船首形状
【課題】波浪中抵抗を一層低減することが可能な船首形状を提供する。
【解決手段】船体の船首部の形状であって、最大喫水線位置の水線面形状13Aにおける側縁12Aの少なくとも一部が、略直線状を呈している。ここで、水線面形状13の側縁12を直線化すると、波浪中における入射波の反射による抵抗(反射抵抗)が充分に低減される。また、船体の船首形状においては、最大喫水線位置が波と最も接する。よって、上記のように最大喫水線位置の水線面形状13Aの側縁12Aが略直線状を呈することで、波浪中抵抗が一層低減されることとなる。
【解決手段】船体の船首部の形状であって、最大喫水線位置の水線面形状13Aにおける側縁12Aの少なくとも一部が、略直線状を呈している。ここで、水線面形状13の側縁12を直線化すると、波浪中における入射波の反射による抵抗(反射抵抗)が充分に低減される。また、船体の船首形状においては、最大喫水線位置が波と最も接する。よって、上記のように最大喫水線位置の水線面形状13Aの側縁12Aが略直線状を呈することで、波浪中抵抗が一層低減されることとなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、船体の船首部の形状である船首形状に関する。
【背景技術】
【0002】
通常、船体の船首部は、波浪がない状態にて船体が受ける抵抗である平水中抵抗を小さくするため、水線面形状(すなわち、船体の水平断面を鉛直方向から見たときの形状)の側縁が曲線状にされている。また、従来の船首形状として、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。この船首形状では、波浪中にて船体が受ける抵抗である波浪中抵抗の低減を図るため、水線面形状の側縁が、前方に尖るような曲線状にされている。
【特許文献1】特開2000−335478号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上述した船首形状のように、船首部の水線面形状を前方に尖るように構成しただけでは、場合によっては、波浪中における入射波の反射による抵抗(以下、単に「反射抵抗」という)を充分に低減することができず、波浪中抵抗を充分に低減することができないおそれがある。そのため、近年の船首形状においては、波浪中抵抗を一層低減できることが強く望まれている。
【0004】
そこで、本発明は、波浪中抵抗を一層低減することが可能な船首形状を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決すべく本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、船体における水線面形状の側縁の少なくとも一部を直線化すると、反射抵抗を充分に低減できるという知見を得た。そこで、船体の船首形状では、最大喫水線位置が波と最も接することに鑑み、最大喫水線位置の水線面形状の側縁の少なくとも一部が略直線状を呈している場合、波浪中抵抗を一層低減できるということを見出し、本発明に想到するに至った。
【0006】
すなわち、本発明に係る船首形状は、船体の船首部の形状であって、最大喫水線位置の水線面形状における側縁の少なくとも一部は、略直線状を呈していることを特徴とする。
【0007】
この本発明の船首形状では、最大喫水線位置の水線面形状の略直線状を呈する外縁によって、反射抵抗が充分に低減されることとなる。よって、波浪中抵抗を一層低減することが可能となる。
【0008】
また、最大喫水線位置と船体の上端位置との間の水線面形状における側縁の少なくとも一部は、略直線状を呈していることが好ましい。船体の船首形状では、最大喫水線位置と船体の上端位置との間にて波が接しやすい。そのため、かかる間の水線面形状の側縁を直線化することにより、波浪中抵抗をより一層低減することが可能となる。
【0009】
また、横断面形状において最大喫水線位置より上方の側縁は、上方が外側に拡がるような一様な傾斜角度で傾斜していることが好ましい。ここで、例えば、横断面形状の側縁がS字状となるように構成されていると(図9の側縁53参照)、かかるS字状の側縁のために船体の製造が困難になる場合がある。これに対し、本発明のように、横断面形状において最大喫水線位置より上方の側縁を、上方が外側に拡がる一様な傾斜角度で傾斜させると(図9の側縁17参照)、次の効果が奏される。すなわち、例えば、船体を複数の船体ブロックに分割して製造する場合において、最大喫水線位置を分割位置として船体ブロックを構成することによって、最大喫水線位置の上方に位置する船体ブロックの横断面形状がS字形状となるのを抑制でき、この船体ブロックひいては船体を容易に製造することが可能となる。従って、波浪中抵抗をより一層低減するという上記効果を、船体の製造を容易化しながら実現することができる。
【0010】
また、船体は、方形係数が0.8以上の肥大船を構成することが好ましい。肥大船の船体では波浪中抵抗が大きく、方形係数が0.8以上の肥大船ともなると、波浪中抵抗が特に大きい。よって、船体が方形係数0.8以上の肥大船を構成する場合には、波浪中抵抗を一層低減できるという上記効果は顕著となる。
【0011】
また、水線面形状における略直線状を呈する外縁は、水線面形状の前端と該前端より垂線間長の10%後方位置との間に位置することが好ましい。この場合、船体の積載空間が狭くなってしてしまうのを好適に抑制しつつ、波浪中抵抗をより一層低減することが可能となる。
【0012】
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、水線面形状における略直線状を呈する外縁の船長方向長さが、垂線間長の3%以上である構成が挙げられる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、波浪中抵抗を一層低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」「上」「下」の語は、船体の船長(前後)方向、幅方向及び上下方向にそれぞれ対応したものである。
【0015】
図1は本発明の一実施形態に係る船首形状を有する船舶を示す概略側面図である。図1に示すように、本実施形態の船舶1は、その方形係数Cbが0.8以上のタンカー等の肥大船であり、船体10を備えている。
【0016】
なお、「方形係数Cb」とは、船体10の形状が肥えているか否かを表すものであり、下式(1)で表すことができる。例えば、方形係数Cbが大きければ大きい程、その船体10の形状が肥えていることを意味する。
Cb=∇/(Lpp×B×d) …(1)
但し、Cb :方形係数
∇ :排水容積(水面下に沈んでいる船体の容積)
Lpp:垂線間長(length betweenperpendiculars)
B :船幅
d :喫水
【0017】
図2は、図1の船舶1の船首部11を示す斜視図である。図中においては、形状を容易に把握できるよう便宜的にメッシュ化して示している。図2に示すように、船首部11は、左右対称構造を呈し、曲面状の側壁12を有している。ここで、本実施形態の船首部11にあっては、その形状が以下のように構成されている。
【0018】
図3は、船首部11の最大(満載)喫水線位置2(図1参照)での水線面形状を示す図である。図中の横軸は船長方向長さを示し、縦軸は幅方向長さを示している。また、船長方向長さは垂線間長Lppを基準とし、幅方向長さは船幅Bを基準として示している。なお、船首部11が左右対称構造であることから、左舷の水線面形状のみを示し右舷の水線面形状を省略している。これら図中の基準及び省略は、図4〜8においても同様である。
【0019】
図3に示すように、最大喫水線位置2での水線面形状13Aにおける側縁(つまり、側壁)12Aの少なくとも一部は、略直線状を呈している。具体的には、水線面形状13Aの側縁12Aは、水線面形状13Aの前端Fと該前端Fより垂線間長の10%後方位置との間にて、垂線間長の3%以上の船長方向長さの直線部15を有している。
【0020】
また、本実施形態では、最大喫水線位置2と船体上端位置3との間においても、水線面形状13の側縁12の少なくとも一部は、略直線状を呈している。
【0021】
図4,5は、最大喫水線位置2と船体上端位置3(図1参照)との間の水線面形状13を示す図である。図中の各水線面形状13B,13Cの水線面の位置は、この順に高い位置となっている。図4,5に示すように、水線面形状13B,13Cの側縁12B,12Cの少なくとも一部は、略直線状を呈している。具体的には、水線面形状13B,13Cの側縁12B,12Cのそれぞれは、上記水線面形状13Aと同様に、前端Fと該前端Fより垂線間長の10%後方位置との間にて、垂線間長の3%以上の船長方向長さの直線部15を有している。
【0022】
図6(a),図7(a),図8(a)は、側縁12A〜12Cにおける幅方向長さの船長方向長さに関する1次微分値を示す図である。これらの図に示すように、直線部15では、側縁12A〜12Cの傾きとしての1次微分値が略一定であり、直線部15は略直線状となっていることがわかる。
【0023】
図6(b),図7(b),図8(b)は、側縁12A〜12Cにおける幅方向長さの船長方向長さに関する2次微分値を示す図である。これらの図に示すように、直線部15では、その2次微分値が0±0.01となっている。つまり、本実施形態では、側縁12であって幅方向長さの2次微分値が0±0.01の範囲にあるものが、直線部15とされる。
【0024】
図9は、船首部の横断面(船長方向に直交する断面)形状を示す図である。図9に示すように、船首部11の横断面形状16は、最大喫水線位置2より上方の側縁17が一様な傾斜角度で傾斜している。ここでの横断面形状16は、最大喫水線位置2にて内側に窪む領域であるナックルNcを形成することで、最大喫水線位置2より上方の側縁17が、上方が外側に拡がる傾斜角度で傾斜するようになっている。
【0025】
以上、本実施形態によれば、最大喫水線位置2の水線面形状13Aにおける側縁12Aの少なくとも一部が略直線状を呈しているため、反射抵抗を充分に低減でき、波浪中抵抗を一層低減することが可能となる。これは、水線面形状13の側縁12を直線化すると反射抵抗を充分に低減でき、また、船体10の船首形状においては最大喫水線位置2が波と最も接することから、最大喫水線位置2の水線面形状13Aの側縁12Aが略直線状を呈している場合、波浪中抵抗を一層低減できるためである。
【0026】
また、本実施形態では、上述したように、最大喫水線位置2と船体上端位置3との間の水線面形状13における側縁12の少なくとも一部も、略直線状を呈している。つまり、直線部15の適用範囲を、最大喫水線位置2より上方の水線面形状としている。船体10の船首形状においては、最大喫水線位置2と船体上端位置3との間にて波が接しやすい(波があたる)ため、かかる間の側縁12を直線化することにより、波浪中抵抗をより一層低減することが可能となる。
【0027】
ところで、従来船体50では、その船首部51の横断面形状52における側縁53がS字状にされる場合がある。具体的には、図示されるように、横断面形状52の側縁53が、最大喫水線位置2から上方に行くに従って外側に拡がる傾斜角度で傾斜した後、内側に狭まる傾斜角度で傾斜される場合がある。このように側縁53をS字形状とすると、例えば船体10を複数の船体ブロックに分割して製造する際、1つの船体ブロックに拡がる傾斜角の側縁53と狭まる傾斜角の側縁53とが形成される場合が多くなる。よって、従来船体50の製造が困難となり、さらに、高コスト化が懸念される。
【0028】
この点、本実施形態では、上述したように、横断面形状16において最大喫水線位置2より上方の側縁17は、上方が外側に拡がるような一様な傾斜角度で傾斜している。よって、最大喫水線位置2を分割位置として船体ブロックを構成することにより、次の効果を奏する。すなわち、最大喫水線位置2よりも上方に位置する船体ブロックの横断面形状がS字形状となるのを抑制できる。よって、船体ブロックひいては船体10を製造することが容易になり、低コスト化が実現される。従って、波浪中抵抗をより一層低減するという上記効果を、製造容易化及び低コスト化しながら実現することが可能となる。
【0029】
ここで、肥大船の船体10は、その肥えた形状のために波浪中抵抗が大きいのが一般的である。そして、方形係数Cbが0.8以上の最大クラスの肥大船にもなると、波浪中抵抗が特に大きくなる。そのため、この波浪中抵抗が、船舶1の推進性能に対して多大な悪影響を及ぼすおそれがある。よって、船舶1の方形係数Cbが0.8以上の肥大船である場合、波浪中抵抗を一層低減できるという本実施形態の上記効果は、極めて有効なものとなる。
【0030】
また、本実施形態では、上述したように、直線部15が、水線面形状13の前端Fと該前端Fより垂線間長Lppの10%後方位置との間に位置している。この場合、船体10の積載空間(例えば、オイルタンクやバラストタンクの容量等)が低減するのを好適に抑制しつつ波浪中抵抗をより一層低減することが可能となる。
【0031】
なお、上記のように、本実施形態では、直線部15の船長方向長さが、垂線間長Lppの3%以上とされている。これは、直線部15の船長方向長さが垂線間長Lppの3%よりも小さいと、場合によっては、反射抵抗を充分に低減させ難くなることがあるためである。
【0032】
図10は、本実施形態の船体と従来船体とにおける波浪中抵抗の実測値を示す図である。図中の横軸は波浪波長を示し、縦軸は船体が受ける抵抗値を示している。また、図中において、実線は船体10の値を示し、破線は従来船体50の値を示している。なお、波浪波長は垂線間長Lppを基準とし、抵抗値は従来船体10の波浪波長0.5のときの値を基準としている。ここでの従来船体50とは、船首部51の水線面形状の外縁が直線部15を有さないものを意図している。
【0033】
図10に示すように、本実施形態の船体10と従来船体50とを比較すると、船体10の抵抗値が従来船体50の抵抗値よりも低くなっているのがわかる。これにより、本実施形態によって波浪中抵抗が一層低減されるのを確認することができる。
【0034】
さらに、波浪中抵抗は、波浪波長が短波長域(<約1.5)のときに大きい値を示している。この点において、本実施形態によれば、かかる短波長域の波浪波長のときに、波浪中抵抗を特に低減できることがわかる。
【0035】
図11は、図10中の一部を抜き出して示す図である。ここでは、短波長域の波浪波長として波浪波長が0.5のとき(図14中の丸印)の抵抗値を示している。図11に示すように、本実施形態の船体10では、短波長域の波浪波長のとき、従来船体50の抵抗値を基準として約15%程度も波浪中抵抗が低減されることがわかる。よって、船体10にあっては、従来船体50に比べて極めて有利な効果が奏されるものといえる。
【0036】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、最大喫水線位置2の水線面形状13Aが側縁12Bに直線部15を有していれば、最大喫水線位置2と船体上端位置3との間の水線面形状13が側縁12に直線部15を有していなくともよい。
【0037】
また、上記実施形態では船舶1を肥大船としたが、本発明は、あらゆる船舶に適用することができる。なお、上記実施形態の「垂線間長Lppの10%」及び「垂線間長Lppの3%」は、略10%及び略3%をそれぞれ含むものであり、例えば寸法公差や製造上の誤差等によるばらつきを含むものである。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明の一実施形態に係る船首形状を有する船舶を示す概略側面図である。
【図2】図1の船舶の船首部を示す斜視図である。
【図3】図2のIII−III線に沿っての水線面形状を示す図である。
【図4】図2のIV−V線に沿っての水線面形状を示す図である。
【図5】図2のV−V線に沿っての水線面形状を示す図である。
【図6】図3の水線面形状の側縁の微分値を示す図である。
【図7】図4の水線面形状の側縁の微分値を示す図である。
【図8】図5の水線面形状の側縁の微分値を示す図である。
【図9】図2のIX−IX線に沿っての横断面形状を示す図である。
【図10】本実施形態の船体と従来船体との波浪中抵抗の実測値を示す図である。
【図11】図10中の一部を抜き出して示す図である。
【符号の説明】
【0039】
2…最大喫水線位置、3…船体上端位置(船体の上端位置)、10…船体、11…船首部、12,12A〜12C…水線面形状、13,13A〜13C…水線面形状の側縁
16…横断面形状、17…横断面形状の側縁、Cb…方形係数、F…水線面形状の前端、Lpp…垂線間長。
【技術分野】
【0001】
本発明は、船体の船首部の形状である船首形状に関する。
【背景技術】
【0002】
通常、船体の船首部は、波浪がない状態にて船体が受ける抵抗である平水中抵抗を小さくするため、水線面形状(すなわち、船体の水平断面を鉛直方向から見たときの形状)の側縁が曲線状にされている。また、従来の船首形状として、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。この船首形状では、波浪中にて船体が受ける抵抗である波浪中抵抗の低減を図るため、水線面形状の側縁が、前方に尖るような曲線状にされている。
【特許文献1】特開2000−335478号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上述した船首形状のように、船首部の水線面形状を前方に尖るように構成しただけでは、場合によっては、波浪中における入射波の反射による抵抗(以下、単に「反射抵抗」という)を充分に低減することができず、波浪中抵抗を充分に低減することができないおそれがある。そのため、近年の船首形状においては、波浪中抵抗を一層低減できることが強く望まれている。
【0004】
そこで、本発明は、波浪中抵抗を一層低減することが可能な船首形状を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決すべく本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、船体における水線面形状の側縁の少なくとも一部を直線化すると、反射抵抗を充分に低減できるという知見を得た。そこで、船体の船首形状では、最大喫水線位置が波と最も接することに鑑み、最大喫水線位置の水線面形状の側縁の少なくとも一部が略直線状を呈している場合、波浪中抵抗を一層低減できるということを見出し、本発明に想到するに至った。
【0006】
すなわち、本発明に係る船首形状は、船体の船首部の形状であって、最大喫水線位置の水線面形状における側縁の少なくとも一部は、略直線状を呈していることを特徴とする。
【0007】
この本発明の船首形状では、最大喫水線位置の水線面形状の略直線状を呈する外縁によって、反射抵抗が充分に低減されることとなる。よって、波浪中抵抗を一層低減することが可能となる。
【0008】
また、最大喫水線位置と船体の上端位置との間の水線面形状における側縁の少なくとも一部は、略直線状を呈していることが好ましい。船体の船首形状では、最大喫水線位置と船体の上端位置との間にて波が接しやすい。そのため、かかる間の水線面形状の側縁を直線化することにより、波浪中抵抗をより一層低減することが可能となる。
【0009】
また、横断面形状において最大喫水線位置より上方の側縁は、上方が外側に拡がるような一様な傾斜角度で傾斜していることが好ましい。ここで、例えば、横断面形状の側縁がS字状となるように構成されていると(図9の側縁53参照)、かかるS字状の側縁のために船体の製造が困難になる場合がある。これに対し、本発明のように、横断面形状において最大喫水線位置より上方の側縁を、上方が外側に拡がる一様な傾斜角度で傾斜させると(図9の側縁17参照)、次の効果が奏される。すなわち、例えば、船体を複数の船体ブロックに分割して製造する場合において、最大喫水線位置を分割位置として船体ブロックを構成することによって、最大喫水線位置の上方に位置する船体ブロックの横断面形状がS字形状となるのを抑制でき、この船体ブロックひいては船体を容易に製造することが可能となる。従って、波浪中抵抗をより一層低減するという上記効果を、船体の製造を容易化しながら実現することができる。
【0010】
また、船体は、方形係数が0.8以上の肥大船を構成することが好ましい。肥大船の船体では波浪中抵抗が大きく、方形係数が0.8以上の肥大船ともなると、波浪中抵抗が特に大きい。よって、船体が方形係数0.8以上の肥大船を構成する場合には、波浪中抵抗を一層低減できるという上記効果は顕著となる。
【0011】
また、水線面形状における略直線状を呈する外縁は、水線面形状の前端と該前端より垂線間長の10%後方位置との間に位置することが好ましい。この場合、船体の積載空間が狭くなってしてしまうのを好適に抑制しつつ、波浪中抵抗をより一層低減することが可能となる。
【0012】
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、水線面形状における略直線状を呈する外縁の船長方向長さが、垂線間長の3%以上である構成が挙げられる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、波浪中抵抗を一層低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」「上」「下」の語は、船体の船長(前後)方向、幅方向及び上下方向にそれぞれ対応したものである。
【0015】
図1は本発明の一実施形態に係る船首形状を有する船舶を示す概略側面図である。図1に示すように、本実施形態の船舶1は、その方形係数Cbが0.8以上のタンカー等の肥大船であり、船体10を備えている。
【0016】
なお、「方形係数Cb」とは、船体10の形状が肥えているか否かを表すものであり、下式(1)で表すことができる。例えば、方形係数Cbが大きければ大きい程、その船体10の形状が肥えていることを意味する。
Cb=∇/(Lpp×B×d) …(1)
但し、Cb :方形係数
∇ :排水容積(水面下に沈んでいる船体の容積)
Lpp:垂線間長(length betweenperpendiculars)
B :船幅
d :喫水
【0017】
図2は、図1の船舶1の船首部11を示す斜視図である。図中においては、形状を容易に把握できるよう便宜的にメッシュ化して示している。図2に示すように、船首部11は、左右対称構造を呈し、曲面状の側壁12を有している。ここで、本実施形態の船首部11にあっては、その形状が以下のように構成されている。
【0018】
図3は、船首部11の最大(満載)喫水線位置2(図1参照)での水線面形状を示す図である。図中の横軸は船長方向長さを示し、縦軸は幅方向長さを示している。また、船長方向長さは垂線間長Lppを基準とし、幅方向長さは船幅Bを基準として示している。なお、船首部11が左右対称構造であることから、左舷の水線面形状のみを示し右舷の水線面形状を省略している。これら図中の基準及び省略は、図4〜8においても同様である。
【0019】
図3に示すように、最大喫水線位置2での水線面形状13Aにおける側縁(つまり、側壁)12Aの少なくとも一部は、略直線状を呈している。具体的には、水線面形状13Aの側縁12Aは、水線面形状13Aの前端Fと該前端Fより垂線間長の10%後方位置との間にて、垂線間長の3%以上の船長方向長さの直線部15を有している。
【0020】
また、本実施形態では、最大喫水線位置2と船体上端位置3との間においても、水線面形状13の側縁12の少なくとも一部は、略直線状を呈している。
【0021】
図4,5は、最大喫水線位置2と船体上端位置3(図1参照)との間の水線面形状13を示す図である。図中の各水線面形状13B,13Cの水線面の位置は、この順に高い位置となっている。図4,5に示すように、水線面形状13B,13Cの側縁12B,12Cの少なくとも一部は、略直線状を呈している。具体的には、水線面形状13B,13Cの側縁12B,12Cのそれぞれは、上記水線面形状13Aと同様に、前端Fと該前端Fより垂線間長の10%後方位置との間にて、垂線間長の3%以上の船長方向長さの直線部15を有している。
【0022】
図6(a),図7(a),図8(a)は、側縁12A〜12Cにおける幅方向長さの船長方向長さに関する1次微分値を示す図である。これらの図に示すように、直線部15では、側縁12A〜12Cの傾きとしての1次微分値が略一定であり、直線部15は略直線状となっていることがわかる。
【0023】
図6(b),図7(b),図8(b)は、側縁12A〜12Cにおける幅方向長さの船長方向長さに関する2次微分値を示す図である。これらの図に示すように、直線部15では、その2次微分値が0±0.01となっている。つまり、本実施形態では、側縁12であって幅方向長さの2次微分値が0±0.01の範囲にあるものが、直線部15とされる。
【0024】
図9は、船首部の横断面(船長方向に直交する断面)形状を示す図である。図9に示すように、船首部11の横断面形状16は、最大喫水線位置2より上方の側縁17が一様な傾斜角度で傾斜している。ここでの横断面形状16は、最大喫水線位置2にて内側に窪む領域であるナックルNcを形成することで、最大喫水線位置2より上方の側縁17が、上方が外側に拡がる傾斜角度で傾斜するようになっている。
【0025】
以上、本実施形態によれば、最大喫水線位置2の水線面形状13Aにおける側縁12Aの少なくとも一部が略直線状を呈しているため、反射抵抗を充分に低減でき、波浪中抵抗を一層低減することが可能となる。これは、水線面形状13の側縁12を直線化すると反射抵抗を充分に低減でき、また、船体10の船首形状においては最大喫水線位置2が波と最も接することから、最大喫水線位置2の水線面形状13Aの側縁12Aが略直線状を呈している場合、波浪中抵抗を一層低減できるためである。
【0026】
また、本実施形態では、上述したように、最大喫水線位置2と船体上端位置3との間の水線面形状13における側縁12の少なくとも一部も、略直線状を呈している。つまり、直線部15の適用範囲を、最大喫水線位置2より上方の水線面形状としている。船体10の船首形状においては、最大喫水線位置2と船体上端位置3との間にて波が接しやすい(波があたる)ため、かかる間の側縁12を直線化することにより、波浪中抵抗をより一層低減することが可能となる。
【0027】
ところで、従来船体50では、その船首部51の横断面形状52における側縁53がS字状にされる場合がある。具体的には、図示されるように、横断面形状52の側縁53が、最大喫水線位置2から上方に行くに従って外側に拡がる傾斜角度で傾斜した後、内側に狭まる傾斜角度で傾斜される場合がある。このように側縁53をS字形状とすると、例えば船体10を複数の船体ブロックに分割して製造する際、1つの船体ブロックに拡がる傾斜角の側縁53と狭まる傾斜角の側縁53とが形成される場合が多くなる。よって、従来船体50の製造が困難となり、さらに、高コスト化が懸念される。
【0028】
この点、本実施形態では、上述したように、横断面形状16において最大喫水線位置2より上方の側縁17は、上方が外側に拡がるような一様な傾斜角度で傾斜している。よって、最大喫水線位置2を分割位置として船体ブロックを構成することにより、次の効果を奏する。すなわち、最大喫水線位置2よりも上方に位置する船体ブロックの横断面形状がS字形状となるのを抑制できる。よって、船体ブロックひいては船体10を製造することが容易になり、低コスト化が実現される。従って、波浪中抵抗をより一層低減するという上記効果を、製造容易化及び低コスト化しながら実現することが可能となる。
【0029】
ここで、肥大船の船体10は、その肥えた形状のために波浪中抵抗が大きいのが一般的である。そして、方形係数Cbが0.8以上の最大クラスの肥大船にもなると、波浪中抵抗が特に大きくなる。そのため、この波浪中抵抗が、船舶1の推進性能に対して多大な悪影響を及ぼすおそれがある。よって、船舶1の方形係数Cbが0.8以上の肥大船である場合、波浪中抵抗を一層低減できるという本実施形態の上記効果は、極めて有効なものとなる。
【0030】
また、本実施形態では、上述したように、直線部15が、水線面形状13の前端Fと該前端Fより垂線間長Lppの10%後方位置との間に位置している。この場合、船体10の積載空間(例えば、オイルタンクやバラストタンクの容量等)が低減するのを好適に抑制しつつ波浪中抵抗をより一層低減することが可能となる。
【0031】
なお、上記のように、本実施形態では、直線部15の船長方向長さが、垂線間長Lppの3%以上とされている。これは、直線部15の船長方向長さが垂線間長Lppの3%よりも小さいと、場合によっては、反射抵抗を充分に低減させ難くなることがあるためである。
【0032】
図10は、本実施形態の船体と従来船体とにおける波浪中抵抗の実測値を示す図である。図中の横軸は波浪波長を示し、縦軸は船体が受ける抵抗値を示している。また、図中において、実線は船体10の値を示し、破線は従来船体50の値を示している。なお、波浪波長は垂線間長Lppを基準とし、抵抗値は従来船体10の波浪波長0.5のときの値を基準としている。ここでの従来船体50とは、船首部51の水線面形状の外縁が直線部15を有さないものを意図している。
【0033】
図10に示すように、本実施形態の船体10と従来船体50とを比較すると、船体10の抵抗値が従来船体50の抵抗値よりも低くなっているのがわかる。これにより、本実施形態によって波浪中抵抗が一層低減されるのを確認することができる。
【0034】
さらに、波浪中抵抗は、波浪波長が短波長域(<約1.5)のときに大きい値を示している。この点において、本実施形態によれば、かかる短波長域の波浪波長のときに、波浪中抵抗を特に低減できることがわかる。
【0035】
図11は、図10中の一部を抜き出して示す図である。ここでは、短波長域の波浪波長として波浪波長が0.5のとき(図14中の丸印)の抵抗値を示している。図11に示すように、本実施形態の船体10では、短波長域の波浪波長のとき、従来船体50の抵抗値を基準として約15%程度も波浪中抵抗が低減されることがわかる。よって、船体10にあっては、従来船体50に比べて極めて有利な効果が奏されるものといえる。
【0036】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、最大喫水線位置2の水線面形状13Aが側縁12Bに直線部15を有していれば、最大喫水線位置2と船体上端位置3との間の水線面形状13が側縁12に直線部15を有していなくともよい。
【0037】
また、上記実施形態では船舶1を肥大船としたが、本発明は、あらゆる船舶に適用することができる。なお、上記実施形態の「垂線間長Lppの10%」及び「垂線間長Lppの3%」は、略10%及び略3%をそれぞれ含むものであり、例えば寸法公差や製造上の誤差等によるばらつきを含むものである。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明の一実施形態に係る船首形状を有する船舶を示す概略側面図である。
【図2】図1の船舶の船首部を示す斜視図である。
【図3】図2のIII−III線に沿っての水線面形状を示す図である。
【図4】図2のIV−V線に沿っての水線面形状を示す図である。
【図5】図2のV−V線に沿っての水線面形状を示す図である。
【図6】図3の水線面形状の側縁の微分値を示す図である。
【図7】図4の水線面形状の側縁の微分値を示す図である。
【図8】図5の水線面形状の側縁の微分値を示す図である。
【図9】図2のIX−IX線に沿っての横断面形状を示す図である。
【図10】本実施形態の船体と従来船体との波浪中抵抗の実測値を示す図である。
【図11】図10中の一部を抜き出して示す図である。
【符号の説明】
【0039】
2…最大喫水線位置、3…船体上端位置(船体の上端位置)、10…船体、11…船首部、12,12A〜12C…水線面形状、13,13A〜13C…水線面形状の側縁
16…横断面形状、17…横断面形状の側縁、Cb…方形係数、F…水線面形状の前端、Lpp…垂線間長。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
船体の船首部の形状であって、
最大喫水線位置の水線面形状における側縁の少なくとも一部は、略直線状を呈していることを特徴とする船首形状。
【請求項2】
最大喫水線位置と前記船体の上端位置との間の水線面形状における側縁の少なくとも一部は、略直線状を呈していることを特徴とする請求項1記載の船首形状。
【請求項3】
横断面形状において最大喫水線位置より上方の側縁は、上方が外側に拡がるような一様な傾斜角度で傾斜していることを特徴とする請求項1又は2記載の船首形状。
【請求項4】
前記船体は、方形係数が0.8以上の肥大船を構成することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項記載の船首形状。
【請求項5】
前記水線面形状における前記略直線状を呈する外縁は、前記水線面形状の前端と該前端より垂線間長の10%後方位置との間に位置することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項記載の船首形状。
【請求項6】
前記水線面形状における前記略直線状を呈する外縁の船長方向長さは、垂線間長の3%以上であることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項記載の船首形状。
【請求項1】
船体の船首部の形状であって、
最大喫水線位置の水線面形状における側縁の少なくとも一部は、略直線状を呈していることを特徴とする船首形状。
【請求項2】
最大喫水線位置と前記船体の上端位置との間の水線面形状における側縁の少なくとも一部は、略直線状を呈していることを特徴とする請求項1記載の船首形状。
【請求項3】
横断面形状において最大喫水線位置より上方の側縁は、上方が外側に拡がるような一様な傾斜角度で傾斜していることを特徴とする請求項1又は2記載の船首形状。
【請求項4】
前記船体は、方形係数が0.8以上の肥大船を構成することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項記載の船首形状。
【請求項5】
前記水線面形状における前記略直線状を呈する外縁は、前記水線面形状の前端と該前端より垂線間長の10%後方位置との間に位置することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項記載の船首形状。
【請求項6】
前記水線面形状における前記略直線状を呈する外縁の船長方向長さは、垂線間長の3%以上であることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項記載の船首形状。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2010−52474(P2010−52474A)
【公開日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−216892(P2008−216892)
【出願日】平成20年8月26日(2008.8.26)
【出願人】(503218067)住友重機械マリンエンジニアリング株式会社 (55)
【公開日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年8月26日(2008.8.26)
【出願人】(503218067)住友重機械マリンエンジニアリング株式会社 (55)
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