大型船舶的制作方法

1.本发明涉及一种大型船舶，特别是涉及一种在甲板上沿着在俯视下通过船桥的监视位置和船头的中心线隔开间隔地设置有n个(n为3以上的整数)硬帆的全长55m以上的大型船舶。


背景技术：

2.散装货船(也称为散货船(bulk carrier))等大型船舶消耗大量的化石燃料，因此成为co2的排出源。为了抑制化石燃料的消耗，正在推进如下尝试：在大型船舶上设置硬帆以辅助推进力，从而削减co2的排出。“硬帆”是为了利用风力不使用布料等柔软的原材料而使用钢制材料等的帆。
3.硬帆以在甲板上接收风的方式设置，因此为了不影响船舶的航行，在甲板上竖立有沿垂直方向延伸的硬帆的情况下，需要确保从船桥观察的视野(例如，日本专利第5763479号(专利文献1))。
4.在先技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本专利第5763479号
7.为了实现安全的航行，存在规定用于确保船舶的安全性的规则的多国间条约“用于海上的人命的安全的国际条约(international convention for the safety of life at sea)(solas条约)”。现行的solas条约以全长为55m以上的船舶为对象，对从船桥的视野进行了详细规定(参照solas条约第五章第二十二规则“航海船桥的视野(chapter v regulation 22navigation bridge visibility)”)。
8.需要说明的是，各国规定的船舶的安全基准由依据solas条约的法律、规则规定，例如，在日本，一般财团法人日本海事协会(classnk)公开的规则(钢船规则)等相当于此。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于，提供一种依据solas条约的、具有能够确保从船桥的视野的硬帆的大型船舶。
10.作为本发明的改良对象的船舶是在甲板上沿着在俯视下通过船桥的监视位置和船头的中心线隔开间隔地设置有n个(n为3以上的整数)硬帆的全长55m以上的大型船舶。在这样的大型船舶中，在将最接近船头的硬帆设定为第1个硬帆、将最接近监视位置的硬帆设定为第n个硬帆时，本发明的大型船舶满足以下三个条件：
11.第一条件：所有的硬帆的高度尺寸是船体构造物中除了硬帆以外的高度尺寸最高的船体构造物以下的高度尺寸
12.第二条件：在从监视位置观察的情况下，对于第n个硬帆值第m 1个(其中，2≤m＜n的整数)硬帆，以从监视位置的假想视点能够看到所有的第n个硬帆至第m个硬帆的高度方向的顶端的方式来确定高度尺寸
13.第三条件：以从第m-1个硬帆起向船头方向设置的1个以上的硬帆的宽度方向的两端部不超过从监视位置的假想视点观察第m个硬帆的两端时的假想视线的方式来确定宽度尺寸。需要说明的是，在此“观察硬帆的两端时的假想视线”是指在包括假想视点和硬帆的宽度方向的端部的上端和下端的假想面内通过的假想的线。
14.若像这样确定n个硬帆的尺寸，则无需特别的计算，便能够确定在从船桥观察船头时的视野中n个硬帆不会作为遮挡安全视野的障碍物而存在、即遵循了solas条约的可确保从船桥观察的视野的硬帆的形状尺寸。
15.需要说明的是，在此“不超过”包括硬帆的宽度方向的端部与假想视线一致的状态。另外，m在2≤m＜n的范围内由设计者任意确定。
16.只要满足上述的条件，其他设计事项是任意的。例如，第n个硬帆至第m 1个硬帆的宽度尺寸能够任意地决定，但为了提高接收风的能力，也可以超过假想视线。
17.第n个硬帆至第m 1个硬帆的高度尺寸hn只要被设定为满足下述式子，则能够遵循solas条约：
18.高度尺寸hn≤zp-(xn-xp)tanθ-zmin
19.其中，
20.xp：监视位置(船桥)距后部垂线(艉垂线)的船长方向长度尺寸
21.zp：监视位置(船桥)距基线的高度尺寸
22.xn：从船头起第n个硬帆距后部垂线(艉垂线)的船长方向长度尺寸
23.zmin：硬帆的下端距基线的高度尺寸
24.θ：从监视位置(船桥)连结船头的直线与满载吃水线(lwl)所成的角度。
25.同样地，第m个硬帆至第1个硬帆的宽度尺寸bn只要被设定为满足下述式子，则能够遵循solas条约：
26.宽度尺寸bn≤((xn-xp)tan2.5)
×227.其中，
28.xp：监视位置(船桥)距后部垂线(艉垂线)的船长方向长度尺寸
29.xn：从船头起第n个硬帆距后部垂线(艉垂线)的船长方向长度尺寸。
附图说明
30.图1是作为本实施方式的一例的船舶的散装货船的立体图。
31.图2是本实施方式的散装货船的左视图(从右舷侧观察的侧视图)。
32.图3是本实施方式的散装货船的俯视图。
33.图4是示出设置有第七船舱～第九船舱的船体的后方部分的图。
34.图5是将储存库及硬帆装置的部分以从船体分离出的状态示出的立体图。
35.图6是示意地示出储存库的入口的附近部和硬帆装置的装置主体的俯视图。
36.图7是用于说明同步驱动装置的详细情况的示意图。
37.图8是示出在储存库内储存有硬帆的状态的示意图，(a)是主视图，(b)是俯视图。
38.图9是示出将硬帆从储存库取出而成为使用状态的状态的示意图，(a)是主视图，(b)是俯视图。
39.图10是示出具有宽度方向尺寸可变的结构的硬帆的例子的图。
40.图11是示出具有宽度方向尺寸可变的结构的硬帆的例子的图。
41.附图标记说明：
42.1...散装货船；
43.3...船体；
44.5...船头；
45.7...船尾；
46.9...甲板(上甲板)；
47.11(11a～11i)...船舱；
48.13(13a～13i)...开口部；
49.15(15a～15i)...边缘部件；
50.17(17a～17i)...舱口盖；
51.19...船桥；
52.21...雷达桅杆；
53.23...烟囱；
54.25(25a～25h)...风力推进装置(硬帆装置)；
55.27(27a～27h)...风力推进力产生部(硬帆)；
56.29(29a～29h)...储存库；
57.31...入口；
58.33...盖构件；
59.35...振动抑制肋架；
60.37...双层底；
61.39、39
′
...一对下部斜边舱；
62.41、41
′
...一对上部斜边舱；
63.43...活塞；
64.45...装置主体；
65.47...升降装置；
66.49...轴部；
67.51...驱动装置；
68.53...圆筒；
69.55...第一滚轮；
70.57...第二滚轮；
71.59、59
′
...一对升降机构；
72.61、61
′
...一对线状体组；
73.63、63
′
...一对绞盘；
74.65、65
′
...一对滑轮装置；
75.67...同步驱动装置；
76.69、69
′
...旋转轴；
77.71...第一电动机；
78.73...第二电动机；
79.75...第一力传递机构；
80.77...第二力传递机构；
81.79...第三力传递机构；
82.81...第四力传递机构；
83.83...第一驱动链轮；
84.85...第一被驱动链轮；
85.87...第一链条；
86.89...第二驱动链轮；
87.91...第一被驱动轴；
88.93...第二被驱动链轮；
89.95...第二链条；
90.97...第一反转机构；
91.99...第三驱动链轮；
92.101...第三被驱动链轮；
93.103...第三链条；
94.105...第四驱动链轮；
95.107...第二被驱动轴；
96.109...第四被驱动链轮；
97.113...第二反转机构。
具体实施方式
98.以下，参照附图对本发明的船舶的实施方式进行详细说明。
99.图1是本实施方式的一例的船舶、即散装货船的立体图，图2是本实施方式的散装货船的左视图(从右舷侧观察的侧视图)，图3是俯视图。另外，图4是设置有后述的第七船舱～第九船舱的船体的后方部分的局部剖切立体图。
100.《整体结构》
101.本实施方式的散装货船1是成为规定用于确保船舶的安全性的规则的多国间条约“用于海上的人命的安全的国际条约(international convention for the safety of life at sea)(solas条约)”的对象的、全长55m以上的大型船舶。散装货船1在船体3的行进方向的一方的端部具有船头5，在另一方的端部具有船尾7，在船体3上具有甲板(上甲板)9。散装货船1的船体3内被划分多个区域，如图4中局部所示，在甲板9的下方形成有装载货物的船舱11(第一船舱11a～第九船舱11i)。需要说明的是，在图1中，对第一船舱～第九船舱存在于内部的位置标注附图标记11a～11i。第一船舱11a～第九船舱11i分别具备在甲板9开口的开口部13a～13i、包围开口部13a～13i的周围的边缘部件(舱口围板)15a～15i、以及在船体的宽度方向上滑动并关闭开口部13a～13i的舱口盖17a～17i。在船尾7设置有船桥19、雷达桅杆21、以及烟囱23。
102.本实施方式的散装货船1具备8台风力推进装置25。在本实施方式中，具体而言，8台风力推进装置25是8台硬帆装置25a～25h。8台硬帆装置25a～25h分别具备作为风力推进力产生部的硬帆27a～27h。在图1至图3中，硬帆装置25a～25h处于使用状态，成为硬帆27a
～27h在甲板9上沿垂直方向延伸的状态。8台硬帆装置25a～25h与配置于在船舶的行进方向fd上排列的2个船舱11之间(例如，第一船舱11a与第二船舱11b之间、第二船舱11b与第三船舱11c之间
···
)的储存库(29a～29h)成组。需要说明的是，在图1中，对储存库存在的位置标注附图标记29a～29h。如后所述，硬帆27a～27h成为能够储存于在甲板9下设置的储存库29a～29h内的结构。
103.《用于确保船桥的视野的设计》
104.在本实施方式中，硬帆27a～27h在甲板9上沿着在俯视下通过船桥19的监视位置wp和船头5的顶部的中心线cl隔开间隔地配置有8个〔在一般化的情况下，n个(n为3以上的整数)〕，在将最接近船头5的硬帆27a定为第1个硬帆、将最接近监视位置wp的硬帆定为第n个硬帆时，设计成满足以下三个条件。
105.第一条件：所有的硬帆的高度尺寸是船体构造物中除了硬帆以外的高度尺寸最高的物体以下的高度尺寸。在本实施方式中，如图2所示，雷达桅杆21的高度尺寸最高(图2所示的高度尺寸zmax)，因此第1个至第8个硬帆(硬帆27a～27h)全部为雷达桅杆21的高度尺寸以下。
106.第二条件：在从监视位置wp观察的情况下，对于第n个硬帆至第m 1个(其中，2≤m＜n的整数)的硬帆，以从监视位置wp的假想视点能够看到所有的第n个硬帆至第m个硬帆的高度方向的顶端的方式来确定高度尺寸。需要说明的是，在本说明书中“假想视点”是指在监视位置具有平均身高的船员在站立的状态下的双眼的视点的位置。在本实施方式中，n＝8，m＝3，硬帆27a是第1个硬帆，硬帆27c是第3(＝m)个硬帆，硬帆27d是第4(＝m 1)个硬帆，硬帆27h是第8(＝n)个硬帆。如图2所示，对于第8个硬帆27h至第4个硬帆27d，以从监视位置wp的假想视点能够看到所有的第8个硬帆27h至第3个硬帆27c的高度方向的顶端(看不到第1个及第2个顶端)的方式来确定高度尺寸。
107.第三条件：以从第m-1个硬帆起向船头方向设置的1个以上硬帆的宽度方向的两端部不超过从监视位置wp的假想视点观察第m个硬帆的两端时的假想视线il的方式来确定宽度尺寸。本说明书中的“假想视线il”是指包括将假想视点与第m个硬帆的宽度方向的两端的上端及下端连结的2个面的视线，在第m个硬帆的宽度方向的两端相对于甲板垂直地沿上下方向延伸的情况下，相当于将假想视点与第m个硬帆的宽度方向的两端的上端至下端中的任一部分连结的线。在本实施方式中，n＝8，m＝3，硬帆27b是第2(＝m-1)个硬帆，硬帆27c是第3(＝m)个硬帆。如图3所示，以第1个硬帆27a和第2个硬帆27b的宽度方向的两端部不超过从监视位置wp的假想视点观察第3个硬帆27c的两端时的假想视线il的方式确定宽度尺寸。需要说明的是，在此，“不超过”包括硬帆的宽度方向的端部与假想视线一致的状态。另外，m在2≤m＜n的范围内由设计者任意确定。
108.第n个硬帆至第m 1个硬帆(在本实施方式中，第8个硬帆27h至第4个硬帆27d)的高度尺寸hn能够表现为满足下述式子：
109.高度尺寸hn≤zp-(xn-xp)tanθ-zmin
110.其中，
111.xp：监视位置(船桥)距后部垂线(艉垂线：aft perpendicular)的船长方向长度尺寸
112.zp：监视位置(船桥)距基线(船底基准线)的高度尺寸
113.xn：从船头起第n个硬帆距后部垂线(艉垂线)的船长方向长度尺寸
114.zmin：硬帆的下端距基线(船底基准线)的高度尺寸
115.θ：从监视位置(船桥)连结至船头的直线与满载吃水线(lwl)所成的角度。
116.同样地，第m个硬帆至第1个硬帆(在本实施方式中，第3个硬帆27c至第1个硬帆27a)的宽度尺寸bn能够表现为满足下述式子：
117.宽度尺寸bn≤((xn-xp)tan2.5)
×2118.其中，
119.xp：监视位置(船桥)距后部垂线(艉垂线)的船长方向长度尺寸
120.xn：从船头起第n个硬帆距后部垂线(艉垂线)的船长方向长度尺寸。
121.若像这样确定n个硬帆的尺寸，则无需特别的计算，便能够确定在从船桥观察船头时的视野中n个硬帆不会作为遮挡安全视野的障碍物而存在、即遵循了solas条约的可确保从船桥观察的视野的硬帆的形状尺寸。
122.《硬帆装置的升降机构》
123.在图4中，示出了设置有第七船舱11g～第九船舱11i的船体3的后方部分。如图所示，在第七船舱11g与第八船舱11h之间、第八船舱11h与第九船舱11i之间设置有将船舱彼此隔开的隔壁(30a～30h)。需要说明的是，在图4中示出了隔壁30g和隔壁30h，在其他图中未图示隔壁30a～30f。该隔壁30a～30h由在船舶的行进方向上隔开间隔排列的2张隔壁板构成。在该2张隔壁板之间设置有收纳硬帆的储存库29。
124.虽在图4中未全部图示，但如在第一船舱11a与第二船舱11b之间设置有储存库29a、在第二船舱11b与第三船舱11c之间设置有储存库29b
···
那样，在船体3中设置有共计8个储存库29a～29h(参照图1)，分别与硬帆装置25a～25h成组。在图4所示的例子中，硬帆27g是从储存库29g取出的使用状态，硬帆27h是储存于储存库29h内的不使用状态。能够根据需要将硬帆收纳在储存库内，因此在风力妨碍航行的情况下，通过将全部的硬帆储存于储存库而能够作为通常的船舶航行，另外在港口处，若将硬帆储存于储存库，则硬帆不会对装卸起重机造成妨碍。
125.图5是将储存库29h及硬帆装置25h的部分以从船体3分离出的状态示出的立体图。其他储存库及硬帆装置的基本结构也相同，因此在以下的说明中，为了方便说明，不进行区别，将储存库设为附图标记29、将硬帆装置设为附图标记25来进行说明，且对于其他储存库及硬帆装置省略说明。图6是示意地示出储存库29的入口31的附近部和硬帆装置25的装置主体45的俯视图。
126.储存库29呈沿船体3的宽度方向wd、上下方向vd及行进方向fd延伸的形状，封闭其入口31的盖构件33以能够在打开位置与关闭位置之间移动的方式配置在甲板9上。在本实施方式中，盖构件33还具备使其在打开入口31的打开位置与关闭入口31的关闭位置之间移动的盖移动机构。在储存库29内，在行进方向fd两侧配置有后述的装置主体45升降时接触的多个振动抑制肋架35。多个振动抑制肋架35焊接于构成前述的隔壁30的2张隔壁板。在储存库29的周围设置有双层底37、设置于船舷侧下部的一对下部斜边舱39、39
′
、以及设置于船舷侧上部的一对上部斜边舱41、41
′
。在储存库29的入口31的附近部配置有构成后述的装置主体45的固定装置的多个(在本实施方式中作为一例共计8个)活塞43(参照图6)。
127.硬帆装置25具备作为风力推进力产生部的硬帆27、固定有硬帆27的装置主体45、
以及使硬帆27沿上下方向升降的升降装置47。装置主体45具备驱动装置51，该驱动装置51包括将硬帆27支承为能够旋转的轴部49、以及使该轴部49转动的转动驱动源。另外，在装置主体45的侧面设置有收容活塞43的延伸部分的共计8个圆筒53(在图6中由虚线表示)、与储存库29的壁面接触的4个第一滚轮55、以及与振动抑制肋架35接触的4个第二滚轮57(参照图6)。升降装置47具备使位于宽度方向wd的装置主体45的两端部以同步的状态一起升降的一对升降机构59、59
′
。
128.[升降机构的详细情况]
[0129]
如图5所示，一对升降机构59、59
′
具备一对线状体组61、61
′
、一对绞盘63、63
′
、一对滑轮装置65、65
′
、一对线状体导出部66、66
′
、以及同步驱动装置67。一对线状体组61、61
′
由分别与装置主体45的两端部连结的吊起用的多根线状体(在本实施方式中为多根链条)构成。一对绞盘63、63
′
配置于甲板9上的入口31的宽度方向wd的两侧，将一对线状体组61、61
′
所包含的多根线状体卷起或放卷。一对滑轮装置65、65
′
将多根线状体引导至对应的绞盘63、63
′
。一对线状体导出部66、66
′
将多根线状体从储存库内导出到对应的滑轮装置。同步驱动装置67将一对绞盘63、63
′
驱动为同步地向相反的方向旋转。
[0130]
图7是用于说明同步驱动装置67的详细情况的示意图。在图7中，对于一对绞盘63、63
′
，仅图示了旋转轴69、69
′
。旋转轴69、69
′
具有一对端部69a、69b及69
′
a、69
′
b。在本实施方式中，同步驱动装置67由同步运转的两台原动机(2个电动机71及73)、以及第一力传递机构75、第二力传递机构77、第三力传递机构79及第四力传递机构81共计4个力传递机构构成。轴的旋转方向如箭头所明示那样。
[0131]
具体而言，第一原动机71具有第一驱动轴71a，第一力传递机构75设置于第一原动机71的第一驱动轴71a与绞盘63的旋转轴69的一方的端部69a之间，传递第一驱动轴71a的旋转以使得绞盘63的旋转轴69向与第一驱动轴71a相同的方向旋转。第二力传递机构77设置于第一原动机71的第一驱动轴71a与绞盘63
′
的旋转轴69
′
的一方的端部69
′
a之间，传递第一驱动轴71a的旋转以使得绞盘63
′
的旋转轴69
′
向与第一驱动轴71a相反的方向旋转。
[0132]
更详细而言，第一力传递机构75具备设置于第一驱动轴71a的第一驱动链轮83、设置于旋转轴69的一方的端部69a的第一被驱动链轮85、以及张紧架设于第一驱动链轮83与第一被驱动链轮85之间的第一链条87，第二力传递机构77具备设置于第一驱动轴71a的第二驱动链轮89、设置于在旋转轴69
′
的一方的端部69
′
a的附近配置的第一被驱动轴91的第二被驱动链轮93、张紧架设于第二驱动链轮89与第二被驱动链轮93之间的第二链条95、以及设置于旋转轴69
′
与第一被驱动轴之间且通过第一被驱动轴91的旋转力使旋转轴69
′
向与第一被驱动轴91的旋转方向相反的方向旋转的第一反转机构97。
[0133]
另外，第二原动机73具有第二驱动轴73a，第三力传递机构79设置于第二原动机73的第二驱动轴73a与绞盘63
′
的旋转轴69
′
的另一方的端部69
′
b之间，传递第二驱动轴73a的旋转以使得绞盘63
′
的旋转轴69
′
向与第二驱动轴73a相同的方向旋转。第四力传递机构81设置于第二原动机73的第二驱动轴73a与绞盘63的旋转轴69的另一方的端部69b之间，传递第二驱动轴73a的旋转以使得绞盘63的旋转轴69向与第二驱动轴73a相反的方向旋转。
[0134]
更详细而言，第三力传递机构79具备设置于第二驱动轴73a的第三驱动链轮99、设置于旋转轴69
′
的另一方的端部69
′
b的第三被驱动链轮101、以及张紧架设于第三驱动链轮99与第三被驱动链轮101之间的第三链条103，第四力传递机构81具备设置于第二驱动轴
73a的第四驱动链轮105、设置于在旋转轴69的另一方的端部69b的附近配置的第二被驱动轴107的第四被驱动链轮109、张紧架设于第四驱动链轮105与第四被驱动链轮109之间的第四链条111、以及设置于旋转轴69与第二被驱动轴107之间且通过第二被驱动轴107的旋转力使旋转轴69向与第二被驱动轴107的旋转方向相反的方向旋转的第二反转机构113。
[0135]
由此，能够使用两台原动机71及73来实现同步驱动装置67，能够分散负载。另外，通过将原动机设为两台，即使两台中的一台原动机发生了故障等，也能够使同步驱动装置进行驱动，还能够实现冗余化。
[0136]
[升降机构的动作]
[0137]
图8是示出在储存库29内储存有硬帆27的状态的示意图，(a)是主视图，(b)是俯视图，图9是示出使硬帆27从储存库29伸出而成为使用状态的状态的示意图，(a)是主视图，(b)是俯视图。在图8的(b)及图9的(b)中，省略了盖构件33，另外，关于硬帆部分，为了方便说明，以局部透明的方式进行图示。需要说明的是，在图8及图9中，对与图1至图7所示的构件相同的构件标注与在图1至图7中标注的附图标记相同的附图标记。
[0138]
在将硬帆27储存于储存库29内的状态(图8的(a)及图8的(b))下，盖构件33存在于关闭入口31的关闭位置。在使硬帆成为使用状态的情况下，在使盖构件33移动到打开位置后，使第一电动机71及第二电动机73进行驱动。若使第一电动机71及第二电动机73进行驱动，则一对绞盘63、63
′
卷取一对线状体组61、61
′
，由此装置主体45的两端部以同步的状态上升。然后，在装置主体45上升至入口31的附近部时，使活塞43工作，将活塞43的延伸部分插入圆筒53内，从而将装置主体45固定，使硬帆成为使用状态(图9的(a)及图9的(b))。
[0139]
[硬帆的扩展]
[0140]
在本实施方式中，图1所示的硬帆27d～27h也分别具有宽度方向尺寸可变的结构。具体而言，如图10及图11所示，在内侧收纳有第一扩展部27a及第二扩展部27b。在甲板9上伸出了硬帆27的状态下，将第一扩展部27a及第二扩展部27b伸出，从而能够使接受风的硬帆27的面积扩展。
[0141]
上述实施方式是作为一例而记载的，只要不脱离其主旨，本发明就不限定于本实施例。
[0142]
产业上的可利用性
[0143]
根据本发明，能够提供一种遵循了solas条约的、具有可确保从船桥观察的视野的硬帆的大型船舶。