JPH04254284A - 氷海船舶の船尾形状 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は氷海を航行する船舶に関
し、特に砕氷性能、推進性能及び操縦性能を向上させる
ための氷海船舶の船尾形状に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】氷海船舶、とりわけ砕氷船は優れた氷中
行動能力を備えなければ、安全な氷海航行を続けること
はできない。このためには少ないエネルギで効率的に氷
を割るとともに、プロペラや舵等に氷が当たらないよう
にして、これらの働きが十分に得られるようにしなけれ
ばならない。前者は「砕氷性能」、後者は「推進性能」
および「操縦性能」と深く関連しているが、これらの性
能がバランスよく実現される設計がなされることが肝要
である。さらに前進状態のみならず後進状態においても
良好な性能を実現しなければならない。

【０００３】従来は、多くの氷海船舶の船体形状は図１
２のごとくであり、砕氷性能を重視するあまり、推進性
能および操縦性能をやや軽ろんじてきた。そのためにプ
ロペラや舵を本格的に保護できる船型の開発は遅れてい
る。通常はまず砕氷抵抗の小さい船型を求め、その結果
、船尾のプロペラ付近に氷片が流入しやすい場合は、図
１３〜１６に示されるごとく、氷片を脇に逸らせたり、
プロペラや舵を保護する頑丈な障害物を設けるという対
症的な手段に頼ってきた。しかし、これらの突起物の作
用には自ずから限界があり、しかも抵抗が増えたり余分
な氷荷重をも受けたりするという不利がある。

【０００４】図１２のものは船尾が次第にプロペラへ向
けて狭くなる形状となっていて、割れた氷は船体表面に
沿って流れ、そのままプロペラ近傍に達しプロペラの吸
引力によってプロペラに流れ込みやすい。その結果、プ
ロペラの推進力が失われたり、プロペラの翼が損傷する
ことが多い。

【０００５】そこで、図１３に示すものにあっては、船
尾の両側から舵の前縁にかけて格子を取りつけてプロペ
ラを保護している。かかる形式にあっては、プロペラを
損傷しない程度の小さな氷片を流し、大きな氷片がプロ
ペラ流に流入するのを上記格子にて阻止している。

【０００６】次に図１４に示されるものでは、船尾のプ
ロペラ流の上流範囲に複数のフィンを設けることによっ
て、大きな氷片がフィン同士の間を通過して上記プロペ
ラ流に入ることを阻止せんとしている。さらに、プロペ
ラにはダクトが設けられていて、上記フィンによって側
方に押し出された大きな氷片がプロペラ流に引き込まれ
ないようにしている。

【０００７】また、図１５のものは後方に向け間隔の広
がるリブを船底に設けて、これにより氷片をプロペラよ
り外側に案内している。

【０００８】さらに、図１６では、プロペラをダクトで
覆うと共に、プロペラの上方ではプロペラより後方の部
分にエプロンを設けて、氷片が浮力を受けて船底及び上
記エプロンに沿って流れるようにすることにより、プロ
ペラ流に流入しないようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１３
の形式のものは、初めのうちはプロペラを大きな氷片か
ら保護するが、格子を通過できない大きな氷は次第に堆
積し格子全体が目詰まりをしてしまう。こうなるとプロ
ペラの働きが失われて格子の存在の意味が薄れてしまう
。また、平水中の航行においても格子はかなりの抵抗と
なる。結局のところ、このタイプの保護装置は氷片の大
きさや密度が小さい場合しか実用に供することができな
い。

【００１０】図１４の形式のものは比較的広く実施され
ている。これは構造的にかなりの強度をもたせることが
できるので信頼性が高いからであろう。しかし、この形
式でも厚い氷片がフィンの間に吸い付けられて水流をせ
きとめてしまうことがしばしば起こる。つまり図１３の
ものと同様の欠陥を有する。またフィンの形状や取り付
け位置が不適当であるとプロペラの働きを阻害したり、
プロペラ振動発生の原因となる。

【００１１】また、図１５に示す形式のものは前進中に
リブが船底に流れ込んだ氷片を舷側に押し出す機能を有
する。これは通常、船首から船体中央にかけての船底に
設けられる。このリブは船が前進中には効果が期待でき
るが後進時には逆の作用をするのでむしろ有害である。 平水中航行時には単に抵抗を増加させるだけで有害無益
といえる。

【００１２】さらに、図１６に示された形式では、エプ
ロンは寸法的に小さくその取り付け範囲もプロペラ近傍
に限られているので、その効果には疑問がある。とくに
舷側に沿って流れてくる氷片を阻止することができない
ことは明らかである。また構造的にも十分強固にはでき
ないことは明らかである。

【００１３】本発明は、上述の従来の技術では甚だ不十
分であったプロペラ・舵の氷片からの保護を、より根本
的により合理的に達成せんとするもので、船底に沈めら
れた氷片が容易に船側の水面に浮上することを促進し、
一旦浮上した氷片がプロペラによって吸い寄せられてこ
れに流入するのを阻止する氷海船舶の船尾形状を提供す
ることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、船体の前後方向中央部より後方の部分を上部船体
部と下部船体部とで構成し、上記前後方向に対して直角
な面での船体形状を、上部船体部では吃水線付近で外側
上方に向けて拡がる曲面または平面の組合わせで形成し
、下部船体部では上記曲面または平面に接続するほぼ鉛
直な側面を有するようにしたことにより達成される。

【００１５】

【作用】かかる構成になる本発明の氷海船舶にあっては
、船首で砕氷された氷片は船体によって沈められ、その
一部が船底に達する。船底に沿って流れる氷片には常に
浮力が作用しているので氷片は上昇しようとするが、新
たに砕氷されてできた氷片によって後方に押し流れるの
で、上昇できるのは船体の中央部に達してからである。

【００１６】本発明では中央部より後方は、上述の上部
船体部と下部船体部で構成されているので、船底におけ
る氷片群は力学的に不安定となり、船底に留まることな
く舷側へと浮上する。そして、下部船体部の鉛直な側面
によって、氷片が内方に寄ってくるのを阻止する。かく
して、氷片はプロペラ流には流入しなくなる。

【００１７】

【実施例】以下、添付図面の図１〜１１にもとづき本発
明の実施例を説明する。

【００１８】図１は本実施例の氷海船の船体をその中央
部から後方部分について下方からみた斜視図である。図
において、１は前後方向の各位置で示すいわゆる肋骨線
で、２は計画吃水線である。また、３は船尾の先端位置
を示している。

【００１９】上記船体は、中央部から後方の部分が、上
記計画吃水線２よりや下方位置の境界線を境として、上
部船体部５と下部船体部６とに区分されている。

【００２０】上記上部船体部５は外側上方に向けて拡が
る凸な曲面で形成されている。この上部船体部５の形状
は、図示の曲面に限定されず、複数の曲面の接続、平面
の接続さらには曲面と平面とを組合わせてもよい。その
際、接続部は角部あるいは半径が２００ｍｍ以下の曲面
とすることができる。

【００２１】下部船体部６は上記上部船体部５に接続す
るほぼ鉛直な側面７を有している。本実施例にあっては
、この両側の側面７は互いにその間隔が後方に向け狭く
なるようにして船尾の先端位置２の近傍にまで延びてい
る。かかる下部船体部６の底面は船体の幅方向には直線
状で、後方に向けて上昇する曲面をなし、その弯曲空間
内にプロペラ８を配するようになっている。また、該プ
ロペラ８の直後には舵９が設けられている。さらに、上
記下部船体部６の先端には、好ましい形態として下方に
突出するアイスホーン１０が設けられている。

【００２２】かかる構成の本実施例の氷海船にあって、
船が砕氷前進中には船首で砕氷された氷片は船体に沿っ
て沈められ、その一部は船底にまで達する。氷片には常
に浮力が作用しているので氷片は上昇しようとするが、
船首部は次から次へと新しくできた氷片が押し込まれこ
れにより後方に押し流されるので、上昇できるのは氷片
が船体中央部に達してから後のことである。本発明のよ
うに、船体中央部付近の横断面形状が下部船体部の鉛直
壁状の側面と上昇勾配をもつ上部船体部の曲面で構成さ
れていれば、ここに差しかかった氷片群のフォーメーシ
ョンは力学的に不安定となって、わずかな刺激によって
このフォーメーションが崩れ（図２参照）、氷片は船側
の水面に浮上してゆく（図２参照）。このため船底部及
び船体下部に氷片が滞留しなくなる。

【００２３】船側の水面付近に浮上した氷片は船尾方向
に流れて行き、次第にプロペラの横上方に達する。この
とき普通の船体形状であれば、プロペラの吸引力のため
に氷片は吸い寄せられるが、本発明のように下部船体の
船側が鉛直壁を有すれば、図４〜６に示すように氷片が
図示のａ，ｂ，ｃの位置のごとく順次後方に移動する際
に、プロペラ吸引作用は水面近くには及びがたく、また
、氷片にはつねに浮力が作用しているので、氷片のプロ
ペラへの流入は抑制される。とくに大型の氷片ほど沈み
にくいので、これがプロペラに流入する危険は大幅に減
少する。さらに補足すれば、本発明の船型においては船
底部からプロペラに向かう水流が卓越する。この水流は
ほとんど氷片を含まないのでプロペラの性能は損なわれ
ず平水中同様に維持される。

【００２４】次に、砕氷しつつ後進する場合について図
７を参照しつつ説明する。船尾の後端部３の形状は通常
の砕氷船の船首先端部と同様に曲げの作用によって効率
的に砕氷を行うようになっている。ここでアイスホーン
１０を使用して割られた氷は下部船体部６の後端部の楔
状の部分で左右に押し分けられプロペラ８・舵９の側方
を通過する。氷片はここでも下部船体部６の鉛直側壁７
に阻まれてプロペラ８に吸引されにくい。船体中心線の
近くで生成される氷片のサイズは小さいので、これらが
プロペラに流入しても大きなトラブルとはなりにくい。

【００２５】次に、氷中で旋回を行う場合について説明
する。図８に示すように旋回中は舵９の力によって船体
後半部は旋回外側の氷縁に押し付けられる。この時、喫
水線付近の舷側が立っていると氷を割ることができず、
従って船尾を横に振ることができないので旋回できない
。本発明の船型では喫水線付近の舷側は十分外側に傾斜
しており氷縁を曲げの作用で割ることができる。しかし
、過度に氷縁を割ることはプロペラが氷縁に接近しすぎ
ることになり危険である。本発明の船型では下部船体の
鉛直な船側が先に氷縁に付き当たることになるので、そ
の危険は回避される。したがって舵を一杯に取ってもプ
ロペラが過度の氷荷重を受ける心配がない。

【００２６】図１では一軸船についての実施例を示した
が、本発明は多軸船にも適用することができる。その場
合には下部船体部の後端部はただ一つの楔状の構造とす
ることは不適当であり、軸数に応じて枝分かれした形状
を取るべきである。このようにれば、後進して砕氷する
際、割れた氷が枝分かれした後部船体の谷の部分を通過
できるのでプロペラ・舵に衝突することを防ぐことがで
きるのみならず、抵抗が減少する。図９，図１０はそれ
ぞれ二軸及び三軸船に対する実施例を示す。また、水深
の浅いところを航路とする船の場合、喫水に制限を受け
るが、同時に大直径のプロペラを装備する必要があると
きは、図１１のように、プロペラ上方の下部船体の底部
をえぐって凹部１１を形成したトンネルスターンの形を
採用することも可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明は以上のごとく、砕氷された氷片
が舷側に浮上した後は後方に流れても下部船体部の鉛直
側面でプロペラ流への流入が阻止されるので、プロペラ
や舵の機能低下そして損傷を防止でき、より効率的かつ
安全な航行を行うことができるという効果をもたらす。 また、下部船体部をその側面の間隔が後方に向け狭めら
れ後端部にアイスホーンを設けることとすれば、後進時
においても効率的かつ安全に砕氷することが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例としての氷海船を示す斜
視図である。

【図２】図２は図１の船体の中央部での氷片の浮上過程
を示す図である。

【図３】図３は図１の船体の中央部での氷片の浮上を示
す図である。

【図４】図４は図１の船体の中央部での氷片の浮上を示
す図である。

【図５】図５は図１の船体の中央部と船尾部との中間位
置での氷片の浮上を示す図である。

【図６】図６は図１の船体の中間位置での氷片の浮上を
示す図である。

【図７】図７は図１の船体の後進時の様子を示す斜視図
である。

【図８】図８は図１の船体の旋回時の様子を示す底面図
である。

【図９】図９は他の実施例としての二軸船の船尾方向か
らみた図である。

【図１０】図１０はさらに他の実施例としての三軸船の
船尾方向からみた図である。

【図１１】図１１はさらに他の実施例としての船尾部船
底に凹部を形成した船体の斜視図である。

【図１２】図１２は従来船の肋骨線を示す図である。

【図１３】図１３は他の従来船の斜視図である。

【図１４】図１４はさらに他の従来船の斜視図である。

【図１５】図１５はさらに他の従来船の底面図である。

【図１６】図１６はさらに他の従来船の斜視図である。

【符号の説明】

５　　上部船体部 ６　　下部船体部 ７　　鉛直側面 １０　　アイスホーン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　船体の前後方向中央部より後方の部分
   を上部船体部と下部船体部とで構成し、上記前後方向に
   対して直角な面での船体形状を、上部船体部では吃水線
   付近で外側上方に向けて拡がる曲面または平面の組合わ
   せで形成し、下部船体部では上記曲面または平面に接続
   するほぼ鉛直な側面を有するようにしたこととする氷海
   船舶の船尾形状。
2. 【請求項２】　　下部船体部は、両側における鉛直な側
   面同士の間隔が後方に向け次第に狭まり、後端底部には
   下方に突出するアイスホーンが設けられていることとす
   る請求項１に記載の氷海船舶の船尾形状。
3. 【請求項３】　　上部船体部での曲面または平面の組合
   わせにおける面の接続部は角部もしくは２００ｍｍ以下
   の半径の曲面であることとする請求項１に記載の氷海船
   舶の船尾形状。
4. 【請求項４】　　船体に二つまたは三つのプロペラが装
   備され、下部船体部がこれに対応してプロペラ近傍で二
   股または三股に形成されていることとする請求項１に記
   載の氷海船舶の船尾形状。
5. 【請求項５】　　下部船体部の底面はプロペラ上部を収
   容する凹部が形成されていることとする請求項１に記載
   の氷海船舶の船尾形状。