JPH05690A - 船体動揺低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 洋上で停止状態で作業をする船体が上下揺す
るのを低減させて、作業の安全性と能率の向上を図る。 【構成】 船体１の首部と尾部にアンチヒービングタン
ク２を設ける。このアンチヒービングタンク２の側壁に
設けたダクト６を船側外板３の下部に開口させて、海水
が自由にタンク２内へ出入りできるようにする。又、ア
ンチヒービングタンク２の上部には空気の出入用の開口
部７を設ける。船体１が上下揺するときにタンク２内の
海水の上下動と船体１の上下揺の位相をずらすことによ
り大きな減衰力が生じるので、船体１の上下揺のときに
ダクト６の開口面積Ａ₀ をスライド式調整装置８で調整
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は掘削船等、洋上にて停止
状態で作業を行う船舶の上下揺れを低減させるための船
体動揺低減装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の船体の波浪中における動揺を低減
させる機構としては、アンチローリングタンク方式、フ
ィンスタビライザー方式等が知られている。

【０００３】前者のアンチローリングタンク方式は、船
体にアンチローリングタンクを設けて、船体のローリン
グに対してアンチローリングタンク内の液体の動きによ
り船体の動揺を低減させるようにするものであり、又、
フィンスタビライザー方式は、船体の中央部分の両舷側
にフィン（ヒレ）を出し、航走状態でフィンに生じる揚
力を利用して船体動揺を低減させようとするものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
アンチローリングタンク方式のものでは、船体のローリ
ングの低減には有効であるが、船体の上下揺れに対する
減衰力はなく、波浪中の上下揺れは低減できない。又、
フィンスタビライザー方式のものでは、水流に対する迎
角を変えて動揺を軽減させるものであるため、航走状態
では船体の動揺の低減には或る程度有効であるが、停止
状態では、減衰力のみならず、波強制力自体を大きくす
ることにつながり、上下揺れの低減には有効となりにく
い、という問題があり、従来、洋上で停止状態で作業す
る船の上下揺を低減する有効な手段はなく、洋上で作業
を行う船舶の場合には、波浪中の上下揺れが大きくなる
と、作業上の支障となっていた。

【０００５】そこで、本発明は、洋上にて停止状態で作
業を行う場合の船体の上下揺れを低減させて、作業の安
全性と能率の向上を図るようにしようとするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、船体の首部と尾部の各舷側に、アンチヒ
ービングタンクを設け、該各アンチヒービングタンクの
側壁に設けた開口部と船側外板に設けた海水出入用の開
口部とをダクトで連絡し、且つ上記アンチヒービングタ
ンクの上部に、空気の出入用の開口部を設け、上記ダク
トの開口面積を調整するための開閉装置を備え、遠隔操
作で上記開閉装置を動作させてダクトの開口面積を調整
するようにした構成とする。

【０００７】

【作用】海水はダクトを通ってアンチヒービングタンク
内への流出入は自由であり、又、上方部に設けた開口部
を通して空気の出入が自由である。ダクトの開口面積を
調整してダクトを通り出入りする海水の量を調節し、船
体の上下揺れとアンチヒービングタンク内海水の上下動
の位相をずらすようにすると、波強制力を増加させるこ
となく、船体の上下揺の減衰力のみ増加したのと同等の
効果を生じさせることができ、船体の上下揺れを低減さ
せることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【０００９】図１及び図２は本発明の一実施例を示すも
ので、船体１の首部と尾部に、通常の隔壁構造で仕切ら
れた構成のアンチヒービングタンク２を左右対称的に設
け、各アンチヒービングタンク２の側壁と船側外板３に
設けた海水出入用の開口部４と５をダクト６で連絡し
て、自由に海水がアンチヒービングタンク２に出入でき
るようにすると共に、アンチヒービングタンク２の上方
に空気の出入を許す開口部７を設け、且つ上記ダクト６
の開口面積を調整して船体１が上下揺するときにアンチ
ヒービングタンク２内へ出入する海水の量を変動させる
ようにするスライド式開閉装置８を設ける。

【００１０】上記スライド式開閉装置８は、図２に一例
の詳細を示す如く、ダクト６の船側外板３側の位置に該
ダクト６を開閉するよう取り付けたスライド式蓋９と、
該スライド式蓋９をスライドさせるための駆動機構１０
と、上記スライド式蓋９とダクト６の相対変位量からダ
クト６の開閉度を検出する開閉度ポジショナー１１を備
えており、船体の上下揺に応じて遠隔操作によりスライ
ド式蓋９を移動させて開閉度（開口面積）を調整できる
ようにしてある。上記駆動機構１０としては、たとえ
ば、ピニオン・ラック方式を採用し、スライド式蓋９の
上半分の側面にラック１２を設け、該ラック１２に噛合
するピニオン１３を油圧によって回転駆動できるように
し、駆動機構１０へ油圧を供給する油圧供給装置１４
を、開閉度ポジショナー１１で検知した開閉度をもとに
遠隔制御装置１５からの信号で制御して、駆動機構１０
への圧油量をコントロールし、スライド式蓋９の開閉
度、すなわち、ダクト６の開口面積を調整させるように
する。１６は船体１に装備させてある船体上下揺検出装
置、１７はスライド式蓋９とダクト６の間の水密を保持
するためのフレキシブル水密膜であり、スライド式蓋９
のスライドによって伸縮するようにしてある。

【００１１】なお、遠隔制御装置１５には、船体上下揺
検出装置１６からの信号により船体１の上下揺振幅、周
期を自動解析するアナライザーと、船体上下揺検出装置
１６からの信号をもとにダクト６の適正な開閉度（開口
面積）を自動的に演算処理する演算回路が組み込まれて
いる。

【００１２】洋上で停止した状態で作業中の船体１が上
下揺する場合に減衰力を生じさせる場合は、原理的には
図３に示す如く船体１が上下揺するときのアンチヒービ
ングタンク２内海水１８の上下動を、ダクト６の開口面
積調整で船体外部の海水レベル１９の変動と位相をずら
すことである。これにより、船体１にとっては、恰も減
衰力が増加したかの如き効果が発生する。

【００１３】タンクによる減衰効果は、次式で示され
る。

【００１４】

【数１】

【００１５】

【数２】

【００１６】

【数３】

【００１７】

【数４】 但し、

【００１８】

【数５】 ここで、Ｎ₁ はアンチヒービングタンク２による減衰係
数の増加量、ρは海水密度、ωは波の円周波数、Ｋは波
数、ｇは重力加速度、Ｃはダクト６のオリフィス効果係
数、Ｚ_A は船体上下揺振幅、Ａ_v はアンチヒービングタ
ンク２の鉛直部横断面積、Ａ_H はダクト６の横断面積、
Ａ₀ は調整される開口面積、ｌ_v はダクト６の底部から
船体外海水レベル１９までの長さ、ｌ_H はダクト６の長
さである。

【００１９】上記(1) 式よりＮ₁ はδ＝±３π／４で最
大となり、次式で示される。

【００２０】

【数６】 以上のことから、(2)(3)式に基づいてδ＝±３π／４と
なるようにダクト６の開口面積Ａ₀ を自動的に制御する
ことにより(5) 式に示すような最大の減衰効果を得るこ
とができる。

【００２１】船体１が洋上で停止した状態で作業中に上
下揺するときは、上記原理に基づき操作して船体１の上
下揺を自動的に低減させるようにする。先ず、船体１が
上下揺すると、船体上下揺検出装置１６にて検出され、
その信号は遠隔制御装置１５に送られる。該遠隔制御装
置１５では、内部のアナライザーにて上記船体の上下揺
振幅、周期が自動的に解析され、更に、これに基づいて
減衰力を最大にするためのダクト６の適正開閉度、すな
わち、開口面積Ａ₀ が前記(2) 式、(3) 式をベースに演
算回路にて自動的に演算される。遠隔制御装置１５で最
適な開口面積Ａ₀ が求められると、その開口面積となる
ように油圧供給装置１４に指令が送られ、該油圧供給装
置１４からの駆動機構１０への油圧が調節されてスライ
ド式蓋９がスライドさせられ、該スライド式蓋９による
ダクト６の開閉度、すなわち、開口面積が調整される。
調整されたダクト６の開閉度は開閉度ポジショナー１１
で検知されて遠隔制御装置１５へフィードバックされ、
実際の開閉度と演算により求めた適正開閉度から開閉度
調整の必要性が判断され、開閉度調整の必要性がない、
すなわち、適正開閉度に調整されている場合は駆動機構
１０への油圧供給ラインを閉鎖してスライド式蓋９を一
定位置に保持するようにし、一方、開度調整の必要性が
あるときは、油圧供給装置１４から駆動機構１０への油
圧供給を行ってスライド式蓋９をスライドさせ、開閉度
を調整させるようにする。

【００２２】上述した一連の動作は、図４に示すとおり
である。

【００２３】次に、アンチヒービングタンク２による船
体上下揺の低減効果を確認するために本発明者等が水槽
にて実施した波浪中動揺実験について示す。

【００２４】実験に用いた船体模型は、図５、図６、図
７に示す如く、垂線間長が２．７５ｍ、型幅が０．４５
８ｍ、型深が０．２３４ｍ、船首部と船尾部及び船中央
部の各吃水が０．１７４ｍ、排水量が０．１８２１トン
の条件のものとし、図６に示すタイプ１と図７に示すタ
イプ２について水槽実験を行った。

【００２５】その結果、図８に示す如く、正面から波を
受けた状態で波周期が１２秒〜１４秒（実船スケール）
の領域では、アンチヒービングタンクを使用しない場合
（図中○印）に比較して、アンチヒービングタンクを設
けて海水を自由に取り込めるようにした場合は３０〜５
０％程度の上下揺減少効果が見られた。図中、□印はタ
イプ１の場合であり、△印はタイプ２の場合である。

【００２６】上記波周期領域は、洋上でも十分遭遇する
可能性のある領域であり、又、この周期の波は通常よく
発達した長波頂の大波高波であることから、洋上作業の
支障となることが考えられる。この意味でアンチヒービ
ングタンクによる減揺効果は作業の安全性や能率を大き
く向上させることが期待できる。

【００２７】なお、上記実施例では、アンチヒービング
タンク２内へ出入する海水の量を変動させる開閉装置８
を一例としてスライド式のものを示したが、スライド式
以外のもので海水の量を変動させるようにしてもよいこ
とは勿論である。

【００２８】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の船体動揺低減
装置によれば、船体の首部と尾部に、アンチヒービング
タンクを設け、該タンクの側壁に設けたダクトを船側外
板に開口させて自由に海水がタンク内へ出入りできるよ
うにすると共に、上方には空気の出入用の開口部を設
け、且つ上記ダクトの途中に、該ダクトの開口面積を調
整する開閉装置を備え、船体の上下揺を検出すると、自
動的に開閉装置を作動させてアンチヒービングタンク内
へ出入りする海水の量を調節し、船体の上下揺とタンク
内水面の上下動の位相をずらすことにより大きな減衰効
果が得られるようにしてあるので、上記船体の上下揺と
アンチヒービングタンク内の海水の上下運動の位相を適
宜ずらすことにより、波強制力を増加させることなく船
体の上下揺の減衰力のみ増加したのと同等の効果が得ら
れて、船体の上下揺を低減させることができ、作業の安
全性と作業能率の向上を図ることができる、という優れ
た効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の概要を示すもので、（Ａ）は
船体の概略平面図、（Ｂ）はアンチヒービングタンクの
部分を示す概略断面図である。

【図２】スライド式開閉装置の一例詳細図である。

【図３】船体上下揺を減衰できる原理を説明するための
図である。

【図４】本発明の船体動揺低減装置の操作の流れを示す
図である。

【図５】水槽実験で用いた船体の模型を示す側面図であ
る。

【図６】図５に示す船体のアンチヒービングタンクの形
状を変えたタイプ１について示す図である。

【図７】アンチヒービングタンクを図６とは異なる形状
にしたタイプ２について示す図である。

【図８】実験結果を示す図である。

【符号の説明】

１ 船体 ２ アンチヒービングタンク ３ 船側外板 ５ 開口部 ６ ダクト ７ 開口部 ８ スライド式開閉装置 ９ スライド式蓋 １０ 駆動機構 １５ 遠隔制御装置 １６ 船体上下揺検出装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 船体の首部と尾部にアンチヒービングタ
   ンクを設け、該各アンチヒービングタンクの側壁に設け
   たダクトを、船側外板の下部に設けた海水出入用の開口
   部に接続し、且つ上記アンチヒービングタンクの上部
   に、空気の出入用の開口部を設け、上記ダクトの開口面
   積を調整するための開閉装置を備え、更に、船体の上下
   揺を検出する船体上下揺検出装置と、該船体上下揺検出
   装置からの信号に基づき減衰力を生じさせるに最適な開
   口面積を演算して上記開閉装置に指令する遠隔制御装置
   とを備えていることを特徴とする船体動揺低減装置。