CN102958793B - 船舶的空气润滑系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供高效外置式船舶用空气润滑系统。空气排放装置包括：安装在船舶的船底、在相对于船底在下侧对置的面上具有空气排放孔的排放侧舱室；以及向排放侧舱室的内部供给空气的供给部。在排放侧舱室内部的空气从设置在相对于船底在下侧对置的面上的空气排放孔吹出到外部时，通过外部的水流被剪断成为小气泡而供给到船底。

Description

船舶的空气润滑系统

技术领域

本发明涉及通过供给气泡降低船舶与水之间的阻力的技术。

背景技术

作为提高船舶航行效率的技术，已知空气润滑系统。空气润滑系统是通过向比船体的吃水线下面的外面供给气泡来降低船舶与水之间的摩擦，从而提高航行效率的技术。特开2009－248831号公报中记载的技术是其一例。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:特开2009-248831(日本)

发明内容

本发明的发明人正在开发通过对现有船舶进行外置空气润滑系统的改装，从而提高航行效率的技术。在这样的技术中，期望改装容易、降低摩擦阻力的效果明显。

在本发明的一方面中，空气排放装置包括：安装在船舶船底上，在相对于船底在下侧对置的面上具有空气排放孔的排放侧舱室；以及向排放侧舱室的内部供给空气的供给部。

在本发明的其它方面中，供给部在船舶的前后方向上相对于空气排放孔配置在不同的位置。

在本发明的再一其它方面中，空气排放装置的供给部从比空气排放孔形成在船舶的船头侧的船底上的空气供给孔向内部空间供给空气。在排放侧舱室在空气供给孔和空气排放孔之间，具有用于扩散供给部供给的空气的、在船舶的前后方向上延长的空气扩散部。

在本发明的再一其它方面中，空气排放装置的空气排放孔比空气供给孔分布在船舶的横方向上宽的区域中。

在本发明的再一其它方面中，空气排放装置还包括扩散构件，比内部空间的空气供给孔设置在船尾侧，且比空气排放孔设置在船头侧的位置，扩散从空气供给孔供给的空气从而将空气供给到空气排放孔侧。

在本发明的一方面中，船舶在船底上包括本发明的空气排放装置。

在本发明的一方面中，空气润滑系统包括本发明的空气排放装置和空气回收装置。空气回收装置包括：比空气排放装置安装在船尾侧的船底上，在相对于船底在下侧对置的面上具有空气吸入孔的回收侧舱室；以及将回收侧舱室内部的空气回收的回收部。

在本发明的其它方面中，空气回收装置的回收部将回收侧舱室内部的空气从比空气吸入孔形成在船舶船尾侧的船底上的空气回收孔回收。回收侧舱室具有用于聚集从空气吸入孔吸入的空气并将其从空气回收孔回收的、在船舶的前后方向上延长的空气存储部。

在本发明的再一其它方面中，空气回收装置的空气吸入孔比空气回收孔分布在船舶的横方向上宽的区域中。

在本发明的再一其它方面中，空气回收装置还包括引导板，配置在回收侧舱室内部，使其从空气吸入孔朝向空气回收孔倾斜，从对置的面朝向船底倾斜。

在本发明的再一其它方面中，空气回收装置的回收侧舱室具有对于朝向船舶的横方向的规定的基准线与空气排放装置的排放侧舱室对称的形状。

在本发明的一方面中，船舶在船底上包括本发明的空气润滑系统。

在本发明的一方面中，船舶的改装方法包括：在船舶的船底上，安装在相对于船底在下侧对置的面上具有空气排放孔的排放侧舱室的步骤；以及形成向排放侧舱室的内部供给空气的供给部的步骤。

在本发明的其它方面中，供给部在船舶的前后方向上相对于空气排放孔配置在不同的位置。

在本发明的再一其它方面中，船舶的改装方法还包括：在比空气排放装置更靠船尾侧的船底上，安装在相对于船底在下侧对置的面上具有空气吸入孔的回收侧舱室的步骤；以及形成将回收侧舱室内部的空气回收的回收部的步骤。

根据本发明，可以提供降低摩擦阻力的效果大的空气排放装置、空气润滑系统及船舶的改装方法。

根据本发明，还可以提供在外置在船舶的空气润滑系统中的、比较易于改装的空气排放装置、空气润滑系统及船舶的改装方法。

本发明的上述目的、其它目的、效果、及特征，从结合添加的附图的实施方式的记载中，更加清楚。

附图说明

图1是船舶的侧面图。

图2是船舶的底面图。

图3概略性表示空气润滑系统的工作。

图4表示排放侧舱室的其它结构例。

图5是排放侧舱室的底面图。

图6是从侧面观察排放侧舱室的剖面图。

图7是回收侧舱室的底面图。

图8是从侧面观察回收侧舱室的剖面图。

图9是包括压入部的回收侧舱室的底面图。

图10是从侧面观察包括压入部的回收侧舱室的剖面图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是适用了本发明的一实施方式的空气排放装置、空气润滑系统及改装方法的船舶的侧面图。图2是从船底侧观察该船舶的底面图。在右侧描述船体1的船头2，在左侧描述船尾3。在船尾3侧的吃水线下设置螺旋桨5和舵6。在靠近船底4的船头2侧，设置空气排放装置7。在靠近船底4的船尾3侧设置空气回收装置8。

空气排放装置7包括设置在船底4上的排放侧舱室9、配管10、及压缩机11。也可以代替压缩机11而使用鼓风机。压缩机11将配管10内部的空气向船底4的方向推出。配管10的一端连接到形成在船底4的外壁上的空气供给孔(后述)。在该空气供给孔开口的位置的船底4上，通过焊接或螺接安装排放侧舱室9。配管10内部的空气通过压缩机11供给到舱室9内部。

空气回收装置8包括回收侧舱室12和配管13。配管13的一端连接到形成在船底4的外壁上的空气回收孔(后述)。在该空气回收孔开口的位置的船底4上，通过焊接或螺接安装回收侧舱室12。回收侧舱室12内部的空气通过配管13排放到外部，或再供给到空气排放装置7侧的配管10。

在图1、图2的例子中，安装多个(3个)排放侧舱室9。前列侧的排放侧舱室9a相对中心线CL线对称地安装在船体1的中心线CL上。后列侧的排放侧舱室9b中的一个，相对于前列侧的排放侧舱室9a平行地安装在偏右舷14侧的位置。另一个相对前列侧的排放侧舱室9a，平行地安装在偏左舷15侧的位置，相对中心线CL形成左右对称的后列侧的排放侧舱室9b。

在图1、图2的例子中，对应于排放侧舱室9，安装多个回收侧舱室12。对应于前列侧及后列侧的排放侧舱室9a、9b，分别安装后列侧及前列侧的回收侧舱室12a、12b。各回收侧舱室12具有与排放侧舱室9相同的形状，并且以与船体1的前后方向反转的方向设置。其结果，排放侧舱室9和回收侧舱室12具有对于在船体1的横方向上延长的规定的基准线SL线对称的结构。

图3概略性表示空气润滑系统的工作。从配管10向排放侧舱室9供给空气。排放侧舱室9将该空气形成为气泡40而吹出到外部的水中。气泡40覆盖船底4向船尾3侧流动。通过船底4被气泡40覆盖，降低船体1和水之间的摩擦。将气泡40吸入回收侧舱室12中，从配管13回收。由于气泡40相对于螺旋桨5在船头2侧回收，因此可以避免气泡40引起的螺旋桨5的推进效率降低。

图4表示排放侧舱室9的其它结构例。在图2所示的结构中，利用三个排放侧舱室9提供大致覆盖船底4的宽度的气泡40。与之相对，在图4中，在设置大致覆盖船底4的宽度的三个排放侧舱室12－1的群的基础上，在偏向船体1的长度方向的位置上再设置具有相同结构的三个排放侧舱室12－2的群。在该结构例中，可以对船底4供给更多的气泡40。或者在气泡40易于从船底4的左右方向逃逸的情况下，在从排放侧舱室12－1供给的气泡40在船尾3侧不足时，可以从下级的排放侧舱室12－2补充气泡40。在该情况下，通过在船尾3侧设置与多个群的排放侧舱室12－1、12－2对于规定的基准线SL具有线对称结构的回收侧舱室的群，可以回收气泡40。

下面说明排放侧舱室9的结构。图5是排放侧舱室9的底面图。图6是从侧面观察排放侧舱室9的剖面图。两图中的任一个图的右侧都为船头2侧。排放侧舱室9包括平坦部21、前端部22、后端部23、以及侧板21－1、21－2。平坦部21是设置在船底4的下侧的板状的构件。平坦部21与船底4对置，且配置为对于船底4平行或与构成其接近的角度。在图6的例子中，平坦部21与船底4平行地配置。

前端部22是连接平坦部21的船头2侧的端部和船底4的板状的构件。为了减小船体1向前方航行时的水流的阻力，前端部22具有朝向船头2侧靠近船底4的倾斜。后端部23是连接平坦部21的船尾3侧的端部和船底4的板状的构件。为了抑制在船体1向前方航行时产生成为阻力的漩涡，而且将气泡顺畅地引导到船底4，后端部23具有朝向船尾3侧靠近船底4的倾斜。侧板21－1堵塞在平坦部21、前端部22、以及后端部23各自的左舷侧的端部和船底4之间。侧板21－2堵塞在平坦部21、前端部22、以及后端部23各自的右舷侧的端部与船底4之间。通过平坦部21、前端部22、后端部23、侧板21－1、21－2和由这些覆盖的船底4形成气泡室28。气泡室28为空气排放孔26与船体1漂浮的水面下的水连通、空气供给孔27与配管10连通、除此之外是封闭的空间。

在排放侧舱室9的设计上，将平坦部21以图5中的虚线为边界分为船头2侧的区域空气扩散部24、船尾3侧的区域空气排放部25。在空气排放部25形成多个空气排放孔26。这些空气排放孔26例如沿船体1的宽度方向排列形成。在图5的例子中，在船体1的长度方向上交错状地配置两列空气排放孔26。

在与空气扩散部24对置的船底4的、与空气排放孔26不同的位置(图5、图6中船头2侧的位置)形成空气供给孔27。配管10的一端连接到空气供给孔27。通过空气扩散部24，在空气供给孔27与空气供给孔26之间，在船体1的前后方向上设置规定的距离。通过具有该距离，从空气供给孔27供给到气泡室28的空气扩散，可以从排列在船体1的宽度方向上的多个空气排放孔26以接近均匀的量将气泡吹出到水中。例如，为了使空气扩散部24产生效果，期望进行设定，以相比气泡室28的宽度，空气供给孔27的中心与空气排放孔26的中心的距离更长。

通过压缩机11赋予的压力从空气供给孔27供给到气泡室28的空气碰撞到平坦部21的上面(内壁面)。由于该碰撞的压力，供给的空气成为小气泡，易于扩宽分布的宽度。气泡在空气扩散部24的内部被向下游侧推出时，其分布在宽度方向上扩宽。

由于设有空气扩散部24，相比空气排放孔26的船体的横方向的分布的宽度，可以缩小空气供给孔27的宽度。换句话说，通过设置空气扩散部24，即使在空气供给孔27数少的情况下(图5的例子中为1个)，通过形成空气排放孔26以使其在船体1的横方向上分布在较宽的区域中，也可以将气泡40在宽度方向上以接近均匀的分布吹出。从而，在改装船舶后置空气润滑系统的情况下，可以减少对于船体1施工空气供给孔27和配管10的工作和时间。

在排放侧舱室9还可以追加用于扩散气泡的扩散构件。例如，通过设置多孔板，以将气泡室28在空气供给孔27和空气排放孔26之间船体1的前后方向上隔开，可向空气排放孔26供给更小的气泡。

在气泡室28的内部积蓄一定程度的空气时，从空气排放孔26向船底4下的水中推出气泡40。船舶在航行中，船体1相对于水向前方推进。在船底4，水流具有从排放侧舱室9的前端部22侧朝向后端部23侧的主方向。与之相对，排放侧舱室9的内部相对地为封闭的空间，因此相比外部的水流，气泡室28的水及空气的流动缓慢。因此，在气泡室28的空气从空气排放孔26向外部吹出时，通过水流的剪断力将气泡剪断，成为更小的气泡40，而后在下流侧流动。因为小的气泡40在船底4停留的时间长，所以可以得到高的空气润滑效果。这样，来自空气供给孔27的空气不是直接供给到船底4，而是通过后端部23等暂时滞留在气泡室28内部后，供给到外部以使剪断力起作用，由此可以得到适于空气润滑的气泡40。

通过空气排放孔26形状的设计，可以从气泡室28向沿船体1的长度方向上速度不同的水流中更顺畅地吹出气泡40。图5的例子中，各空气排放孔26在流动的主方向、即船体1的前后方向上为长椭圆形状。从空气排放孔26排放的气泡40沿后端部23上升，覆盖船底4的同时流动到船尾3侧，并到达空气回收侧舱室12。

下面，说明回收侧舱室12的结构。图7是回收侧舱室12的底面图。图8是从侧面观察回收侧舱室12的剖面图。两图中任一图的右侧都为船头2侧。回收侧舱室9具有与排放侧舱室9相同的形状，且以与船体1的前后方向相反的方向安装在船底4上。回收侧舱室12包括平坦部31、前端部32、后端部33、以及侧板31－1、31－2。平坦部31是设置在船底4的下侧的板状的构件，与船底4对置而平行地配置。

前端部32是连接平坦部31的船头2侧的端部和船底4的板状的构件。为了减小船体1向前方航行时的水流的阻力，前端部32具有朝向船头2侧接近船底4的倾斜。后端部33是连接平坦部31的船尾3侧的端部和船底4的板状的构件。为了抑制在船体1向前方航行时抑制产生成为阻力的漩涡，后端部33具有朝向船尾3侧接近船底4的倾斜。侧板31－1、31－2与排放侧舱室的侧板21－1、21－2同样地堵塞在回收侧舱室12的左右，形成气泡室38。气泡室38是在空气吸入孔36与船体1浮起的水面下的水连通、在空气回收孔37与配管13连通、除此之外为封闭的空间。具有这样的结构的回收侧舱室12，通过将排放侧舱室9用构件与船体1的前后方向相反设置在船底4上而可以实现。

在回收侧舱室12的设计上，平坦部31以图7中虚线为边界分为船头2侧的区域即空气吸入部34、船尾3侧的区域即推出压发生部35。在空气吸入部34与排放侧舱室9的空气排放孔26相同地形成多个空气吸入孔36。

在与推出压发生部34对置的船底4上形成空气回收孔37。配管13的一端连接到空气回收孔37。通过推出压发生部35可以得到具有一定程度的容积的气泡室38。从空气吸入孔36吸入的气泡积蓄在气泡室中。通过将气泡暂时积蓄在推出压发生部35中，积蓄了一定程度量的空气群被存储在气泡室38中。其结果，可以将气泡顺畅地从空气回收孔37回收。

为了抑制水的阻力，期望回收侧舱室12的厚度薄。通过增大推出压发生部35的长度，即使回收侧舱室12薄也可以得到充分的气泡室38的体积。为此，例如，与排放侧舱室9同样，期望进行设定，以与气泡室38的宽度相比，空气吸入孔36的中心和空气回收孔37的中心更长。

可以通过在回收侧舱室12设置引导板39，将气泡40更顺畅地吸入。引导板39从上下方向观察，与和空气吸入孔36重合的位置的回收侧舱室12的内部接触。引导板39倾斜设置，以使其从船头2侧朝向船尾3侧而接近船底4。通过该引导板39，将从空气吸入孔36吸入的气泡40顺畅地输送入到推出压发生部35。

图9、图10是表示本实施方式的变形例的回收侧舱室的底面图和剖面图。在本变形例中，回收侧舱室在其下游侧的端部包括压入部41。在压入部41中被压入，以使回收侧舱室的宽度朝向下游侧逐渐变小。优选压入部41与图8中的后端部33相同，越接近下游侧，由越接近船底4的板材形成。空气回收孔3位于压入部41的垂直方向上部。根据这样的结构，吸入气泡室38的气泡易于在压入部41中聚集，可以更有效地从空气回收孔37回收气泡。

在对现有船舶实施改装来安装本实施方式的空气润滑系统的情况下，在船底4上形成空气供给孔27和空气回收孔37。在船内设置配管10、配管13、以及压缩机11。在船底4上设置排放侧舱室9和回收侧舱室12。这样可以提高现有船舶的航行效率。在对于新造船设置本实施方式的空气润滑系统的情况下，也可以通过同样的步骤，以较少的设计变更来设置空气润滑系统。

本实施方式的空气润滑系统的结构，只使用空气排放装置7侧也有效。例如，与包括有空气润滑系统的新造船相同，通过将用于气泡回收的舱室形成在船体1的内部的内装式，将排放侧舱室9外置，有关空气排放装置7方面，可以得到与本实施方式相同的效果。

以上，参照实施方式说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式。可以对上述事实方式进行各种变更。例如，在上述实施方式的相互无矛盾的范围内的任何组合，都能成为本发明的实施方式。

本申请要求以2010年9月27日申请的日本申请特愿2010－216125号为基础的优先权，在此引用其公开的全部内容。

Claims (10)

1.一种包括空气排放装置和空气回收装置的空气润滑系统，

所述空气排放装置包括：

排放侧舱室，安装在船舶的船底，在相对于所述船底在下侧对置的面上具有空气排放孔；以及

供给部，向所述排放侧舱室的内部供给空气；

所述空气回收装置包括：

回收侧舱室，比所述空气排放装置安装在船尾侧的所述船底上，在相对于所述船底在下侧对置的面上具有空气吸入孔；

回收部，回收所述回收侧舱室的内部的空气，所述回收部从比所述空气吸入孔形成在所述船舶的船尾侧的所述船底的空气回收孔回收所述回收侧舱室内部的空气；以及

引导板，配置在所述回收侧舱室的内部，使其从所述空气吸入孔朝向所述空气回收孔倾斜，从所述对置的面朝向所述船底倾斜。

2.权利要求1所述的空气润滑系统，

所述供给部在所述船舶的前后方向上相对于所述空气排放孔配置在不同的位置。

3.权利要求1所述的空气润滑系统，

所述供给部从比所述空气排放孔形成在所述船舶的船头侧的所述船底上的空气供给孔向所述内部空间供给空气，

所述排放侧舱室在所述空气供给孔和所述空气排放孔之间具有用于扩散所述供给部供给的空气的、在所述船舶的前后方向上延长的空气扩散部。

4.权利要求3所述的空气润滑系统，

所述空气排放孔比所述空气供给孔分布在所述船舶的横方向上宽的区域中。

5.权利要求1～4中任一项所述的空气润滑系统，

所述回收侧舱室具有用于聚集从所述空气吸入孔吸入的空气而将其从所述空气回收孔回收的在所述船舶的前后方向上延长的空气存储部。

6.权利要求5所述的空气润滑系统，

所述空气吸入孔比所述空气回收孔分布在所述船舶的横方向上宽的区域中。

7.权利要求5所述的空气润滑系统，

所述回收侧舱室具有对于朝向船舶的横方向的规定的基准线与所述空气排放装置的所述排放侧舱室对称的形状。

8.一种在船底包括空气润滑系统的船舶，该空气润滑系统具有空气排放装置和空气回收装置，

所述空气排放装置包括：

排放侧舱室，安装在船舶的船底，在相对于所述船底在下侧对置的面上具有空气排放孔；以及

供给部，向所述排放侧舱室的内部供给空气；

所述空气回收装置包括：

回收部，将回收侧舱室的内部的空气回收，

所述回收部从比空气吸入孔形成在所述船舶的船尾侧的所述船底上的空气回收孔回收所述回收侧舱室内部的空气，

所述回收侧舱室在相对于所述船底在下侧对置的面上具有空气吸入孔，

所述回收侧舱室具有：

用于聚集从所述空气吸入孔吸入的空气从而将其从所述空气回收孔回收的、在所述船舶的前后方向上延长的空气存储部；

引导板，配置在所述回收侧舱室的内部，使其从所述空气吸入孔朝向所述空气回收孔倾斜，从所述对置的面朝向所述船底倾斜。

9.一种船舶的改装方法，包括：

在船舶的船底安装在相对于所述船底在下侧对置的面上具有空气排放孔的排放侧舱室的步骤；以及

形成对所述排放侧舱室的内部供给空气的供给部的步骤；

在比所述空气排放装置靠船尾侧的所述船底上，安装在相对于所述船底在下侧对置的面上具有空气吸入孔的回收侧舱室的步骤；以及

形成将所述回收侧舱室内部的空气回收的回收部的步骤，所述回收部从比所述空气吸入孔形成在所述船舶的船尾侧的所述船底的空气回收孔回收所述回收侧舱室内部的空气；

所述回收侧舱室具有引导板，所述引导板配置在所述回收侧舱室的内部，使其从所述空气吸入孔朝向所述空气回收孔倾斜，从所述对置的面朝向所述船底倾斜。

10.权利要求9所述的船舶的改装方法，

所述供给部在所述船舶的前后方向上相对于所述空气排放孔配置在不同的位置。