JPH01314686A - 船首の下部先端構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は船の推進抵抗の軽減に関し、特に船首部の造波
抵抗の軽減と、乱流抑制による摩擦抵抗軽減のための船
首の下部先端構造に関する。

「従来の技術とその欠点」 船が前進する際、船首部が造る波は大きな造波抵抗とな
るため、その軽減策あるいは防止策として、従来、船首
の下部先端に膨らみ（球状）を付け、前方に突き出す、
いわゆる球状船首がよく知られている。

球状船首の作用原理を図面で説明すれば、例えば第６図
すのように、水面下で球を運動させると球の進行方向の
前方で水圧が上昇し水面は盛り上がり、球の後方では逆
に水圧が減少し水面は下がる。これを利用したのが、球
状船首で、球状突起を船首の下部先端に形成し、通常な
らば船首のすぐ後ろにできる波を前方へ移動させ、かつ
、なだらかに水面を盛り上げるとともに、見かけの船の
長さを増大させ、造波抵抗を軽減させる。この球状船首
が発生させる波は、普通の船首の船首外板が造る急激に
盛り上がる波とは異なり、船首の前方で、かつ、より広
い範囲の水面がよりなだらかに盛り上がることになるた
め、確かに、造波抵抗抑制に関して一応の効果はある。

しかしながら、この球状船首にも次のような欠点がある
。第一に船首部の水面の盛り土がりを１″分に抑制でき
ない点、第二に、船１ｆの球状突起部上面の流れが、第
７図のように回転しつつ上昇させられる点である。ずな
わら鉛白の下部から外板に沿って−１−昇する流れが回
転流となって、湧き１１す、波を発生させるとともに鉛
白のずくまえの層流を強い乱流に変えて、境界層を増大
させ、船のＨｆ進低抵抗増大させる点である。この第一
の欠点は特に満船で波浪中を航行する大型船で顕著に表
われる。

「発明の目的」 本発明の目的は、上記の球状船首の欠点を取り除き、船
の航行中の抵抗を軽減させるためのもので、後述する翼
板の迎え角の調整、隙間の調整により、如何なるｉ＋６
面状況、如何なる船のきっ水でも造波抵抗を最小に抑え
るためのものである。

［発明の構成と作用原理］ 本発明の船首の下部先端構造の作用原理は球状突起を備
えた船とは少し異なる。第６図ａに示すように水面トで
翼板な運動させると、翼板の進行方向のｎｉｊ方斜め下
方の領域の水圧が上昇し、一方翼板の−１一部後方領域
の水圧が下がり、同時に水面がＦがる。本発明はこの作
用原理を利用したものである。構成は船首の下部先端に
、流れに対して迎え角をもった翼板を前方に突設した支
持材で支えたたＣづの面子な構成である。このとき当然
、翼板の後縁と船首外板には流れの通る十分な間隙を持
たせることが肝要である。この構成により、航行中、鉛
白°部外板近傍の流れを船１ゴの下方や斜め下方に抵抗
少なく、人きく曲げることが可能になる。他の例で説明
すれば、第５図ａのように屈曲した風胴１１に風を送る
とき、第５図すに示すような案内翼板８を設けて、抵抗
を減らず作用原理と同様である。大きく流れの方向が変
わる屈曲部では第５図ａのよ−）に流れに剥離が発生ず
るが第５図すの案内翼板の作用により流れの剥離は軽減
あるいは防１トされ、流れ全体の抵抗が減る。本発明の
翼板の作用は丁度この案内翼板の作用と同様である。さ
らにまた、第６図ａのように流れのなかに置かれた翼板
には、圧力の高い領域が翼板の前方のややＦ方に生じ、
非常に圧力の低い領域が翼板の背面に生じるが、この翼
板前方の限られた高圧領域は、そこに突起物が存在する
かのように作用する、これはあたかもかじき鮪の突起の
ように作用し、見かけの船長を増大させ、流れの方向を
なだらかに変える。一方、翼板背面の強い負圧領域は船
首外板近傍の水面の盛り上がりを著しく抑制することに
なる。この水面の盛り−１−がり抑制作用は、当然、翼
板の形状、大きさ、その迎え角によってはもちろんのこ
と、船の形状、きつ水、その速度、水深によっても変化
する。しかし、種々の条件によって、もし翼板の迎え角
が過大になると、翼板の背面の流れが剥離し、推進抵抗
はむしろ増加し、マイナスの効果になることもありうる
ので、流れの剥離を防止するため、迎え角が個々に調整
可能な複数枚の翼板な設（づ、迎え角を調整することに
より、付随して隙間の調整をもなされる構成が望ましい
。本発明の翼板の平面形状は航空機の翼と同様でり、さ
まざまな形が考えられるから、特に言及する必要も無い
が、造波抵抗を抑制し、かつ、船首外板まわりの流れを
円滑にするのが目的であるから、当然航空機のそれより
、幅をはるかに狭くした円、楕円、三角形等が考えられ
、その断面形状は、船の航行水域、船種およびその翼板
の受ける水圧力などにより多種の形状が考えられ、中空
に構成すことも考えられる。

「実施例」 以下実施例について図面に基すいて説明する。

第１図ａは、鋼鉄製の船首外板４に翼板支持材２を溶接
し、さらに翼板ｌをその左右に溶接した例であるが、船
種やその素材により溶接に変えて、ボルト締め、接着、
あるいは全てを船体と一体構成とすることなども考えら
れる。図面では、翼板ｌは前方からみて水平方向に翼板
支持材２に取り付けであるが、船首の形状、船速によっ
ては７字あるいはＵ字状に翼板１を反らして取り付Ｇづ
ることも考えられる。第１図すは、複数の翼板支持材２
によりその内側に翼板］を支持した例であり、錨泊中、
潮流等の変化により錨鎖が翼板１の薄い後縁に接触する
のを防止するためである。第２図ａは、複数の翼板１を
翼板支持材２に取り付け、航空機の隙間翼と同様に流れ
の剥離防止を目的とした実施例である。第２図す、ｃ、
ｄは、翼板１に切れ口３ｂをいれ、膨出加工し、翼板ｌ
自体に複数の隙間３ａを設けた最も簡単な工作例を示し
ている。第３図は、従来の球状船首５の突起部を本発明
の翼板支持材と見なしその先端部両側に翼板１を溶接し
た例であり、本発明が、従来の球状船首の船に、大改造
することなく適用されることを示している。

ここで留意すべき点は翼根ｌの翼根部の翼厚を太きくし
、翼長な短くした場合、平面視の形状は従来の球状船首
に類似してくるが、両者の明確な相違点は、第６図ａ、
ｂに示すとおり、圧力分布において、負圧領域と正圧領
域が球状船首の場合法の前後に分布されるのに対し、本
発明の翼板として、翼板支持材（球状船首の突起部）か
ら張り出した部材では、」二下に分布される点であり、
具体的構成においては、一般的翼の特徴である、丸い前
縁鋭い後縁、迎え角、キャンバ−等のいずれかの要素が
、突起部から左右に張り出した部材（第３図の翼根１に
相当する部材）の船首方向の垂直断面に存在するか否か
の相違である。

第４図は、翼板が軸９を介して中空の翼根支持材２に取
り付けられ、軸９はリンク機構１２を介して油圧装置１
０に連結され、翼板の迎え角が調整可能にされた例であ
る。調整手段としては油圧装置の他、リーチロッド方式
、歯車方式等が考えられる。

「発明の効果」 本発明の構造は、船首部の造波抵抗、摩擦抵抗を軽減し
、翼板周りの水の附加質量がピッチングを緩和する。従
って燃費は著しく改善される。さらに、造波の減少のた
め従来、高速船の船首部の外側板は内側に犬きく凹状に
絞られていたが、この絞りが緩和可能となるので、貨物
の積載容積が増加する、一方、本発明の構造は球状船首
などより、低コストで工作可能であるため、優れた経済
効果を奏する。なお、本発明は機関の有無を問わず、全
ての水上構造物に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは、本発明の船首の下部先端構造実施例の
斜視図、第２図ａは、複数枚の翼根な翼根支持材に取り
付け、隙間翼とした例の側面図、第２図す、ｃ、ｄは隙
間翼を作る一手段を示す側面図、平面図及び断面図、第
３図は在来の球状船首に翼板を取り付けた例の側面図及
び断面図、第４図は翼板の迎え角調整方法を示す実施例
の側面一部断面図、第５図ａ、ｂは風胴内の流線を示す
説明図、第６図ａ、ｂは流れの中に置かれた翼と球の周
りの圧力分布説明図、第７図は球状船首が造る回転流の
説明図である。 １・・・翼板、２・・・翼板支持材、 ３．３ａ・・・隙間、４・・・船首外板。 ５−・・球状船首、６・・・球、７・・・翼、８・・・
案内翼根、９・・・軸、 ＩＯ・・・油圧装置、　１１　　・・・風胴、１２・・
・リンク機構。 ７６６一 手続補正書（自発） ３　補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 フリベ　　キｑｌイワタイ 住所　　　　　　　　神戸市北区星和合１丁目１８番地
の４９５　補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６　補正の内容 明細書の第６頁第１１行目の「船型やその素材により」
と「溶接に変えて」の間に下記の字句１９字を挿入する
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）船首の下部先端付近に、略前方に翼板支持材を突
   設し、その翼板支持材に翼板を取り付けたことを特徴と
   する船首の下部先端構造。
2. （２）翼板の迎え角を調整可能に翼板支持材に取り付け
   たことを特徴とする第１項記載の船首の下部先端構造。
3. （３）既存の球状船首の突起部を翼板支持材とみなして
   、その突起部に翼板を取り付けたことを特徴とする第１
   項および第２項記載の船首の下部先端構造。