JP2005238909A - 船首バルブ付き船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】 船首バルブを有する船舶において、満載状態のみならず、軽荷状態における推進性能も改善できる船首バルブ付き船舶を提供する。
【解決手段】 船首バルブ１１を有する船舶１において、その上面を軽荷喫水付近とする突出部１２を、前記船首バルブ１１の側方の両側に対にして設け、この突出部１２の少なくとも一部を、軽荷状態における船体の造波抵抗を減少する形状に形成したり、この突出部１２の少なくとも一部を、船体の推進方向の力を発生する形状に形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、造波抵抗を減少するための船首バルブを有する船首バルブ付き船舶に関するものであり、より詳細には、満載状態における推進性能を向上できる船首バルブに加えて、軽荷状態における推進性能を向上できる双胴型の突出部を備えた船舶の船首部分の構造に関する。

タンカーやバルクキャリヤー等の肥大船においては、平水中の造波抵抗を少なくするため、船首バルブ（バルバスバウ：Bulbous Bow ）を船首に設けている。この船首バルブは、平水中の推進抵抗の成分である摩擦抵抗、圧力抵抗、造波抵抗、空気抵抗の内の造波抵抗を小さくするために、船体が造る波を打ち消すように船首下部に設けられる構造物である。

そして、この船首バルブは、船首で起こす波の位置をずらせて、それより後ろの方で起こす波とうまく干渉させることにより、全体の造波抵抗を小さくするものである。また、低速肥大船では、船首近傍の水の流れを整えて渦抵抗を減少する効果もある。

しかしながら、図５〜図８に示すように、船首バルブ１１Ｘを設けた従来の船舶１Ｘでは、その上方は、船首バルブ１１Ｘの先端より後退し、再度上甲板１３Ｘで前進した構造となっている。

この船首バルブは、通常、満載状態で航行する時にその効果が最大になるように設計されている。そのため、軽荷状態（バラスト状態）では、船首バルブの一部が水面上部に出てしまい、造波抵抗低減効果が減少すると共に、船首バルブによる砕波抵抗が大きくなり、推進性能が悪化するという問題がある。特に、巨大タンカーのような肥大船では、船首バルブも大きくなるため、抵抗も大きくなる。

これを改善するために、船舶の船首形状において、満載喫水線の近傍下方で軽荷喫水線より上方に満載状態用球状船首部を、軽荷喫水線の近傍に軽荷状態用球状船首部とを有し、この二つの球状船首部の間を正面形状において凹状曲面からなる捩じれ部分で滑らかに接続して該球状船首部分全体の正面断面形状を略瓢箪状に形成した船首形状が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、船首バルブが２段構造となるため、満載状態における造波抵抗低減効果が不充分となると共に、船舶の主要寸法を維持しながら、この軽荷状態用球状船首部を設ける場合には、軽荷状態用球状船首部の突出量が限られるため、軽荷状態における造波抵抗低減についての大きな効果を期待できないという問題がある。また、満載状態における船首バルブ構造を従来の単独の船首バルブから満載状態用球状船首部に設計方法を変更する必要が生じるという問題がある。

また、この改善案の他の例として、船底ベースラインとバラスト喫水線との間に船首バルブを備え、バラスト喫水線と満載喫水線との間に補助バルブを設けて、満載喫水状態及びバラスト喫水状態のいずれの場合に対しても航走時の造波抵抗を減少させるように形成したバルブ付き船首部構造が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

しかしながら、船首バルブがバラスト喫水状態における造波抵抗を減少させるための構造となり、満載状態における船首バルブに比較すると小さくなるため、補助バルブによる造波抵抗低減効果を加えても、満載状態においては、造波抵抗低減効果が不充分となる恐れがあるという問題がある。また、バラスト喫水状態においては、船首バルブと補助バルブの間に水面がくるので、補助バルブに波による上下方向力が作用し、また、満載喫水状態においても、水面の直ぐ下に補助バルブが配置されるので、この状態においても補助バルブに波による上下方向力が作用し、船首揺れ（ピッチング）が大きくなる恐れが生じるという問題がある。また、満載状態における船首バルブ構造を従来の単独の船首バルブから満載状態用球状船首部に設計方法を変更する必要が生じるという問題がある。
特開平８−４０３４６号公報 特開平９−６６８８５号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、船首バルブを有する船舶において、満載状態のみならず、軽荷状態における推進性能も改善できる船首バルブ付き船舶を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の船首バルブ付き船舶は、船首バルブを有する船舶において、その上面を軽荷喫水付近とする突出部を、前記船首バルブの側方の両側に対にして設けて構成される。即ち、軽荷喫水付近から下側の船首バルブの両脇部分に、双胴型の船首バルブを取り付ける。

そして、上記の船舶において、前記突出部の少なくとも一部を、軽荷状態における船体の造波抵抗を減少する形状に形成する。この形状としては、バルブ形状等があり、軽荷状態において、このバルブ形状の突出物が作る波によって、船体や船首バルブの一部が発生する波を打ち消して、造波抵抗を減少することができるので、推進性能を向上させることができる。

また、上記の船舶において、前記突出部の少なくとも一部を、船体の推進方向の力を発生する形状に形成する。この形状としては翼型形状等があり、この突出部により発生する揚力の推進方向成分を推進方向の力として利用できる。

この構成によれば、船首バルブにより満載状態における造波抵抗を減少し、突出部により軽荷状態における造波抵抗の減少や推進性能の向上を図ることができる。

また、この突出部は、船首バルブ形状を殆ど変形させることなく、船首バルブ船型として設計された船首構造に追加して設ける構成とすることができるため、従来の船首バルブの設計手法には影響を及ぼさない。

本発明の船首バルブ付き船舶によれば、船首部のバラスト喫水線の下側に設けた双胴型の突出物により、軽荷状態における造波抵抗の低減及び推進性能の向上を図ることができ、通常の大型バルブの船型より大きな抵抗低減効果を得られる。

また、満載状態の造波抵抗は、船首バルブにより減少できるので、通常の船首バルブ船と同じ造波抵抗減少効果を得られる。そして、船首バルブ形状を殆ど変形させることなく、船首バルブ船型として設計された船首構造に、追加して設ける構成となるため、従来の船首バルブの設計手法には影響を及ぼさない。そのため、この突出物は、新造船のみならず、既存の船首バルブ船型の船舶に追加することもできる。

以下図面を参照して本発明に係る船首バルブ付き船舶の実施の形態について説明する。

図１〜図４に示すように、本発明に係る実施の形態の船首バルブ付き船舶は、船首に船首水線Ｆ．Ｐ．よりも前方に突出して設けられた船首バルブ（バルバスバウ）１１を有する船舶１であり、この船首バルブ１１の両側、且つ、その上面が軽荷喫水線ｄＬ付近にある一対の突出部１２，１２を設けて構成される。

この船首バルブ１１は、満載喫水ｄＦより下の船首部を球根状に膨らませた構造物であり、通常の船首バルブの設計手法に従って、満載状態における造波抵抗及び砕波抵抗を減少する形状に形成される。

突出部１２は、図２に示すように、この突出部１２の先端Ｐｆが船首バルブ１１の先端Ｂｆと略同じ位置まで、船首バルブ１１の両脇から前方に突出して、船体中心線Ｃ．Ｌ．に対して対称に設けられる。その形状は、船首バルブ１１の両脇で、軽荷状態（バラスト状態）の船舶１の船体及び船首バルブ１１が発生する波を打ち消すような波を発生する、所謂バルブ効果を奏する形状に形成される。この場合に、突出部１２，１２は、船体中心線Ｃ．Ｌ．よりも離れて配置されるので、この突出部１２，１２が発生する波は、船首バルブ１１の先端よりも前方の船体中心線Ｃ．Ｌ．上に配置された単一のバルブが発生する波と同じような効果を奏することができる。

更に、突出部１２，１２は、対をなして、船首バルブ１１の両側に配置されるので、両方の突出部１２，１２の間に水流を導くことができる。そのため、突出部１２の全体又は一部を翼型形状等の揚力を発生する形状に形成すると、この突出部１２，１２の周囲の水流により揚力を発生し、この揚力の推進方向成分を船舶１の推進力として利用できるようになる。

例えば、突出部１２を、底面から見た形状を図４に示すような形状で形成すると、前方からの水流により、揚力Ｌと抗力Ｄの合力Ｆが発生する。この合力Ｆの推進方向成分Ｆｘを推進力の一部として使用できる。なお、このＦｘは、揚力Ｌの推進方向成分Ｌｘと抗力Ｄｘの推進方向成分との差（Ｆｘ＝Ｌｘ−Ｄｘ）となる。

そして、この突出部１２の正面から見た形状は、図２に示すように、概略、垂直方向に長軸を持つ楕円形状に近い形状とされる。また、図３に示すように、側面視では、前後方向に関しては、その先端Ｐｆが、船首バルブ１１の先端Ｂｆと略同じ位置にあって、後端部Ｐｂは、船首垂線Ｆ．Ｐ．より、垂線間長Ｌｐｐの２％〜１０％程度になるように形成され、後方部分は滑らかに船体に連続するように形成される。また、上下方向に関しては、軽荷喫水ｄＬと船底ｄ０との間、即ち、船首バルブ１１の下部に位置し、この突出部１２の前方側の形状は、略水平方向に長軸を持つ楕円形状に略近い形状として形成される。

そして、軽荷状態における推進性能の増加と、満載状態における抵抗増加のバランスから、この突出部１２の幅Ｂｐは、船首垂線Ｆ．Ｐ．の位置において、船舶１の型幅Ｂの５％〜１０％程度が好ましい。また、高さＨｐは、船首垂線Ｆ．Ｐ．の位置において、船舶１の軽荷喫水ｄＬの８０％〜１４０％程度が好ましい。

このような突出部１２，１２を設けた船舶１では、満載状態においては、船首バルブ１により造波抵抗及び砕波抵抗を減少でき、軽荷状態においては、突出部１２，１２により造波抵抗低減効果と推進性能向上効果を得ることができる。

本発明に係る実施の形態の船首バルブ付き船舶の船首部分の斜視図である。 図１の船首バルブ付き船舶の船首部分の形状を示す正面図である。 図１の船首バルブ付き船舶の船首部分の形状を示す側面図である。 図１の船首バルブ付き船舶の船首部分の形状を示す底面図である。 従来技術の船首バルブを有する船舶の船首部分の斜視図である。 図５の船首バルブ付き船舶の船首部分の形状を示す正断面図である。 図５の船首バルブ付き船舶の船首部分の形状を示す側断面図である。 図５の船首バルブ付き船舶の船首部分の形状を示す水平断面図である。

符号の説明

１ 船首バルブ付き船舶
１１ 船首バルブ
１２ 突出部

Claims (3)

1. 船首バルブを有する船舶において、その上面を軽荷喫水付近とする突出部を、前記船首バルブの側方の両側に対にして設けたことを特徴とする船首バルブ付き船舶。
2. 前記突出部の少なくとも一部を、軽荷状態における船体の造波抵抗を減少する形状に形成することを特徴とする請求項１記載の船首バルブ付き船舶。
3. 前記突出部の少なくとも一部を、船体の推進方向の力を発生する形状に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の船首バルブ付き船舶。
   

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