(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫水線よりも高い位置で船首部に備えられた貯水タンクと、前記貯水タンクに貯えられた水を放水するための排水口を備えた砕氷船であって、
前記排水口は、船首部の底部であって喫水線よりも所定の距離だけ高い位置に配設されていることを特徴とする砕氷船。
【請求項２】
前記排水口は、その形態がスリット状を呈し、船幅方向及び船側方向の内少なくとも一つの方向に線上に配設されていることを特徴とする、請求項１記載の砕氷船。
【請求項３】
氷海中で砕氷船を前進又は後進させる過程で、当該砕氷船の船首部の底部から大量の水を氷盤上に放水する操船方法であって、
前記大量の水及びその放水方法は、喫水線よりも高い位置で船首部に配設された貯水タンクに貯えられた水を、前記船首部の底部であって前記喫水線よりも所定の距離だけ高い位置から氷盤上に放水することを特徴とする、砕氷船の操船方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は砕氷船及びその操船方法に関するものであり、特に砕氷船が氷盤上に積雪がある場合にも効果的な砕氷を行なうことができる砕氷船及びその操船方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、砕氷船には種々の形式のものが知られており、氷海を航行している。
【０００３】
図４に、従来の砕氷船による砕氷方法を説明する図を示す。従来の代表的な砕氷船の砕氷方法は、砕氷船１が前進する時に、船首２が氷盤３を押し下げてこれを破壊して前進するというものである。即ち、船首２と氷盤３との接触角度、即ち両者の接触部２ａにおける船首傾斜角θに応じて発生する氷盤３を押し下げる力４が作用し、氷盤３を下向きに破壊させるというものである。従って、氷盤上に積雪が存在する場合には、上記氷盤を押し下げる力４は、乾いた雪の圧密によって吸収され、減殺される。また、雪により船体と氷盤との摩擦力が増大するのを軽減するために、例えば特開昭５２−９２８５号公報に見られるような、滑り破砕辺を備えた船首も創案されている。
【０００４】
図５は、ポンツーン形状の船首５を有する砕氷船の船首部の概略見取図であり、図６は、図５の砕氷船の概略正面図である。ポンツーン形状の船首５の下面の両側には滑り破砕辺６、７が設けられており、氷盤３上に積雪８が存在する場合でも、船首５から氷盤３への作用力が、船首部外板９と積雪８の接触により減殺されることなく、氷盤３に対する破砕力を滑り破砕辺６、７に集中させることができる。従って、積雪にも拘らず高い砕氷作用を達成し得るとしている（以下、先行技術１という）。
【０００５】
一方、船首部に多数の散水ノズルを取り付け、これにより氷盤上に連続的に散水し、船体１８と氷盤３もしくは積雪８との接触部を潤滑させてその間の摩擦抵抗を低減させる方法が実施されている（以下、先行技術２という）。即ち、図７に示すように、船首部の両側部に取り付けた複数の散水ノズル１０にポンプ１１で送水し、上記散水ノズル１０から氷盤３上に連続的に散水し、船体１８と氷盤３又は積雪８との接触部を潤滑させる方法が実施されている。先行技術２と類似の技術が、例えば、特開昭６３−６８４８７号公報に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、先行技術によれば、それぞれ船体を氷盤もしくは積雪との接触部の摩擦抵抗を低減させる効果はあるように思われる。しかしながら、下記の問題に対しては十分に満足すべき状況であるとは言い難い。
【０００７】
従来、氷厚が厚い時には、砕氷船は助走して氷盤に突入する過程を繰り返し、徐々に氷を破壊する。このように前後進を繰り返して氷盤に突入する砕氷方法を、以降、チャージング砕氷と呼ぶことにする。氷盤上の積雪深が大きい場合には、チャージング砕氷を行なっても、助走による運動エネルギーが乾いた雪によって吸収され、また雪との摩擦によって船体との抵抗が増大し、チャージング砕氷が効果的に行なえない。積雪の深さが、滑り破砕辺の高さ以上に大きい場合には、図５及び図６に示した先行技術１の場合でも、船体１８と積雪８との接触が起こり、氷盤３への砕氷作用力の減殺を防ぐことができないという問題がある。図７に示した先行技術２においても、積雪深が小さい時には効果があるが、積雪深が大きい場合にも同じような潤滑の効果を出すためには、多大な流量で散水を行なう必要が有り、著しく大きな流量をもつポンプが必要となるか、又は広範囲の雪をスラリー状にするために長時間の散水を要する。また、氷盤への突入の過程で、船首部は幾分氷盤上に乗り上がるが、積雪深が大きいと容易に後進が行なえず、氷盤の中で身動きのできない状況に陥る可能性がある。
【０００８】
従って、この発明の目的は、上述したような砕氷船の砕氷作用における積雪の問題点、特にチャージング砕氷時の積雪の問題点を解決するためになされたものであり、氷厚が厚く、氷盤上に積雪のある海域での、砕氷船の安全な航海と効果的な砕氷を行なうことができる砕氷船及びその操船方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述した観点から鋭意研究を重ねた結果、下記知見を得た。即ち、砕氷船の船首部喫水線より高い位置に大容量の貯水タンクを備えておき、これに大量の海水をポンプで予め汲み上げて貯留しておく。一方、船首部の底部に、大量の水を流出させ得る貯水タンクの排水口を設けておく。排水口の形態はスリット状とし、水平に設ける。そして、チャージング砕氷時に、砕氷船が前進又は後進する過程において、断続的に、大量の水を氷盤上に落下させることにより、所期目的を達成することができることがわかった。
【００１０】
この発明は、上記知見に基づきなされたものであり、その要旨は次の通りである。
【００１１】
請求項１記載の砕氷船は、喫水線よりも高い位置で船首部に備えられた貯水タンクと、この貯水タンクに貯えられた水を放水するための排水口を備えた砕氷船であって、その排水口は、船首部の底部であって喫水線よりも所定の距離だけ高い位置に配設されていることに特徴を有するものである。ここで、排水口の設置位置を、喫水線よりも所定の距離だけ高い位置にするとは、氷盤上の積雪の表面よりも排水口の位置が高くなるようにすることを意味する。
【００１２】
請求項２記載の砕氷船は、請求項１記載の発明において、上記排水口はその形態がスリット状を呈し、しかも船幅方向及び船側方向の内少なくとも一つの方向に線上に配設されていることに特徴を有するものである。
【００１３】
請求項３記載の砕氷船の操船方法は、氷海中で砕氷船を前進又は後進させる過程で、その砕氷船の船首部の底部から大量の水を氷盤上に放水するものである。この際、この大量の水の供給源として、喫水線よりも高い位置で船首部に配設された貯水タンクに貯えられた水を使用し、この水を船首部の底部であって喫水線よりも所定の距離だけ高い位置から氷盤上に放水することに特徴を有するものである。
【００１４】
ここで、喫水線よりも所定の距離だけ高い位置から放水するとは、氷盤上の積雪の表面よりも高い位置から放水することを意味する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、この発明を、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１〜３は、本発明の一実施例に係る砕氷船の船首要部の説明図であり、図１は、船体中心線における概略鉛直断面図、図２は概略平面図、そして図３は概略正面図である。同図中、１２は貯水タンクであり、ポンプ１１によって海水１２ａをこれに貯水する。この貯水タンク１２は、船首部喫水線１７よりも高い位置にその貯水タンクの底面が配設されるように配置されている。１３及び１４は、貯水タンク１２の側壁底部とつながって設けられているか、又は、貯水タンクから離れたところであって、配設高さの位置が、船首部の底部であって喫水線よりも所定の距離だけ高い位置に設けられている排水口であり、その形態はスリット状を呈しているものである。そして、それぞれ船幅方向に線上に配設された排水口１３、及び、船側方向に線上に配設された排水口１４である。そして、排水口１３及び１４と貯水タンク１２との連結路には、放水流量の調整と開閉のための水密扉１５及び１６が取り付けられいる。
【００１７】
この砕氷船は、上述した通りの砕氷補助装置を装備し、予めポンプ１１で大量の海水を貯水タンクに貯留している。しかも、貯水タンクの配設位置が喫水線よりも高い位置にあり、排水口が船首部の底部であって喫水線よりも所定の距離だけ高い位置に設けられているので、この大量の水を、重力を利用して一気に落下・放水することができる。従って、氷海を航行中、臨機応変に一気に大量の海水を氷盤に対して放水することができる。しかも貯水タンクの海水を重力落下により放水するので、その放水量及び放水エネルギーを当該貯水タンクを適切に設計することにより適宜設定できる。
【００１８】
砕氷時、特に氷厚と積雪深の大きな氷盤３への貫入時に、水密扉１５及び１６を開け、前方ないし前方下方、及び側方ないし側方下方に向けて落下・放水し、氷盤３上の積雪８を広い範囲で短時間にスラリー化させる。また、チャージング砕氷の後進が困難な時にも、同じようにして落下・放水された海水はその流量が大量なので、氷盤３と船首部外板９との接触部に流れ込み、接触部で潤滑作用をもたらす。
【００１９】
このように、氷盤への貫入時もしくは貫入後に、船首部の貯水タンクに溜められた大量の海水を、排水口の水密扉を開けることによって氷盤上に大量に落下・放水して、氷盤上の積雪を短時間でスラリー状にし、その潤滑作用によって摩擦抵抗を軽減するとともに、乾いた雪の圧密による砕氷エネルギーの減殺を軽減することができる。更に、大量の水が氷盤上に落下する時の衝撃的な作用力も加わり、砕氷効果が上がる。一方、チャージング砕氷の後進の過程で、後進が困難な場合にも、貯水タンクの海水を、排水口から落下・放水することにより、放水された海水はその流量が多いので、氷盤と船首部の接触部に流れ込み、接触部での潤滑作用に寄与し、これにより氷盤に貫入している船首の離脱を容易にすることができる。上記において、大量の水の落下・放水に当たり、これを断続的に行なうと、その作用・効果は一層高まる。また、貯水タンクの内部にヒーティングコイル等の加熱手段を設けることにより、潤滑及び砕氷の効果を一層高めることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、船首部喫水線より所要距離だけ高い位置に貯水タンクを配置し、この貯水タンクに予め貯留された海水を、船首部の底部の氷盤上の積雪表面よりも高い位置から、大量に、氷盤上に放水できる機構としたので、短時間で広い範囲の氷盤上の積雪をスラリー化させることができ、厳しい氷況での砕氷性能に優れ、特にチャージング砕氷の場合の船首乗り上げ時の脱出に効果的である。従って、氷海航行の効率化に寄与すると共に、特に、氷海航行中の危険回避に大きく寄与し得る。このような効果が得られる砕氷船及びその操船方法を提供することができ、工業上極めて有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る砕氷船の船首部の船体中心線における概略鉛直断面図である。
【図２】図１の砕氷船の概略平面図である。
【図３】図１の砕氷船の概略正面図である。
【図４】従来の砕氷船による砕氷方法の説明図である。
【図５】砕氷作用への積雪の影響を低減するために、従来創案された滑り破砕辺を有する砕氷船の船首部全体図である。
【図６】図５の砕氷部の概略正面図である。
【図７】船体と氷盤又は雪との接触部に潤滑を与えるために従来創案された散水方法の説明図である。
【符号の説明】
１  砕氷船
２  船首
２ａ  氷盤と船首との接触部
３  氷盤
４  氷盤を押し下げる力
５  ポンツーン形状船首
６、７  滑り破砕辺
８  積雪
９  船首部外板
１０  散水ノズル
１１  ポンプ
１２  貯水タンク
１２ａ  海水
１３  排水口（船幅方向）
１４  排水口（船側方向）
１５  水密扉（船幅方向）
１６  水密扉（船側方向）
１７  船首部喫水線
１８  船体
θ  船首傾斜角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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