JP2014113886A - 摩擦抵抗を低減した船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】基本的に動力エネルギーを必要とせず、省エネルギー効果が高い摩擦抵抗を低減した船舶を提供する。
【解決手段】船体１の喫水線以下の船底部１２に、船体側がくぼんだ底面凹部１０を形成し、その底面凹部長さが喫水線Ｌ１長の１／８以上、凹部幅が全幅の１／４以上で、総トン数が５００以上である船舶とする。航行する際に水が底面凹部に滞留するので、その滞留部分では、水と船体表面との間の摩擦抵抗は実質的に生じず、船が受ける抵抗は全体として少ないものとなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、摩擦抵抗を低減した船舶、特に総トン数が５００以上の大型船舶に関する。

船は航行する際、船体表面と水がこすれることで摩擦抵抗が生じる。特にタンカーのような低速で幅の広い船は、全抵抗（造波抵抗、摩擦抵抗、粘性圧力抵抗（造渦抵抗））に対する摩擦抵抗が大きい。

このために、近年では、船底の空気吹出し部から空気を吹出し、船体と海水との間に気泡の層を造りながら船尾方向へ流す空気循環システムを採用する試みがなされ、これを採用した「ＹＡＭＡＴＡＩ（邪馬台）」では約１０％の省エネ効果を達成したと報告されている。

これに関して特許文献１などの技術が開示されている。

特許第５０３００８０号公報

しかし、船底の空気吹出し部から空気を吹出すのに、かなりの動力エネルギーが必要となり全体の省エネルギー効果としてかならずしも十分とは言えない。

そこで、本発明の主たる課題は、基本的に動力エネルギーを必要とせず、省エネルギー効果が高い船舶を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は次のとおりである。

＜請求項１記載の発明＞
船体の喫水線以下の船底部に、底面凹部を形成し、その底面凹部長さが喫水線長の１／８以上、凹部幅が全幅の１／４以上で、総トン数が５００以上であることを特徴とする船舶。

（作用効果）
本発明では、たとえば船体側がくぼんだ底面凹部を形成した。その結果、航行する際に水が底面凹部に滞留するので、その滞留部分では、水と船体表面との間の摩擦抵抗は実質的に生じず、船が受ける抵抗は全体として少ないものとなる。
しかも、底面凹部は設計及び造船段階で形成しておけばよく、就航後には、加える動力エネルギーは不要であるので、省エネルギー効果が高いものとなる。
しかも、底面凹部の形成に必要なコストと得られる高い省エネルギー効果とのバランスからして、全体として、抵抗の削減効果が高いものとなる。
本発明は、水が滞留する底面凹部を形成することにより、水と船体表面との間の摩擦抵抗部分を少なくしようとするものであるから、ある程度、大きな船舶である必要があり、しかも、水の滞留を確保するために一つの底面凹部が大きいものである必要がある。したがって、底面凹部長さが喫水線長の１／８以上、底面凹部幅が全幅の１／４以上で、総トン数が５００以上である限定を行っている。なお、上限は底面凹部を形成できる限度となるので、限定はない。

＜請求項２記載の発明＞
底面凹部は船体側がくぼんだことにより形成された請求項１記載の船舶。

（作用効果）
底面凹部は船体側がくぼんだことにより形成できる。

＜請求項３記載の発明＞
船体から張り出す張出し壁を有し、その張出し壁に周囲が囲まれた部分が底面凹部とされている請求項１記載の船舶。

（作用効果）
船体から張り出す張出し壁を有し、その張出し壁に周囲が囲まれた部分を底面凹部とすることもできる。
＜請求項４記載の発明＞
前記底面凹部開口に、少なくとも進行方向両側部及び後部に前記開口内方に張り出す移動規制縁部を形成した請求項１または２記載の船舶。

（作用効果）
底面凹部開口に、少なくとも両側部及び進行方向後部に前記開口内方に張り出す移動規制縁部を形成すると、船舶の航行に伴って底面凹部の水の置換現象を抑制でき、水の滞留が十分となる。なお、開口内方に張り出す移動規制縁部は、進行方向両側部及び後部のほか、前部にも形成することができる。
開口内方に張り出す移動規制縁部は、連続していることが望ましいが、離間間隔が１ｍ以下の範囲で離間していてもよい。

＜請求項５記載の発明＞
底面凹部が進行方向に複数形成され、その底面凹部の全体の積算長さが喫水線長の１／８以上である請求項１または２記載の船舶。

（作用効果）
底面凹部を進行方向に複数形成してもよく、この場合、その底面凹部の全体の積算長さが喫水線長の１／８以上に形成することにより、本発明の摩擦低減効果が良好に表われてくる。

＜請求項６記載の発明＞
船体の喫水線以下の側壁部に、船体側がくぼんだ側面凹部を形成し、その側面凹部における、長さが喫水線長の１／１５以上、進行方向と直交する方向の幅が型深さの１／６以上である請求項１記載の船舶。

（作用効果）
底面凹部と共に、又は単独で、船体の喫水線以下の側壁部に、船体側がくぼんだ側面凹部を形成することができる。側面凹部を形成することにより、航行する際に水が側面凹部に滞留するので、その滞留部分では、水と船体表面との間の摩擦抵抗は実質的に生じず、船が受ける抵抗は全体として少ないものとなる。
その側面凹部における、進行方向長さが喫水線長の１／１５以上、進行方向と直交する方向の幅が型深さの１／６以上であると、摩擦抵抗低減効果が高いものとなる。

＜請求項７記載の発明＞
側面凹部が進行方向に複数形成され、その側面凹部の全体の積算長さが喫水線長の１／８以上である請求項６記載の船舶。

（作用効果）
請求項５の底面凹部と同様に側面凹部についても進行方向に複数形成することができる。

＜請求項８記載の発明＞
前記側面凹部開口に、少なくともその進行方向両側部及び後部に前記開口内方に張り出す移動規制縁部を形成した請求項６または７記載の船舶。

（作用効果）
底面凹部の移動規制縁部と同様に、側面凹部についても移動規制縁部を形成することができる。
側面凹部開口に、少なくとも両側部及び進行方向後部に前記開口内方に張り出す移動規制縁部を形成すると、船舶の航行に伴って側面凹部の水の置換現象を抑制でき、水の滞留が十分となる。なお、開口内方に張り出す移動規制縁部は、進行方向両側部及び後部のほか、前部にも形成することができる。
開口内方に張り出す移動規制縁部は、連続していることが望ましいが、離間間隔が１ｍ以下の範囲で離間していてもよい。

以上のとおり、本発明によれば、基本的に動力エネルギーを必要とせず、省エネルギー効果が高い船舶を提供することができるなどの利点がもたらされる。

本発明の第１の実施の形態における船舶正面図である。 その底面図である。 本発明の第２の実施の形態における船舶正面図である。 その底面図である。 その横断面図である。 本発明の第３の実施の形態における船舶正面図であり、その底面凹部を形成するための部材については斜視図表示をなしている。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ説明する。
本発明の第１の実施の形態は、図１及び図２に示すように、船体１の喫水線（満載喫水線）Ｌ１以下の船底部１２に、船体１側がくぼんだことにより形成された底面凹部１０を形成したものである。

その底面凹部１０長さＬ２が喫水線Ｌ１長の１／８以上、凹部幅Ｗ２が全幅Ｗ１の１／４以上で、総トン数が５００以上である船舶である。

また、底面凹部１０開口には、少なくとも進行方向両側部及び後部に開口内方に張り出す移動規制縁部１１を形成してある。
図示の例では、底面凹部１０開口の全周、すなわち、進行方向両側部、前部及び後部に、開口内方に張り出す移動規制縁部１１を形成してある。
移動規制部１１を形成することにより、船舶１の航行に伴って底面凹部１０の水の置換現象を抑制でき、水（通常は海水）が安定して滞留する。

他方、図６に示す第３の実施の形態のように、底面凹部１０は全長方向に間隔をおいて複数することもできる。底面凹部１０を進行方向（全長方向）に複数形成する場合、その底面凹部１０、１０・・・の全体の積算長さが喫水線長の１／８以上であるのが望ましい。すなわち、進行方向に短い底面凹部１０を形成しただけでは、相対的に、船体表面と水との摩擦抵抗が支配する長さ領域が残ってしまい、本発明の効果が十分に発揮しないものとなる。

図３〜図５には本発明の第２の実施の形態を示した。この第２の実施の形態に係る船舶では、船体２の喫水線（満載喫水線）Ｌ１以下の船底部１２に、船体２側がくぼんだことにより形成された底面凹部１０を形成したほか、船体２の喫水線Ｌ１以下の側壁部１３に、船体２側がくぼんだ側面凹部１４を形成したものである。

この第２の実施の形態においても、底面凹部１０長さＬ２が喫水線Ｌ１長の１／８以上、凹部幅Ｗ２が全幅Ｗ１の１／４以上で、総トン数が５００以上である船舶であるのが望ましい。
さらに、その側面凹部１４における、長さが喫水線Ｌ１長の１／１５以上、進行方向と直交する方向の幅Ｗ３が型深さＤの１／６以上であるのが望ましい。

他方、側面凹部１４開口には、底面凹部１０と同様に、少なくとも進行方向両側部及び後部に、あるいは開口全周に、開口内方に張り出す移動規制縁部１１Ａを形成するのが望ましい。

図６には、第３の実施の形態の船舶示している。
この例においては、船体３から張り出す張出し壁２１を有し、その張出し壁２１に周囲が囲まれた部分を底面凹部２２としたものである。この場合において、底面凹部２２の開口には、底面凹部１０と同様に、少なくとも進行方向両側部及び後部に、あるいは開口全周に、開口内方に張り出す移動規制縁部２１Ａを形成するのが望ましい。

さらに、張出し壁２１を有し、これらに囲まれる部分を底面凹部２２とする膨出部２０を、全長方向に間隔をおいて複数することもできる。底面凹部１０を進行方向（全長方向）に複数形成する場合、その底面凹部２２、２２・・・の全体の積算長さが喫水線長の１／８以上であるのが望ましい。

上記の実施の形態はさらに適宜組み合わせて採用できる。

本発明は、底面が平坦に近く、側面が鉛直に近い船舶に適用した場合において発明の効果がより発揮する。したがって、旅客船より、一般貨物船、コンテナ船、タンカー、液化ガス専用船、自動車運搬船、ばら積み船などの貨物船、あるいは貨客船に適用するのが望ましい。

１、２、３…船体、１０…底面凹部、１１、１１Ａ…移動規制部、１４…側面凹部、２０…膨出部、２１…張出し壁、２１Ａ…移動規制縁部、２２…底面凹部、Ｌ１…喫水線

Claims (8)

1. 船体の喫水線以下の船底部に、底面凹部を形成し、その底面凹部長さが喫水線長の１／８以上、凹部幅が全幅の１／４以上で、総トン数が５００以上であることを特徴とする船舶。
2. 底面凹部は船体側がくぼんだことにより形成された請求項１記載の船舶。
3. 船体から張り出す張出し壁を有し、その張出し壁に周囲が囲まれた部分が底面凹部とされている請求項１記載の船舶。
4. 前記底面凹部開口に、少なくとも進行方向両側部及び後部に前記開口内方に張り出す移動規制縁部を形成した請求項１または２記載の船舶。
5. 底面凹部が進行方向に複数形成され、その側面凹部の全体の積算長さが喫水線長の１／８以上である請求項１または２記載の船舶。
6. 船体の喫水線以下の側壁部に、船体側がくぼんだ側面凹部を形成し、その側面凹部における、進行方向長さが喫水線長の１／１５以上、進行方向と直交する方向の幅が型深さの１／６以上である請求項１記載の船舶。
7. 側面凹部が進行方向に複数形成され、その側面凹部の全体の積算長さが喫水線長の１／８以上である請求項６記載の船舶。
8. 前記側面凹部開口に、少なくともその進行方向両側部及び後部に前記開口内方に張り出す移動規制縁部を形成した請求項６または７記載の船舶。

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