JP2007253710A

JP2007253710A - 船舶

Info

Publication number: JP2007253710A
Application number: JP2006078961A
Authority: JP
Inventors: Koyu Kimura; 校優木村; Tadashi Takeya; 正竹谷; Akihiko Fujii; 昭彦藤井
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】水上を航行する排水量型の船舶において、軽荷運航状態におけるバラスト水の量を低減できる船舶を提供することにある。
【解決手段】水上を航行する排水量型の船舶１，１Ａ，１Ｂにおいて、複数軸船とすると共に、翼数が７翼以上１０翼以下の多翼プロペラで推進器１０を構成し、また、前記多翼プロペラ１０のそれぞれの前にスケグ２０を設けたり、前記多翼プロペラ１０の軸１１に後方が低くなる傾斜を設けたりする。
【選択図】図１

Description

本発明は、水上を航行する排水量型の船舶において、軽荷運航状態におけるバラスト水の量を低減した船舶に関する。

タンカーやバラ積船等の大型船舶においては、軽荷状態における運航状態を良好に維持するためにバラスト水を積載し、航行時に適切な喫水深さを維持して、推進抵抗、復元性能、船体強度面等が悪化しないようにしている。特に、船尾におけるプロペラや舵が水面上に露出して、プロペラが空気を吸い込んだり、キャビテーションが発生したり、操縦性が悪化したりすることが無いようにすることが重要である。

このバラスト水は、軽荷状態となる第１海域で船舶のバラストタンクや船倉の一部に搭載され、軽荷状態での航行の後、満載状態となる第２海域で排出される。そのため、バラスト水としての海水が第１海域から第２海域に運ばれることとなり、バラスト水中に含まれる第１海域の海中生物等も第２海域に運ばれる。その結果、バラスト水に含まれる海中生物等によって第２海域が汚染されてしまうという環境破壊の問題が生じる。

この対策として、船首から船尾にかけての船底の形状が、船底の長手方向に垂直な断面（横断面）で見た場合に、船底幅の中央に向かって先細りした形状や、船底の横断面が船底幅方向の中央からその両端にかけて直線的に形成されたＶ字形状等になっている大型輸送船が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、このような特殊な船型では、構造計算や復元性計算や船体動揺計算、操縦性計算等に計算や船体周囲の流れ場の数値解析や水槽実験等を大幅にやり直す必要があり、しかも、大型輸送船であるため、現状のドック等の建造施設では建造することは難しいという問題がある。

一方、プロペラの翼数を増加すると、図３に示すように、同じ推進力を得るために必要なプロペラ直径が小さくなることが知られている。なお、図３は、長さが１８２ｍのバルクキャリアに対して、ワーゲニンゲンのＢスクリューチャート（Report No.W13011-1-RD Wageningen B-Screw-Series:Open water, Bp1-1/J and Bp2-1/J diagrams(small scale):January 1978 NSP(NEDERLANDS SCHEEPSBOUWKUNDIG PROEFSTATION) ）から、多翼プロペラの翼数Ｎｐとプロペラ直径Ｄｐの関係を求めたものである。

この多翼プロペラは、潜水艦や高速艇等の特殊な船においては、振動や騒音低減という理由から、従来技術でも使用されてきたが、工作性が悪く、効率が多少落ちるという理由から、水上を航行する排水量型の船舶においては使用されることが無かった。
特開２００３−１０４２７９号公報

本発明は、多翼プロペラの翼数の増加と直径の減少の関係、及び、２軸船等の複数軸船の効果に注目して、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、水上を航行する排水量型の船舶において、軽荷運航状態におけるバラスト水の量を低減できる船舶を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の船舶は、水上を航行する排水量型の船舶において、複数軸船とすると共に、翼数が７翼以上１０翼以下の多翼プロペラで推進器を構成する。この構成によれば、２軸船等の複数軸船にすることにより、１軸船の場合よりも同じ推進力を得るために必要なプロペラ直径が小さくなり、更に、プロペラの翼数を増加することにより、同じ推進力を得るために必要なプロペラ直径が小さくなるので、プロペラの没水深度を浅くすることができ、船尾喫水線を浅くすることができるようになる。これにより、軽荷運航状態におけるバラスト水の量が減少する。

上記の船舶において、前記多翼プロペラのそれぞれの前にスケグを設けると、多翼プロペラに流入する流れが整流されるために、抵抗や推進効率が改善され、複数軸化や多翼プロペラによる推進性能の低下を防ぐことができる。つまり、複数軸船としては、それぞれの船外にむき出しになっているプロペラ軸をブラケットで支えるシャフトブラケットタイプもあるが、このタイプでは、シャフトブラケットの抵抗が大きく、また、伴流利得が少なく推進効率が悪いため、推進性能上、スケグタイプの方が有利となる。

上記の船舶において、前記多翼プロペラの軸に後方が低くなる傾斜、所謂、レーキを設けると、多翼プロペラの位置がより低くなる。その結果、軽荷状態における船尾喫水をより浅くしても、十分なプロペラ没水状態を実現でき、バラスト水をより低減できる。

また、上記の船舶において、垂線間長が１５０ｍ〜３５０ｍである場合には、これらの船型及び航走速度では、外航船が多く、また、バラスト水の搭載や排水が問題となる機会が多いのでより効果が大きい。

本発明の船舶によれば、水上を航行し、載荷状態に応じてバラスト水を積載する船舶において、この船舶を複数軸船とすると共に、翼数が７翼以上１０翼以下、好ましくは、８翼以上１０翼以下の多翼プロペラで推進器を構成するので、プロペラ個数の増加と翼数の増加により、プロペラ直径を小さくして、船尾喫水線を浅くすることができ、バラスト水の量を減少することができる。また、バラスト水の処理装置の搭載が必要になった場合でも、この処理装置の処理能力、容量が小さくて済むようになる。

以下、図面を参照して本発明に係る船舶の実施の形態について説明する。本発明の対象となる船舶１は、水上を航行する船舶である。ここでは２軸船で説明するが、本発明は、３軸船等でもよく、複数軸船でもよい。

最初に第１の実施の形態の船舶１について説明する。この船舶１では、図１及び図２に示すように、２軸船とすると共に、船尾に７翼以上１０翼以下、好ましくは、８翼以上１０翼以下（図１では８翼）の多翼プロペラ１０を採用する。

この船舶１によれば、２軸船としたことで、１軸船の場合よりも同じ推進力を得るために必要なプロペラ直径を小さくできる。また、プロペラ１０の翼数Ｎｐを７翼〜１０翼、好ましくは、８翼〜１０翼と多くすることで、同じ推進力の発生において、３翼〜５翼等の翼数Ｎｐが少ないプロペラよりプロペラ直径Ｄｐを小さくすることができる。なお、浅い船尾軽荷喫水ｄｓを得るためには、翼数Ｎｐを多くすることが好ましいが、一方で、工作性が悪くなるので、１０翼程度が実用上の限界となる。

その結果、同じ推進力を得るために必要なプロペラ直径Ｄｐが小さくなるので、プロペラの没水深度を浅くすることができ、船尾軽荷喫水ｄｓを浅くすることができるようになる。

そのため、図８及び図９に示すような従来の１軸船１Ｘで翼数Ｎｐが少ないプロペラ１０Ｘを採用した場合よりも、２軸及び多翼プロペラ１０を採用した場合の方がより船尾軽荷喫水ｄｓを浅くすることができ、軽荷運航状態に必要なバラスト水の量を減少することができる。また、バラスト水の量が減少できると、航海に必要な推進力も減少するので燃費を向上できる。

次に、第２の実施の形態の船舶１Ａについて説明する。この船舶１では、図４及び図５に示すように、更に、２軸の各々の多翼プロペラ１０の前にスケグ２０を設ける。このスケグ２０は、船体の一部として船体中心線Ｃ．Ｌ．の両側に設けられる。このスケグ２０により、水流を整流でき、抵抗増加を抑え推進効率を上昇することができる。

この第２の実施の形態の船舶１Ａによれば、第１の実施の形態の効果に加えて、更に、スケグ２０により、多翼プロペラ１０に流入する水流（伴流）を整流するため、推進効率を向上させることができる。その結果、更に、多翼プロペラ１０のプロペラ直径Ｄｐを小さくできるので、船尾軽荷喫水ｄｓをより浅くしても、十分なプロペラ没水状態を実現でき、バラスト水をより低減できる。

次に、第３の実施の形態の船舶１Ｂについて説明する。この船舶１Ｂでは、図６及び図７に示すように、更に、プロペラ軸１１に後方が低くなる傾斜角αのレーキ（傾斜）を設ける。これにより、プロペラ位置Ｘｐにおけるプロペラ中心位置をレーキを設けない場合よりもΔｄｐ低くする。この傾斜角αは、１．０度以上１０度以下とするのが好ましい。１．０度より小さいとプロペラ中心位置の低下量Δｄｐが小さくなり、レーキを設ける割に効果が小さくなる。また、１０度より大きいと、レーキがきつくなり過ぎて据えつけ等の問題が生じたり、多翼プロペラ１０が船底のベースラインＢ．Ｌ．よりも低くなり過ぎたりする。

この第３の実施の形態の船舶１Ｂによれば、第１の実施の形態の効果に加えて、更に、レーキにより、多翼プロペラ１０の位置をより低くできる。その結果、船尾軽荷喫水ｄｓをより浅くしても、十分なプロペラ没水状態を実現できるので、バラスト水をより低減できる。

なお、このレーキは第２の実施の形態にも適用できる。この場合、スケグ２０の効果とプロペラ軸１１のレーキの効果の相乗効果により、更に、船尾軽荷喫水を浅くでき、バラスト水をより低減できる。

第１の実施の形態の船舶の船体後部を示す正面形状図である。図１の船舶の船体後部を示す側面形状図である。プロペラ翼数とプロペラ直径との関係を示す図である。第２の実施の形態の船舶の船体後部を示す正面形状図である。図４の船舶の船体後部を示す側面形状図である。第３の実施の形態の船舶の船体後部を示す正面形状図である。図６の船舶の船体後部を示す側面形状図である。従来技術における船舶の船体後部を示す正面形状図である。図８の船舶の船体後部を示す側面形状図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｘ船舶
１０多翼プロペラ
１０Ｘプロペラ
Ａ．Ｐ．船尾垂線
Ｂ．Ｌ．ベースライン
ｄｓ船尾軽荷喫水
Ｎｐプロペラ翼数
Ｄｐプロペラ直径
Ｘｅ船尾後端
Ｘｐプロペラ位置

Claims

水上を航行する排水量型の船舶において複数軸船とすると共に、翼数が７翼以上１０翼以下の多翼プロペラで推進器を構成したことを特徴とする船舶。
前記多翼プロペラのそれぞれの前にスケグを設けたことを特徴とする請求項１記載の船舶。
前記多翼プロペラの軸に後方が低くなる傾斜を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶。
前記船舶は、垂線間長が１５０ｍ以上３５０ｍ以下の船舶であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の船舶。