JP2005132314A - 船舶 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 船舶1を、船外壁2a及び甲板2bによって仕切られる主船体2と、甲板2b上に設けられる上部構造3とを有する構成とする。主船体2の船側上部には、船首Nから離間し、かつ上部構造物3よりも船首N側の位置に、防風フェンス6を設ける。防風フェンス6は、船外壁の上端に連続させて設けられて、船首Nより離間した位置から立ち上がり、船尾に向かうにつれて次第に高さが増していく構成とする。防風フェンス6において主船体2の外側を向く面は、上端が下端よりも上部構造3側に位置する傾斜面とする。防風フェンス6を、開口部を有する構成とする。
【選択図】 図1
Description
一般的に、この空気抵抗が大きい場合には、燃料消費(燃費)の悪化、最高速度の低下、操縦性の悪化等の問題が生じる。特に、PCTC船(Pure Car and
Truck Carrier:自動車/トラック運搬船)のように主船体がずんぐりとしていて喫水線上に露出する面積が大きい船舶は空気抵抗が大きいため、このような空気抵抗による問題が深刻となる。
一方、上部構造の部分に起因する空気抵抗とは、上部構造が風を受けることによって生じる抵抗であって、船舶における空気抵抗のうち支配的な空気抵抗は、この上部構造に作用する空気抵抗である場合が多い。
そこで、従来は、後記の特許文献1に記載されているように、抵抗部材である上部構造の前方に、空気の流れを制御する抵抗部材を設置して、空気抵抗の低減を図っている。
さらに、このような抵抗部材を設けることで、前方への視界が遮られてしまうという問題があった。
すなわち、本発明にかかる船舶は、船外壁及び甲板によって仕切られる主船体と、前記甲板上に設けられる上部構造とを有する船舶であって、前記主船体の船側上部には、防風フェンスが設けられていることを特徴とする。
すなわち、上部構造に風が当たることによって生じる空気抵抗の大部分は、船側に当たった気流に由来している。
この防風フェンスは、例えば、船首中央部のフェンス高さが最も低く、船側に向かうにつれ次第に高さが増していく構成とすることができる。この構成では、防風フェンスは船首中央部が最も高さが低いので、船上から船首前方を見ることができる。すなわち、この船舶では、防風フェンスを設けても、視界が妨げられないので、安全な航行が可能となる。
このような防風フェンスとしては、防風フェンス自体が開口部を有する構成、例えば一部または全体が網や格子、ルーバー等によって構成されたものを用いることができる。
例えば、防風フェンスは、船首側から船側にむけて高さ一定とされて船首側部分に一部開口部が設けられた構成とされていてもよい。この構成では、船上から防風フェンスの開口部を通じて船首前方を見ることができる。
すなわち、この船舶では、防風フェンスを低くすることができるので、船上からの視界をより広く確保することができる上、防風フェンスの施工コストの低減、及び船上での防風フェンスの設置スペースの低減を図ることができる。
ここで、整流板を主船体の幅方向に沿って設けた場合(船尾側からみて横にして設けた場合)には、甲板上から船尾に到達した気流が後方に案内され、整流板を主船体の高さ方向に沿って設けた場合(船尾側からみて縦にして設けた場合)には、船側に沿って船尾に到達した気流が後方に案内される。
また、整流板は、船側側の気流を受ける部分と甲板側の気流を受ける部分とが滑らかに接続されているので、船側と甲板とが交わる部分近傍での気流の乱れが生じにくい。
このように整流板周辺の気流がスムーズに流れるので、航行に対する抵抗が低減される。
また、船側側整流板と甲板側整流板とが、それぞれ船側、甲板に滑らかに接続されており、これらの境界での気流の乱れが生じにくい。
さらに、これら船側側整流板と甲板側整流板との接続部が面取りされているので、接続部近傍での気流の乱れが生じにくい。
このように整流板周辺の気流がスムーズに流れるので、航行に対する抵抗が低減される。
ここで、整流板を主船体の幅方向に沿って設けた場合には、甲板上から船尾に到達した気流が後方に案内され、整流板を主船体の高さ方向に沿って設けた場合には、船側に沿って船尾に到達した気流が後方に案内される。
このような整流板としては、例えば一部または全体が網や格子、ルーバー等によって構成されたものを用いることができる。
[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態について、図1から図4を用いて説明する。
本実施形態にかかる船舶1(船舶1(a)〜1(c))は、船外壁2a及び甲板2bによって仕切られる主船体2と、甲板2b上に設けられる上部構造3とを有している。
この船舶1では、主船体2及び上部構造3の構造は、従来の船舶とほぼ同一とされている。なお、このことは、船舶1は、従来の一般的な船舶と同様、船首Nから上部構造3までの距離に比べて、船側Sから上部構造3までの距離の方が短い、ということも意味している。
防風フェンス6は、例えば、図1(a)に示す防風フェンス6aのように船首Nより離間した位置から上部構造の船側部まで高さ一定の構成とされていてもよく、図1(b)に示す防風フェンス6bのように船首Nより離間した位置から立ち上がり、船尾に向かうにつれて次第に高さが増していく構成とされていてもよく、あるいは、図1(c)に示す防風フェンス6cのように船首Nの中央部のフェンス高さが最も低くなり、船尾に向かうにつれて次第に高さが増していく構成とされていてもよい。
また、防風フェンス6において主船体2の外側を向く面は、図2に示すように、上端が下端よりも上部構造3側に位置する傾斜面とされている。ここで、この傾斜角度は例えば45°とされる。
さらに、防風フェンス6は、開口部を有する構成とされている。例えば、防風フェンス6の一部または全体が、網や格子、ルーバー等によって構成されている。
このため、この船舶1では、従来構造の船舶に比べて、上部構造3に風が直接当たりにくく、風から受ける空気抵抗が著しく低減される。
すなわち、本実施形態にかかる船舶1は、主船体2を従来の船舶と同一構造としながら、空気抵抗を低減することができる。
また、比較のために、防風フェンス6を設けていないこと以外は実施例と同一の構成とした模型(比較例)を作成し、この模型に対しても、相対的な風向きと空気抵抗との関係を求めた。
この試験では、図3に示すように、模型の中心線Cに対して、右舷方向を正として、0°、15°、30°、45°傾斜した方向からそれぞれ模型に風を当てて、それぞれの風向きに対して生じた進行方向Xに対する抗力係数CXを求めた。この結果を、図4(a)のグラフに示す。
比較例において、中心線C方向の速度成分が最も大きくなる風向0°でなく風向30°で空気抵抗が最大になったのは、以下の理由から理解することができる。
比較例においても、船首Nから上部構造までの距離に比べて、船側から上部構造までの距離の方が短いため、船外壁2aの船首N側に当たった気流は、図5(a)に実線の矢印で示すように、船外壁2aに沿って上昇したのちは、上部構造3に到達する前に、大部分が船舶から離間する。
これに対して、船外壁の船側Sに当たった気流は、船外壁2aに沿って上昇したのちは、図5(b)実線の矢印で示すように、甲板2bに沿って流れて、ほとんどが上部構造3に当たる。
すなわち、比較例では、風向角度が大きくなって、気流が船外壁の船側Sにより多く当たるようになると、上部構造3により多くの気流が当たることとなり、空気抵抗が大きくなる。
このことからわかるように、斜風において防風フェンス6が有効に作用して、防風フェンス6を有していない比較例に比べて、空気抵抗が低減されていることがわかる。
この構成を採用した船舶11では、図6に実線の矢印で示すように、船外壁2aに沿って上昇して防風フェンス12に当たった風が、防風フェンス12の曲面に沿ってさらに上方にスムーズに案内されるので、防風フェンス12が低くても、上部構造3に気流が当たりにくい。
すなわち、この構成を採用した船舶では、防風フェンスを低くすることができるので、船上からの視界をより広く確保することができる上、防風フェンスの施工コストの低減、及び船上での防風フェンスの設置スペースの低減を図ることができる。
次に、本発明の第二実施形態について、図7を用いて説明する。ここで、図7(a)は本実施形態にかかる船舶21の船尾Tの構成を示す斜視図、(b)は船舶21の船尾Tの構成を示す側面図である。
本実施の形態にかかる船舶21は、第一の実施の形態に示した主船体2と上部構造3とを有するものであって、主船体2の船尾T側には、気流を後方に案内する整流板22が設けられている。
本実施の形態では、整流板22は、主船体2の船尾T上端側に、幅方向に沿って(船尾T側からみて縦にして)、略水平にして設けられている。
しかし、船舶21には、整流板22が設けられていて、図7(b)に実線の矢印で示すように、甲板2b上から船尾Tに到達した気流は、船尾Tに回り込むことなく、後方に案内される。
このため、船舶21には、船舶を航行方向後方に引っ張る引張力が加わりにくくなり、航行に対する抵抗が低減される。
すなわち、本実施形態にかかる船舶21は、主船体2を従来の船舶と同一構造としながら、空気抵抗を低減することができる。
この場合には、船側Sに沿って船尾Tに到達した気流が、図8(b)に実線の矢印で示すように、整流板22によって後方に案内されることとなり、船側S側から船尾Tへの気流の回り込み(図8(b)に破線の矢印で示す流れ)を防止して、航行に対する抵抗を低減することができる。
このような構成を採用した船舶の例として、図9の斜視図に船舶31を示し、図10の斜視図に船舶36を示し、図11の斜視図に船舶41を示す。
また、この整流板22の、前記幅方向の両端には、整流板22の端部と船側Sとの間を接続する小整流板22aがそれぞれ設けられている。
具体的には、船側側整流板22Aは、両船側Sの後方で、高さ方向に沿ってかつ船側Sに平行にして設けられており、甲板側整流板22Bは、主船体2の船尾T上端に、幅方向に沿って略水平にして設けられている。
そして、接続部Jは、主船体2から離間するにしたがって主船体2の軸線側に近接するよう傾斜する接続板Bによって構成されている。また、この構成により、船側側整流板22Aと接続板B、及び接続板Bと甲板側整流板22Bとは、互いに鈍角に交わっている。
さらに、これら船側側整流板22Aと甲板側整流板22Bとの接続部Jが面取りされているので、接続部J近傍での気流の乱れが生じにくい。
このように、この船舶36では、整流板22周辺の気流がスムーズに流れるので、航行に対する抵抗が低減される。
また、船舶41においても、船舶36と同様の効果を得ることができる。
次に、本発明の第三実施形態について、図12を用いて説明する。ここで、図12(a)は本実施形態にかかる船舶46の船尾Tの構成を示す斜視図、図12(b)は船舶46の船尾Tの構成を示す側面図である。
本実施の形態にかかる船舶46は、第二の実施形態に示した船舶21において、整流板22を、主船体2に対して隙間Dをあけて配置したものである。
整流板22は、例えば、図示せぬステー等を介して主船体2に取り付けられている。
すなわち、本実施形態にかかる船舶46は、主船体2を従来の船舶と同一構造としながら、空気抵抗を低減することができる。
次に、本発明の第四実施形態について、図13を用いて説明する。ここで、図13は本実施形態にかかる船舶51の船尾T側の構成を示す斜視図である。
本実施の形態にかかる船舶51は、第二の実施形態に示した船舶21において、主船体2の船尾Tではなく、上部構造3の船尾T側に、整流板22Dを設けたものである。
また、この整流板22Dは、上部構造3の船尾T側の壁面上部に、幅方向に沿って、かつ上部構造3との接続端よりも他端側が下方に位置するように傾斜させて設けられている。
また、この整流板開口部を有する構成とされている。例えば、整流板22の一部または全体が、網や格子、ルーバー等によって構成されている。
すなわち、本実施形態にかかる船舶51は、主船体2を従来の船舶と同一構造としながら、空気抵抗を低減することができる。
この場合には、船舶が受ける空気抵抗をさらに低減することができる。
2 主船体
2a 船外壁
2b 甲板
3 上部構造
6,12 防風フェンス
22,22a,22C,22D 整流板
22A 船側側整流板
22B 甲板側整流板
J 接続部
N 船首
S 船側
T 船尾
Claims (10)
- 船外壁及び甲板によって仕切られる主船体と、前記甲板上に設けられる上部構造とを有する船舶であって、
前記主船体の船側上部には、防風フェンスが設けられていることを特徴とする船舶。 - 前記防風フェンスが、開口部を有していることを特徴とする請求項1記載の船舶。
- 前記防風フェンスにおいて前記主船体の外側を向く面が、上端が下端よりも前記上部構造側に位置する傾斜面とされていることを特徴とする請求項1または2に記載の船舶。
- 前記防風フェンスにおいて前記主船体の外側を向く面が、下端から上端に向かうにつれて立ち上がる曲面とされていることを特徴とする請求項1または2に記載の船舶。
- 船外壁及び甲板によって仕切られる主船体と、前記甲板上に設けられる上部構造とを有する船舶であって、
前記主船体の船尾側には、気流を後方に案内する整流板が設けられていることを特徴とする船舶。 - 前記整流板は、前記主船体に対して、隙間をあけて配置されていることを特徴とする請求項5記載の船舶。
- 前記整流板は、船尾側からみて、上方に向けて凸となるアーチ状に形成されていることを特徴とする請求項5または6に記載の船舶。
- 前記整流板は、各前記船側外面と滑らかに接続された一対の船側側整流板と、前記甲板上面と滑らかに接続されかつ前記一対の船側側整流板と接続された甲板側整流板とを有しており、
前記船側側整流板と前記甲板側整流板との接続部は面取り形状とされていることを特徴とする請求項5または6に記載の船舶。 - 船外壁及び甲板によって仕切られる主船体と、前記甲板上に設けられる上部構造とを有する船舶であって、
前記上部構造の船尾側には、気流を後方に案内する整流板が設けられていることを特徴とする船舶。 - 前記整流板が、開口部を有していることを特徴とする請求項9記載の船舶。
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