(57)【要約】【課題】  船首部にローバルブを有する大型低速肥大船において、ローバルブの利点を活かしつつ、満載時の推進性能の改善を図り、バラスト状態のみならず、満載状態における推進性能も改善できる大型低速肥大船を提供する。【解決手段】  Ｌｐｐ≧２５０ｍ、Ｃｂ≧０．８、０．１３５≦Ｆｎ≦０．１５５で、船首部のバラスト喫水ｄｂ付近から下にローバルブ１０を設けた大型低速肥大船１において、ハイバルブ３０を、ベースラインＢ．Ｌ．からの前記ハイバルブ３０の下端位置の高さをｄＨＢｌとし、満載喫水線の高さｄＨＢｈをｄｆとした時に、０．６ｄｆ≦ｄＨＢｌ≦０．９ｄｆにし、前記ハイバルブ３０の上端位置の高さを、満載喫水ｄｆ近傍にして設けると共に、該ハイバルブ３０と船首フレア部２０の間に、スケグ４０を平面視でその断面が楔型になるように形成して設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂線間長が２５０ｍ以上、方形係数が０．８以上、かつ、航海速力がフルード数に換算した時に、０．１３５以上で０．１５５以下であり、船首部のバラスト喫水付近から下にバラスト航行時の造波抵抗改善用のローバルブを設けた大型低速肥大船において、満載航行時の造波抵抗改善用のハイバルブを、ベースラインからの前記ハイバルブの下端位置の高さをｄＨＢｌとし、満載喫水線の高さをｄｆとした時に、０．６ｄｆ≦ｄＨＢｌ≦０．９ｄｆにし、前記ハイバルブの上端位置の高さを、満載喫水近傍にして設けると共に、該ハイバルブと船首フレア部の間に、波浪中抵抗増加低減用のスケグを平面視でその断面が楔型になるように形成して設けたことを特徴とする大型低速肥大船。
【請求項２】
船の型幅をＢとし、船首垂線Ｆ．Ｐ．の位置における前記ハイバルブの幅をＢＨＢとした時に、０．１Ｂ≦ＢＨＢ≦０．3 Ｂとすることを特徴とする請求項１に記載の大型低速肥大船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造波抵抗を減少するための船首バルブを有する大型低速肥大船に関するものであり、より詳細には、バラスト状態における推進性能を向上できるローバルブに加えて、満載状態における推進性能を向上できるハイバルブを備えた大型低速肥大船の船首部分の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンカーやバルクキャリヤー等の肥大船においては、平水中の造波抵抗を少なくするため、船首バルブ（バルバスバウ：Bulbous Bow ）を船首に設けている。この船首バルブは、平水中の推進抵抗の成分である摩擦抵抗、圧力抵抗、造波抵抗、空気抵抗の内の造波抵抗を小さくするために、船体が造る波を打ち消すように船首下部に設けられる構造物である。
【０００３】
そして、この船首バルブは、船首で起こす波の位置をずらせて、それより後ろの方で起こす波とうまく干渉させることにより、全体の造波抵抗を小さくするものである。また、低速肥大船では、船首近傍の水の流れを整えて渦抵抗を減少する効果もある。
【０００４】
大型低速肥大船の船首バルブとして、従来においては、図４に示すような通常型大型バルブ３と図５に示すようなローバルブ１０がある。
【０００５】
この通常型大型バルブ３は、一般的に使用されているバルブであるが、満載状態の造波抵抗を示す図６に示すように満載状態の場合においては、通常型大型バルブ付き船型（曲線Ｂ）とバルブ無し船型（曲線Ｃ）では、フルード数Ｆｎが０．１５５以上の高速域では、通常型大型バルブ３の造る波と主船体２の造る波とが干渉しあい、一般的なバルブ効果による造波抵抗低減効果が出て、バルブ付きの方が造波抵抗は小さくなる。
【０００６】
一方、フルード数Ｆｎが０．１３５以下の低速域では、通常型大型バルブ３の造る波と主船体２の造る波とが干渉せずに重なるため、却ってバルブ付きの方が造波抵抗ｒｗが大きくなる。また、その中間的な速度域、即ち、０．１３５≦Ｆｎ≦０．１５５では、通常型大型バルブ付き船型（曲線Ｂ）とバルブ無し船型（曲線Ｃ）の造波抵抗ｒｗに大きな差はない。
【０００７】
なお、フルード数Ｆｎは、船速Ｖｓ（ｍ／ｓ）に関する無次元表示であり、船の垂線間長をＬｐｐ（ｍ），重力加速度をｇ（ｍ／ｓ2 ）とした時に、Ｆｎ＝Ｖｓ／（ｇ×Ｌｐｐ）1/2 となる。
【０００８】
この通常型大型バルブ付き船型は、バルブ無し船型よりも、バルブの面積分、浸水面積が大きくなるので、その面積分、摩擦抵抗が大きくなるので、中間的な速度域では、造波抵抗は変わらなくても、摩擦抵抗が大きくなるので、通常型大型バルブ付き船型は、満載時は推進性能上不利となる。
【０００９】
そして、バラスト（軽荷）状態の場合、浅喫水となるため、砕波抵抗が顕著になり、大きな造波抵抗が発生する。通常型大型バルブはバラスト喫水線ｄｂ付近で長さが大きく、かつ、水線面での船首端の入射角も小さいため、バルブ無し船型より造波抵抗は低減する。従って、バラスト状態では効果がある。
【００１０】
一方、上記の通常型大型バルブ付き船型１Ｘの欠点を改善して、図５に示すようなローバルブ付き船型１Ｙが生まれた。満載喫水ｄｆ付近はバルブ無し船型に近い。そのため、満載状態の中間的な速度域、即ち、０．１３５≦Ｆｎ≦０．１５５では、通常型大型バルブ付き船型（曲線Ｂ）と造波抵抗ｒｗに大きな差はない。むしろ、浸水面積が少ない分、通常型大型バルブ付き船型より有利となる。
【００１１】
また、顕著な砕波抵抗に対しては、突出バルブが効果的であることが知られている。そこで、バラスト喫水ｄｂ付近から下にバラスト状態における造波抵抗の改善に特化した突出バルブを設けたのがローバルブであり、バラスト状態における造波抵抗を示す図７に示すように、このローバルブ付き船型バルブ（曲線Ａ）は、無し船型（曲線Ｃ）はもちろん、通常型大型バルブ付き船型（曲線Ｂ）より造波抵抗ｒｗが低減されている。なお、図中のＦｎｄは設計速度に対応するフルード数である。
【００１２】
一方、船舶の船首形状において、満載喫水線の近傍下方で軽荷喫水線より上方に満載状態用球状船首部を、軽荷喫水線の近傍に軽荷状態用球状船首部とを有し、この二つの球状船首部の間を正面形状において凹状曲面からなる括れ部分で滑らかに接続して該球状船首部分全体の正面断面形状を略瓢箪状に形成し、満載状態用球状船首部の上面を、この上面より上方の水を加速させるべく船幅方向に平坦状に形成すると共に該上面の上方近傍に該満載喫水線を位置せしめ、しかも、軽荷喫水線を上記括れ部分の開始点にほぼ一致するところに位置させしめた船首形状が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１３】
しかしながら、この船首形状においては、満載状態用球状船首部と軽荷状態用球状船首部とが括れ部分で滑らかに接続していることから浸水面積が大きくなり、摩擦抵抗が大きくなるという問題がある。また、満載状態用球状船首部の上面が平坦状に形成されているため、波の打ち込み等に対する構造的な面で不利になるという問題がある。
【００１４】
また、船底ベースラインとバラスト喫水線との間に船首バルブを備え、バラスト喫水線と満載喫水線との間に補助バルブを設けて、満載喫水状態及びバラスト喫水状態のいずれの場合に対しても航走時の造波抵抗を減少させるように形成したバルブ付き船首部構造が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１５】
しかしながら、船首バルブがバラスト喫水状態における造波抵抗を減少させるための構造となり、満載状態における船首バルブに比較すると小さくなるため、補助バルブによる造波抵抗低減効果を加えても、満載状態においては、造波抵抗低減効果が不充分となる恐れがあるという問題がある。また、バラスト喫水状態においては、船首バルブと補助バルブの間に水面がくるので、補助バルブに波による上下方向力が作用し、また、満載喫水状態においても、水面の直ぐ下に補助バルブが配置されるので、この状態においても補助バルブに波による上下方向力が作用し、船首揺れ（ピッチング）が大きくなる恐れが生じるという問題がある。また、満載状態における船首バルブ構造を従来の単独の船首バルブから満載状態用球状船首部に設計方法を変更する必要が生じるという問題がある。
【特許文献１】特許第３３７５７４３号公報
【特許文献２】特開平９−６６８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、船首部にローバルブを有する大型低速肥大船において、ローバルブの利点を活かしつつ、満載時の推進性能の改善を図り、バラスト状態のみならず、満載状態における推進性能も改善できる大型低速肥大船を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するための本発明の大型低速肥大船は、垂線間長（Ｌｐｐ）が２５０ｍ以上、方形係数（Ｃｂ）が０．８以上、かつ、航海速力がフルード数に換算した時に、０．１３５以上で０．１５５以下であり、船首部のバラスト喫水付近から下にバラスト航行時の造波抵抗改善用のローバルブを設けた大型低速肥大船において、満載航行時の造波抵抗改善用のハイバルブを、ベースラインからの前記ハイバルブの下端位置の高さをｄＨＢｌとし、満載喫水線の高さをｄｆとした時に、０．６ｄｆ≦ｄＨＢｌ≦０．９ｄｆにし、前記ハイバルブの上端位置の高さを、満載喫水近傍にして設けると共に、該ハイバルブと船首フレア部の間に、波浪中抵抗増加低減用のスケグを平面視でその断面が楔型になるように形成して設けて構成する。
【００１８】
このフルード数Ｆｎは、船速Ｖｓ（ｍ／ｓ）に関する無次元表示であり、船の垂線間長をＬｐｐ（ｍ），重力加速度をｇ（ｍ／ｓ2 ）とした時に、Ｆｎ＝Ｖｓ／（ｇ×Ｌｐｐ）1/2 となる。なお、航海速力は、計画速力等と呼ばれることもあるので、ここでも、航海速力の中に計画速力を含むものとする。
【００１９】
そして、この大型低速肥大船では、バラスト状態においては、ローバルブがあるため、従来技術のローバルブ付き船型と同等な推進性能を有している。また、満載状態では、ハイバルブの排水量が小さいので、ハイバルブ自体が造る波は、排水量が大きい通常型大型バルブより小さくなり、造波抵抗は通常型大型バルブより小さくなる。更に、ハイバルブはその形状が突出した形状となるため、船首砕波抵抗を低減する効果を発揮し、造波抵抗は更に、通常型大型バルブより小さくなる。
【００２０】
その上、バラスト状態の時には、ハイバルブは水面付近に無いので、波がハイバルブの下側を叩くことや入射してくる波を反射することも無い。
【００２１】
また、スケグは、平面視で楔形の断面を有しているため、即ち、水平面断面では楔形であるため、満載状態で、船首部に入射してくる波を反射することなく、両舷に切り分けるので、満載状態における波浪中の反射波による抵抗増加を抑える働きがある。その上、満載喫水より上に位置しているため、波を受ける量が少なく、平水中の抵抗増加はほとんど無い。また、船首フレア部とハイバルブの船首端側を構造的に連結しているため、上下方向の強度を増強する機能も有している。
【００２２】
そして、上記の大型低速肥大船において、船の型幅をＢとし、船首垂線Ｆ．Ｐ．の位置における前記ハイバルブの幅をＢＨＢとした時に、０．１Ｂ≦ＢＨＢ≦０．３Ｂとする。あるいは、船の型幅をＢとし、船首垂線Ｆ．Ｐ．の位置において、前記スケグの幅をＢＳとし、前記ハイバルブの幅をＢＨＢとした時に、０．１Ｂ≦ＢＳ≦ＢＨＢ≦０．３Ｂとする。これらの構成により、スケグの大きさや船首部の楔形の形状、特に船首部における角度を適切なものにすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の大型低速肥大船によれば、バラスト状態においては、ローバルブにより造波抵抗を減少でき、満載状態では、排水量が小さなハイバルブにより造波抵抗を減少でき、また、スケグにより船首砕波抵抗を低減して波浪中抵抗増加を少なくすることができる。
【００２４】
従って、航海速力（計画速力）付近において、満載状態においても、バラスト状態においても、優れた推進性能を持つ大型低速肥大船を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下図面を参照して本発明に係る大型低速肥大船の実施の形態について説明する。
【００２６】
本発明では、垂線間長Ｌｐｐが２５０ｍ以上の大型船で、方形係数Ｃｂが０．８以上の肥大船であり、かつ、航海速力（計画速力）Ｖｓがフルード数Ｆｎに換算した時に、０．１３５以上で０．１５５以下である低速の大型低速肥大船を対象とする。
【００２７】
そして、図１〜図３に示すように、本発明に係る実施の形態である大型低速肥大船１は、船首部のバラスト喫水（軽荷喫水）ｄｂ付近から下にバラスト航行時の造波抵抗改善用のローバルブ１０を設けている。このローバルブ１０は、突出バルブ形状をしており、バラスト状態（軽荷状態）における造波抵抗を低減すると共に、砕波抵抗に対しても低減効果を奏することができる。
【００２８】
本発明では、このローバルブ１０付きの大型低速肥大船１において、満載航行時の造波抵抗改善用のハイバルブ３０を、ベースラインＢ．Ｌ．からのハイバルブ３０の下端位置の高さをｄＨＢｌとし、満載喫水線の高さをｄｆとした時に、０．６ｄｆ≦ｄＨＢｌ≦０．９ｄｆにし、ハイバルブ３０の上端位置の高さｄＨＢｈを、満載喫水ｄｆ近傍、例えば、０．９0 ｄｆ≦ｄＨＢｈ≦１．１0 ｄｆにして設ける。
【００２９】
このハイバルブ３０は、満載喫水ｄｆより下の船首部を球根状に膨らませた構造物であり、通常の船首バルブの設計手法に従って、満載状態における造波抵抗及び砕波抵抗を減少する形状に形成されるが、このハイバルブ３０の幅は、船首垂線Ｆ．Ｐ．の位置における幅をＢＨＢとした時に、船幅（型幅）Ｂの０．１倍から０．3 倍の範囲内とする。即ち、０．１Ｂ≦ＢＨＢ≦０．3 Ｂとする。
【００３０】
また、このハイバルブ３０の正面から見た形状は、概略、垂直方向に短軸又は長軸を持つ楕円形状に近い形状とする。また、図２に示すように、側面視では、前後方向に関しては、このハイバルブ３０の先端位置は船首フレア部２０の最先端部の位置、又は、これよりも後方位置とする。また、ローバルブ１０の先端位置との位置関係は、この先端位置又は、これよりも後方位置とする。また、ハイバルブ３０の後方部分は滑らかに船体２に連続するように形成される。そして、ハイバルブ３０の前方側の形状は、略水平方向に長軸を持つ楕円形状の半分に略近い形状として形成される。
【００３１】
このハイバルブ３０は、満載状態における造波抵抗を低減する形状に造られ、しかも、ハイバルブ３０自体の排水量が小さいので、ハイバルブ３０自体が造る波は、排水量が大きい通常型大型バルブより小さくなり、造波抵抗は通常型大型バルブより小さくなる。更に、ハイバルブ３０はその形状が突出した形状となるため、船首砕波抵抗を低減する効果を発揮し、更に、造波抵抗は通常型大型バルブより小さくなる。その上、バラスト状態の時には、ハイバルブ３０は水面付近に無いので、波がハイバルブ３０の下側を叩くことや入射してくる波を反射することも無い。
【００３２】
そして、本発明では、更に、ハイバルブ３０と船首フレア部２０の間に、波浪中抵抗増加低減用のスケグ４０を平面視でその断面が楔型になるように形成して設ける。図３に示すように、このスケグ４０の上端側の先端位置は、船首フレア部２０の先端位置と同じ、又は、これより後方とし、このスケグ４０の下端側の先端位置は、ハイバルブ３０の先端位置と同じ、又は、これより後方とし、スケグ４０の最大幅ＢＳは、ハイバルブ３０の幅ＢＨＢ以下とすることが好ましい。特に、船首垂線Ｆ．Ｐ．の位置において、スケグ４０の幅をＢＳとし、ハイバルブ３０の幅をＢＨＢとした時に、０．１Ｂ≦ＢＳ≦ＢＨＢ≦０．3 Ｂとすることが好ましい。そして、上方から見下ろした時に、スケグ４０の投影面がハイバルブ３０の投影面内に入るように形成される。
【００３３】
そして、スケグ４０の船首部の角度αは右舷側と左舷側のなす角度で、好ましくは、２０度〜５０度の範囲にする。また、このスケグ４０は、船首部分に追加して設けてもよく、この場合には、構造的に簡単化でき、重量増加も少なくて済む。また、スケグ４０は、側面視で、必ずしも、船首フレア部２０とハイバルブ３０の間全部を埋める必要はなく、船の前後方向に関して、船首側を後退させてもよく、また、上下方向で、船首フレア部２０とハイバルブ３０の間の満載喫水線近傍のみに配置してもよい。
【００３４】
このスケグ４０は、平面視で楔形の断面を有しているため、即ち、水平面断面では楔形であるため、満載状態で、船首部に入射してくる波を反射することなく、両舷に切り分けるので、満載状態における波浪中の反射波による抵抗増加を抑えることができる。
【００３５】
その上、満載喫水より上に位置しているため、波を受ける量が少なく、平水中の抵抗増加はほとんど無い。また、船首フレア部２０とハイバルブ３０の船首端側を構造的に連結しているため、上下方向の強度を増強できる。
【００３６】
上記の構成の大型低速肥大船１によれば、バラスト状態においては、ローバルブ１０により造波抵抗を減少でき、満載状態では、排水量が小さなハイバルブ３０により造波抵抗を減少でき、また、スケグ４０により船首砕波抵抗を低減して波浪中抵抗増加を少なくすることができる。従って、航海速力（計画速力）Ｖｓ付近において、満載状態においても、バラスト状態においても、優れた推進性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る実施の形態の大型低速肥大船の船首部分の斜視図である。
【図２】図１の大型低速肥大船の船首部分の側面図である。
【図３】図１の大型低速肥大船の船首部分のＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図４】従来技術の通常型大型バルブ付き船型の船首部分の形状を示す側面図である。
【図５】従来技術のローバルブ付き船型の船首部分の形状を示す側面図である。
【図６】通常型大型バルブ付き船型とバルブ無し船型の満載状態における造波抵抗を示す図である。
【図７】ローバルブ付き船型と通常型大型バルブ付き船型とバルブ無し船型のバラスト状態における造波抵抗を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    大型低速肥大船
１０    ローバルブ
２０    船首フレア部
３０    ハイバルブ
４０    スケグ
Ｂ      船幅（型幅）
ＢＨＢ  ハイバルブの幅
Ｂ．Ｌ．ベースライン
ｄｆ    満載喫水線，満載喫水線の高さ
ｄｂ    バラスト喫水線
ｄＨＢｌ  ハイバルブの下端位置の高さ
ｄＨＢｈ  ハイバルブの上端位置の高さ
Ｆｎ  フルード数
Ｆ．Ｐ．  船首垂線
【図１】
2006160013.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006160013.tif 000008
【図７】
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