JP2011088608A - 船舶の抵抗低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気が船底から船幅方向外側に漏れることを防止するための気体保持板の損傷が防止される船舶の抵抗低減装置を提供する。
【解決手段】抵抗低減装置２０は、船体１０の船底１３の平行部１３１の船首１１側から空気を水中に吹き出す空気吹き出し装置３０と、船底１３の傾斜部１３５に両舷１４、１５に沿ってそれぞれ設けられた気体保持板４１及び４２とを具備する。傾斜部１３５は平行部１３１よりも船尾１２側に配置される。平行部１３１は、船幅方向Ｙに沿って高さが一定のフラットな形状を有する。傾斜部１３５は、船体１０の中心線ＣＬから両舷１４、１５に向かってそれぞれ高くなり、且つ、船首１１側から船尾１２側に向かって高くなるように傾斜している。気体保持板４１及び４２は、平行部１３１の表面よりも下方に突き出さないように設けられる。
【選択図】図２Ａ

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１Ａ、１Ｂ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。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。気体室２から水中へ気体が吹き出され、船底面に沿い後方へ流れる気泡流が発生する。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、空気が船底から船幅方向外側に漏れることを防止するための気体保持板の損傷が防止される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）の船底（１３）の平行部（１３１）の船首（１１）側から空気を水中に吹き出す空気吹き出し装置（３０）と、前記船底の傾斜部（１３５）に両舷（１４、１５）に沿ってそれぞれ設けられた第１気体保持板（４１）及び第２気体保持板（４２）とを具備する。前記傾斜部は前記平行部よりも船尾（１２）側に配置される。前記平行部は、船幅方向（Ｙ）に沿って高さが一定のフラットな形状を有する。前記傾斜部は、前記船体の中心線（ＣＬ）から前記両舷に向かってそれぞれ高くなり、且つ、船首（１１）側から船尾（１２）側に向かって高くなるように傾斜している。前記第１気体保持板及び前記第２気体保持板は、前記平行部の表面よりも下方に突き出さないように設けられる。

上記抵抗低減装置は、前記第１気体保持板及び前記第２気体保持板の間に配置されるように前記傾斜部に設けられた第３気体保持板（４３）及び第４気体保持板（４４）を更に具備する。前記傾斜部は、前記中心線より左舷（１４）側の左側傾斜部（１３５ａ）と、前記中心線より右舷（１５）側の右側傾斜部（１３５ｂ）とを含む。前記第３機体保持板は前記左側傾斜部に設けられる。前記第４機体保持板は前記右側傾斜部に設けられる。前記第３気体保持板及び前記第４気体保持板は、プロペラ（１６）の船首（１１）側に配置され、船首（１１）側から船尾（１２）側に向かって間隔が広がるＶ字形状を形成する。

前記第１気体保持板及び前記第２気体保持板の各々は、前記傾斜部の表面からの高さ（Ｈ４１、Ｈ４２）が船首（１１）側から船尾（１２）側に向かって大きくなる船首側部分（４１ａ、４２ａ）を含む。

前記第１気体保持板及び前記第２気体保持板は、前記船体よりも船幅方向（Ｙ）の外側に突き出さないように設けられる。

本発明によれば、空気が船底から船幅方向外側に漏れることを防止するための気体保持板の損傷が防止される船舶の抵抗低減装置が提供される。

図１Ａは、従来の船体摩擦抵抗低減装置を備えた船舶の側面図である。 図１Ｂは、従来の船体摩擦抵抗低減装置を備えた船舶の底面図である。 図２Ａ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底面図である。 図２Ｂは、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２Ｃは、第１の実施形態に係る抵抗低減装置を備えた船舶のＡ−Ａ’断面図である。 図２Ｄは、第１の実施形態に係る抵抗低減装置を備えた船舶のＢ−Ｂ’断面図である。 図３Ａは、第１の実施形態の第１変形例に係る抵抗低減装置を備えた船舶の底面図である。 図３Ｂは、第１の実施形態の第１変形例に係る抵抗低減装置を備えた船舶の側面図である。 図３Ｃは、第１の実施形態の第１変形例に係る抵抗低減装置を備えた船舶のＢ−Ｂ’断面図である。 図４は、第１の実施形態の第２変形例に係る抵抗低減装置を備えた船舶の側面図である。 図５Ａは、本発明の第２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５Ｂは、第２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５Ｃは、第２の実施形態に係る抵抗低減装置を備えた船舶のＢ−Ｂ’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２Ａは、本発明の第１の実施形態に係る船舶の底面図を示す。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、左舷１４と、右舷１５とを備える。矢印Ｘは船体１０の船長方向（船首―船尾方向）を示し、矢印Ｙは船体１０の船幅方向（左舷―右舷方向）を示す。船尾１２には、推進用のプロペラ１６と、舵１７とが設けられている。船底１３は、平行部１３１と、傾斜部１３５とを含む。傾斜部１３５は平行部１３１よりも船尾１２側に配置される。平行部１３１は、フラットな形状を有する。傾斜部１３５は、船体１０の中心線ＣＬ（船幅方向Ｙに垂直な中心面）より左舷１４側の左側傾斜部１３５ａと、中心線ＣＬより右舷１５側の右側傾斜部１３５ｂとを含む。平行部１３１の表面（下面）が鉛直下方を向いたとき、平行部１３１は船長方向Ｘに沿って高さが一定であり、平行部１３１は船幅方向Ｙに沿って高さが一定である。平行部１３１の表面が鉛直下方を向いたとき、左側傾斜部１３５ａは中心線ＣＬから左舷１４に向かって高くなり、且つ、船首１１側から船尾１２側に向かって高くなるように傾斜し、右側傾斜部１３５ｂは中心線ＣＬから右舷１５に向かって高くなり、且つ、船首１１側から船尾１２側に向かって高くなるように傾斜する。

抵抗低減装置２０は、空気吹き出し装置３０と、気体保持板４１と、気体保持板４２とを備える。空気吹き出し装置３０は、コンプレッサを用いて、平行部１３１の船首１１側に開口する空気吹き出し孔３１から空気を水中に吹き出す。空気吹き出し孔３１は、例えば、船幅方向Ｙに沿って配列された複数の孔、又は、船幅方向Ｙに延びるスリット孔である。気体保持板４１は、左側傾斜部１３５ａに左舷１４に沿って設けられる。気体保持板４２は、左側傾斜部１３５ｂに右舷１５に沿って設けられる。気体保持板４１及び４２は、船長方向Ｘに延びている。平行部１３１には、気体保持板４１及び４２のような気体保持板は設けられない。

図２Ｂは、第１の実施形態に係る船舶の側面図を示す。

図２Ｃは、第１の実施形態に係る船舶のＡ−Ａ’断面図を示す。Ａ−Ａ’断面図は、船体１０の平行部１３１の位置における船長方向Ｘに垂直な断面を示す。Ａ−Ａ’断面図に表れる平行部１３１の表面の形状線１３２は、船体１０の中心線ＣＬにおいて曲がっていない。すなわち、形状線１３２の中心線ＣＬより左舷１４側の左側部分１３２ａの方向ベクトルと形状線１２３の中心線ＣＬより右舷１５側の右側部分１３２ｂの方向ベクトルとは平行である。

図２Ｄは、第１の実施形態に係る船舶のＢ−Ｂ’断面図を示す。Ｂ−Ｂ’断面図は、船体１０の傾斜部１３５の位置における船長方向Ｘに垂直な断面を示す。Ｂ−Ｂ’断面図に表れる傾斜部１３５の表面の形状線１３６は、船体１０の中心線ＣＬ上に頂点が配置されるＶ字形状を有する。すなわち、形状線１３６の中心線ＣＬより左舷１４側の左側部分１３６ａはＶ字形状の頂点から左舷１４側斜め上方向に延び、形状線１３６の中心線ＣＬより右舷舷１５側の右側部分１３６ｂはＶ字形状の頂点から右舷１５側斜め上方向に延びている。なお、左側部分１３６ａは、左側傾斜部１３５ａの表面（下面）の形状線であり、右側部分１３６ｂは、右側傾斜部１３５ｂの表面（下面）の形状線である。

気体保持板４１及び４２が船底１３の平行部１３１の表面よりも下方に突き出さないように設けられているため、荷役のための入港・接岸時や保守点検のための入渠時に気体保持板４１及び４２が損傷するおそれがない。また、船舶の建造時に気体保持板４１及び４２を船体１０に取り付けることが容易である。

気体保持板４１及び４２が船体１０よりも船幅方向Ｙの外側に突き出さないように設けられているため、荷役のための接岸時に気体保持板４１及び４２が損傷するおそれがない。

航行時に空気吹き出し装置３０が水中に吹き出した空気によって形成される空気層（気泡を多く含む層）２００は、船底１３の表面に沿って船尾１２に向かって流れる。図２Ｃを参照して、平行部１３１においては、平行部１３１がフラットであるために空気層２００が平行部１３１から船幅方向Ｙの外側に漏れることが防止される。図２Ｄを参照して、傾斜部１３５においては、空気層２００は浮力により船幅方向Ｙの外側に移動しようとするが、気体保持板４１及び４２によって傾斜部１３５から船幅方向Ｙの外側に漏れることが防止される。

（第１変形例）
第１の実施形態の第１変形例に係る抵抗低減装置２０は、気体保持板４１及び４２が以下に説明する形状となっている点を除いて第１の実施形態に係る抵抗低減装置２０と同様である。

図３Ａを参照して、気体保持板４１は船首側部分４１ａを含み、気体保持板４２は船首側部分４２ａを含む。

図３Ｂを参照して、気体保持板４２の右側傾斜部１３５ｂの表面からの高さＨ４２は、船首側部分４２ａにおいて、船首１１側から船尾１２側に向かって大きくなっている。同様に、気体保持板４１の左側傾斜部１３５ａの表面からの高さＨ４１は、船首側部分４１ａにおいて、船首１１側から船尾１２側に向かって大きくなっている。

図３Ｃは、気体保持板４１の左側傾斜部１３５ａの表面からの高さＨ４１と、気体保持板４２の右側傾斜部１３５ｂの表面からの高さＨ４２とを示している。

第１の実施形態の第１変形例によれば、気体保持板４１及び４２が平行部１３１の表面よりも下方に突き出さないようにしながら、気体保持板４１及び４２を傾斜部１３５と平行部１３１との境界まで延ばすことができる。したがって、傾斜部１３５の平行部１３１に近い部分から空気層２００が船幅方向Ｙの外側に漏れることが防止される。

（第２変形例）
第１の実施形態の第２変形例に係る抵抗低減装置２０は、気体保持板４１及び４２が以下に説明する形状となっている点を除いて第１の実施形態の第１変形例に係る抵抗低減装置２０と同様である。

図４を参照して、気体保持板４２の右側傾斜部１３５ｂの表面からの高さＨ４２は、気体保持板４２の船首側部分だけでなく気体保持板４２の全体において、船首１１側から船尾１２側に向かって大きくなっている。同様に、気体保持板４１の左側傾斜部１３５ａの表面からの高さＨ４１は、気体保持板４１の船首側部分だけでなく気体保持板４１の全体において、船首１１側から船尾１２側に向かって大きくなっている。

（第２の実施形態）
図５Ａを参照して、本発明の第２の実施形態に係る船舶の抵抗低減装置２０は、気体保持板４３及び４４が追加されている点を除いて第１の実施形態に係る抵抗低減装置２０と同様である。気体保持板４３は左側傾斜部１３５ａに設けられ、気体保持板４４は右側傾斜部１３５ｂに設けられる。気体保持板４３及び４４は、気体保持板４１及び４２の間に配置される。気体保持板４３及び４４は、プロペラ１６の船首１１側に配置され、船首１１側から船尾１２側に向かって間隔が広がるＶ字形状を形成する。気体保持板４３の船主側端部４３ａと気体保持板４４の船首側端部４４ａは、船体１０の中心線ＣＬ上で接合されてＶ字形状の頂点を形成する。

図５Ｂは、第２の実施形態に係る船舶の側面図を示す。

図５Ｃは、第２の実施形態に係る船舶のＢ−Ｂ’断面図を示す。気体保持板４３及び４４が船底１３の平行部１３１の表面よりも下方に突き出さないように設けられているため、荷役のための入港・接岸時や保守点検のための入渠時に気体保持板４３及び４４が損傷するおそれがない。また、船舶の建造時に気体保持板４３及び４４を船体１０に取り付けることが容易である。

本実施形態によれば、気体保持板４３及び４４によってプロペラ１６に空気が流入することが防止される。したがって、流入空気によってプロペラ１６の効率が低下することが防止され、流入空気がプロペラ１６のキャビテーションを誘発して振動が増加することが防止される。

なお、本実施形態に係る気体保持板４１及び４２を第１の実施形態の第１又は第２変形例のように形成することが可能である。

１…船底部
２…気体室
５…気体保持板
１０…船体
１１…船首
１２…船尾
１３…船底
１４…左舷
１５…右舷
１６…プロペラ
１７…舵
２０…抵抗低減装置
３０…空気吹き出し装置
３１…空気吹き出し孔
４１〜４４…気体保持板
４１ａ、４２ａ…船首側部分
４３ａ、４４ａ…船首側端部
１３１…平行部
１３２…形状線
１３２ａ…左側部分
１３２ｂ…右側部分
１３５…傾斜部
１３５ａ…左側傾斜部
１３５ｂ…右側傾斜部
１３６…形状線
１３６ａ…左側部分
１３６ｂ…右側部分
ＣＬ…中心線（中心面）
２００…空気層

Claims (4)

1. 船体の船底の平行部の船首側から空気を水中に吹き出す空気吹き出し装置と、
   前記船底の傾斜部に両舷に沿ってそれぞれ設けられた第１気体保持板及び第２気体保持板と
   を具備し、
   前記傾斜部は前記平行部よりも船尾側に配置され、
   前記平行部は、船幅方向に沿って高さが一定のフラットな形状を有し、
   前記傾斜部は、前記船体の中心線から前記両舷に向かってそれぞれ高くなり、且つ、船首側から船尾側に向かって高くなるように傾斜し、
   前記第１気体保持板及び前記第２気体保持板は、前記平行部の表面よりも下方に突き出さないように設けられた
   船舶の抵抗低減装置。
2. 前記第１気体保持板及び前記第２気体保持板の間に配置されるように前記傾斜部に設けられた第３気体保持板及び第４気体保持板を更に具備し、
   前記傾斜部は、
   前記中心線より左舷側の左側傾斜部と、
   前記中心線より右舷側の右側傾斜部と
   を含み、
   前記第３機体保持板は前記左側傾斜部に設けられ、
   前記第４機体保持板は前記右側傾斜部に設けられ、
   前記第３気体保持板及び前記第４気体保持板は、プロペラの船首側に配置され、船首側から船尾側に向かって間隔が広がるＶ字形状を形成する
   請求項１の船舶の抵抗低減装置。
3. 前記第１気体保持板及び前記第２気体保持板の各々は、前記傾斜部の表面からの高さが船首側から船尾側に向かって大きくなる船首側部分を含む
   請求項１又は２の船舶の抵抗低減装置。
4. 前記第１気体保持板及び前記第２気体保持板は、前記船体よりも船幅方向の外側に突き出さないように設けられる
   請求項１乃至３のいずれかに記載の抵抗低減装置。

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