(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船底の船尾側に船体幅方向に間隔をあけて設けられた一対のスケグと、
前記一対のスケグの船尾側に個別に設置され、互いに内回りに回転するプロペラと、
前記一対のスケグの相互間において前記船底に形成され、前記船尾側に向かって上方傾斜する傾斜面とを備えた、ツインスケグ船の船底構造であって、
前記傾斜面の横断面は、
第１位置では、前記船体幅方向に沿った平坦形状に形成され、
前記第１位置よりも前記船尾側の第２位置では、前記船体幅方向に間隔をあけて設けられ上方に凹んだ一対の凹状部と、前記一対の凹状部の相互間に設けられ下方に凸となる凸状部とを有する起伏形状に形成され、
前記凸状部は、湾曲状凸状部であり、
前記第２位置は、前記プロペラから前記プロペラの直径の０．５倍だけ前方の位置と、前記プロペラから前記プロペラの直径の１．５倍だけ前方の位置との間において設定され、
前記プロペラと前記第２位置との間の範囲において、下式［１］により規定される抉り深さの最大値が、計画吃水の４％以上且つ６％以下である
ことを特徴とする、ツインスケグ船の船底構造。
抉り深さ＝（前記凹状部の上端の高さ）−（前記凸状部の下端の高さ）…［１］
【請求項２】
船底の船尾側に船体幅方向に間隔をあけて設けられた一対のスケグと、
前記一対のスケグの船尾側に個別に設置され、互いに内回りに回転するプロペラと、
前記一対のスケグの相互間において前記船底に形成され、前記船尾側に向かって上方傾斜する傾斜面とを備えた、ツインスケグ船の船底構造であって、
前記傾斜面の横断面は、
第１位置では、前記船体幅方向に沿った平坦形状に形成され、
前記第１位置よりも前記船尾側の第２位置では、前記船体幅方向に間隔をあけて設けられ上方に凹んだ一対の凹状部と、前記一対の凹状部の相互間に設けられ下方に凸となる凸状部とを有する起伏形状に形成され、
前記凸状部は、前記船体幅方向で中央に平坦面を備えたステップ状凸状部であり、
前記第２位置は、前記プロペラから前記プロペラの直径の０．５倍だけ前方の位置と、前記プロペラから前記プロペラの直径の１．５倍だけ前方の位置との間において設定され、
前記プロペラと前記第２位置との間の範囲において、下式［２］により規定される抉り深さの最大値が、計画吃水の４％以上且つ６％以下である
ことを特徴とする、ツインスケグ船の船底構造。
抉り深さ＝（前記凹状部の上端の高さ）−（前記平坦面の高さ）…［２］
【請求項３】
船底の船尾側に船体幅方向に間隔をあけて設けられた一対のスケグと、
前記一対のスケグの船尾側に個別に設置され、互いに内回りに回転するプロペラと、
前記一対のスケグの相互間において前記船底に形成され、前記船尾側に向かって上方傾斜する傾斜面とを備えた、ツインスケグ船の船底構造であって、
前記傾斜面は、
第１位置では、前記船体幅方向に沿った平坦形状に形成され、
前記第１位置よりも前記船尾側の第２位置では、前記プロペラよりも前記船体幅方向のセンターライン側に上端が配置されると共に上方に凹んだ単一の凹状部を有する凹形状に形成され、
前記第２位置は、前記プロペラから前記プロペラの直径の０．５倍だけ前方の位置と、前記プロペラから前記プロペラの直径の１．５倍だけ前方の位置との間において設定され、
前記プロペラと前記第２位置との間の範囲において、下式［３］により規定される抉り深さの最大値が、計画吃水の４％以上且つ６％以下である
ことを特徴とする、ツインスケグ船の船底構造。
抉り深さ＝（前記凹状部の上端の高さ）−（前記横断面における、前記プロペラの回転中心よりもプロペラ半径だけ前記内側の位置における高さ）…［３］
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の船底構造を備えた
ことを特徴とする、ツインスケグ船。
【請求項５】
前記船底に気泡を噴出する空気潤滑システムを備えた
ことを特徴とする、請求項４に記載のツインスケグ船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船底の船尾側に船体幅方向に間隔をあけて設けられた一対のスケグと、スケグの船尾側に個別に設置されたプロペラとを備えた、ツインスケグ船の船底構造及びツインスケグ船に関する。
【背景技術】
【０００２】
船底の船尾側（後ろ側）に、下方に向けて突出したスケグを船体幅方向に間隔をあけて左右一対に設け、これらのスケグの後ろ側にプロペラを配置したツインスケグ船が知られている。ツインスケグ船では、スケグの相互間に、船尾側に向かって上方に傾斜する傾斜面（以下「船尾傾斜面」とよぶ）を船底に設け、この船尾傾斜面と両スケグとの相互間に、トンネル状の船底凹部が形成されている。
船底凹部を形成することで、航行時、船尾傾斜面に沿って後方のプロペラに向かって上昇する水の上昇流が得られる。両プロペラは内回り、つまり、両プロペラの相互間の上昇流に対向して下向きに回転するので、これによって推進効率を向上することができる。
【０００３】
また、推進効率を向上する技術として、船首側から船尾側に向かう気泡流を発生させて、船底を気泡流で覆うことにより船体摩擦抵抗を低減する空気潤滑システムが知られている。空気潤滑システムを使用して船体摩擦抵抗（推進抵抗）を低減することにより、推進効率を向上することができる。
ツインスケグ船においても、空気潤滑システムを装備したものが種々開発されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０１１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ツインスケグ船では、上述したように左右のスケグの相互間に船尾傾斜面を設けてプロペラに向かう水の上昇流を形成することで推進効率を向上させているが、より一層の推進効率の向上が要望されている。
また、ツインスケグ船において空気潤滑システムを装備した場合、プロペラ相互間の船底凹部により、気泡が水流と共にプロペラ相互間へと案内され、且つ、その形状（トンネル状の凹部）により気泡流の逃げ道がなくなる（つまり気泡流がプロペラ外方に反れて流れることが規制される）ため、気泡流がプロペラに流入しやすい。気泡流がプロペラに流入すると、キャビテーションが増加して、それに伴うリスク（プロペラのエロージョン、変動圧増加による船体の振動や騒音）が高くなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、推進効率を向上できるようにした、ツインスケグ船の船底構造及びツインスケグ船を提供することを目的とする。
また、本発明は、空気潤滑システムにより船底に噴出された気泡が、プロペラへ流入することを抑制できるようにした、ツインスケグ船の船底構造及びツインスケグ船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】
【０００７】
（１）上記の目的を達成するために、本発明のツインスケグ船の船底構造は、船底の船尾側に船体幅方向に間隔をあけて設けられた一対のスケグと、前記一対のスケグの船尾側に個別に設置され、互いに内回りに回転するプロペラと、前記一対のスケグの相互間において前記船底に形成され、前記船尾側に向かって上方傾斜する傾斜面とを備えた、ツインスケグ船の船底構造であって、前記傾斜面の横断面は、第１位置では、前記船体幅方向に沿った平坦形状に形成され、前記第１位置よりも前記船尾側の第２位置では、前記船体幅方向に間隔をあけて設けられ上方に凹んだ一対の凹状部と、前記一対の凹状部の相互間に設けられ下方に凸となる凸状部とを有する起伏形状に形成され、前記凸状部は、湾曲状凸状部であり、前記第２位置は、前記プロペラから前記プロペラの直径の０．５倍だけ前方の位置と、前記プロペラから前記プロペラの直径の１．５倍だけ前方の位置との間において設定され、前記プロペラと前記第２位置との間の範囲において、下式［１］により規定される抉り深さの最大値が、計画吃水の４％以上且つ６％以下であることを特徴としている。
抉り深さ＝（前記凹状部の上端の高さ）−（前記凸状部の下端の高さ）…［１］
【００１１】
（２）本発明のもう一つのツインスケグ船の船底構造は、船底の船尾側に船体幅方向に間隔をあけて設けられた一対のスケグと、前記一対のスケグの船尾側に個別に設置され、互いに内回りに回転するプロペラと、前記一対のスケグの相互間において前記船底に形成され、前記船尾側に向かって上方傾斜する傾斜面とを備えた、ツインスケグ船の船底構造であって、前記傾斜面の横断面は、第１位置では、前記船体幅方向に沿った平坦形状に形成され、前記第１位置よりも前記船尾側の第２位置では、前記船体幅方向に間隔をあけて設けられ上方に凹んだ一対の凹状部と、前記一対の凹状部の相互間に設けられ下方に凸となる凸状部とを有する起伏形状に形成され、前記凸状部は、前記船体幅方向で中央に平坦面を備えたステップ状凸状部であり、前記第２位置は、前記プロペラから前記プロペラの直径の０．５倍だけ前方の位置と、前記プロペラから前記プロペラの直径の１．５倍だけ前方の位置との間において設定され、前記プロペラと前記第２位置との間の範囲において、下式［２］により規定される抉り深さの最大値が、計画吃水の４％以上且つ６％以下であることを特徴としている。
抉り深さ＝（前記凹状部の上端の高さ）−（前記平坦面の高さ）…［２］
【００１２】
（３）上記の目的を達成するために、本発明のさらにもう一つのツインスケグ船の船底構造は、船底の船尾側に船体幅方向に間隔をあけて設けられた一対のスケグと、前記一対のスケグの船尾側に個別に設置され、互いに内回りに回転するプロペラと、前記一対のスケグの相互間において前記船底に形成され、前記船尾側に向かって上方傾斜する傾斜面とを備えた、ツインスケグ船の船底構造であって、前記傾斜面は、第１位置では、前記船体幅方向に沿った平坦形状に形成され、前記第１位置よりも前記船尾側の第２位置では、前記プロペラよりも前記船体幅方向のセンターライン側に上端が配置されると共に上方に凹んだ単一の凹状部を有する凹形状に形成され、前記第２位置は、前記プロペラから前記プロペラの直径の０．５倍だけ前方の位置と、前記プロペラから前記プロペラの直径の１．５倍だけ前方の位置との間において設定され、前記プロペラと前記第２位置との間の範囲において、下式［３］により規定される抉り深さの最大値が、計画吃水の４％以上且つ６％以下であることを特徴としている。
抉り深さ＝（前記凹状部の上端の高さ）−（前記横断面における、前記プロペラの回転中心よりもプロペラ半径だけ前記内側の位置における高さ）…［３］
【００１３】
（４）上記の目的を達成するために、本発明のツインスケグ船は（１）〜（３）の何れかに記載の船底構造を備えたことを特徴としている。
【００１４】
（５）前記船底に気泡を噴出する空気潤滑システムを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一対のスケグの相互間において船尾側に向かって上方傾斜する傾斜面が船底に形成され、この傾斜面の横断面は、第１位置では、船体幅方向に沿った平坦形状に形成され、第１位置よりも船尾側の第２位置では、船体幅方向に間隔をあけて設けられ上方に凹んだ一対の凹状部と、これらの一対の凹状部の相互間に設けられ下方に凸となる凸状部とを有する起伏形状に形成されている。
これにより、傾斜面の後方に向かう上方傾斜が、スケグのそれぞれの内方に設けられた凹状部がある分だけ急傾斜となるので、傾斜面に沿ってプロペラへ流れる上昇流の上向き成分が大きくなり、上昇流に対し下向きに回転するするプロペラにより高い推進力が得られ、推進効率を向上することができる。
さらに、凹状部の相互間には、凸状部が設けられているので、凸状部が存在する分だけ、スケグと傾斜面との間に形成される上昇流の流路断面積が小さくなって、その分だけ、凹状部の上昇流の速度が速くなり、この点でも推進効率を向上することができる。
【００１６】
さらに、空気潤滑システムを装備した場合には、船底に噴出された気泡が、凹状部に集まって流れるようになるので、気泡は、プロペラの外を通過して船尾側へと流れるようになり、気泡がプロペラへ流入することを抑制できる
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態としての船舶の全体構成を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図である。
【図２】本発明の第１実施形態としての船底構造及びその作用効果を説明するための模式図であって、位置Ａ，Ｂにおける横断面形状（前後方向Ｘに垂直に切断した断面形状）を示す図であり、位置Ａにおける横断面形状を実線で示し、位置Ｂにおける横断面形状を破線で示す。
【図３】本発明の第１実施形態としての船底構造の作用効果を説明するための模式図であって、位置Ａ，Ｂにおける横断面形状（前後方向Ｘに垂直に切断した断面形状）を示す図であり、位置Ａにおける横断面形状を実線で示し、位置Ｂにおける横断面形状を破線で示す。
【図４】本発明の第２実施形態としての船底構造及びその作用効果を説明するための模式図であって、位置Ａ，Ｂにおける横断面形状（前後方向Ｘに垂直に切断した断面形状）を示す図であり、位置Ａにおける横断面形状を実線で示し、位置Ｂにおける横断面形状を破線で示す。
【図５】本発明の第２実施形態としての船底構造の作用効果を説明するための模式図であって、位置Ａ，Ｂにおける横断面形状（前後方向Ｘに垂直に切断した断面形状）を示す図であり、位置Ａにおける横断面形状を実線で示し、位置Ｂにおける横断面形状を破線で示す。
【図６】本発明の第３実施形態としての船底構造及びその作用効果を説明するための模式図であって、位置Ａ，Ｂにおける横断面形状（前後方向Ｘに垂直に切断した断面形状）を示す図であり、位置Ａにおける横断面形状を実線で示し、位置Ｂにおける横断面形状を破線で示す。
【図７】本発明の第３実施形態としての船底構造の作用効果を説明するための模式図であって、位置Ａ，Ｂにおける横断面形状（前後方向Ｘに垂直に切断した断面形状）を示す図であり、位置Ａにおける横断面形状を実線で示し、位置Ｂにおける横断面形状を破線で示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の各実施の形態について説明する。なお、以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の各実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の各実施形態の構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
なお、以下の説明では、船舶１の船首１１側（進行方向）を前方とし、船尾１２側を後方とし、前方を基準に左右を定め、重力の方向を下方とし、その逆を上方として説明する。また、船体前後方向（以下「前後方向」ともいう）Ｘと直交する水平方向を船体幅方向（以下「幅方向」又は「船幅方向」ともいう）Ｙとし、船幅方向ＹのセンターラインＣＬに近づく側を内側とし、その逆にセンターラインＣＬから離れる側を外側として説明する。
【００１９】
［１．第１実施形態］
［１−１．船舶の全体構成］
本発明の第１実施形態としての船舶の全体構成について、図１（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
船舶１は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、船舶１の本体である船体１０と、船舶１の各種制御が行われるコントロールルーム２０と、空気潤滑システム３０とを備える。
船舶１は、ツインスケグ船であり、船底１３の後部側には、下方に突出したスケグ１５が、幅方向Ｙに間隔をあけて、センターラインＣＬの左右両側に一対に設けられると共に、各スケグ１５の後部に、互いに内回りするプロペラ１６がそれぞれ取り付けられている。また、各プロペラ１６の後方には、船体１０の進行方向を定める舵１７がそれぞれ設置されている。なお、プロペラ１６の内回りとは、プロペラ１６の上部において内側（センターラインＣＬ側）へ回転することである。
以下、左右のスケグ１５を区別する場合には、左側のスケグ１５をスケグ１５Ｌと表記し、右側のスケグ１５をスケグ１５Ｒと表記する。同様に左右のプロペラ１６を区別する場合には、左側のプロペラ１６をプロペラ１６Ｌと表記し、右側のプロペラ１６をプロペラ１６Ｒと表記する。
なお、スケグ１５Ｌ，１５Ｒの形状及び配置、並びに、プロペラ１６Ｌ，１６Ｒの配置など、船体１０の基本的な構造はセンターラインＣＬに対して対称である。
【００２０】
空気潤滑システム３０は、船底１３から空気を噴出して船底１３と水面との境界に気泡１００の流れを発生させ、この気泡流１００により船底１３を覆う気泡層を形成することで航行する船体１０の摩擦抵抗を低減するものである〔図１（ａ），（ｂ）では気泡１００を一部のみ示す〕。
具体的には、空気潤滑システム３０は、例えばブロアやコンプレッサにより構成される空気供給源３１と、船底１３の船首１１寄りに設置された複数の気泡噴出部３３と、空気供給源３１と各気泡噴出部３３とを繋ぐ空気供給通路３２とを備えて構成され、空気供給源３１を作動させることで、各気泡噴出部３３から船尾１２に向けて気泡１００が噴出される。
【００２１】
また、船底１３のスケグ１５Ｌ，１５Ｒの相互間に、前後方向Ｘの中央から後方に向かって上方に傾斜する傾斜面（以下「船尾傾斜面」とも呼ぶ）１３１が設けられており、船尾傾斜面１３１とスケグ間１５Ｌ，１５Ｒとの相互間に、トンネル状の凹所１３２が形成されている。
【００２２】
［１−２．船底構造］
船底１３の船尾傾斜面１３１に関して、図１（ａ），（ｂ）に加え図２（ａ），（ｂ）を参照してさらに説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示す位置（第２位置）Ａ及び位置（第１位置）Ｂは、後述するように船尾傾斜面１３１の形状を規定するための位置である。
位置Ａは、位置Ｂよりも後方の位置であって、プロペラ１６の前後方向Ｘに関する位置（以下「プロペラ位置」と呼ぶ）Ｐよりも所定距離ＬＡだけ前方の位置として定義され、位置Ｂはプロペラ位置Ｐよりも所定距離ＬＢだけ前方の位置として定義される。
ここで、プロペラ位置Ｐとはプロペラ１６の前後方向の中心ＬＰの位置をいう。また、所定距離ＬＡは、プロペラ１６の直径Ｄｐの０．５倍〜１．５倍の範囲で設定される（Ｄｐ×０．５≦ＬＡ≦Ｄｐ×１．５）。所定距離ＬＢは、これに限定されるものではないが例えば船長Ｌ０の１０％として設定される（ＬＢ＝Ｌ０×０．１）。なお、図１では便宜的に所定距離ＬＢを長めに示している。
【００２３】
図２は位置Ａ，Ｂにおける横断面形状（前後方向Ｘに対して垂直に切断した断面形状）を示す模式図であり、位置Ａにおける横断面形状を実線で示し、位置Ｂにおける横断面形状を破線で示す。なお、符号１６Ｘは、プロペラ１６が回転時に描くプロペラ面である。
船底１３の船尾傾斜面１３１は、図２に示すように、位置Ｂでは平坦な形状をしており、センターラインＣＬを含む中央部が平坦部１３１ｆとして形成されている。平坦部１３１ｆは、例えばセンターラインＣＬを中心にプロペラ直径Ｄｐと同じ長さの幅寸法Ｗｆを有している（Ｗｆ＝Ｄｐ）。
【００２４】
これに対し、位置Ａでは、位置Ｂよりも鉛直上方において、センターラインＣＬを含む中央部が下方に凸となる凸状部１３１ａを有しており、凸状部１３１ａを有することで、凸状部１３１ａとスケグ１５Ｌとの間、及び、凸状部１３１ａとスケグ１５Ｒとの間にそれぞれ窪み部（凹状部）１３１ｂが形成されている。換言すれば、位置Ａでは、船尾傾斜面１３１は、各スケグ１５の内側にそれぞれ窪み部１３１ｂが形成され、窪み部１３１ｂ，１３１ｂの相互間に凸状部１３１ａが形成された起伏形状とされている。
本実施形態では、凸状部１３１ａは、センターラインＣＬに下端１３１ａ_btmを有する湾曲形状の凸状部であり、各窪み部１３１ｂは、スケグ１５の内壁面１５ｉｎに連設され、スケグ１５の内側の付け根部に設けられた湾曲形状の凹状部である。
【００２５】
なお、本実施形態では、船尾傾斜面１３１の横断面形状は、前後方向Ｘに沿って連側的に変化し、Ｂ位置の横断面形状から後方になるにしたがってＡ位置の横断面形状へと徐々に変化する。また、本実施形態では、Ａ位置からプロペラ面Ｐにかけての船尾傾斜面１３１の横断面形状は、Ａ位置の横断面形状と同様に、窪み部の相互間に凸状部が形成された起伏形状とされている。
【００２６】
そして、プロペラ位置Ｐと位置Ａとの間の範囲ＲＡ（図１（ｂ）参照）において、下式（１）により求めた横断面形状の抉り深さΔｈ１の最大値が、計画吃水ｈ０（図１（ａ）参照）の４％以上且つ６％以下になるように設定される。
下式（１）中のｈ１ａは、横断面形状における凸状部１３１ａの下端１３１ａ_btmの高さ（換言すれば横断面形状におけるセンターラインＣＬ上の船底１３の高さ）である。下式（１）中のｈ１ｂは、横断面形状における窪み部１３１ｂの上端１３１ｂ_tpの高さ（換言すれば、横断面形状における船底１３の最大高さ）である。
Δｈ１＝ｈ１ｂ−ｈ１ａ・・・（１）
なお、計画吃水ｈ０とは、計画上の吃水であり、実航行時に想定される代表的な積載重量時の喫水をいう。
また、図２では、凸状部１３１ａの下端１３１ａ_btmの高さｈ１ａ及び窪み部１３１ｂの上端１３１ｂ_tpの高さｈ１ｂを、プロペラ１６の回転中心Ｃｐの高さを基準として示している。
【００２７】
［１−３．作用・効果］
本発明の第１実施形態によれば、図１及び図２に示すように、船尾傾斜面１３１を、位置Ｂでは平坦な形状とし、位置Ｂよりも後方の位置Ａでは、プロペラ１６が取り付けられたスケグ１５の直ぐ内側に窪み部１３１ｂをそれぞれ形成した。これにより、船尾傾斜面１３１の後方に向かう上方傾斜が、窪み部１３１ｂの深さ（抉り深さ）Δｈ１分だけ急傾斜となる。これにより、船尾傾斜面１３１に沿って位置Ｂから位置Ａに向かって（つまり後方に向かって）プロペラ１６へ流れる上昇流Ｆｕｐを、窪み部１３１ｂを設けない場合よりも強い上昇流とすることができる。
したがって、矢印ＡＬ，ＡＲで示すように上昇流Ｆｕｐに対して対向回転するプロペラ１６Ｌ，１６Ｒにより、窪み部１３１ｂを設けない場合よりも高い推進力が得られ、推進効率を向上することができる。
さらに、凸状部１３１ａが設けられているので、凸状部１３１ａが存在する分だけ、スケグ１５の相互間の横断面積、すなわち上昇流Ｆｕｐの流路断面積が少なくなって、その分だけ、上昇流Ｆｕｐを強くすることができ、この点でも推進効率を向上することができる。
【００２８】
特に、範囲ＲＡ（図１（ｂ）参照）における横断面の抉り深さΔｈ１の最大値を計画吃水ｈ０の４％以上且つ６％以下に設定しているので、推進効率を最適化することができる。つまり、抉り深さΔｈ１が計画吃水ｈ０の４％未満では、船尾傾斜面１３１の上昇角度を十分に増加することができず、推進効率を向上できるほど強い上昇流が得られない。また、抉り深さΔｈ１が６％を越えると、船底１３が下方に過剰に膨らんだ形状となって船底１３の浸水面積が増加して、却って、航行時の船体１０の抵抗が増大してしまう。
【００２９】
また、図３に示すように、空気潤滑システム３０の気泡噴出部３３（図１参照）から噴出された気泡１００は、船尾傾斜面１３１とスケグ間１５Ｌ，１５Ｒとの相互間に形成されたトンネル状の凹所１３２内を流れるようになるが、この気泡１００は、プロペラ面１６Ｘよりも上方に形成される窪み部１３１ｂに集まって流れるようになるので、気泡１００は、プロペラ１６の内側斜め上方を通過して船尾側１２へと流れるようになる。
したがって、気泡１００がプロペラ１６へ流入することを抑制できる。
【００３０】
［２．第２実施形態］
［２−１．構成］
本発明の第２実施形態の船舶について、図４及び図５を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態は、第１実施形態に対し、位置Ａにおける船尾傾斜面１３１の横断面形状の凸状部の形状が主に異なる。
具体的には、図４に示すように、凸状部２３１ａは、センターラインＣＬを跨ぐように形成された平坦面２３１ｆを備え、横断面視で略台形状のステップ状凸状部として構成されている。また、凸状部２３１ａとスケグ１５の内壁面１５ｉｎとの間に形成される各窪み部（凹状部）２３１ｂの形状は、凸状部２３１ａが平坦面２３１ｆを備え分だけ、第１実施形態の窪み部１３１ｂに較べて幅寸法が狭くなって鋭角化している。
【００３１】
そして、プロペラ位置Ｐと位置Ａとの間の範囲ＲＡ（図１（ｂ）参照）において、下式（２）により求めた抉り深さΔｈ２の最大値が、計画吃水ｈ０（図１（ａ）参照）の４％以上且つ６％以下になるように設定される。
Δｈ２＝ｈ２ｂ−ｈ２ａ・・・（２）
上式（２）中のｈ２ａは、横断面形状における平坦面２３１ｆの高さ（なお、平坦面２３１ｆが水平ではなく傾斜を有している場合には、平坦面２３１ｆの平均高さ）であり、上式（２）中のｈ２ｂは、横断面形状における窪み部２３１ｂの上端２３１ｂ_tpの高さ（換言すれば、横断面形状における船底１３の最大高さ）である。
【００３２】
抉り深さΔｈ２の最大値を計画吃水ｈ０の４％以上且つ６％以下に設定しているのは、抉り深さΔｈ２が計画吃水ｈ０の４％未満では、船尾傾斜面１３１の上昇角度を十分に増加することができず、推進効率を向上できるほど強い上昇流が得られず、また、抉り深さΔｈ２が６％を越えると、窪み部２３１ｂが過剰に大きくなって船底１３の浸水面積が増加して、却って、航行時の船体１０の抵抗が増大してしまうからである。
なお、図４では、平坦面２３１ｆの高さｈ２ａ及び窪み部２３１ｂの上端２３１ｂ_tpの高さｈ２ｂを、プロペラ１６の回転中心Ｃｐの高さを基準として示している。
この他の構成は第１実施形態と同様なので説明を省略する。
【００３３】
［２−２．作用・効果］
本発明の第２実施形態によれば、図４に示すように、船尾傾斜面１３１に凸状部２３１ａ及び窪み部２３１ｂを設けると共に、範囲ＲＡ（図１（ｂ）参照）において、横断面形状の抉り深さΔｈ２の最大値が、計画吃水ｈ０の４％以上且つ６％以下になるように設定しているので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
加えて、凸状部２３１ａを、平坦面２３１ｆを備えて構成した分、平坦面２３１ｆの分だけ、凸状部２３１ａの内容積を増やすことができるので船舶の積載可能な貨物量を増加することができる。
さらに、凸状部２３１ａを、平坦面２３１ｆを備えて構成した分、平坦面２３１ｆの分だけ、第１実施形態よりも、スケグ１５の相互間の横断面積、すなわち上昇流Ｆｕｐの流路断面積が少なくなって、その分だけ、上昇流Ｆｕｐを強くすることができ、推進効率を一層向上することができる。
【００３４】
また、第１実施形態と同様に、図５に示すように、空気潤滑システム３０の気泡噴出部３３から噴出され、船尾傾斜面２３１に沿って流れる気泡１００が、プロペラ面１６Ｘよりも上方に形成される窪み部２３１ｂに集まって流れるようになるので、気泡１００は、プロペラ１６の内側斜め上方を通過して船尾側１２へと流れるようになる。
したがって、気泡１００がプロペラ１６へ流入することを抑制できる。さらに、窪み部２３１ｂの幅寸法が狭くなった分、窪み部２３１ｂの上に向く角度が相対的に鋭角化して、窪み部２３１ｂに入り込んだ気泡１００は窪み部２３１ｂから外れて流れにくくなり、気泡１００がプロペラ１６へ流入することを一層抑制することができる。
【００３５】
［３．第３実施形態］
［３−１．構成］
本発明の第３実施形態の船舶について、図６及び図７を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態は、第１実施形態に対し、位置Ａにおける船尾傾斜面１３１の横断面形状の凸状部の形状が主に異なる。
具体的には、図６に示すように、位置Ａにおける傾斜面１３１の横断面形状は、第１実施形態及び第２実施形態のように凸状部１３１ａ，２３１ａの両側に窪み部１３１ｂ，２３１ｂがなく、単一の窪み部（凹所）３３１ｂよりなる形状となっている。窪み部３３１ｂは、本実施形態では、プロペラ１６よりも上方に凹んでおり、スケグ１５の内壁面１５ｉｎに連設され、センターラインＣＬ上に上端３３１ｂ_tpが位置する湾曲形状となっている。つまり、窪み部３３１ｂは、その上端がプロペラ１６よりもセンターラインＣＬ側（内側）に設定されている。
【００３６】
そして、プロペラ位置Ｐと位置Ａとの間の範囲ＲＡ（図１（ｂ）参照）において、下式（３）により求めた抉り深さΔｈ３の最大値が、計画吃水ｈ０（図１（ａ）参照）の４％以上且つ６％以下になるように設定される。
下式（３）において、ｈ３ａは、窪み部３３１ｂの上端３３１ｂ_tpの高さ（すなわちセンターラインＣＬ上の船底１３の高さ）、ｈ３ｂは、プロペラ１６の回転中心Ｃｐよりもプロペラ半径（＝０．５×プロペラ直径Ｄｐ）だけ内側の位置における船底１３の高さである。
Δｈ３＝ｈ３ａ-ｈ３ｂ・・・（３）
なお、図６では、前記の高さｈ３ａ及びｈ３ｂを、プロペラ１６の回転中心Ｃｐの高さを基準として示している。
【００３７】
このように、抉り深さΔｈ３の最大値を計画吃水ｈ０の４％以上且つ６％以下に設定しているので、推進効率を不具合なく最適化することができる。つまり、抉り深さΔｈ３が計画吃水ｈ０の４％未満では、抉り深さΔｈ３が小さすぎて船尾傾斜面３３１の上昇角度を十分に増大できず、推進効率を向上できるほど、強い上昇流が得られない。また、抉り深さΔｈ３が計画吃水ｈ０の６％を越えると、船体の船尾側における積載可能な貨物量が減少すると共に発電機等の機器配置の自由度を狭めてしまう。
この他の構成は第１実施形態と同様なので説明を省略する。
【００３８】
［３−２．作用・効果］
本発明の第３実施形態によれば、図６に示すように、船尾傾斜面３３１に窪み部３３１ｂを設けると共に、範囲ＲＡ（図１（ｂ）参照）において、抉り深さΔｈ３の最大値を、計画吃水ｈ０の４％以上且つ６％以下になるように設定しているので、船体の船尾側における積載可能な貨物量が減少すると共に発電機等の機器配置の自由度を狭めてしまうといった不具合なく、第１実施形態と同様に、推進効率を向上することができる。
また、図７に示すように、プロペラ１６よりも内側に設けられた窪み部３３１ｂを設けると共に、抉り深さΔｈ３を上記範囲で設定することで、積載可能な貨物量の減少及び機器配置の自由度の制限をそれぞれ緩和しつつ、気泡１００を内側に寄せてプロペラ１６へ気泡１００が流入することを防止できる。
【００３９】
［４．変形例］
上記各実施形態では、本発明を、空気潤滑システム３０を備えた船舶に適用した例を説明したが、本発明は、空気潤滑システム３０を備えない船舶に適用することも可能である。本発明を空気潤滑システム３０を備えない船舶に適用しても、推進効率を向上する効果が得られる。
【符号の説明】
【００４０】
１  船舶
１０，１０Ａ  船体
１３  船底
１３１  傾斜面
１３１ａ  凸状部
１３１ａ_btm  凸状部１３１ａの下端
１３１ｂ  窪み部（凹状部）
１３１ｂ_tp  窪み部１３１ｂの上端
１３１ｆ  平坦面
１３２  凹所
２３１ａ  凸状部
２３１ｆ  平坦面（凸状部２３１ａの下端）
２３１ｂ  窪み部（凹状部）
２３１ｂ_tp  窪み部１３１ｂの上端
３３１ｂ  窪み部（凹状部）
３３１ｂ_tp  窪み部３３１ｂの上端
１５，１５Ｌ，１５Ｒ  スケグ
１６，１６Ｌ，１６Ｒ  プロペラ
１６Ｘ  プロペラ面
３０  船体摩擦空気潤滑システム
３３  気泡噴出部
ＣＬ  船幅方向Ｙのセンターライン
ＣＰ  プロペラ１６の回転中心
Ａ  第２位置
Ｂ  第１位置
Ｄｐ  プロペラ１６の直径
ｈ０  計画吃水
ｈ１ａ  凸状部１３１ａの下端１３１ａ_btmの高さ
ｈ１ｂ  窪み部１３１ｂの上端１３１ｂ_tpの高さ
ｈ２ａ  平坦面２３１ｆの高さ
ｈ２ｂ  窪み部２３１ｂの上端２３１ｂ_tpの高さ
ｈ３ａ  窪み部３３１ｂの上端３３１ｂ_tpの高さ
ｈ３ｂ  プロペラ１６の回転中心Ｃｐよりもプロペラ半径だけ内側の位置における船底１３の高さ
Δｈ１，Δｈ２，Δｈ３  抉り深さ
Ｐ  プロペラ位置
ＬＡ，ＬＢ  所定距離
【図１】
0006665013.tif 000002
【図２】
0006665013.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006665013.tif 000007
【図７】
0006665013.tif 000008