硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法
【課題】主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法を提供する。
【解決手段】主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板2上に配置された硬帆で形成される横帆10を備えると共に、前記横帆10の帆本体11の根元支持部に回転機構20を設け、前記横帆10の格納時には前記帆本体11を前記回転機構20の回りに回転して転倒させて前記甲板2に載置し、前記横帆10の展開時には前記帆本体11を前記回転機構20の回りに回転して起立させる。
【解決手段】主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板2上に配置された硬帆で形成される横帆10を備えると共に、前記横帆10の帆本体11の根元支持部に回転機構20を設け、前記横帆10の格納時には前記帆本体11を前記回転機構20の回りに回転して転倒させて前記甲板2に載置し、前記横帆10の展開時には前記帆本体11を前記回転機構20の回りに回転して起立させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、主機関及び主機関により駆動される推進装置を備えると共に、推進補助として硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法に関する。
【背景技術】
【0002】
船舶が排出する二酸化炭素(CO2)の総量を削減するためには、新造船のみならず、既に存在する多数の船舶における二酸化炭素の排出量の削減が効果的である。既存船に装備可能な省エネ装置として、プロペラ周辺に装備する省エネ付加物があるが、この省エネ付加物に関しては今までにも性能改善が進んでおり、今後の劇的な性能向上は難しいと考えられている。そのため、これらの省エネ付加物に加えて、既存船にも装備可能な新たな省エネ装置の開発が重要な課題となってきている。
【0003】
これに関連して、帆を装備した貨物船が、1980年代に、内航船や外航ばら積み船をはじめとして十数隻建造されており、その効果は既に実証されている。これらの帆装船は、帆の面積が比較的小さな面積であるため、この補助的な帆の省エネルギー効果は限定的ではあるが、操船、視界、構造、艤装等に大きな影響を与えずに、既存船舶への取り付けが容易にできるものであり、新たに求められる省エネルギー装置の一候補となっている。
【0004】
この機帆走を前提とする大型商船へ装備される硬帆においては、縮帆を行う機構が重要であり、多くの提案や開発が行われており、例えば、硬帆集合体を、入れ子状に配置した複数段の翼断面筒体の硬帆で形成し、収納は直上段の硬帆を直下段の硬帆に入れ子状に順次収納する硬帆を備える帆走船が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
しかしながら、この入れ子状の硬帆では格納状態において最下段の翼断面筒体が残ることになり、格納時の帆の面積が展開時の帆の面積に比べれば著しく小さくなるものの、殆ど帆の存在を無視できる程度まで格納することはできないという問題がある。この帆の格納の問題は、輻輳海域での視界の確保、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上、向かい風の下での空力抵抗の低減等の面から重要な課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2009−214633号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上述の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の目的を達成するための本発明の硬帆で形成される横帆を備えた船舶は、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えると共に、前記横帆の帆本体の根元支持部に回転機構を設け、前記横帆の格納時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して転倒させて前記甲板に載置し、前記横帆の展開時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して起立させるように構成される。
【0009】
この構成によれば、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。
【0010】
上記の硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、前記帆本体を複数段で形成すると共に、前記横帆の格納時に前記帆本体を折り畳んで前記甲板に載置するように構成すると、横帆の格納時に甲板上に占める横帆の割合が小さくなり、甲板作業への影響を少なくすることができる。
【0011】
上記の硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、前記帆本体の起立及び転倒を前記回転機構に設けたピストンの伸縮で行うように構成すると、比較的簡単な構造と制御で横帆の展開と格納を行うことができるようになる。
【0012】
上記の硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、前記横帆の格納時に上面となる部分を前記帆本体の凸面側にして前記甲板に載置するように構成すると、風が帆本体に当たったときには重力と逆向きとなる上向き方向に揚力を発生するので、起立開始時のトルクを減少でき、また、横帆の格納の途中において安定した状態となる。更に、甲板2に載置された状態では雨水が帆本体に溜まり難くなる。
【0013】
そして、上記の目的を達成するための本発明の横帆の格納及び展開方法は、主機関及び主機関により駆動される推進装置を備えた船舶の甲板上に備えた硬帆で形成される横帆の格納及び展開方法において、前記横帆の格納時には前記横帆の帆本体の根元支持部に設けた回転機構の回りに回転して転倒させて前記甲板に載置し、前記横帆の展開時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して起立させることを特徴とする方法である。
【0014】
この方法によれば、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。
【0015】
上記の横帆の格納及び展開方法において、複数段で形成した前記帆本体を、前記横帆の格納時に前記帆本体を折り畳んで前記甲板に載置する方法を採用すると、横帆の格納時に甲板上に占める帆本体の割合が小さくなり、甲板作業への影響を少なくすることができる。
【0016】
上記の横帆の格納及び展開方法において、前記帆本体の起立及び転倒を前記回転機構に設けたピストンの伸縮で行う方法を採用すると、比較的簡単な構造と制御で横帆の格納と展開を行うことができるようになる。
【0017】
上記の横帆の格納及び展開方法において、前記横帆の格納時に上面となる部分を前記帆本体の凸面側にして前記甲板に載置する方法を採用すると、風が帆本体に当たったときには重力と逆向きとなる上向き方向に揚力を発生するので、起立開始時のトルクを減少でき、また、横帆の格納の途中において安定した状態となる。更に、甲板2に載置された状態では雨水が帆本体に溜まり難くなる。
【発明の効果】
【0018】
本発明の硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法によれば、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る実施の形態の硬帆で形成される横帆を備えた船舶の構成を示す図である。
【図2】横帆の凸面が上側となる横帆の格納時の状態を示す斜視図である。
【図3】図2の横帆の展開時の状態の横帆を示す斜視図である。
【図4】横帆の凹面が上側となる横帆の格納時の状態を示す斜視図である。
【図5】図4の横帆の展開時の状態の横帆を示す斜視図である。
【図6】格納及び展開用にピストンを用いる構成の横帆の背面図である。
【図7】図6の横帆の平面図である。
【図8】図6の横帆を格納した状態の側面図である。
【図9】図6の横帆を展開した状態の側面図である。
【図10】横帆の格納時の複数段で形成された帆本体を折り畳んだ状態を示す斜視図である。
【図11】図10の横帆の格納と展開の途中状態を示す斜視図である。
【図12】図10の横帆の展開時の状態を示す斜視図である。
【図13】横帆の格納時のマストとワイヤーを用いて帆本体を転倒した状態を示す斜視図である。
【図14】図13の横帆の展開時の状態を示す斜視図である。
【図15】横帆の格納時の、マストを昇降する昇降装置を用いて複数段で形成された帆本体を折り畳んだ状態を示す斜視図である。
【図16】図15の横帆の格納と展開の途中状態を示す斜視図である。
【図17】図15の横帆の展開時の状態を示す斜視図である。
【図18】カウンターウェイトを用いる横帆の格納状態を示す斜視図である。
【図19】カウンターウェイトとマストとワイヤーを用いる横帆の格納状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態の硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法について説明する。図1に示すように、この硬帆で形成される横帆を備えた船舶(以下船舶という)1は、主機関及び主機関により駆動される推進装置を備えると共に、補助推進として、甲板2上に配置された硬帆で形成された横帆(以下横帆という)10を備えて構成される。
【0021】
この船舶1では、横帆10の根元支持部14に回転機構20と旋回機構30を設け、図2又は図4に示すように、横帆10の格納時には横帆10の帆本体11を回転機構20の回りに回転して転倒させて甲板2に載置し、また、図3又は図5に示すように、横帆10の展開時には帆本体11を回転機構20の回りに回転して甲板2上に起立させるように構成される。そして、横帆10を展開して、横帆10に風を受けて補助推進として利用しながら航行する際には、風向きや風速等を計測しながら、最適な角度になるように、横帆10の帆本体11を旋回機構30により旋回させる。
【0022】
この横帆10の帆本体11は、硬帆で一体で、又は複数段の構成ではその段毎に一体で形成する。この横帆10では、帆本体11の左右縁部に、帆本体11の板厚を増やしたり、補強部材を取り付けたりした補強部を設けて、帆本体11の形状を保持する。この補強部には、補強のみでなく、前縁剥離を抑制し、幅広い迎角で発生する揚力を高く保つ効果も発生する役割を持たせることが好ましい。この構成によれば、軟帆に比べて機構が簡単となり、帆本体11を支持するための支持機構14と横帆10の方向を風向きによって変えるための旋回機構30と、展開及び格納の回転機構20を設けるだけで済むので、帆装置の機構が単純化し、軽量化できる。
【0023】
また、この帆本体11の正面から見た形状は、図面では矩形に形成しているが、必ずしも、矩形に限定されず、横帆の強度保持、船体の横揺れ復原力(横帆の重心高さに関係)の確保、航行時の視界の確保等の観点から台形やその他の形状に形成してもよい。
【0024】
また、この帆本体11の横断面形状は、左右対称に形成することが好ましい。この左右対称の形状としては、左右対称の円弧、楕円弧、長円弧、多角形翼等が考えられる。この左右対称の構成により、動力補助としての十分な揚力を確保しつつ、帆本体11の製造過程における加工を単純化し、工作性を向上して、製造及び組立における工程が短縮化する。また、左右対称の風向に対して左右に同じ角度旋回したときに、同じ風力による推進力が得られるようになるので、帆本体11の制御を船体中心線に対して左右対称な風向きに関して同じ制御とすることができ、制御を単純化できる。
【0025】
そして、図2及び図3の構成では、横帆10の格納時に、横帆10の帆本体11を後方に倒して、上面となる部分を横帆の凸面側にして甲板2に載置し、図4及び図5の構成では、帆本体11を前方に倒して、横帆10の格納時に上面となる部分を帆本体11の凹面側にして甲板2に載置する。
【0026】
図2及び図3の構成では、横帆10の格納時に帆本体11の凸面側が上になっているので、風が帆本体11に当たったときには重力と逆向きとなる上向き方向に揚力を発生するので、起立開始時のトルクを減少でき、また、横帆10の格納の途中において安定した状態となる。更に、甲板2に載置された状態では雨水が帆本体に溜まり難くなる。
【0027】
また、図4及び図5の構成では、横帆10の格納又は展開の途中で、帆本体11の凸面側が下になっているので、風が帆本体に当たったときには重力と同じ向きとなる下向き方向に揚力を発生するので、転倒開始時のトルクを減少でき、また、横帆10の格納途中において転倒状態で安定する方向に力が作用する。また、甲板2に載置された状態では風が当たったときに帆本体11を甲板2に押しつける力が作用するので、安全面で効果がある。
【0028】
そして、この横帆10の転倒及び起立を行う構成は、例えば、図6〜図9に示すように、回転機構20に設けたピストン22で行うように構成する。このピストン22は、油圧ピストン等で形成される。この構成では、回転機構20の回転部21を挟んで、ピストン22の一端側を支柱14の帆本体11側に、他端側を支柱14の根元側に、それぞれヒンジ22a、22bを介して接続して構成される。
【0029】
そして、図8に示すように、ピストン22の縮小により帆本体11を回転部21の回りに回転させて転倒して格納し、また、図9に示すように、ピストン22の展長により帆本体11を回転部21の回りに回転させて起立させる。この構成によれば、比較的簡単な構造と制御で横帆の格納と展開を行うことができる。
【0030】
この構成と横帆の格納及び展開方法により、横帆10を必要としないときに、横帆10の存在を無視できる程度まで格納して、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。
【0031】
図10〜図12では、横帆10を複数段(図10〜図12の構成では2段)で形成すると共に、横帆10の格納時に横帆10を折り畳んで甲板2上に載置するように構成する。この場合には、横帆10の格納時に甲板2上に占める横帆10の割合が小さくなり、甲板作業への影響を少なくすることができる。
【0032】
次に、ピストンを用いない他の転倒及び起立方法について説明する。図13と図14に示す方法は、帆本体11の上部をマスト(ポスト)23の頂部に設けたプーリー24を経由するワイヤー25で支え、甲板2上に設けたワイヤー巻取り装置26でワイヤー25を繰り出すことで、図13に示すように帆本体11を格納し、ワイヤー25を巻き取ることで、図14に示すように帆本体11を起立する。
【0033】
図15〜図17に示す方法は、帆本体11の上部をヒンジを介して支持し、ポスト23に沿って上下させると共に、複数段(図15〜図17の構成では2段)で形成した横帆10を格納時には、図15に示すように帆本体11の上部を昇降装置(図示しない)によってマスト23に沿って降下させて帆本体11を折り畳んで甲板2に載置し、横帆10の展開時には、図17に示すように帆本体11の上部を昇降装置によってポスト23に沿って上昇させて帆本体11を起立させる。この場合には、マスト23と帆本体11をリンク機構によって連結して、昇降装置によって帆本体11の上部をマストレール(図示しない)に沿って動かすように構成する。
【0034】
図18と図19に示す方法は、カウンターウェイト(釣り合い錘)40を用いる方法であり、図18に示す方法は、図4と図5の構成にカウンターウェイト40を設けることで、転倒及び起立用のトルクを減少させる。また、図19に示す方法は、図13と図14の構成にカウンターウェイト40を設けることで、転倒及び起立用のトルクを減少させる。
【0035】
なお、図1〜図12及び図18に示すような、マスト23を用いない全可倒型の場合には、格納時には視界を妨げることがないという利点があるが、帆本体11を支える回転機構20の回転部(ヒンジ部)21の強度上の問題があり、図13〜図17及び図19に示すような、マスト23を用いるマスト型の場合には、構成が比較的単純で比較的容易な構成であるが、格納時には船橋(ブリッジ)3からの視界を妨げるマスト23が起立したまま残るという問題がある。
【0036】
また、横帆10の甲板2上の配置に関しては、図1に示すように、横帆10は船橋3の監視位置から一直線になるように配置して、横帆10を展開して航走しているときに、船橋3からの視界が妨げられる範囲をできるだけ小さくすることが好ましい。また、前方に行くに連れて高さを低くすることにより、見通し線を確保して、前方の視界をできるだけ広くすることが好ましい。 上記の船舶1及び横帆の格納及び展開方法によれば、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0037】
本発明の硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法によれば、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができるので、既存の船舶を含め多くの船舶に利用することができる。
【符号の説明】
【0038】
1 船舶
2 甲板
3 船橋
10 横帆
11 帆本体
14 支柱
20 回転機構
21 回転部
22 ピストン
23 マスト
24 プーリー
25 ワイヤー
26 ワイヤー巻取り装置
30 旋回機構
40 カウンターウェイト
【技術分野】
【0001】
本発明は、主機関及び主機関により駆動される推進装置を備えると共に、推進補助として硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法に関する。
【背景技術】
【0002】
船舶が排出する二酸化炭素(CO2)の総量を削減するためには、新造船のみならず、既に存在する多数の船舶における二酸化炭素の排出量の削減が効果的である。既存船に装備可能な省エネ装置として、プロペラ周辺に装備する省エネ付加物があるが、この省エネ付加物に関しては今までにも性能改善が進んでおり、今後の劇的な性能向上は難しいと考えられている。そのため、これらの省エネ付加物に加えて、既存船にも装備可能な新たな省エネ装置の開発が重要な課題となってきている。
【0003】
これに関連して、帆を装備した貨物船が、1980年代に、内航船や外航ばら積み船をはじめとして十数隻建造されており、その効果は既に実証されている。これらの帆装船は、帆の面積が比較的小さな面積であるため、この補助的な帆の省エネルギー効果は限定的ではあるが、操船、視界、構造、艤装等に大きな影響を与えずに、既存船舶への取り付けが容易にできるものであり、新たに求められる省エネルギー装置の一候補となっている。
【0004】
この機帆走を前提とする大型商船へ装備される硬帆においては、縮帆を行う機構が重要であり、多くの提案や開発が行われており、例えば、硬帆集合体を、入れ子状に配置した複数段の翼断面筒体の硬帆で形成し、収納は直上段の硬帆を直下段の硬帆に入れ子状に順次収納する硬帆を備える帆走船が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
しかしながら、この入れ子状の硬帆では格納状態において最下段の翼断面筒体が残ることになり、格納時の帆の面積が展開時の帆の面積に比べれば著しく小さくなるものの、殆ど帆の存在を無視できる程度まで格納することはできないという問題がある。この帆の格納の問題は、輻輳海域での視界の確保、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上、向かい風の下での空力抵抗の低減等の面から重要な課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2009−214633号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上述の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の目的を達成するための本発明の硬帆で形成される横帆を備えた船舶は、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えると共に、前記横帆の帆本体の根元支持部に回転機構を設け、前記横帆の格納時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して転倒させて前記甲板に載置し、前記横帆の展開時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して起立させるように構成される。
【0009】
この構成によれば、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。
【0010】
上記の硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、前記帆本体を複数段で形成すると共に、前記横帆の格納時に前記帆本体を折り畳んで前記甲板に載置するように構成すると、横帆の格納時に甲板上に占める横帆の割合が小さくなり、甲板作業への影響を少なくすることができる。
【0011】
上記の硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、前記帆本体の起立及び転倒を前記回転機構に設けたピストンの伸縮で行うように構成すると、比較的簡単な構造と制御で横帆の展開と格納を行うことができるようになる。
【0012】
上記の硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、前記横帆の格納時に上面となる部分を前記帆本体の凸面側にして前記甲板に載置するように構成すると、風が帆本体に当たったときには重力と逆向きとなる上向き方向に揚力を発生するので、起立開始時のトルクを減少でき、また、横帆の格納の途中において安定した状態となる。更に、甲板2に載置された状態では雨水が帆本体に溜まり難くなる。
【0013】
そして、上記の目的を達成するための本発明の横帆の格納及び展開方法は、主機関及び主機関により駆動される推進装置を備えた船舶の甲板上に備えた硬帆で形成される横帆の格納及び展開方法において、前記横帆の格納時には前記横帆の帆本体の根元支持部に設けた回転機構の回りに回転して転倒させて前記甲板に載置し、前記横帆の展開時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して起立させることを特徴とする方法である。
【0014】
この方法によれば、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。
【0015】
上記の横帆の格納及び展開方法において、複数段で形成した前記帆本体を、前記横帆の格納時に前記帆本体を折り畳んで前記甲板に載置する方法を採用すると、横帆の格納時に甲板上に占める帆本体の割合が小さくなり、甲板作業への影響を少なくすることができる。
【0016】
上記の横帆の格納及び展開方法において、前記帆本体の起立及び転倒を前記回転機構に設けたピストンの伸縮で行う方法を採用すると、比較的簡単な構造と制御で横帆の格納と展開を行うことができるようになる。
【0017】
上記の横帆の格納及び展開方法において、前記横帆の格納時に上面となる部分を前記帆本体の凸面側にして前記甲板に載置する方法を採用すると、風が帆本体に当たったときには重力と逆向きとなる上向き方向に揚力を発生するので、起立開始時のトルクを減少でき、また、横帆の格納の途中において安定した状態となる。更に、甲板2に載置された状態では雨水が帆本体に溜まり難くなる。
【発明の効果】
【0018】
本発明の硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法によれば、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る実施の形態の硬帆で形成される横帆を備えた船舶の構成を示す図である。
【図2】横帆の凸面が上側となる横帆の格納時の状態を示す斜視図である。
【図3】図2の横帆の展開時の状態の横帆を示す斜視図である。
【図4】横帆の凹面が上側となる横帆の格納時の状態を示す斜視図である。
【図5】図4の横帆の展開時の状態の横帆を示す斜視図である。
【図6】格納及び展開用にピストンを用いる構成の横帆の背面図である。
【図7】図6の横帆の平面図である。
【図8】図6の横帆を格納した状態の側面図である。
【図9】図6の横帆を展開した状態の側面図である。
【図10】横帆の格納時の複数段で形成された帆本体を折り畳んだ状態を示す斜視図である。
【図11】図10の横帆の格納と展開の途中状態を示す斜視図である。
【図12】図10の横帆の展開時の状態を示す斜視図である。
【図13】横帆の格納時のマストとワイヤーを用いて帆本体を転倒した状態を示す斜視図である。
【図14】図13の横帆の展開時の状態を示す斜視図である。
【図15】横帆の格納時の、マストを昇降する昇降装置を用いて複数段で形成された帆本体を折り畳んだ状態を示す斜視図である。
【図16】図15の横帆の格納と展開の途中状態を示す斜視図である。
【図17】図15の横帆の展開時の状態を示す斜視図である。
【図18】カウンターウェイトを用いる横帆の格納状態を示す斜視図である。
【図19】カウンターウェイトとマストとワイヤーを用いる横帆の格納状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態の硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法について説明する。図1に示すように、この硬帆で形成される横帆を備えた船舶(以下船舶という)1は、主機関及び主機関により駆動される推進装置を備えると共に、補助推進として、甲板2上に配置された硬帆で形成された横帆(以下横帆という)10を備えて構成される。
【0021】
この船舶1では、横帆10の根元支持部14に回転機構20と旋回機構30を設け、図2又は図4に示すように、横帆10の格納時には横帆10の帆本体11を回転機構20の回りに回転して転倒させて甲板2に載置し、また、図3又は図5に示すように、横帆10の展開時には帆本体11を回転機構20の回りに回転して甲板2上に起立させるように構成される。そして、横帆10を展開して、横帆10に風を受けて補助推進として利用しながら航行する際には、風向きや風速等を計測しながら、最適な角度になるように、横帆10の帆本体11を旋回機構30により旋回させる。
【0022】
この横帆10の帆本体11は、硬帆で一体で、又は複数段の構成ではその段毎に一体で形成する。この横帆10では、帆本体11の左右縁部に、帆本体11の板厚を増やしたり、補強部材を取り付けたりした補強部を設けて、帆本体11の形状を保持する。この補強部には、補強のみでなく、前縁剥離を抑制し、幅広い迎角で発生する揚力を高く保つ効果も発生する役割を持たせることが好ましい。この構成によれば、軟帆に比べて機構が簡単となり、帆本体11を支持するための支持機構14と横帆10の方向を風向きによって変えるための旋回機構30と、展開及び格納の回転機構20を設けるだけで済むので、帆装置の機構が単純化し、軽量化できる。
【0023】
また、この帆本体11の正面から見た形状は、図面では矩形に形成しているが、必ずしも、矩形に限定されず、横帆の強度保持、船体の横揺れ復原力(横帆の重心高さに関係)の確保、航行時の視界の確保等の観点から台形やその他の形状に形成してもよい。
【0024】
また、この帆本体11の横断面形状は、左右対称に形成することが好ましい。この左右対称の形状としては、左右対称の円弧、楕円弧、長円弧、多角形翼等が考えられる。この左右対称の構成により、動力補助としての十分な揚力を確保しつつ、帆本体11の製造過程における加工を単純化し、工作性を向上して、製造及び組立における工程が短縮化する。また、左右対称の風向に対して左右に同じ角度旋回したときに、同じ風力による推進力が得られるようになるので、帆本体11の制御を船体中心線に対して左右対称な風向きに関して同じ制御とすることができ、制御を単純化できる。
【0025】
そして、図2及び図3の構成では、横帆10の格納時に、横帆10の帆本体11を後方に倒して、上面となる部分を横帆の凸面側にして甲板2に載置し、図4及び図5の構成では、帆本体11を前方に倒して、横帆10の格納時に上面となる部分を帆本体11の凹面側にして甲板2に載置する。
【0026】
図2及び図3の構成では、横帆10の格納時に帆本体11の凸面側が上になっているので、風が帆本体11に当たったときには重力と逆向きとなる上向き方向に揚力を発生するので、起立開始時のトルクを減少でき、また、横帆10の格納の途中において安定した状態となる。更に、甲板2に載置された状態では雨水が帆本体に溜まり難くなる。
【0027】
また、図4及び図5の構成では、横帆10の格納又は展開の途中で、帆本体11の凸面側が下になっているので、風が帆本体に当たったときには重力と同じ向きとなる下向き方向に揚力を発生するので、転倒開始時のトルクを減少でき、また、横帆10の格納途中において転倒状態で安定する方向に力が作用する。また、甲板2に載置された状態では風が当たったときに帆本体11を甲板2に押しつける力が作用するので、安全面で効果がある。
【0028】
そして、この横帆10の転倒及び起立を行う構成は、例えば、図6〜図9に示すように、回転機構20に設けたピストン22で行うように構成する。このピストン22は、油圧ピストン等で形成される。この構成では、回転機構20の回転部21を挟んで、ピストン22の一端側を支柱14の帆本体11側に、他端側を支柱14の根元側に、それぞれヒンジ22a、22bを介して接続して構成される。
【0029】
そして、図8に示すように、ピストン22の縮小により帆本体11を回転部21の回りに回転させて転倒して格納し、また、図9に示すように、ピストン22の展長により帆本体11を回転部21の回りに回転させて起立させる。この構成によれば、比較的簡単な構造と制御で横帆の格納と展開を行うことができる。
【0030】
この構成と横帆の格納及び展開方法により、横帆10を必要としないときに、横帆10の存在を無視できる程度まで格納して、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。
【0031】
図10〜図12では、横帆10を複数段(図10〜図12の構成では2段)で形成すると共に、横帆10の格納時に横帆10を折り畳んで甲板2上に載置するように構成する。この場合には、横帆10の格納時に甲板2上に占める横帆10の割合が小さくなり、甲板作業への影響を少なくすることができる。
【0032】
次に、ピストンを用いない他の転倒及び起立方法について説明する。図13と図14に示す方法は、帆本体11の上部をマスト(ポスト)23の頂部に設けたプーリー24を経由するワイヤー25で支え、甲板2上に設けたワイヤー巻取り装置26でワイヤー25を繰り出すことで、図13に示すように帆本体11を格納し、ワイヤー25を巻き取ることで、図14に示すように帆本体11を起立する。
【0033】
図15〜図17に示す方法は、帆本体11の上部をヒンジを介して支持し、ポスト23に沿って上下させると共に、複数段(図15〜図17の構成では2段)で形成した横帆10を格納時には、図15に示すように帆本体11の上部を昇降装置(図示しない)によってマスト23に沿って降下させて帆本体11を折り畳んで甲板2に載置し、横帆10の展開時には、図17に示すように帆本体11の上部を昇降装置によってポスト23に沿って上昇させて帆本体11を起立させる。この場合には、マスト23と帆本体11をリンク機構によって連結して、昇降装置によって帆本体11の上部をマストレール(図示しない)に沿って動かすように構成する。
【0034】
図18と図19に示す方法は、カウンターウェイト(釣り合い錘)40を用いる方法であり、図18に示す方法は、図4と図5の構成にカウンターウェイト40を設けることで、転倒及び起立用のトルクを減少させる。また、図19に示す方法は、図13と図14の構成にカウンターウェイト40を設けることで、転倒及び起立用のトルクを減少させる。
【0035】
なお、図1〜図12及び図18に示すような、マスト23を用いない全可倒型の場合には、格納時には視界を妨げることがないという利点があるが、帆本体11を支える回転機構20の回転部(ヒンジ部)21の強度上の問題があり、図13〜図17及び図19に示すような、マスト23を用いるマスト型の場合には、構成が比較的単純で比較的容易な構成であるが、格納時には船橋(ブリッジ)3からの視界を妨げるマスト23が起立したまま残るという問題がある。
【0036】
また、横帆10の甲板2上の配置に関しては、図1に示すように、横帆10は船橋3の監視位置から一直線になるように配置して、横帆10を展開して航走しているときに、船橋3からの視界が妨げられる範囲をできるだけ小さくすることが好ましい。また、前方に行くに連れて高さを低くすることにより、見通し線を確保して、前方の視界をできるだけ広くすることが好ましい。 上記の船舶1及び横帆の格納及び展開方法によれば、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0037】
本発明の硬帆で形成される横帆を備えた船舶及び横帆の格納及び展開方法によれば、主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えた船舶において、帆を必要としないときに、帆の存在を無視できる程度まで格納できて、輻輳海域での視界の確保と、強風の下での操船、錨泊、離着桟に関する性能の向上と、向かい風の下での空力抵抗の低減を図ることができるので、既存の船舶を含め多くの船舶に利用することができる。
【符号の説明】
【0038】
1 船舶
2 甲板
3 船橋
10 横帆
11 帆本体
14 支柱
20 回転機構
21 回転部
22 ピストン
23 マスト
24 プーリー
25 ワイヤー
26 ワイヤー巻取り装置
30 旋回機構
40 カウンターウェイト
【特許請求の範囲】
【請求項1】
主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えると共に、前記横帆の帆本体の根元支持部に回転機構を設け、前記横帆の格納時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して転倒させて前記甲板に載置し、前記横帆の展開時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して起立させることを特徴とする硬帆で形成される横帆を備えた船舶。
【請求項2】
前記帆本体を複数段で形成すると共に、前記横帆の格納時に前記帆本体を折り畳んで前記甲板に載置することを特徴とする請求項1に記載の硬帆で形成される横帆を備えた船舶。
【請求項3】
前記帆本体の起立及び転倒を前記回転機構に設けたピストンの伸縮で行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の硬帆で形成される横帆を備えた船舶。
【請求項4】
前記横帆の格納時に上面となる部分を前記帆本体の凸面側にして前記甲板に載置することを特徴とする請求項1、2、又は3に記載の硬帆で形成される横帆を備えた船舶。
【請求項5】
主機関及び主機関により駆動される推進装置を備えた船舶の甲板上に備えた硬帆で形成される横帆の格納及び展開方法において、前記横帆の格納時には前記横帆の帆本体の根元支持部に設けた回転機構の回りに回転して転倒させて前記甲板に載置し、前記横帆の展開時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して起立させることを特徴とする横帆の格納及び展開方法。
【請求項6】
複数段で形成した前記帆本体を、前記横帆の格納時に前記帆本体を折り畳んで前記甲板に載置することを特徴とする請求項5に記載の横帆の格納及び展開方法。
【請求項7】
前記帆本体の起立及び転倒を前記回転機構に設けたピストンの伸縮で行うことを特徴とする請求項5又は6に記載の横帆の格納及び展開方法。
【請求項8】
前記横帆の格納時に上面となる部分を前記帆本体の凸面側にして前記甲板に載置することを特徴とする請求項5、6、又は7に記載の横帆の格納及び展開方法。
【請求項1】
主機関及び主機関により駆動される推進装置と、甲板上に配置された硬帆で形成される横帆を備えると共に、前記横帆の帆本体の根元支持部に回転機構を設け、前記横帆の格納時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して転倒させて前記甲板に載置し、前記横帆の展開時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して起立させることを特徴とする硬帆で形成される横帆を備えた船舶。
【請求項2】
前記帆本体を複数段で形成すると共に、前記横帆の格納時に前記帆本体を折り畳んで前記甲板に載置することを特徴とする請求項1に記載の硬帆で形成される横帆を備えた船舶。
【請求項3】
前記帆本体の起立及び転倒を前記回転機構に設けたピストンの伸縮で行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の硬帆で形成される横帆を備えた船舶。
【請求項4】
前記横帆の格納時に上面となる部分を前記帆本体の凸面側にして前記甲板に載置することを特徴とする請求項1、2、又は3に記載の硬帆で形成される横帆を備えた船舶。
【請求項5】
主機関及び主機関により駆動される推進装置を備えた船舶の甲板上に備えた硬帆で形成される横帆の格納及び展開方法において、前記横帆の格納時には前記横帆の帆本体の根元支持部に設けた回転機構の回りに回転して転倒させて前記甲板に載置し、前記横帆の展開時には前記帆本体を前記回転機構の回りに回転して起立させることを特徴とする横帆の格納及び展開方法。
【請求項6】
複数段で形成した前記帆本体を、前記横帆の格納時に前記帆本体を折り畳んで前記甲板に載置することを特徴とする請求項5に記載の横帆の格納及び展開方法。
【請求項7】
前記帆本体の起立及び転倒を前記回転機構に設けたピストンの伸縮で行うことを特徴とする請求項5又は6に記載の横帆の格納及び展開方法。
【請求項8】
前記横帆の格納時に上面となる部分を前記帆本体の凸面側にして前記甲板に載置することを特徴とする請求項5、6、又は7に記載の横帆の格納及び展開方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【公開番号】特開2012−240539(P2012−240539A)
【公開日】平成24年12月10日(2012.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−111799(P2011−111799)
【出願日】平成23年5月18日(2011.5.18)
【出願人】(000005902)三井造船株式会社 (1,723)
【公開日】平成24年12月10日(2012.12.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年5月18日(2011.5.18)
【出願人】(000005902)三井造船株式会社 (1,723)
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