JP5281565B2 - 船舶の抵抗低減装置 - Google Patents

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、プロペラへの空気流入が防止される船舶の摩擦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。

本発明の船舶の抵抗低減装置は、船体（１０）の船底（１３）に開口したチャンバー群（４０、５１〜５３、６０）と、水中に空気を吹き出す空気吹き出し装置（３０）とを具備する。前記船体は、前記チャンバー群の後方に位置するプロペラ（１６）を備える。前記チャンバー群は、前記チャンバー群の後端部分において、前記空気吹き出し装置が吹き出した空気を前記プロペラの回転軸を含み前記船体の左右方向（Ｙ）に垂直な平面（ＣＬ）の両側に分けて保持する。

上記抵抗低減装置は、空気排除板（４１）を更に具備する。前記チャンバー群は、第１チャンバー（４０）を備える。前記空気排除板は前記第１チャンバーの後端部分に配置される。前記空気排除板は、前記船体の船尾（１２）に向かって前記左右方向に広がるＶ字形状に形成される。

前記空気排除板の後端（４２ｂ、４３ｂ）における前記左右方向の幅（Ｗ１）は、前記プロペラの直径よりも大きい。

前記第１チャンバーの後端（４０ｂ）にＲ又はスロープが形成される。

前記チャンバー群は、前記船体の前後方向（Ｘ）に延びる第１チャンバー（５１）と、
前記前後方向に延びる第２チャンバー（５２）を備える。前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーは、前記平面の両側にそれぞれ配置される。

前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーの前記左右方向の間隔（Ｗ２）は、前記プロペラの直径より大きい。

前記チャンバー群は、前記前後方向に延びる第３チャンバー（５３）を備える。前記第３チャンバーは、前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーの間に配置される。前記第３チャンバーの後端（５３ｂ）位置は、前記第１チャンバーの後端（５１ｂ）位置及び前記第２チャンバーの後端（５１ｂ）位置より前記船体の船首（１１）側に配置される。

前記チャンバー群は、第１チャンバー（６０）を備える。前記第１チャンバーは、第１部分（６１）と、前記第１部分から前記船体の船尾（１２）に向かってに延びる第２部分（６２）と、前記第１部分から前記船尾に向かって延びる第３部分（６３）とを備える。 前記第２部分及び前記第２部分は、前記平面の両側にそれぞれ配置される。

前記第２部分及び前記第３部分の前記左右方向の間隔（Ｗ３）は、前記プロペラの直径より大きい。

本発明によれば、プロペラへの空気流入が防止される船舶の摩擦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、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３Ｂ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４Ａは、本発明の第３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４Ｂは、第３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５Ａは、本発明の第４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４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４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６Ａは、本発明の第５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６Ｂは、第５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７Ａは、本発明の第６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７Ｂは、第６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７Ｃは、第６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が設けられた船体１０は、船首１１と、船尾１２と、船底１３と、左舷１４と、右舷１５と、プロペラ１６と、舵１７を備える。船体１０の前後方向及び左右方向が、それぞれＸ及びＹで示されている。プロペラ１６の回転軸を含み左右方向Ｙに垂直な平面がＣＬで示されている。平面ＣＬは、図に示されるように船体１０の中心面に一致してもよく、船体１０に複数のプロペラが設けられる等の場合には船体１０の中心面に一致しなくてもよい。

抵抗低減装置２０は、空気吹き出し装置３０と、チャンバー４０と、空気排除板４１を備える。チャンバー４０は、船底１３に開口している。すなわち、チャンバー４０の天井面４０ａが船底１３より高い位置に配置され、チャンバー４０の底全体が抜けている。チャンバー４０は、プロペラ１６の前方（船首１１側）に位置する。すなわち、プロペラ１６は、チャンバー４０の後方（船尾１２側）に位置する。チャンバー４０は、平面ＣＬ上に配置される。空気吹き出し装置３０は、船底１３の船首１１側（例えば、チャンバー４０内）に配置された空気吹き出し口配置領域３１から水中に空気を吹き出す。

空気排除板４１は、チャンバー４０の後端部分の中央に配置される。空気排除板４１は、船尾１２に向かって左右方向Ｙに広がるＶ字形状に形成される。すなわち、空気排除板４１は、平面ＣＬの左舷１４側に配置された左側板４２と、平面ＣＬの右舷１５側に配置された右側板４３を備える。左側板４２の左側板先端４２ａ及び右側板４３の右側板先端４３ａは、平面ＣＬ上に配置されてＶ字形状の頂点を形成する。左側板４２の左側板後端４２ｂは平面ＣＬから左舷１4側にずれて配置され、右側板４３の右側板後端４３ｂは平面ＣＬから右舷１５側にずれて配置される。左側板後端４２ｂ及び右側板後端４３ｂは、チャンバー４０の後端４０ｂに位置する。左側板後端４２ｂ及び右側板後端４３ｂの左右方向Ｙの間隔がＷ１で示されている。

図２Ｂを参照して、空気吹き出し装置３０は、空気を吹き出すためのコンプレッサ３２を備える。

図２Ｃは、船体１０の前後方向Ｘの中央付近におけるＡ−Ａ’断面図を示す。

図２Ｄは、船体１０の前後方向Ｘの船尾１２付近におけるＢ−Ｂ’断面図を示す。チャンバー４０の後端部分は、左側板４２及び右側板４３によって平面ＣＬの両側に分けられている。

本実施形態によれば、チャンバー４０が空気吹き出し装置３０が吹き出した空気を保持するため、浮力によって空気が船底１３から両舷１４、１５に漏れることが防がれる。更に、空気排除板４１によりチャンバー４０の後端部分が平面ＣＬの両側に分けられているため、チャンバー４０は、チャンバー４０の後端部分において、空気吹き出し装置３０が吹き出した空気を平面ＣＬの両側に分けて保持する。したがって、プロペラ１６への空気流入が防止され、プロペラ１６の効率低下やキャビテーション誘発による振動増加の恐れがない。

本実施形態によれば、チャンバー４０及び空気排除板４１が船底１３から下方に突き出さないため、チャンバー４０及び空気排除板４１は船体１０の建造時や接岸時に邪魔にならない。

本実施形態においては、左側板後端４２ｂ及び右側板後端４３ｂの左右方向Ｙの間隔Ｗ１をプロペラ１６の直径よりも大きくすることで、プロペラ１６への空気流入を更に確実に防止することができる。

（第２の実施形態）
図３Ａ及び図３Ｂを参照して、本発明の第２の実施形態に係る抵抗低減装置２０において、チャンバー４０の後端４０ｂにＲが形成されている。したがって、後端４０ｂにおいて天井面４０ａと船底１３の間の段差にＲが形成されている。本実施形態によれば、チャンバー４０の後端４０ｂに水流が当たることによる抵抗増加を防止できる。

（第３の実施形態）
図４Ａ及び図４Ｂを参照して、本発明の第３の実施形態に係る抵抗低減装置２０において、チャンバー４０の後端４０ｂにスロープが形成されている。したがって、後端４０ｂにおいて天井面４０ａと船底１３とを接続する斜面が形成されている。本実施形態によれば、チャンバー４０の後端４０ｂに水流が当たることによる抵抗増加を防止できる。

（第４の実施形態）
図５Ａ及び図５Ｂを参照して、本発明の第４の実施形態に係る抵抗低減装置２０は、チャンバー４０及び空気排除板４１のかわりにチャンバー５１及び５２を備える点を除いて第１の実施形態に係る抵抗低減装置２０と同様である。チャンバー５１及び５２は、船底１３に開口している。すなわち、チャンバー５１及び５２のそれぞれの天井面５１ａ及び５２ａが船底１３より高い位置に配置され、チャンバー５１及び５２の底全体が抜けている。チャンバー５１及び５２は、プロペラ１６の前方（船首１１側）に位置する。チャンバー５１及び５２は、それぞれ前後方向Ｘに延びて、平面ＣＬの両側にそれぞれ配置される。チャンバー５１の後端５１ｂ及びチャンバー５２の後端５２ｂは、前後方向Ｘの位置が一致している。チャンバー５１及び５２の左右方向Ｙの間隔がＷ２で示されている。間隔Ｗ２は、チャンバー５１及び５２の内側どうしの間隔である。空気吹き出し装置３０は、船底１３の船首１１側に配置された空気吹き出し口配置領域３１から水中に空気を吹き出す。

図５Ｃは、船体１０の前後方向Ｘの船尾１２付近におけるＢ−Ｂ’断面図を示す。船体１０の前後方向Ｘの中央付近におけるＡ−Ａ’断面図も図５Ｃと同様である。本実施形態においては、チャンバー５１及び５２は、後端部分のみならず前後方向Ｘの全体にわたって平面ＣＬの両側に分かれている。

本実施形態によれば、チャンバー５１及び５２が空気吹き出し装置３０が吹き出した空気を保持するため、浮力によって空気が船底１３から両舷１４、１５に漏れることが防がれる。更に、チャンバー５１及び５２の後端部分を含む全体が平面ＣＬの両側に分かれているため、チャンバー５１及び５２は、チャンバー５１及び５２の後端部分において、空気吹き出し装置３０が吹き出した空気を平面ＣＬの両側に分けて保持する。空気が浮力の影響により船底１３のチャンバー５１及び５２に挟まれた部分からチャンバー５１及び５２に移動するためである。したがって、プロペラ１６への空気流入が防止され、プロペラ１６の効率低下やキャビテーション誘発による振動増加の恐れがない。

本実施形態によれば、チャンバー５１及び５２が船底１３から下方に突き出さないため、チャンバー５１及び５２は船体１０の建造時や接岸時に邪魔にならない。

本実施形態においては、チャンバー５１及び５２の左右方向Ｙの間隔Ｗ２をプロペラ１６の直径よりも大きくすることで、プロペラ１６への空気流入を更に確実に防止することができる。

また、第２の実施形態や第３の実施形態と同様に、チャンバー５１の後端５１ｂ及びチャンバー５２の後端５２ｂにＲ又はスロープを形成してもよい。

（第５の実施形態）
図６Ａを参照して、本発明の第５の実施形態に係る抵抗低減装置２０は、第４の実施形態に係る抵抗低減装置２０にチャンバー５３を追加したものである。チャンバー５３は、船底１３に開口している。すなわち、チャンバー５３の天井面５３ａが船底１３より高い位置に配置され、チャンバー５３の底全体が抜けている。チャンバー５３は、プロペラ１６の前方（船首１１側）に位置する。チャンバー５３は、前後方向Ｘに延びて、チャンバー５１及び５２の間に配置される。例えば、チャンバー５３は、平面ＣＬ上に配置される。チャンバー５３の後端５３ｂは、チャンバー５１及び５２の後端５１ｂ及び５２ｂより船首１１側に配置される。空気吹き出し装置３０は、船底１３の船首１１側に配置された空気吹き出し口配置領域３１から水中に空気を吹き出す。

図６Ｂは、船体１０の前後方向Ｘの中央付近におけるＡ−Ａ’断面図を示す。船体１０の前後方向Ｘの船尾１２付近におけるＢ−Ｂ’断面図は、図５Ｃと同様である。本実施形態においては、チャンバー群５１、５２、及び５３は、少なくともチャンバー５１、５２、及び５３群の後端部分において平面ＣＬの両側に分かれている。

本実施形態によれば、チャンバー５１、５２、及び５３が空気吹き出し装置３０が吹き出した空気を保持するため、浮力によって空気が船底１３から両舷１４、１５に漏れることが防がれる。更に、チャンバー群５１、５２、及び５３の後端部分が平面ＣＬの両側に分かれているため、チャンバー群５１、５２、及び５３は、チャンバー群５１、５２、及び５３の後端部分において、空気吹き出し装置３０が吹き出した空気を平面ＣＬの両側に分けて保持する。空気が浮力の影響により船底１３のチャンバー５１及び５２に挟まれた部分からチャンバー５１及び５２に移動するためである。したがって、プロペラ１６への空気流入が防止され、プロペラ１６の効率低下やキャビテーション誘発による振動増加の恐れがない。

本実施形態によれば、チャンバー５１、５２、及び５３が船底１３から下方に突き出さないため、チャンバー５１、５２、及び５３は船体１０の建造時や接岸時に邪魔にならない。

また、チャンバー５３の後端５３ｂに第２の実施形態や第３の実施形態と同様のＲ又はスロープを形成してもよい。

（第６の実施形態）
図７Ａを参照して、本発明の第６の実施形態に係る抵抗低減装置２０は、チャンバー４０及び空気排除板４１のかわりにチャンバー６０を備える点を除いて第１の実施形態に係る抵抗低減装置２０と同様である。チャンバー６０は、船底１３に開口している。すなわち、チャンバー６０の天井面６０ａが船底１３より高い位置に配置され、チャンバー６０の底全体が抜けている。チャンバー６０は、プロペラ１６の前方（船首１１側）に位置する。チャンバー６０は、船首側部分６１と、船尾側部分６２及び６３を備える。船尾側部分６２及び６３は、それぞれ船首側部分６１から船尾１２に向かって延びる。船尾側部分６２及び６３は、平面ＣＬの両側にそれぞれ配置される。船尾側部分６２及び６３のそれぞれの後端６２ｂ及び６３ｂは、前後方向Ｘの位置が一致している。船首側部分６１の後端６１ｂは、前後方向Ｘの位置が後端６２ｂ及び６３ｂよりも船首１１側である。船尾側部分６２及び６３の左右方向Ｙの間隔がＷ３で示されている。間隔Ｗ３は、船尾側部分６２及び６３の内側どうしの間隔である。空気吹き出し装置３０は、船底１３の船首１１側（例えば、船首側部分６１）に配置された空気吹き出し口配置領域３１から水中に空気を吹き出す。

図７Ｂは、船体１０の前後方向Ｘの中央付近におけるＡ−Ａ’断面図を示す。

図７Ｃは、船体１０の前後方向Ｘの船尾１２付近におけるＢ−Ｂ’断面図を示す。チャンバー６０の後端部分としての船尾側部分６２及び６３は、平面ＣＬの両側に分けられている。

本実施形態によれば、チャンバー６０が空気吹き出し装置３０が吹き出した空気を保持するため、浮力によって空気が船底１３から両舷１４、１５に漏れることが防がれる。更に、チャンバー６０の後端部分としての船尾側部分６２及び６３が平面ＣＬの両側に分けられているため、チャンバー６０は、チャンバー６０の後端部分において、空気吹き出し装置３０が吹き出した空気を平面ＣＬの両側に分けて保持する。空気が浮力の影響により船底１３の船尾側部分６２及び６３に挟まれた部分から船尾側部分６２及び６３に移動するためである。したがって、プロペラ１６への空気流入が防止され、プロペラ１６の効率低下やキャビテーション誘発による振動増加の恐れがない。

本実施形態によれば、チャンバー６０が船底１３から下方に突き出さないため、チャンバー６０は船体１０の建造時や接岸時に邪魔にならない。

本実施形態においては、船尾側部分６２及び６３の左右方向Ｙの間隔Ｗ３をプロペラ１６の直径よりも大きくすることで、プロペラ１６への空気流入を更に確実に防止することができる。

また、第２の実施形態や第３の実施形態と同様に、船首側部分６１の後端６１ｂ、船尾側部分６２の後端６２ｂ、及び船尾側部分６３の後端６３ｂにＲ又はスロープを形成してもよい。

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…空気吹き出し口配置領域
３２…コンプレッサ
４０、５１〜５３、６０…チャンバー
４０ａ、５１ａ〜５３ａ、６０ａ…天井面
４０ｂ、５１ｂ〜５３ｂ…後端
４１…空気排除板
４２…左側板
４２ａ…左側板先端
４２ｂ…左側板後端
４３…右側板
４３ａ…右側板先端
４３ｂ…右側板後端
６１…船首側部分
６２、６３…船尾側部分
６１ｂ〜６３ｂ…後端
Ｘ…前後方向
Ｙ…前後方向
ＣＬ…平面（中心面）

Claims (3)

1. 船体の船底に開口し、前記船体の前後方向に垂直の面に矩形の断面を持つ第１チャンバーを有するチャンバー群と、
   水中に空気を吹き出す空気吹き出し装置とを具備し、
   前記船体は、前記チャンバー群の後方に位置するプロペラを備え、
   前記チャンバー群は、前記チャンバー群の後端部分において、前記空気吹き出し装置が吹き出した空気を、前記プロペラの回転軸を含み、前記船体の幅方向に垂直な平面の両側に分けて保持し、
   空気排除板を更に具備し、
   前記空気排除板は前記第１チャンバーの後端部分に配置され、
   前記空気排除板は、前記船体の船尾に向かって前記左右方向に広がるＶ字形状に形成される
   船舶の抵抗低減装置。
2. 前記空気排除板の後端における前記左右方向の幅は、前記プロペラの直径よりも大きい
   請求項１の船舶の抵抗低減装置。
3. 前記第１チャンバーの後端にＲ又はスロープが形成された
   請求項１又は２の船舶の抵抗低減装置。

Images