JP2011088605A

JP2011088605A - 船舶の抵抗低減装置

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Publication number: JP2011088605A
Application number: JP2009245515A
Authority: JP
Inventors: 真一 ▲高▼野; Shinichi Takano; Muneji Mizogami; 宗二溝上; Yasushiro Hikasa; 靖司郎日笠; Chiharu Kawakita; 千春川北; Kiyomitsu Mukai; 貴代光向
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-05-06
Anticipated expiration: 2029-10-26
Also published as: JP5314565B2; EP2495163B1; CN102448807B; CN102448807A; US8820256B2; EP2495163A4; WO2011052337A1; US20120097089A1; KR20120023731A; KR101341747B1; EP2495163A1

Abstract

【課題】船体内に多数の空気供給管を配管しなくて済む船舶の抵抗低減装置を提供する。
【解決手段】気体室３０は、船体内に配置され、ロンジフレーム１７をまたいで船幅方向Ｙに延びる。拡散材４０は、気体室３０内に配置され、ロンジフレーム１７をまたいで船幅方向Ｙに延びる。空気供給管２２から気体室３０内に吹き出した空気は、拡散材４０に当たって船幅方向Ｙに拡散したのち、気体室３０の底面３４に形成された空気吹き出し孔３４ａから水中に吹き出す。気体室３０がロンジフレーム１７をまたいで船幅方向Ｙに延びているため、一つの気体室３０で船幅方向Ｙに幅の広い気泡流を形成することが可能である。したがって、船底の船幅方向Ｙの幅全体を覆う気泡流を形成するために必要な気体室３０の数が少なくて済み、気体室３０ごとに設けられる空気供給管２２の数が少なくて済む。
【選択図】図５Ｂ

Description

本発明は、空気吹き出しにより船体の摩擦抵抗を低減する抵抗低減装置に関する。

航行時に船底面を気泡流で覆うことにより船体摩擦抵抗を低減する技術が知られている。

図１を参照して、特許文献１の船体摩擦抵抗低減装置を説明する。船舶の船底部１の船首側に気体室２が設けられている。気体室２は船幅方向に形成されている。気体室２は船底部１の幅方向にわたって隔壁２ｂにより３つの気体室２ａに分割されている。各気体室２ａに対応する船底外板部分は切り欠かれて、底板の無い底部開口１ａが形成されている。各気体室２ａは、気体供給管３を介してコンプレッサ４に接続されている。各気体室２ａにおいて、その頂壁と気体供給管３の接続開口から下方へやや隔離した位置に気体流を受けるためのバッフルプレート６が設けられている。左右一対の気体保持板５が船底両舷部に沿って船首から船尾にかけて設けられている。

バッフルプレート６が気体供給管３から気体室２ａ内へ噴入する気体を受けるため、気体室２ａに充満した気体が底部開口１ａから水中へほぼ一様な状態で圧入される。このように、効率よく船底面に沿い後方へ流れる気泡流の発生が可能になる。さらに、気体保持板５により気泡流の船体側方への逸脱が防止される。このようにして、船体の摩擦抵抗が軽減される。

特開２００８−１４３３４５号公報

本発明の目的は、船体内に多数の空気供給管を配管しなくて済む船舶の抵抗低減装置を提供することである。

以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明による船舶の抵抗低減装置（２０）は、船体（１０）内に配置され、ロンジフレーム（１７）をまたいで船幅方向（Ｙ）に延びる気体室（３０）と、前記気体室内に配置され、前記ロンジフレームをまたいで船幅方向（Ｙ）に延びる拡散材（４０）と、前記気体室に接続された空気供給管（２２）とを具備する。前記空気供給管から前記気体室内に吹き出した空気は、前記拡散材に当たって船幅方向（Ｙ）に拡散したのち、前記気体室の底面（３４）に形成された空気吹き出し孔（３４ａ）から水中に吹き出す。

前記気体室の前記ロンジフレームより左舷側の部分に、前記気体室内と前記船体内とを連通する第１開口（３１ａ、３３ａ）が形成される。前記気体室の前記ロンジフレームより右舷側の部分に、前記気体室内と前記船体内とを連通する第２開口（３１ｂ、３３ｂ）が形成される。前記第１開口に第１蓋（３５、３７）が取り付けられる。前記第２開口に第２蓋（３６、３８）が取り付けられる。前記拡散材の前記ロンジフレームより左舷側の部分を形成する拡散材第１部分（４１）と前記拡散材の前記ロンジフレームより右舷側の部分を形成する拡散材第２部分（４２）とが前記拡散材から分離可能である。前記拡散材第１部分は、前記第１開口を通過可能な大きさである。前記拡散材第２部分は、前記第２開口を通過可能な大きさである。

前記第１開口及び前記第２開口は前記気体室の上面（４１）に形成される。前記空気供給管は前記第１蓋又は前記第２蓋に接続される。

前記拡散材第１部分は前記第１蓋に取り付けられる。前記拡散材第２部分は前記第２蓋に取り付けられる。

前記第１開口及び前記第２開口は、前記気体室の長手方向側面（３２、３３）に形成される。前記長手方向側面は、前記気体室の船首（１１）側又は船尾（１２）側に配置される。前記空気供給管は前記気体室の上面（４１）に接続される。

前記拡散材の船首（１１）側に船幅方向（Ｙ）に延びる船首側スリット孔（６１）が配置される。前記拡散材の船尾（１２）側に船幅方向（Ｙ）に延びる船尾側スリット孔（６２）が配置される。前記空気供給管から前記気体室内に吹き出した空気は、前記船首側スリット孔又は前記船尾側スリット孔を通過したのち、前記空気吹き出し孔から水中に吹き出す。

本発明によれば、船体内に多数の空気供給管を配管しなくて済む船舶の抵抗低減装置が提供される。

図１は、従来の船体摩擦抵抗低減装置を備えた船舶の断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る抵抗低減装置を備えた船舶の側面図である。図３は、第１の実施形態に係る抵抗低減装置を備えた船舶の底面図である。図４は、第１の実施形態に係る抵抗低減装置が備える気体室の斜視図である。図５Ａは、第１の実施形態に係る抵抗低減装置が備える気体室の平面図である。図５Ｂは、第１の実施形態に係る抵抗低減装置が備える気体室のＡ−Ａ断面図である。図５Ｃは、第１の実施形態に係る抵抗低減装置が備える気体室のＢ−Ｂ断面図である。図５Ｄは、第１の実施形態に係る抵抗低減装置が備える気体室のＣ−Ｃ断面図である。図６Ａは、第１の実施形態の第１変形例に係る気体室のＡ−Ａ断面図である。図６Ｂは、第１の実施形態の第１変形例に係る気体室のＣ−Ｃ断面図である。図７Ａは、第１の実施形態の第２変形例に係る気体室のＡ−Ａ断面図である。図７Ｂは、第１の実施形態の第２変形例に係る気体室のＣ−Ｃ断面図である。図８Ａは、本発明の第２の実施形態に係る抵抗低減装置が備える気体室の平面図である。図８Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る抵抗低減装置が備える気体室のＤ−Ｄ矢視図である。図８Ｃは、本発明の第２の実施形態に係る抵抗低減装置が備える気体室のＥ−Ｅ断面図である。図８Ｄは、本発明の第２の実施形態に係る抵抗低減装置が備える気体室のＦ−Ｆ断面図である。

添付図面を参照して、本発明による船舶の抵抗低減装置を実施するための形態を以下に説明する。

（第１の実施形態）
図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る船舶は、船体１０と、抵抗低減装置２０を備える。船体１０は、船首１１と、船尾１２と、船底１３とを備える。船尾１２には、プロペラ１４と、舵１５とが設けられている。抵抗低減装置２０は、空気供給装置２１と、空気供給管２２と、気体室３０とを備える。空気供給装置２１は、コンプレッサ又はブロワである。空気供給装置２１及び気体室３０は空気供給管２２を介して接続される。気体室３０は、船底１３の船首１１側に設けられている。

図３を参照して、気体室３０には、船底１３に開口する複数の空気吹き出し孔３４ａが形成されている。船舶の航行時に抵抗低減装置２０が空気吹き出し孔３４ａから空気を水中に吹き出す。これにより、船底１３に沿う気泡流が形成されて船体１０の摩擦抵抗が低減される。

図４を参照して、船体１０は、ロンジフレーム１７及び１８を備える。ロンジフレーム１７及び１８と、後述するロンジフレーム１６とは、船体１０内の空間を船体１０の船幅方向（左舷―右舷方向）Ｙに仕切る隔壁である。気体室３０は、船体１０内に配置され、ロンジフレーム１７をまたいで（ロンジフレーム１７を貫通して）船幅方向Ｙに延びている。抵抗低減装置２０は、気体室３０内に配置される拡散材４０を備える。拡散材４０は、ロンジフレーム１７をまたいで船幅方向Ｙに延びている。したがって、気体室３０及び拡散材４０の長手方向は船幅方向Ｙに平行である。なお、図中のＸは船体１０の船長方向（船首―船尾方向）を示している。空気供給管２２は、上側から気体室３０に接続されている。空気供給管２２の気体室３０に接続された部分は、上下方向に延びている。

図５Ａを参照して、気体室３０を説明する。船体１０はロンジフレーム１６を更に備える。ロンジフレーム１６は、ロンジフレーム１７の左舷側に配置されている。ロンジフレーム１８は、ロンジフレーム１７の右舷側に配置されている。気体室３０は、上面３１と、船首１１側の長手方向側面３２と、船尾側１２の長手方向側面３３と、蓋３５及び３６とを備える。上面３１のロンジフレーム１７より左舷側の部分に開口３１ａが形成されている。上面３１のロンジフレーム１７より右舷側の部分に開口３１ｂが形成されている。開口３１ａ及び３１ｂは、それぞれ気体室３０内と船体１０内とを連通する。蓋３５は、ボルト７０により開口３１ａに取り付けられる。蓋３６は、ボルト７０により開口３１ｂに取り付けられる。したがって、蓋３５及び３６は、取り外し可能である。空気供給管２２は、蓋３５に接続されている。

図５Ｂを参照して、気体室３０を説明する。気体室３０は、複数の空気吹き出し孔３４ａが形成された底面３４を備える。底面３４は船底１３によって形成されている。複数の空気吹き出し孔３４ａは、船幅方向Ｙに沿って配列される。ロンジフレーム１６は、気体室３０の左舷側の左側側面を形成する。ロンジフレーム１８は、気体室３０の右舷側の右側側面を形成する。拡散材４０は、第１部分４１と、第２部分４２と、中間部分４３とを備える分割構造を有する。第１部分４１は、拡散材４０のロンジフレーム１７より左舷側の部分を形成する。第２部分４２は、拡散材４０のロンジフレーム１７より右舷側の部分を形成する。中間部分４３は、拡散材４０の第１部分４１及び第２部分４２の間の部分を形成する。第１部分４１は、開口３１ａを通過可能な大きさである。第１部分４１は、支持材５１を介して蓋３５に取り付けられている。第２部分４２は、開口３１ｂを通過可能な大きさである。第２部分４２は、支持材５２を介して蓋３６に取り付けられている。中間部分４３は、支持材５３を介してロンジフレーム１７に支持される。拡散材４０から第１部分４１及び第２部分４２が分離可能である。空気供給管２２と蓋３５との接続口は拡散材４０（第１部分４１）の真上に配置される。複数の空気吹き出し孔３４ａは拡散材４０の真下に配置される。

図５Ｃ、５Ｄを参照して、拡散材４０と長手方向側面３２との間に船幅方向Ｙに延びるスリット孔６１が形成され、拡散材４０と長手方向側面３３との間に船幅方向Ｙに延びるスリット孔６２が形成される。スリット孔６１は、拡散材４０の船首１１側に配置される。スリット孔６２は、拡散材４０の船尾１２側に配置される。

空気供給装置２１は、空気供給管２２を介して気体室３０内に空気を供給する。空気は、拡散材４０（第１部分４１）に向かう下向きの流れとして空気供給管２２から気体室３０内に吹き出す。空気供給管２２から気体室３０内に吹き出した空気は、拡散材４０に当たって船幅方向Ｙに拡散し、且つ、スリット孔６１又はスリット孔６２を通過したのち、空気吹き出し孔３４ａから水中に吹き出す。したがって、船幅方向Ｙに一様な気泡流が船底１３に沿って形成される。

本実施形態に係る抵抗低減装置２０においては、気体室３０がロンジフレーム１７をまたいで船幅方向Ｙに延びているため、一つの気体室３０で船幅方向Ｙに幅の広い気泡流を形成することが可能である。したがって、船底１３の船幅方向Ｙの幅全体を覆う気泡流を形成するために必要な気体室３０の数が少なくて済み、気体室３０ごとに設けられる空気供給管２２の数が少なくて済む。本実施形態によれば、スペースが限られた船体１０内に多数の空気供給管を配管する必要がない。

更に、本実施形態に係る抵抗低減装置２０においては、気体室３０にロンジフレーム１６〜１８の間隔ごとに開口３１ａ及び３１ｂが設けられ、拡散材４０から第１部分４１及び第２部分４２を分離してこれらをそれぞれ開口３１ａ及び３１ｂから気体室３０外（船体１０内）に取り出すことが可能である。したがって、ドックへの入渠時に気体室３０内及び拡散材４０に付着したフジツボ等の海洋生物を除去するための清掃が容易である。したがって、本実施形態に係る抵抗低減装置２０はメンテナンス性が優れている。

更に、蓋３５と第１部分４１が支持材５１で結合され、蓋３６と第２部分４２が支持材５２で結合されているため、蓋３５を取り外すと同時に第１部分４１が気体室３０内から取り出され、蓋３６を取り外すと同時に第２部分４２が気体室３０内から取り出される。したがって、メンテナンスのための作業工数が少なくて済む。

（第１変形例）
次に、図６Ａ、６Ｂを参照して、第１の実施形態の第１変形例を説明する。第１変形例に係る抵抗低減装置２０は、以下の説明を除いて上述した第１の実施形態に係る抵抗低減装置２０と同様である。

第１変形例に係る気体室３０においては、拡散材４０の第１部分４１は蓋３５に取り付けられず、拡散材４０の第２部分４２は蓋３６に取り付けられない。気体室３０の左舷側の左側側面（１６）に支持材５４が設けられ、気体室３０の右舷側の右側側面（１８）に支持材５５が設けられる。第１部分４１はボルト７０により支持材５４及び中間部分４３に取り付けられ、第２部分４２はボルト７０により支持材５５及び中間部分４３に取り付けられる。したがって、第１部分４１及び第２部分４２は取り外し可能である。

第１変形例に係る気体室３０のメンテナンスにおいては、蓋３５を取り外した後に第１部分４１が開口３１ａから気体室３０外（船体１０内）に取り出され、蓋３６を取り外した後に第２部分４２が開口３１ｂから気体室３０外（船体１０内）に取り出される。

（第２変形例）
次に、図７Ａ、７Ｂを参照して、第１の実施形態の第２変形例を説明する。第２変形例に係る抵抗低減装置２０は、以下の説明を除いて上述した第１の実施形態に係る抵抗低減装置２０と同様である。

第２変形例に係る気体室３０においては、拡散材４０の第１部分４１は蓋３５に取り付けられず、拡散材４０の第２部分４２は蓋３６に取り付けられない。底面３４のロンジフレーム１７より左舷側の部分に支持材５６が設けられ、底面３４のロンジフレーム１７より右舷側の部分に支持材５７が設けられる。第１部分４１はボルト７０により支持材５６に取り付けられ、第２部分４２はボルト７０により支持材５７に取り付けられる。したがって、第１部分４１及び第２部分４２は取り外し可能である。

第２変形例に係る気体室３０のメンテナンスにおいては、蓋３５を取り外した後に第１部分４１が開口３１ａから気体室３０外（船体１０内）に取り出され、蓋３６を取り外した後に第２部分４２が開口３１ｂから気体室３０外（船体１０内）に取り出される。

なお、本実施形態、本実施形態の第１変形例、及び本実施形態の第２変形例において、空気供給管２２は蓋３６に接続されてもよい。

（第２の実施形態）
図８Ａ〜８Ｄを参照して、本発明の第１の実施形態に係る抵抗低減装置２０を説明する。本実施形態に係る抵抗低減装置２０は、以下の説明を除いて上述した第１の実施形態に係る抵抗低減装置２０と同様である。

図８Ａを参照して、本実施形態に係る気体室３０を説明する。気体室３０は、蓋３７及び３８を備える。気体室３０の上面３１には開口が設けらず、上面３１の開口に取り付けられる蓋が設けられない。空気供給管２２は、上面３１のロンジフレーム１７より左舷側の部分に接続されている。

図８Ｂを参照して、本実施形態に係る気体室３０を説明する。長手方向側面３３のロンジフレーム１７より左舷側の部分に開口３３ａが形成されている。長手方向側面３３のロンジフレーム１７より右舷側の部分に開口３３ｂが形成されている。開口３３ａ及び３３ｂは、それぞれ気体室３０内と船体１０内とを連通する。蓋３７は、ボルト７０により開口３３ａに取り付けられる。蓋３８は、ボルト７０により開口３３ｂに取り付けられる。したがって、蓋３７及び３８は、取り外し可能である。

図８Ｃを参照して、拡散材４０の第１部分４１は開口３３ａを通過可能な大きさであり、拡散材４０の第２部分４２は開口３３ｂを通過可能な大きさである。上面３１のロンジフレーム１７より左舷側の部分に支持材５８が設けられ、上面３１のロンジフレーム１７より右舷側の部分に支持材５９が設けられる。第１部分４１はボルト７０により支持材５８に取り付けられ、第２部分４２はボルト７０により支持材５９に取り付けられる。したがって、第１部分４１及び第２部分４２は取り外し可能である。

図８Ｄは、第２部分４２の上面３１への取り付け構造を示している。第１部分４１も第２部分４２と同様に上面３１に取り付けられる。

更に、本実施形態に係る抵抗低減装置２０においては、気体室３０にロンジフレーム１６〜１８の間隔ごとに開口３３ａ及び３３ｂが設けられ、拡散材４０から第１部分４１及び第２部分４２を分離してこれらをそれぞれ開口３３ａ及び３３ｂから気体室３０外（船体１０内）に取り出すことが可能である。したがって、ドックへの入渠時に気体室３０内及び拡散材４０に付着したフジツボ等の海洋生物を除去するための清掃が容易である。したがって、本実施形態に係る抵抗低減装置２０はメンテナンス性が優れている。

更に、空気供給管２２が気体室３０の蓋３７及び３８以外の部分に接続されているため、蓋３７及び３８の取り外し作業が容易である。

本実施形態においては、第１の実施形態の第１変形例と同様に、第１部分４１は気体室３０の左側側面（１６）及び中間部分４３に支持されてもよく、第２部分４２は気体室３０の右側側面（１８）及び中間部分４３に支持されてもよい。また、本実施形態においては、第１の実施形態の第２変形例と同様に、第１部分４１及び第２部分４２は底面３４に支持されてもよい。

本実施形態において、空気供給管２２は、上面３１のロンジフレーム１７より右舷側の部分に接続されてもよい。

本実施形態において、長手方向側面３３に開口３３ａ及び３３ｂが設けられるかわりに長手方向側面３２に二つの開口が設けられてもよい。

第１及び第２の実施形態において、複数の空気吹き出し孔３４ａのかわりに船幅方向Ｙに延びるスリット孔を底面３４に設けてもよい。

第１及び第２の実施形態において、気体室３０は、複数のロンジフレームをまたいで船幅方向Ｙに延びていてもよい。

１…船底部
１ａ…底部開口
２、２ａ…気体室
２ｂ…隔壁
３…気体供給管
４…コンプレッサ
５…気体保持板
６…バッフルプレート
１０…船体
１１…船首
１２…船尾
１３…船底
１４…プロペラ
１５…舵
１６〜１８…ロンジフレーム
２０…抵抗低減装置
２１…空気供給装置
２２…空気供給管
３０…気体室
３１…上面
３１ａ、３１ｂ…開口
３２、３３…長手方向側面
３３ａ、３３ｂ…開口
３４…底面
３４ａ…空気吹き出し孔
３５〜３８…蓋
４０…拡散材
４１…第１部分
４２…第２部分
４３…中間部分
５１〜５９…支持材
６１、６２…スリット孔
７０…ボルト
Ｘ…船長方向
Ｙ…船幅方向

Claims

船体内に配置され、ロンジフレームをまたいで船幅方向に延びる気体室と、
前記気体室内に配置され、前記ロンジフレームをまたいで船幅方向に延びる拡散材と、
前記気体室に接続された空気供給管と
を具備し、
前記空気供給管から前記気体室内に吹き出した空気は、前記拡散材に当たって船幅方向に拡散したのち、前記気体室の底面に形成された空気吹き出し孔から水中に吹き出す
船舶の抵抗低減装置。
前記気体室の前記ロンジフレームより左舷側の部分に、前記気体室内と前記船体内とを連通する第１開口が形成され、
前記気体室の前記ロンジフレームより右舷側の部分に、前記気体室内と前記船体内とを連通する第２開口が形成され、
前記第１開口に第１蓋が取り付けられ、
前記第２開口に第２蓋が取り付けられ、
前記拡散材の前記ロンジフレームより左舷側の部分を形成する拡散材第１部分と前記拡散材の前記ロンジフレームより右舷側の部分を形成する拡散材第２部分とが前記拡散材から分離可能であり、
前記拡散材第１部分は、前記第１開口を通過可能な大きさであり、
前記拡散材第２部分は、前記第２開口を通過可能な大きさである
請求項１の船舶の抵抗低減装置。
前記第１開口及び前記第２開口は前記気体室の上面に形成され、
前記空気供給管は前記第１蓋又は前記第２蓋に接続される
請求項２の船舶の抵抗低減装置。
前記拡散材第１部分は前記第１蓋に取り付けられ、
前記拡散材第２部分は前記第２蓋に取り付けられる
請求項３の船舶の抵抗低減装置。
前記第１開口及び前記第２開口は、前記気体室の長手方向側面に形成され、
前記長手方向側面は、前記気体室の船首側又は船尾側に配置され、
前記空気供給管は前記気体室の上面に接続される
請求項２の船舶の抵抗低減装置。
前記拡散材の船首側に船幅方向に延びる船首側スリット孔が配置され、
前記拡散材の船尾側に船幅方向に延びる船尾側スリット孔が配置され、
前記空気供給管から前記気体室内に吹き出した空気は、前記船首側スリット孔又は前記船尾側スリット孔を通過したのち、前記空気吹き出し孔から水中に吹き出す
請求項１乃至５のいずれかに記載の船舶の抵抗低減装置。