JP2003127978A - 可変周期型減揺水槽装置の周期設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変周期型減揺水槽装置を搭載した船舶にお
いて効果的な船体横揺れ制御を行うために、減揺水槽の
有効周期範囲を適切に設定することができる可変周期型
減揺水槽装置の周期設定方法を提供する。 【解決手段】 規則波中で減揺水槽非作動時の船体横揺
れ応答曲線Ｐ１と、規則波中で減揺水槽作動時のダンパ
ー開放状態における船体横揺れ応答曲線Ｐ２と、規則波
中で減揺水槽作動時のダンパー閉鎖状態における船体横
揺れ応答曲線Ｐ３とを作成し、応答曲線Ｐ１とＰ２の交
点Ｔ１と応答曲線Ｐ２とＰ３の交点Ｔ２の間の周期範囲
をダンパー開放状態の有効周期範囲Ｆ１とし、交点Ｔ２
と応答曲線Ｐ１とＰ３の交点Ｔ３の間の周期範囲をダン
パー閉鎖状態の有効周期範囲Ｆ２として、有効周期範囲
Ｆ（交点Ｔ１〜Ｔ３）を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変周期型減揺水
槽装置の有効周期範囲の設定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、船舶の横揺れを軽減する装置とし
て、減揺水槽が知られている。そして、減揺水槽の固有
周期を変化させ広い横揺れ周期に対応させるべく、減揺
水槽の連結水路にダンパーを設置した可変周期型減揺水
槽装置が開発された。このような可変周期型減揺水槽装
置の制御方法としては、例えば特許第３０４８８６５号
公報に記載された方法（以下、従来技術と呼ぶ）があ
る。この方法では、船体横揺れ応答曲線（Magnificatio
n factor curves）によりバルブやダンパーの開閉組み
合わせを行う制御仕様を持つグループを設定し、これら
の各グループが持つ有効範囲の隣接部を重複させた制御
を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術では、
制御グループの設定において、当該特許公報の図４に示
されている減揺効果の分岐点「Ｔ１」或いは「Ｔ２」付
近の（Δｔ１）或いは（Δｔ２）を重複させ周期判定に
幅を持たせるとしている。しかし、「Ｔ１」及び「Ｔ
２」は減揺タンクの非作動時と作動時の分岐点でありな
がら、ダンパーを開閉した場合の船体横揺れ応答曲線の
分岐点と同義の誤った定義が行なわれている。このた
め、（Δｔ１）或いは（Δｔ２）の重ね合わせによる有
効範囲の定義方法では、実際の有効範囲を逸脱した過大
な有効範囲を定義してしまうという欠点を有しており、
実用に際して異常制御の発生が懸念される。

【０００４】また、従来例では規則波中の船体横揺れ応
答曲線により周期設定を行っているため、実際の海洋波
である不規則波中の周期制御に於いては設定周期の誤差
を生じ有効な制御が行えないといった問題を有してい
た。

【０００５】本発明は、前述の従来技術の問題点を解決
するためになされたもので、可変周期型減揺水槽装置を
搭載した船舶において効果的な船体横揺れ制御を行うた
めに、減揺水槽の有効周期範囲を適切に設定することが
できる可変周期型減揺水槽装置の周期設定方法を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、船舶
に設置した左右一対のタンクと該一対のタンクを連通す
る連結水路と連通空気ダクトを備える減揺水槽と、前記
連結水路に設けられその開閉によって減揺水槽固有周期
を変化させるためのダンパーと、前記連通空気ダクトに
設けられその開閉によって減揺水槽の作動及び非作動の
切り替えを行うためのバルブとを備えた可変周期型減揺
水槽において、減揺水槽作動時のダンパーの開閉に対応
する規則波中の船体横揺れ応答曲線及び減揺水槽非作動
時の規則波中の船体横揺れ応答曲線を算定し、これらの
船体横揺れ応答曲線に基づいて減揺水槽の有効周期範囲
を設定することを特徴とする可変周期型減揺水槽装置の
周期設定方法である。

【０００７】請求項２の発明は、船舶に設置した左右一
対のタンクと該一対のタンクを連通する連結水路と連通
空気ダクトを備える減揺水槽と、前記連結水路に設けら
れその開閉によって減揺水槽固有周期を変化させるため
のダンパーと、前記連通空気ダクトに設けられその開閉
によって減揺水槽の作動及び非作動の切り替えを行うた
めのバルブとを備えた可変周期型減揺水槽において、減
揺水槽作動時のダンパーの開閉に対応する不規則波中の
減揺率曲線を算定し、これらの減揺率曲線に基づいて不
規則波中での減揺水槽の有効周期範囲を設定することを
特徴とする可変周期型減揺水槽装置の周期設定方法であ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の可変周期型減揺水槽装置
の周期設定方法の第１の実施形態を説明する。

【０００９】図１に、可変周期型減揺水槽１の基本的な
構成を示す。船体の両舷に設置したウイングタンク１
ａ、１ｂと、ウイングタンクの下部を連通し減揺液体Ｗ
を流通させるための連結水路２と、連結水路２の内部に
設けたダンパー３と、ウイングタンクの上部を連通する
空気ダクト５と、空気ダクトに設けたバルブ６とを備え
ている。ここで、連結水路２は２ａ、２ｂの２つの連結
水路に分割されており、連結水路２ａの内部にダンパー
３が設けられている。なお、４はダンパー３の駆動装置
であり、７はバルブ６の駆動装置である。

【００１０】先ず、図１に示す形状の減揺水槽を搭載す
る船舶で指定あるいは必要とされる減揺率及び横揺れ周
期の変動範囲の短周期値から、減揺水槽に必要な減揺モ
ーメント及びダンパー開放時に短周期値を含むように減
揺水槽周期を算定し、必要モーメント量及び所定周期を
備えた減揺水槽形状を設定する。

【００１１】次に、搭載船舶の横揺れ周期変動範囲の長
周期値から、ダンパー閉鎖状態で必要とされる長周期値
を含む周期となるようにダンパーを設置する連結水路の
分割幅を決定する。

【００１２】そして、図２に示すように、規則波中で減
揺水槽非作動時の船体横揺れ応答曲線Ｐ１と、規則波中
で減揺水槽作動時のダンパー開放状態における船体横揺
れ応答曲線Ｐ２と、規則波中で減揺水槽作動時のダンパ
ー閉鎖状態における船体横揺れ応答曲線Ｐ３とを作成
し、応答曲線Ｐ１とＰ２の交点Ｔ１と応答曲線Ｐ２とＰ
３の交点Ｔ２の間の周期範囲をダンパー開放状態の有効
周期範囲Ｆ１とし、交点Ｔ２と応答曲線Ｐ１とＰ３の交
点Ｔ３の間の周期範囲をダンパー閉鎖状態の有効周期範
囲Ｆ２として、有効周期範囲Ｆ（交点Ｔ１〜Ｔ３）を設
定する。また、交点Ｔ１より短周期の周期範囲及び交点
Ｔ３より長周期の周期範囲は減揺水槽非作動周期範囲と
して設定する。

【００１３】ここで、交点Ｔ２の周期が短周期又は長周
期側に偏る場合は、ダンパーを設置する連結水路の分割
幅を再設定することにより交点Ｔ２の周期を適正な値に
修正する。

【００１４】このように、減揺水槽非作動時と減揺水槽
作動時のダンパーを開閉した場合を明確に区別して、そ
れぞれの船体横揺れ応答曲線Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を求め、
それに基づいて減揺水槽の有効周期範囲Ｆを設定したの
で、実際の規則波中の船体横揺れ周期に則したものとな
っており、これに従ってバルブ又はダンパーの切り替え
を行うことにより、規則波海域中において減揺水槽搭載
船舶の横揺れを効果的に減少することが可能となる。

【００１５】さらに、応答曲線Ｐ２とＰ３の交点Ｔ２が
ダンパー開閉切り換えポイントとして求められ、この様
にして求めた切り換えポイントにおいては、ダンパーを
開とした場合もダンパーを閉とした場合も規則波中の減
揺効果に差を生じ無いため、スムースなダンパー切り替
えが可能となる。

【００１６】なお、上記では、連結水路を２分割した例
を示したため、減揺水槽作動時の船体横揺れ応答曲線が
２本求められるが、連結水路分割数と連結水路幅の比に
より、求める減揺水槽作動時の船体横揺れ応答曲線の数
も異なる。

【００１７】次に、本発明の可変周期型減揺水槽装置の
周期設定方法の第２の実施形態を説明する。

【００１８】先ず、可変周期型減揺水槽の基本的な構成
およびその形状設定等は前述の第１の実施形態の場合と
同様である。

【００１９】そして、図３に示すように、不規則波中で
減揺水槽作動時のダンパー開放状態における減揺率曲線
Ｒ１とダンパー閉鎖状態における減揺率曲線Ｒ２を求
め、不規則波中でのダンパー開放状態における短周期側
の有効限界周期Ｔｒ１と不規則波中でのダンパー閉鎖状
態における長周期側有効限界周期Ｔｒ３を設定する。そ
して、短周期側有効限界周期Ｔｒ１と減揺率曲線Ｒ１、
Ｒ２の交点Ｔｒ２との間を不規則波中でのダンパー開放
状態における有効周期範囲Ｆｒ１（Ｔｒ１〜Ｔｒ２）と
し、前記交点Ｔｒ２と長周期側有効限界周期Ｔｒ３の間
をダンパー閉鎖状態における有効周期範囲Ｆｒ２（Ｔｒ
２〜Ｔｒ３）として、不規則波中での有効周期範囲Ｆｒ
（Ｔｒ１〜Ｔｒ３）を設定する。また、Ｔｒ１より短周
期の周期範囲とＴｒ３より長周期の周期範囲は減揺水槽
非作動周期範囲として設定する。

【００２０】なお、短周期側有効限界周期Ｔｒ１は、減
揺率曲線上、前述の規則波中の短周期側有効周期Ｔ１よ
りも短周期側に移動するが、減揺率曲線Ｒ１上で減揺率
が急激に落ち込む周期をもって短周期側の有効限界周期
として設定する。また、長周期側有効限界周期Ｔｒ３に
ついては、減揺率曲線Ｒ２上では長周期側でかなりの範
囲で減揺効果を有しているが、追い浪時に於けるＴＫＭ
減少等による船体横揺れ角の増大現象を防止するため、
追い浪の影響を受けない周期Ｔ２の１．３倍程度にＴｒ
３を設定すればよい。

【００２１】このように、減揺水槽作動時のダンパーを
開閉した場合のそれぞれの減揺率曲線Ｒ１、Ｒ２から不
規則波中に於ける減揺効果の分岐点を明確に求めて、そ
れに基づいて減揺水槽の有効周期範囲Ｆｒを設定したの
で、実際の不規則波中の船体横揺れ周期に則したものと
なっており、これに従ってバルブ又はダンパーの切り替
えを行うことにより、不規則波海域中において減揺水槽
搭載船舶の横揺れを効果的に減少することが可能とな
る。

【００２２】さらに、減揺率曲線Ｒ１とＲ２の交点Ｔｒ
２がダンパー開閉切り換えポイントとして求められ、こ
の様にして求めた切り換えポイントにおいては、ダンパ
ーを開とした場合もダンパーを閉とした場合も不規則波
中の減揺効果に差を生じ無いため、スムースなダンパー
切り替えが可能となる。

【００２３】なお、上記では、連結水路を２分割した例
を示したため、減揺率曲線が２本求められるが、連結水
路分割数と連結水路幅の比により、求める減揺率曲線の
数も異なる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、規則波中において減揺
水槽非作動時と減揺水槽作動時のダンパーを開閉した場
合を明確に区別して、それぞれの船体横揺れ応答曲線を
求め、それに基づいて減揺水槽の有効周期範囲を設定し
たので、規則波海域中において減揺水槽搭載船舶の横揺
れを効果的に減少することが可能となった。さらに、応
答曲線の交点をダンパー開閉切り換えポイントとしたの
で、規則波中でのスムースなダンパー切り替えが可能と
なった。

【００２５】また、不規則波中において減揺水槽作動時
のダンパーを開閉した場合のそれぞれの減揺率曲線を求
めて、それに基づいて減揺水槽の有効周期範囲を設定し
たので、不規則波海域中において減揺水槽搭載船舶の横
揺れを効果的に減少することが可能となった。さらに、
減揺率曲線の交点をダンパー開閉切り換えポイントとし
たので、不規則波中でのスムースなダンパー切り替えが
可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】可変周期型減揺水槽の基本的構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施形態を説明する図である。

【図３】本発明の第２の実施形態を説明する図である。

【符号の説明】

１ 可変周期型減揺水槽 １ａ、１ｂ ウイングタンク ２、２ａ、２ｂ 連結水路 ３ ダンパー ４ ダンパーの駆動装置 ５ 空気ダクト ６ バルブ ７ バルブの駆動装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船舶に設置した左右一対のタンクと該一
   対のタンクを連通する連結水路と連通空気ダクトを備え
   る減揺水槽と、前記連結水路に設けられその開閉によっ
   て減揺水槽固有周期を変化させるためのダンパーと、前
   記連通空気ダクトに設けられその開閉によって減揺水槽
   の作動及び非作動の切り替えを行うためのバルブとを備
   えた可変周期型減揺水槽において、減揺水槽作動時のダ
   ンパーの開閉に対応する規則波中の船体横揺れ応答曲線
   及び減揺水槽非作動時の規則波中の船体横揺れ応答曲線
   を算定し、これらの船体横揺れ応答曲線に基づいて減揺
   水槽の有効周期範囲を設定することを特徴とする可変周
   期型減揺水槽装置の周期設定方法。
2. 【請求項２】 船舶に設置した左右一対のタンクと該一
   対のタンクを連通する連結水路と連通空気ダクトを備え
   る減揺水槽と、前記連結水路に設けられその開閉によっ
   て減揺水槽固有周期を変化させるためのダンパーと、前
   記連通空気ダクトに設けられその開閉によって減揺水槽
   の作動及び非作動の切り替えを行うためのバルブとを備
   えた可変周期型減揺水槽において、減揺水槽作動時のダ
   ンパーの開閉に対応する不規則波中の減揺率曲線を算定
   し、これらの減揺率曲線に基づいて不規則波中での減揺
   水槽の有効周期範囲を設定することを特徴とする可変周
   期型減揺水槽装置の周期設定方法。