JPH07132875A

JPH07132875A - 船舶の船体形状

Info

Publication number: JPH07132875A
Application number: JP5277190A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Oshiro; 清大城; Yoshihiko Uehara; 良彦上原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1993-11-05
Publication date: 1995-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】最も典型的な船首先端が鋭角に尖った船体の形
状、特に比較的小型の船舶に適する船体形状に関し、船
体形状を改良することで、効率的に推進可能とすること
を目的とする。【構成】船舶の船首先端の少なくとも水面下部が鋭角に
尖った船体構造において、満載時の喫水線位置ないし喫
水線位置近傍に、前方に鋭角に突出した突起状ノーズ５
を一体に設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は船舶の船体形状、すなわ
ち最も典型的な船首先端が鋭角に尖った船体の形状、特
に比較的小型の船舶に適する船体形状に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２（ａ）は通常の和船の側面図であ
り、船体の船首部１にバルバスバウを有しておらず、比
較的小型の船舶に多い。（ｂ）は船首部１にバルバスバ
ウ２を有しており、タンカーなどの大型の船舶の船首部
に多い。（ｂ）図のように半球状のバルバスバウ２が付
いていると、波を砕いて効率的に推進できる。

【０００３】図１３は通常の船舶の喫水線付近の平面形
状を示す水平断面図であり、水から受ける抵抗を低減す
るために、船首先端３が尖った形状となっている。その
ために、船首部１の船体外形が凹曲面部４を有する形状
となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
船首部外壁面が凹曲面状となった船舶では、推進効率が
悪く、イニシャルコストもまたランニングコストも高
く、しかも速度や積載能力の面でも改良の余地が残され
ている。例えば、排水量で１５〜１６トンの小型船舶の
場合、軽荷状態で１５〜１８ノット程度の速度で航行す
るには、４５０〜５５０馬力程度のエンジンを必要とす
る。

【０００５】しかしながら、小型の漁船などの場合、往
復の燃料（ディーゼル）として３トン、氷・漁獲物２〜
３トン、水１トン、小物・道具類などの積み荷２トン程
度とすると、全体で８〜９トン程度の積み荷となる。

【０００６】船体形状などを改良して、効率的に推進で
きれば、燃料の積載量を低減でき、その分だけ魚槽を拡
大して、より大量の漁獲物を積載できる。魚槽を拡大し
ない場合は、より大量の燃料を積載して、より遠方の漁
場に出航できる。

【０００７】また、従来船は推進効率が悪く、その結果
速度も遅いため、操業日数に占める航海日数が多く、操
業効率が悪い。しかも遠洋航海の場合、満載状態の速度
が遅いと、漁獲物の鮮度が落ち、価額に大きく影響す
る。

【０００８】推進効率が悪いと、燃料消費が大きくな
り、ランニングコストが高くなり、しかも馬力数の大き
なエンジンを搭載しなければならないので、イニシャル
コストも高くなり、経済性が悪い。

【０００９】本発明の技術的課題は、従来の船舶におけ
るこのような問題に着目し、船体形状を改良すること
で、効率的に推進可能とすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１に例示するように、
請求項１は、船舶の船首先端の少なくとも水面下部が鋭
角に尖った船体構造において、満載時の喫水線位置ない
し喫水線位置近傍に、前方に鋭角に突出した突起状ノー
ズ５を一体に設けたことを特徴とする船舶の船体形状で
ある。

【００１１】請求項２は、請求項１の突起状ノーズ５の
幅方向の縦断面外形寸法が、満載時の喫水線位置近傍な
いし喫水線より幾分上側が最大幅Ｗとなっている。そし
て、該最大幅部５ａから水深方向に向かって鋭角にとが
っており、該最大幅部５ａから上方向に向かっては、ほ
ぼ平面ないしセンターライン部上が高い曲面ないしゆる
い傾斜面となっている。

【００１２】請求項３は、図３に例示するように、請求
項１の突起状ノーズを含む船舶前半部の少なくとも水面
下部の水平断面形状が、凹曲面を含まないことを特徴と
する船舶の船体形状である。すなわち、凸曲面ないし直
線で構成されている。

【００１３】請求項４は、図５〜７に例示するように、
船体後半部の滑走面７が曲面で構成され、かつそのＢＬ
ラインがＡＰ位置に集束し、ＡＰ位置より船尾にかけて
は、流速密度が高くなるように垂直断面形状を凹面１１
としたことを特徴とする船舶の船体形状である。

【００１４】請求項５は、図６、７に例示するように、
チャインライン８とキールライン6Lの勾配をほぼ同じ角
度とする。しかも、キール幅の最大位置を３．５ＳＴ
（スタンション）にし、かつ流線型とし、チャインライ
ン６は前後方向の中心より後半部にて水面下に没する構
造とする。

【００１５】

【作用】請求項１のように、満載時の喫水線位置ないし
喫水線位置近傍に、前方に鋭角に突出した突起状ノーズ
５を一体に有する船体形状とすると、喫水線位置におけ
船体全長すなわち水線長を、突起状ノーズ５の分だけ長
くできる。その結果、船首先端の水平断面形状を、突起
状ノーズ５を有しない場合より鋭角にでき、水の抵抗を
低減できる。

【００１６】請求項２のように、請求項１の突起状ノー
ズ５の幅方向の断面外形寸法が、満載時の喫水線位置近
傍ないし喫水線より幾分上側が最大幅Ｗとなっており、
該最大幅部５ａから水深方向に向かって鋭角にとがって
いると、波が上昇する際に船首部が水深方向に沈みやす
くなる。

【００１７】また、該最大幅部５ａから上方向に向かっ
ては、鋭角にとがっておらず、ほぼ平面ないしセンター
ライン部上が高い曲面ないしゆるい傾斜面５ｃとなって
いるので、一旦沈み込んだ突起状ノーズ５が水面上に浮
上するまでは、平面ないしゆるい斜面部５ｃによって抵
抗が増大する。その結果、ピッチング動作時の船首部の
上昇動作が抑制され、前記の沈降作用と相まってピッチ
ング動作が抑制され、水から受ける抵抗が低減し、推進
効率が増大する。

【００１８】請求項３のように、請求項１の突起状ノー
ズ５を含む船舶前半部において、少なくとも水面下部の
水平断面形状が、凹曲面を含まない船体形状すなわち直
線ないし凸曲面からなっていると、波の発生が少なくな
り、それだけ抵抗が低減するので効率的に推進力を発生
できる。

【００１９】請求項４のように、船体後半部の滑走面７
を曲面で構成し、かつそのＢＬラインがＡＰ位置に集束
する形状とすると、凌波性が向上する。また、ＡＰ位置
より船尾にかけては、流速密度が高くなるように垂直断
面形状を凹面11とすると、スクリューで排出された海水
が凹面11内に閉じ込められて、上下左右に流出しにくく
なり、海水が後方のみに排出されるので、船体の推進力
が向上する。

【００２０】請求項５のように、チャインライン８とキ
ールライン6Lの勾配をほぼ同じ角度とし、またキール幅
の最大位置を３.5ＳＴ（スタンション）とし、かつ流線
型とし、チャインライン６は前後方向の中心より後半部
にて水面下に没する構造とすると、滑走性能が向上す
る。

【００２１】

【実施例】次に本発明による船舶の船体形状が実際上ど
のように具体化されるかを実施例で説明する。図１は本
発明による船体形状の実施例を示す側面図、図２は図１
におけるII−II位置の断面図である。ＦＷＬは満載時の
喫水線位置であり、満載時の喫水線位置ＦＷＬないしＦ
ＷＬ近傍に、前方に鋭角に突出した突起状ノーズ５を一
体に有しており、この突起状ノーズ５の縦断面形状は、
図２のように満載時の喫水線位置ＦＷＬの付近で最大幅
Ｗとなっている。

【００２２】そして、満載時の喫水線位置ＦＷＬより下
側の部分５ｂは、最大幅部５ａから水深方向に向かって
鋭角にとがっている。また、該最大幅部５ａより上側の
部分５ｃは、センターライン部上が高いゆるい曲面ない
し傾斜面となっている。あるいは、ほぼ平面状でもよ
い。

【００２３】この突起状ノーズ５は、一見すると大型タ
ンカーなどで採用されているバルバスバウに似ている
が、バルバスバウが半球状であるのに対し、本発明の突
起状ノーズ５は、流線型に尖っている。また、バルバス
バウは、水面下に沈む位置に設けられるのに対し、本発
明の突起状ノーズ５は、満載時でも水面上に多少浮上し
た位置に設けられている。なお、この実施例では、船体
の後半部は、和船の特長である滑走型の形状すなわちハ
ードチャインＶ型になっている。

【００２４】本発明による船体形状の性能を水槽試験に
よって評価するために試作した模型船の形状を図３〜図
７（模型船の各位置の断面形状を示す図）と図８（船尾
部を示す図）で説明する。

【００２５】図３は船体の左舷側前半の水平断面形状、
図４は船体の左舷側後半の水平断面形状、図５の右半分
は船体を正面から見た縦断面形状、図５の左半分は船体
を船尾から見た縦断面形状、図６は船体前半を側面から
見た縦断面形状、図７は船体後半を側面から見た縦断面
形状をそれぞれ示す。

【００２６】図３において、ベースラインＢＬから一定
間隔でウォータラインＷＬが示されており、3.５ＷＬ付
近が満載時の喫水線位置（Full Water Line)である。軽
荷時には、2.５〜３ＷＬである。この図から明らかなよ
うに、ＢＬ〜４ＷＬの領域で突起状ノーズ５が形成され
ている。

【００２７】船体の水面下部の形状によって、速度など
の推進効率が左右されるが、図３のバトックラインＢＬ
で突起状ノーズ５の平面形状を見ると、３．５ＷＬ付近
が、前方に最も突出しており、かつ幅も最も広い。３Ｗ
Ｌ、２ＷＬ、１．５ＷＬ、１ＷＬ、０．５ＷＬとベース
ラインＢＬに近づくほど、船尾側に次第に後退してお
り、しかも幅も次第に狭くなっている。なお、６Ｌは図
１におけるキール６の形状を示すキールラインである。

【００２８】この図からも明らかなように、突起状ノー
ズ５を含む船舶前半部の水平断面形状は、凹曲面を有し
ておらず、凸曲面ないし直線の面になっている。図１３
に示すように先端部に凹曲面４があると、凹曲面４の船
尾寄りの位置に矢印ａ１で示すように大きな入射角Θで
海水が船体に当たるため、船体にとって推進力に抗する
力となり、推進効率を低下させる。しかも、矢印ａ２の
ように船体から跳ね返された海水が波となる。波を発生
させるために消費されるエネルギーも、推進効率の低下
につながる。

【００２９】これに対し、本発明のように直線の面また
は曲面のみで形成した場合は、入射角αが小さくなるの
で、推進力に抗する方向の力は低下し、速度と燃費の向
上を実現できる。また、入射角αが小さいと出射角βも
小さくなり、波の発生も抑制されるので、波の発生のた
めに無駄に消費されるエネルギーを節減でき、推進力が
向上する。

【００３０】図５に示すように、各ＷＬ位置における幅
方向の縦断面形状を見ると、左右の滑走面７、７は凸曲
面になっており、また図６、図７に示すように、ＢＬラ
インがＡＰ位置に集束する形状となっている。通常の和
船の場合は、この滑走面の縦断面形状は平面ないし直線
になっているため、凌波性が悪いが、図示実施例のよう
に凸曲面にすると凌波性が向上する。

【００３１】さらに、図８に例示するように、ＡＰ位置
より船尾にかけては、流速密度が高くなるように垂直断
面形状が凹曲面１１になっているため、スクリューで排
出された海水が効率的に後方のみに排出されるので、船
体の推進力が向上し、ローリングも抑制される。

【００３２】一方、図７のようにチャインライン８とキ
ールライン６の勾配をほぼ同じ角度とし、またチャイン
ライン６は、前後方向の中心より後半部が水面下に没す
る構造とする。さらに、図３、図４に例示するように、
キール幅の最大位置を３.5ＳＴ（スタンション）に配設
し、かつ流線型とする。このような形状により、滑走性
能が向上する。

【００３３】さらに、図６に示すように、キール６の前
端部が、突起状ノーズ５側が海底に向かって凸曲面９と
なっており、その後側が凹曲面１０になっている。その
ため、凸曲面９から前側では、船体に対する海水の入射
角αも出射角βも大きく、大きな抵抗が発生するが、凹
曲面１０では入射角αも出射角βも小さく、抵抗が低減
するので、全体として推進効率が向上する。

【００３４】次に、某国立大学において、この模型船を
用いて水槽試験を行った結果を示す。図９は実施例の模
型船と従来の和船の抵抗曲線であり、横軸は曳航速力、
縦軸は抵抗である。は軽荷時の抵抗曲線であり、
が従来の船体、が本発明による船体である。で示す
従来船体より、で示す本発明の船体の方が海水から受
ける抵抗が小さいことが認められる。また、満載時も、
で示す従来船体より、で示す本発明の船体の方が抵
抗が小さい。

【００３５】図１０は剰余抵抗係数すなわち船体の形状
に起因する抵抗を示す曲線であり、横軸がブルード数Ｆ
ｒ、縦軸が剰余抵抗係数Ｃｒである。●で示す曲線が従
来の和船型、○で示す曲線が本発明による船体である。
従来の和船型よりも、本発明の船体の方が、剰余抵抗係
数が大幅に低減しており、海水から受ける抵抗が少ない
ことが認められる。また、満載時にアフトトリムの状態
で走航する場合も、■で示す従来船体よりも、□で示す
本発明の船体の方が格段に改善されている。

【００３６】図１１は満載時のＥＨＰ曲線であり、横軸
が速度、縦軸がＥＨＰ（馬力）である。鎖線で示す従来
船体よりも、実線で示す本発明の船体の方が、より小さ
な馬力で足りる。しかも、高速になるほど、推進効率が
向上し、より少ない馬力で走航できる。たとえば、２０
ノットで走航する場合であれば、従来船体では、５３０
馬力以上を要するのに対し、本発明の船体では、４００
ＨＰで足りる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明の船体形状による
と、水槽試験の結果からも明らかなように、海水から受
ける抵抗を低減して推進力を効率的に向上でき、より小
さな馬力で、より高速にかつより遠距離まで航行でき、
しかも漁獲物などの積荷をより大量に積載できる。した
がって、馬力の小さなエンジンで足りるので、イニシャ
ルコストを低減でき、燃料を節減できるのでランニング
コストも低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による船体形状の実施例を示す側面図で
ある。

【図２】図１におけるII−II位置の断面図である。

【図３】図３〜図７は模型船の各位置の断面形状を示す
図であり、図３は左舷側前半の水平断面形状である。

【図４】左舷側後半の水平断面形状である。

【図５】右半分は船体を正面から見た縦断面形状、左半
分は船体を船尾から見た縦断面形状である。

【図６】船体前半を側面から見た縦断面形状である。

【図７】船体後半を側面から見た縦断面形状である。

【図８】船尾部分を各方向から見た図であり、（ａ）は
船尾方向から見た図、（ｂ）は船底から見た図、（ｃ）
は右後方から見た斜視図である。

【図９】実施例の模型船と従来の和船の抵抗曲線を比較
して示す図である。

【図10】剰余抵抗係数すなわち船体の形状に起因する抵
抗を比較して示す曲線である。

【図11】満載時のＥＨＰ曲線を比較して示す図である。

【図12】従来の船体を示す図で、（ａ）は通常の和船の
側面図、（ｂ）はバルバスバウ付きの大型船体の船主部
の側面図である。

【図13】通常の船舶の喫水線付近の平面形状を示す水平
断面図である。

【符号の説明】

１船体の船首部２バルバスバウ３船首先端４凹曲面部５突起状ノーズ５ａ最大幅部５ｂ最大幅部より下側の部分５ｃ最大幅部より上側の部分ＦＷＬ満載時の喫水線位置６キール６Ｌキールライン７滑走面８チャインライン９凸曲面１０凹曲面１１凹面（凹曲面） α 入射角 β 出射角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】船舶の船首先端の少なくとも水面下部が
鋭角に尖った船体構造において、満載時の喫水線位置ないし喫水線位置近傍に、前方に鋭
角に突出した突起状ノーズ５を一体に設けたことを特徴
とする船舶の船体形状。
【請求項２】前記の突起状ノーズ５の幅方向の断面外
形寸法は、満載時の喫水線位置近傍ないし喫水線より幾
分上側が最大幅となっており、該最大幅部5aから水深方向に向かっては鋭角にとがって
おり、該最大幅部５ａから上方向に向かっては、ほぼ平
面ないしセンターライン部上が高いゆるい曲面ないし傾
斜面となっていることを特徴とする請求項１記載の船舶
の船体形状。
【請求項３】前記の突起状ノーズ５を含む船舶前半部
の少なくとも水面下部の水平断面形状が、凹曲面を含ま
ないことを特徴とする請求項１記載の船舶の船体形状。
【請求項４】船体後半部の滑走面７が曲面で構成さ
れ、かつそのＢＬラインがＡＰ位置に集束し、ＡＰ位置より船尾にかけては、流速密度が高くなるよう
に垂直断面形状を凹面１１としたことを特徴とする船舶
の船体形状。
【請求項５】チャインライン８とキールライン６Ｌの
勾配をほぼ同じ角度とし、キール幅の最大位置を３．５
ＳＴ（スタンション）にし、かつ流線型とし、チャイン
ライン６は前後方向の中心より後半部にて水面下に没す
る構造としたことを特徴とする船舶の船体形状。