船舶の風圧抵抗低減構造及び船舶
【課題】風圧を受け易い上部構造物の風圧を低減することにより、船舶の風圧抵抗を低減することができる、船舶の風圧抵抗低減構造及び船舶を提供する。
【解決手段】船体の上甲板Ｄに立設された上部構造物１を有する船舶の風圧抵抗低減構造であって、上部構造物１の一部に、船体の前後方向に貫通する通風孔２を形成したことを特徴とする。通風孔２は、例えば、上部構造物１の正面側に形成された船首側開口部２１と、上部構造物１の背面側に形成された船尾側開口部２２と、船首側開口部２１と船尾側開口部２２とを連通する空間を形成する壁面部と、を有する。
【解決手段】船体の上甲板Ｄに立設された上部構造物１を有する船舶の風圧抵抗低減構造であって、上部構造物１の一部に、船体の前後方向に貫通する通風孔２を形成したことを特徴とする。通風孔２は、例えば、上部構造物１の正面側に形成された船首側開口部２１と、上部構造物１の背面側に形成された船尾側開口部２２と、船首側開口部２１と船尾側開口部２２とを連通する空間を形成する壁面部と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の風圧抵抗低減構造及び船舶に関し、特に、船舶の甲板上に立設された上部構造物が受ける風圧を低減可能な船舶の風圧抵抗低減構造及び該風圧抵抗低減構造を有する船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な船舶は、甲板上に立設された上部構造物を有し、該上部構造物には居住区や操舵室等が配置されている。かかる上部構造物は、船舶の進行方向に対して正対するように立設されており、風圧を受け易く、抵抗になり易い。そこで、これらの風圧抵抗を低減するために種々の方法が既に提案されている（例えば、特許文献１乃至特許文献４参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、船舶の上部構造物の前壁に複数本の半円筒体を垂直に取り付けて、下端を空気吸込口とすると共に上端を空気吐出口とする中空構造体を構成したことを特徴とする船舶の風圧抵抗低減装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、船体の甲板上に設置された居住区の正面に、所定幅の帯状プレートが突設されたことを特徴とする船舶の風圧抵抗低減装置が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、船体の甲板上に設置された居住区の正面と側面とのなす隅角部の各々に、所定寸法の幅で切り落とした斜面状部を形成したことを特徴とする船舶の風圧低減構造が記載されている。
【０００６】
特許文献４には、居住区よりも高さの低い船首ウインドスクリーンを備えるとともに、中間層居住区の前側上部に中間層ウインドスクリーンを設けることにより、中間層からの空気流れの剥離を大きくし、最上層居住区より上方に風を流し、最上層で生じる剥離層の幅を小さくすることにより、居住区前面への風圧抵抗を低減するようにした船舶の風圧抵抗低減構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１８３３９２号公報
【特許文献２】特開平１１−１２９９７６号公報
【特許文献３】特開平１１−１２９９７７号公報
【特許文献４】特開２０１０−１１１２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１に記載の風圧低減構造では、上部構造物の下方に滞留した空気を上方に排出することにより風圧抵抗を低減している。しかしながら、船舶の風を受け易い上部構造物の中間部の風圧を低減することが難しいという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２に記載の風圧低減構造では、帯状プレートで囲まれた部分で風の流れを淀ませて擬似的に構造体を形成し、段階的に風を後方に流すことにより、風の流れの剥離を抑制し、風圧抵抗を低減している。しかしながら、帯状プレートで囲まれた部分で風を受けて淀ませなければならない、安定して風を淀ませることが難しい、上部構造物の正面で受けた風圧そのものを低減することが難しい等の問題があった。
【００１０】
また、特許文献３に記載の風圧低減構造では、隅角部に斜面状部を形成することによって、風の流れの剥離を抑制し、風圧抵抗を低減している。しかしながら、上部構造物の正面で受けた風圧そのものを低減することが難しいという問題があった。
【００１１】
また、特許文献４に記載の風圧低減構造では、船首ウインドスクリーンと中間層ウインドスクリーンとの協働によって風圧抵抗を低減している。しかしながら、船首部から離れた位置に居住区が形成された船舶には適用することができないという問題があった。
【００１２】
本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、風圧を受け易い上部構造物の風圧を低減することにより、船舶の風圧抵抗を低減することができる、船舶の風圧抵抗低減構造及び船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、船体の上甲板に立設された上部構造物を有する船舶の風圧抵抗低減構造であって、前記上部構造物の一部に、前記船体の前後方向に貫通する通風孔を形成した、ことを特徴とする船舶の風圧抵抗低減構造が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、船体の上甲板に立設された上部構造物を有する船舶であって、前記上部構造物の一部に、前記船体の前後方向に貫通する通風孔を形成した、船舶の風圧抵抗低減構造を有する、ことを特徴とする船舶が提供される。
【００１５】
上述した船舶の風圧抵抗低減構造及び船舶において、前記通風孔は、前記船体の上下方向又は左右方向に複数形成されていてもよい。また、前記通風孔は、前記船体の左右方向に扁平状に形成されていてもよい。また、前記通風孔は、前記上部構造物内に形成されたデッキの天井部又は床面部に沿って形成されていてもよい。
【００１６】
前記通風孔は、例えば、配置された高さにおける前記上部構造物の横幅に対して、７０％以上１００％未満の開口幅を有する。また、前記通風孔は、例えば、前記上部構造物の高さ対して、１０％以上９０％以下、２０％以上８０％以下、３０％以上７０％以下又は４０％以上６０％以下の高さのいずれかの範囲内に形成されている。また、前記通風孔は、例えば、５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の開口高さを有する。
【００１７】
また、前記通風孔は、例えば、前記上部構造物の正面側に形成された船首側開口部と、前記上部構造物の背面側に形成された船尾側開口部と、前記船首側開口部と前記船尾側開口部とを連通する空間を形成する壁面部と、を有する。
【００１８】
また、前記船首側開口部の上部に配置されたスクリーンを有していてもよいし、前記船首側開口部又は前記船尾側開口部に向かって流路が拡張した拡張部を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
上述した本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造及び船舶によれば、船舶の上部構造物に通風孔を形成したことにより、上部構造物が風を受ける表面積を低減することができるとともに、上部構造物の外周を迂回しようとする風の一部を取り込んで後方に送流することができ、上部構造物が受ける風圧を低減することができ、船舶の風圧抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造の第一実施形態を示す図であり、（ａ）は上部構造物の正面図、（ｂ）は上部構造物の背面図、を示している。
【図２】通風孔が形成された部分における上部構造物の水平断面図である。
【図３】本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造における他の実施形態を示す図であり、（ａ）は第二実施形態、（ｂ）は第三実施形態、（ｃ）は第四実施形態、である。
【図４】本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造における他の実施形態を示す図であり、（ａ）は第五実施形態、（ｂ）は第六実施形態、である。
【図５】本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造における他の実施形態を示す図であり、（ａ）は第七実施形態、（ｂ）は第八実施形態、（ｃ）は第九実施形態、（ｄ）は第十実施形態、である。
【図６】本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造における他の実施形態を示す図であり、（ａ）は第十一実施形態、（ｂ）は第十二実施形態、である。
【図７】本発明に係る船舶の実施形態を示す図であり、（ａ）はタンカーの概略側面図、（ｂ）はカーゴシップの概略側面図、を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造の第一実施形態について、図１乃至図２を用いて説明する。ここで、図１は、本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造の第一実施形態を示す図であり、（ａ）は上部構造物の正面図、（ｂ）は上部構造物の背面図、を示している。また、図２は、通風孔が形成された部分における上部構造物の水平断面図である。
【００２２】
本発明の第一実施形態に係る船舶の風圧抵抗低減構造は、図１及び図２に示したように、船体の上甲板Ｄに立設された上部構造物１を有する船舶の風圧抵抗低減構造であって、上部構造物１の一部に、船体の前後方向に貫通する通風孔２を形成したことを特徴とする。なお、図１において、上部構造物１の窓や扉等の設備については、図を省略している。
【００２３】
前記上部構造物１は、居住区１１及び操舵室１２を有する。居住区１１は、一般に、複数階に区切られており、上甲板Ｄ側から、例えば、Ａデッキ１１ａ、Ｂデッキ１１ｂ、Ｃデッキ１１ｃ、ナビゲーションデッキ１１ｄを有する。これらのデッキは、船橋甲板、ボート甲板、航海船橋甲板等のように称されることもある。操舵室１２は、一般に、居住区１１の上部に配置される。操舵室１２の上面には、コンパス甲板１２ａが形成されている。また、操舵室１２の下の階における居住区１１には、船体の左右両側に張り出したウィング部１１ｅが形成されている。なお、図示した上部構造物１の構造は、単なる一例であり、階数の低いものや高いもの、居住区１１と操舵室１２とが一体に形成されたもの、ウィング部１１ｅがないもの等、種々の形態のものが採用され得る。
【００２４】
前記通風孔２は、上部構造物１の正面側に形成された船首側開口部２１と、上部構造物１の背面側に形成された船尾側開口部２２と、船首側開口部２１と船尾側開口部２２とを連通する空間を形成する複数の壁面部２３と、を有する。
【００２５】
船首側開口部２１は、図１（ａ）及び図２に示したように、上部構造物１の正面を構成する壁面の一部に、船体の左右方向に扁平状に形成される。ここでは、船体の左舷側と右舷側のそれぞれに船首側開口部２１を形成している。なお、扁平状とは、スリット形状やスロット形状等の細長い形状を含む意味である。
【００２６】
いま、船首側開口部２１の開口幅（左右方向長さ）をＸｆ、開口高さ（上下方向長さ）をＺｆ、上甲板Ｄに対する配置高さをＨｆ、とする。居住区１１の有効空間を維持しつつ、開口面積を広くするためには、船首側開口部２１を左右方向に長く、上下方向に短く形成することが好ましい。その結果、船首側開口部２１は扁平状、すなわち、開口幅Ｘｆ＞開口高さＺｆを満たす形状に形成される。具体的には、船首側開口部２１は、例えば、長方形、角丸長方形、エッジカットされた長方形、楕円形等の形状を有する。なお、船首側開口部２１を正方形又は円形に形成して、船体の左右方向に複数並べて配置するようにしてもよい。
【００２７】
また、居住区１１の内部には、図２に示したように、煙突、配管、階段等を案内するための吹抜部１１ｆが形成されている場合がある。そこで、この吹抜部１１ｆを避けて通風孔２を形成するために、中心線Ｌの両側（左舷側及び右舷側）にそれぞれ船首側開口部２１を形成している。なお、吹抜部１１ｆは、通風孔２と吹抜部１１ｆとを区切る壁面（壁面部２３）により外周が覆われている。
【００２８】
船尾側開口部２２は、図１（ｂ）及び図２に示したように、上部構造物１の背面を構成する壁面の一部に、船体の左右方向に扁平状に形成される。ここでは、船体の左舷側と右舷側とに跨るように幅広の船尾側開口部２２を形成している。いま、船尾側開口部２２の開口幅（左右方向長さ）をＸａ、開口高さ（上下方向長さ）をＺａ、上甲板Ｄに対する配置高さをＨａ、とする。船尾側開口部２２は、船首側開口部２１と同様に、例えば、開口幅Ｘａ＞開口高さＺａを満たす形状に形成される。
【００２９】
壁面部２３は、居住区１１を構成する壁面、床面、天井面等により構成される。また、吹抜部１１ｆを囲む壁面も壁面部２３の一部を構成する。図１に示したように、通風孔２は、上部構造物１内に形成されたＢデッキ１１ｂの天井部（Ｃデッキ１１ｃの下面）に沿って形成されている。したがって、壁面部２３は、Ｂデッキ１１ｂとＣデッキ１１ｃとの間に配置された仕切面１１ｇと、Ｃデッキ１１ｃの下面と、仕切面１１ｇ及びＣデッキ１１ｃの外周に配置された居住区１１の壁面と、吹抜部１１ｆを囲む壁面と、により構成されている。このように、居住区１１の一部（デッキ面及び壁面）を壁面部２３として利用することにより、仕切面１１ｇを配置するだけで通風孔２を構成する空間を容易に形成することができる。なお、仕切面１１ｇとＣデッキ１１ｃとの間には、柱部材や船体の前後方向に長い板部材を配置して、通風孔２の強度を向上させるようにしてもよい。
【００３０】
また、通風孔２は、配置された高さにおける上部構造物１の横幅に対して、７０％以上の開口幅を有することが好ましい。ここで、船首側開口部２１の配置高さはＨｆ、船尾側開口部２２の配置高さはＨａであり、Ｈｆ＝Ｈａの関係を有し、その配置高さにおける上部構造物１の横幅をＸｓとする（図２参照）。上述した第一実施形態では、船首側開口部２１は二つ形成されているため、船首側開口部２１の開口幅の合計は２Ｘｆとなる。したがって、２Ｘｆ≧０．７Ｘｓの関係を有することが好ましい。また、船尾側開口部２２の開口幅はＸａであるから、Ｘａ≧０．７Ｘｓの関係を有することが好ましい。
【００３１】
また、通風孔２は、５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の開口高さを有することが好ましい。具体的には、船首側開口部２１の開口高さはＺｆ、船尾側開口部２２の開口高さはＺａであるから、５００ｍｍ≦Ｚｆ≦１０００ｍｍ、５００ｍｍ≦Ｚａ≦１０００ｍｍ、の関係を有することが好ましい。一般に、居住区１１におけるデッキ間は約３ｍ程度であることが多く、約２ｍ程度の高さは居住空間として確保したいことに鑑みれば、通風孔２の開口高さは１０００ｍｍ以下とすることが好ましい。勿論、デッキ間の間隔が十分に広い場合には、通風孔２の開口高さを１０００ｍｍより大きくしてもよい。
【００３２】
また、上述したように、通風孔２をＢデッキ１１ｂとＣデッキ１１ｃとの間であって、Ｂデッキ１１ｂの天井部（Ｃデッキ１１ｃの下面）に沿って形成した場合には、上部構造物１の高さをＨｓとすれば、図１（ｂ）に示したように、通風孔２の配置高さは上部構造物１の高さＨｓに対して半分程度の高さに相当する。より具体的には、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して４０％以上６０％以下の高さの範囲内、より正確には、５０％以上６０％以下の高さの範囲内に形成されている。このように、通風孔２を上部構造物１の高さＨｓに対して半分程度の高さに形成することにより、上部構造物１の風圧が高くなり易い部分の表面積を低減することができるとともに、上部構造物１の受ける風を効果的に取り込むことができる。なお、上部構造物１の高さＨｓは、上甲板Ｄからコンパス甲板１２ａまでの高さを意味している。また、図１（ｂ）中の目盛（％）は上部構造物１の高さＨｓに対する割合を示したものである。
【００３３】
上述した本発明の第一実施形態に係る船舶の風圧抵抗低減構造によれば、船舶の上部構造物１に船首側開口部２１及び船尾側開口部２２を有する通風孔２を形成したことにより、上部構造物１が風を受ける表面積を低減することができるとともに、上部構造物１の外周を迂回しようとする風の一部を取り込んで後方に送流することができ、上部構造物１が受ける風圧を低減することができ、最終的に船舶の風圧抵抗を低減することができる。
【００３４】
次に、図３乃至図６を参照しつつ、本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造における他の実施形態について説明する。ここで、図３乃至図６は、本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造における他の実施形態を示す図であり、図３（ａ）は第二実施形態、図３（ｂ）は第三実施形態、図３（ｃ）は第四実施形態、図４（ａ）は第五実施形態、図４（ｂ）は第六実施形態、図５（ａ）は第七実施形態、図５（ｂ）は第八実施形態、図５（ｃ）は第九実施形態、図５（ｄ）は第十実施形態、図６（ａ）は第十一実施形態、図６（ｂ）は第十二実施形態、である。
【００３５】
また、図３及び図４に示した各図は、上部構造物１の正面図であり、図５に示した各図は通風孔２が形成された部分における上部構造物１の水平断面図であり、図６に示した各図は上部構造物１の概略断面図である。また、図３及び図４の各図に記載された目盛（％）は上部構造物１の高さＨｓに対する割合を示したものである。なお、各図において、上述した第一実施形態と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００３６】
図３（ａ）に示した第二実施形態は、通風孔２の船首側開口部２１の形状を中心線Ｌ側が狭く、外側が広くなるように形成したものである。かかる第二実施形態によれば、船首側開口部２１の形状に合わせて仕切面１１ｇを配置することにより、居住区１１の中央部の空間を広く形成することができ、実用性に優れる。また、上部構造物１の両側面に近い部分の船首側開口部２１の開口高さを大きくしていることから、上部構造物１の側面に迂回しようとする風を船首側開口部２１で効果的に取り込むことができる。
【００３７】
図３（ｂ）に示した第三実施形態は、通風孔２を船体の上下方向に二段に配置したものである。例えば、通風孔２は、Ａデッキ１１ａ及びＢデッキ１１ｂの天井部に沿うように形成される。具体的には、Ａデッキ１１ａとＢデッキ１１ｂとの間及びＢデッキ１１ｂとＣデッキ１１ｃとの間にそれぞれ仕切面１１ｇを配置することにより、通風孔２を構成する空間を形成している。このように、通風孔２を船体の上下方向に複数形成することにより、上部構造物１の表面積を低減することができるとともに、後方に送流できる流量を増大させることができ、風圧抵抗をより低減することができる。
【００３８】
かかる第三実施形態では、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して３０％以上６０％以下の高さの範囲内に形成されている。このように、上部構造物１の高さＨｓに対して中央部付近に複数の通風孔２を形成することにより、効果的に上部構造物１の受ける風圧を低減することができる。また、通風孔２が形成される二段の組合せは、図示したものに限定されず、上甲板Ｄ、Ａデッキ１１ａ、Ｂデッキ１１ｂ、Ｃデッキ１１ｃ及びナビゲーションデッキ１１ｄの中から任意に選択することができる。各デッキにおいて、通風孔２は、床面部に沿って形成されてもよいし、天井部に沿って形成されてもよい。特に、Ａデッキ１１ａの天井部及びＣデッキ１１ｃの床面部に沿って通風孔２を形成した場合には、通風孔２を上部構造物１の高さＨｓに対して３０％以上７０％以下の高さの範囲内に形成することができる。
【００３９】
図３（ｃ）に示した第四実施形態は、通風孔２を船体の上下方向に三段に配置したものである。例えば、通風孔２は、Ａデッキ１１ａ、Ｂデッキ１１ｂ及びＣデッキ１１ｃの天井部に沿うように形成される。具体的には、上甲板ＤとＡデッキ１１ａの間、Ａデッキ１１ａとＢデッキ１１ｂとの間及びＢデッキ１１ｂとＣデッキ１１ｃとの間にそれぞれ仕切面１１ｇを配置することにより、通風孔２を構成する空間を形成している。このように、通風孔２を船体の上下方向に複数形成することにより、上部構造物１の表面積をより低減することができるとともに、後方に送流できる流量をより増大させることができ、風圧抵抗をより低減することができる。
【００４０】
かかる第四実施形態では、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して１０％以上６０％以下の高さの範囲内に形成されている。このように、第三実施形態の通風孔２に加えて、上甲板Ｄに近い部分にも通風孔２を形成することにより、上甲板Ｄ付近で滞留し易い風を取り込んで後方に送流することができ、効果的に上部構造物１の受ける風圧を低減することができる。また、通風孔２が形成される三段の組合せは、図示したものに限定されず、上甲板Ｄ、Ａデッキ１１ａ、Ｂデッキ１１ｂ、Ｃデッキ１１ｃ及びナビゲーションデッキ１１ｄの中から任意に選択することができる。各デッキにおいて、通風孔２は、床面部に沿って形成されてもよいし、天井部に沿って形成されてもよい。
【００４１】
図４（ａ）に示した第五実施形態は、通風孔２をＣデッキ１１ｃの天井部に沿って形成したものである。具体的には、Ｃデッキ１１ｃとナビゲーションデッキ１１ｄとの間に仕切面１１ｇを配置することにより、通風孔２を構成する空間を形成している。このように、ウィング部１１ｅを有する箇所に通風孔２を形成するようにしてもよい。この場合も、通風孔２は、配置位置における上部構造物１の横幅Ｘｓに対して、７０％以上の開口幅を有することが好ましい。なお、通風孔２は、Ｃデッキ１１ｃの床面部に沿って形成してもよい。
【００４２】
かかる第五実施形態では、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して７０％以上８０％以下の高さの範囲内に形成される。また、第五実施形態に対して、第一乃至第三実施形態を適宜組み合わせることにより、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して１０％以上８０％以下、３０％以上８０％以下又は５０％以上８０％以下の高さの範囲内に形成される。特に、通風孔２をＡデッキ１１ａの床面に沿って形成したものと第五実施形態とを組み合わせることにより、通風孔２を上部構造物１の高さＨｓに対して２０％以上８０％以下の高さの範囲内に形成することができる。
【００４３】
図４（ｂ）に示した第六実施形態は、通風孔２を操舵室１２の床面部に沿って形成したものである。具体的には、ナビゲーションデッキ１１ｄとコンパス甲板１２ａとの間に仕切面１１ｇを配置することにより、通風孔２を構成する空間を形成している。このように、操舵室１２に通風孔２を形成するようにしてもよい。この場合も、通風孔２は、配置位置における上部構造物１の横幅Ｘｓに対して、７０％以上の開口幅を有することが好ましい。
【００４４】
かかる第六実施形態では、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して８０％以上９０％以下の高さの範囲内に形成される。また、第六実施形態に対して、第一乃至第五実施形態を適宜組み合わせることにより、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して１０％以上９０％以下、３０％以上９０％以下、５０％以上９０％以下又は７０％以上９０％以下の高さの範囲内に形成される。
【００４５】
図５（ａ）に示した第七実施形態は、通風孔２を構成する船首側開口部２１及び船尾側開口部２２の両方をそれぞれ左舷側と右舷側とに配置したものである。すなわち、船首側開口部２１及び船尾側開口部２２の両方が、船体の左右方向に複数形成されている。かかる構成により、各船首側開口部２１から取り込んだ風を各船尾側開口部２２から吐き出すことができる。ここでは、吹抜部１１ｆの後方で通風孔２を連通させているが、仕切り部材により、左舷側と右舷側とに通風孔２を完全に分離するようにしてもよい。
【００４６】
図５（ｂ）に示した第八実施形態は、通風孔２を構成する船首側開口部２１及び船尾側開口部２２をそれぞれ一つずつ中心線Ｌに沿って中心部に配置したものである。例えば、図示したように、吹抜部１１ｆが、居住区１１の正面又は背面を構成する壁面から離間している場合には、船首側開口部２１又は船尾側開口部２２を左右方向に分離しないようにしてもよい。なお、吹抜部１１ｆが壁面から離間している場合であっても、船首側開口部２１の中心部から通風孔２内に流入した風が、吹抜部１１ｆを囲む壁面部２３に衝突することを考慮して、第一実施形態のように、船首側開口部２１を左舷側と右舷側とに分離するようにしてもよい。
【００４７】
図５（ｃ）に示した第九実施形態は、図５（ａ）に示した第七実施形態において、船首側開口部２１を左舷側及び右舷側のそれぞれに二つずつ形成したものである。このように、複数の船首側開口部２１を形成することにより、船首側開口部２１間の壁面により通風孔２の強度を向上させることができる。
【００４８】
図５（ｄ）に示した第十実施形態は、図５（ｂ）に示した第九実施形態において、船尾側開口部２２を左舷側及び右舷側のそれぞれに分離して形成したものである。通風孔２に流入した風は、吹抜部１１ｆを囲む壁面部２３によって左右に分離され、吹抜部１１ｆの背面側を流れる風の流量は少ない。そこで、かかる第十実施形態では、船尾側開口部２２を左右に分離して配置することにより、不要な開口部を低減し、船尾側開口部２２間の壁面により通風孔２の強度の向上を図っている。
【００４９】
図６（ａ）に示した第十一実施形態は、通風孔２の船首側開口部２１の上部にスクリーン２４を配置したものである。このように、船首側開口部２１の上部を覆う庇を構成するスクリーン２４を配置することにより、上部構造物１の正面に沿って上昇する風を効果的に通風孔２に案内することができる。したがって、スクリーン２４は、下方から上昇してくる風を通風孔２に案内できる形状であれば、図示したような鉤状断面に限定されるものではなく、円弧状断面等の曲面形状であってもよいし、テーパ面等の平面形状であってもよい。
【００５０】
図６（ｂ）に示した第十二実施形態は、通風孔２に、船首側開口部２１及び船尾側開口部２２のそれぞれに向かって流路が拡張した拡張部２５を形成したものである。かかる拡張部２５を形成することにより、通風孔２の入口部及び出口部を拡張した形状に構成することができ、風を取り込み易く及び吐き出し易くすることができる。拡張部２５は、例えば、テーパ面やＲ面により構成され、船首側開口部２１又は船尾側開口部２２に向かって徐々に流路が拡張するように形成されている。なお、ここでは、船首側開口部２１側及び船尾側開口部２２側の両方に拡張部２５を形成したが、船首側開口部２１側又は船尾側開口部２２側の一方にのみ拡張部２５を形成するようにしてもよい。
【００５１】
なお、上述した第一乃至第十二実施形態において、通風孔２は、船体の前後方向に直進する場合、すなわち、船首側開口部２１の配置高さＨｆ＝船尾側開口部２２の配置高さＨａの場合、について説明したが、上部構造物１の構造や居住区１１内の構造によっては、船首側開口部２１の配置高さＨｆ＞船尾側開口部２２の配置高さＨａ、又は船首側開口部２１の配置高さＨｆ＜船尾側開口部２２の配置高さＨａとなるように通風孔２を構成するようにしてもよい。
【００５２】
続いて、上述した風圧抵抗低減構造を採用した船舶について説明する。ここで、図７は、本発明に係る船舶の実施形態を示す図であり、（ａ）はタンカーの概略側面図、（ｂ）はカーゴシップの概略側面図、を示している。
【００５３】
図７（ａ）及び（ｂ）に示した実施形態は、船体３１の上甲板Ｄに立設された上部構造物１を有する船舶３であって、上部構造物１に、例えば、上述した実施形態に係る風圧抵抗低減構造を有するものである。
【００５４】
図７（ａ）に示した船舶３は、タンカーの場合を図示したものである。一般に、タンカー（船舶３）は、船首３２から船尾３３に向かって長尺に形成された船体３１を有し、上部構造物１は船体３１の船尾３３側に配置されていることが多い。上部構造物１の前方の船体３１には複数のカーゴタンク３４が配置されている。そして、上部構造物１には、船体３１の前後方向に貫通する通風孔２が形成されている。したがって、本発明に係る船舶３によれば、船舶３の上部構造物１に通風孔２を形成したことにより、上部構造物が風を受ける表面積を低減することができるとともに、上部構造物の外周を迂回しようとする風の一部を取り込んで後方に送流することができ、上部構造物が受ける風圧を低減することができ、船舶の風圧抵抗を低減することができる。
【００５５】
また、図７（ｂ）に示した船舶３は、カーゴシップの場合を図示したものである。一般に、カーゴシップ（船舶３）は、船首３２から船尾３３に向かって長尺に形成された船体３１を有し、上部構造物１は船体３１の船首３２側に配置されている場合もある。上部構造物１の後方における上甲板Ｄ下の船体３１内には輸送物を収容する空間が形成されている。そして、上部構造物１には、船体３１の前後方向に貫通する通風孔２が形成されている。このように、上部構造物１が船首３２側に配置されている場合であっても、本発明に係る風圧抵抗低減構造を適用することができ、図７（ａ）に示したタンカーと同様の効果を奏する。
【００５６】
なお、ここでは、船舶３としてタンカー及びカーゴシップの場合について説明したが、バルクキャリア等の他の貨物船やフェリー等の輸送船であっても、風に曝される上部構造物１を有する船舶３であれば、本発明を適用することができる。
【００５７】
本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 上部構造物
２ 通風孔
３ 船舶
２１ 船首側開口部
２２ 船尾側開口部
２３ 壁面部
２４ スクリーン
２５ 拡張部
３１ 船体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の風圧抵抗低減構造及び船舶に関し、特に、船舶の甲板上に立設された上部構造物が受ける風圧を低減可能な船舶の風圧抵抗低減構造及び該風圧抵抗低減構造を有する船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な船舶は、甲板上に立設された上部構造物を有し、該上部構造物には居住区や操舵室等が配置されている。かかる上部構造物は、船舶の進行方向に対して正対するように立設されており、風圧を受け易く、抵抗になり易い。そこで、これらの風圧抵抗を低減するために種々の方法が既に提案されている（例えば、特許文献１乃至特許文献４参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、船舶の上部構造物の前壁に複数本の半円筒体を垂直に取り付けて、下端を空気吸込口とすると共に上端を空気吐出口とする中空構造体を構成したことを特徴とする船舶の風圧抵抗低減装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、船体の甲板上に設置された居住区の正面に、所定幅の帯状プレートが突設されたことを特徴とする船舶の風圧抵抗低減装置が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、船体の甲板上に設置された居住区の正面と側面とのなす隅角部の各々に、所定寸法の幅で切り落とした斜面状部を形成したことを特徴とする船舶の風圧低減構造が記載されている。
【０００６】
特許文献４には、居住区よりも高さの低い船首ウインドスクリーンを備えるとともに、中間層居住区の前側上部に中間層ウインドスクリーンを設けることにより、中間層からの空気流れの剥離を大きくし、最上層居住区より上方に風を流し、最上層で生じる剥離層の幅を小さくすることにより、居住区前面への風圧抵抗を低減するようにした船舶の風圧抵抗低減構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１８３３９２号公報
【特許文献２】特開平１１−１２９９７６号公報
【特許文献３】特開平１１−１２９９７７号公報
【特許文献４】特開２０１０−１１１２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１に記載の風圧低減構造では、上部構造物の下方に滞留した空気を上方に排出することにより風圧抵抗を低減している。しかしながら、船舶の風を受け易い上部構造物の中間部の風圧を低減することが難しいという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２に記載の風圧低減構造では、帯状プレートで囲まれた部分で風の流れを淀ませて擬似的に構造体を形成し、段階的に風を後方に流すことにより、風の流れの剥離を抑制し、風圧抵抗を低減している。しかしながら、帯状プレートで囲まれた部分で風を受けて淀ませなければならない、安定して風を淀ませることが難しい、上部構造物の正面で受けた風圧そのものを低減することが難しい等の問題があった。
【００１０】
また、特許文献３に記載の風圧低減構造では、隅角部に斜面状部を形成することによって、風の流れの剥離を抑制し、風圧抵抗を低減している。しかしながら、上部構造物の正面で受けた風圧そのものを低減することが難しいという問題があった。
【００１１】
また、特許文献４に記載の風圧低減構造では、船首ウインドスクリーンと中間層ウインドスクリーンとの協働によって風圧抵抗を低減している。しかしながら、船首部から離れた位置に居住区が形成された船舶には適用することができないという問題があった。
【００１２】
本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、風圧を受け易い上部構造物の風圧を低減することにより、船舶の風圧抵抗を低減することができる、船舶の風圧抵抗低減構造及び船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、船体の上甲板に立設された上部構造物を有する船舶の風圧抵抗低減構造であって、前記上部構造物の一部に、前記船体の前後方向に貫通する通風孔を形成した、ことを特徴とする船舶の風圧抵抗低減構造が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、船体の上甲板に立設された上部構造物を有する船舶であって、前記上部構造物の一部に、前記船体の前後方向に貫通する通風孔を形成した、船舶の風圧抵抗低減構造を有する、ことを特徴とする船舶が提供される。
【００１５】
上述した船舶の風圧抵抗低減構造及び船舶において、前記通風孔は、前記船体の上下方向又は左右方向に複数形成されていてもよい。また、前記通風孔は、前記船体の左右方向に扁平状に形成されていてもよい。また、前記通風孔は、前記上部構造物内に形成されたデッキの天井部又は床面部に沿って形成されていてもよい。
【００１６】
前記通風孔は、例えば、配置された高さにおける前記上部構造物の横幅に対して、７０％以上１００％未満の開口幅を有する。また、前記通風孔は、例えば、前記上部構造物の高さ対して、１０％以上９０％以下、２０％以上８０％以下、３０％以上７０％以下又は４０％以上６０％以下の高さのいずれかの範囲内に形成されている。また、前記通風孔は、例えば、５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の開口高さを有する。
【００１７】
また、前記通風孔は、例えば、前記上部構造物の正面側に形成された船首側開口部と、前記上部構造物の背面側に形成された船尾側開口部と、前記船首側開口部と前記船尾側開口部とを連通する空間を形成する壁面部と、を有する。
【００１８】
また、前記船首側開口部の上部に配置されたスクリーンを有していてもよいし、前記船首側開口部又は前記船尾側開口部に向かって流路が拡張した拡張部を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
上述した本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造及び船舶によれば、船舶の上部構造物に通風孔を形成したことにより、上部構造物が風を受ける表面積を低減することができるとともに、上部構造物の外周を迂回しようとする風の一部を取り込んで後方に送流することができ、上部構造物が受ける風圧を低減することができ、船舶の風圧抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造の第一実施形態を示す図であり、（ａ）は上部構造物の正面図、（ｂ）は上部構造物の背面図、を示している。
【図２】通風孔が形成された部分における上部構造物の水平断面図である。
【図３】本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造における他の実施形態を示す図であり、（ａ）は第二実施形態、（ｂ）は第三実施形態、（ｃ）は第四実施形態、である。
【図４】本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造における他の実施形態を示す図であり、（ａ）は第五実施形態、（ｂ）は第六実施形態、である。
【図５】本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造における他の実施形態を示す図であり、（ａ）は第七実施形態、（ｂ）は第八実施形態、（ｃ）は第九実施形態、（ｄ）は第十実施形態、である。
【図６】本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造における他の実施形態を示す図であり、（ａ）は第十一実施形態、（ｂ）は第十二実施形態、である。
【図７】本発明に係る船舶の実施形態を示す図であり、（ａ）はタンカーの概略側面図、（ｂ）はカーゴシップの概略側面図、を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造の第一実施形態について、図１乃至図２を用いて説明する。ここで、図１は、本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造の第一実施形態を示す図であり、（ａ）は上部構造物の正面図、（ｂ）は上部構造物の背面図、を示している。また、図２は、通風孔が形成された部分における上部構造物の水平断面図である。
【００２２】
本発明の第一実施形態に係る船舶の風圧抵抗低減構造は、図１及び図２に示したように、船体の上甲板Ｄに立設された上部構造物１を有する船舶の風圧抵抗低減構造であって、上部構造物１の一部に、船体の前後方向に貫通する通風孔２を形成したことを特徴とする。なお、図１において、上部構造物１の窓や扉等の設備については、図を省略している。
【００２３】
前記上部構造物１は、居住区１１及び操舵室１２を有する。居住区１１は、一般に、複数階に区切られており、上甲板Ｄ側から、例えば、Ａデッキ１１ａ、Ｂデッキ１１ｂ、Ｃデッキ１１ｃ、ナビゲーションデッキ１１ｄを有する。これらのデッキは、船橋甲板、ボート甲板、航海船橋甲板等のように称されることもある。操舵室１２は、一般に、居住区１１の上部に配置される。操舵室１２の上面には、コンパス甲板１２ａが形成されている。また、操舵室１２の下の階における居住区１１には、船体の左右両側に張り出したウィング部１１ｅが形成されている。なお、図示した上部構造物１の構造は、単なる一例であり、階数の低いものや高いもの、居住区１１と操舵室１２とが一体に形成されたもの、ウィング部１１ｅがないもの等、種々の形態のものが採用され得る。
【００２４】
前記通風孔２は、上部構造物１の正面側に形成された船首側開口部２１と、上部構造物１の背面側に形成された船尾側開口部２２と、船首側開口部２１と船尾側開口部２２とを連通する空間を形成する複数の壁面部２３と、を有する。
【００２５】
船首側開口部２１は、図１（ａ）及び図２に示したように、上部構造物１の正面を構成する壁面の一部に、船体の左右方向に扁平状に形成される。ここでは、船体の左舷側と右舷側のそれぞれに船首側開口部２１を形成している。なお、扁平状とは、スリット形状やスロット形状等の細長い形状を含む意味である。
【００２６】
いま、船首側開口部２１の開口幅（左右方向長さ）をＸｆ、開口高さ（上下方向長さ）をＺｆ、上甲板Ｄに対する配置高さをＨｆ、とする。居住区１１の有効空間を維持しつつ、開口面積を広くするためには、船首側開口部２１を左右方向に長く、上下方向に短く形成することが好ましい。その結果、船首側開口部２１は扁平状、すなわち、開口幅Ｘｆ＞開口高さＺｆを満たす形状に形成される。具体的には、船首側開口部２１は、例えば、長方形、角丸長方形、エッジカットされた長方形、楕円形等の形状を有する。なお、船首側開口部２１を正方形又は円形に形成して、船体の左右方向に複数並べて配置するようにしてもよい。
【００２７】
また、居住区１１の内部には、図２に示したように、煙突、配管、階段等を案内するための吹抜部１１ｆが形成されている場合がある。そこで、この吹抜部１１ｆを避けて通風孔２を形成するために、中心線Ｌの両側（左舷側及び右舷側）にそれぞれ船首側開口部２１を形成している。なお、吹抜部１１ｆは、通風孔２と吹抜部１１ｆとを区切る壁面（壁面部２３）により外周が覆われている。
【００２８】
船尾側開口部２２は、図１（ｂ）及び図２に示したように、上部構造物１の背面を構成する壁面の一部に、船体の左右方向に扁平状に形成される。ここでは、船体の左舷側と右舷側とに跨るように幅広の船尾側開口部２２を形成している。いま、船尾側開口部２２の開口幅（左右方向長さ）をＸａ、開口高さ（上下方向長さ）をＺａ、上甲板Ｄに対する配置高さをＨａ、とする。船尾側開口部２２は、船首側開口部２１と同様に、例えば、開口幅Ｘａ＞開口高さＺａを満たす形状に形成される。
【００２９】
壁面部２３は、居住区１１を構成する壁面、床面、天井面等により構成される。また、吹抜部１１ｆを囲む壁面も壁面部２３の一部を構成する。図１に示したように、通風孔２は、上部構造物１内に形成されたＢデッキ１１ｂの天井部（Ｃデッキ１１ｃの下面）に沿って形成されている。したがって、壁面部２３は、Ｂデッキ１１ｂとＣデッキ１１ｃとの間に配置された仕切面１１ｇと、Ｃデッキ１１ｃの下面と、仕切面１１ｇ及びＣデッキ１１ｃの外周に配置された居住区１１の壁面と、吹抜部１１ｆを囲む壁面と、により構成されている。このように、居住区１１の一部（デッキ面及び壁面）を壁面部２３として利用することにより、仕切面１１ｇを配置するだけで通風孔２を構成する空間を容易に形成することができる。なお、仕切面１１ｇとＣデッキ１１ｃとの間には、柱部材や船体の前後方向に長い板部材を配置して、通風孔２の強度を向上させるようにしてもよい。
【００３０】
また、通風孔２は、配置された高さにおける上部構造物１の横幅に対して、７０％以上の開口幅を有することが好ましい。ここで、船首側開口部２１の配置高さはＨｆ、船尾側開口部２２の配置高さはＨａであり、Ｈｆ＝Ｈａの関係を有し、その配置高さにおける上部構造物１の横幅をＸｓとする（図２参照）。上述した第一実施形態では、船首側開口部２１は二つ形成されているため、船首側開口部２１の開口幅の合計は２Ｘｆとなる。したがって、２Ｘｆ≧０．７Ｘｓの関係を有することが好ましい。また、船尾側開口部２２の開口幅はＸａであるから、Ｘａ≧０．７Ｘｓの関係を有することが好ましい。
【００３１】
また、通風孔２は、５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の開口高さを有することが好ましい。具体的には、船首側開口部２１の開口高さはＺｆ、船尾側開口部２２の開口高さはＺａであるから、５００ｍｍ≦Ｚｆ≦１０００ｍｍ、５００ｍｍ≦Ｚａ≦１０００ｍｍ、の関係を有することが好ましい。一般に、居住区１１におけるデッキ間は約３ｍ程度であることが多く、約２ｍ程度の高さは居住空間として確保したいことに鑑みれば、通風孔２の開口高さは１０００ｍｍ以下とすることが好ましい。勿論、デッキ間の間隔が十分に広い場合には、通風孔２の開口高さを１０００ｍｍより大きくしてもよい。
【００３２】
また、上述したように、通風孔２をＢデッキ１１ｂとＣデッキ１１ｃとの間であって、Ｂデッキ１１ｂの天井部（Ｃデッキ１１ｃの下面）に沿って形成した場合には、上部構造物１の高さをＨｓとすれば、図１（ｂ）に示したように、通風孔２の配置高さは上部構造物１の高さＨｓに対して半分程度の高さに相当する。より具体的には、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して４０％以上６０％以下の高さの範囲内、より正確には、５０％以上６０％以下の高さの範囲内に形成されている。このように、通風孔２を上部構造物１の高さＨｓに対して半分程度の高さに形成することにより、上部構造物１の風圧が高くなり易い部分の表面積を低減することができるとともに、上部構造物１の受ける風を効果的に取り込むことができる。なお、上部構造物１の高さＨｓは、上甲板Ｄからコンパス甲板１２ａまでの高さを意味している。また、図１（ｂ）中の目盛（％）は上部構造物１の高さＨｓに対する割合を示したものである。
【００３３】
上述した本発明の第一実施形態に係る船舶の風圧抵抗低減構造によれば、船舶の上部構造物１に船首側開口部２１及び船尾側開口部２２を有する通風孔２を形成したことにより、上部構造物１が風を受ける表面積を低減することができるとともに、上部構造物１の外周を迂回しようとする風の一部を取り込んで後方に送流することができ、上部構造物１が受ける風圧を低減することができ、最終的に船舶の風圧抵抗を低減することができる。
【００３４】
次に、図３乃至図６を参照しつつ、本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造における他の実施形態について説明する。ここで、図３乃至図６は、本発明に係る船舶の風圧抵抗低減構造における他の実施形態を示す図であり、図３（ａ）は第二実施形態、図３（ｂ）は第三実施形態、図３（ｃ）は第四実施形態、図４（ａ）は第五実施形態、図４（ｂ）は第六実施形態、図５（ａ）は第七実施形態、図５（ｂ）は第八実施形態、図５（ｃ）は第九実施形態、図５（ｄ）は第十実施形態、図６（ａ）は第十一実施形態、図６（ｂ）は第十二実施形態、である。
【００３５】
また、図３及び図４に示した各図は、上部構造物１の正面図であり、図５に示した各図は通風孔２が形成された部分における上部構造物１の水平断面図であり、図６に示した各図は上部構造物１の概略断面図である。また、図３及び図４の各図に記載された目盛（％）は上部構造物１の高さＨｓに対する割合を示したものである。なお、各図において、上述した第一実施形態と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００３６】
図３（ａ）に示した第二実施形態は、通風孔２の船首側開口部２１の形状を中心線Ｌ側が狭く、外側が広くなるように形成したものである。かかる第二実施形態によれば、船首側開口部２１の形状に合わせて仕切面１１ｇを配置することにより、居住区１１の中央部の空間を広く形成することができ、実用性に優れる。また、上部構造物１の両側面に近い部分の船首側開口部２１の開口高さを大きくしていることから、上部構造物１の側面に迂回しようとする風を船首側開口部２１で効果的に取り込むことができる。
【００３７】
図３（ｂ）に示した第三実施形態は、通風孔２を船体の上下方向に二段に配置したものである。例えば、通風孔２は、Ａデッキ１１ａ及びＢデッキ１１ｂの天井部に沿うように形成される。具体的には、Ａデッキ１１ａとＢデッキ１１ｂとの間及びＢデッキ１１ｂとＣデッキ１１ｃとの間にそれぞれ仕切面１１ｇを配置することにより、通風孔２を構成する空間を形成している。このように、通風孔２を船体の上下方向に複数形成することにより、上部構造物１の表面積を低減することができるとともに、後方に送流できる流量を増大させることができ、風圧抵抗をより低減することができる。
【００３８】
かかる第三実施形態では、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して３０％以上６０％以下の高さの範囲内に形成されている。このように、上部構造物１の高さＨｓに対して中央部付近に複数の通風孔２を形成することにより、効果的に上部構造物１の受ける風圧を低減することができる。また、通風孔２が形成される二段の組合せは、図示したものに限定されず、上甲板Ｄ、Ａデッキ１１ａ、Ｂデッキ１１ｂ、Ｃデッキ１１ｃ及びナビゲーションデッキ１１ｄの中から任意に選択することができる。各デッキにおいて、通風孔２は、床面部に沿って形成されてもよいし、天井部に沿って形成されてもよい。特に、Ａデッキ１１ａの天井部及びＣデッキ１１ｃの床面部に沿って通風孔２を形成した場合には、通風孔２を上部構造物１の高さＨｓに対して３０％以上７０％以下の高さの範囲内に形成することができる。
【００３９】
図３（ｃ）に示した第四実施形態は、通風孔２を船体の上下方向に三段に配置したものである。例えば、通風孔２は、Ａデッキ１１ａ、Ｂデッキ１１ｂ及びＣデッキ１１ｃの天井部に沿うように形成される。具体的には、上甲板ＤとＡデッキ１１ａの間、Ａデッキ１１ａとＢデッキ１１ｂとの間及びＢデッキ１１ｂとＣデッキ１１ｃとの間にそれぞれ仕切面１１ｇを配置することにより、通風孔２を構成する空間を形成している。このように、通風孔２を船体の上下方向に複数形成することにより、上部構造物１の表面積をより低減することができるとともに、後方に送流できる流量をより増大させることができ、風圧抵抗をより低減することができる。
【００４０】
かかる第四実施形態では、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して１０％以上６０％以下の高さの範囲内に形成されている。このように、第三実施形態の通風孔２に加えて、上甲板Ｄに近い部分にも通風孔２を形成することにより、上甲板Ｄ付近で滞留し易い風を取り込んで後方に送流することができ、効果的に上部構造物１の受ける風圧を低減することができる。また、通風孔２が形成される三段の組合せは、図示したものに限定されず、上甲板Ｄ、Ａデッキ１１ａ、Ｂデッキ１１ｂ、Ｃデッキ１１ｃ及びナビゲーションデッキ１１ｄの中から任意に選択することができる。各デッキにおいて、通風孔２は、床面部に沿って形成されてもよいし、天井部に沿って形成されてもよい。
【００４１】
図４（ａ）に示した第五実施形態は、通風孔２をＣデッキ１１ｃの天井部に沿って形成したものである。具体的には、Ｃデッキ１１ｃとナビゲーションデッキ１１ｄとの間に仕切面１１ｇを配置することにより、通風孔２を構成する空間を形成している。このように、ウィング部１１ｅを有する箇所に通風孔２を形成するようにしてもよい。この場合も、通風孔２は、配置位置における上部構造物１の横幅Ｘｓに対して、７０％以上の開口幅を有することが好ましい。なお、通風孔２は、Ｃデッキ１１ｃの床面部に沿って形成してもよい。
【００４２】
かかる第五実施形態では、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して７０％以上８０％以下の高さの範囲内に形成される。また、第五実施形態に対して、第一乃至第三実施形態を適宜組み合わせることにより、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して１０％以上８０％以下、３０％以上８０％以下又は５０％以上８０％以下の高さの範囲内に形成される。特に、通風孔２をＡデッキ１１ａの床面に沿って形成したものと第五実施形態とを組み合わせることにより、通風孔２を上部構造物１の高さＨｓに対して２０％以上８０％以下の高さの範囲内に形成することができる。
【００４３】
図４（ｂ）に示した第六実施形態は、通風孔２を操舵室１２の床面部に沿って形成したものである。具体的には、ナビゲーションデッキ１１ｄとコンパス甲板１２ａとの間に仕切面１１ｇを配置することにより、通風孔２を構成する空間を形成している。このように、操舵室１２に通風孔２を形成するようにしてもよい。この場合も、通風孔２は、配置位置における上部構造物１の横幅Ｘｓに対して、７０％以上の開口幅を有することが好ましい。
【００４４】
かかる第六実施形態では、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して８０％以上９０％以下の高さの範囲内に形成される。また、第六実施形態に対して、第一乃至第五実施形態を適宜組み合わせることにより、通風孔２は、上部構造物１の高さＨｓに対して１０％以上９０％以下、３０％以上９０％以下、５０％以上９０％以下又は７０％以上９０％以下の高さの範囲内に形成される。
【００４５】
図５（ａ）に示した第七実施形態は、通風孔２を構成する船首側開口部２１及び船尾側開口部２２の両方をそれぞれ左舷側と右舷側とに配置したものである。すなわち、船首側開口部２１及び船尾側開口部２２の両方が、船体の左右方向に複数形成されている。かかる構成により、各船首側開口部２１から取り込んだ風を各船尾側開口部２２から吐き出すことができる。ここでは、吹抜部１１ｆの後方で通風孔２を連通させているが、仕切り部材により、左舷側と右舷側とに通風孔２を完全に分離するようにしてもよい。
【００４６】
図５（ｂ）に示した第八実施形態は、通風孔２を構成する船首側開口部２１及び船尾側開口部２２をそれぞれ一つずつ中心線Ｌに沿って中心部に配置したものである。例えば、図示したように、吹抜部１１ｆが、居住区１１の正面又は背面を構成する壁面から離間している場合には、船首側開口部２１又は船尾側開口部２２を左右方向に分離しないようにしてもよい。なお、吹抜部１１ｆが壁面から離間している場合であっても、船首側開口部２１の中心部から通風孔２内に流入した風が、吹抜部１１ｆを囲む壁面部２３に衝突することを考慮して、第一実施形態のように、船首側開口部２１を左舷側と右舷側とに分離するようにしてもよい。
【００４７】
図５（ｃ）に示した第九実施形態は、図５（ａ）に示した第七実施形態において、船首側開口部２１を左舷側及び右舷側のそれぞれに二つずつ形成したものである。このように、複数の船首側開口部２１を形成することにより、船首側開口部２１間の壁面により通風孔２の強度を向上させることができる。
【００４８】
図５（ｄ）に示した第十実施形態は、図５（ｂ）に示した第九実施形態において、船尾側開口部２２を左舷側及び右舷側のそれぞれに分離して形成したものである。通風孔２に流入した風は、吹抜部１１ｆを囲む壁面部２３によって左右に分離され、吹抜部１１ｆの背面側を流れる風の流量は少ない。そこで、かかる第十実施形態では、船尾側開口部２２を左右に分離して配置することにより、不要な開口部を低減し、船尾側開口部２２間の壁面により通風孔２の強度の向上を図っている。
【００４９】
図６（ａ）に示した第十一実施形態は、通風孔２の船首側開口部２１の上部にスクリーン２４を配置したものである。このように、船首側開口部２１の上部を覆う庇を構成するスクリーン２４を配置することにより、上部構造物１の正面に沿って上昇する風を効果的に通風孔２に案内することができる。したがって、スクリーン２４は、下方から上昇してくる風を通風孔２に案内できる形状であれば、図示したような鉤状断面に限定されるものではなく、円弧状断面等の曲面形状であってもよいし、テーパ面等の平面形状であってもよい。
【００５０】
図６（ｂ）に示した第十二実施形態は、通風孔２に、船首側開口部２１及び船尾側開口部２２のそれぞれに向かって流路が拡張した拡張部２５を形成したものである。かかる拡張部２５を形成することにより、通風孔２の入口部及び出口部を拡張した形状に構成することができ、風を取り込み易く及び吐き出し易くすることができる。拡張部２５は、例えば、テーパ面やＲ面により構成され、船首側開口部２１又は船尾側開口部２２に向かって徐々に流路が拡張するように形成されている。なお、ここでは、船首側開口部２１側及び船尾側開口部２２側の両方に拡張部２５を形成したが、船首側開口部２１側又は船尾側開口部２２側の一方にのみ拡張部２５を形成するようにしてもよい。
【００５１】
なお、上述した第一乃至第十二実施形態において、通風孔２は、船体の前後方向に直進する場合、すなわち、船首側開口部２１の配置高さＨｆ＝船尾側開口部２２の配置高さＨａの場合、について説明したが、上部構造物１の構造や居住区１１内の構造によっては、船首側開口部２１の配置高さＨｆ＞船尾側開口部２２の配置高さＨａ、又は船首側開口部２１の配置高さＨｆ＜船尾側開口部２２の配置高さＨａとなるように通風孔２を構成するようにしてもよい。
【００５２】
続いて、上述した風圧抵抗低減構造を採用した船舶について説明する。ここで、図７は、本発明に係る船舶の実施形態を示す図であり、（ａ）はタンカーの概略側面図、（ｂ）はカーゴシップの概略側面図、を示している。
【００５３】
図７（ａ）及び（ｂ）に示した実施形態は、船体３１の上甲板Ｄに立設された上部構造物１を有する船舶３であって、上部構造物１に、例えば、上述した実施形態に係る風圧抵抗低減構造を有するものである。
【００５４】
図７（ａ）に示した船舶３は、タンカーの場合を図示したものである。一般に、タンカー（船舶３）は、船首３２から船尾３３に向かって長尺に形成された船体３１を有し、上部構造物１は船体３１の船尾３３側に配置されていることが多い。上部構造物１の前方の船体３１には複数のカーゴタンク３４が配置されている。そして、上部構造物１には、船体３１の前後方向に貫通する通風孔２が形成されている。したがって、本発明に係る船舶３によれば、船舶３の上部構造物１に通風孔２を形成したことにより、上部構造物が風を受ける表面積を低減することができるとともに、上部構造物の外周を迂回しようとする風の一部を取り込んで後方に送流することができ、上部構造物が受ける風圧を低減することができ、船舶の風圧抵抗を低減することができる。
【００５５】
また、図７（ｂ）に示した船舶３は、カーゴシップの場合を図示したものである。一般に、カーゴシップ（船舶３）は、船首３２から船尾３３に向かって長尺に形成された船体３１を有し、上部構造物１は船体３１の船首３２側に配置されている場合もある。上部構造物１の後方における上甲板Ｄ下の船体３１内には輸送物を収容する空間が形成されている。そして、上部構造物１には、船体３１の前後方向に貫通する通風孔２が形成されている。このように、上部構造物１が船首３２側に配置されている場合であっても、本発明に係る風圧抵抗低減構造を適用することができ、図７（ａ）に示したタンカーと同様の効果を奏する。
【００５６】
なお、ここでは、船舶３としてタンカー及びカーゴシップの場合について説明したが、バルクキャリア等の他の貨物船やフェリー等の輸送船であっても、風に曝される上部構造物１を有する船舶３であれば、本発明を適用することができる。
【００５７】
本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 上部構造物
２ 通風孔
３ 船舶
２１ 船首側開口部
２２ 船尾側開口部
２３ 壁面部
２４ スクリーン
２５ 拡張部
３１ 船体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の上甲板に立設された上部構造物を有する船舶の風圧抵抗低減構造であって、
前記上部構造物の一部に、前記船体の前後方向に貫通する通風孔を形成した、ことを特徴とする船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項２】
前記通風孔は、前記船体の上下方向又は左右方向に複数形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項３】
前記通風孔は、前記船体の左右方向に扁平状に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項４】
前記通風孔は、前記上部構造物内に形成されたデッキの天井部又は床面部に沿って形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項５】
前記通風孔は、配置された高さにおける前記上部構造物の横幅に対して、７０％以上１００％未満の開口幅を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項６】
前記通風孔は、前記上部構造物の高さ対して、１０％以上９０％以下、２０％以上８０％以下、３０％以上７０％以下又は４０％以上６０％以下の高さのいずれかの範囲内に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項７】
前記通風孔は、５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の開口高さを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項８】
前記通風孔は、前記上部構造物の正面側に形成された船首側開口部と、前記上部構造物の背面側に形成された船尾側開口部と、前記船首側開口部と前記船尾側開口部とを連通する空間を形成する壁面部と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項９】
前記通風孔は、前記船首側開口部の上部に配置されたスクリーンを有する、ことを特徴とする請求項８に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項１０】
前記通風孔は、前記船首側開口部又は前記船尾側開口部に向かって流路が拡張した拡張部を有する、ことを特徴とする請求項８に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項１１】
船体の上甲板に立設された上部構造物を有する船舶であって、
前記上部構造物に請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の船舶の風圧抵抗低減構造を有する、ことを特徴とする船舶。
【請求項１】
船体の上甲板に立設された上部構造物を有する船舶の風圧抵抗低減構造であって、
前記上部構造物の一部に、前記船体の前後方向に貫通する通風孔を形成した、ことを特徴とする船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項２】
前記通風孔は、前記船体の上下方向又は左右方向に複数形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項３】
前記通風孔は、前記船体の左右方向に扁平状に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項４】
前記通風孔は、前記上部構造物内に形成されたデッキの天井部又は床面部に沿って形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項５】
前記通風孔は、配置された高さにおける前記上部構造物の横幅に対して、７０％以上１００％未満の開口幅を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項６】
前記通風孔は、前記上部構造物の高さ対して、１０％以上９０％以下、２０％以上８０％以下、３０％以上７０％以下又は４０％以上６０％以下の高さのいずれかの範囲内に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項７】
前記通風孔は、５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の開口高さを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項８】
前記通風孔は、前記上部構造物の正面側に形成された船首側開口部と、前記上部構造物の背面側に形成された船尾側開口部と、前記船首側開口部と前記船尾側開口部とを連通する空間を形成する壁面部と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項９】
前記通風孔は、前記船首側開口部の上部に配置されたスクリーンを有する、ことを特徴とする請求項８に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項１０】
前記通風孔は、前記船首側開口部又は前記船尾側開口部に向かって流路が拡張した拡張部を有する、ことを特徴とする請求項８に記載の船舶の風圧抵抗低減構造。
【請求項１１】
船体の上甲板に立設された上部構造物を有する船舶であって、
前記上部構造物に請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の船舶の風圧抵抗低減構造を有する、ことを特徴とする船舶。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１７０２２（Ｐ２０１２−１７０２２Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５５６６５（Ｐ２０１０−１５５６６５）
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（５０２４２２３５１）株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド (159)
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（５０２４２２３５１）株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド (159)
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