JP3175981U

JP3175981U - 船舶における煙突構造

Info

Publication number: JP3175981U
Application number: JP2012001573U
Authority: JP
Inventors: 貞次西島
Original assignee: Shin Kurushima Dockyard Co Ltd
Current assignee: Shin Kurushima Dockyard Co Ltd
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2012-06-07
Anticipated expiration: 2022-03-22

Abstract

【課題】
船舶における煙突に対する風圧抵抗を低減することが可能な煙突形状を提供する。
【解決手段】
船舶の後方部位に配置される船舶煙突が、船首方向に対して大きく船尾方向に対して収束する平断面視流線型形状の筒状の煙突である。
【選択図】図１

Description

本考案は、船舶に装備される煙突構造に関する。

船舶の後方部には、主機関およびボイラなどからの排ガス等を排出するために煙突が装備される。
図４は、船舶における煙突の配置概略を示す図であり、図４において、符号１００は、船舶、１０１は、船舶煙突、１０４は、居住区、１０５は、ハッチを示す。図４に示されるように、前記船舶の煙突１０１は、船舶１００の後方部に配置される。

そして、この種の船舶の煙突構造としては、例えば、特開平８−３４３９５号公報に開示のものが知られている。特開平８−３４３９５号公報の開示は、発明名称「舶用煙突」に係り、「排出ガスが乱流域内に巻込まれることなく確実に上方へ突破できるようにして、煙害の発生を十分に防止できるようにした舶用煙突を提供することを目的とする」発明解決課題において（同公報明細書段落番号０００５参照）、「内筒の内周壁に、上記船内燃焼ガス排出部からの燃焼ガスを旋回流として排出するための螺旋状フィンが突設されていること」の構成とすることにより（同公報明細書特許請求の範囲請求項１の記載参照）、「(1) ・・・同内筒からの排気流は旋回流として排出されるようになるので、船体上部構造物の後方の乱流域に排気流が排出されても、同排気流は拡散を生じることなく乱流域境界面を突破して上方へ向かうようになり、これにより船内への煙害が防止される。(2) 煙突の内筒の上端位置を上記乱流域境界面よりも低いレベルに設定できるので、煙突の内筒や外筒を低くして煙突を小型化できるようになる。」等の効果を奏するものである（同公報明細書段落番号００１２参照）。

図５は、上記特開平８−３４３９５号公報に図２として添付される同公報開示の舶用煙突の一実施例要部斜視図である。図５において、１０２は、外筒、１０３は、内筒、１０７は、排気流、１０９は、煙突内甲板である（なお、図５の符号は、先行技術であることを明らかにするために、本願出願人において、３桁に変更して説明した。）。

図４及び図５に示されるように、従来のこの種の船舶の煙突形状は四角柱または円筒形状であり、船舶の航行中の船首方向から吹く風が煙突の前面に衝突し、空気の流れの剥離が生じ煙突の後面に空気の乱流が生じて風圧抵抗が生じるという問題があった。また、風圧抵抗が生じるため、船舶の燃費効率の悪化という問題もあった。

このことは、上記特開平８−３４３９５号公報に開示の舶用煙突においても、図５から明らかなように、その煙突形状が円筒形状であるため、船舶の航行中の船首方向から吹く風が煙突の前面に衝突し、空気の流れの剥離が生じ煙突の後面に空気の乱流が生じ、風圧抵抗が生じるという問題がある。

特開平８−０３４３９５号公報

本考案は、上記のような問題点に鑑み、船舶における煙突に対する風圧抵抗を低減することが可能な煙突形状を提供することを目的とする。

本願請求項１に係る考案は、船舶の後方部位に配置される船舶煙突が、船首方向に対して大きく船尾方向に対して収束する平断面視流線型形状の筒状の煙突であることを特徴とする。
また、本願請求項２に係る考案は、船舶の後方部位に配置される船舶煙突が、船首方向に対して大きく船尾方向に対して収束する縦断面視流線型形状の上端を有する筒状の煙突であることを特徴とする。
さらに、本願請求項３に係る考案は、船舶の後方部位に配置される船舶煙突上端が、船首方向に対して大きく船尾方向に対して収束する立体視流線型外形上端を有する筒状の煙突であることを特徴とする。
そして、本願請求項４に係る考案は、前記請求項１ないし３のいずれかに係る船舶の煙突構造において、前記平断面視流線型形状、縦断面視流線型形状上端及び立体視流線型形状は、横断面長に対し２〜８（好ましくは３〜６）の縦断面長を有する平断面視又は縦断面視流線型形状の筒状の煙突であることを特徴とする。
さらに、本願請求項５に係る考案は、前記請求項４に係る船舶の煙突構造において、前記縦断面視流線型形状又は立体視流線型形状の筒状の煙突においては、内部に配置される排ガス管の排出口位置が、前記流線型形状の最大膨らみより後部に配置される。

本考案は、上述のとおり構成されているので、次の効果を奏する。
（１）煙突の形状を流線型、つまり、涙滴型としたので、煙突の後面に発生する空気の乱流を減少することが可能となり、煙突に対する風圧抵抗を低減することが可能となった。
（２）また、風圧抵抗が低減されるため、船舶の燃費効率の向上という効果も有する。

図１は、本考案に係る船舶における煙突構造を実施するための形態の一実施例の船舶における煙突構造の概略を示す図、図２は、実施例１に係る船舶の煙突構造の概略を示す平断面図、図３は、実施例２に係る船舶の煙突構造の概略を示す縦断面概略図、図４は、従来の船舶における煙突の配置概略を示す図、図５は、特開平８−３４３９５号公報に図２として添付される同公報開示の舶用煙突の一実施例要部斜視図である。

本考案に係る船舶における煙突構造を実施するための形態として一実施例を図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本考案に係る船舶における煙突構造を実施するための実施例１に係る船舶における煙突構造の概略を示す図である。図１において、１は、船舶、２は、煙突、３は、ハッチ、４は、居住区である。
図１から明らかなように、本実施例１に係る船舶の煙突構造は、前記船舶１の後方に装備され、主機（図示外）の排ガスを排出するために使用される煙突２の形状を平面視において流線型、つまり、涙滴型の構造とするものである。

ここに、「流線型」とは「涙滴型」、あるいは「流線形」とも表示され、したがって、以下、流線形、涙滴型を含めて流線型として統一して説明するが、「流線型」とは、「まわりの流れが円滑で渦を発生しないような物体の形。流体の抵抗が最も小さくなるので、飛行機の翼や胴体などの形に使われる」（広辞苑第６版）、「物体が流れの中に置かれたとき，物体表面が流線と一致しているような形をいう。流線形物体では，物体表面から境界層と呼ばれる薄い渦層が剥離しないため，乱流の発生が抑えられる傾向にある。その結果，エネルギー損失が少なくなり，流線形物体が流体中を動くとき，球のようにずんぐりした物体より抵抗がはるかに小さい」（世界大百科事典第２版）とされる。

すなわち、流線型は、風洞実験等により得られた空気抵抗を少なくする外形形状であり、累積分布曲線からなり、全長と円形断面の直径がの比率が６：１の場合に空気抵抗係数（Cd）が０．０４となり、物体表面の乱流が抑えられ、その結果，エネルギー損失が少なくなり，流線形物体が流体中を動くときの抵抗が小さくなる。

これは、物体が流体の中におかれると流体との間の粘性のために物体表面の流れが速度を失ってくることから剥離が生じ、このため物体の先端より後方ほど剥離が起きやすくなる。そして、物体表面に剥離が発生すると物体表面の圧力バランスが崩れ、それが抵抗（圧力抵抗）となったり、このため揚力や回転力が発生し、速度低下の原因ともなる。そして、これは、流れに向かう前方の形よりも、流れに対して後方の形が剥離に深く影響されることが知られている。

すなわち、形状が急激に変わる箇所で剥離が生じ、その剥離からの乱流が物体の背後を覆うこととなり、楕円型のようになだらかな形をしていても、流体が流れる蔭になる部分で乱流が発生し抵抗となる。この点、流線型（涙滴型）は、流れに対し陰となる領域が存在せず、抵抗増とはならないことが知られている。そして、全長と円形断面の直径の比率が６：１であれば、理論的には、乱流が生じない最適な形状であることが知られている。

そこで、本実施例１に係る船舶の煙突構造は、図１から明らかなように、船舶の煙突形状を平断面視流線型形状とし、そのような平断面視流線型形状の煙突を船舶後方部位に配置したものである。すなわち、本実施例１に係る船舶の煙突構造は、船舶の後方部位に配置される船舶煙突を船首方向に対して大きく船尾方向に対して収束する平断面視流線型形状の筒状としたものである。ただし、船舶上甲板上には、前記煙突２の外に、係船装置等の装備品があり、これらの装備品の配置との関係で前記煙突２の形状を横断面長と縦断面長の長さの比率を１：６にとることはかなり難しい場合も少なくなく、実際には、従来の煙突２の径の２〜６程度の縦断面長をとるようにする。すなわち、本実施例１に係る船舶の煙突構造は、内部に配置される主機関用排ガス管、ボイラー用排ガス管、主発電機関用排ガス管等の大きさ、配置間隔等を考慮して、これらの配置幅を有する横断面長を有し、この横断面長に対し、その２〜８（好ましくは３〜６）の縦断面長を有する平断面視流線型の煙突構造としたものである。

図２は、当該実施例１に係る船舶の煙突構造の概略を示す平断面図であり、図２において、２は、前述の船舶煙突、５は、主機関用排ガス管、６は、ボイラー用排ガス管、７は、主発電機関用排ガス管である。

図２から明らかなように、本実施例１に係る船舶の煙突構造は、平断面視流線型の外形形状を有する船舶煙突を船舶の後方部位に配置したものであって、その内壁も外形に沿った平断面視流線型を有し、その内壁内に船種側に前記主機関用排ガス管５やボイラー用排ガス管６を配置し、それらの主機関用排ガス管５及びボイラー用排ガス管６の後方に主発電機関用排ガス管７が配置される構造としたものである。すなわち、本実施例１に係る船舶の煙突構造は、前記船舶１の後方部位に配置される前記船舶煙突２が、船首方向に対して大きく船尾方向に対して収束する平断面視流線型形状の筒状に構成したものである。

このような形状の煙突構造とすることにより、煙突の後面に発生する空気の乱流が減少し、煙突における風圧抵抗が低減し、この結果、船舶の燃費効率が向上することとなる。

なお、上記実施例１に係る船舶の煙突構造は、船舶の煙突の平断面視において、当該船舶の煙突２を流線型（涙滴型）としたが、これは、当該煙突の縦断面視の上端が流線型の上半分の形状となるような形状、すなわち、煙突上端形状自体が、流線型の上半分の形状と同一形状となるようにしてもよく、本実施例２に係る船舶の煙突構造は、前記煙突の縦断面視の上端が流線型の上半分の形状となるような形状、すなわち、煙突上端形状自体が、流線型の上半分の形状と同一形状としたものである。

図３は、実施例２に係る船舶の煙突構造の概略を示す縦断面概略図であり、図３において、１２は、船舶煙突、１３は、船舶デッキ、１６は、ボイラー用排ガス管、１７は、主発電機関用排ガス管である。
本実施例２に係る船舶の煙突構造は、前記船舶１の後方部位に配置される前記船舶煙突２が、船首方向に対して大きく船尾方向に対して収束する縦断面視流線型形状の筒状に構成したものである。

さらに、前記煙突２の横断面長に対し、２〜８（好ましくは３〜６）の縦断面長を有する平断面視又は縦断面視流線型形状の筒状に構成したものである。
このようにすることにより、上記実施例１に係る船舶の煙突構造と同様に、煙突の後面に発生する空気の乱流が減少し、煙突における風圧抵抗が低減し、この結果、船舶の燃費効率が向上することとなる。
なお、本実施例２に係る船舶の煙突形状は、上記実施例１に係る船舶の煙突構造とは、独立に構成してもよく、または、上記実施例１に係る船舶の煙突構造と組み合わせて、平断面視及び縦断面視それぞれにおいて、流線形形状の筒状に構成してもよいものである。以下、実施例３に係る船舶の煙突構造として説明する。

すなわち、本実施例２に係る船舶煙突構造は、図３に示すように、当該煙突１２の縦断面視において、その上端を流線型を上半分の形と同一になるようにしたものであるが、これは、縦断面視が中央縦断面視に限らない。煙突形状のいかなる縦断面視においても、煙突自体の上端が流線型形状となるもの、すなわち、立体視流線型外形上端を有する煙突であってもよい。

すなわち、本実施例３に係る船舶の煙突構造は、船舶後方部位に配置される船舶煙突上端が、船首方向に対して大きく船尾方向に対して収束する筒状の立体視流線型外形上端に構成したものであり、また、その流線型形状は、前記煙突１２の横断面長に対し２〜８（好ましくは３〜６）の縦断面長を有する立体視流線型外形上端であってもよいものである。

なお、本実施例３に係る立体視流線型上端を有する船舶の煙突構造においても、当該煙突を船舶の後方部位に配置したものであって、立体視流線型上端の本実施例３に係る船舶の煙突構造は、外形が立体視流線型上端を有する筒状であり、基本的には、同形状の内壁を有し、その内壁内に前述同様の主機関用排ガス管（図示外）、ボイラー用排ガス管１６及び主発電機関用排ガス管１７が配置される。

しかしながら、本実施例３に係る船舶の煙突構造においては、その上端形状も流線型形状であることに鑑み、上端面が前方より後方の高い場合には、排気ガス等の排出が妨げられるおそれがあり、排ガスの逆流等を防止するために、前記主機関用排ガス管（図示外）、ボイラー用排ガス管１６及び主発電機関用排ガス管１７等の排気位置は、前記流線型形状の最大膨らみより後部位置に配置するようにした。

このようにすることにより、本実施例３に係る船舶の煙突構造も、煙突の後面に発生する空気の乱流が減少し、煙突における風圧抵抗が低減し、この結果、船舶の燃費効率が向上することとなる。

本考案は、船舶の煙突構造に利用される。

１船舶
２煙突
３ハッチ
４居住区
５主機関用排ガス管
６ボイラー用排ガス管
７主発電機関用排ガス管
１２船舶煙突
１３船舶デッキ
１６ボイラー用排ガス管
１７主発電機関用排ガス管
１００船舶
１０１煙突
１０２外筒
１０３内筒
１０４居住区
１０５ハッチ
１０７排気流
１０９煙突内甲板

Claims

船舶の後方部位に配置される船舶煙突が、船首方向に対して大きく船尾方向に対して収束する平断面視流線型形状の筒状の煙突であることを特徴とする船舶の煙突構造。
船舶の後方部位に配置される船舶煙突が、船首方向に対して大きく船尾方向に対して収束する縦断面視流線型形状の上端を有する筒状の煙突であることを特徴とする船舶の煙突構造。
船舶の後方部位に配置される船舶煙突上端が、船首方向に対して大きく船尾方向に対して収束する立体視流線型外形上端を有する筒状の煙突であることを特徴とする船舶の煙突構造。
前記平断面視流線型形状、縦断面視流線型形状上端及び立体視流線型形状は、横断面長に対し２〜８（好ましくは３〜６）の縦断面長を有する平断面視又は縦断面視流線型形状の筒状の煙突であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の船舶の煙突構造。
前記縦断面視流線型形状又は立体視流線型形状の筒状の煙突においては、内部に配置される排ガス管の排出口位置が、前記流線型形状の最大膨らみより後部に配置される請求項４に記載の船舶の煙突構造。