JP3356006B2 - 船舶の船首形状 - Google Patents
船舶の船首形状Info
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Y02A30/30—Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
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- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、船舶の船首形状
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５に船首部の概略側面図で示すよう
に、一般に船体１の船首部２は、航行時における波浪抵
抗の減少および美観上の観点から、側面から見て、船体
１の下部から上部に向け傾斜状に張り出した形状のもの
が多い。従来の船体における、張り出した船首部の傾斜
状下面２ａと吃水線ＬＷＬとの間の角度（図５において
αで表す）は、一般に５０°超である。
に、一般に船体１の船首部２は、航行時における波浪抵
抗の減少および美観上の観点から、側面から見て、船体
１の下部から上部に向け傾斜状に張り出した形状のもの
が多い。従来の船体における、張り出した船首部の傾斜
状下面２ａと吃水線ＬＷＬとの間の角度（図５において
αで表す）は、一般に５０°超である。
【０００３】航行時における船体の波浪抵抗を減少させ
るためには、船首部の吃水線より下部を、できるだけ鋭
角の張り出し形状にすればよいことが知られている。し
かしながら、タンカーやバラ積貨物船などのような、船
体の長さに対する幅の比が比較的大きい、いわゆる肥大
船の場合に、船首部の吃水線下部を鋭角の張り出し形状
にするためには、張り出し分だけ船体を長くしなければ
ならないが、このような船体の大幅な変更は、載貨容積
等の制約から行うことができない。
るためには、船首部の吃水線より下部を、できるだけ鋭
角の張り出し形状にすればよいことが知られている。し
かしながら、タンカーやバラ積貨物船などのような、船
体の長さに対する幅の比が比較的大きい、いわゆる肥大
船の場合に、船首部の吃水線下部を鋭角の張り出し形状
にするためには、張り出し分だけ船体を長くしなければ
ならないが、このような船体の大幅な変更は、載貨容積
等の制約から行うことができない。
【０００４】従って、肥大船の場合には、船首部の吃水
線下部を鋭角の張り出し形状にはせず、ほぼ直立形状に
したものが多い。その結果、航行時における波浪抵抗減
少の観点から問題があった。
線下部を鋭角の張り出し形状にはせず、ほぼ直立形状に
したものが多い。その結果、航行時における波浪抵抗減
少の観点から問題があった。
【０００５】このような肥大船の波浪抵抗を減少させる
方法について、従来から種々研究がなされており、例え
ば、特開昭57−66087 号公報には、図６に側面図で、図
７に正面図で示したように、吃水線ＬＷＬよりも上部の
船首部２を、側面から見て船首側より船尾側に向けた流
線状に形成し、そして、船首垂線５の近くにおいて、吃
水線よりも上部の船首部横断面を、上方に凸な丸味を有
する形状となした船体（以下、先行技術という）が開示
されている。
方法について、従来から種々研究がなされており、例え
ば、特開昭57−66087 号公報には、図６に側面図で、図
７に正面図で示したように、吃水線ＬＷＬよりも上部の
船首部２を、側面から見て船首側より船尾側に向けた流
線状に形成し、そして、船首垂線５の近くにおいて、吃
水線よりも上部の船首部横断面を、上方に凸な丸味を有
する形状となした船体（以下、先行技術という）が開示
されている。
【０００６】先行技術によれば、吃水線よりも上部の船
首部２が、側面から見て船首側より船尾側に向けた流線
状に形成されているので、荒天時に波浪に遭遇しても、
波浪は船首甲板に沿って流れる結果、波浪による衝撃を
緩和することができる。
首部２が、側面から見て船首側より船尾側に向けた流線
状に形成されているので、荒天時に波浪に遭遇しても、
波浪は船首甲板に沿って流れる結果、波浪による衝撃を
緩和することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行技
術によれば、短波長の波浪の抵抗を軽減することができ
ても、長波長の波浪の場合には、逆に波浪抵抗が増加す
る問題が生ずる。更に、上述した船首形状のために、ア
ンカーや係留索等を通常の船体のように配置することが
できず、特別な設備の設置が必要になるため実用的では
ない。
術によれば、短波長の波浪の抵抗を軽減することができ
ても、長波長の波浪の場合には、逆に波浪抵抗が増加す
る問題が生ずる。更に、上述した船首形状のために、ア
ンカーや係留索等を通常の船体のように配置することが
できず、特別な設備の設置が必要になるため実用的では
ない。
【０００８】そこで、先に本出願人は、特願平８−１０
４９８３号により、船体の吃水線よりも上部の船首部
を、側面から見て下部から上部に向け所定角度で傾斜状
に張出し前方に突出して形成し、そして、前記前方に突
出した船首部の横断面形状を所定角度の下向き楔形状に
した船首形状を開発しこれを特許出願した。
４９８３号により、船体の吃水線よりも上部の船首部
を、側面から見て下部から上部に向け所定角度で傾斜状
に張出し前方に突出して形成し、そして、前記前方に突
出した船首部の横断面形状を所定角度の下向き楔形状に
した船首形状を開発しこれを特許出願した。
【０００９】上述した船首形状によれば、タンカーやバ
ラ積み貨物船などのような、船体の長さに対する幅の比
が比較的大きい肥大船の場合でも、航行時における波浪
抵抗を適確に減少させることができる。
ラ積み貨物船などのような、船体の長さに対する幅の比
が比較的大きい肥大船の場合でも、航行時における波浪
抵抗を適確に減少させることができる。
【００１０】しかし、その一方、従来の船体よりも船首
突出部の長くなることが避けられず、従って、船種によ
っては、船体の全長に対する港湾の入港制限を超過する
場合が生ずると考えられる。また、長い船首突出部のた
めに、船首部の構成に必要な鋼材重量が増加する結果、
載貨重量が減少することも考えられる。
突出部の長くなることが避けられず、従って、船種によ
っては、船体の全長に対する港湾の入港制限を超過する
場合が生ずると考えられる。また、長い船首突出部のた
めに、船首部の構成に必要な鋼材重量が増加する結果、
載貨重量が減少することも考えられる。
【００１１】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、タンカーやバラ積貨物船などのような、船体
の長さに対する幅の比が比較的大きい肥大船の場合にお
いても、航行時における波浪抵抗を適確に減少させるこ
とができ、しかも、船首部が長くなって船体全長に対す
る港湾の入港制限が生じたり、鋼材重量の増加によって
載貨重量が減少するようなことが生じない、船舶の船首
形状を提供することにある。
を解決し、タンカーやバラ積貨物船などのような、船体
の長さに対する幅の比が比較的大きい肥大船の場合にお
いても、航行時における波浪抵抗を適確に減少させるこ
とができ、しかも、船首部が長くなって船体全長に対す
る港湾の入港制限が生じたり、鋼材重量の増加によって
載貨重量が減少するようなことが生じない、船舶の船首
形状を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、タンカー
やバラ積貨物船などのような肥大船の場合においても、
航行時における波浪抵抗を適確に減少させることがで
き、しかも、船首部が長くなることによる入港制限や、
鋼材重量の増加による載貨重量の減少等が生ずることの
ない船首形状を開発すべく鋭意研究を重ねた。
やバラ積貨物船などのような肥大船の場合においても、
航行時における波浪抵抗を適確に減少させることがで
き、しかも、船首部が長くなることによる入港制限や、
鋼材重量の増加による載貨重量の減少等が生ずることの
ない船首形状を開発すべく鋭意研究を重ねた。
【００１３】その結果、吃水線よりも上部の船首部形状
を、側面から見て下部から上部に向け、所定角度で傾斜
状に張り出し前方に突出形成し、突出した船首部の横断
面形状を所定角度の下向き楔形状にすると共に、船首突
出部による波浪抵抗の低減効果を損なわない特定範囲の
船首突出部先端を切り落とせば、船首部の長くなること
による入港制限や、鋼材重量の増加による載貨重量の減
少等が生ずることなく、航行時における波浪抵抗を減少
させ得ることを知見した。
を、側面から見て下部から上部に向け、所定角度で傾斜
状に張り出し前方に突出形成し、突出した船首部の横断
面形状を所定角度の下向き楔形状にすると共に、船首突
出部による波浪抵抗の低減効果を損なわない特定範囲の
船首突出部先端を切り落とせば、船首部の長くなること
による入港制限や、鋼材重量の増加による載貨重量の減
少等が生ずることなく、航行時における波浪抵抗を減少
させ得ることを知見した。
【００１４】この発明は、上記知見に基づいてなされた
ものであって、船体の吃水線よりも上部の船首部が、側
面からみて、その下部から上部に向け傾斜状に張り出し
前方に突出して形成され、且つ、前記前方に突出した船
首部の横断面形状が、下向きの楔形状であり、前記突出
した船首部の傾斜状下面と吃水線との間の角度は１０°
から５０°の範囲内であり、前記下向き楔形角度は３０
°から１２０°の範囲内であり、そして、前記船首部の
うち、吃水線から前記突出した船首部傾斜状下面の波面
が来る最大高さの位置よりも前方の先端部分が切り落と
された形状になっていることに特徴を有するものであ
る。
ものであって、船体の吃水線よりも上部の船首部が、側
面からみて、その下部から上部に向け傾斜状に張り出し
前方に突出して形成され、且つ、前記前方に突出した船
首部の横断面形状が、下向きの楔形状であり、前記突出
した船首部の傾斜状下面と吃水線との間の角度は１０°
から５０°の範囲内であり、前記下向き楔形角度は３０
°から１２０°の範囲内であり、そして、前記船首部の
うち、吃水線から前記突出した船首部傾斜状下面の波面
が来る最大高さの位置よりも前方の先端部分が切り落と
された形状になっていることに特徴を有するものであ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、この発明を図面を参照しな
がら説明する。図１は、この発明の船首形状の一実施態
様を示す概略側面図であり、図２は船首部の正面図であ
る。図１に示すように、船体１の吃水線ＬＷＬよりも上
部の船首部２は、側面から見て下部から上部に向け傾斜
状に張り出し、前方に突出して形成されており、船首部
２の下部は、球状３に形成されている。そして、図２に
示すように、前方に突出した形状の船首部２の、吃水線
ＬＷＬよりも上部の横断面形状は、逆三角形の下向き楔
形状になっている。なお、図１および図２において、Ａ
−Ａ線は波浪中において相対波面が到達すると考えられ
る水線面である。
がら説明する。図１は、この発明の船首形状の一実施態
様を示す概略側面図であり、図２は船首部の正面図であ
る。図１に示すように、船体１の吃水線ＬＷＬよりも上
部の船首部２は、側面から見て下部から上部に向け傾斜
状に張り出し、前方に突出して形成されており、船首部
２の下部は、球状３に形成されている。そして、図２に
示すように、前方に突出した形状の船首部２の、吃水線
ＬＷＬよりも上部の横断面形状は、逆三角形の下向き楔
形状になっている。なお、図１および図２において、Ａ
−Ａ線は波浪中において相対波面が到達すると考えられ
る水線面である。
【００１６】この発明において、突出した船首部２の傾
斜状下面２ａと吃水線ＬＷＬとの間の角度（図１におい
てαで表す）は１０°から５０°の範囲内とすべきであ
る。吃水線ＬＷＬと傾斜状船首部２との間の角度αが１
０°未満では、船首部２の傾斜する下面２ａが平水面に
近接し過ぎる結果、航行時に、船首部２の傾斜状下面２
ａに波浪や浮遊物が接触し、船首部２に破損が生じやす
くなる。一方、上記角度αが５０°を超えると、吃水線
ＬＷＬよりも上部における船首部２の突出長さが短くな
り、波浪抵抗を軽減させることができない。
斜状下面２ａと吃水線ＬＷＬとの間の角度（図１におい
てαで表す）は１０°から５０°の範囲内とすべきであ
る。吃水線ＬＷＬと傾斜状船首部２との間の角度αが１
０°未満では、船首部２の傾斜する下面２ａが平水面に
近接し過ぎる結果、航行時に、船首部２の傾斜状下面２
ａに波浪や浮遊物が接触し、船首部２に破損が生じやす
くなる。一方、上記角度αが５０°を超えると、吃水線
ＬＷＬよりも上部における船首部２の突出長さが短くな
り、波浪抵抗を軽減させることができない。
【００１７】船首部２の横断面形状を形成する逆三角形
の下向き楔形状の角度（図２においてβで表す）は３０
°から１２０°の範囲内とすべきである。下向き楔形角
度βが３０°未満では、船首部２の幅が極めて短くな
り、船腹部と船首部との接続部に極端な段差が生ずる結
果、この段差部分において波浪抵抗が増加する問題が生
ずる。一方、下向き楔形角度βが１２０°を超えると、
突出した船首部２の幅が拡がり過ぎて丸みをもった形状
になり、波浪抵抗の軽減効果がなくなる。
の下向き楔形状の角度（図２においてβで表す）は３０
°から１２０°の範囲内とすべきである。下向き楔形角
度βが３０°未満では、船首部２の幅が極めて短くな
り、船腹部と船首部との接続部に極端な段差が生ずる結
果、この段差部分において波浪抵抗が増加する問題が生
ずる。一方、下向き楔形角度βが１２０°を超えると、
突出した船首部２の幅が拡がり過ぎて丸みをもった形状
になり、波浪抵抗の軽減効果がなくなる。
【００１８】上述した、船首部傾斜状下面と吃水線との
間の角度αが１０〜５０°で、下向き楔形角度βが３０
〜１２０°である船首部２は、実際に波面が来る範囲ま
で即ち波浪抵抗の影響を受ける範囲までを前方に突出さ
せればよい。
間の角度αが１０〜５０°で、下向き楔形角度βが３０
〜１２０°である船首部２は、実際に波面が来る範囲ま
で即ち波浪抵抗の影響を受ける範囲までを前方に突出さ
せればよい。
【００１９】即ち、図１に示す、船首部傾斜状下面２ａ
の、波面が来る最高位置Ｘ点を通るＢ−Ｂ線よりも前方
の船首突出部２は、波浪抵抗の低減に寄与しない。従っ
て、この部分は不要であり、波面が来る最高位置Ｘ点を
通るＢ−Ｂ線よりも前方にまで船首部２を突出させる必
要はない。
の、波面が来る最高位置Ｘ点を通るＢ−Ｂ線よりも前方
の船首突出部２は、波浪抵抗の低減に寄与しない。従っ
て、この部分は不要であり、波面が来る最高位置Ｘ点を
通るＢ−Ｂ線よりも前方にまで船首部２を突出させる必
要はない。
【００２０】このことから、本発明においては、船体１
の吃水線ＬＷＬから突出した船首部傾斜状下面２ａの波
面が来る最大高さ４の位置Ｘを通る、傾斜状下面２ａと
交差する線Ｂ−Ｂよりも前方の船首部２が切り落とされ
た形状とする。なお、上記Ｂ−Ｂ線よりも前方の船首部
２の切り落としは、図１に示したＢ−Ｂ線のように垂直
状でも、Ｃ−Ｃ線のように斜め前方の直線または曲線傾
斜状でもよく、船体全長の制約、船体構造および船体の
意匠等の観点から決定する。
の吃水線ＬＷＬから突出した船首部傾斜状下面２ａの波
面が来る最大高さ４の位置Ｘを通る、傾斜状下面２ａと
交差する線Ｂ−Ｂよりも前方の船首部２が切り落とされ
た形状とする。なお、上記Ｂ−Ｂ線よりも前方の船首部
２の切り落としは、図１に示したＢ−Ｂ線のように垂直
状でも、Ｃ−Ｃ線のように斜め前方の直線または曲線傾
斜状でもよく、船体全長の制約、船体構造および船体の
意匠等の観点から決定する。
【００２１】上述した船体１の吃水線ＬＷＬから突出し
た船首部傾斜状下面２ａの波面が来る最大高さ４の位置
Ｘは、次のように規定することができる。即ち、吃水線
ＬＷＬからの波面高さ４は、船舶の平水中航走時におけ
る水面盛り上がり量（ζs ）と入射波の盛り上がり量
（ζw ）との和によって決定される。平水中航走時にお
ける水面盛り上がり量（ζs ）は、各船型毎の模型試験
結果を用いるか、または、下記田崎の式を用いて推定す
ることができる。
た船首部傾斜状下面２ａの波面が来る最大高さ４の位置
Ｘは、次のように規定することができる。即ち、吃水線
ＬＷＬからの波面高さ４は、船舶の平水中航走時におけ
る水面盛り上がり量（ζs ）と入射波の盛り上がり量
（ζw ）との和によって決定される。平水中航走時にお
ける水面盛り上がり量（ζs ）は、各船型毎の模型試験
結果を用いるか、または、下記田崎の式を用いて推定す
ることができる。
【００２２】 但し、Ｂ：船幅、 Ｌ：垂線間長、 ＬE ：船首エント
ランス長 Ｆｎ：フルード数。
ランス長 Ｆｎ：フルード数。
【００２３】また、入射波の盛り上がり量（ζw ）は、
当該船舶が航行する航路の海象データから決定すればよ
い。図３は、波浪中において相対波面が到達すると考え
られる、船首部の水線面Ａ−Ａにおける形状を示す平面
図である。本発明においては、船首部２が、上述した角
度で傾斜状に張り出し突出形成されていることにより、
図３に(a) で示すように、波浪中において相対波面が到
達すると考えられる、平水面上方の水線面形状は、船首
前方に向けた鋭角になる。図３において(b) は、従来の
船体における平水面上方の水線面形状である。
当該船舶が航行する航路の海象データから決定すればよ
い。図３は、波浪中において相対波面が到達すると考え
られる、船首部の水線面Ａ−Ａにおける形状を示す平面
図である。本発明においては、船首部２が、上述した角
度で傾斜状に張り出し突出形成されていることにより、
図３に(a) で示すように、波浪中において相対波面が到
達すると考えられる、平水面上方の水線面形状は、船首
前方に向けた鋭角になる。図３において(b) は、従来の
船体における平水面上方の水線面形状である。
【００２４】本発明のように、図３に(a) で示す水線面
形状を、船首前方に向け鋭角になしたことにより、航行
時において、船首に衝突した波が船首前方に崩れて生ず
る反射波は小さくなり、波浪抵抗が減少する。
形状を、船首前方に向け鋭角になしたことにより、航行
時において、船首に衝突した波が船首前方に崩れて生ず
る反射波は小さくなり、波浪抵抗が減少する。
【００２５】本発明の船首における波浪抵抗の増加量を
模型試験によって調べ、その結果を従来の船首における
波浪抵抗の増加量と比較して図４に示した。図４におい
て、横軸は、入射波の波長λを船長Ｌで無次元化した量
を示し、縦軸は、波浪抵抗の増加量を示す。図中の実線
(a) は本発明船首の場合であり、点線(b) は従来船首の
場合である。
模型試験によって調べ、その結果を従来の船首における
波浪抵抗の増加量と比較して図４に示した。図４におい
て、横軸は、入射波の波長λを船長Ｌで無次元化した量
を示し、縦軸は、波浪抵抗の増加量を示す。図中の実線
(a) は本発明船首の場合であり、点線(b) は従来船首の
場合である。
【００２６】図４から明らかなように、本発明の船首の
場合には、従来船首に比較して、波浪抵抗の増加量を、
２０〜３０％減少させることができた。
場合には、従来船首に比較して、波浪抵抗の増加量を、
２０〜３０％減少させることができた。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
タンカーやバラ積貨物船などのような、船体の長さに対
する幅の比が比較的大きい肥大船の場合においても、航
行時における波浪抵抗を適確に減少させることができ、
しかも、船首部が長くなって船体全長に対する港湾の入
港制限が生じたり、鋼材重量の増加によって載貨重量が
減少するようなことが生じない、工業上有用な効果がも
たらされる。
タンカーやバラ積貨物船などのような、船体の長さに対
する幅の比が比較的大きい肥大船の場合においても、航
行時における波浪抵抗を適確に減少させることができ、
しかも、船首部が長くなって船体全長に対する港湾の入
港制限が生じたり、鋼材重量の増加によって載貨重量が
減少するようなことが生じない、工業上有用な効果がも
たらされる。
【図１】この発明の船首の一実施態様を示す概略側面図
である。
である。
【図２】図１の船首部の概略正面図である。
【図３】図１の船首部の水線面形状を示す平面図であ
る。
る。
【図４】波浪中抵抗の増加量を示すグラフである。
【図５】従来の船首の概略側面図である。
【図６】先行技術の船首部を示す概略側面図である。
【図７】先行技術の船首部を示す概略正面図である。
１ 船体 ２ 船首部 2a 船首部傾斜状下面 ３ 球体 ４ 平水面からの波面高さ ５ 船首垂線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B63B 1/06 B63B 1/10 B63B 1/18 B63B 1/40 B63B 3/46
Claims (1)
- 【請求項１】 船体の吃水線よりも上部の船首部が、側
面から見て下部から上部に向け傾斜状に張り出し前方に
突出して形成され、且つ、前記前方に突出した船首部の
横断面形状が下向きの楔形状であり、 前記突出した船首部の傾斜状下面と吃水線との間の角度
は、１０°から５０°の範囲内であり、前記下向き楔形
角度は、３０°から１２０°の範囲内であり、そして、
前記船首部のうち、吃水線から前記突出した船首部傾斜
状下面の波面が来る最大高さの位置よりも前方の先端部
分が切り落とされた形状になっていることを特徴とす
る、タンカーやバラ積貨物船などの肥大船の船首形状。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17725097A JP3356006B2 (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 船舶の船首形状 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17725097A JP3356006B2 (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 船舶の船首形状 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1120773A JPH1120773A (ja) | 1999-01-26 |
| JP3356006B2 true JP3356006B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=16027796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17725097A Expired - Lifetime JP3356006B2 (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 船舶の船首形状 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3356006B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002347688A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-12-04 | Nkk Corp | 肥大船 |
-
1997
- 1997-07-02 JP JP17725097A patent/JP3356006B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1120773A (ja) | 1999-01-26 |
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