JP5896347B2 - Hull structure and ship designed to reduce and increase resistance in waves by overflow method - Google Patents
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Description
本発明は、平水中抵抗を増加させることなく波浪中抵抗の増加を低減することができる船体構造および船舶に関する。 The present invention relates to a hull structure and a ship that can reduce an increase in resistance in waves without increasing resistance in plain water.
従来、波浪による影響の低減や粘性摩擦抵抗の低減を目的として、船体に種々の構成を用いることが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２）。
特許文献１には、波浪中における船体のピッチング運動低減を目的として、船側外板のリセスに揚力板を設け、その上端または下端を外方に突出可能とした構成が開示されている。また、特許文献２には、船体表面に作用する粘性摩擦抵抗を低減するマイクロバブル推進法の微小気泡として、船が航行するときに船首部前面に発生する首砕波を利用することを目的として、船首部水面下に首砕波導通路を形成した構成が開示されている。
Conventionally, for the purpose of reducing the influence of waves and reducing the viscous frictional resistance, it has been proposed to use various configurations for the hull (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
Patent Document 1 discloses a configuration in which a lift plate is provided in a recess of a ship side outer plate and its upper end or lower end can protrude outward for the purpose of reducing pitching motion of the hull in waves. In addition, in Patent Document 2, for the purpose of utilizing the neck breaking wave generated at the front of the bow when the ship sails, as the microbubble of the microbubble propulsion method that reduces the viscous frictional resistance acting on the hull surface, The structure which formed the neck breaking wave conduction path under the water surface of the bow part is disclosed.
特許文献１に記載の揚力板は、航走中および停泊中に船のピッチングを減少することを目的として、喫水線よりも下方に設けられるものである。また、特許文献２に記載の首砕波導通路も、首砕波中の微小気泡を利用する事を目的として、喫水線よりも下方に設けられるものである。このように、波浪による影響の低減や粘性摩擦抵抗の低減を目的とした構成は、従来、船体の海面下となる位置に設けられている。しかし、波浪による影響抑制を目的とした構成を船体の海面下となる位置に設けた場合、平水中（波の無い状態）において、当該構成が抵抗を増大させる原因となる。
そこで本発明は、平水中抵抗を増加させることなく、波浪中の抵抗増加を低減できる船体構造および船舶を提供することを目的とする。
The lift plate described in Patent Document 1 is provided below the waterline for the purpose of reducing the pitching of the ship during traveling and anchoring. Moreover, the neck breaking wave conduction path described in Patent Document 2 is also provided below the water line for the purpose of utilizing microbubbles in the neck breaking wave. Thus, the structure aiming at the reduction of the influence by waves and the reduction of viscous frictional resistance is conventionally provided at a position below the sea level of the hull. However, when a configuration intended to suppress the influence of waves is provided at a position below the sea level of the hull, the configuration causes an increase in resistance in plain water (no wave).
Then, an object of this invention is to provide the hull structure and ship which can reduce the resistance increase in waves, without increasing the resistance in a plain water.
請求項１に記載の本発明のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船体構造は、船舶毎の代表的な速度として設計時に設定されている航海速力によって波のない状態である平水中を走行する時に船体に生じる水面の盛り上がり位置である静的水位上昇位置の頂点より上方のみに設けたオーバーフロー入口と、前記船体の喫水以下に設けたオーバーフロー出口と、前記オーバーフロー入口と前記オーバーフロー出口との間に設けたオーバーフロー経路を備え、少なくとも前記オーバーフロー入口の一部が前記静的水位上昇位置の前記頂点よりも前方に臨むように、かつ前記オーバーフロー入口の前記船体の前後方向の入口中心を前記オーバーフロー出口の前記船体の前後方向の出口中心よりも前方に設定し、波浪を前記オーバーフロー入口から取り込み前記オーバーフロー経路を経て前記オーバーフロー出口より排出したことを特徴とする。
この構成により、船体の静的水位上昇位置より上方に達した波浪をオーバーフロー入口から取り込んで、オーバーフロー出口から排出することができる。また、入口中心を出口中心よりも前側に位置させる構成により、波浪として取り込んだ水をスムーズに排出することができる。また、少なくともオーバーフロー入口の一部を静的水位上昇位置の頂点よりも前方に設けることにより、波浪中における水位上昇位置が頂点に達する前にオーバーフロー入口から波浪を取り込むことができる。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船体構造において、前記オーバーフロー入口からの水の流入抵抗を前記オーバーフロー出口からの水の逆流抵抗よりも小さく設定したことを特徴とする。
この構成により、オーバーフロー入口から取り込んだ水の排出が、オーバーフロー出口からの水の逆流によって妨げられることを抑制できる。
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船体構造において、前記オーバーフロー経路に水の逆流防止手段を設けたことを特徴とする。
この構成により、オーバーフロー経路における水の逆流を防止できる。
請求項４に記載の本発明は、請求項１から請求項３のうちの１項に記載のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船体構造において、前記オーバーフロー出口を前記オーバーフロー入口よりも細長い形状に形成し、その長手方向を前記船体の前後方向に設置したことを特徴とする。
この構成により、オーバーフロー出口から排出される水が船底の水の流れから受ける影響を抑制することができる。
請求項５に記載の本発明は、請求項１から請求項４のうちの１項に記載のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船体構造において、前記オーバーフロー入口の近傍に前記波浪の上昇波を前記オーバーフロー入口内に取り込む上昇波取込手段をさらに備えたことを特徴とする。
この構成により、上昇波が上昇波取込手段の上方の船体にまで達することによる抵抗の増加を低減できる。また、上昇波が衝突する力を上昇波取込手段により船舶の推力として利用することもできる。ここで、「近傍」とは、想定される波浪の上昇波の少なくとも一部を上昇波取込手段によりオーバーフロー入口内に取り込むことができる位置をいう。
請求項６に記載の本発明は、請求項１から請求項５のうちの１項に記載のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船体構造において、前記オーバーフロー入口を前記船体の船首部に設けたことを特徴とする
波浪の影響を最も受けやすいのは船首部であるため、オーバーフロー入口を船首部に設けることにより、波浪による抵抗増加の低減を効果的に実現することができる。
請求項７に記載の本発明は、請求項１から請求項６のうちの１項に記載のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船体構造において、前記オーバーフロー経路に気体の供給または気体の供給および制御をする給気手段をさらに備えたことを特徴とする。
この構成により、給気手段から供給された気体をオーバーフロー出口から排出して船底に供給することができる。
請求項８に記載の本発明は、請求項１から請求項７のうちの１項に記載のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船体構造において、前記オーバーフロー経路を通過する水のエネルギーを回収するエネルギー回収手段をさらに備えたことを特徴とする。
この構成により、オーバーフロー経路を通過する水のエネルギーを回収することができる。
請求項９に記載の本発明は、請求項１から請求項８のうちの１項に記載のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船体構造において、前記オーバーフロー経路を通過する水に高分子ポリマーを供給する高分子供給手段をさらに備えたことを特徴とする。
この構成により、高分子ポリマーを含む水を供給することができるから、オーバーフロー経路の抵抗を低減して水の流れをスムーズにすることができる。
The hull structure designed to increase and reduce the resistance in waves by the overflow method according to the present invention according to claim 1 is used in a flat water where there is no wave due to the nautical speed set at the time of design as a typical speed for each ship. An overflow inlet provided only above the apex of the static water level rising position, which is a rising position of the water surface generated in the hull when traveling, an overflow outlet provided below the draft of the hull, and the overflow inlet and the overflow outlet An overflow path provided therebetween, so that at least a part of the overflow inlet faces ahead of the apex of the static water level rising position, and the overflow inlet is centered in the longitudinal direction of the hull. Set ahead of the exit center in the longitudinal direction of the hull at the exit, From low inlet incorporated through the said overflow path characterized by being discharged from the overflow outlet.
With this configuration, it is possible to take waves that have reached above the static water level rising position of the hull from the overflow inlet and discharge them from the overflow outlet. In addition, the structure in which the inlet center is positioned in front of the outlet center makes it possible to smoothly discharge water taken in as waves. Further, by providing at least a part of the overflow inlet in front of the apex of the static water level rising position, it is possible to take waves from the overflow inlet before the water level rising position in the wave reaches the apex.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a hull structure in which the resistance in water is increased and reduced by the overflow method according to the first aspect, and the inflow resistance of the water from the overflow inlet is the reverse resistance of the water from the overflow outlet. It is characterized by being set smaller than the above.
With this configuration, it is possible to suppress the discharge of water taken in from the overflow inlet from being hindered by the backflow of water from the overflow outlet.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a hull structure in which an increase in wave resistance is reduced by the overflow method according to the second aspect, wherein a water backflow prevention means is provided in the overflow path.
With this configuration, backflow of water in the overflow path can be prevented.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a hull structure in which an increase in wave resistance is reduced by the overflow method according to one of the first to third aspects, wherein the overflow outlet is longer than the overflow inlet. It is formed in a shape, and its longitudinal direction is installed in the longitudinal direction of the hull.
With this configuration, it is possible to suppress the influence of the water discharged from the overflow outlet from the water flow at the bottom of the ship.
According to a fifth aspect of the present invention, in the hull structure in which the resistance increase in the wave is reduced by the overflow method according to any one of the first to fourth aspects, the wave rises in the vicinity of the overflow inlet. The apparatus further comprises rising wave capturing means for capturing the wave into the overflow inlet.
With this configuration, an increase in resistance due to the rising wave reaching the hull above the rising wave capturing means can be reduced. Moreover, the force which a rising wave collides can also be utilized as a thrust of a ship by a rising wave taking-in means. Here, “near” means a position where at least a part of an assumed wave rising wave can be taken into the overflow inlet by the rising wave taking-in means.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a hull structure in which an increase in wave resistance is reduced by the overflow method according to one of the first to fifth aspects, wherein the overflow inlet is provided at a bow portion of the hull. Since it is the bow that is most susceptible to the influence of waves characterized by the provision of the wave, it is possible to effectively reduce the increase in resistance due to waves by providing an overflow inlet at the bow.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a hull structure in which an increase in wave resistance is reduced by the overflow method according to one of the first to sixth aspects. An air supply means for supplying and controlling is further provided.
With this configuration, the gas supplied from the air supply means can be discharged from the overflow outlet and supplied to the ship bottom.
The present invention as set forth in claim 8 is a hull structure designed to increase and decrease resistance in waves by the overflow method according to one of claims 1 to 7, wherein the energy of water passing through the overflow path is reduced. An energy recovery means for recovering is further provided.
With this configuration, the energy of water passing through the overflow path can be recovered.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a hull structure in which resistance increase in waves is reduced by the overflow method according to one of the first to eighth aspects. It further comprises polymer supply means for supplying a polymer.
With this configuration, water containing a high molecular weight polymer can be supplied, so that the resistance of the overflow path can be reduced and the flow of water can be made smooth.
請求項１０に記載の本発明のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船舶は、請求項１から請求項９のうちの１項に記載のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船体構造を船体付加物として実現し船体に付加したことを特徴とする。
本発明の波浪中抵抗増加低減を図った船体構造を、既存の船舶に付加することにより、既存の船舶の波浪中抵抗の増加を低減することができる。
請求項１１に記載の本発明は、請求項１０に記載のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船舶において、前記船体の向波に対するブラントネス係数Ｂｆが０．１２〜０．３２の範囲内あるいは前記船体付加物を付加した状態での向波に対するブラントネス係数Ｂｆが０．１２〜０．３２の範囲内であることを特徴とする。
本発明の船体付加物は、船体の船首部形状を肥大させることなく既存の船舶に取り付けること、および取り付けにより船体の船首部形状を肥大させることができる。このため、ブラントネス係数Ｂｆが０．１２〜０．３２の範囲内である船体には、船首部形状がこの範囲内となるように船体付加物を取り付けることができる。また、ブラントネス係数Ｂｆが０．１２未満である船体には、船首部形状を肥大させて、０．１２〜０．３２の範囲内となるように船体付加物を取り付けることができる。
また、例えば、既存の船舶のブラントネス係数Ｂｆが０．１２〜０．１７程度の形状の場合、船体付加物を付加して、船体の船首部形状を肥大させてブラントネス係数を少し大きくすれば、最適な０．１８〜０．２０程度とすることができる。これにより、既存の船舶のブラントネス係数に起因する抵抗および、波浪中抵抗の増加を低減することができる。また、既存の船舶のブラントネス係数Ｂｆが０．１８以上である場合、船首部形状が肥大化しないように、船体付加物を付加することにより、既存の船舶の波浪中抵抗の増加を低減することができる。
The ship which aimed at the increase in wave resistance increase by the overflow method of the present invention according to claim 10 is a ship body which aimed at the decrease increase in wave resistance by the overflow method according to any one of claims 1 to 9. The structure is realized as a hull appendage and added to the hull.
By adding the hull structure for reducing the increase in wave resistance of the present invention to an existing ship, the increase in wave resistance of the existing ship can be reduced.
The present invention is defined in claim 11, in vessels which attained Waves increase reduces resistance by the overflow method of claim 10, range Burantonesu factor B f is from 0.12 to 0.32 with respect to direction waves of the hull inner or Burantonesu factor B f for countercurrent waves while adding the hull adduct is characterized in that in the range of from 0.12 to 0.32.
The hull appendage of the present invention can be attached to an existing ship without enlarging the bow shape of the hull, and the hull shape of the hull can be enlarged by attachment. Therefore, the hull Burantonesu coefficient B f is in the range of 0.12 to 0.32, can be attached to the hull adduct as bow shape is within this range. Further, a hull appendage can be attached to a hull having a bluntness coefficient Bf of less than 0.12 so that the bow shape is enlarged to be within a range of 0.12 to 0.32.
For example, when Burantonesu factor B f existing vessel in the form of about 0.12 to 0.17, by adding a hull adduct, if slightly larger Burantonesu coefficients by hypertrophy bow shape of the hull The optimum value can be about 0.18 to 0.20. Thereby, the resistance resulting from the brandness coefficient of the existing ship and the increase in resistance in waves can be reduced. Also, if Burantonesu factor B f existing vessels is 0.18 or more, bow shape so as not to bloat, by adding hull adduct, reducing the increase of wave in resistance of existing vessels be able to.
請求項１２に記載の本発明のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船舶は、請求項１から請求項９のうちの１項に記載のオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船体構造を備えており、向波に対するブラントネス係数Ｂｆが０．１２〜０．３２の範囲内の船体を備えていることを特徴とする。
向波に対するブラントネス係数Ｂｆを上記の範囲とすることにより、抵抗増加を伴うことなく船舶の輸送能力を向上させることができる。
The ship which aimed at the increase in resistance in waves by the overflow method of the present invention according to claim 12 is a hull which aimed at the decrease in resistance in waves by the overflow method according to any one of claims 1 to 9. And a hull having a bluntness coefficient B f with respect to a direction wave in a range of 0.12 to 0.32.
With range Burantonesu factor B f for countercurrent waves described above, it is possible to improve the ship transport capacity without increase in resistance.
本発明の船体構造によれば、船体の静的水位上昇位置より上方に達した波浪をオーバーフロー入口から取り込んで、オーバーフロー出口からスムーズに排出することができる。また、波浪中における水位上昇位置が頂点に達する前にオーバーフロー入口から波浪を取り込むことができる。したがって、波浪中において、波面が船体の上方に到達することを抑制できる。これにより、波浪中船体運動の例えば振幅や位相差を抑制して、波浪中抵抗の増加を低減することが可能となる。また、様々な波向きの場合でも同様の効果が期待できる。
本発明は、オーバーフロー入口からの水の流入抵抗をオーバーフロー出口からの水の逆流抵抗よりも小さく設定してもよい。また、前記オーバーフロー経路に水の逆流防止手段を設けた構成としてもよい。この構成により、オーバーフロー入口からの波浪の取り込みを円滑に行い、また船体が沈み込むような運動時におけるオーバーフロー出口からの水の逆流を抑制し、波浪の影響による抵抗増加を低減することが可能となる。
本発明は、オーバーフロー出口をオーバーフロー入口よりも細長い形状に形成し、その長手方向を前記船体の前後方向に設置してもよい。この構成により、オーバーフロー出口による抵抗増加を抑制し、またオーバーフロー出口からの排水量変化を抑制し、波浪による抵抗増加低減効果を安定化することが可能となる。
本発明は、上昇波取込手段をさらに備えた構成としてもよい。この構成により、波浪中における抵抗の増加を低減すると共に、上昇波が衝突する力を上昇波取込手段により船舶の推力として利用することも可能となる。
本発明は、オーバーフロー入口を船首部に設けてもよい。この構成により、波浪による抵抗増加の低減を効果的に実現すること、および取り込んだ水の排出をスムーズに行うことや船体表面の流れを整流することが可能となる。
本発明は、給気手段を備えていてもよい。この構成により、オーバーフロー経路を用いてオーバーフロー経路自身や船体あるいは双方の、空気潤滑による抵抗低減をも実現することが可能となる。
本発明は、エネルギー回収手段を備えていてもよい。この構成により、例えば、回収したエネルギーにより発電した電気を用いて、オーバーフロー出口の逆流防止手段を制御することが可能となる。
本発明は、高分子供給手段を備えていてもよい。この構成により、オーバーフロー経路や船体あるいは双方の抵抗を低減し、オーバーフロー入口からの波浪の取り込みをスムーズに行い、高分子ポリマーによる抵抗低減をも実現することが可能となる。
According to the hull structure of the present invention, it is possible to take waves that have reached above the static water level rising position of the hull from the overflow inlet and smoothly discharge them from the overflow outlet. In addition, the wave can be taken in from the overflow inlet before the water level rising position in the wave reaches the top. Therefore, it is possible to suppress the wavefront from reaching the upper part of the hull in the waves. As a result, for example, the amplitude or phase difference of the hull motion in the waves can be suppressed, and the increase in the resistance in the waves can be reduced. The same effect can be expected even in the case of various wave directions.
In the present invention, the inflow resistance of water from the overflow inlet may be set smaller than the reverse flow resistance of water from the overflow outlet. Moreover, it is good also as a structure which provided the backflow prevention means of water in the said overflow path | route. With this configuration, it is possible to smoothly capture waves from the overflow inlet, suppress backflow of water from the overflow outlet during movements where the hull sinks, and reduce the increase in resistance due to the effects of waves. Become.
In the present invention, the overflow outlet may be formed in an elongated shape than the overflow inlet, and the longitudinal direction thereof may be installed in the longitudinal direction of the hull. With this configuration, it is possible to suppress an increase in resistance due to the overflow outlet, suppress a change in the amount of drainage from the overflow outlet, and stabilize the effect of reducing the increase in resistance due to waves.
The present invention may be configured to further include rising wave capturing means. With this configuration, it is possible to reduce the increase in resistance in the waves and to use the force that the rising wave collides as the thrust of the ship by the rising wave capturing means.
In the present invention, an overflow inlet may be provided at the bow. With this configuration, it is possible to effectively reduce the increase in resistance due to waves, to smoothly discharge the taken-in water, and to rectify the flow on the hull surface.
The present invention may include air supply means. With this configuration, it is possible to realize resistance reduction by air lubrication of the overflow path itself, the hull, or both using the overflow path.
The present invention may include energy recovery means. With this configuration, for example, the backflow prevention means at the overflow outlet can be controlled using electricity generated by the recovered energy.
The present invention may include a polymer supply means. With this configuration, it is possible to reduce the resistance of the overflow path and / or the hull, to smoothly take in the waves from the overflow inlet, and to realize resistance reduction by the polymer.
本発明の船舶によれば、船体付加物により、既存の船舶の波浪中における抵抗低減を実現することが可能となる。また、船体付加物により、既存の船舶のブラントネス係数を調整して、既存の船舶のブラントネス係数に起因する抵抗をも低減することが可能となる。 According to the ship of the present invention, it is possible to realize resistance reduction in the waves of an existing ship by the hull appendage. In addition, the hull appendage can adjust the bluntness coefficient of an existing ship and reduce the resistance caused by the bluntness coefficient of the existing ship.
本発明の船舶によれば、平水中の抵抗は増加することなく、波浪による速力低下を低減し船舶の輸送能力を向上させることが可能となる。 According to the ship of the present invention, resistance in plain water does not increase, and it is possible to reduce speed reduction due to waves and improve the ship's transport capability.
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態によるオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船体構造について、以下に説明する。
図１は本実施形態による船体構造（例その１）の要部を概念的に示したものであり、（ａ）は要部概念側面図であり、（ｂ）は中心線Ａの左側が（ａ）のＢ−Ｂ’矢視部分断面図であり、右側が要部正面図である。
本実施形態による船体構造１は、船体２の静的水位上昇位置Ｃより上方に設けたオーバーフロー入口３と、船体２の喫水線Ｄ以下の喫水に設けたオーバーフロー出口４と、オーバーフロー入口３とオーバーフロー出口４との間に設けたオーバーフロー経路５を備え、波浪６としてオーバーフロー入口３から取り込んだ水を、オーバーフロー経路５を介してオーバーフロー出口４より排出する。
(First embodiment)
A hull structure designed to increase and decrease resistance in waves by the overflow method according to the first embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 1 conceptually shows the main part of the hull structure (example 1) according to the present embodiment, (a) is a conceptual side view of the main part, and (b) is the left side of the center line A ( It is a BB 'arrow partial sectional view of a), The right side is a principal part front view.
The hull structure 1 according to the present embodiment includes an overflow inlet 3 provided above the static water level rising position C of the hull 2, an overflow outlet 4 provided at a draft below the draft line D of the hull 2, an overflow inlet 3 and an overflow outlet. 4 is provided with an overflow path 5 provided between the overflow outlet 4 and water taken from the overflow inlet 3 as a wave 6 is discharged from the overflow outlet 4 via the overflow path 5.
オーバーフロー入口３は、静的水位上昇位置Ｃの頂点ＣＰ以前の部分が船体２の前後方向におけるオーバーフロー入口３の範囲内に位置するように設けられている。また、オーバーフロー入口３の船体２の前後方向における中心である入口中心３Ｃが、オーバーフロー出口４の船体の前後方向における中心である出口中心４Ｃよりも前側すなわち船首７側に位置するように設けられている。これにより、オーバーフロー入口３から取り込んだ波浪の水をオーバーフロー出口４からスムーズに排出することができる。 The overflow inlet 3 is provided so that the portion before the apex CP of the static water level rising position C is located within the range of the overflow inlet 3 in the front-rear direction of the hull 2. Further, the inlet center 3C, which is the center of the overflow inlet 3 in the front-rear direction of the hull 2, is provided so as to be positioned on the front side, that is, the bow 7 side, than the outlet center 4C which is the center of the overflow outlet 4 in the front-rear direction of the hull. Yes. Thereby, the water of the waves taken in from the overflow inlet 3 can be smoothly discharged from the overflow outlet 4.
オーバーフロー入口３は、静的水位上昇位置Ｃよりも上方に達した波浪６を取り込むものである。このように、オーバーフロー入口３は、静的水位上昇位置Ｃよりも上に波浪６が到達する状況における抵抗低減を目的としているから、静的水位上昇位置Ｃよりも上に設けられている。静的水位上昇位置Ｃよりも上方に到達する波浪６を取り込むことにより、波浪中における船体２の運動を抑制し、抵抗を低減することができる。
オーバーフロー入口３を静的水位上昇位置Ｃよりも下方に設けると、平水中においても、常時水が取り込まれることとなる。このため、オーバーフロー経路５内が常に満水となり、抵抗が増加する原因となる。
したがって、オーバーフロー入口３を静的水位上昇位置Ｃよりも上方に設けることにより、平水中での抵抗を増加させることなく、波浪中における抵抗を低減させることが可能となる。また、本実施形態の船体構造１は、向波中のみでなく斜波中においても、抵抗を低減させる効果がある。
The overflow inlet 3 takes in the waves 6 that have reached above the static water level rising position C. Thus, the overflow inlet 3 is provided above the static water level rising position C because it aims to reduce resistance in a situation where the wave 6 reaches above the static water level rising position C. By taking in the waves 6 that reach above the static water level rising position C, the movement of the hull 2 in the waves can be suppressed, and the resistance can be reduced.
If the overflow inlet 3 is provided below the static water level rising position C, water is always taken in even in plain water. For this reason, the inside of the overflow path 5 is always full, which causes the resistance to increase.
Therefore, by providing the overflow inlet 3 above the static water level rising position C, it is possible to reduce the resistance in waves without increasing the resistance in plain water. Further, the hull structure 1 of the present embodiment has an effect of reducing the resistance not only in the direction wave but also in the oblique wave.
静的水位上昇位置Ｃとは、平水中での船舶の走行時に生じる水面の盛り上がり位置のことである。船舶には設計時に代表的な船舶速度として航海速力が設定されている。静的水位上昇位置Ｃは、船舶毎に設定されている航海速力で平水中を走行した時に生じる水面の盛り上がり位置のことをいう。
静的水位上昇位置Ｃは、特に船首部１０において喫水線Ｄよりも上方に盛り上がり、滑らかに下降して喫水線Ｄに近づくような状態となる。より正確には、静的水位上昇位置Ｃは、船首部１０において上昇し、その後、喫水線Ｄよりも下となり、また喫水線Ｄに近づく。この変化の程度の大小は、船舶の船型により異なる。図１は、静的水位上昇位置Ｃが喫水線Ｄ付近に近づき、喫水線Ｄと略整合するまでの途中の段階を示している。
The static water level rising position C is a rising position of the water surface that occurs when the ship travels in plain water. The marine speed is set as a typical ship speed at the time of design. The static water level rising position C refers to the rising position of the water surface that occurs when the vehicle travels in plain water at the voyage speed set for each ship.
The static water level rising position C is in a state where it rises above the waterline D, particularly at the bow portion 10, and descends smoothly and approaches the waterline D. More precisely, the static water level rising position C rises at the bow 10, then becomes lower than the draft line D, and approaches the draft line D. The magnitude of this change depends on the ship type. FIG. 1 shows an intermediate stage until the static water level rising position C approaches the draft line D and is substantially aligned with the draft line D.
静的水位上昇位置Ｃは、船舶の種類により異なるものの、大部分の船舶において、船首部１０の喫水線Ｄから甲板までの高さの１／４以上３／４以下の範囲内である。また、上述したとおり、静的水位上昇位置Ｃは、船首部１０において徐々に高くなって頂点に達した後に低くなり、喫水線Ｄと一致した後に一旦喫水線Ｄよりも下に位置し、その後また高くなり喫水線Ｄと略整合するという、船首７（前方）から船尾８（後方）への変化を示す。ここで、静的水位上昇位置Ｃが、喫水線Ｄと略整合する前、船首部１０において徐々に高くなった後に最初に喫水線Ｄと一致する位置を終端とすると、静的水位上昇位置Ａの終端は船長の１／６以上１／４以内の範囲内であることが多い。 Although the static water level rising position C varies depending on the type of ship, in most ships, it is within a range of 1/4 or more and 3/4 or less of the height from the draft line D of the bow 10 to the deck. In addition, as described above, the static water level rising position C gradually becomes higher at the bow portion 10 and then becomes lower, and after matching with the water line D, it is once below the water line D and then higher again. A change from the bow 7 (front) to the stern 8 (rear) that is substantially aligned with the draft water line D is shown. Here, before the static water level rising position C substantially coincides with the water line D, the position where the static water level rising position C first coincides with the water line D after gradually increasing at the bow portion 10 is terminated. Is often in the range of 1/6 to 1/4 of the captain.
図２は船体２を上方から見た状態を示す平面図である。同図では、右側に船首７が位置し、左側に船尾８が位置している。船体２は、その船幅Ｗが等しい船側９、船首７側にいくにしたがって船幅Ｗが狭くなる船首部１０、および船尾８側にいくにしたがって船幅Ｗが狭くなる船尾部１１に分けることができる。
本実施形態のオーバーフロー入口３およびオーバーフロー出口４はいずれも、船首部１０に設けられている。しかし、これらを設ける位置は船首部１０に限られるものではなく、船側９、船尾部１１、船首７、あるいは船尾８に設けることもできる。
また、例えば、オーバーフロー入口３を船首部１０に設け、オーバーフロー出口４を船側あるいは船首部１０から船側９にかけて設けることとしてもよい。このように、オーバーフロー入口３および／またはオーバーフロー出口４を、船体２の複数の部位に関連して設けた構成としてもよい。
FIG. 2 is a plan view showing a state in which the hull 2 is viewed from above. In the figure, the bow 7 is located on the right side and the stern 8 is located on the left side. The hull 2 is divided into a ship side 9 having the same ship width W, a bow part 10 in which the ship width W becomes narrower as it goes to the bow 7 side, and a stern part 11 in which the ship width W becomes narrower as it goes to the stern 8 side. Can do.
Both the overflow inlet 3 and the overflow outlet 4 of the present embodiment are provided in the bow portion 10. However, the position where these are provided is not limited to the bow portion 10, and can be provided on the stern side 9, the stern portion 11, the bow 7, or the stern 8.
Further, for example, the overflow inlet 3 may be provided at the bow portion 10 and the overflow outlet 4 may be provided at the ship side or from the bow portion 10 to the ship side 9. As described above, the overflow inlet 3 and / or the overflow outlet 4 may be provided in association with a plurality of parts of the hull 2.
オーバーフロー出口４は、オーバーフロー入口３から取り込まれた波浪の水を排出するものである。船体２の運動により、オーバーフロー経路５内の水がオーバーフロー出口４から排出される。図１（ｂ）に示すように、オーバーフロー経路５のオーバーフロー出口４付近には、逆流防止手段として逆流防止弁１２が設けられている。本実施形態の船体構造１では、この構成により、オーバーフロー入口３からの水の流入抵抗をオーバーフロー出口４からの水の逆流抵抗よりも小さくしている。 The overflow outlet 4 discharges water of waves taken from the overflow inlet 3. The water in the overflow path 5 is discharged from the overflow outlet 4 by the movement of the hull 2. As shown in FIG. 1B, a backflow prevention valve 12 is provided near the overflow outlet 4 of the overflow path 5 as a backflow prevention means. In the hull structure 1 of the present embodiment, the inflow resistance of water from the overflow inlet 3 is made smaller than the reverse flow resistance of water from the overflow outlet 4 by this configuration.
図１（ｂ）の両矢印は、船体２が波浪６中を航行する際の船体２の上下方向の運動を示しており、Ｅが平均位置を示している。逆流防止弁１２は、船体２が平均位置Ｅより上方への運動をするときに開放される。このため、水の位置エネルギーにより、オーバーフロー経路５内の水をオーバーフロー出口４から排出することができる。また、逆流防止弁１２は、船体２が平均位置Ｅよりも下方に運動するときには閉塞される。このため、オーバーフロー経路５からオーバーフロー出口４内に水が入ることを防止できる。このように逆流防止弁１２を制御することにより、水に力を加えることなく、オーバーフロー経路５内の水を自動的に排出することが可能となる。 The double-headed arrow in FIG. 1 (b) indicates the vertical motion of the hull 2 when the hull 2 navigates in the waves 6, and E indicates the average position. The backflow prevention valve 12 is opened when the hull 2 moves upward from the average position E. For this reason, the water in the overflow path 5 can be discharged from the overflow outlet 4 by the potential energy of the water. Further, the backflow prevention valve 12 is closed when the hull 2 moves below the average position E. For this reason, water can be prevented from entering the overflow outlet 4 from the overflow path 5. By controlling the backflow prevention valve 12 in this way, it becomes possible to automatically discharge the water in the overflow path 5 without applying a force to the water.
オーバーフロー入口３からの水の流入抵抗をオーバーフロー出口４からの水の逆流抵抗よりも小さくするための他の構成について、図３を参酌して以下に説明する。
図３は本実施形態による船体構造（例その２）の要部を概念的に示したものであり、（ａ）は要部概念側面図であり、（ｂ）は中心線Ａの左側が（ａ）のＢ−Ｂ’矢視部分断面図であり、右側が要部正面図である。
同図に示すように、逆流防止手段として、オーバーフロー経路５中に位相変更板１７を設けることとしてもよい。この構成により、オーバーフロー経路５内における水の流れを、オーバーフロー入口３からオーバーフロー出口４方向には流れやすく、オーバーフロー出口４からオーバーフロー入口３方向には流れにくくすることができる。位相変更板１７は、固定式あるいは可動式の何れの構成としてもよい。
Another configuration for making the inflow resistance of water from the overflow inlet 3 smaller than the reverse flow resistance of water from the overflow outlet 4 will be described below with reference to FIG.
FIG. 3 conceptually shows the main part of the hull structure (example 2) according to this embodiment, (a) is a conceptual side view of the main part, and (b) is the left side of the center line A ( It is a BB 'arrow partial sectional view of a), The right side is a principal part front view.
As shown in the figure, a phase change plate 17 may be provided in the overflow path 5 as a backflow prevention means. With this configuration, the flow of water in the overflow path 5 can easily flow from the overflow inlet 3 toward the overflow outlet 4 and can hardly flow from the overflow outlet 4 toward the overflow inlet 3. The phase change plate 17 may be either a fixed type or a movable type.
オーバーフロー経路５における逆流を防止する逆流防止手段としては、上述した逆止弁構造（逆流防止弁１２）、羽根（ベーン）構造（位相変更板１７）の他に、単純バルブ構造と制御方式との組み合わせ等が挙げられる。また、これらの手段を組み合わせて用いることもできる。 As the backflow prevention means for preventing the backflow in the overflow path 5, in addition to the above-described check valve structure (backflow prevention valve 12) and blade (vane) structure (phase change plate 17), a simple valve structure and a control method are used. A combination etc. are mentioned. Moreover, these means can also be used in combination.
つづいて、図４を参照して、より好ましい船体構造の構成について説明する。図４は船体構造（例その３）の要部を概念的に示したものであり、（ａ）が要部概念側面図であり、（ｂ）が船底側から見た要部概念平面図である。
同図（ａ）では、Ｃが静的水位上昇位置を示し、Ｆが波浪中における水位上昇位置を示し、Ｆ’がオーバーフロー入口を設けない場合の水位上昇位置を示している。そして、一点鎖線ＣＰは、静的水位上昇位置Ｃの頂点の船体２の前後方向における位置を示している。同図に示すように、波浪中における水位上昇位置Ｆ’のピークは、静的水位上昇位置Ｃの頂点ＣＰと略同様の位置に位置する。
Next, a more preferable structure of the hull structure will be described with reference to FIG. FIG. 4 conceptually shows the main part of the hull structure (example 3), (a) is a conceptual side view of the main part, and (b) is a conceptual plan view of the main part viewed from the bottom of the ship. is there.
In FIG. 5A, C represents a static water level rising position, F represents a water level rising position in the waves, and F ′ represents a water level rising position when no overflow inlet is provided. And the dashed-dotted line CP has shown the position in the front-back direction of the hull 2 of the vertex of the static water level rising position C. FIG. As shown in the figure, the peak of the water level rising position F ′ in the waves is located at a position substantially similar to the vertex CP of the static water level rising position C.
図４の船体２においては、オーバーフロー入口１３が、静的水位上昇位置Ｃの頂点ＣＰよりも前方（船首７側）に設けられ、オーバーフロー出口１４が、頂点ＣＰよりも後方（船尾８側、図２参照）に設けられている。
オーバーフロー入口１３を頂点ＣＰよりも前方に設けることにより、水位上昇位置Ｆ’が頂点に達する前にオーバーフロー入口１３から波浪を取り込むことができる。この結果として、同図（ａ）に模式的に示すように、破線で示した水位上昇位置Ｆ’が低下して実線で示した水位上昇位置Ｆとなる。すなわち、オーバーフロー経路１５内のオーバーフロー入口１３からオーバーフロー出口１４への水の流れ（下方流）により、波浪中における船体２周囲の水位上昇量を低下させることができる。これにより、波浪中において船体２が受ける圧力を減少させて、抵抗低下を実現することが可能となる。
In the hull 2 of FIG. 4, the overflow inlet 13 is provided in front of the apex CP at the static water level rising position C (the bow 7 side), and the overflow outlet 14 is rearward of the apex CP (the stern 8 side, FIG. 2).
By providing the overflow inlet 13 in front of the vertex CP, waves can be taken from the overflow inlet 13 before the water level rising position F ′ reaches the vertex. As a result, as schematically shown in FIG. 5A, the water level rising position F ′ indicated by the broken line is lowered to the water level rising position F indicated by the solid line. That is, due to the flow of water (downward flow) from the overflow inlet 13 to the overflow outlet 14 in the overflow path 15, the amount of increase in the water level around the hull 2 in the waves can be reduced. Thereby, it is possible to reduce the pressure received by the hull 2 in the waves and to realize a reduction in resistance.
図４（ｂ）は、船底側から見た要部概念平面図を示しており、一点鎖線Ｇ、Ｈは、同図（ａ）の一点鎖線Ｇ、Ｈの高さの船体２の外形を表している。同図（ｂ）に示すように、オーバーフロー入口１３は、水面よりも上方（喫水線Ｄより上方）に設けられているから、船体２の外側への広がりが大きい。対して、オーバーフロー出口１４は水面より下方（喫水線Ｄの下）に設けられているから、船体２の外側への広がりが小さい。このため、オーバーフロー入口１３は、オーバーフロー出口１４よりも厚く大きく形成されている。また、オーバーフロー出口１４はオーバーフロー入口１３よりも細長い形状に形成されており、その長手方向が船体２の前後方向となるように設置されている。これにより、オーバーフロー出口１４から排出される排水量の分布が船体２の前後方向で変化して、オーバーフロー出口１４近傍における抵抗の変化が生じることを抑制できる。 FIG. 4B shows a conceptual plan view of the main part viewed from the ship bottom side, and alternate long and short dash lines G and H represent the outer shape of the hull 2 at the height of alternate long and short dash lines G and H in FIG. ing. As shown in FIG. 5B, the overflow inlet 13 is provided above the water surface (above the water line D), and therefore, the outward expansion of the hull 2 is large. On the other hand, since the overflow outlet 14 is provided below the water surface (below the draft line D), the outward spread of the hull 2 is small. For this reason, the overflow inlet 13 is formed thicker and larger than the overflow outlet 14. Further, the overflow outlet 14 is formed in an elongated shape than the overflow inlet 13, and is installed so that the longitudinal direction thereof is the front-rear direction of the hull 2. Accordingly, it is possible to suppress the change in the resistance in the vicinity of the overflow outlet 14 due to the distribution of the amount of drainage discharged from the overflow outlet 14 changing in the front-rear direction of the hull 2.
オーバーフロー出口１４は、その断面積（水平面で切った場合の断面積）が、オーバーフロー入口１３の断面積よりも大きくなるように形成されている。これにより、オーバーフロー入口１３から取り込まれた水を、オーバーフロー出口１４からスムーズに排出することができる。したがって、オーバーフロー経路１５内に水が溜まることなくスムーズに流れ、オーバーフロー入口１３からスムーズに波浪６を取り込むことが可能となる。
また、オーバーフロー出口１４が、その長手方向が船体２の前後方向となるように設置されていることにより、横方向に設置される場合と比較して、オーバーフロー出口１４自身による抵抗増加を抑制できる。
The overflow outlet 14 is formed so that its cross-sectional area (cross-sectional area when cut in a horizontal plane) is larger than the cross-sectional area of the overflow inlet 13. Thereby, the water taken in from the overflow inlet 13 can be smoothly discharged from the overflow outlet 14. Therefore, water can flow smoothly without collecting in the overflow path 15, and the waves 6 can be smoothly taken in from the overflow inlet 13.
Further, since the overflow outlet 14 is installed such that the longitudinal direction thereof is the front-rear direction of the hull 2, an increase in resistance due to the overflow outlet 14 itself can be suppressed as compared with the case where the overflow outlet 14 is installed in the lateral direction.
図５は、向波に対するブラントネス係数Ｂｆと反射波に基づく抵抗増加係数ＫＡＷとの関係を示すグラフである。同図に示すように、ブラントネス係数Ｂｆが０．１８７以下の範囲では、ブラントネス係数０．１２で抵抗増加係数がいったんピークに達した後、０．１８７まで低下する。そして、ブラントネス係数が０．１８７以上となると、抵抗増加係数はブラントネス係数に比例して増大する。この比例する範囲においては、ブラントネス係数が０．３２のときに０．１２のときの抵抗増加係数と略同じ値となる。このため、船体２のブラントネス係数を０．１２〜０．３２の範囲内とすることにより、抵抗増加を伴うことなく船舶の輸送能力を向上させることができる。船体２のブラントネス係数が０．１２〜０．１７程度の形状の場合、船体２の船首部１０形状を肥大させてブラントネス係数を少し大きくして、０．１８〜０．２０程度とすることが好ましい。この構成により、抵抗増加係数の低下と輸送能力の向上とを同時に実現することができる。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the bluntness coefficient B f for the directional wave and the resistance increase coefficient K AW based on the reflected wave. As shown in the figure, in the range where the bluntness coefficient Bf is 0.187 or less, the resistance increasing coefficient once reaches a peak at the bluntness coefficient 0.12, and then decreases to 0.187. When the bluntness coefficient is 0.187 or more, the resistance increase coefficient increases in proportion to the bluntness coefficient. In this proportional range, when the bluntness coefficient is 0.32, the resistance increase coefficient is approximately the same value as 0.12. For this reason, by setting the bluntness coefficient of the hull 2 within the range of 0.12 to 0.32, the transport capability of the ship can be improved without increasing the resistance. If the hull 2 has a shape with a bluntness coefficient of about 0.12 to 0.17, the shape of the bow 10 of the hull 2 may be enlarged to slightly increase the bluntness coefficient to about 0.18 to 0.20. preferable. With this configuration, it is possible to simultaneously realize a decrease in the resistance increase coefficient and an improvement in the transport capability.
ブラントネス係数Ｂｆとは、反射波に基づく抵抗増加係数ＫＡＷに影響する係数であり、船体２における水面上の肥大度を表す係数である。抵抗増加係数ＫＡＷとブラントネス係数Ｂｆとの関係は、α１：喫水影響項および速度影響項（１+α２）と共に以下の式（１）で示される。
ＫＡＷ＝Ｂｆ・α１・（１+α２） ……（１）
Ｂｆ ：ブラントネス係数
α１ ：喫水影響項
（１+α２）：速度影響項
The Burantonesu coefficient B f, a factor affecting the resistance increase coefficient K AW based on the reflected wave is a coefficient representing the enlargement degree on the water surface in the hull 2. The relationship between the resistance increase coefficient K AW and the bluntness coefficient B f is expressed by the following formula (1) together with α 1 : draft effect term and speed effect term (1 + α 2 ).
K AW = B f · α 1 · (1 + α 2 ) (1)
B f : Brandtness coefficient α 1 : Drafting influence term (1 + α 2 ): Speed influence term
図６は、本実施形態による船体構造（例その４）を示す要部概念側面図である。同図に示すように、オーバーフロー経路１５を通過する水のエネルギーを回収するエネルギー回収手段１６を備えた構成としてもよい。これにより、オーバーフロー経路１５における水の流れのエネルギーを回収して発電することができる。エネルギー回収手段１６としては、例えば、羽根車やプロペラなどのように、水流を回転運動に変換するものが挙げられる。エネルギー回収手段１６より得られた電気は、例えば、オーバーフロー出口１４に設けられている逆流防止弁１２操作のエネルギーを補うために用いることができる。 FIG. 6 is a conceptual side view of the main part showing the hull structure (example 4) according to the present embodiment. As shown in the figure, an energy recovery means 16 for recovering the energy of water passing through the overflow path 15 may be provided. As a result, the energy of the water flow in the overflow path 15 can be recovered and generated. Examples of the energy recovery means 16 include a device that converts a water flow into a rotational motion, such as an impeller or a propeller. The electricity obtained from the energy recovery means 16 can be used, for example, to supplement the energy for operating the check valve 12 provided at the overflow outlet 14.
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図７および図８を参酌して、以下に説明する。本実施形態の船体構造は、オーバーフロー入口がステム部に設けられている点において、上述した実施形態と異なっている。上述した実施形態において説明した部材と機能が同じ部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The hull structure of the present embodiment is different from the above-described embodiment in that an overflow inlet is provided in the stem portion. Members having the same functions as those described in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図７は本実施形態による船体構造（例その１）の要部を概念的に示したものであり、（ａ）は要部概念側面図であり、（ｂ）は要部正面図である。同図に示すように、オーバーフロー入口２３は、船体２２の船首７の稜線部分であるステム部に設けられている。このため、波浪中において、船首７付近の波浪６をオーバーフロー入口２３に取り込むことができるから、水位上昇を抑制して、船体２２の受ける抵抗を抑制することが可能である。 FIG. 7 conceptually shows the main part of the hull structure (example 1) according to this embodiment, (a) is a conceptual side view of the main part, and (b) is a front view of the main part. As shown in the figure, the overflow inlet 23 is provided in a stem portion that is a ridge line portion of the bow 7 of the hull 22. For this reason, in the waves, the waves 6 near the bow 7 can be taken into the overflow inlet 23, so that the rise of the water level can be suppressed and the resistance received by the hull 22 can be suppressed.
図８は、本実施形態による船体構造（例その２）の要部を概念的に示したものであり、（ａ）は要部概念側面図であり、（ｂ）は要部正面図である。同図には、オーバーフロー入口２３の近傍に波浪６の上昇波をオーバーフロー入口２３に取り込む上昇波取込手段２４を備えている構成を示している。
上昇波取込手段２４を設けることにより、上昇波が上昇波取込手段の上方の船体にまで達することによる抵抗の増加を低減できる。これに加えて、上昇波がぶつかるときに上昇波取込手段２４に加えられる力を、推力として用いることもできる。
FIG. 8 conceptually shows the main part of the hull structure (example 2) according to the present embodiment, (a) is a conceptual side view of the main part, and (b) is a front view of the main part. . In the figure, a configuration is shown in which an ascending wave capturing means 24 for capturing the rising wave of the wave 6 into the overflow inlet 23 is provided in the vicinity of the overflow inlet 23.
By providing the rising wave capturing means 24, an increase in resistance due to the rising wave reaching the hull above the rising wave capturing means can be reduced. In addition, the force applied to the rising wave capturing means 24 when the rising wave collides can also be used as the thrust.
上昇波取込手段２４は、前（船首７）側が後（船尾８）側よりも下方となるよう構成されている、オーバーフロー入口２３への対向面を備えている。このため、波浪６により上昇波取込手段２４に加えられた力を、図８（ａ）に太線で囲んだ白抜き矢印で示すように、船体２２の推進力として利用することができる。 The ascending wave capturing means 24 includes a surface facing the overflow inlet 23 configured such that the front (bow 7) side is lower than the rear (stern 8) side. Therefore, the force applied to the rising wave capturing means 24 by the waves 6 can be used as the propulsive force of the hull 22 as shown by the white arrow surrounded by the thick line in FIG.
本実施形態では、船体２２と一体として、オーバーフロー入口２３に覆い被さる上昇波取込手段２４を設けた構成について説明した。しかし、上昇波取込手段２４はこれに限られるものではなく、船体と一体でない庇状の付加物やステップとして構成してもよい。また、ステム部以外に取り付けられたオーバーフロー入り口に取り付けることとしてもよい。 In the present embodiment, the configuration in which the rising wave capturing means 24 that covers the overflow inlet 23 is provided integrally with the hull 22 has been described. However, the rising wave capturing means 24 is not limited to this, and may be configured as a bowl-shaped addition or step that is not integral with the hull. Moreover, it is good also as attaching to the overflow entrance attached except the stem part.
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について、図９を参酌して、以下に説明する。本実施形態の船体構造は、オーバーフロー経路に気体の供給または気体の供給および制御をする給気手段が設けられている点において、上述した実施形態と異なっている。上述した実施形態において説明した部材と機能が同じ部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The hull structure of the present embodiment is different from the above-described embodiment in that an air supply means for supplying gas or supplying and controlling gas is provided in the overflow path. Members having the same functions as those described in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図９は本実施形態による船体構造を示す要部概念側面図であり、（ａ）が気泡流吹出口３３を備えた船体構造３１を示し、（ｂ）が気泡流吹出口３３の代わりに複数の気泡発生装置３４を備えた船体構造３２を示している。
オーバーフロー経路５に気泡流吹出口３３および／または気泡発生装置３４を設けることにより、水の流れを用いて船底のオーバーフロー出口４まで気泡を到達させることができる。このように、オーバーフロー経路５の下方流を用いることにより、気泡流を船底まで送る動力を節約して、気体潤滑による抵抗低減を実現することができる。
FIG. 9 is a conceptual side view showing a main part of the hull structure according to the present embodiment. FIG. 9A shows the hull structure 31 provided with the bubble outlet 33, and FIG. The hull structure 32 provided with the bubble generating device 34 is shown.
By providing the bubble flow outlet 33 and / or the bubble generator 34 in the overflow path 5, the bubbles can reach the overflow outlet 4 at the bottom of the ship using the flow of water. In this way, by using the downward flow of the overflow path 5, it is possible to save the power for sending the bubble flow to the bottom of the ship, and to realize resistance reduction by gas lubrication.
このように気泡を船底に流すことにより、オーバーフロー経路５の抵抗低減のみならず船体の抵抗低減を実現できる。また、気泡流吹出口３３および／または気泡発生装置３４をオーバーフロー出口４近傍に設けた場合は、船体の抵抗低減を主に図ることができる。 By flowing the bubbles to the bottom of the ship in this way, not only the resistance of the overflow path 5 but also the resistance of the hull can be reduced. Moreover, when the bubble flow outlet 33 and / or the bubble generator 34 are provided in the vicinity of the overflow outlet 4, the resistance of the hull can be mainly reduced.
気泡流吹出口３３や気泡発生装置３４により、オーバーフロー経路５への供給または気体の供給および制御を行う手段としては、例えば、ブロアーやポンプによって空気を取り込むものや、過給機の圧縮空気を利用するもの、気液せん断法により気泡を発生させるものが挙げられる。ここで、気液せん断法とは、渦流をつくって、この中に気体を巻き込み、インペラーやベーンにより気体を切断・粉砕することにより気泡を発生させる方法をいう。 As a means for supplying to the overflow path 5 or supplying and controlling the gas by the bubble flow outlet 33 and the bubble generating device 34, for example, a device that takes in air by a blower or a pump, or a compressed air of a supercharger is used. And those that generate bubbles by the gas-liquid shearing method. Here, the gas-liquid shearing method refers to a method of generating bubbles by creating a vortex, entraining gas therein, and cutting and crushing the gas with an impeller or vane.
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について、図１０を参酌して、以下に説明する。本実施形態の船体構造は、オーバーフロー経路を通過する水に高分子ポリマーを供給する高分子供給手段が設けられている点において、上述した実施形態と異なっている。上述した実施形態において説明した部材と機能が同じ部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The hull structure of the present embodiment is different from the above-described embodiment in that a polymer supply means for supplying a polymer to water passing through the overflow path is provided. Members having the same functions as those described in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図１０は本実施形態による船体構造４１を示す要部概念側面図である。同図に示すように、船体構造４１には、オーバーフロー経路５のオーバーフロー入口３付近に高分子供給手段４２が設けられている。この高分子供給手段４２により、オーバーフロー入口３から取り込まれた水に高分子ポリマーを供給することにより、オーバーフロー経路５内を流れる水の摩擦抵抗を減少させることができる（トムズ効果）。
トムズ効果により、最大７０％もの摩擦抵抗を減少させることができる。このため、オーバーフロー入口３からオーバーフロー出口４への水の流れをスムーズにして、オーバーフロー入口３から波浪６（図１参照）を取り込む効率が向上する。
FIG. 10 is a conceptual side view of the main part showing the hull structure 41 according to the present embodiment. As shown in the figure, the hull structure 41 is provided with a polymer supply means 42 in the vicinity of the overflow inlet 3 of the overflow path 5. By supplying the polymer to the water taken in from the overflow inlet 3 by the polymer supply means 42, the frictional resistance of the water flowing through the overflow path 5 can be reduced (Toms effect).
The Toms effect can reduce the frictional resistance by up to 70%. For this reason, the flow of water from the overflow inlet 3 to the overflow outlet 4 is made smooth, and the efficiency of taking in the waves 6 (see FIG. 1) from the overflow inlet 3 is improved.
高分子供給手段４２としては、例えば、微量の高分子ポリマーを放出する高分子放出孔を設ける構成や、高分子溶出塗料によりオーバーフロー経路５内の一部または前部を塗装して、高分子溶出塗料から高分子ポリマーを溶出させる構成などが考えられる。 As the polymer supply means 42, for example, a structure in which a polymer release hole for releasing a small amount of polymer polymer is provided, or a part or front part of the overflow path 5 is painted with a polymer elution paint to dissolve the polymer. A configuration in which a high molecular weight polymer is eluted from the paint can be considered.
高分子供給手段４２から高分子ポリマーを供給することにより、オーバーフロー経路５の抵抗低減のみならず船体の抵抗低減を実現できる。また、高分子供給手段４２をオーバーフロー出口４近傍に設けた場合は、船体の抵抗低減を主に図ることができる。 By supplying the polymer from the polymer supply means 42, not only the resistance of the overflow path 5 but also the resistance of the hull can be reduced. Moreover, when the polymer supply means 42 is provided in the vicinity of the overflow outlet 4, the resistance of the hull can be mainly reduced.
上述した各実施形態の船体構造は、船体付加物として既存の船舶の船体に付加することもできる。これにより、波浪中における既存の船舶の抵抗低減を実現することが可能となる。 The hull structure of each embodiment mentioned above can also be added to the hull of the existing ship as a hull appendage. This makes it possible to reduce the resistance of existing ships in the waves.
本発明は、コンテナ船をはじめ、油タンカー、ＬＮＧ船、又はＬＰＧ船などの船舶に広く適用できるものである。また、本発明の船体構造を船舶の建造時に設けることも、既存の船舶に後付で設けることも可能である。 The present invention can be widely applied to ships such as container ships, oil tankers, LNG ships, and LPG ships. Further, the hull structure of the present invention can be provided at the time of construction of a ship, or can be provided later on an existing ship.
１、２１、３１、３２、４１ 船体構造
２、２２、４２ 船体
３、１３、２３ オーバーフロー入口
３Ｃ 入口中心
４、１４ オーバーフロー出口
４Ｃ 出口中心
５、１５ オーバーフロー経路
６ 波浪
１０ 船首部
１２ 逆流防止弁（逆流防止手段）
１６ エネルギー回収手段
１７ 位相変更板（逆流防止手段）
２４ 上昇波取込手段
３３ 気泡流吹出口（給気手段）
３４ 気泡発生装置（給気手段）
４３ 高分子供給手段
Ｃ 静的水位上昇位置
ＣＰ 頂点（静的水位上昇位置の頂点）
Ｄ 喫水線
Ｗ 船幅
1,21,31,32,41 Hull structure 2,22,42 Hull 3,13,23 Overflow inlet 3C Inlet center 4,14 Overflow outlet 4C Outlet center 5,15 Overflow path 6 Wave 10 Bow 12 Backflow prevention valve ( Backflow prevention means)
16 Energy recovery means 17 Phase change plate (backflow prevention means)
24 Ascending wave capturing means 33 Bubble outlet (air supply means)
34 Bubble generator (air supply means)
43 Polymer supply means C Static water level rising position CP vertex (vertical water level rising position vertex)
D water line W ship width
Claims (12)
前記船体の喫水以下に設けたオーバーフロー出口と、
前記オーバーフロー入口と前記オーバーフロー出口との間に設けたオーバーフロー経路を備え、少なくとも前記オーバーフロー入口の一部が前記静的水位上昇位置の前記頂点よりも前方に臨むように、かつ前記オーバーフロー入口の前記船体の前後方向の入口中心を前記オーバーフロー出口の前記船体の前後方向の出口中心よりも前方に設定し、波浪を前記オーバーフロー入口から取り込み前記オーバーフロー経路を経て前記オーバーフロー出口より排出したことを特徴とするオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船体構造。 Provided only above the apex of the static water level rising position, which is the rising position of the water surface generated in the hull when traveling in flat water where there is no wave due to the sailing speed set at the time of design as a representative speed for each ship Overflow inlet,
An overflow outlet provided below the draft of the hull;
An overflow path provided between the overflow inlet and the overflow outlet, wherein at least a part of the overflow inlet faces forward of the top of the static water level rising position, and the hull of the overflow inlet The overflow center is set forward of the center of the overflow outlet in the longitudinal direction of the hull, the wave is taken in from the overflow inlet and discharged from the overflow outlet through the overflow path. A hull structure designed to reduce and increase resistance in waves by using this method.
向波に対するブラントネス係数Ｂｆが０．１２〜０．３２の範囲内の船体を備えていることを特徴とするオーバーフロー方式による波浪中抵抗増加低減を図った船舶。 It has a hull structure that aims to reduce resistance increase in waves by the overflow method according to one of claims 1 to 9,
A ship designed to reduce an increase in resistance in waves by an overflow method, comprising a hull having a bluntness coefficient Bf with respect to a direction wave in a range of 0.12 to 0.32.
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