(57)【要約】      （修正有）【課題】船舶の推進力を向上させる船舶推進装置及び船舶を提供する。【解決手段】船舶１００は、船舶の船首部１の下方に穿設される船首開口部１１と、前記船首開口部より船尾３に向けて船尾開口部３１を有する略直線状に穿設される空洞部２０と、空洞部内部の船尾よりの位置に配設されるスクリュープロペラと、スクリュープロペラを駆動するための発電機とを具備して構成される。さらに、船舶の船首よりの位置の船底に穿設された船底開口部と、前記船底開口部から前記空洞部に向けての導路が前記空洞部と取り合う箇所に、上方から下方にしたがって開口断面が拡大するように形成される空洞部切欠部２１とをさらに具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の下方船首部に穿設される船首開口部と、
前記船首開口部より船尾に向けて船尾開口部を有する略直線状に穿設される空洞部と、
前記空洞部内部の船尾よりの位置に配設されるスクリュープロペラと、
前記スクリュープロペラを駆動するためのエンジンあるいは電動機（モータ）よりなる駆動装置と
を具備することを特徴とする船舶推進装置。
【請求項２】
前記船首開口部の前もしくは近傍の船首構造は略球根状もしくは略円盤状である、請求項１記載の船舶推進装置。
【請求項３】
前記船舶の船首よりの位置の船底に穿設された船底開口部と、
前記船底開口部から前記空洞部に向けての導路が前記空洞部と取り合う箇所に、上方から下方にしたがって開口断面が拡大するように形成される空洞部切欠部と
をさらに具備する、請求項１もしくは２記載の船舶推進装置。
【請求項４】
前記空洞部の内部の前記船底開口部より船首よりの位置に配設されたエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラ、及び／もしくは、前記空洞部の内部の前記船底開口部より船尾よりの位置に配設されたエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラ、をさらに具備する、請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の船舶推進装置。
【請求項５】
前記空洞部内に前記船底開口部の後方の位置にエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラがさらに配設される、請求項１乃至４のうち１項記載の船舶推進装置。
【請求項６】
前記空洞部は、前記エンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラの設置位置の若干部分から船尾に向けて、船首位置におけるよりも大口径にて形成され、口径の異なる箇所がスロープ状に連接される形状を有する、請求項５記載の船舶推進装置。
【請求項７】
前記スロープ状部分に錐面方向に形成される突起がさらに配設される、請求項６記載の船舶推進装置。
【請求項８】
前記空洞部切欠部近傍から船尾に向けて、前記空洞部内壁面に略螺旋状に突起形状が形成される、請求項１乃至７のうち１項記載の船舶推進装置。
【請求項９】
前記略螺旋状に形成される突起は、隣接する突起間のピッチが水流に適合して設定される、請求項８記載の船舶推進装置。
【請求項１０】
前記船尾開口部の後端にスラストリバーサーがさらに配設される、請求項１乃至９のうちいずれか１項記載の船舶推進装置。
【請求項１１】
船首部と、
前記船首部の下方に穿設される船首開口部と、
前記船首開口部より船尾に向けて船尾開口部を有する略直線状に穿設される空洞部と、
前記空洞部内部の船尾よりの位置に配設されるスクリュープロペラと、
前記スクリュープロペラを駆動するためのエンジンあるいは電動機（モータ）よりなる駆動装置と
を具備することを特徴とする船舶。
【請求項１２】
前記船首開口部の前もしくは近傍の船首構造は略球根状もしくは略円盤状である、請求項１１記載の船舶。
【請求項１３】
前記船首部よりの位置の船底に穿設された船底開口部と、
前記船底開口部から前記空洞部に向けての導路が前記空洞部と取り合う箇所に、上方から下方にしたがって開口断面が拡大するように形成される空洞部切欠部と
をさらに具備する、請求項１１もしくは１２記載の船舶。
【請求項１４】
前記空洞部の内部の前記船底開口部より前記船首部よりの位置に配設されたエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラ、及び／もしくは、前記空洞部の内部の前記船底開口部より船尾よりの位置に配設されたエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラ、をさらに具備する、請求項１１乃至１４のうちいずれか１項記載の船舶。
【請求項１５】
前記空洞部内に前記船底開口部の後方の位置にエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラがさらに配設される、請求項１１乃至１４のうち１項記載の船舶。
【請求項１６】
前記空洞部は、前記エンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラの設置位置の若干部分から船尾に向けて、前記船首部の位置におけるよりも大口径にて形成され、口径の異なる箇所がスロープ状に連接される形状を有する、請求項１５記載の船舶。
【請求項１７】
前記スロープ状部分に錐面方向に形成される突起がさらに配設される、請求項１６記載の船舶。
【請求項１８】
前記空洞部切欠部近傍から船尾に向けて、前記空洞部内壁面に略螺旋状に突起形状が形成される、請求項１１乃至１７のうち１項記載の船舶。
【請求項１９】
前記略螺旋状に形成される突起は、隣接する突起間のピッチが水流に適合して設定される、請求項８記載の船舶推進装置。
【請求項２０】
前記船尾開口部の後端にスラストリバーサーがさらに配設される、請求項１１乃至１９のうちいずれか１項記載の船舶。
【請求項２１】
前記船首開口部面には、海中からの異物の侵入を防止するための防止具が装着もしくは取り付けられる、請求項１１乃至２０のうちいずれか１項記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば船舶推進装置及び船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、作業用船舶、特に大型船舶（総トン数２０トン以上の船舶をいう。）においては、巨大な量の土砂、資源等を繰り返し運搬したり、作業用機器を搬送したりするために、巨大な推進力を必要とし、これに伴って、推進用の大量の燃料を必要とする。
【０００３】
この一方で、地球上の燃料、特に天然燃料は有限であり、地球資源の浪費をなくし有効活用する必要性は常に存在している。代替燃料も開発されてきているが、現状では、石油、ガソリン、軽油等の天然燃料に頼らざるを得ないのが現状である。したがって、膨大な運搬作業に必須の作業用船舶における燃料消費をいかに抑えるか、換言すれば、いかに船舶推進力をあげ、推進効率を向上させるか、は設計者のみならず作業者、施工者がいつも念頭に置かねばならない問題である。
【０００４】
しかしながら、これまでは、船舶の巨大なこともあり、大きな資源節約をもたらすような技術思想は残念ながら、実質的になされていたとはいいがたい。むしろ、研究開発の方向は、摩擦抵抗低減など、より細分化したものに向かう傾向があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１３７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこうした従来技術上の問題点を解決することを企図したものであり、船舶の推進力を向上させる船舶推進装置及び船舶を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するため、本発明に係る船舶推進装置はその第１の態様において、船舶の下方船首部に穿設される船首開口部と、前記船首開口部より船尾に向けて船尾開口部を有する略直線状に穿設される空洞部と、前記空洞部内部の船尾よりの位置に配設されるスクリュープロペラと、前記スクリュープロペラを駆動するためのエンジンあるいは電動機（モータ）よりなる駆動装置とを具備して構成される。
【０００８】
本発明に係る船舶推進装置としての第２の態様は、第１の態様において、前記船首開口部の前もしくは近傍の船首構造は略球根状もしくは略円盤状であることをもって構成される。
【０００９】
本発明に係る船舶推進装置としての第３の態様は、第１もしくは第２の態様において、前記船舶の船首よりの位置の船底に穿設された船底開口部と、前記船底開口部から前記空洞部に向けての導路が前記空洞部と取り合う箇所に、上方から下方にしたがって開口断面が拡大するように形成される空洞部切欠部とをさらに具備する。
【００１０】
本発明に係る船舶推進装置としての第４の態様は、第１〜第３の態様において、前記空洞部の内部の前記船底開口部より船首よりの位置に配設されたエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラ、及び／もしくは、前記空洞部の内部の前記船底開口部より船尾よりの位置に配設されたエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラ、をさらに具備する。
【００１１】
本発明に係る船舶推進装置としての第５の態様は、第１〜第４の態様において、前記空洞部内に前記船底開口部の後方の位置にエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラがさらに配設される。
【００１２】
本発明に係る船舶推進装置としての第６の態様は、第５の態様において、前記空洞部は、前記エンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラの設置位置の若干前方部分から船尾に向けて、船首位置におけるよりも大口径にて形成され、口径の異なる箇所がスロープ状に連接される形状を有する。
【００１３】
本発明に係る船舶推進装置としての第７の態様は、第６の態様において、前記スロープ状部分に錐面方向に形成される突起がさらに配設される。
【００１４】
本発明に係る船舶推進装置としての第８の態様は、第１〜第７の態様において、前記空洞部切欠部近傍から船尾に向けて、前記空洞部内壁面に略螺旋状に突起形状が形成される。
【００１５】
本発明に係る船舶推進装置としての第９の態様は、第８の態様において、前記略螺旋状に形成される突起は、隣接する突起間のピッチが水流に適合して設定される。
【００１６】
本発明に係る船舶推進装置としての第１０の態様は、第１〜第９の態様において、前記船尾開口部の後端にスラストリバーサーがさらに配設される。
【００１７】
本発明に係る船舶はその第１の態様において、船首部と、前記船首部の下方に穿設される船首開口部と、前記船首開口部より船尾に向けて船尾開口部を有する略直線状に穿設される空洞部と、前記空洞部内部の船尾よりの位置に配設されるスクリュープロペラと、前記スクリュープロペラを駆動するためのエンジンあるいは電動機（モータ）よりなる駆動装置とを具備して構成される。
【００１８】
本発明に係る船舶としての第２の態様は、第１の態様において、前記船首開口部の前もしくは近傍の船首構造は略球根状もしくは略円盤状である。
【００１９】
本発明に係る船舶としての第３の態様は、第１もしくは第２の態様において、前記船首部よりの位置の船底に穿設された船底開口部と、前記船底開口部から前記空洞部に向けての導路が前記空洞部と取り合う箇所に、上方から下方にしたがって開口断面が拡大するように形成される空洞部切欠部とをさらに具備する。
【００２０】
本発明に係る船舶としての第４の態様は、第１〜第３の態様において、前記空洞部の内部の前記船底開口部より前記船首部よりの位置に配設されたエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラ、及び／もしくは、前記空洞部の内部の前記船底開口部より船尾よりの位置に配設されたエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラ、をさらに具備する。
【００２１】
本発明に係る船舶としての第５の態様は、第１〜第４の態様において、前記空洞部内に前記船底開口部の後方の位置にエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラがさらに配設される。
【００２２】
本発明に係る船舶としての第６の態様は、第５の態様において、前記空洞部は、前記エンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラの設置位置の若干前方部分から船尾に向けて、前記船首部の位置におけるよりも大口径にて形成され、口径の異なる箇所がスロープ状に連接される形状を有する。
【００２３】
本発明に係る船舶としての第７の態様は、第６の態様において、前記スロープ状部分に錐面方向に形成される突起がさらに配設される。
【００２４】
本発明に係る船舶としての第８の態様は、第１〜第７の態様において、前記空洞部切欠部近傍から船尾に向けて、前記空洞部内壁面に略螺旋状に突起形状が形成される。
【００２５】
本発明に係る船舶としての第９の態様は、第８の態様において、前記略螺旋状に形成される突起は、隣接する突起間のピッチが水流に適合して設定される。
【００２６】
本発明に係る船舶としての第１０の態様は、第１〜第９の態様において、前記船尾開口部の後端にスラストリバーサーがさらに配設される。
【００２７】
本発明に係る船舶としての第１１の態様は、第１〜第１０の態様において、前記船首開口部面には、海中からの異物の侵入を防止するための防止具が装着もしくは取り付けられる。
【００２８】
上記第１の態様は、空洞部（いわゆるパイプ、円筒部分）をバルバス・バウ部の開口から後部のスクリュープロペラに至る箇所に設け、開口を設けることで、バルバス・バウにて受ける水による抵抗をなくしてこれを却って推進力に変換し、水流の引き込み粘性抵抗を減じて造波抵抗を低減することを企図したものである。すなわち同態様によれば、船舶の船首より船尾に至るまで連通した空洞部に水が引き込まれる、船舶側から見れば水を吸い込む、ことで船舶の推進力が発生し、それとともに、造波抵抗が低減される。スクリュープロペラが回転することで、引き込み力が付勢される。こうして空洞部に吸引された水が船尾開口部より吐出されることで船舶の推進がさらに促進される。また、空洞部（好ましくは円筒状）を略直線状に設けることで流体抵抗が減少する。またさらに、スクリュープロペラを船尾でなく空洞部内に設けることで、船尾に設けた方式による場合よりも推進効率が向上する。
【００２９】
上記第２の態様は、船首部の船首構造を略球根状もしくは略円盤状とすることで、海面上浮遊物や泡の吸い込みを防止するとともに造波抵抗を減少させることを企図したものである。すなわち同態様によれば、海面上浮遊物や泡の吸い込みを防止するとともに造波抵抗を減少させる。
【００３０】
上記第３の態様は、空洞部（いわゆるパイプ）の途中に船底側開口を設けることで、前方より／周囲よりの水の吸い込み／引き込みを行い、船舶の推進力を向上させることを企図したものである。すなわち同態様によれば、船底の船首より付近の、前方より／周囲よりの水の吸い込み／引き込み流が生成され、船底開口部から船体内部への方向に水流が生まれることで、船舶の推進力が向上する。
【００３１】
上記第４の態様は、空洞部（上記パイプ）内部の船底側開口の前方の位置にエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラを設けることで、パイプ内部で船底側開口前方及びパイプ側開口周辺の水の吸い込み力を船舶の推進力を向上させることを企図したものである。すなわち同態様によれば、空洞部（いわゆるパイプ）内部で船底側開口前方及び船底側開口周辺の水の吸い込み力が生成されるため、船舶の推進力をさらに向上させる。
【００３２】
上記第５の態様は、空洞部（上記パイプ）内部のパイプ側開口の後方の位置にエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラを設けることによりパイプ内部の水を後方に押し出し船舶の推進力とすることを企図したものである。すなわち、同態様によれば、空洞部内部の水を後方に押し出す力がスクリュープロペラの回転によって付勢されることになるので船舶の推進力を一層向上させる。
【００３３】
上記第６の態様によれば、空洞部の後ろ、エンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリューポンプの直前部分から船尾にかけての部分を口径大にしてスロープにて連結される構成を備えることで、空洞部の比較的小口径部から比較的大口径部に向けて径が漸増するので、吸引されてきた水が空洞部内後方に向けて拡散的に押し出されるために、造波抵抗のさらなる低減、船舶推進能力の一層の向上につながる。
【００３４】
上記第７の態様は、上記でスロープ部分に細かいピッチの複数突起を設けることで推進効率の向上を図ることを企図したものである。突起は添設物もしくは隆起物でもよい。すなわち、同態様によれば、かかる突起によって、吸い込まれスロープ部まで到達した水流はスクリュープロペラ芯近傍方向に向けて整流されるため、スクリュープロペラによる押し出し力はより一層働き、造波抵抗のさらなる低減、船舶推進能力のさらなる向上が果たされる。
【００３５】
上記第８の態様は、パイプの開口より後部にパイプ内回転水流に沿った螺旋状に添設／配設される突起・隆起形状を設けることで、パイプ内水流抵抗を減少させ、推進効率を向上させることを企図したものである。突起は隆起物でも、添設物でもよい。突起は連続的に形成されていても、不連続的に形成（たとえば、所定の間隔で鋸歯状な立面を有するもの）されていてもよい。こうした構成によれば、空洞部内部の水流と螺旋形状によって生成される水流とが同流となるために、流水抵抗が一層低減され、また、水流が付勢されることから後部への押し出しが生じ、これにより圧力が変化して船首での吸い込み力が付勢される。よって、船舶の推進効率が一層向上する。
【００３６】
上記第９の態様は、上記で、パイプ内に添設／配設される螺旋状の突起・隆起形状のピッチは予想される水流に合わせて変化されるようにすることで、パイプ内後部の高速水流を促進して、より水流抵抗を減少させ、推進効率をさらに向上させることを企図したものである。すなわち、同態様によれば、突起のピッチを、たとえば比較的前方のものをより粗く、比較的後方のものをより細かく設定することで、パイプ内後部の高速水流を促進して、より水流抵抗を減少させ、推進効率をさらに向上させる。
【００３７】
上記第１０の態様は、船尾開口部の後端にスラストリバーサーを設置することで、細かい制御を可能ならしめんことを企図したものである。すなわち、同態様によれば、スラストリバーサーを所望の水流、周囲環境等に適合させて動作させることで、船舶の操縦性が一層向上する。
【００３８】
上記第１１の態様は、上記の推進を得るための水引込みに伴って外部異物が侵入しないように構成的に手当てすることを企図したものである。すなわち、同態様によれば、船首開口部面には、海中からの異物の侵入を防止するための防止具が装着もしくは取り付けられることで、水中生物や遺棄物等が船首開口部からの水の取り込みの際に船内に侵入することを予防する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、船舶の推進力を向上させる船舶推進装置及び船舶が提供されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る船舶の全体イメージを示した進行方向断面概念図である。
【図２】同船舶の進行方向に直行する方向での断面図であり、同図（ａ）は図１のＡ―Ａ断面、（ｂ）は図１のＢ―Ｂ断面、をそれぞれ表した図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る船舶の船首部１下部のバルバス・バウ１０付近の進行方向断面詳細図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る船舶の船尾部３付近下部（図１におけるＸ部あたり）の進行方向断面詳細図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る船舶の空洞部２０〜２２に至る箇所における取合いの詳細を示した概念的斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る船舶のスロープ部２３の断面を概略的に示した図である。
【図７】本発明の別の一実施形態を示す図である。
【図８】本発明の別の一実施形態を示す図である。
【図９】本発明のさらに別の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。
【００４２】
図１は、本発明の一実施形態に係る船舶の全体イメージを示した進行方向断面概念図である。図２は同船舶の進行方向に直行する方向での断面図であり、同図（ａ）は図１のＡ―Ａ断面、（ｂ）は図１のＢ―Ｂ断面、をそれぞれ表したものである。これらの図に示すように、本船舶１００は、船首部１と、船中部２と、船尾部３とで概略構成されている。船中部２及び船尾部３の間にはエンジンルーム４が設けられている。鉛直方向としては、船底部５と甲板部６とを備えて構成される。甲板部６には、操作室塔７や楊重機構８が設営されている。
【００４３】
本船舶１００は貨物船もしくは土砂運搬船を想定しているが、これらの用途に限定される必要はなく、必要に応じて、それぞれの用途に沿った付帯設備を設営し得る。規模としては、たとえば、載荷重量（ＤＷ：Ｄｅａｄ  Ｗｅｉｇｈｔ）：５，０００ｔ、積荷容積：３，２００ｍ３、主要寸法として、垂線間長さ（Ｌｐｐ）：９０ｍ×幅（Ｂ）：１８ｍ×深さ（Ｄ）：１０ｍとするが、本願発明はこれらの規模のものに適用が限定・制限されるものではなく、各規模のものに対して本願に係る技術思想が適用可能であるのはいうまでもない。設定船速、航行区域、主機、発電機、プロペラ、荷役機構、船首発電機構、ポンプ等は必要に応じて、適応的なスペックのものを採用することができる。これらについては、従来から現在まで利用可能なものを適用することにし、ここではそれらの詳細については、本発明の説明に必要な限度での記述を除き、詳述しない。
【００４４】
船舶１００の船首部１の喫水Ｗより下部には、造波抵抗を低減するためのバルバス・バウ１０が形成されている。バルバス・バウ１０の形状としては略球根状もしくは略円盤状とするのが好ましいが、水面を掻き分けて進む際に生じる曳き波が船の推進時の抵抗となる、いわゆる造波抵抗を低減するのに資する形状であればこれらに限定されることなく採用することができる。こうした形状であることにより、バルバス・バウ１０は海面上浮遊物や泡の吸い込みを防止する。
【００４５】
バルバス・バウ１０の好ましくは下部から船尾部３に向けて、船体下部には略直線上の円筒状の空洞部２０が貫設されている。空洞部２０とバルバス・バウ１０との取り合い部には船首部開口１１が形成され、空洞部２０と船尾部３下部との取り合い部に船尾部開口３１が形成されている。空洞部２０の上方、船尾よりの位置にはメインエンジン４０及びコンプレッサ４１が設置される。
【００４６】
図３は、船首部１下部のバルバス・バウ１０付近の進行方向断面詳細図である。同図に示されるように、バルバス・バウ１０下部の船首部開口１１に連接される空洞部２０において、好ましくはバルバス・バウ１０の若干後部に、すなわち空洞部２０の導路２０ａが空洞部２０と取り合う箇所に、上方から下方にしたがって開口断面が拡大するように形成される空洞部切欠部２１が配設される。すなわち、空洞部２０の途中に船底側開口を設けることになる。この構成によって、水中の前方より／周囲よりの水を吸い込み（引き込み）がより促進される。これにより水の吸い込み／引き込み流が生成され、船底開口部から船体内部への方向に水流が生まれる。よって船舶の推進力が向上することになる。
【００４７】
図３において、好適には、空洞部２０の内部の船首よりの位置（バルバス・バウ１０側の位置）にエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラ２１０を、及び／もしくは、空洞部２０の内部の船尾よりの位置にエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリュープロペラ２２０を、設置する。これにより、空洞部２０の内部で船底側開口前方及び空洞部切欠部２１周辺の水の吸い込み力が生成されるため、船舶の推進力をさらに向上させる。
【００４８】
上記の構成において、好適には、船首部開口１１面には、外部異物混入・侵入防止具（図示しない）を取り付ける。外部異物混入・侵入防止具としては、たとえば、一定の太さを持った鉄筋を所定のピッチで溶接して網目状を構成した具を採用することが可能である。この場合、鉄筋は丸鋼もしくは異形棒鋼とし、太さは３８ｍｍ〜５１ｍｍ程度のものが好ましく、さらに好適には５１ｍｍのものとする。ピッチ（網目）は太さは１５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度のものが好ましく、さらに好適には１５０ｍｍ程度とする。かかる寸法は、海中からの異物の侵入を防止しつつそれ自体が抵抗体となるのを避ける必要から決定するのが好ましい。
【００４９】
図４は、船尾部３付近下部（図１におけるＸ部あたり）の進行方向断面詳細図である。同図に示されるように、船尾部３下部の空洞部２２の径Ｒは空洞部２０の径ｒよりも大きく、両者はスロープ部２３にて連接されて構成される。後部の口径を比較的大とすることで、空洞部内部の水を後方に押し出す力が付勢され、船舶の推進力を向上させることになる。また、エンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動されるスクリューポンプ２３０の直前部分を口径大にしてスロープ部２３にて連結されることから、空洞部の比較的小口径部２０から比較的大口径部２２に向けて径が漸増し、吸引されてきた水が空洞部内後方に向けて拡散的に押し出される効果を生むために、造波抵抗のさらなる低減、船舶推進能力の一層の向上につながる。
【００５０】
図４において、好適には、空洞部２２の内部で、スロープ部２３との取り合い部付近にエンジン駆動のスクリュープロペラ２３０を配設する。これは空洞部内部の水を後方に押し出し船舶の推進力とすることを企図したものである。すなわち、空洞部２０及び２２内部の水を後方に押し出す力がスクリュープロペラ２３０の回転によって付勢されることになる。これにより、空洞部２０の内部で船底側開口前方及び空洞部切欠部２１周辺の水の吸い込み力が生成されるため、船舶の推進力をさらに向上させる。
【００５１】
図５は、空洞部２０〜２２に至る箇所における取合いの詳細を示した概念的斜視図である。長さ方向、両端部の詳細は記載を省略してある。同図に示されるように、空洞部２０のスクリュープロペラ２２０以降の内壁面に、パイプ内回転水流に沿うように、螺旋状に突起（もしくは隆起）形状構造２５を設ける。これはパイプ内水流抵抗を減少させ、推進効率を向上させることを企図したものである。この場合、突起は隆起物でも、添設物でもよい。突起（もしくは隆起）形状構造２５は連続的に形成されていても、不連続的に形成（たとえば、所定の間隔で鋸歯状な立面を有するもの）されていてもよい。こうした構成によれば、空洞部内部の水流と螺旋形状によって生成される水流とが略同流となるために、流水抵抗が一層低減され、また、水流が付勢されることから後部への押し出しが生じ、これにより圧力が変化して船首での吸い込み力が付勢される。よって、船舶の推進効率が一層向上する。
【００５２】
また、さらに好適には、突起（もしくは隆起）形状構造２５における前方部分２５ａのピッチと、後方部分２５ｂのピッチとを、水流に適合させて変動させる。たとえば、突起（もしくは隆起）形状構造２５における前方部分２５ａのピッチを、後方部分２５ｂのピッチよりも小さくする。空洞部２０、２２内に添設／配設される螺旋状の突起・隆起形状のピッチは予想される水流に合わせて変化されるようにすることで、パイプ内後部の高速水流を促進して、より水流抵抗を減少させ、推進効率をさらに向上させることを企図したものである。これにより、螺旋形状２５ａ、２５ｂによって生成される水流をより同流に近づけることができ、さらなる付勢を生成することによって船舶の推進効率のさらなる向上を実現することができる。すなわち、すなわち、突起のピッチを、たとえば比較的前方のものをより粗く、比較的後方のものをより細かく設定することで、パイプ内後部の高速水流を促進して、より水流抵抗を減少させ、推進効率をさらに向上させる。
【００５３】
図６は、スロープ部２３の断面を概略的に示した図である。同図に示されるように、スロープ部２３には、好適には、細かいピッチの突起構造（もしくは突起物）２３２を複数設ける。これは推進効率の向上を図ることを企図したものである。突起構造（もしくは突起物）２３２としては添設物もしくは隆起物でもよい。かかる突起によって、吸い込まれスロープ部２３まで到達した水流はスクリュープロペラ２３０の芯近傍方向に向けて整流されるため、スクリュープロペラ２３０による押し出し力はより一層働き、造波抵抗のさらなる低減、船舶推進能力のさらなる向上が果たされる。
【００５４】
以上詳細に説明したように、本発明に係る船舶によれば、空洞部（いわゆるパイプ、円筒部分）をバルバス・バウ部の開口から後部のスクリュープロペラに至る箇所に設け、開口を設けることで、バルバス・バウにて受ける水による抵抗をなくしてこれを却って推進力に変換し、水流の引き込み粘性抵抗を減じて造波抵抗を低減し、推進力向上に再利用することができる。
【００５５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。たとえば、上記の実施形態では、本願に係る技術思想を船舶として実現する場合を例にとって説明したが、本技術思想は、船舶の推進機構、推進装置として実現することも可能である。また、図７、８の如く、水の吸い込み口も色々の方法が考えられ、船上の荷物積み込み機器も図１のようなクレーンの他に、図９のような大型バックフォーも考えられ、これらは全て本発明の発明思想に含まれるものである。
【００５６】
また、本実施形態中では特に触れなかったが、諸々の付帯設備を設けることで、さらに利便性、効率性、安全性、経済性等を高める工夫を取り入れてもよい。たとえば、船尾開口部の後端にスラストリバーサーを設置することで、細かい制御が可能になる。すなわち、スラストリバーサーを所望の水流、周囲環境等に適合させて動作させることで、船舶の操縦性が一層向上する。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
上述したように、本願に係る発明によれば、船舶の推進力を向上させる船舶推進装置及び船舶が提供されることとなる。したがって、本発明は、運送業の他、特に大がかりな造設を伴う各種産業に対して大きな有益性をもたらすものである。
【符号の説明】
【００５８】
１…船首部
２…船中部
３…船尾部
４…エンジンルーム
５…船底部
６…甲板部
７…操作室塔
８…楊重機構
１０…バルバス・バウ
１１…船首部開口
２０…空洞部
２０ａ…空洞部２０の導路
２１…空洞部切欠部
２２…空洞部
２５…突起（もしくは隆起）形状構造
３１…船尾部開口
４０…メインエンジン
４１…コンプレッサ
１００…船舶
２１０…スクリュープロペラ
２２０…スクリュープロペラ
２３０…スクリューポンプ
２３２…（スロープ部）突起構造
ｒ…空洞部２０の口径
Ｒ…空洞部２２の口径
Ｗ…喫水
【図１】
2015006870.tif 000003
【図２】
2015006870.tif 000004
【図３】
2015006870.tif 000005
【図４】
2015006870.tif 000006
【図５】
2015006870.tif 000007
【図６】
2015006870.tif 000008
【図７】
2015006870.tif 000009
【図８】
2015006870.tif 000010
【図９】
2015006870.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月10日(2014.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
総トン数２０トン以上の大型船舶の造波抵抗を低減するのに資する形状によってなる船首部の下方で左右方向中心線を芯に穿設される船首開口部と、
前記船首開口部より船尾に向けて船尾開口部を有する、船舶直進方向に直線状に穿設される空洞部と、
前記大型船舶を駆動するためのエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置と、
前記船舶の前記船首部の若干後部の位置の船底に穿設された船底開口部と、
前記船底開口部から前記空洞部に向けての導路が前記空洞部と取り合う箇所に、上方から下方にしたがって開口断面が拡大するように形成される空洞部切欠部と
を具備することを特徴とする船舶推進装置。
【請求項２】
前記船首部は略球根状もしくは略円盤状によってなる、請求項１記載の船舶推進装置。
【請求項３】
前記空洞部の内部の前記船底開口部より船首よりの位置に配設されたエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動される第１のスクリュープロペラ、及び／もしくは、前記空洞部の内部の前記船底開口部より船尾よりの位置に配設されたエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動される第２のスクリュープロペラ、をさらに具備する、請求項１もしくは２記載の船舶推進装置。
【請求項４】
前記空洞部内の船尾側の位置にエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動される第３のスクリュープロペラがさらに配設される、請求項１乃至３のうち１項記載の船舶推進装置。
【請求項５】
前記空洞部は、前記第３のスクリュープロペラの設置位置の若干前部分から船尾に向けて、船首位置におけるよりも大口径にて形成され、口径の異なる箇所がスロープ状に連接される形状を有する、請求項４記載の船舶推進装置。
【請求項６】
前記スロープ状部分に錐面方向に形成される突起がさらに配設される、請求項５記載の船舶推進装置。
【請求項７】
前記空洞部切欠部近傍から船尾に向けて、前記空洞部内壁面に略螺旋状に突起形状が形成される、請求項１乃至６のうち１項記載の船舶推進装置。
【請求項８】
前記略螺旋状に形成される突起は、隣接する突起間のピッチが水流に適合して設定される、請求項７記載の船舶推進装置。
【請求項９】
前記船尾開口部の後端にスラストリバーサーがさらに配設される、請求項１乃至８のうちいずれか１項記載の船舶推進装置。
【請求項１０】
造波抵抗を低減するのに資する形状によってなる船首部と、
前記船首部の下方の左右方向中心線を芯に穿設される船首開口部と、
前記船首開口部より船尾に向けて船尾開口部を有する、船舶直進方向に直線状に穿設される空洞部と、
エンジンあるいは電動機よりなる駆動装置と、
前記船首部の若干後部の位置の船底に穿設された船底開口部と、
前記船底開口部から前記空洞部に向けての導路が前記空洞部と取り合う箇所に、上方から下方にしたがって開口断面が拡大するように形成される空洞部切欠部と
を具備することを特徴とする、総トン数２０トン以上の大型船舶。
【請求項１１】
前記船首部は略球根状もしくは略円盤状によってなる、請求項１０記載の大型船舶。
【請求項１２】
前記空洞部の内部の前記船底開口部より前記船首部よりの位置に配設されたエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動される第１のスクリュープロペラ、及び／もしくは、前記空洞部の内部の前記船底開口部より船尾よりの位置に配設されたエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動される第２のスクリュープロペラ、をさらに具備する、請求項１０もしくは１１記載の大型船舶。
【請求項１３】
前記空洞部内の船尾側の位置にエンジンあるいは電動機よりなる駆動装置により駆動される第３のスクリュープロペラがさらに配設される、請求項１０乃至１２のうち１項記載の大型船舶。
【請求項１４】
前記空洞部は、前記第３のスクリュープロペラの設置位置の若干前部分から船尾に向けて、前記船首部の位置におけるよりも大口径にて形成され、口径の異なる箇所がスロープ状に連接される形状を有する、請求項１３記載の大型船舶。
【請求項１５】
前記スロープ状部分に錐面方向に形成される突起がさらに配設される、請求項１４記載の大型船舶。
【請求項１６】
前記空洞部切欠部近傍から船尾に向けて、前記空洞部内壁面に略螺旋状に突起形状が形成される、請求項１０乃至１５のうち１項記載の大型船舶。
【請求項１７】
前記略螺旋状に形成される突起は、隣接する突起間のピッチが水流に適合して設定される、請求項１６記載の大型船舶。
【請求項１８】
前記船尾開口部の後端にスラストリバーサーがさらに配設される、請求項１０乃至１７のうちいずれか１項記載の大型船舶。
【請求項１９】
前記船首開口部面には、海中からの異物の侵入を防止するための防止具が装着もしくは取り付けられる、請求項１０乃至１９のうちいずれか１項記載の大型船舶。