CN117627840A - 船舶 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够有效地利用伴随发电部的发电而产生的阻力的船舶。船舶(1)具备发电部(40A、40B)，所述发电部(40A、40B)设置在相对于船体(11)的横向(D2)上的中央位置(CL)在横向(D2)上分开的位置，并利用水的流动进行发电。因此，发电部(40A、40B)伴随发电而在该位置产生阻力。相对于此，调整部(41)调整通过发电部(40A、40B)而作用于船体(11)的力矩。因此，能够将伴随发电部(40A、40B)的发电而产生的阻力利用于调整作用于船体的力矩。

Description

船舶
本申请主张基于2022年8月29日申请的日本专利申请第2022-135778号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种船舶。
背景技术
近年来，要求船舶削减CO2等GHG气体的排放量。例如，在专利文献1中所记载的船舶中，在船体推进时，利用螺旋桨的空转来进行发电，并在船舶中有效地利用所产生的电力。
专利文献1：日本特开2020-45018号公报
在此，在上述船舶中，在船体推进时利用叶轮等的空转而进行发电的情况下，在该叶轮中有可能会产生妨碍推进的阻力。要求有效地利用伴随这种发电部的发电而产生的阻力。
发明内容
本发明是为了解决这种课题而完成的，其目的在于提供一种能够有效地利用伴随发电部的发电而产生的阻力的船舶。
本发明所涉及的船舶具备：船体；发电部，设置在相对于船体的横向上的中央位置在横向上分开的位置，并利用水的流动进行发电；及调整部，调整通过发电部而作用于船体的力矩。
本发明所涉及的船舶具备发电部，所述发电部设置在相对于船体的横向上的中央位置在横向上分开的位置，并利用水的流动进行发电。因此，发电部伴随发电而在该位置产生阻力。相对于此，调整部调整通过发电部而作用于船体的力矩。因此，能够将伴随发电部的发电而产生的阻力利用于调整作用于船体的力矩。如上，能够有效地利用伴随发电部的发电而产生的阻力。
调整部可以调整发电部相对于中央位置的距离从而调整力矩。此时，调整部能够通过仅调整发电部的距离的简单的结构来调整力矩。
调整部也可以调整发电部的阻力从而调整力矩。此时，即使不调节发电部相对于船体的距离也能够调整力矩。
发电部在横向上可以设置于船体的两侧。此时，调整部能够调整左右发电部的力矩。
船舶还可以具备利用风力使船体推进的风力推进部。此时，在船舶基于风力推进部而进行风帆航行时，能够利用发电部进行发电。
根据本发明，提供一种能够有效地利用伴随发电部的发电而产生的阻力的船舶。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的船舶的一例的示意剖视图。
图2中(a)是用于对旋筒帆的原理进行说明的图，图2中(b)是船舶的平面图。
图3中(a)～(c)是船舶的示意平面图。
图4是表示本实施方式所涉及的船舶的控制系统的框图。
图5中(a)～(c)是船舶的示意平面图。
图6中(a)～(c)是船舶的示意平面图。
图7中(a)～(c)是船舶的示意平面图。
图8是表示风力推进部的变形例的图。
图中：1-船舶，11-船体，10-风力推进部，40A、40B-发电部，41-调整部。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的优选实施方式进行说明。另外，在以下的说明中，“前”“后”对应于船体的行进方向，“横”对应于船体的左右(宽度)方向，“上”“下”对应于船体的上下方向。
图1是表示本发明的实施方式所涉及的船舶的一例的示意剖视图。船舶1例如是运输原油或液化气等石油系液态货物的船舶，例如油轮。另外，船舶并不只限于油轮，例如，也可以为散装货轮或其他各种船舶。
如图1所示，船舶1具备船体11、推进器12及多个风力推进部10。船体11具有船头部2、船尾部3、轮机舱4及货舱6。在船体11的上部(或者在船内)设置有上甲板19。船头部2位于船体11的前方侧。船尾部3位于船体11的后方侧。
船头部2例如具有能够降低满载吃水状态下的兴波阻力的形状。推进器12机械性地产生船体11的推力，推进器12例如使用螺旋桨(screw propeller)。在进行推进时，推进器12设置于船尾部3的比吃水线(海水W的水面)更靠下方的位置。并且，在船尾部3的比吃水线更靠下方的位置还设置有用于调整推进方向的舵15。
轮机舱4设置于与船尾部3的船头侧相邻的位置。轮机舱4是用于配置对推进器12赋予驱动力的主发动机16的区段。在上甲板19上的轮机舱4的上方设置有居住区22及排气用的烟囱23。货舱6设置于船头部2与轮机舱4之间。货舱6是用于容纳货物的区段。货舱6采用外板20与内底板21的双重船壳结构，从而区划为多个舱26和多个压载舱27。舱26装载由船舶1运输的货物。压载舱27容纳与船舶的大小等相对应的量的压载水。
风力推进部10为利用风力使船体11推进的机构。在本实施方式中，作为风力推进部10，采用了旋筒式的风力推进机构。在船体11的上甲板19上沿前后方向排列设置有多个(在此为四个)风力推进部10。如图2中(a)所示，风力推进部10具备沿上下方向延伸的圆柱状的旋筒帆31和使旋筒帆31旋转的电动机32。若风WD横向吹入旋筒帆31，则在旋筒帆31的后侧，旋筒帆31的旋转方向与风WD的方向成为彼此相反，而在前侧，旋筒帆31的旋转方向与风WD的方向成为一致。由此，在旋筒帆31的前后产生压力差，从而产生朝向前侧的推力PF(马格努斯效应)。如图2中(b)所示，若风WD横向吹向船体11，则通过各风力推进部10的推力PF，船体11向前方推进。
如图3中(a)所示，船舶1具备发电部40A、40B(一并参考图1)。发电部40A、40B是设置在相对于船体11的横向D2上的中央位置CL在横向D2上分开的位置并利用水的流动来进行发电的设备。船体11的中央位置CL对应于沿前后方向D1延伸的中心线。发电部40A、40B在横向D2上设置于船体11的两侧。在船体11的右侧设置有发电部40A，左侧设置有发电部40B。发电部40A、40B设置于船体11的前侧。发电部40A、40B由利用水的流动而进行空转的叶轮构成。当船舶1朝向前方推进时，叶轮承受相对从前侧流向后侧的水流。由此，发电部40A、40B利用叶轮的空转而进行发电。由于发电部40A、40B进行发电，因此在该发电部40A、40B的位置产生阻力RA、RB。另外，在图1中，为了便于说明，描绘成发电部40A、40B朝向船底侧突出，但由于图1为示意图，因此相对于船体如何设置发电部40A、40B并不受限。发电部40A、40B也可以设置于船体11的侧面并且设置成并未朝向船底侧突出。
船舶1具备调整部41，该调整部41调整通过发电部40A、40B作用于船体11的力矩。调整部41调整发电部40A、40B相对于中央位置CL的距离从而调整作用于船体11的力矩。调整部41具备在船舶1的右侧支承发电部40A的支承部件42A以及在船舶1的左侧支承发电部40B的支承部件42B。支承部件42A、42B具有沿横向D2延伸的第1部分42a以及从第1部分42a的末端朝向前侧延伸的第2部分42b。并且，调整部41具有驱动机构(未图示)，该驱动机构调整支承部件42A、42B的第1部分42a的横向D2上的突出量。
调整部41通过增加支承部件42A的第1部分42a朝向右侧的突出量从而能够增大发电部40A相对于中央位置CL的距离(参考图3中(c))，并且通过减少支承部件42A的第1部分42a朝向右侧的突出量从而能够缩短发电部40A相对于中央位置CL的距离(参考图3中(b))。调整部41通过增加支承部件42B的第1部分42a朝向左侧的突出量从而能够增大发电部40B相对于中央位置CL的距离(参考图3中(b))，并且通过减少支承部件42B的第1部分42a朝向左侧的突出量从而能够缩短发电部40B相对于中央位置CL的距离(参考图3中(c))。
参考图4，对船舶1的控制系统100进行说明。控制系统100的控制装置50是控制上述的具有多个风力推进部的船舶1的装置。具体而言，控制系统100具备上述的多个风力推进部10、推进器12、舵15以及发电部40A、40B。并且，控制系统100还具备控制这些设备的控制装置50和信息检测部51。
控制装置50具备处理器、存储器、存储设备(storage)及通信接口，其构成为通常的计算机。处理器为CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等运算器。存储器为ROM(Read Only Memory：只读存储器)或RAM(Random Access Memory：随机存储器)等存储介质。存储设备为HDD(Hard Disk Driv e：硬盘驱动器)等存储介质。通信接口为实现数据通信的通信设备。处理器集中控制存储器、存储设备及通信接口，从而实现控制装置50的功能。在控制装置50中，例如将存储在ROM中的程序加载到RAM并由CPU执行加载到RAM中的程序来实现各种功能。控制装置50也可以由多个计算机构成。
控制装置50向风力推进部10的电动机32输出控制信号，从而使旋筒帆31以所期望的转速进行旋转。控制装置50向推进器12的驱动部(主发动机16等)输出控制信号，从而使推进器12进行动作。控制装置50向舵15的驱动部输出控制信号，从而使舵成为所期望的角度。信息检测部51检测控制装置50的运算中所需的各种信息。信息检测部51具备风向风速计、舵角仪、测量船体11的姿势及摇摆的测量仪、GPS等能够检测船体11的位置的测量仪等。
控制装置50控制发电部40A、40B来切换基于该发电部40A、40B的发电的开启及关闭。在船舶1基于风力推进部10进行风帆航行时，控制装置50将基于发电部40A、40B的发电设为开启。由此，发电部40A、40B的叶轮进行空转从而进行发电。由发电部40A、40B产生的电力供给至风力推进部10的电动机32。或者，也可以将发电部40A、40B产生的电力储存在电池等中。在船舶1基于推进器12进行推进时，控制装置50将发电部40A、40B的发电设为关闭。由此，发电部40A、40B的叶轮停止空转。另外，发电部40A、40B也可以具有在发电被关闭时容纳在船体11内部的机构。发电部40A、40B还可以具有在发电被关闭时调整主体或叶片的角度来减少阻力的机构。
控制装置50控制调整部41。控制装置50基于由信息检测部51检测到的检测结果来检测出船体11应行进的方向和作用于船体11的转弯力矩。例如，在船体11直行的情况下，发电部40A中产生的力矩和发电部40B中产生的力矩优选为相互平衡。因此，如图3中(a)所示，控制装置50控制调整部41，以使发电部40A相对于中央位置CL的距离和发电部40B相对于中央位置CL的距离相等。由此，发电部40A的阻力RA引起的力矩和发电部40B的阻力RB引起的力矩得到平衡。
例如，对优选左旋的转弯力矩MT1作用于船体11的情况进行说明。另外，转弯力矩是用于控制船舶的航向的力矩。在本实施方式中，调整了转弯力矩，但可调整的力矩并不只限于转弯力矩。此时，优选发电部40B中产生的力矩大于发电部40A中产生的力矩。因此，如图3中(b)所示，控制装置50控制调整部41来缩短发电部40A相对于中央位置CL的距离并且增大发电部40B相对于中央位置CL的距离。由此，发电部40B的阻力RB引起的力矩变得大于发电部40A的阻力RA引起的力矩，与使船体11左旋的转弯力矩相配。
例如，对优选右旋的转弯力矩MT2作用于船体11的情况进行说明。此时，优选发电部40A中产生的力矩大于发电部40B中产生的力矩。因此，如图3中(c)所示，控制装置50控制调整部41来缩短发电部40B相对于中央位置CL的距离并且增大发电部40A相对于中央位置CL的距离。由此，发电部40A的阻力RA引起的力矩变得大于发电部40B的阻力RB引起的力矩，与使船体11右旋的转弯力矩相配。
如上，由于调整部41能够产生使船体11向所期望的方向弯曲的转弯力矩，因此能够抑制另外对产生阻力的压舵进行操纵。
接着，对本实施方式所涉及的船舶1的作用效果进行说明。
本实施方式所涉及的船舶1具备发电部40A、40B，该发电部40A、40B设置在相对于船体11的横向D2上的中央位置CL在横向D2上分开的位置，并利用水的流动进行发电。因此，发电部40A、40B伴随发电而在该位置产生阻力。相对于此，调整部41调整通过发电部40A、40B而作用于船体11的力矩。因此，能够将伴随发电部40A、40B的发电而产生的阻力利用于调整作用于船体的力矩。如上，能够有效地利用伴随发电部40A、40B的发电而产生的阻力。
调整部41可以调整发电部40A、40B相对于中央位置的距离从而调整力矩。此时，调整部41能够通过仅调整发电部40A、40B的距离的简单的结构来调整力矩。
发电部40A、40B在横向D2上可以设置于船体11的两侧。此时，调整部41能够调整左右发电部40A、40B的力矩。
船舶1还可以具备利用风力使船体11推进的风力推进部10。此时，在船舶1基于风力推进部10进行风帆航行时，能够利用发电部40A、40B进行发电。
本发明并不只限于上述的实施方式。
如图5所示，调整部41也可以调整发电部40A、40B的阻力从而调整力矩。此时，即使不调节发电部40A、40B相对于船体11的距离也能够调整力矩。此时，控制发电部40A、40B的叶轮的空转的阻力的机构相当于调整部41。调整部41以使叶轮的空转的转速变大的方式进行调整从而增大阻力。另外，在图5中，发电部40A和发电部40B相对于中央位置CL的距离相等。然而，也可以并用图3的调整距离的机构和图5的调整阻力的机构。
例如，在船体11直行的情况下，发电部40A中产生的力矩和发电部40B中产生的力矩优选为相互平衡。因此，如图5中(a)所示，控制装置50控制调整部41，以使发电部40A的阻力RA和发电部40B的阻力RB相等。由此，发电部40A的阻力RA引起的力矩和发电部40B的阻力RB引起的力矩得到平衡。
例如，对优选左旋的转弯力矩MT1作用于船体11的情况进行说明。此时，优选发电部40B中产生的力矩大于发电部40A中产生的力矩。因此，如图5中(b)所示，控制装置50控制调整部41来减小发电部40A的阻力RA并且增大发电部40B的阻力RB。由此，发电部40B的阻力RB引起的力矩变得大于发电部40A的阻力RA引起的力矩，与使船体11左旋的转弯力矩相配。
例如，对优选右旋的转弯力矩MT2作用于船体11的情况进行说明。此时，优选发电部40A中产生的力矩大于发电部40B中产生的力矩。因此，如图5中(c)所示，控制装置50控制调整部41来增大发电部40A的阻力RA并且减小发电部40B的阻力RB。由此，发电部40B的阻力RB引起的力矩变得小于发电部40A的阻力RA引起的力矩，与使船体11右旋的转弯力矩相配。
图3所示的发电部40A、40B设置在流速快的船体11的前侧，但是，发电部40A、40B的设置位置并不受特别限定。例如，如图6所示，也可以将发电部40A、40B设置于船体的后侧。若设置于船体11的后侧且设置于远离船重心的位置，则能够相对缩短第1部分42a。图6中示出了发电部40A、40B设置成从船体11的最大宽度朝向外侧突出的情况，但也可以设置成并未从船体11的最大宽度朝向外侧突出。
如图7所示，发电部40A、40B也可以设置在前后方向D1上的船体11的大致中央位置。此时，能够兼顾图3的位置的优点和图6的位置的优点。
并且，风力推进部10的数量或配置等、如何设置于船体11等并不受特别限定。例如，也可以设置沿横向D2偏移的风力推进部10。
发电部40A、40B并不只限于叶轮，只要是能够利用水的流动而进行发电的机构，则可以采用任何设备，例如，可以采用振动发电等。并且，发电部40A、40B的叶轮也可以兼作推进器。另外，也可以在停船时使叶轮的轴旋转成垂直从而利用船体11的上下运动或波浪而进行发电。
上述发电部40A、40B设置在船体11的两侧，但也可以仅在横向D2上的一侧设置发电部。或者，也可以在前后方向D1上设置多个组的发电部40A、40B。
风力推进部10并不只限于旋筒帆，只要是能够利用风力使船体推进的部件(例如，通常的帆或风筝等)均可使用，其并不受特别限定。例如，作为风力推进部10，也可以采用如图8中(a)及(b)所示的布帆，还可以采用如图8中(c)所示的钢帆，又可以采用如图8中(d)所示的风筝。
船体11的结构也并不只限于图1所示的结构，可以根据用途等而适当变更。

Claims (5)

1.一种船舶，其特征在于，具备：
船体；
发电部，设置在相对于船体的横向上的中央位置在所述横向上分开的位置，并利用水的流动进行发电；及
调整部，调整通过所述发电部而作用于所述船体的力矩。
2.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，
所述调整部调整所述发电部相对于所述中央位置的距离从而调整所述力矩。
3.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，
所述调整部调整所述发电部的阻力从而调整所述力矩。
4.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，
所述发电部相对于所述船体设置在所述横向上的两侧。
5.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，
还具备风力推进部，所述风力推进部利用风力使所述船体推进。
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