(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の上甲板の上に設けられ、かつ、船橋を有する上部構造物を、複数の階層構造物を積層して構成すると共に、
ドジャー及び該ドジャーの支持構造体を除いた前記階層構造物の全ての又は一部の階層構造物の前方の面の両舷側に、平面視で、当該階層構造物の最大幅の５％以上の半径の第１円弧と、前記最大幅の４０％以下の半径の第２円弧との間の領域に入る曲面を設け、
更に、下側の階層構造物を上側の階層構造物よりも前方に延ばして配置して、上部構造物の前方を階段状に形成すると共に、前記ドジャーの設けられる階層構造物を除いた前記階層構造物の最大幅を全部同じにして形成したことを特徴とする船舶。
【請求項２】
前記階層構造物の屋上部分と正面との角部を角取り又は丸めを設けて形成したことを特徴とする請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
階段状に形成した前記階層構造物の屋上に機器を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の船橋及び居住区のスペースを削減することなく、船橋や居住区などの上部構造物の風圧抵抗を減少できる船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８及び図９に示すように、水上を走行する商用の船舶１Ｘでは、船体の上甲板２より上に、船橋１１や居住区１２のために上部構造物１０を設けている。タンカーや貨物船などでは、この上部構造物１０は、船尾側に設けられた機関室の上方に配置されている。この上部構造物１０の見晴らしの良い上方部分には船橋１１が設けられ、下方部分には居住区１２が設けられている。この船橋１１部分には、船体の左右舷側に延びるドジャーと呼ばれる見張り台１３が設けられ、船橋１１部分の後ろ側の水平部分１５には煙突１４が設けられている。
【０００３】
この上部構造物１０は、上甲板２より上にあり、船橋１１における視界を確保するために、通常は風をまともに受ける位置にあり、風圧抵抗を生じている。従来は、この風圧抵抗は船体の抵抗の大部分が水中の摩擦抵抗や渦抵抗、又は、水面の造波抵抗等であったため、大きな問題となっていなかった。そのため、施用面形状は上下左右方向に延びる平面で形成され、側面もこの正面に略垂直な面で形成され、後部側は煙突を配置するために上下方向に段差があるものの基本的には平面で囲われた形状となっている。
【０００４】
しかしながら、近年、船体の水中及び水面における抵抗を減少する技術が進展し、船舶の全体の抵抗に占める風圧抵抗の割合が増加してきており、また、省エネルギーによるＣＯ2削減の要求が大きくなっていることもあり、この上部構造物の風圧抵抗を低減する要求が強まってきている。特に、実際に船舶が航行する海域では、風が吹いている場合が殆どであり、また、無風時であっても、船舶の航行によって船舶には前方から風が吹いているのと同じ状態になるので、この上部構造物の風圧抵抗の低減は非常に重要となる。
【０００５】
これに関して、タンカーやバルクキャリアのような貨物船に設置されている居住区によって航行時に生ずる風圧抵抗を、居住区内における居室の配置や、船体外観上の問題を生ずることなく低減させるために、船体の甲板上に設置された居住区の船幅方向の正面と、船体長さ方向の側面とのなす隅角部に、一定寸法で直角状に切り欠かれた隅切り部を形成し、前記隅切り部によって、航行時に居住区の正面が受ける風圧抵抗を低減して省エネルギーを向上させる船舶の居住区形状が提案されている（例えば、特許文献１参照。）
【０００６】
また、タンカーやバルクキャリアのような貨物船に設置されている居住区によって航行時に生ずる風圧抵抗を、居住区内における居室の配置等を変更する必要なく、比較的簡単な工事で低減させるために、船体の甲板上に設置された居住区の船幅方向の正面と、船体長さ方向の側面とのなす隅角部に、所定寸法の幅で切り落とした斜面状部が形成されており、この斜面状部によって、居住区の正面が受ける風圧抵抗を適切に低減させる船舶の居住区が提案されている（例えば、特許文献２参照。）
【０００７】
これらの船舶の居住区では、居住区の船幅方向の正面と、船体長さ方向の側面とのなす隅角部に、この面の本来の幅の５〜２０％の一定寸法で直角状に切り欠かれた隅切り部を形成したり、この面の本来の幅の５〜２０％の所定寸法の幅で切り落とした斜面状部を形成したりして、隅切り部で剥離した空気の流れを引き寄せて渦を弱めることにより、抵抗を低減している。
【０００８】
これらの船舶の居住区では、従来技術の上部構造物の居住区内における居室等の配置を変更せずに、風圧抵抗の低減を図っているため、従来技術の上部構造物の隅部を正面や側面の本来の幅の５〜２０％の範囲内で隅切り部や斜面状部を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２９０９０号公報
【特許文献２】特開平１１−１２９９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一方、本発明者らは、上部構造物の隅部に曲面を設けて、前方からの空気の流れ(風)を正面から両舷側に円滑に流すことにより、正面方向からの空気の流れによる風圧抵抗を減少できるとの知見を得た。この曲面の半径は、正面の幅の５％〜４０％程度が好ましいが、居住区の容積が減少するという問題が生じる。これを補うために居住区を幅方向に広げると風圧正面積が増加し、風圧抵抗が増加することになる。また、居住区を前方に伸ばすと、ベンチレーター等の各種機器の配置ができなくなる恐れがある。
【００１１】
本発明の目的は、船舶の上部構造物の容積を確保しつつ、上部構造物の風圧抵抗を減少できる船舶を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための船舶は、船舶の上甲板の上に設けられ、かつ、船橋を有する上部構造物を、複数の階層構造物を積層して構成すると共に、ドジャー及び該ドジャーの支持構造体を除いた前記階層構造物の全ての又は一部の階層構造物の前方の面の両舷側に、平面視で、当該階層構造物の最大幅の５％以上の半径の第１円弧と、前記最大幅の４０％以下の半径の第２円弧との間の領域に入る曲面を設け、更に、下側の階層構造物を上側の階層構造物よりも前方に延ばして配置して、上部構造物の前方を階段状に形成すると共に、前記ドジャーの設けられる階層構造物を除いた前記階層構造物の最大幅を全部同じにして形成して構成される。
【００１３】
第１円弧よりも小さいと曲面による左右方向の流れの円滑化の効果が少なく、また、第２円弧よりも大きいと、曲面を設けることによる船橋及び居住区の容積の確保が難しくなる。なお、この構成により、単なる角部に丸めや、階層構造物全体が曲面となるような構造は本発明から除外される。なお、ドジャーとは、接岸時や離岸時等の操船に際して、舷側を監視するために人員が舷側に移動できるように、船橋の操舵室から左右両方向に延びて形成された構造物である。
【００１４】
上記の構成によれば、風圧抵抗に関しては、船舶航行時に、正面から受ける風は、上部構造物の正面によって流れを妨げられ、上部構造物の両舷側に流れていく左右方向の流れと、上部構造物の上側に流れて行く上下方向の流れに分かれる。この左右方向の流れは、両舷側の端部を曲面で形成することにより、角部の流れとは異なり、剥離が生じない円滑な流れとなるので、風圧抵抗が低減する。また、上下方向の流れは、正面が階段状に形成されることにより、正面を単一平面で形成した時よりも高さ方向の勾配が緩やかになるため、円滑な流れとなるので、風圧抵抗が低減する。
【００１５】
更に、この構成で、下側の階層構造物を前方に延ばして配置することにより、階層構造物の両舷側に曲面を設けたことによって減少した居住区の容積を相殺することができる。また、前方に延ばすことにより配置できなくなったベンチレーター等の各種機器を階段状に形成した階層構造物の屋上に配置することができる。
【００１６】
また、前記階層構造物の最大幅を全部同じにして形成すると、居住区の容積の確保が容易となる。
【００１７】
上記の船舶において、前記階層構造物の屋上部分と正面との角部を角取り又は丸めを設けて形成すると、この隅部における流れの剥離を防止して、この隅部における渦の発生を抑制できるので、風圧抵抗を更に減少できる。
【００１８】
なお、上記の風圧抵抗の少ない船舶の構造の決定方法は、風圧抵抗の少ない船舶の設計方法としても利用できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の船舶によれば、上部構造物を複数の階層構造物で形成すると共に、全て又は一部の階層構造部の両舷側を曲面で形成したので、上部構造物における風の流れを円滑にすることができ、風圧抵抗を低減して省エネルギー化を図ることができる。その結果、Ｃ０2を減少して環境の悪化を防止できる。
【００２０】
また、下側の階層構造物を前方に延ばして配置することにより、階層構造物の両舷側に曲面を設けたことによって減少した居住区の容積を相殺することができる。また、前方に延ばすことにより配置できなくなったベンチレーター等の各種機器を階段状にした屋上に配置できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における船舶の上部構造物を斜め上方の前方から見た図である。
【図２】図１の船舶の上部構造物の側面図である。
【図３】図１の上部構造物の平面図である。
【図４】上部構造物の階層構造物の曲面を示す部分拡大平面図である。
【図５】上部構造物の階層構造物の寸法を示す側面図である。
【図６】上部構造物の階層構造物の屋上部分と正面との角部を丸めた様子を示す側面図である。
【図７】上部構造物の階層構造物の屋上部分と正面との角部を角取りした様子を示す側面図である。
【図８】従来技術の船舶の上部構造物を斜め上方の前方から見た図である。
【図９】図８の船舶の上部構造物の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明に係る船舶の実施の形態について説明する。図１〜図３に示すように、この実施の形態の船舶１では、上甲板２上に上部構造物１０が設けられている。この上部構造物１０は見晴らしが良い上方部分には船橋１１を、その下方部分には居住区１２を有して構成されている。また、船橋１１の左右に、接岸時や離岸時等の操船に際して、舷側を監視するために人員が舷側側に移動できるように、船橋の操舵室から左右両方向に延びて形成されたドジャー１３が設けられ、また、上部構造物１０の船尾側の水平部１４に煙突１５が設けられている。
【００２３】
この上部構造物１０を、複数（図１〜図３では３層）の階層構造物１０ａ，１０ｂ，１０ｃを積層して構成とする。更に、中段の階層構造物１０ｂを最上層の階層構造物１０ｃよりも前方に延ばして配置すると共に、最下層の階層構造物１０ａを上側の中段の階層構造物１０ｂよりも前方に延ばして配置して、上部構造物の前方を階段状に形成する。
【００２４】
それと共に、図３〜図５に示すように、これらの階層構造物１０ａ，１０ｂ，１０ｃの一部（図３〜図５では中段と最下層）の階層構造物１０ａ，１０ｂの前方の面の両舷側に、平面視で、ドジャー１３、及び、ドジャーの支持構造体が設けられている場合にはこのドジャーの支持構造体（図１から図５では示していない。）を除いた当該階層構造物１０ａ，１０ｂの最大幅Ｂ１の５％以上の半径Ｒｍｉｎの第１円弧Ｃｍｉｎと、最大幅Ｂ１の４０％以下の半径Ｒｍａｘの第２円弧Ｃｍａｘとの間の領域に入る曲面１０ａａ、１０ｂａを設ける。なお、図３〜図５では、２つの階層構造物１０ａ，１０ｂに曲面１０ａａ、１０ｂａを設けているが、更に風圧抵抗を減少させるために、全ての階層構造物１０ａ，１０ｂ，１０ｃに曲面を設けてもよい。
【００２５】
第１円弧Ｃｍｉｎよりも小さいと曲面１０ａａ、１０ｂａによる左右方向の流れの円滑化の効果が少なく、また、第２円弧Ｃｍａｘよりも大きいと、曲面１０ａａ、１０ｂａを設けることによる船橋１１及び居住区１２の容積の減少が大きく、これらの確保が難しくなる。
【００２６】
また、上部構造物の側方は平面形状の側面１８で形成され、後方は、例えば、側面１８に接続する後部斜面１７と後部面１６とで形成される。この後部斜面１７は曲面で形成してもよい。また、その他の形状であってもよい。これらの後部の形状により、上部構造物１０の後方部分で発生する渦流を抑制して抵抗の削減を図ることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、風圧抵抗に関しては、船舶航行時に、正面からの風は、上部構造物１０の正面で両舷側に流れていく左右方向の流れと、上部構造物１０の上側に流れて行く上下方向の流れに分離される。この左右方向の流れは、各階層構造物１０ａ，１０ｂの端部に形成した曲面１０ａａ，１０ｂａで後方に円滑に流れるようになるので、剥離が発生しなくなり風圧抵抗が低減する。
【００２８】
また、上下方向の流れは、正面を階層構造物１０ａ，１０ｂ，１０ｃで、上下方向に関して緩やかな勾配で形成された階段状の積層構造により、円滑な流れとなるので、風圧抵抗が低減する。
【００２９】
また、下側の階層構造物１０ａ，１０ｂを前方に距離Ｌ１、Ｌ２だけ延ばして配置することにより、階層構造物１０ａ，１０ｂの両舷側に曲面１０ａａ，１０ｂａを設けたことによって減少した居住区１２の容積を相殺することができる。また、前方に延ばすことにより減少した各種機器の配置面積を屋上で確保することができる。これにより、船舶１の上部構造物１０の容積のみならず、上部構造物１０の各種機器の配置面積を確保できる。
【００３０】
また、図６及び図７に示すように、階層構造物１０ａ，１０ｂ，１０ｃの屋上部分１０ａｂ，１０ｂｂ，１０ｃｂと正面との角部を角取り  １０ａｃ，１０ｂｃ，１０ｃｃ、又は、丸め１０ａｄ，１０ｂｄ，１０ｃｄを設けて形成すると、この隅部における流れの剥離を防止して、この隅部における渦の発生を抑制でき、風圧抵抗を更に減少できるので、この構成とすることが好ましい。
【００３１】
この角取り１０ａｃ，１０ｂｃ，１０ｃｃの高さと幅は、各階層構造の高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３のそれぞれ３０％から６０％程度が好ましく、また、丸め１０ａｄ，１０ｂｄ，１０ｃｄの半径は各階層構造の高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３のそれぞれ３０％から６０％程度が好ましい。
【００３２】
更に、階層構造物１０ａ，１０ｂ，１０ｃの最大幅Ｂ１を全部同じにして形成すると、居住区１２の容積及び屋上部分１０ａｂ，１０ｂｂ，１０ｃｂの面積の確保が容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の船舶は、上部構造物を両舷に曲面を形成した複数の階層構造物で形成し、下側の階層構造物を前方に延ばして配置しているので、居住区の容積を確保しつつ、上部構造物における風の流れを円滑にして、風圧抵抗を低減して省エネルギー化、及び、Ｃ０2の低減を図ることができるので、数多くの種類の船舶として利用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１、１Ｘ  船舶
２  上甲板
１０  上部構造物
１０ａ  階層構造物（最下層）
１０ｂ  階層構造物（中段）
１０ｃ  階層構造物（最上層）
１０ａａ，１０ｂａ，１０ｃａ    曲面
１０ａｂ，１０ｂｂ，１０ｃｂ    屋上部分
１１  船橋
１２  居住区
１３  ドジャー
１４  後部水平部
１５  煙突
１６  後部面
１７  後部斜面
Ｂ  船の幅
Ｂ１  上部構造物の最大幅
Ｃｍｉｎ  最小円弧
Ｃｍａｘ  最大円弧
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  曲面の半径
Ｒｍｉｎ  最小円弧の半径
Ｒｍａｘ  最大円弧の半径
【図１】
0005385195.tif 000002
【図２】
0005385195.tif 000003
【図３】
0005385195.tif 000004
【図４】
0005385195.tif 000005
【図５】
0005385195.tif 000006
【図６】
0005385195.tif 000007
【図７】
0005385195.tif 000008
【図８】
0005385195.tif 000009
【図９】
0005385195.tif 000010