(57)【要約】【課題】本願発明は、構造および取付が簡単で、船艙の容積を犠牲にすることなく、経済性にも優れたバトックフローのきつい船尾を有する船舶のピッチング軽減装置を提供することを目的とする。【解決手段】水平に近い傾斜のバトックフロー面に多数の円形の貫通孔を有するダンパー板を満載吃水線よりも上部に前記バトックフロー面に対して所定間隙をもって添設する構成とした。【選択図】図１
2006176068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バトックフロー船尾を有する船舶において、該バトックフロー面に多数の貫通孔を有するダンパー板が所定間隙で添設されたことを特徴とする船舶のピッチング軽減装置。
【請求項２】
前記ダンパー板は、二分割されてプロペラを挟んだ左右両舷に添設されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶のピッチング軽減装置。
【請求項３】
前記ダンパー板は、満載吃水線よりも上部に添設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の船舶のピッチング軽減装置。
【請求項４】
前記ダンパー板の船舶の中心軸側辺縁は、斜め上方に折り曲げられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の船舶のピッチング軽減装置。
【請求項５】
前記ダンパー板には、前記バトックフロー面側に前後方向に略平行な複数の整流板が介挿固着されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の船舶のピッチング軽減装置。
【請求項６】
前記貫通孔は、円形および／または略円形であって、互いに隣接する前記整流板間に穿孔されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の船舶のピッチング低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、水平に近い傾斜のバトックフロー面のある船尾を有する大型船舶の航走方向の縦揺れ（ピッチング）を軽減させる船舶のピッチング軽減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
航走中の船舶の動揺には、航走方向の縦揺れであるピッチングと、航走方向に対する横方向の横揺れであるローリングとがある。ピッチングやローリングの船体運動は、波浪による力が船体に働いて入射する波の周期によるものであり、船体の固有運動周期と入射する波の周期が同調するときに船体運動は最大になる。一般的に、この同調点での船体運動は船舶速度が速いほど大きくなるため、コンテナ船や自動車運搬船では、タンカーなどの肥大船に比べて同調時の船体運動が大きくなると考えられる。
【０００３】
ここで、ピッチングについて図７を基に概説する。図７は波浪時に航走している船舶がピッチングを起こしている図である。船舶２０１には重心Ｇに働く下向きの重力と浮心Ｂに働く上向きの浮力が作用していて、中心線ＣＬは平水時における重心Ｇと浮心Ｂとを結んだ船舶の中心線である（図７（ｂ）は、平水時における船舶２０１と同様の傾きを示した図である。）。波浪２０２を航走中の船舶２０１がピッチングを起こすと、船首が上がって船尾が下がり（図７（ａ））、つぎには船首が下がって船尾が上がる（図７（ｃ））という船体運動を繰り返す。船首が上がって船尾が下がると浮心Ｂは船尾側に移動する（図７（ａ））が、浮心Ｂを通る垂線ＰＬと中心線ＣＬの交点を縦メタセンタＭという。同様に、図７（ｃ）に示すように、船首が下がって船尾が上がった場合も浮心Ｂを通る垂線ＰＬと中心線ＣＬの交点を縦メタセンタＭといい、図７（ａ）と図７（ｃ）における縦メタセンタＭは同一点となる。すなわち、ピッチングは縦メタセンタＭを中心に、波浪エネルギーにより所定の周期で動揺するのである。
【０００４】
一方、コンテナ船や自動車運搬船においては、船艙の容積を最大限にするために、また、復原性の関係で横メタセンタを高くするために、水線面を広く取ったバトックフロー（buttock flow）船型を採用している。
【０００５】
このようなバトックフローがきつい船尾を有する船舶が激しいピッチングを起こすと、バトックフロー面が激しく水面に叩きつけられて船尾部材が損傷するケースが生ずる。さらに、コンテナ船や自動車運搬船は、吃水に対するプロペラ直径がタンカーなどの肥大船に比べて大きく、船舶がピッチングした際には、プロペラが水面から露出するプロペラレーシングが生じやすくなる。
【０００６】
なお、ここにいうバトックフローがきつい船尾とは、船尾側面視において、船尾が満載吃水線上に張り出していて、船尾正面視において、その張り出した船尾部分が左右両舷方向に略水平に張り出した船尾形状をいう。
【０００７】
この船舶の縦揺れを軽減させ、あるいは減衰させる技術として、特開２００４−９０８８２号公報に開示の技術がある。この技術の概要について図６を基に説明する。図６は、特開２００４−９０８８２号公報に開示の技術の一実施例であり、バラストタンクのみを利用した船舶の減揺装置を採用している船舶の側面図である。
【０００８】
特開２００４−９０８８２号公報に開示の技術は、船舶のピッチングを効果的に抑制することができる船舶の減揺装置を提供することを目的としていて、その解決手段は以下の通りである。
【０００９】
船舶１０１には、船首１０２及び船尾１０３に各々バラストタンク１０４、１０５を設けている。バラストタンク１０４、１０５はＪ字形状であり、一方のバラストタンク１０４には、竪型の貯水室１０６、１０７が設けられ、貯水室１０６、１０７に流体１０９が溜められている。貯水室１０６、１０７のうち背の低い貯水室１０７は密閉して空気室１１０が設けられ、貯水室１０６、１０７の水面高さは、背の高い貯水室１０６側を高くしている。他方のタンク１０５には、貯水室１１１、１１２が設けられ、貯水室１１１、１１２のうち背の低い貯水室１１２には空気室１１４が設けられ、貯水室１１１、１１２の各水面高さは、背の高い貯水室１１１側を高くしている。空気室１１０、１１４は、空気バネとしての役割を果たし、空気バネの固有振動数が船舶１０１のピッチングの固有振動数に一致するようにし、流体１０９の流れ(位相)が逆方向になるように設定する。
【００１０】
このような構成により、当該船舶の減揺装置は、船舶の船首及び船尾に水槽を設け、これらの水槽内に少なくとも２以上の貯水室を船舶の前後方向に併設するとともに各水槽内の貯水室を連通して貯水室間の交互の液体の流動を可能にし、この流動体の交互の流れを前記船舶の縦揺れの周期に合わせて流動させ、かつ流動体の流動方向を前記船首及び船尾の水槽で流動体の重心が上下に逆方向になるようにし、流体の重心移動で生じる偶力を、船舶の揺れ方向と逆位相になるようにしたので、船舶にピッチングとは逆の偶力を与えることができ、船舶の揺れの軽減を図ることができるとするものである。
【特許文献１】特開２００４−９０８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特開２００４−９０８８２号公報に開示の船舶の減揺装置は、その構成が複雑であり、所定の船内スペースを必要とし、その設備投資額も高額なものと考えられる。
【００１２】
そこで、本願発明は、構成が簡単で、船艙の容積を犠牲にすることなく、経済性にも優れた船舶のピッチング軽減装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本願請求項１に係る船舶のピッチング軽減装置は、バトックフロー船尾を有する船舶において、該バトックフロー面に多数の貫通孔を有するダンパー板が所定間隙で添設されたことを特徴とするものである。
また、本願請求項２に係る船舶のピッチング軽減装置は、請求項１に記載の船舶のピッチング軽減装置であって、前記ダンパー板は、二分割されてプロペラを挟んだ左右両舷に添設されていることを特徴とするものである。
そして、本願請求項３に係る船舶のピッチング軽減装置は、請求項１または請求項２に記載の船舶のピッチング軽減装置であって、前記ダンパー板は、満載吃水線よりも上部に添設されていることを特徴とするものである。
さらに、本願請求項４に係る船舶のピッチング軽減装置は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の船舶のピッチング軽減装置であって、前記ダンパー板の船舶の中心軸側辺縁は、斜め上方に折り曲げられていることを特徴とするものである。
また、本願請求項５に係る船舶のピッチング軽減装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の船舶のピッチング軽減装置であって、前記ダンパー板には、前記バトックフロー面側に前後方向に略平行な複数の整流板が介挿固着されていることを特徴とするものである。
そして、本願請求項６に係る船舶のピッチング軽減装置は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の船舶のピッチング軽減装置であって、前記貫通孔は、円形および／または略円形であって、互いに隣接する前記整流板間に穿孔されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本願請求項１に係る船舶のピッチング軽減装置は、バトックフロー面に、多数の貫通孔を有するダンパー板が所定間隙をもって添設されているため、以下の効果を有する。
【００１５】
（１）船舶のピッチングにより、水面がダンパー板に当たって、水がダンパー板に穿孔された多数の貫通孔を通り抜ける際に、あるいはダンパー板が水中を浮上するときに、水がダンパー板に穿孔された多数の貫通孔を通り抜ける際に、この貫通孔の周りで渦が発生し、この渦の抵抗により運動方向の力を減少させるとともに、船舶のピッチングを軽減させる。このメカニズムについては、後述する。さらに、船舶のピッチングの軽減により、プロペラレーシングを防止する。
【００１６】
（２）当該装置は、その構造も簡単であり、装置を作動させる特別の設備も不要であるから経済的であり、メンテナンスも容易である。
【００１７】
（３）当該装置は、いわば船外に取付ける船外装置であり、新造船舶のみならず、既存の船舶にも取り付けることができ、汎用性に優れている。
【００１８】
また、本願請求項２に係る船舶のピッチング軽減装置は、ダンパー板を二分割してプロペラを挟んだ両舷に添設しているため、ダンパー板は略平坦な面状となり、曲げ加工等の複雑な加工技術が不要である。
【００１９】
そして、本願請求項３に係る船舶のピッチング軽減装置は、ダンパー板を平水時の満載吃水線よりも上部に添設しているため、
（１）ピッチングを生ずることなく平水を航走中の船舶においては、このダンパー板が船舶の推進力の妨げになることはない。
（２）また、このダンパー板に貝類等の海中生物が付着しにくく、その性能の劣化を防ぐことができ、ランニングコストが低廉である。
【００２０】
さらに、本願請求項４に係る船舶のピッチング軽減装置は、ダンパー板の船舶の中心軸側辺縁は、斜め上方に折り曲げられているため、実質的にバトックフロー面の面積が減少して、ダンパー板に当たる水面の衝撃が減少する。
【００２１】
また、本願請求項５に係る船舶のピッチング軽減装置は、バトックフロー面とダンパー板との間に船舶の前後方向に平行に複数の整流板が介挿固着されているため、
（１）バトックフロー面とダンパー板との間に浸入した水は、複数の整流板に沿ってスムーズに船首側および船尾側から排出され、次々にバトックフロー面とダンパー板との間に浸入する水の邪魔になることはない。したがって、次々に浸入する水による渦の発生が確実に生じ、当該船舶のピッチング軽減装置の性能を低下させることがない。
（２）また、整流板は、ダンパー板の船首側端から船尾側端に架設されていて、この整流板は、ダンパー板とバトックフロー面との間隔を保持するとともに、ダンパー板がバトックフロー面から支持させる役割を担っているので、ダンパー板の剛性を高め、水面がダンパー板に当たる強い衝撃に耐えることができる。
【００２２】
そして、本願請求項６に係る船舶のピッチング軽減装置は、貫通孔の形状を円形および／または略円形としているため、貫通孔を通り抜ける水による渦の発生がスムーズに、かつ確実におこなわれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本願発明を実施するための最良の形態に係る実施例１および実施例２について、図１ないし図５に基づいて説明する。図１は、実施例１に係る船舶のピッチング軽減装置概要図であり、図１（a）は、実施例１に係る船舶のピッチング軽減装置を取付けた船舶の船尾部分側面図、図１（ｂ）は、実施例１に係る船舶のピッチング軽減装置を取付けた船舶の船尾部分見上げ図、図１（ｃ）は、実施例１に係る船舶のピッチング軽減装置を取付けた船舶の船尾正面図である。そして、図２は、実施例１に係る船舶のピッチング軽減装置の二分割されたその１つの全体図である。また、図３は、実施例２に係る船舶のピッチング軽減装置概要図であり、図３（a）は、実施例２に係る船舶のピッチング軽減装置を取付けた船舶の船尾部分側面図、図３（ｂ）は、実施例２に係る船舶のピッチング軽減装置を取付けた船舶の船尾部分見上げ図、図３（ｃ）は、実施例２に係る船舶のピッチング軽減装置を取付けた船舶の船尾正面図である。そして、図４は、実施例２に係る船舶のピッチング軽減装置の二分割されたその１つの全体図である。さらに、図５は、ダンパー板による波浪エネルギーの消費メカニズム説明図である。
【００２４】
まず、ダンパー板による波浪エネルギーの消費メカニズムについて、図５を基に説明する。図５において、符号１１はダンパー板、符号１２は貫通孔、符号２０は船舶、符号２２はバトックフロー面、符号３１は水流、符号３２は渦である。
【００２５】
海水である水流３１がダンパー板１１に衝突すると、水流３１の一部はダンパー板１１に貫設された貫通孔１２を通り抜ける。そして、貫通孔１２を通り抜けた水流３１は、貫通孔１２を通過する際に渦となって、この水流３１のエネルギーを消費させる。いわば、ダンパー板１１がピッチングに対するダンパーとして働いて、ピッチングの揺れ幅を減少させるのである。
【００２６】
また、図５には示されていないが、水中に没したダンパー板１１が船尾部の浮き上がりとともに水上に浮き上がるときにも、下向きの水流の一部はダンパー板１１に貫設された貫通孔１２を通り抜ける。そして、その際にも下向きの水流は渦を発生させ、この渦の発生により水流のエネルギーを消費させ、ダンパー板１１が作用し、上向きの力を低減させる。
したがって、ダンパー板１１は、水中に没するときにも、水中から浮上するときにも、貫通孔１２の造渦抵抗により波浪のエネルギーを消費させ、ピッチングを軽減させる。
【００２７】
つぎに、実施例１に係る船舶のピッチング軽減装置について、図１および図２に基づいて説明する。
図１および図２において、符号１は実施例１に係る船舶のピッチング軽減装置、符号１１はダンパー板、符号１２は貫通孔、符号１３は整流板、符号１４は船首側開放部、符号１５は船尾側開放部、符号２０は船舶、符号２１は船尾、符号２２はバトックフロー面、符号２３は舵、符号２４はプロペラである。
図１におけるＬ．Ｗ．Ｌは満載吃水線（Load water line）であり、ＣＬは船舶中心線（center line）である。なお、図３においても同様である。
【００２８】
図２に示すように、船舶のピッチング軽減装置１は、多数の貫通孔１２が穿孔された平面視が略矩形のダンパー板１１と複数の整流板１３とから構成されていて、船尾２１の舵２３やプロペラ２４の上部に形成されている右舷および左舷のバトックフロー面２２に取着されている。整流板１３、１３、・・・は、船舶２０の船首から船尾への方向に略平行になるようにダンパー板１１に垂設されて、ダンパー板１１は、整流板１３、１３、・・・を介して左右両舷のバトックフロー面２２に取着されている。そして、バトックフロー面２２とダンパー板１１が形成する空間は、船首側端部および船尾側端部が開放された状態となって、船首側開放部１４および船尾側開放部１５が形成される。
【００２９】
また、船舶のピッチング軽減装置１は、満載吃水線Ｌ．Ｗ．Ｌよりも上部に位置するようにバトックフロー面２２に取着されている。なお、貫通孔１２、１２、・・・は、円形であり、隣接する整流板１３、１３との間に穿孔されている。そして、本実施例では、貫通孔１２の径を略１５０ｍｍとしており、整流板１３の高さ、すなわち、バトックフロー面２２とダンパー板１１との間隙を略３００ｍｍとしている。
【００３０】
ここで、船舶のピッチング軽減装置１の作用について説明する。
航走中の船舶がピッチングにより、その船尾部が海面に突入すると、船舶のピッチング軽減装置１は海面に衝突する。そして、この海面の衝突により、海水の一部は貫通孔１２、１２、・・・を通ってバトックフロー面２２とダンパー板１１が形成する空間内に入り込むが、その際、前述のように、ダンパー板１１のバトックフロー面２２側で渦が発生し、この渦の発生により、海面の衝突するエネルギーが消費され、その結果、バトックフロー面２２に作用する海面の圧力が減少するとともに、ダンパー板１１がピッチングに対するダンパーとして働いて、ピッチングの揺れ幅が減少する。
【００３１】
バトックフロー面２２とダンパー板１１が形成する空間内に入り込んだ海水は、整流板１３に沿ってダンパー板１１の船首側端部や船尾側端部に形成された船首側開放部１４および船尾側開放部１５から速やかに排出される。そのため、次々にバトックフロー面２２とダンパー板１１が形成する空間内に入り込む海水の邪魔にはならず、船舶のピッチング軽減装置１の機能を軽減させることはない。
【００３２】
そして、一旦海中に没した船舶のピッチング軽減装置１は、海中から浮上することとなるが、この場合にも、船首側開放部１４および船尾側開放部１５から補給された海水は、貫通孔１２、１２、・・・を通り抜けることとなる。その際、前述のように、ダンパー板１１の外側（海水側）で渦が発生し、この渦の発生により、船尾が浮き上がろうとする力を抑制し、ピッチングの揺れ幅が減少する。また、ピッチングによりピッチング軽減装置１が海面から離れた場合には、バトックフロー面２２とダンパー板１１が形成する空間内の海水は、船首側開放部１４および船尾側開放部１５のみならず貫通孔１２、１２、・・・からも速やかに排出され、つぎに生ずる船舶のピッチング軽減装置１の海面への衝突に備える。
【００３３】
つぎに、実施例２に係る船舶のピッチング軽減装置について、図３および図４に基づいて説明する。
図３および図４において、符号２は実施例２に係る船舶のピッチング軽減装置、符号１１はダンパー板、符号１２は貫通孔、符号１３は整流板、符号１４は船首側開放部、符号１５は船尾側開放部、符号１６は折曲部、符号２０は船舶、符号２１は船尾、符号２２はバトックフロー面、符号２３は舵、符号２４はプロペラである。
【００３４】
実施例２が実施例１と異なるところは、ダンパー板１１の形状であり、他の技術要素の構成や作用は実施例１とまったく同様である。そこで、実施例２については、主に実施例１と異なるダンパー板１１の形状とその作用について説明し、他の技術要素の構成については、実施例１と同一の符号を付して説明を省略するとともに、その作用についても説明を省略する。
【００３５】
実施例２に係るダンパー板１１は、多数の貫通孔１２が穿孔されていることは実施例１と同様である。しかし、実施例２においては、ダンパー板１１の船舶の中心軸側辺縁がバトックフロー面２２側に折り曲げられて、折曲部１６が形成され、船首側開放部１４の幅は船尾側開放部の幅よりも狭くなるように構成されていて、ダンパー板１１は平面視が略台形となっている。
【００３６】
この構成の相違により、ダンパー板１１の面積は実施例１におけるダンパー板１１の面積よりも狭くなり、ピッチングにより、船舶のピッチング軽減装置２が海面に衝突する際に受ける衝撃は、船舶のピッチング軽減装置１が受ける衝撃よりも緩やかなものとなる。そのため、船舶のピッチング軽減装置２は、船舶のピッチング軽減装置１よりも、その構成する部材の板厚などを１段階程度落とすことが可能となり、経済性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、実施例１に係る船舶のピッチング軽減装置概要図であり、図１（a）は、実施例１に係る船舶のピッチング軽減装置を取付けた船舶の船尾部分側面図、図１（ｂ）は、実施例１に係る船舶のピッチング軽減装置を取付けた船舶の船尾部分見上げ図、図１（ｃ）は、実施例１に係る船舶のピッチング軽減装置を取付けた船舶の船尾正面図である。
【図２】図２は、実施例１に係る船舶のピッチング軽減装置の二分割されたその１つの全体図である。
【図３】図３は、実施例２に係る船舶のピッチング軽減装置概要図であり、図３（a）は、実施例２に係る船舶のピッチング軽減装置を取付けた船舶の船尾部分側面図、図３（ｂ）は、実施例２に係る船舶のピッチング軽減装置を取付けた船舶の船尾部分見上げ図、図３（ｃ）は、実施例２に係る船舶のピッチング軽減装置を取付けた船舶の船尾正面図である。
【図４】図４は、実施例２に係る船舶のピッチング軽減装置の二分割されたその１つの全体図である。
【図５】図５は、ダンパー板による波浪エネルギーの消費メカニズム説明図である。
【図６】図６は、特開２００４−９０８８２号公報に開示の技術の一実施例であり、バラストタンクのみを利用した船舶の減揺装置を採用している船舶の側面図である。
【図７】図７は、波浪時に航走している船舶がピッチングを起こしている図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  実施例１に係る船舶のピッチング軽減装置
２  実施例２に係る船舶のピッチング軽減装置
１１  ダンパー板
１２  貫通孔
１３  整流板
１４  船首側開放部
１５  船尾側開放部
１６  折曲部
２０  船舶
２２  バトックフロー面
【図１】
2006176068.tif 000003
【図２】
2006176068.tif 000004
【図３】
2006176068.tif 000005
【図４】
2006176068.tif 000006
【図５】
2006176068.tif 000007
【図６】
2006176068.tif 000008
【図７】
2006176068.tif 000009