JP2020128212A - 摩擦抵抗低減装置及びこれを含む船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】船舶の摩擦抵抗を効果的に低減する摩擦抵抗低減装置及びこれを含む船舶が開示される。【解決手段】前記摩擦抵抗低減装置は、船体の船底面に形成され、空気を水中へ排出する第１空気排出部と、前記第１空気排出部の後方に形成され、空気を水中へ排出する第２空気排出部と、前記第１空気排出部及び前記第２空気排出部へ空気を供給する空気供給源とを含み、前記第１空気排出部と前記第２空気排出部は前記船体の長さ方向に一列に配置され、前記第１空気排出部の第１空気排出期間の少なくとも一部と前記第２空気排出部の第２空気排出期間の少なくとも一部とは互いにオーバーラップする。【選択図】図１

Description

本発明は、摩擦抵抗低減装置及びこれを含む船舶に関する。

船舶の航行の効率を向上させる技術として、空気潤滑システムが知られている。空気潤滑システムは、船体の喫水線よりも下の外面へ空気を排出することにより、船底面に形成される空気層を用いて船舶と水との摩擦抵抗を低減させて航行の効率を向上させる技術である。特許文献１に開示されている技術は、その一例である。

特開２００９−２４８８３１号公報

本発明が解決しようとする課題は、船舶の摩擦抵抗を効果的に低減する摩擦抵抗低減装置を提供することにある。

本発明が解決しようとする他の課題は、前記摩擦抵抗低減装置が設置された船舶を提供することにある。

上述したような課題を解決するために、本発明の一態様（ａｓｐｅｃｔ）による摩擦抵抗低減装置は、船体の船底面に形成され、空気を水中へ排出する第１空気排出部と、前記第１空気排出部の後方に形成され、空気を水中へ排出する第２空気排出部と、前記第１空気排出部または前記第２空気排出部へ空気を供給する第１空気供給源とを含み、前記第１空気排出部と前記第２空気排出部は前記船体の長さ方向に一列に配置され、前記第１空気排出部の第１空気排出期間の少なくとも一部と前記第２空気排出部の第２空気排出期間の少なくとも一部とは互いにオーバーラップする。

前記第１空気排出部と前記第２空気排出部との距離は、前記船体の全長の０．１倍と同じかそれより小さい。

前記第１空気排出部の幅は前記第２空気排出部の幅と同じかそれより小さい。

前記第１空気排出部の幅及び前記第２空気排出部の幅はそれぞれ前記船体の幅の０．５倍と同じかそれより小さい。

前記第１空気排出部の空気排出量は、前記第２空気排出部の空気排出量と同じかそれより小さい。

前記第１空気排出部及び前記第２空気排出部は、船尾よりも船首に近く配置され、前記船体の船底面に形成され、船首よりも船尾に近く配置され、空気を水中へ排出する第３空気排出部をさらに含む。

前記第３空気排出部の第３空気排出期間の少なくとも一部は、前記第１空気排出期間の少なくとも一部及び前記第２空気排出期間の少なくとも一部とオーバーラップする。

前記船体はツインスケグを含み、前記第３空気排出部の幅は前記ツインスケグ間の間隔よりも小さい。

前記第１空気供給源と離隔し、前記第３空気排出部へ空気を供給する第２空気供給源をさらに含む。

上述したような課題を解決するために、本発明の他の態様による摩擦抵抗低減装置は、ツインスケグを含む船体の摩擦抵抗を低減する装置であって、前記ツインスケグの間で後方へ上方傾斜した船底傾斜部に空気層を形成するように空気を排出する空気排出部と、前記空気排出部へ空気を供給する空気供給源とを含む。

前記空気排出部は、船底面と前記船底傾斜部との境界である境界部よりも前方に配置される。

前記空気排出部は、前記境界部から前方へ１．５ステーション離れた位置と前記境界部との間に配置される。

前記空気排出部は、前記船体の長さ方向の中心線が前記空気排出部の幅方向の中心を通るように配置され、前記空気排出部の幅は、前記ツインスケグ間の間隔よりも小さい。

前記船体の船尾よりも船首に近く配置され、船底面に空気層を形成するように空気を排出する少なくとも一つの追加空気排出部が形成される。

前記空気排出部と前記追加空気排出部とは同時に空気を排出する。

上述したような他の課題を解決するために、本発明の別の態様による船舶は、前述した摩擦抵抗低減装置を含む。

本発明の幾つかの実施形態に係る摩擦抵抗低減装置によれば、船底面に前後方向に一列に配置された第１空気排出部と第２空気排出部から空気を排出させることにより、摩擦抵抗が著しく低減できる。

また、ツインスケグタイプの船舶において、ツインスケグ同士の間の船底傾斜部に空気層を形成することにより、ツインスケグ船型を持つ船舶の摩擦抵抗を効果的に低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置が設置された船舶の側面図である。 本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置が設置された船舶の底面図である。 本発明の第２実施形態に係る摩擦抵抗低減装置が設置された船舶の側面図である。 本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置の摩擦抵抗低減効果を確認するための第１模型船実験データを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置の摩擦抵抗低減効果を確認するための第２模型船実験データを示す図である。 本発明の第３実施形態に係る摩擦抵抗低減装置が設置された船舶の側面図である。 本発明の第３実施形態に係る摩擦抵抗低減装置が設置された船舶の底面図である。 本発明の第４実施形態に係る摩擦抵抗低減装置が設置された船舶の側面図である。 本発明の第３実施形態に係る摩擦抵抗低減装置の摩擦抵抗低減効果を確認するための模型船の底面図である。 図９の模型船に対する実験データを示す図である。

本発明は、様々な変換を加えることができ、様々な実施形態を有することができるので、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態について限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変換、均等物ないし代替物を含むものと理解されるべきである。本発明を説明するにあたり、関連する公知の技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にするおそれがあると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。添付図面を参照して説明するにあたり、同一または対応する構成要素は同じ図面番号を付与し、これについての重複説明は省略する。

図１及び図２はそれぞれ本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置が設置された船舶の側面図及び底面図である。図３は本発明の第２実施形態に係る摩擦抵抗低減装置が設置された船舶の側面図である。

まず、図１及び図２を参照すると、本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置が設置された船舶１０は、船体１００と摩擦抵抗低減装置２００とを含む。

摩擦抵抗低減装置２００は、船体１００の船底面１０１に空気層を形成して船体１００の摩擦抵抗を低減させる。

摩擦抵抗低減装置２００は、第１空気排出部２１０、第２空気排出部２２０及び第１空気供給源２３０を含む。

第１空気排出部２１０は船底面１０１に形成される。第１空気排出部２１０は空気を水中へ排出する。このような第１空気排出部２１０は多数の空気排出孔２１１とチャンバー２１２を含む。

多数の空気排出孔２１１は、船底面１０１に互いに離隔して分布する。多数の空気排出孔２１１は船体１００の幅方向に分布できる。後述の第１空気供給源２３０から供給された空気は多数の空気排出孔２１１を介して水中へ排出される。

チャンバー２１２は船体１００の内部に配置される。チャンバー２１２は、船体１００の内部で多数の空気排出孔２１１をカバーする形で配置できる。第１空気供給源２３０から供給される空気は、チャンバー２１２に流入して多数の空気排出孔２１１を介して水中へ排出される。

代案的に、図３を参照すると、第１空気排出部２１０´を構成するチャンバー２１２は船体１００の外側に配置できる。このとき、チャンバー２１２は船底面１０１に結合できる。この場合、チャンバー２１２の側面には多数の空気排出孔２１１が形成され、船底面１０１にはチャンバー２１２へ空気を流入させるための流入口が形成され得る。この他にも、様々な形態の第１空気排出部が提案できるのはもちろんである。

再び図１及び図２を参照すると、第２空気排出部２２０は船底面１０１に形成される。第２空気排出部２２０は空気を水中へ排出する。第２空気排出部２２０は第１空気排出部２１０の後方で船体１００の長さ方向に一列に配置される。一列に配置された第１空気排出部２１０と第２空気排出部２２０から空気が排出されることにより発生する摩擦抵抗低減効果は後述する。

第２空気排出部２２０は多数の空気排出孔２２１とチャンバー２２２を含む。

多数の空気排出孔２２１は船底面１０１に互いに離隔して分布する。多数の空気排出孔２２１は船体１００の幅方向に分布できる。後述する第１空気供給源２３０から供給された空気は、多数の空気排出孔２２１を介して水中へ排出される。

チャンバー２２２は船体１００の内部に配置される。チャンバー２２２は、船体１００の内部で多数の空気排出孔２２１をカバーする形で配置できる。第１空気供給源２３０から供給される空気は、チャンバー２２２に流入して多数の空気排出孔２２１を介して水中へ排出される。

代案的に、図３を参照すると、第２空気排出部２２０´を構成するチャンバー２２２は船体１００の外側に配置できる。このとき、チャンバー２２２は船底面１０１に結合できる。この場合、チャンバー２２２の側面には多数の空気排出孔２２１が形成され、船底面１０１にはチャンバー２２２へ空気を流入させるための流入口が形成され得る。この他にも、様々な形態の第２空気排出部が提案できるのはもちろんである。

再び図１及び図２を参照すると、第１空気供給源２３０は第１空気排出部２１０または第２空気排出部２２０へ空気を供給する。すなわち、第１空気供給源２３０は、第１空気排出部２１０にのみ空気を供給するか、第２空気排出部２２０にのみ空気を供給するか、或いは第１及び第２空気排出部２１０、２２０に空気を供給することができる。図１において、第１空気排出部２１０と第２空気排出部２２０は、一つの第１空気供給源２３０から空気の供給を受けるものと示されているが、これは例示に過ぎず、第１空気排出部２１０と第２空気排出部２２０は別個の空気供給源から空気の供給を受けることができるのはもちろんである。第１空気供給源２３０は船体１００の内部に配置できる。第１空気供給源２３０はコンプレッサーやブロアーを含むことができる。

第１空気排出部２１０と第２空気排出部２２０は船尾よりも船首に近く配置できる。こうすることにより、船舶１０の進行方向から発生しうる摩擦抵抗を最小限に抑えることができる。また、第１空気供給源２３０は第１空気排出部２１０及び第２空気排出部２２０に近く配置できる。すなわち、第１空気供給源２３０も船尾よりも船首に近く配置できるが、空気の供給配管を短くすることにより、空気の供給が円滑であり得る。

第１空気排出部２１０の第１空気排出期間の少なくとも一部と第２空気排出部２２０の第２空気排出期間の少なくとも一部とは、互いにオーバーラップすることができる。すなわち、第１空気排出部２１０と第２空気排出部２２０は、同時に動作する区間が存在する。または、第１空気排出部２１０と第２空気排出部２２０では常に同時に空気を排出することもできる。第１空気排出部２１０と第２空気排出部２２０から排出された空気は船底面１０１に空気層を形成する。第１空気排出部２１０及び第２空気排出部２２０の動作区間は設計によって変わり得る。必要に応じて第１空気排出部２１０の動作区間、第２空気排出部２２０の動作区間を変更することもできる。

一方、前後方向に一列に配置される第１空気排出部２１０と第２空気排出部２２０から同時に空気が排出される場合は、第１空気排出部２１０及び第２空気排出部２２０からそれぞれ排出される場合に比べて摩擦抵抗低減効果が著しい。

図４は本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置の摩擦抵抗低減効果を確認するための第１模型船実験データを示す図である。以下、図４を参照して、本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置２００の摩擦抵抗低減効果を説明する。

第１模型船実験のために、本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置２００が適用された模型船が製作された。模型船の船底面には、空気を水中へ排出する第１空気排出部、及び第１空気排出部の後方に位置し、空気を水中へ排出する第２空気排出部が形成される。

第１模型船実験は、第１空気排出部と第２空気排出部から空気を全く排出させない場合（基準ケース）、第１空気排出部からのみ空気を排出させる場合（ケース１）、第２空気排出部からのみ空気を排出させる場合（ケース２）、及び第１空気排出部及び第２空気排出部から空気を排出させる場合（ケース３）にそれぞれ発生する模型船の抵抗を測定する方式で行われた。

ここで、ケース１、ケース２、ケース３でそれぞれ排出される空気の排出量は同一である。

図４において、Ｘ軸の実験ケースを示し、Ｙ軸は各実験ケースの模型船抵抗減少率を示す。ここで、摩擦抵抗減少率とは、基準ケースで測定された抵抗（以下、基準抵抗という）に対する、各ケースで測定された抵抗減少率を意味する。

図４を参照すると、ケース１における基準抵抗に対する抵抗減少率は６．２％であり、ケース２における基準抵抗に対する抵抗減少率は５．８％であり、ケース３における基準抵抗に対する抵抗減少率は９．５％であった。

このような数値から、ケース３における抵抗減少率は、ケース１に比べて４８．３８％さらに高く、ケース２に比べて５８．６２％さらに高いという事実が導出できる。

このような結果は、同量の空気を排出しても、前後方向に一列に配置された第１空気排出部及び第２空気排出部から同時に空気を排出する場合が、第１空気排出部または第２空気排出部からそれぞれ排出される場合に比べて摩擦抵抗が著しく低減することを意味する。

本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置（図１の２００）は、上述したような実験データに基づいて導出されたもので、船底面１０１に前後方向に一列に配置された第１空気排出部２１０と第２空気排出部２２０から同時に空気を排出させることにより、摩擦抵抗を効果的に低減させる。

図５は本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置の摩擦抵抗低減効果を確認するための第２模型船実験データを示す図である。以下、図５を参照して、本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置２００の摩擦抵抗低減効果を説明する。

第２模型船実験は、第１空気排出部と第２空気排出部から空気を全く排出させない場合（基準ケース）、第１空気排出部から排出される空気の量を一定に維持した状態で第２空気排出部から排出される空気の量を多様に変化させる場合（ケースＡ、ケースＢ、ケースＣ、ケースＤ）にそれぞれ発生する模型船の抵抗を測定する方式で行われた。

図５において、Ｘ軸は実験ケースを示し、Ｙ軸は各ケースの模型船の抵抗減少率を示す。ここで、摩擦抵抗の減少率とは、基準ケースで測定された抵抗（以下、基準抵抗という）に対する、各ケースで測定された抵抗の減少率を意味する。

図５を参照すると、ケースＡにおける基準抵抗に対する抵抗減少率は９．６％であり、ケースＢにおける基準抵抗に対する抵抗減少率は１０．８％であり、ケースＣにおける基準抵抗に対する抵抗減少率は１１．８％であり、ケースＣにおける基準抵抗に対する抵抗減少率は１１．８％であり、ケースＤにおける基準抵抗に対する抵抗減少率は１１％であった。このとき、ケースＣにおける抵抗減少率が最も大きい。

このような第２模型船実験は、第１空気排出部の空気排出量を異にして繰り返し行われた。その結果、実験回目に応じて最大の抵抗減少率を示すケースが特定された。各回目で最大の抵抗減少率を示すケースの共通点は、第１空気排出部の空気排出量が第２空気排出部から排出される空気排出量と同じかそれより小さい。

本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置（図１の２００）は、前述したような実験結果に基づいて導出されたもので、前方に位置する第１空気排出部２１０の空気排出量を、後方に位置する第２空気排出部２２０の空気排出量と同じか小さくすることにより、摩擦抵抗を効果的に低減させる。

第１空気排出部２１０と第２空気排出部２２０との距離Ｄは、船体１００の全長Ｌの０．１倍と同じかそれより小さい。すなわち、０＜Ｄ≦０．１Ｌである。もし第１空気排出部２１０と第２空気排出部２２０との距離Ｄが船体１００の全長Ｌの０．１倍を超えると、摩擦抵抗低減効果が顕著に低下する。

一方、第１空気排出部２１０の幅及び第２空気排出部２２０の幅はそれぞれ船体１００の幅の０．５倍と同じかそれより小さい。もし第１空気排出部２１０の幅及び第２空気排出部２２０の幅がそれぞれ船体１００の幅の０．５倍よりも大きい場合には、排出される空気排出量に対する摩擦抵抗低減効果が顕著に低下して効率が低くなる。

一方、第１空気排出部２１０の幅は第２空気排出部２２０の幅と同じかそれより小さい。もし第１空気排出部２１０の幅が第２空気排出部２２０の幅よりも大きい場合には、排出される空気排出量に対する摩擦抵抗低減効果が顕著に低下して効率が低くなる。

本発明の第１実施形態に係る摩擦抵抗低減装置２００は、図１からみて、単数として提供される。しかし、これは例示に過ぎず、複数で提供できるのはもちろんである。

図６は本発明の第３実施形態に係る摩擦抵抗低減装置が設置された船舶の側面図である。図７は本発明の第３実施形態に係る摩擦抵抗低減装置が設置された船舶の底面図である。図８は本発明の第４実施形態に係る摩擦抵抗低減装置が設置された船舶の側面図である。説明の便宜上、図１乃至図５を用いて説明したことを除き、異なる点を中心に説明する。

まず、図６及び図７を参照すると、本発明の第３実施形態に係る船舶１０は、船体１００と摩擦抵抗低減装置２００を含む。

船体１００は、ツインスケグ１０２ａ、１０２ｂ、すなわち一対のスケグ１０２ａ、１０２ｂを有する。ツインスケグ１０２ａ、１０２ｂの内側には、それぞれプロペラ１０３ａ、１０３ｂに接続されたプロペラシャフト（図示せず）が回転可能に支持される。

船体１００の船底面１０１は平らな形状を持つことができる。

船体１００には、ツインスケグ１０２ａ、１０２ｂの間で後方に上方傾斜した船底傾斜部１０５が形成される。船底傾斜部１０５は、平らな形状を有する船底面１０１の後端から後方に延長できる。別の表現をすれば、平らな形状を有する船底面１０１は船底傾斜部１０５の先端から前方に延長できる。

摩擦抵抗低減装置２００は、船体１００の外側面に空気層を形成して船体１００の摩擦抵抗を低減させる。

摩擦抵抗低減装置２００は第３空気排出部１２１０及び第２空気供給源１２３０を含む。

船体１００の船底面に第３空気排出部１２１０が形成される。第３空気排出部１２１０は、船首よりも船尾に近く配置され、ツインスケグ１０２ａ、１０２ｂの間に空気を排出する。さらに具体的に、第３空気排出部１２１０は船底傾斜部１０５へ空気を排出する。排出された空気は船底傾斜部１０５で空気層を形成して船体１００の摩擦抵抗を低減させる。

ここで、第３空気排出部１２１０は、船底面１０１と船底傾斜部１０５との境界である境界部１０６から前方に配置できる。言い換えると、第３空気排出部１２１０は船底傾斜部１０５の先端から前方に配置できる。

この場合、船体１００が前進する過程で、第３空気排出部１２１０から排出された空気が船底傾斜部１０５へ容易に移動することができ、船底傾斜部１０５の先端から空気層を形成することができる。

第３空気排出部１２１０は、境界部１０６（または船底面１０１の後端）と、境界部１０６（または船底面１０１の後端）から前方へ１．５ステーション離れた位置との間に配置できる。ここで、ステーションとは、船体１００の全長を２０等分した長さを意味する。第３空気排出部１２１０が境界部１０６（または船底面１０１の後端）から１．５ステーション離れた位置よりも前方に位置すれば、第３空気排出部１２１０から排出された空気が船底傾斜部１０５へ容易に移動することができない。

代案的に、第３空気排出部１２１０は、図示してはいないが、船底傾斜部１０５の先端部に配置されてもよい。

第３空気排出部１２１０は、船体１００の長さ方向の中心線Ｃが第３空気排出部１２１０の幅方向の中心を通るように配置できる。この場合、第３空気排出部１２１０から排出された空気が船底傾斜部１０５で船体１００の長さ方向の中心線Ｃに対して左右対称に分布することができる。

第３空気排出部１２１０の幅は、ツインスケグ１０２ａ、１０２ｂ間の間隔よりも小さくてもよい。ここで、ツインスケグ１０２ａ、１０２ｂ間の間隔とは、ツインスケグ１０２ａ、１０２ｂに対応するプロペラ１０３ａ、１０３ｂの回転中心軸Ｘ_１、Ｘ_２間の間隔を意味する。この場合、第３空気排出部１２１０から排出された空気が、ツインスケグ１０２ａ、１０２ｂの間に位置する船底傾斜部１０５へ効率よく移動して空気層を形成することができる。

第３空気排出部１２１０は多数の空気排出孔１２１１とチャンバー１２１２を含むことができる。

多数の空気排出孔１２１１は船底面１０１に互いに離隔して分布する。多数の空気排出孔１２１１は船体１００の幅方向に分布できる。後述の第２空気供給源１２３０から供給された空気は多数の空気排出孔１２１１を介して水中へ排出される。

チャンバー１２１２は船体１００の内部に配置される。チャンバー１２１２は、船体１００の内部で多数の空気排出孔１２１１をカバーする形で配置できる。第２空気供給源１２３０から供給される空気は、チャンバー１２１２に流入して多数の空気排出孔１２１１を介して水中へ排出される。

代案的に、図８を参照すると、第３空気排出部１２１０´を構成するチャンバー１２１２は船体１００の外側に配置できる。このとき、チャンバー１２１２は船底面１０１に結合できる。この場合、チャンバー１２１２の側面には多数の空気排出孔１２１１が形成され、船底面１０１にはチャンバー１２１２へ空気を流入させるための流入口が形成され得る。この他にも、様々な形態の第３空気排出部が提案できるのはもちろんである。

再び図６及び図７を参照すると、第２空気供給源１２３０は第３空気排出部１２１０へ空気を供給する。第２空気供給源１２３０は船体１００の内部に配置できる。第２空気供給源１２３０はコンプレッサーやブロアーを含むことができる。

一方、図示の如く、船体１００には、船底面１０１へ空気を排出させる２つの追加空気排出部２１０、２２０（図１乃至図３の第１及び第２空気排出部２１０、２２０）がさらに形成できる。但し、これは例示に過ぎず、１つまたは３つ以上の追加空気排出部がさらに形成できるのはもちろんである。

第３空気排出部１２１０の第３空気排出期間の少なくとも一部は、第１空気排出部２１０の第１空気排出期間の少なくとも一部及び第２空気排出部２２０の第２空気排出期間の少なくとも一部とオーバーラップできる。すなわち、第１空気排出部２１０、第２空気排出部２２０及び第３空気排出部１２１０は、同時に動作する区間が存在する。または、第１空気排出部２１０、第２空気排出部２２０及び第３空気排出部１２１０は、常に同時に空気を排出することもできる。第１空気排出部２１０、第２空気排出部２２０及び第３空気排出部１２１０の動作区間は設計によって変わり得る。必要に応じて、第１空気排出部２１０、第２空気排出部２２０及び第３空気排出部１２１０の動作区間を変更することもできる。

また、第３空気排出部１２１０は船首よりも船尾に近く配置されているので、第２空気供給源１２３０も船首よりも船尾に近く配置できる。こうすることにより、空気の供給配管を短くすることにより、空気の供給が円滑であり得る。また、第３空気排出部１２１０は、船尾に近く配置され、第１空気排出部２１０及び第２空気排出部２２０は船首に近く配置されるので、第１空気供給源２３０と第２空気供給源１２３０とは互いに離隔して配置できる。

図９は本発明の第３実施形態に係る摩擦抵抗低減装置の摩擦抵抗低減効果を確認するための模型船の底面図であり、図１０は図９の模型船に対する実験データを示す図である。以下、図９及び図１０を参照して、本実施形態に係る摩擦抵抗低減装置（図６の２００）の摩擦抵抗低減効果を説明する。

模型船Ｍの船底面Ｍ１０１には、第１空気排出部Ｍ２１０、第２空気排出部Ｍ２２０及び第３空気排出部Ｍ１２１０が形成される。第１空気排出部Ｍ２１０は船底面１０１の後端部に形成され、第２空気排出部Ｍ２２０及び第３空気排出部Ｍ１２１０は船底面１０１の先端部に形成される。

模型船実験は、空気を全く排出させない場合（基準ケース）、第３空気排出部Ｍ１２１０からのみ空気を排出させる場合（ケース１１）、第１空気排出部Ｍ２１０及び第２空気排出部Ｍ２２０からのみ空気を排出させる場合（ケース１２）、並びに、第１空気排出部Ｍ２１０、第２空気排出部Ｍ２２０及び第３空気排出部Ｍ１２１０のすべてから空気を排出させる場合（ケース１３）にそれぞれ発生する模型船の抵抗を測定する方式で行われた。

ここで、ケース１３から排出される空気の排出量は、ケース１１及びケース１２でそれぞれ排出される空気の排出量の合計と同じである。

図１０において、Ｘ軸は実験ケースを示し、Ｙ軸は各実験ケースの抵抗減少率を示す。ここで、抵抗減少率とは、基準ケースで測定された抵抗（以下、基準抵抗という）に対する、各ケースで測定された抵抗の減少率を意味する。

図９及び図１０を参照すると、ケース１１における基準抵抗に対する抵抗減少率は３％であった。ケース１１において模型船Ｍのツインスケグ同士の間の船底傾斜部Ｍ１０５に空気層が支配的に形成されたが、このような空気層がケース１１における抵抗を基準抵抗よりも３％減少させた。

ケース１２における基準抵抗に対する抵抗減少率は７％であった。

ケース１３における基準抵抗に対する抵抗減少率は１１．５％であった。このような数値は、ケース１１の抵抗減少率３％とケース１２の抵抗減少率７％とを単純合算した１０％よりも高い数値である。

このような結果は、第３空気排出部Ｍ１２１０、その前方に位置する第１空気排出部Ｍ２１０及び第２空気排出部Ｍ２２０のすべてから空気が排出される場合に得られる抵抗減少率が、第３空気排出部Ｍ１２１０から単独で空気が排出される場合に得られる抵抗減少率以上であることを意味する。

摩擦抵抗低減装置（図６の２００）は、上述したような実験データに基づいて導出されたもので、第３空気排出部１２１０とその前方に位置する追加空気排出部２１０、２２０を介して空気を排出して船底傾斜部（図６の１０５）及び船底面（図６の１０１）に空気層を形成することにより、ツインスケグ船型を持つ船舶（図６の１０）の摩擦抵抗を効果的に低減させる。

一方、本発明の幾つかの実施形態に係る摩擦抵抗低減装置２００の摩擦抵抗低減効果を確認するための実験は、数値解析によって行われ得る。

以上、本発明の実施形態について説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想から逸脱することなく、構成要素の付加、変更、削除または追加などによって本発明を多様に修正及び変更させることができ、それらも本発明の権利範囲内に含まれるといえる。

１０ 船舶
１００ 船体
１０１ 船底面
１０２ａ、１０２ｂ スケグ
１０５ 船底傾斜部
２００ 摩擦抵抗低減装置
２１０ 第１空気排出部
２２０ 第２空気排出部
２３０ 空気供給源
１２１０ 第３空気排出部

Claims (15)

1. 船体の船底面に形成され、空気を水中へ排出する第１空気排出部と、
   前記第１空気排出部の後方に形成され、空気を水中へ排出する第２空気排出部と、
   前記第１空気排出部または前記第２空気排出部へ空気を供給する第１空気供給源とを含み、
   前記第１空気排出部と前記第２空気排出部は前記船体の長さ方向に一列に配置され、前記第１空気排出部の第１空気排出期間の少なくとも一部と前記第２空気排出部の第２空気排出期間の少なくとも一部とは互いにオーバーラップする、摩擦抵抗低減装置。
2. 前記第１空気排出部と前記第２空気排出部との距離は前記船体の全長の０．１倍と同じかそれより小さい、請求項１に記載の摩擦抵抗低減装置。
3. 前記第１空気排出部の幅は前記第２空気排出部の幅と同じかそれより小さい、請求項１に記載の摩擦抵抗低減装置。
4. 前記第１空気排出部の幅及び前記第２空気排出部の幅はそれぞれ前記船体の幅の０．５倍と同じかそれより小さい、請求項１に記載の摩擦抵抗低減装置。
5. 前記第１空気排出部の空気排出量は前記第２空気排出部の空気排出量と同じかそれより小さい、請求項１に記載の摩擦抵抗低減装置。
6. 前記第１空気排出部及び前記第２空気排出部は、船尾よりも船首に近く配置され、
   前記船体の船底面に形成され、船首よりも船尾に近く配置され、空気を水中へ排出する第３空気排出部をさらに含む、請求項１に記載の摩擦抵抗低減装置。
7. 前記第３空気排出部の第３空気排出期間の少なくとも一部は、前記第１空気排出期間の少なくとも一部及び前記第２空気排出期間の少なくとも一部とオーバーラップする、請求項６に記載の摩擦抵抗低減装置。
8. 前記船体はツインスケグを含み、
   前記第３空気排出部の幅は前記ツインスケグ間の間隔よりも小さい、請求項６に記載の摩擦抵抗低減装置。
9. 前記第１空気供給源と離隔し、前記第３空気排出部へ空気を供給する第２空気供給源をさらに含む、請求項６に記載の摩擦抵抗低減装置。
10. ツインスケグを含む船体の摩擦抵抗を低減する装置であって、
    前記ツインスケグの間で後方へ上方傾斜した船底傾斜部に空気層を形成するように空気を排出する空気排出部と、
    前記空気排出部へ空気を供給する空気供給源とを含む、摩擦抵抗低減装置。
11. 前記空気排出部は、船底面と前記船底傾斜部との境界である境界部よりも前方に配置される、請求項１０に記載の摩擦抵抗低減装置。
12. 前記空気排出部は、前記境界部から前方へ１．５ステーション離れた位置と前記境界部との間に配置される、請求項１０に記載の摩擦抵抗低減装置。
13. 前記空気排出部は、前記船体の長さ方向の中心線が前記空気排出部の幅方向の中心を通るように配置され、
    前記空気排出部の幅は、前記ツインスケグ間の間隔よりも小さい、請求項１０に記載の摩擦抵抗低減装置。
14. 前記船体の船尾よりも船首に近く配置され、船底面に空気層を形成するように空気を排出する少なくとも一つの追加空気排出部が形成される。請求項１０に記載の摩擦抵抗低減装置。
15. 請求項１の摩擦抵抗低減装置と、
    前記摩擦抵抗低減装置が設置された船体とを含む、船舶。

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