特許 5969170 船舶

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5969170

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】船舶

(51)【国際特許分類】

   B63B 1/06 20060101AFI20160804BHJP

   B63B 1/08 20060101ALI20160804BHJP

   B63B 3/48 20060101ALI20160804BHJP

   B63B 25/00 20060101ALI20160804BHJP

   B63B 25/04 20060101ALI20160804BHJP

   B63B 25/08 20060101ALI20160804BHJP

   B63H 23/34 20060101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   B63B1/06 Z

   B63B1/08 Z

   B63B3/48

   B63B25/00 101Z

   B63B25/00 102Z

   B63B25/04 Z

   B63B25/04 101

   B63B25/04 104

   B63B25/08 Z

   B63H23/34 A

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-44664(P2011-44664)

(22)【出願日】2011年3月2日

(65)【公開番号】特開2012-180021(P2012-180021A)

(43)【公開日】2012年9月20日

【審査請求日】2014年1月15日

【審判番号】不服2015-8602(P2015-8602/J1)

【審判請求日】2015年5月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000144049

【氏名又は名称】株式会社三井造船昭島研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000205535

【氏名又は名称】株式会社 商船三井

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(74)【代理人】

【識別番号】100138287

【弁理士】

【氏名又は名称】平井 功

(72)【発明者】

【氏名】木村 校優

(72)【発明者】

【氏名】古西 徹生

(72)【発明者】

【氏名】川村 大平

(72)【発明者】

【氏名】石橋 龍哉

【合議体】

【審判長】 和田 雄二

【審判官】 一ノ瀬 覚

【審判官】 尾崎 和寛

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６２−４４７９３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−１９２３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭４７−３６３９３（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 米国特許第４８７５４２５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００５−８８６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−５３０９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

B63B 1/06

B63B 1/08

B63B 1/32

B63B 3/48

B63H 23/34

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

垂線間長が１００ｍ以上４００ｍ以下の範囲で、計画航海速力が１０ノット以上４０ノット以下の範囲の貨物又は船客の少なくとも一方を輸送する排水量型の船舶において、
機関室の前端から後の船底が水平に構成され、機関室の前端から前の船体が前下がりの傾斜角を有して形成されるか、又は、船体中央から後の船底が水平に構成され、船体中央から前の船体が前下がりの傾斜角を有して形成されると共に、
船体が計画満載喫水線で静止状態にて浮かんだ時に、側面視で、船体中央の喫水深さにおける第１水平面よりも下に設けられた船体の船底が、前記第１水平面と、船体中央の船底と船首垂線位置における船体中央位置の計画満載喫水の１２５％深さの没水位置とを結ぶ線との範囲内にあることを特徴とする船舶。

【請求項2】

船体が前記計画満載喫水線で静止状態にて浮かんだ時、及び、船体が計画軽荷喫水で静止状態にて浮かんだ時との両方で、プロペラ回転軸が水平面に対して傾斜角で−１０°以上＋１０°以下の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の船舶。

【請求項3】

垂線間長が１００ｍ以上４００ｍ以下の範囲で、計画航海速力が１０ノット以上４０ノット以下の範囲の貨物又は船客の少なくとも一方を輸送する、機関室の前端から後の船底が水平に構成され、機関室の前端から前の船体が前下がりの傾斜角を有して形成されるか、又は、船体中央から後の船底が水平に構成され、船体中央から前の船体が前下がりの傾斜角を有して形成される排水量型の船舶の航行方法において、
船体が計画満載喫水線で静止状態にて浮かんだ時に、側面視で、船体中央の喫水深さにおける第１水平面よりも下に設けられた船体の船底が、前記第１水平面と、船体中央の船底と船首垂線位置における船体中央位置の計画満載喫水の１２５％深さの没水位置とを結ぶ線との範囲内にある状態で航行することを特徴と船舶の航行方法。

【請求項4】

前記船舶の航行時に、プロペラ回転軸を水平面に対して傾斜角で−１０°以上＋１０°以下の範囲の状態にして航行することを特徴とする請求項３に記載の船舶の航行方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高速艇や砕氷船等の特殊な船舶を除いた排水量型の貨物又は船客の少なくとも一方を輸送する船舶に関し、より詳細には、推進効率が良い船首トリム状態と同じような状態で満載喫水でもまた軽荷喫水でも航行でき、満載喫水と軽荷喫水の両方において船体の抵抗を減少させることができる凌波性を高めることができて、運航時の推進効率を向上できる船舶及び船舶の航行方法に関する。

【背景技術】

【0002】

水上を走行し、貨物又は船客を輸送する一般商船の殆どの船舶は、高速艇を除くと、その殆どが排水量型と呼ばれる船型をしており、航行中は、水面下の部分と水面上の部分とを有し、水面下の水の粘性による抵抗と、水面付近の波による抵抗と、水面上の空気（風）による抵抗を受けながら、プロペラ等の推進器で発生する推力により航行している。

【0003】

船舶の水面下においては、船体形状の工夫による抵抗減少や船体とプロペラと舵などの関係による推進性能の向上が進められ、また、水面付近での波による造波抵抗や砕波抵抗や反射波における抵抗減少についても船首形状や船尾形状の工夫により抵抗減少が図られている。これらに関しては、多大な労力が費やされ、現在も努力が継続されている。

【0004】

これらの船舶に設計においては、最初に貨物を積載した満載状態における推進性能の改善が問題にされ、更に、貨物を積んでいない軽荷状態における推進性能の改善が問題にされて来ている。

【0005】

従来技術の大型の一般商船の船舶では、図８に示すように、満載状態に置いては船首喫水と船体中央（ミッドシップ）の喫水と船尾喫水とは略同じ深さで設計され、満載航行状態では前後傾斜であるトリム（＝船首喫水−船尾喫水）は略ゼロ又は船首側を上にした場合の傾斜角度で０°（ｄｅｇｒｅｅ）〜５°に設定されている。この航行状態では満載喫水線、上甲板、機関室の甲板、船底外板はほぼ平行に形成されている。

【0006】

そして、軽荷状態においては、バラスト水の搭載量等とプロペラの没水状態との関係から、船尾側のプロペラを没水させる必要があるため、図９に示すように、船首側を上にした船尾トリム状態で運行され、船底外板、上甲板等の傾斜が船首側を上にした傾斜角度で０°〜５°程度で運行されることが多い。

【0007】

しかしながら、この船尾トリムの状態においては、船首バルブが水面上に露出したり、水面形状が太った船型となったりして、造波抵抗が大きいという問題があり、さらに船底が前上がりに傾斜しているので、船側部や船尾部で渦流が発生し易く粘性圧力抵抗が大きいという問題もある。

【0008】

さらには、プロペラ回転軸が船尾トリムに従って前上がり傾斜をすることから、プロペラ推進軸に作用する推進力を完全に船体の前後方向だけに利用することができず、推進力にロスが生じるという問題がある。

【0009】

一方、模型船を使用した水槽実験の結果等を見ると、図９に示すような船尾側が沈む船尾トリム状態よりも、図１０に示すような船首側が沈む船首トリムの方が推進性能が良いという知見が得られた。

【0010】

なお、単胴型高速船における新規で斬新な船首形状として、独特な船首形状が提案されており、その図面においては、船首側の喫水が船尾側の喫水よりも大きくなっている船型が図示されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この船型は旅客フェリーや洋上リグへの送迎用のクルー運搬船などを対象とした単胴高速船に関するものであり、この船首側の喫水が船尾側の喫水よりも大きくなっていることに関しては図面以外に何らの記載もなく、また、排水量型の貨物船に関するものではない。

【0011】

また、高速艇における船形として、その図面においては、船首側の喫水が船尾側の喫水よりも大きくなっている船型が図示されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、この船型は高速艇に関するものであり、この船首側の喫水が船尾側の喫水よりも大きくなっていることに関しては図面以外になんらの記載もなく、また、排水量型の貨物船に関するものではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２００５−８８６２７号公報

【特許文献2】特開２００２−５３０９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、推進効率が良い船首トリム状態と同じような状態で満載喫水でもまた軽荷喫水でも航行でき、満載喫水と軽荷喫水の両方において船体の抵抗を減少させることができる凌波性を高めることができて、運航時の推進効率を向上できる船舶及び船舶の航行方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記の目的を達成するための船舶は、垂線間長が１００ｍ以上４００ｍ以下の範囲で、計画航海速力が１０ノット以上４０ノット以下の範囲の貨物又は船客の少なくとも一方を輸送する排水量型の船舶において、機関室の前端から後の船底が水平に構成され、機関室の前端から前の船体が前下がりの傾斜角を有して形成されるか、又は、船体中央から後の船底が水平に構成され、船体中央から前の船体が前下がりの傾斜角を有して形成されると共に、船体が計画満載喫水線で静止状態にて浮かんだ時に、側面視で、船体中央の喫水深さにおける第１水平面よりも下に設けられた船体の船底が、前記第１水平面と、船体中央の船底と船首垂線位置における船体中央位置の計画満載喫水の１２５％深さの没水位置とを結ぶ線との範囲内にあるように構成される。

【0015】

この垂線間長が１００ｍ以上４００ｍ以下の範囲の船舶とすることで、本発明の対象船舶から小型船舶を除外し、計画航海速力が１０ノット以上４０ノット以下の範囲の船舶とすることで、高速船や戦闘用の高速船舶を除外し、貨物又は船客の少なくとも一方を輸送する排水量型の船舶とすることで、作業船や漁船や砕氷船等の特殊船を除外している。

【0016】

なお、垂線間長（Ｌｐｐ）とは、舵柱もしくは舵頭材の中心である船尾垂線（後部垂線：Ａ．Ｐ．）と、満載喫水線における船首材前端である船首垂線（前部垂線：Ｆ．Ｐ．）と間の距離であり、また、ノット（ｋｎｏｔ：ｋｔ，ｋｎ）は船のスピードを表わす単位で海里に基づくものであり、１ノットは１８５２ｍ／ｈ（１．８５２ｋｍ／ｈ）となる。

【0017】

また、排水量型の船舶とは、最も一般的な船体下部が水面下に沈むことで浮力を得る船舶であり、航行時と停船時のいずれでも浮力を得る方法に変りはない船舶のことをいう。この排水量型とは異なる船舶としては、滑走型や水中翼型やエアクッション型等がある。

【0018】

この構成によれば、船体中央（ミッドシップ）の喫水よりも深い部分に船体の一部を設けることができるので、推進効率が良い船首トリム状態と同じような状態で、満載喫水でもまた軽荷喫水でも航行できる。従って、運航時の推進効率を向上でき、燃費を低減できて、ＣＯ₂の排出も減少できる。なお、船体中央より前で第１水平面よりも下に設けられている船体の部分の船長方向の長さの下限は垂線間長の５％であるが、上限は、船体中央より前側全部となる。

【0019】

また、船体前半部で、船体の水面下の深さが深くなるので、船体形状の自由度が増して、水面付近の形状に対する制限が少なくなる。その結果、満載喫水と軽荷喫水の両方において水面付近の水線面形状を痩せさせた形状にすることができるようになるので、船体の抵抗を減少させることができる。つまり、従来技術では、船首側に浮心位置（ｌｃｂ）をもつ場合に船首近傍部分が太った形状になっていたが、本発明の構造では、船底を深くすることにより船首近傍部分を痩せた形状にすることができる。

【0020】

また、船首部の喫水を深くすることができるので、軽荷喫水線よりも下に軽荷状態でも水上に露出しない大きな船首バルブを必要に応じて配置することができるようになるので、造波抵抗を著しく小さくできる。

【0021】

更に、満載喫水線の水線面に連続しており、その水線面の形状の影響を受ける船首部のフレア形状も痩せさせることができるので、凌波性を高めることができる。

【0022】

上記の船舶において、船体が単胴、即ち、水面下に沈んで水と直接接する船体が１つである船型であると、また、船舶が、バルク運搬船、チップ運搬船、液体タンカー（原油タンカー、石油タンカー、化学製品タンカー等）、ガスタンカー（ＬＮＧ，ＬＰＧ等）、自動車運搬船（ＰＣＣ（Ｐｕｒｅ Ｃａｒ Ｃａｒｒｉｅｒ），ＰＣＴＣ（Ｐｕｒｅ Ｃａｒ ＆ Ｔｒｕｃｋ Ｃａｒｒｉｅｒ）等）、フェリー、ＲＯＲＯ、コンテナ運搬船、鉱石運搬船、客船の内の一つであると、上記の効果をより発揮できる。なお、単胴船とは異なる船型として双胴船や三胴船等がある。

【0024】

この構成によれば、現時点で設けられている船台やドックで容易に製造できる形状となる。また、船底がこの範囲に入ることにより、船底が船首側から船体中央側に向かって略滑らかに傾斜した船形となるので、船底周囲の流れが滑らかになり粘性圧力抵抗が少なくなる。

【0025】

上記の船舶において、船体が計画満載喫水線で静止状態にて浮かんだ時に、側面視で、上甲板が前下がりの傾斜角で−１０°以上＋１０°以下の範囲にあるように構成する。言い換えれば、上甲板は船底との平行を維持せずに、計画満載喫水線と略平行であるように構成する。

【0026】

この構成によれば、本発明と同じ対象船舶における従来技術の船形との差異がより明確になると共に、現時点で設けられている船台やドックで容易に製造できる形状となる。また、船底がこの範囲に入ることにより、船底が船首側から船体中央側に向かって略滑らかに傾斜した船形となるので、船底周囲の流れが滑らかになり粘性圧力抵抗が少なくなる。更に、満載時には上甲板を略水平に保った状態で運航できるので、貨物や船客を略水平状態に保った甲板上で運搬することができる。

【0027】

上記の船舶において、船体が前記計画満載喫水線で静止状態にて浮かんだ時、及び、船体が計画軽荷喫水で静止状態にて浮かんだ時との両方で、プロペラ回転軸が水平面に対して傾斜角で−１０°以上＋１０°以下の範囲にあるように構成する。

【0028】

この構成によれば、満載状態でも軽荷状態でも、プロペラ回転軸を略水平に保ってプロペラを傾斜させることなく、言い換えれば、プロペラの推進力の方向を傾斜させることなく、プロペラの推進力の略全部を船体の推進に使用でき、推進効率が最も良い状態で運航できる。

【0029】

更に、貨物室、機関室、船橋、居住区を満載喫水状態と軽荷喫水状態の両方で略水平に維持しながら運航できるようになるので、貨物や機関室の機器類を傾斜させなくてよい。その結果、貨物であるコンテナや自動車などの固定が容易になるとともに、直立状態で使用できるので、保守が容易になり寿命も延びる。また、船客や乗組員が水平の甲板上で生活できるようになるので、快適性が増す。

【0030】

上記の船舶において、機関室を船体中央より船尾側に配置すると共に、船体が前記計画満載喫水線で静止状態にて浮かんだ時に、側面視で、少なくとも機関室の後端からプロペラ中心までの船底が水平面に対して後下がりの傾斜角で−１０°以上＋１０°以下の範囲にあるように構成する。

【0031】

この構成によれば、機関室の船底をプロペラ回転軸に略平行することができるので、回転軸の芯だしや設置が容易となる。また、プロペラ回転軸と同様に、機関室の甲板とその上に載置される主機関等の機器類を略水平状態に維持でき、傾斜がなく無理のない略直立の状態で運転できるようになるので、機関の状態を良好に保つことができる。従って、保守点検が少なくなると寿命も延びるようになる。

【0032】

上記の目的を達成するための船舶の航行方法は、垂線間長が１００ｍ以上４００ｍ以下の範囲で、計画航海速力が１０ノット以上４０ノット以下の範囲の貨物又は船客の少なくとも輸送する、機関室の前端から後の船底が水平に構成され、機関室の前端から前の船体が前下がりの傾斜角を有して形成されるか、又は、船体中央から後の船底が水平に構成され、船体中央から前の船体が前下がりの傾斜角を有して形成される排水量型の船舶の航行方法において、船体が計画満載喫水線で静止状態にて浮かんだ時に、側面視で、前記第１水平面よりも下に設けられた船体の船底が、前記第１水平面と、船体中央の船底と船首垂線位置における船体中央位置の計画満載喫水の１２５％深さの没水位置とを結ぶ線との範囲内にある状態で航行する方法である。

【0033】

この方法によれば、船体の浮心位置が船体中央よりも前になる状態で、船体中央より前側において、船体中央の喫水よりも深い部分に船体の一部を設けることができるので、推進効率が良い船首トリム状態と同じような状態で、満載喫水でもまた軽荷喫水でも航行できる。従って、運航時の推進効率を向上でき、燃費を低減できて、ＣＯ₂の排出も減少できる。

【0034】

また、この運行方法を行う船舶の構造は、船体前半部で、船体の水面下の深さが深くなるので、船体形状の自由度が増して、水面付近の形状に対する制限が少なくなる。その結果、水面付近の水線面形状を痩せさせた形状にしたり、軽荷喫水線よりも下に大きな船首バルブを配置したりすることができるようになるので、造波抵抗や粘性圧力抵抗を著しく小さくできる。更に、満載喫水線の水線面に連続しており、その水線面の形状の影響を受ける船首部のフレア形状も痩せさせることができるので、凌波性を高めることができる。

【0035】

また、上記の船舶の航行方法において、前記船舶の航行時に、プロペラ回転軸を水平面に対して傾斜角で−１０°以上＋１０°以下の範囲（略水平）の状態にして航行する。このように、船体が計画満載喫水線で静止状態にて浮かんだ時や船体が計画軽荷喫水線で静止状態にて浮かんだ時等の任意の運航時において、プロペラ回転軸を略水平に保ってプロペラを傾斜させることなく、言い換えれば、プロペラの推進力の方向を傾斜させることなく、プロペラの推進力の略全部を船体の推進に使用でき、推進効率が最も良い状態で運航できる。

【0036】

更に、貨物室、機関室、船橋、居住区を満載喫水状態と軽荷喫水状態の両方で略水平に維持しながら運航できるようになるので、貨物や機関室の機器類を傾斜させなくてよい。その結果、貨物であるコンテナや自動車などの固定が容易になるとともに、直立状態で使用できるので、保守が容易になり寿命も延びる。また、船客や乗組員が水平の甲板上で生活できるようになるので、快適性が増す。

【発明の効果】

【0037】

本発明の船舶及び船舶の航行方法によれば、船首側に浮心位置をもつ場合に、船体中央の喫水よりも深い部分に船体の一部を設けることができるので、推進効率が良い船首トリム状態と同じような状態で、満載喫水でもまた軽荷喫水でも航行できる。

【0038】

また、船体前半部で、船体の水面下の深さが深くなるので、船体形状の自由度が増して、水面付近の形状に対する制限が少なくなる。その結果、満載喫水と軽荷喫水の両方において水面付近の水線面形状を痩せさせた形状にすることができるようになるので、船体の抵抗を減少させることができる。 また、船首部の喫水を深くすることができるので、軽荷喫水線よりも下に軽荷状態でも水上に露出しない大きな船首バルブを必要に応じて配置することができるようになるので、造波抵抗を著しく小さくできる。

【0039】

更に、満載喫水線の水線面に連続しており、その水線面の形状の影響を受ける船首部のフレア形状も痩せさせることができるので、凌波性を高めることができる。

【0040】

従って、運航時の推進効率を向上でき、燃費を低減できて、ＣＯ₂の排出も減少できる。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】本発明に係る第１の実施の形態における船舶の船体形状を示す側面図である。

【図2】本発明に係る第２の実施の形態における船舶の船体形状を示す側面図である。

【図3】本発明に係る第３の実施の形態における船舶の船体形状を示す側面図である。

【図4】傾斜船底の傾斜角を示す側面図である。

【図5】上甲板の傾斜角を示す側面図である。

【図6】プロペラ回転軸の傾斜角を示す側面図である。

【図7】略水平の船底の傾斜角を示す側面図である。

【図8】従来技術の船舶の船体形状を示す側面図である。

【図9】従来技術の船舶における船尾トリム状態を示す側面図である。

【図10】従来技術の船舶における船首トリム状態を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

以下、図面を参照して本発明に係る船舶及び船舶の航行方法の実施の形態について説明する。本願発明の実施の形態に係る船舶は、垂線間長が１００ｍ以上４００ｍ以下の範囲で、計画航海速力が１０ノット以上４０ノット以下の範囲の貨物又は船客の少なくとも一方を輸送する排水量型の船舶である。

【0043】

この船舶では、特に、船体が単胴、即ち、水面下に沈んで水と直接接する船体が１つである船型であると、また、船舶が、バルク運搬船、チップ運搬船、液体タンカー（原油タンカー、石油タンカー、化学製品タンカー等）、ガスタンカー（ＬＮＧ，ＬＰＧ等）、自動車運搬船（ＰＣＣ（Ｐｕｒｅ Ｃａｒ Ｃａｒｒｉｅｒ），ＰＣＴＣ（Ｐｕｒｅ Ｃａｒ ＆ Ｔｒｕｃｋ Ｃａｒｒｉｅｒ）等）、フェリー、ＲＯＲＯ、コンテナ運搬船、鉱石運搬船、客船の内の一つであると、効果をより発揮できるので好ましい。

【0044】

この垂線間長が１００ｍ以上４００ｍ以下の範囲の船舶とすることで、本発明の対象船舶から小型船舶を除外し、計画航海速力が１０ノット以上４０ノット以下の範囲の船舶とすることで、高速船や戦闘用の高速船舶を除外し、貨物又は船客の少なくとも一方を輸送する排水量型の船舶とすることで、作業船や漁船や砕氷船等の特殊船を除外している。なお、垂線間長（Ｌｐｐ）とは、舵柱もしくは舵頭材の中心である船尾垂線（後部垂線：Ａ．Ｐ．）と、満載喫水線における船首材前端である船首垂線（前部垂線：Ｆ．Ｐ．）と間の距離であり、また、ノット（ｋｎｏｔ：ｋｔ，ｋｎ）は船のスピードを表わす単位で海里に基づくものであり、１ノットは１８５２ｍ／ｈ（１.８５２ｋｍ／ｈ）となる。

【0045】

また、排水量型の船舶とは、最も一般的な船体下部が水面下に沈むことで浮力を得る船舶であり、航行時と停船時のいずれでも浮力を得る方法に変りはない船舶のことをいう。この排水量型とは異なる船舶としては、滑走型や水中翼型やエアクッション型等がある。

【0046】

そして、本発明に係る船舶１は、図１〜図３に示すように、船体１０が計画満載喫水線１２で静止状態にて浮かんだ時に、船体中央１３より前では、船体中央１３の喫水深さｄｍにおける第１水平面Ｈ１に対して、船体の少なくとも垂線間長の５％以上がこの第１水平面Ｈ１よりも下に設けられるように構成される。なお、図１では浮心位置１１を船体中央（ミッドシップ）１３よりも前になっている（ｌｃｂ＞０）が、必ずしも、その必要はない。

【0047】

また、船体１０が計画満載喫水線１２で静止状態にて浮かんだ時に、図４に示すように、側面視で、第１水平面Ｈ１に対して前下がりの傾斜であると共に、第１水平面Ｈ１よりも下に設けられた船体の船底１０ｃの傾斜が、第１水平面Ｈ１（傾斜角α１）と、船体中央の船底Ｐｍと船首垂線（Ｆ．Ｐ．）位置における船体中央位置の計画満載喫水ｄｍの１２５％深さ（１．２５ｄｍ）の没水位置Ｐｆとを結ぶ線Ｃ1（傾斜角α２）との範囲内（α１〜α２）にあるように構成する。なお、ここではα１＝０°となる。

【0048】

更に、船体が計画満載喫水線Ｌ．Ｗ．Ｌ．で静止状態にて浮かんだ時に、図５に示すように、側面視で、上甲板１４が水平面（第２水平面Ｈ２）に対して前下がりの傾斜角βで−１０°（β１）以上＋１０°（β２）以下の範囲にあるように構成する。言い換えれば、上甲板１４は船底１０ｃとの平行を維持せずに、計画満載喫水線１２と略平行であるように構成する。

【0049】

この構成によれば、現時点で設けられている船台やドックで容易に製造できる形状となる。また、船底１０ｃの殆どがこの範囲に入ることにより、船底１０ｃが船首側から船体中央１３側に向かって略滑らかに傾斜した船形となるので、船底１０ｃの周囲の流れが滑らかになり粘性圧力抵抗が少なくなる。更に、満載時には上甲板１４を略水平に保った状態で運航できるので、貨物や船客を略水平状態に保った甲板上で運搬することができる。

【0050】

また、船体１０が計画満載喫水線Ｌ．Ｗ．Ｌ．で静止状態にて浮かんだ時、及び、船体が計画軽荷喫水Ｗ．Ｌ．で静止状態にて浮かんだ時との両方で、図６に示すように、プロペラ回転軸１５が水平面（第３水平面Ｈ３）に対して後下がりの傾斜角γで−１０°（γ１）以上＋１０°（γ２）以下の範囲（略水平）にあるように構成する。

【0051】

この構成によれば、満載状態でも軽荷状態でも、プロペラ回転軸１５を略水平に保ってプロペラ１６を傾斜させることなく、言い換えれば、プロペラ１６の推進力の方向を傾斜させることなく、プロペラ１６の推進力の略全部を船体の推進に使用でき、推進効率が最も良い状態で運航できる。

【0052】

更に、貨物室、機関室、船橋、居住区を満載喫水状態と軽荷喫水状態の両方で略水平に維持しながら運航できるようになるので、貨物や機関室の機器類を傾斜させなくてよい。その結果、貨物であるコンテナや自動車などの固定が容易になるとともに、直立状態で使用できるので、保守が容易になり寿命も延びる。また、船客や乗組員が水平の甲板上で生活できるようになるので、快適性が増す。

【0053】

また、機関室を船体中央１３より船尾側に配置すると共に、船体１０が計画満載喫水線１２で静止状態にて浮かんだ時に、図７に示すように、側面視で、少なくとも機関室の後端Ｅｅからプロペラ中心Ｐｃまで（距離Ｌ１）の船底１０ｄが水平面（第４水平面Ｈ４）に対して後下がりの傾斜角δで−１０°（δ１）以上＋１０°（δ２）以下の範囲（略水平）にあるように構成する。

【0054】

この構成によれば、機関室の船底１０ｄをプロペラ回転軸１５に略平行することができるので、プロペラ回転軸１５の芯だしや設置が容易となる。また、プロペラ回転軸１５と同様に、機関室の甲板とその上に載置される主機関等の機器類を略水平状態に維持でき、傾斜がなく無理のない略直立の状態で運転できるようになるので、機関の状態を良好に保つことができる。従って、保守点検が少なくなると寿命も延びるようになる。

【0055】

そして、この実施の形態の船舶としては、図１〜図３に示すような第１〜第３の実施の形態がある。

【0056】

この図１に示す第１の実施の形態の船舶１Ａでは、機関室の前端から後の船底１０ｄが略水平に構成され、機関室の前端から前の船底１０ｃが傾斜角αで形成される。また、図２に示す第２の実施の形態の船舶１Ｂのように、船体中央１３から後の船底１０ｄが略水平に構成され、船体中央１３から前の船底１０ｃが傾斜角αで形成される。更に、図３に示す第３の実施の形態の船舶１Ｃのように、略水平の船底１０ｄが無く、船尾から前の船底１０ｃが傾斜角αで形成される。

【0057】

そして、本発明に係る船舶の航行方法は、垂線間長が１００ｍ以上４００ｍ以下の範囲で、計画航海速力が１０ノット以上４０ノット以下の範囲の貨物又は船客の少なくとも一方を輸送する排水量型の船舶の航行方法であり、船体中央１３より前にでは、船体中央１３の喫水深さｄｍにおける第１水平面Ｈ１に対して、船体の少なくとも垂線間長の５％以上が、第１水平面Ｈ１よりも下にある状態で航行する方法である。

【0058】

また、この船舶の航行方法において、船舶１Ａ，１Ｂ，１Ｃの航行時に、プロペラ回転軸１５を水平面に対して後下がりの傾斜角γで−１０°（γ１）以上＋１０°（γ２）以下の範囲（略水平）の状態にして航行する。このように、船体１０が計画満載喫水線Ｌ．Ｗ．Ｌ．で静止状態にて浮かんだ時や船体１０が計画軽荷喫水線Ｗ．Ｌ．で静止状態にて浮かんだ時等の任意の運航時において、プロペラ回転軸１５を略水平に保ってプロペラ１６を傾斜させることなく、言い換えれば、プロペラ１６の推進力の方向を傾斜させることなく、プロペラ１６の推進力の略全部を船体の推進に使用でき、推進効率が最も良い状態で運航できる。

【0059】

更に、貨物室、機関室、船橋、居住区を満載喫水状態と軽荷喫水状態の両方で略水平に維持しながら運航できるようになるので、貨物や機関室の機器類を傾斜させなくてよい。その結果、貨物であるコンテナや自動車などの固定が容易になるとともに、直立状態で使用できるので、保守が容易になり寿命も延びる。また、船客や乗組員が水平の甲板上で生活できるようになるので、快適性が増す。

【0060】

上記の船舶及び船舶の航行方法によれば、船首側に浮心位置１１をもつ場合に、船体中央１３の喫水ｄｍよりも深い部分に船体１０の一部１０ｂを設けることができるので、推進効率が良い船首トリム状態と同じような状態で、満載喫水Ｌ．Ｗ．Ｌ．でもまた軽荷喫水Ｗ．Ｌ．でも航行できる。従って、運航時の推進効率を向上でき、燃費を低減できて、ＣＯ₂の排出も減少できる。

【0061】

また、船体前半部で、船体１０の水面下の深さが深くなるので、船体形状の自由度が増して、水面付近の形状に対する制限が少なくなる。その結果、満載喫水Ｌ．Ｗ．Ｌ．と軽荷喫水Ｗ．Ｌ．の両方において水面付近の水線面形状を痩せさせた形状にすることができるようになるので、船体１０の抵抗を減少させることができる。つまり、従来技術では、船首側に浮心位置１１をもつ場合に船首近傍部分が太った形状になっていたが、本発明の構造では、船底を深くすることにより船首近傍部分を痩せた形状にすることができる。

【0062】

また、船首部の喫水を深くすることができるので、軽荷喫水線１２よりも下に軽荷状態でも水上に露出しない大きな船首バルブ１３を配置することができるようになるので、造波抵抗を著しく小さくできる。

【0063】

更に、満載喫水線の水線面に連続しており、その水線面の形状の影響を受ける船首部のフレア１７の形状も痩せさせることができるので、凌波性を高めることができる。

【0064】

従って、運航時の推進効率を向上でき、燃費を低減できて、ＣＯ₂の排出も減少できる。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明の船舶及び船舶の航行方法は、推進効率が良い船首トリム状態と同じような状態で満載喫水でもまた軽荷喫水でも航行でき、満載喫水と軽荷喫水の両方において船体の抵抗を減少させることができる凌波性を高めることができて、運航時の推進効率を向上でき、その結果、燃費と運航性能を向上することができるので、数多くの種類の船舶及び船舶の航行方法として利用できる。

【符号の説明】

【0066】

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 船舶
１０ 船体
１０ａ 船体中央より前で、第１水平面より上の没水部分の船体
１０ｂ 船体中央より前で、第１水平面より下の没水部分の船体
１０ｃ 傾斜している船底
１０ｄ 略水平の船底
１１ 浮心位置
１２ 満載喫水線
１３ 船体中央
１４ 上甲板
１５ プロペラ回転軸
１６ プロペラ
１７ 船首フレア
α 傾斜船底の傾斜角
β 上甲板の傾斜角
γ プロペラ回転軸の傾斜角
δ 略水平の船底の傾斜角
Ｈ１ 第１水平面
Ｈ２ 第２水平面
Ｈ３ 第３水平面
Ｈ４ 第４水平面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】