CN102092457B - 船 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种船，设置于比船首干舷部分更靠下方的球状船首形成为如下所述的形状。在此，优选的是，球状船首具有球状船首上方部分和球状船首下方部分，所述球状船首上方部分，其位于满载吃水线与比满载吃水线更靠下方的轻载吃水线之间并且沿着第一曲面形成；所述球状船首下方部分，其位于比轻载吃水线更靠下方并且沿着与第一曲面交叉的第二曲面形成。而且，将把船的长度方向作为法线时的横截面的球状船首上方部分的最大宽度作为最大上方宽度，将横截面的球状船首下方部分的最大宽度作为最大下方宽度，球状船首具有大于最大上方宽度的最大下方宽度。

Description

船
技术领域
本发明涉及对应载荷满载时的满载吃水和轻载状态(压载状态)时的轻载吃水的船的结构。
背景技术
作为提高船舶推进性能的技术，公知的有，利用被称为船首球状物(バルブ)和球状船首(球鼻型船首)等的船首形状，降低兴波阻力。球状船首在船首水面下具有球状结构物。通过其球状结构物的作用，航行中的船的前面的水压上升，水面高涨。虽然船首的稍后部具有在通常容易成为波浪最高的情况，但是通过球状结构物的作用，船首的稍后部的水压降低，抑制波浪的产生。由此，航行中的兴波阻力少，与通常的船首形状的船舶相比，利用相同的燃料消耗量达到更高的速度。
大型油轮、LPG船等的排水型的船舶几乎都是在满负载荷的满载状态和没有载荷的轻载状态(压载状态)的两种状态下航行。在满载状态和轻载状态的双方的状态下，公知有改善航行时的推进性能的技术(例如参见专利文献1～3)。
在专利文献1中记载有，在船首部具有大型球状物的宽大船中，大型球状物在满载时发挥兴波阻力降低效果，并且意图改善轻载状态(压载状态)中的推进性能。
在专利文献2中记载有，涉及与油船等在载荷状态为几乎满载吃水和轻载吃水的两个吃水状态的船舶的技术。在专利文献2的技术中，不改变船舶的主要尺寸，不需要驱动、变形用的动力，形成为不产生与主船体的连接不连续性的球状船首。利用该球状船首，意图在任何的吃水状态下，减小兴波阻力和碎波阻力，提高推进性能。
在专利文献3中记载有涉及带有船首球状物船舶的技术，该技术在具有船首球状物的船舶中，不仅在满载状态，在轻载状态中的推进性能也能够改善。
现有技术文献
【专利文献】
【专利文献1】特开2006-188125号公报
【专利文献2】特开平8-40346号公报
【专利文献3】特开2005-238909号公报
发明内容
本发明所要解决的课题是改善满载吃水和轻载吃水的各个吃水状态中的航行的推进性能。
为了解决上述的课题，构成有船首干舷部分和设置于比所述船首干舷部分更靠下方的球状船首。在此，优选的是，所述球状船首具有球状船首上方部分和球状船首下方部分，所述球状船首上方部分，其位于满载吃水线与比所述满载吃水线更靠下方的轻载吃水线之间并且沿着第一曲面形成；所述球状船首下方部分，其位于比所述轻载吃水线更靠下方并且沿着与第一曲面交叉的第二曲面形成。而且，在将把船的长度方向作为法线时的横截面的所述球状船首上方部分的最大宽度作为最大上方宽度、将所述横截面的所述球状船首下方部分的最大宽度作为最大下方宽度时，所述球状船首具有大于所述最大上方宽度的所述最大下方宽度。
在该船中，优选的是，所述球状船首包括含有所述球状船首上方部分与所述球状船首下方部分边界的中间部分。所述中间部分具有在所述横截面中小于所述最大上方宽度的中间宽度。
在该船中，优选的是，所述中间部分包含光滑接合所述球状船首上方部分和所述球状船首下方部分的曲面。
在该船中，优选的是，所述球状船首设置在比船的垂线间长的前端更靠向前方。在此，所述球状船首上方部分将距包括船的长度方向作为法线方向时的所述前端(F.P.)的前端横截面的、最远的位置作为最前部，所述球状船首下方部分具有比所述球状船首上方部分的所述最前部更向前方突出的突出部。
在该船中，优选的是，所述球状船首上方部分将含有把船的宽度方向作为法线方向的所述前端的纵截面中的所述球状船首上方部分与所述轻载吃水线交叉的位置作为所述球状船首上方部分的所述最前部。
在该船中，优选的是，在将从所述满载吃水线到船底的深度作为基准深度d、并且将从包含垂线间长的前端(F.P.)的船的长度方向作为法线方向的前端面的向前方的所述球状船首的突出量的最大值作为最大突出量L时，所述球状船首上方部分在距所述满载吃水线0.2d的位置，从所述前端面向前方的突出量为0.6L以上。另外，优选的是，所述球状船首下方部分在距所述船底0.3d位置，从所述前端面向前方的突出量为0.8L以上。
在该船中，优选的是，将从所述满载吃水线到船底的深度作为基准深度d，在将含有垂线间长的前端的船的长度方向作为法线方向的前端面的所述球状首的宽度的最大值作为船首最大宽度B时，在距所述满载吃水线0.5d的位置与距所述满载吃水线0.8d的位置之间，所述球状船首为所述前端面最大宽度(船首最大宽度B)的部分。另外，所述球状船首上方部分在距所述满载吃水线0.2d的位置，所述前端面的宽度是0.6B以上。而且，所述球状船首下方部分在距所述船底0.3d的位置，所述前端面的宽度是0.8B以上。
在所公开本发明中，如果简单说明利用有代表性的内容所得到的结果，则具有能够改善满载吃水和轻载吃水的各个吃水状态中的航行的推进性能的效果。
附图说明
图1是示例地表示的本实施例的船1结构的侧视图；
图2是示例地表示的本实施例的船1结构的主视图；
图3是示例地表示的本实施例的船1的速度与船体阻力(兴波阻力)系数关系的曲线图；
图4是示例地表示船101的船首102的侧视图；
图5是示例地表示的船101的速度与船体阻力(兴波阻力)系数关系的曲线图；
图6是示例地表示船201的船首202的侧视图；
图7是示例地表示的船201的速度与船体阻力(兴波阻力)系数关系的曲线图；
图8是船1、船101和船201的速度与船体阻力(兴波阻力)系数关系的曲线图；
图9是示例地表示的船1、船101和船首102以轻载状态进行航行时的速度与船体阻力(兴波阻力)系数关系的曲线图；
图10是本发明的船1的可变吃水型球状船首3的其它结构的侧视图；
图11是本发明的船1的可变吃水型球状船首3的另一结构的侧视图。
具体实施方式
【第一实施例】
下面在附图的基础上说明本发明的实施方式。另外，在用于说明实施方式的图中，对相同的部件原则上付与相同的符号，而省略其反复的说明。
图1是示例地表示的从侧面看到的本实施例的船1的形状的侧视图。船1是主要是以满负载荷的满载状态和没有载荷的仅仅是压载的轻载状态(压载状态)的两种状态航行。作为本实施例的船1示例有大型油轮、LPG船等的排水型的船舶。另外，在以下的实施例中，为了便于理解本申请的发明，省略说明船1的整体结构。
参见附图1，本实施例的船1在船首2具有可变吃水型球状船首3。该可变吃水型球状船首3被设置为比对应于船1的船首垂线的位置(以下记载为F.P.位置)更向前方突出。该可变吃水型球状船首3具有球状船首上侧部分4和球状船首下侧部分5。该球状船首上侧部分4和球状船首下侧部分5设置为以球状船首中间部分6为边界。该球状船首中间部分6包含轻载吃水线的位置。
换言之，球状船首上侧部分4设置在表示满载状态时吃水的满载吃水线与表示轻载状态时的吃水的轻载吃水线之间。球状船首下侧部分5设置在轻载吃水线和表示与船底对应位置的线(以下，记载为船底线)之间。球状船首上侧部分4形成的曲面和球状船首下侧部分5形成的曲面是不同的形状，这些曲面在包含轻载吃水线的中间部分交叉。
如图1所示，在将球状船首上侧部分4的最前部作为球状船首上部分长度UF时，球状船首下侧部分5具有比其球状船首上部分长度UF更向前突出的突出部7。换言之，在实施例的船1中，在将球状船首下侧部分5的最前部作为球状船首下部分长度LF时，该球状船首下部分长度LF作为可变吃水型球状船首3的最前部。
在船1中，球状船首上侧部分4降低满载状态的兴波阻力。另外，球状船首下侧部分5降低轻载状态的兴波阻力。在满载状态时的航行中，船1的船首2在干舷部分给予水压力，排开该水。这时，利用可变吃水型球状船首3的球状船首上侧部分4和球状船首下侧部分5双方的作用能够有效地消除由船首2在水面产生的波浪所引起的兴波阻力。
在轻载状态时的航行中，球状船首上侧部分4成为船首2的干舷的一部分。因此，船1以轻载状态在水面行进时，船1的船首2由球状船首上侧部分4给予水压力，排开该水。这时，通过由球状船首下侧部分5有效地消除的波浪利用球状船首上侧部分4的最前部在水面产生，而使减少兴波阻力成为可能。
另外，如附图1所示，将从满载吃水线到船底线作为满载吃水深度d，将从F.P.的位置向前方的可变吃水型球状船首3的最大突出量作为球状船首长度L。这时，优选的是，球状船首上侧部分4在从满载吃水线到下方0.2d的位置，从F.P.的位置向前方的的突出量为0.6L以上。另外，优选的是，球状船首下侧部分5在从船底线到上方0.3d的位置，从F.P.的位置向前方的的突出量为0.8L以上。
图2是示例地表示从正面看到的本实施例的船1的形状的船体线图(主视图)。另外，为了便于理解本发明，其船体线图主要表示与船1有关的形状。船体线12与船1的F.P.位置对应。船体线13与船1的F.P.位置和球状船首上部分长度UF的中间位置对应。
参照图2，在本实施例的船1的船首2中，可变吃水型球状船首3的球状船首下侧部分5形成为比可变吃水型球状船首3的球状船首上侧部分4的宽度更宽。另外，在本实施例的船1中，可变吃水型球状船首3在球状船首中间部分6具有细腰部。
如附图2所示，在将船首2的F.P.位置的可变吃水型球状船首3的最大宽度作为船首最大宽度B、将从船1的满载吃水线到船底线作为满载吃水线d时，取得在F.P.位置的比满载吃水线更靠下方的最大宽度的位置优选为成为比满载吃水线更靠下方的0.5d～0.8d的位置。另外，从满载吃水线到下方，0.2d的位置的宽度优选是0.6B以上。另外，从船底线到上方，0.3d的位置的宽度优选是0.8B以上。
附图3是示例地表示本实施例的船1的速度与船底阻力(兴波阻力)系数的关系的曲线图。实线15是示例地表示，在船首2具有上述的可变吃水型球状船首3的船1的满载状态时的速度与船体阻力系数关系。虚线16是示例地表示，该船1的轻载状态时的速度与船体阻力系数的关系。如图3所示的那样，该船1在以轻载状态时的计划速度航行时，受到第一轻载状态阻力R1E。另外，该船1在以满载状态时的计划速度航行时，受到第一满载状态阻力R1F。
图4是示例地表示，不具有本实施例的可变吃水型球状船首3的船101的船首102的侧视图。如图4所示的那样，该船101具有与本实施例可变吃水型球状船首3不同的形状的球状船首(球鼻型船首)103。利用虚线表示与可变吃水型球状船首3的不同。
图5是示例地表示，具有附图4所示的球状船首(球鼻型船首)103的船101的速度与船体阻力(兴波阻力)系数关系的曲线图。实线17是示例地表示，在船首102具有上述的球状船首(球鼻型船首)103的船101与满载状态时的速度的船体阻力系数的关系。虚线18是示例地表示该船101在轻载状态时的速度的船体阻力系数的关系。
如图5所示的那样，该船101在以轻载状态的计划速度航行时，受到第二轻载状态阻力R2E。另外，该船101在以满载状态时的计划速度航行时，受到第二满载状态阻力R2F。
附图6是示例地表示不具有本实施例的可变吃水型球状船首3的船201的船首202的侧视图。如图6所示的那样，该船201具有与本实施例可变吃水型球状船首3不同的形状的球状船首(球鼻型船首)203。利用虚线表示与可变吃水型球状船首3的不同。
附图7是示例地表示，具有附图6所示的球状船首(球鼻型船首)203的船201的速度与船体阻力(兴波阻力)系数关系的曲线图。实线19是示例地表示，在船首202具有上述的球状船首(球鼻型船首)203的船201的满载状态时的速度与船体阻力系数的关系。虚线20是示例地表示该船201的轻载状态时的速度与船体阻力系数的关系。
如图7所示的那样，该船201在以轻载状态时的计划速度航行时，受到第三轻载状态阻力R3E。另外，该船201在以满载状态时的计划速度航行时，受到第三满载状态阻力R3F。
图8是示例地表示，在船首2具有可变吃水型球状船首3的船1和不具有该可变吃水型球状船首3的船舶(船101，船201)的速度与船体阻力(兴波阻力)系数关系的曲线图。图8是示例地表示船1、船101和船201以满载状态航行时的速度与船体阻力(兴波阻力)系数关系。如图8所示的那样，具有本实施例可变吃水型球状船首3的船1在以计划速度航行时，受到第一满载状态阻力R1F。该第一满载状态阻力R1F不逊色于第二满载状态阻力R2F，并且远小于第三满载状态阻力R3F。
图9是示例地表示，在船首2具有可变吃水型球状船首3的船1和不具有该可变吃水型球状船首3的船舶(船101，船201)的速度与船体阻力(兴波阻力)系数关系的曲线图。图9是示例地表示船1、船101和船201以轻载状态航行时的速度与船体阻力(兴波阻力)系数关系。如图9所示的那样，具有本实施例可变吃水型球状船首3的船1在以计划速度航行时，受到第一轻载状态阻力R1E。该第一轻载状态阻力R1E不逊色于第三轻载状态阻力R3E，并且远小于第二轻载状态阻力R2E。
如图8和9所示的那样，本实施例的船1通过在船首2具有可变吃水型球状船首3，在满载状态和轻载状态的双方状态中，能够有效地以计划速度航行。
【第二实施例】
以下，对本发明的第二实施例进行说明。附图10是本发明的船1的可变吃水型球状船首3的其它结构的侧视图。如图10所示的那样，第二实施例的船首2的可变吃水型球状船首3在球状船首中间部分6中，形成为利用曲线连接细腰部分，而没有折角部(ナックル)(曲折部)。通过使球状船首中间部分6成为流线型而没有曲面的折角，能够适当地制造、在满载状态和轻载状态的双方状态中、有效地以计划速度航行的船1。
【第三实施例】
以下，对本发明的第三实施例进行说明。图11是本发明的船1的可变吃水型球状船首3的另一结构的侧视图。如图11所示的那样，第三实施例的船首2的可变吃水型球状船首3在球状船首中间部分6中，纵剖面和横剖面形成为直线。通过形成那样形状的球状船首中间部分6，能够减少时间和费用地制造、在满载状态和轻载状态的双方状态中、有效地以计划速度航行的船1。
以上，具体地说明了本发明的实施例。本发明不被上述的实施例所限定，在不脱离要旨的范围内能够进行各种变化。

Claims (1)

1.一种船，其特征在于，其包括：
船首干舷部分和设置于比所述船首干舷部分更靠下方的球状船首即球鼻型船首，
所述球状船首具有球状船首上方部分和球状船首下方部分，所述球状船首上方部分，其位于满载吃水线与比所述满载吃水线更靠下方的轻载吃水线之间并且沿着第一曲面形成；所述球状船首下方部分，其位于比所述轻载吃水线更靠下方并且沿着与第一曲面交叉的第二曲面形成，
所述球状船首设置在比作为对应于船的船首垂线的位置的F.P.位置更靠向前方，
在将把船的长度方向作为法线时的横截面的所述球状船首上方部分的最大宽度作为最大上方宽度、将所述横截面的所述球状船首下方部分的最大宽度作为最大下方宽度时，
所述球状船首具有大于所述最大上方宽度的所述最大下方宽度，
所述球状船首包括含有所述球状船首上方部分与所述球状船首下方部分边界的中间部分，
所述中间部分对应于所述轻载吃水线的位置，
所述中间部分在规定的所述横截面中具有小于所述最大上方宽度的中间宽度，
所述中间部分包含光滑接合所述球状船首上方部分和所述球状船首下方部分的曲面，
所述球状船首上方部分沿所述法线方向在包含所述F.P.位置的纵截面的前方具有最前部，
所述球状船首下方部分具有比所述球状船首上方部分的所述最前部更向前方突出的突出部，
所述球状船首上方部分将所述纵截面中的所述球状船首上方部分与所述轻载吃水线交叉的位置作为所述球状船首上方部分的所述最前部，
在将从所述满载吃水线到船底的深度作为基准深度d，并且将从作为包含所述F.P.位置的F.P.横截面的、向前方的所述球状船首的突出量的最大值作为最大突出量L时，
所述球状船首上方部分在距所述满载吃水线0.2d的位置，从所述F.P.横截面向前方的突出量为0.6L以上，
所述球状船首下方部分在距所述船底0.3d的位置，从所述F.P.横截面向前方的突出量为0.8L以上，
将比所述F.P.横截面更靠前方的规定的所述横截面的所述球状船首的宽度的最大值作为船首最大宽度B时，
在距所述满载吃水线0.5d的位置与距所述满载吃水线0.8d的位置之间，所述球状船首为所述船首最大宽度B，
所述球状船首上方部分在距所述满载吃水线0.2d的位置，具有0.6B以上的宽度，
所述球状船首下方部分在距所述船底0.3d的位置，具有0.8B以上的宽度。
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