JP2022014381A - Vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶に関する。詳しくは、小型の内航船において、載荷重量トン数を確保しつつ、推進性能を向上させることができる船舶に係るものである。 The present invention relates to a ship. More specifically, it relates to a small coastal vessel that can improve propulsion performance while ensuring a deadweight tonnage.
船舶の大きさを表すトン数には総トン数、載荷重量トン数、排水量トン数などがあるが、このうち船舶の登録税、入港料などの算出基礎とされているのは、船体内部の総容積を法定の計算式によりトン数に換算した「総トン数」である。船舶関連法にあっては、この総トン数が例えば200トン、500トン、750トンといった所定の総トン数以上となるたびに税額などが高くなるように規定されている。 The tonnage that represents the size of a ship includes gross tonnage, deadweight tonnage, displacement tonnage, etc. Of these, the total volume inside the hull is used as the basis for calculating ship registration tax, port entry fee, etc. Is the "gross register tonnage" converted into tonnage by the legal formula. The ship-related law stipulates that the tax amount will increase each time the gross tonnage exceeds a predetermined gross tonnage such as 200 tons, 500 tons, and 750 tons.
また、船舶のトン数の測度に関する法律第5条第3項では、上甲板の下層に第2の甲板を有する二層甲板船についての総トン数の計算について規定しており、一層の船舶より優遇されている。また、総トン数が750トンを区切りとして、船舶の設備規程で要求されている設備が異なっており、総トン数が750トン未満の二層甲板船は経済的に建造できる船舶として広く採用され、関連する技術が数多く公開されている(特許文献1、及び特許文献2)。
In addition,
ところで、近年の燃料費の高騰や地球温暖化に対する意識の高まりから、船舶についても航行時の抵抗が少ない低燃費船の開発が求められている。ここで、船舶の航行を阻害する抵抗には、造波抵抗、水との摩擦や渦による粘性抵抗、さらには空気抵抗などがある。これらのうち造波抵抗は主として船首形状の影響が大きく、粘性抵抗は主として船尾形状の影響が大きい。また、抵抗以外の推進性能は、主として船尾形状に影響される。 By the way, due to the rise in fuel costs and the growing awareness of global warming in recent years, there is a demand for the development of fuel-efficient ships with low resistance during navigation. Here, resistances that hinder the navigation of ships include wave-making resistance, viscous resistance due to friction with water and vortices, and air resistance. Of these, wave-making resistance is mainly influenced by the bow shape, and viscous resistance is mainly influenced by the stern shape. In addition, propulsion performance other than resistance is mainly affected by the stern shape.
従って、低燃費船の設計においては、船首形状及び船尾形状、並びに貨物の積載量を確保するために重要な中央部と船首部、及び船尾部との容積配分を十分に考慮する必要がある。種々の要因によって複雑に変化するが、一般的には船体の全長(Lоa)、全幅(B)とすると、Lоa/Bが小さいほど、また船長に対して航走速度が速いほど造波抵抗は大きくなる傾向がある。 Therefore, when designing a fuel-efficient ship, it is necessary to fully consider the bow shape and stern shape, as well as the volume distribution between the central part, the bow part, and the stern part, which are important for securing the cargo capacity. Although it changes in a complicated manner due to various factors, in general, when the total length (Lоa) and total width (B) of the hull are taken, the smaller the Lоa / B and the faster the cruising speed with respect to the captain, the higher the wave-making resistance. It tends to grow.
この点、例えば前記した総トン数が750トン未満程度の小型船舶においては、大型船よりも船長に対する航行速度が速くなるため、必然的に航行時の造波抵抗が大きくなり、必要馬力あたりの燃料消費量が多い船舶となる。さらに内航船においては、輸送効率を高めることを目的として、なるべく貨物領域を確保する必要があるため、Lоa/Bの値が大型船に比べると小さくなり造波抵抗が大きくなる。 In this regard, for example, in the above-mentioned small vessel having a total ton number of less than 750 tons, the sailing speed with respect to the captain is faster than that of the large vessel, so that the wave-making resistance during navigation inevitably increases and the fuel consumption per required horsepower is increased. It will be a large quantity ship. Further, in coastal vessels, it is necessary to secure a cargo area as much as possible for the purpose of improving transportation efficiency, so that the value of Lоa / B is smaller and the wave-making resistance is larger than that of large vessels.
一方、輸送の効率性、及び経済性を確保しつつ環境負荷を低減するには、載荷重量トン数の減少を抑制した上で、船体の推進性能を向上させるようにすればよい。これを実現するには、船幅に対して船体を長くして細身とすればよいが、総トン数は実際の重量ではなく船体内部の容積を所定の算式により算定したものであるため、船体を細身にすると載荷重量トン数が小さくなって輸送合理性が低下する。 On the other hand, in order to reduce the environmental load while ensuring the efficiency and economy of transportation, it is sufficient to suppress the decrease in the deadweight tonnage and then improve the propulsion performance of the hull. To achieve this, the hull should be made slender by making it longer than the width of the hull, but the gross tonnage is not the actual weight but the volume inside the hull calculated by a predetermined formula, so the hull is slender. If it is set to, the deadweight tonnage becomes small and the transportation rationality decreases.
従って、総トン数が750トン未満程度の小型船舶において、載荷重量トン数を確保しつつも、航行時の造波抵抗を抑制することができる低燃費船の開発が望まれている。 Therefore, in a small vessel having a gross tonnage of less than 750 tons, it is desired to develop a fuel-efficient vessel capable of suppressing wave-making resistance during navigation while ensuring a deadweight tonnage.
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、小型の内航船において、載荷重量トン数を確保しつつ、推進性能を向上させることができ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 devised in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a vessel capable of improving propulsion performance while ensuring a deadweight tonnage in a small coastal vessel. It is a thing.
前記の目的を達成するために、本発明の船舶は、船体と、船体中心よりも船首側であって船体幅方向に延在する第1の隔壁、該第1の隔壁よりも船尾側であって船幅方向に延在する第2の隔壁、及び一対の側壁により区画された貨物艙と、前記第2の隔壁、該第2の隔壁よりも船尾側であって船幅方向に延在する第3の隔壁、及び前記一対の側壁により区画され、主機が設置された機関室と、前記第3の隔壁から船尾垂線までの距離が前記船体の全長の略5%以内となる位置に設置された舵と、該舵の船尾垂線上に略一致するように設置されたプロペラと、前記主機の出力を前記プロペラに伝達するプロペラ軸とを備える。 In order to achieve the above object, the ship of the present invention has a hull, a first partition wall on the nose side of the center of the hull and extending in the width direction of the hull, and a stern side of the first partition wall. A second partition extending in the width direction of the ship, a cargo hold partitioned by a pair of side walls, and the second partition, which is on the stern side of the second partition and extends in the width direction of the ship. It is partitioned by a third partition wall and the pair of side walls, and is installed at a position where the distance between the engine room where the main engine is installed and the stern vertical line from the third partition wall is within approximately 5% of the total length of the hull. It includes a steering wheel, a propeller installed so as to substantially coincide with the stern vertical line of the steering wheel, and a propeller shaft that transmits the output of the main engine to the propeller.
ここで、第1の隔壁、第2の隔壁、及び一対の側壁により区画された貨物艙を備えることにより、船体内に一定の空間からなる貨物艙を形成し、船舶の総トン数に応じた載荷重量トン数を確保することができる。 Here, by providing a cargo hold divided by a first partition wall, a second partition wall, and a pair of side walls, a cargo hold consisting of a certain space is formed inside the ship, and a load amount corresponding to the total tonnage of the ship is provided. The tonnage can be secured.
また、貨物艙の船尾側には、第2の隔壁、第3の隔壁、及び側壁により区画された機関室を備えることにより、係る機関室に動力源となる主機を設置することができる。動力源となる主機は、例えばディーゼル内燃機関等からなり、内燃機関による往復動を、後記するプロペラ軸を介してプロペラに伝達することができる。 Further, by providing a second partition wall, a third partition wall, and an engine room partitioned by the side wall on the stern side of the cargo hold, a main engine serving as a power source can be installed in the engine room. The main engine serving as a power source is composed of, for example, a diesel internal combustion engine, and can transmit the reciprocating motion of the internal combustion engine to the propeller via the propeller shaft described later.
また、第3の隔壁から船尾垂線までの距離が船体の全長の略5%以内となる位置に設置された舵とを備えることにより、機関室を区画する船尾側の隔壁である第3の隔壁を従来の船舶と比較して船尾側に位置させることができる。 Further, by providing a rudder installed at a position where the distance from the third bulkhead to the stern vertical line is within about 5% of the total length of the hull, the third bulkhead which is the stern side bulkhead for partitioning the engine room is provided. Can be located on the stern side compared to conventional ships.
これにより、従来の船舶と比較して機関室や貨物艙の容積を変化させることなく、機関室と貨物艙の全体を船尾側へ移動させることができる。さらに、船首側について貨物艙としての容積を確保する必要がないため、形状の自由度が高まり、船舶の両舷から船首端にかけての水線面形状を従来の船舶に比較して船幅の狭い、よりシャープな形状とすることができる。従って、船体の船首側の排水量を減らし、船首から発生する造波を抑制することで造波抵抗を減少させ、推進性能を向上させることができる。 This makes it possible to move the entire engine room and cargo hold to the stern side without changing the volume of the engine room and cargo hold as compared with a conventional ship. Furthermore, since it is not necessary to secure the volume of the cargo hold on the bow side, the degree of freedom in shape is increased, and the water line surface shape from both sides of the ship to the bow end is narrower than that of conventional ships. , Can be made into a sharper shape. Therefore, it is possible to reduce the wave-making resistance and improve the propulsion performance by reducing the displacement on the bow side of the hull and suppressing the wave-making generated from the bow.
また、舵の船尾垂線上に略一致するように設置されたプロペラを備えることにより、プロペラの推進力により船体を前後進させることができる。 In addition, by providing a propeller installed so as to substantially coincide with the stern line of the rudder, the hull can be moved forward and backward by the propulsive force of the propeller.
このときプロペラは、舵の船尾垂線上に略一致するように設置されているため、プロペラは船体側面視において舵の船首側端縁と船尾側端縁の間の所定の位置に設置される。従って、前記したように、第3の隔壁から船尾垂線までの距離を短くすることができ、機関室を船尾側にレイアウトすることができる。 At this time, since the propeller is installed so as to substantially coincide with the stern vertical line of the rudder, the propeller is installed at a predetermined position between the bow side edge and the stern side edge of the rudder in the side view of the hull. Therefore, as described above, the distance from the third bulkhead to the stern vertical line can be shortened, and the engine room can be laid out on the stern side.
また、主機の出力をプロペラに伝達するプロペラ軸を備えることにより、前記した通り、主機である内燃機関の往復動を回転力に変換し、係る回転力を推進装置であるプロペラに伝達することができる。 Further, by providing a propeller shaft that transmits the output of the main engine to the propeller, as described above, the reciprocating motion of the internal combustion engine that is the main engine can be converted into a rotational force, and the rotational force can be transmitted to the propeller that is the propulsion device. can.
また、船体は上甲板、及び第2の甲板を有し、貨物艙の左右の側壁と船体の左右両舷の側壁間には、所定幅の空隙が船体の船底から上甲板に至るまで形成されている場合には、上甲板と第2の甲板からなる、所謂「二層甲板船」において、作業員が通行可能な空隙を形成することができる。 In addition, the hull has an upper deck and a second deck, and a gap of a predetermined width is formed from the bottom of the hull to the upper deck between the left and right side walls of the cargo hold and the side walls of both the left and right sides of the hull. If so, a gap can be formed through which workers can pass in a so-called "two-deck deck ship" consisting of an upper deck and a second deck.
また、左右両舷の船体外板には、第2の甲板を基点とする上下方向の所定の範囲であって、船体の船首垂線から船尾方向に船体の全長の略15%~35%の長さの範囲にわたって空隙の幅が所定に幅広となるように、船体の外側に向けて膨出する膨出部が形成されている場合には、船首端にかけてシャープな形状とする一方で、空隙に作業員の通行を確保するための最小幅を確保することができる。 In addition, the hull outer panels on both starboard and starboard sides have a predetermined range in the vertical direction with the second deck as the base point, and are approximately 15% to 35% of the total length of the hull in the stern direction from the bow hanging line of the hull. If a bulge that bulges toward the outside of the hull is formed so that the width of the gap is predeterminedly wide over the range, the shape is sharp toward the bow end, while the gap is formed. It is possible to secure the minimum width for ensuring the passage of workers.
即ち、二層甲板船においては、貨物艙の側壁と船体外板の空隙は、作業員が通行可能な程度の最小幅が規定されている。前記のように、船首形状を船幅の狭いシャープな形状とすると、部分的この最小幅を満足できない幅狭の空隙部分が形成される可能性がある。この点、第2の甲板の高さ位置付近であって、空隙の幅狭となる船首垂線から船尾方向に船体の全長の略15%~35%の長さの範囲にわたって膨出部を形成することで、作業員の通行が可能な最小幅を確保することができる。 That is, in a double-deck ship, the minimum width of the gap between the side wall of the cargo hold and the outer panel of the hull is defined so that workers can pass through. As described above, if the bow shape is a sharp shape with a narrow beam width, a narrow gap portion that cannot partially satisfy this minimum width may be formed. In this respect, a bulge is formed in the vicinity of the height position of the second deck in a range of about 15% to 35% of the total length of the hull in the stern direction from the bow vertical line where the gap is narrow. As a result, the minimum width that workers can pass through can be secured.
また、第2の甲板における水線面において、船首垂線から垂線間長の略2.5%船尾側の水線の位置と船首端を結ぶ線分、及び船体中心を通過する線分のなす角度が略10~15度の範囲である場合には、機関室、及び貨物艙を全体的に船尾側に配置することで、従来の船舶に比較して、船幅の狭いよりシャープな水線面形状とすることができる。これにより、前記した通り、船体の船首側の排水量を減らし、船首から発生する造波を抑制することで造波抵抗を減少させ、推進性能を向上させることができる。 In addition, on the water line surface on the second deck, the angle between the position of the water line on the stern side and the end of the bow, which is approximately 2.5% of the length between the bow and the line, and the angle between the lines passing through the center of the hull. When is in the range of about 10 to 15 degrees, by arranging the engine room and the cargo hull on the stern side as a whole, the water line surface is narrower and sharper than that of a conventional ship. Can be shaped. As a result, as described above, it is possible to reduce the displacement on the bow side of the hull and suppress the wave-making generated from the bow, thereby reducing the wave-making resistance and improving the propulsion performance.
また、船尾垂線から計画喫水における船尾後端までの距離が、船体の全長の略2%以内となる場合には、計画喫水における船尾側のオーバーハングを短くすることができる。従って、水面下における船尾端の容積を増やすことができるため、より多くの載荷重量を確保することができる。 Further, when the distance from the stern vertical line to the rear end of the stern in the planned draft is within about 2% of the total length of the hull, the overhang on the stern side in the planned draft can be shortened. Therefore, since the volume of the stern end under the water surface can be increased, a larger load amount can be secured.
また、舵は、プロペラの軸線まわりにプロペラを内装するように設置された略円筒状である場合には、ダクト型の舵により、プロペラと舵の船首尾方向の設置位置を略同じとすることで、機関室を船尾側に配置することができるとともに、計画喫水における船尾側のオーバーハングを短くすることができる。また、ダクト型により、船尾流れの整流効果を生じさせるとともに、流れの縮流によりプロペラの回転効率を高め、推進性能を向上させることができる。 If the rudder has a substantially cylindrical shape installed so as to house the propeller around the axis of the propeller, the installation position of the propeller and the rudder in the stern direction shall be approximately the same by the duct type rudder. Therefore, the engine room can be arranged on the stern side, and the overhang on the stern side in the planned draft can be shortened. In addition, the duct type can produce a rectifying effect on the stern flow, and the reduced flow can increase the rotational efficiency of the propeller and improve the propulsion performance.
また、舵は、一対の舵板からなり、該舵板をプロペラの側方に配置されている場合には、ゲート型の舵により、プロペラと舵の船首尾方向の設置位置を略同じとすることで、機関室を船尾側に配置することができるとともに、計画喫水における船尾側のオーバーハングを短くすることができる。また、ゲート型により、船尾流れの整流効果を生じさせるとともに、流れの縮流によりプロペラの回転効率を高め、推進性能を向上させることができる。さらに低速時には、プロペラの水流の向きを変えてスラスターとしても機能するため、離着岸性能を向上させることができる。 Further, the rudder consists of a pair of rudders, and when the rudder is arranged on the side of the propeller, the installation position of the propeller and the rudder in the stern direction is substantially the same by the gate type rudder. As a result, the engine room can be arranged on the stern side, and the overhang on the stern side in the planned draft can be shortened. In addition, the gate type can produce a rectifying effect on the stern flow, and the reduced flow can increase the rotational efficiency of the propeller and improve the propulsion performance. Furthermore, at low speeds, the direction of the water flow of the propeller is changed to function as a thruster, so that the offshore and berthing performance can be improved.
本発明に係る船舶は、小型の内航船において、載荷重量トン数を確保しつつ、推進性能を向上させることができるものとなっている。 The vessel according to the present invention is a small coastal vessel capable of improving propulsion performance while ensuring a deadweight tonnage.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、各図において説明の便宜上、船体における船首と船尾とを結ぶ方向を船首尾方向、平面視で船首尾方向と直交する方向を船幅方向、船首尾方向、及び船幅方向の双方と直交する方向を上下方向という。また、船首尾方向において、船首側を前側といい、船尾側を後側という。また、船幅方向において、船体の外側を向く方向を外側といい、船体の内側を向く方向を内側という。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings for the purpose of understanding the present invention. For convenience of explanation in each figure, the direction connecting the bow and the stern of the hull is the direction of the stern, and the direction orthogonal to the stern direction in the plan view is orthogonal to both the width direction, the stern direction, and the width direction. The direction of movement is called the vertical direction. In the stern direction, the bow side is called the front side, and the stern side is called the rear side. Further, in the width direction of the ship, the direction facing the outside of the hull is called the outside, and the direction facing the inside of the hull is called the inside.
まず、本発明の実施形態に係る船舶1について、図1乃至図3に基づいて説明する。本発明の実施形態において想定する船舶1の船体101は、全長(Loa)が85m以下、船幅(B)が15m以下、計画喫水(Td)が6m以下であり、上甲板102とその下層に第2の甲板103を有する総トン数が750トン未満の二層甲板船である。なお、図1中のLppは、船首垂線FPと船尾垂線APの垂線間長を示す。
First, the
船舶1は、船体101内において船首端側の隔壁4である第1の隔壁401、船首尾方向の中央よりも後方の第2の隔壁402、及び第2の隔壁402よりも後方であって船尾端側である第3の隔壁403を備えている。第1の隔壁401、第2の隔壁402、及び左右の側壁404a、404bにより貨物艙5が区画形成され、第2の隔壁402、第3の隔壁403、及び左右の側壁404a、404bにより機関室6が区画形成されている。
貨物艙5の左右の側壁404a、404bは内底板104から上甲板102の上方まで延在し、側壁404a、404bと船体101の左舷と右舷の船体外板105a、105bとの間には所定の空隙7が形成された「二重船殻構造」を有している。また、船体底板106と内底板104とに挟まれた空間、及び第2の甲板103よりも下方であって船体外板105a、105bと側壁404a、404bにより挟まれた空間が海水バラストタンクに割り当てられる。
The left and
ここで、必ずしも、貨物艙5は第1の隔壁401、及び第2の隔壁402により区画形成されている必要はない。第1の隔壁401と第2の隔壁402の間に、さらに隔壁を設けて、貨物艙5を小区画に分割するようにしてもよい。
Here, the
また、必ずしも、貨物艙5と機関室6の隔壁として第2の隔壁402を隔てて連続的に形成されている必要はない。例えば、貨物艙5と機関室6の間には所定のスペースが形成されてもよい。
Further, it is not always necessary that the
機関室6には、船舶1の動力源となる主機8としてのディーゼル機関、及びディーゼル機関に燃料を供給するための図示しない燃料タンク等が収容されている。なお、主機8として電気モータを採用する場合には、それに関連する発電機等を設置することができる。
The
機関室6の後方には、プロペラ軸9を介してプロペラ10が設置されている。主機8としてのディーゼル機関の往復運動は、プロペラ軸9で回転運動に変換され、プロペラ10に伝達される。このように、プロペラ軸9を介して回転するプロペラ10の回転力により船体101を前後進させるための推進力を得ることができる。
A
プロペラ10の周囲には、ダクト型の舵11がプロペラ10の全体を内装するように設置されている。なお、舵11はダクト型である必要はなく、プロペラ10の側面に舵11がレイアウトされる形態であれば、特に舵のタイプが限定されるものではない。例えば図4に示すような一対の舵板からなるゲート型の舵を、プロペラ10の正面視で左右両側に設置するようにしてもよい。
A duct-
本発明の実施形態に係る船舶1の船尾形状との比較のため、図3に対応する従来の船舶1の船尾構造を図5に示す。なお、以下の説明では、本発明の実施形態に係る船舶を「対象船」、従来の船舶を「比較船」とそれぞれ定義する。また、比較船の全長、船幅、計画喫水等の主要な諸元は対象船と同一とする。
FIG. 5 shows the stern structure of the
従来船においては、図5に示すように、プロペラ10の船尾側に舵11を配置するものであるため、全長Loaを対象船と同一と考えた場合、機関室6の船尾側の隔壁(第3の隔壁403)と船尾垂線APの距離lER2が必然的に長くなる。従って、機関室6の船首側に区画される貨物艙5の容積を一定に確保するには、貨物艙5の船首側の隔壁である図示しない第1の隔壁401を、船首端に近い位置に配置する必要がある。
In a conventional ship, as shown in FIG. 5, the
一方で、対象船は、舵11をプロペラ10の側面に配置されているため、機関室6の容積はそのままで、機関室6の全体を比較船よりも後方に配置することができる。従って、機関室6の船尾側の隔壁である第3の隔壁403と船尾垂線APの距離lER1を、比較船に比して短くすることができる(lER1<lER2)。
On the other hand, in the target ship, since the
なお、対象船では、全長85mに対して第3の隔壁403と船尾垂線APの距離が4mとなる。即ち、対象船の舵11とプロペラ10のレイアウトを採用することで、対象船においては全長Loaに対する第3の隔壁403と船尾垂線APとの距離lER1を略5%以内に抑えることができる。この点、比較船においては、全長Loaに対する第3の隔壁403と船尾垂線APとの距離lER2は6~7%程度となる。
In the target ship, the distance between the
以上のように、対象船においては、機関室6の容積は確保したままで、機関室6の位置を比較船よりも船尾方向に移動することができる。そして、機関室6が船尾側に移動したことに伴い、その前方に区画された貨物艙5も、容積は一定のままで全体を後方に移動することができる。
As described above, in the target ship, the position of the
このように、対象船の貨物艙5を比較船の貨物艙5に比べて後方に移動することができると、貨物艙5を区画する船首側の隔壁である第1の隔壁401も後方に移動することができる。そのため、船首側の形状が貨物艙5による影響を受けにくくなるため、設計の自由度を高めることができる。
In this way, if the
さらに、対象船では、全長Loaに対する第3の隔壁403と船尾垂線APとの距離lER1を短くすることができるため、船尾垂線APから計画喫水Tdにおける船尾後端までの距離(船尾オーバーハングlAE1)も短くすることができる(対象船は略2m)。船尾オーバーハングlAE1が短くなると、水面下の船尾端の容積を大きくすることができるため、より多くの積荷荷重を確保することができる。なお、本発明の実施形態においては、対象船の全長Loaに対する船尾オーバーハングlAE1を略2%以内に抑えることができる。
Further, in the target ship, since the distance l ER1 between the
次に、対象船と比較船の船首形状について比較する。図6は、第2の甲板103の高さ位置において、対象船と比較船の船首形状の水平断面線の対比を示す図である(対象船の水平断面線を実線S1、比較船の水平断面線を破線S2と示す)。 Next, the bow shapes of the target ship and the comparison ship will be compared. FIG. 6 is a diagram showing a comparison between the horizontal cross-sectional lines of the bow shape of the target ship and the comparison ship at the height position of the second deck 103 (the horizontal cross-sectional line of the target ship is the solid line S1 and the horizontal cross section of the comparison ship). The line is indicated by the broken line S2).
前記の通り、対象船においては、第1の隔壁401を比較船の位置よりも後方に移動することができるため、図6に示すように、船舶の両舷から船首端にかけて船幅の短いシャープな形状とすることができる。一方、比較船においては、貨物艙5の容積を一定に確保するために、第1の隔壁401が対象船に比べて船首端に近い位置となるため、船舶の両舷から船首端にかけての水線面形状が船体外側に張り出す形状となる(図6においては、対象船の貨物艙5のみ図示している。)。
As described above, in the target ship, since the
なお、対象船と比較船の第2の甲板103における水線面において、船首垂線FPから垂線間長Lppの略2.5%後方の水線の位置と船首端を結ぶ線分、及び船体中心を通過する線分のなす角度を計測すると、対象船がθ1=略10~15度の範囲にあり、比較船がθ2=略20~25度の範囲にある。即ち、対象船は比較船に比して、船首形状を船幅の短いシャープな形状とすることができるため、船首側での排水量を減らすことが可能となり、造波抵抗Rwを抑制することができる。
In addition, on the water line surface on the
ここで、一般的な定義として、船舶が水から受ける全抵抗Rtは、平水中抵抗Rと波浪中の抵抗増加Rawの和として表される。また平水中の抵抗は、造波抵抗Rwと粘性抵抗Rvの和となる。すなわち、Rt=R+Raw、 R=Rw+Rv である。 Here, as a general definition, the total resistance Rt that a ship receives from water is expressed as the sum of the resistance R in plain water and the resistance increase Raw in waves. Further, the resistance in plain water is the sum of the wave-making resistance Rw and the viscous resistance Rv. That is, Rt = R + Raw and R = Rw + Rv.
また、粘性抵抗Rvは船体と面積が等しい平板(相当平板)の摩擦抵抗Rfと、船体が膨らみを有することから粘性によって生じる渦等の抵抗を、形状影響係数Kを用いてK・Rfとし、Rv=Rf(1+K) と表すことができる。 Further, the viscous resistance Rv is the frictional resistance Rf of a flat plate (equivalent flat plate) having the same area as the hull, and the resistance such as a vortex generated by the viscosity due to the hull having a bulge, as K · Rf using the shape influence coefficient K. It can be expressed as Rv = Rf (1 + K).
図7に示すように、これらの成分は波の波長λと垂線間長Lppの比により変化することが知られている。船体運動に基づく波浪中抵抗増加Raw(0)は、波長λと垂線間長Lppがほぼ一致するλ/Lppが1付近で最も大きくなる。これより波長の長さに関わらず抵抗増加は減少する。一方、船首部からの反射波に基づく抵抗増加Raw(1)は波長λが短いほど大きくなり、波長λが長くなるとともに減少するため、λ/Lppが1付近ではこの成分による抵抗増加は、ほとんど生じない。 As shown in FIG. 7, it is known that these components change depending on the ratio of the wavelength λ of the wave and the length between perpendiculars Lpp. In the wave resistance increase Raw (0) based on the hull motion, λ / Lpp at which the wavelength λ and the perpendicular length Lpp almost coincide with each other becomes the largest near 1. From this, the increase in resistance decreases regardless of the length of the wavelength. On the other hand, the resistance increase Raw (1) based on the reflected wave from the bow increases as the wavelength λ becomes shorter and decreases as the wavelength λ becomes longer. Therefore, when λ / Lpp is around 1, the resistance increase due to this component is almost the same. Does not occur.
以上のことから、対象船では船首側の造波抵抗Rwは減少するが、船尾側の排水量は増加するため粘性抵抗Rv、及び形状影響係数Kは増加する。しかしながら、対象船において、この程度の排水量の船尾側への移動においては、造波抵抗Rwの低減の方が大きいため、全抵抗Rtとしては低減すると考えられる。 From the above, in the target ship, the wave-making resistance Rw on the bow side decreases, but the displacement on the stern side increases, so the viscous resistance Rv and the shape influence coefficient K increase. However, in the target ship, when the displacement is moved to the stern side to this extent, the reduction of the wave-making resistance Rw is larger, so that the total resistance Rt is considered to be reduced.
より詳細には、船首端の形状をシャープな形状とすることで、排水量を減じることにより計画喫水Tdにおける水線の船首端での入射角が小さくなり、波浪中の抵抗増加Rawを小さくすることができる。船首端の水線入射角が小さいほど船体運動に基づく抵抗増加Raw(0)と、船体が波を反射することによる抵抗増加Raw(1)はそれぞれ小さくなる。そして、波浪中の抵抗増加が小さくなると、運航時の燃料消費量が少なくなる。 More specifically, by making the shape of the bow end sharp, the incident angle of the water line at the bow end at the planned draft Td is reduced by reducing the displacement, and the resistance increase Raw during waves is reduced. Can be done. The smaller the waterline incident angle at the bow end, the smaller the resistance increase Raw (0) based on the hull motion and the resistance increase Raw (1) due to the reflection of the wave by the hull. When the increase in resistance during waves becomes small, the fuel consumption during operation decreases.
さらに、船首側の排水量を船尾側に移動することにより推進効率も変化する。ここで、推進効率ηDは、プロペラ効率ηo、及び模型船を用いた水槽試験から求まるプロペラ効率比ηr、推力減少係数1-t、伴流係数1-wによって構成され、次式のように表される。
ηD=ηо・ηr・(1-t)/(1-w)
また船速V(m/s)のときの必要馬力PDは次式のように表せる。
PD=Rt・V/ηD
Furthermore, the propulsion efficiency changes by moving the displacement on the bow side to the stern side. Here, the propulsion efficiency η D is composed of the propeller efficiency η o , the propeller efficiency ratio η r obtained from the water tank test using the model ship, the thrust reduction coefficient 1-t, and the wake-up coefficient 1-w. It is expressed as.
η D = η о・ η r・ (1-t) / (1-w)
The required horsepower PD at a ship speed of V (m / s) can be expressed as the following equation.
PD = R t · V / η D
以上のことから、対象船と比較船の必要馬力について、模型船による水槽試験結果から推定した結果を図8に示す。図8の結果からも明らかなとおり、対象船はより少ない馬力で比較船と同じ船速で船走することができるため、対象船は比較船に比べて走行性能が向上していることがわかる。 Based on the above, FIG. 8 shows the results estimated from the results of the water tank test by the model ship for the required horsepower of the target ship and the comparison ship. As is clear from the results of FIG. 8, since the target ship can run at the same speed as the comparison ship with less horsepower, it can be seen that the target ship has improved running performance as compared with the comparison ship. ..
なお、二層甲板船においては、第2の甲板103の高さ位置の近傍であって、船首側の隔壁である第1の隔壁401の近傍において、貨物艙5の側壁404a、404bと船体外板105a、105bの間に作業員が通過できることを目的としての空隙の最小幅が1フレーム間隔と決められている。
In the case of a two-deck ship, the
一方で、対象船のように、船体101の両舷から船首にかけての船首形状を、船幅の短い先窄まりのシャープな形状とすると、前記した最小幅を確保できない虞がある。そこで、対象船においては、図9に示すように、第2の甲板103を基点として上方向に略2m、下方向に略1.5mの高さであって、かつ、船首垂線FPから船尾方向に船体101の全長Loaの略15%~35%の長さの範囲にわたって船体外板105a、105bが部分的に船体の外側に膨出する膨出部12が形成されている。
On the other hand, if the bow shape from both sides of the
係る膨出部12により、対象船の第2の甲板103の空隙7の幅が前記した最小幅を確保することができる。なお、係る膨出部12は、対象船の正面断面線においては一部膨出する形状となるが、図6に示すように、水平断面線において滑らかな曲線となるため、船走時の抵抗には大きな影響を及ぼさない形状となっている。
With the bulging
以上、本発明に係る船舶は、小型の内航船において、載荷重量トン数を確保しつつ、推進性能を向上させることができるものとなっている。 As described above, the vessel according to the present invention can improve the propulsion performance of a small coastal vessel while ensuring the deadweight tonnage.
1 船舶
101 船体
102 上甲板
103 第2の甲板
104 内底板
105a、105b 船体外板
106 船体底板
4 隔壁
401 第1の隔壁
402 第2の隔壁
403 第3の隔壁
404a、404b 側壁
5 貨物艙
6 機関室
7 空隙
8 主機
9 プロペラ軸
10 プロペラ
11 舵
12 膨出部
1
Claims (6)
船体中心よりも船首側であって船体幅方向に延在する第1の隔壁、該第1の隔壁よりも船尾側であって船幅方向に延在する第2の隔壁、及び一対の側壁により区画された貨物艙と、
前記第2の隔壁、該第2の隔壁よりも船尾側であって船幅方向に延在する第3の隔壁、及び前記一対の側壁により区画され、主機が設置された機関室と、
前記第3の隔壁から船尾垂線までの距離が前記船体の全長の略5%以内となる位置に設置された舵と、
該舵の船尾垂線上に略一致するように設置されたプロペラと、
前記主機の出力を前記プロペラに伝達するプロペラ軸と、を備える
船舶。 With the hull,
A first bulkhead that is on the bow side of the center of the hull and extends in the width direction of the hull, a second bulkhead that is on the stern side of the first bulkhead and extends in the width direction of the hull, and a pair of side walls. With the compartmentalized cargo hull,
The second partition wall, the third partition wall on the stern side of the second partition wall and extending in the width direction of the ship, and the engine room partitioned by the pair of side walls and where the main engine is installed.
A rudder installed at a position where the distance from the third bulkhead to the stern vertical line is within approximately 5% of the total length of the hull.
A propeller installed so as to substantially coincide with the stern line of the rudder,
A ship comprising a propeller shaft that transmits the output of the main engine to the propeller.
前記貨物艙の側壁と前記船体の左右両舷の船体外板間には、所定幅の空隙が前記船体の船底から前記上甲板に至るまで形成され、
前記船体の左右両舷の船体外板には、前記第2の甲板を基点とする上下方向の所定の範囲であって、前記船体の船首垂線から船尾方向に前記船体の全長の略15%~35%の長さの範囲にわたって前記空隙の幅が所定に幅広となるように、前記船体の外側に向けて膨出する膨出部が形成された
請求項1に記載の船舶。 The hull has an upper deck and a second deck.
A gap having a predetermined width is formed between the side wall of the cargo hold and the hull outer plates on both the starboard and starboard sides of the hull from the bottom of the hull to the upper deck.
The hull outer plates on both the left and right sides of the hull are within a predetermined range in the vertical direction with the second deck as the base point, and are approximately 15% of the total length of the hull in the stern direction from the bow hanging line of the hull. The ship according to claim 1, wherein a bulge portion that bulges toward the outside of the hull is formed so that the width of the gap is predeterminedly wide over a range of a length of 35%.
請求項2に記載の船舶。 On the water line surface on the second deck, a line segment connecting the position of the water line approximately 2.5% behind the length between perpendiculars of the hull and the bow end, and a line segment passing through the center of the hull. The vessel according to claim 2, wherein the angle is in the range of approximately 10 to 15 degrees.
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の船舶。 The ship according to any one of claims 1 to 3, wherein the distance from the stern vertical line to the rear end of the stern on the planned waterline is within approximately 2% of the total length of the hull.
請求項1から請求項4の何れか一項に記載の船舶。 The ship according to any one of claims 1 to 4, wherein the rudder has a substantially cylindrical shape installed so as to incorporate the propeller around the axis of the propeller.
請求項1から請求項4の何れか一項に記載の船舶。 The ship according to any one of claims 1 to 4, wherein the rudder is composed of a pair of rudders and the rudders are arranged on the side of a propeller.
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