JP2002002581A - 摩擦抵抗低減船及び船体の摩擦抵抗低減方法 - Google Patents

摩擦抵抗低減船及び船体の摩擦抵抗低減方法

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JP2002002581A
JP2002002581A JP2000182283A JP2000182283A JP2002002581A JP 2002002581 A JP2002002581 A JP 2002002581A JP 2000182283 A JP2000182283 A JP 2000182283A JP 2000182283 A JP2000182283 A JP 2000182283A JP 2002002581 A JP2002002581 A JP 2002002581A
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frictional resistance
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Yoshiaki Takahashi
義明 高橋
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ないエネルギ消費で摩擦抵抗低減を行っ
て、航行時のエネルギ消費を効果的に節減することがで
きる摩擦抵抗低減船及び船体の摩擦抵抗低減方法を提供
する。 【解決手段】 船体10の航行に伴って気体空間に対し
て低圧となる負圧箇所41を水中に形成し、気体空間か
ら水中の負圧箇所41に気体を導いて、水中に気泡42
を放出するとともに、所定の装置によって負圧箇所41
に向けて気体を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、船体の摩擦抵抗を
低減する摩擦抵抗低減船及び摩擦抵抗低減方法に係り、
特に、水中に気泡を効率よく放出することにより、総合
エネルギ効率を向上させるものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、船舶等の航行時のエネルギ消
費を節減することを目的として、水中に気体を送り込
み、船体外板の表面(没水表面)の近傍に多数の気泡を
介在させて、船体と水との摩擦抵抗を低減する方法が提
案されている。
【0003】水中に気泡を発生させる技術としては、特
開昭50−83992号、特開昭53−136289
号、特開昭60−139586号、特開昭61−712
90号、実開昭61−39691号、実開昭61−12
8185号が提案されている。
【0004】これらの技術では、水中に気泡を発生させ
る方法として、ポンプやブロアなどの装置によって加圧
した気体を船体に設けられた複数の孔や多孔板から水中
に噴出している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加圧し
た気体を水中に噴出する方法であると、加圧用の装置を
稼動するエネルギが必要となり、摩擦抵抗の低減によっ
て減少したエネルギの節約分が目減りしてしまう。特
に、大型船の船底など、比較的水深の大きい箇所におい
て水中に気体を噴出する際には、水圧(静水圧)に対応
して高い圧力に気体を加圧する必要があり、多大なエネ
ルギを消費してしまう。
【0006】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、以下の点を目的とするものである。 (1)少ないエネルギ消費で摩擦抵抗低減を行って、航
行時のエネルギ消費を効果的に節減すること。 (2)水中に気泡を効率よく混入させ、効果的な摩擦抵
抗低減を実施すること。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1に係る発明は、船体の没水表面に気泡を放
出して船体の摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船におい
て、気体空間に対して低圧となる負圧箇所を水中に形成
するために、船体の没水表面から突出して設けられる負
圧形成部と、水中の負圧箇所に向けて気泡を放出するた
めに、前記負圧形成部の後方に設けられる排出口と、気
体空間から水中に気体を導くために、一端が気体空間に
開放されるとともに他端が前記排出口を介して水中に開
放される流体通路と、前記流体通路内に気体を供給する
気体供給装置とを備える技術が採用される。また、請求
項2に係る発明は、船体の没水表面に気泡を放出して船
体の摩擦抵抗を低減する方法において、船体の航行に伴
って気体空間に対して低圧となる負圧箇所を水中に形成
し、気体空間から水中の負圧箇所に気体を導いて、水中
に気泡を放出するとともに、所定の装置によって負圧箇
所に向けて気体を供給する技術が採用される。
【0008】本発明によれば、負圧形成部によって気体
空間に対して低圧となる負圧箇所が水中に形成されるの
で、圧力勾配力により、流体通路を介して気体空間から
水中に気体が導かれる。また、気体供給装置によって流
体通路内に気体を供給することにより、流体通路内を流
れる気体の量が増加し、排出口から多量の気泡が放出さ
れる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る船体の摩擦抵
抗低減船を、タンカーやコンテナ船等の肥大船に適用し
た一実施形態について、図面を参照して説明する。図2
において、符号Mは摩擦抵抗低減船、10は船体、11
は気泡発生装置、12は船体外板(没水表面)、13は
推進器、14は舵、15は水面(喫水線)を示してい
る。
【0010】前記摩擦抵抗低減船Mとしての肥大船は、
例えばVLCC(Very Large CrudeOil Carrier)とい
ったものがこれに該当し、他の種類の船舶に比べて、喫
水線15下の船体外板12(没水表面)において船底の
面積が船側に対して比較的大きく形成されている。さら
に、船体10の前方(船首側)には、前記気泡発生装置
11が配設されている。
【0011】気泡発生装置11は、図2(b)に示すよ
うに、船底に設けられた開口12aに配設される流体案
内体20と、この流体案内体20に接続される気体導入
管(AIP:Air Induction Pipe)21とを備えて構成
されている。
【0012】流体案内体20は、内部に空洞を有する筒
状(例えば円筒状)の部材として全体が構成されてお
り、その軸方向の両端部には、前記気体導入管21もし
くは船体外板12との接続用のフランジ22,23が設
けられている。また、船体外板12への接続側(下側)
の端面は、軸方向に対して斜めに形成され(斜面2
4)、その斜面24には、流体案内体20内の空洞の開
口として、貫通穴からなる排出口25が設けられてお
り、この排出口25(斜面24)は、後方(船尾側)に
向けて配されている。さらに、流体案内体20は、斜面
24の一部が船体の没水表面12から突出して配される
とともに、負圧形成部として、側面26の一部が没水表
面12に対して垂直に突出した状態に配されている。
【0013】気体導入管21は、主として筒状の部材か
ら構成され、船体10をほぼ貫通状態に敷設されるとと
もに、フランジ27を介して前記流体案内体20に接続
されている。気体導入管21と流体案内体20とが接続
されることによって、その内部空間として流体通路30
が形成される。この流体通路30は、気体導入管21の
空気取入れ口21aを介して一端が気体空間(大気)に
開放されるとともに、他端が前記排出口25を介して水
中に開放されるようになっている。なお、流体通路30
(流体案内体20及び気体導入管21の内部空間)は、
少ない圧力損失で所望の流量の流体が流動するように、
その断面積や形状が定められている。
【0014】気泡発生装置11の各構成部材の形状や配
置位置は、航行時に流体案内体20の後方における水の
流れが所望の状態になるように、数値流体力学(CF
D:Computational Fluid Dynamics)による流場解析や
航走試験等の結果に基づいて設計されている。
【0015】すなわち、所定の船速Vsでの航行時にお
いて、船体10に対する相対的な水の流れによって気体
空間(大気)に対して低圧となる負圧箇所が流体案内体
20の後方側の水中に形成されるように、船体の没水表
面12からの流体案内体20の側面26の突出高さなど
が定められている。
【0016】また、この気泡発生装置11は、所定のタ
イミングで流体通路30内に気体を供給する気体供給装
置35を備えている。この気体供給装置35は、ブロア
(送風機)やポンプなど、気体空間から取り込んだ気体
(空気)の運動状態を変化させることにより、その空気
を供給配管36を介して流体案内体20内に流動させる
ものである。空気を供給するタイミングは、気体導入管
21の空気取入れ口21aに設置される計測装置37の
計測結果に基づいて、不図示の制御装置や作業者によっ
て定められる。ここでは、例えば気体導入管21内への
空気の流入量が所定量以上になると、前記制御装置によ
って、気体供給装置35に対して空気供給の開始が指示
されるようになっている。計測装置37としては、流量
計や流速計など、気体の流れを計測可能なものが用いら
れる。
【0017】なお、流体案内体20や気体導入管21の
材質としては、例えば耐食処理された金属、あるいは樹
脂など、主として表面が海水に対して耐食性を有し、さ
らに海成生物が表面に付着しにくいものが好ましく用い
られる。また、気泡発生装置11は、船底の広さに応じ
て1つまたは複数配置されている。なお、図2(b)に
示す符号28,29は、フランジ接続用のパッキンであ
る。
【0018】上述のように構成される摩擦抵抗低減船M
による船体の摩擦抵抗低減方法について、図1を参照し
て以下説明する。停船状態においては、流体通路30
(図2に示す流体案内体20及び気体導入管21の内部
空間)に、船体10の周囲とほぼ同じ水位まで水(海
水)が入り込んでいる。推進器13(図2参照)の推力
により船体10が航行状態になると、船体10に対して
相対的な水の流れ40が形成される。
【0019】航行状態において、船底では、流体案内体
20の側面26によって水の流路が狭められることによ
り、船底に沿って流れる水の流速が大きくなるととも
に、側面26のその突出端の鋭い角により、水中に剥離
域が形成される。これらにより、側面26の背面側、す
なわち斜面24側の水中において、静水圧が局所的に低
下する。
【0020】そして、船体10の航行速度が所定の船速
Vs(例えば標準航行速度)に達すると、斜面24側の
水中において、大気に対して低圧となる負圧箇所41が
形成される。
【0021】このとき、空気取入れ口21aにおける圧
力に比べ、負圧箇所41に面した排出口25の圧力が低
いために、流体通路30内の流体(海水及び空気)に対
して圧力勾配力が作用し、流体通路30から海水が排出
されるとともに、空気取入れ口21aから流入した空気
が、流体通路30を流動して水中に送り込まれる。
【0022】そして、水中に送り込まれた気体が気泡4
2として水に混入し、船体10の没水表面12の近傍に
多数の気泡42が介在することにより、船体10の摩擦
抵抗が低減される。
【0023】水中に空気を送り込むために必要なエネル
ギは、主として気体の位置を変化させるためのエネルギ
である。このエネルギは、船体の没水表面12から突出
する流体案内体の側面26によって水の流動状態を変化
させることで得られるものであり、気体を加圧して水中
に噴出する場合に消費されるエネルギに比べて少ない。
そのため、船体10の摩擦抵抗低減により、航行時のエ
ネルギ消費が効果的に低減される。
【0024】ところで、この摩擦抵抗低減船Mでは、所
定の船速Vsで航行する場合、負圧箇所41によって生
じる圧力勾配力がほぼ一定となるので、その圧力勾配力
の作用によって水中に放出される気泡42の量もほぼ一
定である。
【0025】そこで、本実施形態では、航行時のエネル
ギ消費をさらに効果的に低減することを目的として、気
体供給装置35によって、所定のタイミングで流体通路
30内に気体(空気)を供給する。すなわち、計測装置
37によって計測される気体導入管21内への空気の流
入量が所定量以上になると、不図示の制御装置あるいは
作業者(遠隔操作を含む)によって気体供給装置35が
制御され、流体通路30内に空気が供給される。これに
より、流体通路30内を流れる空気の量が増加し、排出
口25から多量の気泡40が放出される。したがって、
船体10の摩擦抵抗がさらに低減する。
【0026】このとき、流体通路30内は大気圧に対し
て負圧となっているので、流体通路30内に空気を供給
するのに要するエネルギはわずかである。つまり、供給
配管36内の空気にも圧力勾配力が作用するので、その
空気の運動を気体供給装置35によって促進させるだけ
で、多量の空気が流体通路30内に流入するようにな
る。したがって、この摩擦抵抗低減船Mでは、負圧箇所
41によって生じる圧力勾配力に加え、気体供給装置3
5によって流体通路30内の空気の流動を支援すること
により、少ないエネルギ消費で多量の気泡40を水中に
放出することができる。
【0027】また、本実施形態では、水中に気体を放出
するための排出口25が、船体の没水表面12に対して
斜めに設けられた斜面24に設けられている。そのた
め、没水表面12に平行な面内に排出口を設けた場合に
比べて、船体の没水表面12の所定領域内における排出
口の開口面積が広く、多量の気泡を放出するのに適して
いる。
【0028】さらに、負圧箇所42の形成には、負圧形
成部(流体案内体の側面26)の形状やレイノルズ数が
主な支配因子となり、水深による不利が生じにくいと考
えられるため、本発明に係る技術は、大型船への適用に
も有利である。
【0029】なお、上述した実施形態において示した各
構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発
明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づ
き種々変更可能である。また、上述した実施形態では、
本発明を肥大船に適用した例を示したが、これに限るも
のではなく、高速船など他の船にも適用可能である。ま
た、気泡発生装置11の大きさや数、その配置場所とい
ったものは、船体の形状に応じて適宜設定される。ま
た、流体案内体20(あるいは気体導入管21)の断面
形状は、円筒、角筒など内部を流れる流体に対する抵抗
がなるべく少なくなるように任意に定められる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
負圧形成体の一部を船体の没水表面から突出して配する
ことにより、圧力勾配力を利用して、少ないエネルギ消
費で水中に気体を送り込み、船体の摩擦抵抗を低減する
ことができる。また、気体供給装置によって流体通路内
に気体を供給することにより、少ないエネルギで流体通
路内を流れる気体の量を増加させ、排出口から多量の気
泡を放出させることができる。したがって、多量の気泡
によって、効果的な摩擦抵抗低減を実施し、航行時のエ
ネルギ消費を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る摩擦抵抗低減船による船体の摩
擦抵抗低減方法の一例を示す概念図である。
【図2】 本発明に係る船体の摩擦抵抗低減方法を船舶
に適用した一実施形態を概略的に示す構成図である。
【符号の説明】
M 摩擦抵抗低減船 10 船体 11 気泡発生装置 12 船体外板(没水表面) 15 水面(喫水線) 20 流体案内体 21 気体導入管 24 斜面 25 排出口 26 側面(負圧形成部) 30 流体通路 21a 空気取入れ口 35 気体供給装置 37 計測装置 40 水の流れ 41 負圧箇所 42 気泡

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船体の没水表面に気泡を放出して船体の
    摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船において、 気体空間に対して低圧となる負圧箇所を水中に形成する
    ために、船体の没水表面から突出して設けられる負圧形
    成部と、 水中の負圧箇所に向けて気泡を放出するために、前記負
    圧形成部の後方に設けられる排出口と、 気体空間から水中に気体を導くために、一端が気体空間
    に開放されるとともに他端が前記排出口を介して水中に
    開放される流体通路と、 前記負圧箇所に向けて気体を供給する気体供給装置とを
    備えることを特徴とする摩擦抵抗低減船。
  2. 【請求項2】 船体の没水表面に気泡を放出して船体の
    摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減方法において、 船体の航行に伴って気体空間に対して低圧となる負圧箇
    所を水中に形成し、気体空間から水中の負圧箇所に気体
    を導いて、水中に気泡を放出するとともに、所定の装置
    によって負圧箇所に向けて気体を供給することを特徴と
    する船体の摩擦抵抗低減方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013052719A (ja) * 2011-09-01 2013-03-21 Zuei-Ling Lin 推力増進装置
JP2013052718A (ja) * 2011-09-01 2013-03-21 Zuei-Ling Lin 水流抵抗低減装置
CN115123449A (zh) * 2022-06-23 2022-09-30 哈尔滨工程大学 一种节能高效气泡减阻装置及减阻方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013052719A (ja) * 2011-09-01 2013-03-21 Zuei-Ling Lin 推力増進装置
JP2013052718A (ja) * 2011-09-01 2013-03-21 Zuei-Ling Lin 水流抵抗低減装置
CN115123449A (zh) * 2022-06-23 2022-09-30 哈尔滨工程大学 一种节能高效气泡减阻装置及减阻方法
CN115123449B (zh) * 2022-06-23 2023-06-13 哈尔滨工程大学 一种节能高效气泡减阻装置及减阻方法

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