JP2008201400A - 波浪貫通型、螺旋翼推進、省エネ超高速、没水浮き双胴船 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の半没水型双胴船の船型に於いては、復元浮力を担う側胴部と浮き胴部が一体として形成され、側胴部と浮き胴部の流線が混成され、乱流を伴う伴流の規模が大きくなり船体の低抵抗性を損う。バラストの欠落により復元浮力を担う側胴部の負荷が大きくなると言う課題と、螺旋胴推進器に於いては翼の原理が充分に作用しないと言う問題があった。
【解決手段】側胴部と浮き胴部を、接続板により喫水浮き胴、並びに没水浮き胴として分離して構成する事に拠って、喫水浮き胴と没水浮き胴に夫々独自の流線が形成される結果、伴流の規模を削減し低抵抗性を高め、更にバラストを装備して復原浮力を担う喫水浮き胴の働きを助長する事により、喫水浮き胴を細幅化した、波浪貫通型省エネ超高速船を提供する。
螺旋胴推進器に於けるスクリュー胴体の構造を、螺旋翼型に転換することにより翼面効果による、低速回転高出力の超高速推進器を提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、船舶並びに繋留型洋上施設、海琉発電プラント他、動力源スクリュー水車等の技術分野に属する。

本発明の船型の前身として半没水型双胴船（特許文献１参照）に於ける細幅胴効果による船舶の高速化を計ったものがあり、当発明螺旋翼推進器の前身として、螺旋型棒状スクリュー（特許文献２参照）及び螺旋胴推進器、（特許文献３参照）軸型及び翼型として、螺旋胴体に於ける螺旋運動効果による圧力勾配のベクトルを推進力として活用するものがある。

以下従来の半没水型双胴船に於ける船体構造、並びに従来の螺旋胴推進器の構造に就いて説明する。

半没水型双胴船、（特許文献１）に於ける船体の構造は、左右船体の側胴部と浮き胴部が一体として形成されバラストは装備されていない。
螺旋胴推進器（特許文献３）に於ける螺旋胴推進器軸型に於いては螺旋胴外周頂点を半円状に形成し、螺旋胴外周断面は半円を描き、螺旋胴推進器翼型に於いては螺旋胴外周頂点を回転方向に対して前方にずらして、螺旋胴外周断面を楕円形に形成した構造と成っている。

特許弟３２０８５４４号（Ｐ３２０８５４４） 公開特許公報（Ａ）特許公開平６−２４７３８４ 公開特許公報（Ａ）特許公開２００５−２３９０９９

発明が解決しようとする課題、半没水型双胴船に就いて

従来の半没水型双胴船に於いては、浮力を確保するために浮き胴の浮力を大きくすると、喫水線上の復元浮力を大きくしなければ浮力の安定が損なわれ、復元浮力を大きくする為に喫水線上の船体の胴幅を大きくすると、造波抵抗が大きくなり高速性が損なわれると言う問題があった。

従来の半没水型双胴船に於いては、側胴と浮き胴を一体形成する構造に起因する、伴流の規模並びに乱流による抵抗負荷増大の問題があった。

発明が解決しようとする課題、螺旋胴推進器に就いて

前述螺旋胴推進器（特許文献３）軸型及び翼型は、螺旋型棒状スクリュー（特許文献２）を原点として改良を加えたものであるが、螺旋胴外周断面が軸型に於いては半円を描き、翼型においては螺旋胴外周頂点が楕円を描く構造になっている為に翼の原理は充分に作用しない、低速回転域に於いては充分な推進力が得られず、高速回転域においては乱流、微細渦の発生に伴う効率の低下と言う問題があった。

本発明は半没水型双胴船及び螺旋胴推進器に於ける以上の問題をクリアして、安定性に優れた低抵抗構造の船型、並びに低速回転高出力の超高速推進器を提供するものである。

課題を解決するための手段、船体構造に就いて

本発明に於ける船体の構造、船型の特徴は上記の課題を解決する手段として水面下左右船体を接続板によって没水浮き胴と喫水浮き胴に水平２分割する事により抵抗を削減し、バラストを装備する事によって、バラストの重力と没水浮き胴の浮力並びに、喫水浮き胴の復元浮力による、浮力と重力のベクトルによる相関作用に因って、区分された夫々の部署機能が三つ巴となり全体の機能を助長する仕組みとして以下構成されたものである。

船体を下層より縦横尾翼を装備して船の主たる浮力を持つ、没水浮き胴を第一の層として、第二層の接続板によって区分し、前後に長く構成した第三層の喫水浮き胴に復元浮力を集約し、第四層の支持胴によって積載容域としての上部船体第五層を中空に支え、左右下部船体を下方漸次拡開状に取り付け、没水浮き胴の浮力を船体左右外側に配置して、第三層喫水浮き胴の浮力の長さ方向縦中心線真下に当たる弟一層没水浮き胴の左右内側に長さ方向に平行してバラストを装備した構成とする。

上記課題解決手段による作用

没水浮き胴と喫水浮き胴を接続板で分離する構造によって、没水浮き胴と喫水浮き胴に独自の流線が形成される事により、伴流並びに乱流の規模が半減する。

前述の作用により没水浮き胴は独自の流線に包含され、没水浮き胴の先端より断面積が漸次大きくなる前頭部においては没水浮き胴表面の流体の速度は漸次速くなり、断面積が漸次小さくなる後頭部より末尾に向かって表面流体の速度は漸次遅くなる。
表面流体の速度勾配に相応して、圧力勾配のベクトル「ベルヌーイの定理」が作用する事により、船体の低抵抗性が助長される。

発明の効果

換言すれば船が前進するとき、回遊魚の体型に擬した没水浮き胴に独自の流線が形成され、前頭部の断面積が漸次大きくなる部位に於いては、表面流体の速度は漸次加速され圧力は低くなり、後頭部より末尾に向かって断面積が漸次小さくなる部位に於いては、表面流体の速度は漸次減速され、圧力は高くなる。没水浮き胴全表面にあまねく作用する圧力勾配のベクトルにより、伴流削減効果と共に船体の低抵抗性が助長され、船の省エネ超高速化に寄与する。

発明の作用バラストに就いて

左右船体に於ける喫水浮き胴の復原浮力の縦中心線垂直下、左右没水浮き胴の船体内側に縦方向に平行に装備したバラストの重力に対して、傾斜角度に因り外側方向へ持続する没水浮き胴の浮力の指向性、並びに左右船体の喫水浮き胴の復元浮力が拮抗する事により、三つの方向を持つ力が相互に、三つ巴となって作用する。
換言すれば喫水浮き胴の浮力の縦中心線垂直下に装備したバラストの重力は、没水浮き胴の浮力の左右外側方向への志向性と拮抗しながら、左右喫水浮き胴の復原浮力を軸として垂直に作用する結果、喫水浮き胴の復原機能を助長する。

発明の効果

前述の作用により喫水浮き胴の復原機能を、バラストの重力に因って助長することにより没水浮き胴の浮力を水面下に安定させるための、喫水浮き胴の復原浮力を削減する事ができる。復原機能をその目的とした喫水浮き胴の幅をより細くする事により、超細幅胴効果による超高速を旨とする船体設計に寄与する。

発明が解決しようとする課題、螺旋胴推進器について

前述螺旋胴推進器軸型に於いては、螺旋胴外周頂点断面は半円を描き、螺旋胴推進器翼型に於いては、螺旋胴外周頂点を回転方向へずらして断面が楕円を描く形に形成して、翼面効果が加味されている。しかし何れにしても断面積が漸次小さくなる、螺旋胴の螺旋回転運動における、圧力勾配のベクトルを推進力として活用するものであり、当初の螺旋型棒状スクリューの推進原理を脱していない、低速回転高出力の超高速推進器としての性能の向上を図る鍵となる、翼面効果は充分でないと言う問題があった。

課題を解決するための手段

回転軸同心円上に形成する螺旋翼断面の湾曲率を、回転方向外側を大きく、回転方向内側を小さく、螺旋翼先端並びに螺旋翼外周頂点を鋭角に形成し、先端より漸次厚みを加えながら全長の１５％前後の位置でその厚みを最大として、末尾に向かって漸次厚みを減らし、螺旋翼末尾先端を、柔軟且つ弾性を持つ素材により形成したことを特徴とする螺旋翼推進器を提供する。

課題解決の手段による作用

湾曲率の大きい翼面外側は航空機の翼の上面に当たり、湾曲率の小さな内側は翼の下面に相当する当螺旋翼に回転運動を与えるとき、螺旋翼の全葉面に翼の原理が作用する結果翼面流体の速度勾配に基づく圧力勾配のベクトルにより推進力が生じる。螺旋翼の外周頂点並びに末尾の形状、柔軟弾性素材の組み合わせにより流線がより整ったものとなり微小渦流の発生を抑制する。

発明の効果

微小渦流の発生を抑制した翼面効果による低速回転高出力の省エネ超高速推進器を提供する。

発明を実施する為の最良の形態、没水浮き双胴船に於ける船体の構成に就いて

没水浮き双胴船船体の構成に就いて、以下本発明の実施の形態を図１〜図２に就いて説明する

図に於いて、左右船体を下方漸次拡開状にとりつけ、１．主たるたる浮力を担う没水浮き胴、２．バラスト、３．浮力調整洞、４．舵機能を持つ縦横尾翼、５．接続板、６．復原浮力を担う喫水浮き胴、７．上部船体を中空に支える支持板、８．上部船体（甲板、積載域）。

以上の構成に基づき、下方漸次拡開状の船体の傾斜によって浮力は船体の外側に配置され、左右没水浮き胴の浮力は、傾斜角度に基づき左右外側方向への指向性を持って作用する、左右喫水浮き胴の浮力の縦中心線真下に配置されたバラストの重力は、左右没水浮き胴の外側方向への指向性に対して、左右の喫水浮き胴の復原浮力を軸として垂直に作用する。
換言すれば左右船体に於ける、喫水浮き胴の復原浮力と没水浮き胴の左右外側への指向性を伴う浮力にバラストの重力が垂直に作用する事により、夫々の三つの方向を持つ力が三つ巴となり、拮抗することにより船体の平準化に寄与する。
上記構成に依って、安定性と低抵抗性に基く波浪貫通型省エネ超高速船を提供するものである。

発明を実施する為の最良の形態、螺旋翼推進器について

螺旋翼の先端並びに外周頂点を、鋭角に成型し末尾を柔軟な弾性素材により構成した螺旋翼に於いて、螺旋翼面における湾曲率を、回転方向に向かって外側を大きく正の曲線、内側を小さく負の曲線に形成する手法による、ゲッチンゲン翼型として、螺旋ピッチ並びに規模を大きく設計する事により、微小渦流の発生を削減した、低速回転にして高出力高効率の超高速推進器を提供する。

喫水線より上方の浮力に対して、喫水線以下水中の浮力を大きくする、逆だるま型の構造と傾斜角度により、波浪による変則的な浮力の発生を削減し、揺れを抑える機能によって、洋上各種プラント他洋上構築物一般への利用の可能性があり、螺旋翼推進器に於いては、海流及び河川流発電等、動力源水車としての利用の可能性が大きい。

本発明の実施形態を示す船体正面図 本発明の実施形態を示す船体側面図 本発明の実施形態を示す船体破断図 本発明螺旋翼推進器の実施形態を示す側面図

符号の説明

１ 没水浮き胴
２ 縦横尾翼
３ バラスト
４ 接続板
５ 喫水浮き胴
６ 支持胴
７ 上部船体
８ 螺旋翼推進器
９ 伝動シャフト
１０ 支持カバー
１１ スクリューボス
１２ スクリューシャフト
１３ 螺旋翼
１４ 軸受けカバー
１５ 支持ケース

Claims (1)

1. 左右船体を下方漸次拡開状に構成した双胴船に於いて、船体を夫々の機能によって五つの層に分け、喫水線上に前後に長く構成した喫水浮き胴と没水浮き胴を接続板により分離構成し、喫水浮き胴の浮力の縦中心線の真下に当たる、没水浮き胴の船体内側に、平行してバラストを装備した没水浮き双胴船に於いて、縦長の螺旋翼の先端及び螺旋翼断面外周頂点を鋭角に形成し、螺旋翼末尾を弾性素材により先鋭に形成した多重螺旋翼推進器を装備した事を特徴とする、波浪貫通型、螺旋翼推進省エネ超高速、没水浮き双胴船。

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