JP2021113034A - 貨物船における船体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】貨物積載可能面積を船幅と略同じ最大限に保持しつつ、かつ船舶の推進性能を向上可能な貨物船の船体形状を提供する。【解決手段】船首側内部貨物倉の左右両舷側の夫々の側壁が内底板２の真上の甲板１０に対して垂直な位置関係を有し、船体外板のうち内部貨物倉前端の内底板部付近の角部に対応する船体外板部分に膨出部を設けた貨物船における船体構造において、膨出部１７、１８は、垂直板部１３，１４と、該垂直板部に対して内傾して連設する彎曲板部１５、１６とよりなり、垂直板部は内底板或は甲板と９０°の角度を有する位置関係に設定され、且つ、内部貨物倉の対応する左右両舷側の側壁と兼用され、彎曲板部は内部貨物倉前端より船首側に位置する内底板を跨り、内底板部付近より下側から内部貨物倉の船首側に亘る範囲に於いて外側方に膨出し、垂直板部の下端縁と前端縁が、彎曲板部と連続的に設けられて膨出部を形成する。【選択図】図４

Description

本発明は、両舷側の側壁が垂直な壁面よりなる中空直方体状内部貨物倉の前端角部に対応する位置の船体外板に膨出部を設けた貨物船の船体構造に関する。

貨物船における船体構造貨物船における船体構造は、船舶関連法で規制される総トン数枠内で積載貨物容量を可能な限り大にし、且つ貨物の積荷作業性の向上及び荷崩れの防止を図る必要性がある。可能な限り容量が大なる内部貨物倉を確保するには船体前半部の船幅を大にすることが好適である。船幅を船体前半部である船首側も船体後半部である船尾側と同じように広くし、ボリュームを有する肥満型の船体にすると剰余抵抗が大となり、推進力が低下し燃費が高くなる。船体形状は、剰余抵抗を小さくし推進力を増大させるために、船幅は船体前半部を船体後半部と比較して狭くしたスリムな形状にすることが好ましい。又、積荷作業の向上を図るには、内底板形状がテーパ部や切欠き部の無い積荷用空間が直方体の箱形にすることが好適である。
積載貨物容量を可能な限り大にすること、積荷作業の向上、荷崩れ防止、及び剰余抵抗を小さくすることの総てを満足するには、船体前半部の船幅を狭くしたスリムな船体にし、且つ、内部貨物倉内底板を可能な限り横幅の広い四角形にし、内底板のうち船体外板より外方に突き出す突出部は、突出部の外側を船体外板で覆い貨物倉左右前端角部の外側に外方に突き出させた船体外板の膨出部を設けることが考えられる。
本発明者は、内部貨物倉の底面形状は可能な限り幅広な四角形状にし、底面や底面の真上の甲板に対して９０°の位置関係を有して設けられる垂直な舷側側壁で囲まれる直方体状積荷空間を有する内部貨物倉を有する船舶が、内部貨物倉の両舷側隅部まで積荷することができ、最も効率よく積荷可能なものであると考えた。そして、船体形状から左右外側方に突出する内部貨物倉前端左右角部に対応する船体外板部分のみを、内部貨物倉の両舷側側壁の外側に於いて、舷側側壁との間に隙間を介して外方に向けて滑らかに膨出させて配設し、船体前半部のスリム化、積荷作業の効率化、荷崩れ防止及び内部貨物倉の容積の最大化の総てを満足する船体構造を創案し、特許出願及び意匠登録出願をし、権利化した（例えば、特許文献１や特許文献２参照）。
特許文献１や特許文献２に開示の膨出部は、多数枚の平坦な鋼板を溶接し理想的な彎曲面にすることで１個の膨出部を制作するのである。しかしながら、内部貨物倉の前端に対応する位置の外側に、多数枚の鋼板を用いて船体外板と連続する彎曲面を製作する作業は、高度な技能を有する熟練工でなければ制作が困難である。高度な技能を有する職人は高齢化や後継者不足により、人数が年々減少傾向にあり、人材確保が困難である。そのため、職人の手作業に頼る高度且つ困難な作業は、日数を要するという問題点があった。
内部貨物倉の左右両舷側側壁の外側に、外方に突き出す四角錐体状膨出部を有する貨物船の船体構造も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
特許文献３に開示の船体構造であると、４枚の直角三角形状鋼板の直線縁部を溶接し、溶接部を稜線とすれば熟練工でなくても容易に四角錐体状膨出部を制作できるという長所がある。しかしながら、内部貨物倉の側壁外面と四角錐体状膨出部内面との間に隙間が形成され、この隙間分が外方に突き出す膨出部となり、推進性能の一層の向上を図ることができないという欠点があった。

特許第２８４１１７１号 意匠登録第１４７３０２０号の意匠公報 特開２０１６−１３２４５０号公報

上記従来技術における膨出部は、膨出部を形成する船体外板が内部貨物倉の両舷側側壁と兼用されることがなく、内部貨物倉の両舷側側壁と隙間を介して配設されているので、膨出部は内部貨物倉の両舷側側壁と船体外板との隙間分量が外方に突き出し、膨出部の突出体積及び側面から視る膨出部の基部面積が縦横に大きく形成され、推進性能の著しい向上を図ることができなかったという問題点があった。
本発明は上記従来技術の有する問題点に鑑みて創案されたものであって、膨出部に於ける内部貨物倉の左右両舷側の側壁と船体外板を兼用させることで、内部貨物倉の両舷側側壁を傾斜壁にしたり、或は前端部を切欠くことなく、内部貨物倉を垂直な側壁を具備する直方体にし、貨物積載可能面積を船幅と略同じ最大限に保持しつつ膨出部の突出量を最低必要限度まで低下させ、船舶の推進性能の向上、及び船舶外板を内部貨物倉の両舷側側壁と兼用することで部品点数を減少させ低コスト化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために本願発明は、船首側内部貨物倉の左右両舷側の夫々の側壁が内底板の真上の甲板に対して垂直な位置関係を有し、船体外板のうち内部貨物倉前端の内底板部付近の角部に対応する船体外板部分に膨出部を設けた貨物船における船体構造において、膨出部は、垂直板部と、該垂直板部に対して内傾して連設する彎曲板部とよりなり、垂直板部は内底板或は甲板と９０°の角度を有する位置関係に設定され、且つ、内部貨物倉の対応する左右両舷側の側壁と兼用され、彎曲板部は内部貨物倉前端より船首側に位置する内底板を跨り、内底板部付近より下側から内部貨物倉の船首側に亘る範囲に於いて外側方に膨出し、垂直板部の下端縁と前端縁が、彎曲板部と連続的に設けられて膨出部を形成していることを特徴とする。

内部貨物倉前端角部から船尾側（後方）で内底板の上側部分は内部貨物倉の左右両舷側壁と兼用し、且つ内底板の下側及び内部貨物倉前端角部より船首側方（前方）に亘る範囲を内部貨物倉の左右両舷側側壁の前端縁及び下端縁に対して船体外板を内傾させることで、膨出部の膨出体積及び突出表面積を最小にし余剰抵抗の一層の減少化を図り、推進性能を向上させ、この推進性能の向上分の省エネ化を図ることができるという効果がある。
内部貨物倉形状を直方体に維持しつつ、内部貨物倉の両舷側の側壁の外側に船体外板を別個に設けない構造にすることで、膨出部の膨出量を必要最小限にすることができ、又、外板の使用量が削減できることで製造コストの削減化を図ることができ経済的であるという効果がある。

貨物船における船体の概略を表した側面図である。（実施例１） 図１のＡ−Ａ線部分を中心とした要部拡大側面図である。（実施例１） 図１のＢ−Ｂ線部分を中心とした要部拡大平面図である。（実施例１） 膨出部の最も突出している内部貨物倉前端角部に於ける縦断面説明図である。（実施例１） 図４の要部拡大縦断面説明図である。（実施例１） 図１のＣ−Ｃ線部分を中心とした右舷側の縦断面概略説明図である。（実施例１） 図６の要部の拡大説明図である。（実施例１） 図１のＤ−Ｄ線部分を中心とした左舷側の縦断面概略説明図である。（実施例１） 従来の膨出部を設けた貨物船の膨出部縦断面積と本発明の膨出部の縦断面積の比較図であり、（ａ）は図１のＣ−Ｃ線に沿う縦断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図、（ｃ）は図１のＤ−Ｄ線に沿う縦断面図である。 剰余抵抗係数を示すグラフ図である。（実施例１） 速力馬力の比較を示すグラフ図である。（実施例１）

本発明は内部貨物倉前端角部の左右両舷側の側壁を内底板及び甲板に対して９０°の角度を有する垂直な側壁とし、且つ左右両舷側側壁を船体外板を兼用することで、内部貨物倉内の左右両舷側隅部まで貨物を積載可能にすると共に、内部貨物倉前端角部の膨出部の突出量を必要最小量にし、膨出部があるにもかかわらず剰余抵抗係数を膨出部なしの船舶に近付け推進性能の向上を実現可能にした。

図を参照にして実施例１を説明する。貨物船の船体１の内側には、船体１の満載喫水線ＬＷＬより下方で内底板２を満載時喫水線ＬＷＬと平行な位置関係に設けている。内底板２は、その横幅を可能な限り船体１の横幅に近付け、内部貨物倉３を可能な限り大容量にするようにしている。内底板２の前端には内部貨物倉前端側壁４を内底板２に対して９０°の位置関係を有して垂直に立設されている。内底板２の後端には内部貨物倉後端側壁５を内底板２に対して９０°の位置関係を有して垂直に立設されている。内底板２は、その横幅が内部貨物倉前端側壁４から内部貨物倉後端側壁５に亘り、均一幅、或は均一幅に近い長方形状を呈している。内底板２の左右両舷側には、内底板２の表面に対して９０°の角度を有して右舷側側壁６と左舷側側壁７が立設されている。８は内部貨物倉３の天井板である。内部貨物倉３は、内部貨物倉前端側壁４から内部貨物倉後端側壁５にかけて略同幅の直方体状のボックス形状に形成されている。内部貨物倉３の内部には、内部貨物倉前端側壁４から内部貨物後端側壁５に亘り、船体１の長さ方向に沿って所定間隔をおいて隔壁（図示省略）が内底板２に９０°の角度を有して立設されていたり、内底板２から内部貨物倉３の天状板８に亘る範囲に於いて上下方向に沿って所定間隔を有して上下区画用棚材（図示省略）を設けている場合もある。内部貨物倉３は、内底板２、内部貨物倉前端側壁４、内部貨物倉後端側壁５、右舷側側壁６、左舷側側壁７及び天井板８でボックス状に囲まれ内側空間部に貨物を積載するように形成されている。上甲板９は内底板２と平行な位置関係に設けられている。第２甲板１０は内底板２の真上に位置し、船長方向の大部分が内底板２と平行な位置関係に設けられている。

船体１の船幅は、船体１の長さ方向中央を中心とする中央部の所定範囲が略同幅で、船体前半部と船体後半部は中央部の所定範囲と比較して幅を狭くしている。船体前半部は、船体１の横幅が船首にかけて漸次幅狭に形成されている。そのため、直方体状内部貨物倉３の横幅が船体１の横幅よりも幅広の範囲においては、図３に示すように内部貨物倉３の右舷側側壁６と左舷側側壁７は船体１の外側へ突出する。船体１は、少なくとも満載時喫水線ＬＷＬより下方部分が、船底から満載時喫水線ＬＷＬにかけて横幅が広くなるように形成されている。船体１より外方に突き出した内部貨物倉３の右舷側側壁６は、右舷側船体外板１１と兼用され、垂直板部１３をなしている。船体１より外方に突き出した内部貨物倉３の左舷側側壁７は、左舷側船体外板１２と兼用され、垂直板部１４をなしている。内部貨物倉３の右舷側側壁６と左舷側側壁７は、船体１の船体外板としての機能も果たす必要があるので、船体外板の強度を確保できる厚さの鋼板でなければならない。従って、右舷側側壁６と左舷側側壁７の一部である垂直板部１３、１４は、船体外板１１、１２と同じ材質の鋼板よりなる。船体外板１１、１２と垂直板部１３、１４の肉厚は同厚であって、船の全長や鋼板の種類等により設定されるが、約１０ｍｍ程度であることが一般的である。

垂直板部１３、１４の下端縁は、内底板２の配設位置よりも僅かばかり下側に位置している。垂直板部１３、１４は、その下端縁及び船首側の前端縁が彎曲板部１５、１６と夫々連設され、彎曲板１５、１６の外周縁は船体外板１１、１２と連設されている。垂直板部１３、１４の船尾側の後端縁は、船体外板１１、１２と夫々連設され一体化されている。

彎曲板部１５、１６は、内角９０°の切欠部を有する。彎曲板部１５、１６の内角を挟む２の直線状切縁は、船体外板１１、１２より突出する垂直板部１３、１４の上下方向長さと前後方向長さと夫々同じ長さに形成されている。彎曲板部１５、１６は、２の直線状切縁のうち垂直板部１３、１４の上下方向縁部と長さと略同じ長さの切縁は、垂直板部１３、１４の上下方向に延びる縁部、つまり、内部貨物倉３の前端角部の右舷側側壁６と左舷側側壁７の上下方向に延びる前端縁と夫々連設されている。又、彎曲板部１５、１６のうち、もう一方の垂直板部１３、１４の前後方向長さと略同じ長さの切縁は、垂直板部１３、１４の前後方向に延びる切縁と連設され一体化されている。垂直板部１３は彎曲板部１５と、垂直板部１４は彎曲板部１６と夫々一体化され、垂直板部１３と彎曲板部１５よりなる膨出部１７を右舷側の内部貨物倉３の前端角部を中心として設け、垂直板部１４と彎曲板部１６よりなる膨出部１８を左舷側の内部貨物倉３の前端角部を中心として設けている。彎曲板部１５は、垂直板部１３との境界部より内方に向いて傾斜している。彎曲板部１６は垂直板部１４との境界部より内方に向いて傾斜している。内部貨物倉３の前側（船首側）に於いて、膨出部１７、１８の彎曲板部１５、１６は航行時に船首側からの水の抵抗をより小さくするために滑らかな外面形状を呈し、内部貨物倉３の前方に延びる内底板２を跨り、船体外板１１、１２の船首側部分と連設している。内部貨物倉３の下側に於いて、膨出部１７、１８の彎曲板部１５、１６は航走時に水流を船首側から底面下方に送ることが可能に、彎曲板部１５、１６は緩やかにカーブする彎曲面に形成され、船体外板１１、１２の船底側部分と連設し一体化している。垂直板部１３、１４と彎曲板部１５、１６よりなる膨出部１７、１８は、船体外板１１、１２の一部となっている。垂直板部１３、１４と彎曲板部１５、１６で構成される膨出部１７、１８は、全周縁が対応する船体外板１１、１２と夫々連設され一体化している。

次に作用及び効果について説明する。船舶関連法により内部貨物倉の底面は二重底にする必要があるため、膨出部を有する従来の貨物船は内部貨物倉の側壁の外側に隙間を介して船体外板を配設していたが、内部貨物倉の両舷側の側壁を船体外板と兼用することで、膨出部の最大突出部の縦断面積は半分以下に狭小化可能である。図９において、特許第２８４１１７１号に係る特許発明の膨出部を符号１９で示し、実施例１の膨出部と比較する。実施例１の膨出部１７のうち内部貨物倉３の前端角部に於ける縦断面積は、膨出部１９の約４３％である。膨出部１７の垂直板部１３と彎曲板部１５よりなる表面積は、膨出部１９の約２４％である。内底板２のうち膨出部１７の内部に配設される内底板２の面積は、膨出部１９に配設される内底板の約３０％の面積になる。膨出部１７の体積は、膨出部１９の約２０％になる。このように、従来の膨出部と比較して膨出部を著しく狭小化でき、製造コストは特許第２８４１１７１号に係る特許発明の膨出部を有する船舶の２５％に削減できるという効果がある。
特許第２８４１１７１号に係る特許発明の膨出部を有する貨物船と推進性能について比較する。剰余抵抗係数は膨出部を有しない船舶に極めて近付き、速力及び所要馬力は膨出部を有しない船舶に近付くことが図１０より判る。
４９９ＧＴ、主機１３２３ＫＷ、同一鋼材船を用い、主機８５％出力、１５％シーマージンにて実施例１の船舶と特許第２８４１１７１号に係る特許発明の膨出部を有する船舶を航行した場合の速力と馬力を図１１に示す。図１１に示す通り、実施例１の船舶は速力１２．７８ノットで特許第２８４１１７１号に係る特許発明の膨出部を有する船舶は速力１２．７１ノットであり、速力は特許第２８４１１７１号に係る特許発明の膨出部を有する船舶と比較して０．０７ノット向上する。又、速力１２．５ノットで航行する場合、実施例１の船舶の必要馬力は８６６ＫＷで、特許第２８４１１７１号に係る特許発明の膨出部を有する船舶の必要馬力は８９３ＫＷであった。実施例１の船舶の航行に必要な馬力は特許第２８４１１７１号に係る特許発明の膨出部を有する船舶と比較して２７ＫＷ減少し、３．１％の省エネ化ができた。

１ 船体
２ 内底板
３ 内部貨物倉
６ 右舷側側壁
７ 左舷側側壁
９ 上甲板
１０ 第２甲板
１１、１２ 船体外板
１３、１４ 垂直板
１５、１６ 彎曲板部
１７、１８ 膨出部

Claims (1)

1. 船首側内部貨物倉の左右両舷側の夫々の側壁が内底板の真上の甲板に対して垂直な位置関係を有し、船体外板のうち内部貨物倉前端の内底板部付近の角部に対応する船体外板部分に膨出部を設けた貨物船における船体構造において、
   前記膨出部は、垂直板部と、該垂直板部に対して内傾して連設する彎曲板部とよりなり、前記垂直板部は内底板或は甲板と９０°の角度を有する位置関係に設定され、且つ、内部貨物倉の対応する左右両舷側の側壁と兼用され、
   前記彎曲板部は内部貨物倉前端より船首側に位置する内底板を跨り、内底板部付近より下側から内部貨物倉の船首側に亘る範囲に於いて外側方に膨出し、
   前記垂直板部の下端縁と前端縁が、前記彎曲板部と連続的に設けられて膨出部を形成していることを特徴とする貨物船における船体構造。

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