JP2015163490A - 減揺装置及び船舶 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】船体2の船幅方向に離間して設けられ、上部に気体空間Aを有するように液体Lを収容する一対のウイングタンク20と、前記一対のウイングタンク20の下部同士を連通させる流路32を有するダクト30と、ダクト30に設けられ、液体Lを圧送して該液体Lに一対のウイングタンク間での往復動を行わせるポンプ60とを備える。
【選択図】図1
Description
なお、船体の横揺れは船体の固有周期で動揺する際に最大となるため、通常ARTは、液体の移動周期が船体の固有周期に合致するように設計される。これによって同調横揺れを抑制する減揺モーメントを発現させることができる。
即ち、本発明の第一態様に係る減揺装置は、船体の船幅方向に離間して設けられ、上部に気体空間を有するように液体を収容する一対のウイングタンクと、前記一対のウイングタンクの下部同士を連通させる流路を有するダクトと、前記液体に外力を付与することで、前記液体に前記一対のウイングタンク間での前記外力に基づく往復動を行わせる外力付与部と、を備える。
本実施形態に係る船舶1は、図1に示すように、海洋を航行可能な船体2及び、該船体2の横揺れを減揺させる減揺装置10を備えている。船体2の船種は特定のものに限定されることなく、研究船、巡視船、取締船、練習船等、種々の船種を採用することができる。
ポンプ本体61は、回転することにより液体Lを圧送可能な装置であって、本実施形態では、正逆回転することによって回転軸の軸線方向両側のいずれかに任意に液体Lを圧送可能とされている。このようなポンプ本体61は、ダクト30内の流路32における複数の小流路34にそれぞれ設けられており、即ち、小流路34の数に応じて複数(本実施形態では5つ)が設けられている。そして、これら回転軸を船幅方向に一致させた姿勢で配置されることにより、回転軸を正回転させることで液体Lを一方のウイングタンク20から他方のウイングタンク20に向かって圧送することができる一方、回転軸を逆回転させることで液体Lを他方のウイングタンク20から一方のウイングタンク20に向かって圧送できるようになっている。本実施形態では、これら複数のポンプ本体61は、流路32における船幅方向同一位置に設けられている。より具体的には、複数のポンプ本体61が、一方のウイングタンク20側に片寄った位置であるバルブ室43の直下において、船首尾方向に整列するように配置されている。
このポンプ駆動部62は、例えば図示しない操作部からの操作指令に基づいてポンプ本体61を任意に駆動させるものであってもよい。
また、ポンプ駆動部62は、例えば船体2に配置されたジャイロセンサ等の横揺れを検出するセンサからの出力に基づいて図示しない制御装置が該ポンプ駆動部62を制御することでポンプ本体61を任意に駆動させるものであってもよい。
船舶1の航行中、又は停船中に該船舶1が横波に曝されていない状態では、調整バルブ42は閉状態とされ、これによってエアパイプ40内の気体流通路41を空気が流通することはない。そのため、一対のウイングタンク20内の気体空間Aにおける空気の量が変動することはなく、これら一対のウイングタンク20内に収容された液体Lの液面はほとんど一定に維持される。これによって、一対のウイングタンク20同士で液体Lが不用意に往復動することはない。
さらに、船体2が短い周期で動揺する場合は、ダクト30内の流速を早く、一方、長い周期で動揺す場合は、ダクト30内の流速を遅くすることで、減揺装置10のウイングタンク20及びダクト30の形状に囚われず、減揺装置10設計の自由度を向上させることができる。
また、第一実施形態では、ダクト30における一方のウイングタンク20に片寄った位置に各ポンプ本体61を配置したが、ダクト30内におけるいずれの箇所にポンプ本体61を配置してもよい。例えば、ダクト30の延在方向、即ち、船幅方向の中央に各ポンプ本体61を配置してもよい。
さらに、第一実施形態では、流路32を小流路34に区画してこれら小流路34にポンプ本体61を配置したが、流路32を小流路34に区画せずに、単一の流路32のみを形成し、当該単一の流路32に単一又は複数のポンプ本体61を配置してもよい。
この第一変形例では、ダクト30内の複数(5つ)の小流路34のうち一部の小流路34(2つの小流路34)にポンプ本体61が設けられておらず、該ポンプ本体61の代わりにダンパ65がそれぞれ設けられている。このダンパ65は、ポンプ本体61の設置個所とは離間して、他方のウイングタンク20側に片寄った位置に配置されており、設置された小流路34を流通する液体Lの流量をダンパ65の姿勢に応じて任意に調整できるように構成されている。
なお、ポンプ本体61に代えてダンパ65を配置する小流路34は、いずれの小流路34を選定してもよい。また、ポンプ本体61とダンパ65とを同一の小流路34に設けてもよい。
この第二変形例では、ポンプ本体61は正逆回転可能とはされておらず正回転のみ可能とされている。したがって、ポンプ本体61は一方向のみに液体Lを圧送可能とされている。そして、ダクト30内の複数(6つ)の小流路34のうち半分の小流路34には、一方のウイングタンク20側に片寄った位置に、他方のウイングタンク20側に向かってのみ液体Lを圧送可能に配置されている。また、もう半分の小流路34には、他方のウイングタンク20側に片寄った位置に、一方のウイングタンク20側に向かってのみ液体Lを圧送可能に配置されている。
なお、ポンプ本体61の配置は第二変形例の形態に捉われず、例えば全てのポンプ本体61をダクト30の延在方向、即ち、船幅方向の中央に設置してもよい。また、同一の小流路34に圧送方向が互いに逆向きのポンプ本体61を配置してもよい。
この第三変形例では、エアパイプ40が設けられておらず、その代わりに各ウイングタンク20の上部にウイングタンク20内外を連通させる通気孔22が形成されるとともに、該通気孔22を開閉可能な開閉蓋部23が設けられている。この開閉蓋部23は、手動または操作部からの開閉指令によって、通気孔22を任意に開放、閉塞することができるように構成されている。これによって、減揺装置10を非作動とさせる際には通気孔22を閉塞させてウイングタンク20間の空気量を維持することで液体Lの往復動を抑制する一方、減揺装置10を作動させる際には通気孔22を開放してウイングタンク20間の空気量を変化可能とさせることで液体Lの往復運動を許容する。これによっても、エアパイプ40の調整バルブ42同様、減揺装置10の作動・非作動を容易に設定することができる。
この第二実施形態の減揺装置10は、第一実施形態のポンプ60、エアパイプ40及び調整バルブ42を備えておらず、これらに代えて圧縮機70(外力付与部)を備えている点で第一実施形態と相違する。
これに対して本実施形態のように、圧縮機70の回転数を単振動周期で変動させた場合には、液面の変動に伴う該液体Lの往復動自体が単振動となるため、液体Lに横波をより効果的に打ち消すのに適した往復動をさせることができる。また、液体Lを強制的に循環させながらも単振動周期で往復動させることで、液面が不用意に波立ってしまうこともない。したがって、液体Lが想定外の挙動をしてしまうことを回避できるため、意図した周期及び振幅で一対のウイングタンク20間での往復動を行わせることができる。
この第三実施形態の減揺装置10は、第二実施形態の圧縮機70に代えて押圧装置80を備えている点で第二実施形態と相違する。
押圧部81はウイングタンク20内の液体Lの液面に当接する板状をなしている。この押圧部81は、液体Lの液面全域に当接していることが好ましい。また、この押圧部81は、ウイングタンク20に対して船の高さ方向に相対的に往復動可能に配置されている。
例えば、第一実施形態のポンプ60、第二実施形態の圧縮機70、及び、第三実施形態の押圧装置80の3つのうちの少なくとも2つを組み合わせて、液体Lを往復動させるための外力付与部を構成してもよい。これによっても、各実施形態同様、液体Lに容易かつ円滑に往復動をさせることができるため、横波の周期や大きさにかかわらず船体2の横揺れを効果的に低減させることができる。
2 船体
10 減揺装置
20 ウイングタンク
22 通気孔
23 開閉蓋部
30 ダクト
31 ダクト本体
32 流路
33 流路区画部
34 小流路
40 エアパイプ
41 気体流通路
42 調整バルブ
43 バルブ室
50 邪魔板
60 ポンプ(外力付与部)
61 ポンプ本体
62 ポンプ駆動部
65 ダンパ
70 圧縮機
80 押圧装置
81 押圧部
82 往復駆動部
A 気体空間
L 液体
Claims (10)
- 船体の船幅方向に離間して設けられ、上部に気体空間を有するように液体を収容する一対のウイングタンクと、
前記一対のウイングタンクの下部同士を連通させる流路を有するダクトと、
前記液体に外力を付与することで、前記液体に前記一対のウイングタンク間での前記外力に基づく往復動を行わせる外力付与部と、
を備える減揺装置。 - 前記外力付与部は、前記ダクトの流路内に設けられて、該流路内の前記液体を前記船幅方向に圧送するポンプを含む
請求項1に記載の減揺装置。 - 前記流路を互いに平行に船幅方向に延びる複数の小流路に区画する流路区画部をさらに備え、
前記ポンプは、前記複数の小流路のうちの少なくとも一つに設けられている請求項2に記載の減揺装置。 - 前記複数の小流路のうちの少なくとも一つに設けられて、該小流路を流通する液体の流量を調整可能なダンパをさらに備える請求項3に記載の減揺装置。
- 前記一対のウイングタンクの少なくとも一方に設けられて、前記ダクトを介して該一方のウイングタンクに流通する前記液体が衝突する邪魔板をさらに備える請求項1から4のいずれか一項に記載の減揺装置。
- 前記船体の横揺れを検知するセンサと、
該センサの出力に基づいて前記外力付与部を制御する制御装置と、
をさらに備える請求項1から5のいずれか一項に記載の減揺装置。 - 前記外力付与部は、前記ウイングタンクの少なくとも一方に設けられて、該ウイングタンクの前記気体空間に圧縮気体を供給又は排出することで前記液体の液面に外力を付与する圧縮機を含む
請求項1から6のいずれか一項に記載の減揺装置。 - 前記外力付与部は、
前記液体の液面に当接するように配置される押圧部、及び、該押圧部を船の高さ方向に往復動させる往復駆動部を有する押圧装置を含む
請求項1から7のいずれか一項に記載の減揺装置。 - 前記外力付与部は、
前記液体に単振動周期で変動する外力を付与することで、前記液体に前記一対のウイングタンク間での単振動周期に応じた往復動を行わせる
請求項1から8のいずれか一項に記載の減揺装置。 - 船体と、
該船体に設けられた請求項1から9のいずれか一項に記載の減揺装置と、
を備える船舶。
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