(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船首乾舷部分と、
前記船首乾舷部分より下方に設けられた球状船首（Ｂｕｌｂｏｕｓ  Ｂｏｗ：バルバスバウ）と
を具備し、
前記球状船首は、
満載喫水線と前記満載喫水線より下の軽荷喫水線との間に位置し、第１曲面に沿って形成される球状船首上方部分と、
前記軽荷喫水線よりも下に位置し、前記第１曲面に交差する第２曲面に沿って形成される球状船首下方部分と
を備え、
前記球状船首は、船の船首垂線に対応する位置としてのＦ．Ｐ．位置よりも前方に設けられ、
船の長さ方向を法線方向とするときの、前記Ｆ．Ｐ．位置より前方における所定横断面における前記球状船首上方部分の最大幅を最大上方幅とし、前記所定横断面における前記球状船首下方部分の最大幅を最大下方幅とするとき、
前記球状船首は、前記最大上方幅よりも大きい前記最大下方幅を有し、
前記球状船首は、前記球状船首上方部分と前記球状船首下方部分との境界を含む中間部分を備え、
前記中間部分は、前記所定横断面において、前記最大上方幅よりも小さい中間幅を有し、
前記中間部分は、前記球状船首上方部分と前記球状船首下方部分とを滑らかに接合する曲面を含み、
前記球状船首上方部分は、前記法線方向に前記Ｆ．Ｐ．位置を含む縦断面の前方に最前部を有し、
前記球状船首下方部分は、前記球状船首上方部分の前記最前部よりも前方に突出する突出部を有し、
前記球状船首上方部分は、前記縦断面における前記球状船首上方部分と前記軽荷喫水線とが交差する位置を、前記球状船首上方部分の前記最前部とし、
前記満載喫水線から船底までの深さを基準深さｄとし、前記Ｆ．Ｐ．位置を含む横断面としてのＦ．Ｐ．横断面から、前方への前記球状船首の突出量の最大値を最大突出量Ｌとするとき、
前記球状船首上方部分は、前記満載喫水線から０．２ｄの位置で、前記Ｆ．Ｐ．横断面から前方への突出量が０．６Ｌ以上であり、
前記球状船首下方部分は、前記船底から０．３ｄの位置で、前記Ｆ．Ｐ．横断面から前方への突出量が０．８Ｌ以上であり、
前記Ｆ．Ｐ．横断面より前方の前記所定横断面における前記球状船首の幅の最大値を、船首最大幅Ｂとするとき、
前記球状船首は、前記満載喫水線から０．５ｄの位置と前記満載喫水線から０．８ｄの位置との間で、前記船首最大幅Ｂとなり、
前記球状船首上方部分は、前記満載喫水線から０．２ｄの位置で、０．６Ｂ以上の幅を有し、
前記球状船首下方部分は、前記船底から０．３ｄの位置で、０．８Ｂ以上の幅を有する
船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積荷が満載状態の時の満載喫水と、軽荷状態（バラスト状態）の時の軽荷喫水とに対応した船の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶の推進性能を向上させる技術として、船首バルブや球状船首（Ｂｕｌｂｏｕｓ  Ｂｏｗ：バルバス・バウ）などと呼ばれる船首形状により、造波抵抗を低減させる技術が知られている。球状船首は、球状の構造物を船首水面下に備えている。その球状の構造物の作用により、航走中に船の前面の水圧が上がり、水面が盛り上がる。船首のすぐ後部は、通常は最も波の高くなりやすい場所であるが、球状の構造物の作用により、船首のすぐ後部の水圧は低くなり、波の発生が押さえられる。これにより航走中の造波抵抗が少なくなり、通常の船首形状の船舶よりも、同じ燃料消費量でよりスピードが出せることになる。
【０００３】
大型タンカーやＬＰＧ船などの排水型の船舶は、積荷を満載した満載状態と、積荷を積載しない軽荷状態（バラスト状態）との２つの状態で航走する場合がほとんどである。満載状態と軽荷状態との両方の状態で、航走時の推進性能を改善する技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００４】
特許文献１には、船首部に大型バルブを有する肥大船において、大型バルブの満載時の造波抵抗低減効果を活かしつつ、軽荷状態（バラスト状態）における推進性能の改善を図るための技術が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、油槽船などで、積載状態がほとんど満載喫水と軽荷喫水の二喫水である船舶に関する技術が記載されている。特許文献２の技術では、船舶の主要寸法を変えることなく、駆動・変形用の動力を必要とせず、主船体との繋がり不連続性が生じないよう球状船首を形成している。その球状船首により、いずれの喫水でも造波抵抗および砕波抵抗の減少を図り、推進性能を向上させている。
【０００６】
特許文献３に記載の技術では、船首バルブを有する船舶において、満載状態のみならず、軽荷状態における推進性能も改善できる船首バルブ付き船舶に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１８８１２５号公報
【特許文献２】特開平８−４０３４６号公報
【特許文献３】特開２００５−２３８９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明が解決しようとする課題は、満載喫水と軽荷喫水との各々の喫水における航走での推進性能を、改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下に、［発明を実施するための形態］で使用される番号を用いて、［課題を解決するための手段］を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１０】
上記の課題を解決するために、船首乾舷部分と、前記船首乾舷部分より下方に設けられた球状船首（３）とを具備する船（１）を構成する。ここで、前記球状船首（３）は、満載喫水線と前記満載喫水線より下の軽荷喫水線との間に位置し、第１曲面に沿って形成される球状船首上方部分（４）と、前記軽荷喫水線よりも下に位置し、前記第１曲面に交差する第２曲面に沿って形成される球状船首下方部分（５）とを備えることが好ましい。そして、船（１）の長さ方向を法線方向とするときの横断面における前記球状船首上方部分（４）の最大幅を最大上方幅とし、前記横断面における前記球状船首下方部分（５）の最大幅を最大下方幅とするとき、前記球状船首（３）は、前記最大上方幅よりも大きい前記最大下方幅を有することが好ましい。
【００１１】
その船（１）において、前記球状船首（３）は、前記球状船首上方部分（４）と前記球状船首下方部分（５）との境界を含む中間部分（６）を備えることが好ましい。そして、前記中間部分（６）は、前記横断面において、前記最大上方幅よりも小さい中間幅を有することが好ましい。
【００１２】
その船（１）において、前記中間部分（６）は、前記球状船首上方部分（４）と前記球状船首下方部分（５）とを滑らかに接合する曲面を含むことが好ましい。
【００１３】
その船（１）において、前記球状船首（３）は、前記球状船首上方部分（４）と前記球状船首下方部分（５）との境界を含む中間部分（６）を備えることが好ましい。そして、前記中間部分（６）は、前記横断面と、船（１）の幅方向を法線方向とするときの縦断面との少なくとも一方において、線分となるように形成されることが好ましい。
【００１４】
その船（１）において、前記球状船首（３）は、船（１）の垂線間長の前端（Ｆ．Ｐ．）よりも前方に設けられるものとする。ここにおいて、前記球状船首上方部分（４）は、船（１）の長さ方向を法線方向とするときの前記前端（Ｆ．Ｐ．）を含む前端横断面から、最も遠い位置を最前部とすることが好ましい。そして、前記球状船首下方部分（５）は、前記球状船首上方部分（４）の前記最前部よりも前方に突出する突出部（７）を有することが好ましい。
【００１５】
その船（１）において、前記球状船首上方部分（４）は、船（１）の幅方向を法線方向とした前記前端（Ｆ．Ｐ．）を含む縦断面における前記球状船首上方部分（４）と、前記軽荷喫水線とが交差する位置を、前記球状船首上方部分（４）の前記最前部とすることが好ましい。
【００１６】
その船（１）において、前記満載喫水線から船底までの深さを基準深さｄとし、垂線間長の前端（Ｆ．Ｐ．）を含む船（１）の長さ方向を法線方向とする前端面から、前方への前記球状船首（３）の突出量の最大値を最大突出量Ｌとするとき、前記球状船首上方部分（４）は、前記満載喫水線から０．２ｄの位置で、前記前端面から前方への突出量が０．６Ｌ以上であることが好ましい。また、前記球状船首下方部分（５）は、前記船底から０．３ｄの位置で、前記前端面から前方への突出量が０．８Ｌ以上であることが好ましい。
【００１７】
その船（１）において、前記満載喫水線から船底までの深さを基準深さｄとし、垂線間長の前端（Ｆ．Ｐ．）を含む船（１）の長さ方向を法線方向とする前端面における前記球状船首の幅の最大値を、船首最大幅Ｂとするとき、前記球状船首（３）は、前記満載喫水線から０．５ｄの位置と前記満載喫水線から０．８ｄの位置との間で、前記前端面における最大幅（船首最大幅Ｂ）となることが好ましい。また、前記球状船首上方部分（４）は、前記満載喫水線から０．２ｄの位置で、前記前端面における幅が、０．６Ｂ以上であることが好ましい。そして、前記球状船首下方部分（５）は、前記船底から０．３ｄの位置で、前記前端面における幅が、０．８Ｂ以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、満載喫水と軽荷喫水との各々の喫水における航走での推進性能を、改善することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本実施形態の船１の構成を例示する側面図である。
【図２】図２は、本実施形態の船１の構成を例示する正面図である。
【図３】図３は、本実施形態の船１の速度と船体抵抗（造波抵抗）係数との関係を例示するグラフである。
【図４】図４は、船１０１の船首１０２を例示する側面図である。
【図５】図５は、船１０１の、速度と船体抵抗（造波抵抗）係数との関係を例示するグラフである。
【図６】図６は、船２０１の船首２０２を例示する側面図である。
【図７】図７は、船２０１の、速度と船体抵抗（造波抵抗）係数との関係を例示するグラフである。
【図８】図８は、船１と、船１０１および船２０１における、速度と船体抵抗（造波抵抗）係数との関係を例示するグラフである。
【図９】図９は、船１、船１０１および船首１０２が、軽荷状態で航走するときの、速度と船体抵抗（造波抵抗）係数との関係を例示するグラフである。
【図１０】図１０は、本願発明の船１の可変喫水型球状船首３の他の構成を例示する側面図である。
【図１１】図１１は、本願発明の船１の可変喫水型球状船首３の他の構成を例示する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１実施形態］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、実施の形態を説明するための図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２１】
図１は、本実施形態の船１を側面から見た形状を例示する側面図である。本実施形態の船１は、航走時の喫水と停船時の喫水とが、概ね同じである。また、船１は、積荷を満載した満載状態と、積荷を積載せずバラストのみの軽荷状態（バラスト状態）との２つの状態で航走する。本実施形態の船１としては、大型タンカーやＬＰＧ船などの排水型の船舶が例示される。なお、以下の実施形態においては、本願発明の理解を容易にするために、船１の全体構造に関する説明を省略する。
【００２２】
図１を参照すると、本実施形態の船１は、船首２に可変喫水型球状船首３を備えている。その可変喫水型球状船首３は、船１の乾舷用船首垂線に対応する位置（以下、Ｆ．Ｐ．位置と記載する）よりも前方に突き出すように設けられている。その可変喫水型球状船首３は、球状船首上側部分４と球状船首下側部分５とを含んでいる。その球状船首上側部分４と球状船首下側部分５とは、球状船首中間部分６を境界とするように設けられている。その球状船首中間部分６は、軽荷喫水線の位置に対応している。
【００２３】
換言すると、球状船首上側部分４は、満載状態の時の喫水を示す満載喫水線と、軽荷状態の時の喫水を示す軽荷喫水線との間に設けられている。球状船首下側部分５は、軽荷喫水線と、船底に対応する位置を示す線（以下、船底線と記載する）との間に設けられている。球状船首上側部分４が形成する曲面と。球状船首下側部分５が形成する曲面とは、異なる形状であり、それらの曲面は、軽荷喫水線に対応する面で交差する。
【００２４】
図１に示されているように、球状船首上側部分４の最前部を球状船首上部分長さＵＦとするとき、球状船首下側部分５は、その球状船首上部分長さＵＦよりも前方に突出する突出部７を備えている。換言すると、本実施形態の船１において、球状船首下側部分５の最前部を球状船首下部分長さＬＦとするとき、その球状船首下部分長さＬＦは、可変喫水型球状船首３の最前部として作用する。
【００２５】
船１において、球状船首上側部分４は、満載状態における造波抵抗を低減させる。また、球状船首下側部分５は、軽荷状態における造波抵抗を低減させる。満載状態のときの航走では、船１の船首２は、乾舷部分で水に圧力を与えて、その水を押しのける。このときに、船首２が水面に起こす波による造波抵抗を、可変喫水型球状船首３の球状船首上側部分４と球状船首下側部分５の両方の作用によって効果的に打ち消すことが可能となる。
【００２６】
軽荷状態の時の航走では、球状船首上側部分４は、船首２の乾舷の一部となる。したがって、軽荷状態で船１が水面を進むとき、船１の船首２は、球状船首上側部分４で水に圧力を与えて、その水を押しのける。このときに、球状船首下側部分５によって効果的に打ち消されるような波を、球状船首上側部分４の最前部で水面に起こすことで、造波抵抗を減少することが可能となる。
【００２７】
また、図１に示されているように、満載喫水線から船底線までを、満載喫水深さｄとし、Ｆ．Ｐ．位置から前方への可変喫水型球状船首３の最大突出量を、球状船首長さＬとする。このとき、球状船首上側部分４は、満載喫水線から下方に０．２ｄの位置で、Ｆ．Ｐ．位置から前方への突出量が、０．６Ｌ以上であることが好ましい。また、球状船首下側部分５は、船底線から上方に、０．３ｄの位置で、Ｆ．Ｐ．位置から前方への突出量が、０．８Ｌ以上であることが好ましい。
【００２８】
図２は、本実施形態の船１を、正面から見た形状を例示する船体線図（正面図）である。なお、その船体線図は、本願発明の理解を容易にするために、主として船１のに関する形状を表している。船体線１２は、船１のＦ．Ｐ．位置に対応している。船体線１３は、船１のＦ．Ｐ．位置と球状船首上部分長さＵＦとの中間の位置に対応している。
【００２９】
図２を参照すると、本実施形態の船１の船首２において、可変喫水型球状船首３の球状船首下側部分５は、可変喫水型球状船首３の球状船首上側部分４よりも幅が広くなるように形成されている。また、本実施形態の船１において、可変喫水型球状船首３は、球状船首中間部分６に括れを備えている。
【００３０】
図２に示されているように、船首２の、Ｆ．Ｐ．位置での可変喫水型球状船首３の最大幅を船首最大幅Ｂとし、船１の満載喫水線から船底線までを、満載喫水深さｄとするとき、Ｆ．Ｐ．位置での満載喫水線より下での最大幅を取る位置は、満載喫水線より下方に０．５ｄ〜０．８ｄの位置になることが好ましい。また、満載喫水線から下方に、０．２ｄの位置での幅が、０．６Ｂ以上であることが好ましい。また、船底線から上方に、０．３ｄの位置での幅が、０．８Ｂ以上であることが好ましい。
【００３１】
図３は、本実施形態の船１の速度と船体抵抗（造波抵抗）係数との関係を例示するグラフである。実線１５は、上述の可変喫水型球状船首３を船首２に備える船１が、満載状態のときの速度の船体抵抗係数との関係を例示している。点線１６は、その船１が、軽荷状態の時の速度の船体抵抗係数との関係を例示している。図３に示されているように、その船１は、軽荷状態のときに計画速力で航走すると、第１軽荷状態抵抗Ｒ１Ｅを受ける。また、その船１は、満載状態のときに計画速力で航走すると、第１満載状態抵抗Ｒ１Ｆを受ける。
【００３２】
図４は、本実施形態の可変喫水型球状船首３を備えていない船１０１の船首１０２を例示する側面図である。図４に示されているように、その船１０１は、本実施形態の可変喫水型球状船首３と異なる形状の球状船首（船首バルブ）１０３を備えている。
【００３３】
図５は、図４に示されている球状船首（船首バルブ）１０３を有する船１０１の、速度と船体抵抗（造波抵抗）係数との関係を例示するグラフである。実線１７は、上述の球状船首（船首バルブ）１０３を船首１０２に備える船１０１が、満載状態のときの速度の船体抵抗係数との関係を例示している。点線１８は、その船１０１が、軽荷状態の時の速度の船体抵抗係数との関係を例示している。
【００３４】
図５に示されているように、その船１０１は、軽荷状態のときに計画速力で航走すると、第２軽荷状態抵抗Ｒ２Ｅを受ける。また、その船１０１は、満載状態のときに計画速力で航走すると、第２満載状態抵抗Ｒ２Ｆを受ける。
【００３５】
図６は、本実施形態の可変喫水型球状船首３を備えていない船２０１の船首２０２を例示する側面図である。図４に示されているように、その船２０１は、本実施形態の可変喫水型球状船首３と異なる形状の球状船首（船首バルブ）２０３を備えている。
【００３６】
図７は、図６に示されている球状船首（船首バルブ）２０３を有する船２０１の、速度と船体抵抗（造波抵抗）係数との関係を例示するグラフである。実線１９は、上述の球状船首（船首バルブ）２０３を船首２０２に備える船２０１が、満載状態のときの速度の船体抵抗係数との関係を例示している。点線２０は、その船２０１が、軽荷状態の時の速度の船体抵抗係数との関係を例示している。図７に示されているように、その船２０１は、軽荷状態のときに計画速力で航走すると、第３軽荷状態抵抗Ｒ３Ｅを受ける。また、その船２０１は、満載状態のときに計画速力で航走すると、第３満載状態抵抗Ｒ３Ｆを受ける。
【００３７】
図８は、船首２に可変喫水型球状船首３を備える船１と、その可変喫水型球状船首３を備えていない船舶（船１０１、船２０１）とにおける、速度と船体抵抗（造波抵抗）係数との関係を例示するグラフである。図８は、船１、船１０１、船首１０２が満載状態で航走するときの、速度と船体抵抗（造波抵抗）係数との関係を例示している。図８に示されているように、本実施形態の可変喫水型球状船首３を備える船１は、計画速力で航走する場合、第１満載状態抵抗Ｒ１Ｆを受ける。その第１満載状態抵抗Ｒ１Ｆは、第３満載状態抵抗Ｒ３Ｆよりも大幅に小さい。
【００３８】
図９は、船１、船１０１、船首１０２が軽荷状態で航走するときの、速度と船体抵抗（造波抵抗）係数との関係を例示するグラフである。図９に示されているように、本実施形態の可変喫水型球状船首３を備える船１は、計画速力で航走する場合、第１軽荷状態抵抗Ｒ１Ｅを受ける。その第１軽荷状態抵抗Ｒ１Ｅは、第２軽荷状態抵抗Ｒ２Ｅよりも大幅に小さい。
【００３９】
図８および図９に示されているように、本実施形態の船１は、船首２に可変喫水型球状船首３を備えることで、満載状態と軽荷状態の両方の状態で、効率的に計画速力で航走することが可能となる。
【００４０】
［第２実施形態］
以下に、本願発明の第２実施形態について説明を行う。図１０は、本願発明の船１の可変喫水型球状船首３の、他の構成を例示する側面図である。図１０に示されているように、第２実施形態の船首２の可変喫水型球状船首３は、球状船首中間部分６において、括れ部分のナックル部（湾局部）を有することなく形成されている。球状船首中間部分６をフェアリングすることによって、満載状態と軽荷状態の両方の状態で、効率的に計画速力で航走する船１を、適切に製造することが可能となる。
【００４１】
［第３実施形態］
以下に、本願発明の第３実施形態について説明を行う。図１１は、本願発明の船１の可変喫水型球状船首３の、さらに他の構成を例示する側面図である。図１１に示されているように、第３実施形態の船首２の可変喫水型球状船首３は、球状船首中間部分６において、縦断面と横断面が直線的になるように形成されている。そのような形状の球状船首中間部分６を形成することによって、満載状態と軽荷状態の両方の状態で、効率的に計画速力で航走する船１を製造する時間と費用とを削減することが可能となる。
【００４２】
以上、本願発明の実施の形態を具体的に説明した。本願発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１…船
２…船首
３…可変喫水型球状船首
４…球状船首上側部分
５…球状船首下側部分
６…球状船首中間部分
７…突出部
１２…船体線
１３…船体線
１５…実線
１６…点線
１７…実線
１８…点線
１９…実線
２０…点線
１０１…船
１０２…船首
１０３…球状船首（船首バルブ）
２０１…船
２０２…船首
２０３…球状船首（船首バルブ）
Ｌ…球状船首長さ
Ｂ…船首最大幅
ｄ…満載喫水深さ
ＵＦ…球状船首上部分長さ
ＬＦ…球状船首下部分長さ
Ｒ１Ｅ…第１軽荷状態抵抗
Ｒ１Ｆ…第１満載状態抵抗
Ｒ２Ｅ…第２軽荷状態抵抗
Ｒ２Ｆ…第２満載状態抵抗
Ｒ３Ｅ…第３軽荷状態抵抗
Ｒ３Ｆ…第３満載状態抵抗
【図１】
0005412259.tif 000002
【図２】
0005412259.tif 000003
【図３】
0005412259.tif 000004
【図４】
0005412259.tif 000005
【図５】
0005412259.tif 000006
【図６】
0005412259.tif 000007
【図７】
0005412259.tif 000008
【図８】
0005412259.tif 000009
【図９】
0005412259.tif 000010
【図１０】
0005412259.tif 000011
【図１１】
0005412259.tif 000012