WO2014087717A1 - 船舶 - Google Patents

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WO2014087717A1
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section
forth
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Inventor
健五 松嶋
克則 渡邊
井上　知己
Original Assignee
株式会社大島造船所
日本郵船株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
    • B63B1/34—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by reducing surface friction
    • B63B1/38—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by reducing surface friction using air bubbles or air layers gas filled volumes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/14—Hull parts
    • B63B3/62—Double bottoms; Tank tops
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Definitions

  • the present invention relates to a ship provided with an air lubrication device, and more particularly to a ship in which air jets are arranged over almost the entire width of the ship bottom.
  • the air outlets are arranged in series over the entire width of the bottom of the ship (for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the air outlet is formed in the ship bottom outer plate by opening each long space and covering the openings with a cover plate having a large number of small holes (for example, Patent Document 3).
  • JP 2010-120612 A JP 2011-213324 A JP 11-291974 A
  • the ship bottom skin is a so-called longitudinal strength member, and a large tensile force acts on the ship bottom skin by vertical bending.
  • stress concentration occurs around the opening.
  • an excessive stress is generated due to the influence of stress by the adjacent opening. That is, when a large number of openings are arranged in the width direction on the ship bottom outer plate, there is a problem that the longitudinal bending strength is lowered.
  • the present invention has been made under such circumstances, and enables effective air lubrication by arranging the air outlets in the width direction of the hull while minimizing the decrease in longitudinal bending strength.
  • the aim is to provide a possible ship.
  • a ship according to the present invention has air lubrication jets arranged in a width direction in a double bottom in which a plurality of sections surrounded by a floor and a girder are arranged in a grid pattern.
  • the section provided with the above-mentioned spout, and the section arranged adjacently in the hull width direction is arranged to be shifted back and forth in the hull length direction.
  • the sections provided with the spouts may be arranged in the hull width direction, and may be alternately arranged back and forth in the hull length direction.
  • the section provided with the jet port which is disposed adjacent in the hull width direction, may be shifted in the hull length direction by one floor space.
  • the plurality of jets may be arranged in the hull width direction in the section, and the jets adjacent in the hull width direction may be arranged to be shifted back and forth in the hull length direction.
  • the spouts arranged in the width direction of the hull within the section may be alternately arranged back and forth in the hull length direction.
  • the spouts arranged in the width direction of the hull in the section may be arranged to be alternately back and forth in the hull length direction at a pitch of at least twice the length of the spout.
  • the air jets are arranged so as to be shifted back and forth, so that it is possible to arrange the air outlets in the width direction of the hull while minimizing the decrease in the longitudinal bending strength.
  • FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of a ship 1 according to the present invention.
  • the ship 1 includes an air lubrication device 2.
  • the air lubrication device 2 is a device that generates high-pressure air supplied from an air source 3 from a jet port 4 disposed at the bottom of a ship to generate bubbles, thereby reducing frictional resistance.
  • the air source 3 is a device that generates high-pressure air by boosting the atmosphere, and is, for example, a compressor or a blower.
  • a supercharger of a main engine (not shown) of the ship 1 may be used as the air source 3 instead of a dedicated compressor or blower. That is, high-pressure air may be extracted from the supercharger and supplied to the air lubrication device 2.
  • the spout 4 is generally configured as shown in FIG. That is, the spout 4 is formed in the double bottom, and includes a chamber 7 attached to the inside of the hull inside the opening 6 opened in the ship bottom skin 5 and a cover plate 8 covering the opening 6.
  • the chamber 7 is supplied with high-pressure air from the air source 3 through the air supply tube 9, and the high-pressure air supplied to the chamber 7 is ejected to the outside through a small hole 10 formed in the cover plate 8 to generate bubbles.
  • FIG. 3 shows a planar arrangement of the ejection ports 4 and the structural members on the ship bottom skin 5 of the ship 1.
  • a longe 11 and a girder 12 are disposed on the ship bottom outer plate 5.
  • Both the longe 11 and the girder 12 are structural members that run in the fore-and-aft direction, that is, longitudinal members.
  • the longe 11 has a predetermined interval (Longi space (LS)), and the girder 12 has 4 longi space.
  • LS Longi space
  • Reference numeral 13 denotes a center girder disposed on the center of the hull, and the right side in FIG.
  • FIG. 3 is the direction toward the bow, that is, FIG. 3 shows the port side half of the bottom shell outer plate 5.
  • Longi 11 is a comparatively small longitudinal member made of angle steel or the like, and girder 12 and center girder 13 are large longitudinal passages having a depth reaching the inner bottom plate (not shown) from ship bottom outer plate 5. It is a material.
  • floors 14 are arranged at intervals of 3 frame spaces (FS) in the stern direction.
  • the floor 14 is a lateral strength member that extends in the width direction of the hull, and has a depth that reaches the inner bottom plate (not shown) from the outer bottom plate 5.
  • the double bottom of the ship 1 is divided into a lattice pattern by the girder 12 or the center girder 13 and the floor 14.
  • a rectangular area surrounded by a pair of adjacent girder 12 or center girder 13 and a pair of adjacent floors 14 will be referred to as a “partition”.
  • the section A is the innermost section (near the center line) of the port side.
  • the section B is a section adjacent to the section A in the hull width direction, and is closer to the stern by one floor space than the section A in the hull length direction.
  • the section C is adjacent to the section B in the hull width direction, and is closer to the bow than the section B by one floor space in the hull length direction, that is, at the same position as the section A.
  • the sections A to C are arranged adjacent to each other in the hull width direction, and the adjacent sections are arranged back and forth by one floor space in the hull length direction. That is, the jetting outlet 4 is arranged, and the sections adjacent in the hull width direction are arranged shifted in the hull length direction. Further, a section adjacent to a section adjacent to a section is disposed at the same position as the section in the hull length direction. That is, the sections in which the jet nozzles 4 are arranged and are arranged in the hull width direction are alternately arranged back and forth in the hull length direction.
  • the jet outlets 4 are arranged between the adjacent longages 11, and the adjacent jet outlets 4 in the hull width direction alternately move back and forth in the hull length direction.
  • the jet nozzle 4 exists in the range of about 1 frame space, and the jet nozzle 4 adjacent in the hull width direction is arrange
  • the jet outlets 4 are alternately arranged back and forth in the hull length direction at a pitch of at least twice the length of the jet outlets 4.
  • the ship 1 arrange
  • the fall of the longitudinal bending strength of the ship bottom outer plate 5 can be suppressed. Even if the ship bottom skin 5 around the spout 4 is deformed, the displacement is limited by the girder 12 and the floor 14 arranged at the boundary of the section. It is hard to reach division. Therefore, the fall of the longitudinal bending strength of the ship bottom outer plate 5 is further suppressed.
  • the adjacent jet nozzles 4 are arranged so as to be shifted back and forth in the compartment, the stress concentration can be reduced also in the compartment. Therefore, the fall of the longitudinal bending strength of the ship bottom outer plate 5 is further suppressed.
  • the present invention it is possible to arrange the air outlets in the width direction of the hull while minimizing the decrease in the longitudinal bending strength, thereby realizing a ship capable of effective air lubrication. it can. As a result, it is possible to contribute to the reduction of operation expenses, energy saving, and the preservation of the global environment.
  • the said embodiment is an illustration of this invention, Comprising:
  • the technical scope of this invention is not limited by the said embodiment.
  • the present invention can be freely applied, modified or improved as long as it is within the technical idea shown in the claims.
  • the application object of this invention is the ship which employ
  • the present invention can also be applied to a ship that employs a long system, that is, a ship that does not have a horizontal frame, or a ship that cannot conceive a frame space.
  • the present invention is useful as a ship equipped with an air lubrication device.

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Abstract

　フロア（１４）とガーダー（１２）で囲まれる複数の区画が碁盤目状に配列される二重底内に空気潤滑用の噴出口（４）を船体幅方向に配列して備える船舶において、噴出口（４）を備える区画であって、船体幅方向において隣接して配置される区画（Ａ）～（Ｃ）は、船体長さ方向において、前後にずらして配置されている。

Description

船舶
　本発明は、空気潤滑装置を備える船舶、特に船底のほぼ全幅に亘って空気噴出口を配列する船舶に関する。
　船舶、特に大型船が航行中に水から受ける船体抵抗の大部分は、船底部における外水の相対流によって生じる摩擦抵抗で占められている。そのため、船底部から空気を噴出して気泡を発生させて、該気泡を船底部に沿って流す空気潤滑は、船舶の燃料消費の低減と二酸化炭素の排出抑制に大きな効果がある。
　空気潤滑を効果的に行なう為には、船底部全体に気泡を流す必要があるから、空気噴出口が船底部の全幅に亘って直列に配置される（例えば、特許文献１，２）。また、空気噴出口は船底外板に、ロンジスペース毎に開口を開けて、多数の小孔を有するカバープレートでそれらの開口を覆って形成される（例えば、特許文献３）。
特開２０１０－１２０６１２号公報 特開２０１１－２１３３２４号公報 特開平１１－２９１９７４号公報
　前述したように、空気潤滑装置を備える船舶においては、船底外板のほぼ全幅に亘って、開口を開ける必要がある。しかしながら、船底外板はいわゆる縦強度部材であって、船底外板には縦曲げによって大きな引張力が作用する。このような部材に開口を設けると、開口周りに応力集中が発生する。また、開口部が隣接すると、隣の開口による応力影響を受けて、さらに過大な応力が発生する。つまり、船底外板において多数の開口を幅方向に配列すると、縦曲げ強度が低下するという問題がある。
　本発明は、このような背景の下でなされたものであり、縦曲げ強度の減少を最小限に抑えながら、空気噴出口の船体幅方向への配列を可能にして、効果的な空気潤滑が可能な船舶を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る船舶は、フロアとガーダーで囲まれる複数の区画が碁盤目状に配列される二重底内に空気潤滑用の噴出口を船体幅方向に配列して備える船舶において、前記噴出口を備える区画であって、船体幅方向において隣接して配置される区画は、船体長さ方向において、前後にずらして配置されていることを特徴とする。
　前記噴出口を備える区画は、船体幅方向に配列されていて、船体長さ方向において、交互に前後して配置されるようにしてもよい。
　前記噴出口を備える区画であって、船体幅方向において隣接して配置される区画は、船体長さ方向において、１フロアスペース分だけ前後にずらして配置されるようにしてもよい。
　複数の前記噴出口が前記区画内で船体幅方向に配列されるとともに、船体幅方向において隣接する前記噴出口は、船体長さ方向において前後にずらして配置されるようにしてもよい。
　前記区画内で船体幅方向に配列される前記噴出口は、船体長さ方向において、交互に前後して配置されるようにしてもよい。
　前記区画内で船体幅方向に配列される前記噴出口は、前記噴出口の長さの少なくとも２倍のピッチで、船体長さ方向において、交互に前後して配置されるようにしてもよい。
　本発明によれば、二重底内の区画であって、フロアとガーダーで囲まれて、空気潤滑用の空気噴出口を備える区画が船体幅方向において隣接して配置される場合に、船体長さ方向において、前後にずらして配置したので、縦曲げ強度の減少を最小限に抑えながら、空気噴出口の船体幅方向への配列を可能にできる。
空気潤滑装置を搭載する船舶の概念的な構成図である。 空気潤滑装置の噴出口の構成を示す概念的な縦断面図である。 噴出口の配置を説明する説明図である。
　図１は、本発明に係る船舶１の概念的な構成図である。図１に示すように船舶１は空気潤滑装置２を備える。空気潤滑装置２は空気源３から供給される高圧空気を船底に配置した噴出口４から噴出させて気泡を生成して、摩擦抵抗を低減する装置である。なお、噴出口４は複数台あって、船舶１の船底が全幅に亘って気泡で覆われるように配列される。また、空気源３は大気を昇圧して高圧空気を生成する装置であって、例えば、コンプレッサやブロワである。専用のコンプレッサやブロワの代わりに船舶１の図示しない主機関の過給機を空気源３としても良い。つまり、過給機から高圧空気を抽気して空気潤滑装置２に供給するようにしてもよい。
　噴出口４は、概ね、図２に示すように構成される。すなわち、噴出口４は二重底内にあって、船底外板５に開けられた開口６の内側の船体内部に取り付けられたチャンバー７と、開口６を覆うカバープレート８とから構成される。チャンバー７には送気管９を介して空気源３から高圧空気が供給され、チャンバー７に供給された高圧空気はカバープレート８に開けられた小穴１０を通して外部に噴出されて、気泡を生成する。
　船舶１の船底外板５上にある噴出口４と構造部材の平面的な配置を図３に示す。図３に示すように、船底外板５には、ロンジ１１とガーダー１２が配置される。ロンジ１１とガーダー１２はいずれも、船首尾方向に走る構造部材、つまり縦通材であって、ロンジ１１は所定の間隔（ロンジスペース（Ｌ．Ｓ））を空けて、ガーダー１２は４ロンジスペースを空けて、船体幅方向に配列される。したがって、隣り合うガーダー１２の間には３本のロンジ１１が配列される。なお、１３は船体中心上に配置されるセンターガーダーであって、図３において右が船首に向かう方向である、つまり図３は船底外板５の左舷側の半分を示している。また、ロンジ１１は山形鋼等を素材とする比較的小形の縦通材であり、ガーダー１２及びセンターガーダー１３は船底外板５から、図示しない内底板に達する深さを有する大形の縦通材である。
　また、船首尾方向には３フレームスペース（Ｆ．Ｓ）間隔で、フロア１４が配列されている。フロア１４は船体幅方向に延びる横強度部材であって、船底外板５から、図示しない内底板に達する深さを有する。
　このように、船舶１の二重底はガーダー１２又はセンターガーダー１３とフロア１４で格子状に分割されている。以下、本明細書において、隣り合う１組のガーダー１２又はセンターガーダー１３と、隣り合う１組のフロア１４で囲まれた矩形の領域を「区画」と呼ぶことにする。
　さて、噴出口４が配置された二重底内の区画に、図３に示すように、ＡないしＣの符号を付けて説明する。図３から明らかなように、区画Ａは左舷の最も内側（中心線寄り）の区画である。区画Ｂは船体幅方向において区画Ａと隣接する区画であって、船体長さ方向においては区画Ａよりも、１フロアスペースだけ船尾寄りにある。区画Ｃは船体幅方向において区画Ｂと隣接し、船体長さ方向においては区画Ｂよりも、１フロアスペースだけ船首寄り、つまり、区画Ａと同じ位置にある。
　このように、区画ＡないしＣは船体幅方向に隣接して配置され、隣接する区画は船体長さ方向に１フロアスペースだけ前後して配置されている。つまり、噴出口４が配置されて、船体幅方向において隣接する区画は、船体長さ方向にずらして配置されている。また、ある区画に隣接する区画に、さらに隣接する区画は、船体長さ方向において当該区画と同じ位置に配置されている。つまり、噴出口４が配置されて、船体幅方向に配列された区画は、船体長さ方向において交互に前後して配置されている。
　また、区画ＡないしＣのそれぞれにおいて、例えば区画Ａにおいて、噴出口４は、隣接するロンジ１１の間に配置されて、船体幅方向において隣接する噴出口４は船体長さ方向に交互に前後して配置されている。また、噴出口４は、ほぼ１フレームスペースの範囲にあって、船体幅方向において隣接する噴出口４は２フレームスペースだけ前後して配置されている。つまり、噴出口４は噴出口４の長さの少なくとも２倍のピッチで、船体長さ方向において、交互に前後して配置されている。
　このように、船舶１は噴出口４を配置した区画を、船体長さ方向に前後させて、船体幅方向に配列しているから、すべての噴出口４が船体幅方向に並ぶことがないので、船底外板５の縦曲げ強度の低下を抑制できる。また、噴出口４の周りの船底外板５が変形しても、区画の境界に配置されたガーダー１２とフロア１４によって変位が制限されるので、噴出口４の周りに生じた変形は他の区画に及びにくい。そのため船底外板５の縦曲げ強度の低下は更に抑制される。また、区画の中においても、隣接する噴出口４を前後にずらして配置しているので、区画の内部においても応力集中を緩和できる。そのため船底外板５の縦曲げ強度の低下は更に抑制される。
　以上説明したように本発明によれば、縦曲げ強度の減少を最小限に抑えながら、空気噴出口の船体幅方向への配列を可能にするから、効果的な空気潤滑が可能な船舶を実現できる。その結果、運行経費の削減、省エネ、ひいては地球環境の保全に貢献することができる。
　なお、上記実施形態は本発明の例示であって、本発明の技術的範囲は上記実施形態によっては限定されない。本発明は特許請求の範囲に示された技術的思想の限りにおいて、自由に応用、変形あるいは改良して実施することができる。
　例えば、上記実施形態では、２フロアスペースの範囲で区画が前後する例を示したが、例えば３フロアスペースの範囲で区画を前後させてもよい。また上記実施形態においては、いわゆるコンバインドシステムを採用した船舶１を例示したので、３フレームスペースが１フロアスペースに相当する旨の説明をしたが、本発明の適用対象はコンバインドシステムを採用した船舶には限定されない。ロンジシステムを採用した船舶、つまり横フレームを備えない船舶、フレームスペースを観念出来ない船舶にも本発明を適用できる。
　本出願は２０１２年１２月７日に出願された明細書、特許請求の範囲、図、および要約書を含む日本国特許出願２０１２－２６８８３２号に基づく優先権を主張するものである。この元となる特許出願の開示内容は参照により全体として本出願に含まれる。
　本発明は、空気潤滑装置を備える船舶として有用である。
　　１　船舶
　　２　空気潤滑装置
　　３　空気源
　　４　噴出口
　　５　船底外板
　　６　開口
　　７　チャンバー
　　８　カバープレート
　　９　送気管
　１０　小穴
　１１　ロンジ
　１２　ガーダー
　１３　センターガーダー
　１４　フロア
　Ａ～Ｃ　区画

Claims (6)

  1. 　フロアとガーダーで囲まれる複数の区画が碁盤目状に配列される二重底内に空気潤滑用の噴出口を船体幅方向に配列して備える船舶において、
    　前記噴出口を備える区画であって、船体幅方向において隣接して配置される区画は、船体長さ方向において、前後にずらして配置されている
    　ことを特徴とする船舶。
  2. 　前記噴出口を備える区画は、船体幅方向に配列されていて、船体長さ方向において、交互に前後して配置されている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の船舶。
  3. 　前記噴出口を備える区画であって、船体幅方向において隣接して配置される区画は、船体長さ方向において、１フロアスペース分だけ前後にずらして配置されている
    　ことを特徴とする請求項２に記載の船舶。
  4. 　複数の前記噴出口が前記区画内で船体幅方向に配列されるとともに、船体幅方向において隣接する前記噴出口は、船体長さ方向において前後にずらして配置されている
    　ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の船舶。
  5. 　前記区画内で船体幅方向に配列される前記噴出口は、船体長さ方向において、交互に前後して配置されている
    　ことを特徴とする請求項４に記載の船舶。
  6. 　前記区画内で船体幅方向に配列される前記噴出口は、前記噴出口の長さの少なくとも２倍のピッチで、船体長さ方向において、交互に前後して配置されている
    　ことを特徴とする請求項４に記載の船舶。
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