JP5268999B2 - 船舶 - Google Patents

Description

本発明は船舶、特に、水面上の船体容積が大きな船型を有する船舶に関する。

従来、例えば自動車運搬船は、単位容積当たりの重量が比較的軽い荷物（自動車、トラック等）を運搬するため、水面上の船体容積が大きな船型になっている。このような船型を有する船舶は、風による風圧抵抗が大きいため、操船の困難性が増すと共に、トンマイル当たりの燃料消費量（１トンの貨物を１マイル運搬する際に必要な燃料消費量）が大きいという欠点があった。
そこで、発明者等は、風圧による抵抗、横力、モーメントを軽減するため、船体の上甲板と両舷側部とを結ぶ両角部に、それぞれ船首から船尾のほぼ全長にわたって風圧抵抗低減用の切欠段部を設け、さらに、船首部に、船首前縁上端から上甲板に向かって水平面に対して上向きの傾斜面を形成した船型を有する船舶を提案している（例えば、特許文献１参照）。

特許第３８４１７１２号公報（第３頁、図１）

特許文献１に開示された発明は、船体によって作られる渦や剥離によって流速が遅くなる領域を、船側部に設けられた切欠段部と船首部に形成された傾斜面とによって小さくすることにより、抵抗改善の効果が得られる。しかしながら、船尾部は角型船尾、すなわち、船尾外板と両舷側板とが平面視でコ字状に接合されているため、正面風時（風流れに平行で、風流れに逆らって航行する時）、両舷側に沿って流れてくる風は、船尾外板と両舷側板との角において剥離する。このため、船尾部の後方に大きな死水域（負圧の範囲）が発生し、かかる負圧によって船体は後方に引っ張られ、船体抵抗が増大するという問題があった。

本発明はかかる問題を解決するものであって、船尾部の後方における死水域（負圧の範囲）の発生を抑えることによって船体抵抗を低減することができる船舶を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る船舶は、両船側外板と船尾外板とが互いに平面視において垂直に配置され、前記両船側外板と前記船尾外板とが平面視において略矩形状の隅切り部を介して接合され、上下方向の回転軸を具備する可動板が前記隅切り部にそれぞれ設置された船舶において、
前記回転軸が前記隅切り部に収納され、
前記それぞれの可動板が一方に回転された際、前記それぞれの可動板の側縁が前記両船側外板の側方に突出し、
前記それぞれの可動板が他方に回転された際、前記それぞれの可動板の側縁が前記船尾外板の後方に突出することを特徴とする。

（２）また、前記（１）において、前記それぞれの可動板が他方にさらに回転された際、前記それぞれの可動板の側縁が前記船尾外板の後方に突出した状態から、前記それぞれの可動板の全体が前記隅切り部に収納されることを特徴とする。
（３）さらに、前記（１）または（２）において、前記それぞれの可動板の上端縁が上甲板と略同じ位置であって、前記それぞれの可動板の下端縁が上甲板から下方に所定距離に位置していることを特徴とする。

本発明の船舶によれば以下の効果が得られる。
（ｉ）両船側外板と船尾外板とが平面視において略矩形状の隅切り部を介して接合されているから、略正面風の場合に船側外板を沿った空気流れは、船側外板と隅切り部（正確には、隅切り部を形成する船尾外板に平行な外板）との角において船側外板から離れ、船尾の後方に剥離流（以下、「第１剥離流れ」を称す）を形成すると共に、隅切り部に侵入した空気流れは、隅切り部（正確には、隅切り部を形成する船尾外板に垂直な外板）と船尾外板との角において隅切り部から離れ、船尾の後方に剥離流（以下、「第２剥離流れ」を称す）を形成する。
このため、第１剥離流れと第２剥離流れとが互いに干渉、混合し、船尾の後方に形成される死水域（負圧の領域）が小さくなり、かつ、負圧の程度が緩和される。したがって、船体抵抗が抑えられ、省エネ航行が可能になる。

（ｉｉ）また、可動板が隅切り部に設置され、それぞれの可動板を回転して、平面視において船尾後方になる程、側縁同士の距離が狭くなる略ハ字状に配置した際、船側外板を沿った空気流れは、船側外板と隅切り部（正確には、隅切り部を形成する船尾外板に平行な外板）との角において船側外板から離れた後、可動板に沿って船尾の後方に流れ出す。
すなわち、船尾を流線形に徐々に細くした場合の風流れに近似した風流れが形成されるから、船尾の後方に形成される死水域（負圧の領域）が小さくなり、かつ、負圧の程度が緩和される。したがって、船体抵抗が抑えられ、省エネ航行が可能になる。
また、船体抵抗を抑えるために、全長が同じで、船尾を流線形にした船舶に比較して、貨物積載スペースを大幅に増大させることが可能になる（これについては、別途詳細に説明する）。
一方、追風（風流れに平行で、風流れに押されるように航行する）時、それぞれの可動板を回転して、平面視において船側外板に垂直な状態で、舷の側方に突出させると、船尾外板の面積と両可動板の面積とを合わせた面積で追風を受ける。すなわち、受圧面積が増大するから、追風による前向きの推進力が増大し、省エネ航行が可能になる。

（ｉｉｉ）さらに、可動板の全体が隅切り部に収納される、すなわち、船尾の後方に突出しない状態にすることができる。したがって、一般に、船舶が港湾に入港する際、船舶の全長が制限されることが多いものの、可動板を設けても船舶の全長が延長しない（後方に突出した可動板の場合、該突出量が船舶の全長に含まれる）から、船舶の制限船体長さが確保される。すなわち、可動板を設けても、その分、船舶の貨物積載スペース長さを短くする必要がなく、貨物積載量の減少を抑えることが可能になる（これについては、別途詳細に説明する）。
（ｉｖ）さらに、可動板の下端縁が上甲板から下方に所定距離に位置している。したがって、一般に、船舶が港湾に入港する際、船舶の全長が制限されることが多いものの、可動板を設けても船舶の全長（後方に突出した可動板の場合、該突出量が船舶の全長に含まれる）が延長しないようにするため、それぞれの可動板を回転して、平面視において船側外板に垂直な状態で舷の側方に突出させても、接岸時に、可動板の下端縁が港湾施設（岸壁や各種荷役装置）と干渉しない。なお、前記所定距離は、接岸時に可動板の下端縁が港湾施設と干渉しない距離である。

本発明の実施の形態１に係る船舶を模式的に説明する平面図。 本発明の実施の形態２に係る船舶を模式的に説明する平面図。 本発明の実施の形態３に係る船舶を模式的に説明する平面図。 本発明の実施の形態４に係る船舶を模式的に説明する背面図。

［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る船舶を模式的に説明する平面図である。
図１において、船舶１００は、左舷の船側外板１Ｌと船尾外板２とが平面視において垂直に配置され、船側外板１Ｌと船尾外板２とが平面視において略矩形状の隅切り部３Ｌを介して接合されている。すなわち、隅切り部３Ｌは、船側外板１Ｌに平行な隅切り側板３１Ｌと、船尾外板２に平行な隅切り端板３２Ｌとによって形成されている。なお、説明の便宜上、船側外板１Ｌと隅切り端板３２Ｌとが接合された角部を第１角部４Ｌと、船尾外板２と隅切り側板３１Ｌとが接合された角部を第２角部５Ｌと称す。

同様に、右舷の船側外板１Ｒと船尾外板２とが平面視において垂直に配置され、船側外板１Ｒと船尾外板２とが平面視において略矩形状の隅切り部３Ｒを介して接合されている。すなわち、隅切り部３Ｒは、船側外板１Ｒに平行な隅切り側板３１Ｒと、船尾外板２に平行な隅切り端板３２Ｒとによって形成されている。なお、説明の便宜上、船側外板１Ｒと隅切り端板３２Ｒとが接合された角部を第１角部４Ｒと、船尾外板２と隅切り側板３１Ｒとが接合された角部を第２角部５Ｒと称す。

したがって、正面風の場合、船側外板１Ｌ、１Ｒと船尾外板２とが平面視において略矩形状の隅切り部３Ｌ、３Ｒを介して接合されているから、船側外板１Ｌ、１Ｒを沿った空気流れは、第１角部４Ｌ、４Ｒ（船側外板１Ｌ、１Ｒと隅切り端板３２Ｌ、３２Ｒとの角）において船側外板１Ｌ、１Ｒから離れ、船尾の後方に第１剥離流れ４０Ｌ、４０Ｒを形成する。
また、隅切り部３Ｌ、３Ｒに侵入した空気流れは、第２角部５Ｌ、５Ｒ（船尾外板２と隅切り側板３１Ｌ、３１Ｒとの角）において隅切り部３Ｌ、３Ｒから離れ、船尾の後方に第２剥離流れ５０Ｌ、５０Ｒを形成する。
このため、第１剥離流れ４０Ｌ、４０Ｒと第２剥離流れ５０Ｌ、５０Ｒとが互いに干渉、混合し、船尾の後方に形成される死水域（負圧の領域）が小さくなり、かつ、負圧の程度が緩和される。したがって、船体抵抗Ｒが抑えられ、省エネ航行が可能になる。
なお、以上は、船舶１００では、隅切り側板３１Ｌ、３１Ｒが船側外板１Ｌ、１Ｒに平行になっているが、本願発明はこれに限定するものではなく、隅切り側板３１Ｌと隅切り側板３１Ｒとがハ字状に配置され、両者の間隔が船尾外板２に近づく程、短くなってもよい。

［実施の形態２］
図２は本発明の実施の形態２に係る船舶を模式的に説明するものであって、（ａ）および（ｂ）は可動板の動作を説明する平面図、（ｃ）および（ｄ）は比較する船舶を示す平面図である。なお、実施の形態１（図１）と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図２の（ａ）および（ｂ）において、船舶２００は、略矩形状の隅切り部３Ｌ、３Ｒに、それぞれ上下方向の回動軸６Ｌ、６Ｒを具備する可動板７Ｌ、７Ｒが設置されている。なお、船舶２００では、隅切り側板３１Ｌ、３１Ｒが船側外板１Ｌ、１Ｒに平行でなく、隅切り側板３１Ｌと隅切り側板３１Ｒとがハ字状に配置され、両者の間隔が船尾外板２に近づく程、短くなっているが、本願発明はこれに限定するものではなく、隅切り側板３１Ｌ、３１Ｒが船側外板１Ｌ、１Ｒに平行であってもよい。

したがって、正面風時（図２の（ａ））には、可動板７Ｌ、７Ｒを回動して、平面視において船尾後方になる程、可動板７Ｌ、７Ｒの側縁８Ｌ、８Ｒ同士の距離が狭くなる略ハ字状に配置すれば（図２の（ａ）参照）、船側外板１Ｌ、１Ｒを沿った空気流れは、第１角部４Ｌ、４Ｒ（船側外板１Ｌ、１Ｒと隅切り端板３２Ｌ、３２Ｒとの接合部）において船側外板１Ｌ、１Ｒから離れた後、可動板７Ｌ、７Ｒに沿って船尾の後方に流れ出し、船尾風流れ７０Ｌ、７０Ｒを形成する。
すなわち、船尾を流線形に除々に細くした場合の風流れに近似した風流れが形成されるから、船尾の後方に形成される死水域（負圧の領域）が小さくなり、かつ、負圧の程度が緩和される。したがって、船体抵抗Ｒが抑えられ、省エネ航行が可能になる。

図２の（ｃ）および（ｄ）に示す船尾を流線形にした船舶７００、８００は、船尾７０２、８０２が先細りになるため、船尾の後方に形成される死水域（負圧の範囲）が小さくなり、かつ、負圧の程度が緩和される。したがって、船体抵抗Ｒが抑えられ、省エネ航行が可能になる。しかしながら、船尾７０２、８０２が先細りになるため、その分、貨物積載スペースが減少している。
したがって、全長を同じにすると、本発明の船舶２００は、流線形にした船尾７０２を有する船舶７００に比較して、貨物積載スペースを大幅に増大させることが可能になる（図２の（ｃ）参照）。
一方、貨物積載スペースを同じにすると、本発明の船舶２００は、流線形にした船尾８０２を有する船舶８００に比較して、船長を短縮させることが可能になる（図２の（ｄ）参照）。

一方、追風時（図２の（ｂ））には、可動板７Ｌ、７Ｒを回転して、平面視において船側外板１Ｌ、１Ｒに略垂直な状態で、側縁８Ｌ、８Ｒを船側外板１Ｌ、１Ｒの側方に突出させると、船尾外板２の面積と可動板７Ｌ、７Ｒの面積とを合わせた面積で追風を受ける。また、船側外板１Ｌ、１Ｒの前方（船首側）には、第３剥離流れ８０Ｌ、８０Ｒが形成されるため、負圧の領域が生じる。すなわち、受圧面積が増大すると共に、前方に形成された負圧によって、追風による前向きの推進力Ｆが増大し、省エネ航行が可能になる。
なお、回動軸６Ｌ、６Ｒの支持機構や駆動機構は限定するものではない。

［実施の形態３］
図３は本発明の実施の形態３に係る船舶を模式的に説明する平面図である。なお、実施の形態２（図２）と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図３において、船舶３００は船舶２００の可動板７Ｌ、７Ｒの回動範囲を１８０°にすると共に、隅切り端板３２Ｌ、３２Ｒの幅を可動板７Ｌ、７Ｒの幅（回動軸６Ｌ、６Ｒと側縁８Ｌ、８Ｒとの距離）よりも僅かに大きくしている。したがって、側縁８Ｌと側縁８Ｒとが最も近接する状態、すなわち、可動板７Ｌと可動板７Ｒとが略同一面に位置する状態において、可動板７Ｌ、７Ｒは隅切り部３Ｌ、３Ｒに収納されている。

すなわち、可動板７Ｌ、７Ｒを船尾外板２の後方に突出しない状態にすることができる。このため、一般に、船舶が港湾に入港する際、船舶の全長が制限されることが多いものの、船舶３００では可動板７Ｌ、７Ｒを設けても全長が延長しない（後方に突出した可動板７Ｌ、７Ｒの場合、突出量が船舶の全長に含まれる）から、船舶３００では船体の長さが確保される。すなわち、可動板７Ｌ、７Ｒを設けても、貨物積載スペースの減少を抑えることが可能になる。

［実施の形態４］
図４は本発明の実施の形態４に係る船舶を模式的に説明する背面図である。なお、実施の形態２（図２）と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略すると共に、舵およびプロペラの記載を省略する。
図４において、船舶４００は船舶２００の可動板７Ｌ、７Ｒの高さを、下端縁９Ｌ、９Ｒの位置が、接岸時における港湾施設の上面９００（図４においては、岸壁を例示する）と干渉しない位置になるように決定したものである。

したがって、一般に、船舶が港湾に入港する際、船舶の全長が制限されることが多いものの、可動板を設けても船舶の全長（後方に突出した可動板の場合、該突出量が船舶の全長に含まれる）が延長しないようにするため、船舶４００では、可動板７Ｌ、７Ｒを回転して、平面視において船側外板１Ｌ、１Ｒに略垂直な状態で側方に突出させても、接岸時に、可動板７Ｌ、７Ｒの下端縁９Ｌ、９Ｒが港湾施設の上面９００に干渉することがない。
よって、可動板７Ｌ、７Ｒを設けても、船体の長さを確保することができるから、貨物積載スペースの減少を抑えることが可能になる。

本発明によれば、構成が簡素で船尾部の後方における死水域（負圧の範囲）の発生を抑えることによって船体抵抗を低減することができるから、省エネ航行を志向する各種船舶として広く利用することができる。

１Ｌ 船側外板
１Ｒ 船側外板
２ 船尾外板
３Ｌ 隅切り部
３Ｒ 隅切り部
４Ｌ 第１角部
４Ｒ 第１角部
５Ｌ 第２角部
５Ｒ 第２角部
６Ｌ 回動軸
６Ｒ 回動軸
７Ｌ 可動板
７Ｒ 可動板
８Ｌ 側縁
８Ｒ 側縁
９Ｌ 下端縁
９Ｒ 下端縁
３１Ｌ 隅切り側板
３１Ｒ 隅切り側板
３２Ｌ 隅切り端板
３２Ｒ 隅切り端板
４０Ｌ 第１剥離流れ
４０Ｒ 第１剥離流れ
５０Ｌ 第２剥離流れ
５０Ｒ 第２剥離流れ
７０Ｌ 船尾風流れ
７０Ｒ 船尾風流れ
８０Ｌ 第３剥離流れ
８０Ｒ 第３剥離流れ
１００ 船舶（実施の形態１）
２００ 船舶（実施の形態２）
３００ 船舶（実施の形態３）
４００ 船舶（実施の形態４）
７００ 船舶（比較）
７０２ 船尾（流線型）
８００ 船舶（比較）
８０２ 船尾（流線型）
９００ 港湾施設の上面
Ｆ 推進力
Ｒ 船体抵抗

Claims (3)

1. 両船側外板と船尾外板とが互いに平面視において垂直に配置され、前記両船側外板と前記船尾外板とが平面視において略矩形状の隅切り部を介して接合され、上下方向の回転軸を具備する可動板が前記隅切り部にそれぞれ設置された船舶において、
   前記回転軸が前記隅切り部に収納され、
   前記それぞれの可動板が一方に回転された際、前記それぞれの可動板の側縁が前記両船側外板の側方に突出し、
   前記それぞれの可動板が他方に回転された際、前記それぞれの可動板の側縁が前記船尾外板の後方に突出することを特徴とする船舶。
2. 前記それぞれの可動板が他方にさらに回転された際、前記それぞれの可動板の側縁が前記船尾外板の後方に突出した状態から、前記それぞれの可動板の全体が前記隅切り部に収納されることを特徴とする請求項１記載の船舶。
3. 前記それぞれの可動板の上端縁が上甲板と略同じ位置であって、前記それぞれの可動板の下端縁が上甲板から下方に所定距離に位置していることを特徴とする請求項１または２記載の船舶。

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