JP3979733B2 - 作業船を運転する方法および運転方法を適用するための作業船 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は作業船（ｓｅｒｖｉｃｅ ｖｅｓｓｅｌ）の運転方法および該運転方法を適用するための作業船に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船の主推進機関は、代表的には、ディーゼル機関である。一般に、機関の運転速度は、一定でありかつ動力の出力が最大である速度である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
低速度においては、船の推進力はノズルプロペラを使用することにより増大することができ、それゆえに、ノズルプロペラがいわゆる作業船、特に引き船（タグボート）に一般的に使用されている。また、ノズルプロペラが氷結海域を航海するために設計された船舶に使用されてきた。しかしながら、氷はプロペラノズルを妨害する傾向があり、これによりプロペラにおける流れの妨害をひき起こし、その結果、推進力を弱めかつ激しい振動をひき起こす。船の底部の特有の設計によりかつ付加的な装置を使用することによりこれらの問題を減らすために種々の試みがなされてきたが、しかし、これらの試みは、一般的には、注目すべき顕著な成果をもたらしていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、上記の不利点を回避しかつ作業船の効率的な使用を信頼できる態様において簡単な手段により得られる運転方法を提供することにある。
【０００５】
本発明の基本的な概念は、推進プロペラ装置の運転装置（ｏｐｅｒａｔｉｎｇａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）がその時点の状況により変更されることである。
【０００６】
先ず、運転装置の変更は、推進プロペラ装置のまわりに容易に取り付けかつ取外すことができるプロペラノズルと、プロペラノズルを取り付けかつ取り外すために好適な固定装置（ｆａｓｔｅｎｉｎｇ ｍｅａｎｓ）とを提供することにより実現することができる。
【０００７】
推進プロペラ装置の運転装置の変更を容易にするために、船をドックに入れることなく、固定装置がプロペラノズルの取付けおよび取外しを容易に実施することができるように構成されていると有利である。例えば、プロペラノズル固定装置が簡単な機械的な連結部、例えば、蟻継手、くさび継手、フランジ継手または同様な部材を備えていることが好ましい。
【０００８】
第二に、推進プロペラ装置を、プロペラ効率がノズルを備えた状態で運転する場合とノズルを備えていない状態で運転する場合との両方において実質的に同じであるように作動させる。固定ピッチプロペラが所定速度で回転されるときに、プロペラはノズルを備えていない状態で運転するときよりもノズルを備えた状態で運転するときの方が少ない流れの抵抗を受ける。従って、ノズル付プロペラのプロペラ効率は、ノズルなしプロペラのプロペラ効率よりも少ない。もしもノズル付プロペラおよびノズルなしプロペラがプロペラ効率が等しい状態で作動すれば、ノズル付プロペラの回転速度がノズルなしプロペラの回転速度よりも高い。
【０００９】
本発明は特定の型式のプロペラに限定されず、従って、プロペラは固定ピッチプロペラまたは可変ピッチプロペラであってもよい。従って、固定ピッチプロペラを使用するときには、推進機械は、ノズルを備えた状態で運転する場合とノズルを備えていない状態で運転する場合との両方に好適であるように選択されなければならない。固定ピッチ推進プロペラ装置により、プロペラ効率は、プロペラノズルを使用するときに、プロペラの通常の作動回転速度をある公称値に設定しかつプロペラノズルが取り外されているときに、プロペラの通常の作動回転速度を前記の公称値よりも少なくとも５％低く、好ましくは、公称値よりも少なくとも１０％低い値に設定することにより、一定に保たれる。
【００１０】
もしも可変ピッチプロペラが使用されれば、ピッチは、ノズルを備えた状態で運転する場合とノズルを備えていない状態で運転する場合との両方に適応させなければならない。可変ピッチ推進プロペラ装置により、プロペラ効率は、プロペラノズルを使用するときに、プロペラのピッチをある公称値に設定しかつプロペラノズルが取り外されているときにプロペラのピッチを公称値よりも少なくとも７％低く、好ましくは、公称値よりも少なくとも１０％低い値に調節することにより一定に保たれる。
【００１１】
固定ピッチ推進プロペラ装置を使用するときに、作業船は、ノズルを備えた状態で運転する場合とノズルを備えていない状態で運転する場合とのそれぞれに対して二つの明らかに異なる範囲の一方においてプロペラの回転速度を維持する装置を備えている。この場合には、プロペラの回転速度に対する異なる範囲が相互に異なり、それにより回転速度のより低い範囲が回転速度のより高い範囲の平均速度の６５〜９５％であり、好ましくは、該平均速度の７５〜９０％であると有利である。
【００１２】
可変ピッチ推進プロペラ装置を使用するときに、作業船は、ノズルを備えた状態で運転する場合とノズルを備えていない状態で運転する場合とのそれぞれに対して二つの明らかに異なる値の一方においてプロペラのピッチを設定するための装置を備えている。この場合には、プロペラのピッチのより低い値がより高い値の６０〜９５％であり、好ましくは、高い値の７０〜９０％であると有利である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を添付した略図を参照して以下にさらに詳細に説明する。
本発明による運転方法は、外洋および氷結状態の両方において運航される作業船に適用されるように意図されている。外洋において運航するためには、プロペラノズルが作業船の推進プロペラのまわりに取り付けられかつ作業船を氷結状態において運航するためには、プロペラノズルが取り外される。
【００１４】
添付図面の図１に示した舵プロペラ装置は、旋回可能な軸により作業船１３の船体に取り付けられたプロペラポッドを含む。図１においては、符号１がスクリュープロペラを示しかつ符号４がプロペラノズルを示す。
【００１５】
プロペラノズル４の取付けおよび取外しを容易にするために、プロペラノズル固定装置は、例えば、蟻継手、くさび継手、フランジ継手または同様な部材を備えることができる。好適な継手の例は、図２および図３に示されている。図２および図３においては、横断面拡大部分が蟻継手およびフランジ継手のそれぞれとして構成された固定装置７および１０を示す。これらの固定装置は機械的に簡単でありかつ容易に取り付けかつ取り外すことができる。
【００１６】
推進プロペラ装置および推進機械もまた、これらの装置がノズルを備えた状態で使用するために好適でありかつノズルを備えていない状態で使用するために好適であるように設計されねばならない。
【００１７】
図１に示した推進プロペラ１は、固定ピッチプロペラであり、かつ作業船１３は、推進ポッド内に取り付けることができる駆動用電動機Ｍと、二つの明らかに異なる範囲の一方においてプロペラ１の回転速度を維持するように電動機Ｍの作動速度を制御するための速度調整機構ＲＰＭとを備えている。この高い範囲の回転速度は、外洋においてノズルを備えた状態で使用するために意図されかつこの低い範囲の回転速度は、氷結状態においてノズルを備えていない状態で使用するために意図されている。
【００１８】
図４は固定ピッチ推進プロペラ２およびノズル５を示す。図５および図６においては、横断面拡大部分が蟻継手およびフランジ継手のそれぞれとして構成された固定装置８および１１を示す。
【００１９】
図４に示した作業船１３は、船体に取り付けられた駆動用主機関（図示せず）と、駆動用主機関をプロペラ２と連結する機械的な駆動装置（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｒｉｖｅ）ＭＤとを備えている。駆動用主機関は、一定の速度で運転されかつ動力を発生し、そして、例えば、ディーゼル機関であってもよい。機械的な駆動装置ＭＤは、歯車比により回転速度の二つの明らかに異なる範囲の一方においてプロペラ２の回転速度を維持する歯車装置ＧＳを含む。このより高い範囲の回転速度は、外洋においてノズルを備えた状態で使用するために意図されかつこのより低い範囲の回転速度は、氷結状態においてノズルを備えていない状態で使用するために意図されている。
【００２０】
図７に示した作業船１３は、船体に取り付けられた駆動用モータ（図示せず）と、駆動用モータを可変ピッチ推進プロペラ３と連結するプロペラ軸とを備えている。プロペラ３は、ノズル６を備えている。図８および図９においては、横断面拡大部分が蟻継手およびフランジ継手のそれぞれとして構成された固定装置９および１２を示す。
【００２１】
可変ピッチ推進プロペラを使用するときには、プロペラのピッチは、ノズルを備えた状態で使用するためにより大きい値に調節されかつノズルを備えていない状態で使用するためにより小さい値に調節される。従って、プロペラ３は、ピッチを調節するための装置ＡＰを備えている。
【００２２】
上記の異なる運転状態においては、装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）が特定のプロペラ装置と組み合わされるように論述されてきた。しかしながら、適合した装置を相互に交換することができることは明らかであり、例えば、調節可能な速度において固定ピッチプロペラを駆動するかわりに可変ピッチプロペラを駆動するために電動機を使用することができる。
【００２３】
固定装置が機械的に簡単であるので、船をドックに入れる必要がなく、プロペラノズルを容易に取り付けかつ取り外すことができる。それゆえに、プロペラノズルは、現在の運転状態により、必要なときに、取り付けかつ取り外すことができる。しかしながら、そのかわりに、プロペラノズルを長期間にわたって、予期された運転状態に基づいて、取り付けまたは取り外すことができることが理解されよう。
【００２４】
図面およびそれらに関する説明は、本発明の基本的な概念を明示するためにのみ意図されている。運転方法および本発明による作業船は、特許請求の範囲に従ってより詳細に変更することができる。例えば、本発明は、単一の推進プロペラを有する作業船と関連して上記に説明したが、本発明は、また、多軸推進プロペラを有する作業船にも適用可能である。これらのプロペラは、共軸をなして配置することができ、例えば、二つのプロペラを図１に示したポッドの船首および船尾に配置することができ、またはこれらのプロペラを共軸をなさない状態で配置することができ、代表的には、二つのプロペラを船の中心線に関して対称に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 いわゆる引張プロペラノズルを備えている電気式舵プロペラ装置を示す図。
【図２】 図１をＩＩ−ＩＩ線に沿って裁った拡大横断面図。
【図３】 図１をＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って裁った拡大横断面図。
【図４】 いわゆる推力プロペラノズルを有する機械的な舵プロペラ装置を示す図。
【図５】 図４をＶ−Ｖ線に沿って裁った拡大横断面図。
【図６】 図４をＶＩ−ＶＩ線に沿って裁った拡大横断面図。
【図７】 プロペラノズルを備えている船の後端部における慣用のプロペラ装置を示す図。
【図８】 図７をＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って裁った拡大横断面図。
【図９】 図７をＩＸ−Ｘ線に沿って裁った拡大横断面図。
【符号の説明】
１ スクリュープロペラ
２ 固定ピッチプロペラ
３ 可変ピッチ推進装置
４ プロペラノズル
５ プロペラノズル
６ プロペラノズル
７ 固定装置
８ 固定装置
９ 固定装置
１０ 固定装置
１１ 固定装置
１２ 固定装置
１３ 船体
ＲＰＭ 速度調整機構
Ｍ 駆動用電動機
ＭＤ 機械的な駆動装置
ＧＳ 歯車装置
ＡＰ ピッチ調節装置

Claims (20)

1. 推進プロペラを有する作業船を運転する方法において、外洋を航海するためにプロペラノズルを推進プロペラのまわりに取り付けかつ氷結海域を航海するためにプロペラノズルを取り外し、かつプロペラノズルが推進プロペラのまわりに取り付けられるときおよびプロペラノズルが推進プロペラのまわりに取り付けられていないときの両方において実質的に同じレベルに推進プロペラのプロペラ効率を維持することを含む方法。
2. 推進プロペラが固定ピッチプロペラでありかつ運転方法がノズルがプロペラのまわりに取り付けられているときにプロペラを実質的に一定の第１回転速度において回転しかつノズルがプロペラのまわりに取り付けられていないときに第１速度よりも少なくとも５％低い実質的に一定の第２回転速度において回転することを含む請求項１に記載の方法。
3. 第２速度が第１速度よりも少なくとも１０％低い請求項２に記載の方法。
4. 推進プロペラが可変ピッチプロペラでありかつ運転方法がノズルがプロペラのまわりに取り付けられているときにプロペラのピッチを実質的に一定の第１の値に維持しかつノズルがプロペラのまわりに取り付けられていないときにプロペラのピッチを第１の値よりも少なくとも７％低い実質的に一定の第２の値に維持することを含む請求項１に記載の方法。
5. 第２の値が第１の値よりも少なくとも１０％低い請求項４に記載の方法。
6. 外洋および氷結海域の両方において運転するために設計されかつ推進プロペラと、プロペラノズルと、プロペラノズルを推進プロペラのまわりに取外し可能に取り付けるための固定装置と、プロペラノズルが推進プロペラのまわりに取り付けられているときおよびプロペラノズルが推進プロペラのまわりに取り付けられていないときの両方において実質的に同じレベルに推進プロペラのプロペラ効率を維持するための動力調整装置とを含む作業船。
7. プロペラが固定ピッチプロペラであり、動力調整装置がプロペラの回転速度を第１範囲または第２範囲のいずれかにおいて実質的に一定に維持するための装置を備え、第２範囲が第１範囲よりも低くかつ第１範囲および第２範囲が相互に限定されている請求項６に記載の作業船。
8. 第２範囲が第１範囲の平均速度の６５〜９５％である請求項７に記載の作業船。
9. 第２範囲が第１範囲の平均速度の７５〜９０％である請求項８に記載の作業船。
10. プロペラが固定ピッチプロペラでありかつ動力調整装置がプロペラノズルが推進プロペラのまわりに取り付けられているときにプロペラの回転速度を第１範囲内に実質的に一定に維持しかつプロペラノズルが推進プロペラのまわりに取り付けられていないときにプロペラの回転速度を第２範囲内に実質的に一定に維持するための装置を備え、第２範囲が第１範囲よりも低くかつ第１範囲および第２範囲が相互に限定されている請求項６に記載の作業船。
11. 第２範囲が第１範囲の平均速度の６５〜９５％である請求項１０に記載の作業船。
12. 第２範囲が第１範囲の平均速度の７５〜９０％である請求項１１に記載の作業船。
13. プロペラが可変ピッチプロペラでありかつ動力調整装置がプロペラのピッチを第１の値か、又は第２の値において実質的に一定に維持するための装置を備えかつ第２の値が第１の値よりも低い請求項６に記載の作業船。
14. 第２の値が第１の値の約６０〜９５％である請求項１３に記載の作業船。
15. 第２の値が第１の値の７０〜９０％である請求項１４に記載の作業船。
16. プロペラが可変ピッチプロペラでありかつ動力調整装置がプロペラノズルが推進プロペラのまわりに取り付けられているときにプロペラのピッチを第１の値において実質的に一定に維持しかつプロペラノズルが推進プロペラのまわりに取り付けられていないときにプロペラのピッチを第２の値において実質的に一定に維持するための装置を備え、第２の値が第１の値よりも低い請求項６に記載の作業船。
17. 第２の値が第１の値の約６０〜９５％である請求項１６に記載の作業船。
18. 第２の値が第１の値の７０〜９０％である請求項１７に記載の作業船。
19. 固定装置が簡単な機械的な連結部を備えている請求項６に記載の作業船。
20. 固定装置が蟻継手またはフランジ継手である請求項１９に記載の作業船。

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