JP2017024643A - Wind pressure resistance reduction device of ship and ship having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶の風圧抵抗を低減する装置に関し、特に、上甲板上に荷役装置を搭載した船舶の斜め向かい風による風圧抵抗を低減する装置およびそれを備える船舶に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for reducing wind pressure resistance of a ship, and more particularly to an apparatus for reducing wind pressure resistance caused by an oblique head wind of a ship equipped with a cargo handling device on an upper deck, and a ship including the same.
航行中の船舶の抵抗成分には、水面下の水の粘性圧力抵抗、粘性摩擦抵抗に加え、水面で波を発生させることによる造波抵抗などが挙げられるが、水面上の船体、上部構造物および艤装品に働く風圧抵抗もまた無視できない抵抗になっている。そのため、船舶の推進性能向上、燃費削減のためには、航行中の船舶の風圧抵抗を低減することも重要な要素となる。 In addition to the viscous pressure resistance and viscous frictional resistance of water below the surface of the water, the resistance component of a vessel while navigating includes wave resistance by generating waves on the surface of the water. And the wind pressure resistance acting on the fittings is also a resistance that cannot be ignored. Therefore, in order to improve the propulsion performance of the ship and reduce fuel consumption, it is also important to reduce the wind pressure resistance of the ship during navigation.
船舶の風圧抵抗低減に関する手法としては、大きく分けて以下の(a)〜(c)の3つの手法が存在する。
(a)居住区を含む上部構造物に働く風圧抵抗を低減させる手法
(b)船体自体の風圧抵抗を低減させる手法
(c)上甲板上の荷役装置に働く風圧抵抗を低減させる手法
There are roughly the following three methods (a) to (c) as methods for reducing wind resistance of a ship.
(A) Method of reducing wind pressure resistance acting on the superstructure including the residential area (b) Method of reducing wind pressure resistance of the hull itself (c) Method of reducing wind pressure resistance acting on the cargo handling device on the upper deck
前記(a)の手法としては、居住区から船幅方向に突出するウィング部や、このウィング部を下方から支持するサポート部に、長尺箱状体の付加物を取り付けることにより、航行時にウィング部やサポート部が受ける風圧抵抗を低減するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
また、上部構造物を備える船舶において、上部構造物は、第1の構造部と、この第1の構造部よりも船尾側に隣接するように配置された第2の構造部とを有し、船幅方向における第2の構造部の両側面を、船幅方向における第1の構造部の両側面よりも外側に位置させることにより、第1の構造部の両側部近傍で剥離して船幅方向に拡がりつつ船尾側に流れる風が上部構造物の外形に沿って円滑に流れやすくなるようにして、上部構造物に生ずる風圧抵抗を低減するようにしたものもある(例えば、特許文献2参照)。
In the method (a), a long box-shaped appendage is attached to a wing part protruding in the ship width direction from a residential area or a support part that supports the wing part from below, so that the wing during navigation There is one in which the wind pressure resistance received by the support part and the support part is reduced (for example, see Patent Document 1).
Further, in a ship provided with an upper structure, the upper structure has a first structure portion and a second structure portion arranged so as to be adjacent to the stern side of the first structure portion, By disposing the both side surfaces of the second structure portion in the ship width direction outside the both side surfaces of the first structure portion in the ship width direction, the ship width is peeled off in the vicinity of both side portions of the first structure portion. In some cases, wind pressure flowing in the stern side while spreading in the direction is made to flow smoothly along the outer shape of the upper structure to reduce the wind pressure resistance generated in the upper structure (for example, see Patent Document 2). ).
前記(b)の手法としては、木材チップ運搬船において、その縦断面船首形状を、吃水線近傍から上方の任意の位置を始点として船尾に向かって上昇する直線形状、途中で傾斜角が変わる傾斜形状または流線形状に形成することにより、船体船首部に対する風圧抵抗を低減するようにしたものがある(例えば、特許文献3参照)。
また、液化ガス運搬船において、船首尾方向に沿って配置される複数個の球形タンクの上半部を覆うタンクカバーの上面に沿って船首側から船尾側に向かって流れてきた風が、居住区の前面に直接当たらないように、風の向きを居住区の前面よりも前方で変更するフィンを設置することにより、居住区の前面が受ける風圧抵抗を低減するようにしたものもある(例えば、特許文献4参照)。
As the method of (b), in the wood chip carrier, the vertical cross-section bow shape is a straight shape that rises toward the stern starting from an arbitrary position above the inundation line, and an inclined shape in which the inclination angle changes in the middle Alternatively, there is one in which the wind pressure resistance with respect to the hull bow is reduced by forming it in a streamline shape (see, for example, Patent Document 3).
Further, in the liquefied gas carrier ship, the wind that flows from the bow side toward the stern side along the upper surface of the tank cover that covers the upper half of the plurality of spherical tanks arranged along the stern direction, In some cases, the wind pressure resistance received by the front of the residential area is reduced by installing fins that change the wind direction ahead of the front of the residential area so that it does not directly hit the front of the house (for example, (See Patent Document 4).
前記(c)の手法としては、荷役クレーンを備えるとともに、荷役クレーンの回転ポストの水平断面が多角形状に形成されている船舶において、航行中における荷役クレーンのジブ格納時に回転ポストの船首側となる部位に、その回転ポストの角部を覆う水平断面形状が円弧形状、楕円形状または流線形状に形成された風圧低減カバーを配設することにより、回転ポストの角部で発生する渦流を減少させて、回転ポストの風圧抵抗を低減し、船舶全体としての風圧抵抗を減少させるようにしたものがある(例えば、特許文献5参照)。 As the method (c), in a ship provided with a cargo handling crane and the horizontal section of the rotary post of the cargo handling crane is formed in a polygonal shape, it becomes the bow side of the rotary post when the cargo handling crane is stored in a jib during navigation. By installing a wind pressure reduction cover with a horizontal cross-sectional shape covering the corner of the rotating post in an arc shape, elliptical shape or streamline shape at the site, the vortex generated at the corner of the rotating post is reduced. In some cases, the wind pressure resistance of the rotating post is reduced to reduce the wind pressure resistance of the entire ship (see, for example, Patent Document 5).
ところで、デッキクレーンやホッパー等の荷役装置が船体の上甲板上に複数設置されてなる船舶(例えば、カーゴギア付きばら積み船や木材チップ運搬船等)では、船体の上甲板上に複数の突起物が突出された格好となり、船舶全体の風圧抵抗に占める荷役装置に働く風圧抵抗の割合が大きい。
このため、船体上甲板上に荷役装置が設置された船舶に対し上記特許文献1,2に係る技術を適用しても、すなわち居住区を含む上部構造体に付加物を取り付けたり、上部構造体の形状を変更したりしたとしても、荷役装置が受ける風圧抵抗の影響が大きいため、船舶全体の風圧抵抗を効果的に低減することができないという問題点がある。
また、上記特許文献3に係る技術を適用して、船体形状を変更する場合、大幅な配置変更が必要となり、設計変更や建造あるいは改造に多大なコストが生じることが懸念される。
また、上記特許文献4に係る技術は、液化ガス運搬船に特化して適用可能な技術であり、船体上甲板上にデッキクレーンなどの荷役装置が設置された船舶に対しては適用することができない。
また、上記特許文献5に係る技術を適用して、荷役クレーンの回転ポストの船首側となる部位に風圧低減カバーを配設すれば、確かに、その回転ポストが受ける風圧抵抗は低減することができるものの、その他の部位が受ける風圧抵抗は低減することができないため、また荷役クレーン以外の例えばホッパー等の荷役装置には当該技術を適用することができないため、種々の荷役装置および船全体が受ける風圧抵抗を効果的に低減することができないという問題点がある。
By the way, in a ship in which a plurality of cargo handling devices such as deck cranes and hoppers are installed on the upper deck of the hull (for example, a bulk carrier with cargo gear or a wood chip carrier), a plurality of protrusions protrude on the upper deck of the hull. The ratio of the wind pressure resistance acting on the cargo handling device in the wind pressure resistance of the entire ship is large.
For this reason, even if the technology according to
Further, when the technique according to
Moreover, the technique which concerns on the said patent document 4 is a technique which can be applied specially to a liquefied gas carrier ship, and cannot be applied to the ship by which the cargo handling apparatus, such as a deck crane, was installed on the hull upper deck. .
In addition, if the technique according to
なお、複数の荷役装置を搭載した船舶に対して斜め向い風が吹いた場合には、各荷役装置に風圧力が働くため、その斜め向い風の風向角度によっては正面向い風が吹いた場合よりも風圧抵抗が顕著に大きくなることがあり、荷役装置が斜め向い風を受ける際の風圧抵抗を効果的に低減することが望まれている。 In addition, when a wind heading obliquely blows against a ship equipped with multiple cargo handling devices, wind pressure acts on each cargo handling device, so depending on the wind direction angle of the diagonally facing wind, the wind pressure resistance is greater than when the frontal wind blows. Is significantly increased, and it is desired to effectively reduce the wind pressure resistance when the cargo handling apparatus receives a slanting wind.
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、新設・既設のいずれの船舶を問わず適用可能で、斜め向かい風を受ける場合の荷役装置に働く風圧抵抗を簡易な構成で低減することができ、これによって船舶全体の風圧抵抗を効果的に低減することができる船舶の風圧抵抗低減装置およびそれを備える船舶を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and can be applied to any newly installed or existing ship, and reduces wind pressure resistance acting on a cargo handling device when receiving a headwind obliquely with a simple configuration. Therefore, it is an object of the present invention to provide a ship wind pressure resistance reduction device that can effectively reduce the wind pressure resistance of the entire ship, and a ship including the same.
前記目的を達成するために、第1発明による船舶の風圧抵抗低減装置は、
船体上甲板上に所要の荷役装置が設置されてなる船舶の風圧抵抗低減装置であって、
前記船体の側部に、その側部上縁から前記荷役装置の上方に向かう方向に延びるように傾斜する傾斜面部を有する防風サイドガードを配設することを特徴とするものである(第1発明)。
In order to achieve the above object, a ship wind pressure resistance reducing device according to the first invention comprises:
A wind pressure resistance reduction device for a ship in which a required cargo handling device is installed on the upper deck of the hull,
A windproof side guard having an inclined surface portion that is inclined so as to extend in a direction toward an upper side of the cargo handling device from an upper edge of the side portion is disposed on a side portion of the hull (first invention). ).
第1発明の船舶の風圧抵抗低減装置において、前記船体の船首に、その船首上縁から前記荷役装置の上方に向かう方向に延びて前記船首を覆う船首防風ドームを配設するのが好ましい(第2発明)。 In the ship wind pressure resistance reducing apparatus according to the first aspect of the present invention, it is preferable that a bow windproof dome extending in a direction from the upper edge of the bow toward the upper side of the cargo handling apparatus to cover the bow is disposed on the bow of the hull (first). 2 invention).
次に、第3発明による船舶は、
船体上甲板上に所要の荷役装置が設置されてなる船舶であって、
第1発明または第2発明に係る船舶の風圧抵抗低減装置を備えることを特徴とするものである。
Next, the ship according to the third invention is
A ship with the required cargo handling equipment installed on the upper deck of the hull,
It is provided with the wind pressure resistance reduction apparatus of the ship which concerns on 1st invention or 2nd invention.
第1発明の船舶の風圧抵抗低減装置によれば、航行時に荷役装置に向かって吹く斜め向い風が防風サイドガードの傾斜面によって船体の側部上縁から荷役装置の上方へと流れるように風向きが誘導されるので、斜め向かい風を受ける場合の荷役装置に働く風圧抵抗を低減することができ、これによって船舶全体の風圧抵抗を効果的に低減することができる。このような作用効果は、船体の側部上縁から荷役装置の上方に向かう方向に延びるように傾斜する傾斜面を有する防風サイドガードを船体の側部に配設するといった簡易な構成で達成することができ、新設・既設のいずれの船舶を問わず適用可能である。 According to the ship wind pressure resistance reducing device of the first aspect of the invention, the wind direction is such that an obliquely directed wind blowing toward the cargo handling device during navigation flows from the upper edge of the side of the hull to the upper side of the cargo handling device by the inclined surface of the windproof side guard. Since it is induced, it is possible to reduce the wind pressure resistance acting on the cargo handling device when receiving an obliquely headed wind, thereby effectively reducing the wind pressure resistance of the entire ship. Such an effect is achieved by a simple configuration in which a windproof side guard having an inclined surface that is inclined so as to extend in a direction from the upper edge of the side of the hull toward the upper side of the cargo handling device is provided on the side of the hull. It can be applied to both new and existing ships.
また、第2発明の構成を採用することにより、航行時に最前列の荷役装置に向かって吹く斜め向い風が船首防風ドームによって船体の船首上縁から荷役装置の上方へと流れるように風向きが誘導されるので、船首防風ドームを追加することで、防風サイドガード単体よりもさらに風圧抵抗低減効果を得ることができる。 Further, by adopting the configuration of the second invention, the wind direction is guided by the bow windproof dome so that an obliquely directed wind blowing toward the foremost cargo handling device during navigation flows from the upper edge of the hull to the upper side of the cargo handling device. Therefore, by adding the bow windproof dome, it is possible to obtain an effect of reducing wind pressure resistance more than the windproof side guard alone.
第3発明の船舶によれば、第1発明または第2発明に係る船舶の風圧抵抗低減装置によって船舶全体の風圧抵抗が効果的に低減されるので、船舶の推進性能を向上させることができるとともに、燃費を削減することができる。 According to the ship of the third invention, since the wind pressure resistance of the entire ship is effectively reduced by the wind pressure resistance reducing device for the ship according to the first or second invention, the propulsion performance of the ship can be improved. , Can reduce fuel consumption.
次に、本発明による船舶の風圧抵抗低減装置およびそれを備える船舶の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、木材チップ運搬船に本発明が適用された例であるが、勿論これに限定されるものではなく、カーゴギア付きばら積み船などの船舶にも適用可能であり、船体の上甲板上に荷役装置が大きな突起物のように設置された形態の船舶に適用されて好適である。 Next, a specific embodiment of a ship wind pressure resistance reducing apparatus and a ship including the same according to the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is an example in which the present invention is applied to a wood chip carrier, but of course the invention is not limited to this, and can also be applied to a ship such as a bulk carrier with a cargo gear. It is suitable to be applied to a ship having a form in which a cargo handling device is installed like a large protrusion on the upper deck.
<木材チップ運搬船の概略説明>
図1に示される木材チップ運搬船1は、船体2と、船体2の上甲板上に設置される4基のホッパー3,4,5,6および3基のデッキクレーン7,8,9と、船体2の上甲板上に設置される居住区を含む上部構造体10とを備えている。
4基のホッパー3〜6および3基のデッキクレーン7〜9は、ホッパー3を先頭に船首近傍から船尾居住区近傍に亘って交互に所定間隔で配置され、最後尾のホッパー6の後方に上部構造体10が配置されている。
各ホッパー3〜6と各デッキクレーン7〜9との間には、船体2の上甲板上に露出されるハッチカバー11aを有するとともに船体2内部に積荷である木材チップの収容部である貨物船倉11が配置されている。
なお、ホッパー3〜6やデッキクレーン7〜9等が本発明の「荷役装置」に相当し、以下において、ホッパー3〜6やデッキクレーン7〜9等を総称して、「荷役装置15」と称することとする。
<Overview of wood chip carrier>
A
The four
Between each hopper 3-6 and each deck crane 7-9, the cargo hold which has the
The
<風圧抵抗低減装置の説明>
さらに、木材チップ運搬船1は、航行時に受ける風圧抵抗を低減するための風圧抵抗低減装置20を備えている。この風圧抵抗低減装置20は、斜め向い風による風圧抵抗を低減する防風サイドガード21および船首防風ドーム22を備えて構成されている。
<Explanation of wind resistance reduction device>
Furthermore, the
<防風サイドガードの説明>
防風サイドガード21は、船体2の両側部にそれぞれ配設され、船体2の船首近傍から船尾居住区近傍の全域に亘って延びる帯板状部材により構成されている。
<Explanation of windproof side guard>
The windproof side guards 21 are respectively disposed on both sides of the
ところで、斜め向い風の場合、複数の荷役装置15、すなわち4基のホッパー3〜6および3基のデッキクレーン7〜9のそれぞれに風圧力が働くため、その斜め向い風の風向角度によっては正面向い風の場合よりも風圧抵抗が顕著に大きくなる傾向にある(特に、風向角度が20°付近の場合)。
斜め向い風が全ての荷役装置15に直接当たらないようにするために、4基のホッパー3〜6および3基のデッキクレーン7〜9の全てを側面視で遮蔽するように防風サイドガード21を設置することが考えられる。
By the way, in the case of an obliquely directed wind, wind pressure acts on each of the plurality of
Windproof side guards 21 are installed so that all four
しかし、そのように防風サイドガード21を設置すれば、斜め向い風を防風サイドガード21がまともに受けてかえって風圧抵抗が増えるとともに、デッキクレーン7〜9による荷役作業に支障を及ぼす。
However, if the
そこで、本実施形態の防風サイドガード21においては、図2(a)に示されるように、(a)配置高さ寸法hを、デッキクレーン7による荷役作業に支障を及ぼさない一定の規制値以下とし、(b)船体2の側部上縁(船縁)近傍からデッキクレーン7の上方に向かう方向に延びる仮想ラインLに沿うように、鉛直方向から船体2の中心線Sに向かって船体2の内側に傾斜配置して、船体2の側部上縁からデッキクレーン7の頂部をかわすか、あるいはかすめるような方向に延びるように傾斜する傾斜面部21aを形成している。そして、傾斜面21aにより、斜め向い風が全ての荷役装置15に当たらないように風向きを変えてそらすようにしている。
なお、図2(b)に示されるように、船体2の側部において鉛直方向に延びるように設置される立ち上がり板状部材23を介して本実施形態の防風サイドガード21を連設する態様もあり得る。この場合、立ち上がり板状部材23の上端縁が船体2の側部上縁となる。
Therefore, in the
In addition, as shown in FIG. 2B, there is also a mode in which the
<船首防風ドームの説明>
図1および図3に示されるように、船首防風ドーム22は、船体2の船首に配設され、船首を覆うように外観視が部分楕円体状に形成された屈曲板状部材により構成されている。
<Description of bow windproof dome>
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the bow
ところで、複数の荷役装置15、すなわち4基のホッパー3〜6および3基のデッキクレーン7〜9のうち、船首に最も近い位置に設置された先頭のホッパー3が受ける斜め向い風による風圧抵抗を防風サイドガード21のみでは船首部分が開放されるため十分に低減することができない。
By the way, the wind pressure resistance due to the obliquely directed wind received by the leading
例えば、先頭のホッパー3に斜め向い風が当たらないように斜め前から船首側を見て先頭のホッパー3を完全に覆うようにすれば、斜め向い風が先頭のホッパー3に当たらないようにすることができ、効果的に風圧抵抗を低減することができるものと推察されるが、前方の視界確保の観点や規則の関係上、船首防風ドーム22の高さには一定の規制がかかり、風圧抵抗低減効果を思うように得ることができない場合がある。
For example, if the
そこで、本実施形態の船首防風ドーム22においては、前方の視界確保の観点や規則上問題とならない一定の規制値以下の高さ寸法にするとともに、船首上縁から先頭のホッパー3の上方に向かう方向に延びるような末広がりの部分コーン形状とすることにより、斜め向い風を先頭のホッパー3に当たらないように風向きを変えてそらすようにして、風圧抵抗低減効果を確実に得ることができるようにしている。
Therefore, in the bow
<作用効果の説明>
以上に述べたように構成される木材チップ運搬船1において、航行時に斜め向い風が吹いている場合、複数の荷役装置15に向かって流れる斜め向い風が、図2中記号QA白抜き矢印で示されるように、防風サイドガード21の傾斜面21aによって船体2の側部上縁から荷役装置15の上方へと流れるように風向きが誘導されるので、斜め向かい風の場合の荷役装置15の風圧抵抗を低減することができる。
また、木材チップ運搬船1において、航行時に斜め向い風が吹いている場合、最前列の荷役装置15(先頭のホッパー3)に向かって流れる斜め向い風が、図3中記号QB白抜き矢印で示されるように、船首防風ドーム22によって船体2の船首上縁から先頭のホッパー3の上方へと流れるように風向きが誘導されるので、斜め向かい風を受ける場合の先頭のホッパー3に働く風圧抵抗を低減することができる。
<Description of effects>
In
Further, in the
したがって、本実施形態の木材チップ運搬船1によれば、防風サイドガード21および船首防風ドーム22を備える風圧抵抗低減装置20によって、斜め向い風を受ける場合の荷役装置15に働く風圧抵抗を防風サイドガード21単体よりもさらに低減することができ、船舶全体の風圧抵抗をより効果的に低減することができる。
Therefore, according to the
このような作用効果は、(a)船体2の側部上縁から荷役装置15の上方に向かう方向に延びるように傾斜する傾斜面21aを有する防風サイドガード21を船体2の側部に配設する、および、(b)船首上縁から最前列の荷役装置15の上方に向かう方向に延びて船首を覆う船首防風ドーム22を船体2の船首に配設する、といった簡易な構成で達成することができ、新設・既設のいずれの船舶を問わず適用可能である。
Such operational effects are as follows: (a) a
以上、本発明の船舶の風圧抵抗低減装置および船舶について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。 As mentioned above, although the wind pressure resistance reduction apparatus and ship of the ship of this invention were demonstrated based on one embodiment, this invention is not limited to the structure described in the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning The configuration can be changed as appropriate.
次に、本発明による船舶の風圧抵抗低減装置およびそれを備える船舶の具体的な実施例について、図面を参照しつつ説明する。 Next, a specific embodiment of a ship wind pressure resistance reducing apparatus and a ship including the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図5(a)〜(e)に示されるような5種類の船舶に働く風圧力特性を、CFD(Computational Fluid Dynamics)計算により把握した。 The wind pressure characteristics acting on five types of ships as shown in FIGS. 5A to 5E were grasped by CFD (Computational Fluid Dynamics) calculation.
ここで、図5(a)に示されるタイプ1の船舶は、船体2上に上部構造体10のみが搭載されたギヤレス船である。
同図(b)に示されるタイプ2の船舶は、船体2上に上部構造体10、所要のホッパー3〜6およびデッキクレーン7〜9が搭載された従来型の木材チップ運搬船である。
同図(c)に示されるタイプ3の船舶は、船体2上に上部構造体10、所要のホッパー3〜6およびデッキクレーン7〜9が搭載されるとともに、船体2の両側部に本発明に係る防風サイドガード21が配設されてなる木材チップ運搬船である。
同図(d)に示されるタイプ4の船舶は、船体2上に上部構造体10、所要のホッパー3〜6およびデッキクレーン7〜9が搭載されるとともに、船体2の船首部に本発明に係る船首防風ドーム22が配設されてなる木材チップ運搬船である。
同図(e)に示されるタイプ5の船舶は、船体2上に上部構造体10、所要のホッパー3〜6およびデッキクレーン7〜9が搭載されるとともに、船体2の両側部に本発明に係る防風サイドガード21が、船体2の船首部に本発明に係る船首防風ドーム22が、それぞれ配設されてなる木材チップ運搬船である。
Here, the
The
In the
In the type 4 ship shown in FIG. 4D, the
The
そして、図5(a)〜(e)に示されるような5種類の船舶のそれぞれが風速14.5m/sの風を0°〜180°の風向角度の範囲で受ける場合について、図4に示されるような座標系の設定の基でCFD計算を行った。その結果得られた風圧抵抗係数Cxの比較を、横軸に風向角度をとり図6のグラフに示した。
なお、風向角度について、0°が完全な向い風(正面向い風)を示し、0°より大きく90°未満が斜め向い風を示し、90°が横風を示し、90°より大きく180°未満が斜め追い風を示し、180°が完全な追い風を示す。
FIG. 4 shows a case where each of the five types of ships shown in FIGS. 5A to 5E receives wind at a wind speed of 14.5 m / s in a range of wind direction angles of 0 ° to 180 °. CFD calculations were performed based on the coordinate system settings as shown. The comparison of the wind pressure resistance coefficient Cx obtained as a result is shown in the graph of FIG. 6 with the wind direction angle on the horizontal axis.
Regarding the wind direction angle, 0 ° indicates a completely headed wind (front-facing wind), greater than 0 ° and less than 90 ° indicates an obliquely directed wind, 90 ° indicates a crosswind, and greater than 90 ° and less than 180 ° indicates an oblique tailwind. 180 ° indicates complete tailwind.
また、風圧抵抗係数Cxは、風圧抵抗を無次元化したもので、以下の式にて表される。
図6のグラフにおいて、Cxの値がマイナス側に大きくなればなるほど風の影響による風圧抵抗が大きくなることを示し、これとは逆にCxの値がプラス側に大きくなればなるほど風の影響による推進力の付加が大きくなることを示している。 In the graph of FIG. 6, it shows that the wind pressure resistance due to the influence of the wind increases as the value of Cx increases toward the minus side, and conversely, as the value of Cx increases toward the plus side, This shows that the addition of propulsive force is increased.
タイプ3およびタイプ5のいずれの船舶も、タイプ2の船舶(従来型の木材チップ運搬船)と比べて荷役装置15に生じる風圧抵抗が低減しており、特に、タイプ2の船舶において風圧抵抗のピーク値を示す風向角度20°付近での風圧抵抗が大幅に低減しており(タイプ3:約30%低減、タイプ5:約40%低減)、これは防風サイドガード21が風圧抵抗を効果的に低減していることによるものであることを示している。
Both
図6のグラフ中のタイプ3およびタイプ4の船舶に係るそれぞれの曲線で示される特性から明らかなように、防風サイドガード21単体であっても、あるいは船首防風ドーム22単体であっても、20°〜40°の風向角度の斜め向い風の場合における風圧抵抗をタイプ2の船舶と比べて約30%あるいは約15%低減することができるが、防風サイドガード21と船首防風ドーム22とを併設することにより、図6のグラフ中のタイプ5の船舶に係る曲線で示される特性から明らかなように、20°〜40°の風向角度の斜め向い風の場合における風圧抵抗をタイプ2の船舶と比べて約40%低減することができ、防風サイドガード21または船首防風ドーム22を単体で設ける場合よりもさらに風圧抵抗低減効果を得ることができる。
As is clear from the characteristics indicated by the curves relating to the
なお、タイプ4の船舶は、風向角度が90°より大きく180°未満の斜め追い風を受ける範囲で推進力が大きく得られている。これは斜め追い風時には船首防風ドーム22がその斜め追い風を受けて推進力を船舶に付加していることによるものであることを示している。
The type 4 ship has a large propulsive force in a range where the wind direction angle is larger than 90 ° and less than 180 °. This indicates that the bow
<防風サイドガードの形状寸法による風圧抵抗低減効果について>
次に、防風サイドガードとして、図7(a)〜(d)に示されるような4種類の形状および寸法をもつものを準備し、4種類それぞれの防風サイドガード25,21,21A,21Bを設置した木材チップ運搬船が風向角度20°の斜め向い風を受ける場合についてCFD計算を行った。その結果得られた風圧抵抗係数Cxの比較を、横軸に防風サイドガード25,21,21A,21Bの高さ比h/h1をとり図8のグラフに示した。ここで、h1は図7(b)に示されるタイプ2の防風サイドガード21の高さを表し、貨物船倉11のハッチカバー11aと同程度の高さである。なお、船体2はいずれも船首防風ドーム22を有する場合でCFD計算を実施している。
<Wind pressure resistance reduction effect due to the shape of windproof side guard>
Next, as windproof side guards, those having four types of shapes and dimensions as shown in FIGS. 7A to 7D are prepared, and the four types of windproof side guards 25, 21, 21 A, and 21 B are provided. CFD calculation was performed for the case where the installed wood chip carrier received an oblique wind with a wind direction angle of 20 °. The comparison of the wind pressure resistance coefficient Cx obtained as a result is shown in the graph of FIG. 8 with the height ratio h / h1 of the windproof side guards 25, 21, 21A, 21B on the horizontal axis. Here, h1 represents the height of the
風向角度20°の斜め向い風に対し、船首防風ドーム22と図7(a)に示される湾曲形状のタイプ1の防風サイドガード25を設置した場合、全体(上部構造体、船体、荷役装置)で13%の風圧抵抗低減効果を得ることができるが、防風サイドガード21のサイズを極端に大きくしなくても、その形状を平板状として傾斜面部21aを形成し、その傾斜面部21aの延長線上にデッキクレーン7の頂部があるような角度で防風サイドガード21を設置すると風圧抵抗低減効果が22%まで増すことが図8のグラフから分かる。これは、図7(a)に示されるタイプ1の防風サイドガード25の場合には、防風サイドガード25の形状に沿って流れる風の一部が下方へ流れ込んでホッパー3等に当たることになるが、図7(b)〜(d)に示されるタイプ2〜4の傾斜平板状の防風サイドガード21,21A,21Bの場合には傾斜面部21aに沿って上方へ素直に流れる風の量が増加し、ホッパー3等が受ける風圧抵抗が減少した影響が大きいからである。
When the
本発明の船舶の風圧抵抗低減装置および船舶は、新設・既設のいずれの船舶を問わず適用可能で、斜め向かい風を受ける場合の荷役装置に働く風圧抵抗を簡易な構成で低減することができ、これによって船舶全体の風圧抵抗を効果的に低減することができるという特性を有していることから、荷役装置を搭載した船舶の風圧抵抗低減の用途に好適に用いることができ、産業上の利用可能性が大である。 The wind pressure resistance reduction device and ship of the ship of the present invention can be applied to any newly installed or existing ship, and can reduce the wind pressure resistance acting on the cargo handling device when receiving an obliquely headed wind with a simple configuration. As a result, the wind pressure resistance of the entire ship can be effectively reduced, so that it can be suitably used for reducing wind pressure resistance of ships equipped with cargo handling devices. The potential is great.
1 木材チップ運搬船
2 船体
3〜6 ホッパー
7〜9 デッキクレーン
10 上部構造体
11 貨物船倉
20 風圧抵抗低減装置
21 防風サイドガード
22 船首防風ドーム
DESCRIPTION OF
前記目的を達成するために、第1発明による船舶の風圧抵抗低減装置は、
船体の船首と船尾との間における甲板上に複数の荷役装置が設置されてなる船舶の風圧抵抗低減装置であって、
前記船体の側部に、その側部上縁から前記荷役装置の上方に向かう方向に延びるように傾斜する傾斜面部を有する防風サイドガードを前記船体の船首近傍から船尾近傍の全域に亘って配設することを特徴とするものである(第1発明)。
In order to achieve the above object, a ship wind pressure resistance reducing device according to the first invention comprises:
A wind pressure resistance reducing device for a ship in which a plurality of cargo handling devices are installed on a deck between a bow and a stern of a hull,
A windproof side guard having an inclined surface portion that inclines so as to extend in the direction from the upper edge of the side portion toward the upper side of the cargo handling device is disposed on the side portion of the hull from the vicinity of the bow to the vicinity of the stern. (First invention).
次に、第3発明による船舶は、
船体の船首と船尾との間における甲板上に複数の荷役装置が設置されてなる船舶であって、
第1発明または第2発明に係る船舶の風圧抵抗低減装置を備えることを特徴とするものである。
Next, the ship according to the third invention is
A ship having a plurality of cargo handling devices installed on the deck between the bow and stern of the hull,
It is provided with the wind pressure resistance reduction apparatus of the ship which concerns on 1st invention or 2nd invention.
第1発明の船舶の風圧抵抗低減装置によれば、航行時に荷役装置に向かって吹く斜め向い風が防風サイドガードの傾斜面によって船体の側部上縁から荷役装置の上方へと流れるように風向きが誘導されるので、斜め向かい風を受ける場合の荷役装置に働く風圧抵抗を低減することができ、これによって船舶全体の風圧抵抗を効果的に低減することができる。このような作用効果は、船体の側部上縁から荷役装置の上方に向かう方向に延びるように傾斜する傾斜面を有する防風サイドガードを船体の側部における船首近傍から船尾近傍の全域に亘って配設するといった簡易な構成で達成することができ、新設・既設のいずれの船舶を問わず適用可能である。 According to the ship wind pressure resistance reducing device of the first aspect of the invention, the wind direction is such that an obliquely directed wind blowing toward the cargo handling device during navigation flows from the upper edge of the side of the hull to the upper side of the cargo handling device by the inclined surface of the windproof side guard. Since it is induced, it is possible to reduce the wind pressure resistance acting on the cargo handling device when receiving an obliquely headed wind, thereby effectively reducing the wind pressure resistance of the entire ship. Such advantages are, over a windproof sideguard having an inclined surface inclined so as to extend in a direction towards the upper side of the cargo apparatus from the side upper edge of the hull from the bow near the definitive on the side of the hull to the entire area of the stern near It can be achieved with a simple configuration such as being installed, and can be applied regardless of whether it is a newly installed ship or an existing ship.
Claims (3)
前記船体の側部に、その側部上縁から前記荷役装置の上方に向かう方向に延びるように傾斜する傾斜面部を有する防風サイドガードを配設することを特徴とする船舶の風圧抵抗低減装置。 A wind pressure resistance reduction device for a ship in which a required cargo handling device is installed on the upper deck of the hull,
An apparatus for reducing wind pressure resistance of a ship, comprising a windproof side guard having an inclined surface portion that is inclined to extend in a direction from an upper edge of the side portion toward an upper side of the cargo handling device on a side portion of the hull.
請求項1または2に記載の船舶の風圧抵抗低減装置を備えることを特徴とする船舶。
A ship in which a required cargo handling device is installed on the hull,
A ship comprising the wind pressure resistance reducing device for a ship according to claim 1 or 2.
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