JP2023082735A - Wave energy recovery system for ship, ship, and ship wave reduction method etc. of ship - Google Patents

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Abstract

To use a system which may be mounted on a ship 1 to reduce wave energy of ship waves Aw occurring from a hull submerged part 2 during navigation of the ship 1.SOLUTION: A wave energy recovery device 20, which is disposed spaced apart from or contacting with a surface of a full body of a ship 1 at both broadside or the rear of the ship 1 at least when the ship 1 travels in a forward direction X, utilizes ship waves Aw generated at a hull submerged part 2 of the ship 1 to rotate a water turbine 21 and covert the rotation into electric energy with a power generator 23. Through the process, the wave energy recovery device 20 recovers part of wave energy of the ship waves Aw.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、船舶から発生する曳波に対して、船舶の舷側側に船体表面から離間して配置された波エネルギー回収装置で曳波の波エネルギーを回収することにより、この曳波を低減する、船舶用の波エネルギー回収システム、船舶、及び、船舶の曳波低減方法等に関する。 The present invention reduces tow waves generated by a ship by recovering the wave energy of the tow waves with a wave energy recovery device located on the side of the ship and spaced from the hull surface. , wave energy recovery systems for ships, ships and methods for reducing tow waves for ships, and the like.

水上を航行する船舶においては、移動する際に船体が水面(自由表面)に影響を及ぼして、船体の主として船首部と前方肩部と後方肩部と船尾部等から波を発生する。これらの波には、船舶と共に移動する局部波(砕波や自由表面衝撃波等)と船舶の側方や後方に伝搬していく自由波とがある。 In a ship sailing on water, the hull affects the water surface (free surface) when moving, and waves are generated mainly from the bow, front shoulder, rear shoulder, stern, etc. of the hull. These waves include local waves (breaking waves, free surface shock waves, etc.) that move with the ship, and free waves that propagate to the sides and rear of the ship.

この船舶で発生する自由波は「曳波」(「曳き波」、「引波」、「引き波」とも書かれる)と言われ、船舶の造波抵抗に大きく関係している。また、この曳波は、船舶が港湾内や運河等の狭水路を航行する際に、他の航行中の船舶又は停泊中の船舶、特に漁船や釣り船などの小型船舶に対して、不意打ちの波となる。この曳波により、これらの小型船舶は大きな揺れを誘発されて、浸水、転覆等の危険な状態に陥る可能性がある。また、貝や魚の養殖水産設備(養殖生け簀等)、沿岸、岸壁等に対しては波が打ち寄せることで、これらの設備にダメージを与えることにもなっている。 The free wave generated by this ship is called a "tug wave" (also written as "tug wave", "undertow", or "undertow") and is closely related to the wave-making resistance of the ship. In addition, when a ship is navigating narrow waterways such as harbors and canals, this tug wave is a sudden wave that strikes other ships underway or ships at anchor, especially small ships such as fishing boats and fishing boats. becomes. These tow waves induce a large sway in these small vessels, which may lead to dangerous situations such as flooding and capsizing. In addition, waves crashing against shellfish and fish farming facilities (aquaculture cages, etc.), coasts, quay walls, etc., also damage these facilities.

この曳波対策の一つとしては、船舶自体の航行速度を遅くする方法があり、例えば、日本の海上交通安全法では、航路の定められた特定の区間においては12ノット未満で航行するとされている。 One of the countermeasures against this tow wave is to slow down the navigation speed of the ship itself. there is

また、従来技術における船舶側の曳波低減対策としては、船尾波に対する対策が多い。例えば、船体船尾部に、波抑制板体を、波の頂部を抑える位置まで移動できるように昇降自在に設けたり、この波抑制板体の先端を、波を分散させるように鋸歯状に形成したりして、この波抑制板により航行時に発生する波の頂部を上方から抑えることで、波の発生を抑制する船舶における波抑制装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In addition, there are many countermeasures against stern waves as countermeasures for reducing tow waves on the ship side in the prior art. For example, at the stern of the hull, a wave suppressing plate is provided so that it can move up and down so that it can move to a position that suppresses the top of the wave, or the tip of this wave suppressing plate is formed in a sawtooth shape so as to disperse the waves. For this reason, there has been proposed a wave suppressing device for a ship that suppresses the generation of waves by suppressing the crest of waves generated during navigation from above with such wave suppressing plates (see, for example, Patent Document 1).

また、同様に、船尾端から後方に所定間隔をおいて複数の翼型断面の翼体を前後方向に平行に配置して、この複数の翼体によって船尾波を前後に分断することで船尾波による曳波の波高を小さくする船尾曳波減少装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Similarly, a plurality of wing bodies with airfoil cross-sections are arranged in parallel in the front-rear direction at predetermined intervals rearward from the stern end, and the stern wave is split forward and backward by the plurality of wing bodies. A stern tow wave reducing device has been proposed that reduces the wave height of tow waves caused by stern tug waves (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、これらの波の頂部を抑えたり、波を分断するためには、船尾で発生する波の波長ベースの長さで抑えたり、分断したりする必要がある。例えば、船舶の速度(船速)をVsとすると、船舶の真後ろの方向に発生する横波の波長Lwは、「Lw=2π/g×Vs×Vs」となるので、船速Vsが12ノット(約6.17[m/s])でも、波長Lwは24.4mとなる。また、曳波は船尾部分の広範囲の流れの結果で発生しているので、船尾部分の狭い範囲で波の頂部を抑制したり、分断したりしてもその効果は限定的であると考えられる。 However, in order to suppress or split these wave crests, it is necessary to suppress or split the waves generated at the stern by their wavelength-based length. For example, if the speed of the ship (ship speed) is Vs, the wavelength Lw of the transverse wave generated in the direction directly behind the ship is "Lw=2π/g×Vs×Vs", so the ship speed Vs is 12 knots ( 6.17 [m/s]), the wavelength Lw is 24.4 m. Also, since tug waves are generated as a result of wide-range currents at the stern, it is thought that limiting or breaking up the wave crest in a narrow area at the stern would have limited effect. .

一方、船舶の造波抵抗を減少する方法として、船首バルブを設ける方法があり、造波抵抗の減少に大きな貢献をしてきた。この船首バルブは、船体の排水量の数%の排水量で造波減少効果を発揮できるが、船体没水部の形状と船速との組み合わせの一つの条件に対して船首バルブの前後位置と形状と大きさが最適化されている。 On the other hand, as a method of reducing the wave-making resistance of ships, there is a method of installing a bow valve, which has greatly contributed to the reduction of wave-making resistance. This bow valve can reduce wave formation with only a few percent of the displacement of the hull. Optimized for size.

しかしながら、バルブ付船首(バルバスバウ船首形状)の船舶においては、船首バルブを船首部に一体的に固定配置しているので、船首バルブの大きさ、形状及び位置は、一つの「積載状態(通常は満載状態)及び速度(計画航走速度)」の条件に対して、波消し効果が最も大きくなるように、その状態の船体前半部の形状に対応させて、船首バルブの最適化が行われている。 However, in a ship with a bow with a bulb (bulb bow shape), the bow valve is fixedly arranged integrally with the bow, so the size, shape and position of the bow valve vary depending on one "loading condition" (usually The bow valve is optimized to correspond to the shape of the front half of the hull in that state so that the wave dissipating effect is maximized for the conditions of "full load" and speed (planned cruising speed). there is

また、バルブ付船首の船舶においては、満載状態では船首バルブの効果が大きく造波抵抗が少なくなるが、軽荷状態では、船体前半部の船首系波と船首バルブが発生する波との干渉が十分に行われなくなる上に、船首バルブによる造波抵抗及び摩擦抵抗等の増加が生じるという問題がある。 In a ship with a valve bow, the effect of the bow valve is large in a fully loaded state, and the wave-making resistance is reduced. In addition to this, there is a problem that the bow valve increases wave-making resistance, frictional resistance, and the like.

この軽荷状態における抵抗増加の問題に対しては、船首水平フィン(HBF)を設けたり、軽荷状態用のバルブと満載状態用の船首バルブの2つのバルブを設けて2段バルブ構造としたり、船首バルブの形状や前後位置や上下位置を変化できるように構成したりすることが提案されてきている。また、バラスト状態(軽荷状態)において水面に半露出する船首バルブを球状バルブから水線入角の小さい長突出薄型バルブに船首バルブの形状を変更して造波抵抗を減少する方法や、船首バルブ無しの新たな形状の船首部を持つ船型とする方法が採用されてきている。 In order to solve the problem of increased resistance in light-load conditions, horizontal fins (HBF) are installed on the bow, or two valves, one for light-load conditions and the other for full-load conditions, are installed to create a two-stage valve structure. In addition, it has been proposed to configure the shape of the bow bulb, the longitudinal position, and the vertical position to be variable. In addition, the shape of the bow bulb, which is half-exposed to the surface of the water in the ballast state (light-loaded state), is changed from a spherical bulb to a long-protruding thin bulb with a small water line entry angle to reduce wave-making resistance. A method of making a hull form with a new shaped bow without valves has been adopted.

このように、多くの船舶においては、船首バルブを用いて造波抵抗の低減を図ってきているが、満載状態と計画航走速度の特定の組み合わせ以外の造波抵抗の低減に対しては、言い換えれば、多様な載荷状態や多様な船速における曳波の低減や造波抵抗の低減に対しては、更に研究及び技術開発の余地があると考えられる。 In this way, in many ships, the bow valve is used to reduce the wave-making resistance. In other words, it is considered that there is room for further research and technological development to reduce tow waves and wave-making resistance under various loading conditions and various ship speeds.

一方、船首波等の自由波は、図27に模式的に示すように、波の発生源Awpの進行方向Lacに対しての角度θに対して分解される素成波Aw(θ)の集合として扱うことができるとされており、それぞれの素成波Aw(θ)は、その方向別の波長Lw(θ)を持つ表面波であり、自由波はそれらの素性波の合成であると考えられる。 On the other hand, free waves such as bow waves, as schematically shown in FIG. Each elemental wave Aw(θ) is a surface wave having a wavelength Lw(θ) in each direction, and the free wave is considered to be a synthesis of these elemental waves be done.

従って、自由波の内部の水粒子は、円運動をしていると考えられ、流速に関しては,波の山では波の進行方向と同じ方向の速度を持ち、波の谷では波の進行方向と逆方向の速度を持っている。そして、表面波のエネルギーに関しては、規則波の場合は、波高をHとし、ρを海水密度、gを重力加速度とすると、1波長に対して、単位幅当たりで、運動エネルギーEkが「Ek=(1/16)×ρ×g×H×H」となり、位置エネルギーEpが「Ep=(1/16)×ρ×g×H×H」となるので、波の全エネルギーEwは「Ek=(1/8)×ρ×g×H×H」となる。 Therefore, the water particles inside the free wave are considered to be in circular motion. have reverse velocity. Regarding the energy of the surface wave, in the case of regular waves, the kinetic energy Ek per unit width for one wavelength is "Ek = (1/16)×ρ×g×H×H”, and the potential energy Ep is “Ep=(1/16)×ρ×g×H×H”, so the total wave energy Ew is “Ek= (1/8)×ρ×g×H×H”.

言い換えれば、船首波や船尾波等が発生し、自由波が伝搬しているということは、推進エネルギーの一部が自由波の波エネルギーとして外部に伝搬及び散逸されていることになる。言い換えれば、この自由波の波エネルギーの分は、造波抵抗の一部となり、船舶の推進として使用されることなく、消費されているということになる。 In other words, the fact that bow waves, stern waves, and the like are generated and free waves are propagating means that part of the propulsive energy is propagated and dissipated to the outside as the wave energy of the free waves. In other words, the wave energy of this free wave becomes part of the wave-making resistance and is consumed without being used for propulsion of the ship.

そして、この船首系波の自由波は船首部と肩部から発生しているので、船体の極近傍の船舶から利用し易い位置にあり、しかも、一定の航行状態では、船体固定の座標系から見れば、略定常的な流れとなっている。言い換えれば、船舶の航行中においては、船体が造波した波の一部が、舷側に沿いながら扇状に拡散している。 Since the free wave of the bow system wave is generated from the bow and the shoulder, it is located in a position where it is easy to use from the ship very close to the hull. It can be seen that the flow is almost constant. In other words, while the ship is navigating, part of the wave generated by the hull spreads in a fan shape along the broadside.

この波の流れは、船舶固定座標系で見ると同じ波の形をしたまま、波の山の部分では、船舶の航行速度よりも速い速度で、つまり、船舶の前後方向に関しては、船舶に対して相対的な速度を持って流れていることになる。また、船舶の上下方向に関しては、舷側に沿った波では、上方に盛り上がる山となり、その後方では下方に下がる谷となり、この山谷を舷側に沿って繰り返している。 When viewed in the ship-fixed coordinate system, this wave flow maintains the same wave shape, but in the crests of the wave, the speed is faster than the ship's navigation speed. flow with a relative velocity. As for the vertical direction of the ship, the wave along the broadside forms a crest that rises upward, and behind it forms a valley that descends downward, and these peaks and valleys are repeated along the broadside.

一方、波エネルギーではないが、流れの運動エネルギーを電力に変換するシステムの一つに、潮流の運動エネルギーを利用して発電する潮流発電システムがある。この潮流発電システムにおいては、例えば、外筒と内筒の2重管構造の潮流発電装置で、内筒の両端にラッパ状の傾斜面部を備えると共に、内筒内にスクリューを備えた複数個直列に設置して、外筒と内筒の間の上部空間内に発電装置を備えた構成が提案されている(例えば、特許文献3参照)。 On the other hand, although not wave energy, one of the systems that converts the kinetic energy of the flow into electric power is a tidal current power generation system that uses the kinetic energy of the tidal current to generate electricity. In this tidal current power generation system, for example, a tidal current power generation device having a double-tube structure of an outer cylinder and an inner cylinder is provided with trumpet-shaped inclined surface portions at both ends of the inner cylinder, and a plurality of serially installed screws are provided in the inner cylinder. A configuration has been proposed in which a generator is provided in the upper space between the outer cylinder and the inner cylinder (see, for example, Patent Document 3).

また、水平軸を持つ水車を使用した浮体型水力発電装置(例えば、特許文献4参照)や、垂直軸を持つダリウス型水車を備えた潮流発電装置(例えば、特許文献5参照)等も提案されている。さらには、船体設置の外輪水車(例えば、特許文献6参照)も提案されているが、この船体設置の潮流発電システムは、船体を係留した状態で使用するものであり、波エネルギーの吸収を行うものでない。 In addition, a floating hydroelectric power generator using a water wheel with a horizontal axis (see, for example, Patent Document 4) and a tidal current power generation system equipped with a Darrieus type water turbine with a vertical axis (see, for example, Patent Document 5) have been proposed. ing. Furthermore, a hull-mounted paddle-wheel water turbine (see, for example, Patent Document 6) has also been proposed. not a thing

さらに、波の位置エネルギーを利用して発電するシステムの一つに、波を貯水池などに越波させて貯留し,貯水面と海面との高低差を利用して海に排水する際に、タービンを回して発電する越波型の波力発電システムが提案されている(例えば、特許文献7参照)。 Furthermore, as one of the systems that utilizes the potential energy of waves to generate electricity, waves are stored in a reservoir or the like, and the difference in height between the reservoir surface and the sea surface is used to discharge water into the sea. An overtopping type wave power generation system that generates power by rotating has been proposed (see, for example, Patent Document 7).

また、波エネルギーではないが、流れの運動エネルギーを回収する試みとして、船のバルバスバウに形成された貫通流路の内部に設けた翼車や、翼車として形成されたバルバスバウで発電することで、船の推進時におけるバルバスバウ近傍の流れからエネルギーを回収して発電する省エネルギー船が提案されている(例えば、特許文献8参照)。 In addition, although it is not wave energy, as an attempt to recover the kinetic energy of the flow, by generating power with the impeller provided inside the through passage formed in the bulbous bow of the ship and the bulbous bow formed as an impeller, An energy-saving ship that generates power by recovering energy from the flow in the vicinity of the bulbous bow during propulsion of the ship has been proposed (see, for example, Patent Document 8).

しかしながら、この省エネルギー船では、バルバスバウ近傍の流れからエネルギーを回収する際にバルバスバウの周囲の流れが変化するので、バルバスバウが発生する波が変化して、船首波に十分に干渉できなくなると考えられる。また、外部流の運動エネルギーを電力エネルギーに転換しており、外部流の運動エネルギーの減少分は、船の伴流などと同じように船の抵抗となるため、エネルギーの転換時におけるエネルギーの損失分だけ不利になると考えられる。 However, in this energy-saving ship, when energy is recovered from the flow in the vicinity of the bulbous bow, the flow around the bulbous bow changes. In addition, the kinetic energy of the external current is converted into electrical energy, and the reduction in the kinetic energy of the external current becomes resistance of the ship in the same way as the wake of the ship, so energy loss during energy conversion. It is thought that it will be at a disadvantage.

特開平9-175478号公報JP-A-9-175478 特開平11-180379号公報JP-A-11-180379 特開2020-200824号公報JP 2020-200824 A 特開2007-9830号公報JP-A-2007-9830 特開2000-265936号公報JP-A-2000-265936 実開平6-8769号公報Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-8769 特開2015-229964号公報JP 2015-229964 A 特開2011-240806号公報JP 2011-240806 A

上記のように、多くの船舶においては、船首バルブを用いるなどして、造波抵抗の低減を図ってきているが、満載状態と計画航走速度の特定の組み合わせ以外の造波抵抗の低減に対しては、言い換えれば、多様な載荷状態や多様な船速における曳波の低減や造波抵抗の低減に対しては、更に研究及び技術開発の余地があると考えられる。 As mentioned above, many ships have been trying to reduce wave-making resistance by using bow valves, etc. In other words, there is room for further research and technological development to reduce tow waves and wave-making resistance under various loading conditions and ship speeds.

本発明は上記のことを鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、船首部や船尾部等の船体で造波された波の低減を図るのではなく、造波された波エネルギーの一部を回収することで、船体から伝搬する曳波を低減する、船舶用の波エネルギー回収システム、船舶、及び、船舶の曳波低減方法等を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and the object of the present invention is not to reduce the waves generated by the hull such as the bow and stern, but to reduce the energy of the generated waves. It is an object of the present invention to provide a wave energy recovery system for a ship, a ship, a tug wave reduction method for a ship, and the like, which reduce tug waves propagating from a hull by recovering a portion of the hull.

上記のような目的を達成するための本発明の船舶用の波エネルギー回収システムは、航走時に曳波を発生する船舶に装備される波エネルギー回収システムであって、少なくとも前記船舶が前進方向に航走しているときに前記曳波が存在する場所又は前記曳波が誘導されている場所に配設されて、前記船舶の船体没水部が発生する曳波の波エネルギーの一部を回収することを特徴とする船舶用の波エネルギー回収システムである。 A wave energy recovery system for a vessel according to the present invention for achieving the above objects is a wave energy recovery system installed in a vessel that generates tow waves during cruising, and the system comprises: located where the tow wave is present or guided while underway to recover a portion of the wave energy of the tow wave generated by the submerged portion of the hull of the vessel; A wave energy recovery system for ships characterized by:

ここで言う「曳波」は、船首部と船首肩部で発生する「船首系波」のみならず、船尾肩部と船尾部で発生する「船尾系波」も含む波であり、船体没水部の全体で発生する船舶から外部に伝搬する自由波のことである。なお、外部に伝搬しない局所波に対しては、ここでは対象にしていないが、この局所波も船体近くでは、船体に沿って流れる波の中に含まれるので、自由波の波エネルギーの回収の際に局所波の波エネルギーも回収される場合もある。なお、船舶に波エネルギー回収装置を配置する場合には、船首系波の一部が舷側に沿って流れるために、船尾系波よりも船首系波の方が波エネルギーの回収の対象になり易い。 The "tug wave" referred to here includes not only "bow waves" generated at the bow and bow shoulders, but also "stern waves" generated at the stern shoulders and stern. It is a free wave that propagates outward from the ship generated in the whole area. Note that local waves that do not propagate to the outside are not considered here, but near the hull, these local waves are also included in the waves that flow along the hull. In some cases, the wave energy of local waves is also recovered. In addition, when a wave energy recovery device is installed on a ship, since part of the bow wave flows along the broadside, the wave energy is more likely to be recovered from the bow wave than the stern wave. .

また、曳波は、排水量型船舶だけでなく、滑走型船舶などでも発生するので、本発明の対象の船舶の種類を排水量型船舶のみに限定する必要はなく、曳波を発生する船舶であれば本発明の対象となる。 In addition, since tug waves occur not only in displacement-type ships but also in planing-type ships and the like, it is not necessary to limit the types of ships to which the present invention is applied only to displacement-type ships. It is the subject of the present invention.

また、「少なくとも船舶が前進方向に航走しているときには」は「船舶が前進方向に航走していないときは、除外してもよい。」という意味である。言い換えれば、波エネルギー回収装置を移動可能に設けて、船舶の接岸時等で使用しないときには、波エネルギー回収装置を船体の内部や上甲板等に収容又は格納していてもよいということである。 Also, "at least when the ship is sailing forward" means "when the ship is not sailing forward, it may be excluded." In other words, the wave energy recovery device may be movably provided and housed or housed inside the hull or on the upper deck when not in use, such as when the ship is docked.

この波エネルギー回収装置については、運動エネルギーと位置エネルギーとからなる波のエネルギーの一部を、回転軸回りの回転エネルギー等の他のエネルギー形態に変換する装置である。この変換する装置としては、例えば、運動エネルギーに関しては潮流発電で使用する水車等が参考になり、位置エネルギーに関しては、越波式波力発電装置で使用する水車や、水力発電で使用する水車等が参考になる。 This wave energy recovery device is a device that converts a part of wave energy, which consists of kinetic energy and potential energy, into other forms of energy such as rotational energy around a rotation axis. As a device for this conversion, for example, for kinetic energy, a water wheel used in tidal current power generation is a reference, and for potential energy, a water wheel used in a wave overtopping type wave power generation device, a water wheel used in hydroelectric power generation, etc. Helpful.

そして、通常は、これらの水車で得た回転エネルギーは、電力などの利用し易いエネルギー形態に変換することで、船舶で利用できる。この波エネルギーから回収した電力エネルギーを推進エネルギーの一部として使用する場合にはで、実質的に造波抵抗を減少することになる。なお、利用できるエネルギーに変換しなくても、波エネルギーの一部を回収又は散逸することにより、曳波を低減することができる。 And usually, the rotational energy obtained by these water turbines can be used by ships by converting it into an energy form that is easy to use, such as electric power. If the electrical energy recovered from this wave energy is used as part of the propulsion energy, the wave-making drag will be substantially reduced. It should be noted that tug waves can be reduced by recovering or dissipating some of the wave energy without converting it to usable energy.

次に、本発明の特徴について説明する。本発明の特徴は、船舶が造波することに関しては関与せずに、船舶が造波した後で生じている曳波の波エネルギーの一部を回収することにより、外部に伝搬して行く曳波を低減することと、この波エネルギー回収装置をこの曳波を発生している船舶に設けることにある。 Next, features of the present invention will be described. A feature of the present invention is that by recovering a portion of the wave energy of the tug wave that is generated after the ship has generated the wave, the tug that propagates to the outside, without being involved in the wave generation of the ship. The object is to reduce waves and to provide this wave energy recovery device on a ship generating this tug wave.

波エネルギー回収装置を船舶に設けることの利点について、話を分かり易くするために、先ず、船舶とは別体の波エネルギー回収装置が船舶に並行して航行しながら、船舶の曳波の波エネルギーを回収する場合について考える。この場合は、別体の波エネルギー回収装置で船舶の曳波の波エネルギーの一部を回収でき、波エネルギーの一部を回収された後の曳波は低減される。 In order to facilitate understanding of the advantages of providing a wave energy recovery device on a ship, first, while a wave energy recovery device separate from the ship is sailing parallel to the ship, the wave energy of the tow wave of the ship is generated. Consider the case of collecting In this case, the separate wave energy recovery device can recover part of the wave energy of the tow of the ship, and the tow is reduced after part of the wave energy has been recovered.

この並行して航行する別体の波エネルギー回収装置を、船舶に配置した場合を考える。この配置に際して、船首波等の発生に影響を与えない位置(例えば、船体肩部から少し後方の位置等)に配置することで、船首波等の自由波(曳波)の発生には影響を与えることなく、船体から伝搬して行く自由波の波エネルギーの一部を回収することができる。なお、船体から伝搬して行く自由波は、波エネルギー回収装置があることで、伝搬形態が異なって波形は変化する。しかし、回収される波エネルギーの大きさが、波エネルギー回収装置が発生する波の波エネルギーよりも大きければ、外部に伝搬して行く自由波の波エネルギーは低減することになる。 Consider the case where this parallel sailing separate wave energy recovery device is arranged on a ship. In this arrangement, by arranging it in a position that does not affect the generation of bow waves (for example, a position slightly behind the shoulder of the hull), it will not affect the generation of free waves (tow waves) such as bow waves. A portion of the wave energy of the free waves propagating from the hull can be recovered without input. Note that the free wave propagating from the hull has a different propagation mode and a different waveform due to the presence of the wave energy recovery device. However, if the recovered wave energy is greater than the wave energy generated by the wave energy recovery device, the wave energy of the free wave propagating outward will be reduced.

次に、波エネルギー回収装置による造波抵抗の低減について考える。船舶と別体の波エネルギー回収装置を船舶と並行して航行させるためには、この装置の推進抵抗に抗して、この装置を航行させるための航行用のエネルギーが必要となる。この航行用のエネルギーと回収エネルギーの大小は、装置の航行速度や曳波の大きさや回収効率等の様々な要因に依存することになる。しかしながら、この波の回収エネルギーが航行用のエネルギーより大きくなる場合があることは、波のエネルギーを利用して進む船舶が開発されていることからも分かる。 Next, let us consider the reduction of wave-making resistance by the wave energy recovery device. In order to sail a wave energy recovery device separate from a ship in parallel with the ship, energy for navigation is required for the device to sail against the propulsion resistance of the device. The size of the energy for navigation and the energy recovered depends on various factors such as the navigation speed of the device, the magnitude of the tow wave, and the recovery efficiency. However, it can be seen from the development of ships that use wave energy to propel themselves that the recovered energy of this wave may be greater than the energy for navigation.

そして、船舶に固定型した波エネルギー回収装置の推進抵抗よりも、回収エネルギーを大きくできて、船舶で使用されるエネルギーの一部として利用できる場合があると考えられる。この場合は、曳波の低減効果だけでなく、造波抵抗の実質的な低減効果もあると考えられる。さらに、船舶の舷側に沿って流れる波から運動エネルギーを回収することで、舷側に沿って流れる水の流速を減少させることができるので、その部分の船体表面の摩擦抵抗を小さくできるという効果もある。 Then, it is conceivable that the recovery energy can be made larger than the propulsion resistance of the wave energy recovery device fixed to the ship, and can be used as part of the energy used in the ship. In this case, it is considered that there is not only the effect of reducing tow waves but also the substantial effect of reducing wave-making resistance. Furthermore, by recovering the kinetic energy from the waves flowing along the side of the ship, it is possible to reduce the flow velocity of the water flowing along the side of the ship. .

そして、この船舶用の波エネルギー回収装置で曳波の波エネルギーを回収する構成により、次のような利点がある。第1の利点は、船体没水部で発生している自由波(曳波、対象波)に対して、波エネルギーを回収するので、既存の船舶に対しても設けることができる点にある。第2の利点は、既に発生している波に対しての装置であるので、船体の船首部の形状に関わらず、言い換えれば、船首バルブの有無等に影響されずに、曳波の低減効果を発揮できる点にある。 The configuration for recovering the wave energy of tow waves with this ship wave energy recovery device has the following advantages. The first advantage is that wave energy is recovered from free waves (tug waves, target waves) generated in the submerged portion of the hull, so that it can be installed in existing ships as well. The second advantage is that it is a device for waves that have already been generated, so regardless of the shape of the bow of the hull, in other words, the effect of reducing tow waves is not affected by the presence or absence of bow valves. It is a point that can demonstrate

また、第3の利点は、水車等を曳波が存在する場所に配置できれば、それなりの波エネルギーを回収することができるので、模型試験や数値シミュレーションによる試験の数を減少でき、設計が容易となる点にある。第4の利点は、船体没水部の状態と船速の変化に対応して、波エネルギー回収装置の配置位置(前後位置、幅方向位置、上下位置、傾斜角度)、容量などを比較的容易に変更して、波エネルギーの回収効率を最適化できる点にある。 The third advantage is that if a water turbine or the like can be placed in a place where towed waves exist, a certain amount of wave energy can be recovered, so the number of model tests and numerical simulation tests can be reduced, making design easier. at the point of becoming The fourth advantage is that it is relatively easy to adjust the arrangement position (longitudinal position, width direction position, vertical position, inclination angle), capacity, etc. of the wave energy recovery device in response to changes in the state of the submerged portion of the hull and the speed of the ship. to optimize the wave energy recovery efficiency.

更に、上記の船舶用の波エネルギー回収システムにおいて、前記波エネルギー回収装置が、前記曳波の運動エネルギーの一部を回転運動エネルギーに変換する水車、又は、前記曳波の位置エネルギーの一部を回転運動エネルギーに変換する水車、又は、前記曳波の運動エネルギーの一部と位置エネルギーの一部の両方を回転運動エネルギーに変換する水車を備えているように構成する。 Further, in the wave energy recovery system for ships, the wave energy recovery device may include a water wheel converting part of the kinetic energy of the tow waves into rotational kinetic energy, or a part of the potential energy of the tow waves. It comprises a water wheel that converts into rotational kinetic energy or a water wheel that converts both part of the kinetic energy and part of the potential energy of said tug wave into rotational kinetic energy.

曳波の運動エネルギーに関しては、船舶と共に移動する船体固定座標系から見ると、曳波の山の部分では水粒子の速度が増速して、また、波の谷の部分では水粒子の速度が減速して、船体の舷側の外側を流れているので、この流れから波の運動エネルギーの一部を回収する。また、曳波の位置エネルギーに関しては、波の山の部分では平均水面より高くなり、波の谷の部分では平均水面より低くなるので、山の部分の水を平均水面又は谷の部分に流すことで、波の位置エネルギーの一部を回収できる。 Regarding the kinetic energy of a tug wave, when viewed from a hull-fixed coordinate system that moves with the ship, the velocity of water particles increases at the peaks of the tug wave, and the velocity of water particles increases at the troughs of the wave. As it slows down and flows outside the broadside of the hull, it recovers some of the wave's kinetic energy from this flow. In addition, regarding the potential energy of tow waves, the crests of the waves are higher than the average water surface, and the troughs are lower than the average water surface. can recover some of the wave's potential energy.

そして、上記の船舶用の波エネルギー回収システムにおいて、前記波エネルギー回収装置が、回転軸が波の流れの方向又は船舶の前後方向に配置される軸流型水車、回転軸が水平方向に配置される水平軸型水車、回転軸が鉛直方向に配置される垂直軸型水車のいずれかの水車を備えていると、従来技術における各水車の技術を利用して、曳波の波エネルギーの一部を回収できる。 In the above-described wave energy recovery system for ships, the wave energy recovery device is an axial flow type water turbine in which the rotating shaft is arranged in the direction of wave flow or in the longitudinal direction of the ship, and the rotating shaft is arranged in the horizontal direction. When equipped with either a horizontal axis type water turbine with a vertical axis of rotation or a vertical axis type water turbine with a vertical axis of rotation, using the technology of each turbine in the prior art, part of the wave energy of the tug wave can be recovered.

また、上記の船舶用の波エネルギー回収システムにおいて、前記波エネルギー回収装置が、前記水車を覆うダクト、又は、前記水車に水を導入する導水路を備えていると、波エネルギーの回収効率を向上させることができる。ここで「ダクト」とは、水車を囲う部材の長さが比較的短く、形状も比較的単純なものを言い、「導水路」とは、水車よりも前方から水車に水を導く水路であり、必ずしも水車を囲う必要はなく、「導水路」の後端は水車の前方の位置で終わっても、水車の後方の位置まで伸びていてもよい。 Further, in the wave energy recovery system for ships, if the wave energy recovery device includes a duct that covers the water turbine or a water conduit that introduces water to the water turbine, wave energy recovery efficiency is improved. can be made Here, "duct" refers to a member that encloses a water wheel and has a relatively short length and a relatively simple shape. , the waterwheel need not necessarily be enclosed, and the rear end of the "headrace" may end at a position in front of the waterwheel or may extend to a position behind the waterwheel.

また、上記の船舶において、前記波エネルギー回収装置の一部又は全部の船舶に対する位置又は縦傾斜の角度又は横傾斜の角度の少なくとも一つを変更する移動機構を備えていると、次のような効果を発揮できる。つまり、船舶で発生する曳波(自由波)の波長が船速の2乗に比例して変化するので、船体固定座標で見た場合に、船速の変化に伴って、曳波の山谷(位相)の位置が変化するが、この波の山谷の位置の変化に対して、波エネルギー回収装置の位置を移動したり傾斜角度を変化したりすることで、船速の変化に追従できるようになる。また、船舶の載荷状況に従って船体没水部の容積及び喫水の位置が変化し、また、船体没水部で発生する曳波の上下位置も変化するが、これらの変化に対して、波エネルギー回収装置の上下移動で対応できるようになる。 Further, in the above ship, if a movement mechanism is provided for changing at least one of the position of part or all of the wave energy recovery device with respect to the ship, the angle of vertical inclination, or the angle of horizontal inclination, the following can be achieved. can be effective. In other words, since the wavelength of the tow wave (free wave) generated by the ship changes in proportion to the square of the ship speed, when viewed from the hull-fixed coordinates, the ridges and valleys of the tow wave ( However, by moving the position of the wave energy recovery device or changing the inclination angle in response to the change in the position of the peaks and troughs of the waves, it is possible to follow the changes in the ship speed. Become. In addition, the volume and draft position of the submerged portion of the hull change according to the loading condition of the ship, and the vertical position of the tow wave generated in the submerged portion of the hull also changes. It can be handled by moving the device up and down.

上記の船舶用の波エネルギー回収システムにおいて、前記波エネルギー回収装置の一部又は全部が、前記船舶の船体内部又は上甲板又は前記上甲板より上方に収容する収容機構を備えていると、船舶の接岸作業や曳船による曳航作業等の際に、波エネルギー回収装置が邪魔にならないようにすることができる。 In the above wave energy recovery system for ships, if part or all of the wave energy recovery device is provided with a housing mechanism for housing inside the hull of the ship, on the upper deck, or above the upper deck, It is possible to prevent the wave energy recovery device from becoming an obstacle during berthing work, towing work by a tugboat, or the like.

上記の船舶用の波エネルギー回収システムにおいて、前記波エネルギー回収装置が、前記船舶により曳航されるように構成されていると、波エネルギー回収装置の移動操作及び収容作業を著しく簡便化でき、また、船舶用の波エネルギー回収システムを装備するための船舶側の取り付け構造等を単純化でき、取り付け作業も簡便化することができる。 In the wave energy recovery system for ships, when the wave energy recovery device is configured to be towed by the ship, the movement operation and storage work of the wave energy recovery device can be significantly simplified, and It is possible to simplify the mounting structure and the like on the ship side for equipping the ship with the wave energy recovery system, and to simplify the mounting work.

そして、上記の目的を達成するための船舶は、上記のいずれかの船舶用の波エネルギー回収システムを備えていることを特徴とする。この構成により、上記のそれぞれの船舶用の波エネルギー回収システムと同様の効果を発揮できる。 A ship for achieving the above object is characterized by comprising any one of the wave energy recovery systems for ships described above. With this configuration, it is possible to achieve the same effects as the wave energy recovery systems for ships described above.

上記の船舶において、少なくとも前進方向に航走しているときに、前記波エネルギー回収装置を、前記船体没水部の舷側の位置に、前記船体没水部の表面から離間して、又は、前記船体没水部の表面に接して配置するように構成すると、船首系波の曳波のある場所に、波エネルギー回収装置を配置することが容易にできるようになる。 In the above-mentioned ship, when the ship is sailing at least in the forward direction, the wave energy recovery device is placed on the side of the submerged portion of the hull, away from the surface of the submerged portion of the hull, or When configured to be placed in contact with the surface of the submerged portion of the hull, the wave energy recovery device can be easily placed where there is a bow wave tug.

船舶が単胴船の場合には、前記船体没水部の両舷の舷側に対を成して配置することが好ましく、双胴船においては、各胴船の外側の舷側に配置するだけでなく、胴船の間の水路に配置することで、回収できる波エネルギーの量を増やすことができる。多胴船においても、同様に、最も外側の胴船の外側の舷側に配置するだけでなく、各胴船の間の水路に配置することで、回収できる波エネルギーの量を増やすことができる。 When the ship is a monohull, it is preferable to arrange them in pairs on both sides of the submerged part of the hull. Instead, they can be placed in the channel between the hulls to increase the amount of wave energy that can be recovered. In multi-hulls, similarly, the amount of wave energy that can be recovered can be increased by placing them in the channel between each hull, rather than just on the outer side of the outermost hull.

また、上記の船舶において、前記曳波の一部又は全部を前記波エネルギー回収装置に導く誘導フィン又は誘導板で構成される誘導部材を備えていると、この導入部材により、曳波を波エネルギー回収装置に誘導することで、回収できる波エネルギーの量を大きくすることができる。 Further, in the above-mentioned ship, if a guiding member composed of guiding fins or guiding plates for guiding a part or all of the towed waves to the wave energy recovery device is provided, the guiding member converts the towed waves into wave energy. Directing to a recovery device can increase the amount of wave energy that can be recovered.

なお、ここで言う「誘導フィン」は船舶の上下方向に関しての流れを制御するための船舶の前後方向に関して比較的短い翼形状又は板形状の部材のことを言う。また、「誘導板」は、船舶の上下方向に関しての流れを制御するための船舶の前後方向に関して比較的長い板状の部材のことを言う。 The term "guiding fin" used herein refers to a wing-shaped or plate-shaped member relatively short in the longitudinal direction of the ship for controlling the flow in the vertical direction of the ship. Further, a "guiding plate" refers to a relatively long plate-like member in the longitudinal direction of the ship for controlling the flow in the vertical direction of the ship.

そして、上記の船舶において、前記船体没水部の後半部が、船舶の上下方向に関して、満載喫水線または計画喫水線より下側において、深さ方向の少なくとも50%の範囲において、連続的又は断続的に水線面形状の70%が対称翼の後半部の形状で形成されていると、言い換えれば、船体没水部の後半部の水線面形状の70%が対称翼の後半部の形状の70%と一致するように形成されていると、次のような効果を発揮できる。 In the above ship, the rear half of the submerged portion of the hull is below the full load line or the planned waterline in the vertical direction of the ship, continuously or intermittently in a range of at least 50% in the depth direction. When 70% of the water plane shape is formed by the shape of the rear half of the symmetrical wing, in other words, 70% of the water plane shape of the rear half of the submerged portion of the hull is 70% of the shape of the rear half of the symmetrical wing. %, the following effects can be exhibited.

この構成によれば、船体没水部の後半部の大半を対称翼の後半部の形状で形成するので、船尾側における流れを単純化でき、後方肩部及び船尾による波の発生を抑制できる。従って、船体没水部の後半部で発生する曳波舶全体としての曳波を大幅に減少することができる。 According to this configuration, most of the rear half of the submerged portion of the hull is formed in the shape of the rear half of the symmetrical wing, so the flow on the stern side can be simplified, and the generation of waves by the rear shoulder and stern can be suppressed. Therefore, it is possible to greatly reduce the tug wave generated in the rear half of the submerged portion of the hull as a whole tug wave.

そして、上記の目的を達成するための船舶の曳波低減方法は、少なくとも船舶が前進方向に航走しているときに、前記船舶の両舷側又は後方において、前記船舶の船体表面に離間又は接して配置された波エネルギー回収装置により、前記船舶の船体没水部が発生している曳波の波エネルギーの一部を回収することにより、前記船舶が発生する曳波の波エネルギーを低減することを特徴とする船舶の曳波低減方法である。 A method for reducing tug waves for a ship to achieve the above object is a method for reducing tug waves of a ship, at least when the ship is sailing in a forward direction, on both sides of the ship or behind the ship. reducing the wave energy of the tow waves generated by the ship by recovering a portion of the wave energy of the tow waves generated by the submerged portion of the hull of the ship, with wave energy recovery devices arranged A tow wave reduction method for a ship characterized by:

あるいは、上記の目的を達成するための船舶の曳波低減方法は、上記のいずれかの船舶用の波エネルギー回収システムを用いて、前記船舶の曳波の波エネルギーを低減することを特徴とする船舶の曳波低減方法である。 Alternatively, a ship tug wave reduction method for achieving the above object is characterized by reducing the wave energy of the ship tug wave using any of the wave energy recovery systems for ships described above. A tow wave reduction method for ships.

これらの船舶の曳波低減方法によれば、船舶の船体没水部で発生する曳波の波エネルギーを回収することにより、船舶から外側に伝搬して行く曳波の波エネルギーを低減することができる。 According to these ship tug wave reduction methods, by recovering the wave energy of the tug wave generated in the submerged portion of the hull of the ship, it is possible to reduce the wave energy of the tug wave propagating outward from the ship. can.

そして、上記の目的を達成するための船舶の改造方法は、上記のいずれかの船舶用の波エネルギー回収システムを既存の船舶に追加して設けることを特徴とする船舶の改造方法である。この方法によれば、上記のそれぞれの船舶の曳波低減方法と同様な効果を発揮できる。 A method of modifying a ship for achieving the above object is a method of modifying a ship, characterized in that any one of the ship wave energy recovery systems described above is added to an existing ship. According to this method, the same effects as those of the methods for reducing tow waves for ships described above can be exhibited.

本発明の船舶用の波エネルギー回収システム、船舶、及び、船舶の曳波低減方法等によれば、船首部の形状を含めた船体の形状に関わらず、船体没水部が発生する曳波に対して、曳波の波エネルギーの一部を回収することにより、曳波の波エネルギーの低減効果を得ることができる。 According to the wave energy recovery system for a ship, the ship, the tow wave reduction method for a ship, etc. of the present invention, regardless of the shape of the hull including the shape of the bow, the tow wave generated by the submerged portion of the hull can be On the other hand, by recovering part of the wave energy of the tow waves, the effect of reducing the wave energy of the tow waves can be obtained.

図1は本発明の実施の形態の波エネルギー回収システムの構成を例示するシステム構成図である。FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating the configuration of a wave energy recovery system according to an embodiment of the present invention. 図2は本発明の第1の実施の形態の波エネルギー回収システムの第1例(軸流型水車)と、この波エネルギー回収システムを備えた船舶の船首側の部分を模式的に例示する図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た正面図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a first example (axial flow turbine) of the wave energy recovery system according to the first embodiment of the present invention and a bow side portion of a ship equipped with this wave energy recovery system. (a) is a side view seen from the starboard side, (b) is a bottom view seen from the ship bottom side, and (c) is a front view seen from the front. 図3は図2の一部を拡大した船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。Fig. 3 is a schematic view of the vicinity of the bow, enlarging a part of Fig. 2, (a) is a side view seen from the starboard side, (b) is a bottom view seen from the bottom side, and (c) It is a front view of the port side seen from the front. 図4は本発明の第1の実施の形態の波エネルギー回収システムの第2例(ダクト付き軸流型水車)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 4 is a schematic view of the vicinity of the bow of a vessel equipped with the second example (axial flow turbine with duct) of the wave energy recovery system according to the first embodiment of the present invention, and (a) is viewed from the starboard side. It is a side view seen, (b) is a bottom view seen from the ship's bottom side, and (c) is a front view seen from the port side seen from the front. 図5は本発明の第1の実施の形態の波エネルギー回収システムの第3例(水平軸型水車)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 5 is a schematic diagram of the vicinity of the bow of a ship equipped with a third example (horizontal axis type water turbine) of the wave energy recovery system according to the first embodiment of the present invention, and (a) is a view from the starboard side. It is a side view, (b) is a bottom view seen from the bottom side of the ship, and (c) is a front view of the port side seen from the front. 図6は本発明の第1の実施の形態の波エネルギー回収システムの第4例(垂直軸型水車)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 6 is a schematic diagram of the vicinity of the bow of a vessel equipped with the fourth example (vertical axis type water turbine) of the wave energy recovery system according to the first embodiment of the present invention, and (a) is seen from the starboard side. It is a side view, (b) is a bottom view seen from the bottom side of the ship, and (c) is a front view of the port side seen from the front. 図7は本発明の第2の実施の形態の波エネルギー回収システムの第1例(簡易型導水路)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 7 is a schematic diagram of the vicinity of the bow of a ship equipped with the first example (simplified water conduit) of the wave energy recovery system according to the second embodiment of the present invention, and (a) is viewed from the starboard side. It is a side view, (b) is a bottom view seen from the bottom side of the ship, and (c) is a front view of the port side seen from the front. 図8は本発明の第2の実施の形態の波エネルギー回収システムの第2例(垂直水路に水車を配置)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 8 is a schematic view of the vicinity of the bow of a ship equipped with a second example of the wave energy recovery system according to the second embodiment of the present invention (a water turbine is arranged in a vertical channel), and (a) is from the starboard side. It is a side view seen, (b) is a bottom view seen from the ship's bottom side, and (c) is a front view seen from the port side seen from the front. 図9は本発明の第2の実施の形態の波エネルギー回収システムの第3例(水平排水路に水車を配置)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 9 is a schematic diagram of the vicinity of the bow of a vessel equipped with a third example of the wave energy recovery system according to the second embodiment of the present invention (a water turbine is arranged in a horizontal drainage channel), and (a) is the starboard side. (b) is a bottom view seen from the bottom side of the ship, and (c) is a front view of the port side seen from the front. 図10は本発明の第2の実施の形態の波エネルギー回収システムの第4例(傾斜水路に水車を配置)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 10 is a schematic view of the vicinity of the bow of a vessel equipped with a fourth example of the wave energy recovery system according to the second embodiment of the present invention (a water turbine is arranged in an inclined channel), and (a) is from the starboard side. It is a side view seen, (b) is a bottom view seen from the ship's bottom side, and (c) is a front view seen from the port side seen from the front. 図11は本発明の第2の実施の形態の波エネルギー回収システムの第5例(サイホン型水路に水車を配置)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 11 is a schematic diagram of the vicinity of the bow of a vessel equipped with a fifth example of the wave energy recovery system according to the second embodiment of the present invention (with a water turbine arranged in a siphon-type channel). (b) is a bottom view seen from the bottom side of the ship, and (c) is a front view of the port side seen from the front. 図12は本発明の第3の実施の形態の波エネルギー回収システムの第1例(導水路外の水車と内部の水車)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 12 is a schematic diagram of the vicinity of the bow of a vessel equipped with the first example of the wave energy recovery system according to the third embodiment of the present invention (the water turbine outside the headrace and the water turbine inside the headrace); It is a side view seen from the starboard side, (b) is a bottom view seen from the ship bottom side, and (c) is a front view seen from the port side seen from the front. 図13は本発明の第3の実施の形態の波エネルギー回収システムの第2例(導水路内の2つの水車)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 13 is a schematic diagram of the vicinity of the bow of a vessel equipped with a second example of the wave energy recovery system (two water turbines in the water conduit) according to the third embodiment of the present invention, (a) being the starboard side. (b) is a bottom view seen from the bottom side of the ship, and (c) is a front view of the port side seen from the front. 図14は本発明の第3の実施の形態の波エネルギー回収システムの第3例(傾斜水路内の一つの水車)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 14 is a schematic diagram of the vicinity of the bow of a vessel equipped with a third example of the wave energy recovery system according to the third embodiment of the present invention (one water turbine in an inclined channel), (a) being the starboard side. (b) is a bottom view seen from the bottom side of the ship, and (c) is a front view of the port side seen from the front. 図15は回動方式の波エネルギー回収装置の収容機構を説明するための横断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining the accommodation mechanism of the rotating type wave energy recovery device. 図16は転倒方式の波エネルギー回収装置の収容機構を説明するための横断面図で、舷側の凹部との間の移動を示す図である。FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining the accommodation mechanism of the overturning type wave energy recovery device, and is a view showing movement between the concave portion on the side of the ship. 図17は転倒方式の波エネルギー回収装置の収容機構の他の例を説明するための横断面図で、上甲板の上と間の移動を示す図である。FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining another example of the accommodation mechanism of the overturning type wave energy recovery device, and is a view showing movement between upper decks. 図18は伸縮方式の波エネルギー回収装置の収容機構を説明するための横断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining the housing mechanism of the telescopic type wave energy recovery device. 図19は昇降方式の波エネルギー回収装置の収容機構を説明するための横断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view for explaining the housing mechanism of the lifting type wave energy recovery device. 図20は曳航式の波エネルギー回収装置の構成を示す模式的な図で、(a)は側面図で、(b)は平面図で、(c)は底面図で、(d)は正面図である。FIG. 20 is a schematic diagram showing the configuration of a towed wave energy recovery device, where (a) is a side view, (b) is a plan view, (c) is a bottom view, and (d) is a front view. is. 図21は図20の曳航式の波エネルギー回収装置を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。Fig. 21 is a schematic diagram of the vicinity of the bow of a ship equipped with the tow-type wave energy recovery device of Fig. 20, (a) is a side view seen from the starboard side, and (b) is a bottom view seen from the bottom side of the ship. In the figure, (c) is a front view of the port side seen from the front. 図22は第1の実施の形態の船舶を示す図で、波エネルギー回収システムを配置した船舶を模式的に示す平面図である。FIG. 22 is a diagram showing the ship of the first embodiment, and is a plan view schematically showing the ship in which the wave energy recovery system is arranged. 図23は第2の実施の形態の船舶を示す図で、(a)は船体没水部の後半部を翼型形状で形成すると共に、波エネルギー回収システムを配置した船舶を模式的に示す図で,(b)は、「NACA0020翼」の翼型形状を示す図である。23A and 23B are diagrams showing a ship according to the second embodiment, and FIG. 23A schematically shows a ship in which the rear half of the submerged portion of the hull is formed in an airfoil shape and a wave energy recovery system is arranged. and (b) is a diagram showing the airfoil shape of the "NACA0020 airfoil". 図24は船舶の船首波系波に対する波エネルギー回収装置の配置位置と波パターンとの比較の一例を模式的に示す平面図である。FIG. 24 is a plan view schematically showing an example of comparison between the arrangement position of the wave energy recovery device and the wave pattern with respect to bow wave system waves of a ship. 図25は船舶の船尾波系波に対する波エネルギー回収装置の配置位置と波パターンとの比較の一例を模式的に示す平面図である。FIG. 25 is a plan view schematically showing an example of comparison between the arrangement position of the wave energy recovery device and the wave pattern with respect to the stern wave of the ship. 図26は誘導フィンを備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 26 is a schematic diagram of the vicinity of the bow of a ship equipped with guide fins, (a) is a side view seen from the starboard side, (b) is a bottom view seen from the bottom side, and (c) is a front view. 1 is a front view of the port side as seen from the . 図27は誘導板(幅方向)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 27 is a schematic diagram of the vicinity of the bow of a ship equipped with a guide plate (in the width direction), (a) is a side view seen from the starboard side, (b) is a bottom view seen from the bottom side, ( c) is a front view of the port side seen from the front. 図28は誘導フィンと誘導板(幅方向)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。Fig. 28 is a schematic diagram of the vicinity of the bow of a ship equipped with guide fins and guide plates (in the width direction), (a) is a side view seen from the starboard side, and (b) is a bottom view seen from the bottom side of the ship. and (c) is a front view of the port side as seen from the front. 図29は誘導フィン(端板付き)と誘導板(上下方向)を備えた船舶の船首近傍の模式的な図で、(a)は右舷側から見た側面図で、(b)は船底側から見た底面図で、(c)は前方から見た左舷側の正面図である。FIG. 29 is a schematic diagram of the vicinity of the bow of a ship equipped with guide fins (with end plates) and guide plates (in the vertical direction), (a) is a side view seen from the starboard side, and (b) is a bottom side view. (c) is a front view of the port side as seen from the front. 図30はケルビン波の波パターンを説明するための平面図である。FIG. 30 is a plan view for explaining the wave pattern of Kelvin waves. 図31は航行速度12ノットのケルビン波の波パターンの大きさとVLCC、高速コンテナ船、護衛艦の大きさを模式的に例示する平面図である。FIG. 31 is a plan view schematically illustrating the size of a Kelvin wave pattern at a sailing speed of 12 knots and the size of a VLCC, a high-speed container ship, and an escort ship. 図32はVLCCにおける航行速度15.5ノットのケルビン波の波パターンの大きさとVLCCの大きさを模式的に例示する平面図である。FIG. 32 is a plan view schematically illustrating the magnitude of the wave pattern of Kelvin waves at a cruising speed of 15.5 knots in the VLCC and the magnitude of the VLCC. 図33は高速コンテナ船における航行速度23.5ノットのケルビン波の波パターンの大きさと高速コンテナ船の大きさを模式的に例示する平面図である。FIG. 33 is a plan view schematically illustrating the size of a Kelvin wave pattern of a high-speed container ship at a sailing speed of 23.5 knots and the size of the high-speed container ship. 図34は護衛艦における航行速度30ノットのケルビン波の波パターンの大きさと護衛艦の大きさを模式的に例示する平面図である。FIG. 34 is a plan view schematically illustrating the size of the wave pattern of Kelvin waves at a cruise speed of 30 knots on an escort ship and the size of the escort ship.

〔イントロ及び図の概説〕以下、図面を参照して本発明に係る、船舶用の波エネルギー回収システム、船舶、船舶の曳波低減方法、船舶の改造方法の実施の形態について説明する。 [Intro and General Description of the Figures] Hereinafter, embodiments of a wave energy recovery system for a ship, a ship, a method for reducing tow waves for a ship, and a method for modifying a ship according to the present invention will be described with reference to the drawings.

最初に図面について説明する。図1は、波エネルギー回収システムの構成を例示するシステム構成図で、図2~図14は、波エネルギー回収装置20の実施の形態を示す図である。より詳細には、図2~図6は、運動エネルギーを回収する第1の実施の形態の波エネルギー回収装置20Aに関する図であり、図7~図11は、位置エネルギーを回収する第2の実施の形態の波エネルギー回収装置20Bに関する図であり、図12~図14は、運動エネルギーと位置エネルギーの両方を回収する第3の実施の形態の波エネルギー回収装置20Cに関する図である。 First, the drawings will be described. FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating the configuration of a wave energy recovery system, and FIGS. More particularly, FIGS. 2-6 are diagrams of a first embodiment wave energy recovery device 20A for recovering kinetic energy, and FIGS. 7-11 are for a second embodiment of recovering potential energy. FIG. 12 to FIG. 14 are diagrams for a wave energy recovery device 20B in the form of , and FIGS. 12 to 14 are diagrams for a wave energy recovery device 20C in a third embodiment that recovers both kinetic energy and potential energy.

また、図15~図21は、波エネルギー回収装置の収容機構に関する図である。また、図22~図25は、第1及び第2の実施の形態の波エネルギー回収システムを装備した船舶に関する図である。また、図26~図29は船舶1に装備される誘導部材5に関する図である。そして、図30~図34は、波パターンと船舶の航行速度に関する図である。 15 to 21 are diagrams relating to the housing mechanism of the wave energy recovery device. 22 to 25 are diagrams relating to ships equipped with the wave energy recovery systems of the first and second embodiments. 26 to 29 are diagrams relating to the guide member 5 installed on the ship 1. FIG. 30 to 34 are diagrams relating to the wave pattern and the sailing speed of the ship.

なお、ここで示す図面は本発明を説明するための概略図であり、必ずしも正確な寸法の比率で示されているものでもなく、また、必ずしも正確な位置を示しているものでもない。なお、符号「Lc」は船体中央断面を示す船体中央線であり、平面図と底面図、正面線図と背面図などでも同じ符号「Lc」を用いている。 It should be noted that the drawings shown here are schematic diagrams for explaining the present invention, and are not necessarily shown in exact dimensional proportions, nor do they necessarily show exact positions. The symbol "Lc" is the hull center line indicating the hull center cross section, and the same symbol "Lc" is used in the plan view, the bottom view, the front view, the rear view, and the like.

〔用語の定義〕以下の説明に先立って、ここで用いる座標系と各用語(「船体没水部」、「曳波」、「曳波発生源」)について定義または説明をしておく。 [Definition of terms] Prior to the following description, the coordinate system and terms used here ("submerged portion of hull", "tow", and "source of tug") will be defined or explained.

まず、座標系として、船舶に固定した直交座標系として右手系のX-Y-Z座標系(船舶と共に移動する移動座標系)を採用し、X方向を「船舶の前後方向(以下、略して「前後方向」と言う)」とし、Y方向を「船舶の幅方向(以下、略して「幅方向」と言う)」とし、Z方向を「船舶の上下方向(以下、略して「上下方向」と言う)」とする。なお、ここでは方向を明確にするための補助として座標系を用いているので、座標系の原点は特に固定して論じる必要はないが、説明を簡略化するために座標系の原点を船舶1の重心位置としている。また、船舶が直進しているときには、船舶の前進方向は、船舶の前後方向のX方向と一致しているので、ここでは、「前進方向」の符号も「X」で示すこととする。 First, as a coordinate system, a right-handed XYZ coordinate system (a moving coordinate system that moves with the ship) is adopted as an orthogonal coordinate system fixed to the ship, and the X direction is defined as the "forward and backward direction of the ship (hereinafter abbreviated The Y direction is defined as the "width direction of the ship (hereinafter abbreviated as the 'width direction')", and the Z direction is defined as the 'vertical direction of the ship (hereinafter abbreviated as the 'vertical direction'). say)”. Since the coordinate system is used here as an aid to clarify the direction, it is not necessary to fix the origin of the coordinate system. is the center of gravity of Also, when the ship is traveling straight ahead, the forward direction of the ship coincides with the X direction in the longitudinal direction of the ship.

「船体没水部(2)」は、対象とする船舶が、「対象条件(Ct)=対象とする載荷状態(St)と対象とする航行速度(Vst)」で航走しているときに没水している船体の部分のことと定義する。また、ここでは、船体没水部が航行しているときに発生する自由波を「曳波(Aw)」と定義する。 "Hull submerged part (2)" is when the target ship is sailing under "target condition (Ct) = target loading condition (St) and target sailing speed (Vst)" Defined as the part of the hull that is submerged. Also, here, a free wave generated when the submerged portion of the hull is sailing is defined as a tug wave (Aw).

また、船体没水部では曳波を発生するが、この船体没水部は巨視的には点源で表現できるにしても、局所的には立体的な空間を占有する具体的な物体である。一方、「曳波発生源(Awp)」は、船体没水部が発生する波のパターンの包絡線の交点、言い換えれば、波パターンの扇形の要に相当する頂点のこととして定義するものであり、仮想の波発生源である。 In addition, tug waves are generated in the submerged part of the hull, but even if this submerged part of the hull can be represented macroscopically as a point source, locally it is a concrete object that occupies a three-dimensional space. . On the other hand, the "source of tug wave (Awp)" is defined as the intersection point of the envelope of the wave pattern generated by the submerged portion of the hull, in other words, the vertex corresponding to the corner of the wave pattern sector. , is a virtual wave source.

一般的に、船体没水部の先端位置と曳波発生源の位置は一致しない。しかしながら、この曳波発生源の位置は、船舶の模型船の水槽試験等で得られる対象波の波パターンから求められる。通常は、船体没水部の先端の位置よりも曳波発生源の位置が前方になる。 Generally, the position of the tip of the submerged part of the hull and the position of the tug wave generation source do not match. However, the position of the tug wave generation source can be obtained from the wave pattern of the target wave obtained in a water tank test of a model ship. Normally, the position of the tow wave generation source is ahead of the position of the tip of the submerged portion of the hull.

〔本発明の目的〕そして、本発明が対象とする船舶に関しては、本発明では船舶から発生する曳波の波エネルギーを低減することを第1の目的としているので、大型タンカーや大型鉱石運搬船などの比較的低速の船舶等の排水量型の船舶だけでなく、コンテナ船や大型フェリーや艦艇等の比較的高速の船舶や、その他の水中翼型の船舶や滑走型の船舶も対象となる。また、単胴船だけでなく、双胴船や三胴船等の多胴船等にも適用できる。 [Object of the present invention] As for the ships to which the present invention is applied, the primary object of the present invention is to reduce the wave energy of the tow waves generated from the ships. Not only displacement type vessels such as relatively low speed vessels, but also relatively high speed vessels such as container ships, large ferries and naval vessels, and other hydrofoil and planing vessels. Moreover, it can be applied not only to monohulls but also to multihulls such as catamarans and trimarans.

また、本発明は、船舶に船舶用の波エネルギー回収の機能を加えることで、曳波の波エネルギーの一部を推進エネルギーとして利用して、造波抵抗の低減の実質的な効果を得ることを第2の目的としている。この船舶用の波エネルギー回収システムは、船舶の造波により、既に発生している曳波に対するシステムであるので新造船や既存船等に関係なく使用できる。 In addition, the present invention can obtain a substantial effect of reducing wave-making resistance by adding a wave energy recovery function for ships to a ship, using part of the wave energy of tow waves as propulsion energy. is the second purpose. This wave energy recovery system for ships is a system for tug waves that have already been generated by ship building, so it can be used regardless of new ships or existing ships.

〔本発明が対象とする曳波〕次に、本発明が対象とする曳波について説明する。船舶は一般的には、前後の細長く形成され、船首部と船体中央平行部と船尾部で形成されている。船体没水部で発生する波は、船体断面積が急激に変化する部分、特に、船首、船首部から船体中央平行部に移行する船首肩部、船首部から船体中央平行部から船尾に移行する船尾肩部、船尾の4か所の部分で発生する波の影響が大きく、これらの波が合成された複雑な波系を発生している。なお、船首部と船尾部で発生する波に比べて、前方肩部と後方肩部で発生する波は比較的小さいとされている。 [Tail wave targeted by the present invention] Next, the tow wave targeted by the present invention will be described. A ship is generally elongated fore and aft, and is formed by a bow, a center parallel portion of the hull, and a stern. Waves generated in the submerged part of the hull are those in which the cross-sectional area of the hull changes rapidly, especially the bow, the shoulder where the bow transitions from the bow to the mid-parallel part of the hull, and the bow from the mid-parallel part to the stern. Waves generated in the four parts of the stern shoulder and stern have a large influence, and a complex wave system is generated by synthesizing these waves. It should be noted that the waves generated at the forward and aft shoulders are said to be relatively smaller than the waves generated at the bow and stern.

これらの波系の一部が曳波(自由波)となり外部に伝搬することにより、船舶の航走に伴うエネルギー損失が起こり、造波抵抗と呼ばれる抵抗成分の主要部分となる。これらの波のうちで、本発明が対象とする曳波は、通常は、船体没水部の前半部で発生する船首系波の曳波であるが、波エネルギー回収装置の配置の位置の工夫次第では、船体没水部の後半部で発生する船尾系波も含んだ船体没水部の全体で発生する曳波を対象にできる。なお、船首では、自由波による造波抵抗の他にも、砕波等の局所波による抵抗、スプレー抵抗等の抵抗成分があるが、波の導水路を適切に配設することで、これらの抵抗も減少できる可能性もある。 A portion of these wave systems becomes tug waves (free waves) and propagates to the outside, causing energy loss as the ship sails, and becomes a major part of the resistance component called wave-making resistance. Of these waves, the tug wave targeted by the present invention is usually the tug wave of the bow system generated in the front half of the submerged part of the hull. Depending on the situation, tug waves generated in the entire submerged hull including stern waves generated in the latter half of the submerged hull can be targeted. At the bow, in addition to wave-making resistance due to free waves, there are resistance components such as resistance due to local waves such as breaking waves and spray resistance. may also decrease.

次に、図30を参照しながら、より詳細に説明する。なお、実際には、船体の排除効果、粘性の影響、局所波の存在が波の発生と伝搬に影響を与えるので、船舶で発生する曳波の曳波発生源Awpの波パターンは、実際には、ケルビン波の波パターンからずれるが、ここでは、説明を簡単にするために、これらの影響を考えずに、説明を進める。つまり、ここでは、説明を容易とするために、単純なケルビン波の波パターンで説明する。なお、実際の波パターンは、理論的なケルビン波の波パターンからずれるが、局所波の影響を入れた非線形ケルビン波の計算値は、実測の「八の字波」とよく合っているとの報告もある。 A more detailed description will now be given with reference to FIG. In practice, the wave pattern of the tug wave source Awp of the tug wave generated by the ship is actually deviates from the wave pattern of Kelvin waves, but for simplicity of explanation, we will proceed without considering these effects. That is, here, for ease of explanation, the wave pattern of a simple Kelvin wave will be explained. Although the actual wave pattern deviates from the theoretical Kelvin wave pattern, the calculated value of the nonlinear Kelvin wave including the influence of the local wave agrees well with the measured "figure eight wave". There are also reports.

なお、図30で図示している波パターンは、単純なケルビン波の波パターンを模しているつもりではあるが、必ずしも、正確な理論的なケルビン波の波パターンとはなっていない。また、曳波発生源Awpが進行速度Vaで進行しているときに、曳波発生源Awpに固定した座標系から見ると、流入する水の速度Vwによって波が曳波発生源Awpの後方に流れて去っていくことになる。 Although the wave pattern illustrated in FIG. 30 is meant to imitate a simple Kelvin wave pattern, it is not necessarily an accurate theoretical Kelvin wave pattern. Further, when the tug wave generation source Awp is traveling at the traveling speed Va, when viewed from the coordinate system fixed to the tug wave generation source Awp, the wave moves behind the tug wave generation source Awp due to the velocity Vw of the inflowing water. It will flow away.

図30に示すように、この曳波発生源Awpの外側に伝搬して行く曳波(自由波)Awは、曳波発生源Awpの進行速度Vaと曳波Awの伝搬速度との関係で、ケルビン波の波パターンの扇形の内側で伝搬していく。そして、曳波発生源Awpの進行方向からθの角度だけ逸れた方向に伝搬する波のことを素成波Aw(θ)という。この素成波Aw(θ)の波長Lw(θ)は一定で規則正しい配列の位相面を持っている。 As shown in FIG. 30, the tug wave (free wave) Aw propagating to the outside of the tug wave generation source Awp has the following relationship between the traveling velocity Va of the tug wave generation source Awp and the propagation velocity of the tug wave Aw. It propagates inside the sector of the Kelvin wave pattern. A wave propagating in a direction deviating from the traveling direction of the tug wave generation source Awp by an angle of θ is called an elementary wave Aw(θ). The wavelength Lw(.theta.) of this elementary wave Aw(.theta.) has a constant and regularly arranged phase front.

この素成波Aw(θ)の波長Lw(θ)に関しては、浅水域や狭水域でない場合は、曳波発生源Awpの進行方向Lacとなす角度θの方向に進む波の波長Lw(θ)は、曳波発生源Awpの進行速度をVa(m/s)とするとき、「Lw(θ)=2π/g×Va×cosθ=0.64×Va×cosθ」(m)となる。ここで、「g」は重力の加速度(9.8m/s)である。 Regarding the wavelength Lw(θ) of the elementary wave Aw(θ), if the water area is not shallow or narrow, the wavelength Lw(θ) is "Lw (θ)=2π/g×Va 2 ×cos 2 θ=0.64×Va 2 ×cos 2 θ" ( m). Here, “g” is the acceleration of gravity (9.8 m/s 2 ).

この曳波の素成波Aw(θ)は伝搬方向θで区別すると、縦波Awcと横波Awdになる。縦波Awcは「拡散波」、「発散波」等と呼ばれ、曳波発生源(航跡源等)Awpからは斜め前方向や横方向(θ≧約35度:理論的には35度16分)に伝搬する波であるが、曳波発生源Awpが前方に移動していくため、曳波発生源Awpに固定された座標系で見ると斜め後方向に広がっていく波となる。一方、横波Awdは、曳波発生源Awpの後方向(θ≦約35度:理論的には35度16分)に伝搬する波で、曳波発生源Awpの経路(Lac)上に中心を持つ円弧状の波となり、この横波Awdから曳波発生源Awpまでの距離は円弧の半径に等しくなる。 The elemental wave Aw(θ) of this tug wave is divided into a longitudinal wave Awc and a transverse wave Awd when distinguished by the propagation direction θ. Longitudinal wave Awc is called "diffusion wave", "divergent wave", etc., and from tug wave generation source (wake source, etc.) Awp, diagonally forward or lateral direction (θ ≧ about 35 degrees: theoretically 35 degrees 16 However, since the tug wave generation source Awp moves forward, the wave spreads obliquely backward when viewed in a coordinate system fixed to the tug wave generation source Awp. On the other hand, the transverse wave Awd is a wave that propagates in the backward direction (θ≦approximately 35 degrees: theoretically 35 degrees 16 minutes) of the tug wave generation source Awp, and the center is on the path (Lac) of the tug wave generation source Awp. The distance from this transverse wave Awd to the tug wave generation source Awp is equal to the radius of the arc.

この縦波Awcの山と横波Awdの山が交わる頂点をカスプと言い、この最も外側のカスプPac(i:i=1,2,3・・・)が連なるライン(カスプライン)Lapは、線形理論的には、曳波発生源Awpの進行速度Vaに関係なく、曳波発生源Awpを頂点とする船首方向から各舷側の側にθc(約20度:理論的には19度28分)で開いた直線Lapとなる。このカスプラインLapは曳波発生源Awpで発生する曳波Awの最前端の稜線となり、曳波Awは、この2つのカスプラインLapより後方の扇型の範囲内に伝搬され、この扇形の範囲外に出ることはない。 The vertex where the crest of the longitudinal wave Awc and the crest of the transverse wave Awd intersect is called a cusp, and the line (cusp line) Lap connecting the outermost cusp Pac (i: i=1, 2, 3 . . . ) is linear. Theoretically, θc (approximately 20 degrees: theoretically 19 degrees 28 minutes) on each side from the bow direction with the tow wave generation source Awp at the top, regardless of the traveling speed Va of the tow wave generation source Awp. A straight line Lap opened at . This cuspline Lap is the foremost ridgeline of the towed wave Aw generated by the towed wave generation source Awp, and the towed wave Aw is propagated within a fan-shaped range behind the two cusplines Lap. I never go outside.

そして、曳波の素成波Aw(θ)の山谷が合成されて作られる波パターンは一定の波パターンを形成する。この素成波Aw(θ)の集合である曳波Awの山谷の位置は、進行速度Vaの2乗で変化する。一方、曳波Awの山谷の振幅の大きさは、曳波発生源Awpの特性(例えば、船体没水部の形状)によって、伝搬方向θへの曳波Awの伝搬エネルギーの分布が異なるため場所によって異なる。そのため、進行速度Vaが同じでも、曳波発生源Awpの特性に従って、それぞれの波パターンを形成する。つまり、波パターンは、曳波発生源Awpの特性、言い換えれば船舶の船体没水部の形状に従って異なる。 A wave pattern formed by synthesizing peaks and valleys of the elemental wave Aw(θ) of the tug wave forms a constant wave pattern. The positions of peaks and troughs of the tug wave Aw, which is a set of the elementary waves Aw(θ), change with the square of the traveling speed Va. On the other hand, the magnitude of the amplitude of peaks and valleys of the tow wave Aw depends on the characteristics of the tow wave generation source Awp (for example, the shape of the submerged portion of the hull). Varies depending on Therefore, even if the traveling speed Va is the same, each wave pattern is formed according to the characteristic of the tug wave generation source Awp. That is, the wave pattern differs according to the characteristics of the towing wave source Awp, in other words, the shape of the submerged portion of the ship's hull.

〔波の影響が及ぶ水深〕次に、曳波Awの影響が及ぶ水深について検討する。静止座標系で考えると、波の水粒子の動きは、水深に応じて指数関数的に減衰して、波長の半分よりも深くなると、水粒子の動きは水面の約4%になる。また、波のエネルギーは、水粒子の速度の2乗に比例するので、波長の0.2倍の水深で約8%となり、波長の0.37倍の水深で約1%となる。そこで、仮にではあるが、ここでは、吸収対象の波エネルギーの運動エネルギーの回収の対象範囲として、水面から波長の0.2倍の水深までの範囲を考えて、この水深を対象水深Deとする。 [Water Depth Affected by Waves] Next, the depth of water affected by the tow waves Aw will be examined. Considered in a stationary coordinate system, the motion of water particles in waves decays exponentially with water depth, and at depths greater than half the wavelength, the motion of water particles is about 4% of the water surface. Also, since the wave energy is proportional to the square of the velocity of water particles, it is about 8% at a depth of 0.2 times the wavelength and about 1% at a depth of 0.37 times the wavelength. Therefore, tentatively, here, as a target range for recovering the kinetic energy of the wave energy to be absorbed, a range from the water surface to a water depth 0.2 times the wavelength is considered, and this water depth is defined as the target water depth De. .

ここで、東京湾の浦賀水道航路など航行する際の曳波対策としての実用化について考えてみる。これらの航路では、12ノット(約6.17[m/s])以下で航行することになっているので、波長Lw0=Lw(0°)=24.4m以下、対象水深De=4.88m以下となる。 Here, let's consider practical application as a countermeasure against tow waves when navigating such as the Uraga Suido route in Tokyo Bay. Since these routes are supposed to navigate at 12 knots (approximately 6.17 [m/s]) or less, wavelength Lw0 = Lw (0°) = 24.4 m or less, target water depth De = 4.88 m It is as follows.

参考までに、マラッカマックスと呼ばれる肥大タンカー船と、23,000TEU型と呼ばれる高速コンテナ船と、DDG179と呼ばれる護衛艦について検討してみる。 For reference, consider an oversized tanker called Malaccamax, a high-speed container ship called 23,000 TEU class, and an escort ship called DDG179.

この肥大タンカー船の諸元は、載荷重量トンが30万トンで、船長(Lt)が333m、幅(Btが)60m、満載吃水(dc)が20.5m、航行速度(Vs)が15.5ノット(約8.0[m/s])、主機関出力が27,020kWである。この大型タンカー船では、航行速度Vstが15.5ノット(約8.0[m/s])で、波長Lw0が40.1m、対象水深Deが8.02mとなる。 The specifications of this enlarged tanker ship are 300,000 tons deadweight, 333m length (Lt), 60m width (Bt), 20.5m full draft (dc), and 15.5m sailing speed (Vs). 5 knots (approximately 8.0 [m/s]) and the main engine output is 27,020 kW. In this large tanker ship, the sailing speed Vst is 15.5 knots (approximately 8.0 [m/s]), the wavelength Lw0 is 40.1 m, and the target water depth De is 8.02 m.

また、この高速コンテナ船の諸元は、載荷重量トン22.5万トンで、船長(Lc)が400m、幅(Bc)が61.5m、満載吃水(dc)が16.4m、航行速度(Vs)が23.5ノット(約12.1[m/s])、主機関出力が60,000kWである。この高速コンテナ船では航行速度Vstが23.5ノット(約12.1[m/s])で、波長Lw0が93.7m、対象水深Deが18.72mとなる。 The specifications of this high-speed container ship are 225,000 tons deadweight, length (Lc) of 400m, width (Bc) of 61.5m, full draft (dc) of 16.4m, and sailing speed ( Vs) is 23.5 knots (approximately 12.1 [m/s]), and the main engine output is 60,000 kW. In this high-speed container ship, the cruising speed Vst is 23.5 knots (about 12.1 [m/s]), the wavelength Lw0 is 93.7 m, and the target water depth De is 18.72 m.

そして、この護衛艦の諸元は、標準排水量トンが8200トンで、船長(Ld)が170m、幅(Bd)が21m、喫水(dd)が6.2m、航行速度(Vsが)約30ノット(約15.4[m/s])である。この護衛艦では、航行速度Vstが約30ノット(約15.4[m/s])で、Lw0が151.8m、対象水深Deが30.36mとなる。 The specifications of this escort ship are 8200 tons of standard displacement tons, 170m of length (Ld), 21m of width (Bd), 6.2m of draft (dd), and 30 knots of sailing speed (Vs). about 15.4 [m/s]). In this destroyer, the navigation speed Vst is approximately 30 knots (approximately 15.4 [m/s]), Lw0 is 151.8 m, and the target water depth De is 30.36 m.

従って、肥大タンカー船では満載喫水(dc)が20.5m、高速コンテナ船では満載喫水(dc)が16.4m、護衛艦では、喫水(dd)が6.2mとなっており。肥大タンカー船や高速コンテナ船などの商用船舶では、船底から~喫水の深さまでで、曳波の運動エネルギーの多くを回収できると考える。 Therefore, the full load draft (dc) is 20.5m for the hypertanker ship, 16.4m for the high speed container ship, and 6.2m for the escort ship (dd). For commercial vessels such as hypertankers and high-speed container ships, we believe that much of the kinetic energy of tug waves can be recovered from the bottom to the depth of the draft.

次に、曳波の波パターンの大きさと実船の大きさの比較を図31~図34に模式的に示す。図31は航行速度を制限されている航路での12ノットの波パターンと実船の大きさとの関係を模式的に示す平面図である。また、図32は、船長、航行速度Vstが15.5ノットの肥大タンカー船の場合を、図33は、船長、航行速度Vstが23.5ノットの高速コンテナ船の場合を、図34は、船長、航行速度Vstが30ノットの護衛艦の場合を示す。 31 to 34 schematically show a comparison between the size of the wave pattern of the tug wave and the size of the actual ship. FIG. 31 is a plan view schematically showing the relationship between a 12-knot wave pattern and the size of an actual ship on a route where the sailing speed is restricted. Also, FIG. 32 shows the case of a captain and a bloated tanker ship with a sailing speed Vst of 15.5 knots, FIG. Captain, let me show you the case of an escort ship with a cruising speed Vst of 30 knots.

図31~図34の船長と波パターンの関係を見ると、航行速度12ノットに対しては、多くの船舶で、船首系波に対しては、舷側側に沿って曳波の山が存在することになり、以下に記載する船舶用の波エネルギー回収システム10を船舶1に配置できると考えられる。また、通常の航行速度に関しては、肥大タンカー船や高速コンテナ船等の商用船舶では配置できるが、護衛艦などの比較的高速で航行する船舶では、船舶上に配置することは難しいと考える。 Looking at the relationship between the ship length and the wave pattern in Figures 31 to 34, for a cruising speed of 12 knots, many ships have tug wave crests along the broadside for bow waves. Accordingly, it is conceivable that a wave energy recovery system 10 for ships as described below can be placed on the ship 1 . In addition, regarding normal navigation speed, it can be installed on commercial ships such as hypertankers and high-speed container ships, but it is difficult to install it on ships that navigate at relatively high speeds such as escort ships.

そして、実船における船舶用の波エネルギー回収システム10の適切な配置位置は、模型船による水槽試験や数値シミュレーション計算(例えば、CFD)等により、設定できる。しかしながら、曳波Awの波パターンは、航路の水深の影響、船体没水部による排除効果、粘性効果、局所波の存在等の影響で変化するので、実船では、この波エネルギー回収装置の位置を前後方向又は幅方向にある程度の範囲内で移動可能に構成して、航行する海域に合わせて、波エネルギー回収装置の位置を調整できるようにしておくことが好ましい。 Appropriate placement positions of the ship wave energy recovery system 10 on an actual ship can be set by water tank tests using model ships, numerical simulation calculations (for example, CFD), and the like. However, the wave pattern of the tug wave Aw changes due to the effects of the water depth of the route, the exclusion effect of the submerged part of the hull, the viscosity effect, the presence of local waves, etc. is movable in the longitudinal direction or the width direction within a certain range so that the position of the wave energy recovery device can be adjusted according to the sea area to be navigated.

〔船舶用の波エネルギー回収システム〕そして、最初に、図1~図14を参照しながら、本発明の実施の形態の船舶用の波エネルギー回収システム(以下、略して「波エネルギー回収システム」とする)10について説明する。この波エネルギー回収システム10は、航走時に曳波(自由波)Awを発生する船舶1に装備されるシステムであって、少なくとも船舶1が前進方向Xに航走しているときに曳波Awが存在する場所又は曳波Awが誘導されている場所に配設されて、船舶1の船体没水部2が発生する曳波Awの波エネルギーの一部を回収するシステムである。 [Wave Energy Recovery System for Ships] First, referring to FIGS. ) 10 will be described. This wave energy recovery system 10 is a system installed in a ship 1 that generates a tow wave (free wave) Aw during cruising. or a place where the tow waves Aw are guided, and recovers part of the wave energy of the tow waves Aw generated by the submerged portion 2 of the hull 1 of the ship 1.

この波エネルギー回収システム10は、図1に示すように、波エネルギー回収装置20と、波エネルギー回収装置20を支持する支持装置30と、全体を制御する制御装置40を有して構成される。この波エネルギー回収システム10は、通常は、図2に示すように、配置の容易性から、曳波Awの内の船首系波の波エネルギーを対象にして、船舶1の船首側に配置される。しかしながら、配置に工夫が必要であるが、曳波Awの内の船尾系波の波エネルギーを対象にして、船舶1の船船尾に配置してもよい。 As shown in FIG. 1, the wave energy recovery system 10 includes a wave energy recovery device 20, a support device 30 that supports the wave energy recovery device 20, and a control device 40 that controls the entire system. This wave energy recovery system 10 is usually arranged on the bow side of the ship 1, as shown in FIG. . However, it may be arranged at the stern of the ship 1, targeting the wave energy of the stern wave in the tug wave Aw, although the arrangement needs to be devised.

また、波エネルギー回収装置20は、図1に示すように、曳波Awの運動エネルギーの一部を回転運動エネルギーに変換する運動エネルギー変換装置(水車等)21と曳波Awの位置エネルギーの一部を回転運動エネルギーに変換する位置エネルギー変換装置(水車等)21の少なくとも一方のエネルギー変換装置(水車等)21と、発電装置(発電機等)23とを備えて構成され、更に、必要に応じて、曳波Awを変換装置(水車等)21に導入する水流制御機構(導水路等)22と、エネルギー変換装置(水車等)21の回転運動などの機械的な運動を発電装置(発電機等)23に伝達する動力伝達機構(回転軸とギヤのセット等)24等を備えて構成される。 The wave energy recovery device 20 includes, as shown in FIG. at least one of a potential energy conversion device (water wheel, etc.) 21 for converting a portion into rotational kinetic energy, and a power generation device (generator, etc.) 23, and further, if necessary Accordingly, a water flow control mechanism (such as a water conduit) 22 that introduces the tug wave Aw into a conversion device (such as a water wheel) 21, and a mechanical motion such as the rotational motion of the energy conversion device (such as a water wheel) 21 is transferred to a power generation device (power generation A power transmission mechanism (rotating shaft and gear set, etc.) 24, etc. for transmitting power to a motor, etc.) 23 is provided.

〔第1の実施の形態〕そして、第1の実施の形態の波エネルギー回収装置20Aは、図2~図6に示すように、曳波Awの運動エネルギーの一部を回転運動エネルギーに変換する水車(エネルギー変換装置)21を備えて構成される。この水車21としては、曳波Awの流れの方向若しくは船舶の前後方向Xに配置される回転軸を有する軸流型水車21A、21B、水平方向に配置される回転軸を有する水平軸型水車21C、鉛直方向に配置される回転軸を有する垂直軸型水車21D等を用いることができる。 [First Embodiment] As shown in FIGS. 2 to 6, the wave energy recovery device 20A of the first embodiment converts part of the kinetic energy of the towing wave Aw into rotational kinetic energy. It is configured with a water wheel (energy conversion device) 21 . As the water turbines 21, there are axial water turbines 21A and 21B having a rotating shaft arranged in the direction of the flow of the tug wave Aw or the longitudinal direction X of the ship, and a horizontal shaft type water turbine 21C having a rotating shaft arranged in the horizontal direction. , a vertical axis water turbine 21D having a rotation axis arranged in the vertical direction, or the like can be used.

この軸流型水車21Aはプロペラ水車とも呼ばれ、この軸流型水車21Aには、図2及び図3に第1例として示すように、ポッド推進装置で使用されているスクリュープロペラや、潮流発電装置で使用されている発電ユニットの水力タービン等を使用することができる。また、水力発電の分野の水車も参考になり、例えば、反動水車と呼ばれている、低落差に適したプロペラ水車や、プロペラ水車で流量変化などに対応するために羽根の角度を調整できるカプラン水車構造なども参考になる。 This axial flow turbine 21A is also called a propeller turbine, and as shown in FIGS. A hydraulic turbine or the like of the power generation unit used in the device can be used. I also learned from water turbines in the field of hydroelectric power generation. For example, a propeller turbine called a reaction turbine, which is suitable for low head, and a Kaplan propeller turbine whose blade angle can be adjusted to respond to changes in flow rate, etc. The water wheel structure is also helpful.

この軸流型水車21Aの場合は、水流の流入、流出とも水車の回転軸の方向なので、回転軸に連続させて発電装置等の機器を配置し易いので、ユニット化し易い。また、回転軸の方向が水流と同じ方向になる場合に変換効率が良くなるので、支持装置30の移動機構32を用いて、曳波Awの水Wの流れの方向の変化に追従させて、波エネルギー回収装置20Aの位置だけでなく、図3に示す縦傾斜の角度(ピッチ角)αや横傾斜の角度(ヨー角)βを変化させるように構成することが好ましい。さらには、流入量の変化に対応できるように、プロペラのブレードの角度を変更できる可変ピッチプロペラ等を採用することが好ましい。 In the case of this axial-flow type water turbine 21A, since both the inflow and the outflow of the water flow are in the direction of the rotation axis of the water turbine, it is easy to arrange equipment such as a power generator so as to be continuous with the rotation axis, so that it is easy to unitize. In addition, since the conversion efficiency is improved when the direction of the rotation axis is the same as the direction of the water flow, the movement mechanism 32 of the support device 30 is used to follow the change in the direction of the flow of the water W of the tug wave Aw. It is preferable to change not only the position of the wave energy recovery device 20A but also the angle of vertical inclination (pitch angle) α and the angle of horizontal inclination (yaw angle) β shown in FIG. Furthermore, it is preferable to adopt a variable pitch propeller or the like that can change the angle of the propeller blades so as to cope with changes in the amount of inflow.

また、ダクト付き軸流型水車21Bは、図4に第2例として示すように、プロペラ21Baの周囲にダクト21Bbを備えて構成される。このダクト付き軸流型水車21Bに、船舶のダクト付きプロペラ、サイドスラスタ等が参考となり、また、水力発電の分野の円筒形(チューブラ)のチューブ水車(S字形チューブ水車、立軸チューブ水車、バルブ水車)等が参考になる。 Further, as shown in FIG. 4 as a second example, the ducted axial flow turbine 21B is configured to include a duct 21Bb around the propeller 21Ba. Propellers with ducts, side thrusters, etc. of ships are used as references for this ducted axial flow turbine 21B. ), etc., can be used as a reference.

また、水平軸型水車21Cは、図5に第3例として示すように、水Wの流れの方向と直交又は交叉する水平方向(幅方向Y等)に回転軸の軸方向を持つ水車である。この水平軸型水車21Cでは、例えば、潮流発電で提案されている外輪型水車や、小水力発電で用いられているクロスフロー型水車なども参考になる。この水平軸型水車21Cも回収効率を高めるためには、水車の回転面の方向を水Wの流れの方向にする必要があり、支持装置30の移動機構32を用いて、曳波Awの水Wの流れの方向の変化に対して、横傾斜の角度(ヨー角)βを追従させるように構成することが好ましい。 In addition, as shown in FIG. 5 as a third example, the horizontal axis type water turbine 21C is a water turbine having the axial direction of the rotation axis in the horizontal direction (width direction Y, etc.) perpendicular to or intersecting the direction of flow of the water W. . For this horizontal shaft type water turbine 21C, for example, a paddle wheel type water turbine proposed for tidal current power generation, a cross flow type water turbine used for small hydro power generation, and the like are also useful. In order to improve the recovery efficiency of this horizontal shaft type water turbine 21C, it is necessary to set the direction of the rotating surface of the water turbine in the direction of the flow of the water W. It is preferable to configure the horizontal inclination angle (yaw angle) β to follow the change in the direction of the W flow.

また、垂直軸型水車21Dは、図6に第4例として示すように、鉛直方向に回転軸の軸方向を持つ水車である。この垂直軸型水車21Dでは、例えば、潮流発電で提案されている、動翼の揚力を利用するダリウス型水車、抗力を利用するサボニウス型水車なども参考になる。なお、この垂直軸型水車21Dも回収効率を高めるためには、水車の回転面の方向を水Wの流れの方向にする必要があり、支持装置30の移動機構32を用いて、曳波Awの水Wの流れの方向の変化に対して、横傾斜の角度(ヨー角))βを追従させるように構成することが好ましい。 Also, the vertical axis type water turbine 21D is a water turbine having the axial direction of the rotating shaft in the vertical direction, as shown in FIG. 6 as a fourth example. For the vertical axis water turbine 21D, for example, a Darrieus type water turbine that utilizes the lift force of rotor blades and a Savonius type water turbine that utilizes drag, which have been proposed for tidal current power generation, can be used as references. In order to increase the recovery efficiency of the vertical axis water turbine 21D, the direction of the rotation surface of the water turbine must be the direction of the flow of the water W. It is preferable that the horizontal inclination angle (yaw angle) β is made to follow the change in the direction of the flow of the water W.

この曳波Awの運動エネルギーの一部を回転運動エネルギーに変換する場合における、水車21の配置に関しては、次のように考える。先ず、曳波Awの一つの山に関しての配置を考える。波の進行方向に関しては、波の山の中央の部分の流速が最も早くなると考えられるので、水車21は波の山の中央の部分に配置するのが好ましい。なお、波長が長い場合には、一つの波の山に対して進行方向に水車21を複数基配置したりしてもよい。 The arrangement of the water turbines 21 when part of the kinetic energy of the towing waves Aw is converted into rotational kinetic energy is considered as follows. First, consider the arrangement of one peak of the tug wave Aw. With respect to the traveling direction of the waves, the water turbine 21 is preferably arranged in the central portion of the wave crest because the flow velocity is considered to be the fastest in the central portion of the wave crest. When the wavelength is long, a plurality of water turbines 21 may be arranged in the traveling direction with respect to one wave crest.

また、山の中央より前方は波の幅方向への広がりが少なく、波エネルギーも狭い範囲に集中していると考えると、水車21を山の前方に配置する方が、コンパクトな水車21でも回収効率が良いとも考えられる。また、山の中央より後方では波の幅方向への広がりが多く、波エネルギーも広い範囲に拡散していると考えられるが、波の水Wの流れが下降し始めるので、波の位置エネルギーも利用できる可能性が有る。従って、水車21を山の後方に配置する方が回収効率が良い場合があるかもしれない。 In addition, considering that the width of the wave is small in front of the center of the mountain and the wave energy is concentrated in a narrow range, it is better to arrange the water turbine 21 in front of the mountain, even with a compact water turbine 21. It is also considered efficient. In addition, behind the center of the mountain, the wave spreads more in the width direction, and it is thought that the wave energy is diffused over a wide range. may be available. Therefore, there may be a case where the recovery efficiency is better if the water wheel 21 is arranged behind the mountain.

次に、曳波Awの一つの山の幅方向Yに関しては、曳波Awは後方に行くに従って存在範囲が広がるので、水車21の種類によっては、水車21を幅方向Yに複数基配置してもよい。また、曳波Awの一つの山の上下方向(水深方向)Zに関しては、曳波Awの山の頂点から対象水深Deまで、水車21を上下方向Zに複数基配置してもよい。言い換えれば、波エネルギーの分布に従って、その範囲に水車21を複数基配置することが好ましい。 Next, regarding the width direction Y of one mountain of the tow wave Aw, since the range of existence of the tow wave Aw expands as it goes backward, depending on the type of the water turbine 21, a plurality of water turbines 21 may be arranged in the width direction Y. good too. In addition, regarding the vertical direction (water depth direction) Z of one mountain of the tow waves Aw, a plurality of water turbines 21 may be arranged in the vertical direction Z from the top of the mountain of the tow waves Aw to the target water depth De. In other words, it is preferable to arrange a plurality of water turbines 21 in the range according to the wave energy distribution.

次に曳波の複数の山に関しての配置について考える。水車21を、曳波Awの第1の山だけでなく、第2の山等の複数の山に対して複数基配置してもよい。これらの複数基配置は、ユニット化した装置を互いに接続して又は離間して、エネルギー回収効率の良い位置に配置する。いずれにしても、水車21の種類による特性と波の位置における流速分布(船体没水部2の形状と船速Vsによって異なる)とを勘案して、水車21を配置することが好ましい。 Next, let us consider the arrangement of multiple crests of tow waves. A plurality of water turbines 21 may be arranged not only for the first peak of the tug wave Aw but also for a plurality of peaks such as a second peak. In these multiple-unit arrangements, the unitized devices are connected to each other or spaced apart, and arranged at positions with good energy recovery efficiency. In any case, it is preferable to arrange the water turbine 21 in consideration of the characteristics depending on the type of the water turbine 21 and the flow velocity distribution at the position of the wave (which varies depending on the shape of the submerged portion 2 of the hull and the boat speed Vs).

そして、曳波Awの低減を目的にして、装置自体を簡単化し、安価な装置とする場合には、エネルギーの回収をせずに、水車21に対して抵抗トルクを与えることで、曳波Awの波エネルギーを散逸させてもよい。あるいは、水車21の代わりに、波エネルギーを散逸させる部材を配置してもよい。 Then, in order to reduce the tug wave Aw, the device itself can be simplified and made into a low-cost device. wave energy may be dissipated. Alternatively, instead of the water wheel 21, a member for dissipating wave energy may be arranged.

一方、曳波Awの波エネルギーの回収を目的とする場合には、回収エネルギーの増減と推進用エネルギーの増減を加味した船舶1の全体のエネルギー収支を考えて、水車21と発電機23を制御することが好ましい。つまり、水車21を使用することで推進抵抗が増加するので、得られるエネルギーと、推進抵抗の増加により必要となる推進エネルギーとのバランスを考えながら、水車21の使用の可否を含めて水車21と発電機23を制御する。 On the other hand, when the purpose is to recover the wave energy of the tug wave Aw, the water turbine 21 and the generator 23 are controlled in consideration of the overall energy balance of the ship 1 taking into consideration the increase/decrease in the recovered energy and the increase/decrease in the propulsion energy. preferably. In other words, since the use of the water turbine 21 increases the propulsion resistance, while considering the balance between the energy obtained and the propulsion energy required due to the increase in the propulsion resistance, the water turbine 21 and the water turbine 21, including whether or not to use the water turbine 21, should be considered. It controls the generator 23 .

〔第2の実施の形態〕そして、第2の実施の形態の波エネルギー回収装置20Bは、図7及び図10に示すように、曳波Awの位置エネルギーの一部を回転運動エネルギーに変換する水車(エネルギー変換装置)21と導水路(水流制御機構)22を備えて構成される。この第2の実施の形態の波エネルギー回収装置20Bでは、曳波Awの山の水Wの落下を利用して、水車21を回転させる。 [Second Embodiment] As shown in FIGS. 7 and 10, the wave energy recovery device 20B of the second embodiment converts a part of the potential energy of the towing wave Aw into rotational kinetic energy. It comprises a water wheel (energy conversion device) 21 and a water conduit (water flow control mechanism) 22 . In the wave energy recovery device 20B of the second embodiment, the water wheel 21 is rotated by utilizing the fall of the water W on the mountain of the tug wave Aw.

より詳細には、水車21とこの水車21を内部に配置する導水路22とを有してなる。この導水路22は、入口開口部22a、前方導水路22b、貯水部22c、垂直水路22d、水平排水路22e、排水開口部22f等を必要に応じて入口側から順に備えて構成される。そして、前方導水路22bと貯水部22cのいずれかに抜気口22gを備える。また、垂直水路22d、水平排水路22eの代わりに傾斜水路22hを設ける場合もある。 More specifically, it comprises a water wheel 21 and a water conduit 22 in which the water wheel 21 is arranged. The water conduit 22 comprises an inlet opening 22a, a front water conduit 22b, a water storage section 22c, a vertical water conduit 22d, a horizontal drainage conduit 22e, a drainage opening 22f, etc., in order from the inlet side as required. An air vent 22g is provided in either the front conduit 22b or the water reservoir 22c. Also, an inclined waterway 22h may be provided instead of the vertical waterway 22d and the horizontal drainage channel 22e.

入口開口部22aは、曳波Awの水Wを導入するための部分であり、効率よく曳波Awを引き込めるように、比較的大きく開口すると共に、ゴミなどの浮遊物などを吸い込まないように、保護格子を設けることが好ましい。また、前方導水路22bは、入口開口部22aから流入する水Wを、気水分離をしながら貯水部22cに導く水路である。 The inlet opening 22a is a portion for introducing the water W of the tow waves Aw, and is opened relatively large so as to efficiently draw in the tow waves Aw and not to suck in floating matter such as dust. , it is preferable to provide a protective grid. Further, the front water conduit 22b is a water conduit that guides the water W flowing in from the inlet opening 22a to the water reservoir 22c while separating the water from the water.

貯水部22cは、静止水面(航走時喫水線)WLよりも高い位置に、曳波Awの水Wを一時的に貯めると共に、気水分離を行って抜気口22gから空気Aを排出する部分である。この貯水部22cは、定速航行のときは曳波Awからの流入量が略一定となるので、小容量のタンクで形成してもよく、貯水機能を省略して、水路の一部としてもよい。 The water storage part 22c temporarily stores the water W of the tug wave Aw at a position higher than the static water surface (draft line during sailing) WL, and separates air from water to discharge the air A from the air outlet 22g. is. Since the amount of inflow from the tug wave Aw is substantially constant during constant-speed sailing, the water storage part 22c may be formed of a small-capacity tank, or the water storage function may be omitted and the water storage part 22c may be used as part of the waterway. good.

垂直水路22dと水平排水路22eは、貯水部22cに一時的に貯めた水Wを落下させて、排水開口部22fに導く部分である。なお、垂直水路22dと水平排水路22eの代わりに傾斜水路22hを設けてもよい。この排水開口部22fは、水没させて配置してもよいが、図7~図10に示すように、静止水面WLの上又は曳波Awの谷の部分の水面上の空中部分に配置すると、垂直水路22dと水平排水路22eの水没する部分が少なくなるので水による推進抵抗が少なくなると共に、排水開口部22fにおける水圧も無くなり、水Wの排出抵抗が小さくなる。ただし、水Wの静止水面WLへの落下によって新たに波が発生するので、排水開口部22fの位置とその構造には注意が必要である。 The vertical water channel 22d and the horizontal drainage channel 22e are portions that drop the water W temporarily stored in the water storage portion 22c and lead it to the drainage opening 22f. Note that an inclined water channel 22h may be provided instead of the vertical water channel 22d and the horizontal drainage channel 22e. This drainage opening 22f may be submerged in water, but as shown in FIGS. Since the submerged portions of the vertical water channel 22d and the horizontal drainage channel 22e are reduced, the propulsion resistance due to water is reduced, and the water pressure at the drainage opening 22f is also eliminated, so that the water discharge resistance is reduced. However, since new waves are generated by the water W falling onto the still water surface WL, it is necessary to pay attention to the position and structure of the drainage opening 22f.

一方、水車21は、図7~図10に示すように、貯水部22cのない導水路22の前半部分、垂直水路22d、水平排水路22e、傾斜水路22h等のいずれかに設けたり、又はこれらの幾つかの組み合わせに複数基設けたりする。この水車21には、第1の実施の形態の波エネルギー回収装置20Aにおける水車21と同様に、軸流型水車21A、21B、水平軸型水車21C、垂直軸型水車21D等を使用することができる。 On the other hand, as shown in FIGS. 7 to 10, the water wheel 21 may be provided in any of the first half of the water channel 22 without the water reservoir 22c, the vertical water channel 22d, the horizontal drainage channel 22e, the inclined water channel 22h, or the like. A plurality of units are provided in some combinations of For this water turbine 21, like the water turbine 21 in the wave energy recovery device 20A of the first embodiment, axial flow type water turbines 21A and 21B, horizontal axis type water turbine 21C, vertical axis type water turbine 21D, etc. can be used. can.

この曳波Awの位置エネルギーを回収する波エネルギー回収装置20Bにおける水車21に関しては、波力発電システムで提案されている越波型発電システムの構造を参考にすることができる。この越波型発電システムでは、入射してくる波の水の一部を、傾斜板を乗り越えさせて、この水を水面より高い位置にある貯水槽に導入して、この貯水した水が落下する水を水面上又は水面下の放流管から放出している。そして、水が落下して放出される際にタービン(プロペラ)を回転させて発電機を駆動させて発電している。より詳細には、この水の下降流をプロペラ等の軸流水車で受けたり、放流管内外の水平方向の流れを軸流水車やクロスフロー水車やダリウス水車等で受けたりしている。 Regarding the water turbine 21 in the wave energy recovery device 20B that recovers the potential energy of the towing wave Aw, the structure of the overtopping type power generation system proposed in the wave power generation system can be referred to. In this overtopping type power generation system, part of the water from the incoming waves is made to climb over a sloping plate and introduced into a water tank located higher than the surface of the water. is discharged from the discharge pipe above or below the water surface. When the water falls and is discharged, it rotates the turbine (propeller) and drives the generator to generate electricity. More specifically, this downward flow of water is received by an axial flow turbine such as a propeller, and the horizontal flow inside and outside the discharge pipe is received by an axial flow turbine, a cross flow turbine, a Darrieus turbine, or the like.

また、これらの水車21としては、マイクロ・ナノ水力発電(100kW以下)やミニ水力発電(100kW~1000kW)、小水力発電装置(1000kW以下)等の低落差用の反動水車や、超低落差(1m~5m)用の重力水車等の水車も参考にできる。例えば、流れの方向と直交又は交叉する水平方向に回転軸の軸方向を持つクロスフロー水車、動翼の揚力を利用して回転するダリウス水車等も参考にできる。 In addition, as these water turbines 21, micro-nano hydroelectric power generation (100 kW or less), mini hydro power generation (100 kW to 1000 kW), small hydro power generation equipment (1000 kW or less), etc. Water turbines such as gravity water turbines for 1 m to 5 m) can also be used as a reference. For example, a cross-flow water turbine having a rotation axis in a horizontal direction perpendicular to or intersecting the flow direction, a Darrieus water turbine rotating by utilizing the lift force of rotor blades, and the like can be referred to.

さらに特殊なものではあるが、図11に示すように、導水路22に関しては、サイホン取水方式における水面よりも上側に導水路22の一部を配置する構造も参考になる。このサイホン取水方式では、入口開口部22aを波の山の位置に水没させて配置し、排水開口部22fを波の谷の位置に水没させて配置する。導水路22の主要部は、上甲板3等に配置する。そして、真空ポンプ22iを使用して導水路22内の空気を排出して、水Wを吸い上げて導水路22内を水Wで充満して、導水路22をサイホン状態とする。そして、水車21をこの導水路22に配置する。この構成にすると、水車21や導水路22の多くの部分を上甲板3の上に配置できるので、メンテナンスが容易となる。また、主要部分を固定配置して、入口開口部22aに連結するフレクシブル配管22jと排水開口部22fに連結するフレクシブル配管22kのみ移動可能に構成するだけで済むので、移動機構32を小型化できる。 Although it is more special, as shown in FIG. 11, regarding the water conduit 22, a structure in which a part of the water conduit 22 is arranged above the water surface in the siphon water intake system can also be used as a reference. In this siphon water intake method, the inlet opening 22a is submerged at the crest of the wave, and the drain opening 22f is submerged at the trough of the wave. A main part of the water conduit 22 is arranged on the upper deck 3 or the like. Then, the vacuum pump 22i is used to exhaust the air in the conduit 22, suck up the water W, fill the conduit 22 with water W, and put the conduit 22 into a siphon state. Then, the water wheel 21 is arranged in this water conduit 22 . With this configuration, many parts of the water turbine 21 and the water conduit 22 can be arranged on the upper deck 3, which facilitates maintenance. In addition, since only the flexible pipe 22j connected to the inlet opening 22a and the flexible pipe 22k connected to the drain opening 22f need only be movable, the moving mechanism 32 can be miniaturized.

そして、この曳波Awの位置エネルギーの一部を回収する場合には、位置エネルギー変換装置21に流入する水Wをより高い位置により多量に導くことが有利になる。そのため、例えば、入口開口部22aの形状や前方導水路22bの傾斜角度を工夫して、曳波Awの運動エネルギーの一部を位置エネルギーに変換することも重要になる。 When part of the potential energy of the tug wave Aw is recovered, it is advantageous to lead a large amount of the water W flowing into the potential energy conversion device 21 to a higher position. Therefore, it is also important to convert part of the kinetic energy of the towing wave Aw into potential energy by devising the shape of the entrance opening 22a and the inclination angle of the front water conduit 22b, for example.

〔第3の実施の形態〕そして、第3の実施の形態の波エネルギー回収装置20Cは、運動エネルギーと位置エネルギーの両方を回転エネルギーに変換する。この場合に、運動エネルギーを回収する水車21と位置エネルギーを回収する水車21の両方と導水路(水流制御機構)22を備えて構成したり、傾斜水路22hに、運動エネルギーと位置エネルギーの両方を回収する水車21を備えて構成したりする。 [Third Embodiment] A wave energy recovery device 20C of a third embodiment converts both kinetic energy and potential energy into rotational energy. In this case, both the water turbine 21 for recovering the kinetic energy and the water turbine 21 for recovering the potential energy are provided with the water conduit (water flow control mechanism) 22, or both the kinetic energy and the potential energy are applied to the inclined water conduit 22h. It may be configured with a water wheel 21 for recovery.

そして、運動エネルギー用の水車21と位置エネルギー用の水車21の両方を配置する場合には、運動エネルギー用の水車21を前方に配置して、曳波Awの運動エネルギーを回収した後に、流速が低下した水Wを、後方に配置した貯水部22cに一時貯水してから、位置エネルギー用の水車21に導く。 When both the water turbine 21 for kinetic energy and the water turbine 21 for potential energy are arranged, the water turbine 21 for kinetic energy is arranged in front, and after recovering the kinetic energy of the tug wave Aw, the flow velocity increases. The lowered water W is temporarily stored in the water storage part 22c arranged at the rear, and then guided to the water turbine 21 for potential energy.

別体の水車21を配置する場合には、図12に示すように、第1の実施の形態の波エネルギー回収装置20Aと第2の実施の形態の波エネルギー回収装置20Bを順に並べて構成してもよい。この2つの波エネルギー回収装置20A、20Bをそれぞれユニット化して構成したものを、前後に接続して又は近接して配置する。この場合は、波エネルギー回収装置20Aで運動エネルギーが低下した水Wは後方に向かう流速が低下するため、落下速度の成分が大きくなるので、後方に向かう流速が低下した水Wを、高い位置で、波エネルギー回収装置20Bに誘導ができるように、導水路22の入口開口部22aを配置する必要がある。 When the separate water turbine 21 is arranged, as shown in FIG. 12, the wave energy recovery device 20A of the first embodiment and the wave energy recovery device 20B of the second embodiment are arranged in order. good too. The two wave energy recovery devices 20A and 20B are respectively unitized and configured, and are connected to each other in the front and rear or arranged close to each other. In this case, the water W whose kinetic energy has been reduced in the wave energy recovery device 20A has a lower flow velocity toward the rear, and the falling velocity component increases. , the inlet opening 22a of the water conduit 22 should be arranged to allow guidance to the wave energy recovery device 20B.

また、図13に示すように、波エネルギー回収装置20Bの前方導水路22bの内部に運動エネルギー用の水車21を配置してもよい。この場合には、波エネルギー回収装置20Bに比べて、構造が複雑化するが、曳波Awの運動エネルギーも回収できるので、エネルギー回収効率が向上する。 Further, as shown in FIG. 13, a water wheel 21 for kinetic energy may be arranged inside the front water channel 22b of the wave energy recovery device 20B. In this case, the structure is more complicated than the wave energy recovery device 20B, but the kinetic energy of the towing wave Aw can also be recovered, so the energy recovery efficiency is improved.

さらには、図14に示すように、傾斜水路22hに、運動エネルギーと位置エネルギーの両方を回収する水車21を備えて構成する。この一つの兼用の水車21にすることで、2つの水車21が不要になり、構造が単純化する。 Furthermore, as shown in FIG. 14, the inclined channel 22h is provided with a water wheel 21 that recovers both kinetic energy and potential energy. By using one water turbine 21 for both purposes, two water turbines 21 become unnecessary and the structure is simplified.

なお、この波エネルギー回収装置20Cで用いる運動エネルギー用の水車21と位置エネルギー用の水車21は、エネルギーの回収効率を考慮して、別のタイプの水車21であってもよいし、製造コストや整備の単純化等を考慮して、同じタイプの水車21であってもよい。 Note that the water turbine 21 for kinetic energy and the water turbine 21 for potential energy used in this wave energy recovery device 20C may be different types of water turbines 21 in consideration of energy recovery efficiency. The water turbines 21 may be of the same type in consideration of maintenance simplification.

〔発電装置と動力伝達機構〕次に、発電装置23と動力伝達機構24について説明する。発電装置23は、水車21の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機を有して構成される。この発電機としては、潮流発電や越波式発電システムや小水力発電などで使用される発電機を参考にすることができる。また、ポッド推進器の電動機も参考になる。また、発電装置23には、発電機以外で、発電機からの電力の直流と交流の間での変換や電圧の変換を行う電力変換装置や、電力の一時的な蓄電を行う蓄電装置や外部への給電を行う給電装置なども含まれる。 [Generating Device and Power Transmission Mechanism] Next, the power generating device 23 and the power transmission mechanism 24 will be described. The power generator 23 includes a generator that converts the rotational energy of the water turbine 21 into electrical energy. As this generator, reference can be made to generators used in tidal current power generation, wave overtopping power generation systems, small hydroelectric power generation, and the like. In addition, the electric motor of the pod propulsion is also helpful. In addition to the generator, the power generator 23 includes a power conversion device that converts the power from the generator between DC and AC and voltage, a power storage device that temporarily stores power, and an external power generator. It also includes a power supply device that supplies power to the

動力伝達機構24は、水車21の回転エネルギーを発電機に伝達する機構であり、この動力伝達機構24に関しては、船舶用の旋回式推進器(アジマス推進器、ポッド推進器)のZドライブの動力伝達機構等が参考になる。本発明においては、これらの動力伝達機構における旋回機能は、横傾斜の角度(ヨー角)βの変更には役立つが、通常は不要となり、その分、機構が簡素化される。 The power transmission mechanism 24 is a mechanism that transmits the rotational energy of the water turbine 21 to the generator. The transmission mechanism, etc. are helpful. In the present invention, the turning function in these power transmission mechanisms is useful for changing the angle of lateral inclination (yaw angle) β, but it is usually unnecessary, and the mechanism is simplified accordingly.

例えば、Zドライブの一例では、プロペラへの動力は、プロペラ軸、下部ベベルギヤ、垂直軸、上部ベベルギヤ、カップリングを介して原動機の回転軸から伝達される構造となっている。この上下二段のベベルギヤには,推進効率を上げるために適正なプロペラ回転数を得る減速ギヤの機能に加えてプロペラの回転方向を切り替える機能もある。本発明では、プロペラの回転方向を切り替える機能は不要となる。
なお、通常は、ギヤと回転軸のセットで構成されるが、流体圧を利用した油圧ポンプと油圧モータの組み合わせ等の流体圧を利用した機構であってもよい。
For example, in one Z drive, power to the propeller is transmitted from the rotating shaft of the prime mover through the propeller shaft, lower bevel gear, vertical shaft, upper bevel gear, and coupling. This two-stage bevel gear has the function of switching the direction of rotation of the propeller in addition to the function of a reduction gear that obtains the proper propeller rotation speed to increase the propulsion efficiency. The present invention eliminates the need for the function of switching the direction of rotation of the propeller.
It should be noted that although it is usually composed of a set of a gear and a rotating shaft, it may be a mechanism that utilizes fluid pressure, such as a combination of a hydraulic pump and a hydraulic motor that utilize fluid pressure.

また、動力伝達機構24を省略して、波エネルギー回収装置20を、水車21の回転軸と同軸の回転軸を有する発電機23を備えて構成すると、波エネルギー回収システム10を著しくコンパクトに構成することができるようになる。この構成においては、電動機を内蔵しているポッド推進器の構造が参考になる。 Also, if the power transmission mechanism 24 is omitted and the wave energy recovery device 20 is provided with a generator 23 having a rotation shaft that is coaxial with the rotation shaft of the water turbine 21, the wave energy recovery system 10 can be configured very compactly. be able to In this configuration, the structure of the pod propulsion device containing the electric motor serves as a reference.

〔支持装置〕次に支持装置30について説明する。この支持装置30は、波エネルギー回収装置20を船舶1に支持するための装置であり、支持機構31と、必要に応じて移動機構32と収容機構33等を有して構成される。 [Support Device] Next, the support device 30 will be described. The support device 30 is a device for supporting the wave energy recovery device 20 on the ship 1, and includes a support mechanism 31, and, if necessary, a moving mechanism 32, a housing mechanism 33, and the like.

〔支持機構〕この支持機構31においては、支持方向から垂直支持部材31A、水平支持部材31B、斜め支持部材31C等が考えられる。なお、曳航式の波エネルギー回収装置20では、曳航索31D,被曳航部材31E等が考えられるが、これについては別途説明する。 [Support Mechanism] In this support mechanism 31, a vertical support member 31A, a horizontal support member 31B, an oblique support member 31C, etc. can be considered from the support direction. In the towing type wave energy recovery device 20, the towing rope 31D, the member to be towed 31E, etc. can be considered, but these will be described separately.

この垂直支持部材31Aを伸縮可能に構成することで、波エネルギー回収装置20の没水深度を変更できるようになる。また、水平支持部材31Bを伸縮可能に構成することで、波エネルギー回収装置20と船体没水部2との離間距離を変更できるようになる。また、斜め支持部材31Cを伸縮可能に構成することで、波エネルギー回収装置20の没水深度と、波エネルギー回収装置20と船体没水部2との離間距離を同時に変更できるようになる。 By configuring the vertical support member 31A to be extendable, the submersion depth of the wave energy recovery device 20 can be changed. Further, by configuring the horizontal support member 31B to be extendable, it is possible to change the distance between the wave energy recovery device 20 and the submerged portion 2 of the hull. Further, by constructing the oblique support member 31C so as to be able to expand and contract, it is possible to simultaneously change the submersion depth of the wave energy recovery device 20 and the separation distance between the wave energy recovery device 20 and the submerged portion 2 of the hull.

また、支持機構31の水没部分に、波エネルギー回収装置20の重量を相殺する浮力又は揚力又は沈下力を持たせることで、波エネルギー回収装置20の設置及び移動に伴う船体の姿勢への影響を小さくすることができる。 In addition, by providing the submerged portion of the support mechanism 31 with buoyancy, lift, or sinking force that offsets the weight of the wave energy recovery device 20, the influence of the installation and movement of the wave energy recovery device 20 on the attitude of the hull can be reduced. can be made smaller.

その一方で、垂直支持部材31Aの水面を貫通する部分に浮力を持たせると、船舶1が横揺れ(ロール)または横傾斜(ヒール)したときに、復原力を発生できるようになり、横揺れ安定性を増加できるというメリットがある。一方、既に就航している既存の船舶1に追加する場合には、垂直支持部材31Aで発生する復原力は、設計外の復原力となるので、垂直支持部材31Aによる復原力の発生を排除する場合には、垂直支持部材31Aの内部にバラストタンクを設けて、垂直支持部材31Aの浮力を中立にすることで復原力が発生しないようにすることができる。 On the other hand, if the portion of the vertical support member 31A that penetrates the water surface is given buoyancy, it will be possible to generate a restoring force when the ship 1 rolls or heels. This has the advantage of increasing stability. On the other hand, when adding to the existing ship 1 already in service, the restoring force generated by the vertical support member 31A is a non-designed restoring force, so the generation of the restoring force by the vertical support member 31A is excluded. In this case, a ballast tank can be provided inside the vertical support member 31A to neutralize the buoyancy of the vertical support member 31A, thereby preventing the generation of the restoring force.

また、水没部分を有する垂直支持部材31Aを用いる場合には、副次的な効果として、垂直支持部材31Aの水没部分における水平断面の形状や、水没部分に設けたフラットなどにより、旋回モーメントを発生できるように構成することで、船舶1における針路保持性能や旋回性能を向上させることができる。 In addition, when the vertical support member 31A having a submerged portion is used, as a secondary effect, a turning moment is generated due to the shape of the horizontal cross section of the submerged portion of the vertical support member 31A and the flat provided in the submerged portion. By configuring so as to be able to do so, the course keeping performance and turning performance of the ship 1 can be improved.

また、水没部分を有する水平支持部材31Bを用いる場合には、副次的な効果として、水平支持部材31Bの垂直断面の形状や、フラットなどにより、トリムモーメント(ピッチモーメント)を発生できるように構成することで、姿勢(トリム)維持性能やピッチング抑制性能を向上させることができる。 In addition, when using the horizontal support member 31B having a submerged portion, as a secondary effect, the shape of the vertical cross section of the horizontal support member 31B, flatness, etc. are configured to generate a trim moment (pitch moment). By doing so, it is possible to improve posture (trim) maintenance performance and pitching suppression performance.

なお、水没部分を有する斜め支持部材31Cを用いる場合には、副次的な効果として、垂直支持部材31Aと水平支持部材31Bの効果を発揮できるが、効果的な断面形状の決定やフラットの制御がやや複雑になる。 When the oblique support member 31C having a submerged portion is used, the effect of the vertical support member 31A and the horizontal support member 31B can be exhibited as a secondary effect. becomes a little more complicated.

〔移動機構〕そして、波エネルギー回収システム10において、波エネルギー回収装置20の船舶に対する位置(x、y、z)又は縦傾斜の角度(ピッチ角)α又は横傾斜の角度(ヨー角)βの少なくとも一つを変更する移動機構32を備えて構成される。言い換えれば、波エネルギー回収装置20が、前後方向X、幅方向Y、上下方向Zの少なくとも一つにおいて移動可能に構成される。そして、好ましくは、曳波Awの水Wの流れの方向が水車21にとって回収効率が最大になるような方向に水車21の方向を向けることができるように、縦傾斜の角度(ピッチ角)α又は横傾斜の角度(ヨー角)βの一方又は両方を変更できるように構成される。 [Movement Mechanism] In the wave energy recovery system 10, the position (x, y, z) of the wave energy recovery device 20 with respect to the vessel, or the vertical inclination angle (pitch angle) α or the lateral inclination angle (yaw angle) β It is configured with a moving mechanism 32 that changes at least one. In other words, the wave energy recovery device 20 is configured to be movable in at least one of the longitudinal direction X, the width direction Y, and the vertical direction Z. Preferably, the vertical inclination angle (pitch angle) α Alternatively, one or both of the angle of lateral inclination (yaw angle) β can be changed.

より詳細には、移動機構32に関しては、船舶1の載荷状態の変化により、船体没水部2の形状が変化する。つまり、載荷状態が軽荷状態などになり喫水が浅くなると、一般的には曳波Awの高さが船舶1に対して低い位置になるので、波エネルギー回収装置20の位置を下げる必要がある。一方、載荷状態が満載状態などになり喫水が深くなると、一般的には曳波Awの高さが船舶1に対して高い位置になるので、波エネルギー回収装置20の位置を上げる必要がある。 More specifically, regarding the moving mechanism 32 , the shape of the hull submerged portion 2 changes as the load condition of the ship 1 changes. In other words, when the loaded state becomes a light load state and the draft becomes shallow, the height of the tow wave Aw generally becomes low relative to the ship 1, so it is necessary to lower the position of the wave energy recovery device 20. . On the other hand, when the ship is fully loaded and the draft becomes deep, the height of the tug wave Aw generally becomes higher than the ship 1, so the position of the wave energy recovery device 20 needs to be raised.

そして、満載状態の方が軽荷状態よりも曳波Awの波エネルギーが大きい場合が多いと考えられるので、波エネルギー回収装置20を固定配置する場合には、満載状態を主にして配置する。ただし、曳波Awが問題となる航路を通過するときの載荷状態がほぼ決まっている場合には、その載荷状態を主にして波エネルギー回収装置20を固定配置する。この場合に軽荷状態になると、船舶の喫水の変化にもよるが、波エネルギー回収装置20が水面上に出ることで、波エネルギーの回収はできなくなるが、推進抵抗も発生しなくなる。 Since it is considered that the wave energy of the tug wave Aw is often larger in the full load state than in the light load state, when the wave energy recovery device 20 is fixedly arranged, it is mainly arranged in the full load state. However, when the load condition when the tug wave Aw passes through the problematic route is almost determined, the wave energy recovery device 20 is fixedly arranged mainly based on the load condition. In this case, if the ship becomes lightly loaded, the wave energy recovery device 20 will be above the surface of the water, depending on the change in the draft of the ship.

一方、軽荷状態を主にして、波エネルギー回収装置20を配置する場合は、満載状態のときに、波エネルギー回収装置20が水没して推進抵抗が大きくなったり、波エネルギー回収装置20の没水深度が深くなって波エネルギーの回収効率が低下したりするので、上下方向Zに波エネルギー回収装置20を移動可能に構成する必要がある。 On the other hand, when the wave energy recovery device 20 is mainly installed in a lightly loaded state, the wave energy recovery device 20 may be submerged in the fully loaded state to increase the propulsion resistance, or the wave energy recovery device 20 may be submerged. As the water depth increases, the wave energy recovery efficiency decreases, so the wave energy recovery device 20 must be configured to be movable in the vertical direction Z.

そして、船舶1において、航行速度Vsが変化すると、曳波Awの波パターンが変化して、波の山谷の位置も変化する。航行速度Vsが速くなると波長が長くなり、波エネルギーの存在する没水深度も深くなる。そのため、特定の航行速度Vsに対して、曳波Awの波エネルギーを回収する場合には、波エネルギー回収装置20の前後方向Xの配置位置と上下方向Zの配置位置を固定してもよいが、航行速度Vsの変化に追従しながら、曳波Awの波エネルギーを回収する場合には、波エネルギー回収装置20の前後方向Xの配置位置と上下方向Zの配置位置を移動可能にすることが好ましい。 Then, in the ship 1, when the sailing speed Vs changes, the wave pattern of the tug wave Aw changes, and the positions of crests and troughs of the waves also change. As the sailing speed Vs increases, the wavelength becomes longer and the immersion depth where wave energy exists becomes deeper. Therefore, when recovering the wave energy of the tug wave Aw for a specific sailing speed Vs, the arrangement position in the longitudinal direction X and the arrangement position in the vertical direction Z of the wave energy recovery device 20 may be fixed. When recovering the wave energy of the tug wave Aw while following the change in the sailing speed Vs, the arrangement position of the wave energy recovery device 20 in the longitudinal direction X and the arrangement position in the vertical direction Z can be made movable. preferable.

〔収容機構〕また、収容機構33は、波エネルギー回収システム10において、波エネルギー回収装置20も一部又は全部が、船舶1の船体内部又は上甲板3又は上甲板3より上方に収容するための機構である。これにより、船舶1の接岸作業や曳船による曳航作業等の邪魔にならないようにすることができる。 [Accommodation Mechanism] In the wave energy recovery system 10, the accommodation mechanism 33 is also provided for partially or entirely accommodating the wave energy recovery device 20 inside the hull of the ship 1 or on the upper deck 3 or above the upper deck 3. mechanism. As a result, it is possible not to interfere with the berthing work of the ship 1 or the towing work by the tugboat.

この収容機構33における収容方式としては、波エネルギー回収装置20を船舶1の側面の一部に上から回動させて横に位置するような回動方式、波エネルギー回収装置20の支持機構の部材を折って船舶1の凹部または上甲板3の上に移動させる転倒方式、船舶1の側面の一部から波エネルギー回収装置20を側方に伸縮する伸縮方式、上甲板より降ろす昇降方式、その他の方法等様々な方式を用いることができる。 The storage mechanism 33 can accommodate the wave energy recovery device 20 by rotating it from above on a part of the side surface of the ship 1 and positioning it horizontally. overturning method in which the wave energy recovery device 20 is folded and moved onto the recess of the ship 1 or on the upper deck 3, a telescopic method in which the wave energy recovery device 20 is expanded and contracted sideways from a part of the side of the ship 1, a lifting method in which it is lowered from the upper deck, and other Various methods such as methods can be used.

また、図15~図19に例示するように波エネルギー回収装置20を横断面内(Y-Z面内)で移動させる構成としてもよく、縦断面内(Z-X面内)で波エネルギー回収装置20を移動させる構成としてもよく、水平面内(X-Y面内)で波エネルギー回収装置20を移動させる構成としてもよい。この収容方式としては、航空機の車輪の格納方式を参考にすることができる。なお、これらの図15~図19では、波エネルギー回収装置20の一部として軸流型水車21Aを例示しているが、これ以外の水車21を用いる波エネルギー回収装置20であってもよい。 Further, as illustrated in FIGS. 15 to 19, the wave energy recovery device 20 may be configured to be moved within the transverse plane (in the YZ plane), or may be configured to recover the wave energy within the vertical plane (in the ZX plane). The device 20 may be moved, or the wave energy recovery device 20 may be moved in the horizontal plane (in the XY plane). As this storage method, the storage method of the wheels of an aircraft can be referred to. 15 to 19 exemplify the axial-flow type water turbine 21A as a part of the wave energy recovery device 20, the wave energy recovery device 20 using other water turbines 21 may be used.

そして、回動方式では、図15に示すような、波エネルギー回収装置20の斜め支持部材31Cを収容機構33における回転軸33a回りに回動させることで、波エネルギー回収装置20を上甲板3の収容位置と配置位置の間を移動させる。また、転倒方式では、図16及び図17に示すような、波エネルギー回収装置20の水平支持部材31Bの一部に収容機構33の回転軸33aを設けて、この回転軸33a回りに水平支持部材31Bを回動させることで、波エネルギー回収装置20を舷側2cの凹部2h(図16)又は上甲板3の上(図17)の収容位置と配置位置との間を移動させる。 In the rotating method, as shown in FIG. 15, the oblique support member 31C of the wave energy recovery device 20 is rotated around the rotation shaft 33a in the accommodation mechanism 33, thereby moving the wave energy recovery device 20 to the upper deck 3. Move between stowed and deployed positions. 16 and 17, the horizontal support member 31B of the wave energy recovery device 20 is partially provided with the rotation shaft 33a of the housing mechanism 33, and the horizontal support member rotates around the rotation shaft 33a. By rotating 31B, the wave energy recovery device 20 is moved between the accommodation position and the arrangement position on the concave portion 2h of the side 2c (Fig. 16) or on the upper deck 3 (Fig. 17).

そして、伸縮方式では、図18に示すような収容機構33におけるピストン33bを伸縮させることで、水平支持部材31Bを伸縮して波エネルギー回収装置20を船体没水部2の舷側2cの内部の収容位置と配置位置との間を移動させる。また、昇降方式では、図19に示すように、波エネルギー回収装置20を収容機構33により昇降部33cを昇降用柱33dに沿って昇降させることで、波エネルギー回収装置20を上甲板3の上の収容位置と配置位置との間を移動させる。 In the expansion/contraction method, the horizontal support member 31B is expanded/contracted by expanding/contracting the piston 33b in the accommodation mechanism 33 as shown in FIG. Move between position and placement position. In the elevating method, as shown in FIG. 19, the wave energy recovery device 20 is moved up and down on the upper deck 3 by raising and lowering the wave energy recovery device 20 along the elevating column 33d using the housing mechanism 33. between stowed and deployed positions.

また、収容機構33ごと波エネルギー回収装置20の一部又は全部を移動可能に構成してもよく、移動機構32ごと波エネルギー回収装置20の一部又は全部を収容可能に構成してもよい。また、波エネルギー回収装置20の一部又は全部を特定の収容位置に移動してから収容するように構成してもよい。 Further, part or all of the wave energy recovery device 20 may be configured to be movable together with the accommodation mechanism 33 , or may be configured to be capable of accommodating part or all of the wave energy recovery device 20 together with the movement mechanism 32 . Alternatively, part or all of the wave energy recovery device 20 may be moved to a specific accommodation position and then accommodated.

〔波エネルギー回収装置の非収容〕上記の構成とは別に、波エネルギー回収装置20の非収容方式は、必ずしも、船体を接岸させる必要がない船舶で採用される。これらの船舶としては、貨物船などの乗客の乗降がない船舶、特に港に寄らず、沖合バースで荷役するタンカー、大型であるため接岸が困難で小型船で桟橋との間を通行する大型客船等がある。また、桟橋や岸壁等と船舶との間に人員と物資の通路の確保ができれば良いような船舶では、両者の間に架橋することで対応することができる。 [Non-accommodation of wave energy recovery device] Apart from the above configuration, the non-accommodation method of the wave energy recovery device 20 is employed in ships that do not necessarily need to be berthed. These ships include cargo ships and other ships that do not allow passengers to get on and off, especially tankers that do not stop at a port and load and unload offshore berths, and large passenger ships that are difficult to berth due to their large size and pass between piers. etc. Also, in the case of a ship where it is sufficient to secure a passage for personnel and supplies between the pier, wharf, or the like and the ship, it is possible to cope with this by building a bridge between the two.

また、船舶1が接岸する側が決まっている場合には、接岸しない側の波エネルギー回収装置20は、必ずしも、収容可能に構成しなくてもよい。また、接岸に際しては、必ずしも船体没水部2を接岸させる必要がなく、人員と物資の通路の確保ができれば良いので、通路を接岸時に架橋することで対応するように、舷側2cに設けた波エネルギー回収装置20を収容しないままとする非収容方式としてもよい。この非収容方式は、貨物船などの乗客の乗降がない商船、特に港に寄らず、沖合バースで荷役するタンカー等で採用することができる。 Further, when the side where the ship 1 berths is determined, the wave energy recovery device 20 on the side not berthed does not necessarily have to be configured to be accommodated. In addition, when berthing, it is not always necessary to berth the submerged part 2 of the hull, and it is only necessary to secure a passage for personnel and supplies. A non-accommodating method in which the energy recovery device 20 is left unaccommodated may be employed. This non-accommodation method can be adopted for commercial ships such as cargo ships that do not have passenger boarding and disembarking, especially for tankers that do not stop at a port and carry out cargo at offshore berths.

〔曳航式の波エネルギー回収装置〕次に曳航式の波エネルギー回収装置20について説明する。この曳航式の波エネルギー回収装置20は、図20及び図21に示すように、船舶1に設けた曳航装置(支持装置)30から延びる曳航索31Dで曳航される被曳航部材31Eに設けられている波エネルギー回収装置20であり、浮力体として機能する船体31Eaに接続する支持部材31Ecにより固定支持される。 [Towed Wave Energy Recovery Device] Next, the towed wave energy recovery device 20 will be described. As shown in FIGS. 20 and 21, this towing type wave energy recovery device 20 is provided on a member 31E to be towed by a towline 31D extending from a towing device (supporting device) 30 provided on the ship 1. The wave energy recovery device 20 is fixedly supported by a support member 31Ec connected to a hull 31Ea functioning as a buoyant body.

この曳航式の波エネルギー回収装置20では、船体31Eaの甲板上からから延びる曳航索31Dの長さにより、船舶1に対する前後方向Xの位置を設定することができる。また、波エネルギー回収装置20を舷側2cの近傍に配置する場合には、船体31Eaの舷側側で上下方向Zに水中に延びる横力発生部材31Edにより、曳航時に船体31Eaを船舶1側に寄せる横力Fyを発生させる。これにより、船体31Eaの舷側に配置された離間距離維持部材31Ebの先端部を船舶1の舷側2cに押圧することにより、幅方向Yに関して船舶1からの離間距離を維持できる。一方、波エネルギー回収装置20を舷側2cから離れた位置に配置する場合には、船舶1における曳航点を舷側2cから張出すことにより、船舶1からの離間距離を維持できる。さらには、曳航時に船体31Eaを船舶1側に寄せる横力Fyを舷側2cから離間する方向に発生させるとともに、船舶1の舷側2cから横方向に延びる係留索を被曳航部材31Eに追設して、この追設した係留索の長さにより、船舶1からの離間距離を維持することもできる。 In this tow-type wave energy recovery device 20, the position in the longitudinal direction X with respect to the vessel 1 can be set by the length of the towline 31D extending from the deck of the hull 31Ea. When the wave energy recovery device 20 is arranged near the side 2c of the hull 31Ea, the lateral force generation member 31Ed extending in the vertical direction Z in the water on the side of the hull 31Ea is used to move the hull 31Ea toward the side of the ship 1 during towing. Generate a force Fy. As a result, the separation distance from the ship 1 in the width direction Y can be maintained by pressing the tip of the separation distance maintaining member 31Eb arranged on the side of the hull 31Ea against the side 2c of the ship 1 . On the other hand, when the wave energy recovery device 20 is arranged at a position away from the side 2c, the separation distance from the ship 1 can be maintained by projecting the towing point of the ship 1 from the side 2c. Further, a lateral force Fy that draws the hull 31Ea toward the ship 1 during towing is generated in a direction away from the side 2c of the ship 1, and a mooring cable extending laterally from the side 2c of the ship 1 is added to the towed member 31E. The distance from the ship 1 can be maintained by the length of the additionally installed mooring cable.

この曳航式の波エネルギー回収装置20は、被曳航部材31Eが必要になるが、支持機構31、移動機構32、収容機構33が非常に単純な構成になる上に、船舶1とは別体で形成できる。そのため、船舶1における工事が少なく、波エネルギー回収システム10の全体を単純化することできる。また、この曳航式の波エネルギー回収装置20はユニット化及び規格化し易いというメリットがある。 This towed wave energy recovery device 20 requires a towed member 31E, but the support mechanism 31, the moving mechanism 32, and the storage mechanism 33 have a very simple configuration, and are separate from the ship 1. can be formed. Therefore, the amount of construction required for the ship 1 is small, and the entire wave energy recovery system 10 can be simplified. In addition, the towed wave energy recovery device 20 has the advantage of being easy to unitize and standardize.

〔制御装置〕次に制御装置40について説明する。この制御装置40は、波エネルギー回収システム10の全体を制御する装置であり、波エネルギー回収システム10と一体化して配置してもよく、波エネルギー回収システム10から離れた位置、例えば、船舶1側の船橋等に配置してもよく、更には、両方に配置して、選択して制御できるように構成してもよい。 [Control Device] Next, the control device 40 will be described. The control device 40 is a device for controlling the entire wave energy recovery system 10, and may be arranged integrally with the wave energy recovery system 10. The control device 40 may may be arranged on the bridge of the bridge or the like, or may be arranged on both sides so that they can be selected and controlled.

また、曳波Awの波エネルギーを回収する場合には、この制御装置40により収容機構33を制御して、波エネルギー回収装置20を所定の収容位置から取り出し、支持装置30の支持機構31や移動機構32等を制御装置40により制御して、波エネルギー回収装置20を回収位置に配置する。また、曳波Awの波パターンの変化に追従させて、波エネルギー回収装置20の回収位置を変化させる場合には、支持装置30の支持機構31や移動機構32等を制御装置40により制御して、回収位置を変化させる。 When the wave energy of the tug wave Aw is to be recovered, the control device 40 controls the accommodation mechanism 33 to take out the wave energy recovery device 20 from a predetermined accommodation position, move the support mechanism 31 of the support device 30, and move it. Mechanisms 32 and the like are controlled by controller 40 to position wave energy recovery device 20 in the recovery position. Further, when changing the recovery position of the wave energy recovery device 20 by following the change in the wave pattern of the tug wave Aw, the control device 40 controls the support mechanism 31 and the moving mechanism 32 of the support device 30. , to change the collection position.

更には、制御装置40により、水流制御機構(導水路)22、必要に応じて、後述する船舶1に備えられた誘導部材5等を制御して、より回収効率を向上させるために、曳波Awを波エネルギー回収装置20に誘導する。また、制御装置40により必要に応じて動力伝達機構24を制御しながら、エネルギー変換装置(水車)21の回転数と発電装置(発電機)23の回転数を制御して発電量と波エネルギーの回収量を調整する。 Furthermore, the control device 40 controls the water flow control mechanism (water channel) 22, and if necessary, the guide member 5 provided in the ship 1 described later, etc., to further improve the recovery efficiency. Aw is directed to the wave energy recovery device 20 . In addition, while controlling the power transmission mechanism 24 by the control device 40 as necessary, the rotation speed of the energy conversion device (water turbine) 21 and the rotation speed of the power generation device (generator) 23 are controlled, and the amount of power generation and wave energy are controlled. Adjust the collection amount.

そして、曳波Awの波エネルギーを回収しない場合には、制御装置40により支持装置30の収容機構33を制御して、波エネルギー回収装置20を所定の収容位置に収容する。 When the wave energy of the tug wave Aw is not to be recovered, the control device 40 controls the housing mechanism 33 of the support device 30 to house the wave energy recovery device 20 at a predetermined housing position.

〔船舶〕次に、本発明の実施の形態の船舶1(1A、1B)について説明する。この船舶1は、上記のいずれかの船舶用の波エネルギー回収システム10を備えて構成される。 [Vessel] Next, a vessel 1 (1A, 1B) according to an embodiment of the present invention will be described. This ship 1 is configured with any of the wave energy recovery systems 10 for ships described above.

そして、第1の実施の形態の船舶1Aは、従来船型の船舶1Aに波エネルギー回収装置20システム10を備えて構成される。この第1の実施の形態の船舶1Aの例を図22に示す。また、本発明の第2の実施の形態の船舶1Bは、波エネルギー回収システム10を備える相手の船舶1の船体形状が、対称翼形状の船尾を持つ船舶1Bとなる。この対称翼形状の船尾を持つ船舶1Bの例を図23に示す。 The ship 1A of the first embodiment is configured by equipping the conventional ship 1A with the wave energy recovery device 20 system 10 . An example of a ship 1A of this first embodiment is shown in FIG. Further, the ship 1B according to the second embodiment of the present invention is a ship 1B having a stern with a symmetrical wing shape as the hull shape of the other ship 1 equipped with the wave energy recovery system 10 . FIG. 23 shows an example of a ship 1B having this symmetrical wing-shaped stern.

この第2の実施の形態の船舶1Bは、図23に示すように、船体没水部2の後半部Rbsが、船舶の上下方向Zに関して、静止水面(満載喫水線又は計画喫水線等の航走時喫水線)WLより下側において、深さ方向の少なくとも50%の範囲において、連続的又は断続的に水線面形状の70%が対称翼60の後半部Rbwの形状Swingで形成されているように、言い換えれば、船体没水部2の後半部Rbsの水線面形状の70%が対称翼の後半部Rbwの形状Swingの70%と一致するように、構成される。 In the ship 1B of this second embodiment, as shown in FIG. Below the waterline WL, in at least 50% of the range in the depth direction, 70% of the waterplane shape is continuously or intermittently formed by the shape Swing of the rear half Rbw of the symmetrical wing 60 In other words, 70% of the water plane shape of the rear half Rbs of the submerged portion 2 of the hull is configured to match 70% of the shape Swing of the rear half Rbw of the symmetrical wing.

より詳細には、図23(a)では、船舶1Bの船体没水部2の後半部Rbs(船体没水部2の前後方向Xに関する中央Pmより後方)を対称翼(「NACA0020翼」)の後半部Rbw(対称翼60の前後方向Xに関する中央Pmより後方)の形状Swingで形成している例を示す。なお、図23(b)は、対称翼(「NACA0020翼」)60の全体を示す。また、対称翼60はこの「NACA0020翼」に限定されず、その他の対称翼であってもよい。 More specifically, in FIG. 23A, the rear half Rbs of the submerged hull portion 2 of the ship 1B (behind the center Pm in the longitudinal direction X of the submerged hull portion 2) is a symmetrical wing (“NACA0020 wing”). An example in which the rear half portion Rbw (behind the center Pm in the longitudinal direction X of the symmetrical blade 60) is formed in the shape Swing is shown. In addition, FIG. 23(b) shows the entire symmetrical blade (“NACA0020 blade”) 60 . Further, the symmetrical blade 60 is not limited to this "NACA0020 blade", and may be other symmetrical blades.

この第2の実施の形態の船舶1Bの構成によれば、船体没水部2の後半部Rbsの大半を対称翼の後半部Rbwの形状Swingで形成するので、船尾側における流れを単純化でき、後方肩部及び船尾による波の発生を抑制できる。従って、船体没水部2の後半部Rbsで発生する曳波Awの波エネルギーを低減でき、曳波Awの船尾系波の成分も低減できる。その結果、波エネルギー回収システム10による曳波Awの低減効果に加えて、曳波Awの船尾系波の成分も低減できるので、船舶1Bの曳波Aw全体を大きく低減でき、また、船舶1Bの全体としての造波抵抗を大幅に減少することができる。 According to the configuration of the ship 1B of the second embodiment, most of the rear half Rbs of the submerged portion 2 of the hull is formed in the Swing shape of the rear half Rbw of the symmetrical wing, so the flow on the stern side can be simplified. , rear shoulder and stern wave generation can be suppressed. Therefore, the wave energy of the tow waves Aw generated in the rear half Rbs of the submerged portion 2 of the hull can be reduced, and the stern wave component of the tow waves Aw can also be reduced. As a result, in addition to the effect of reducing the tug wave Aw by the wave energy recovery system 10, the stern wave component of the tug wave Aw can also be reduced. The wave-making resistance as a whole can be greatly reduced.

〔波エネルギー回収装置の配置〕そして、これらの船舶1では、少なくとも前進方向Xに航走しているときに、波エネルギー回収装置20を、船体没水部2の舷側の位置に、船体没水部2の表面から離間して、又は、船体没水部2の表面に接して配置するように構成される。 [Arrangement of Wave Energy Recovery Device] In these ships 1, the wave energy recovery device 20 is placed at a position on the side of the submerged portion 2 of the hull when the ship 1 is sailing at least in the forward direction X. It is configured to be arranged away from the surface of the portion 2 or in contact with the surface of the submerged portion 2 of the hull.

なお、この「船体没水部2の表面から離間して」とは、船体没水部2の外部を流れる水(海水等)が船体没水部2と波エネルギー回収装置20の間を流れる構造である。つまり、船体没水部2の表面と波エネルギー回収装置20との間に離間距離を有して構成されることであり、波エネルギー回収装置20は船体没水部2とが連続した形状、言い換えれば、船体没水部2における膨出構造や突出構造のように、船体没水部2とは一体的な構造になっていないということである。 It should be noted that the phrase "separated from the surface of the submerged portion 2 of the hull" means a structure in which water (seawater, etc.) flowing outside the submerged portion 2 of the hull flows between the submerged portion 2 of the hull and the wave energy recovery device 20. is. In other words, there is a clearance between the surface of the submerged portion 2 of the hull and the wave energy recovery device 20, and the wave energy recovery device 20 and the submerged portion 2 of the hull are continuous. For example, unlike the bulging structure or projecting structure of the submerged portion 2 of the hull, the structure is not integrated with the submerged portion 2 of the hull.

従って、水車21が露出して、ダクト付き水車(ダクト付き軸流水車21B以外も含む)や導入路22を備えていない構成の場合には、必然的に、この構成になる。なお、ダクト付き水車(ダクト付き軸流水車21B以外も含む)や導水路22を備えている構成でも、ダクトや導水路22が船体没水部2の表面と離間している場合には、離間して配置されることになる。この構成にすることで、波エネルギー回収装置20を既存の船に後付し易くなり、また、波エネルギー回収装置20を移動可能にし易くなる。 Therefore, in the case of a configuration in which the water turbine 21 is exposed and does not have a water turbine with a duct (including other than the axial water turbine with a duct 21B) and the introduction passage 22, this configuration is inevitably adopted. Even in a configuration including a water turbine with a duct (including other than the axial water turbine with a duct 21B) and a water conduit 22, if the duct and the water conduit 22 are separated from the surface of the submerged portion 2 of the hull, the separation will be placed as follows. With this configuration, the wave energy recovery device 20 can be easily retrofitted to an existing ship, and the wave energy recovery device 20 can be easily moved.

また、この「船体没水部2の表面に接して」とは、ダクト付き水車(ダクト付き軸流水車21B以外も含む)や導水路22を備えている構成で、ダクトや導水路22が船体没水部2の表面と接している構成のことをいう。船体没水部2と一体的な構造になっている場合も、船体没水部2と別体の構造で、接して配置される場合もある。 In addition, the term “in contact with the surface of the submerged portion 2 of the hull” means a configuration including a water turbine with a duct (including other than the axial water turbine with a duct 21B) and a water conduit 22, and the duct and the water conduit 22 are connected to the hull. It means a structure in contact with the surface of the submerged portion 2 . It may have a structure integrated with the submerged portion 2 of the hull, or may have a structure separate from the submerged portion 2 of the hull and may be arranged in contact with the submerged portion 2 of the hull.

この構成では、ダクトや導水路22が船体没水部2に固定されている構成や、ダクトや導水路22の一部若しくは全部が、船体没水部2からの膨出構造や突出構造となっている構成を含む。この構成は、波エネルギーの回収する条件(載荷状態や航行速度等)を絞り込み易い船舶に適しており、波エネルギー回収装置20を船体没水部2に堅固に固定できるので支持構造を単純化できる。 In this configuration, the duct or water conduit 22 is fixed to the submerged portion 2 of the hull, or a part or all of the duct or water conduit 22 protrudes or protrudes from the submerged portion 2 of the hull. including configurations that are This configuration is suitable for ships that can easily narrow down the conditions for wave energy recovery (loading state, sailing speed, etc.), and the wave energy recovery device 20 can be firmly fixed to the submerged portion 2 of the hull, so that the support structure can be simplified. .

次に、波エネルギー回収装置20の配置と波パターンとの関係について説明する。図24は、船舶1の船首波系に対しての配置の例を示し、図25は、船舶1の船尾波系に対しての配置の例を示す。図24及び図25に示すように、波エネルギー回収装置20は、少なくとも、船舶1(図24及び図25では船舶1A)が前進方向Xに航走しているときに発生している曳波Awの波パターンに対して、曳波発生源Awpを頂点とし、横方向Yに片側の角度θc(約20度:理論的には19度28分)で開くカスプラインLapの内側の扇形領域Rcaの内部に配置される。 Next, the relationship between the arrangement of the wave energy recovery device 20 and the wave pattern will be described. FIG. 24 shows an example of arrangement of the ship 1 with respect to the bow wave system, and FIG. 25 shows an example of arrangement of the ship 1 with respect to the stern wave system. As shown in FIGS. 24 and 25, the wave energy recovery device 20 at least measures the tug wave Aw generated when the ship 1 (the ship 1A in FIGS. 24 and 25) is sailing in the forward direction X. of the fan-shaped region Rca inside the cusp line Lap that opens at one side angle θc (about 20 degrees: theoretically 19 degrees 28 minutes) in the horizontal direction Y with the tug wave generation source Awp as the vertex for the wave pattern of placed inside.

この扇形領域Rcaの内部に波エネルギー回収装置20を配置することで、波エネルギー回収装置20の配置位置を簡便に設定することができる。なお、カスプラインLap上にあるカスプPac(i)だけでなく、この縦波Awcの波頂線Lwcと横波Awdの波頂線Lwdの交点部分も曳波Awの山になるので、水槽実験等で、曳波Awの山の位置を特定して、この山の位置を波エネルギー回収装置20の配置の目安とすることができる。 By arranging the wave energy recovery device 20 inside the fan-shaped region Rca, the arrangement position of the wave energy recovery device 20 can be easily set. In addition to the cusp Pac(i) on the cusp line Lap, the intersection of the crest line Lwc of the longitudinal wave Awc and the crest line Lwd of the transverse wave Awd also becomes a peak of the tow wave Aw. , the position of the crest of the tug wave Aw can be specified, and the position of the crest can be used as a guideline for the arrangement of the wave energy recovery device 20 .

なお、図22~図25においては、プロペラやウォータージェット推進装置やポッド推進器などの推進システムを示していないが、本発明の波エネルギー回収システム10は、船体没水部2の形状に関わらず、また、推進システムに関わらず、曳波Awの波エネルギーを回収するものであるので、船舶1(1A、1B)が曳波Awを発生するものであれば、適用できる。 Although FIGS. 22 to 25 do not show a propulsion system such as a propeller, water jet propulsion device, or pod propulsion device, the wave energy recovery system 10 of the present invention can be used regardless of the shape of the submerged portion 2 of the hull. Also, since the wave energy of the tow waves Aw is recovered regardless of the propulsion system, it can be applied to any ship 1 (1A, 1B) that generates the tow waves Aw.

〔誘導部材〕また、これらの船舶1では、波エネルギー回収装置20の回収効率を向上するために、曳波Awを波エネルギー回収装置20に導く誘導フィン5A(図26、図28、図29)又は誘導板5B(図27~図29)で構成される誘導部材5を備えて構成されることが好ましい。 [Guiding member] Further, in order to improve the recovery efficiency of the wave energy recovery device 20, the ship 1 includes guide fins 5A (Figs. 26, 28, and 29) for guiding the tug wave Aw to the wave energy recovery device 20. Alternatively, it is preferable to have a guide member 5 composed of a guide plate 5B (FIGS. 27 to 29).

この誘導部材5の第1のタイプである誘導フィン5Aは、水車21における回収効率が高くなるように、曳波Awの水Wの上下方向Zの流れを水車21に誘導する。通常は、断面が翼型形状をした部材を船舶1の舷側2cから外側に幅方向Yに延ばして配置される。この誘導フィン5Aは船舶1に固定配置されていてもよいが、曳波Awの波形の変化に追従できるように迎角(ピッチ角)を変更できるように構成するのが好ましい。この誘導フィン5Aは、水車21の前方の位置(図26)、導水路22の入口開口部22aの前方の位置等に配置される。なお、この誘導フィン5Aの主翼5Aaの外側端部に上下方向Zに延びる翼端板5Ab(図29)を設けて曳波Awの水Wの幅方向Yの流れも制御するように構成してもよい。 The guide fins 5A, which are the first type of the guide member 5, guide the flow of the water W of the tug wave Aw in the vertical direction Z to the water turbine 21 so that the recovery efficiency in the water turbine 21 is high. Usually, a member having a wing-shaped cross section is arranged by extending outward in the width direction Y from the shipboard side 2c. The guide fins 5A may be fixedly arranged on the ship 1, but preferably configured so that the angle of attack (pitch angle) can be changed so as to follow changes in the waveform of the tug wave Aw. The guiding fins 5A are arranged in front of the water turbine 21 (FIG. 26), in front of the inlet opening 22a of the water conduit 22, and the like. A blade end plate 5Ab (FIG. 29) extending in the vertical direction Z is provided at the outer end of the main wing 5Aa of the guide fin 5A so as to control the flow of the water W of the tug wave Aw in the width direction Y as well. good too.

また、誘導部材5の第2のタイプである誘導板5Bも、水車21における回収効率が高くなるように、曳波Awの水Wの上下方向Zの流れ又は幅方向Yを水車21に誘導するが誘導フィン5Aよりも強力に誘導できる。その一方、誘導板5Bを設けたことで発生する推進抵抗が大きくなる。通常は、図27及び図28に例示するように、板形状をした部材を船舶1の舷側2cから外側に幅方向Yに延ばして前後方向Xの一定の範囲に亘って配置される。あるいは、図29に示すように、板形状をした部材を船舶1の舷側2cから離間して上下方向Zに延ばして前後方向Xの一定の範囲に亘って配置される。この誘導板5Bは、水車21の前方の位置(図27~図29)、水車21の位置、水車21の後方の位置、導水路22の入口開口部22aの前方の位置等に配置される。 In addition, the guide plate 5B, which is the second type of the guide member 5, also guides the flow of the water W of the towing wave Aw in the vertical direction Z or the width direction Y to the water turbine 21 so that the recovery efficiency in the water turbine 21 is high. can be guided more strongly than the guiding fin 5A. On the other hand, the provision of the guide plate 5B increases the propulsion resistance generated. Normally, as illustrated in FIGS. 27 and 28 , a plate-shaped member is extended outward in the width direction Y from the shipboard side 2 c of the ship 1 and arranged over a certain range in the longitudinal direction X. Alternatively, as shown in FIG. 29, a plate-shaped member is spaced apart from the shipboard side 2c of the ship 1 and extended in the up-down direction Z to cover a certain range in the front-back direction X. As shown in FIG. The guide plate 5B is arranged at a position in front of the water wheel 21 (FIGS. 27 to 29), a position at the water wheel 21, a position behind the water wheel 21, a position in front of the inlet opening 22a of the water conduit 22, and the like.

これらの誘導部材5は、波エネルギー回収装置20の水流制御機構22とは別に構成される。水流制御機構22が船舶1とは別体で波エネルギー回収装置20に固定して設けられて、波エネルギー回収装置20と共に移動するのに対して、誘導部材5は船舶1に一体的に備えられる。そして、これらの誘導部材5と水流制御機構22は、互いに補完する関係にあり、一方のみであってよく、両方を備えていてもよい。 These guide members 5 are configured separately from the water flow control mechanism 22 of the wave energy recovery device 20 . While the water flow control mechanism 22 is fixed to the wave energy recovery device 20 separately from the ship 1 and moves together with the wave energy recovery device 20, the guide member 5 is provided integrally with the ship 1. . The guide member 5 and the water flow control mechanism 22 are complementary to each other, and may be provided with only one or both.

なお、これらの誘導部材5は、単一のタイプの誘導部材5であってもよく、幾つかのタイプを組み合わせて用いてもよい。また、単一のタイプの誘導部材5を上下方向Zや、前後方向Xに、複数基配置してもよい。これらの誘導部材5の配置は、曳波Awの存在領域(波パターンの内側)に配置される。なお、誘導板5Bに関しては、誘導板5Bの前端が曳波Awの存在領域に配置されればよく、その他の部位は、必ずしも、曳波Awの存在領域の内部にある必要はなく、外にあってもよい。 These guide members 5 may be of a single type, or may be used in combination of several types. Further, a plurality of guide members 5 of a single type may be arranged in the up-down direction Z or in the front-rear direction X. FIG. These guide members 5 are arranged in the existing area of the tug wave Aw (inside the wave pattern). As for the guide plate 5B, the front end of the guide plate 5B may be arranged in the area where the tow waves Aw exist, and the other parts do not necessarily need to be inside the area where the tow waves Aw exist. There may be.

そして、水車21は誘導フィン5A若しくは誘導板5Bの後方の位置に配置される。これらの誘導部材5を備える構成によれば、誘導部材5により、曳波Awを波エネルギー回収装置20に誘導して、回収するエネルギーの量を大きくすることができる。 The water wheel 21 is arranged behind the guide fins 5A or the guide plate 5B. According to the configuration including these guide members 5, the guide members 5 can guide the tug wave Aw to the wave energy recovery device 20, thereby increasing the amount of recovered energy.

〔船舶の曳波低減方法〕そして、本発明の第1の実施の形態の船舶の曳波低減方法は、少なくとも船舶1が前進方向Xに航走しているときに、船舶1の両舷側又は後方において、船舶1の船体表面に離間又は接して配置された波エネルギー回収装置20により、船舶1の船体没水部2が発生している曳波Awの波エネルギーの一部を回収することにより、船舶1が発生する曳波Awの波エネルギーを低減する方法である。 [Method for reducing tow waves on a ship] In the method for reducing tow waves for a ship according to the first embodiment of the present invention, at least when the ship 1 is sailing in the forward direction X, both sides of the ship 1 or Part of the wave energy of the towing wave Aw generated by the submerged portion 2 of the hull 1 of the ship 1 is recovered by the wave energy recovery device 20 disposed behind or in contact with the surface of the hull of the ship 1. , a method for reducing the wave energy of the tug wave Aw generated by the ship 1 .

あるいは、本発明の第2の実施の形態の船舶の曳波低減方法は、上記のいずれかの船舶用の波エネルギー回収システム10を用いて記船舶1の曳波Awの波エネルギーを低減する方法である。この船舶の曳波低減方法によれば、曳波Awの波エネルギーの一部を、水車21などのエネルギー変換装置により回収することにより、船舶1から発生する曳波Awを低減することができる。 Alternatively, a ship tug wave reduction method according to the second embodiment of the present invention is a method of reducing wave energy of tug wave Aw of the ship 1 using any of the wave energy recovery systems 10 for ships described above. is. According to this ship tug wave reduction method, the tug wave Aw generated from the ship 1 can be reduced by recovering part of the wave energy of the tug wave Aw with an energy conversion device such as the water turbine 21 .

〔船舶の造波抵抗低減方法〕そして、本発明の波エネルギー回収システム10又は本発明の曳波低減方法を用いて、回収した曳波Awの波エネルギーの一部を電気エネルギー等に変換して、船舶1の推進エネルギーの一部として使用することにより、実質的に船舶1の造波抵抗を低減することができる。ただし、船舶1の推進抵抗の低減効果を得るためには、波エネルギー回収システム10の配置による推進抵抗の増加と、波エネルギーの一部の回収に伴う伴流の増加や水流変化による推進抵抗の増加に対して、波エネルギー回収システム10で回収する波エネルギーの量を大きくする必要がある。 [Method for reducing wave-making resistance of ship] Then, using the wave energy recovery system 10 of the present invention or the tug wave reduction method of the present invention, part of the wave energy of the recovered tug wave Aw is converted into electric energy or the like. , the wave-making resistance of the ship 1 can be substantially reduced by using it as part of the propulsion energy of the ship 1 . However, in order to obtain the effect of reducing the propulsion resistance of the ship 1, it is necessary to increase the propulsion resistance due to the arrangement of the wave energy recovery system 10, increase the wake due to the recovery of part of the wave energy, and reduce the propulsion resistance due to changes in the water flow. The increase requires a greater amount of wave energy to be recovered by the wave energy recovery system 10 .

〔船舶の改造方法〕そして、本発明の実施の形態の船舶の改造方法は、上記のいずれかの船舶用の波エネルギー回収システム10を既存の船舶1に追加して設ける方法である。この方法によれば、上記のそれぞれの船舶の曳波低減方法と同様な効果を発揮できる。 [Method for Remodeling Ship] The method for remodeling a ship according to the embodiment of the present invention is a method for additionally providing any of the wave energy recovery systems 10 for ships described above to an existing ship 1 . According to this method, the same effects as those of the methods for reducing tow waves for ships described above can be exhibited.

〔本発明の効果〕上記の船舶用の波エネルギー回収システム10、船舶1、及び、船舶の曳波低減方法等によれば、船首部の形状を含めた船体の形状に関わらず、船体没水部が発生する曳波Aw、特に、船体没水部2の前半部が発生する船首系波Awから波エネルギーの一部を回収することができるので、曳波Awの低減効果を得ることができる。 [Effects of the Present Invention] According to the wave energy recovery system 10 for a ship, the ship 1, the tow wave reduction method for a ship, etc., regardless of the shape of the hull including the shape of the bow, the hull submerges. Part of the wave energy can be recovered from the tow waves Aw generated by the submerged portion 2, particularly from the bow wave Aw generated by the front half of the submerged portion 2 of the hull. .

1 船舶
2 船体没水部
2a 船首部
2c 舷側
2d 船底
3 上甲板
5 誘導部材
5A 誘導フィン(誘導部材)
5B 誘導板(誘導部材)
10 波エネルギー回収システム
20 波エネルギー回収装置
21 水車(エネルギー変換装置)
21A 軸流型水車(変換装置)
21B ダクト付き軸流型水車(変換装置)
21Ba プロペラ
21Bb ダクト
21C 水平軸型水車(変換装置)
21D 垂直軸型水車(変換装置)
22 導水路(水流制御機構)
22a 入口開口部
22b 前方導水路
22c 貯水部
22d 垂直水路
22e 水平排水路
22f 排水開口部
22g 抜気口
22h 傾斜水路
22i 真空ポンプ
23 発電機(発電装置)
24 動力伝達機構
30 支持装置
31 支持機構
31A 垂直支持部材
31B 水平支持部材
31C 斜め支持部材
31D 曳航索
31E 被曳航部材
32 移動機構
33 収容機構
40 制御装置
60 対象翼
Aw 曳波
Awc 縦波
Awd 横波
Awp 曳波発生源
Bc 船幅(高速コンテナ船)
Bt 船幅(VLCC)
Bd 船幅(護衛艦)
Bmax 最大船幅
Lac 曳波発生源の経路
Lap カスプライン
Lc 船体中心線(船体中心面)
Lwc 縦波の波頂線
Lwd 横波の波頂線
Pac(i) カスプ
Pm 前後方向に関する船体没水部の中央
Rbs 船体没水部の後半部
Rca 扇形領域
Swing 対称翼の後半部の形状
Va 曳波発生源の進行速度
Vs 航行速度
W 水
WL 静止水面(航走時喫水線)
X 前後方向(船舶の前後方向)、前進方向
Y 幅方向(船舶の幅方向)
Z 上下方向(船舶の上下方向)
θ 波の伝搬方向の角度
θc カスプラインの角度
1 Vessel 2 Hull submerged portion 2a Bow 2c Broadside 2d Ship bottom 3 Upper deck 5 Guide member 5A Guide fin (guide member)
5B induction plate (induction member)
10 wave energy recovery system 20 wave energy recovery device 21 water wheel (energy conversion device)
21A Axial flow turbine (converter)
21B Ducted axial water turbine (converter)
21Ba Propeller 21Bb Duct 21C Horizontal axis water turbine (conversion device)
21D vertical axis water turbine (converter)
22 water channel (water flow control mechanism)
22a inlet opening 22b front water channel 22c water reservoir 22d vertical water channel 22e horizontal drainage channel 22f drainage opening 22g air vent 22h inclined channel 22i vacuum pump 23 generator (power generating device)
24 Power transmission mechanism 30 Support device 31 Support mechanism 31A Vertical support member 31B Horizontal support member 31C Oblique support member 31D Towing rope 31E Towed member 32 Moving mechanism 33 Accommodating mechanism 40 Control device 60 Target wing Aw Towing wave Awc Longitudinal wave Awd Lateral wave Awp Tow wave source Bc Vessel width (high-speed container ship)
Bt Vessel width (VLCC)
Bd Width (escort ship)
Bmax Maximum hull width Lac Route of tow wave generation source Lap Cuspline Lc Hull center line (hull center plane)
Lwc Wave crest line of longitudinal wave Lwd Wave crest line of transverse wave Pac(i) Cusp Pm Center of submerged portion of hull in longitudinal direction Rbs Rear half of submerged portion of hull Rca Fan-shaped region Swing Shape of rear half of symmetrical wing Va Towing wave Proceeding speed of source Vs Sailing speed W Water WL Still water surface (draft during sailing)
X longitudinal direction (front-back direction of the ship), forward direction Y width direction (width direction of the ship)
Z vertical direction (vertical direction of the ship)
θ Angle of propagation direction of wave θc Angle of cuspline

Claims (14)

航走時に曳波(Aw)を発生する船舶(1)に装備される波エネルギー回収システム(10)であって、少なくとも前記船舶(1)が前進方向(X)に航走しているときに前記曳波(Aw)が存在する場所又は前記曳波(Aw)が誘導されている場所に配設されて、前記船舶(1)の船体没水部(2)が発生する曳波(Aw)の波エネルギーの一部を回収することを特徴とする船舶用の波エネルギー回収システム。 A wave energy recovery system (10) installed in a vessel (1) that generates a tow wave (Aw) during cruising, at least when the vessel (1) is cruising in a forward direction (X). A tug wave (Aw) generated by a submerged hull (2) of the ship (1) disposed at a location where the tug (Aw) exists or a location where the tug (Aw) is guided. A wave energy recovery system for a ship, characterized in that it recovers a portion of the wave energy of a ship. 前記波エネルギー回収装置(20)が、前記曳波(Aw)の運動エネルギーの一部を回転運動エネルギーに変換する水車(21)、又は、前記曳波(Aw)の位置エネルギーの一部を回転運動エネルギーに変換する水車(21)、又は、前記曳波(Aw)の運動エネルギーの一部と位置エネルギーの一部の両方を回転運動エネルギーに変換する水車(21)を備えていることを特徴とする請求項1に記載の船舶用の波エネルギー回収システム。 The wave energy recovery device (20) is a water wheel (21) that converts part of the kinetic energy of the tug (Aw) into rotational kinetic energy, or rotates part of the potential energy of the tug (Aw). A water wheel (21) that converts into kinetic energy, or a water wheel (21) that converts both part of the kinetic energy and part of the potential energy of the tug wave (Aw) into rotational kinetic energy. 2. A wave energy recovery system for a marine vessel according to claim 1. 前記水車(21)が、回転軸が波の流れの方向又は船舶の前後方向(X)に配置される軸流型水車(21A)、回転軸が水平方向(Y)に配置される水平軸型水車(21B)、回転軸が鉛直方向(Z)に配置される垂直軸型水車(21D)のいずれかの水車であることを特徴とする請求項2に記載の船舶用の波エネルギー回収システム。 The water turbine (21) is an axial flow type water turbine (21A) in which the rotation axis is arranged in the direction of wave flow or in the longitudinal direction (X) of the ship, or a horizontal axis type in which the rotation axis is arranged in the horizontal direction (Y). 3. A wave energy recovery system for ships according to claim 2, characterized in that the water turbine is either a water turbine (21B) or a vertical axis type water turbine (21D) whose axis of rotation is arranged in the vertical direction (Z). 前記波エネルギー回収装置(20)が、前記水車(21)を覆うダクト(21Bb)、又は、前記水車(21)に水(W)を導入する導水路(22)を備えていることを特徴とする請求項2又は3に記載の船舶用の波エネルギー回収システム。 The wave energy recovery device (20) comprises a duct (21Bb) covering the water turbine (21) or a water conduit (22) for introducing water (W) to the water turbine (21). A wave energy recovery system for a marine vessel according to claim 2 or 3. 前記波エネルギー回収装置(20)の一部又は全部の船舶に対する位置(x、y、z)又は縦傾斜の角度(α)又は横傾斜の角度(β)の少なくとも一つを変更する移動機構(32)を備えていることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の船舶用の波エネルギー回収システム。 A moving mechanism ( 32). A wave energy recovery system for a marine vessel according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises: 前記波エネルギー回収装置(20)の一部又は全部が、前記船舶(1)の船体内部又は上甲板(3)又は前記上甲板(3)より上方に収容する収容機構(33)を備えていることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の船舶用の波エネルギー回収システム。 A part or all of the wave energy recovery device (20) is provided with an accommodation mechanism (33) for accommodation inside the hull or the upper deck (3) of the ship (1) or above the upper deck (3). A wave energy recovery system for ships according to any one of claims 1 to 5, characterized in that: 前記波エネルギー回収装置(20)が、前記船舶(1)により曳航されるように構成されていることを特徴とする請求項2~4のいずれか1項に記載の船舶用の波エネルギー回収システム。 A wave energy recovery system for ships according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the wave energy recovery device (20) is adapted to be towed by the ship (1). . 請求項1~7のいずれか1項に記載の船舶用の波エネルギー回収システム(10)を備えていることを特徴とする船舶。 Ship, characterized in that it comprises a wave energy recovery system (10) for ships according to any one of the preceding claims. 少なくとも前進方向(X)に航走しているときに、前記波エネルギー回収装置(20)を、前記船体没水部(2)の舷側の位置に、前記船体没水部(2)の表面から離間して、又は、前記船体没水部(2)の表面に接して配置することを特徴とする請求項8に記載の船舶。 The wave energy recovery device (20) is placed at a position on the side of the submerged portion (2) of the hull from the surface of the submerged portion (2) of the hull while sailing at least in the forward direction (X). 9. Ship according to claim 8, characterized in that it is arranged at a distance or against the surface of the hull submerged part (2). 前記曳波(Aw)の一部又は全部を前記波エネルギー回収装置(20)に導く誘導フィン(5A)又は誘導板(5B)で構成される誘導部材(5)を備えていることを特徴とする請求項8又は9に記載の船舶。 A guiding member (5) comprising a guiding fin (5A) or a guiding plate (5B) that guides part or all of the towing wave (Aw) to the wave energy recovery device (20) is provided. The vessel according to claim 8 or 9. 前記船体没水部(2)の後半部(Rbs)が、船舶の上下方向(Z)に関して、満載喫水線または計画喫水線より下側において、深さ方向の少なくとも50%の範囲において、連続的又は断続的に水線面形状の70%が対称翼の後半部(Rbw)の形状(Swing)で形成されていることを特徴とする請求項8~10のいずれか1項に記載の船舶。 The rear half (Rbs) of the submerged portion (2) of the hull is continuous or intermittent in a range of at least 50% in the depth direction below the full load line or the planned waterline with respect to the vertical direction (Z) of the ship. A ship according to any one of claims 8 to 10, characterized in that 70% of the water plane shape is formed in the shape (Swing) of the rear half (Rbw) of the symmetrical wing. 少なくとも船舶(1)が前進方向(X)に航走しているときに、前記船舶(1)の両舷側又は後方において、前記船舶(1)の船体表面に離間又は接して配置された波エネルギー回収装置(20)により、前記船舶(1)の船体没水部(2)が発生している曳波(Aw)の波エネルギーの一部を回収することにより、前記船舶(1)が発生する曳波(Aw)の波エネルギーを低減することを特徴とする船舶の曳波低減方法。 Wave energy spaced apart from or in contact with the hull surface of said vessel (1) on either side or aft of said vessel (1) at least when said vessel (1) is sailing in the forward direction (X). The vessel (1) is generated by recovering part of the wave energy of the tug wave (Aw) generated by the submerged portion (2) of the vessel (1) by means of a recovery device (20). A method for reducing tow waves on a ship, characterized by reducing the wave energy of tow waves (Aw). 請求項1~7のいずれか1項に記載の船舶用の波エネルギー回収システム(10)を用いて、前記船舶(1)の曳波(Aw)の波エネルギーを低減することを特徴とする船舶の曳波低減方法。 A ship, characterized in that the wave energy recovery system (10) for ships according to any one of claims 1 to 7 is used to reduce the wave energy of the tow waves (Aw) of said ship (1). tug wave reduction method. 請求項1~7のいずれか1項に記載の船舶用の波エネルギー回収システム(10)を既存の船舶(1)に追加して設けることを特徴とする船舶の改造方法。 A method of retrofitting a ship, characterized in that a wave energy recovery system (10) for a ship according to any one of claims 1 to 7 is additionally installed in an existing ship (1).
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