(57)【要約】      （修正有）【課題】船体船首部分から発生される造波抵抗が増加して推進性能が低下する。その低減対策として一般に満載喫水線以下の部分に船首垂線より前方に突出する船首バルブを設置する方法が採用されている。船舶の設計、建造において該船首バルブは造波低減の観点で必ずしも最適の形状と大きさが採用されておらず就航後その対策が望まれる場合がある。【解決手段】就航船を対象とする上記問題点に鑑み、長さ深さ幅方向に広りのある凸状三次元の曲線形状を有するバウキャップを提案し、船首部の満載喫水線と船底間において船首材、又は船首バルブに該バウキャップを被せて設置することによって、造波抵抗低減が得られる船首形状に変更できる装置として提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の船首前端部において満載喫水線以下の船体表面に被せて装着する装置であって、外側は幅方向、深さ方向、長さ方向に広がる所謂凸型の流線形状を有し船体表面に簡単に装着できることを特徴とする船舶用バウキャップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【技術分野】
【０００１】  本発明は船舶の造波抵抗減少装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】〔図１〕に従来の船体側面図を示す。〔図２〕に船首部の側面図を示し、〔図３〕〔図４〕、〔図５〕に夫々〔図２〕のＡ−Ａ断面矢視図、Ｂ−Ｂ断面矢視図、Ｃ−Ｃ断面矢視図を示す。又〔図２〕、〔図３〕、〔図４〕、〔図５〕におけるＦ−Ｆ断面矢視図を〔図６〕に示し、Ｌ−Ｌ断面矢視図を〔図７〕に示す。〔図１〕に示す通り船体１の後方には船尾材２が設けられ、下端には船底材３が設けられている。更に後端にはプロペラ４、舵５が夫々設けられている。一方、船体１の前端部には船首材６が設けられ、満載喫水線ＬＷＬより下方域には船首材６より前方に突出して船首バルブ７が設けられている。
又、船体前端付近の船体１の断面形状は〔図３〕、〔図４〕、〔図５〕に示す通り所謂たまねぎ型形状を有し満載喫水線ＬＷＬと船底３の中間付近で最も幅が広めに形成されており、特に〔図３〕に示す船首垂線ＦＰ断面形状では、その傾向が顕著に表れた形状となっている。また水平断面は〔図６〕、〔図７〕に示す形状となっている。【０００３】上記従来の船体１が図示省略の船内設置の主機によりプロペラ４が回されて船体１が航走しているとき、船体１の周りから波が発生されるが、特に船体１の前端部から発生する波は大きくて、船体抵抗の大きな要因の一つとなっている。一般に波の発生による抵抗は造波抵抗と呼ばれており、その減少対策のひとつとして船体前端部の満載喫水線ＬＷＬと船底３の間において船首バルブ７が設けられている。しかし上記船首バルブ７は船型設計において必ずしも最適な形状に構成されておらず、その為、造波抵抗は比較的高めの値が示されている。〔図８〕に従来の船体が航走するときの剰余抵抗（主成分は造波抵抗）係数を示しているが、本図に示す剰余抵抗係数は模型船による水槽試験で得られたもので、説明の都合上、後述の本発明のバウキャップ付き場合と比較して示している。尚、〔図８〕の横軸はフルード数Ｆｎ、縦軸は剰余抵抗係数Ｃｒで表示され、フルード数Ｆｎは船速度を表す係数で以下の式で表される。
Ｆｎ＝Ｖｓ  ／  （ｇ・Ｌｗｌ）１／２
但し，Ｖは船速度、ｇは重力の加速度、Ｌは船体の長さを表す。
又、剰余抵抗係数Ｃｒは船体の剰余抵抗（船体が航走する時の全抵抗から摩擦抵抗を差し引いた抵抗）を表す係数で以下の式で表される。
Ｃｒ＝Ｒｒ  ／  ０．５ρＶｓ２▽２／３
但し、Ｒｒは剰余抵抗、ρは水の密度、Ｖは船速度、▽２／３は排水容積を表す。【０００４】従来の船舶においては上述のとおり、船首バルブは設けられてはいるものの造波抵抗最小の観点から最適な形状と大きさに設定されている場合は少なく、その為船首部から発生される波が大きく、それにより造波抵抗が大きくなり船体抵抗が大きくなって引いては推進性能が低下する要因となる問題点を有している。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】造波対策観点での船首バルブの大きさと形状は必ずしも最適なものとして従来の船舶建造されていないことから、特に船首部から発生する波が大きい為に造波抵抗が大きくなって推進性能劣化の要因のひとつになっている問題点があり、建造された就航船においては簡単に改造による対策が出来ない問題点をも有している。
【問題を解決するための手段】
【０００６】そのため特に就航船を対象とする本発明のバウキャップは満載喫水線と船底との間において船首バルブの上に被せて設置することによって、船体が所定の速度で航走するときに波の発生を低減させて造波抵抗低減させる船首バルブ形状に変更させることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】以下、図面により本発明の実施例として説明する。【０００８】本発明の第１実施例として〔図９〕、〔図１０〕、〔図１１〕、〔図１２〕に示す。図中、従来のものと同一番号、記号は従来のものと同一構成部材を表すので説明は省略する。このケースは前端が半球状の円筒にて形成されたバウキャップ８を船首バルブ７に被せて設置させてものである。尚、バウキャップ８の深さ方向の略中心が軽荷状態の喫水線に一致するように設置されている。上記構成のバウキャップ８が設けられて場合、バウキャップな無い場合に比べて船体の剰余抵抗は低減されるが、このケースの場合は船体１の剰余抵抗は満載時より軽荷時の方が低減効果は大きい。【０００９】本発明の第２実施例として夫々〔図１３〕、〔図１４〕、〔図１５〕、〔図１６〕、〔図１７〕、〔図１８〕に示す。図中、従来のものと同一番号、記号は従来のものと同一構成部材を表すので説明は省略する。このケースの場合は前端が半球型形状なるも〔図１４〕に示すように横断面形状が円形状でなく多少上側が広めの形状を有するバウキャップ９を船首バルブ７の上に被せて設置している。この際、バウキャップ９の上縁が満載喫水線ＬＷＬと一致するように構成されている。上記構成のバウキャップ９が設けられた場合、模型船による水槽試験にて得られた船体１の剰余抵抗を従来のバウキャップが無い場合と比較して〔図８〕に示している。それによるとバウキャップ９による剰余抵抗（主成分は造波抵抗）の低減効果が本船の航海速力Ｖｓ付近において示されている。尚、この場合は満載状態の方が軽荷状態の場合より造波抵抗低減効果は大きくなっている。【００１０】本発明の第３実施例を〔図１９〕、〔図２０〕、〔図２１〕、〔図２２〕、【２３】、〔図２４〕に示す。図中、従来のものと同一番号、記号は従来のものと同一構成部材を表すので説明は省略する。このケースは船首バルブ７を有しない船体を対象としたもので、前端が半球形状の円筒で構成されたバウキャップ１０を船首材６の上に被せて設置している。その際、バウキャップ１０の上縁が満載喫水線ＬＷＬの上となるように構成されている。上記構成のバウキャップ１０が設けられた船体１の造波抵抗の軽減効果は第１実施例、第２実施例の場合より大きく、更に満載状態の方が軽荷状態より大きい効果が得られる。【００１１】本発明の第４実施例を〔図２５〕、〔図２６〕、〔図２７〕、〔図２８〕、【２９】、〔図３０〕に夫々示す。図中、従来のものと同一番号、記号のものは同一の構成部材を表すので説明は省略する。このケースは船首バルブ７を有しない船体を対象にしたもので、前端が半球状の円筒で構成されたバウキャップ１１を船首材６の上に被せて設置している。その際、バウキャップ１１の上下方向の略中央が軽荷状態の喫水線に一致するように構成されている。上記構成のバウキャップ１１が設けられた船体１の造波抵抗低減は満載状態より軽荷状態の方が大きい効果が得られる。
【発明の効果】
【００１２】以上、詳述したように本発明のバウキャップは就航船に比較的簡単に取り付けられて大きな造波抵抗低減効果が得られ船体の推進性能が向上される大きなメリットを有しており産業上有効な装置と言える。
【図面の簡単な説明】
【図１】は従来の船舶の側面図である。
【図２】は従来の船舶の船首部側面図である。
【図３】は
【図２】 
【図６】 
【図７】におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図４】は
【図２】 
【図６】 
【図７】におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図５】は
【図２】 
【図６】 
【図７】におけるＣ−Ｃ断面矢視図である。
【図６】は
【図２】 
【図３】 
【図４】 
【図５】におけるＦ−Ｆ断面矢視図である。
【図７】は
【図２】 
【図３】 
【図４】 
【図５】におけるＬ−Ｌ断面矢視図である。
【図８】は剰余抵抗係数曲線図である。
【図９】は本発明の第１実施例のものを表す船首部側面図である。
【図１０】は
【図９】 
【図１２】におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図１１】は
【図９】 
【図１２】におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図１２】は
【図９】 
【図１０】 
【図１１】におけるＬ−Ｌ断面矢視図である。
【図１３】は本発明の第２実施例のものを表す船首部側面図である。
【図１４】は
【図１３】 
【図１７】 
【図１８】におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図１５】は
【図１３】 
【図１７】 
【図１８】におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図１６】は
【図１３】 
【図１７】 
【図１８】におけるＣ−Ｃ断面矢視図である。
【図１７】は
【図１３】 
【図１４】 
【図１５】 
【図１６】におけるＦ−Ｆ断面矢視図である。
【図１８】は
【図１３】 
【図１４】 
【図１５】 
【図１６】におけるＬ−Ｌ断面矢視図である。
【図１９】は本発明の第３実施例のものを示す船首部側面図である。
【図２０】は
【図１９】 
【図２３】 
【図２４】におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図２１】は
【図１９】 
【図２３】 
【図２４】におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図２２】は
【図１９】 
【図２３】 
【図２４】におけるＣ−Ｃ断面矢視図である。
【図２３】は
【図１９】 
【図２０】 
【図２１】 
【図２２】におけるＦ−Ｆ断面矢視図である。
【図２４】は
【図１９】 
【図２０】 
【図２１】 
【図２２】おけるＬ−Ｌ断面矢視図である。
【図２５】は本発明の第４実施例のものを表す船首部側面図である。
【図２６】は
【図２５】 
【図２９】 
【図３０】におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図２７】は
【図２５】 
【図２９】 
【図３０】におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図２８】は
【図２５】 
【図２９】 
【図３０】におけるＣ−Ｃ断面矢視図である。
【図２９】は
【図２５】 
【図２６】 
【図２７】 
【図２８】におけるＦ−Ｆ断面矢視図である。
【図３０】は
【図２５】 
【図２６】 
【図２７】 
【図２８】におけるＬ−Ｌ断面矢視図である  尚、上記各断面矢視図は船体中心線に対して左右対称である為に片舷のみの図面を表示し反対舷は省略ている。
【符号説明】
ＬＷＬ  満載喫水線
ＦＰ  船首垂線
ＣＬ  船体の中心線
１  船体
２  船尾材
３  船底材
４  プロペラ
５  舵
６  船首材
７  船首バルブ
８  バキャップ
９  バウキャップ
１０  バウキャップ
１１  バウキャップ
【図１】
2006051915.tif 000002
【図２】
2006051915.tif 000003
【図３】
2006051915.tif 000004
【図４】
2006051915.tif 000005
【図５】
2006051915.tif 000006
【図６】
2006051915.tif 000007
【図７】
2006051915.tif 000008
【図８】
2006051915.tif 000009
【図９】
2006051915.tif 000010
【図１０】
2006051915.tif 000011
【図１１】
2006051915.tif 000012
【図１２】
2006051915.tif 000013
【図１３】
2006051915.tif 000014
【図１４】
2006051915.tif 000015
【図１５】
2006051915.tif 000016
【図１６】
2006051915.tif 000017
【図１７】
2006051915.tif 000018
【図１８】
2006051915.tif 000019
【図１９】
2006051915.tif 000020
【図２０】
2006051915.tif 000021
【図２１】
2006051915.tif 000022
【図２２】
2006051915.tif 000023
【図２３】
2006051915.tif 000024
【図２４】
2006051915.tif 000025
【図２５】
2006051915.tif 000026
【図２６】
2006051915.tif 000027
【図２７】
2006051915.tif 000028
【図２８】
2006051915.tif 000029
【図２９】
2006051915.tif 000030
【図３０】
2006051915.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月10日(2004.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
【技術分野】  本発明は船舶の造波抵抗減少装置に関するものである。【０００２】
【背景技術】図１に従来の船体側面図を示す。図２に船首部の側面図を示し、図３、図４、図５に夫々図２のＡ−Ａ断面矢視図、Ｂ−Ｂ断面矢視図、Ｃ−Ｃ断面矢視図を示す。又図２、図３、図４、図５におけるＦ−Ｆ断面矢視図を図６に示し、Ｌ−Ｌ断面矢視図を図７に示す。図１に示す通り船体１の後方には船尾材２が設けられ、下端には船底材３が設けられている。更に後端にはプロペラ４、舵５が夫々設けられている。一方、船体１の前端部には船首材６が設けられ、満載喫水線ＬＷＬより下方域には船首材６より前方に突出して船首バルブ７が設けられている。
又、船体前端付近の船体１の断面形状は図３、図４、図５に示す通り所謂たまねぎ型形状を有し満載喫水線ＬＷＬと船底３の中間付近で最も幅が広めに形成されており、特に図３に示す船首垂線ＦＰ断面形状では、その傾向が顕著に表れた形状となっている。また水平断面は図６、図７に示す形状となっている。【０００３】上記従来の船体１が図示省略の船内設置の主機によりプロペラ４が回されて船体１が航走しているとき、船体１の周りから波が発生されるが、特に船体１の前端部から発生する波は大きくて、船体抵抗の大きな要因の一つとなっている。一般に波の発生による抵抗は造波抵抗と呼ばれており、その減少対策のひとつとして船体前端部の満載喫水線ＬＷＬと船底３の間において船首バルブ７が設けられている。しかし上記船首バルブ７は船型設計において必ずしも最適な形状に構成されておらず、その為、造波抵抗は比較的高めの値が示されている。図８に従来の船体が航走するときの剰余抵抗（主成分は造波抵抗）係数を示しているが、本図に示す剰余抵抗係数は模型船による水槽試験で得られたもので、説明の都合上、後述の本発明のバウキャップ付き場合と比較して示している。尚、図８の横軸はフルード数Ｆｎ、縦軸は剰余抵抗係数Ｃｒで表示され、フルード数Ｆｎは船速度を表す係数で以下の式で表される。
Ｆｎ＝Ｖｓ／（ｇ・Ｌｗｌ）１／２
但し，Ｖは船速度、ｇは重力の加速度、Ｌは船体の長さを表す。
又、剰余抵抗係数Ｃｒは船体の剰余抵抗（船体が航走する時の全抵抗から摩擦抵抗を差  し引いた抵抗）を表す係数で以下の式で表される。
Ｃｒ＝Ｒｒ／０．５ρＶｓ２▽２／３
但し、Ｒｒは剰余抵抗、ρは水の密度、Ｖは船速度、▽２／３は排水容積を表す。【０００４】従来の船舶においては上述のとおり、船首バルブは設けられてはいるものの造波抵抗最小の観点から最適な形状と大きさに設定されている場合は少なく、その為船首部から発生される波が大きく、それにより造波抵抗が大きくなり船体抵抗が大きくなって引いては推進性能が低下する要因となる問題点を有している。【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
造波対策観点での船首バルブの大きさと形状は必ずしも最適なものとして従来の船舶建造されていないことから、特に船首部から発生する波が大きい為に造波抵抗が大きくなって推進性能劣化の要因のひとつになっている問題点があり、建造された就航船においては簡単に改造による対策が出来ない問題点をも有している。
【０００６】
【問題を解決するための手段】
そのため特に就航船を対象とする本発明のバウキャンプは満載喫水線と船底との間において船首バルブの上に被せて設置することによって、船体が所定の速度で航走するときに波の発生を低減させて造波抵抗低減させる船首バルブ形状に変更させることを特徴としている。
【０００７】
【発明を実施するための最良の形態】以下、図面により本発明の実施例として説明する。【０００８】本発明の第１実施例として図９、図１０、図１１、図１２に示す。図中、従来のものと同一番号、記号は従来のものと同一構成部材を表すので説明は省略する。このケースは前端が半球状の円筒にて形成されたバウキャップ８を船首バルブ７に被せて設置させてものである。尚、バウキャップ８の深さ方向の略中心が軽荷状態の喫水線に一致するように設置されている。上記構成のバウキャップ８が設けられて場合、バウキャップな無い場合に比べて船体の剰余抵抗は低減されるが、このケースの場合は船体１の剰余抵抗は満載時より軽荷時の方が低減効果は大きい。【０００９】本発明の第２実施例として夫々図１３、図１４、図１５、図１６、図１７、図１８に示す。図中、従来のものと同一番号、記号は従来のものと同一構成部材を表すので説明は省略する。このケースの場合は前端が半球型形状なるも図１４に示すように横断面形状が円形状でなく多少上側が広めの形状を有するバウキャップ９を船首バルブ７の上に被せて設置している。この際、バウキャップ９の上縁が満載喫水線ＬＷＬと一致するように構成されている。上記構成のバウキャップ９が設けられた場合、模型船による水槽試験にて得られた船体１の剰余抵抗を従来のバウキャップが無い場合と比較して図８に示している。それによるとバウキャップ９による剰余抵抗（主成分は造波抵抗）の低減効果が本船の航海速力Ｖｓ付近において示されている。尚、この場合は満載状態の方が軽荷状態の場合より造波抵抗低減効果は大きくなっている。【００１０】本発明の第３実施例を図１９、図２０、図２１、図２２、２３、図２４に示す。図中、従来のものと同一番号、記号は従来のものと同一構成部材を表すので説明は省略する。このケースは船首バルブ７を有しない船体を対象としたもので、前端が半球形状の円筒で構成されたバウキャップ１０を船首材６の上に被せて設置している。その際、バウキャップ１０の上縁が満載喫水線ＬＷＬの上となるように構成されている。上記構成のバウキャップ１０が設けられた船体１の造波抵抗の軽減効果は第１実施例、第２実施例の場合より大きく、更に満載状態の方が軽荷状態より大きい効果が得られる。【００１１】本発明の第４実施例を図２５、図２６、図２７、図２８、２９、図３０に夫々示す。図中、従来のものと同一番号、記号のものは同一の構成部材を表すので説明は省略する。このケースは船首バルブ７を有しない船体を対象にしたもので、前端が半球状の円筒で構成されたバウキャップ１１を船首材６の上に被せて設置している。その際、バウキャップ１１の上下方向の略中央が軽荷状態の喫水線に一致するように構成されている。上記構成のバウキャップ１１が設けられた船体１の造波抵抗低減は満載状態より軽荷状態の方が大きい効果が得られる。【００１２】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明のバウキャップは就航船に比較的簡単に取り付けられて大きな造波抵抗低減効果が得られ船体の推進性能が向上される大きなメリットを有しており産業上有効な装置と言える。
【００１３】
【図面の簡単な説明】
【図１】は従来の船舶の側面図である。
【図２】は従来の船舶の船首部側面図である。
【図３】は図２、図６、図７におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図４】は図２、図６、図７におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図５】は図２、図６、図７におけるＣ−Ｃ断面矢視図である。
【図６】は図２、図３、図４、図５におけるＦ−Ｆ断面矢視図である。
【図７】は図２、図３、図４、図５におけるＬ−Ｌ断面矢視図である。
【図８】は剰余抵抗係数曲線図である。
【図９】は本発明の第１実施例のものを表す船首部側面図である。
【図１０】は図９、図１２におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図１１】は図９、図１２におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図１２】は図９、図１０、図１１におけるＬ−Ｌ断面矢視図である。
【図１３】は本発明の第２実施例のものを表す船首部側面図である。
【図１４】は図１３、図１７、図１８におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図１５】は図１３、図１７、図１８におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図１６】は図１３、図１７、図１８におけるＣ−Ｃ断面矢視図である。
【図１７】は図１３、図１４、図１５、図１６におけるＦ−Ｆ断面矢視図である。
【図１８】は図１３、図１４、図１５、図１６におけるＬ−Ｌ断面矢視図である。
【図１９】は本発明の第３実施例のものを示す船首部側面図である。
【図２０】は図１９、図２３、図２４におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図２１】は図１９、図２３、図２４におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図２２】は図１９、図２３、図２４におけるＣ−Ｃ断面矢視図である。
【図２３】は図１９、図２０、図２１、図２２におけるＦ−Ｆ断面矢視図である。
【図２４】は図１９、図２０、図２１、図２２おけるＬ−Ｌ断面矢視図である。
【図２５】は本発明の第４実施例のものを表す船首部側面図である。
【図２６】は図２５、図２９、図３０におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図２７】は図２５、図２９、図３０におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図２８】は図２５、図２９、図３０におけるＣ−Ｃ断面矢視図である。
【図２９】は図２５、図２６、図２７、図２８におけるＦ−Ｆ断面矢視図である。
【図３０】は図２５、図２６、図２７、図２８におけるＬ−Ｌ断面矢視図である  尚、上記各断面矢視図は船体中心線に対して左右対称である為に片舷のみの図面を表示し反対舷は省略している。
【００１４】
【符号の説明】
ＬＷＬ  満載喫水線
ＦＰ  船首垂線
ＣＬ  船体の中心線
１  船体
２  船尾材
３  船底材
４  プロペラ
５  舵
６  船首材
７  船首バルブ
８  バキャップ
９  バウキャップ
１０  バウキャップ
１１  バウキャップ