JPS6147756B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6147756B2
JPS6147756B2 JP53066626A JP6662678A JPS6147756B2 JP S6147756 B2 JPS6147756 B2 JP S6147756B2 JP 53066626 A JP53066626 A JP 53066626A JP 6662678 A JP6662678 A JP 6662678A JP S6147756 B2 JPS6147756 B2 JP S6147756B2
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JP
Japan
Prior art keywords
ship
ice
screw
ice layer
layer
Prior art date
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Expired
Application number
JP53066626A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5486188A (en
Inventor
Otsuto Furiidoritsuhi Yaanzu Hansu
Daaru Hoiiraa Jo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ExxonMobil Upstream Research Co
Original Assignee
ExxonMobil Upstream Research Co
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Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/861,737 external-priority patent/US4208977A/en
Application filed by ExxonMobil Upstream Research Co filed Critical ExxonMobil Upstream Research Co
Publication of JPS5486188A publication Critical patent/JPS5486188A/en
Publication of JPS6147756B2 publication Critical patent/JPS6147756B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/08Ice-breakers or other vessels or floating structures for operation in ice-infested waters; Ice-breakers, or other vessels or floating structures having equipment specially adapted therefor
    • B63B35/12Ice-breakers or other vessels or floating structures for operation in ice-infested waters; Ice-breakers, or other vessels or floating structures having equipment specially adapted therefor having ice-cutters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Screw Conveyors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、氷で覆われた水域上にある船が、氷
層によつて生じた横方向の力に抵抗し、氷層中を
通つて移動することができるための装置を有する
船に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention enables a ship on an ice-covered body of water to resist lateral forces created by the ice layer and to move through the ice layer. This relates to a ship equipped with the following equipment.

先行技術の説明 沖で油を穿孔し生産するとき、このような作業
を行う構造物は、油井孔の上方位置に停止するこ
とが重要である。世界における南方および北方の
気候において、冬の寒い天候のとき水域上に大き
な氷層ができる。風、潮および流れによつて、こ
れらの氷層は移動する傾向がある。これらの移動
する氷層による力は、しばしば、固定構造物を破
壊することがあり、時には、浮いている船を押し
動かすほど大きい。このような事故および妨害を
避けるために、沖構造物に作用する氷層の横方向
の力の大きさを減少することが必要である。予期
された氷層の力に耐える固定構造物を設計する以
外の明らかな解決法は、構造物の周りの氷を破砕
し、これを除くことである。
DESCRIPTION OF THE PRIOR ART When drilling and producing oil offshore, it is important that the structures performing such operations are parked at a location above the wellbore. In the southern and northern climates of the world, large ice layers form on bodies of water during cold winter weather. Wind, tides, and currents tend to move these ice layers. The forces exerted by these moving ice layers can often destroy fixed structures and are sometimes great enough to displace floating ships. To avoid such accidents and disturbances, it is necessary to reduce the magnitude of the lateral forces of the ice layer acting on offshore structures. The obvious solution, other than designing a fixed structure to withstand the forces of the expected ice layer, is to fracture and remove the ice around the structure.

氷を破砕する装置は、アメリカ特許第3768428
号および第3888544号の明細書に記載されてい
る。実際に氷を切る装置は、アメリカ特許第
3921560号明細書に記載されている。
The ice crushing device is US Patent No. 3768428.
No. 3888544. The actual ice-cutting device is a U.S. patented device.
It is described in the specification of No. 3921560.

アメリカ特許第3921560号の氷切断装置は、船
のへさきに置かれ、切断部材は、水平に支持され
た回転らせん形部材である。
The ice cutting device of US Pat. No. 3,921,560 is placed on the bow of a ship, and the cutting member is a horizontally supported rotating helical member.

さらに、或る設計のねじ装置が、船のための推
進力を供給するために用いられ、このねじが水域
の水面以下に置かれていることは、知られてい
る。これは、アメリカ特許第2806441号明細書に
記載されている。
Furthermore, it is known that certain designs of screw devices are used to provide propulsion for ships, which screws are placed below the surface of a body of water. This is described in US Pat. No. 2,806,441.

さらに、アメリカ特許第1482511号明細書は、
船のへさきに支持された氷破砕歯をもつ複数の無
端チエンを示している。
Furthermore, U.S. Patent No. 1,482,511 specifies that
It shows multiple endless chains with ice-breaking teeth supported on the bow of the ship.

アメリカ特許第3667416号明細書には、“前方か
ら後方へ傾斜するへさきを有する船で、推進力の
作用によつて船のへさきを氷上に乗せて、船の重
量の作用によつて氷を破砕する船”についての技
術が記載されている。しかし、船の推進力に組合
わせて一層有効に船の重量を利用するために、引
きづり装置または引張り装置を用いることによつ
て、氷上に乗るように船の破氷へささきを助ける
ことについては、何も記載されていない。また、
氷層上に乗るように船の破氷へさきを押すため
に、他の推進力なしに、引きずり装置または引張
り装置を利用することについても、記載されてい
ない。
U.S. Patent No. 3,667,416 describes “a ship having a bow that slopes from the front to the rear, in which the bow of the ship is placed on the ice by the action of the propulsive force, and the bow of the ship is placed on the ice by the action of the weight of the ship. The technology for ``a ship that crushes a ship'' is described. However, in order to make more effective use of the ship's weight in combination with the ship's propulsion power, it has been proposed to assist the ship in breaking the ice by using a towing or pulling device. is not mentioned. Also,
Nor is there any mention of the use of drag or pulling devices, without other propulsion, to push the ship's plow onto the ice layer.

カナダ特許第1011605号明細書には、破砕され
ていない氷に乗る鉄舟形の前甲板(pontoon−
shaped forecastle)に支持された支持装置をも
つ破氷船が記載されている。
Canadian Patent No. 1011605 describes a steel boat-shaped foredeck that rests on unbroken ice.
An icebreaker is described with a supporting device supported by a shaped forecastle.

本発明の慨要 最も一般的な局面において、本発明は、船が航
行可能な水域を覆つている大きな氷のための改良
氷接触装置を有する船としてみることができる。
氷に作用するこれらの装置は、氷を屈曲させるこ
となしに破砕する。
SUMMARY OF THE INVENTION In its most general aspect, the invention can be viewed as a ship having an improved ice contact system for large ice covering navigable waters.
These devices that act on ice break it up without bending it.

好ましい氷接触装置は、比較的に大きい比の長
さ対直径を有するねじ装置である。
A preferred ice contacting device is a screw device having a relatively large length to diameter ratio.

本発明の詳しい説明 本発明は、その好ましい実施例の船の場合に、
上述の問題点を解消し、浮いている船を独特の破
氷態様において操作することによつて氷層中に移
動させ、または氷層を移動することによつて生じ
た横方向の力に抵抗する位置に留まらせることが
できるような装置、好ましくはねじ装置を有する
船を提供する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides, in its preferred embodiment, a ship:
Eliminates the above-mentioned problems and resists the lateral forces created by moving the floating vessel into or through the ice layer by operating it in a unique ice-breaking manner. To provide a ship with a device, preferably a screw device, with which it can be held in position.

本発明は、広い意味において、船を移動するた
めに種々の所定角度で隣接氷層に接触するように
水域の水面上の浮いている氷接触装置、特にねじ
装置を用いる。
The present invention, in its broadest sense, uses a floating ice contacting device, particularly a screw device, on the surface of a body of water to contact adjacent ice layers at various predetermined angles for moving a ship.

実施例において、ねじ装置は、適当な速度で回
転されたとき、隣接氷層と作用し、引張力を生じ
て船を氷層上に移動し、そのために、船の重量に
よつて氷層に曲げモーメントを与え氷層を屈曲し
て破砕する。本発明に係る氷破砕装置は、操作す
ると、従来技術の穿孔方法よりも大きい氷片に氷
層を破砕し、そのために、従来装置よりもエネル
ギの消費が少なく、従来よりも、よい結果が得ら
れる。
In an embodiment, the screw device, when rotated at a suitable speed, interacts with the adjacent ice layer and creates a tensile force to move the ship onto the ice layer, so that the weight of the ship causes the ice layer to A bending moment is applied to bend and fracture the ice layer. When operated, the ice crushing device according to the invention breaks the ice layer into larger pieces of ice than prior art drilling methods, and therefore consumes less energy and provides better results than prior art devices. It will be done.

本発明は、1対のねじが、へさきの両側に1つ
ずつ取付けられる。これらねじは、回転したとき
船のへさきを隣接氷層上へ引張るように、構成さ
れ、かつ整列して配置されている。へさきは、氷
に乗る形のものに設計される。へさきからの付加
荷重は、氷を下向きに曲げて破砕する。
In the present invention, a pair of screws are installed, one on each side of the hem. These screws are constructed and arranged in such a way that, when rotated, they pull the bow of the ship onto the adjacent ice layer. The hesaki is designed to ride on the ice. The additional load from the hesaki bends the ice downward and breaks it.

ねじの回転を連続することによつて、隣接氷層
の上方および下方にある氷の破片を船の通路から
清掃することが容易にできる。
By successive rotations of the screw, ice debris above and below adjacent ice layers can be easily cleared from the ship's passage.

本発明によれば、氷で覆われた水域で船が移動
するのを助けることだけでなく、また氷塊の移動
すなわち流氷によつて変位されることなく所定の
場所に船を留めておくことができるように、用い
ることができる。
According to the invention, it is possible not only to help the ship move in ice-covered waters, but also to keep the ship in place without being displaced by the movement of ice blocks, i.e. ice floes. It can be used as it is possible.

本発明の或る実施例は、船が移動氷層の横方向
の力に抵抗して所定場所に留まることを可能に
し、また氷層を小片に破砕することによつて、そ
の中に船が移動することを可能にする。
Certain embodiments of the invention allow a ship to resist the lateral forces of a moving ice layer and remain in place, and by fracturing the ice layer into small pieces, the ship can allow you to move.

本発明の他の実施例において、破氷船は、その
へさきに単一または2つのねじを備えることがで
きる。推進力は、外方の動力源(例えば押し船)
によつて、または船尾に一体的に設けられた動力
によつて供給することができる。
In other embodiments of the invention, the icebreaker can be equipped with a single or two screws on its prong. Propulsion is provided by an external power source (e.g. push boat)
or by power integrated in the stern.

したがつて本発明に係る氷破砕装置は、従来の
ものよりも一層優れた利益を提供する。
The ice crushing device according to the invention thus offers even greater benefits than the prior art.

要するに、本発明は、氷で覆われた水域内に置
かれるように設計された船に回転自在に支持され
たねじ装置と、これを回転するための装置とを有
する。ねじ装置は、回転すると、氷層に作用し、
これを曲げ、結局、これを破砕する。
In summary, the invention comprises a screw device rotatably supported on a ship designed to be placed in ice-covered bodies of water, and a device for rotating the same. When the screw device rotates, it acts on the ice layer,
Bend it and eventually crush it.

砕氷船である本発明の実施例は、第1および第
2図に示されている。第1図は、氷に乗ることに
よつて氷を破砕する通常の船20の通常のへさき
21に本発明の装置を備えたものの平面図であ
り、第2図はその側面図である。
An embodiment of the invention, which is an icebreaker, is shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view of a conventional vessel 20 for crushing ice by riding on it, with the device of the present invention installed on a conventional head 21, and FIG. 2 is a side view thereof.

第1図に示したように、ねじ1は、へさきの各
側に配置されている。各ねじ1は、軸3に固定し
たらせん翼2よりなる。砕氷船で用いるために、
必要な大きさのねじが鋳造または鍛造できること
は、すでに知られている。全体のねじは、複数の
部分から形成することができ、各部分はねじの1
ピツチよりなり、次にこれらを一緒に溶接するこ
とができる。任意の特殊な応用のためのねじのピ
ツチ、テーパ、長さおよび翼の深さの最適な組合
わせは、多くのフアクターに依存し、このフアク
ターには、船の大きさ、ねじの回転速度、氷の厚
さ、氷層と船との相対速度、氷の強度が包含され
る。
As shown in FIG. 1, screws 1 are placed on each side of the hem. Each screw 1 consists of a helical wing 2 fixed to a shaft 3. For use on icebreakers,
It is already known that screws of the required size can be cast or forged. The entire thread can be formed from multiple parts, each part being one part of the thread.
These can then be welded together. The optimal combination of thread pitch, taper, length, and wing depth for any particular application depends on a number of factors, including vessel size, thread rotational speed, This includes the thickness of the ice, the relative speed of the ice layer and the ship, and the strength of the ice.

最も簡単な場合として本発明に用いられるねじ
装置は、ジヤツキまたはねじラツクのウオームに
似た単純機械として考えることができる。事実、
ねじは、円筒の周りに巻かれた傾斜面である。こ
の傾斜面は、ほぼらせん形であり、ときには、ら
せん体として考えることができる。
In the simplest case, the screw device used in the invention can be considered as a simple machine similar to the worm of a jack or screw rack. fact,
A thread is an inclined surface wrapped around a cylinder. This inclined surface is generally helical in shape and can sometimes be thought of as a helix.

単純なねじは、回転自在の芯上に固定位置に支
持された連続らせん羽根を備えたものとして説明
することができる。この羽根は、溝を形成し、と
きには、溝と溝との間の山ということができる。
A simple screw can be described as having a continuous helical blade supported in a fixed position on a rotatable core. The vanes form grooves and can sometimes be referred to as peaks between the grooves.

羽根すなわち山の全長は、山の傾斜すなわち角
度に依存し、また芯の直径に依存する。山の角度
は、ピツチとして考えることができる。代表的に
は、羽根の軸線方向長さは、芯の直径の1/10ない
し5倍の範囲でもよい。ねじの長さと直径との比
(L/D)は、2:1ないし25:1であつてもよ
く、好ましくは、2:1ないし15:1であるのが
よく、最も好ましいのは、2:1ないし10:1で
ある。
The total length of the vane or mountain depends on the slope or angle of the mountain and on the diameter of the core. The angle of a mountain can be thought of as a pitch. Typically, the axial length of the vane may range from 1/10 to 5 times the diameter of the core. The length to diameter ratio (L/D) of the thread may be from 2:1 to 25:1, preferably from 2:1 to 15:1, most preferably from 2:1 to 15:1. :1 to 10:1.

ピツチは、羽根の1回転について芯の縦軸線に
沿つて横切つた長さとして、または、らせん軸線
に沿つた羽根の投影として定められる。
Pitch is defined as the length across one rotation of the blade along the longitudinal axis of the core, or as the projection of the blade along the helical axis.

ねじは、その最初の位置を基準としてみたとき
のらせんの方向によつて右ねじまたは左ねじとし
て、説明することができる。
A thread can be described as right-handed or left-handed depending on the direction of the helix relative to its initial position.

羽根すなわち山は、また、ねじの翼ということ
ができる。この明細書の説明のためには、翼とい
う用語が最も適当である。
The vanes or ridges can also be referred to as the wings of the screw. For purposes of this description, the term wing is most appropriate.

ねじの回転運動によつて翼が氷に溝を穿つて、
ねじの回転運動が船のへさきを氷層上に上昇させ
るように水平の引張り力に変わるための把握力お
よび牽引力をつくるので、必要ならば、氷を切る
ための刃、例えば氷切断装置を翼に設けることが
重要である。翼によつて切つた溝は、牽引溝とい
うことができる。
Due to the rotational movement of the screw, the wings cut grooves in the ice,
If necessary, a blade for cutting the ice, e.g. an ice-cutting device, is used, since the rotational movement of the screw creates a gripping force and a traction force that converts into a horizontal pulling force to raise the bow of the ship above the ice layer. It is important to install it on the wing. The groove cut by the wing can be called a traction groove.

船20の舷に支持された駆動ユニツト30は、
ねじを回転するに必要な動力を発生する。駆動ユ
ニツトは、船の主推進装置から動力を受けること
ができ、またはねじを回転するだけに用いられる
独立原動機とすることもできる。駆動ユニツト
は、内燃機関、水力、電気または蒸気を包含する
任意形式の機関または動力源でもよいから、第1
図には略図として示されている。
The drive unit 30 supported on the side of the ship 20 is
Generates the power necessary to rotate the screw. The drive unit can be powered by the ship's main propulsion system, or it can be an independent prime mover used only to turn the screw. The drive unit may be any type of engine or power source, including internal combustion, hydraulic, electric or steam, so the first
It is shown schematically in the figure.

図示された特に好ましい実施例において、ねじ
を回転するための動力は、駆動ユニツト30から
駆動機構を介して、ねじ1に伝達され、この駆動
機構は、駆動軸31および一組のかさ歯車よりな
る。駆動機構の詳細および軸受箱23,23a
は、第3図に示されている。駆動軸31は、船の
舷上で、駆動ユニツト30から保護ケーシング管
32中を通り、歯車箱34中に延びている。駆動
軸31は、歯車箱の壁にある軸受33によつて回
転自在に支持されている。歯車箱34内で、かさ
歯車35は駆動軸31に固定されている。かさ歯
車35は、第2のかさ歯車36にかみ合い、この
かさ歯車36はねじ軸3の端に固定されている。
In the particularly preferred embodiment shown, the power for rotating the screw is transmitted to the screw 1 from a drive unit 30 via a drive mechanism, which drive mechanism consists of a drive shaft 31 and a set of bevel gears. . Details of drive mechanism and bearing boxes 23, 23a
is shown in FIG. The drive shaft 31 extends from the drive unit 30 through a protective casing tube 32 into a gear box 34 on the ship's side. The drive shaft 31 is rotatably supported by a bearing 33 on the wall of the gear box. Inside the gear box 34, a bevel gear 35 is fixed to the drive shaft 31. The bevel gear 35 meshes with a second bevel gear 36, which is fixed to the end of the screw shaft 3.

ねじ軸3は、支持アーム22,22aによつて
船20に固着された2つの軸受箱23,23a内
に回転自在に支持されている。各軸受箱23,2
3a内で、ねじ軸3は、小さい直径のジヤーナル
25,25aに向かうテーパをもつている。数個
のベアリングレース26,26aは、各ジヤーナ
ル25,25aに形成されている。ベアリングレ
ース26,26aは、キー24,24aのベアリ
ングレース27,27aに合致するように加工さ
れ、かつ配置されている。軸受(図示しない)
は、勿論、ベアリングレース内に配置されて、ね
じ軸3は自由に回転できる。
The screw shaft 3 is rotatably supported within two bearing boxes 23, 23a fixed to the ship 20 by support arms 22, 22a. Each bearing box 23, 2
In 3a, the screw shaft 3 tapers towards a smaller diameter journal 25, 25a. Several bearing races 26, 26a are formed in each journal 25, 25a. The bearing races 26, 26a are machined and arranged to match the bearing races 27, 27a of the keys 24, 24a. Bearing (not shown)
is, of course, arranged within the bearing race so that the screw shaft 3 can rotate freely.

この特殊な実施例における駆動ユニツトは、船
に置かれているが、或る場合には、駆動ユニツト
をねじ軸に直接取付けるのが一層有利であること
もある。例えば、もしも電気動力がねじを駆動す
るために利用されたときには、軸受箱内の軸の一
部は、電動機のロータとして工作することがで
き、また軸受箱は、電動機のステータとしてつく
ることができる。
Although the drive unit in this particular embodiment is located on a ship, in some cases it may be more advantageous to mount the drive unit directly on the screw shaft. For example, if electric power is used to drive a screw, part of the shaft in the bearing housing can be engineered as the rotor of the electric motor, and the bearing housing can be made as the stator of the electric motor. .

すでに説明したように、砕氷船上で用いるねじ
は、鋳造または鍛造によつてつくることができ
る。半ば水中に沈むことができるプラツトホーム
の足と重力基礎の構造物の支柱とに用いる大きな
ねじは、鍛造または鋳造にするには余りに大きか
つたことは、予期されていた。第4図は、組み立
てられたねじのらせん翼2およびねじのスリーブ
4の断面図である。スリーブ4は、鋼板の板片か
らつくられている。翼2は、スリーブ4の鋼板に
直角に溶接された板によつて形成されている。翼
2は、円筒軸線に対し所定のらせん角度で傾斜し
ている。補強板5,6は、翼2の上下にそれを補
強するために溶接されている。もしも望むなら
ば、切断歯7は、ねじの翼2の外縁に溶接するこ
とができる。切断歯の有用性は、明らかであろ
う。
As previously discussed, screws for use on board icebreakers can be made by casting or forging. It was anticipated that the large screws used in the legs of semi-submersible platforms and the supports of gravity-based structures would be too large to be forged or cast. FIG. 4 is a sectional view of the assembled screw helical wing 2 and screw sleeve 4. The sleeve 4 is made from a piece of steel plate. The wing 2 is formed by a plate welded at right angles to the steel plate of the sleeve 4. The blade 2 is inclined at a predetermined helical angle with respect to the cylinder axis. Reinforcement plates 5 and 6 are welded to the top and bottom of the wing 2 to reinforce it. If desired, the cutting teeth 7 can be welded to the outer edge of the wings 2 of the screw. The utility of cutting teeth will be obvious.

水域に置かれた船を囲む水域の氷層を破砕する
ための本発明を用いるために、ねじは、例えばそ
の長さに沿う多数の位置で船に軸受することによ
つて、適宜に支持することが必要である。
In order to use the invention for breaking up ice layers in a body of water surrounding a vessel placed in a body of water, the screw is suitably supported, for example by bearing on the vessel at a number of positions along its length. It is necessary.

ねじは、氷層がねじの翼に接触するように、整
列して配置されるべきである。ねじが回転する
と、その翼は、氷層に作用し、回転方向に依存し
て氷層を上昇または押し下げて、氷層に曲げモー
メントを与える。充分に大きい曲げモーメント
は、氷層を曲げて破砕する。
The screws should be placed in alignment so that the ice layer contacts the wings of the screw. As the screw rotates, its wings act on the ice layer, raising or pushing it down depending on the direction of rotation, imparting a bending moment to the ice layer. A sufficiently large bending moment will bend and fracture the ice layer.

砕氷形のへさきをもつ船への本発明の実施例に
関して、ねじと氷の上面との接触線(下記に定義
する)は、ねじの回転軸線と同じ垂直面内にある
が、回転の軸線の下にある。接触線は、ねじの翼
の山すなわち縁の上の最底位置に接触する垂直面
内の線である。もしも、ねじがテーパをもつてい
ないと、接触線は、ねじの回転軸線に平行する。
For embodiments of the invention for ships with ice-breaking shaped heads, the line of contact between the screw and the top surface of the ice (defined below) is in the same vertical plane as the axis of rotation of the screw, but It's below. The contact line is the line in the vertical plane that contacts the lowest point above the crest or edge of the wing of the screw. If the thread is not tapered, the line of contact will be parallel to the axis of rotation of the thread.

船の縦軸線に縦方向において中心線を定めた単
一ねじを用いることができる。第1図に示したよ
うに、船のへさきに支持した2つのねじを用い、
船の縦軸線の両側にそれぞれ1つずつ配置するこ
とは、好ましい。ねじ1のそれぞれの接触線は、
船が水域に静止しているとき、水平線に対し0゜
より大きい角度であるが、45゜より小さいか、ま
たはこれに等しい角度で、ねじの先端に向つて上
向きに傾斜するように、ねじ1を整列させること
が好ましい。ねじ1は、船20および氷層10が
互いの方向に移動して氷層がねじの下側に接触す
るように、へさき21に置かれるべきである。よ
り詳しくは、氷層は、接触線上にあるねじの翼の
山すなわち縁に沿つて少なくとも1つまたはそれ
以上の位置で接触すべきである。
A single screw centered longitudinally on the longitudinal axis of the ship can be used. As shown in Figure 1, using two screws supported at the bow of the ship,
One on each side of the longitudinal axis of the ship is preferred. Each contact line of screw 1 is
When the ship is at rest in a body of water, the screw 1 is inclined upwardly toward the tip of the screw at an angle greater than 0° to the horizontal, but less than or equal to 45°. It is preferable to align them. The screw 1 should be placed in the head 21 such that the ship 20 and the ice layer 10 move towards each other so that the ice layer contacts the underside of the screw. More particularly, the ice layer should contact at least one or more locations along the crest or edge of the screw wing that is on the line of contact.

ねじ1は、氷片がねじと船との間に、くい込ん
でねじの回転を停止することがないように、船2
0から充分に離れて置かれることが好ましい。船
のへさきの形によつて、ねじの縦軸船が船のへさ
きに向つて傾斜するようにすることもできる(第
1図参照)。もしも、そのように、ねじの縦軸線
が傾斜していると、ねじの軸線が存在している垂
直面は、45゜と等しいか、またそれ以下の角度
で、船の縦軸線を含む垂直面と交差する。通常
は、これらの面は、ほゞ垂直位置において、ほぼ
平行であるのがよい。
Screw 1 is attached to ship 2 to prevent ice chips from getting stuck between the screw and the ship and stopping the rotation of the screw.
Preferably, it is placed sufficiently far away from 0. Depending on the shape of the bow of the ship, the longitudinal axis of the screw can also be tilted towards the bow of the ship (see Figure 1). If the longitudinal axis of the screw is so inclined, then the vertical plane in which the axis of the screw lies is at an angle equal to or less than 45° to the vertical plane containing the longitudinal axis of the ship. intersect with Typically, these planes should be substantially parallel in a substantially vertical position.

船と氷層とが互いの方向に移動するとき、ねじ
は、回転して氷層に作用し、引張り力を発揮し、
船の砕氷へさきを氷層10へ向けてその上に引く
ようになる。勿論これは、垂直分力および水平分
力をもつ大きな力をねじに作用させる。ねじの支
持アーム22,22aは、上記のような力に耐え
て、この力を船20に伝えるのに充分な頑強なも
のでなければならない。また、軸受箱内の軸受
は、予期される半径方向および軸線方向の力の範
囲内で作動するように設計されなければならな
い。
When the ship and the ice layer move toward each other, the screw rotates and acts on the ice layer, exerting a tensile force,
The ship's icebreaker will now point its plow toward the ice layer 10 and pull it over it. This, of course, exerts a large force on the screw with a vertical and a horizontal component. The screw support arms 22, 22a must be sufficiently robust to withstand and transmit such forces to the vessel 20. Also, the bearings in the bearing housing must be designed to operate within the range of expected radial and axial forces.

船のへさきが上昇されたとき、船の重量の少な
くとも一部は、氷層を下向き曲げて、それを破砕
する。回転するねじは、破砕された氷を船の通路
から清掃するようになる。もしも、船の幅がへさ
きから船尾へ向つて増加していると、破砕氷の量
も、へさきから船尾へ向つて増加する。なぜなら
ば、へさきより次第に幅の広い後尾が氷層中に入
るからである。船の通路から破砕氷を一層有効に
清掃するために、第1および第2図に示したよう
に、ねじは、前方から後方へ向つて翼の深さを増
加するようにテーパをもたせることができる。ま
た、ねじは、前方から後方へ向つて、ねじの軸す
なわち芯の直径を増加することによつてテーパを
もたせることができる。
When the ship's bow is raised, at least a portion of the ship's weight bends the ice layer downward and fractures it. The rotating screws will clean the crushed ice from the ship's passageways. If the width of the ship increases from the bow to the stern, the amount of broken ice also increases from the bow to the stern. This is because the tail, which is gradually wider than the bow, goes into the ice layer. In order to more effectively clean broken ice from the ship's passageways, the screws may be tapered to increase the depth of the wing from the front to the rear, as shown in Figures 1 and 2. can. The screw can also taper by increasing the diameter of the axis or core of the screw from the front to the rear.

船が氷層中を前進すると、氷層は、接触線に沿
つて存在している各ねじの翼の外方に沿う位置に
少なくとも接触する。通常は、ねじが回転する
と、翼の縁に沿う種々の位置は、接触線に沿つて
存在し、種々の瞬間に氷層との握み接触を行な
う。翼の縁に沿う種々の位置が、種々の瞬間に氷
層に握み接触を実際に行なつても、接触位置は、
ねじの翼の縁と氷層との間に連続的に維持され
る。ねじが回転して船を氷層中に前方へ引張つた
とき、氷層上に切り溝によつて示された接触位置
は、船に対して後向きに、すなわち前方から後方
へ、接触線に沿つて移動する。
As the ship advances through the ice layer, the ice layer contacts at least a location along the outer side of each screw wing along the line of contact. Typically, as the screw rotates, different locations along the edge of the wing will exist along the line of contact and make gripping contact with the ice layer at different moments. Even if different locations along the edge of the wing actually make gripping contact with the ice layer at different moments, the contact location is
It is maintained continuously between the edge of the screw wing and the ice layer. When the screw rotates and pulls the ship forward into the ice layer, the contact point marked by the kerf on the ice layer will move backwards relative to the ship, i.e. from forward to aft, along the line of contact. Move along.

氷層に対する船の移動方向に平行する方向にお
ける接触位置の移動は、後向き、すなわち船の後
方に向かい、または前向きであり、または、接触
位置は、船の移動方向に平行する方向において全
然移動しない。接触位置は、船上のねじの向きに
よつて船の移動方向に平行でない方向に移動する
が、船の移動方向に平行する速度分力を有する。
船が氷層中を前向きに移動するように、ねじが回
転すると、氷層に対する接触位置は、船の移動方
向に平行に移動する。
The movement of the contact position in the direction parallel to the direction of movement of the ship relative to the ice layer is backwards, i.e. towards the rear of the ship, or forward, or the contact position does not move at all in the direction parallel to the direction of movement of the ship. . The contact position moves in a direction that is not parallel to the direction of movement of the ship due to the orientation of the screws on the ship, but has a velocity component force that is parallel to the direction of movement of the ship.
As the screw rotates, the point of contact with the ice layer moves parallel to the direction of movement of the ship, so that the ship moves forward through the ice layer.

もしも、接触位置が前向き、すなわち船が氷層
中を移動するのと同じ方向に移動すると、ねじ
は、船の移動に対する抵抗を実際に現わす。船の
他の推進装置は、船を氷中に早く移動するように
押すので、ねじは、船の移動に反対して氷を引つ
かくことになる。これは、負(negative)のスリ
ツプとして知られ、ねじが氷層中の船の移動に対
して実際上、妨害となるから、避けるべきであ
る。
If the contact point moves forward, ie in the same direction as the ship moves through the ice layer, the screw actually presents a resistance to the movement of the ship. Because the ship's other propulsion systems push the ship to move faster into the ice, the screws will drag on the ice against the ship's movement. This is known as negative slip and should be avoided as the screw becomes a practical hindrance to the ship's movement through the ice layer.

もしも、接触位置が船の移動方向に平行する方
向に移動しないと(ゼロスリツプとして知られて
いる)、ねじは、船の前進移動に寄与したり、寄
与しなかつたりする。船の移動を保つのに丁度充
分なトルクをもつが、船の移動に寄与しないで、
ゼロスリツプ状態で、ねじが回転できることを考
えることができる。しかし、もしも、上記量より
過大のトルクがねじに適用されると、ねじは、船
の前進移動に寄与する。
If the contact point does not move in a direction parallel to the direction of movement of the ship (known as zero slip), the screw may or may not contribute to the forward movement of the ship. It has just enough torque to keep the ship moving, but does not contribute to the ship's movement.
We can imagine that a screw can rotate in a state of zero slip. However, if a torque in excess of this amount is applied to the screw, the screw will contribute to the forward movement of the ship.

船の所期の移動方向に平行する方向において、
ただし、このような移動方向と反対の方向では
(すなわち正のスリツプをもつて)船の設計最大
速度の2倍までの速度で、氷層に対する氷との接
触位置を移動するようにねじが回転できるよう
に、ねじおよび特殊な船で、そのねじを回転する
ための装置を適用することは、好ましいことであ
る。設計最大速度は、ねじが船の移動を助けるよ
うにされているとき、氷で覆われた水域における
氷層に対する船の最大速度として定義される。望
ましくは、スリツプ速度は、氷に対する船の速度
より小さいか、またはこれに等しく(たゞし反対
方向)あるべきである。
In a direction parallel to the ship's intended direction of movement,
However, in the opposite direction of such movement (i.e. with positive slip) the screw rotates so as to shift the point of contact with the ice relative to the ice layer at a speed up to twice the ship's maximum design speed. It is preferable to apply a screw and a device for rotating the screw in a special vessel so that it is possible to do so. The maximum design speed is defined as the maximum speed of the ship relative to the ice layer in ice-covered waters when the screws are adapted to assist the ship's movement. Preferably, the slip speed should be less than or equal to (but in the opposite direction) the speed of the ship relative to the ice.

大量のスリツプも、厚い氷上で本質的に固定し
た状態から出発するような場合においては、制限
された時間内であれば、差支えない。
Large amounts of slips may also be tolerated for limited periods of time, such as when starting from essentially stationary conditions on thick ice.

本発明は、氷で覆われた水域中で移動するか、
または水域中の一定位置に維持するかのどちらか
のために、砕氷船を補助するように用いることが
できる。さらに、本発明は、自己推進船および自
己推進でない船、例えば荷船の両者に用いること
ができる。或る場合には、氷層に対して船を押す
ための装置は、後向きのスリツプを防ぐために必
要なこともある。この押す力は、ねじ自体、通常
の係留装置、船の主推進装置または1つまたはそ
れ以上の引き船などの押し装置を包含する装置に
よつて提供することができる。
The invention moves in ice-covered bodies of water;
It can be used to assist icebreakers, either to maintain a fixed position in a body of water or to maintain a fixed position in a body of water. Furthermore, the invention can be used in both self-propelled and non-self-propelled ships, such as barges. In some cases, devices for pushing the ship against the ice layer may be necessary to prevent backward slipping. This pushing force can be provided by devices including pushing devices such as the screw itself, conventional mooring equipment, the ship's main propulsion system or one or more tugboats.

砕氷船に用いるための本発明の好ましい実施例
において、2つのねじを利用することが好ましい
ことは、注目すべきである。2つのねじとして、
その一方は右ねじとし、他方は左ねじとすること
は、特に好ましい(第1図参照)。船のへさきを
氷層上に引くために、2つのねじを同時に氷層に
作用させるように、2つのねじを反対方向に回転
することが必要である。反対のねじを同一方向に
回転すると、船は回動して向きを変えることにな
る。或る場合には、船が氷のない水域を移動する
とき、ねじを水域から出して傾斜させることがで
きるように、または船から取外すことができるよ
うに、ねじ装置およびその支持装置、例えばアー
ムを設計することが望ましいこともある。また、
ねじは、船による水の流れを妨害して船に引き力
を付加することがある。同様のことは、水域上に
薄い氷または破砕された氷のみが覆われている場
合にも実際にある。その代りとして、ねじ装置
は、船の推進を助けるように設計することができ
る。
It should be noted that in the preferred embodiment of the invention for use on icebreakers, two screws are preferably utilized. As two screws,
It is particularly preferred that one of them has a right-handed thread and the other has a left-handed thread (see FIG. 1). In order to draw the bow of the ship onto the ice layer, it is necessary to rotate the two screws in opposite directions so that they act on the ice layer at the same time. If you turn opposite screws in the same direction, the ship will rotate and change direction. In some cases, when the ship moves through ice-free waters, the screw device and its support devices, e.g. It may be desirable to design Also,
The screws can interfere with the flow of water through the boat and add a pulling force to the boat. The same is true when a body of water is covered only by thin or broken ice. Alternatively, the screw device can be designed to aid in propulsion of the vessel.

或る場合には、氷に対するねじの翼のかみつ
き、したがつて、ねじの牽引力を高めることも望
ましい。船が厚い氷、例えば氷の隆起に対処しな
ければならないときには、ねじの牽引力は特に重
要である。ねじの牽引力は、氷に溝を切るための
補助装置を翼の山に設けることによつて増加する
ことができる。切断歯などの切断装置は、通常の
翼の縁よりも容易に氷を切ることができ、氷に牽
引溝をつくつてねじの翼がそのところに乗り、ね
じ装置の引張り力を増加する。
In some cases, it is also desirable to increase the grip of the screw wings on the ice and therefore the traction of the screw. Screw traction is particularly important when the ship has to deal with thick ice, such as ice bumps. The traction force of the screw can be increased by providing an auxiliary device on the wing crest for cutting grooves in the ice. Cutting devices, such as cutting teeth, can cut through the ice more easily than normal wing edges, creating traction grooves in the ice over which the screw wings ride, increasing the pulling force of the screw device.

船に用いるのに好ましいねじについては、すで
に記載したように、特殊な応用のためのねじのピ
ツチ、テーパ、長さおよび翼の深さの最適の組み
合わせは、船の大きさ、ねじの回転速度、氷の厚
さ、船に対して移動する氷層の速度、氷の強度お
よび氷層の厚さを包含する多くのフアクターに依
存する。当該技術における工業設計によつて、上
記パラメータのための適当な数値を決定すること
ができる。
As for the preferred screws for use on ships, as already mentioned, the optimum combination of thread pitch, taper, length and wing depth for a particular application will depend on the size of the ship and the speed of rotation of the screw. , depends on a number of factors including the thickness of the ice, the speed of the ice layer moving relative to the ship, the strength of the ice and the thickness of the ice layer. Industrial design in the art can determine appropriate values for the above parameters.

実験例 砕氷船のへさきに支持された1対のねじを用い
ることの可能性を評価するために、モデルテスト
プログラムを行つた。このテストのために、ウイ
ンドクラス(Wind Class)氷破砕器の1/36縮
尺モデルを用いた。このモデルの表面は、氷に対
する現尺の船体がもつている摩擦係数と同じ摩擦
係数をもつように、特につくられた。この表面
は、モデルと氷との間の摩擦係数0.25をつくるよ
う砂でみがかれた。モデルは、氷破砕器のための
回転半径(radius of gyration)を得るために、
その長さにわたつて分布した錘りでバラストをつ
けた。30゜のらせん角を有する2つのテーパねじ
は、第1および2図に示したように、へさきの両
側に1つずつ取付けた。
EXPERIMENTAL EXAMPLE A model test program was conducted to evaluate the feasibility of using a pair of screws supported in the bow of an icebreaker. For this test, a 1/36 scale model of a Wind Class ice crusher was used. The model's surfaces were specifically constructed to have the same coefficient of friction against ice as that of a full-scale ship. This surface was sanded to create a coefficient of friction of 0.25 between the model and the ice. The model is used to obtain the radius of gyration for the ice crusher.
It was ballasted with weights distributed over its length. Two tapered screws with a 30° helix angle were installed, one on each side of the hem, as shown in FIGS. 1 and 2.

ねじを駆動するため3/4馬力のD.C.モータが選
ばれた。モータの回転数RPMは、D.C.モータ速
度制御器によつて変化された。歯車箱は、2つの
出力軸を備え、その各々は、可撓軸によつて、ね
じの各々に連結した。ねじの回転軸は、モータ軸
からVベルトによつて駆動される円板に取付けら
れた電磁探針によつて発生される係数パルスによ
つて測定した。トルク計は、一方のねじのトルク
を測定するために或るテスト時間中に用いた。モ
デルが氷層に対して引かれたとき、氷層に対する
モデルの抵抗を、モデルに設けたフオースブロツ
ク(force block)で測定した。各テスト中に、
モデルは、氷の板の上で引かれ、その速度が測定
された。
A 3/4 horsepower DC motor was chosen to drive the screw. The motor rotation speed RPM was varied by a DC motor speed controller. The gearbox was equipped with two output shafts, each connected to each of the screws by a flexible shaft. The axis of rotation of the screw was measured by a coefficient pulse generated by an electromagnetic probe mounted on a disc driven by a V-belt from the motor shaft. A torque meter was used during one test period to measure the torque on one screw. When the model was pulled against the ice layer, the resistance of the model to the ice layer was measured with a force block placed on the model. During each test,
The model was dragged across a slab of ice and its speed was measured.

得られたモデルテストデータは、へさきに支持
された1対のねじを備えた現尺のウインドクラス
氷破砕器の砕氷能力を示すために、グラフにつく
られた。第5および6図は、現尺の氷破砕器の能
力を示す。
The resulting model test data was graphed to demonstrate the ice breaking capabilities of a full scale Wind class ice crusher with a pair of screws supported on the bow. Figures 5 and 6 show the capabilities of a full scale ice crusher.

第5図は、1対のねじを備えた砕氷船の氷中の
移動に対する抵抗およびねじを回転するに要する
馬力とねじの回転速度との関係を示す。このグラ
フで、モデルは、2.3ノツトの現尺等価速度で、
167cm(5.5フイート)の現尺等価厚さを有する氷
層中で引かれた。氷層中の船の移動の抵抗は、
“ねじのある時の抵抗”のグラフによつて示した
ように、ねじの回転速度の増加に伴つて減少し
た。ねじを回転するに要した馬力は、ねじの回転
速度の増加に伴つて増加した。この関係は、“馬
力”のグラフによつて示されている。比較の目的
のために、2.3ノツトの速度で167cm(5.5フイー
ト)の厚さの氷層中を、ねじのない現尺のウイン
ドクラス氷破砕器が移動するときの抵抗は、“ね
じのない時の抵抗”の水平の点線のグラフで示し
た。
FIG. 5 shows the resistance to movement through the ice of an icebreaker equipped with a pair of screws and the relationship between the horsepower required to rotate the screws and the speed of rotation of the screws. In this graph, the model has a current scale equivalent speed of 2.3 knots,
It was drawn in an ice layer with an equivalent current thickness of 167 cm (5.5 ft). The resistance to movement of the ship in the ice layer is
As shown by the graph of "resistance with screw", it decreased as the rotational speed of the screw increased. The horsepower required to rotate the screw increased as the rotational speed of the screw increased. This relationship is illustrated by the "horsepower" graph. For comparison purposes, the resistance of a full-scale unscrewed wind class ice crusher moving through a 167 cm (5.5 ft) thick layer of ice at a speed of 2.3 knots is 'resistance' is shown as a horizontal dotted line graph.

“ねじのある時の抵抗”および“馬力”のグラ
フは、それぞれ、現尺で測つた実際のモデル抵抗
およびねじトルクのテストデータに基いている。
“ねじのない時の抵抗”のグラフは、バンス
(Vance)氏の式によつて計算された数値であ
る。バンス氏の式は、モデルテストの結果と一致
していることを示した。(ジー、ピー、バンス、
1975、氷におけるモデル船のためのグラフ装置:
ソサイエテイ ナバル アーキテツク アンド
マリンエンジニアズ アイス テツク 75におい
て提出された論文P,H1−1−−H1−34.)(6.P.
Vance.1975,A scaling system for vessels
modeled in ice:Paper presented at Ice Tech
75,Soc. Naval Architects and Marine
Engineers,PH1−1−−H1−34.) 第5図のグラフは、与えられた条件で、本発明
のねじが、氷で覆われた水域中の船の移動に対す
る抵抗における充分な減少を提供することを示し
ている。事実、ねじは、110RPMより少し大きい
速度で回転したとき、船と氷との間の抵抗をゼロ
に減少できる。
The "Threaded Resistance" and "Horsepower" graphs are based on actual model resistance and thread torque test data measured at full scale, respectively.
The graph of "resistance without screws" is a value calculated using Mr. Vance's formula. Vance's equation was shown to be consistent with model test results. (Gee, beep, bangs,
1975, graphing device for model ships in ice:
Society Naval Architects and
Paper submitted at Marine Engineers Ice Tech 75 P, H 1 -1--H 1 -34.) (6.P.
Vance.1975, A scaling system for vessels
modeled in ice:Paper presented at Ice Tech
75, Soc. Naval Architects and Marine
Engineers, PH 1-1 --H 1-34 .) The graph in Figure 5 shows that, under the conditions given, the screw of the present invention provides a sufficient reduction in resistance to vessel movement in ice-covered waters. It shows that it provides. In fact, the screw can reduce the resistance between the ship and the ice to zero when rotated at a speed slightly greater than 110 RPM.

これは、上記速度で作動するねじのみが、2.3
ノツトの速度で167cm(5.5フイート)の厚さの氷
層中に船を推進することを意味する。また、
110RPMより少し大きい速度で、ねじを回転する
ために約33000馬力を要することを注意すべきで
ある。
This means that only the screws operating at the above speeds are 2.3
This means propelling the ship through a layer of ice 167 cm (5.5 ft) thick at the speed of a knot. Also,
It should be noted that at a speed slightly greater than 110 RPM, it takes approximately 33,000 horsepower to rotate the screw.

ねじを回転するに要する馬力は、ねじの速度の
増加に伴つて減少するところの氷層中の船の移動
抵抗よりも、一層大きく増加するから、ねじは、
低い回転速度のとき、効率がよいことが明らかで
ある。
Since the horsepower required to turn the screw increases more than the resistance to movement of the ship in the ice layer, which decreases as the speed of the screw increases, the screw
It is clear that the efficiency is better at lower rotational speeds.

したがつて、ねじを低い回転速度で作動し、船
プロペラ装置などの通常の推進源から氷層中の船
の移動に必要なスラストを補給することは、有利
であり、好ましい実施例である。ねじと船プロペ
ラとを組合わせたものの必要な全馬力は、第6図
にねじの回転速度の函数として示されている。
Therefore, it is advantageous and a preferred embodiment to operate the screw at a low rotational speed and to supply the thrust necessary for movement of the ship through the ice layer from a conventional propulsion source, such as a ship's propeller system. The total horsepower required for the screw and ship propeller combination is shown in FIG. 6 as a function of the rotational speed of the screw.

第5図におけるように、第6図のグラフは、
2.3ノツトの速度で167cm(5.5フイート)の厚さ
の氷層中を移動するウインドクラス氷破砕器のた
めのものである。“ねじ馬力”を示す実線は、対
応速度で、ねじを回転するに要する馬力を示す。
2.3ノツトの速度で167cm(5.5フイート)の厚さ
の氷層中で船を移動するに要する付加スラスト
は、船プロペラ装置によつて供給される。船プロ
ペラ装置からの所要スラストを出すために要する
馬力は、“船プロペラ馬力”のグラフで示されて
いる。“ねじ馬力”と“船プロペラ馬力”との和
は、2.3ノツトの速度で167cm(5.5フイート)の
厚さの氷層中で船を移動するのに要する全馬力で
あり、“全馬力”の実線グラフで示されている。
As in Figure 5, the graph in Figure 6 is
It is for a wind class ice crusher that moves through a layer of ice 167 cm (5.5 ft) thick at a speed of 2.3 knots. The solid line indicating "screw horsepower" indicates the horsepower required to rotate the screw at the corresponding speed.
The additional thrust required to move the ship through a 167 cm (5.5 ft) thick layer of ice at a speed of 2.3 knots is provided by the ship's propeller system. The horsepower required to produce the required thrust from a ship's propeller system is shown in the "Ship Propeller Horsepower" graph. The sum of “screw horsepower” and “ship propeller horsepower” is the total horsepower required to move the ship through a layer of ice 167 cm (5.5 feet) thick at a speed of 2.3 knots, and is the sum of “total horsepower”. Shown as a solid line graph.

2.3ノツトの速度で、167cm(5.5フイート)の
厚さの氷層中で船を移動するのにねじと船プロペ
ラ装置との組合せ装置の最小馬力は、ほゞ45ない
し60RPMのねじ速度範囲においてほぼ25000馬力
である。これは、ねじのみで、2.3ノツトの速度
で167cm(5.5フイート)の厚さの氷層中で船を移
動するのに要する33000馬力と比較されるべきで
あり、また、船プロペラ装置のみで、2.3ノツト
の速度で167cm(5.5フイート)の氷層中で船を推
進するのに要する50000馬力と比較されるべきで
ある。
The minimum horsepower of a screw and ship propeller system combination to move a ship through a layer of ice 167 cm (5.5 feet) thick at a speed of 2.3 knots is approximately It has 25,000 horsepower. This should be compared to the 33,000 horsepower required to move a ship through a layer of ice 167 cm (5.5 feet) thick at a speed of 2.3 knots with screws alone, and with the ship's propeller system alone. This should be compared to the 50,000 horsepower required to propel a ship through 167 cm (5.5 feet) of ice at a speed of 2.3 knots.

ここに記載したテスト結果は、本発明の運転能
力および利益を示しただけである。任意の与えら
れた状況のために、当業者にとつて明らかな多数
の変数があり、その状況のもとでは、本発明の詳
細な運転は変化される。これらの変数は、ねじピ
ツチ、ねじ翼の深さ、ねじテーパ、ねじの接触線
の傾斜角、船における重量の分布、船の氷との間
の摩擦係数、氷の強度およびその他の包含する。
The test results described herein merely demonstrate the operational capabilities and benefits of the present invention. There are numerous variables apparent to those skilled in the art for any given situation, under which the detailed operation of the invention will vary. These variables include thread pitch, thread wing depth, thread taper, slope angle of the thread contact line, weight distribution on the ship, coefficient of friction between the ship and the ice, ice strength, and others.

本発明は、氷に下向きの力を与えるようにした
砕氷へさき装置を有する砕氷船を、氷で覆われた
水域中で移動するのに要する全動力を充分に減少
することが明らかである。
It is clear that the present invention significantly reduces the total power required to move an icebreaker having an ice breaking device adapted to exert a downward force on the ice through an ice-covered body of water.

さらに本発明の重要な利点は、氷で覆われた水
域における移動および安定のための装置を提供す
ることであり、これは、馬力を留意しない先行技
術の装置では採用されていない。
A further important advantage of the present invention is that it provides a device for movement and stability in icy waters, which is not employed in prior art devices that do not take horsepower into consideration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の装置に適合される砕氷船の
へさきの概略平面図、第2図は、第1図に示した
船のへさきの概略側面図、第3図は、第1図およ
び第2図に示したねじを支持し、かつ駆動するの
に用いられる軸受箱および歯車箱の断面図、第4
図は、ねじのスリーブと翼の断面図、第5図は、
船の抵抗および馬力に対するねじの回転速度を示
すグラフ、第6図は、ねじの馬力およびプロペラ
の馬力に対するねじの回転速度を示すグラフであ
る。 1……ねじ、2……らせん翼、3……軸、20
……船。
FIG. 1 is a schematic plan view of the bow of an icebreaker adapted to the apparatus of the present invention, FIG. 2 is a schematic side view of the bow of the ship shown in FIG. 1, and FIG. Cross-sectional view of the bearing box and gear box used to support and drive the screw shown in Figures 4 and 2.
The figure is a sectional view of the screw sleeve and wing, and Figure 5 is
FIG. 6 is a graph showing screw rotational speed versus ship resistance and horsepower; FIG. 6 is a graph showing screw rotational speed versus propeller horsepower and propeller horsepower. 1... Screw, 2... Spiral wing, 3... Shaft, 20
……ship.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 船の前方にある氷層を破砕するための装置を
有する船において、上記氷破砕装置は、 a 上記氷層上にあるとき下向きの力を与えるよ
うにした上記船上の破氷へさき装置と、 b 船の進路を妨げる氷層に対し前向きおよび上
向きの合成した方向に船の前部を引いて船の重
量で上記氷層を破砕するような方向に上記船に
置かれた氷つかみ回転ねじ装置と、 c 上記氷つかみ回転ねじ装置を回転するための
装置とよりなり、 (i) 上記氷つかみ回転ねじ装置は、2対の1よ
り大きい比の長さ対直径を有し、上記氷つか
み回転ねじ装置の外方らせん縁は、上記氷層
に接触したとき、上記氷層を切つて上記氷層
に係合するように構成され、 (ii) 上記氷つかみ回転ねじ装置は、上記船の縦
軸線に関して対称に方向決めされ、上記氷つ
かみ回転ねじ装置は、上記氷つかみ回転ねじ
装置が回転して上記氷層に接触したとき、上
記氷つかみ回転ねじ装置の回転エネルギを、
上記氷層上へ上記船のへさきを引張る力およ
び前方へ上記船のへさきを引張る力の両者の
分力に変換し、上記分力が、上記破氷へさき
装置を上記氷層上へ押して上記氷層を破砕す
るようになつている ことを特徴とする氷層破砕装置を有する船。 2 特許請求の範囲第1項記載の船において、上
記氷つかみねじ装置は、別々に支持された2つの
独立ねじよりなることを特徴とする氷層破砕装置
を有する船。 3 特許請求の範囲第2項記載の船において、各
ねじは、ねじ軸とこのねじ軸に固定されたらせん
翼とよりなることを特徴とする氷層破砕装置を有
する船。 4 特許請求の範囲第3項記載の船において、一
方のねじは、上記船の縦軸線の一側に置かれ、か
つ右ねじであり、他方のねじは、上記船の縦軸線
の他側に支持され、かつ左ねじであることを特徴
とする氷層破砕装置を有する船。 5 特許請求の範囲第3項記載の船において、氷
層における溝の切断を容易にするために、ねじ翼
の山に設けられた補助装置を有し、上記ねじ翼
は、上記氷層に乗りあげて上記船を氷層に向つて
上向きに移動させる牽引力を発揮するようになつ
ていることを特徴とする氷層破砕装置を有する
船。 6 特許請求の範囲第2項記載の船において、ね
じの各々は、0゜より大きくして45゜に等しい
か、またはこれより小さい角度で、喫水線から上
向きにかつ前方へ傾斜した接触線を有しているこ
とを特徴とする氷層破砕装置を有する船。
[Scope of Claims] 1. In a ship having a device for crushing an ice layer in front of the ship, the ice crushing device includes: a. an ice-breaking device; b. placed on said ship in such a direction that the weight of the ship will break said ice layer by pulling the front of the ship in a combined forward and upward direction against the ice layer obstructing the ship's path; c) a device for rotating said ice gripping rotating screw device; (ii) an outer helical edge of the ice gripping rotating screw device is configured to cut through and engage the ice layer when it contacts the ice layer; (ii) the ice gripping rotating screw; The device is oriented symmetrically with respect to the longitudinal axis of the ship, and the ice gripping rotating screw device is configured to absorb rotational energy of the ice gripping rotating screw device when the ice gripping rotating screw device rotates into contact with the ice layer. of,
Convert the force to pull the bow of the ship onto the ice layer and the force to pull the bow of the ship forward into component forces, and the component force moves the ice breaking device onto the ice layer. A ship having an ice layer crushing device that is adapted to crush the ice layer by pushing. 2. A ship having an ice layer crushing device according to claim 1, wherein the ice gripping screw device comprises two independent screws supported separately. 3. A ship having an ice layer crushing device according to claim 2, wherein each screw is composed of a screw shaft and a helical blade fixed to the screw shaft. 4. In the ship according to claim 3, one screw is located on one side of the longitudinal axis of the ship and has a right-hand thread, and the other screw is located on the other side of the longitudinal axis of the ship. 1. A ship having an ice breaking device, characterized in that it is supported and has a left-hand thread. 5. The ship according to claim 3, which includes an auxiliary device provided on the crest of the screw wing in order to facilitate cutting of grooves in the ice layer, and the screw wing rides on the ice layer. 1. A ship having an ice layer crushing device, characterized in that the ship is configured to exert a traction force to move the ship upward toward the ice layer. 6. In the ship according to claim 2, each of the screws has a line of contact inclined upwardly and forwardly from the waterline at an angle greater than 0° and equal to or less than 45°. A ship equipped with an ice crushing device.
JP6662678A 1977-12-19 1978-06-01 Ice breaking device Granted JPS5486188A (en)

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FI783462A (en) 1979-06-20
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JPS5744594A (en) 1982-03-13
JPS5486188A (en) 1979-07-09
FI67813C (en) 1985-06-10

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