JP6664907B2 - Air generator - Google Patents

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力蔵 山下
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Description

本発明は、空気潤滑システムの空気発生装置に関する。   The present invention relates to an air generator for an air lubrication system.

従来、船舶の空気潤滑システムに関する技術として、船上で大気開放された大気導入口と、水に浸漬するように船底に設けられた流出口と、大気導入口から流出口に向かう方向に空気を圧送する送気手段と、を備えるものが知られている(例えば特許文献1参照)。この従来技術では、送気手段で圧送した空気を流出口から流出させることで、船体を空気潤滑し摩擦抵抗を低減することが図られている。   Conventionally, as technologies related to air lubrication systems for ships, an air inlet that is open to the atmosphere on the ship, an outlet that is provided at the bottom of the ship so that it is immersed in water, and air that is pumped in a direction from the air inlet to the outlet There is known an air supply unit that includes an air supply unit (see, for example, Patent Document 1). In this prior art, the hull is air-lubricated and the frictional resistance is reduced by causing the air pumped by the air supply means to flow out of the outlet.

特開2012−214113号公報JP 2012-214113 A

上記従来技術では、船体を空気潤滑する空気を発生させるために、送気手段の動力(エネルギー)が必要とされる。近年、空気潤滑システムでは、船体を空気潤滑する空気を発生させるためのエネルギーを低減することが望まれている。   In the above prior art, the power (energy) of the air supply means is required to generate air for lubricating the hull. In recent years, it has been desired for an air lubrication system to reduce energy for generating air for lubricating a hull.

本発明は、船体を空気潤滑する空気を発生させるためのエネルギーを省くこと又は低減することが可能となる空気潤滑システムの空気発生装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an air generating device of an air lubricating system capable of saving or reducing energy for generating air for lubricating a hull.

本発明に係る空気潤滑システムの空気発生装置は、船体周りの水が進入可能な流入口と、大気開放された大気導入口と、大気導入口と流入口とを接続する第1流路と、水に浸漬するように船体に設けられた流出口と、第1流路の途中から分岐部を介して分岐し、流出口に接続される第2流路と、大気導入口から分岐部に向かう方向に空気を流通させる逆止弁と、を備える。   The air generator of the air lubrication system according to the present invention has an inflow port through which water around the hull can enter, an air introduction port that is open to the atmosphere, a first flow path that connects the air introduction port and the inflow port, An outlet provided in the hull so as to be immersed in water, a second flow path branched from the middle of the first flow path via a branch part and connected to the flow outlet, and heading from the air inlet to the branch part A check valve that allows air to flow in the direction.

この空気潤滑システムの空気発生装置では、例えば船体に対する波面の位置の上昇又は船体運動に伴い、第1流路の内部の水面が上昇して第1流路の内部の領域が小さくなる。このとき、逆止弁は、流入口から大気導入口に向かう方向には第1流路の内部の空気を流通させない。そのため、第1流路の内部の加圧された空気は、分岐部から第2流路へ流れ、第2流路に沿って流出口に向かい、流出口から流出することとなる。このように波のエネルギー若しくは船体運動、又は波のエネルギー及び船体運動の双方を利用することで、例えば空気を圧送するための動力を省くことができる。その結果、船体を空気潤滑する空気を発生させるためのエネルギーを省くことができる。   In the air generator of this air lubrication system, for example, as the position of the wavefront with respect to the hull rises or the hull moves, the water level inside the first flow path rises and the area inside the first flow path decreases. At this time, the check valve does not allow the air inside the first flow path to flow in the direction from the inflow port to the air introduction port. Therefore, the pressurized air inside the first flow path flows from the branch portion to the second flow path, flows toward the outlet along the second flow path, and flows out from the outlet. By utilizing the energy of the wave or the hull motion, or both the energy of the wave and the motion of the hull, power for pumping air can be omitted. As a result, energy for generating air for lubricating the hull can be saved.

また、空気潤滑システムの空気発生装置は、分岐部から流出口に向かう方向に空気を圧送する空気圧送装置を第2流路に備えてもよい。この場合、例えば船体に対する波面の位置の下降により、波のエネルギー若しくは船体運動、又は波のエネルギー及び船体運動の双方を利用できない場合であっても、空気圧送装置によって空気を流出口から流出させることができる。また、例えば船体に対する波面の位置の上昇に伴い、第1流路の内部の加圧された空気が分岐部から第2流路へ流れる。この空気の流れによって、例えば空気を一定流量圧送する場合の空気圧送装置の動力が低減される。このように波のエネルギー若しくは船体運動、又は波のエネルギー及び船体運動の双方を利用することで、空気圧送装置の動力を低減することができる。   Further, the air generating device of the air lubrication system may include an air pumping device for pumping air in a direction from the branch to the outlet, in the second flow path. In this case, even when the wave energy or the hull motion, or both the wave energy and the hull motion cannot be used, for example, due to the lowering of the position of the wavefront with respect to the hull, the air is discharged from the outlet by the air pumping device. Can be. Further, for example, as the position of the wavefront with respect to the hull rises, pressurized air inside the first flow path flows from the branch portion to the second flow path. By this air flow, for example, the power of the air pumping device when air is pumped at a constant flow rate is reduced. By using the energy of the wave or the hull motion, or both the energy of the wave and the motion of the hull, the power of the air pumping device can be reduced.

また、流入口は、船体の底部に設けられていてもよい。船体の底部は、通常、水に浸漬しているため、船体周りの水が流入口に進入し易い。よって、波のエネルギー若しくは船体運動、又は波のエネルギー及び船体運動の双方を容易に利用することができる。   The inflow port may be provided at the bottom of the hull. Since the bottom of the hull is usually immersed in water, water around the hull easily enters the inflow port. Therefore, it is possible to easily utilize the energy of the wave or the hull motion, or both the energy of the wave and the motion of the hull.

また、流入口は、船体の船首部において水に浸漬している第1領域に設けられていてもよい。流入口を船体の底部に設けると、例えば水が流入口に進入したときに、船体と水との相対速度に起因して船体の推進エネルギーの損失が生じる。この第1領域では、水をせき止めるように船体の船首部が機能しているため、船体の進行方向における船体と水との相対速度が低減されている。よって、流入口を第1領域に設けることで、船体と水との相対速度に起因して生じる推進エネルギーの損失を低減することができる。   Further, the inflow port may be provided in the first region immersed in water at the bow of the hull. Providing an inlet at the bottom of the hull results in a loss of hull propulsion energy due to the relative speed between the hull and water, for example, when water enters the inlet. In the first area, the bow of the hull functions to dampen the water, so that the relative speed between the hull and the water in the traveling direction of the hull is reduced. Therefore, by providing the inflow port in the first region, it is possible to reduce the loss of propulsion energy caused by the relative speed between the hull and the water.

また、流入口は、船体の船首部における喫水線付近の第2領域に設けられていてもよい。例えば波面が流入口よりも下方に位置している場合、水が流入口に進入しないため、水が流入口に進入するときに生じる推進エネルギーの損失が生じない。よって、流入口を第2領域に設けることで、推進エネルギーの損失を一層低減することができる。   Further, the inflow port may be provided in the second area near the waterline at the bow of the hull. For example, if the wavefront is located below the inlet, the water does not enter the inlet, so that there is no loss of propulsion energy that occurs when the water enters the inlet. Therefore, by providing the inflow port in the second region, the loss of propulsion energy can be further reduced.

本発明によれば、船体を空気潤滑する空気を発生させるためのエネルギーを省くこと又は低減することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to omit or reduce the energy for generating the air which lubricates a hull.

本発明の第1実施形態に係る空気発生装置を示す概略側面図である。It is a schematic side view showing the air generator concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る空気発生装置を示す概略側面図である。It is a schematic side view showing an air generator concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係る空気発生装置を示す概略側面図である。It is an outline side view showing the air generator concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態に係る空気発生装置を示す概略側面図である。It is a schematic side view showing the air generator concerning a 4th embodiment of the present invention. 船舶の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a ship.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。なお、以下の説明において、「前」「後」「上」「下」の語は、船体の船長(前後)方向及び上下方向にそれぞれ対応するものである。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. In the following description, the terms “front”, “rear”, “up”, and “down” correspond to the captain (front-back) direction and the up-down direction of the hull, respectively.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る空気発生装置を示す概略側面図である。本発明の第1実施形態に係る空気発生装置2が適用された空気潤滑システム1は、船舶10に搭載され、船舶10の船体11の底部12を気泡(空気)Bで覆うことで船体11を空気潤滑する。空気発生装置2は、船体11を空気潤滑するための気泡Bを発生させる装置である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic side view showing the air generator according to the first embodiment of the present invention. The air lubrication system 1 to which the air generator 2 according to the first embodiment of the present invention is applied is mounted on a ship 10 and covers the bottom 12 of the hull 11 of the ship 10 with air bubbles (air) B so as to cover the hull 11. Lubricate with air. The air generator 2 is a device that generates bubbles B for lubricating the hull 11 with air.

図5は、船舶の一例を示す概略図である。船舶50は、船首部53と船尾部54とを有する船体51を備える。船首部53は、船体51の前方側に位置している。船尾部54は、船体51の後方側に位置している。船首部53は、例えば満載喫水状態における造波抵抗の低減が図られた形状を有する。船首部53は、推進される船体51から見て前方から船体51に向かって来る水Wをせき止めるように機能する。船尾部54には、喫水線SLよりも下方に推進器55と舵56が設置されている。   FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a ship. The ship 50 includes a hull 51 having a bow 53 and a stern 54. The bow 53 is located in front of the hull 51. The stern portion 54 is located behind the hull 51. The bow 53 has, for example, a shape in which wave making resistance is reduced in a fully loaded draft state. The bow 53 functions to dampen the water W coming from the front toward the hull 51 when viewed from the hull 51 to be propelled. The stern portion 54 is provided with a propulsion device 55 and a rudder 56 below the waterline SL.

図1に戻って、船舶10は、船首部13を有する船体11を備えている。ここでの船舶10は、船体11の上下方向において喫水線SLが比較的低く、いわゆる喫水が浅い船である。なお、喫水線SLは、波が生じていない場合の水面に相当する。波が生じている場合には、例えば波面WFで示されるように、水面が喫水線SLに対して上下方向に変動する。   Returning to FIG. 1, the boat 10 includes a hull 11 having a bow 13. The boat 10 here is a boat having a relatively low draft line SL in the vertical direction of the hull 11 and a so-called shallow draft. Note that the waterline SL corresponds to the water surface when no waves are generated. When a wave is generated, for example, as shown by a wave surface WF, the water surface fluctuates vertically with respect to the water line SL.

船舶10には、船体11の船首部13に空気発生装置2が設けられている。空気発生装置2は、流入口3と、流出口4と、大気導入口5と、分岐部6と、逆止弁7と、第1流路L1と、第2流路L2と、を備える。   The ship 10 is provided with an air generator 2 at a bow 13 of a hull 11. The air generator 2 includes an inflow port 3, an outflow port 4, an air introduction port 5, a branch portion 6, a check valve 7, a first flow path L1, and a second flow path L2.

流入口3は、船体11の周りの水Wが進入可能とされている。ここでの流入口3は、船首部13の底部12において下方に開口するように設けられている。底部12は、船体11の底(最下部)に限られず、水Wに常に浸漬している船体11の下側の領域を含む。流入口3は、底部12において下方以外の方向(例えば側方)に開口していてもよい。   The inflow port 3 allows water W around the hull 11 to enter. The inflow port 3 here is provided so as to open downward at the bottom portion 12 of the bow portion 13. The bottom portion 12 is not limited to the bottom (lowest portion) of the hull 11 and includes an area below the hull 11 that is constantly immersed in the water W. The inflow port 3 may be open in the bottom 12 in a direction other than below (for example, sideways).

流出口4は、水Wに浸漬するように船体11に設けられている。ここでの流出口4は、船首部13の底部12において下方に開口するように設けられ、船首部13の底部12において流入口3よりも後方側に設けられている。流出口4は、底部12において下方以外の方向(例えば側方)に開口していてもよい。   The outflow port 4 is provided on the hull 11 so as to be immersed in the water W. The outlet 4 here is provided so as to open downward at the bottom 12 of the bow 13, and is provided at the bottom 12 of the bow 13 behind the inlet 3. The outlet 4 may be open in the bottom 12 in a direction other than below (for example, sideways).

大気導入口5は、大気開放された開口である。大気導入口5は、例えば船体11の上端部に設けられている。   The air introduction port 5 is an opening opened to the atmosphere. The air inlet 5 is provided, for example, at the upper end of the hull 11.

第1流路L1は、大気導入口5と流入口3とを接続する流路である。第1流路L1は、船首部13を上下方向に横切るように延在している。より詳しくは、第1流路L1は、船首部13において流入口3から上方に延び、第1の屈曲部C1で後方に向かうように屈曲されて後方に延び、更に第2の屈曲部で上方に向かうように屈曲されて上方に延びて大気導入口5に至る。第1流路L1は、例えばパイプ等で構成されている。   The first flow path L1 is a flow path that connects the air introduction port 5 and the inflow port 3. The first flow path L1 extends so as to cross the bow 13 in the vertical direction. More specifically, the first flow path L1 extends upward from the inflow port 3 at the bow portion 13, bends rearward at the first bent portion C1, extends rearward, and further extends upward at the second bent portion. , And extends upward to reach the air inlet 5. The first flow path L1 is formed of, for example, a pipe.

第1流路L1には、流入口3から進入した水Wと、大気導入口5から導入された空気が満ちた領域Sと、が存在する。第1流路L1における波面WFの位置には、水面WSが位置している。よって、第1流路L1の内部は、水面WSによって、空気が満たされた領域Sと水Wとに区画されている。   The first flow path L <b> 1 has water W that has entered from the inflow port 3 and a region S that is full of air that has been introduced from the air introduction port 5. The water surface WS is located at the position of the wavefront WF in the first flow path L1. Therefore, the inside of the first flow path L1 is partitioned by the water surface WS into a region S filled with air and water W.

第2流路L2は、第1流路L1の第2の屈曲部で分岐されて流出口4に接続される。具体的には、第2流路L2は、第1流路L1の第2の屈曲部が分岐部6とされて分岐され、下方に延びている。すなわち、第2流路L2は、第1流路L1の途中から分岐部6を介して分岐し、流出口4に接続されている。第2流路L2は、例えばパイプ等で直線状に構成されている。第2流路L2の流路断面積は、例えば第1流路L1の流路断面積と略同等とされている。ここでの分岐部6は、三方継手により構成されている。   The second flow path L2 is branched at the second bent portion of the first flow path L1 and connected to the outlet 4. Specifically, the second flow path L2 is branched by making the second bent portion of the first flow path L1 into a branch portion 6, and extends downward. That is, the second flow path L2 branches from the middle of the first flow path L1 via the branch part 6, and is connected to the outlet 4. The second flow path L2 is formed in a straight line with, for example, a pipe. The cross-sectional area of the second flow path L2 is, for example, substantially equal to the cross-sectional area of the first flow path L1. The branch portion 6 here is formed by a three-way joint.

逆止弁7は、第1流路L1の大気導入口5側の端部、又は、第1流路L1における大気導入口5と分岐部6との間に設けられている。ここでの逆止弁7は、第1流路L1の大気導入口5側の端部に設けられている。逆止弁7は、大気導入口5から分岐部6に向かう方向には空気を流通させる一方で、分岐部6から大気導入口5に向かう方向には空気を流通させない。   The check valve 7 is provided at the end of the first flow path L1 on the side of the air inlet 5 or between the air inlet 5 and the branch portion 6 in the first flow path L1. The check valve 7 is provided at an end of the first flow path L1 on the side of the air inlet 5. The check valve 7 allows air to flow from the air inlet 5 toward the branch 6, but does not allow air to flow from the branch 6 to the air inlet 5.

以上のように構成された空気発生装置2では、例えば船体11に対する波面WFの位置の上昇に伴って水Wが流入口3から進入し、第1流路L1の内部の水面WSが上昇して第1流路L1の内部の領域Sが小さくなる。第1流路L1の内部の領域Sが小さくなることに伴い、領域Sに満たされている空気が加圧される。このとき、逆止弁7は、大気導入口5に向かう方向には領域S(第1流路L1の内部)の空気を流通させない。そのため、領域Sの加圧された空気は、分岐部6から第2流路L2へ流れ、第2流路L2に沿って流出口4に向かい、流出口4から気泡Bとして流出することとなる。   In the air generator 2 configured as described above, for example, the water W enters from the inflow port 3 as the position of the wavefront WF with respect to the hull 11 rises, and the water surface WS inside the first flow path L1 rises. The area S inside the first flow path L1 becomes smaller. As the region S inside the first flow path L1 becomes smaller, the air filled in the region S is pressurized. At this time, the check valve 7 does not allow the air in the region S (the inside of the first flow path L1) to flow in the direction toward the air inlet 5. Therefore, the pressurized air in the region S flows from the branch portion 6 to the second flow path L2, flows toward the outlet 4 along the second flow path L2, and flows out of the outlet 4 as bubbles B. .

一方、船体11に対して波面WFの位置が下降すると、第1流路L1に進入していた水Wが流入口3側に戻るため、第1流路L1の内部の水面WSが下降して第1流路L1の内部の領域Sが大きくなる。第1流路L1の内部の領域Sが大きくなることに伴い、領域Sに満たされている空気が膨張して領域Sの気圧が低下される。このとき、逆止弁7は、大気導入口5から分岐部6に向かう方向に空気(大気)を流通させる。よって、次に波面WFの位置が上昇する際に、領域Sに満たされている空気を再び加圧することが可能となり、領域Sの加圧された空気を流出口4から気泡Bとして流出させることが可能となる。   On the other hand, when the position of the wavefront WF lowers with respect to the hull 11, the water W that has entered the first flow path L1 returns to the inflow port 3, and the water surface WS inside the first flow path L1 lowers. The area S inside the first flow path L1 increases. As the area S inside the first flow path L1 increases, the air filled in the area S expands and the pressure in the area S decreases. At this time, the check valve 7 allows air (atmosphere) to flow in a direction from the air inlet 5 to the branch portion 6. Therefore, the next time the position of the wavefront WF rises, the air filled in the region S can be pressurized again, and the pressurized air in the region S flows out from the outlet 4 as bubbles B. Becomes possible.

このように、波面WFの位置が船体11に対する上昇及び下降を繰り返すことを利用して、空気発生装置2は、船体11を空気潤滑する気泡Bを発生させる。このような波面WFの位置の船体11に対する上昇及び下降は、船体11と、波面WFの位置との相対的な位置関係に応じて生じる。つまり、当該上昇及び下降が生じる場合としては、波自体のエネルギーによって生じる場合と、船体11の上下方向の船体運動によって生じる場合と、これらの双方によって生じる場合と、が含まれる。すなわち、波のエネルギー若しくは船体運動、又は波のエネルギー及び船体運動の双方を利用することで、例えば空気を流出口4に向けて圧送するためのブロワ又はコンプレッサ等が不要となり、空気を圧送するための動力を省くことができる。その結果、船体11を空気潤滑する気泡Bを発生させるためのエネルギーを省くことができる。   As described above, the air generator 2 generates bubbles B that lubricate the hull 11 by utilizing the fact that the position of the wavefront WF repeatedly moves up and down with respect to the hull 11. Such a rise and a descent of the position of the wavefront WF with respect to the hull 11 occur depending on the relative positional relationship between the hull 11 and the position of the wavefront WF. That is, ascending and descending cases include a case caused by the energy of the wave itself, a case caused by the vertical hull movement of the hull 11, and a case caused by both. That is, by using the energy of the wave or the hull motion, or both the energy of the wave and the hull motion, for example, a blower or a compressor for pumping air toward the outlet 4 becomes unnecessary, and the air is pumped. Power can be omitted. As a result, energy for generating bubbles B for lubricating the hull 11 can be saved.

また、流入口3は、船体11の底部12に設けられている。船体11の底部12は、通常、水Wに浸漬しているため、船体11周りの水Wが流入口3に進入し易い。よって、波のエネルギー若しくは船体運動、又は波のエネルギー及び船体運動の双方を容易に利用することができる。   The inflow port 3 is provided at the bottom 12 of the hull 11. Since the bottom 12 of the hull 11 is usually immersed in the water W, the water W around the hull 11 easily enters the inlet 3. Therefore, it is possible to easily utilize the energy of the wave or the hull motion, or both the energy of the wave and the motion of the hull.

なお、空気発生装置2が適用されている船舶10は、前述したように、船体11の上下方向において喫水線SLが比較的低い。そのため、例えば、第1流路L1における喫水線SLから水面WSまでの長さが、第2流路L2における喫水線SLから流出口4までの長さよりも大きくなる状況が生じ易い。この場合、水面WSが上昇することで加圧された領域Sの空気が、流出口4から流出し易くなる。つまり、波のエネルギー若しくは船体運動、又は波のエネルギー及び船体運動の双方を利用することでブロワ又はコンプレッサ等を容易に省くことができる。このように、空気発生装置2は、船体11の上下方向において喫水線SLが比較的低い船舶10に好適に適用することができる。   Note that, as described above, the boat 10 to which the air generator 2 is applied has a relatively low draft line SL in the vertical direction of the hull 11. Therefore, for example, a situation in which the length from the draft line SL to the water surface WS in the first flow path L1 is larger than the length from the draft line SL to the outlet 4 in the second flow path L2 is likely to occur. In this case, when the water surface WS rises, the air in the region S pressurized easily flows out from the outlet 4. That is, by using the energy of the wave or the hull motion, or both the energy of the wave and the motion of the hull, a blower, a compressor, and the like can be easily omitted. Thus, the air generator 2 can be suitably applied to the marine vessel 10 having a relatively low draft line SL in the vertical direction of the hull 11.

[第2実施形態]
図2は、本発明の第2実施形態に係る空気発生装置を示す概略側面図である。本発明の第2実施形態に係る空気発生装置2Aが適用された空気潤滑システム1は、船舶20に搭載されている。この船舶20は、船体21の上下方向における喫水線SLの位置が第1実施形態の船体11の上下方向における喫水線SLの位置よりも上方に位置している(喫水が深い)、例えばタンカー等の大型船である。
[Second embodiment]
FIG. 2 is a schematic side view showing the air generator according to the second embodiment of the present invention. The air lubrication system 1 to which the air generator 2A according to the second embodiment of the present invention is applied is mounted on a boat 20. In this ship 20, the position of the draft line SL in the vertical direction of the hull 21 is located above the position of the draft line SL in the vertical direction of the hull 11 of the first embodiment (the draft is deep), for example, a large tanker or the like. It is a ship.

そして、この船舶20の空気発生装置2Aが第1実施形態の船舶10の空気発生装置2と特に異なっている点は、第2流路L2に空気圧送装置8を備える点である。また、船舶20が船舶10よりも喫水が深いことに伴って、第1流路L1の長さが流入口3側において延長されていると共に、第2流路L2の長さが流出口4側において延長されている。従って、本実施形態の船体21は、第1実施形態の船体11に比して、上下方向に長い底部22及び船首部23を備えている。   The air generator 2A of the marine vessel 20 is particularly different from the air generator 2 of the marine vessel 10 of the first embodiment in that an air pump 8 is provided in the second flow path L2. Further, as the draft of the vessel 20 is deeper than that of the vessel 10, the length of the first flow path L1 is extended on the inflow port 3 side, and the length of the second flow path L2 is increased on the outflow port 4 side. Has been extended. Therefore, the hull 21 of the present embodiment includes a bottom 22 and a bow 23 that are longer in the vertical direction than the hull 11 of the first embodiment.

空気圧送装置8は、分岐部6から流出口4に向かう方向に領域Sの空気を圧送する。空気圧送装置8は、波面WFの変動によって上昇した第2流路L2の内部の水に浸ることを抑制するため、例えば第2流路L2の上部である分岐部6側に設けられている。空気圧送装置8としては、例えばブロワ又はコンプレッサを用いることができる。空気圧送装置8は、例えば、分岐部6から流出口4に向かう方向に圧送する空気の流量が所定流量となるように所定動力で駆動される。   The air pumping device 8 pumps the air in the region S in a direction from the branch portion 6 toward the outlet 4. The pneumatic pumping device 8 is provided, for example, on the branch portion 6 side, which is the upper part of the second flow path L2, in order to prevent the air pumping apparatus 8 from being immersed in the water inside the second flow path L2 that has risen due to the fluctuation of the wavefront WF. As the pneumatic feeding device 8, for example, a blower or a compressor can be used. The air pumping device 8 is driven by a predetermined power so that the flow rate of the air to be pumped in the direction from the branch portion 6 to the outlet 4 becomes a predetermined flow rate, for example.

空気発生装置2Aでは、船体21に対する波面WFの位置の上昇に伴い、領域Sの加圧された空気が分岐部6を介して第2流路L2の空気圧送装置8へ流れる。この空気の流れによって、空気の流量が所定流量となるための空気圧送装置8の動力が少なくて済み、空気圧送装置8の動力が低減される。このように波のエネルギー若しくは船体運動、又は波のエネルギー及び船体運動の双方を利用することで、空気圧送装置8の動力を低減することができる。   In the air generator 2 </ b> A, the pressurized air in the region S flows through the branch portion 6 to the air pumping device 8 in the second flow path L <b> 2 as the position of the wavefront WF with respect to the hull 21 increases. Due to this flow of air, the power of the air pump 8 for reducing the flow rate of the air to the predetermined flow rate can be reduced, and the power of the air pump 8 is reduced. By utilizing the energy of the wave or the hull motion, or both the energy of the wave and the hull motion in this manner, the power of the air pumping device 8 can be reduced.

一方、船体21に対して波面WFの位置が下降すると、第1流路L1に進入していた水Wが流入口3側に戻るため、領域Sに満たされている空気は加圧されない。空気発生装置2Aでは、このように領域Sに満たされている空気を加圧できない場合であっても、空気圧送装置8によって空気を圧送することで、空気を流出口4から気泡Bとして流出させることができる。すなわち、空気発生装置2Aは、常時、船体21を空気潤滑するための気泡Bを発生させることが可能である。   On the other hand, when the position of the wavefront WF is lowered with respect to the hull 21, the water W that has entered the first flow path L1 returns to the inflow port 3 side, so that the air filled in the region S is not pressurized. In the air generator 2A, even when the air filled in the region S cannot be pressurized, the air is sent out from the outlet 4 as bubbles B by pumping the air by the air pumping device 8. be able to. That is, the air generator 2A can always generate the air bubbles B for lubricating the hull 21 with air.

[第3実施形態]
図3は、本発明の第3実施形態に係る空気発生装置を示す概略側面図である。本発明の第3実施形態に係る空気発生装置2Bでは、流入口3が船体21の船首部23において水Wに浸漬している第1領域23aに設けられている点で、第2実施形態の空気発生装置2Aと異なっている。
[Third embodiment]
FIG. 3 is a schematic side view showing an air generator according to a third embodiment of the present invention. In the air generating device 2B according to the third embodiment of the present invention, the inflow port 3 is provided in the first area 23a immersed in the water W at the bow 23 of the hull 21. It is different from the air generator 2A.

この変更に伴い、空気発生装置2Bの第1流路L1は、第1の屈曲部C1の下方に位置する第3の屈曲部C2において更に屈曲され、前方に延びて流入口3に至る。第3の屈曲部C2は、喫水線SLよりも下方に位置している。   With this change, the first flow path L1 of the air generator 2B is further bent at the third bent portion C2 located below the first bent portion C1, and extends forward to reach the inflow port 3. The third bent portion C2 is located below the draft line SL.

第1領域23aは、船首部23における喫水線SLよりも下方の領域である。第1領域23aでは、水Wをせき止めるように船体21の船首部23が機能している。すなわち、船体21の船首部23は、船体21の進行方向において水Wをせき止めて、船体21の進行方向における船体21と水Wとの相対速度を低減する。   The first area 23a is an area below the waterline SL in the bow portion 23. In the first region 23a, the bow 23 of the hull 21 functions so as to dam the water W. That is, the bow 23 of the hull 21 dams the water W in the traveling direction of the hull 21, and reduces the relative speed between the hull 21 and the water W in the traveling direction of the hull 21.

一般的に、流入口を船体に設けると、例えば水が流入口に進入したときに、船体と水との相対速度に起因して船体の推進エネルギーの損失が生じる。ここで、船体の底部は、船体の進行方向において水をせき止めるようには機能していない。そのため、船体の底部では、船体の進行方向における船体と水との相対速度が、船体の船首部ほど低減されていない(船体の底部における船体と水との相対速度は、船体の船首部における船体と水との相対速度に比べて大きくなる)。   Generally, when an inlet is provided in a hull, for example, when water enters the inlet, a loss of propulsion energy of the hull occurs due to the relative speed between the hull and the water. Here, the bottom of the hull does not function to dampen water in the direction of travel of the hull. Therefore, at the bottom of the hull, the relative speed between the hull and the water in the direction of travel of the hull is not as reduced as at the bow of the hull (the relative speed between the hull and the water at the bottom of the hull is less than the hull at the bow of the hull. Relative to the relative velocity between water and water).

前述のように、空気発生装置2Bでは、流入口3は、船体21の船首部23において水Wに浸漬している第1領域23aに設けられ、この第1領域23aでは、水Wをせき止めるように船体21の船首部23が機能しているため、船体21の進行方向における船体21と水Wとの相対速度が低減されている。ここで、本実施形態においては、流入口3を第1領域23aに設けている。このため、本実施形態では、船体21と水Wとの相対速度に起因して生じる推進エネルギーの損失を低減することができる。   As described above, in the air generator 2B, the inflow port 3 is provided in the first region 23a immersed in the water W at the bow 23 of the hull 21. In the first region 23a, the water W may be dammed. Since the bow 23 of the hull 21 functions, the relative speed between the hull 21 and the water W in the traveling direction of the hull 21 is reduced. Here, in the present embodiment, the inflow port 3 is provided in the first region 23a. Therefore, in the present embodiment, it is possible to reduce the loss of propulsion energy caused by the relative speed between the hull 21 and the water W.

また、本実施形態では、空気発生装置2Bは、第2実施形態の空気発生装置2Aと同様、分岐部6から流出口4に向かう方向に空気を圧送する空気圧送装置8を第2流路L2に備えている。よって、空気発生装置2Bは、第2実施形態の空気発生装置2Aと同様にして、波のエネルギー若しくは船体運動、又は波のエネルギー及び船体運動の双方を利用することで空気圧送装置8の動力を低減することができるという作用及び効果を奏する。   Further, in the present embodiment, the air generating device 2B is provided with an air pumping device 8 that pumps air in a direction from the branch portion 6 toward the outlet 4 similarly to the air generating device 2A of the second embodiment. In preparation. Therefore, similarly to the air generator 2A of the second embodiment, the air generator 2B uses the energy of the wave or the hull motion, or both the energy of the wave and the hull motion to control the power of the air pumping device 8. An effect and an effect of being able to reduce are exhibited.

[第4実施形態]
図4は、本発明の第4実施形態に係る空気発生装置を示す概略側面図である。本発明の第4実施形態に係る空気発生装置2Cでは、流入口3が船体21の船首部23における喫水線SL付近の第2領域23bに設けられている点で、第3実施形態の空気発生装置2Bと異なっている。
[Fourth embodiment]
FIG. 4 is a schematic side view showing an air generator according to a fourth embodiment of the present invention. In the air generator 2C according to the fourth embodiment of the present invention, the inflow port 3 is provided in the second region 23b near the waterline SL in the bow 23 of the hull 21 in that the air generator 3 of the third embodiment is provided. 2B.

第2領域23bは、一例として、船首部23における喫水線SLよりも上方の領域であって、船体21周りの水Wが進入可能となるように流入口3を配置することができる領域である。   The second region 23b is, for example, a region above the draft line SL in the bow portion 23, and is a region where the inflow port 3 can be arranged so that the water W around the hull 21 can enter.

空気発生装置2Cでは、船体21に対する波面WFの位置が流入口3の位置よりも上昇した場合には、第3実施形態の空気発生装置2Bにおいて流入口3が第1領域23aに設けられている場合と同様、流入口3に水Wが進入してくる。この場合には、空気発生装置2Cは、第3実施形態の空気発生装置2Bと同様にして、波のエネルギー若しくは船体運動、又は波のエネルギー及び船体運動の双方を利用することで空気圧送装置8の動力を低減することができるという作用及び効果を奏する。   In the air generator 2C, when the position of the wavefront WF with respect to the hull 21 is higher than the position of the inlet 3, the inlet 3 is provided in the first region 23a in the air generator 2B of the third embodiment. As in the case, the water W enters the inlet 3. In this case, similarly to the air generator 2B of the third embodiment, the air generator 2C uses the energy of the wave or the hull motion, or both the energy of the wave and the hull motion, to thereby provide the air pumping device 8C. The effect and effect that the power of can be reduced.

一方、空気発生装置2Cでは、船体21に対する波面WFの位置が流入口3の位置よりも下降した場合には、流入口3に水Wが進入して来ない。このように波面WFが流入口3よりも下方に位置している場合、水Wが流入口3に進入しないため、水Wが流入口3に進入するときに生じる推進エネルギーの損失が生じない。よって、空気発生装置2Cでは、流入口3を第2領域23bに設けることで、推進エネルギー損失を一層低減することができる。   On the other hand, in the air generator 2 </ b> C, when the position of the wavefront WF with respect to the hull 21 is lower than the position of the inlet 3, the water W does not enter the inlet 3. When the wavefront WF is positioned below the inflow port 3 as described above, the water W does not enter the inflow port 3, so that no loss of propulsion energy occurs when the water W enters the inflow port 3. Therefore, in the air generator 2C, the propulsion energy loss can be further reduced by providing the inflow port 3 in the second region 23b.

以上、本発明の第1〜第4実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、空気発生装置2,2A,2B,2Cでは、第1流路L1が第1の屈曲部C1で屈曲されており第2流路L2が直線状とされていたが、第2流路L2が屈曲されており第1流路L1が直線状とされていてもよい。   The first to fourth embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the air generators 2, 2A, 2B, and 2C, the first flow path L1 is bent at the first bent portion C1 and the second flow path L2 is linear, but the second flow path L2 May be bent, and the first flow path L1 may be linear.

また、第2〜第4実施形態に係る空気発生装置2A,2B,2Cでは、エアタンクが分岐部6と空気圧送装置8との間に設けられていてもよい。この場合、加圧された空気を一時的に貯留するバッファとしてエアタンクを利用することができる。   In the air generators 2A, 2B, and 2C according to the second to fourth embodiments, an air tank may be provided between the branch portion 6 and the air pressure feeding device 8. In this case, an air tank can be used as a buffer for temporarily storing the pressurized air.

1…空気潤滑システム、2,2A,2B,2C……空気発生装置、3…流入口、4…流出口、5…大気導入口、6…分岐部、7…逆止弁、8…空気圧送装置、10,20…船舶、11,21…船体、12,22…底部、13,23…船首部、23a…第1領域、23b…第2領域、L1…第1流路、L2…第2流路、SL…喫水線、W…水。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air lubrication system, 2, 2A, 2B, 2C ... Air generator, 3 ... Inlet, 4 ... Outlet, 5 ... Atmospheric inlet, 6 ... Branch, 7 ... Check valve, 8 ... Air pressure feeding Apparatus: 10, 20: ship, 11, 21: hull, 12, 22: bottom, 13, 23: bow, 23a: first area, 23b: second area, L1: first flow path, L2: second Flow path, SL: waterline, W: water.

Claims (7)

船体周りの水が進入可能な流入口と、
水に浸漬するように前記船体に設けられた流出口と、
前記流入口と前記流出口の間に形成された内部領域と、
前記内部領域に空気を導入する導入口と、
を備え、
前記内部領域は、水面によって空気が満たされた領域と水が満たされた領域とに区画され、
前記船体に対する波面の上昇によって、前記流入口から水が進入し、進入した水によって前記内部領域の水面が上昇することで空気が加圧されて、前記流出口から空気が流出する、空気発生装置。
An inlet through which water around the hull can enter,
An outlet provided in the hull so as to be immersed in water,
An internal region formed between the inlet and the outlet,
An inlet for introducing air into the internal region,
With
The internal region is divided into a region filled with air and a region filled with water by a water surface,
An air generator in which water enters from the inflow port due to the rise of the wavefront with respect to the hull , and air is pressurized by increasing the water level of the internal region by the entered water, and air flows out from the outflow port. .
前記流入口と前記導入口とを接続する第1流路と、
前記第1流路の途中から分岐し、前記流出口に接続される第2流路と、を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の空気発生装置。
A first flow path connecting the inflow port and the introduction port,
2. The air generator according to claim 1, further comprising: a second flow path that branches off from the middle of the first flow path and is connected to the outlet. 3.
前記導入口から前記内部領域に向かう方向に空気を流通させる逆止弁を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の空気発生装置。   The air generating device according to claim 2, further comprising a check valve that allows air to flow in a direction from the inlet to the internal region. 空気を圧送する空気圧送装置を前記第2流路に備え、
前記第2流路は、前記第1流路の途中から分岐部を介して分岐し、
前記空気圧送装置は、前記分岐部から前記流出口に向かう方向に空気を圧送する、請求項2又は3記載の空気発生装置。
An air pumping device for pumping air is provided in the second flow path,
The second flow path branches from the middle of the first flow path via a branch portion,
4. The air generator according to claim 2, wherein the air pumping device pumps air in a direction from the branch to the outlet. 5.
前記流入口は、前記船体の底部に設けられている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の空気発生装置。   The air generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the inflow port is provided at a bottom of the hull. 前記流入口は、前記船体の船首部において前記水に浸漬している第1領域に設けられている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の空気発生装置。   The air generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the inflow port is provided in a first area immersed in the water at a bow of the hull. 前記流入口は、前記船体の船首部における喫水線付近の第2領域に設けられている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の空気発生装置。   The air generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the inflow port is provided in a second area near a waterline at a bow portion of the hull.
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