JP2012066741A - 船舶の摩擦抵抗低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気吹き出しエネルギーが小さく且つ船底に空気が安定して供給される船舶の摩擦抵抗低減装置及び船舶の摩擦抵抗低減方法を提供する。
【解決手段】船舶の摩擦抵抗低減装置２０は、船首船側１１ａから水中に空気を吹き出す空気吹き出し装置３０と、その空気が流入して流出する凹部として船底１３に設けられた空気保持チャンバー４１とを具備する。空気吹き出し装置３０は、空気供給装置３１と、空気吹き出しチャンバー３５とを備える。空気吹き出しチャンバー３５は、船首１０の船側部分としての船首船側１１ａに配置されている。空気供給装置３１は、空気吹き出しチャンバー３５に空気を供給する。空気吹き出しチャンバー３５は、船首船側１１ａから水中に空気を吹き出す。空気吹き出し装置３０は、空気が船首１１近傍の流線に沿って船底１３に回り込むように吹き出す。
【選択図】図３

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船舶の摩擦抵抗低減装置および船舶の摩擦抵抗低減方法に関する。

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。

特許文献１の船体摩擦抵抗低減装置では、水深が深いところに設けられた気体室２から水中へ気体を吹き出している。この船体摩擦抵抗低減装置では、高い水圧に抗して水中に空気を吹き出す必要があるために空気の吹き出しエネルギーが大きい。

特許文献２は、空気の吹き出しエネルギーを低減するための船体摩擦抵抗低減方法を開示している。図２を参照して、特許文献２の船体摩擦抵抗低減方法を説明する。この方法では、船体１０１の船首部１０２に空気吹き出し器１１０を流線１０４上、且つ喫水線よりもやや下側に配置し、気泡１２１を船底１０３に廻り込ませることにより、航行時の船体摩擦抵抗を低減させる。この船体摩擦抵抗低減方法では、空気吹き出し器１１０を水深の浅いところに設けることにより、空気吹き出し器１１０を水深の深い船底１０３に設ける場合に比べて空気の吹き出しエネルギーが低減される。

しかし、図２に示した船体摩擦抵抗低減方法では、船体１０１に沿って流れる流線を利用して船底１０３に気泡１２１を流し込んでいるため、船底１０３への気泡流入が不安定になりやすい。

特開２００８−１１４７１０号公報 特許第３１８５０４７号公報

本発明の目的は、空気吹き出しエネルギーが小さく且つ船底に空気が安定して供給される船舶の摩擦抵抗低減装置及び船舶の摩擦抵抗低減方法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摩擦抵抗低減装置（２０）は、船首船側（１１ａ）から水中に空気を吹き出す空気吹き出し装置（３０）と、前記空気が流入して流出する凹部として船底（１３）に設けられた第１空気保持チャンバー（４１、４１Ａ〜４１Ｆ）とを具備する。

上記船舶の摩擦抵抗低減装置は、前記第１空気保持チャンバーの下端部中央を塞ぐ塞ぎ板（４２）を更に具備する。前記塞ぎ板の船首（１１）側にスリット状の船首側開口部（４３）が形成される。前記塞ぎ板の船尾（１２）側にスリット状の船尾側開口部（４４）が形成される。前記船首側開口部を介して前記第１空気保持チャンバー内と船外水中とが連通する。前記船尾側開口部を介して前記第１空気保持チャンバー内と船外水中とが連通する。

前記第１空気保持チャンバーの船首側壁面（４１ａ）は、下の方ほど船首（１１）に近くなるように傾斜している。

前記船首側壁面の下端又は上端にＲが形成されている。

前記第１空気保持チャンバーの船尾側壁面（４１ｂ）は、下の方ほど船尾（１２）に近くなるように傾斜している。

前記船尾側壁面の下端又は上端にＲが形成されている。

前記第１空気保持チャンバーの水深方向（Ｚ）から見た形状は、船幅方向（Ｙ）の幅が船尾（１２）に近づくに従って大きくなる形状である。

上記船舶の摩擦抵抗低減装置は、前記空気が流入して流出する凹部として前記船底に設けられた第２空気保持チャンバー（４１Ａ〜４１Ｆ）を更に具備する。前記第１空気保持チャンバー及び前記第２空気保持チャンバーは、船長方向（Ｘ）に並んで配置される。

上記船舶の摩擦抵抗低減装置は、前記空気が流入して流出する凹部として前記船底に設けられた第２空気保持チャンバー（４１Ａ〜４１Ｆ）を更に具備する。前記第１空気保持チャンバー及び前記第２空気保持チャンバーは、船幅方向（Ｙ）の位置が異なっている。

前記空気吹き出し装置（３０）は、船外水中に空気を吹き出す複数の空気吹き出しチャンバー（３５Ａ、３５Ｂ）と、前記複数の空気吹き出しチャンバーに個別に空気を供給可能な空気供給装置（３１）とを備える。前記複数の空気吹き出しチャンバーは、前記船首船側の水深が異なる複数位置にそれぞれ配置される。

上記船舶の摩擦抵抗低減装置は、前記船底の左舷側縁部分（１３ａ）に沿って延びる左舷側気体保持板（５１）又は前記左舷側縁部分に沿って配列された複数の左舷側気体保持板（５１）と、前記船底の右舷側縁部分（１３ｂ）に沿って延びる右舷側気体保持板（５２）又は前記右舷側縁部分に沿って配列された複数の右舷側気体保持板（５２）とを更に具備する。前記複数の左舷側気体保持板は、船長方向（Ｘ）に隙間（６１）が設けられるように配列される。前記複数の右舷側気体保持板は、船長方向（Ｘ）に隙間（６２）が設けられるように配列される。

前記第１空気保持チャンバーは、前記船底の外板より上方に位置する。

前記第１空気保持チャンバーは、前記船底に取り付けられた外付けアタッチメント（４８）に形成される。前記第１空気保持チャンバーは、前記船底の外板より下方に位置する。

船首船側（１１ａ）から水中に空気を吹き出すステップと、前記船底に凹部として設けられた第１空気保持チャンバー（４１、４１Ａ〜４１Ｆ）に前記空気が流入するステップと、前記第１空気保持チャンバーから前記空気が流出するステップとを具備する。

本発明によれば、空気吹き出しエネルギーが小さく且つ船底に空気が安定して供給される船舶の摩擦抵抗低減装置及び船舶の摩擦抵抗低減方法が提供される。

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２は、従来の摩擦抵抗低減型船舶の側面図である。 図３は、第１の実施形態に係る船舶の側面図である。 図４は、第１の実施形態に係る船舶の底面図である。 図５は、第２の実施形態に係る空気保持チャンバーの模式図である。 図６は、第２の実施形態の第１変形例に係る空気保持チャンバーの模式図である。 図７は、第３の実施形態に係る船舶の底面図である。 図８は、第３の実施形態の第１変形例に係る船舶の底面図である。 図９は、第４の実施形態に係る船舶の底面図である。 図１０は、第５の実施形態に係る船舶の底面図である。 図１１は、第５の実施形態に係る空気保持チャンバーの模式図である。 図１２は、第５の実施形態の第１変形例に係る船舶の底面図である。 図１３は、第５の実施形態の第２変形例に係る船舶の底面図である。 図１４は、第５の実施形態の第３変形例に係る船舶の底面図である。 図１５は、第６の実施形態に係る船舶の側面図である。 図１６は、第６の実施形態に係る船舶の底面図である。 図１７は、第６の実施形態の第１変形例に係る空気保持構造の模式図である。 図１８は、第７の実施形態に係る船舶の側面図である。 図１９は、第８の実施形態に係る船舶の船首部分の側面図である。 図２０は、第８の実施形態に係る空気吹き出し装置のブロック図である。

添付図面を参照して、本発明による船舶の摩擦抵抗低減装置及び船舶の摩擦抵抗低減方法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３を参照して、本発明の第１の実施形態に係る船舶を説明する。船舶は、船体１０と、摩擦抵抗低減装置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。船体１０の船長方向及び水深方向が、それぞれ符号Ｘ及びＺで示されている。

摩擦抵抗低減装置２０は、空気吹き出し装置３０と、船底１３に設けられた空気保持構造４０とを備える。空気吹き出し装置３０は、空気供給装置３１と、空気吹き出しチャンバー３５とを備える。空気吹き出しチャンバー３５は、船首１０の船側部分としての船首船側１１ａに配置されている。空気供給装置３１は、空気吹き出しチャンバー３５に空気を供給する。空気吹き出しチャンバー３５は、船首船側１１ａから水中に空気を吹き出す。空気吹き出し装置３０は、空気が船首１１近傍の流線に沿って船底１３に回り込むように吹き出す。空気保持構造４０は、空気吹き出し装置３０が吹き出した空気が流入する凹部として船底１３に設けられた空気保持チャンバー４１を備える。空気保持チャンバー４１は、その下端部が船底１３に開口するように形成されている。空気保持チャンバー４１は、船首１１側に位置する壁面４１ａと、船尾１２側に位置する壁面４１ｂと、天井面４１ｃとを備える。例えば、壁面４１ａ及び４１ｂは鉛直面である。

図４を参照して、船体１０は、左舷１４と、右舷１５とを備える。船体１０の船幅方向が符号Ｙで示されている。空気吹き出しチャンバー３５は、両舷にそれぞれ設けられている。空気保持チャンバー４１の水深方向Ｚから見た形状は矩形である。空気吹き出しチャンバー３５から水中に吹き出された空気は、船底１３に回りこんで空気保持チャンバー４１に流入する。空気保持チャンバー４１は、流入した空気を保持する。空気保持チャンバー４１が一杯になるまで空気がたまると、空気保持チャンバー４１から空気が流出する。空気保持チャンバー４１から流出する空気によって船底１３が覆われる。

本実施形態によれば、空気吹き出し装置３０が水深の深い船底１３ではなくて水深の浅い船首船側１１ａから空気を吹き出すため、空気吹き出しエネルギーが小さい。更に、船体１０の揺れ等により船底１３に回り込む空気量が時間的に変動する場合であっても、空気保持チャンバー４１が一旦空気をためてから空気を供給するため、船底１３に空気が安定して供給される。船底１３に空気が安定して供給されるため、船体１０の摩擦抵抗が大きく低減される。したがって、船舶の航行時における総合的な消費エネルギーが大きく低減される。尚、本実施形態に係る摩擦抵抗低減装置２０は、喫水の深い船舶に特に有効である。

また、本実施形態においては、空気保持チャンバー４１が船底１３の外板より上方に位置して船体１０内に配置されているため、空気保持チャンバー４１により船体１０の抵抗が増加することが抑制される。

（第２の実施形態）
図５を参照して、本発明の第２の実施形態に係る空気保持チャンバー４１を説明する。以下の説明を除いて、第２の実施形態に係る空気保持チャンバー４１は第１の実施形態に係る空気保持チャンバー４１と同じである。

本実施形態においては、壁面４１ａが下の方ほど船首１１に近くなるように傾斜している。そのため、空気は浮力により空気保持チャンバー４１に流入しやすくなり、空気回収率（空気吹き出し装置３０が吹き出す空気の流量に対する空気保持チャンバー４１に流入する空気の流量の割合）が向上する。

本実施形態においては、壁面４１ｂが下の方ほど船尾１２に近くなるように傾斜している。そのため、空気保持チャンバー４１から船底１３へ空気が安定して供給される。

尚、壁面４１ａ及び４１ｂのいずれか一方だけを傾斜させてもよい。

（第２の実施形態の第１変形例）
図６を参照して、第２の実施形態の第１変形例に係る空気保持チャンバー４１を説明する。以下の説明を除いて、第２の実施形態の第１変形例に係る空気保持チャンバー４１は第２の実施形態に係る空気保持チャンバー４１と同じである。

本変形例においては、壁面４１ａの下端（壁面４１ａの船底１３と接する部分）及び上端（壁面４１ａの天井面４１ｃと接する部分）にＲが形成されている。そのため、空気保持チャンバー４１に空気が滑らかに流入する。尚、壁面４１ａの下端及び上端のいずれか一方だけにＲを形成してもよい。

本変形例においては、壁面４１ｂの下端（壁面４１ｂの船底１３と接する部分）及び上端（壁面４１ｂの天井面４１ｃと接する部分）にＲが形成されている。そのため、空気保持チャンバー４１から空気が滑らかに流出する。尚、壁面４１ｂの下端及び上端のいずれか一方だけにＲを形成してもよい。

尚、壁面４１ａ及び４１ｂのいずれか一方だけにＲを形成してもよい。

（第３の実施形態）
図７を参照して、本発明の第３の実施形態に係る空気保持構造４０を説明する。空気保持構造４０は、船底１３に設けられた空気保持チャンバー４１Ａ〜４１Ｃを備える。空気保持チャンバー４１Ａ〜４１Ｃの各々は、上記空気保持チャンバー４１のいずれかと同様に構成される。空気保持チャンバー４１Ａ〜４１Ｃは、船長方向Ｘに並んで配置されている。空気吹き出しチャンバー３５から水中に吹き出された空気は、船底１３に回りこんで空気保持チャンバー４１Ａに流入する。空気保持チャンバー４１Ａは、流入した空気を保持する。空気保持チャンバー４１Ａが一杯になるまで空気がたまると、空気保持チャンバー４１Ａから空気が流出する。空気保持チャンバー４１Ａから流出した空気は、船底１３の空気保持チャンバー４１Ａ及び４１Ｂの間の部分を覆った後、空気保持チャンバー４１Ｂに流入する。左舷１４又は右舷１５から船底１３の空気保持チャンバー４１Ａ及び４１Ｂの間の部分に回りこんだ空気も空気保持チャンバー４１Ｂに流入する。空気保持チャンバー４１Ｂは、流入した空気を保持する。空気保持チャンバー４１Ｂが一杯になるまで空気がたまると、空気保持チャンバー４１Ｂから空気が流出する。空気保持チャンバー４１Ｂから流出した空気は、船底１３の空気保持チャンバー４１Ｂ及び４１Ｃの間の部分を覆った後、空気保持チャンバー４１Ｃに流入する。左舷１４又は右舷１５から船底１３の空気保持チャンバー４１Ｂ及び４１Ｃの間の部分に回りこんだ空気も空気保持チャンバー４１Ｃに流入する。空気保持チャンバー４１Ｃは、流入した空気を保持する。空気保持チャンバー４１Ｃが一杯になるまで空気がたまると、空気保持チャンバー４１Ｃから空気が流出する。空気保持チャンバー４１Ｃから流出した空気は、船底１３の空気保持チャンバー４１Ｃより船尾１２側の部分を覆う。本実施形態によれば、船底１３の空気で常に覆われる部分の面積が増加する。

（第３の実施形態の第１変形例）
図８を参照して、第３の実施形態の第１変形例に係る空気保持構造４０を説明する。空気保持構造４０は、船底１３に設けられた空気保持チャンバー４１Ａ〜４１Ｆを備える。空気保持チャンバー４１Ａ〜４１Ｆの各々は、上記空気保持チャンバー４１のいずれかと同様に構成される。空気保持チャンバー４１Ａ〜４１Ｃは、船底１３の船首１１側部分に配置されている。船型形状に合うように、船幅方向Ｙの中央に位置する空気保持チャンバー４１Ａは、空気保持チャンバー４１Ａより左舷１４側及び右舷１５側にそれぞれ位置する空気保持チャンバー４１Ｂ及び４１Ｃより船首１１側に位置している。空気保持チャンバー４１Ａ〜４１Ｃの船幅方向Ｙの位置が異なるため、船底１３の船幅方向Ｙの幅全体を空気で覆うことが可能である。空気保持チャンバー４１Ｄ〜４１Ｆは、船底１３の船尾１２側部分に配置されている。船型形状に合うように、船幅方向Ｙの中央に位置する空気保持チャンバー４１Ｄは、空気保持チャンバー４１Ｄより左舷１４側及び右舷１５側にそれぞれ位置する空気保持チャンバー４１Ｅ及び４１Ｆより船尾１２側に位置している。空気保持チャンバー４１Ｄ〜４１Ｆの船幅方向Ｙの位置が異なるため、船底１３の船幅方向Ｙの幅全体を空気で覆うことが可能である。

尚、空気保持チャンバー４１Ｄ〜４１Ｆは無くてもよい。

（第４の実施形態）
図９を参照して、本発明の第４の実施形態に係る船舶を説明する。以下の説明を除いて、第４の実施形態に係る船舶は第１の実施形態に係る船舶と同じである。空気保持チャンバー４１の水深方向Ｚから見た形状は、その形状の船幅方向Ｙの幅が船尾１２に近づくに従って大きくなる形状である。そのため、空気吹き出しチャンバー３５から吹き出した空気が空気保持チャンバー４１に流入しやすく、空気回収率が向上する。例えば、空気保持チャンバー４１の水深方向Ｚから見た形状は三角形である。ここで、空気保持チャンバー４１は、船首１１側に位置する二つの壁面４１ａと、船尾１２側に位置する一つの壁面４１ｂを備える。二つの壁面４１ａと一つの壁面４１ｂが三角形の三辺を形成している。壁面４１ｂは船幅方向Ｙに平行であり、二つの壁面４１ａは船幅方向Ｙに対して斜めになっている。

尚、空気保持チャンバー４１の水深方向Ｚから見た形状は円又は楕円であってもよい。この場合、空気保持チャンバー４１の近傍における応力集中が防がれる。本実施形態に係る空気保持チャンバー４１の形状を空気保持チャンバー４１Ａ〜４１Ｆに適用してもよい。

（第５の実施形態）
図１０を参照して、本発明の第５の実施形態に係る船舶を説明する。以下の説明を除いて、第５の実施形態に係る船舶は第１の実施形態に係る船舶と同じである。第５の実施形態に係る空気保持構造４０は、空気保持チャンバー４１の下端部中央を塞ぐ塞ぎ板４２を更に具備する。塞ぎ板４２の船首１１側にスリット状の開口部４３が直線的に形成され、塞ぎ板４２の船尾１２側にスリット状の開口部４４が直線的に形成されるように、塞ぎ板４２の船幅方向Ｙの両端が船底１３に溶接されている。開口部４３及び４４は、船幅方向Ｙに平行である。開口部４３を介して空気保持チャンバー４１内と船外水中とが連通し、開口部４４を介して空気保持チャンバー４１内と船外水中とが連通する。

図１１を参照して、開口部４３を通って空気保持チャンバー４１内に空気が流入し、空気保持チャンバー４１内から開口部４４を通って空気が流出する。塞ぎ板４２は、空気保持チャンバー４１に形成される自由水面による造波抵抗の増加を抑制する。

尚、本実施形態に係る空気保持チャンバー４１及び塞ぎ板４２を空気保持チャンバー４１Ａ〜４１Ｆに適用してもよい。

（第５の実施形態の第１変形例）
図１２を参照して、第５の実施形態の第１変形例に係る空気保持構造４０を説明する。以下の説明を除いて、第５の実施形態の第１変形例に係る空気保持構造４０は第５の実施形態に係る空気保持構造４０と同じである。

本変形例においては、塞ぎ板４２の左舷１４側及び右舷１５側にそれぞれスリット状の開口部４５が直線的に形成されている。開口部４５は船長方向Ｘに平行である。本変形例においては、開口部４５からも空気保持チャンバー４１内に空気が流入する。尚、塞ぎ板４２は、天井面４１ｃから支持されてもよく、船底１３から支持されてもよい。

尚、本変形例に係る空気保持チャンバー４１及び塞ぎ板４２を空気保持チャンバー４１Ａ〜４１Ｆに適用してもよい。

（第５の実施形態の第２変形例）
図１３を参照して、第５の実施形態の第２変形例に係る空気保持構造４０を説明する。以下の説明を除いて、第５の実施形態の第２変形例に係る空気保持構造４０は第５の実施形態の第１変形例に係る空気保持構造４０と同じである。

本変形例においては、空気保持チャンバー４１の水深方向Ｚから見た形状は、その形状の船幅方向Ｙの幅が船尾１２に近づくに従って大きくなる形状である。塞ぎ板４２の水深方向Ｚから見た形状も、その形状の船幅方向Ｙの幅が船尾１２に近づくに従って大きくなる形状である。塞ぎ板４２の船首１１側にスリット状の開口部４４が直線的に形成され、塞ぎ板４２の船尾１２側にスリット状の開口部４３が直線的に形成される。ここで、空気保持チャンバー４１及び塞ぎ板４２の形状がともに三角形の場合、二つの開口部４３及び一つの開口部４４が三角形の三辺を形成する。開口部４４は船幅方向Ｙに平行であり、二つの開口部４３は船幅方向Ｙに対して斜めになっている。開口部４３の船首１１側の端部が船幅方向Ｙの中央に位置し、開口部４３の船尾１２側の端部が船幅方向Ｙの外側に位置するように開口部４３が船幅方向Ｙに対して斜めになっているため、空気が開口部４３に流入しやすい。

尚、本変形例に係る空気保持チャンバー４１及び塞ぎ板４２を空気保持チャンバー４１Ａ〜４１Ｆに適用してもよい。

（第５の実施形態の第３変形例）
図１４を参照して、第５の実施形態の第３変形例に係る空気保持構造４０を説明する。以下の説明を除いて、第５の実施形態の第３変形例に係る空気保持構造４０は第５の実施形態の第１変形例に係る空気保持構造４０と同じである。

本変形例においては、空気保持チャンバー４１の水深方向Ｚから見た形状は円又は楕円であり、塞ぎ板４２の形状も円又は楕円である。塞ぎ板４２の船首１１側にスリット状の開口部４３が曲線的に形成され、塞ぎ板４２の船尾１２側にスリット状の開口部４４が曲線的に形成される。本変形例においては、空気保持チャンバー４１の近傍における応力集中が防がれる。また、開口部４３が弓状に形成され、その弦側が船尾１２側に配置されるため、空気が開口部４３に流入しやすい。

尚、本変形例に係る空気保持チャンバー４１及び塞ぎ板４２を空気保持チャンバー４１Ａ〜４１Ｆに適用してもよい。

（第６の実施形態）
図１５を参照して、本発明の第６の実施形態に係る船舶を説明する。以下の説明を除いて、第６の実施形態に係る船舶は第１の実施形態に係る船舶と同じである。本実施形態に係る気体保持構造４０は、船底１３に設けられた気体保持板５１及び５２を備える。気体保持板５１及び５２の各々は、船長方向Ｘに延びる連続した単一の板として形成され、船底１３から下方に突き出している。

図１６を参照して、気体保持板５１は、空気保持チャンバー４１よりも船尾１２側に配置されるように、船底１３の左舷側縁部分１３ａに沿って延びている。気体保持板５２は、空気保持チャンバー４１よりも船尾１２側に配置されるように、船底１３の右舷側縁１３ｂに沿って延びている。

空気保持チャンバー４１から流出した空気は、船底１３を覆う。気体保持板５１及び５２は、空気が浮力により船底１３から船体１０側方に逸脱することを防止する。また、気体保持板５１及び５２が空気保持チャンバー４１よりも船尾１２側に配置されるため、気体保持板５１及び５２は空気が空気保持チャンバー４１に流入する邪魔にならない。

尚、空気保持チャンバー４１の形状は上記形状のいずれでもよく、塞ぎ板４２が設けられてもよい。

（第６の実施形態の第１変形例）
図１７を参照して、第６の実施形態の第１変形例に係る船舶を説明する。以下の説明を除いて、第６の実施形態の第１変形例に係る船舶は第６の実施形態に係る船舶と同じである。本変形例に係る気体保持構造４０は、船底１３に設けられた複数の気体保持板５１と、船底１３に設けられた複数の気体保持板５２を備える。複数の気体保持板５１は、空気保持チャンバー４１よりも船尾１２側に配置されるように、左舷側部分１３ａに沿って配列されている。各気体保持板５１は船底１３から下方に突き出している。複数の気体保持板５１は、船長方向Ｘに隙間６１が設けられるように配列されている。複数の気体保持板５２は、空気保持チャンバー４１よりも船尾１２側に配置されるように、右舷側部分１３ｂに沿って配列されている。各気体保持板５２は船底１３から下方に突き出している。複数の気体保持板５２は、船長方向Ｘに隙間６２が設けられるように配列されている。複数の気体保持板５１及び複数の気体保持板５２は、空気が浮力により船底１３から船体１０側方に逸脱することを防止する。また、気体保持板５１及び５２が空気保持チャンバー４１よりも船尾１２側に配置されるため、気体保持板５１及び５２は空気が空気保持チャンバー４１に流入する邪魔にならない。

本変形例によれば、複数の気体保持板５１に船長方向Ｘの隙間６１が設けられ、複数の気体保持板５２に船長方法Ｘの隙間６２が設けられるため、サギングやホギングにより船体１０に縦曲げが生じても、気体保持板５１及び５２に割れが生じることが防止される。その結果、気体保持板５１及び５２が船底１３に溶接されている場合であっても、サギングやホギングにより船体１０が割れてしまうことが防止される。

（第７の実施形態）
図１８を参照して、本発明の第７の実施形態に係る船舶を説明する。以下の説明を除いて、第７の実施形態に係る船舶は第１の実施形態に係る船舶と同じである。本実施形態においては、空気保持チャンバー４１は、船底１３に取り付けられた外付けアタッチメント４８に形成される。外付けアタッチメント４８は、船底１３の外板に溶接などにより固定されている。したがって、外付けアタッチメント４８は船底１３の外板より下方に位置する。本実施形態によれば、就航船に対しても空気保持チャンバー４１を設けることができる。

尚、空気保持チャンバー４１の形状は上記形状のいずれでもよく、塞ぎ板４２が設けられてもよい。また、気体保持板５１及び５２が設けられてもよい。

（第８の実施形態）
図１９を参照して、本発明の第８の実施形態に係る空気吹き出し装置３０を説明する。以下の説明を除いて、第８の実施形態に係る空気吹き出し装置３０は第１の実施形態に係る空気吹き出し装置３０と同じである。本実施形態に係る空気吹き出し装置３０は、船外水中に空気を吹き出す空気吹き出しチャンバー３５Ａ及び３５Ｂを備える。空気吹き出しチャンバー３５Ａ及び３５Ｂは、船首船側１１ａの水深が異なる複数位置にそれぞれ配置される。空気吹き出しチャンバー３５Ａは、空気吹き出しチャンバー３５Ｂよりも水深の浅い位置に配置されている。例えば、満載喫水状態において空気吹き出しチャンバー３５Ａ及び３５Ｂの両方が水没し、バラスト喫水状態において空気吹き出しチャンバー３５Ｂだけが水没する。尚、空気吹き出しチャンバー３５Ａ及び３５Ｂの船長方向Ｘの幅Ｌは、空気吹き出しチャンバー３５Ａ及び３５Ｂの水深方向Ｚの幅Ｈより大きくてもよく、小さくてもよい。

図２０を参照して、本実施形態に係る空気吹き出し装置３０は、空気吹き出しチャンバー３５Ａ及び３５Ｂに個別に空気を供給可能な空気供給装置３１を備える。空気供給装置３１は、コンプレッサ（又はブロワ、ファン）３２と、空気供給管３３Ａ及び３３Ｂと、バルブ３４Ａ及び３４Ｂを備える。空気吹き出しチャンバー３５Ａ及び３５Ｂは、それぞれ空気供給管３３Ａ及び３３Ｂを介してコンプレッサ３２に接続されている。空気供給管３３Ａ及び３３Ｂにそれぞれバルブ３４Ａ及び３４Ｂが設けられている。空気供給装置３１は、空気吹き出しチャンバー３５Ａだけに空気を供給すること、空気吹き出しチャンバー３５Ｂだけに空気を供給すること、及び、空気吹き出しチャンバー３５Ａ及び３５Ｂの両方に空気を供給することができる。

本実施形態によれば、喫水状態に応じて空気の吹き出し位置を変えることが可能である。具体的には、バラスト喫水状態において、空気吹き出し装置３０は、空気吹き出しチャンバー３５Ｂだけから空気を吹き出す。満載喫水状態において、空気吹き出し装置３０は、空気吹き出しチャンバー３５Ａだけから空気を吹き出す。水深の浅い空気吹き出しチャンバー３５Ａだけから空気を吹き出すことで、空気の吹き出しエネルギーを削減できる。尚、空気吹き出しチャンバー３５Ａから空気を吹き出す場合よりも空気吹き出しチャンバー３５Ｂから空気を吹き出す場合の方が空気回収率（空気吹き出し装置３０が吹き出す空気の流量に対する空気保持チャンバー４１に流入する空気の流量の割合）が高い場合、満載喫水状態であっても空気吹き出し装置３０は空気吹き出しチャンバー３５Ｂだけから空気を吹き出してもよい。満載喫水状態において、空気吹き出し装置３０は、空気吹き出しチャンバー３５Ａ及び３５Ｂの両方から空気を吹き出してもよい。

上記各実施形態に係る摩擦抵抗低減装置２０は、肥型船だけでなく痩せ型船にも効果的である。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記実施形態に様々な変更を加えることが可能であり、上記実施形態どうしの任意の組合せが可能である。

１…船底部
２…気体室
５…気体保持板
１０１…船体
１０２…船首部
１０３…船底
１０４…流線
１１０…空気吹き出し器
１２１…気泡
１０…船体
１１…船首
１１ａ…船首船側
１２…船尾
１３…船底
１３ａ…左舷側縁部分
１３ｂ…右舷側縁部分
１４…左舷
１５…右舷
２０…摩擦抵抗低減装置
３０…空気吹き出し装置
３１…空気供給装置
３２…コンプレッサ（ブロワ、ファン）
３３Ａ、３３Ｂ…空気供給管
３４Ａ、３４Ｂ…バルブ
３５、３５Ａ、３５Ｂ…空気吹き出しチャンバー
４０…空気保持構造
４１、４１Ａ〜４１Ｆ…空気保持チャンバー
４１ａ、４１ｂ…壁面
４１ｃ…天井面
４２…塞ぎ板
４３〜４５…開口部
４８…外付けアタッチメント
５１、５２…気体保持板
６１、６２…隙間
Ｘ…船長方向
Ｙ…船幅方向
Ｚ…水深方向
Ｌ…船長方向幅
Ｈ…水深方向幅

Claims (14)

1. 船首船側から水中に空気を吹き出す空気吹き出し装置と、
   前記空気が流入して流出する凹部として船底に設けられた第１空気保持チャンバーと
   を具備する
   船舶の摩擦抵抗低減装置。
2. 前記第１空気保持チャンバーの下端部中央を塞ぐ塞ぎ板を更に具備し、
   前記塞ぎ板の船首側にスリット状の船首側開口部が形成され、
   前記塞ぎ板の船尾側にスリット状の船尾側開口部が形成され、
   前記船首側開口部を介して前記第１空気保持チャンバー内と船外水中とが連通し、
   前記船尾側開口部を介して前記第１空気保持チャンバー内と船外水中とが連通する
   請求項１の船舶の摩擦抵抗低減装置。
3. 前記第１空気保持チャンバーの船首側壁面は、下の方ほど船首に近くなるように傾斜した
   請求項１又は２の船舶の摩擦抵抗低減装置。
4. 前記船首側壁面の下端又は上端にＲが形成された
   請求項３の船舶の摩擦抵抗低減装置。
5. 前記第１空気保持チャンバーの船尾側壁面は、下の方ほど船尾に近くなるように傾斜した
   請求項１乃至４のいずれかに記載の船舶の摩擦抵抗低減装置。
6. 前記船尾側壁面の下端又は上端にＲが形成された
   請求項５の船舶の摩擦抵抗低減装置。
7. 前記第１空気保持チャンバーの水深方向から見た形状は、船幅方向の幅が船尾に近づくに従って大きくなる形状である
   請求項１乃至６のいずれかに記載の船舶の摩擦抵抗低減装置。
8. 前記空気が流入して流出する凹部として前記船底に設けられた第２空気保持チャンバーを更に具備し、
   前記第１空気保持チャンバー及び前記第２空気保持チャンバーは、船長方向に並んで配置される
   請求項１乃至７のいずれかに記載の船舶の摩擦抵抗低減装置。
9. 前記空気が流入して流出する凹部として前記船底に設けられた第２空気保持チャンバーを更に具備し、
   前記第１空気保持チャンバー及び前記第２空気保持チャンバーは、船幅方向の位置が異なっている
   請求項１乃至６のいずれかに記載の船舶の摩擦抵抗低減装置。
10. 前記空気吹き出し装置は、
    船外水中に空気を吹き出す複数の空気吹き出しチャンバーと、
    前記複数の空気吹き出しチャンバーに個別に空気を供給可能な空気供給装置と
    を備え、
    前記複数の空気吹き出しチャンバーは、前記船首船側の水深が異なる複数位置にそれぞれ配置される
    請求項１乃至９のいずれかに記載の船舶の摩擦抵抗低減装置。
11. 前記船底の左舷側縁部分に沿って延びる左舷側気体保持板又は前記左舷側縁部分に沿って配列された複数の左舷側気体保持板と、
    前記船底の右舷側縁部分に沿って延びる右舷側気体保持板又は前記右舷側縁部分に沿って配列された複数の右舷側気体保持板と
    を更に具備し、
    前記複数の左舷側気体保持板は、船長方向に隙間が設けられるように配列され、
    前記複数の右舷側気体保持板は、船長方向に隙間が設けられるように配列される
    請求項１乃至１０のいずれかに記載の船舶の摩擦抵抗低減装置。
12. 前記第１空気保持チャンバーは、前記船底の外板より上方に位置する
    請求項１乃至１１のいずれかに記載の船舶の摩擦抵抗低減装置。
13. 前記第１空気保持チャンバーは、前記船底に取り付けられた外付けアタッチメントに形成され、
    前記第１空気保持チャンバーは、前記船底の外板より下方に位置する
    請求項１乃至１１のいずれかに記載の船舶の摩擦抵抗低減装置。
14. 船首船側から水中に空気を吹き出すステップと、
    前記船底に凹部として設けられた第１空気保持チャンバーに前記空気が流入するステップと、
    前記第１空気保持チャンバーから前記空気が流出するステップと
    を具備する
    船舶の摩擦抵抗低減方法。

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