JP4781521B2 - High speed ship sea chest - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶に設けられるシーチェストに係り、特に高速船に適したシーチェストに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
航行中、船舶に必要な海水を取水するために船舶に設けられるシーチェスト1は、図4に示すように、船底に形成された箱型の窪みにより形成されており、船舶に必要な海水は、シーチェスト1に繋がる取水管2を介してシーチェスト1内の海水をポンプにより汲み上げることにより得ている。
【0003】
しかしながら、船速が速くなって船底の海水の流れが高速になるに従い、ポンプにより汲み上げられる流量に対して、船底からシーチェスト1の内部に入り込む海水量が多くなりすぎ、シーチェスト1の内部に図4(b)に矢印で示したような大きな渦が発生することになる。そして、この渦が原因となって振動が発生し、時としてシーチェストの破損を招くこともある。
【0004】
一方、シーチェストの内部へのごみの流入を防ぐ目的で、船底に設けたシーチェスト1の開口部1aに、図5に示すように、パンチングメタル等のグリッド3が取り付けられることも多いが、この場合、船体外部の海水流れの高速化に伴って、グリッド3の存在により船底からシーチェスト1の内部に入り込む海水量が不足し、シーチェスト1の内部圧力が低下する。そして、シーチェスト1の内部圧力がポンプの性能を越える負圧となった場合には、冷却水としての必要量の取水が不可能になり、高速船の運航そのものに支障をきたす。
【0005】
そこで、このような問題を解決するために、シーチェスト1の内部への動圧を稼ぐために、図6に示したように、シーチェスト1の船尾側の船底から邪魔板4を設けたり、図7に示したように、シーチェストの形状そのものを箱型からウォータージェットの取水口に多くみられるスクープ形状に変更することが行われている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、邪魔板を設けた場合には、邪魔板に作用する動圧によって船速が低下したり、前記動圧によって邪魔板の船底への接合部が破損したり、さらには、邪魔板の後方でキャビテーションが発生しやすくなる。これらの問題は高速船では推進性能に深刻な影響を与えることになり、船速の高速化に伴って、この影響の深刻度も増大する。
【0007】
また、船舶1隻に複数個設けられるシーチェストすべてについて曲面構造を多くもつスクープ形状を採用することは、製作工数の増加に伴い作業期間の長期化を余儀なくされる。
【0008】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、特に高速船において推進性能への悪影響を及ぼすことなく安定した海水の取り込みを行うことができるシーチェストを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る高速船シーチェストは、船底に設けた、箱型の窪みにより形成されたシーチェストの開口部に、一方の半径面が船体の甲板方向を、他方の半径面が船首方向を向き、外周円弧面が船尾方向下方に向くように配置したものを、船首方向に向く他方の半径面が、船体の高さ方向に対して5〜20度の角度を有するように、前記一方と他方の両半径面の交点を中心として外周円弧面を船首方向に回動させた、円柱を横断面方向に1/4等分した棒材を複数本、中心軸が船幅方向に平行で、かつ、外周端面が船底と同一面となるように柵状に配置したこととしている。そして、このようにすることで、特に高速船において推進性能への悪影響を及ぼすことなく安定した海水の取り込みを行うことができるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明に係る高速船シーチェストは、船底に設けた、箱型の窪みにより形成されたシーチェストの開口部に、一方の半径面が船体の甲板方向を、他方の半径面が船首方向を向き、外周円弧面が船尾方向下方に向くように配置したものを、船首方向に向く他方の半径面が、船体の高さ方向に対して5〜20度の角度を有するように、前記一方と他方の両半径面の交点を中心として外周円弧面を船首方向に回動させた、円柱を横断面方向に1/4等分した棒材を複数本、中心軸が船幅方向に平行で、かつ、外周端面が船底と同一面となるように柵状に配置したものである。
【0012】
上記した本発明に係る高速船シーチェストによれば、シーチェスト内部に海水を誘導するような各円弧に沿った流れがシーチェストの開口部に形成されることにより、船舶の船速が高速になっても、船底からシーチェスト内部への海水の流れが安定して供給されることになる。
【0013】
また、船底流れの動圧がかかる船首側に位置する円弧部分(本発明に係る高速船シーチェストでは船首方向に向く半径面)は船底から突出していないので、高速な流れが直角方向に衝突することがなく、船舶の推進性能を大きくて低下させることがない。
【0014】
特に、本発明に係る高速船シーチェストでは、船首側に位置する円柱を横断面方向に1/4等分した棒材の外周円弧面によってシーチェスト側に誘導される流れが、前記円柱を横断面方向に1/4等分した棒材の後流に位置する円柱を横断面方向に1/4等分した棒材の船首方向に向く半径面に衝突することにより、シーチェスト内に流れ込む海水は上方へと流れの方向が変えられるので、さらにシーチェスト内部に海水が流れ込みやすくなる。
【0015】
その際、船首方向に向く半径面と、外周円弧面との角に衝突する流れが船速よりもさらに減速されたものになり、この角によって発生する可能性のある剥離の規模が抑制され、これに起因したキャビテーションが発生し難くなる。
【0016】
本発明者のシミュレーションによれば、前記角度は5度未満では、キャビテーション発生の原因になる剥離が抑制されにくく、反対に20度を超えると、後流に位置する円柱を横断面方向に1/4等分した棒材の船首方向に向く半径面への衝突によってシーチェスト内部に海水が流れ込みやすくなるという効果が弱まって、5〜20度の場合に良い結果が得られた。
【0017】
【実施例】
以下、本発明に係る高速船シーチェストを図2(c)及び図3に示す実施例に基づいて説明する。
図1は船底に設けたシーチェストの開口部に、複数の円柱を、中心軸が船幅方向に平行となるように柵状に配置した高速船シーチェストの概略説明図で、(a)は全体図、(b)は柵状に配置した円柱と円柱周りの流れを示した図、図2は図1の円柱に代えて円柱を横断面方向に1/4等分した棒材を配置した高速船シーチェストの概略説明図で、(a)は全体図、(b)は柵状に配置した円柱を横断面方向に1/4等分した棒材とこの棒材周りの流れを示した図、(c)は円柱を横断面方向に1/4等分した棒材を回動させた本発明に係る高速船シーチェストの(b)と同様の図、図3は円柱を横断面方向に1/4等分した棒材を図2(c)に示したように回動させた本発明に係る高速船シーチェストの概略斜視図である。
【0018】
図1において、11の高速船シーチェストは、船底に設けた海水吸入箱11aの開口部11aaに、中心軸が船幅方向に平行で、かつ、外周下端面が船底と同一面となるように複数の円柱12を柵状に配置した構成である。
【0019】
上記した高速船シーチェスト11によれば、図1(b)に矢印で示すような、シーチェスト11の内部に海水を誘導するような各円柱12の円弧に沿った流れが前記開口部11aaに形成されることから、船舶の船速が高速になっても、船底からシーチェスト11の内部への海水の流れが安定して供給されることになる。
【0020】
加えて、上記した高速船シーチェスト11によれば、船底流れの動圧がかかる船首側に位置する円柱12の円弧部分が船底から突出していないので、高速な流れが直角方向に衝突することがなく、船舶の推進性能を大きくて低下させることもない。
【0021】
また、図2において、21の高速船シーチェストは、上記した図1に示した高速船シーチェスト11における円柱12に代えて、円柱を横断面方向に1/4等分した棒材(以下、「1/4円柱」という。)22を、船底に設けた海水吸入箱21aの開口部21aaに、中心軸が船幅方向に平行で、かつ、例えば外周下端面が船底と同一面となるように複数本、柵状に配置した構成である。
【0022】
そして、この高速船シーチェスト21では、前記1/4円柱22は、図2(b)に示すように、一方の半径面22aが船体の甲板方向を向き、他方の半径面22bが船首方向を向き、外周円弧面22cが船尾方向下方に向くように配置する。
【0023】
上記した高速船シーチェスト21によれば、図2(b)に矢印で示すような、シーチェスト21の内部に海水を誘導するような各外周円弧面22cに沿った流れがシーチェスト21の開口部21aaに形成されることから、第1の高速船シーチェスト11と同様、船舶の船速が高速になっても、船底からシーチェスト21の内部への海水の流れが安定して供給されることになる。
【0024】
そして、この1/4円柱22を配置した高速船シーチェスト21では、前記した各外周円弧面22cに沿った流れが下流側の船首方向に向く半径面22bに衝突するので、船舶の推進性能の低下率は円柱12を配置した第1の高速船シーチェスト11よりも若干大きくなるものの、船底からシーチェスト21の内部への海水の流れ込みは高速船シーチェスト11よりもさらに良くなる。
【0025】
上記した高速船シーチェスト21において、1/4円柱22の船首方向に向く半径面22bが、船体の高さ方向に対して5〜20度の角度を有するように、図2(c)に示したように、前記1/4円柱21の半径面22a,22bの交点を中心として外周円弧面22cを船首方向に回動させた場合には、1/4円柱22の船首方向に向く半径面22bと、外周円弧面22cとの角に衝突する流れが船速よりもさらに減速されたものになることから、この角によって発生する可能性のある剥離の規模が抑制され、これに起因したキャビテーションが発生し難くなる。
【0026】
図3は1/4円柱22を図2(c)に示したように回動させた本発明に係る高速船シーチェスト21の概略斜視図であり、1/4円柱22は上記したような柵状に海水吸入格子23内に予め配置しておき、この海水吸入格子23を、海水吸入箱21aの開口部21aaに例えば船体に溶接した取付ピース24を介して取り付けるような構成になっている。なお、図3中の25は補強材である。
【0027】
前記した円柱12の直径や1/4円柱22の半径は、特に限定されるものではないが、本発明者の実験によれば、第1の高速船シーチェスト11の長さ方向の5〜20%で、隣合う円柱12間や1/4円柱22間の間隔は円柱12の直径或いは1/4円柱22の半径の30〜200%の場合に、より好ましい結果が得られている。
【0028】
また、本実施例では説明を省略したが、1/4円柱22における船首方向に向く半径面22bと外周円弧面22cとの角を湾曲状に形成しておくことがキャビテーションを抑制する観点からは望ましいことは言うまでもない。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、船底から突起物を出すことなく、すなわち、船速低下を起こすことなく、しかも、シーチェスト内部の圧力を低下させることなく、すなわち、ポンプ能力の不足を招くことなく、高速船の船速を利用してシーチェスト内部に海水の流れを効果的に誘起することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 船底に設けたシーチェストの開口部に、複数の円柱を、中心軸が船幅方向に平行となるように柵状に配置した高速船シーチェストの概略説明図で、(a)は全体図、(b)は柵状に配置した円柱と円柱周りの流れを示した図である。
【図2】 図1の円柱に代えて円柱を横断面方向に1/4等分した棒材を配置した高速船シーチェストの概略説明図で、(a)は全体図、(b)は柵状に配置した1/4円柱とこの円柱周りの流れを示した図、(c)は1/4円柱を回動させた本発明に係る高速船シーチェストの(b)と同様の図である。
【図3】 1/4円柱を図2(c)に示したように回動させた本発明に係る高速船シーチェストの概略斜視図である。
【図4】従来のシーチェストの概略説明図で、(a)は斜視図、(b)は断面して示した図である。
【図5】シーチェストの開口部にグリッドを設置した場合の概略説明図で、(a)は斜視図、(b)は断面して示した図である。
【図6】シーチェストの船尾側の船底から邪魔板を設置した場合の概略説明図で、(a)は斜視図、(b)は断面して示した図である。
【図7】スクープ形状に変更したシーチェストの概略説明図である。
【符号の説明】
11 高速船シーチェスト
11aa 開口部
12 円柱
21 高速船シーチェスト
21aa 開口部
22 1/4円柱
22a 半径面
22b 半径面
22c 外周円弧面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sea chest provided in a ship, and more particularly to a sea chest suitable for a high-speed ship.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 4, the
[0003]
However, as the ship speed increases and the flow of seawater at the bottom of the ship increases, the amount of seawater entering the inside of the
[0004]
On the other hand, for the purpose of preventing the inflow of dust into the sea chest, a
[0005]
Therefore, in order to solve such a problem, as shown in FIG. 6, a baffle plate 4 is provided from the bottom of the stern side of the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the baffle plate is provided, the ship speed decreases due to the dynamic pressure acting on the baffle plate, the joint portion of the baffle plate to the ship bottom is damaged by the dynamic pressure, and further, the rear of the baffle plate Cavitation tends to occur. These problems will seriously affect the propulsion performance of high-speed ships, and the severity of these effects will increase as the ship speed increases.
[0007]
In addition, adopting a scoop shape having a large curved surface structure for all the sea chests provided on a single ship necessitates a longer work period as the number of production steps increases.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a sea chest capable of stably taking in seawater without adversely affecting propulsion performance particularly in a high-speed ship. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, a high-speed ship sea chest according to the present invention has an opening portion of a sea chest formed by a box-shaped depression provided at the bottom of the ship, and one radial surface is directed to the deck direction of the hull. An arrangement in which the other radial surface faces the bow direction and the outer circumferential arc surface faces downward in the stern direction, the other radial surface facing the bow direction has an angle of 5 to 20 degrees with respect to the height direction of the hull. A plurality of rods obtained by rotating the outer peripheral circular arc surface in the bow direction about the intersection of the one and the other radial surfaces so that the cylinder is divided into ¼ equal in the cross-sectional direction , the central axis There is parallel to the ship width direction, and the outer peripheral end face is and kites arranged palisade so that the vessel bottom and the same plane. By doing so, it becomes possible to take in stable seawater without adversely affecting the propulsion performance particularly in a high-speed ship.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
High speed ship sea chest Ru engaged to the invention, provided in the vessel bottom, the opening of the sea chest, which is formed by the recesses of the box-shaped, the deck direction of one of the radial surfaces hull, the bow direction the other radial surface And the other radial surface facing the bow direction has an angle of 5 to 20 degrees with respect to the height direction of the hull. The outer circular arc surface is rotated in the bow direction around the intersection of the two radial surfaces and the other, and the bar is divided into quarters in the cross-sectional direction, and the central axis is parallel to the ship width direction. And it arrange | positions in the shape of a fence so that an outer peripheral end surface may become the same surface as a ship bottom.
[0012]
According to engagement Ru high speed vessels sea chest to the present invention described above, by the flow along each arc such as to induce seawater within the sea chest is formed in the opening of the sea chest, boat speed of the ship Even at high speed, the flow of seawater from the bottom of the ship to the inside of the sea chest is stably supplied.
[0013]
Moreover, (the radius surface facing the bow direction at high speed ship sea chest Ru engages the present invention) arc portion located at the bow side take dynamic pressure of the vessel bottom stream so does not project from the ship's bottom, fast flow in the perpendicular direction There is no collision and the propulsion performance of the ship is not greatly reduced.
[0014]
In particular, in a high speed ship sea chest engaging Ru in the present invention, the flow induced sea chest side by 1/4 arc-shaped outer peripheral surface of the equally divided bar the cylinder located on the bow side in the cross section direction, the cylinder By colliding with a radial surface facing the bow direction of the rod divided into 1/4 equal to the cross section direction, the cylinder located in the wake of the bar divided into 1/4 equal to the cross section direction in the sea chest Since the flow direction of the flowing seawater is changed upward, it becomes easier for the seawater to flow into the sea chest.
[0015]
At that time, the radius surface facing the ship neck direction, becomes what the flow impinging on the corner of the outer circumferential arc surface is further decelerated than boat speed, scale of potential delamination caused by this corner is suppressed Therefore, cavitation caused by this is less likely to occur.
[0016]
According to the simulation of the present inventor, when the angle is less than 5 degrees, separation that causes cavitation is hardly suppressed. Conversely, when the angle exceeds 20 degrees, the cylinder located in the wake is 1 / The effect that seawater easily flows into the sea chest due to the collision of the equally divided rods with the radial surface facing the bow direction was weakened, and good results were obtained at 5 to 20 degrees.
[0017]
【Example】
Hereinafter, the high-speed ship sea chest according to the present invention will be described based on the embodiment shown in FIG . 2 (c) and FIG.
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a high-speed ship sea chest in which a plurality of cylinders are arranged in a fence shape so that the central axis is parallel to the ship width direction at the opening of the sea chest provided on the ship bottom . Overall view, (b) shows a column arranged in a fence shape and the flow around the column, and FIG. 2 shows a bar in which the column is divided into quarters in the cross-sectional direction instead of the column in FIG. It is schematic explanatory drawing of a high-speed ship sea chest, (a) is a general view, (b) shows the bar material which divided the column arranged in the shape of a fence into 1/4 equal to the cross section direction, and the flow around this bar material. Fig. 3 (c) is a view similar to Fig. 3 (b) of the high-speed ship sea chest according to the present invention in which a bar material obtained by dividing the cylinder into 1/4 in the cross-sectional direction is rotated. it is a schematic perspective view of the engagement Ru high speed vessels sea chest to the present invention which is rotated as shown in FIG. 2 (c) 1/4 equally divided bars in.
[0018]
In Figure 1, 1 1 of the high-speed ship sea chest, the opening 11aa seawater intake box 11a provided to the ship's bottom, the central axis is parallel to the ship width direction, and so that the outer peripheral lower end surface is a ship bottom and the same plane The plurality of
[0019]
According to high-speed vessels sea chest 11 described above, and FIG. 1 (b) in as indicated by arrows, flows along the arc of the
[0020]
In addition, according to the high speed ship sea chest 11 as described above, since the arcuate portion of the
[0021]
Further, in FIG. 2, 2 1 high speed craft Shichesu bets, instead of the cylindrical 12 at high speed ship sea chest 11 shown in FIG. 1 described above, 1/4 equally divided bars in the cross sectional direction of the cylindrical ( (Hereinafter referred to as “¼ cylinder”) 22 is formed in the opening 21aa of the
[0022]
Then, in this high-speed
[0023]
According to high-speed
[0024]
Then, the high-speed
[0025]
In the high speed
[0026]
Figure 3 is a schematic perspective view of the engagement Ru high speed
[0027]
The diameter of the above-described
[0028]
In addition, although explanation is omitted in the present embodiment, it is from the viewpoint of suppressing cavitation that the corners of the
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is no protrusion from the bottom of the ship, that is, without lowering the ship speed, and without reducing the pressure inside the sea chest, that is, the lack of pump capacity. In this way, the flow of seawater can be effectively induced in the sea chest using the speed of the high-speed ship.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a high-speed ship sea chest in which a plurality of cylinders are arranged in a fence shape so that the central axis is parallel to the ship width direction at the opening of the sea chest provided at the bottom of the ship. Is a general view, (b) is a diagram showing a cylinder arranged in a fence shape and the flow around the cylinder.
2 is a schematic explanatory view of a high-speed ship sea chest in which rods obtained by dividing the cylinder into quarters in the cross-sectional direction instead of the cylinder of FIG . 1 are arranged , (a) is an overall view, and (b) is a fence. The figure which showed the 1/4 cylinder arranged in the shape and the flow around this cylinder, (c) is the same figure as (b) of the high-speed ship sea chest based on this invention which rotated the 1/4 cylinder. .
Figure 3 is a schematic perspective view of the engagement Ru high speed vessels sea chest to the present invention which is rotated as shown in a quarter cylinder Fig 2 (c).
4A and 4B are schematic explanatory views of a conventional sea chest, in which FIG. 4A is a perspective view, and FIG. 4B is a cross-sectional view.
5A and 5B are schematic explanatory views when a grid is installed in an opening of a sea chest, where FIG. 5A is a perspective view and FIG. 5B is a cross-sectional view.
6A and 6B are schematic explanatory views when a baffle plate is installed from the bottom of the stern side of the sea chest, where FIG. 6A is a perspective view and FIG. 6B is a cross-sectional view.
FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of a sea chest changed to a scoop shape.
[Explanation of symbols]
11 high-speed ship sea chest 11aa opening 12
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