(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船底に設けた、箱型の窪みにより形成されたシーチェストの開口部に、一方の半径面が船体の甲板方向を、他方の半径面が船首方向を向き、外周円弧面が船尾方向下方に向くように配置したものを、船首方向に向く他方の半径面が、船体の高さ方向に対して５〜２０度の角度を有するように、前記一方と他方の両半径面の交点を中心として外周円弧面を船首方向に回動させた、円柱を横断面方向に１／４等分した棒材を複数本、中心軸が船幅方向に平行で、かつ、外周端面が船底と同一面となるように柵状に配置したことを特徴とする高速船シーチェスト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶に設けられるシーチェストに係り、特に高速船に適したシーチェストに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
航行中、船舶に必要な海水を取水するために船舶に設けられるシーチェスト１は、図４に示すように、船底に形成された箱型の窪みにより形成されており、船舶に必要な海水は、シーチェスト１に繋がる取水管２を介してシーチェスト１内の海水をポンプにより汲み上げることにより得ている。
【０００３】
しかしながら、船速が速くなって船底の海水の流れが高速になるに従い、ポンプにより汲み上げられる流量に対して、船底からシーチェスト１の内部に入り込む海水量が多くなりすぎ、シーチェスト１の内部に図４（ｂ）に矢印で示したような大きな渦が発生することになる。そして、この渦が原因となって振動が発生し、時としてシーチェストの破損を招くこともある。
【０００４】
一方、シーチェストの内部へのごみの流入を防ぐ目的で、船底に設けたシーチェスト１の開口部１ａに、図５に示すように、パンチングメタル等のグリッド３が取り付けられることも多いが、この場合、船体外部の海水流れの高速化に伴って、グリッド３の存在により船底からシーチェスト１の内部に入り込む海水量が不足し、シーチェスト１の内部圧力が低下する。そして、シーチェスト１の内部圧力がポンプの性能を越える負圧となった場合には、冷却水としての必要量の取水が不可能になり、高速船の運航そのものに支障をきたす。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するために、シーチェスト１の内部への動圧を稼ぐために、図６に示したように、シーチェスト１の船尾側の船底から邪魔板４を設けたり、図７に示したように、シーチェストの形状そのものを箱型からウォータージェットの取水口に多くみられるスクープ形状に変更することが行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、邪魔板を設けた場合には、邪魔板に作用する動圧によって船速が低下したり、前記動圧によって邪魔板の船底への接合部が破損したり、さらには、邪魔板の後方でキャビテーションが発生しやすくなる。これらの問題は高速船では推進性能に深刻な影響を与えることになり、船速の高速化に伴って、この影響の深刻度も増大する。
【０００７】
また、船舶１隻に複数個設けられるシーチェストすべてについて曲面構造を多くもつスクープ形状を採用することは、製作工数の増加に伴い作業期間の長期化を余儀なくされる。
【０００８】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、特に高速船において推進性能への悪影響を及ぼすことなく安定した海水の取り込みを行うことができるシーチェストを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る高速船シーチェストは、船底に設けた、箱型の窪みにより形成されたシーチェストの開口部に、一方の半径面が船体の甲板方向を、他方の半径面が船首方向を向き、外周円弧面が船尾方向下方に向くように配置したものを、船首方向に向く他方の半径面が、船体の高さ方向に対して５〜２０度の角度を有するように、前記一方と他方の両半径面の交点を中心として外周円弧面を船首方向に回動させた、円柱を横断面方向に１／４等分した棒材を複数本、中心軸が船幅方向に平行で、かつ、外周端面が船底と同一面となるように柵状に配置したこととしている。そして、このようにすることで、特に高速船において推進性能への悪影響を及ぼすことなく安定した海水の取り込みを行うことができるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る高速船シーチェストは、船底に設けた、箱型の窪みにより形成されたシーチェストの開口部に、一方の半径面が船体の甲板方向を、他方の半径面が船首方向を向き、外周円弧面が船尾方向下方に向くように配置したものを、船首方向に向く他方の半径面が、船体の高さ方向に対して５〜２０度の角度を有するように、前記一方と他方の両半径面の交点を中心として外周円弧面を船首方向に回動させた、円柱を横断面方向に１／４等分した棒材を複数本、中心軸が船幅方向に平行で、かつ、外周端面が船底と同一面となるように柵状に配置したものである。
【００１２】
上記した本発明に係る高速船シーチェストによれば、シーチェスト内部に海水を誘導するような各円弧に沿った流れがシーチェストの開口部に形成されることにより、船舶の船速が高速になっても、船底からシーチェスト内部への海水の流れが安定して供給されることになる。
【００１３】
また、船底流れの動圧がかかる船首側に位置する円弧部分（本発明に係る高速船シーチェストでは船首方向に向く半径面）は船底から突出していないので、高速な流れが直角方向に衝突することがなく、船舶の推進性能を大きくて低下させることがない。
【００１４】
特に、本発明に係る高速船シーチェストでは、船首側に位置する円柱を横断面方向に１／４等分した棒材の外周円弧面によってシーチェスト側に誘導される流れが、前記円柱を横断面方向に１／４等分した棒材の後流に位置する円柱を横断面方向に１／４等分した棒材の船首方向に向く半径面に衝突することにより、シーチェスト内に流れ込む海水は上方へと流れの方向が変えられるので、さらにシーチェスト内部に海水が流れ込みやすくなる。
【００１５】
その際、船首方向に向く半径面と、外周円弧面との角に衝突する流れが船速よりもさらに減速されたものになり、この角によって発生する可能性のある剥離の規模が抑制され、これに起因したキャビテーションが発生し難くなる。
【００１６】
本発明者のシミュレーションによれば、前記角度は５度未満では、キャビテーション発生の原因になる剥離が抑制されにくく、反対に２０度を超えると、後流に位置する円柱を横断面方向に１／４等分した棒材の船首方向に向く半径面への衝突によってシーチェスト内部に海水が流れ込みやすくなるという効果が弱まって、５〜２０度の場合に良い結果が得られた。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明に係る高速船シーチェストを図２（ｃ）及び図３に示す実施例に基づいて説明する。
図１は船底に設けたシーチェストの開口部に、複数の円柱を、中心軸が船幅方向に平行となるように柵状に配置した高速船シーチェストの概略説明図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は柵状に配置した円柱と円柱周りの流れを示した図、図２は図１の円柱に代えて円柱を横断面方向に１／４等分した棒材を配置した高速船シーチェストの概略説明図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は柵状に配置した円柱を横断面方向に１／４等分した棒材とこの棒材周りの流れを示した図、（ｃ）は円柱を横断面方向に１／４等分した棒材を回動させた本発明に係る高速船シーチェストの（ｂ）と同様の図、図３は円柱を横断面方向に１／４等分した棒材を図２（ｃ）に示したように回動させた本発明に係る高速船シーチェストの概略斜視図である。
【００１８】
図１において、１１の高速船シーチェストは、船底に設けた海水吸入箱１１ａの開口部１１ａａに、中心軸が船幅方向に平行で、かつ、外周下端面が船底と同一面となるように複数の円柱１２を柵状に配置した構成である。
【００１９】
上記した高速船シーチェスト１１によれば、図１（ｂ）に矢印で示すような、シーチェスト１１の内部に海水を誘導するような各円柱１２の円弧に沿った流れが前記開口部１１ａａに形成されることから、船舶の船速が高速になっても、船底からシーチェスト１１の内部への海水の流れが安定して供給されることになる。
【００２０】
加えて、上記した高速船シーチェスト１１によれば、船底流れの動圧がかかる船首側に位置する円柱１２の円弧部分が船底から突出していないので、高速な流れが直角方向に衝突することがなく、船舶の推進性能を大きくて低下させることもない。
【００２１】
また、図２において、２１の高速船シーチェストは、上記した図１に示した高速船シーチェスト１１における円柱１２に代えて、円柱を横断面方向に１／４等分した棒材（以下、「１／４円柱」という。）２２を、船底に設けた海水吸入箱２１ａの開口部２１ａａに、中心軸が船幅方向に平行で、かつ、例えば外周下端面が船底と同一面となるように複数本、柵状に配置した構成である。
【００２２】
そして、この高速船シーチェスト２１では、前記１／４円柱２２は、図２（ｂ）に示すように、一方の半径面２２ａが船体の甲板方向を向き、他方の半径面２２ｂが船首方向を向き、外周円弧面２２ｃが船尾方向下方に向くように配置する。
【００２３】
上記した高速船シーチェスト２１によれば、図２（ｂ）に矢印で示すような、シーチェスト２１の内部に海水を誘導するような各外周円弧面２２ｃに沿った流れがシーチェスト２１の開口部２１ａａに形成されることから、第１の高速船シーチェスト１１と同様、船舶の船速が高速になっても、船底からシーチェスト２１の内部への海水の流れが安定して供給されることになる。
【００２４】
そして、この１／４円柱２２を配置した高速船シーチェスト２１では、前記した各外周円弧面２２ｃに沿った流れが下流側の船首方向に向く半径面２２ｂに衝突するので、船舶の推進性能の低下率は円柱１２を配置した第１の高速船シーチェスト１１よりも若干大きくなるものの、船底からシーチェスト２１の内部への海水の流れ込みは高速船シーチェスト１１よりもさらに良くなる。
【００２５】
上記した高速船シーチェスト２１において、１／４円柱２２の船首方向に向く半径面２２ｂが、船体の高さ方向に対して５〜２０度の角度を有するように、図２（ｃ）に示したように、前記１／４円柱２１の半径面２２ａ，２２ｂの交点を中心として外周円弧面２２ｃを船首方向に回動させた場合には、１／４円柱２２の船首方向に向く半径面２２ｂと、外周円弧面２２ｃとの角に衝突する流れが船速よりもさらに減速されたものになることから、この角によって発生する可能性のある剥離の規模が抑制され、これに起因したキャビテーションが発生し難くなる。
【００２６】
図３は１／４円柱２２を図２（ｃ）に示したように回動させた本発明に係る高速船シーチェスト２１の概略斜視図であり、１／４円柱２２は上記したような柵状に海水吸入格子２３内に予め配置しておき、この海水吸入格子２３を、海水吸入箱２１ａの開口部２１ａａに例えば船体に溶接した取付ピース２４を介して取り付けるような構成になっている。なお、図３中の２５は補強材である。
【００２７】
前記した円柱１２の直径や１／４円柱２２の半径は、特に限定されるものではないが、本発明者の実験によれば、第１の高速船シーチェスト１１の長さ方向の５〜２０％で、隣合う円柱１２間や１／４円柱２２間の間隔は円柱１２の直径或いは１／４円柱２２の半径の３０〜２００％の場合に、より好ましい結果が得られている。
【００２８】
また、本実施例では説明を省略したが、１／４円柱２２における船首方向に向く半径面２２ｂと外周円弧面２２ｃとの角を湾曲状に形成しておくことがキャビテーションを抑制する観点からは望ましいことは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、船底から突起物を出すことなく、すなわち、船速低下を起こすことなく、しかも、シーチェスト内部の圧力を低下させることなく、すなわち、ポンプ能力の不足を招くことなく、高速船の船速を利用してシーチェスト内部に海水の流れを効果的に誘起することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  船底に設けたシーチェストの開口部に、複数の円柱を、中心軸が船幅方向に平行となるように柵状に配置した高速船シーチェストの概略説明図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は柵状に配置した円柱と円柱周りの流れを示した図である。
【図２】  図１の円柱に代えて円柱を横断面方向に１／４等分した棒材を配置した高速船シーチェストの概略説明図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は柵状に配置した１／４円柱とこの円柱周りの流れを示した図、（ｃ）は１／４円柱を回動させた本発明に係る高速船シーチェストの（ｂ）と同様の図である。
【図３】  １／４円柱を図２（ｃ）に示したように回動させた本発明に係る高速船シーチェストの概略斜視図である。
【図４】従来のシーチェストの概略説明図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面して示した図である。
【図５】シーチェストの開口部にグリッドを設置した場合の概略説明図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面して示した図である。
【図６】シーチェストの船尾側の船底から邪魔板を設置した場合の概略説明図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面して示した図である。
【図７】スクープ形状に変更したシーチェストの概略説明図である。
【符号の説明】
１１      高速船シーチェスト
１１ａａ  開口部
１２      円柱
２１      高速船シーチェスト
２１ａａ  開口部
２２      １／４円柱
２２ａ    半径面
２２ｂ    半径面
２２ｃ    外周円弧面
【図１】
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【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】
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【図７】
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