、船によ
   り破砕される一様な氷の最大厚さの0.1〜0.2倍の高さを
   有することを特徴とする船。
6. 【請求項６】請求項１から請求項５の何れか一つの項に
   記載された船において、くぼみ（17）が、船の設計水線
   の前端から船の設計水線長さの少なくとも20％だけ後方
   に離れた位置に前方限界を有する区域内に位置すること
   を特徴とする船。
7. 【請求項７】請求項１から請求項６の何れか一つの項に
   記載された船において、くぼみ（17）が、船の設計水線
   の前端から船の設計水線長さの少なくとも30％だけ後方
   に離れた位置に前方限界を有する区域内に位置すること
   を特徴とする船。
8. 【請求項８】請求項１から請求項７の何れか一つの項に
   記載された船において、キール線（16）の両側に、複数
   の前記くぼみ（17）が相次いで存在することを特徴とす
   る船。
9. 【請求項９】請求項１から請求項８の何れか一つの項に
   記載された船において、くぼみの後縁（18）が、多くて
   30゜の、キール線との角（ｂ）を形成することを特徴と
   する船。
10. 【請求項１０】請求項１から請求項９の何れか一つの項
    に記載された船において、くぼみの後縁（18）が、多く
    て25゜の、キール線との角（ｂ）を形成することを特徴
    とする船。
11. 【請求項１１】請求項１から請求項10の何れか一つの項
    に記載された船において、前記くぼみの最後尾が、ほぼ
    水平な船底部分（15）の最後部に近接していることを特
    徴とする船。
12. 【請求項１２】請求項１から請求項11の何れか一つの項
    に記載された船において、キール線（16）の両側の１対
    のくぼみ（17）の間に、船の全幅の約３〜10％の幅を有
    する平たんな船底部分（20）があることを特徴とする
    船。