JP3055233U - 船舶の減揺水槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一組のダンパで少なくとも三種類以上のＡＲ
Ｔ固有周期を作り出す事を可能にする減揺水槽を提供す
る。 【構成】 Ｕ字管型に構成して成る減揺水槽１におい
て、液体通路４の内に約９０度の開閉を可能となす遠隔
駆動式のダンパ８を設け、その開閉の中途に少なくとも
一箇所以上の停止を可能とする手段と、停止させたダン
パ廻りを通過する液体の整流を可能とする整流板５ａ，
５ｂ，５ｃ，５ｄの手段を施す。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、船舶の横揺れを軽減するための減揺水槽の固有周期に係わり、特 に、一組の減揺水槽で三種類以上の固有周期を作り出す時に必要とする複数のダ ンパを設置することが困難な船舶に適した減揺水槽に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より船舶の横揺れを軽減する装置として、Ｕ字管型の受動減揺水槽（以下 ＡＲＴとも言う）が知られている。ＡＲＴを計画する時の重要事項は、船の横揺 周期範囲を把握することである。船舶復原性規則に定められている横揺固有周期 の推定計算式は次の通りである。 船の横揺固有周期（秒）＝２．０１ｘｋ．Ｂ／√ＧｏＭ ｋ．．．計数 Ｂ．．．船幅（ｍ） ＧｏＭ．．．メタセンター高さ（ｍ） この計算式で値的に幅を有するものは、ｋとＧｏＭのみであり、この範囲も計画 する船によってほぼ定まるもので、総トン数５００トン級の小型船を例にすると 一般的に満載出港時の横揺固有周期は短く（速く）、満載帰港時は長い（遅い） 傾向にある。そして満載出港時と満載帰港時の固有周期の差は、約３〜４秒位あ り仮に満載の値を７秒とすると帰港状態では約１１秒位となる。

【０００３】 実際の横揺れは、航海時に遭遇する様々な海気象状況や、航海速力そして、向 波、横波、斜め追波等の影響等から、実際の横揺周期は船の固有周期の範囲より 更に幅が生じている。具体的には、その船の固有周期±約１秒から１．５秒と言 う実測値などを考慮すると、前述の小型船の場合の横揺れ周期は少なくとも約６ 秒〜１２秒の範囲を推定できる。

【０００４】 ＡＲＴは、船の横揺周期とＡＲＴ固有周期（以下単に固有周期とも言う）が等 しい時、船の横揺れに伴ってＡＲＴ内の液体は共振を行い、横揺れに対し約９０ 度の位相遅れが生じ高い減揺効果を得ることができるものである。しかし、減揺 効果的にその有効範囲は狭く、船の横揺周期がＡＲＴ固有周期から±約１秒以上 外れると効果は極減すると言う欠点を有している。

【０００５】 尚且つ、何らかの理由でＡＲＴ有効範囲を外れ船の横揺周期が長く（遅く）な った時、１揺れの１／２毎に減揺と同調、すなわち横揺れが大きくなるという現 象を繰り返す不自然な動揺を誘起し、場合によってはＡＲＴの無い場合より大き い横揺れを起こすことが知られているが、これらの問題点はＡＲＴ固有周期の種 類を多くすればする程、容易に解決できるものである。

【０００６】 そこで、図１３に示すような、液体通路の中にダンパを設け、そのダンパを開 閉することで通路の断面積の増減を成す手段を講じたものもあるが、ダンパを閉 じた時のダンパ廻りに発生する乱流が問題となり、図１４に示す如く、液体通路 を目的に合わせ複数に分割し、独立したトンネル形状の通路を構成し、その内に ダンパを備え、ダンパを開閉する事により、液体が移動する通路の断面積を確保 する様々な発明、考案がなされた。

【０００７】

【考案が解決する課題】

前述の小型船の場合を例にすると、約６秒〜１２秒の横揺周期範囲に於いて、 約５０％以上の減揺効率を求めるためには、１つのＡＲＴ固有周期の減揺有効範 囲は±約１秒位であるから、少なくとも三つの独立したトンネル形状の通路と二 組のダンパを必要とする。

【０００８】 このように従来技術を用いて周期範囲の広いＡＲＴを計画する場合は、どうし ても二組から三組のダンパを必要とする。しかし乍、船種やＡＲＴの設置場所に よっては複数のダンパを設けることができない事も多々ある。この場合は、ダン パの数を減らすことになるから、必要とする広い有効範囲が取れないため減揺装 置としての効力を充分に発揮していないのが現状である。

【０００９】

【目的】

本考案は、このような従来の問題点を解決するためになされたもので、一組の ダンパで複数の固有周期を作り出すことを可能とするＡＲＴを提供することを目 的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案の減揺水槽は、船体の両舷に設定した一対の少なくとも２つのタンクと これらタンクの底部を液体通路で連結し、Ｕ字管型に構成して成る減揺水槽にお いて、複数の固有周期を得る手段として液体通路の内にダンパを設ける。

【００１１】 ダンパは、約９０度の開閉を可能となす遠隔駆動式を採用し、その開閉の中途 に少なくとも一箇所以上の停止を可能とする手段と、所定の位置に停止させたダ ンパ廻りを通過する液体の整流を可能とする整流板の手段を施す。

【００１２】

【考案の実施の形態】 【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面を参照して更に説明する。 図１の減揺水槽１は、２つのタンク２，３とこれらタンクの各底部を連結する 液体通路４が液体連通手段として一体に形成されている。また、図示していない が減揺水槽１の適当な箇所に、タンク２，３内の空気の流通を可能とする空気ダ クト、タンク用液体注入管、タンク用液体排出管、注排水用の空気抜き管、液面 高さを確認する液面計や測深管などが設けて有る。

【００１３】 液体通路４内は、その中央部付近に約９０度の開閉を可能とするダンパ８を一 組備える。また、ダンパ８を停止させる箇所は、予め図２に示すような、それぞ れ一対の整流板（５ａ，５ｄ），（５ｂ，５ｃ）を設ける。

【００１４】 ダンパ８には、ダンパを開閉させるための開閉装置６と、ダンパの停止位置を 検知するためポテンショメータ７を取り付け、ダンパ８の全閉、中途停止、全開 の位置を電気信号にてコントロール部２２へ送信する手段を施す。

【００１５】 次に制御装置機構について説明する。図１５に示すように大きく分けて船の横 揺れ状況を検知し、その情報から数値演算や制御信号等を司るコントロール部２ ２およびダンパとダンパを遠隔駆動させる開閉機器装置部２３からなる。

【００１６】 コントロール部２２は、傾斜センサー１４から送信された船の横揺の状況を受 信し、その内容を解読する演算解読回路１５と、解読された値を基に予め設定し て有るダンパ８を駆動させる制御回路１６及び情報処理回路１７等で構成する。 また、開閉機器装置部２３は、駆動源１８、電磁弁１９、ダンパ８、ダンパ用開 閉装置６、ポテンショメータ等７で構成する。

【００１７】 機器の開閉制御は、船の平均横揺周期によって、予め定めてある制御信号をコ ントロール部２２から制御実行回路２０を経て、開閉機器装置部２３へ送信し、 駆動源１８を始動→電磁弁１９→ダンパ用開閉装置６，→ダンパ８およびポテン ショメータ７，→駆動源１８の停止で一行程となる。

【００１８】 次に、異なる三種類のＡＲＴ固有周期を作り出す状況について説明する。条件 として、第一番目の固有周期は短く（速く）、第三番目は長く（遅く）、そして 第二番目はその中間の固有周期とする。

【００１９】 第一番目を得るには、液体通路４の断面積を大きくすれば良いから、図３に示 す如くダンパ８は開（液体の移動方向）の状態とする。液体通路は図４の示す４ ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆの合計が有効な断面積として使用できる。

【００２０】 第二番目は、第一番目の有効断面積より小さくすれば良いから図５に示すよう に、ダンパ８を中途停止の状態へ駆動させる。液体通路は、図６に示す４ａ，４ ｂ，４ｅ，４ｆの合計が有効断面積となる。

【００２１】 第三番目は、第二番目より更に有効断面積を小さくする。図７および、図８に 示すようにダンパ８を全閉にすると、液体通路は４ａ，４ｆの合計が有効断面積 となる。このように液体通路４の有効断面積を大きくすると短い（速い）周期が 、そして小さくすると長い（遅い）周期が得られる。

【００２２】 本実施例では液体通路４内を分割せず、一組のダンパ８と整流板５ａ，５ｂ， ５ｃ，５ｄを設け、中途停止を一点として三種類のＡＲＴ固有周期を確保したが もう一点の中途停止を加えれば、固有周期は四種類とする事が出来る。また、船 首尾の整流板５ａ，５ｄは、図１２に示す助板式とし、液体通路４を三分割して も良い。これらはＡＲＴの目的に合わせ適宜決定するものとする。

【００２３】 ダンパの開閉位置を検知する手段としてポテンショメータ７を用いたが、リミ ットスイッチや近接スイッチ等を用いても良い。

【００２４】

【考案の効果】

本考案は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。 （１）一組のダンパで三種類以上のＡＲＴ固有周期を得る事が可能となる。 （２）ダンパの数が少なくなるから設備費の軽減が可能となる。 （３）二組のダンパを設けられる場合は、ＡＲＴ固有周期の数が増える事になる からＡＲＴの有効周期範囲は更に拡大する。 （４）有効周期範囲の拡大は、長周期の時に生じる逆効果を、未然に防ぐことが 可能となる。 （５）このことは有効周期範囲が狭いと言うＡＲＴの宿命的な欠点を、容易に解 消する事でき、しかも、その制御は人手を煩わすことなく自動的に行われる。

【００２５】 以上の説明からも明らかなように、本考案のＡＲＴを装備した船舶に於いては 、少ないダンパでＡＲＴの有効周期範囲が拡大するから、出合周期や海気象状況 等の影響により刻々変わる船の横揺周期に対し、最適と思われるＡＲＴ固有周期 を自動的に選択し、常に安定した減揺効果が得られると言う作用効果を有してお り工業的にその効果の大きい考案である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の減揺水槽の一実施例を示す主要構成横
断面図

【図２】図１に於ける減揺水槽の平面図で整流板の配置
を示す（ダンパ未記入）

【図３】図２に於けるダンパ位置（開）の状態を示すダ
ンパは（移動液体に平行）

【図４】図３に於けるＡ−Ａ線の投影断面図で液体通路
の断面積を示す

【図５】図２に於けるダンパ位置（中間）と整流板の状
態を示す

【図６】図５に於けるＢ−Ｂ線の投影断面図で液体通路
の断面積を示す

【図７】図２に於けるダンパ位置（閉）の状態を示す
（ダンパは移動液体に直角）

【図８】図７に於けるＣ−Ｃ線の投影断面図で液体通路
の断面積を示す

【図９】図２に於けるＤ−Ｄ線に見る整流板（５ｂ，５
ｃ）の形状を示す

【図１０】図２に於けるＥ−Ｅ線に見る整流板（５ａ）
の形状を示す

【図１１】図９に於ける整流板のＦ−Ｆ線に見る断面図
で整流板の型状を示す

【図１２】図２に於けるＥ−Ｅ線に見る整流板（５ａ）
を肋板とした形状を示す

【図１３】従来技術の液体通路にダンパを設けた平面図

【図１４】トンネル型の液体通路にダンパを設けた平面
図

【図１５】ダンパ開閉操作の制御機構構成関係を示した
ブロック図

【符号の説明】

１・・・ＡＲＴ本体（減揺水槽） ２，３・・タン
ク（ウィングタンク） ４・・・液体通路（液体移動用通路） ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ・・・・液体通路
の断面積 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ・・・・整流板 ６・・・ダンパ用開閉装置 ７・・・・ポテ
ンショメータ ８・・・ダンパ ９・・・・液体 １０・・ダンパ軸中心 １１・・・液体
通路を分割する肋板 １２・・液体の移動する方向 １３・・・乱流 １４・・傾斜センサー １５・・・演算
解読回路 １６・・制御回路 １７・・・情報
処理回路 １８・・駆動源 １９・・・電磁
弁 ２０・・制御実行回路 ２１・・・機器
作動状況確認回路 ２２・・コントロール部 ２３・・・開閉
機器装置部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 船体の両舷に設定した一対の少なくとも
   ２つのタンクと、これらタンクの底部に液体を移動させ
   る液体通路（４）で連結し、Ｕ字管型に構成して成る減
   揺水槽（１）において、液体通路（４）の中に約９０度
   の開閉を可能とする遠隔駆動式の手段を講じたダンパ
   （８）を設け、その開閉の中途に少なくとも一箇所以上
   の所定の位置に停止させる手段と、停止させたダンパ
   （８）廻りを通過する液体の整流を可能とする整流板
   （５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）の手段を施し、一組のダン
   パ（８）で少なくとも三種類以上の減揺水槽の固有周期
   を作り出すことを特徴とする船舶の減揺水槽。