JP2002308178A - 船舶の船体表面乱流制御による抗力減少方法及び装置 - Google Patents
船舶の船体表面乱流制御による抗力減少方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 船舶の船体表面乱流を制御することにより抗
力を減少させうる方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 本発明の方法及び装置は、船舶の船体表
面に沿って流れる流体を吸込及び噴出して乱流の流動長
を変化させ、船体表面となす噴射角あるいは吸込・噴出
の周波数を調節して摩擦抵抗を減少させることを特徴と
し、これのために船舶１００の船体表面１０１に設けら
れ、多数のスリット１１１を形成したパイプハウジング
１１０と、前記パイプハウジング１１０の内部に設けら
れ空気のポンピングで収縮と膨張を行う柔軟性のある空
気管１２０と、該空気管１２０を収縮、膨張させるため
に前記船体内所定位置に設けられ前記空気管１２０に給
気可能に設けられたポンプ１３０を含み、柔軟性のある
空気管１２０を内蔵したパイプハウジング１１０を船体
表面１０１の内側あるいは外側に設けて前記空気管１２
０をポンプ１３０により収縮、膨張させてスリットを通
して流体を吸込、噴出させ、船体表面に形成される乱流
の流動長を変化させて摩擦抵抗を減少させる。
力を減少させうる方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 本発明の方法及び装置は、船舶の船体表
面に沿って流れる流体を吸込及び噴出して乱流の流動長
を変化させ、船体表面となす噴射角あるいは吸込・噴出
の周波数を調節して摩擦抵抗を減少させることを特徴と
し、これのために船舶１００の船体表面１０１に設けら
れ、多数のスリット１１１を形成したパイプハウジング
１１０と、前記パイプハウジング１１０の内部に設けら
れ空気のポンピングで収縮と膨張を行う柔軟性のある空
気管１２０と、該空気管１２０を収縮、膨張させるため
に前記船体内所定位置に設けられ前記空気管１２０に給
気可能に設けられたポンプ１３０を含み、柔軟性のある
空気管１２０を内蔵したパイプハウジング１１０を船体
表面１０１の内側あるいは外側に設けて前記空気管１２
０をポンプ１３０により収縮、膨張させてスリットを通
して流体を吸込、噴出させ、船体表面に形成される乱流
の流動長を変化させて摩擦抵抗を減少させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は船舶の船体表面乱流
制御による抗力減少方法及び装置に係り、より詳しくは
船舶の船体表面に沿って流れる流体の吸込及び噴射を繰
り返して乱流を制御することにより船舶の摩擦抵抗を減
少させ省エネルギーに寄与するようにした船舶の船体表
面乱流制御による抗力減少方法及び装置に関する。
制御による抗力減少方法及び装置に係り、より詳しくは
船舶の船体表面に沿って流れる流体の吸込及び噴射を繰
り返して乱流を制御することにより船舶の摩擦抵抗を減
少させ省エネルギーに寄与するようにした船舶の船体表
面乱流制御による抗力減少方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】船舶が航海する際、船体表面における渦
流発生による船体表面の摩擦抵抗は、大型油槽船の場
合、全体抵抗の８０％以上を占めるほど大きい比重を有
する。このような船体表面の摩擦抵抗を減少させるため
に最近研究が盛んになされているところ、船首側から空
気を噴出する方法またはシロップを噴出する方法などが
研究されてきているが、摩擦抵抗の減少効果を得るのに
は多くの困難がある。
流発生による船体表面の摩擦抵抗は、大型油槽船の場
合、全体抵抗の８０％以上を占めるほど大きい比重を有
する。このような船体表面の摩擦抵抗を減少させるため
に最近研究が盛んになされているところ、船首側から空
気を噴出する方法またはシロップを噴出する方法などが
研究されてきているが、摩擦抵抗の減少効果を得るのに
は多くの困難がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した問題
点を解決するために案出されたもので、その目的は、船
舶の船体表面に沿って流れる流体を吸込及び噴出させ、
船体表面となす噴射角及び周波数などを調節して船体表
面の乱流を制御させる船舶の船体表面乱流制御による抗
力減少方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、船舶の船体表面に沿って柔軟性のある空気管または
板膜を内蔵したパイプハウジングを設けて船体内側から
表面に沿って流れる流体の吸込及び噴出を繰り返し作動
させることにより船体表面における乱流境界層を制御す
るようにする船舶の船体表面乱流制御による抗力減少装
置を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、
前記柔軟性のある空気管または板膜を用いる装置を船舶
の船首部または船尾部に設けて局部的に流れを制御でき
るようにするところにある。
点を解決するために案出されたもので、その目的は、船
舶の船体表面に沿って流れる流体を吸込及び噴出させ、
船体表面となす噴射角及び周波数などを調節して船体表
面の乱流を制御させる船舶の船体表面乱流制御による抗
力減少方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、船舶の船体表面に沿って柔軟性のある空気管または
板膜を内蔵したパイプハウジングを設けて船体内側から
表面に沿って流れる流体の吸込及び噴出を繰り返し作動
させることにより船体表面における乱流境界層を制御す
るようにする船舶の船体表面乱流制御による抗力減少装
置を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、
前記柔軟性のある空気管または板膜を用いる装置を船舶
の船首部または船尾部に設けて局部的に流れを制御でき
るようにするところにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前述したような目的を達
成するための本発明に係る船舶の船体表面乱流制御によ
る抗力減少方法は、船舶の船体表面に沿って流れる流体
を船体全般にかけて吸込及び噴出させて乱流の流動長を
変化させ、船体表面となす噴射角あるいは吸込・噴出の
周波数などを調節して摩擦抵抗を減少させるようにす
る。前記本発明の船舶の船体表面乱流制御による抗力減
少を達成するための装置としては、船舶の船体表面に設
けられる、多数のスリットを形成したパイプハウジング
と、該パイプハウジングの内部に設けられ収縮と膨張を
行う柔軟性のある空気管と、該柔軟性のある空気管に連
結され空気を吸込及び圧縮するポンプと、を備える装置
からなることが望ましい。前述した本発明の船舶の船体
表面乱流制御による抗力減少を達成するための装置は、
船舶の船体表面に設けられ、多数のスリットを形成した
パイプハウジングと、該パイプハウジングの内部に設け
るが、前記スリットの上下に位置させた板膜と、前記ス
リットの上部に置かれた上部板膜を連結する第１ロッド
と、前記スリットの下部に置かれた下部板膜を連結する
第２ロッドと、前記船舶の内部に設けられ、前記第１及
び第２のロッドに連結して第１及び第２のロッドを駆動
させるモータと、を含めて構成されることが望ましい。
成するための本発明に係る船舶の船体表面乱流制御によ
る抗力減少方法は、船舶の船体表面に沿って流れる流体
を船体全般にかけて吸込及び噴出させて乱流の流動長を
変化させ、船体表面となす噴射角あるいは吸込・噴出の
周波数などを調節して摩擦抵抗を減少させるようにす
る。前記本発明の船舶の船体表面乱流制御による抗力減
少を達成するための装置としては、船舶の船体表面に設
けられる、多数のスリットを形成したパイプハウジング
と、該パイプハウジングの内部に設けられ収縮と膨張を
行う柔軟性のある空気管と、該柔軟性のある空気管に連
結され空気を吸込及び圧縮するポンプと、を備える装置
からなることが望ましい。前述した本発明の船舶の船体
表面乱流制御による抗力減少を達成するための装置は、
船舶の船体表面に設けられ、多数のスリットを形成した
パイプハウジングと、該パイプハウジングの内部に設け
るが、前記スリットの上下に位置させた板膜と、前記ス
リットの上部に置かれた上部板膜を連結する第１ロッド
と、前記スリットの下部に置かれた下部板膜を連結する
第２ロッドと、前記船舶の内部に設けられ、前記第１及
び第２のロッドに連結して第１及び第２のロッドを駆動
させるモータと、を含めて構成されることが望ましい。
【０００５】
【発明の実施の形態】このような本発明の望ましい実施
のため、局所撹乱（外乱）による乱流境界層の流動長変
化を数値解釈で分析したところ、これを詳しく説明すれ
ば次の通りである。図１は局所吸込及び噴射のための実
験装置を示す図であり、図２は加振周波数において多様
な吸込条件下の壁面摩擦係数を示す分布図であり、図３
は加振周波数において多様な噴射条件下の壁面摩擦係数
を示す分布図であり、図４は噴射角による壁面摩擦係数
を示す分布図である。
のため、局所撹乱（外乱）による乱流境界層の流動長変
化を数値解釈で分析したところ、これを詳しく説明すれ
ば次の通りである。図１は局所吸込及び噴射のための実
験装置を示す図であり、図２は加振周波数において多様
な吸込条件下の壁面摩擦係数を示す分布図であり、図３
は加振周波数において多様な噴射条件下の壁面摩擦係数
を示す分布図であり、図４は噴射角による壁面摩擦係数
を示す分布図である。
【０００６】図１に示すように、実験のための装置はス
ロット１１を形成した平板１０を備えて船体表面を代替
し、前記平板１０の上面の一側先端にトリップ線２０を
設け、前記トリップ線２０のすぐ横に表面の粗いセグメ
ント３０を設け、前記平板１０のスロット１１の下部に
局所吸込及び局所噴射のためのスピーカ４０を設ける。
そして、前記トリップ線２０が設けられた平板１０の上
側に流動による乱流境界層を形成させ、平板１０のスロ
ット１１を介してスピーカ４０による局所吸込及び局所
噴射を行う。
ロット１１を形成した平板１０を備えて船体表面を代替
し、前記平板１０の上面の一側先端にトリップ線２０を
設け、前記トリップ線２０のすぐ横に表面の粗いセグメ
ント３０を設け、前記平板１０のスロット１１の下部に
局所吸込及び局所噴射のためのスピーカ４０を設ける。
そして、前記トリップ線２０が設けられた平板１０の上
側に流動による乱流境界層を形成させ、平板１０のスロ
ット１１を介してスピーカ４０による局所吸込及び局所
噴射を行う。
【０００７】このような前記局所吸込及び局所噴射の過
程において噴射はうまく行われるものの、吸込は空気の
圧縮効果のため思ったよりうまく行かなくなる。そこ
で、吸込の程度による数値解釈を行ったところ、図２に
示すように、スロットから近い領域では吸込量の増加と
共に流動エネルギーの強い流動が壁面近傍まで下降して
壁面摩擦係数を増加させるが、一定以上の吸込量が増加
すれば噴射により混合された流動層がスロット付近で逆
方向流動が発生するため、かえって平均摩擦係数が再び
減少することが分かる。そして、スロットから遠く離れ
ている下流では吸込量の増加につれて壁面摩擦係数が減
少していることが分る。
程において噴射はうまく行われるものの、吸込は空気の
圧縮効果のため思ったよりうまく行かなくなる。そこ
で、吸込の程度による数値解釈を行ったところ、図２に
示すように、スロットから近い領域では吸込量の増加と
共に流動エネルギーの強い流動が壁面近傍まで下降して
壁面摩擦係数を増加させるが、一定以上の吸込量が増加
すれば噴射により混合された流動層がスロット付近で逆
方向流動が発生するため、かえって平均摩擦係数が再び
減少することが分かる。そして、スロットから遠く離れ
ている下流では吸込量の増加につれて壁面摩擦係数が減
少していることが分る。
【０００８】一方、噴射量の変化による壁面摩擦係数
は、図３に示すように、スロットから遠く離れている下
流では噴射量の増加に影響を受けない一方、スロット近
傍では噴射量が増加するにつれて次第に減少しているこ
とが分る。このような現象は噴射を加える時点でスロッ
ト付近の強い逆方向によるもので、噴射を強く加えるほ
ど逆方向流動は一層強まり、平均摩擦係数は次第に減少
することになる。
は、図３に示すように、スロットから遠く離れている下
流では噴射量の増加に影響を受けない一方、スロット近
傍では噴射量が増加するにつれて次第に減少しているこ
とが分る。このような現象は噴射を加える時点でスロッ
ト付近の強い逆方向によるもので、噴射を強く加えるほ
ど逆方向流動は一層強まり、平均摩擦係数は次第に減少
することになる。
【０００９】また、局所撹乱のための噴射角と壁面摩擦
係数の相関関係は、図４に示すように、壁面に垂直に噴
射した場合より６０°の角度で噴射した場合がさらに多
くの領域で摩擦係数の減少効果を示すことが分かる。噴
射角が９０°以上の場合は、スロットで生成される横方
向の対流速度を減少させ下流まで至らせないので、噴射
角を大きくするほど次第に摩擦係数を減少させる領域が
縮まり、噴射角が６０°以下の場合は噴射時生成される
再循環領域の発生が抑制されるため、摩擦係数の減少領
域がかえって縮小していることが分る。
係数の相関関係は、図４に示すように、壁面に垂直に噴
射した場合より６０°の角度で噴射した場合がさらに多
くの領域で摩擦係数の減少効果を示すことが分かる。噴
射角が９０°以上の場合は、スロットで生成される横方
向の対流速度を減少させ下流まで至らせないので、噴射
角を大きくするほど次第に摩擦係数を減少させる領域が
縮まり、噴射角が６０°以下の場合は噴射時生成される
再循環領域の発生が抑制されるため、摩擦係数の減少領
域がかえって縮小していることが分る。
【００１０】前記のような数値解釈による分析結果に基
づき、本発明の装置の望ましい実施例を図面を参照して
詳述する。添付した図面のうち、図５は本発明に係る船
舶の船体表面乱流制御による抗力減少装置を説明するた
めの概略的な設置図であり、図６は本発明に係る船舶の
船体表面乱流制御による抗力減少装置のパイプハウジン
グを示す横断面図であり、図７は本発明に係る船舶の船
体表面乱流制御による抗力減少装置のポンプの連結状態
を説明するための正断面図であり、図８は本発明の他の
実施例に係る船舶の船体表面乱流制御による抗力減少装
置を説明するための側面詳細図であり、図９は本発明の
他の実施例に係る船舶の船体表面乱流制御による抗力減
少装置のパイプハウジングを示す横断面図であり、図１
０は本発明の他の実施例に係る船舶の船体表面乱流制御
による抗力減少装置のモータの連結状態を説明するため
の正断面図であり、図１１は本発明の他の実施例に係る
船舶の船体表面乱流制御による抗力減少装置のパイプハ
ウジングが船体内側に設けられた状態を示す横断面図で
ある。
づき、本発明の装置の望ましい実施例を図面を参照して
詳述する。添付した図面のうち、図５は本発明に係る船
舶の船体表面乱流制御による抗力減少装置を説明するた
めの概略的な設置図であり、図６は本発明に係る船舶の
船体表面乱流制御による抗力減少装置のパイプハウジン
グを示す横断面図であり、図７は本発明に係る船舶の船
体表面乱流制御による抗力減少装置のポンプの連結状態
を説明するための正断面図であり、図８は本発明の他の
実施例に係る船舶の船体表面乱流制御による抗力減少装
置を説明するための側面詳細図であり、図９は本発明の
他の実施例に係る船舶の船体表面乱流制御による抗力減
少装置のパイプハウジングを示す横断面図であり、図１
０は本発明の他の実施例に係る船舶の船体表面乱流制御
による抗力減少装置のモータの連結状態を説明するため
の正断面図であり、図１１は本発明の他の実施例に係る
船舶の船体表面乱流制御による抗力減少装置のパイプハ
ウジングが船体内側に設けられた状態を示す横断面図で
ある。
【００１１】前記図面に基づく本発明の船舶の船体表面
乱流制御による抗力減少装置は、パイプハウジングの内
部の柔軟性のある空気管を用いる場合と、機械的な駆動
によりパイプハウジングの内部の板膜を用いる場合とに
区分する。
乱流制御による抗力減少装置は、パイプハウジングの内
部の柔軟性のある空気管を用いる場合と、機械的な駆動
によりパイプハウジングの内部の板膜を用いる場合とに
区分する。
【００１２】前記柔軟性のある空気管を用いる場合、図
５ないし図７に示すように、船舶１００の船体表面１０
１に沿って、多数のスリット１１１が形成されたパイプ
ハウジング１１０を帯状に垂設する。この際、前記パイ
プハウジング１１０は中空体で流線型が望ましいが、半
円または楕円形など多様な形状での具現が可能であり、
前記スリット１１１は円形穴であってもよく、船舶の種
類及び速度に応じて船体表面１０１となす噴射角が流体
の流れ方向に対して６０°の角度を形成するよう位置さ
せることが望ましいが、６０°〜１２０°範囲なら効果
を得ることが可能である。なお、スリット１１１は、形
状、大きさは特に限定されず、所定間隔で複数設けられ
た穴であって、噴射角が流体の流れ方向に対して６０°
〜１２０°になる向きに設けられればよく、スリットの
所定間隔は、船舶の巡航速度等に応じて設定され得るも
のである。
５ないし図７に示すように、船舶１００の船体表面１０
１に沿って、多数のスリット１１１が形成されたパイプ
ハウジング１１０を帯状に垂設する。この際、前記パイ
プハウジング１１０は中空体で流線型が望ましいが、半
円または楕円形など多様な形状での具現が可能であり、
前記スリット１１１は円形穴であってもよく、船舶の種
類及び速度に応じて船体表面１０１となす噴射角が流体
の流れ方向に対して６０°の角度を形成するよう位置さ
せることが望ましいが、６０°〜１２０°範囲なら効果
を得ることが可能である。なお、スリット１１１は、形
状、大きさは特に限定されず、所定間隔で複数設けられ
た穴であって、噴射角が流体の流れ方向に対して６０°
〜１２０°になる向きに設けられればよく、スリットの
所定間隔は、船舶の巡航速度等に応じて設定され得るも
のである。
【００１３】前記スリット１１１が形成されたパイプハ
ウジング１１０の内部に柔軟性のある空気管１２０を設
け、前記柔軟性のある空気管１２０の収縮及び膨張のた
めに空気を吸込及び圧縮するポンプ１３０を連結させ
る。この際、前記柔軟性のある空気管１２０に連結され
るポンプ１３０は船舶１００の内部に設ける。
ウジング１１０の内部に柔軟性のある空気管１２０を設
け、前記柔軟性のある空気管１２０の収縮及び膨張のた
めに空気を吸込及び圧縮するポンプ１３０を連結させ
る。この際、前記柔軟性のある空気管１２０に連結され
るポンプ１３０は船舶１００の内部に設ける。
【００１４】一方、前記板膜を用いる場合、図８ないし
図１０に示すように、船舶１００の船体表面１０１に沿
って多数のスリット２１１が形成されたパイプハウジン
グ２１０を帯状に垂設する。ここでも、前記パイプハウ
ジング２１０は中空体で流線型が望ましいが、半円また
は楕円形など多様な形状での具現が可能であり、前記ス
リット２１１は円形穴であってもよく、船舶の種類及び
速度に応じて船体表面１０１となす噴射角（流体の流れ
方向に対する角度）が６０°から１２０°までの角度を
形成するよう位置させることが望ましい。スリット２１
１の大きさ、間隔も、船舶の種類及び速度に応じて異な
らせてよい。
図１０に示すように、船舶１００の船体表面１０１に沿
って多数のスリット２１１が形成されたパイプハウジン
グ２１０を帯状に垂設する。ここでも、前記パイプハウ
ジング２１０は中空体で流線型が望ましいが、半円また
は楕円形など多様な形状での具現が可能であり、前記ス
リット２１１は円形穴であってもよく、船舶の種類及び
速度に応じて船体表面１０１となす噴射角（流体の流れ
方向に対する角度）が６０°から１２０°までの角度を
形成するよう位置させることが望ましい。スリット２１
１の大きさ、間隔も、船舶の種類及び速度に応じて異な
らせてよい。
【００１５】前記パイプハウジング２１０の内部に板膜
２２０を設け、スリット２１１の上下に上部板膜２２０
ａ及び下部板膜２２０ｂが置かれる。前記パイプハウジ
ング２１０の内部に設けられた板膜２２０に第１ロッド
２３０を連結し、スリット２１１の上部に位置した上部
板膜２２０ａだけを連結させ、前記板膜２２０に第２ロ
ッド２４０を連結し、スリット２１１の下部に置かれた
下部板膜２２０ｂを連結させる。前記第１及び第２のロ
ッド２３０、２４０は、これらを駆動するために所定仕
組みでモータ２５０に連結され、モータ２５０の駆動に
より第１及び第２のロッド２３０、２４０が昇下降する
ことにより板膜２２０ａ、２２０ｂが対面して収縮した
り膨張することによりスリット２１１を介して海水が押
し出されたり吸込まれる。この際、前記モータ２５０は
船舶の内部に設ける。
２２０を設け、スリット２１１の上下に上部板膜２２０
ａ及び下部板膜２２０ｂが置かれる。前記パイプハウジ
ング２１０の内部に設けられた板膜２２０に第１ロッド
２３０を連結し、スリット２１１の上部に位置した上部
板膜２２０ａだけを連結させ、前記板膜２２０に第２ロ
ッド２４０を連結し、スリット２１１の下部に置かれた
下部板膜２２０ｂを連結させる。前記第１及び第２のロ
ッド２３０、２４０は、これらを駆動するために所定仕
組みでモータ２５０に連結され、モータ２５０の駆動に
より第１及び第２のロッド２３０、２４０が昇下降する
ことにより板膜２２０ａ、２２０ｂが対面して収縮した
り膨張することによりスリット２１１を介して海水が押
し出されたり吸込まれる。この際、前記モータ２５０は
船舶の内部に設ける。
【００１６】一方、前記柔軟性のある空気管１２０また
は板膜２２０を用いる船舶の抗力減少装置は船舶の船首
部１０２及び船尾部１０３に局所的に設けられる。
は板膜２２０を用いる船舶の抗力減少装置は船舶の船首
部１０２及び船尾部１０３に局所的に設けられる。
【００１７】このような構成よりなる本発明に係る船体
表面の乱流制御による船舶の抗力減少装置の作用を説明
すれば次の通りである。まず、前記柔軟性のある空気管
１２０を用いる場合、船舶１００の内部に設けられたポ
ンプ１３０を駆動してパイプハウジング１１０の内部に
設けられた柔軟性のある空気管１２０が圧縮されればパ
イプハウジング内で膨張され、空気管１２０内の空気を
排出すれば収縮されスリット１１１を介して流体がハウ
ジング内から噴出されたり流入される作動を繰り返す。
すなわち、前記柔軟性のある空気管１２０に空気を圧
縮、排気することにより柔軟性のある空気管１２０が膨
張及び収縮するようになるが、前記柔軟性のある空気管
１２０が収縮すればパイプハウジング１１０の内部の空
間にスリット１１１を介して船体周りの流体を吸込み、
前記柔軟性のある空気管１２０が膨張すればパイプハウ
ジング１１０の内部空間で拡張され内部に吸込まれた流
体をスリット１１１を介してパイプハウジング１１０の
内部へ噴出させる。この際、スリット１１１は船体表面
１０１と約６０°の噴射角をなしながら噴射させること
が望ましい。
表面の乱流制御による船舶の抗力減少装置の作用を説明
すれば次の通りである。まず、前記柔軟性のある空気管
１２０を用いる場合、船舶１００の内部に設けられたポ
ンプ１３０を駆動してパイプハウジング１１０の内部に
設けられた柔軟性のある空気管１２０が圧縮されればパ
イプハウジング内で膨張され、空気管１２０内の空気を
排出すれば収縮されスリット１１１を介して流体がハウ
ジング内から噴出されたり流入される作動を繰り返す。
すなわち、前記柔軟性のある空気管１２０に空気を圧
縮、排気することにより柔軟性のある空気管１２０が膨
張及び収縮するようになるが、前記柔軟性のある空気管
１２０が収縮すればパイプハウジング１１０の内部の空
間にスリット１１１を介して船体周りの流体を吸込み、
前記柔軟性のある空気管１２０が膨張すればパイプハウ
ジング１１０の内部空間で拡張され内部に吸込まれた流
体をスリット１１１を介してパイプハウジング１１０の
内部へ噴出させる。この際、スリット１１１は船体表面
１０１と約６０°の噴射角をなしながら噴射させること
が望ましい。
【００１８】一方、前記板膜２２０を用いる場合は、モ
ータ２５０を駆動すればモータ２５０に連結された第１
ロッド２３０及び第２ロッド２４０が互いに逆方向に上
下作動してピストン運動をすることにより板膜２２０ａ
側が下降して圧縮されれば板膜２２０ｂ側が上昇するこ
とによりスリット２１１を挟んで上下方で圧搾がなされ
る。上下方で同時に板膜が圧搾されれば、内部流体はス
リット２１１を介して外部へ噴出される。逆に、前記第
１ロッド２３０の上昇と同時に、第２ロッド２４０が下
降すれば板膜２２０ａ、２２０ｂの間は広がってスリッ
ト２１１に当接した流体は吸込まれる。この際、パイプ
ハウジング２１０に形成されたスリット２１１が船体表
面１０１と約６０°の噴射角をなしながら流体を噴射す
ることが望ましい。一方、本発明の前述したパイプハウ
ジングは船体壁面との間にスリットで外部と連通するよ
うにして船体の内部に設けてもよい。
ータ２５０を駆動すればモータ２５０に連結された第１
ロッド２３０及び第２ロッド２４０が互いに逆方向に上
下作動してピストン運動をすることにより板膜２２０ａ
側が下降して圧縮されれば板膜２２０ｂ側が上昇するこ
とによりスリット２１１を挟んで上下方で圧搾がなされ
る。上下方で同時に板膜が圧搾されれば、内部流体はス
リット２１１を介して外部へ噴出される。逆に、前記第
１ロッド２３０の上昇と同時に、第２ロッド２４０が下
降すれば板膜２２０ａ、２２０ｂの間は広がってスリッ
ト２１１に当接した流体は吸込まれる。この際、パイプ
ハウジング２１０に形成されたスリット２１１が船体表
面１０１と約６０°の噴射角をなしながら流体を噴射す
ることが望ましい。一方、本発明の前述したパイプハウ
ジングは船体壁面との間にスリットで外部と連通するよ
うにして船体の内部に設けてもよい。
【００１９】前述したような本発明の柔軟性のある空気
管１２０または板膜２２０を用いた流体の吸込、噴出は
船体外側表面の全体にかけて流体を吸込及び噴射させる
ことにより、流体の吸込及び最適の噴射角による流体の
噴射を通じて船体表面に沿って流れる流体を撹乱させ船
体表面における渦流の発生を抑制して摩擦抵抗を減少さ
せることになる。また、前記船舶の操縦舵などに局部的
に設ける場合は操縦舵における流体流動を制御し得るよ
うになるので、舵の空胴現象を抑制することもできる。
管１２０または板膜２２０を用いた流体の吸込、噴出は
船体外側表面の全体にかけて流体を吸込及び噴射させる
ことにより、流体の吸込及び最適の噴射角による流体の
噴射を通じて船体表面に沿って流れる流体を撹乱させ船
体表面における渦流の発生を抑制して摩擦抵抗を減少さ
せることになる。また、前記船舶の操縦舵などに局部的
に設ける場合は操縦舵における流体流動を制御し得るよ
うになるので、舵の空胴現象を抑制することもできる。
【００２０】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明に係る船舶の船
体表面乱流制御による抗力減少方法及び装置によれば、
柔軟性のある空気管または板膜の作用による流体の吸込
及び噴射を通じて乱流の流動長を変化させ、船体表面と
なす噴射角を調節して摩擦抵抗を減少させることにより
船体表面における渦流発生が抑制され、船舶の運航に及
ぼす海流抵抗を減少させる効果をもたらす。また、前記
柔軟性のある空気管または板膜を用いた船舶の抗力減少
装置を船舶の操縦舵などに局部的に設けることにより、
操縦舵で流体流動を制御できるようになって舵の空胴現
象を抑えられる有用性を有する。
体表面乱流制御による抗力減少方法及び装置によれば、
柔軟性のある空気管または板膜の作用による流体の吸込
及び噴射を通じて乱流の流動長を変化させ、船体表面と
なす噴射角を調節して摩擦抵抗を減少させることにより
船体表面における渦流発生が抑制され、船舶の運航に及
ぼす海流抵抗を減少させる効果をもたらす。また、前記
柔軟性のある空気管または板膜を用いた船舶の抗力減少
装置を船舶の操縦舵などに局部的に設けることにより、
操縦舵で流体流動を制御できるようになって舵の空胴現
象を抑えられる有用性を有する。
【図１】 局所吸込及び噴射のための実験装置を示す図
である。
である。
【図２】 加振周波数において多様な吸込条件下の壁面
摩擦係数を示す分布図である。
摩擦係数を示す分布図である。
【図３】 加振周波数において多様な噴射条件下の壁面
摩擦係数を示す分布図である。
摩擦係数を示す分布図である。
【図４】 噴射角による壁面摩擦係数を示す分布図であ
る。
る。
【図５】 本発明に係る船舶の船体表面乱流制御による
抗力減少装置を説明するための概略的な設置図である。
抗力減少装置を説明するための概略的な設置図である。
【図６】 本発明に係る船舶の船体表面乱流制御による
抗力減少装置のパイプハウジングを示す横断面図であ
る。
抗力減少装置のパイプハウジングを示す横断面図であ
る。
【図７】 本発明に係る船舶の船体表面乱流制御による
抗力減少装置のポンプの連結状態を説明するための正断
面図である。
抗力減少装置のポンプの連結状態を説明するための正断
面図である。
【図８】 本発明の他の実施例に係る船舶の船体表面乱
流制御による抗力減少装置を説明するための側面詳細図
である。
流制御による抗力減少装置を説明するための側面詳細図
である。
【図９】 本発明の他の実施例に係る船舶の船体表面乱
流制御による抗力減少装置のパイプハウジングを示す横
断面図である。
流制御による抗力減少装置のパイプハウジングを示す横
断面図である。
【図１０】 本発明の他の実施例に係る船舶の船体表面
乱流制御による抗力減少装置のモータの連結状態を説明
するための正断面図である。
乱流制御による抗力減少装置のモータの連結状態を説明
するための正断面図である。
【図１１】 本発明の他の実施例に係る船舶の船体表面
乱流制御による抗力減少装置のパイプハウジングが船体
内側に設けられた状態を示す横断面図である。
乱流制御による抗力減少装置のパイプハウジングが船体
内側に設けられた状態を示す横断面図である。
１００ 船舶 １０１ 船体表面 １０２ 船首部 １０３ 船尾部 １１０ ２１０ パイプハウジング １１１ ２１１ スリット １２０ 柔軟性のある空気管 １３０ ポンプ ２２０ 板膜 ２２０ａ 上部板膜 ２２０ｂ 下部板膜 ２３０ 第１ロッド ２４０ 第２ロッド ２５０ モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河 文 根 大韓民国 656−800 慶尚南道 巨濟市 新縣邑 長坪里 32 大韓アパート 205 棟 701戸 (72)発明者 成 亨 鎭 大韓民国 305−701 大田廣域市 儒城區 九城洞 373−１ (72)発明者 白 府 根 大韓民国 656−800 慶尚南道 巨濟市 新縣邑 長坪里 32 大韓１次アパート 103棟 1203戸
Claims (6)
- 【請求項１】 船舶の船体表面乱流制御による抗力減少
方法において、 船舶の船体表面に沿って流れる流体を吸込及び噴出させ
乱流の流動長を変化させ、船体表面となす噴射角を調節
して摩擦抵抗を減少させることを特徴とする船舶の船体
表面乱流制御による抗力減少方法。 - 【請求項２】 前記噴射角が６０°〜１２０°範囲であ
ることを特徴とする請求項１に記載の船舶の船体表面乱
流制御による抗力減少方法。 - 【請求項３】 船舶の船体表面乱流制御による抗力減少
装置において、 船舶１００の船体表面１０１に設けられ、多数のスリッ
ト１１１を形成したパイプハウジング１１０と、 該パイプハウジング１１０の内部に設けられ、空気のポ
ンピングにより収縮と膨張を行う柔軟性のある空気管１
２０と、 前記空気管１２０を収縮、膨張するために前記船体内の
所定位置に設けられ、前記空気管１２０に給気可能に設
けられたポンプ１３０と、を含む船舶の船体表面乱流制
御による抗力減少装置。 - 【請求項４】 多数のスリット２１１を形成した前記パ
イプハウジング２１０の内部に沿って前記スリット２１
１の上下方に設けられる板膜２２０ａ、２２０ｂと、該
板膜２２０ａ、２２０ｂに連結される第１、第２ロッド
２３０、２４０と、該第１ロッド２３０及び第２ロッド
２４０に連結され前記第１及び第２のロッド２３０、２
４０を駆動するためのモータ２５０とからなることを特
徴とする請求項３に記載の船舶の船体表面乱流制御によ
る抗力減少装置。 - 【請求項５】 前記柔軟性のある空気管１２０または板
膜２２０を用いる船舶の抗力減少装置を船首部１０２ま
たは船尾部１０３に局所的に設けて船舶１００の局部的
な流れを制御させることを特徴とする請求項３または４
に記載の船舶の船体表面乱流制御による抗力減少装置。 - 【請求項６】 前記パイプハウジング１１０を船体内部
に位置づけることを特徴とする請求項３または４に記載
の船舶の船体表面乱流制御による抗力減少装置。
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| KR2001-16601 | 2002-03-27 |
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| CN111959675B (zh) * | 2020-08-21 | 2021-05-04 | 中国船舶科学研究中心 | 一种船舶顺流喷射气层减阻生成装置 |
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| KR100424543B1 (ko) * | 2000-03-14 | 2004-03-27 | 이시카와지마-하리마 주고교 가부시키가이샤 | 마찰저항 저감선 |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002095868A patent/JP3984089B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-03-29 US US10/113,120 patent/US6659030B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-29 CN CNB021087490A patent/CN1267321C/zh not_active Expired - Fee Related
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