JP2000142555A - 船舶の摩擦抵抗低減装置 - Google Patents

船舶の摩擦抵抗低減装置

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JP2000142555A
JP2000142555A JP10328241A JP32824198A JP2000142555A JP 2000142555 A JP2000142555 A JP 2000142555A JP 10328241 A JP10328241 A JP 10328241A JP 32824198 A JP32824198 A JP 32824198A JP 2000142555 A JP2000142555 A JP 2000142555A
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JP
Japan
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air
pipe
hull
air blow
ship
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JP10328241A
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Yoshiaki Takahashi
義明 高橋
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Abstract

(57)【要約】 【課題】 船体外板への穿孔作業を伴わずに船体への設
置が行えるようにする。 【解決手段】 船体外板2表面に、半割パイプ状の空気
吹き出し管14を、船体1の船首尾方向と直角な面内で
巻くように取り付ける。船体1の没水部の位置となる空
気吹き出し管14の船尾側壁部に、多数の空気吹き出し
口15を穿設する。左右両舷側の上端部に位置する空気
吹き出し管14の各上端部に、上甲板6上に設けたコン
プレッサー7を、空気送給管9を介して接続する。コン
プレッサー7から空気吹き出し管14内に導かれた加圧
空気10を空気吹き出し口15から水中へと吹き出さ
せ、発生させた微小気泡10aにより船体1の没水部表
面を広く覆う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は航行時に船体表面に
作用する摩擦抵抗を低減できるようにする船舶の摩擦抵
抗低減装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】船舶の航行時には、流体としての海水の
粘性のために船体の周りに海水による境界層が形成され
るが、この境界層の中では、海水の流速は船体表面が零
で船体表面から離れるに従い急激に大きく変化する傾向
にあり、船体の表面に海水の摩擦抵抗が作用し船体抵抗
の大きな要素の一つとなっている。
【0003】そのため、近年、上記船体の表面に作用す
る摩擦抵抗を減少させて推進性能を向上させるための研
究が進められており、その対策の一つとして、船体表面
から微小気泡(マイクロバブル)を噴出させ、船体の没
水部(浸水部)表面の境界層内に微小気泡を吹き込んで
船体の没水部表面を微小気泡で覆うことにより船体表面
に作用する摩擦抵抗を低減することを狙ったマイクロバ
ブル推進法の研究が進められている。
【0004】マイクロバブル推進法を具現化するための
一つの方法として、コンプレッサー等の空気送給装置で
発生させた加圧空気を船底や船側の没水部から水中へ吹
き出させて微小気泡(マイクロバブル)を発生させ、船
体の没水部表面に微小気泡による所要のボイドを形成さ
せるようにすることが考えられている。船体の没水部か
ら加圧空気を吹き出させる手段としては、図4にその一
例の概略を示す如く、船体1の船首部1aにおける船底
や船側に位置する船体外板2の所要個所に、多数の空気
吹き出し口(細孔)3を穿設すると共に、これら空気吹
き出し口3を取り囲むように上記船体外板2の内側にシ
ーチェスト4を気密に取り付けて、空気吹き出し器5を
構成し、且つ上記船体1の上甲板6上の所要位置に、空
気送給装置としてのコンプレッサー7を設置し、該コン
プレッサー7に主弁11を有する空気送給管12を接続
し、該空気送給管12を、分岐ヘッダー13にて、それ
ぞれ流量調整バルブ8を備えた所要数の空気送給管9に
分岐させ、各空気送給管9を、上記空気吹き出し器5の
シーチェスト4に接続した構成として、上記コンプレッ
サー7で発生させた加圧空気10を、空気送給管12、
分岐ヘッダー13、各空気送給管9を通して上記空気吹
き出し器5に導き、空気吹き出し口3から水中に向けて
吹き出させることにより、微小気泡10aを発生させて
船体外板2の没水部表面を広く覆うことができるように
した摩擦抵抗低減装置が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記提案さ
れている船舶の摩擦抵抗低減装置では、空気吹き出し口
3を設けるために船体外板2に対し穿孔作業を行わなけ
ればならないので、多大な労力を要すると共に船体強度
上の問題があり、又、シーチェスト4の船体外板2への
取り付け作業や空気送給管9の引き回し作業は船体1内
側での作業となるため、特に、船内艤装が施されている
既存船に対しての採用は非常に困難である、という問題
がある。
【0006】そこで、本発明は、船体外板への空気吹き
出し口の穿孔作業を不要とし、且つ既存船への設置も容
易に行うことができるような船舶の摩擦抵抗低減装置を
提供しようとするものである。
【0007】
【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、船体の船首尾方向所要位置に、半割パイ
プ状の空気吹き出し管を、船首尾方向と直角な方向へ向
けて船体外板表面に沿わせるようにして水密に取り付
け、且つ該空気吹き出し管の船体最低位吃水線よりも下
側の位置に多数の空気吹き出し口を設け、更に、上記空
気吹き出し管の端部を空気送給管を介して空気送給装置
に接続し、該空気送給装置より空気送給管を通して空気
吹き出し管内に導いた加圧空気を各空気吹き出し口より
水中に吹き出させて微小気泡を発生させるようにした構
成とする。
【0008】空気送給装置から空気送給管を通して空気
吹き出し管内に導かれた加圧空気は、空気吹き出し管の
各空気吹き出し口から水中に吹き出され、発生した微小
気泡が境界層内に送り込まれることによりボイドが形成
されて、船体表面が広く被覆されるようになる。
【0009】又、空気吹き出し管の断面形状を翼型とし
た構成とすることにより、航行時における空気吹き出し
管に対する水の抵抗を小さいものとすることができる。
【0010】更に、空気吹き出し管を、平行に配した2
本の厚み形成部材と、該2本の厚み形成部材の外側端部
同士を連結する閉塞部材とからなる構成とすることによ
り、空気吹き出し管を容易に作製することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0012】図1(イ)(ロ)(ハ)(ニ)は本発明の
船舶の摩擦抵抗低減装置の実施の一形態を示すもので、
船体1の船首部1aにおける船首尾方向に所要間隔を隔
てた複数個所に、半割パイプ状の空気吹き出し管14
を、一方の船側上端から船底を経て他方の船側上端に至
るように、船首尾方向と直角な方向へ向けて船体外板2
の表面に沿わせるようにして水密に取り付け、且つ該空
気吹き出し管14の船体最低位吃水線(空荷時の吃水
線)L.D.L.よりも下側の位置に、多数の空気吹き
出し口15を所要の配列ピッチで船尾側へ向けて穿設
し、更に、上記各空気吹き出し管14の上端となる両端
を、図4に示したと同様に、流量調整バルブ8を備えた
空気送給管9、分岐ヘッダー13、主弁11を備えた空
気送給管12を介して上甲板6上のコンプレッサー7に
接続し、コンプレッサー7で発生させた加圧空気10
を、空気送給管12、分岐ヘッダー13、各空気送給管
9を通して各空気吹き出し管14内に導入することによ
り、各空気吹き出し口15から水中へ吹き出させて微小
気泡10aを発生させるようにする。
【0013】船舶の航行時に、コンプレッサー7を駆動
して、加圧空気10を空気送給管12、分岐ヘッダー1
3、各空気送給管9を通し各空気吹き出し管14内に導
入し、空気吹き出し口15を通して水中へ吹き出させる
ようにすると、発生した微小気泡10aは流れに乗って
境界層内に送り込まれることになり、その結果、船体1
の没水部表面を微小気泡10aで全面的に覆うことがで
きて微小気泡10aによるボイドを形成することがで
き、このボイドの存在により、船体1の摩擦抵抗を低減
することができる。
【0014】上記において、空気吹き出し口15は船体
1とは別部材の空気吹き出し管14に穿設してあるた
め、従来要していた船体外板2に対する穿孔作業をなく
すことができて、船体1の構造強度に何ら支障を与える
ことはなく、又、空気吹き出し管14は船体外板2の外
表面に取り付けるようにしてあると共に、空気送給管9
は左右両舷側の上端に位置する空気吹き出し管14の上
端部に接続するようにしてあるため、船体1への装置の
設置の際に、従来要していたシーチェスト4の取り付け
や空気送給管9の引き回し等の如き船体1内側における
作業をなくすことができ、装置の設置作業を船体1外側
からの作業のみとしてより容易に行うことができ、した
がって、既存船へも容易に採用することができる。
【0015】次に、図2(イ)(ロ)はいずれも本発明
の実施の他の形態を示すもので、図1に示す半割パイプ
状断面形状とした空気吹き出し管14に代えて、図2
(イ)では、翼型の断面形状を有する空気吹き出し管1
4Aとした場合を、又、図2(ロ)では、所要間隔で平
行に配置した台形断面形状の2本の厚み形成部材16
と、該両厚み形成部材16の外側端部同士を連結する閉
塞部材17とからなる組み立て式の空気吹き出し管14
Bとした場合をそれぞれ示すものである。その他、図1
(イ)(ロ)(ハ)(ニ)に示したと同じものには同一
符号が付してある。
【0016】図2(イ)に示すようにすると、半割パイ
プ状の空気吹き出し管14の場合に比し、航行時の空気
吹き出し管14Aに対する水の抵抗をより小さいものと
することができ、又、図2(ロ)に示すようにすると、
船体外板2の曲り形状に合わせる加工が空気吹き出し管
14や14Aに比して楽であるため、作製が容易であ
り、設置をより容易なものとすることができる。
【0017】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されるものではなく、図1(ニ)では、空気吹き出し管
14の空気吹き出し口15を円形の孔とした場合を示し
たが、たとえば、図3(イ)に示す如き長円形や図3
(ロ)に示す如き矩形の切り欠きとするようにしてもよ
いこと等、空気吹き出し口15は、その形状、及び面
積、配列ピッチ等を所望する微小気泡10aによる船体
被覆効果が得られるように自在に決定することができる
こと、又、上記実施の形態では空気吹き出し管14を船
体1の船首部1aに3本並べて設けるようにした場合を
示したが、所望する微小気泡10aによる船体被覆効果
が得られるよう、空気吹き出し管を船首尾方向の任意の
位置で且つ任意の本数配設してよいこと、更に、必要に
応じて図4に示した如き、従来の船底や船側の空気吹き
出し器5との併用も可能であること、更に又、空気吹き
出し管には、船底部に位置する長手方向の中間部に仕切
りを入れてもよいこと、更に又、空気送給装置として
は、コンプレッサー7を用いることに代えてターボチャ
ージャからの抽気を用いてもよいこと、その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得
ることは勿論である。
【0018】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の船舶の摩擦抵
抗低減装置によれば、船体の船首尾方向所要位置に、半
割パイプ状の空気吹き出し管を、船首尾方向と直角な方
向へ向けて船体外板表面に沿わせるようにして水密に取
り付け、且つ該空気吹き出し管の船体最低位吃水線より
も下側の位置に多数の空気吹き出し口を設け、更に、上
記空気吹き出し管の端部を空気送給管を介して空気送給
装置に接続し、該空気送給装置より空気送給管を通して
空気吹き出し管内に導いた加圧空気を各空気吹き出し口
より水中に吹き出させて微小気泡を発生させるようにし
た構成としてあるので、船体外板に対する穿孔作業が不
要であると共に、従来要していたシーチェストの取り付
けや空気送給パイプの引き回し等の如き船内作業をなく
すことができて、設置作業を船外作業として容易に行う
ことができることにより、既存船への設置も容易に行う
ことができ、航行時に、船体の没水部表面を微小気泡で
覆って良好なボイドを形成させることができて、船体に
作用する摩擦抵抗を低減することができる、という優れ
た効果を発揮し、又、空気吹き出し管の断面形状を翼型
とした構成とすることにより、航行時における空気吹き
出し管に対する水の抵抗を小さいものとすることがで
き、更に、空気吹き出し管を、平行に配した2本の厚み
形成部材と、該2本の厚み形成部材の外側端部同士を連
結する閉塞部材とからなる構成とすることにより、空気
吹き出し管を容易に作製することができるという効果を
発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の船舶の摩擦抵抗低減装置の実施の一形
態を示すもので、(イ)は概略側面図、(ロ)は(イ)
のA−A矢視図、(ハ)は(ロ)のB−B矢視拡大図、
(ニ)は(ハ)のC−C矢視図である。
【図2】本発明の実施の他の形態を示すもので、(イ)
は翼型断面形状とした空気吹き出し管の断面図、(ロ)
は厚み形成部材と閉塞板とからなる空気吹き出し管の断
面図である。
【図3】本発明の実施の更に他の形態としての空気吹き
出し口の形状例を示すもので、(イ)は長円形状とした
場合の例図、(ロ)は矩形の切り欠き形状とした場合の
例図である。
【図4】従来の船舶の摩擦抵抗低減装置の一例の概略を
示す一部切断側面図である。
【符号の説明】
1 船体 2 船体外板 7 コンプレッサー(空気送給装置) 9 空気送給管 10 加圧空気 10a 微小気泡 14,14A,14B 空気吹き出し管 15 空気吹き出し口 16 厚み形成部材 17 閉塞部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船体の船首尾方向所要位置に、半割パイ
    プ状の空気吹き出し管を、船首尾方向と直角な方向へ向
    けて船体外板表面に沿わせるようにして水密に取り付
    け、且つ該空気吹き出し管の船体最低位吃水線よりも下
    側の位置に多数の空気吹き出し口を設け、更に、上記空
    気吹き出し管の端部を空気送給管を介して空気送給装置
    に接続し、該空気送給装置より空気送給管を通して空気
    吹き出し管内に導いた加圧空気を各空気吹き出し口より
    水中に吹き出させて微小気泡を発生させるようにした構
    成を有することを特徴とする船舶の摩擦抵抗低減装置。
  2. 【請求項2】 空気吹き出し管の断面形状を翼型とした
    請求項1記載の船舶の摩擦抵抗低減装置。
  3. 【請求項3】 空気吹き出し管を、平行に配した2本の
    厚み形成部材と、該2本の厚み形成部材の外側端部同士
    を連結する閉塞部材とからなる構成とした請求項1記載
    の船舶の摩擦抵抗低減装置。
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