JP6646294B2 - バルブ付加物による抵抗軽減船首形状及び抵抗軽減船首形状を有した船舶 - Google Patents
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Description
本発明は、船舶がバラスト状態で波浪中又は平水中を走行するときの抵抗を軽減する、バルブ付加物による抵抗軽減船首形状及び抵抗軽減船首形状を有した船舶に関する。
肥大船などの船舶に設けられる船首バルブは、バラスト状態では海面から露出するため、バラスト状態での走行時において抵抗増加の原因となる。
ここで、特許文献１には、波浪中抵抗増加の低減を目的として、船首バルブに左右対称に設置するフィンを、所定の位置、かつ、フィン前端部がフィン後端部よりも上方となるように傾斜して取り付けた船首フィン付き船舶が記載されている。
また、特許文献２には、船首部の左舷及び右舷それぞれから突出する船首翼と、船舶の上下揺と縦揺と横揺とを同時に抑制するように左右の船首翼の翼角をそれぞれ独立に制御する制御手段とを備えた動揺抑制装置が記載されている。
また、特許文献３には、船舶の両舷側部に配置され上下方向に俯仰自在に枢支された推進用フィンと、推進用フィンの枢支軸を回転駆動させて仰角を可変制御するためのフィン角制御手段とを備えた波力フィン推進装置が記載されている。
ここで、特許文献１には、波浪中抵抗増加の低減を目的として、船首バルブに左右対称に設置するフィンを、所定の位置、かつ、フィン前端部がフィン後端部よりも上方となるように傾斜して取り付けた船首フィン付き船舶が記載されている。
また、特許文献２には、船首部の左舷及び右舷それぞれから突出する船首翼と、船舶の上下揺と縦揺と横揺とを同時に抑制するように左右の船首翼の翼角をそれぞれ独立に制御する制御手段とを備えた動揺抑制装置が記載されている。
また、特許文献３には、船舶の両舷側部に配置され上下方向に俯仰自在に枢支された推進用フィンと、推進用フィンの枢支軸を回転駆動させて仰角を可変制御するためのフィン角制御手段とを備えた波力フィン推進装置が記載されている。
バラスト状態での走行時において、船速や波高が変わると船首バルブへの波のかかり方が変わる。図９は従来形状の船首バルブを有する船舶の船首部の側面図である。例えばこの図に示すように、船首部１において、船速が高速のとき又は波高が大きいときには船首バルブ２の上面２ａに乗り上がる大きさの波ＸＬがかかり、船速が中速のとき又は波高がやや大きいときには船首バルブ２の上面２ａに乗り上がることがある程度の大きさの波ＸＭがかかり、船速が低速のとき又は波高が小さいときには船首バルブ２の上面２ａに乗り上がらない大きさの波ＸＳがかかる。また、従来、波浪中抵抗は船速に対し単調増加すると考えられていた。
これに対し、発明者らは、船首バルブを有した船舶についての実験の結果、図１０の船速−波浪中抵抗増加の関係に示す通り、波浪中抵抗は一定の船速までは単調増加するが、その一定の船速を越えると単調減少することを見出した。図１０において、横軸はフルード数（Ｆｎ）で示した船速であり、縦軸は波浪中抵抗増加係数（ＫAW）である。Ｆｎ＝０．１３までは波浪中抵抗増加係数（ＫAW）が単調増加し、Ｆｎ＝0．１３を超えると単調減少していることが分かる。
このように一定の船速を越えると波浪中抵抗が単調減少するのは、船首バルブ２にかかる波は、船速が遅いときは水位が低いので船首バルブ２に乗り上がらないが、船速が速いときは水位が上昇して船首バルブ２に乗り上がるためであり、したがって、船首バルブ２の上面２ａに乗り上がる波の数量を増やすことによって、船速が低速〜中速のとき又は波高が小〜中程度の大きさのときであっても抵抗を軽減できると考えられる。
ここで、特許文献１は、船首バルブよりも長く、フィン前端部がフィン後端部よりも上方となるように傾斜して取り付けたフィンによって波の上昇を抑えるものであるから、船首バルブに乗り上がる波の数量は少なくなってしまう。また、フィンが船首バルブよりも長いので、フィン自体による抵抗が大きくなってしまう。
また、特許文献２及び特許文献３についても、船首翼又は推進用フィンにより船首バルブの上面に乗り上がる波の数量を増やすことによって抵抗を軽減するものではない。また、船首翼又は推進用フィン自体の抵抗を考慮して船首翼又は推進用フィンの長さを定めるものではない。
これに対し、発明者らは、船首バルブを有した船舶についての実験の結果、図１０の船速−波浪中抵抗増加の関係に示す通り、波浪中抵抗は一定の船速までは単調増加するが、その一定の船速を越えると単調減少することを見出した。図１０において、横軸はフルード数（Ｆｎ）で示した船速であり、縦軸は波浪中抵抗増加係数（ＫAW）である。Ｆｎ＝０．１３までは波浪中抵抗増加係数（ＫAW）が単調増加し、Ｆｎ＝0．１３を超えると単調減少していることが分かる。
このように一定の船速を越えると波浪中抵抗が単調減少するのは、船首バルブ２にかかる波は、船速が遅いときは水位が低いので船首バルブ２に乗り上がらないが、船速が速いときは水位が上昇して船首バルブ２に乗り上がるためであり、したがって、船首バルブ２の上面２ａに乗り上がる波の数量を増やすことによって、船速が低速〜中速のとき又は波高が小〜中程度の大きさのときであっても抵抗を軽減できると考えられる。
ここで、特許文献１は、船首バルブよりも長く、フィン前端部がフィン後端部よりも上方となるように傾斜して取り付けたフィンによって波の上昇を抑えるものであるから、船首バルブに乗り上がる波の数量は少なくなってしまう。また、フィンが船首バルブよりも長いので、フィン自体による抵抗が大きくなってしまう。
また、特許文献２及び特許文献３についても、船首翼又は推進用フィンにより船首バルブの上面に乗り上がる波の数量を増やすことによって抵抗を軽減するものではない。また、船首翼又は推進用フィン自体の抵抗を考慮して船首翼又は推進用フィンの長さを定めるものではない。
そこで本発明は、バラスト状態での走行時において、船首バルブの上面に乗り上がる波の数量を増やすことができる、バルブ付加物による抵抗軽減船首形状及び抵抗軽減船首形状を有した船舶を提供することを目的とする。
請求項１記載に対応したバルブ付加物による抵抗軽減船首形状においては、船舶の船首部に船首バルブを有する船首形状であって、船首バルブに設けるバルブ付加物として船首バルブの側方に突出した、船舶のバラスト状態での走行時に船首バルブの上面に乗り上げる波を誘起する造波誘起手段を備え、造波誘起手段が、静止水面に対して後端部よりも前端部が低くなるように配置されていることを特徴とする。
請求項１に記載の本発明によれば、造波誘起手段によって船首バルブにかかる波が誘起されて水位が上昇するので、バラスト状態での走行時において、船首バルブの上面に乗り上がる波の数量が増え、抵抗軽減効果を得やすくなる。また、造波誘起手段を前下がりに設けることで、船首バルブの上面に波がより一層乗り上がりやすくなる。
請求項１に記載の本発明によれば、造波誘起手段によって船首バルブにかかる波が誘起されて水位が上昇するので、バラスト状態での走行時において、船首バルブの上面に乗り上がる波の数量が増え、抵抗軽減効果を得やすくなる。また、造波誘起手段を前下がりに設けることで、船首バルブの上面に波がより一層乗り上がりやすくなる。
請求項２記載に対応したバルブ付加物による抵抗軽減船首形状においては、船舶の船首部に船首バルブを有する船首形状であって、船首バルブに設けるバルブ付加物として船首バルブの側方に突出した、船舶のバラスト状態での走行時に船首バルブの上面に乗り上げる波を誘起する造波誘起手段を備え、造波誘起手段を、船舶毎の代表的な速度として設計時に設定されている航海速力で波の無い状態である平水中を走行するときに生じる水面の盛り上がり位置であるバラスト状態・静的水位上昇位置よりも上方に配置したことを特徴とする。
請求項２に記載の本発明によれば、造波誘起手段によって船首バルブにかかる波が誘起されて水位が上昇するので、バラスト状態での走行時において、船首バルブの上面に乗り上がる波の数量が増え、抵抗軽減効果を得やすくなる。また、波浪中の抵抗を軽減することができる。
請求項２に記載の本発明によれば、造波誘起手段によって船首バルブにかかる波が誘起されて水位が上昇するので、バラスト状態での走行時において、船首バルブの上面に乗り上がる波の数量が増え、抵抗軽減効果を得やすくなる。また、波浪中の抵抗を軽減することができる。
請求項３記載に対応したバルブ付加物による抵抗軽減船首形状においては、船舶の船首部に船首バルブを有する船首形状であって、船首バルブに設けるバルブ付加物として船首バルブの側方に突出した、船舶のバラスト状態での走行時に船首バルブの上面に乗り上げる波を誘起する造波誘起手段を備え、造波誘起手段の取り付け部を、船舶毎の代表的な速度として設計時に設定されている航海速力で波の無い状態である平水中を走行するときに生じる水面の盛り上がり位置であるバラスト状態・静的水位上昇位置よりも下方で静止水面よりも上方に配置したことを特徴とする。
請求項３に記載の本発明によれば、造波誘起手段によって船首バルブにかかる波が誘起されて水位が上昇するので、バラスト状態での走行時において、船首バルブの上面に乗り上がる波の数量が増え、抵抗軽減効果を得やすくなる。また、平水中の抵抗を軽減することができる。
請求項３に記載の本発明によれば、造波誘起手段によって船首バルブにかかる波が誘起されて水位が上昇するので、バラスト状態での走行時において、船首バルブの上面に乗り上がる波の数量が増え、抵抗軽減効果を得やすくなる。また、平水中の抵抗を軽減することができる。
請求項４記載の本発明は、造波誘起手段の船舶の前後方向の長さが、船首バルブの長さを超えないことを特徴とする。
請求項４に記載の本発明によれば、造波誘起手段が長くなり過ぎないようにすることで、船首バルブの上面に有効に波を乗り上げさせることができ、また造波誘起手段自体の抵抗を少なくすることができる。
請求項４に記載の本発明によれば、造波誘起手段が長くなり過ぎないようにすることで、船首バルブの上面に有効に波を乗り上げさせることができ、また造波誘起手段自体の抵抗を少なくすることができる。
請求項５記載の本発明は、造波誘起手段の取付け角度を可変とし、船舶に向かってくる海洋波の傾斜に応じて角度を制御したことを特徴とする。
請求項５に記載の本発明によれば、船首バルブの上面に効率よく波を乗り上げさせることができる。
請求項５に記載の本発明によれば、船首バルブの上面に効率よく波を乗り上げさせることができる。
請求項６記載の本発明は、造波誘起手段を船首バルブに収納可能に構成し、バラスト状態での走行時以外に収納させたことを特徴とする。
請求項６に記載の本発明によれば、造波抵抗手段が、満載状態での走行時の摩擦抵抗増加の原因となることを防止できる。
請求項６に記載の本発明によれば、造波抵抗手段が、満載状態での走行時の摩擦抵抗増加の原因となることを防止できる。
請求項７記載の本発明は、造波誘起手段を船尾方向に収納可能に構成したことを特徴とする。
請求項７に記載の本発明によれば、造波誘起手段を収納しやすい。
請求項７に記載の本発明によれば、造波誘起手段を収納しやすい。
請求項８記載の本発明は、船舶を正面視した場合に、船首バルブの頂点と船首バルブの側端のうち船首バルブの半分の高さの位置にある側端とを結ぶ仮想線を仮定し、船首バルブを、仮想線と船体中心線とが成す角度が６０度以下となるように形成したことを特徴とする。
請求項８に記載の本発明によれば、造波誘起手段によって水位が上昇しても船首バルブの上面に乗り上がらない波であっても、船首バルブを流れ過ぎることができる。船首バルブではね返されずに後方に流れ去る波の数量が増えることによって抵抗軽減効果を得ることができる。
請求項８に記載の本発明によれば、造波誘起手段によって水位が上昇しても船首バルブの上面に乗り上がらない波であっても、船首バルブを流れ過ぎることができる。船首バルブではね返されずに後方に流れ去る波の数量が増えることによって抵抗軽減効果を得ることができる。
請求項９記載の本発明は、船首バルブのステムラインを上下２段に形成し、下段バルブを上段バルブよりも前方に突出させるとともに、造波誘起手段を少なくとも下段バルブに設け、下段バルブの造波誘起手段をバラスト状態・静的水位上昇位置よりも上方に配置したことを特徴とする。
請求項９に記載の本発明によれば、バルブを上下２段に形成することで、船首バルブにかかる波が小さい場合であっても、その波が下段バルブに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。また、下段バルブの上面に乗り上がらないほど更に小さい波であっても、下段バルブに設けた造波誘起手段によって水位が上昇して下段バルブの上面に波が乗り上がりやすくなり、抵抗を軽減できる。
請求項９に記載の本発明によれば、バルブを上下２段に形成することで、船首バルブにかかる波が小さい場合であっても、その波が下段バルブに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。また、下段バルブの上面に乗り上がらないほど更に小さい波であっても、下段バルブに設けた造波誘起手段によって水位が上昇して下段バルブの上面に波が乗り上がりやすくなり、抵抗を軽減できる。
請求項１０記載の本発明は、船首バルブのフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブを上段バルブよりも幅方向に張り出させるとともに、造波誘起手段を少なくとも下段バルブに設け、下段バルブの造波誘起手段をバラスト状態・静的水位上昇位置よりも上方に配置したことを特徴とする。
請求項１０に記載の本発明によれば、バルブを上下２段に形成することで、船首バルブにかかる波が小さい場合であっても、その波が下段バルブに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。また、下段バルブの上面に乗り上がらないほど更に小さい波であっても、下段バルブに設けた造波誘起手段によって水位が上昇して下段バルブの上面に波が乗り上がりやすくなり、抵抗を軽減できる。
請求項１０に記載の本発明によれば、バルブを上下２段に形成することで、船首バルブにかかる波が小さい場合であっても、その波が下段バルブに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。また、下段バルブの上面に乗り上がらないほど更に小さい波であっても、下段バルブに設けた造波誘起手段によって水位が上昇して下段バルブの上面に波が乗り上がりやすくなり、抵抗を軽減できる。
請求項１１記載の本発明は、船首バルブのステムラインを上下２段に形成し、下段バルブを上段バルブよりも前方に突出させるとともに、造波誘起手段を少なくとも下段バルブに設け、下段バルブの造波誘起手段の取り付け部をバラスト状態・静的水位上昇位置よりも下方で静止水面よりも上方に配置したことを特徴とする。
請求項１１に記載の本発明によれば、バルブを上下２段に形成することで、船首バルブにかかる波が小さい場合であっても、その波が下段バルブに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。また、造波誘起手段によって静的水位上昇が大きくなり下段バルブの上面に波が乗り上がりやすくなるので、平水中の抵抗を軽減することができる。
請求項１１に記載の本発明によれば、バルブを上下２段に形成することで、船首バルブにかかる波が小さい場合であっても、その波が下段バルブに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。また、造波誘起手段によって静的水位上昇が大きくなり下段バルブの上面に波が乗り上がりやすくなるので、平水中の抵抗を軽減することができる。
請求項１２記載の本発明は、船首バルブのフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブを上段バルブよりも幅方向に張り出させるとともに、造波誘起手段を少なくとも下段バルブに設け、下段バルブの造波誘起手段の取り付け部をバラスト状態・静的水位上昇位置よりも下方で静止水面よりも上方に配置したことを特徴とする。
請求項１２に記載の本発明によれば、バルブを上下２段に形成することで、船首バルブにかかる波が小さい場合であっても、その波が下段バルブに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。また、造波誘起手段によって静的水位上昇が大きくなり下段バルブの上面に波が乗り上がりやすくなるので、平水中の抵抗を軽減することができる。
請求項１２に記載の本発明によれば、バルブを上下２段に形成することで、船首バルブにかかる波が小さい場合であっても、その波が下段バルブに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。また、造波誘起手段によって静的水位上昇が大きくなり下段バルブの上面に波が乗り上がりやすくなるので、平水中の抵抗を軽減することができる。
請求項１３記載に対応した船舶においては、バルブ付加物による抵抗軽減船首形状を採用したことを特徴とする。
請求項１３に記載の本発明によれば、船舶において、バラスト状態での走行時の抵抗を軽減することができる。
請求項１３に記載の本発明によれば、船舶において、バラスト状態での走行時の抵抗を軽減することができる。
請求項１４記載の本発明は、船舶が肥大船であることを特徴とする。
請求項１４に記載の本発明によれば、肥大船において、バラスト状態での走行時の抵抗を軽減することができる。
請求項１４に記載の本発明によれば、肥大船において、バラスト状態での走行時の抵抗を軽減することができる。
本発明のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状によれば、造波誘起手段によって船首バルブにかかる波が誘起されて水位が上昇するので、バラスト状態での走行時において、船首バルブの上面に乗り上がる波の数量が増え、抵抗軽減効果を得やすくなる。また、造波誘起手段を前下がりに設けることで、船首バルブの上面に波がより一層乗り上がりやすくなる。
また、本発明のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状によれば、造波誘起手段を、船舶毎の代表的な速度として設計時に設定されている航海速力で波の無い状態である平水中を走行するときに生じる水面の盛り上がり位置であるバラスト状態・静的水位上昇位置よりも上方に配置することで、波浪中の抵抗を軽減することができる。
また、本発明のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状によれば、造波誘起手段の取り付け部を、船舶毎の代表的な速度として設計時に設定されている航海速力で波の無い状態である平水中を走行するときに生じる水面の盛り上がり位置であるバラスト状態・静的水位上昇位置よりも下方で静止水面よりも上方に配置することで、平水中の抵抗を軽減することができる。
また、造波誘起手段の船舶の前後方向の長さが、船首バルブの長さを超えない場合には、船首バルブの上面に有効に波を乗り上げさせることができ、また造波誘起手段自体の抵抗を少なくすることができる。
また、造波誘起手段の取付け角度を可変とし、船舶に向かってくる海洋波の傾斜に応じて角度を制御した場合には、船首バルブの上面に効率よく波を乗り上げさせることができる。
また、造波誘起手段を船首バルブに収納可能に構成し、バラスト状態での走行時以外に収納させた場合には、造波抵抗手段が、満載状態での走行時の摩擦抵抗増加の原因となることを防止できる。
また、造波誘起手段を船尾方向に収納可能に構成した場合には、造波誘起手段を収納しやすい。
また、船舶を正面視した場合に、船首バルブの頂点と船首バルブの側端のうち船首バルブの半分の高さの位置にある側端とを結ぶ仮想線を仮定し、船首バルブを、仮想線と船体中心線とが成す角度が６０度以下となるように形成した場合には、造波誘起手段によって水位が上昇しても船首バルブの上面に乗り上がらない波であっても、船首バルブを流れ過ぎることができる。船首バルブではね返されずに後方に流れ去る波の数量が増えることによって抵抗軽減効果を得ることができる。
また、船首バルブのステムラインを上下２段に形成し、下段バルブを上段バルブよりも前方に突出させるとともに、造波誘起手段を少なくとも下段バルブに設け、下段バルブの造波誘起手段をバラスト状態・静的水位上昇位置よりも上方に配置した場合には、バルブを上下２段に形成することで、船首バルブにかかる波が小さい場合であっても、その波が下段バルブに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。また、下段バルブの上面に乗り上がらないほど更に小さい波であっても、下段バルブに設けた造波誘起手段によって水位が上昇して下段バルブの上面に波が乗り上がりやすくなり、抵抗を軽減できる。
また、船首バルブのフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブを上段バルブよりも幅方向に張り出させるとともに、造波誘起手段を少なくとも下段バルブに設け、下段バルブの造波誘起手段をバラスト状態・静的水位上昇位置よりも上方に配置した場合には、バルブを上下２段に形成することで、船首バルブにかかる波が小さい場合であっても、その波が下段バルブに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。また、下段バルブの上面に乗り上がらないほど更に小さい波であっても、下段バルブに設けた造波誘起手段によって水位が上昇して下段バルブの上面に波が乗り上がりやすくなり、抵抗を軽減できる。
また、船首バルブのステムラインを上下２段に形成し、下段バルブを上段バルブよりも前方に突出させるとともに、造波誘起手段を少なくとも下段バルブに設け、下段バルブの造波誘起手段の取り付け部をバラスト状態・静的水位上昇位置よりも下方で静止水面よりも上方に配置した場合には、バルブを上下２段に形成することで、船首バルブにかかる波が小さい場合であっても、その波が下段バルブに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。また、造波誘起手段によって静的水位上昇が大きくなり下段バルブの上面に波が乗り上がりやすくなるので、平水中の抵抗を軽減することができる。
また、船首バルブのフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブを上段バルブよりも幅方向に張り出させるとともに、造波誘起手段を少なくとも下段バルブに設け、下段バルブの造波誘起手段の取り付け部をバラスト状態・静的水位上昇位置よりも下方で静止水面よりも上方に配置した場合には、バルブを上下２段に形成することで、船首バルブにかかる波が小さい場合であっても、その波が下段バルブに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。また、造波誘起手段によって静的水位上昇が大きくなり下段バルブの上面に波が乗り上がりやすくなるので、平水中の抵抗を軽減することができる。
また、船舶にバルブ付加物による抵抗軽減船首形状を採用した場合には、船舶において、バラスト状態での走行時の抵抗を軽減することができる。
また、船舶が肥大船である場合には、肥大船において、バラスト状態での走行時の抵抗を軽減することができる。
以下に、本発明の実施形態によるバルブ付加物による抵抗軽減船首形状及び抵抗軽減船首形状を有した船舶について説明する。
図１は本発明の一実施形態によるバルブ付加物による抵抗軽減船首形状を示す図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は上面図である。
また、図２は船速と波浪中抵抗増加の関係を示す図である。
図１は本発明の一実施形態によるバルブ付加物による抵抗軽減船首形状を示す図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は上面図である。
また、図２は船速と波浪中抵抗増加の関係を示す図である。
本実施形態のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状は、船舶の船首部１０に船首バルブ２０を有する船首形状である。なお、図１（ａ）及び（ｂ）において、Ｂはバラスト状態での喫水線である静止時の静止水面位置を示し、図１（ｂ）及び（ｃ）において、一点鎖線Ｙは船体中心線を示している。
船首バルブ２０の側面には、バルブ付加物としてフィン状のフィン３０を備えている。なお、「フィン状」には、板状、翼状のものを含む。
フィン３０は、船舶のバラスト状態での走行時に船首バルブ２０の上面２０ａに乗り上げる波を誘起する造波誘起手段である。フィン３０は、船首バルブ２０の両側面に設けられており、船首バルブ２０の側方に突出している。
また、フィン３０は、船舶毎の代表的な速度として設計時に設定されている航海速力で波の無い状態である平水中を走行するときに生じる水面の盛り上がり位置であるバラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けられている。フィン３０をバラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けることによって、波浪中抵抗を軽減することができる。なお、バラスト状態・静的水位上昇位置Ａは、図１（ｂ）に示すように、船幅方向に減衰する。
船首バルブ２０の側面には、バルブ付加物としてフィン状のフィン３０を備えている。なお、「フィン状」には、板状、翼状のものを含む。
フィン３０は、船舶のバラスト状態での走行時に船首バルブ２０の上面２０ａに乗り上げる波を誘起する造波誘起手段である。フィン３０は、船首バルブ２０の両側面に設けられており、船首バルブ２０の側方に突出している。
また、フィン３０は、船舶毎の代表的な速度として設計時に設定されている航海速力で波の無い状態である平水中を走行するときに生じる水面の盛り上がり位置であるバラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けられている。フィン３０をバラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けることによって、波浪中抵抗を軽減することができる。なお、バラスト状態・静的水位上昇位置Ａは、図１（ｂ）に示すように、船幅方向に減衰する。
図１において、破線Ｘ1は、船舶が波浪中をバラスト状態で低速力〜中速力で走行するときに船首バルブ２０にかかる波を示す。破線Ｘ1で示す波の水位は、船首バルブ２０の上面２０ａよりも低い。
したがって、フィン３０を備えない従来型の船舶の場合は、波浪中をバラスト状態で低速力〜中速力で走行するときに、破線Ｘ1で示す波は船首バルブ２０の上面２０ａに乗り上がらない。船首バルブ２０にかかる波の水位は船舶の速力が上がるにつれて徐々に上昇するので、船首バルブ２０にかかる波の水位が船首バルブ２０の上面２０ａよりも高くなる速力に到達した場合に、ようやく波が船首バルブ２０の上面２０ａに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。
これに対して本実施形態のフィン３０を備える船舶の場合は、波浪中をバラスト状態で低速力〜中速力で走行するときに、破線Ｘ1で示す波はフィン３０によって誘起されて水位が上昇し、船首バルブ２０の上面２０ａよりも高い波（実線Ｘ2）となる。したがってフィン３０を備える場合には、船舶が低速力〜中速力で走行するときにも、波が船首バルブ２０の上面２０ａに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。
このように、フィン３０によって船首バルブ２０にかかる波が誘起されて水位が上昇するので、バラスト状態での走行時において、船首バルブ２０の上面２０ａに乗り上がる波の数量が増え、抵抗軽減効果を得やすくなる。
すなわち、図２に示すように、本実施形態による船舶（実線矢印α）は、従来型の船舶（破線矢印β）に比べて、波浪中抵抗が単調増加から単調減少に転じるときの船速が遅い。したがって、増速時には、船首バルブ２０の上面２０ａに波が乗り上がることによる抵抗軽減効果を早い段階から得ることができる。また、減速時には、船首バルブ２０の上面２０ａに波が乗り上がることによる抵抗軽減効果をより長く得ることができる。
したがって、フィン３０を備えない従来型の船舶の場合は、波浪中をバラスト状態で低速力〜中速力で走行するときに、破線Ｘ1で示す波は船首バルブ２０の上面２０ａに乗り上がらない。船首バルブ２０にかかる波の水位は船舶の速力が上がるにつれて徐々に上昇するので、船首バルブ２０にかかる波の水位が船首バルブ２０の上面２０ａよりも高くなる速力に到達した場合に、ようやく波が船首バルブ２０の上面２０ａに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。
これに対して本実施形態のフィン３０を備える船舶の場合は、波浪中をバラスト状態で低速力〜中速力で走行するときに、破線Ｘ1で示す波はフィン３０によって誘起されて水位が上昇し、船首バルブ２０の上面２０ａよりも高い波（実線Ｘ2）となる。したがってフィン３０を備える場合には、船舶が低速力〜中速力で走行するときにも、波が船首バルブ２０の上面２０ａに乗り上がることによる抵抗軽減効果を得ることができる。
このように、フィン３０によって船首バルブ２０にかかる波が誘起されて水位が上昇するので、バラスト状態での走行時において、船首バルブ２０の上面２０ａに乗り上がる波の数量が増え、抵抗軽減効果を得やすくなる。
すなわち、図２に示すように、本実施形態による船舶（実線矢印α）は、従来型の船舶（破線矢印β）に比べて、波浪中抵抗が単調増加から単調減少に転じるときの船速が遅い。したがって、増速時には、船首バルブ２０の上面２０ａに波が乗り上がることによる抵抗軽減効果を早い段階から得ることができる。また、減速時には、船首バルブ２０の上面２０ａに波が乗り上がることによる抵抗軽減効果をより長く得ることができる。
図１（ａ）に示すように、フィン３０は、静止水面Ｂに対して後端部３２よりも前端部３１が低くなるように配置されている。このようにフィン３０を前下がりに設けることで、船首バルブ２０の上面２０ａに波がより一層乗り上がりやすくなる。
また、フィン３０の船舶の前後方向の長さＬＦは、船首バルブ２０の船舶の前後方向の長さＬＶよりも短く形成されている。フィン３０自体も抵抗となりうるので、フィン３０が長すぎるとフィン３０を設けることによる抵抗軽減効果が薄れてしまう。そこで、フィン３０の長さＬＦを船首バルブ２０の長さＬＶを超えないものとすることで、フィン３０自体の抵抗を少なくしている。このため、波を船首バルブ２０後方の船体に導くことを無くし、また前方の水面の盛り上がりを押さえることなく、船首バルブ２０の上面２０ａに有効に波を乗り上げさせることができる。
また、フィン３０の船舶の前後方向の長さＬＦは、船首バルブ２０の船舶の前後方向の長さＬＶよりも短く形成されている。フィン３０自体も抵抗となりうるので、フィン３０が長すぎるとフィン３０を設けることによる抵抗軽減効果が薄れてしまう。そこで、フィン３０の長さＬＦを船首バルブ２０の長さＬＶを超えないものとすることで、フィン３０自体の抵抗を少なくしている。このため、波を船首バルブ２０後方の船体に導くことを無くし、また前方の水面の盛り上がりを押さえることなく、船首バルブ２０の上面２０ａに有効に波を乗り上げさせることができる。
フィン３０は、船首バルブ２０に収納可能に構成されている。満載状態での走行時にはフィン３０は水面より下方に位置することになるため、フィン３０を張出した状態だと摩擦抵抗増加の原因となってしまう。したがって、バラスト状態での走行時以外にはフィン３０を船首バルブ２０に収納することが好ましい。バラスト状態での走行時以外にはフィン３０を船首バルブ２０内に収納することで、フィン３０が満載状態での走行時の摩擦抵抗増加の原因となることを防止できる。なお、張出したフィン３０が岸壁や設置物等と接触するおそれがある場合などにも、フィン３０を船首バルブ２０内に収納することができる。
図１（ｃ）に示すように、フィン３０は、幅方向（矢印γ）に収納可能に構成してもよいが、船尾方向（矢印σ）に収納可能に構成したほうがフィン３０を収納しやすいのでより好ましい。船尾方向に収納可能に構成した場合において、フィン３０を収納するときは、取り付け部３３を中心としてフィン３０を船尾方向に回転させて船首バルブ２０内に保持し、フィン３０を張出すときは、取り付け部３３を中心としてフィン３０を船首方向に回転させて船首バルブ２０の側方に突出させた状態で保持する。
図１（ｃ）に示すように、フィン３０は、幅方向（矢印γ）に収納可能に構成してもよいが、船尾方向（矢印σ）に収納可能に構成したほうがフィン３０を収納しやすいのでより好ましい。船尾方向に収納可能に構成した場合において、フィン３０を収納するときは、取り付け部３３を中心としてフィン３０を船尾方向に回転させて船首バルブ２０内に保持し、フィン３０を張出すときは、取り付け部３３を中心としてフィン３０を船首方向に回転させて船首バルブ２０の側方に突出させた状態で保持する。
なお、フィン３０の取付け角度を可変とし、船舶に向かってくる波（海洋波）の傾斜に応じてフィン３０の角度を制御してもよい。このときの角度範囲は、船首バルブ２０の上面２０ａに波を乗り上げさせやすくするために、静止水面Ｂに対して後端部３２よりも前端部３１が低くなる範囲とする。
例えば、周期が短く波高が大きい波のときは波の傾斜が急なので、それに合わせてフィン３０の傾斜角度も急にする（静止水面Ｂに対して後端部３２よりも前端部３１がより低くなるようにする）。また、波高が大きくても周期が長い波のときは波の傾斜が緩やかなので、それに合わせて前端部３１をやや起こしてフィン３０の傾斜角度を緩やかにする。
このようにフィン３０の角度を波の傾斜に合わせて変更するように制御することで、波がフィン３０を駆け上がりやすくなる。したがって、船首バルブ２０の上面２０ａに効率よく波を乗り上げさせることができる。
例えば、周期が短く波高が大きい波のときは波の傾斜が急なので、それに合わせてフィン３０の傾斜角度も急にする（静止水面Ｂに対して後端部３２よりも前端部３１がより低くなるようにする）。また、波高が大きくても周期が長い波のときは波の傾斜が緩やかなので、それに合わせて前端部３１をやや起こしてフィン３０の傾斜角度を緩やかにする。
このようにフィン３０の角度を波の傾斜に合わせて変更するように制御することで、波がフィン３０を駆け上がりやすくなる。したがって、船首バルブ２０の上面２０ａに効率よく波を乗り上げさせることができる。
図３は本発明の他の実施形態によるバルブ付加物による抵抗軽減船首形状を示す側面図である。なお、上記実施形態と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状は、船舶の船首部１００に船首バルブ１２０を有する船首形状である。
船首バルブ１２０のステムラインを上下２段に形成し、下段バルブ１２１を上段バルブ１２２よりも前方に突出させるとともに、フィン３０（３０Ａ、３０Ｂ）を下段バルブ１２１の両側面と上段バルブ１２２の両側面に設けている。また、下段バルブ１２１のフィン３０Ａをバラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも上方に配置している。
破線Ｘ3は、船舶が波浪中をバラスト状態で低速力で走行するときに船首バルブ１２０にかかる波を示す。破線Ｘ３で示す波の水位は、下段バルブ１２１の上面１２１ａよりも低い。
破線Ｘ5は、船舶が波浪中をバラスト状態で中速力で走行するときに船首バルブ１２０にかかる波を示す。破線Ｘ５で示す波の水位は、下段バルブ１２１の上面１２１ａよりも高く、上段バルブ１２２の上面１２２ａよりも低い。
船首バルブ１２０のステムラインを上下２段に形成し、下段バルブ１２１を上段バルブ１２２よりも前方に突出させるとともに、フィン３０（３０Ａ、３０Ｂ）を下段バルブ１２１の両側面と上段バルブ１２２の両側面に設けている。また、下段バルブ１２１のフィン３０Ａをバラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも上方に配置している。
破線Ｘ3は、船舶が波浪中をバラスト状態で低速力で走行するときに船首バルブ１２０にかかる波を示す。破線Ｘ３で示す波の水位は、下段バルブ１２１の上面１２１ａよりも低い。
破線Ｘ5は、船舶が波浪中をバラスト状態で中速力で走行するときに船首バルブ１２０にかかる波を示す。破線Ｘ５で示す波の水位は、下段バルブ１２１の上面１２１ａよりも高く、上段バルブ１２２の上面１２２ａよりも低い。
船首バルブ１２０を上下２段に形成することで、波浪中における船舶のバラスト状態での走行時において、上段バルブ１２２の上面１２２ａには乗り上がらない波であっても下段バルブ１２１の上面１２１ａに乗り上がる場合がある。例えば、破線Ｘ5で示す波の水位は、下段バルブ１２１の上面１２１ａよりも高いので、フィン３０を備えない船舶であっても、波は下段バルブ１２１の上面１２１ａに乗り上がることができる。したがって、１段に形成された船首バルブよりも上下２段に形成された船首バルブ１２０のほうが、抵抗軽減効果を得やすい。
しかし、破線Ｘ3で示す波の水位は、下段バルブ１２１の上面１２１ａよりも低いので、フィン３０を備えない船舶の場合は、破線Ｘ3で示す波は下段バルブ１２１の上面１２１ａに乗り上がることができず、抵抗軽減効果を得ることができない。
これに対して本実施形態のフィン３０を備える船舶の場合は、破線Ｘ3で示す波は、フィン３０Ａによって誘起されて水位が上昇し、下段バルブ１２１の上面１２１ａよりも高い波（実線Ｘ4）となり、下段バルブ１２１の上面１２１ａに乗り上がる。したがって、抵抗軽減効果を得ることができる。
しかし、破線Ｘ3で示す波の水位は、下段バルブ１２１の上面１２１ａよりも低いので、フィン３０を備えない船舶の場合は、破線Ｘ3で示す波は下段バルブ１２１の上面１２１ａに乗り上がることができず、抵抗軽減効果を得ることができない。
これに対して本実施形態のフィン３０を備える船舶の場合は、破線Ｘ3で示す波は、フィン３０Ａによって誘起されて水位が上昇し、下段バルブ１２１の上面１２１ａよりも高い波（実線Ｘ4）となり、下段バルブ１２１の上面１２１ａに乗り上がる。したがって、抵抗軽減効果を得ることができる。
また、破線Ｘ5で示す波の水位は上段バルブ１２２の上面１２２ａよりも低いので、フィン３０を備えない船舶の場合は、破線Ｘ5で示す波は、下段バルブ１２１の上面１２１ａには乗り上がるが上段バルブ１２２の上面１２２ａに乗り上がることができない。
これに対して本実施形態のフィン３０を備える船舶の場合は、破線Ｘ5で示す波は、フィン３０Ｂによって誘起されて水位が上昇し、上段バルブ１２２の上面１２２ａよりも高い波（実線Ｘ6）となり、上段バルブ１２２の上面１２２ａに乗り上がる。したがって、フィン３０Ｂを備える場合には、船首バルブ１２０に乗り上がる波の数量が増えるので、抵抗軽減効果をより一層得やすくなる。
これに対して本実施形態のフィン３０を備える船舶の場合は、破線Ｘ5で示す波は、フィン３０Ｂによって誘起されて水位が上昇し、上段バルブ１２２の上面１２２ａよりも高い波（実線Ｘ6）となり、上段バルブ１２２の上面１２２ａに乗り上がる。したがって、フィン３０Ｂを備える場合には、船首バルブ１２０に乗り上がる波の数量が増えるので、抵抗軽減効果をより一層得やすくなる。
図４は本発明の更に他の実施形態によるバルブ付加物による抵抗軽減船首形状を示す正面図である。なお、上記実施形態と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状は、船舶の船首部２００、３００に船首バルブ２２０、３２０を有する船首形状である。
図４（ａ）に示すように、船首バルブ２２０のフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブ２２１を上段バルブ２２２よりも幅方向に張り出させている。
また、図４（ｂ）は図４（ａ）の変形例であり、船首バルブ３２０のフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブ３２１を上段バルブ３２２よりも幅方向に張り出させ、さらに上段バルブ３２２の側端上部を幅方向へ張り出している。なお、上段バルブ３２２の張り出した側端上部の部分は、下段バルブ３２１の側端よりも側方には張り出していない。このように、上段バルブ３２２を部分的に幅方向に再張り出しさせることによって、上段バルブ３２２の波が乗り上がる部分である上面３２２ａを広くすることができ、波が上段バルブ３２２の上面３２２ａに乗り上がることによる抵抗軽減効果をより得ることができる。
図４（ａ）に示すように、船首バルブ２２０のフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブ２２１を上段バルブ２２２よりも幅方向に張り出させている。
また、図４（ｂ）は図４（ａ）の変形例であり、船首バルブ３２０のフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブ３２１を上段バルブ３２２よりも幅方向に張り出させ、さらに上段バルブ３２２の側端上部を幅方向へ張り出している。なお、上段バルブ３２２の張り出した側端上部の部分は、下段バルブ３２１の側端よりも側方には張り出していない。このように、上段バルブ３２２を部分的に幅方向に再張り出しさせることによって、上段バルブ３２２の波が乗り上がる部分である上面３２２ａを広くすることができ、波が上段バルブ３２２の上面３２２ａに乗り上がることによる抵抗軽減効果をより得ることができる。
下段バルブ２２１、３２１の両側面と上段バルブ２２２、３２２の両側面には、フィン３０（３０Ａ、３０Ｂ）を設けている。
また、下段バルブ２２１、３２１のフィン３０Ａをバラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも上方に配置している。
破線Ｘ７は、船舶が波浪中をバラスト状態で低速力で走行するときにバルブ２２０、３２０にかかる波を示す。破線Ｘ7で示す波の水位は、下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａよりも低い。
破線Ｘ9は、船舶が波浪中をバラスト状態で中速力で走行するときに船首バルブ２２０、３２０にかかる波を示す。破線Ｘ９で示す波の水位は、下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａよりも高く、上段バルブ２２２、３２２の上面２２２ａ、３２２ａよりも低い。
また、下段バルブ２２１、３２１のフィン３０Ａをバラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも上方に配置している。
破線Ｘ７は、船舶が波浪中をバラスト状態で低速力で走行するときにバルブ２２０、３２０にかかる波を示す。破線Ｘ7で示す波の水位は、下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａよりも低い。
破線Ｘ9は、船舶が波浪中をバラスト状態で中速力で走行するときに船首バルブ２２０、３２０にかかる波を示す。破線Ｘ９で示す波の水位は、下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａよりも高く、上段バルブ２２２、３２２の上面２２２ａ、３２２ａよりも低い。
船首バルブ２２０、３２０を上下２段に形成することで、波浪中における船舶のバラスト状態での走行時において、上段バルブ２２２、３２２の上面２２２ａ、３２２ａには乗り上がらない波であっても下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａに乗り上がる場合がある。例えば、破線Ｘ９で示す波の水位は、下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａよりも高いので、フィン３０を備えない船舶であっても、波は下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａに乗り上がることができる。したがって、１段に形成された船首バルブよりも上下２段に形成された船首バルブ２２０，３２０のほうが、抵抗軽減効果を得やすい。
しかし、破線Ｘ7で示す波の水位は、下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａよりも低いので、フィン３０を備えない船舶の場合は、破線Ｘ7で示す波は下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａに乗り上がることができず、抵抗軽減効果を得ることができない。
これに対して本実施形態のフィン３０を備える船舶の場合は、破線Ｘ7で示す波は、フィン３０Ａによって誘起されて水位が上昇し、下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａよりも高い波（実線Ｘ8）となり、下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａに乗り上がる。したがって、抵抗軽減効果を得ることができる。
しかし、破線Ｘ7で示す波の水位は、下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａよりも低いので、フィン３０を備えない船舶の場合は、破線Ｘ7で示す波は下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａに乗り上がることができず、抵抗軽減効果を得ることができない。
これに対して本実施形態のフィン３０を備える船舶の場合は、破線Ｘ7で示す波は、フィン３０Ａによって誘起されて水位が上昇し、下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａよりも高い波（実線Ｘ8）となり、下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａに乗り上がる。したがって、抵抗軽減効果を得ることができる。
また、破線Ｘ9で示す波の水位は上段バルブ２２２、３２２の上面２２２ａ、３２２ａよりも低いので、フィン３０を備えない船舶の場合は、破線Ｘ9で示す波は、下段バルブ２２１、３２１の上面２２１ａ、３２１ａには乗り上がるが上段バルブ２２２、３２２の上面２２２ａ、３２２ａに乗り上がることができない。
これに対して本実施形態のフィン３０を備える船舶の場合は、破線Ｘ9で示す波は、フィン３０Ｂによって誘起されて水位が上昇し、上段バルブ２２２、３２２の上面２２２ａ、３２２ａよりも高い波（実線Ｘ１０）となり、上段バルブ２２２、３２２の上面２２２ａ、３２２ａに乗り上がる。したがって、フィン３０Ｂを備える場合には、船首バルブ２２０、３２０に乗り上がる波の数量が増えるので、抵抗軽減効果をより一層得やすくなる。
これに対して本実施形態のフィン３０を備える船舶の場合は、破線Ｘ9で示す波は、フィン３０Ｂによって誘起されて水位が上昇し、上段バルブ２２２、３２２の上面２２２ａ、３２２ａよりも高い波（実線Ｘ１０）となり、上段バルブ２２２、３２２の上面２２２ａ、３２２ａに乗り上がる。したがって、フィン３０Ｂを備える場合には、船首バルブ２２０、３２０に乗り上がる波の数量が増えるので、抵抗軽減効果をより一層得やすくなる。
図５は本発明の更に他の実施形態によるバルブ付加物による抵抗軽減船首形状を示す正面図である。なお、上記実施形態と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状は、船舶の船首部４００、５００に船首バルブ４２０、５２０を有する船首形状である。
図５（ａ）は１段に形成した船首バルブ４２０を示し、図５（ｂ）はフレームラインを上下２段に形成した船首バルブ５２０を示す。
図５（ａ）において、船首バルブ４２０の両側面には、フィン３０が設けられている。なお、図５（ａ）では、片側のフィン３０を省略している。
図５（ｂ）において、下段バルブ５２１の両側面と上段バルブ５２２の両側面には、フィン３０（３０Ａ、３０Ｂ）が設けられている。
図５（ａ）は１段に形成した船首バルブ４２０を示し、図５（ｂ）はフレームラインを上下２段に形成した船首バルブ５２０を示す。
図５（ａ）において、船首バルブ４２０の両側面には、フィン３０が設けられている。なお、図５（ａ）では、片側のフィン３０を省略している。
図５（ｂ）において、下段バルブ５２１の両側面と上段バルブ５２２の両側面には、フィン３０（３０Ａ、３０Ｂ）が設けられている。
図５（ａ）において、船首バルブ４２０の最下点から頂点（最上点）までのバルブ高さはＨ１であり、バルブ高さＨ１の半分（１／２）の高さはＨ２である。
船首バルブ４２０は、船舶を正面視した場合に、船首バルブ４２０の頂点と船首バルブ４２０の側端のうち船首バルブ４２０の半分の高さＨ２の位置にある側端とを結ぶ仮想線Ｚを仮定すると、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度以下となるように形成されている。このように仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θを６０度以下として船首バルブ４２０の横幅を所定以下にすることで、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度より大きい場合と比べて、船首バルブ４２０の側面を急傾斜にすることができる。
また、図５（ｂ）においても同様に、船首バルブ５２０の最下点から頂点までのバルブ高さはＨ１であり、バルブ高さＨ１の半分（１／２）の高さはＨ２である。
船首バルブ５２０は、船舶を正面視した場合に、船首バルブ５２０の頂点と船首バルブ５２０の側端のうち船首バルブ５２０の半分の高さＨ２の位置にある側端とを結ぶ仮想線Ｚを仮定すると、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度以下となるように形成されている。このように仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θを６０度以下として船首バルブ５２０の横幅を所定幅以下にすることで、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度より大きい場合と比べて、上段バルブ５２２の側面を急傾斜にすることができる。
破線Ｘ11は、船舶が波浪中をバラスト状態で中速力で走行するときに船首バルブ４２０、５２０にかかる波を示す。破線Ｘ11で示す波の水位は、船首バルブ４２０の上面４２０ａ及び上段バルブ５２２の上面５２２ａよりも低い。
船首バルブ４２０は、船舶を正面視した場合に、船首バルブ４２０の頂点と船首バルブ４２０の側端のうち船首バルブ４２０の半分の高さＨ２の位置にある側端とを結ぶ仮想線Ｚを仮定すると、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度以下となるように形成されている。このように仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θを６０度以下として船首バルブ４２０の横幅を所定以下にすることで、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度より大きい場合と比べて、船首バルブ４２０の側面を急傾斜にすることができる。
また、図５（ｂ）においても同様に、船首バルブ５２０の最下点から頂点までのバルブ高さはＨ１であり、バルブ高さＨ１の半分（１／２）の高さはＨ２である。
船首バルブ５２０は、船舶を正面視した場合に、船首バルブ５２０の頂点と船首バルブ５２０の側端のうち船首バルブ５２０の半分の高さＨ２の位置にある側端とを結ぶ仮想線Ｚを仮定すると、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度以下となるように形成されている。このように仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θを６０度以下として船首バルブ５２０の横幅を所定幅以下にすることで、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度より大きい場合と比べて、上段バルブ５２２の側面を急傾斜にすることができる。
破線Ｘ11は、船舶が波浪中をバラスト状態で中速力で走行するときに船首バルブ４２０、５２０にかかる波を示す。破線Ｘ11で示す波の水位は、船首バルブ４２０の上面４２０ａ及び上段バルブ５２２の上面５２２ａよりも低い。
破線Ｘ11で示す波は、フィン３０又はフィン３０Ｂによって誘起されて水位が上昇し、実線Ｘ12で示す波となる。実線Ｘ12で示す波の水位は、船首バルブ４２０の上面４２０ａ及び上段バルブ５２２の上面５２２ａよりも低いので、波は船首バルブ４２０の上面４２０ａ及び上段バルブ５２２の上面５２２ａに乗り上がることができない。
しかし、船首バルブ４２０の側面及び上段バルブ５２２の側面は、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度より大きい場合と比べて急傾斜となるように形成されているので、実線Ｘ１２で示す波は、船首バルブ４２０、５２０を流れ過ぎることができる。このように船首バルブ４２０、５２０ではね返されずに後方に流れ去る波の数量が増えることによって、抵抗軽減効果を得ることができる。
しかし、船首バルブ４２０の側面及び上段バルブ５２２の側面は、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度より大きい場合と比べて急傾斜となるように形成されているので、実線Ｘ１２で示す波は、船首バルブ４２０、５２０を流れ過ぎることができる。このように船首バルブ４２０、５２０ではね返されずに後方に流れ去る波の数量が増えることによって、抵抗軽減効果を得ることができる。
図６は本発明の更に他の実施形態によるバルブ付加物による抵抗軽減船首形状を示す図であり、図６（ａ）は側面図、図６（ｂ）は正面図である。図６（ａ）において、Ｄは満載喫水線を示す。なお、上記実施形態と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状は、船舶の船首部６００に船首バルブ６２０を有する船首形状である。
船首バルブ６２０の側面には、フィン３０を備えている。フィン３０は、船首バルブ６２０の側面に左右対称に設けられており、船首バルブ６２０の側方に突出している。
フィン３０の取り付け部３３は、船舶毎の代表的な速度として設計時に設定されている航海速力で波の無い状態である平水中を走行するときに生じる水面の盛り上がり位置であるバラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも下方で、バラスト状態での静止水面Ｂよりも上方に配置されている。図６（ｂ）において点線Ｅは、フィン３０の取り付け位置の高さを示す。
また、図６（ｂ）において、船首バルブ６２０の最下点から頂点までのバルブ高さはＨ１であり、バルブ高さＨ１の半分（１／２）の高さはＨ２である。
船首バルブ６２０は、船舶を正面視した場合に、船首バルブ６２０の頂点と船首バルブ６２０の側端のうち船首バルブ６２０の半分の高さＨ２の位置にある側端とを結ぶ仮想線Ｚを仮定すると、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度以下となるように形成されている。このように仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θを６０度以下として船首バルブ６２０の横幅を所定以下にすることで、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度より大きい場合と比べて、船首バルブ６２０の側面を急傾斜にすることができる。
船首バルブ６２０の側面には、フィン３０を備えている。フィン３０は、船首バルブ６２０の側面に左右対称に設けられており、船首バルブ６２０の側方に突出している。
フィン３０の取り付け部３３は、船舶毎の代表的な速度として設計時に設定されている航海速力で波の無い状態である平水中を走行するときに生じる水面の盛り上がり位置であるバラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも下方で、バラスト状態での静止水面Ｂよりも上方に配置されている。図６（ｂ）において点線Ｅは、フィン３０の取り付け位置の高さを示す。
また、図６（ｂ）において、船首バルブ６２０の最下点から頂点までのバルブ高さはＨ１であり、バルブ高さＨ１の半分（１／２）の高さはＨ２である。
船首バルブ６２０は、船舶を正面視した場合に、船首バルブ６２０の頂点と船首バルブ６２０の側端のうち船首バルブ６２０の半分の高さＨ２の位置にある側端とを結ぶ仮想線Ｚを仮定すると、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度以下となるように形成されている。このように仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θを６０度以下として船首バルブ６２０の横幅を所定以下にすることで、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度より大きい場合と比べて、船首バルブ６２０の側面を急傾斜にすることができる。
フィン３０によって波が誘起されて静的水位上昇が大きくなり、バラスト状態・静的水位上昇位置Ｃとなる。バラスト状態・静的水位上昇位置Ｃは、船首バルブ６２０の上面６２０ａより低いので、海水は船首バルブ６２０の上面６２０ａに乗り上がることができない。
しかし、船首バルブ６２０の側面は、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度より大きい場合と比べて急傾斜となるように形成されているので、海水は、船首バルブ６２０を流れ過ぎることができる。このように船首バルブ６２０ではね返されずに後方に流れ去る波の数量が増えることによって、平水中においても抵抗軽減効果を得ることができる。
しかし、船首バルブ６２０の側面は、仮想線Ｚと船体中心線Ｙとが成す角度θが６０度より大きい場合と比べて急傾斜となるように形成されているので、海水は、船首バルブ６２０を流れ過ぎることができる。このように船首バルブ６２０ではね返されずに後方に流れ去る波の数量が増えることによって、平水中においても抵抗軽減効果を得ることができる。
図７は本発明の更に他の実施形態によるバルブ付加物による抵抗軽減船首形状を示す側面図である。なお、上記実施形態と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状は、船舶の船首部７００に船首バルブ７２０を有する船首形状である。
船首バルブ７２０のステムラインを上下２段に形成し、下段バルブ７２１を上段バルブ７２２よりも前方に突出させるとともに、フィン３０（３０Ａ）を下段バルブ７２１の両側面に設けている。また、フィン３０Ａの取り付け部３３は、バラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも下方で、バラスト状態での静止水面Ｂよりも上方に配置されている。
フィン３０Ａによって波が誘起されて静的水位上昇が大きくなり、バラスト状態・静的水位上昇位置Ｃとなる。バラスト状態・静的水位上昇位置Ｃは、下段バルブ７２１の上面７２１ａより高いので、海水は下段バルブ７２１の上面７２１ａに乗り上がることができる。したがって平水中においても抵抗軽減効果を得ることができる。
船首バルブ７２０のステムラインを上下２段に形成し、下段バルブ７２１を上段バルブ７２２よりも前方に突出させるとともに、フィン３０（３０Ａ）を下段バルブ７２１の両側面に設けている。また、フィン３０Ａの取り付け部３３は、バラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも下方で、バラスト状態での静止水面Ｂよりも上方に配置されている。
フィン３０Ａによって波が誘起されて静的水位上昇が大きくなり、バラスト状態・静的水位上昇位置Ｃとなる。バラスト状態・静的水位上昇位置Ｃは、下段バルブ７２１の上面７２１ａより高いので、海水は下段バルブ７２１の上面７２１ａに乗り上がることができる。したがって平水中においても抵抗軽減効果を得ることができる。
なお、図示は省略するが、上段バルブ７２２の両側面にフィン３０（３０Ｂ）を設けてもよい。
波浪中における船舶のバラスト状態での走行時において、フィン３０Ｂを設けることによって船首バルブ７２０にかかる波が誘起されて水位が上昇するので、上段バルブ７２２の上面７２２ａに乗り上がる波の数量が増え、抵抗軽減効果を得やすくなる。
したがって、フィン３０Ａを設けることによって平水中の抵抗を軽減でき、さらにフィン３０Ｂを設けることによって波浪中の抵抗を軽減できる。
波浪中における船舶のバラスト状態での走行時において、フィン３０Ｂを設けることによって船首バルブ７２０にかかる波が誘起されて水位が上昇するので、上段バルブ７２２の上面７２２ａに乗り上がる波の数量が増え、抵抗軽減効果を得やすくなる。
したがって、フィン３０Ａを設けることによって平水中の抵抗を軽減でき、さらにフィン３０Ｂを設けることによって波浪中の抵抗を軽減できる。
図８は本発明の更に他の実施形態によるバルブ付加物による抵抗軽減船首形状を示す側面図である。なお、上記実施形態と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状は、船舶の船首部８００、９００に船首バルブ８２０、９２０を有する船首形状である。
本実施形態においては、図８（ａ）に示すように、船首バルブ８２０のフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブ８２１を上段バルブ８２２よりも幅方向に張り出させている。
また、図８（ｂ）は図８（ａ）の変形例であり、船首バルブ９２０のフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブ９２１を上段バルブ９２２よりも幅方向に張り出させ、さらに上段バルブ９２２の側端上部を幅方向へ張り出している。なお、上段バルブ９２２の張り出した側端上部の部分は、下段バルブ９２１の側端よりも側方には張り出していない。
本実施形態においては、図８（ａ）に示すように、船首バルブ８２０のフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブ８２１を上段バルブ８２２よりも幅方向に張り出させている。
また、図８（ｂ）は図８（ａ）の変形例であり、船首バルブ９２０のフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブ９２１を上段バルブ９２２よりも幅方向に張り出させ、さらに上段バルブ９２２の側端上部を幅方向へ張り出している。なお、上段バルブ９２２の張り出した側端上部の部分は、下段バルブ９２１の側端よりも側方には張り出していない。
下段バルブ８２１、９２１の両側面には、フィン３０（３０Ａ）を設けている。
フィン３０Ａの取り付け部３３は、バラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも下方で、バラスト状態での静止水面Ｂよりも上方に配置されている。
フィン３０Ａによって波が誘起されて静的水位上昇が大きくなり、バラスト状態・静的水位上昇位置Ｃとなる。バラスト状態・静的水位上昇位置Ｃは、下段バルブ８２１、９２１の上面８２１ａ、９２１ａより高いので、海水は下段バルブ８２１、９２１の上面８２１ａ、９２１ａに乗り上がることができる。したがって平水中においても抵抗軽減効果を得ることができる。
フィン３０Ａの取り付け部３３は、バラスト状態・静的水位上昇位置Ａよりも下方で、バラスト状態での静止水面Ｂよりも上方に配置されている。
フィン３０Ａによって波が誘起されて静的水位上昇が大きくなり、バラスト状態・静的水位上昇位置Ｃとなる。バラスト状態・静的水位上昇位置Ｃは、下段バルブ８２１、９２１の上面８２１ａ、９２１ａより高いので、海水は下段バルブ８２１、９２１の上面８２１ａ、９２１ａに乗り上がることができる。したがって平水中においても抵抗軽減効果を得ることができる。
なお、図示を省略するが、上段バルブ８２２、９２２の両側面にフィン３０（３０Ｂ）を設けてもよい。
波浪中における船舶のバラスト状態での走行時において、フィン３０Ｂを設けることによって船首バルブ８２０、９２０にかかる波が誘起されて水位が上昇するので、上段バルブ８２２，９２２の上面８２２ａ、９２２ａに乗り上がる波の数量が増え、抵抗軽減効果を得やすくなる。
したがって、フィン３０Ａを設けることによって平水中の抵抗を軽減でき、さらにフィン３０Ｂを設けることによって波浪中の抵抗を軽減できる。
波浪中における船舶のバラスト状態での走行時において、フィン３０Ｂを設けることによって船首バルブ８２０、９２０にかかる波が誘起されて水位が上昇するので、上段バルブ８２２，９２２の上面８２２ａ、９２２ａに乗り上がる波の数量が増え、抵抗軽減効果を得やすくなる。
したがって、フィン３０Ａを設けることによって平水中の抵抗を軽減でき、さらにフィン３０Ｂを設けることによって波浪中の抵抗を軽減できる。
なお、上記の各実施形態において説明したバルブ付加物による抵抗軽減船首形状は、船舶に採用することができる。したがって、バラスト状態での走行時における船舶の抵抗を軽減することができる。
また、上記の各実施形態において説明したバルブ付加物による抵抗軽減船首形状は、肥大船に採用することができる。したがって、肥大船において、バラスト状態での走行時における抵抗を軽減することができる。
本発明は、海洋や湖沼を走行する船首バルブを有する船舶のバラスト状態での走行時の抵抗を軽減する手段として適用することができる。
１０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００ 船首部
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０ 船首バルブ
２０ａ、４２０ａ、６２０ａ 船首バルブの上面
１２１、２２１、３２１、５２１、７２１、８２１、９２１ 下段バルブ
１２１ａ、２２１ａ、３２１ａ、５２１ａ、７２１ａ、８２１ａ、９２１ａ 下段バルブの上面
１２２、２２２、３２２、５２２、７２２、８２２、９２２ 上段バルブ
１２２ａ、２２２ａ、３２２ａ、５２２ａ、７２２ａ、８２２ａ、９２２ａ 上段バルブの上面
３０ フィン（造波誘起手段）
３１ 前端部
３２ 後端部
３３ 取り付け部
Ａ バラスト状態・静的水位上昇位置
Ｂ 静止水面位置
Ｃ バラスト状態・静的水位上昇位置（フィンによって誘起されたもの）
Ｈ１ 船首バルブ高さ
Ｈ２ 船首バルブの半分の高さ
ＬＦ フィンの長さ
ＬＶ 船首バルブの長さ
Ｘ1、Ｘ3、Ｘ5、Ｘ7、Ｘ9、Ｘ11 船首バルブにかかる波
Ｘ2、Ｘ4、Ｘ6、Ｘ8、Ｘ10、Ｘ12 船首バルブにかかる波（フィンによって誘起されたもの）
Ｙ 船体中心線
Ｚ 仮想線
θ 仮想線と船体中心線とが成す角度
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０ 船首バルブ
２０ａ、４２０ａ、６２０ａ 船首バルブの上面
１２１、２２１、３２１、５２１、７２１、８２１、９２１ 下段バルブ
１２１ａ、２２１ａ、３２１ａ、５２１ａ、７２１ａ、８２１ａ、９２１ａ 下段バルブの上面
１２２、２２２、３２２、５２２、７２２、８２２、９２２ 上段バルブ
１２２ａ、２２２ａ、３２２ａ、５２２ａ、７２２ａ、８２２ａ、９２２ａ 上段バルブの上面
３０ フィン（造波誘起手段）
３１ 前端部
３２ 後端部
３３ 取り付け部
Ａ バラスト状態・静的水位上昇位置
Ｂ 静止水面位置
Ｃ バラスト状態・静的水位上昇位置（フィンによって誘起されたもの）
Ｈ１ 船首バルブ高さ
Ｈ２ 船首バルブの半分の高さ
ＬＦ フィンの長さ
ＬＶ 船首バルブの長さ
Ｘ1、Ｘ3、Ｘ5、Ｘ7、Ｘ9、Ｘ11 船首バルブにかかる波
Ｘ2、Ｘ4、Ｘ6、Ｘ8、Ｘ10、Ｘ12 船首バルブにかかる波（フィンによって誘起されたもの）
Ｙ 船体中心線
Ｚ 仮想線
θ 仮想線と船体中心線とが成す角度
Claims (14)
- 船舶の船首部に船首バルブを有する船首形状であって、前記船首バルブに設けるバルブ付加物として前記船首バルブの側方に突出した、前記船舶のバラスト状態での走行時に前記船首バルブの上面に乗り上げる波を誘起する造波誘起手段を備え、前記造波誘起手段が、静止水面に対して後端部よりも前端部が低くなるように配置されていることを特徴とするバルブ付加物による抵抗軽減船首形状。
- 船舶の船首部に船首バルブを有する船首形状であって、前記船首バルブに設けるバルブ付加物として前記船首バルブの側方に突出した、前記船舶のバラスト状態での走行時に前記船首バルブの上面に乗り上げる波を誘起する造波誘起手段を備え、前記造波誘起手段を、船舶毎の代表的な速度として設計時に設定されている航海速力で波の無い状態である平水中を走行するときに生じる水面の盛り上がり位置であるバラスト状態・静的水位上昇位置よりも上方に配置したことを特徴とするバルブ付加物による抵抗軽減船首形状。
- 船舶の船首部に船首バルブを有する船首形状であって、前記船首バルブに設けるバルブ付加物として前記船首バルブの側方に突出した、前記船舶のバラスト状態での走行時に前記船首バルブの上面に乗り上げる波を誘起する造波誘起手段を備え、前記造波誘起手段の取り付け部を、船舶毎の代表的な速度として設計時に設定されている航海速力で波の無い状態である平水中を走行するときに生じる水面の盛り上がり位置であるバラスト状態・静的水位上昇位置よりも下方で静止水面よりも上方に配置したことを特徴とするバルブ付加物による抵抗軽減船首形状。
- 前記造波誘起手段の前記船舶の前後方向の長さが、前記船首バルブの長さを超えないことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの１項に記載のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状。
- 前記造波誘起手段の取付け角度を可変とし、前記船舶に向かってくる海洋波の傾斜に応じて前記角度を制御したことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの１項に記載のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状。
- 前記造波誘起手段を前記船首バルブに収納可能に構成し、前記バラスト状態での走行時以外に収納させたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちの１項に記載のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状。
- 前記造波誘起手段を船尾方向に収納可能に構成したことを特徴とする請求項６に記載のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状。
- 前記船舶を正面視した場合に、前記船首バルブの頂点と前記船首バルブの側端のうち前記船首バルブの半分の高さの位置にある側端とを結ぶ仮想線を仮定し、前記船首バルブを、前記仮想線と船体中心線とが成す角度が６０度以下となるように形成したことを特徴とする請求項１から請求項７のうちの１項に記載のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状。
- 前記船首バルブのステムラインを上下２段に形成し、下段バルブを上段バルブよりも前方に突出させるとともに、前記造波誘起手段を少なくとも前記下段バルブに設け、前記下段バルブの前記造波誘起手段を前記バラスト状態・静的水位上昇位置よりも上方に配置したことを特徴とする請求項２に記載のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状。
- 前記船首バルブのフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブを上段バルブよりも幅方向に張り出させるとともに、前記造波誘起手段を少なくとも前記下段バルブに設け、前記下段バルブの前記造波誘起手段を前記バラスト状態・静的水位上昇位置よりも上方に配置したことを特徴とする請求項２に記載のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状。
- 前記船首バルブのステムラインを上下２段に形成し、下段バルブを上段バルブよりも前方に突出させるとともに、前記造波誘起手段を少なくとも前記下段バルブに設け、前記下段バルブの前記造波誘起手段の前記取り付け部を前記バラスト状態・静的水位上昇位置よりも下方で静止水面よりも上方に配置したことを特徴とする請求項３に記載のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状。
- 前記船首バルブのフレームラインを上下２段に形成し、下段バルブを上段バルブよりも幅方向に張り出させるとともに、前記造波誘起手段を少なくとも前記下段バルブに設け、前記下段バルブの前記造波誘起手段の前記取り付け部を前記バラスト状態・静的水位上昇位置よりも下方で静止水面よりも上方に配置したことを特徴とする請求項３に記載のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状。
- 請求項１から請求項１２のうちの１項に記載のバルブ付加物による抵抗軽減船首形状を船舶に採用したことを特徴とする抵抗軽減船首形状を有した船舶。
- 前記船舶が肥大船であることを特徴とする請求項１３に記載の抵抗軽減船首形状を有した船舶。
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