JP2023072605A - Bow wave utilization device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶の航行において発生する船首波を抑制してそのエネルギーを推進力に変えることを目的とした船首波活用装置に関するものであり、特に現存の船舶に後から取り付けてもその効果を発揮することができる利便性の高い船首波活用装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bow wave utilizing device for the purpose of suppressing bow waves generated during navigation of a ship and converting its energy into propulsive force. The present invention relates to a highly convenient bow wave utilization device that can be used effectively.
CO2削減が強く叫ばれる現在、船舶の航行に必要な使用燃料の削減効果のある技術の実用化が、逼近の課題となっている。現状技術では船首から発生する波の抵抗によって多くの推進力が費やされており、船舶の航行抵抗を軽減する方法としては、船首に球状の突起を設けて、船首に発生する圧力波の位相を制御して波の発生を軽減しようとするものが多い。しかし、この方法では、船舶の航行時の喫水線の位置や速度によって効果が変化してしまい、その設計性能を充分に発揮できない場合が多い。その主な原因はタンカーのように大幅に喫水線の位置が変わるものとか、モーターボートのように滑走型で船体が大きく浮き上がるタイプのものである。 At present, when there is a strong demand for CO2 reduction, the practical application of technology that is effective in reducing the amount of fuel used for ship navigation is an urgent issue. With the current technology, a lot of propulsive force is consumed by the resistance of the waves generated from the bow. There are many attempts to reduce the generation of waves by controlling the However, in this method, the effect varies depending on the position of the waterline and the speed of the ship when the ship is sailing, and there are many cases where the design performance cannot be sufficiently exhibited. The main reasons for this are tankers whose waterline position changes drastically, and motorboats whose hulls float significantly.
一般に船体の形状としては、排水量型、滑走型、半滑走型などがあるが、高速船になるほど造波抵抗が急激に大きくなり、航行抵抗が大きくなって経済性が悪化する。船舶のタイプや航行速度によって船首に発生する波の特性が異なり、航行状態が変化しても広い航行状態で船首波を抑制し、更にそのエネルギーを高い効果で活用できる船首波活用装置はなかなか見当たらない。 In general, there are various types of hulls, such as displacement type, planing type, and semi-planing type. The characteristics of the waves generated at the bow differ depending on the type of ship and the sailing speed, and even if the sailing conditions change, it is difficult to find a bow wave utilizing device that can suppress the bow waves in a wide range of sailing conditions and utilize the energy effectively. do not have.
本発明が解決しようとする課題は、船体の大きさや形態及び航行速度に左右されず、しかも既存の船舶に追加することで、船首で発生する大きな波のエネルギーを受け止めて高い効率で推進力に変換して、これを活用する船首波活用装置を提供するものである。 The problem to be solved by the present invention is not influenced by the size and shape of the hull and the sailing speed, and by adding it to an existing ship, it is possible to receive the energy of the large waves generated at the bow and convert it into propulsive force with high efficiency. To provide a bow wave utilization device that converts and utilizes this.
本発明の上記課題を解決するための手段は、船首の両脇に船舶の進行方向と平行な平板を設け、船首で発生したいわゆるV字波が、該平板に当たってその外側に広がることを防ぐ構造のものである。
この平板によって船首波のエネルギーが外部に放出されずに後方に流れるので、その反作用が推進力となり、結果的に船舶の航行抵抗を減少して、推進効率を向上することになる。尚、この平板には浮力を期待するものではないので、船体としての防水性を備える必要はなく構造の簡略化を図るうえで極めて有利である。
Means for solving the above-mentioned problems of the present invention is a structure in which flat plates parallel to the direction of travel of the ship are provided on both sides of the bow, and the so-called V-shaped wave generated at the bow hits the flat plates and spreads outward. belongs to.
This flat plate prevents the energy of the bow wave from being released to the outside and flows backward, so that the reaction becomes propulsive force, and as a result, the sailing resistance of the ship is reduced and the propulsive efficiency is improved. Since the flat plate is not expected to have buoyancy, the hull does not need to be waterproof, which is extremely advantageous in simplifying the structure.
一般の船舶において船首で発生した波は水面上の波の伝搬速度に応じてV字型に広く広がり、そのエネルギーは回収されることはなく、全てが損失となる。航行速度が増加すれば、この波の形状は砕けて白波となり、船体の形状などによる対策でも回収不可能な損失エネルギーとなる。大型の船が高速で航行すると、近くの小型船が大きく揺れ、安全を脅かされる原因にもなっている。航行速度が増すと、この船首波のエネルギーが航行抵抗の大きな部分を占めるものとなり、いくら推進エネルギーを投入しても船舶の速度が向上しにくくなる。物流の効率を考慮すれば高速に航行することの利点は大きいが、そのための燃費が著しく増加してしまえば、物流効率向上との差し引きを考慮しなければならない。また、漁船などについては、一時も早く漁場に到達することが漁獲量を確保するための大きな要素であり、これを高めるために船速を速くすることが大切であるが、上記の燃費増加との相関を考慮しなければならない。本発明においては、平板の取り付けのみで速度が向上し、また燃費が減少することは、全てにおいて望ましいこととなる。この船首波活用装置の構造を以下図によって説明する。 Waves generated at the bow of a general ship spread widely in a V-shape according to the propagation speed of the waves on the surface of the water, and the energy is not recovered and becomes a loss. If the sailing speed increases, the shape of this wave will break and become a white wave, resulting in a loss of energy that cannot be recovered even by countermeasures such as the shape of the hull. When a large ship sails at high speed, a nearby small ship shakes greatly, posing a threat to safety. As the sailing speed increases, the energy of this bow wave occupies a large portion of the sailing resistance, making it difficult to increase the speed of the ship no matter how much propulsion energy is input. Considering the efficiency of physical distribution, high-speed navigation has a great advantage, but if the fuel consumption increases significantly due to this, the balance with the improved efficiency of physical distribution must be considered. As for fishing boats, reaching the fishing grounds as quickly as possible is a major factor in securing catches. must consider the correlation of In the present invention, the increased speed and reduced fuel consumption from the mounting of the flat plate alone would be entirely desirable. The structure of this bow wave utilization device will be described below with reference to the drawings.
本発明の船首波活用装置の機能を損なわない範囲で簡略化して実現するための実施形態を示す。 An embodiment for simplifying and realizing the device for utilizing bow waves according to the present invention without impairing its functions will be shown.
図1は本発明の1実施形態を示した側面図であり、図2は本発明の1実施形態を示した平面図である。図3は本発明の1実施形態を示した正面図である。図4は本発明の1実施形態の他の状態を示した平面図であり、図5、図6は本発明の1実施形態の詳細を示した部分正面図であり、図7は本発明の他の1実施形態の側面図である。
図1、図2、図3において、船体1の船首2から生じる船首波3は船体1の後方に向かってV字状に左右に広がっていく。船体1の船首2からやや後方の両側に船体1の中心線4に平行に設けられた平板部5は船体1の側面6から一定距離離れた位置に取り付けられている。上下位置は一般に船底から甲板の高さ程度に位置している。船首波3の山の稜線は喫水線7より高い位置で広がり、平板部5が無ければ点線のように伸びていく。やがて水の粘性抵抗などによって徐々に弱められてやがて消えていく。しかし、平板部5によって跳ね返された船首波3は上下運動を繰り返しながら船体1の側面6と平板部5との間で後方に向かい初期の頂点よりはかなり低くなって、平板部5の後端8から放出される。この状態で船首波3のトップの高さが喫水線7の面に近くなっていることが望ましく、平板部5の長さがこの条件を満たす如く決定されていることが望ましいが、船体1の大きさなどによって相対的に変化しても本発明の意図を損なうものではない。本実施例において平板部5は船体としての浮力を期待するものではないので、中空な防水構造を形成する必要はなく、製造コストを最小限にすることができる。また、浮力を期待するものでないことは、一般的な船体のように中央部が膨らんだ形状である必要がないので、水を押しのけることがなく、この平板部5が新たなV字波の発生源となることもない。
FIG. 1 is a side view showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a front view showing one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a plan view showing another state of one embodiment of the present invention, FIGS. 5 and 6 are partial front views showing details of one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 11 is a side view of another embodiment;
1, 2 and 3, the
また、図4、5に示す如くこの目的のために平板部5の船体側の船体1側の面には船体1の長さ方向に平行な突起9―1及び9-2が設けられている。該突起9-1及び9-2は平行に複数個設けられていても良い。その詳細断面形状は、図5の正面図及び図6正面図に示すものである。これは船首2に近い部分では船首波3が平板部5に強く当たった時に生ずる飛沫が船体1の甲板に降りかかることを防止する効果もあるが、飛沫となることで流体としてのエネルギーを失うので、出来るだけ滑らかな流れの状態を保つために、突起部9-1の頂点付近は曲線的な断面形状をなしている。しかし、船首波の力が弱くなってくる船体中央部より後方においては流れの上下動を有効に吸収するために突起9-2の頂点付近の断面は比較的シャープなヒレ状に形成されていることが望ましい。
更に腕10はヒンジ11,12によって船体1に可動式に取り付けられており、接岸時などに船体1に平板部5を接触させて、乗降を容易にすることを可能にするとともに、係留スペースの節約効果を期待することができる。また、図2及び図4に示さない任意の位置でも固定できる機能を備えていることは当然である。
また、図6に示す如く平板部5の後端8の上面は喫水線に対して斜めに傾斜して後方に向かうほど低くなるごとくいる。これは船体1の側面6と平板部5との間にある水面の高さが出来るだけ喫水線7の高さに等しい状態で排出されるごとく形成するためのものである。このことで後端8での波の発生を最小限にすることができる。
図7は本発明の他の1実施形態を示した側面図である。
図7においては、特に大型のタンカーなどにおいて喫水線7の位置が大きく異なる状態で航行する場合がある。大型の船舶においては、船首波は相対的に小さくなるので、平板部5は船体1に比べて相対的に小さくなる。そして、ヒンジ12には油圧または電動の伸縮可能なシリンダー13が設けられ、平板部5全体が上下動可能になされている。この構造により、喫水線7の変化に応じて平板部5の上下方向の位置を最適にセットすることができる。点線によって喫水線7及び平板部の下がった状態を示している。
〔動作〕
4 and 5, projections 9-1 and 9-2 parallel to the longitudinal direction of the
Further, the
Further, as shown in FIG. 6, the upper surface of the
FIG. 7 is a side view showing another embodiment of the invention.
In FIG. 7, particularly large tankers may sail with the position of the
〔motion〕
上記の実施形態に示す本発明の船舶用船首波消し装置の動作について補足説明する。平板部5を取り付けたことにより、本発明を実施した船舶はその航行による船首波が外部に広がるのを防止することができるため海洋の航海上の安全性を高めるとともに、狭い航路を通過するときに、岸壁に高い波が発生することも防止することができる。このように外部にもたらすエネルギーを抑制して、逆に推進力に変換し活用できることは極めて優れた省エネ効果と云える。船体に取り付けて平板部5の波の様子を上方から見ることによって上記の効果を明確に確認することができる。
A supplementary explanation will be given of the operation of the bow wave canceling device for ships of the present invention shown in the above embodiment. By attaching the
本発明の船首波抑制装置は上記の説明で明らかなごとく、現存する船舶の船首の両側に平板上の部材を取り付けることで、船体の大きさや速度の制限がなく船首波を有効に押さえ込み、そのエネルギーを推進力に変えることができるものであり、しかも航海中の他の船舶への危険性を取り除いて安全性を高めるなど多くの利点を持つものであり、その水上輸送上の燃料削減その他の効果は極めて著しい。 As is clear from the above description, the bow wave suppressing device of the present invention effectively suppresses bow waves without any restrictions on the size or speed of the hull by attaching flat plate members to both sides of the bow of an existing ship. It is capable of converting energy into propulsion and has many advantages such as increased safety by removing danger to other ships on the voyage, fuel reduction on water transport and other benefits. The effect is extremely significant.
1 船体
2 船首
3 船首波
4 中心線
5 平板部
6 側面
7 喫水線
8 後端
9-1、9-2 突起
10 腕
11 ヒンジ
12 ヒンジ
13 シリンダー
1
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021185287A JP2023072605A (en) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | Bow wave utilization device |
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2021
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