JP2004262386A - Water jet propulsion ship and method for repairing vessel - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water jet propulsion ship for preventing a collision against a water jet propulsion device by a stern wave generated at a stern. <P>SOLUTION: This water jet propulsion ship is provided with the water jet propulsion device 10 disposed at the stern of a hull and a resistor 6 projected from the bottom of the hull provided in a prescribed region of the stern corresponding to a region where the water jet propulsion device 10 is disposed. This ship can be applied to not only a new ship but also an existing ship. In this method for repairing the vessel in which the water jet propulsion device is disposed in a stern region of the hull, a stern wave control member for controlling a rise of the stern wave generated from a stern end of the hull while the vessel is navigating forward is mounted on the hull. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウォータ・ジェット推進船に関し、特に高速航行時におけるウォータ・ジェット推進装置への船尾波の衝突を防止したウォータ・ジェット推進船に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水を高速で噴出する際に生じる反動推力で船を推進させるウォータ・ジェット推進船は、船底に設けられた取水口より吸い込まれた海水をインペラにて加圧して船尾部にあるノズルからジェット噴流として後方に噴射させる。ウォータ・ジェットは、プロペラ等の他の推進機よりも高速性能が優れているため、高速船に適している。
ウォータ・ジェット推進船は、ウォータ・ジェットを船体の後方に向けて噴射して前進することができるのみならず、噴射されたウォータ・ジェットを例えばフラップに衝突させることにより船体を後進させることもできる。ここで、前進時のウォータ・ジェットを前進ジェット水流と、また後進時のウォータ・ジェットを後進ジェット水流と呼ぶことにする。
【０００３】
後進ジェット水流が船体に直接衝突することを避けるために、船尾端を傾斜底壁として切り欠き部を設けることが行なわれていた。ところが、船尾端を切り欠いた場合、低速域から中速域にかけて推進抵抗が著しく増大する。そこで、特開平７−２３７５７６号公報は、船尾端の傾斜底壁の下端部に、船底壁の幅方向にわたる可動フラップを船底壁に沿って船尾側に出退自在に設けるとともに、後進航行時に可動フラップを船首側に退入させるフラップ出退シリンダを設けることを提案している。つまり、前進航行時にはフラップを出しておくことにより推進抵抗の増大を防止するのである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２３７５７６号公報（第１頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開平７−２３７５７６号公報の提案によれば、フラップを出しているときには、切り欠きのない平坦な船底となる。ところが、このような平坦な船底を有するウォータ・ジェット推進船を高速で航行すると船尾波Ｗが発生する。図４（ｂ）に示すように、この船尾波Ｗは水面から急激に立ち上がるため、船尾に取付けられたウォータ・ジェット推進装置に衝突する。そのため、ウォータ・ジェット推進装置の損傷、あるいは性能の低下を招来する。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、船尾で発生する船尾波によるウォータ・ジェット推進装置への衝突を防止したウォータ・ジェット推進船を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明のウォータ・ジェット推進船は、船体の船尾に配設されたウォータ・ジェット推進装置と、ウォータ・ジェット推進装置が配設された領域に対応する船尾の所定領域に設けられた船体の船底から突出する抵抗体とを備えることを特徴としている。
本発明によるウォータ・ジェット推進船は、船体の船底から突出する抵抗体の存在により、航行中に船尾波の立ち上がりを船尾端から遠ざけるように制御する。このように本発明のウォータ・ジェット推進船は、船尾波の立ち上がりを制御することにより、船尾波のウォータ・ジェット推進装置への衝突を回避することを可能とする。
【０００８】
ここで、図１０に基づいて船尾波のウォータ・ジェット推進装置への衝突回避の可能性を示す実験について説明する。図１０において、（ａ）は実験条件を説明する図、（ｂ）は実験結果を示す図である。
この実験は、実船を模擬した模型船の船体２の船尾端３に板状の抵抗体６を船底４から所定量だけ突出させて取付ける。また、船尾端３から所定距離だけ離間した位置に測定用バーＢを立設する。測定用バーＢの所定位置をゼロ（０）とし、これを基準として鉛直方向の位置をｙとする。水流が発生している水面に船体２を浮かべる。ただし、船体２は水流によって流されないように固定しておく。したがって、船体２は水面上を模擬的に航行していることになり、船尾端３から船尾波が発生する。水流を種々変えつつ船尾波が測定用バーＢに衝突した位置を測定した。
【０００９】
その結果を図１０（ｂ）に示してある。なお、図１０（ｂ）において、縦軸は測定用バーＢに対する船尾波の衝突位置を、また横軸は水流を実船の航行速度に換算した値（ノット）を示している。また、図１０（ｂ）において、「本発明」は抵抗体６を取付けた模型船による実験結果を、「従来」は抵抗体６を取付けていない模型船による実験結果を示している。
図１０（ｂ）に示すように、従来の船舶によれば、船舶の航行速度（船速）によらず船尾波は測定用バーＢの基準位置以上のほぼ一定の位置で測定用バーＢに衝突している。これに対して本発明による船舶は、測定用バーＢの基準値以下の位置で船尾波が測定用バーＢに衝突している。しかも、航行速度が速くなるほど、測定用バーＢへの衝突位置が低くなっている。
本発明は、このような抵抗体６による船尾波の立ち上がり制御作用を利用して、船尾波のウォータ・ジェット推進装置への衝突を回避せんとするものである。
【００１０】
本発明のウォータ・ジェット推進船において、抵抗体は、船体に対して固定した固定タイプとすることができるし、船体の船底から進退可能な可動タイプとすることもできる。
固定タイプの場合には、船体に対して取り付けた後には特別な処理・操作を行う必要がないため、保守性に優れる。
可動タイプの場合には、船尾波のウォータ・ジェット推進装置への衝突を回避したいときにのみ、船底から抵抗体を突出させることができる。したがって、抵抗体が航行時の推進抵抗となることを抑制することができる。
可動タイプの場合には、ウォータ・ジェット推進装置の所定部分に配設した濡れ検知センサと、濡れ検知センサの検知結果に基づいて抵抗体の進退を制御するコントローラとを備えることが望ましい。船員の判断によって抵抗体を進退させることもできるが、船尾波がウォータ・ジェット推進装置に衝突したことを濡れ検知センサで検知し、この検知結果に基づいて抵抗体を進退させることが有効である。船員による操作の煩雑性を回避することができる。
【００１１】
本発明によれば、船体の船尾にウォータ・ジェット推進装置を備えたウォータ・ジェット推進船であって、ウォータ・ジェット推進船が前進航行中に船体の船尾端から発生する船尾波の立ち上がりを制御する船尾波制御部材を設けたことを特徴とするウォータ・ジェット推進船が提供される。船尾波の立ち上がりの制御は、ウォータ・ジェット推進装置への船尾波の衝突を回避することを目的としている。
【００１２】
本発明のウォータ・ジェット推進装置において、船尾波制御部材は、当該船尾波制御部材を設けない場合に比べて、船尾波の立ち上がり位置を船尾端から遠ざけるものとする。そうすることにより、船尾波をウォータ・ジェット推進装置の下方を通過させることが可能となる。
【００１３】
本発明は、新造船に対して適用できるのはもちろんであるが、既存船に対しても適用できる。したがって本発明は、 船体の船尾領域にウォータ・ジェット推進装置が配設された船舶の改修方法であって、船舶が前進航行中に船体の船尾端から発生する船尾波の立ち上がりを制御する船尾波制御部材を船体に取付けることを特徴とする船舶の改修方法を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は本実施の形態における船舶１の側面図、図２は船舶１に取付けてあるウォータ・ジェット推進装置１０の詳細図、図３は船舶１の船尾方向から見た正面図である。
図１および図３に示すように、船舶１には、その船体２の船尾３にウォータ・ジェット推進装置１０が３基配設されている。
【００１５】
ウォータ・ジェット推進装置１０は、図２に示すように、船体２内に配置された図示しないエンジンに連結された駆動軸１１でインペラ１２が回転駆動されるのに伴い、インペラ１２の回転により船底４の開口部１３から吸込ダクト１４を通じ吸い込まれた水がノズル１５内に配設された図示しない静翼を通り抜けてノズル１５から後方へウォータ・ジェットとして噴出される。
【００１６】
ノズル１５の後方には、中空状の操舵バケット１６が配設されている。操舵バケット１６は、後部開口１６ａと底部開口１６ｂとを有している。底部開口１６ｂには、後述の垂直下方向へ向かうウォータ・ジェットの流れを前方へ転流させる複数の湾曲した転流板２０が配設されている。なお、本実施の形態において、船首方向を前方と、船尾方向を後方ということにする。
【００１７】
操舵バケット１６内には、揺動軸１９ｃを中心にして揺動するフラップ１９が配設されている。フラップ１９は、ａの位置とｂの位置との間を揺動する。フラップ１９はａに位置するときに転流板２０の相互間に形成された流路を閉塞する。また、フラップ１９はｂに位置するときには操舵バケット１６の後部開口１６ａを閉塞する。そして、後述するように、船舶１が前進する際にフラップ１９はａに位置し、船舶１が後進する場合にはフラップ１９はｂに位置する。
フラップ１９はシリンダ１７の伸縮動作により揺動する。つまり、操舵バケット１６上に揺動可能に配設されたシリンダ１７の伸縮動作が、アーム１８を介することによりフラップ１９はａの位置とｂの位置とを揺動する。
【００１８】
図２および図３に示すように、船体２の船尾端３には、その一端が船底４から突出するように抵抗体６が配設されている。なお、図３は、理解を容易にするために、ウォータ・ジェット推進装置１０の構造を簡略化しているとともに、抵抗体６の船底４からの突出量を誇張して示している。抵抗体６は、船舶１の前進時に、船尾端３において発生した船尾波が操舵バケット１６に衝突することを防止するために配設されている。また、抵抗体６は、図３に示すように、３基のウォータ・ジェット推進装置１０が配設された各々の領域に対応する船尾３の対応する所定の領域に配設されている。
【００１９】
次に、上述したウォータ・ジェット推進装置１０の動作について説明する。
船舶１を前進させるときには、シリンダ１７を操作して操舵バケット１６内のフラップ１９をａに位置させる。操舵バケット１６の後部開口１６ａは開放状態となる。そうすると、ノズル１５から噴出されたウォータ・ジェットは、操舵バケット１６内を通過してさらに後方に向けて噴出することにより前進の推進力を船舶１に与える。
【００２０】
船舶１を後進させるときには、シリンダ１７を操作して操舵バケット１６内のフラップ１９をｂに位置させる。操舵バケット１６の後部開口１６ａはフラップ１９によって閉塞される一方、底部開口１６ｂは開放される。ノズル１５から噴出されたウォータ・ジェットは、フラップ１９に衝突してほぼ垂直下方に向きを変える。垂直下方に向きを変えたウォータ・ジェットは、後方に向けて円弧状に湾曲した転流板２０に沿って前方に噴出される。これにより、後進の推進力を船舶１に与える。
なお、フラップ１９をａおよびｂの中間に位置させることにより、ノズル１５から噴出されたウォータ・ジェットを後方および前方に噴出させることにより、船舶１を所定位置に停止させることも可能である。
【００２１】
次に、抵抗体６について説明する。抵抗体６は、前述したように、船舶１の前進時に船尾端３において発生する船尾波が操舵バケット１６に衝突することを防止するために配設されている。図４を参照しつつ抵抗体６の作用、効果を説明する。
【００２２】
図４は船尾波Ｗがの形態を模式的に示す図であって、（ａ）は本実施の形態による船舶１の場合を示し、（ｂ）は従来の船舶の場合を示している。
図４（ｂ）に示すように、船舶が矢印方向に前進する際に、船体１０２の船底１０４で発生した船尾波Ｗが船尾端１０３から船体１０２の後方に噴射される。船尾端１０３から噴射される船尾波Ｗの、船底１０４を基準とする最大到達高さをＨとする。また、船尾端１０３から最大到達高さＨが得られる地点までの水平方向の距離をＬ２とする。従来の船舶は、船尾波Ｗが通過する位置に操舵バケット（図示せず）が存在していたために、操舵バケットに船尾波Ｗが衝突していたといえる。
【００２３】
本実施の形態による船舶１は、図４（ａ）に示すように、船体２の船尾端３に抵抗体６を配設した。この抵抗体６は、その一部が船底４よりも下方に突出している。抵抗体６を設けることにより、船舶１が矢印方向に前進する際に船尾端３から発生する船尾波Ｗの通過経路を制御することができる。より具体的には、船尾波Ｗの最大到達高さＨが得られる地点までの水平方向の距離Ｌ１を、図４（ｂ）で示した抵抗体６を有しない従来の船舶のＬ２よりも長くすることができる。すなわち、本実施の形態による船舶１においても船尾波Ｗは発生するものの、船尾波Ｗが操舵バケット１６が存在する位置よりもさらに後方で操舵バケット１６が存在する高さに到達するため、操舵バケット１６に船尾波Ｗは衝突しない。
【００２４】
抵抗体６は、船舶１の前・後進に対する抵抗となるから、船舶１の推進効率を低下させる要因となる。そこで本実施の形態による船舶１では、推進効率低下を最小限に抑えるために、図３に示すように、抵抗体６をウォータ・ジェット推進装置１０に対応する領域のみに設けている。ウォータ・ジェット推進装置１０が存在しない領域であれば船尾波Ｗが図４（ｂ）のような経路を通っても支障がないからである。
ただし、本発明は、ウォータ・ジェット推進装置１０に対応する位置のみに抵抗体６を設けることを必須とするものではない。船尾端３の幅方向全域に抵抗体６を設けることも可能である。
【００２５】
抵抗体６が船底４から突出する量（長さ）は、船体２の大きさ、操舵バケット１６の配設位置、船舶１の航行速度といった諸条件に応じて定める必要がある。本発明者等の予備的な実験結果に基づけば、船体長が５０〜１００ｍ程度の船舶１において、２０ｍｍ程度の突出量で操舵バケット１６への船尾波Ｗの衝突を回避することが可能になる。
【００２６】
以上のように、抵抗体６を備えた本実施の形態による船舶１は、船尾波Ｗの立ち上がりを制御することにより、操舵バケット１６への船尾波Ｗの衝突を回避することができる。しかも、本実施の形態による船舶１は、抵抗体６を配設するという極めて簡易かつ低コストな構成によって、操舵バケット１６への船尾波Ｗの衝突を回避することができる特徴を有している。
【００２７】
以上説明した例では、抵抗体６を船尾端３に配設した例を示したが、図５（ａ）に示すように、船尾端３から所定の間隔を隔てた船底４に抵抗体２６を配設することができる。もちろんこの間隔は、操舵バケット１６への船尾波Ｗの衝突を回避できるように設定する必要がある。
また、抵抗体６は矩形状に限らず、図５（ｂ）に示すように、その外周が円弧状の曲線をなしていても構わない。
【００２８】
以上で示した抵抗体６（２６）は、船底４から突出する部分が船底４に対して垂直をなしている。先にも説明したように、抵抗体６（２６）は、船舶１の前進に対する抵抗となる。そのため、この抵抗を小さくすることが望ましい。そこで、図６（ａ）に示すように、抵抗体３６を、船底４からの突出部分を船底４に対して傾斜させることができる。また、この突出部分を、図６（ｂ）に示すように台形状にすることができる。抵抗体３６をこのような形態とすることにより、前進に対する抵抗を抑制しつつ、操舵バケット１６への船尾波Ｗの衝突を回避することができる。
【００２９】
なお、図６に示した抵抗体３６は、船舶１の後進時には抵抗が大きくなるが、後進の頻度は前進に比べて少ないので、船舶１の航行に対する影響は微小である。また、後進時の抵抗を抑制するためには、図７に示すように、抵抗体４６を、三角形断面を有するものとし、これを船底４に配設することも有効である。
【００３０】
以上で説明した抵抗体６（２６，３６，４６）は、船体２に対して固定されているために、その一部が常時船底４から突出している。ところが、船舶１の航行速度が遅い場合には、抵抗体６（２６，３６，４６）を設けなくても操舵バケット１６へ船尾波Ｗが衝突しないこともある。また、船尾波Ｗは、同一の船舶１であっても航行している海域の波の高さによってその経路は変動し得る。一方で、抵抗体６（２６，３６，４６）は、船舶１の推進効率を低下させる。したがって、必要な場合にのみ抵抗体６（２６，３６，４６）を船底４から突出できる形態とすることにより、操舵バケット１６への船尾波Ｗの衝突を回避しつつ、推進効率の低下を最小限に抑えることができる。その形態を図８および図９に示している。
【００３１】
図８において、抵抗体５６は、船尾端３に固定された固定部５６ａと、固定部５６ａに対して回動する可動部５６ｂとから構成されている。可動部５６ｂの先端部にはアーム２２を介してシリンダ２３が取付けられている。シリンダ２３は図示しない回動軸によって船体２に回動可能に取付けられている。シリンダ２３を操作することにより、可動部５６ｂは図８（ａ）に示すように船底４から垂下する状態から、図８（ｂ）に示すように船底４に平行な状態まで可動する。
【００３２】
操舵バスケット１６の下面には、濡れ検知センサ２４が取付けられている。この濡れ検知センサ２４は、例えば海水が接触したことによる抵抗値の変化を検出するタイプのセンサを用いることができる。
濡れ検知センサ２４にはコントローラ２５が接続されており、濡れ検知センサ２４に船尾波Ｗが接触したことの情報を受信する。コントローラ２５は、濡れ検知センサ２４に船尾波Ｗが接触したことの情報を受信すると、図８（ａ）に示すように、可動部５６ｂが船底４から垂下するようにシリンダ２３を制御する。また、コントローラ２５は、濡れ検知センサ２４に船尾波Ｗが接触したことの情報を受信しないときには、図８（ｂ）に示すように可動部５６ｂが船底４と平行になるようにシリンダ２３を制御する。
【００３３】
以上のように図８に示した形態によれば、操舵バケット１６（濡れ検知センサ２４）に船尾波Ｗが接触するような状況になった場合にのみ、抵抗体５６の可動部５６ｂが船底４から突出されるため、船舶１の推進効率低下を最小限に抑えることができる。
【００３４】
図８では固定部５６ａと可動部５６ｂとから構成される抵抗体５６を示したが、図９に示すようにモータ２７の駆動により昇降するタイプの抵抗体６６とすることもできる。他の部分は、図８と同様である。
コントローラ２５は、濡れ検知センサ２４に船尾波Ｗが接触したことの情報を受信すると、図９（ｂ）に示すように抵抗体６６を降下するようにモータ２７を制御する。また、コントローラ２５は、濡れ検知センサ２４に船尾波Ｗが接触したことの情報を受信しないときには、図９（ａ）に示すように抵抗体６６を上昇させるようにモータ２７を制御する。
図９に示した形態も操舵バケット１６（濡れ検知センサ２４）に船尾波Ｗが接触するような状況になった場合にのみ、抵抗体６６の一部を船底４から突出させるため、船舶１の推進効率低下を最小限に抑えることができる。
【００３５】
以上、本発明に包含される実施の形態を説明してきたが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択し、あるいは他の構成に適宜変更することが可能であることは言うまでもない。
例えば、本発明は、新造船に対して適用できるのはもちろん、既存の船に対して適用できることは言うまでもない。例えば、船尾端３に平板状の抵抗板６を取付けるという補修作業を行うことにより、既存の船であっても本発明の効果を享受することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、船尾波のウォータ・ジェット推進装置への衝突を回避することができる。しかも、船尾波のウォータ・ジェット推進装置への衝突回避は、船尾のいずれかの領域に抵抗体を取付けるという簡易な手段によって実現できる。
また、本発明では、抵抗体を船底から傾斜させる形態にする、あるいは可動式の抵抗体を採用することにより、推進効率の低下を抑制しつつ、船尾波のウォータ・ジェット推進装置への衝突を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における船舶を示す側面図である。
【図２】本実施の形態における船舶の船尾部分を示す拡大図である。
【図３】本実施の形態における船舶の船尾方向から見た拡大正面図である。
【図４】船舶の船尾端から生ずる波の形態を模式的に示す図であって、（ａ）は本実施の形態の場合を示し、（ｂ）は従来の船舶の場合を示す図である。
【図５】本実施の形態における船舶の変形例を示す図である。
【図６】本実施の形態における船舶の変形例を示す図である。
【図７】本実施の形態における船舶の変形例を示す図である。
【図８】本実施の形態における船舶の変形例を示す図である。
【図９】本実施の形態における船舶の変形例を示す図である。
【図１０】本発明による船舶の効果を確認した実験を説明するための図であり、（ａ）は実験条件を説明する図、（ｂ）は実験結果を示す図である。
【符号の説明】
１…船舶、２…船体、３…船尾端、４…船底、５…船側、６，２６，３６，４６…抵抗体、１０…ウォータ・ジェット推進装置、１１…駆動軸、１２…インペラ、１３…開口部、１４…吸引ダクト、１５…ノズル、１６…操舵バケット、１７，２３…シリンダ、１８，２２…アーム、１９…フラップ、２０…転流板、２４…濡れ検知センサ、２５…コントローラ、２７…モータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water jet propulsion ship, and more particularly to a water jet propulsion ship that prevents collision of a stern wave with a water jet propulsion device during high-speed navigation.
[0002]
[Prior art]
A water-jet propulsion ship, which propels a ship by reaction thrust generated when water is jetted at high speed, pressurizes seawater sucked from an intake port provided at the bottom of the ship with an impeller and jets jet from a nozzle at the stern. To be injected backward. Water jets are better suited for high speed vessels because they have higher speed performance than other propulsors such as propellers.
Water jet propulsion vessels can not only jet water jets toward the rear of the hull and move forward, but can also reverse the hull by causing the jetted water jets to collide with, for example, flaps. . Here, the water jet at the time of forward movement is referred to as a forward jet water flow, and the water jet at the time of reverse movement is referred to as a reverse jet water flow.
[0003]
In order to prevent the reverse jet stream from directly colliding with the hull, a notch has been provided with an aft end as an inclined bottom wall. However, when the stern end is cut off, the propulsion resistance increases remarkably from a low speed range to a middle speed range. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-237576 discloses that a movable flap extending in the width direction of the stern bottom wall is provided at the lower end of the inclined bottom wall at the stern end so as to be able to protrude and retreat to the stern side along the stern bottom wall, and is movable at the time of reverse navigation. It has been proposed to provide a flap retract cylinder for retracting the flap toward the bow. In other words, the forward flaps prevent the increase in propulsion resistance.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-237576 (page 1, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
According to the proposal of Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-237576, when the flap is extended, a flat bottom without a notch is obtained. However, when a water-jet propulsion ship having such a flat bottom is navigated at high speed, a stern wave W is generated. As shown in FIG. 4B, the stern wave W rises sharply from the water surface, and collides with a water / jet propulsion device attached to the stern. Therefore, the water jet propulsion device may be damaged or performance may be reduced.
[0006]
The present invention has been made based on such a technical problem, and an object of the present invention is to provide a water-jet propulsion ship in which a stern wave generated at a stern prevents collision with a water-jet propulsion device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, the water-jet propulsion ship of the present invention has a water-jet propulsion device disposed on the stern of the hull and a predetermined region on the stern corresponding to the region where the water-jet propulsion device is disposed. And a resistor protruding from the bottom of the hull provided.
In the water jet propulsion ship according to the present invention, the rise of the stern wave is controlled to be kept away from the stern end during navigation by the presence of the resistor protruding from the bottom of the hull. As described above, the water-jet propulsion ship according to the present invention makes it possible to avoid collision of the stern wave with the water-jet propulsion device by controlling the rise of the stern wave.
[0008]
Here, an experiment showing the possibility of avoiding collision of the stern wave with the water / jet propulsion device will be described with reference to FIG. In FIG. 10, (a) is a diagram for explaining experimental conditions, and (b) is a diagram showing experimental results.
In this experiment, a plate-shaped resistor 6 is attached to the stern end 3 of the hull 2 of a model ship simulating an actual ship by protruding a predetermined amount from the ship bottom 4. Further, a measurement bar B is erected at a position separated from the stern end 3 by a predetermined distance. A predetermined position of the measurement bar B is set to zero (0), and a vertical position is set to y based on the predetermined position. The hull 2 is floated on the surface of the water where the water current is generated. However, the hull 2 is fixed so as not to be washed away by the water flow. Therefore, the hull 2 is simulating on the water surface, and a stern wave is generated from the stern end 3. The position where the stern wave collided with the measurement bar B was measured while changing the water flow in various ways.
[0009]
The result is shown in FIG. In FIG. 10B, the vertical axis represents the collision position of the stern wave with respect to the measurement bar B, and the horizontal axis represents the value (knot) obtained by converting the water flow into the navigation speed of the actual ship. Also, in FIG. 10B, “the present invention” shows the results of an experiment using a model ship with the resistor 6 attached, and “conventional” shows the results of an experiment with a model ship without the resistor 6 attached.
As shown in FIG. 10 (b), according to the conventional ship, the stern wave is applied to the measurement bar B at a substantially constant position above the reference position of the measurement bar B regardless of the navigation speed (ship speed) of the ship. Collision. On the other hand, in the ship according to the present invention, the stern wave collides with the measurement bar B at a position lower than the reference value of the measurement bar B. Moreover, the higher the navigation speed, the lower the collision position with the measurement bar B.
The present invention is intended to avoid the collision of the stern wave with the water jet propulsion device by using the rising control action of the stern wave by the resistor 6.
[0010]
In the water jet propulsion ship of the present invention, the resistor may be of a fixed type fixed to the hull, or may be of a movable type capable of moving back and forth from the bottom of the hull.
In the case of the fixed type, there is no need to perform any special processing and operation after the fixed type is attached to the hull, so that the maintainability is excellent.
In the case of the movable type, the resistor can be made to protrude from the bottom only when it is desired to avoid collision of the stern wave with the water jet propulsion device. Therefore, it is possible to suppress the resistance body from becoming a propulsion resistance during navigation.
In the case of the movable type, it is desirable to include a wetness detection sensor disposed at a predetermined portion of the water / jet propulsion device, and a controller that controls the advance / retreat of the resistor based on the detection result of the wetness detection sensor. Although it is possible to move the resistor forward and backward at the seafarer's discretion, it is effective to use a wetness detection sensor to detect that the stern wave has collided with the water jet propulsion device, and to move the resistor forward and backward based on this detection result. . The complexity of the operation by the seafarer can be avoided.
[0011]
According to the present invention, there is provided a water jet propulsion ship provided with a water jet propulsion device at the stern of a hull, the rise control of a stern wave generated from the stern end of the hull while the water jet propulsion ship is moving forward. A water-jet propulsion ship is provided, which is provided with a stern wave control member. The control of the rise of the stern wave is intended to avoid collision of the stern wave with the water jet propulsion device.
[0012]
In the water jet propulsion device of the present invention, the stern wave control member moves the rising position of the stern wave away from the stern end as compared with a case where the stern wave control member is not provided. This allows the stern waves to pass below the water jet propulsion device.
[0013]
The present invention can be applied not only to newly built ships, but also to existing ships. Therefore, the present invention relates to a method for repairing a ship in which a water jet propulsion device is provided in a stern region of a hull, the stern wave controlling rising of a stern wave generated from a stern end of the hull while the ship is moving forward. Provided is a method for repairing a ship, comprising attaching a control member to a hull.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a side view of a boat 1 in the present embodiment, FIG. 2 is a detailed view of a water / jet propulsion device 10 attached to the boat 1, and FIG.
As shown in FIGS. 1 and 3, the watercraft 1 is provided with three water-jet propulsion devices 10 at the stern 3 of the hull 2.
[0015]
As shown in FIG. 2, the water jet propulsion device 10 rotates the impeller 12 with a drive shaft 11 connected to an engine (not shown) arranged in the hull 2. The water sucked through the suction duct 14 from the opening 13 of the nozzle 4 passes through a stationary blade (not shown) provided in the nozzle 15 and is jetted rearward from the nozzle 15 as a water jet.
[0016]
Behind the nozzle 15, a hollow steering bucket 16 is provided. The steering bucket 16 has a rear opening 16a and a bottom opening 16b. The bottom opening 16b is provided with a plurality of curved commutation plates 20 for commutating the flow of a vertically downward water jet, which will be described later, forward. In the present embodiment, the bow direction is referred to as forward, and the stern direction is referred to as rear.
[0017]
A flap 19 that swings around a swing shaft 19c is provided in the steering bucket 16. The flap 19 swings between a position a and a position b. The flap 19 closes the flow path formed between the commutation plates 20 when located at a. When the flap 19 is located at the position b, the rear opening 16a of the steering bucket 16 is closed. Then, as described later, the flap 19 is located at a when the boat 1 moves forward, and the flap 19 is positioned at b when the boat 1 moves backward.
The flap 19 swings by the expansion and contraction operation of the cylinder 17. That is, the flap 19 swings between the position a and the position b by the expansion and contraction operation of the cylinder 17 that is swingably disposed on the steering bucket 16 via the arm 18.
[0018]
As shown in FIGS. 2 and 3, a resistor 6 is provided at the stern end 3 of the hull 2 so that one end thereof protrudes from the bottom 4. FIG. 3 shows the structure of the water / jet propulsion device 10 for simplicity and exaggerates the protruding amount of the resistor 6 from the ship bottom 4 for easy understanding. The resistor 6 is provided to prevent a stern wave generated at the stern end 3 from colliding with the steering bucket 16 when the boat 1 moves forward. As shown in FIG. 3, the resistor 6 is disposed in a predetermined area on the stern 3 corresponding to each area where the three water jet propulsion devices 10 are disposed.
[0019]
Next, the operation of the water / jet propulsion device 10 will be described.
When the boat 1 is advanced, the cylinder 17 is operated to position the flap 19 in the steering bucket 16 at a. The rear opening 16a of the steering bucket 16 is open. Then, the water jet ejected from the nozzle 15 passes through the inside of the steering bucket 16 and is ejected further rearward, thereby giving a forward propulsive force to the boat 1.
[0020]
When the boat 1 is moved backward, the cylinder 17 is operated to position the flap 19 in the steering bucket 16 at b. The rear opening 16a of the steering bucket 16 is closed by a flap 19, while the bottom opening 16b is open. The water jet ejected from the nozzle 15 collides with the flap 19 and turns substantially vertically downward. The water jet, which has turned vertically downward, is jetted forward along a commutation plate 20 curved in an arc shape toward the rear. As a result, a backward propulsion force is given to the boat 1.
It is also possible to stop the boat 1 at a predetermined position by causing the water jet ejected from the nozzle 15 to eject rearward and forward by positioning the flap 19 between the points a and b.
[0021]
Next, the resistor 6 will be described. As described above, the resistor 6 is provided to prevent the stern wave generated at the stern end 3 when the boat 1 moves forward from colliding with the steering bucket 16. The operation and effect of the resistor 6 will be described with reference to FIG.
[0022]
4A and 4B are diagrams schematically showing the form of the stern wave W, wherein FIG. 4A shows the case of the boat 1 according to the present embodiment, and FIG. 4B shows the case of a conventional boat.
As shown in FIG. 4B, when the ship advances in the direction of the arrow, the stern wave W generated at the bottom 104 of the hull 102 is jetted from the stern end 103 to the rear of the hull 102. Let H be the maximum reaching height of the stern wave W injected from the stern end 103 with reference to the bottom 104. The horizontal distance from the stern end 103 to the point where the maximum reaching height H is obtained is L2. It can be said that the stern wave W collides with the steering bucket in the conventional ship because the steering bucket (not shown) exists at the position where the stern wave W passes.
[0023]
In the marine vessel 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 4A, a resistor 6 is disposed on the stern end 3 of the hull 2. A part of the resistor 6 projects below the ship bottom 4. By providing the resistor 6, it is possible to control the passage path of the stern wave W generated from the stern end 3 when the boat 1 advances in the direction of the arrow. More specifically, the horizontal distance L1 to the point where the maximum reaching height H of the stern wave W is obtained is longer than the conventional distance L2 of the conventional ship without the resistor 6 shown in FIG. can do. That is, although the stern wave W is also generated in the ship 1 according to the present embodiment, the stern wave W reaches the height at which the steering bucket 16 is located further behind the position where the steering bucket 16 is located. 16 does not collide with the stern wave W.
[0024]
The resistor 6 serves as a resistance to the forward / reverse movement of the marine vessel 1, and thus causes a reduction in the propulsion efficiency of the marine vessel 1. Therefore, in the ship 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, the resistor 6 is provided only in a region corresponding to the water / jet propulsion device 10 in order to minimize the reduction in propulsion efficiency. This is because there is no problem even if the stern wave W passes through the route shown in FIG. 4B in an area where the water jet propulsion device 10 does not exist.
However, the present invention does not necessarily require that the resistor 6 be provided only at a position corresponding to the water / jet propulsion device 10. It is also possible to provide the resistor 6 over the entire width direction of the stern end 3.
[0025]
The amount (length) of the resistor 6 protruding from the bottom 4 needs to be determined according to various conditions such as the size of the hull 2, the arrangement position of the steering bucket 16, and the traveling speed of the boat 1. Based on preliminary experimental results of the present inventors, it is possible to avoid collision of the stern wave W with the steering bucket 16 with a protrusion amount of about 20 mm in the marine vessel 1 having a hull length of about 50 to 100 m. .
[0026]
As described above, the marine vessel 1 including the resistor 6 according to the present embodiment can avoid collision of the stern wave W with the steering bucket 16 by controlling the rise of the stern wave W. Moreover, the marine vessel 1 according to the present embodiment has a feature that it is possible to avoid collision of the stern wave W with the steering bucket 16 by an extremely simple and low-cost configuration in which the resistor 6 is provided. .
[0027]
In the example described above, the example in which the resistor 6 is disposed at the stern end 3 is shown. However, as shown in FIG. 5A, the resistor 26 is attached to the bottom 4 at a predetermined distance from the stern end 3. Can be arranged. Of course, it is necessary to set this interval so that collision of the stern wave W with the steering bucket 16 can be avoided.
In addition, the resistor 6 is not limited to a rectangular shape, and may have an arcuate outer periphery as shown in FIG. 5B.
[0028]
In the resistor 6 (26) described above, a portion projecting from the ship bottom 4 is perpendicular to the ship bottom 4. As described above, the resistor 6 (26) serves as a resistance to the forward movement of the boat 1. Therefore, it is desirable to reduce this resistance. Therefore, as shown in FIG. 6A, the resistor 36 can have a protruding portion from the ship bottom 4 inclined with respect to the ship bottom 4. Further, this protruding portion can be formed in a trapezoidal shape as shown in FIG. By setting the resistor 36 in such a form, it is possible to avoid the collision of the stern wave W with the steering bucket 16 while suppressing the resistance to the forward movement.
[0029]
The resistance of the resistor 36 shown in FIG. 6 increases when the ship 1 moves backward, but the frequency of the reverse movement is smaller than that of the forward movement, so that the influence on the navigation of the ship 1 is small. In order to suppress the resistance when the vehicle is moving backward, it is also effective to form the resistor 46 having a triangular cross section as shown in FIG.
[0030]
Since the resistor 6 (26, 36, 46) described above is fixed to the hull 2, a part thereof always projects from the bottom 4. However, when the navigation speed of the boat 1 is low, the stern wave W may not collide with the steering bucket 16 without providing the resistor 6 (26, 36, 46). Further, the route of the stern wave W may fluctuate depending on the wave height in the sea area where the ship 1 is sailing even in the same ship 1. On the other hand, the resistor 6 (26, 36, 46) lowers the propulsion efficiency of the boat 1. Therefore, by making the resistor 6 (26, 36, 46) protrude from the bottom 4 only when necessary, it is possible to avoid the collision of the stern wave W with the steering bucket 16 and minimize the reduction in propulsion efficiency. Can be minimized. The form is shown in FIG. 8 and FIG.
[0031]
8, the resistor 56 includes a fixed portion 56a fixed to the stern end 3 and a movable portion 56b that rotates with respect to the fixed portion 56a. The cylinder 23 is attached to the tip of the movable portion 56b via the arm 22. The cylinder 23 is rotatably attached to the hull 2 by a rotation shaft (not shown). By operating the cylinder 23, the movable portion 56b moves from a state of hanging from the ship bottom 4 as shown in FIG. 8A to a state of being parallel to the ship bottom 4 as shown in FIG. 8B.
[0032]
A wetting detection sensor 24 is attached to the lower surface of the steering basket 16. As the wetness detection sensor 24, for example, a sensor that detects a change in resistance value due to contact with seawater can be used.
The controller 25 is connected to the wetness detection sensor 24, and receives information that the stern wave W has contacted the wetness detection sensor 24. When the controller 25 receives the information indicating that the stern wave W has come into contact with the wetness detection sensor 24, the controller 25 controls the cylinder 23 so that the movable portion 56b hangs down from the boat bottom 4, as shown in FIG. When the controller 25 does not receive the information that the stern wave W has come into contact with the wetness detection sensor 24, the controller 25 controls the cylinder 23 so that the movable portion 56b is parallel to the ship bottom 4 as shown in FIG. I do.
[0033]
According to the embodiment shown in FIG. 8 as described above, only when the stern wave W comes into contact with the steering bucket 16 (wetting detection sensor 24), the movable portion 56b of the resistor 56 , The reduction in the propulsion efficiency of the boat 1 can be minimized.
[0034]
FIG. 8 shows the resistor 56 including the fixed portion 56a and the movable portion 56b. However, as shown in FIG. 9, a resistor 66 that can be moved up and down by driving the motor 27 may be used. Other parts are the same as those in FIG.
When the controller 25 receives the information that the stern wave W has come into contact with the wetness detection sensor 24, the controller 25 controls the motor 27 so as to lower the resistor 66 as shown in FIG. 9B. When the controller 25 does not receive the information that the stern wave W has come into contact with the wetness detection sensor 24, the controller 25 controls the motor 27 so as to raise the resistor 66 as shown in FIG. 9A.
In the embodiment shown in FIG. 9 as well, only when the stern wave W comes into contact with the steering bucket 16 (the wetness detection sensor 24), a part of the resistor 66 protrudes from the bottom 4 of the boat 1. A reduction in propulsion efficiency can be minimized.
[0035]
As described above, the embodiments included in the present invention have been described. However, the configuration described in the above embodiments can be selected or changed to another configuration as appropriate without departing from the gist of the present invention. Needless to say,
For example, it goes without saying that the present invention can be applied not only to newly built ships, but also to existing ships. For example, by performing a repair work of attaching a flat resistive plate 6 to the stern end 3, the effect of the present invention can be enjoyed even with an existing ship.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, collision of a stern wave with a water / jet propulsion device can be avoided. Moreover, collision avoidance of the stern wave to the water / jet propulsion device can be realized by a simple means of mounting a resistor in any region of the stern.
Further, in the present invention, by adopting a form in which the resistor is inclined from the bottom of the ship, or by adopting a movable resistor, it is possible to prevent the stern wave from colliding with the water / jet propulsion device while suppressing a decrease in propulsion efficiency. Can be avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a boat according to the present embodiment.
FIG. 2 is an enlarged view showing a stern portion of a ship in the present embodiment.
FIG. 3 is an enlarged front view of the marine vessel according to the present embodiment as viewed from the stern direction.
4A and 4B are diagrams schematically showing the form of a wave generated from the stern end of a ship, where FIG. 4A shows the case of the present embodiment, and FIG. 4B shows the case of a conventional ship. .
FIG. 5 is a view showing a modified example of the ship in the present embodiment.
FIG. 6 is a view showing a modified example of the ship in the present embodiment.
FIG. 7 is a view showing a modified example of the boat in the present embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a modified example of the boat in the present embodiment.
FIG. 9 is a view showing a modified example of the ship in the present embodiment.
10A and 10B are diagrams for explaining an experiment in which the effect of the ship according to the present invention has been confirmed, wherein FIG. 10A is a diagram illustrating experimental conditions, and FIG. 10B is a diagram illustrating experimental results.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ship, 2 ... Hull, 3 ... Stern end, 4 ... Ship bottom, 5 ... Ship side, 6, 26, 36, 46 ... Resistor, 10 ... Water jet propulsion device, 11 ... Drive shaft, 12 ... Impeller, 13 ... opening, 14 ... suction duct, 15 ... nozzle, 16 ... steering bucket, 17,23 ... cylinder, 18,22 ... arm, 19 ... flap, 20 ... commutation plate, 24 ... wet detection sensor, 25 ... controller, 27 ... Motor

Claims (7)

船体の船尾に配設されたウォータ・ジェット推進装置と、
前記ウォータ・ジェット推進装置が配設された領域に対応する前記船尾の所定領域に設けられた前記船体の船底から突出する抵抗体と、
を備えることを特徴とするウォータ・ジェット推進船。A water jet propulsion device arranged at the stern of the hull,
A resistor protruding from the bottom of the hull provided in a predetermined region of the stern corresponding to the region where the water jet propulsion device is disposed;
A water jet propulsion ship, comprising: 前記抵抗体は、前記船体に対して固定されたものであることを特徴とする請求項１に記載のウォータ・ジェット推進船。The water / jet propulsion boat according to claim 1, wherein the resistor is fixed to the hull. 前記抵抗体は、前記船体の船底から進退可能であることを特徴とする請求項１に記載のウォータ・ジェット推進船。The water / jet propulsion boat according to claim 1, wherein the resistor is capable of moving back and forth from the bottom of the hull. 前記ウォータ・ジェット推進装置の所定部分に配設した濡れ検知センサと、前記濡れ検知センサの検知結果に基づいて前記抵抗体の進退を制御するコントローラとを備えることを特徴とする請求項３に記載のウォータ・ジェット推進船。4. The water jet propulsion device according to claim 3, further comprising: a wetting detection sensor disposed at a predetermined portion of the water jet propulsion device; Water jet propulsion ship. 船体の船尾にウォータ・ジェット推進装置を備えたウォータ・ジェット推進船であって、
前記ウォータ・ジェット推進船が前進航行中に前記船体の船尾端から発生する船尾波の立ち上がりを制御する船尾波制御部材を設けたことを特徴とするウォータ・ジェット推進船。A water jet propulsion ship equipped with a water jet propulsion device at the stern of the hull,
A water-jet propulsion ship comprising a stern-wave control member for controlling the rise of a stern wave generated from the stern end of the hull while the water-jet propulsion ship is moving forward. 前記船尾波制御部材は、前記船尾波制御部材を設けない場合に比べて、船尾波の立ち上がり位置を船尾端から遠ざけることを特徴とする請求項５に記載のウォータ・ジェット推進船。The water / jet propulsion ship according to claim 5, wherein the stern wave control member moves the rising position of the stern wave away from the stern end as compared with a case where the stern wave control member is not provided. 船体の船尾領域にウォータ・ジェット推進装置が配設された船舶の改修方法であって、
前記船舶が前進航行中に前記船体の船尾端から発生する船尾波の立ち上がりを制御する船尾波制御部材を前記船体に取付けることを特徴とする船舶の改修方法。A method of repairing a ship in which a water jet propulsion device is disposed in a stern region of a hull,
A method of repairing a ship, comprising: attaching a stern wave control member, which controls rising of a stern wave generated from a stern end of the hull while the ship is moving forward, to the hull.

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