JPH08239083A

JPH08239083A - 摩擦低減船

Info

Publication number: JPH08239083A
Application number: JP7045965A
Authority: JP
Inventors: Yoji Kato; 洋治加藤; Tadashi Oi; 忠司大井; Yoshiaki Takahashi; 義明高橋; Osamu Watanabe; 修渡辺; Hideo Mitsutake; 英生光武; Shoichi Maruyama; 尚一丸山
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1995-03-06
Filing date: 1995-03-06
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】摩擦低減船に係わるもので、巡航速度時にお
ける摩擦抵抗の低減を効率的に行ってエネルギ収支を向
上せしめ、気泡水混合流体を船体表面に沿って効率的に
噴出させ、船舶等の摩擦抵抗の低減を確実に行い、か
つ、船体形状の変化に対する摩擦低減策の融通性を高め
る。【構成】気泡水混合流体を没水表面に噴出させて摩擦
低減を図る摩擦低減船であって、摩擦低減船の巡航速度
時の流線に沿って流体噴出口が配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気泡水混合流体を没水
表面に噴出させて摩擦低減を図る摩擦低減船に関する。

【０００２】

【従来の技術】船舶等の摩擦低減を図るために、船体の
表面に気泡または空気層を介在させる方法が提案されて
いる。気泡を水中に噴出させる技術として、（１）特開
昭５０−８３９９２号、（２）特開昭５３−１３６２８
９号、（３）特開昭６０−１３９５８６号、（４）特開
昭６１−７１２９０号、（５）実開昭６１−３９６９１
号、（６）実開昭６１−１２８１８５号が提案されてい
る。

【０００３】そして、これらの技術では、気泡を噴出さ
せる方法として、空気ポンプで発生させた加圧空気を複
数の穴や多孔板から水中に噴出させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した
（１）ないし（６）の技術は、以下の課題を有している
ために、いずれも実用化されていないのが実情である。 (ａ)加圧空気のみを複数の穴から噴出する方法である
と、微細な気泡を得ることが困難で、気泡が浮力に基づ
く上昇力によって船体から離れ易く、摩擦抵抗低減範囲
が小さくなる。 (ｂ)多孔質板から微細な気泡を吹き出す技術では、多孔
質板での気泡吹き出し時における圧力損失に基づくエネ
ルギ消費が大きくなって、摩擦抵抗低減によるエネルギ
節約よりも、気泡吹き出しのためのエネルギ消費の方が
多くなる。

【０００５】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、以下の目的を有するものである。巡航速度時における摩擦抵抗の低減を効率的に行って
エネルギ収支を向上せしめること。気泡水混合流体を船体表面に沿って効率的に噴出させ
ること。船舶等の摩擦抵抗の低減を確実に行うこと。船体形状の変化に対する摩擦低減策の融通性を高める
こと。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる摩擦低減
船にあっては、気泡水混合流体を没水表面に噴出させて
摩擦低減を図るため、没水表面に複数の流体噴出口が配
設されるとともに、該流体噴出口が摩擦低減船における
巡航速度時の流線に沿って配列される技術を採用してい
る。このとき、流体噴出口は、後方側に向けて配される
とともに、流体噴出口の流線方向の間隔は、摩擦低減有
効距離以下に設定される。また、巡航速度時の流線は、
船体形状、巡航速度等を勘案して、コンピュータ解析、
模型による水槽実験等によって求められる。この場合の
気泡水混合流体発生手段としては、加圧水供給手段に接
続され側壁に内外を連通状態とする連通部が設けられた
流体移送管、該流体移送管の回りに配され連通部を囲ん
だ状態に配されるガスチャンバ、該ガスチャンバに接続
され加圧気体を送り込んで連通部を経由して流体移送管
内に噴出させる加圧気体供給手段を具備するものが好適
である。

【０００７】

【作用】流体噴出口から気泡水混合流体を噴出させる
と、該気泡水混合流体は、巡航速度時の流線に沿って後
方側に送られる。複数の流線に沿って気泡水混合流体を
噴出させることにより、没水表面の広い範囲で摩擦低減
が図られる。このとき、流体噴出口が、摩擦低減有効距
離の範囲内で流線に沿って配列されていると、気泡水混
合流体がそれぞれの流線の長い距離に亘って送り込ま
れ、摩擦低減効果が連続するものとなる。流体噴出口
を、後方側に向けて配設しておくと、気泡水混合流体が
没水表面に沿って長い距離に亘って送り出されるととも
に、気泡水混合流体の運動エネルギが船体の推進力とし
て働く。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係る摩擦低減船の実施例につ
いて、図面を参照して説明する。

【０００９】〔第１実施例〕図１ないし図３は、本発明
に係る摩擦低減船の第１実施例を示すもので、図中、符
号Ｙは摩擦低減船、Ｅは摩擦低減対象範囲（吹出し領
域）、１は船体、２は気泡水混合流体発生手段、３は流
体噴出口（流体噴出口）、４は没水表面、５は推進器、
６は舵、７は空気取入れ口、８は吸水口を示している。

【００１０】前記摩擦低減船Ｙにおける船体１の適宜位
置には、後述する気泡水混合流体発生手段２が搭載さ
れ、この気泡水混合流体発生手段２は、空気取入れ口７
および吸水口８に接続されて微細な気泡を含む気泡水混
合流体を発生させる機能を有するものが適用される。ま
た、空気取入れ口７は、船体１における甲板の前部に前
方を臨んだ状態に配され、吸水口８は、左右の没水表面
４に前方を臨んだ状態に配される。

【００１１】前記流体噴出口３は、図１に示すように、
摩擦低減対象表面である没水表面（没水状態の船体表
面）４における摩擦低減対象範囲（吹出し領域）Ｅに多
数設けられ、気泡水混合流体発生手段２に接続されて、
気泡水混合流体を海水（水）中に、例えば船体１の斜め
後方に噴出するものであり、スリット状に形成されてい
る。

【００１２】上記流体噴出口３の配置について図２を用
いて詳細に説明する。図２は、摩擦低減船の巡航速度時
における没水表面４の流線についてのコンピュータ解析
例を示すものであり、図中、符号４ａは解析用分割線、
４ｂは解析により得られた流線、矢印Ａは船体１の進行
方向を示している。流体噴出口３は、流線４ｂに沿って
配置され、しかも、流線４ｂ方向に、例えば等ピッチの
配列ピッチＰで配列されている。ここで配列ピッチＰ
は、気泡水混合流体の噴出による摩擦抵抗の低減効果が
有効に働く距離（摩擦低減有効距離）Ｌ以下の値に設定
されている。流体噴出口３のスリット長さ（流線４ｂに
直交する方向の長さ）については、隣接する流線４ｂ間
の２等分線よりも張り出すこと、すなわち、隣接する流
線４ｂに配置される流体噴出口３どうしが流線４ｂ方向
に沿ってオーバーラップすることが好ましい。

【００１３】このように構成されている摩擦低減船Ｙに
おける摩擦低減について、以下説明する。流体噴出口３
から気泡水混合流体を噴出させると、この気泡水混合流
体は、巡航速度時の流線４ｂに沿って後方側に送られ
る。複数の流線４ｂに沿って気泡水混合流体を噴出させ
ることにより、没水表面４の摩擦低減が行われる。この
とき、各流線４ｂについて流体噴出口３が摩擦低減有効
距離Ｌ以下の配列ピッチＰで配列されているので、気泡
水混合流体がそれぞれの流線４ｂの長い距離に亘って送
り込まれ、摩擦低減効果がもたらされる。また、流体噴
出口３が、後方側に向けて配設されていることから、気
泡水混合流体が没水表面４に沿って長い距離に亘って送
り出されるとともに、気泡水混合流体の運動エネルギが
船体１の推進力として働く。

【００１４】〔第２実施例〕図３は、本発明に係る摩擦
低減船の第２実施例を示すものであり、巡航速度時にお
ける没水表面４に関しての流線についてのコンピュータ
解析結果を示すものである。図３（ａ）は、船体１を前
方から見た右半分、（ｂ）は船体１を後方から見た左半
分の流線４ｂを示すものである。なお、図において解析
用分割線４ａに付随する括弧付き数字（(0)、(0.25)、
(9.75)、(10)等）は、船体１を船尾から船首に向けて１
０等分したときの分割位置を示すものである。図示して
いない部分の流線４ｂ、すなわち解析用分割線４ａの
(2.5)から(8)に対応する流線４ｂは、吃水線に対して概
略平行であった。

【００１５】流体噴出口３における配列ピッチＰは、第
１実施例の場合と同様に摩擦低減有効距離Ｌ以下に設定
されている。船体１の中央部分については、没水表面４
が平行となるために図示を省略しているが、吃水線に対
して平行な流線に沿って流体噴出口３が配列ピッチＰで
多数設けられている。

【００１６】このように、流体噴出口３が設けられてい
ることから、第２実施例においても、前記第１実施例と
同様の作用効果を奏することができる。なお、図３
（ｂ）に流体噴出口３が設けられていないのは、この位
置で気泡水混合流体を噴出すると、推進器５が空気を巻
き込んでキャビテーション現象を起こすおそれがあるた
めである。

【００１７】一方、図４は、気泡水混合流体発生手段２
の構造例を示すもので、符号１１は加圧水供給手段、１
２は加圧空気供給手段（加圧気体供給手段）、１３は流
体移送管、１４は連通部、１５はガスチャンバを示して
いる。加圧水供給手段１１は、例えば吸水口８に接続さ
れ海水（水）を吸入・加圧して加圧水を発生させるため
のポンプ、加圧水の流量・圧力を制御する制御手段、給
水圧力を計測するための給水圧力計や、給水量を計測す
るための液量計等を有するものが適用され、流体移送管
１３に接続される。加圧空気供給手段１２は、例えば空
気取入れ口７に接続され空気（大気）を吸引して加圧す
るためのブロア、空気（大気）の流量・圧力を制御する
制御機構を備えたものが適用されるとともに、ガスチャ
ンバ１５に接続される。流体移送管１３は、加圧水供給
手段１１と流体噴出口３との間に接続状態に配され、側
壁１３ａの途中に管内外を連通状態とする連通部１４が
設けられる。連通部１４は、流体移送管１３の側壁１３
ａを形成する金属パイプの一部に細孔１３ｂが形成され
てなるものである。ガスチャンバ１５は、流体移送管１
３の回りに連通部１４を囲んだ状態かつ気密状態に配さ
れるとともに、加圧空気供給手段１２に接続される。

【００１８】上記気泡水混合流体発生手段２において
は、加圧水供給手段１１を作動させると、加圧水が流体
移送管３に送り込まれて、流体移送管３の内部に流水が
発生する。また、加圧空気供給手段１２を作動させる
と、加圧空気がガスチャンバ１５の内部に送り込まれて
連通部１４を経由して流体移送管１３を流れる流水中に
噴出させられる。加圧空気は、連通部１４をなす細孔１
３ｂを経由する間に分割され、複数箇所から細孔１３ｂ
の孔径に応じた細い空気流となって噴出する。この空気
流は細いので分断されやすい状態であるとともに、流水
との交差によって切断されて、径の小さな気泡（マイク
ロバブル）が多数生成されて、流水に混合した状態とな
り、以下、小さな径を保持したまま、流体移送管１３に
よって流体噴出口３まで移送される。

【００１９】

【発明の効果】本発明の摩擦低減船においては、以下の
効果を奏する。（１）気泡水混合流体の流体噴出口を、巡航速度時の流
線に沿って配列することにより、気泡水混合流体を船体
表面に沿って効率的に噴出させることができ、巡航速度
時における摩擦抵抗の低減を効率的に行うことができ
る。（２）流線に沿う流体噴出口の間隔が、摩擦低減有効距
離以下に設定されていることにより、気泡水混合流体を
それぞれの流線の長い距離に亘って送り込み、気泡水混
合流体を船体表面に沿って効率的に噴出させて効果的な
摩擦低減を図ることができる。（３）空気と水とを混合して気泡水混合流体として噴出
させることにより、気泡の移送性を高めて必要量の気泡
を噴出させることができ、加えて、水の運動エネルギを
船の推進力として利用し、エネルギ収支を向上させるこ
とができる。（４）船体形状が変化した場合でも、没水表面の全部ま
たは所望する箇所に摩擦低減策を講じることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る摩擦低減船の第１実施例を示す正
面図である。

【図２】図１に示す流体噴出口の配置状況を示す斜視図
である。

【図３】本発明に係る摩擦低減船の第２実施例を示すも
ので、（ａ）は船体を前方から見た没水表面の右半分に
おける流体噴出口の配置および流線の解析図、（ｂ）は
船体を後方から見た没水表面の左半分における流線の解
析図である。

【図４】本発明に係る摩擦低減船に適用される気泡水混
合流体発生手段の構造例を示す一部を断面した正面図で
ある。

【符号の説明】

Ｙ摩擦低減船Ｅ摩擦低減対象範囲（吹出し領域）Ｌ摩擦低減有効距離Ｐ配列ピッチ１船体２気泡水混合流体発生手段３流体噴出口（流体噴出口）４没水表面４ｂ巡航速度時の流線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋義明東京都江東区豊洲二丁目１番１号石川島播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者渡辺修神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地石川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者光武英生神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地石川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者丸山尚一神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地石川島播磨重工業株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気泡水混合流体を没水表面（４）に噴出
させて摩擦低減を図る摩擦低減船（Ｙ）であって、摩擦低減船の巡航速度時の流線（４ｂ）に沿って複数の
流体噴出口（３）が配置されることを特徴とする摩擦低
減船。
【請求項２】複数の流体噴出口（３）の配列ピッチ
（Ｐ）が、摩擦低減有効距離（Ｌ）以下に設定されるこ
とを特徴とする請求項１記載の摩擦低減船。