JP2010052474A - Bow shape - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船体の船首部の形状である船首形状に関する。 The present invention relates to a bow shape that is a shape of a bow portion of a hull.
通常、船体の船首部は、波浪がない状態にて船体が受ける抵抗である平水中抵抗を小さくするため、水線面形状(すなわち、船体の水平断面を鉛直方向から見たときの形状)の側縁が曲線状にされている。また、従来の船首形状として、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。この船首形状では、波浪中にて船体が受ける抵抗である波浪中抵抗の低減を図るため、水線面形状の側縁が、前方に尖るような曲線状にされている。
しかしながら、上述した船首形状のように、船首部の水線面形状を前方に尖るように構成しただけでは、場合によっては、波浪中における入射波の反射による抵抗(以下、単に「反射抵抗」という)を充分に低減することができず、波浪中抵抗を充分に低減することができないおそれがある。そのため、近年の船首形状においては、波浪中抵抗を一層低減できることが強く望まれている。 However, if the waterline surface shape of the bow is sharpened forward like the bow shape described above, in some cases, resistance due to reflection of incident waves in the waves (hereinafter simply referred to as “reflection resistance”). ) Cannot be sufficiently reduced, and the resistance in waves may not be sufficiently reduced. Therefore, in recent bow shapes, it is strongly desired that the resistance in waves can be further reduced.
そこで、本発明は、波浪中抵抗を一層低減することが可能な船首形状を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the bow shape which can further reduce resistance in waves.
上記課題を解決すべく本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、船体における水線面形状の側縁の少なくとも一部を直線化すると、反射抵抗を充分に低減できるという知見を得た。そこで、船体の船首形状では、最大喫水線位置が波と最も接することに鑑み、最大喫水線位置の水線面形状の側縁の少なくとも一部が略直線状を呈している場合、波浪中抵抗を一層低減できるということを見出し、本発明に想到するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that when at least a part of the side edge of the waterline surface shape in the hull is linearized, the reflection resistance can be sufficiently reduced. Therefore, in the bow shape of the hull, in view of the fact that the maximum waterline position is the closest to the wave, if at least part of the side edge of the waterline surface shape at the maximum waterline position is substantially linear, the resistance in the waves is further increased. The inventors have found that it can be reduced, and have come to the present invention.
すなわち、本発明に係る船首形状は、船体の船首部の形状であって、最大喫水線位置の水線面形状における側縁の少なくとも一部は、略直線状を呈していることを特徴とする。 That is, the bow shape according to the present invention is the shape of the bow portion of the hull, and at least a part of the side edge of the waterline surface shape at the maximum waterline position is substantially linear.
この本発明の船首形状では、最大喫水線位置の水線面形状の略直線状を呈する外縁によって、反射抵抗が充分に低減されることとなる。よって、波浪中抵抗を一層低減することが可能となる。 In the bow shape of the present invention, the reflection resistance is sufficiently reduced by the outer edge having a substantially straight line shape of the waterline surface at the maximum waterline position. Therefore, it is possible to further reduce the wave resistance.
また、最大喫水線位置と船体の上端位置との間の水線面形状における側縁の少なくとも一部は、略直線状を呈していることが好ましい。船体の船首形状では、最大喫水線位置と船体の上端位置との間にて波が接しやすい。そのため、かかる間の水線面形状の側縁を直線化することにより、波浪中抵抗をより一層低減することが可能となる。 Moreover, it is preferable that at least a part of the side edge in the waterline surface shape between the maximum waterline position and the upper end position of the hull is substantially linear. In the bow shape of the hull, waves easily come into contact between the maximum waterline position and the upper end position of the hull. Therefore, it is possible to further reduce the resistance in the waves by linearizing the side edges of the waterline surface during this time.
また、横断面形状において最大喫水線位置より上方の側縁は、上方が外側に拡がるような一様な傾斜角度で傾斜していることが好ましい。ここで、例えば、横断面形状の側縁がS字状となるように構成されていると(図9の側縁53参照)、かかるS字状の側縁のために船体の製造が困難になる場合がある。これに対し、本発明のように、横断面形状において最大喫水線位置より上方の側縁を、上方が外側に拡がる一様な傾斜角度で傾斜させると(図9の側縁17参照)、次の効果が奏される。すなわち、例えば、船体を複数の船体ブロックに分割して製造する場合において、最大喫水線位置を分割位置として船体ブロックを構成することによって、最大喫水線位置の上方に位置する船体ブロックの横断面形状がS字形状となるのを抑制でき、この船体ブロックひいては船体を容易に製造することが可能となる。従って、波浪中抵抗をより一層低減するという上記効果を、船体の製造を容易化しながら実現することができる。
Moreover, it is preferable that the side edge above the maximum waterline position in the cross-sectional shape is inclined at a uniform inclination angle such that the upper side extends outward. Here, for example, when the side edge of the cross-sectional shape is configured to be S-shaped (see the
また、船体は、方形係数が0.8以上の肥大船を構成することが好ましい。肥大船の船体では波浪中抵抗が大きく、方形係数が0.8以上の肥大船ともなると、波浪中抵抗が特に大きい。よって、船体が方形係数0.8以上の肥大船を構成する場合には、波浪中抵抗を一層低減できるという上記効果は顕著となる。 Moreover, it is preferable that the hull constitutes an enlarged ship having a square coefficient of 0.8 or more. In the hull of the enlargement ship, the resistance in the waves is large, and in the case of an enlargement ship having a square coefficient of 0.8 or more, the resistance in the waves is particularly large. Therefore, when the hull constitutes an enlarged ship having a square factor of 0.8 or more, the above-described effect that the resistance in waves can be further reduced becomes remarkable.
また、水線面形状における略直線状を呈する外縁は、水線面形状の前端と該前端より垂線間長の10%後方位置との間に位置することが好ましい。この場合、船体の積載空間が狭くなってしてしまうのを好適に抑制しつつ、波浪中抵抗をより一層低減することが可能となる。
Moreover, it is preferable that the outer edge which exhibits a substantially straight line shape in the waterline surface shape is located between the front end of the waterline surface shape and a
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、水線面形状における略直線状を呈する外縁の船長方向長さが、垂線間長の3%以上である構成が挙げられる。 Further, as a configuration that preferably exhibits the above-described effects, a configuration in which the length in the ship length direction of the outer edge exhibiting a substantially straight line shape in the waterline surface shape is 3% or more of the length between the perpendiculars is mentioned.
本発明によれば、波浪中抵抗を一層低減することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to further reduce wave resistance.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」「上」「下」の語は、船体の船長(前後)方向、幅方向及び上下方向にそれぞれ対応したものである。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the terms “front”, “rear”, “left”, “right”, “upper”, and “lower” correspond to the length (front / rear) direction, the width direction, and the vertical direction of the hull.
図1は本発明の一実施形態に係る船首形状を有する船舶を示す概略側面図である。図1に示すように、本実施形態の船舶1は、その方形係数Cbが0.8以上のタンカー等の肥大船であり、船体10を備えている。
FIG. 1 is a schematic side view showing a ship having a bow shape according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
なお、「方形係数Cb」とは、船体10の形状が肥えているか否かを表すものであり、下式(1)で表すことができる。例えば、方形係数Cbが大きければ大きい程、その船体10の形状が肥えていることを意味する。
Cb=∇/(Lpp×B×d) …(1)
但し、Cb :方形係数
∇ :排水容積(水面下に沈んでいる船体の容積)
Lpp:垂線間長(length betweenperpendiculars)
B :船幅
d :喫水
The “square coefficient Cb” represents whether or not the shape of the
Cb = ∇ / (Lpp × B × d) (1)
However, Cb: Square factor ∇: Drainage volume (volume of hull sinking under water surface)
Lpp: length between perpendiculars
B: Ship width d: Drafting
図2は、図1の船舶1の船首部11を示す斜視図である。図中においては、形状を容易に把握できるよう便宜的にメッシュ化して示している。図2に示すように、船首部11は、左右対称構造を呈し、曲面状の側壁12を有している。ここで、本実施形態の船首部11にあっては、その形状が以下のように構成されている。
FIG. 2 is a perspective view showing the
図3は、船首部11の最大(満載)喫水線位置2(図1参照)での水線面形状を示す図である。図中の横軸は船長方向長さを示し、縦軸は幅方向長さを示している。また、船長方向長さは垂線間長Lppを基準とし、幅方向長さは船幅Bを基準として示している。なお、船首部11が左右対称構造であることから、左舷の水線面形状のみを示し右舷の水線面形状を省略している。これら図中の基準及び省略は、図4〜8においても同様である。
FIG. 3 is a diagram showing a waterline surface shape at the maximum (full load) waterline position 2 (see FIG. 1) of the
図3に示すように、最大喫水線位置2での水線面形状13Aにおける側縁(つまり、側壁)12Aの少なくとも一部は、略直線状を呈している。具体的には、水線面形状13Aの側縁12Aは、水線面形状13Aの前端Fと該前端Fより垂線間長の10%後方位置との間にて、垂線間長の3%以上の船長方向長さの直線部15を有している。
As shown in FIG. 3, at least a part of the side edge (that is, the side wall) 12A in the
また、本実施形態では、最大喫水線位置2と船体上端位置3との間においても、水線面形状13の側縁12の少なくとも一部は、略直線状を呈している。
Further, in the present embodiment, at least a part of the
図4,5は、最大喫水線位置2と船体上端位置3(図1参照)との間の水線面形状13を示す図である。図中の各水線面形状13B,13Cの水線面の位置は、この順に高い位置となっている。図4,5に示すように、水線面形状13B,13Cの側縁12B,12Cの少なくとも一部は、略直線状を呈している。具体的には、水線面形状13B,13Cの側縁12B,12Cのそれぞれは、上記水線面形状13Aと同様に、前端Fと該前端Fより垂線間長の10%後方位置との間にて、垂線間長の3%以上の船長方向長さの直線部15を有している。
4 and 5 are views showing a
図6(a),図7(a),図8(a)は、側縁12A〜12Cにおける幅方向長さの船長方向長さに関する1次微分値を示す図である。これらの図に示すように、直線部15では、側縁12A〜12Cの傾きとしての1次微分値が略一定であり、直線部15は略直線状となっていることがわかる。
6 (a), 7 (a), and 8 (a) are diagrams showing primary differential values related to the length in the ship length direction of the width in the
図6(b),図7(b),図8(b)は、側縁12A〜12Cにおける幅方向長さの船長方向長さに関する2次微分値を示す図である。これらの図に示すように、直線部15では、その2次微分値が0±0.01となっている。つまり、本実施形態では、側縁12であって幅方向長さの2次微分値が0±0.01の範囲にあるものが、直線部15とされる。
6 (b), 7 (b), and 8 (b) are diagrams showing secondary differential values related to the length in the ship length direction of the width in the
図9は、船首部の横断面(船長方向に直交する断面)形状を示す図である。図9に示すように、船首部11の横断面形状16は、最大喫水線位置2より上方の側縁17が一様な傾斜角度で傾斜している。ここでの横断面形状16は、最大喫水線位置2にて内側に窪む領域であるナックルNcを形成することで、最大喫水線位置2より上方の側縁17が、上方が外側に拡がる傾斜角度で傾斜するようになっている。
FIG. 9 is a diagram showing the shape of the cross section of the bow (cross section perpendicular to the ship length direction). As shown in FIG. 9, in the
以上、本実施形態によれば、最大喫水線位置2の水線面形状13Aにおける側縁12Aの少なくとも一部が略直線状を呈しているため、反射抵抗を充分に低減でき、波浪中抵抗を一層低減することが可能となる。これは、水線面形状13の側縁12を直線化すると反射抵抗を充分に低減でき、また、船体10の船首形状においては最大喫水線位置2が波と最も接することから、最大喫水線位置2の水線面形状13Aの側縁12Aが略直線状を呈している場合、波浪中抵抗を一層低減できるためである。
As described above, according to this embodiment, since at least a part of the
また、本実施形態では、上述したように、最大喫水線位置2と船体上端位置3との間の水線面形状13における側縁12の少なくとも一部も、略直線状を呈している。つまり、直線部15の適用範囲を、最大喫水線位置2より上方の水線面形状としている。船体10の船首形状においては、最大喫水線位置2と船体上端位置3との間にて波が接しやすい(波があたる)ため、かかる間の側縁12を直線化することにより、波浪中抵抗をより一層低減することが可能となる。
Further, in the present embodiment, as described above, at least a part of the
ところで、従来船体50では、その船首部51の横断面形状52における側縁53がS字状にされる場合がある。具体的には、図示されるように、横断面形状52の側縁53が、最大喫水線位置2から上方に行くに従って外側に拡がる傾斜角度で傾斜した後、内側に狭まる傾斜角度で傾斜される場合がある。このように側縁53をS字形状とすると、例えば船体10を複数の船体ブロックに分割して製造する際、1つの船体ブロックに拡がる傾斜角の側縁53と狭まる傾斜角の側縁53とが形成される場合が多くなる。よって、従来船体50の製造が困難となり、さらに、高コスト化が懸念される。
By the way, in the conventional hull 50, the
この点、本実施形態では、上述したように、横断面形状16において最大喫水線位置2より上方の側縁17は、上方が外側に拡がるような一様な傾斜角度で傾斜している。よって、最大喫水線位置2を分割位置として船体ブロックを構成することにより、次の効果を奏する。すなわち、最大喫水線位置2よりも上方に位置する船体ブロックの横断面形状がS字形状となるのを抑制できる。よって、船体ブロックひいては船体10を製造することが容易になり、低コスト化が実現される。従って、波浪中抵抗をより一層低減するという上記効果を、製造容易化及び低コスト化しながら実現することが可能となる。
In this regard, in the present embodiment, as described above, the
ここで、肥大船の船体10は、その肥えた形状のために波浪中抵抗が大きいのが一般的である。そして、方形係数Cbが0.8以上の最大クラスの肥大船にもなると、波浪中抵抗が特に大きくなる。そのため、この波浪中抵抗が、船舶1の推進性能に対して多大な悪影響を及ぼすおそれがある。よって、船舶1の方形係数Cbが0.8以上の肥大船である場合、波浪中抵抗を一層低減できるという本実施形態の上記効果は、極めて有効なものとなる。
Here, the
また、本実施形態では、上述したように、直線部15が、水線面形状13の前端Fと該前端Fより垂線間長Lppの10%後方位置との間に位置している。この場合、船体10の積載空間(例えば、オイルタンクやバラストタンクの容量等)が低減するのを好適に抑制しつつ波浪中抵抗をより一層低減することが可能となる。
Moreover, in this embodiment, as above-mentioned, the
なお、上記のように、本実施形態では、直線部15の船長方向長さが、垂線間長Lppの3%以上とされている。これは、直線部15の船長方向長さが垂線間長Lppの3%よりも小さいと、場合によっては、反射抵抗を充分に低減させ難くなることがあるためである。
As described above, in this embodiment, the length in the ship length direction of the
図10は、本実施形態の船体と従来船体とにおける波浪中抵抗の実測値を示す図である。図中の横軸は波浪波長を示し、縦軸は船体が受ける抵抗値を示している。また、図中において、実線は船体10の値を示し、破線は従来船体50の値を示している。なお、波浪波長は垂線間長Lppを基準とし、抵抗値は従来船体10の波浪波長0.5のときの値を基準としている。ここでの従来船体50とは、船首部51の水線面形状の外縁が直線部15を有さないものを意図している。
FIG. 10 is a diagram showing measured values of resistance in waves in the hull of the present embodiment and the conventional hull. The horizontal axis in the figure indicates the wave wavelength, and the vertical axis indicates the resistance value received by the hull. In the figure, the solid line indicates the value of the
図10に示すように、本実施形態の船体10と従来船体50とを比較すると、船体10の抵抗値が従来船体50の抵抗値よりも低くなっているのがわかる。これにより、本実施形態によって波浪中抵抗が一層低減されるのを確認することができる。
As shown in FIG. 10, when the
さらに、波浪中抵抗は、波浪波長が短波長域(<約1.5)のときに大きい値を示している。この点において、本実施形態によれば、かかる短波長域の波浪波長のときに、波浪中抵抗を特に低減できることがわかる。 Furthermore, the resistance in waves shows a large value when the wave wavelength is in a short wavelength region (<about 1.5). In this respect, according to the present embodiment, it is understood that the resistance in waves can be particularly reduced at the wave wavelength in such a short wavelength region.
図11は、図10中の一部を抜き出して示す図である。ここでは、短波長域の波浪波長として波浪波長が0.5のとき(図14中の丸印)の抵抗値を示している。図11に示すように、本実施形態の船体10では、短波長域の波浪波長のとき、従来船体50の抵抗値を基準として約15%程度も波浪中抵抗が低減されることがわかる。よって、船体10にあっては、従来船体50に比べて極めて有利な効果が奏されるものといえる。
FIG. 11 is a diagram showing a part extracted from FIG. Here, the resistance value when the wave wavelength is 0.5 as a wave wavelength in the short wavelength region (circle mark in FIG. 14) is shown. As shown in FIG. 11, in the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、最大喫水線位置2の水線面形状13Aが側縁12Bに直線部15を有していれば、最大喫水線位置2と船体上端位置3との間の水線面形状13が側縁12に直線部15を有していなくともよい。
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, if the
また、上記実施形態では船舶1を肥大船としたが、本発明は、あらゆる船舶に適用することができる。なお、上記実施形態の「垂線間長Lppの10%」及び「垂線間長Lppの3%」は、略10%及び略3%をそれぞれ含むものであり、例えば寸法公差や製造上の誤差等によるばらつきを含むものである。
Moreover, in the said embodiment, although the
2…最大喫水線位置、3…船体上端位置(船体の上端位置)、10…船体、11…船首部、12,12A〜12C…水線面形状、13,13A〜13C…水線面形状の側縁
16…横断面形状、17…横断面形状の側縁、Cb…方形係数、F…水線面形状の前端、Lpp…垂線間長。
2 ... Maximum waterline position, 3 ... Hull top position (top position of hull), 10 ... Hull, 11 ... Bow, 12, 12A-12C ... Waterline surface shape, 13, 13A-13C ... Waterline surface
Claims (6)
最大喫水線位置の水線面形状における側縁の少なくとも一部は、略直線状を呈していることを特徴とする船首形状。 The shape of the bow of the hull,
A bow shape characterized in that at least a part of the side edge of the waterline surface shape at the maximum waterline position is substantially linear.
The bow shape according to any one of claims 1 to 5, wherein a length in a ship length direction of an outer edge exhibiting the substantially straight line shape in the water line surface shape is 3% or more of a length between perpendicular lines.
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