JP5619944B2 - 機関室換気システム - Google Patents

Description

本発明は、船舶の機関室換気システムに関するものである。

従来、船舶の機関室内への燃焼用空気の供給と、機関室内の熱気の排出のために、例えば、図１１に示すような機関室換気システムが用いられている。図１１は、従来例に係る機関室換気システムの働きを示す側面図である。なお図１１中、「ＦＯＲＥ」は船首方向、「ＡＦＴ」は船尾方向を示している。

船舶の上甲板５上には、操舵室や船員の居室等を有する居住区２と、居住区２よりも船尾側に位置する煙突３が設けられている。また、船舶の内部には機関室１が設けられ、主機関６、発電機７、ボイラー８等の各種機器が設置されている。機関室１の内部は、複数のデッキにより階層化されている。

機関室１に空気を供給するために、機関室上方の船尾側に給気ファン１００が設けられ、外部の空気を取り入れるようになっている。取り入れられた空気は、機関室１内の隅々まで張り巡らされた給気ダクト２００を経由して機関室１内の各デッキへと運ばれて、各種機器に燃焼用空気として供給される。そして、各種機器の稼働により機関室１内に発生した熱気を含む空気は、煙突３の開口部４から船外後方に排出される。

一方、特許文献１には、船舶の走行風を効率よく機関室へ導入するために、船首方向の空気導入部２から通風ダクト４を経由して、機関室に外気を取り入れるようにした発明が記載されている。また、特許文献２には、機関室に最適な空気量を通風し、機関室内の過冷却による凍結等の低温障害を防止し、かつ、機関室内の温度上昇抑止を適切に行うことができるように、燃焼系機器の作動状況や機関室内の温度状況により、通風機の回転数を制御するようにした発明が記載されている。

特開昭５８−１７４０８１号公報 特開２００２−２７４４９２号公報

しかしながら、図１１に示す従来例に係る機関室換気システムにおいては、給気と排気をともに船尾側で行うため、空気の流れが悪くなってしまう。そして、取り入れた空気を機関室１内の各デッキへと運んで各種機器に燃焼用空気として供給するために、機関室１内に給気ダクト２００を隅々まで張り巡らす必要がある。また、給気ファン１００が故障すると主機関６の運行ができなくなってしまう。さらに、停泊中においても給気ファン１００が常に起動しており、消費電力量や騒音の問題もある。

一方、特許文献１に記載された発明は、十分な風量がない場合や、停泊中の対応が不明であり、外気を取り入れた後の空気の流れについても改善の余地がある。また、特許文献２に記載された発明は、通風機の故障、消費電力量、騒音の問題がある。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、機関室内の空気の流れを良くしてダクトを簡素化するとともに、航行中と停泊中とで換気方法を効率的に切り替えることの可能な、機関室換気システムを提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明の機関室換気システムは、機関室の船首側に沿って上下方向に設けられ、上甲板よりも上方に位置する船首側に向けた第１の開口部と、前記第１の開口部よりも下方に位置する機関室側に向けた第２の開口部とを有する船首側ダクトと、機関室の船尾側に沿って上下方向に設けられ、上甲板よりも上方に位置する船尾側に向けた第３の開口部と、前記第３の開口部よりも下方に位置する機関室側に向けた第４の開口部とを有する船尾側ダクトと、前記第４の開口部に取り付けられた正逆回転可能な通風ファンとを備え、船舶航行中においては、前方から受ける風により前記第１の開口部から空気を導入し前記第２の開口部を経由して機関室内へと供給するとともに、機関室内の空気を前記第４の開口部から前記第３の開口部を経由して船外後方へ排出し、さらに自然の外気導入だけでは機関室内の必要空気量を満たさない場合には前記通風ファンを機関室内の空気を排出する方向に回転させて空気の流れを増加させ、船舶停泊中においては、前記通風ファンを機関室内に空気を導入する方向に回転させ、前記第３の開口部から空気を導入し前記第４の開口部を経由して機関室内へと供給するとともに、機関室内の空気を前記第２の開口部から前記第１の開口部を経由して船外前方へ排出するようにしたことを特徴とする。

また、本発明の機関室換気システムは、機関室の船首側に沿って上下方向に設けられ、上甲板よりも上方に位置する船首側に向けた第１の開口部と、前記第１の開口部よりも下方に位置する機関室側に向けた第２の開口部とを有する船首側ダクトと、機関室の船尾側に沿って上下方向に設けられ、上甲板よりも上方に位置する船尾側に向けた第３の開口部と、前記第３の開口部よりも下方に位置する機関室側に向けた第４の開口部とを有する船尾側ダクトと、前記第４の開口部に取り付けられた正逆回転可能な通風ファンと、前記機関室内の両舷側に設置された機関室内の空気を中央寄りに集める整流ファンとを備え、船舶航行中においては、前方から受ける風により前記第１の開口部から空気を導入し前記第２の開口部を経由して機関室内へと供給するとともに、機関室内の空気を前記第４の開口部から前記第３の開口部を経由して船外後方へ排出し、さらに自然の外気導入だけでは機関室内の必要空気量を満たさない場合には前記通風ファンを機関室内の空気を排出する方向に回転させて空気の流れを増加させ、船舶停泊中においては、前記通風ファンを機関室内に空気を導入する方向に回転させ、前記第３の開口部から空気を導入し前記第４の開口部を経由して機関室内へと供給するとともに、機関室内の空気を前記第２の開口部から前記第１の開口部を経由して船外前方へ排出するようにしたことを特徴とする。

本発明においては、機関室の船首側に沿って上下方向に船首側ダクトが設けられ、機関室の船尾側に沿って上下方向に船尾側ダクトが設けられている。そして、船首側ダクトの上甲板よりも上方の位置には船首側に向けた第１の開口部が設けられ、第１の開口部よりも下方の位置には機関室側に向けた第２の開口部が設けられている。また、船尾側ダクトの上甲板よりも上方の位置には船尾側に向けた第３の開口部が設けられ、第３の開口部よりも下方の位置には機関室側に向けた第４の開口部が設けられている。さらに、第４の開口部には正逆回転可能な通風ファンが取り付けられている。

以上の構成により本発明によれば、船舶航行中は、前方からの風を受けて船首側ダクトの第１の開口部から第２の開口部を経由して空気が機関室内に供給される。また、機関室内に発生した熱気を含む空気は、船尾側ダクトの第４の開口部から第３の開口部を経由して船外に排出される。このようにして、船首側から船尾側へとスムーズな空気の流れを形成することができ、従来例のように機関室内に給気ダクトを隅々まで張り巡らす必要はない。

また、船舶の速度や風向き等により、自然の外気導入だけでは機関室内の必要空気量を満たさない場合には、補助的に第４の開口部に取り付けた通風ファンを逆回転（機関室内の空気を排出する方向）させて空気の流れを増加させて、必要空気量を満たすことができる。なお、基本的には自然の外気導入によるため、仮に通気ファンが故障したとしても、主機関の運行への影響は小さい。

一方、船舶停泊中は、主機関が停止しているため機関室内の必要空気量も航行中に比べて少ないことから、第４の開口部に取り付けた通風ファンを正回転（機関室内に空気を導入する方向）させて、船尾側ダクトの第３の開口部から第４の開口部を経由して空気が機関室内に供給される。また、機関室内に発生した熱気を含む空気は、船首側ダクトの第２の開口部から第１の開口部を経由して船外に排出される。このようにして、船尾側から船首側へとスムーズな空気の流れを形成することができ、従来例のように機関室内に給気ダクトを隅々まで張り巡らす必要はない。また、停泊中における通風ファンの起動は最小限でよいので、消費電力量や騒音を低減することができる。

このように、航行中と停泊中の換気方法を切り替えることで、航行中には自然の外気導入を活用しながら、停泊中の換気も効率的に行うことができる。

また本発明によれば、機関室内の空気の流れを整える整流ファンを備えることにより、機関室内の気流から外れた部分を対象に熱気溜まりを解消し、機関室内の空気の流れをさらにスムーズにすることができる。

以上、本発明によれば、機関室内の空気の流れを良くしてダクトを簡素化するとともに、航行中と停泊中とで換気方法を効率的に切り替えることの可能な、機関室の換気システムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る機関室換気システムの構成を示す側面図である。 機関室換気システムの構成を示す平面図である。 船首側ダクトを示す正面図である。 船尾側ダクトを示す背面図である。 船舶航行中の機関室換気システムの働きを示す側面図である。 船舶航行中の機関室換気システムの働きを示す平面図である。 船舶停泊中の機関室換気システムの働きを示す側面図である。 船舶停泊中の機関室換気システムの働きを示す平面図である。 他の実施形態に係る船首側ダクトの第１の開口部の位置を示す正面図である。 他の実施形態に係る船首側ダクトの第１の開口部の位置を示す正面図である。 従来例に係る機関室換気システムの働きを示す側面図である。

次に、図１乃至図８を参照して、本発明の実施形態に係る機関室換気システムについて説明する。最初に、図１乃至図４を参照して、本実施形態に係る機関室換気システムの全体構成について説明する。図１及び図２は、本実施形態に係る機関室換気システムの構成を示す側面図及び平面図である。また、図３は船首側ダクトを示す正面図であり、図４は船尾側ダクトを示す背面図である。なお図中、「ＦＯＲＥ」は船首方向、「ＡＦＴ」は船尾方向を示している。

図１に示すように、船舶の上甲板５上には、操舵室や船員の居室等を有する居住区２と、居住区２よりも船尾側に位置する煙突３が設けられている。また、船舶の内部には機関室１が設けられ、主機関６、発電機７、ボイラー８等の各種機器が設置されている。機関室１の内部は、３つのデッキにより階層化されている。

機関室１の船首側には、上下方向に沿って船首側ダクト１０が配置されている。船首側ダクト１０には、上甲板５よりも上方の位置に、第１の開口部１１が設けられている。第１の開口部１１は、上部構造物である居住区２の前面において船首側に向けて開口している。また、第１の開口部１１よりも下方の位置に、第２の開口部１２，１２，１２が設けられている。第２の開口部１２，１２，１２は、機関室１の３つのデッキそれぞれの高さで機関室側に向けて開口している。

機関室１の船尾側には、上下方向に沿って船尾側ダクト２０が配置されている。船尾側ダクト２０には、上甲板５よりも上方の位置に、第３の開口部２１が設けられている。第３の開口部２１は、上部構造物の後面において船尾側に向けて開口している。また、第３の開口部２１よりも下方の位置に、第４の開口部２２，２２，２２が設けられている。第４の開口部２２，２２，２２は、機関室１の３つのデッキそれぞれの高さで機関室側に向けて開口している。

また、第４の開口部２２，２２，２２には、それぞれ通風ファン２３，２３，２３，が取り付けられている。通風ファン２３は、正逆回転可能であり、正回転では第４の開口部２２から機関室１内に空気を導入する方向に回転し、逆回転では第４の開口部２２から機関室１内の空気を排出する方向に回転するようになっている。

また、図３に示すように、船首側ダクト１０は上下方向の垂直部１０ａと、垂直部１０ａに接続された船幅方向の水平部１０ｂ，１０ｂ，１０ｂから構成されている。水平部１０ｂ，１０ｂ，１０ｂは、それぞれ各デッキにおいて船幅方向に延びるようにして配置されており、それぞれのデッキごとに第２の開口部１２が複数設けられている。

また、図３に示すように、船尾側ダクト２０は２本の垂直部２０ａ，２０ｂから構成されている。

図２の平面図は、機関室１の３つのデッキのうち、主機関６と発電機７が設置された上から２番目のデッキを示している。機関室１の両舷側には、整流ファン９，９，９，９が設置されている。整流ファン９は、機関室１内の空気の流れを整えるためのものである。

次に、図５乃至図８を参照して、本実施形態に係る機関室換気システムの働きについて説明する。図５及び図６は、船舶航行中の機関室換気システムの働きを示す側面図及び平面図である。また、図７及び図８は、船舶停泊中の機関室換気システムの働きを示す側面図及び平面図である。

まず、図５及び図６に示すように、船舶航行中においては、前方から受ける風により船首側ダクト１０の第１の開口部１１から空気が導入されて、ダクト１０の垂直部１０ａ、水平部１０ｂ、第２の開口部１２を経由して、機関室１内へと供給される。供給された空気は、機関室１内を後方に向けて流れながら、主機関６や発電機７の燃焼用空気として使用される。

一方、主機関６や発電機７の稼働により機関室１内に発生した熱気を含む空気は、船尾側ダクト２０の第４の開口部２２、第３の開口部２１を経由して、船外後方へ排出される。なお、自然の外気導入だけでは機関室１内の必要空気量を満たさない場合には、補助的に第４の開口部２２に取り付けた通風ファン２３を逆回転（機関室１内の空気を排出する方向）させて空気の流れを増加させて、必要空気量を満たすようにする。

また、このとき機関室１の両舷側に設置した整流ファン９を回転させて、機関室１内の空気を中央寄りに集めることにより、機関室１内の気流から外れた部分を対象に熱気溜まりを解消する。

次に、図７及び図８に示すように、船舶停泊中においては、第４の開口部２２に取り付けた通風ファン２３を正回転（機関室１内に空気を導入する方向）させることにより、船尾側ダクト２０の第３の開口部２１から空気が導入されて、ダクト２０の垂直部２０ａ、２０ｂ、第４の開口部２２を経由して、機関室１内へと供給される。供給された空気は、機関室１内を前方に向けて流れながら、発電機７の燃焼用空気として使用される。なお、船舶停泊中のため主機関６は停止しており、燃焼用空気の必要量は船舶航行中と比較して少なく、通風ファン２３の回転数は比較的低くてよい。また、通風ファン２３は第４の開口部２２に取り付けられているので、船舶停泊中においては、逆回転（機関室１内の空気を船尾側ダクト２０から排出する方向）させるよりも、正回転（機関室１内に船尾側ダクト２０から空気を導入する方向）させる方が、機関室１内への空気の導入をスムーズに行うことができる。

一方、発電機７の稼働により機関室１内に発生した熱気を含む空気は、船首側ダクト１０の第２の開口部１２、第１の開口部１１を経由して、船外前方へ排出される。

また、このとき機関室１の両舷側に設置した整流ファン９を回転させて、機関室１内の空気を中央寄りに集めることにより、機関室１内の気流から外れた部分を対象に熱気溜まりを解消する。ただし、主機関６が停止しているため、整流ファン９の回転数も低くてよい。

なお、航行中及び停泊中ともに、機関室１内の空気は、従来と同様に煙突３の開口部４からも排出される。

本実施形態に係る機関室換気システムにおいては、機関室１の船首側に沿って上下方向に船首側ダクト１０が設けられ、機関室１の船尾側に沿って上下方向に船尾側ダクト２０が設けられている。そして、船首側ダクト１０の上甲板５よりも上方の位置には船首側に向けた第１の開口部１１が設けられ、第１の開口部１１よりも下方の位置には機関室１側に向けた第２の開口部１２が設けられている。また、船尾側ダクト２０の上甲板５よりも上方の位置には船尾側に向けた第３の開口部２１が設けられ、第３の開口部２１よりも下方の位置には機関室１側に向けた第４の開口部２２が設けられている。さらに、第４の開口部２２には正逆回転可能な通風ファン２３が取り付けられている。

以上の構成により本実施形態に係る機関室換気システムによれば、船舶航行中は、前方からの風を受けて船首側ダクト１０の第１の開口部１１から第２の開口部１２を経由して空気が機関室１内に供給される。また、機関室１内に発生した熱気を含む空気は、船尾側ダクト２０の第４の開口部２２から第３の開口部２１を経由して船外に排出される。このようにして、船首側から船尾側へとスムーズな空気の流れを形成することができ、従来例のように機関室１内に給気ダクトを隅々まで張り巡らす必要はない。

また、船舶の速度や風向き等により、自然の外気導入だけでは機関室１内の必要空気量を満たさない場合には、補助的に第４の開口部２２に取り付けた通風ファン２３を逆回転（機関室１内の空気を排出する方向）させて空気の流れを増加させて、必要空気量を満たすことができる。なお、基本的には自然の外気導入によるため、仮に通気ファン２３が故障したとしても、主機関６の運行への影響は小さい。

一方、船舶停泊中は、主機関６が停止しているため機関室１内の必要空気量も航行中に比べて少ないことから、第４の開口部２２に取り付けた通風ファン２３を正回転（機関室１内に空気を導入する方向）させて、船尾側ダクト２０の第３の開口部２１から第４の開口部２２を経由して空気が機関室１内に供給される。また、機関室１内に発生した熱気を含む空気は、船首側ダクト１０の第２の開口部１２から第１の開口部１１を経由して船外に排出される。このようにして、船尾側から船首側へとスムーズな空気の流れを形成することができ、従来例のように機関室１内に給気ダクトを隅々まで張り巡らす必要はない。また、停泊中における通風ファン２３の起動は最小限でよいので、消費電力量や騒音を低減することができる。

このように、航行中と停泊中の換気方法を切り替えることで、航行中には自然の外気導入を活用しながら、停泊中の換気も効率的に行うことができる。

また、機関室１内の空気の流れを整える整流ファン９を備えることにより、機関室１内の気流から外れた部分を対象に熱気溜まりを解消し、機関室１内の空気の流れをさらにスムーズにすることができる。

また、船首側ダクト１０を、上下方向の垂直部１０ａと、垂直部１０ａに接続された船幅方向の水平部１０ｂから構成することにより、機関室１内の空気導入が偏らないようにすることができる。

なお、上記実施形態においては、船首側ダクト１０の第１の開口部１１を１つとし、第２の開口部１２を複数としたが、各開口部の数は特に限定されるものではなく、例えば第１の開口部１１を複数設けてもよい。また、船首側ダクト１０を垂直部１０ａと水平部１０ｂから構成したが、例えば垂直部のみで構成してもよい。

また、船首側ダクト１０の第１の開口部１１を居住区２の前面に設けたが、前方からの風により空気を導入できる場所であれば、居住区に限定されるものではない。例えば図９に示すように、居住区２から船幅方向に突出するウィング部３０の船首側に第１の開口部１１を設けてもよい。また図１０に示すように、ウィング部３０を下方から支持するウィングピラー部３１（サポート部）の船首側に第１の開口部１１を設けてもよい。これらの場合には、ウィングピラー部３１を船首側ダクト１０の一部とし、その内部を空気の通り道として利用することができる。

また、空気の流れを良くするために整流ファン９を設けることが好ましいが、ダクトの配置によって十分な空気の流れができるのであれば、整流ファン９を設けない構成としてもよい。

また、船首側ダクト１０の第２の開口部１２には通風ファンを取り付けていないが、船尾側ダクト２０の第４の開口部２２に取り付けた通風ファン２３と同様に、船首側ダクト１０の第２の開口部１２に通風ファンを補助的に取りつけてもよい。

以上、本実施形態に係る機関室換気システムによれば、機関室１内の空気の流れを良くしてダクトを簡素化するとともに、航行中と停泊中とで換気方法を効率的に切り替えることの可能な、機関室の換気システムを提供することができる。

１ 機関室
２ 居住区
３ 煙突
４ 開口部
５ 上甲板
６ 主機関
７ 発電機
８ ボイラー
９ 整流ファン
１０ 船首側ダクト
１０ａ 垂直部
１０ｂ 水平部
１１ 第１の開口部
１２ 第２の開口部
２０ 船尾側ダクト
２０ａ 垂直部
２０ｂ 垂直部
２１ 第３の開口部
２２ 第４の開口部
２３ 通風ファン
３０ ウィング部
３１ ウィングピラー部
１００ 給気ファン
２００ 給気ダクト

Claims (2)

1. 機関室の船首側に沿って上下方向に設けられ、上甲板よりも上方に位置する船首側に向けた第１の開口部と、前記第１の開口部よりも下方に位置する機関室側に向けた第２の開口部とを有する船首側ダクトと、
   機関室の船尾側に沿って上下方向に設けられ、上甲板よりも上方に位置する船尾側に向けた第３の開口部と、前記第３の開口部よりも下方に位置する機関室側に向けた第４の開口部とを有する船尾側ダクトと、
   前記第４の開口部に取り付けられた正逆回転可能な通風ファンとを備え、
   船舶航行中においては、前方から受ける風により前記第１の開口部から空気を導入し前記第２の開口部を経由して機関室内へと供給するとともに、機関室内の空気を前記第４の開口部から前記第３の開口部を経由して船外後方へ排出し、さらに自然の外気導入だけでは機関室内の必要空気量を満たさない場合には前記通風ファンを機関室内の空気を排出する方向に回転させて空気の流れを増加させ、
   船舶停泊中においては、前記通風ファンを機関室内に空気を導入する方向に回転させ、前記第３の開口部から空気を導入し前記第４の開口部を経由して機関室内へと供給するとともに、機関室内の空気を前記第２の開口部から前記第１の開口部を経由して船外前方へ排出するようにしたことを特徴とする機関室換気システム。
2. 機関室の船首側に沿って上下方向に設けられ、上甲板よりも上方に位置する船首側に向けた第１の開口部と、前記第１の開口部よりも下方に位置する機関室側に向けた第２の開口部とを有する船首側ダクトと、
   機関室の船尾側に沿って上下方向に設けられ、上甲板よりも上方に位置する船尾側に向けた第３の開口部と、前記第３の開口部よりも下方に位置する機関室側に向けた第４の開口部とを有する船尾側ダクトと、
   前記第４の開口部に取り付けられた正逆回転可能な通風ファンと、
   前記機関室内の両舷側に設置された機関室内の空気を中央寄りに集める整流ファンとを備え、
   船舶航行中においては、前方から受ける風により前記第１の開口部から空気を導入し前記第２の開口部を経由して機関室内へと供給するとともに、機関室内の空気を前記第４の開口部から前記第３の開口部を経由して船外後方へ排出し、さらに自然の外気導入だけでは機関室内の必要空気量を満たさない場合には前記通風ファンを機関室内の空気を排出する方向に回転させて空気の流れを増加させ、
   船舶停泊中においては、前記通風ファンを機関室内に空気を導入する方向に回転させ、前記第３の開口部から空気を導入し前記第４の開口部を経由して機関室内へと供給するとともに、機関室内の空気を前記第２の開口部から前記第１の開口部を経由して船外前方へ排出するようにしたことを特徴とする機関室換気システム。