JPH10236384A - 砕氷方法および砕氷船 - Google Patents

砕氷方法および砕氷船

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JPH10236384A
JPH10236384A JP10044144A JP4414498A JPH10236384A JP H10236384 A JPH10236384 A JP H10236384A JP 10044144 A JP10044144 A JP 10044144A JP 4414498 A JP4414498 A JP 4414498A JP H10236384 A JPH10236384 A JP H10236384A
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マットソン トマ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的に狭い船体を有する砕氷船により比較
的に幅の広い船の氷原を通じての航行を補助する砕氷方
法と砕氷船とを提供する。 【解決手段】 砕氷船１０は船体の向かい合った端部の
それぞれにおいて操舵可能な推進機構２１、２２、２３
を含み、かつ該推進機構は、砕氷船をそのキール線５０
の方向に対して実質的なある角度ｖをなす方向Ａに氷原
３０を通じて推進するために使用され、それにより砕氷
船１０を一回氷原を航行させることにより、砕氷船の水
線幅よりも実質的に大きい幅を有する水路を開通する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は氷原を通じて水路を
開通するための砕氷方法に関しかつこの方法を実施する
ための砕氷船に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】砕氷船は
冬季の海上交通において船舶の航行を補助するために設
計されている。このような補助は、氷原を通じての水路
を開通しかつまたは維持することを含む。それゆえに、
砕氷船は、通常、特定の冬季の海上交通に好適であるよ
うに設計されている。例えば、フィンランド湾について
は、典型的には、補助されるべき船が多数でありかつ補
助が必要な距離が比較的に短い。補助されるべき船のサ
イズは、大きく変動し、従って、砕氷船により開通され
る水路の幅に対して特殊の要求条件が設定されている。
フィンランド湾において航行が補助されるべき船の幅
は、典型的には、１０ｍから４０ｍまでの範囲内であ
る。
【０００３】従来の砕氷船は、該砕氷船の幅を越える幅
を有する船の航行を効果的に補助することはできない。
他方、非常に広い幅を有する船が補助を必要とすること
は滅多になく、従って、このような幅の広い砕氷船が必
要になる極めて小数の場合のみのために例えば４０ｍの
砕氷船を建造することは経済的ではない。従来、広い水
路を開通するために一隻の砕氷船を使用して前後に往復
航行することにより、または広い水路を開通するために
２隻の砕氷船を同時に一緒に使用することにより、広い
幅を有する船の運行を補助することが慣行であった。最
初に述べた方法は、特にもしも氷原が移動していれば、
作業速度が遅くかつどちらかといえば効率が悪い。第２
の方法は、２隻の砕氷船を必要とし、従って、他の場所
で船の運行の補助を行うためには、砕氷船隊の能力が低
下することになる。
【０００４】米国特許第５２１８９１７号明細書によれ
ば、大きい氷塊が存在する状態（ｈｅａｖｙ ｉｃｅ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）における砕氷船の走行方向は、外
洋（ｏｐｅｎ ｓｅａ）において氷の量が小量である場
合の砕氷船の走行方向とは異なるかもしれない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、一隻の
砕氷船のみを使用して氷原において非常に広い幅を有す
る船の航行を効果的にかつ経済的に補助する問題を解決
することにある。本発明による方法を実施するための砕
氷船は、氷原を通じて完全にまたは部分的に斜めに航行
することができる。砕氷船のキール線を砕氷船の走行方
向に対してある好適な角度に向けることにより、砕氷船
の水線の幅よりも実質的に大きくすることができる幅の
水路を開通し、かつ極端な場合には、砕氷船の水線の長
さと同じ幅を有する水路すらをも開通するためにこの砕
氷船を使用することができる。
【０００６】この明細書に使用されている「キール線の
方向」なる用語は、砕氷船が航行に対する抵抗が最小に
なるように外洋または氷の中を走行するときに選択され
る砕氷船の走行方向を意味する。
【０００７】本発明による砕氷船の船体の各々の端部
は、少なくとも一つの操舵可能な推進機構を備えてい
る。「操舵可能な推進機構」なる用語は、推進方向を自
由に選択することができる推進機構を意味する。最も一
般的なかつこの特性を有する砕氷船のために最も効果的
な推進機構は、いわゆる舵を備えた推進装置、すなわ
ち、推進装置を回転することにより推進方向を変更する
ことができるように実質的に垂直の軸線のまわりに回転
可能である推進装置である。このような装置は、例え
ば、米国特許第５４０３２１６号明細書に記載されてい
る。
【０００８】十分な効率は、船体の各々の端部に設けら
れた単一の操舵可能な推進機構により必ずしも得られな
い。それゆえに、砕氷船が少なくとも３つの操舵可能な
推進機構を備え、そのうちの２つの推進機構は、砕氷船
の端部、すなわち、大きい氷塊が存在する状態で進行方
向に前側に配置されている。本発明による砕氷船の所望
通りの操舵を確実に行うために、異なる推進機構の間の
出力の分布をその時点の状態により好ましくはステップ
レス制御で（ｓｔｅｐｌｅｓｓｌｙ）変更可能であるこ
とが特に重要である。それにより、砕氷船の駆動機械の
出力は、必要に応じて別々の推進装置の間で常に好適に
分布することができ、それにより出力分布を制御するこ
とにより、走行方向およびキール線の方向と走行方向と
の間の角変位に変更することができる。全推進出力をｐ
としかつ推進機構の数がｎである砕氷船においては、推
進機構の使用が最適化されることが好ましく、それによ
り各々の推進機構は、もしも必要であれば、ｐ／ｎより
も実質的に大きい推進出力レべル、好ましくは、約１．
５ｐ／ｎを受け入れかつ該推進出力レベルにおいて作動
することができ、一方その他の推進機構がｐ／ｎよりも
低い出力レベルを受け入れかつ該出力レベルにおいて作
動することができる寸法を有する。
【０００９】もしも操舵可能な推進機構がその推進要素
としてのスクリュープロペラを有していれば、この推進
機構は、プロペラが前進（ｐｕｌｌｉｎｇ）プロペラと
して機能し、すなわち、プロペラが砕氷船の進行方向に
おいて推進機構の前端部に配置されるように設計される
ことが好ましい。この場合には、プロペラは氷壁および
その他の氷の障害物をプロペラの喫水において破砕する
ことができる。
【００１０】本発明の好ましい一実施例によれば、砕氷
船の船体は、対称でありかつ水線に近いレベルと砕氷船
の喫水の約半分のレベルとの間の砕氷領域において、各
々の舷側が外向き／上向きの勾配を有し、それにより砕
氷船の両方の舷側が斜めの方向に砕氷するために好適で
ある。
【００１１】砕氷船の斜めの走行により砕氷作用のため
の各々の舷側において有利な砕氷角度を有する対称の船
体においては、砕氷船は十分な浮力を提供するための船
体の水中部分のためにかなり大きく構成しなければなら
ないかもしれない。
【００１２】本発明の別の好ましい一実施例によれば、
砕氷船の船体は非対称でありかつ船体の一方の舷側がそ
の反対側の舷側よりも砕氷作用のために有利であるよう
に設計されている。この設計により、船体の一方の舷側
が砕氷船の斜めの走行により砕氷作用のための有利な砕
氷角度を有することができ、一方船体の他方の舷側が砕
氷側の減少した浮力を補償するために十分な浮力を提供
するように構成することができる。
【００１３】また、操舵可能な推進機構が少なくとも船
体の最も低い点よりも下方に実質的に延在しないような
高さにおいて船体の両端部に推進機構を配置することが
できるように砕氷船の船体を設計すると、有利である。
それにより、例えば、砕氷船のドック入りが実質上容易
になりかつ坐礁した場合に砕氷船の非常に重大な損傷が
発生するおそれが減少する。
【００１４】本発明は、また、氷原を通じて幅の広い船
のための水路を開通するために好適である砕氷船に関
し、それにより砕氷船の船体の水線の幅は幅の広い船の
水線の幅よりも実質的に小さくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を添付した略図を
参照して以下に説明する。図１は固形の氷原３０を示
し、該氷原を通じて砕氷船１０が矢印Ａの方向に走行す
ることにより該砕氷船に後続する幅の広い船（図示せ
ず）のための通路または水路４０を開通しつつある。砕
氷船１０の水線の幅は、補助されるべき船の水線の幅よ
りも実質的に小さい。砕氷船１０の船体の一端部は、２
つの操舵可能な推進機構２１、２２を備え、かつ船体の
反対側の端部は、１つの操舵可能な推進機構２３を備え
ている。推進機構２３を備えている端部は、外洋を航海
する目的のための船首と考えられ、かつキール線５０は
走行方向と整列するが、砕氷のために、それぞれの推進
機構の推進方向が選択され、それにより砕氷船が氷原３
０を通じて矢印Ａの方向に斜めに走行し、すなわち、矢
印Ａにより示した走行方向はキール線５０の方向に対し
てある実質的な角度ｖをなしている。
【００１６】図１による実施例においては、砕氷船１０
の船体は、該砕氷船の走行方向Ａに向けられたその一方
の舷側がその他方の舷側１２よりも氷を斜めに破砕する
ために有利であるように非対称である。船体の下側部分
の設計は、図１に示した水平部分の設計曲線から明らか
である。走行方向において非対称の砕氷船の前側端部
は、その反対側の端部よりも広く形成されている。
【００１７】図２には、図１において矢印Ｂの方向に見
た非対称の砕氷船を示している。図２に示した図は、本
発明による非対称形の砕氷船の典型的な例でありかつ図
１に示した砕氷船に限定されるものではない。図２から
理解できるように、構造上の水線のレベルから下方にお
いて砕氷するために使用される砕氷船の舷側は、砕氷す
るために好ましい実質的な程度の外向き／上向きの勾配
を有する。反対側の舷側は、殆ど垂直である。この船体
の設計は、また、垂直断面（ｖｅｒｔｉｃａｌｓｅｃｔ
ｉｏｎ ｐｌａｎｅｓ）０、１、２、３、４および５の
設計曲線から明らかである。
【００１８】図１によれば、外洋を航海する目的のため
に船尾であると考えられるが、氷原での砕氷船の走行方
向においては前側であるより広い端部は、２つの推進機
構２１および２２を備え、かつ反対側の端部は、単一の
推進機構２３を備えている。このような構成は、例え
ば、大きい氷塊が存在する状態において十分な砕氷効果
を達成するために有利である。そのうえ、船体の垂直の
舷側１２から離れたキール線５０から横方向に隔置され
た推進機構２２のプロペラからの水の流れは、船体と氷
との間の摩擦を少なくする砕氷舷側１１を洗うために有
利に使用することができる。同時に、このプロペラから
の水の流れは、破砕された氷を船体に沿って後方に押
す。これは推進機構２２を図１に示すように向けること
により最も効率的な態様で起きる。船体の下側部分は、
推進機構２２のプロペラからの水の流れが破砕されてい
ない氷の下方に乱流をひき起こしかつ破砕されていない
氷の下方からの水を引き寄せることにより砕氷を促進す
るように図１および図２に示すように設計されることが
好ましい。
【００１９】各々の推進機構２１、２２、２３は、所望
の方向に回転可能でありかつ推進要素として機能するス
クリュープロペラ２４を備えている。各々のプロペラ２
４の構造および配置は、該プロペラが通常前進プロペラ
として機能するようになっており、すなわち、プロペラ
２４が砕氷船の走行方向において推進機構の前端部に配
置されている。こにようにして、プロペラ２４は、例え
ば、氷壁を破砕するために有利に使用することができ
る。図１においては、推進機構２１および２２がそれら
の組み合わされた推進力が多少とも矢印Ａの方向に作用
するように回転せしめられる。
【００２０】前述したように、砕氷船は、キール線の方
向に対して実質的なある角度をなす方向に走行するとき
に砕氷するために設計されかつ構成されている。また、
砕氷船は、状況により、推進機構２１および２２を進行
方向に推進し、または推進機構２３を進行方向に推進す
ることにより、キール線の方向に走行するときに、砕氷
するために使用することができる。
【００２１】砕氷船が氷原を通じて走行するときに、も
しも推進機構の回転可能な軸１７が大きい氷塊と衝突す
れば、氷原を通じての走行に対する抵抗が増大するかも
しれない。これらの氷塊が回転可能な軸１７と衝突する
前に、これらの氷塊を破砕するために、砕氷船の船体に
は、少なくとも該船体の構造上の水線ＣＷＬのレベルか
ら推進機構２１、２２、２３の直ぐ近くまで延在する隆
起部１３、１４、１５が形成されている。
【００２２】図２、図３および図４から理解できるよう
に、推進機構２１、２２、２３およびそれらのプロペラ
２４は、砕氷船の船体の最も低い点１６よりも上方に配
置されている。
【００２３】図３においては、砕氷船の船体が対称的で
ありかつ二つの舷側１８はこの砕氷船の構造上の水線Ｃ
ＷＬのレベルにおいて外向き／上向きの勾配を有しかつ
水線ＣＷＬから下方に延在し、それにより両方の舷側
は、砕氷船が氷原を通じて斜めに走行するときに、砕氷
するために好適である。砕氷船はそれ自体知られている
効果的な横傾斜装置（ｈｅｅｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）
を備えていることが好ましく、この横傾斜装置は舷側お
よび船体の設計と共に、圧縮されたまたは固く圧縮され
た氷または氷塊を弛め、砕氷船が前方への走行を維持す
ることができ、かつ航行が困難な氷の状態においてすら
も立ち往生しないことを保証する。図３による対称的な
形状の実施例においては、砕氷船は、少なくとも一端部
において、２つの操舵可能な推進機構２７を有する。こ
れらの推進機構の構造、配列および機能は、図１を参照
して前述した事項に実質的に一致している。
【００２４】図４は本発明によるやや小型の砕氷船の側
面図を示す。この砕氷船の船体の各々の端部は、２つの
操舵可能な推進機構２７を備えている。この砕氷船の主
要寸法は、最大長：約３２ｍ、水線長：約２９ｍおよび
最大幅：約１２．５ｍである。実際問題として、バルチ
ック海において航行が困難な氷の状態で使用される砕氷
船の主要寸法は、図４に示した砕氷船の寸法の約２倍で
あることが好ましい。このような砕氷船は、そのキール
線に対して鋭角をなす方向に走行することにより、一回
の通過により４０ｍ幅の水路を開くことができる。
【００２５】本発明が前述した特定の実施例に限定され
るものではなくかつ本発明の変型を添付した請求の範囲
およびその同等の事項に限定されている本発明の範囲か
ら逸脱することなく実施し得ることは理解されよう。例
えば、本発明による砕氷船を主として氷原において水路
を開くことについて説明したが、この砕氷船は既存の水
路を維持しまたは不十分な幅の水路を拡大するためにも
当然使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法を実施するために使用される
砕氷船の魚瞰図。
【図２】本発明による非対称砕氷船の端面図。
【図３】本発明による対称砕氷船の端面図。
【図４】本発明による対称砕氷船の側面図。
【符号の説明】
１０ 砕氷船 １１ 一方の舷側 １２ 他方の舷側 １３、１４、１５ 隆起部 １６ 最も低い点 １７ 回転可能な軸 １８ 舷側 ２１、２２、２３、２７ 推進機構 ２４ プロペラ ３０ 氷原 ４０ 水路 ５０ キール線 Ａ 走行方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トルステン ヘイデマン フィンランド国 グランクラ，スポルトベ ーゲン ８ シー ビー６ (72)発明者 トマ マットソン フィンランド国 ヘルシングフオルス，ス メドスガタン 19 エイ １ (72)発明者 エルッキ ランキ フィンランド国 ヘルシンキ，タリテイア イセンテイエ 10

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 比較的に幅が広い船が氷原を通じて航行
    することを補助する方法において、前記方法がキール線
    と、向かい合った第１端部および第２端部とを有する比
    較的に狭い船体を有する砕氷船を準備し、該砕氷船は船
    体の第１端部および第２端部のそれぞれにおいて少なく
    とも第１の操舵可能な推進機構および第２の操舵可能な
    推進機構を含み、 砕氷船をキール線に対して実質的な角度をなす方向に氷
    原を通じて推進するために推進機構を使用し、それによ
    り砕氷船を一回航行することにより砕氷船の水線幅より
    も実質的に大きい幅を有する水路を開通することを含む
    方法。
  2. 【請求項２】 砕氷船が船体の第１端部において２つの
    操舵可能な機構を含む請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 砕氷船が船体の各々の端部において２つ
    の操舵可能な推進機構を含む請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 各々の操舵可能な推進機構が砕氷船の走
    行方向において前進プロペラとして作用するスクリュー
    プロペラを含む請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 砕氷船の船体がキール線の両側のそれぞ
    れにおいて第１舷側および第２舷側を有し、かつ船体の
    各々の舷側が上向きにかつ外向きに傾斜している請求項
    １に記載の方法。
  6. 【請求項６】 砕氷船の船体がキール船の両側のそれぞ
    れにおいて第１舷側および第２舷側を有し、かつ船体が
    第１舷側が第２舷側よりも砕氷のために有利であるよう
    に非対称であり、かつ該方法が船体の第１舷側が第２舷
    側よりも前側にある状態で砕氷船を氷原を通じて推進す
    るために推進機構を使用することを含む請求項１に記載
    の方法。
  7. 【請求項７】 操舵可能な推進機構が砕氷船の船体の最
    も低い点よりも少なくとも実質的に完全に上方に配置さ
    れている請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 比較的に幅が広い船が氷原を通じて航行
    することを補助するための砕氷船において、該砕氷船は
    キール線と、向かい合った第１端部および第２端部とを
    有する比較的に狭い船体を有しかつ船体の第１端部およ
    び第２端部のそれぞれにおいて第１の操舵可能な推進機
    構および第２の操舵可能な推進機構を含み、かつ推進機
    構の推進方向は推進機構が砕氷船をキール線に対してあ
    る実質的な角度をなす方向に氷原を通じて推進すること
    ができるように制御可能であり、それにより砕氷船の１
    回の航行により砕氷船の水線幅よりも実質的に大きい幅
    を有する水路を開通するために砕氷船を使用することが
    できる砕氷船。
  9. 【請求項９】 最大推進出力ｐを発生する駆動機械を含
    みかつ操舵可能な推進機構の数がｎでありかつ各々の推
    進機構がｐ／ｎよりも実質的に大きい最大推進出力を受
    け入れかつ該最大推進出力において作動するための寸法
    を有する請求項８に記載の砕氷船。
  10. 【請求項１０】 各々の推進機構が約１．５ｐ／ｎの最
    大推進出力を受け入れかつ該最大推進出力において作動
    するための寸法を有する請求項９に記載の砕氷船。
  11. 【請求項１１】 船体の第１端部において第３の操舵可
    能な推進機構を含む請求項８に記載の砕氷船。
  12. 【請求項１２】 第３の操舵可能な推進機構が船体のキ
    ール線から隔置されかつ船体が該船体の水線から第３の
    操舵可能な推進機構に向かって延在する隆起部を含む請
    求項１１に記載の砕氷船。
  13. 【請求項１３】 船体の第１端部および第２端部のそれ
    ぞれにおいて第３の操舵可能な推進機構および第４の操
    舵可能な推進機構を含む請求項８に記載の砕氷船。
  14. 【請求項１４】 各々の操舵可能な推進機構が前進プロ
    ペラとして機能するように構成されたスクリュープロペ
    ラを含む請求項８に記載の砕氷船。
  15. 【請求項１５】 操舵可能な推進機構が砕氷船の船体の
    最も低い点よりも少なくとも実質的に完全に上方に配置
    されている請求項８に記載の砕氷船。
  16. 【請求項１６】 砕氷船の船体がキール線の両側のそれ
    ぞれにおいて第１舷側および第２舷側を有し、かつ船体
    の各々の舷側が上向きにかつ外向きに傾斜している請求
    項８に記載の砕氷船。
  17. 【請求項１７】 砕氷船の船体がキール線の両側のそれ
    ぞれにおいて第１舷側および第２舷側を有し、かつ船体
    が砕氷船をキール線に対してある実質的な角度をなす方
    向に推進させるときに第１舷側が第２舷側よりも砕氷の
    ために有利であるように非対称である請求項８に記載の
    砕氷船。
  18. 【請求項１８】 船体が該船体の水線から第１の操舵可
    能な推進機構に向かって延在する隆起部を含む請求項８
    に記載の砕氷船。
  19. 【請求項１９】 船体が該船体の水線から第１の操舵可
    能な推進機構および第２の操舵可能な推進機構のそれぞ
    れに向かって延在する第１隆起部および第２隆起部を含
    む請求項８に記載の砕氷船。
JP04414498A 1997-02-27 1998-02-26 砕氷方法および砕氷船 Expired - Lifetime JP3863989B2 (ja)

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