JP3899406B2

JP3899406B2 - 横曲げ緩衝型船首を有する船舶

Info

Publication number: JP3899406B2
Application number: JP2003112720A
Authority: JP
Inventors: 久芳遠藤; 安平山田
Original assignee: National Maritime Research Institute
Current assignee: National Maritime Research Institute
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: JP2004314825A; WO2004092004A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、造波抵抗を減少させるための球状船首（バルバスバウ）を有する船舶に関する。特には、他の船と衝突した場合に相手方の船の損傷を極力低減でき、油流出等による海洋汚染事故の予防に貢献できる船舶に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、船舶の船首は他の船と衝突した場合の緩衝効果を想定した設計がなされていなかった。しかし最近、衝突された油タンカーからの貨油漏洩事故が後を絶たないことから、特に球状船首（バルバスバウ）を有する船舶において、緩衝効果を備えた船首の要請が高まっている。この一従来例として、例えば特開平８−１６４８８７号公報（特許文献１）を挙げることができる。
【０００３】
図３（Ａ）は、特許文献１に開示された衝突エネルギー吸収型球状船首要部の縦断面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ―Ａ矢視の断面図である。また、図３（Ｃ）はその衝突時のバルブ圧潰状態を示す水平断面図である。
図３（Ａ）、（Ｂ）には、船首前端部において水密横置隔壁１２よりも前方へ突出したバルブ１１が示されている。このバルブ１１はバルブ先端面を形成されるように配置された水密性の先端壁部材１３と、同先端壁部材１３の周縁部を水密横置隔壁１２の近傍の船体外板１４に連結する衝突エネルギー吸収用周壁部１５とを備えている。
【０００４】
この衝突エネルギー吸収型球状船首においては、図３（Ｃ）からわかるように、船首バルブが他船の船腹に衝突するような事故を起こした場合に、同バルブの非耐圧殻としての周壁部が衝突エネルギーを吸収しながらつぶれることで、他船に破口を生じさせるのを極力抑制しようとしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１６４８８７号公報（図１から図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１は、緩衝型船首の１つの有力な提案と考えられる。
本発明は、比較的簡単な工作によっても相当な効果を期待できる緩衝型船首を有する船舶を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の横曲げ緩衝型船首を有する船舶は、球状船首（バルバスバウ）を有する船舶であって、該バルバスバウにおける球状突起（バルブ）の根本部の外板の、上部（天井）および下部（底）を除く両側面に、該バルブの横方向の曲げ強度を低下させるための低強度部が設けられており、該低強度部が、下降伏点又は０．２％耐力が２３５ＭＰａ以下の低降伏点鋼からなることを特徴としている。
【０００８】
本発明の横曲げ緩衝型船首を有する船舶では、他の船と衝突した場合でも、自船船首部が衝突の反力で折れ曲がることにより、相手方の船腹に自船の船首部（バルブ）がメリ込むことを防止でき、相手側の船体の損傷を極力抑えることができる。
【０００９】
なお、横方向の曲げ強度とは、船の首尾線に対して左右方向の曲げ強度のことである。また、バルブの根本部とは、バルブの船体本体への取り付け部及びそのやや前の部分を表している。
なお、バルブの上下方向の曲げ強度は極力低下させないことが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつより詳しく説明する。
図１、図２は本発明の１つの実施の形態に係る横曲げ緩衝型船首のバルバスバウの部分を示す図である。
図１（Ａ）は、その側面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＢ−Ｂの正面断面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のＣ−Ｃの水平断面図である。図１（Ｃ）には、バルブ１に対して直角から少しずれた衝突角度ｆで衝突する他船の船腹５をも示している。
図２は他船の船腹（図示されず）に衝突した場合の自船の船首（バルブ）が変形する状況を示す斜視図である。
【００１１】
図１（Ａ）、（Ｃ）には、船首底部から前方に突き出た造波抵抗減少用のバルブ１が示されている。バルブ１は首尾線垂直断面が楕円形で、前端に向けて突出したドーム状のものである。バルブ１内には、バルブ１の本体を形成するバルブ外板４を内側から補強するため、リング状の横肋骨部材３ａ〜３ｄが取り付けられている。この横肋骨部材３ａ〜３ｄは船体の前後方向にほぼ等間隔のピッチで配設されている。
【００１２】
バルブ１の根本部に最も近い横肋骨部材３ａと横肋骨部材３ｂ付近には、バルブ１の横方向の曲げ強度を低下させるための低強度部２が形成されている。
この低強度部２は、図１からわかるように、バルブ外板４の両側面において横肋骨部材３ａ、３ｂに平行に沿うように、配設された矩形状の部分である。低強度部２は、バルブ１のＢ−Ｂの正面断面（図１（Ｂ）参照）の楕円形の中心振り分けで、左右それぞれ配設されている。
なお、低強度部２は、バルブ１の上部（天井）および下部（底）には設けられていない。これは、バルブ１の縦方向（上下方向）の曲げ強度は低下させたくないからである
【００１３】
以下に低強度部２の数値例を説明する。低強度部２は、幅の中心が横肋骨部材３ａと３ｂのほぼ中間に位置し、片側の長さは楕円形の半周長の約３分の２である。また、同低強度部の幅は７００ｍｍで、板厚はバルブ外板４と同じ９ｍｍである。
また、バルブ１の全長を２３００ｍｍ、横肋骨部材３ａ〜３ｄのピッチを５５０ｍｍ、バルブ１のＢ−Ｂ矢視断面（低強度部２のある断面、図１（Ｂ）参照）の楕円形状の長辺を３２００ｍｍ、短辺を１２５０ｍｍとした時の低強度部２での断面係数は2.2×10⁴cm³である。
この例では、低強度部２は低降伏点鋼（極軟鋼ともいう）で形成されている。低降伏点鋼とは、炭素当量を低く（例えば、０．０１％以下）おさえて、下降伏点あるいは０．２％耐力を普通の軟鋼よりも下げた鉄鋼材料である。
低降伏点鋼材の緒元の例は以下の表１、表２、表３に示すとおりである。
【表１】

【表２】

【表３】

【００１４】
一方、バルブ外板４のその他の部分は、例えば、ＪＩＳ SS400等の軟鋼であり、その降伏応力は、例えば約３４０N/mm²である。
この場合の低強度部２の断面（バルブ１のＢ−Ｂ矢視断面）が横方向の曲げモーメントを受けて降伏（折れ曲がり）を開始する初期降伏モーメントＭの大きさは、断面係数と降伏応力の積であらわされるので
（１）低強度部２を低降伏点鋼LY100（降伏応力＝約１００N/mm²）とした場合
：Ｍ= ２．２ＭＮ・ｍ
（２）低強度部２を軟鋼SS400とした場合
：Ｍ= ７．５ＭＮ・ｍ
となる。
低強度部２を低降伏点鋼とした場合は、バルブ外板４と同じ軟鋼とした場合と比較すると、約３０％の大きさの横方向の曲げモーメントで塑性変形（折れ曲がり）を開始することになる。このことが他船との衝突時に、自船船首部（バルブ１）が衝突反力Ｐ（図１（Ｃ）参照）で折れ曲がり易くなるという作用を生み出している。
【００１５】
図２は、以上の実施例でバルブ１が他船の船腹５に７０度の衝突角度ｆで衝突した場合におけるバルブ１の変形状態のシミュレーション結果である。図２（Ｂ）にあるように、バルブ１が低強度部２を基点として折れ曲がっており、その分衝突した相手方の船へのバルブのメリ込みは少なくなることが期待できる。
なお、折れ曲がったバルブ１が有る程度の大きさを有していれば、衝突時に相手方の船腹と大きな接触面積をもって接することになる。その場合、損傷面積は大きくなったとしても単位面積あたりの衝突反力は小さく抑えられるため、相手方の船腹の損傷深さを小さくすると同時に、破孔を防ぐことができる。
【００１６】
本例では、図１（Ｂ）に示すように、低強度部２を楕円形の中心振り分けに配設し、低強度部２の片側の長さを楕円形の半周長の３分の２とすることにより、バルブ１の縦方向（上下方向）の曲げ強度を大幅に下げることなく、垂直方向の波浪衝撃力等に対するバルブ１の上下方向の強度が確保できる。
【００１７】
以上の作用により、本発明の実施の形態では、バルブ１の縦方向（上下方向）の波浪衝撃力等に対する強度を確保しつつ、衝突時における相手方の船腹の損傷深さを小さくすると同時に、破孔を防ぐことができる。そして相手方の船が油タンカー等の危険物運搬船であった場合には、積荷の漏洩事故を防止するという利点を備える横曲げ緩衝型船首を有する船舶を提供できる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、衝突時に自船船首部が衝突反力で折れ曲がることにより相手方の船腹の損傷の深さを小さくすると同時に、破孔を防ぎ、積荷の漏洩事故を防止するという利点を備える船舶を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態に係る横曲げ緩衝型船首のバルバスバウの部分を示す図で
（Ａ）側面図である。
（Ｂ）（Ａ）のＢ−Ｂの正面断面図である。
（Ｃ）（Ａ）のＣ−Ｃの水平断面図である。
【図２】図１に示すバルバスバウが他船の船腹（図示されず）に衝突した場合の自船の船首（バルブ）が変形する状況を示す斜視図で
（Ａ）衝突前の様子を示している。
（Ｂ）衝突した時の様子を示している。
【図３】特許文献１に開示された衝突エネルギー吸収型球状船首要部を示していて、
（Ａ）船首要部の縦断面図である。
（Ｂ）（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
（Ｃ）（Ａ）のバルバス・バウ構造の衝突時におけるバルブ圧潰状態を（Ｂ）に対応させて示す水平断面図である。
【符号の説明】
１バルブ２低強度部
３、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ横肋骨部材
４バルブ外板５他船の船腹
１１バルブ１２水密横置隔壁
１３先端壁部材１４船体外板
１５周壁部
ｆ衝突角度Ｐ衝突反力

Claims

球状船首（バルバスバウ）を有する船舶であって、
該バルバスバウにおける球状突起（バルブ）の根本部の外板の、上部（天井）および下部（底）を除く両側面に、該バルブの横方向の曲げ強度を低下させるための低強度部が設けられており、
該低強度部が、下降伏点又は０．２％耐力が２３５ＭＰａ以下の低降伏点鋼からなることを特徴とする横曲げ緩衝型船首を有する船舶。