JP2020059479A - 省エネ型高速船の船型 - Google Patents

Abstract

【課題】船速を表す関数のフルード数が０．３２以上の船速を有する高速船において、船側に凹みを施した船側形状を有する船型にて、造波抵抗減少と復元力の確保を両立した船舶を提供する。【解決手段】フルード数が０．３２以上の船舶に関し、ＳＳ６位置と船首垂線からＳＳ３位置間の垂線間長Ｌｐｐの３分の１長さに亘って排水量を通常船型より少なめにして推進性能向上を図り、垂線間長Ｌｐｐの３分の１長さに亘る船体中央域でＳＳ４と１／２位置での満載喫垂線ＬＷＬ上で最大の凹み量を施し、ＳＳ６位置と船首垂線からＳＳ３位置との間では曲線状に凹み量を減らすような凹み形状となし、ＳＳ６位置およびＳＳ３位置で凹み量を無くし、且つ満載喫水線ＬＷＬでの凹み量より下方につれて凹み量を減らして円弧状のビルジ板の部分で凹みが無くなるような凹みのある船側形状の船型を特徴とする。【選択図】図１０

Description

本発明は高速で航海する船舶の船型形状に関する。

船速を表す関数のフルード数が０．３２以上の船速を有する高速船において、船体の前後方向の中央域で船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方のＳＳ６位置と船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの７割後方のＳＳ３位置間の垂線間長Ｌｐｐの３分の１長さに亘って排水量を通常船型より少なめにして推進性能向上を図る手段として、船側に凹みを施した船側形状の船型案および船底に底上を施した船底形状の船型案のふたつの従来案がある。先ず、従来案の内、船側に凹みを施した船側形状の船型案について以下の通り説明する。図１に従来船型における船体の側面図を示し、図２および図３は図１におけるＩＩ−ＩＩ断面矢視図を、ＩＩＩ−ＩＩＩ断面矢視図で、満載喫水線ＬＷＬの平面図を夫々示している。図１、図２、図３の図中に示されたＦＰは船首垂線を示し、ＡＰは船尾垂線を示し、垂線間長Ｌｐｐは船首垂線ＦＰと船尾垂線ＡＰ間の水平長さを表している。ＳＳ９は船首垂線ＦＰより垂線間長Ｌｐｐの１割長さ後方位置を示している。同様に船首垂線ＦＰより垂線間長Ｌｐｐの２割長さ後方位置、３割長さ後方位置、４割長さ後方位置、５割長さ後方位置、５割５分長さ後方 位置、６割長さ後方位置、７割長さ後方位置、８割長さ後方位置、９割長さ後方位置を夫々ＳＳ８、ＳＳ７、ＳＳ６、ＳＳ５、ＳＳ４ １／２、ＳＳ４、ＳＳ３、ＳＳ２、ＳＳ１と夫々称している。また図２におけるＩＶ−ＩＶ断面矢視図を図４に示し、Ｖ−Ｖ断面矢視図を図５に、ＶＩ−ＶＩ断面矢視図を図６に夫々示している。また図２および図３におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面矢視図を図７に夫々示している。更に図３におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面矢視図を図８に、ＩＸ−ＩＸ断面矢視図を図９に夫々示している。尚、図４から図９に示す夫々の横断面形状は左右対称であることから右舷側を省略して船体中心線ＣＬから左舷側のみ表示している。凹みを施した船側形状の従来船型の場合、図１に示している通り、船体１の前端は船首材２と船首バルブ３により構成され、後端は船尾材４で構成されていて、前端と後端の間の底部は船底５に構成されているが、船体１の前半部においては船底５は基線ＢＬ上に構成され、後半部においてはＳＳ３位置の基線ＢＬから略直線状で後上りにして構成され後端は船尾材４に連結されていて、ＳＳ３より後方域における船底５と基線ＢＬの間には船体中心線ＣＬ上でスケグ６が設けられている。一方、船体１の満載喫水線ＬＷＬの平面図を図２および図３に夫々示しているが、船体１の満載喫水線ＬＷＬの前後方向の平面形状は前端の船首垂線ＦＰから後方に向けて徐々に曲線状で幅が広がり、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方のＳＳ６位置で最大の幅Ｂ１に形成されている。該ＳＳ６位置から後方になるにつれて順次曲線状に凹み量が増えてゆくような凹みが施されて、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの５割５分後方のＳＳ４ １／２位置で最大の凹み量δＢとなし、その分だけ幅が狭くなった幅Ｂ２となり、それより後方になるにつれて順次曲線状に凹み量は減ってゆくような凹みが施されて、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの７割後方のＳＳ３位置で凹みがなくなり最大の幅Ｂ１となっている。それより後方になるにつれては図３に示す通り通常の船型と同様に順次曲線状に幅は狭められて船尾材４に連結されている。尚、上記ＳＳ６から上記ＳＳ３の間の横断面形状については図６、図７、図８に示している通り、満載喫水線ＬＷＬより下方域では該満載喫水線ＬＷＬの幅より狭くなるように形成されている。その中で船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの５割５分後方のＳＳ４ １／２位置における横断面形状は図７に示しているように船体中心線ＣＬでの船底５から幅方向の外側に向けて上向きに直線状の船底板Ａが設けられ、その外側に円弧状のビルジ板Ｂが設けられ、その上側に船側板Ｃが設けられている。その際、満載喫水線ＬＷＬ上で最大の凹み量δＢ施されて通常船型の幅Ｂ１より狭くなって幅Ｂ２となっている。このことの理解を深める為に通常船型の場合を点線で示し、凹みを施たし船側形状を有する船型の場合を実線で示して比較表示している。

船速を表す関数のフルード数が０．３２以上の船速を有する高速船において、船体の前後方向の中央域で、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方のＳＳ６位置と船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの７割後方のＳＳ３位置間の垂線間長Ｌｐｐの３分の１長さに亘って排水量を通常船型より少なめにして推進性能向上を図る手段として、船側に凹みを施した船側形状を有する船型の上記構成の従来船型において、船速を表すフルード数０．３２以上の高速域で航海しているとき、通常の船型に比べて大幅に造波現象が緩和され、造波抵抗が減少して推進性能が向上される。 尚、船速度を表す関数のフルード数Ｆｎは以下の式で表される。
Ｆｎ＝Ｖ／（ｇ＊Ｌ）＊＊０．５ 但し、Ｖは船速、ｇは重力の加速度、Ｌは船長を表す

特願２０１４−２４５３７０号（特許第６３６１８７７号）

一方、船速を表す関数のフルード数が０．３２以上の船速を有する高速船において、船体の前後方向の中央域で船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方のＳＳ６位置と船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの７割後方のＳＳ３位置間で垂線間長Ｌｐｐの３分の１長さに亘って排水量を通常船型より少なめにして推進性能向上を図る手段として、船底に底上げを施した船底形状を有する船型について下記の通り説明する。図１０は船体１の側面図を示し、図１１は図１０におけるＸＩーＸＩ矢視断面図を示している。図中、前記の船側に凹みを施した船側形状を有する従来船型の場合と同一番号および符号については同一構成材を示すことから説明は省略する。船底に底上げを施した船底形状を有する船型の場合は、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方のＳＳ６位置から後方につれて船底５から順次底上量を曲線状に増えるような底上げを施して、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの５割５分後方の４ １／２位置で最大の底上量δｄとなし、それより後方につれて順次底上量を曲線状に減らすような底上げを施し、船首垂線ＦＰより垂線間長Ｌｐｐの７割後方位置のＳＳ３で底上量をなくした船底７となす船底形状となっている。その場合のＳＳ４ １／２位置における横断面形状は図１１に示している通り船体中心線ＣＬ上の船底７から外側に向けて上向きで直線状の船底板Ｄが設けられ、その外側に円弧状のビルジ板Ｅが、その上側に船側板Ｆが設けられた横断面形状となっている。尚、理解を深める為に図１１においては通常船型の場合を点線で示し、船底に底上げを施した船底形状を有する船型を実線で示し比較して表示している。また、上記ＳＳ６位置から前方および上記ＳＳ３位置から後方の船体１は前記の船側に凹みを施した船側形状を有する船型の場合と同一である。

船速を表す関数のフルード数が０．３２以上の船速を有する高速船において、船体の前後方向の中央域で船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方のＳＳ６位置と船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの７割後方のＳＳ３位置間の垂線間長Ｌｐｐの３分の１長さに亘って排水量を通常船型より少なめにして推進性能向上を図る手段として、船底に底上げを施した船底形状を有する上記構成の従来船型において、船速を表すフルード数０．３２以上の高速域で航海しているとき、通常の船型に比べて大幅に造波現象が緩和され、造波抵抗が減少し推進性能が向上される。

特願２０１６−２１６７１４号

船速を表す関数のフルード数が０．３２以上の船速を有する高速船において、船体の前後方向の中央域で船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方のＳＳ６位置と船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの７割後方のＳＳ３位置間の垂線間長Ｌｐｐの３分の１長さに亘って排水量を通常船型より少なめにして推進性能向上を図る手段として、船側に凹みを施した船側形状を有する船型および船底に底上げを施した船底形状を有する船型のふたつの従来船型共に、造波現象を緩和させて推進性能向上は得られるが、船内の配置上の点や復元力の点などの観点から十分な推進性能向上が得られるに対応する船側の凹み量および船底の底上量を施すことは実用上困難な問題点がる。

発明が解決するための手段

その為に本願は上記問題点に鑑みて発明されたものであり、船速を表す関数のフルード数が０．３２以上の航海速力を有する高速船の船型において、船体前後方向の垂線間長Ｌｐｐの３分の１長さに亘る船体中央域で、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの５割５分後方のＳＳ４ １／２位置での満載喫垂線ＬＷＬ上で最大の凹み量δＢを施し、その前後方向では船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方のＳＳ６位置と船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの７割後方のＳＳ３位置との間では曲線状に凹み量を減らすような凹み形状となし、上記ＳＳ６位置および上記ＳＳ３位置で凹み量を無くし、且つ満載喫水線ＬＷＬでの凹み量より順次下方につれて凹み量を減らして円弧状のビルジ板の部分で凹みが無くなるような三次元形状の凹みを施した船側形状を有し、更に上記ＳＳ６位置と上記ＳＳ３位置間において船底に底上げを施し、上記ＳＳ４ １／２位置で最大の底上量δｄを施し、その前後で上記ＳＳ４ １／２と上記ＳＳ６位置間および上記ＳＳ４ １／２と上記ＳＳ３位置間では順次底上量を減らして上記ＳＳ６位置および上記ＳＳ３位置で底上げを無くし、且つ幅方向には船体中心線ＣＬから外側に向けて船体中心線ＣＬでの底上量より順次底上量を減らして船側板に連結される位置で底上げを無くした三次元形状の底上げを施した船底形状とを同時に有する船型を特徴とする高速船型としている。

発明の効果

船速を表す関数のフルード数が０．３２以上の航海速力を有する高速船において、上記詳述したような船型形状とすることで、フルード数が０．３２以上の高速域で船体が航海しているとき、大幅に造波現象が緩和され、造波抵抗が減少して推進性能が向上されるが、この場合、船側に凹みを施した船側形状および船底に底上げを施した船底形状を同時に施した本願船型としたことで、船内での配置上の点や復元力などの点がクリアーされ、更に、目標の推進性能に対応する船体中央域で、垂線間長Ｌｐｐの３分の１の船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方ＳＳ６位置と船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの７割後方ＳＳ３位置との間での排水量減少の対応度が向上される効果が得られる。

本発明の実施例について図を用いて以下の通り説明する。図１２は図２および図３における船体前後方向中央域での平面図を拡大して示し、図１３は図１０における船体前後方向中央域での側面図を拡大して示している。また図１４は図１２および図１３におけるＸＩＶ−ＸＩＶ断面矢視図を示している。図中の前記従来船型と同一の番号および符号は従来船型の場合と同一構成材等を示すことから説明は省略する。先ず満載喫水線ＬＷＬの平面図を図１２に示している通り、船体１の満載喫水線ＬＷＬの長手方向の平面形状は前端の船首垂線ＦＰから後方に向けて徐々に曲線状で幅が広がり船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方のＳＳ６位置で最大の幅Ｂ１となし、該ＳＳ６位置から後方になるにつれて順次曲線状に凹み量が増えてゆくような凹みが施されて、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの５割５分後方のＳＳ４ １／２位置で最大の凹み量δＢとなし、その分だけ幅が狭くなった幅Ｂ２となり、それより後方になるにつれて順次曲線状に凹み量は減ってゆくような凹みが施されて、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの７割後方のＳＳ３位置で凹みがなくなり最大の幅Ｂ１となっている。このことの理解を深める為に図１２については在来の通常船型の場合を点線で示し、本願の船型を実線で比較して示している。更に前記ＳＳ６から上記ＳＳ３の間の横断面形状については図１４に上記ＳＳ４ １／２位置での横断面形状を示している通り、満載喫水線ＬＷＬより下方域では該満載喫水線ＬＷＬの幅より狭くなるように形成されている。また上記ＳＳ３位置より後方においては通常船型の場合と同様に順次幅は曲線状に狭められて後端は船尾材４に連結されている。一方、船底に底上げを施した船底形状については図１３に示している通り、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方位置ＳＳ６から後方につれて、基線ＢＬ上の船底５から順次底上量を曲線状に増えるような底上げを施して、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの５割５分後方４ １／２位置で最大の底上量δｄとなし、喫水ｄ１が最大の底上量δｄ分だけ喫水が浅くなって喫水ｄ２となっている。上記ＳＳ４ １／２位置より後方につれて順次底上量を曲線状に減らすような底上げを施し、船首垂線ＦＰより垂線間長Ｌｐｐの７割後方位置のＳＳ３位置で底上量をなくした船底７となした船底形状となっている。その場合の前記ＳＳ４ １／２位置における横断面形状は図１４に示している通り船体中心線ＣＬ上の船底７から外側に向けて上向きで直線状の船底板Ｄが設けられ、その外側に円弧状のビルジ板Ｅが、その上側に船側板Ｃが設けられた横断面形状となっている。尚、理解を深める為に図１４においては通常船型の場合を点線で示し、船側に凹み施した船側形状と船底に底上げを施した船底形状を施した船型の場合を実線で示した横断面形状とを比較して示している。このように船体前後方向の垂線間長Ｌｐｐの３分の１長さに亘る船体中央域の前記ＳＳ６位置から前記ＳＳ３位置間で船側に凹みを施した船側形状と船底に底上げを施した船底形状を同時に有した船型となっている。

船速を表す関数のフルード数が０．３２以上の航海速力を有する上記、本願の実施例に示す高速船において、フルード数が０．３２以上の高速域で船体が航海しているとき、大幅に造波現象が緩和され、造波抵抗が減少して推進性能が向上される。更に、船内での配置上の問題や復元力などのクリアーされ、更に目標の推進性能に対応する船体中央域で、垂線間長Ｌｐｐの３分の１の船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方ＳＳ６位置と船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの７割後方ＳＳ３位置との間での排水量を少なめにする対応度合いが向上される効果が得られる。

従来船型の側面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ断面矢視図で、満載喫水線ＬＷＬの平面図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面矢視図で、満載喫水線ＬＷＬの平面図である。 図２におけるＩＶ−ＩＶ断面矢視図で、船首垂線ＦＰ位置の横断面図である。 図２におけるＶ−Ｖ断面矢視図で、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの２割後方のＳＳ８位置横断面図である。 図２におけるＶＩ−ＶＩ断面矢視図で、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方のＳＳ６位置横断面図である。 図２および図３におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面矢視図で、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの５割５分後方のＳＳ４ １／２位置横断面図である。 図３におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面矢視図で、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの７割後方のＳＳ３位置横断面図である。 図３におけるＩＸ−ＩＸ断面矢視図で、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの９割後方のＳＳ１位置横断面図である。 従来船型の側面図である 図１０におけるＸＩ−ＸＩ断面矢視図で、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの５割５分後方のＳＳ４ １／２位置横断面図である。 本発明の満載喫水線ＬＷＬの水平面図である。 本発明の船体中心線ＣＬの縦断面図である。 図１２および図１３におけるＸＩＶ−ＸＩＶ断面矢視図で、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの５割５分後方のＳＳ４ １／２位置横断面図である。

符号説明

１ 船体
２ 船首材
３ 船首バルブ
４ 船尾材
５ 船底
６ スケグ
７ 船底
ＬＷＬ 満載喫水線
ＢＬ 基線
ＦＰ 船首垂線
ＡＰ 船尾垂線
ＣＬ 船体中心線
ＳＳ９ 船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの１割後方位置
ＳＳ８ 船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの２割後方位置
ＳＳ７ 船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの３割後方位置
ＳＳ６ 船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方位置
ＳＳ５ 船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの５割後方位置
ＳＳ４ １／２ 船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの５割５分後方位置
ＳＳ４ 船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの６割後方位置
ＳＳ３ 船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの７割後方位置
ＳＳ２ 船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの８割後方位置
ＳＳ１ 船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの９割後方位置
Ｂ１ 幅
Ｂ２ 幅
ｄ１ 喫水
ｄ２ 喫水
Ａ 船底板
Ｂ ビルジ板
Ｃ 船側板
Ｄ 船底板
Ｅ ビルジ板
Ｆ 船側板
δｄ 底上量
δＢ 凹み量

Claims (1)

1. 船速を表す関数のフルード数が０．３２以上の航海速力を有する高速船の船型において、船体前後方向の垂線間長Ｌｐｐの３分の１長さに亘る船体中央域で、船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの５割５分後方のＳＳ４ １／２位置での満載喫垂線ＬＷＬ上で最大の凹み量δＢを施し、その前後方向では船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの４割後方のＳＳ６位置と船首垂線ＦＰから垂線間長Ｌｐｐの７割後方のＳＳ３位置との間では曲線状に凹み量を減らすような凹み形状となし、上記ＳＳ６位置および上記ＳＳ３位置で凹み量を無くし、且つ満載喫水線ＬＷＬでの凹み量より順次下方につれて凹み量を減らして円弧状のビルジ板の部分で凹みが無くなるような三次元形状の凹みを施した船側形状を有し、更に上記ＳＳ６位置と上記ＳＳ３位置間において船底に底上げを施し、上記ＳＳ４ １／２位置で最大の底上量δｄを施し、その前後で上記ＳＳ４ １／２と上記ＳＳ６位置間および上記ＳＳ４ １／２と上記ＳＳ３位置間で順次底上量を減らして上記ＳＳ６位置および上記ＳＳ３位置で底上げを無くし、且つ幅方向には船体中心線ＣＬから外側に向けて船体中心線ＣＬでの底上量より順次底上量を減らして船側板に連結される位置で底上げを無くした三次元形状の底上げを施した船底形状とを同時に有する船型を特徴とする高速船型。

Images