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技術 ビルジキール

出願人 株式会社新来島どっく
発明者 中谷聡
出願日 2008年8月29日 (12年3ヶ月経過) 出願番号 2008-220827
公開日 2010年3月11日 (10年9ヶ月経過) 公開番号 2010-052614
状態 特許登録済
技術分野 船体構造 船舶の推進
主要キーワード 本願各請求項 発明名称 各分割型 水槽実験 Lpp 船尾端部 略台形形状 行参照
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図面 (10)

課題

構造が簡単で、かつ、プロペラ推進効率の良いビルジキールを提供する。

解決手段

ビルジキール1において、船舶100の船長方向中央部から前後に20〜30%Lppの長さの連続するビルジキール1を前記船舶100の両側下部に配置し、かつ、当該ビルジキール1の後尾部の船体への取付け角度を、船側方向からみて、ビルジキールの船尾側約20%部分から後方において上向きになるように傾斜させ、ビルジキール1の後方の水流がプロペラ102の上端部へ流れ込むようにした。

概要

背景

一般に、船舶には横揺れを抑制するために、ビルジキールと称する部材が船底側に設けられる。この種のビルジキールは、船底船側に船体縦方向に連続して設けられる連続型ともいうべきビルジキールの外、船体縦方向に複数に区分されたいわば分割型ビルジキールがある。図8は、従来の連続型ビルジキールの概略を示す船体側面図であり、図8において、符号100は、船舶、101は、連続型ビルジキール、102はプロペラである。

上記の連続型ビルジキールとしては、例えば、特表2004−513830号公報に開示のものが知られており、上記の分割型ビルジキールとしては、例えば、実開昭61−138792号(実願S60−022689『格納式ビルジキール装置』)に開示のものが知られている。
特表2004−513830号公報に開示のビルジキールは、発明名称高効率ビルジキール」に係り、「単純な形状を備え、その長さが制限されているため、船舶でのロール運動を減少させるのにそれほど大きな役割を果たすことができない等・・に鑑み(同公報明細書段落番号0003参照)、速度が遅い船舶や海洋構造物及びFPSO等に様々な形状を備えるビルジキールを設けて船舶のロール運動を大きく減少することができる高効率のビルジキールを提供すること(同公報明細書段落番号0004参照)」を目的として、「幅と底面の延長線外に突出するよう設けられ(請求項1参照)あるいは、ビルジキールの端部には三角形または円形の断面形状の構造物が連結され設けられた(請求項2、3参照)」構成により、「ロール運動を最大限抑制して、運動性能の向上を図り、船舶設計及び解釈に役立たせることができる等」の効果を奏するようにしたものである(同公報明細書段落番号0017参照)。

また、前記実開昭61−138792号(実願S60−022689)に開示のビルジキールは、考案名称「格納式ビルジキール装置」に係り、「海象が比較的穏やかな海上を航行する場合においては、・・・抵抗増加によって推進性能を低下させるという問題点・・・を解決しようとするもので、・・・船体横揺れの軽減および推進性能低下の防止の双方をはかれるようにした格納式ビルジキール装置を提供すること」を目的として(同公報2頁3行ないし14行参照)、「船体の船底部と両船側部とをそれぞれ連結する船体湾曲部に船長方向に沿い複数個に分割されて突設されるビルジキールをそなえ、同ビルジキールを収納すべく上記船体湾曲部に凹所が形成されて、同凹所の一側に上記ビルジキールの基端部が枢着されるとともに、同ビルジキールの回転駆動機構が設けられた」の構成をとることにより(同公報実用新案登録請求の範囲参照)、「簡素な構成で、船体横揺れの軽減および推進性能低下の防止を共にはかれる利点が得られる」の効果を奏するようにしたものである(7頁12行ないし8頁2行参照)。

すなわち、実開昭61−138792号(実願S60−022689『格納式ビルジキール装置』)に開示のビルジキールは、図9に示されるように、「船体の船底部と両船側部とをそれぞれ連結する船体湾曲部に船長方向に沿い複数個に分割されて突設され」、さらに、「同ビルジキールを収納すべく上記船体湾曲部に凹所が形成されて、同凹所の一側に上記ビルジキールの基端部が枢着されるとともに、同ビルジキールの回転駆動機構が設け」たものである。なお、図9は、上記実開昭61−138792号公報の図2に開示の従来の格納式ビルジキール装置の概略を示す図であり、該ビルジキール110にはモータ(図示外)、傘歯車シャフト103などのビルジキール回転駆動機構(図示外)を備えるものである。
特表2004−513830号公報
実開昭61−138792号公報

概要

構造が簡単で、かつ、プロペラ推進効率の良いビルジキールを提供する。ビルジキール1において、船舶100の船長方向中央部から前後に20〜30%Lppの長さの連続するビルジキール1を前記船舶100の両船側下部に配置し、かつ、当該ビルジキール1の後尾部の船体への取付け角度を、船側方向からみて、ビルジキールの船尾側約20%部分から後方において上向きになるように傾斜させ、ビルジキール1の後方の水流がプロペラ102の上端部へ流れ込むようにした。

目的

しかしながら、上記特表2004−513830号公報に開示の船側に一体に設けられる連続型ビルジキールは、連続型ビルジキール特有の問題点として、船尾端部から後方にビルジ渦が発生するため、プロペラ推進効率が悪くなるという問題がある。また、実開昭61−138792号公報に開示のもののように、分割型ビルジキールは、適宜格納できる反面、構造が複雑であり、駆動部があるため、故障する畏れがあるという問題がある。
本願各請求項に係る発明は、上記の問題点に鑑み、構造が簡単で、かつ、プロペラ推進効率の良いビルジキールを提供することを目的とする。

効果

実績

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請求項1

船舶船長方向に連続してまたは各ブロック毎に分割して配置されるビルジキールであって、中央部から前後に全長の20〜30%Lppの長さのビルジキールを前記船舶の両ビルジ外板中央部に配置し、かつ、当該ビルジキールの後尾部の船体への取付け角度側方向からみてビルジキールの船尾の約20%部分から後方を上向きになるように傾斜させたことを特徴とするビルジキール。

請求項2

前記ビルジキールの後尾部の船体への取付け角度は、船長方向の中央部においては、船舶の船側から船底にかけての湾曲部に対して直角とし、かつ、船尾から約20%部分から後方においては、前記湾曲部に対して上方に傾斜して船底側の取り付け角度鈍角となることを特徴とする請求項1に記載のビルジキール。

請求項3

前記分割されたビルジキールのうち、船側方向からみて最船尾のビルジキールの船体への取付け角度をビルジキールの後方の水流プロペラ上端部へ流れ込む角度としたことを特徴とする請求項1に記載のビルジキール。

技術分野

0001

本発明は、船舶の両側下部に配設されるビルジキールの構造に関する。

背景技術

0002

一般に、船舶には横揺れを抑制するために、ビルジキールと称する部材が船底船側に設けられる。この種のビルジキールは、船底船側に船体縦方向に連続して設けられる連続型ともいうべきビルジキールの外、船体縦方向に複数に区分されたいわば分割型ビルジキールがある。図8は、従来の連続型ビルジキールの概略を示す船体側面図であり、図8において、符号100は、船舶、101は、連続型ビルジキール、102はプロペラである。

0003

上記の連続型ビルジキールとしては、例えば、特表2004−513830号公報に開示のものが知られており、上記の分割型ビルジキールとしては、例えば、実開昭61−138792号(実願S60−022689『格納式ビルジキール装置』)に開示のものが知られている。
特表2004−513830号公報に開示のビルジキールは、発明名称高効率ビルジキール」に係り、「単純な形状を備え、その長さが制限されているため、船舶でのロール運動を減少させるのにそれほど大きな役割を果たすことができない等・・に鑑み(同公報明細書段落番号0003参照)、速度が遅い船舶や海洋構造物及びFPSO等に様々な形状を備えるビルジキールを設けて船舶のロール運動を大きく減少することができる高効率のビルジキールを提供すること(同公報明細書段落番号0004参照)」を目的として、「幅と底面の延長線外に突出するよう設けられ(請求項1参照)あるいは、ビルジキールの端部には三角形または円形の断面形状の構造物が連結され設けられた(請求項2、3参照)」構成により、「ロール運動を最大限抑制して、運動性能の向上を図り、船舶設計及び解釈に役立たせることができる等」の効果を奏するようにしたものである(同公報明細書段落番号0017参照)。

0004

また、前記実開昭61−138792号(実願S60−022689)に開示のビルジキールは、考案名称「格納式ビルジキール装置」に係り、「海象が比較的穏やかな海上を航行する場合においては、・・・抵抗増加によって推進性能を低下させるという問題点・・・を解決しようとするもので、・・・船体横揺れの軽減および推進性能低下の防止の双方をはかれるようにした格納式ビルジキール装置を提供すること」を目的として(同公報2頁3行ないし14行参照)、「船体の船底部と両船側部とをそれぞれ連結する船体湾曲部に船長方向に沿い複数個に分割されて突設されるビルジキールをそなえ、同ビルジキールを収納すべく上記船体湾曲部に凹所が形成されて、同凹所の一側に上記ビルジキールの基端部が枢着されるとともに、同ビルジキールの回転駆動機構が設けられた」の構成をとることにより(同公報実用新案登録請求の範囲参照)、「簡素な構成で、船体横揺れの軽減および推進性能低下の防止を共にはかれる利点が得られる」の効果を奏するようにしたものである(7頁12行ないし8頁2行参照)。

0005

すなわち、実開昭61−138792号(実願S60−022689『格納式ビルジキール装置』)に開示のビルジキールは、図9に示されるように、「船体の船底部と両船側部とをそれぞれ連結する船体湾曲部に船長方向に沿い複数個に分割されて突設され」、さらに、「同ビルジキールを収納すべく上記船体湾曲部に凹所が形成されて、同凹所の一側に上記ビルジキールの基端部が枢着されるとともに、同ビルジキールの回転駆動機構が設け」たものである。なお、図9は、上記実開昭61−138792号公報の図2に開示の従来の格納式ビルジキール装置の概略を示す図であり、該ビルジキール110にはモータ(図示外)、傘歯車シャフト103などのビルジキール回転駆動機構(図示外)を備えるものである。
特表2004−513830号公報
実開昭61−138792号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、上記特表2004−513830号公報に開示の船側に一体に設けられる連続型ビルジキールは、連続型ビルジキール特有の問題点として、船尾端部から後方ビルジ渦が発生するため、プロペラ推進効率が悪くなるという問題がある。また、実開昭61−138792号公報に開示のもののように、分割型ビルジキールは、適宜格納できる反面、構造が複雑であり、駆動部があるため、故障する畏れがあるという問題がある。
本願各請求項に係る発明は、上記の問題点に鑑み、構造が簡単で、かつ、プロペラ推進効率の良いビルジキールを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

上記の目的に鑑み、本願請求項1に係る発明は、ビルジキールにおいて、船舶の船長方向に連続してまたは各ブロック毎に分割して配置されるビルジキールであって、中央部から前後に全長の20〜30%Lppの長さのビルジキールを前記船舶の両ビルジ外板中央部に配置し、かつ、当該ビルジキールの後尾部の船体への取付け角度を船側方向からみてビルジキールの船尾の約20%部分から後方を上向きになるように傾斜させたことを特徴とする。
また、本願請求項2に係る発明は、前記請求項1に記載のビルジキールにおいて、前記ビルジキールの後尾部の船体への取付け角度は、船長方向の中央部においては、船舶の船側から船底にかけての湾曲部に対して直角とし、かつ、船尾から約20%部分から後方においては、前記湾曲部に対して上方に傾斜して船底側の取り付け角度鈍角となることを特徴とする。
また、本願請求項3に係る発明は、前記請求項1に記載のビルジキールにおいて、前記分割されたビルジキールのうち、船側方向からみて最船尾のビルジキールの船体への取付け角度をビルジキールの後方の水流がプロペラ上端部へ流れ込む角度としたことを特徴とする。

発明の効果

0008

本発明は、上述のとおり構成されているので、次の効果を奏する。
ビルジキール最船尾部の角度を調整して、ビルジキール後方の水流がプロペラ上端部へ流れるよう配置することにより、構造が簡単で、かつ、プロペラ推進効率が良くなり馬力軽減の効果がある。

発明を実施するための最良の形態

0009

本願発明を実施するための最良の形態に係るビルジキールの一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

0010

図1は、本願発明を実施するための最良の形態である実施例1に係るビルジキールの側面図であり、同図2は、同実施例1に係るビルジキールを船尾から見た概略を示す図であり、そのうち、図2(A)は、船尾から見た船舶中央部におけるビルジキールの取り付け角度の概略を、図2(B)は、同船尾から見た船尾側の取り付け角度の概略を示す図である。図1および図2において、符号100は、図8に示したと同じ船舶であり、符号1は、前記船舶100の船側に設けられるビルジキールである。

0011

すなわち、図1および図2に示すように、これら本実施例1に係るビルジキール1は、船舶100の船長方向中央部(図中M点として表記)から前後に計20〜30%Lppの長さの連続型ビルジキール1を前記船舶100の両船側下部に配置したものである。そして、本実施例1に係るビルジキール1は、ビルジキールの後尾部の船体への取付け角度を調整することにより、後部に発生するビルジ渦の向きを変えて、プロペラ推進効率を高めたものである。具体的には、前記ビルジキール1の後方の水流が前記プロペラ102の上端部へ流れ込むように船側方向からみてビルジキール1の船尾の約20%部分から後方を上向きになるように傾斜させたものである。

0012

図2に示すように、船尾から見たビルジキール1の船体への取付け角度に関しては、船長方向の中央部においては、船舶100の船側外板104から船底外板106にかけてのビルジ外板105に対して直角とし、かつ、船尾から約20%部分から後方においては、前記湾曲部に対して約110度、すなわち、下方に傾斜して鈍角となるように取付けるようにしたものである。

0013

また、本実施例1においては、前記船尾から約20%部分から後方においては、前記湾曲部に対するビルジキール1の取り付け角度を110度にして、水槽実験を繰り返したところ、次ようなデータを得た。図3は、水槽内に船長2メートル船舶模型に相当する長さのビルジキールを取り付け、前記船尾から20%部分から後方における取り付け角度を110度に変更して実験を試み、得られた馬力軽減効果を示すデータである。縦軸に馬力(kW),横軸速力(knots)を示す。また、図3中、実線で示すものが角度を変更しないで、そのままストレートに湾曲部に釣り付けられているビルジキールの実験データであり、点線で示すものが、本実施例1に係る船尾約20%部分から後方において前記湾曲部に対して約100度の角度で取り付けられたビルジキール1の馬力軽減効果を示すものである。図3から明らかなように、本実施例1に係るビルジキール1では、常用出力において、1.0〜2.0%の軽減効果が認められた。

0014

次に、本願発明を実施するための最良の形態である本実施例2に係る分割型ビルジキールについて、図面に基づいて詳細に説明する。
図4は、本願発明を実施するための最良の形態である実施例2に係る分割型ビルジキールの側面図であり、同図5は、分割された個々のビルジキールの概略を示す概略拡大図であり、図6は、同実施例2に係る分割型ビルジキールを船尾から見た概略を示す図であり、そのうち、図6(A)は、船尾から見た船舶中央部におけるビルジキールの取り付け角度の概略を、図6(B)は、同船尾から見た船尾側ビルジキールの取り付け角度の概略を示す図である。図4ないし図6において、符号11ないし15は、前記船舶100の船側に分割して設けられるビルジキールであり、船首から順に11、12、13・・・の順に、本実施例2に係る分割型ビルジキールでは、船首側の最先のビルジキール11から最後尾のビルジキール15まで、合計5個に分割されたビルジキール11、12、13、14、15が設けられる。

0015

すなわち、図4ないし図6に示すように、これら分割されたビルジキール11、12、13、14、15は、船舶100の船長方向中央部(図中M点として表記)から前後に全長20〜30%Lppの長さ、5分割された各ビルジキール11、12、13、14、15が、ブロック毎に分割されて取り付けられている。

0016

また、前記分割型ビルジキール11、12、13、14、15のうち、前記最後尾の分割ビルジキール15を後方の水流がプロペラ上端部へ流れるように船側方向からみて最船尾の分割ビルジキール15の船尾端部が上向きになるように傾斜させる。
さらに、分割型ビルジキール11、12、13、14、15のうち、それぞれの分割型ビルジキールの船体への取付け角度は、船尾方向から見て、船長方向の中央部(符合「M」で示す)に位置するビルジキール13に対しては、その取り付け角度を前記船舶100の船側から船底にかけての湾曲部に対して直角とし、最後尾に位置する分割型ビルジキール15では前記湾曲部に対して約100度ぐらいの鈍角となるように取付ける。

0017

なお、図5に示すように、各分割型ビルジキール11、12、13、14、15のそれぞれは、略台形形状で船長方向の長さはブロック分割にもよるが約6m〜約15m、高さは約0.4m〜約0.6m、船体側の角度は約15度のものとした。ここで、ブロック毎に分割するとしたのは、ブロックごとに船体を構築する作業工程においては、前記各ビルジキール11、12、13、14、15も各ブロックごとに構築する方が作業性が良く、各ブロックごとに、その船側から船底にかけての湾曲部に各ビルジキールを取り付けるようにする。したがって、各ビルジキール間の間隔も、水流を乱さない程度の間隔で良いが、各ブロック構築の際の作業性を考慮して適宜の間隔を決めればよいものである。

0018

すなわち、本実施例2に係る分割型ビルジキール11、12、13、14、15において、分割されたビルジキールの最後尾のビルジキールやそれに続くビルジキールの取り付け角度を上向きに調整することにより、ビルジ渦の向きを変えて、プロペラ推進効率を高めたものである。

0019

次に、本実施例2に係る分割型ビルジキールに関して、上述したと同様に、船尾から約20%部分以降のビルジキールの前記湾曲部に対する取り付け角度を様々に変更した場合の馬力軽減効果の水槽実験を繰り返した。水槽実験は、水槽内に船長2メートルの船舶模型に相当するビルジキールを取り付け、最後尾のビルジキール15の取り付け角度を70度、90度、110度の三種類について、速力に対する馬力の相関データを得てみた。

0020

図7は、水槽内に船長2メートルの船舶模型に5つの各ビルジキール11、12、13、14、15を取り付け、最後尾のビルジキール15の取り付け角度について、上記の三種類の取り付け角度に変更して実験を試みてえられた馬力軽減効果のデータである。縦軸に馬力(kW),横軸に速力(knots)を示す。また、図7中、実線で示すものが角度を変更しないとき(船側方向からみたビルジキールの船尾の約20%部分後方を傾斜させないとき)の分割型ビルジキールのデータであり、細点線で示すものが取り付け角度110度の場合、波線で示すものが取り付け角度90度の場合、一点鎖線で示すものが70度の取り付け角度の場合をそれぞれ示している。

0021

いずれも、角度をもって取り付けたものの方が馬力低減の効果があることが知りうるが、これらの実験のうちでも、最後尾のビルジキール15の取り付け角度を110度にしたときが、最も馬力軽減効果が働くことが知りうる。すなわち、角度の変更がないものに比し、70度の取り付け角度のものでは、0.7〜1.7%の馬力軽減の改善が見られ、同90度の取り付け角度の場合は、角度の変更がないものに比し、1.0〜2.0%の馬力軽減の改善が見られ、さらには、110度の取り付け角度のものでは、角度の変更がないものに比し、1.2〜2.2%の馬力軽減の改善があることが知りうる。

0022

なお、本実施例2においては、前記最後尾の分割ビルジキール15を後方の水流がプロペラ上端部へ流れるように船側方向からみて最後尾の分割ビルジキールの船尾端部が上向きになるように傾斜させたが、これは最後尾の分割ビルジキー
、ルの傾斜に限るものではなく、上述の実施例1の例に倣って、全体として
、のビルジキール11、12、13、14、15のうち、差後尾から起算して
約20%部分に位置するビルジキールからの後方のビルジキールに関して、その取り付け角度が上向きになるように傾斜させるものであっても良い。

0023

本願発明は、船舶ビルジキールに利用する。

図面の簡単な説明

0024

図1は、本願発明を実施するための最良の形態である実施例1に係るビルジキール(連続)の側面図、
図2(A)は、船舶中央部におけるビルジキールの取り付け角度の概略を、図2(B)は、同船尾側の取り付け角度の概略を示す図、
図3は、水槽内に船長2メートルの船舶模型に相当するビルジキールを取り付け、前記船尾から20%部分における取り付け角度を種々変更して実験を試みてえられた馬力軽減効果を示す図、
図4は、本願発明を実施するための最良の形態である実施例2に係る分割型ビルジキールの側面図、
図5は、分割された個々のビルジキールの概略を示す概略拡大図、
図6(A)は、船舶中央部におけるビルジキールの取り付け角度の概略を、図6(B)は、同船尾側ビルジキールの取り付け角度の概略を示す図、
図7は、水槽内に船長2メートルの船舶模型に5つの各ビルジキール11、12、13、14、15を取り付け、最後尾のビルジキール15の取り付け角度について、上記の三種類の取り付け角度に変更して実験を試みてえられた馬力軽減効果を示す図、
図8は、従来の一般的ビルジキールの概略を示す船体側面図、
図9は、実開昭61−138792号公報に開示の従来の格納式ビルジキール装置の概略を示す図である。

符号の説明

0025

1連続型ビルジキール
11、12、13、14、15分割型ビルジキール
100船舶
102プロペラ
103シャフト
104船側外板
105ビルジ外板
106 船底外板

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