(57)【要約】      （修正有）【課題】船底に貫通穴を形成することなく、またメンテナンス作業を行いやすい摩擦抵抗低減船を提供する。【解決手段】航行中は圧気源５からの空気が中空アーム２内または中空アーム２内に導入されたチューブを介して空気噴出部４内に送り込まれ、空気噴出部４内に送り込まれた空気はスリットから微細な気泡として船底表面に向けて放出され、摩擦抵抗を軽減する。中空アーム２を水面から上に引き上げる場合には、モータを駆動し駆動ギヤ及び被動ギヤを介して水平軸を回転させる。この水平軸の回転に伴い中空アーム２は反時計方向に１２０°回動し、中空アーム２が船体底面から離れ、水面よりも上方に維持することができる。更にメンテナンスを行う場合には、垂直軸を中心としてテーブルを１８０°回転させ、中空アーム２や空気噴出部４を甲板１上の作業しやすい位置に移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体底面に微細気泡を供給することで航行に伴う摩擦抵抗を低減するようにした摩擦抵抗低減船において、この摩擦抵抗低減船は圧気源からの空気を船体の外側から船体表面に供給するための中空アームを備え、この中空アームの基端部は船体上面の前部に設けた船体の前後方向と直交する水平軸を中心として垂直面内で回動可能とされ、中空アームの下部は船体の先端部に沿って船底に廻り込む形状をなし、この中空アームの先端部に空気噴出部が設けられていることを特徴とする摩擦抵抗低減船。
【請求項２】
請求項１に記載の摩擦抵抗低減船において、前記中空アームは基端部が垂直軸を中心として水平面内で回動可能とされていることを特徴とする摩擦抵抗低減船。
【請求項３】
請求項１または２に記載の摩擦抵抗低減船において、前記中空アームは高さ位置を微調整するために垂直軸方向に昇降動可能とされていることを特徴とする摩擦抵抗低減船。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の摩擦抵抗低減船において、前記空気噴出部は中空アームの先端部から船体の幅方向にＴ字状またはＹ字状をなすように分岐し、断面が中空の流線型をなし、更に船底と対向する面に空気噴出孔または空気噴出スリットが形成されていることを特徴とする摩擦抵抗低減船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細気泡（マイクロバブル）を船体の外表面に供給して、船体と水との間の摩擦抵抗を低減した摩擦抵抗低減船およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航行中の船体の表面に気泡を供給することで、水に対する船体の摩擦抵抗が小さくなることが従来から知られている。
気泡を供給する方式として、ポンプ（ブロア）によって強制的に気泡を送り出すタイプとウィングにて発生する負圧を利用して気泡を引き出すタイプがある。
【０００３】
ポンプ（ブロア）によって強制的に気泡を送り出すタイプは特許文献１に提案されている。この摩擦抵抗低減船は、船底の幅方向に中央空気噴出孔群とこの中央空気噴出孔群よりも後方の左右に側方空気噴出孔群を形成し、これら３つの噴出孔群で船底の幅方向の全体をカバーするようにしている。
【０００４】
また特許文献２には、船の航行に伴ってウィングにより負圧を発生せしめ、この負圧によって船体に形成した開口部から空気を引き出して微細気泡とする技術が開示されている。
この特許文献２には、船体に形成した開口部に取り付ける微細気泡発生部材として、前記開口部に嵌め付けられるプレートと、このプレートに取り付けられる負圧発生用のウィングとからなる構造が提案されている。
【０００５】
特許文献２にあっては、ウィングの取り付け角度を船体に対して俯角を持つように斜めにし、具体的にはウィングの前端縁と船体との隙間よりもウィングの後端縁と船体との隙間の方が大きくなるようにすることで、船の航行に伴ってウィングの船体との対向面側に負圧領域を形成し、この負圧領域に向かって船体に形成した開口から空気が引き込まれ、その際の空気と海水との界面において微細気泡を発生させるようにしたものである。
【０００６】
特許文献２に開示される構造では、負圧領域と船体に形成した空気の供給口との距離が大きいため、負圧領域が形成されてもこの負圧領域に廻りの海水が瞬時に入り込んでしまい、空気の供給口から空気を十分に引き出すことができず、微細気泡の発生が不十分となっている。
【０００７】
また、特許文献２にあっては負圧が形成される箇所はウィングの内側（船体側）面であり、気体を供給する箇所は船体に形成されたミックスチャンバーであるので、船体の航行及び上下動に伴って負圧が形成された個所と気体が供給される箇所が離れてしまい、気泡の発生が断続的になる不利がある。
【０００８】
特許文献３は上記特許文献２の不利を解消するために提案されている。この特許文献３にあっては、特許文献２などに提案されている負圧を発生させるウィングを中空状とし、この中空状ウィングの船体と対向する面に多数の穴を形成し、船体の航行に伴ってウィングの船体と対向する面側に負圧を発生させ、この負圧により中空状ウング内の空気を気泡として引き出すようにしたものである。
【０００９】
特許文献４には、船体に沿って上下方向にダクトを取付け、このダクトの外側に開口を設け、更にこの開口の外側に負圧を発生するウィングを配置し、ウィングによって発生した負圧によりダクトから空気を引き出し、微細気泡として船体表面に供給することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１２０６０７号公報
【特許文献２】特許第４２１２６４０号公報
【特許文献３】特開２０１１−８８５１５号公報
【特許文献４】特許第４１８３０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献４を除き特許文献１〜３にあっては、気泡を発生させるために船底に穴を形成しなければならない。
即ち、特許文献１にあっては中央空気噴出孔群及び側方空気噴出孔群のいずれも船底に貫通穴を形成し、特許文献２にあっては船底に形成した貫通穴にミックスチャンバーを取付けこのミックスチャンバーに空気供給管を接続し、特許文献３にあっては船底に形成した貫通穴にパイプを挿通し、このパイプをウィングの支柱内に挿入するようにしている。
【００１２】
このように、船底に貫通穴を形成すると、その分、強度が低下するため何らかの補強手段が必要になり、工事に手間がかかるとともに船体の重量も増加する。
また、形成した貫通穴はドッグに入った時以外は常に水面下に位置するため、貝殻（藤壺）や海草などが付着しやすくメンテナンスが必要となるが、水面下であるためメンテナンス作業が面倒である。この問題は特許文献４についても言え、特許文献４にあってはダクト自体が大きな走行抵抗となる。特にダクトを船体の側面に取り付けると、船舶の走行安定性が害されるおそれがある。
【００１３】
また、船体にウィングを取付けた場合には、ドッグに入る際にウィングが破損しやすく、ウィングを避けて船体を引き揚げる作業が面倒である。特に特許文献４にあってはダクトが船底から船側にかけて連続して取付けられているため、このダクトを避けてドッグに入れるのは困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため本発明は、船体底面に微細気泡を供給することで航行に伴う摩擦抵抗を低減するようにした摩擦抵抗低減船において、この摩擦抵抗低減船は圧気源からの空気を船体の外側から船体表面に供給するための中空アームを備え、この中空アームの基端部は船体上面（甲板）の前部に設けた船体の前後方向と直交する水平軸を中心として垂直面内で回動可能とされ、中空アームの下部は船体の先端部に沿って船底に廻り込む形状をなし、この中空アームの先端部に空気噴出部が設けられた構成とした。
【００１５】
前記中空アームは基端部が垂直軸を中心として水平面内で回動可能としてもよい。このような構成とすることで、所定角度に持ち上げた中空アームをそのまま船体の後方に回動させることができるので、メンテナンスが容易になる。
【００１６】
前記中空アームは高さ位置を微調整するために垂直軸方向に昇降動可能としてもよい。船底形状と中空アームの形状とが若干ずれているような場合には、船底と空気噴出部との間が大きくなることも考えられる。この場合に中空アームを上方に移動させることで、設定した間隔にすることができる。
【００１７】
また前記空気噴出部の形状としては、中空アームの先端部から船体の幅方向にＴ字状またはＹ字状をなすように分岐させることができる。このようにすることで、船底の幅方向の広い範囲をカバーでき、より大きな摩擦低減効果が期待できる。
【００１８】
また空気噴出部としては、断面が中空の流線型をなし、更に船底と対向する面に空気噴出孔または空気噴出スリットが形成されたものとすることが好ましい。更に、空気噴出部に俯角を付けることでウィングと同様に空気噴出部の下側で正圧が発生し上側で負圧が発生することにより空気噴出部はスペーサを介して航行中船体表面に押し付けられ、安定化する。
尚、中空アーム及び空気噴出部の形状としては単純なパイプ状としてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る摩擦抵抗低減船によれば、船底に貫通穴を開けることなく微細気泡を船底に供給することができる。特許文献４によっても船底に貫通穴を開けることなく微細気泡を船体表面に供給することができるが、船体表面に沿ってダクトを取付けなければならず、取付作業及びメンテナンスの何れの面においても面倒であるだけでなく、航行安定性が害されないようにバランスをとることが困難となる。
【００２０】
これに対し、本願発明にあっては航行中以外は、気泡を船体表面に供給する中空アームを水面よりも上方に維持することができるので、貝や海藻などが付着することなく、また掃除等のメンテナンスも水中で行う必要がない。
【００２１】
更に、航行中においても例えば流氷などが多い海域では氷塊がウィングや気体噴出口に当たって損傷することが想定されるが、本発明の構成によれば、このような場合には中空アームを上げて航行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る摩擦抵抗低減船の側面図で（ａ）は航行時の状態を示し、（ｂ）は中空アームを水平軸を中心として約１２０°回動させた状態を示し、（ｃ）は中空アームを船体に沿った前後方向と直交する垂直軸を中心として１８０°回動させた状態を示す。
【図２】本発明に係る摩擦抵抗低減船の正面図で（ａ）〜（ｃ）は図１の（ａ）〜（ｃ）に対応する。
【図３】甲板に設けられた中空アームの支持部の断面図
【図４】中空アームの先端に設けられた空気噴出部と船底との関係を示す縦断面図
【図５】空気噴出部の平面図
【図６】別実施例を説明した図１（ａ）と同様の図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、本発明に係る摩擦抵抗低減船は甲板１の前部に中空アーム２の支持部３を設けている。
【００２４】
中空アーム２は後述する支持部３の機構により、船体の前後方向と直交する水平軸を中心として垂直面内で回動可能とされ、また垂直軸廻りに回動可能とされ、また上下方向に位置調整可能とされている。
【００２５】
船体の先端下部には造波抵抗を軽減する球状船首（バルバスバウ）が形成され、中空アーム２は側面視で下部形状が前記球状船首の下部形状に倣って湾曲して船底まで廻り込み、廻り込んだ先端部に空気噴出部４が設けられている。
【００２６】
この中空アーム２内にはコンプレッサなどの圧気源５からのチューブ６が挿入され、このチューブ６は空気噴出部４内まで導入されている。また、船体の先端部には中空アーム２の左右へのぶれを防止する係止片１ａが突出している。この係止片１ａの代わりに中空アーム２に係止片を設けてもよい。
【００２７】
前記支持部３は垂直軸７を中心として水平面内で回転するテーブル８を備え、このテーブル８の上にシリンダユニット９にて上下位置調整可能な支持プレート１０を設け、この支持プレート１０上に一対の軸受け１１，１１を取付け、これら軸受け１１、１１間に船体の前後方向と直交する水平軸１２を回転自在に支持している。この実施例では昇降機構としてシリンダユニット９を挙げたが、カム機構、ラック・ピニオン機構など任意である。
【００２８】
軸受け１１、１１間にはモータ１３が配置され、このモータ１３の軸に取付けた駆動ギヤ１４が前記水平軸１２に取付けた被動ギヤ１５に噛合している。また、水平軸１２の一端には前記中空アーム２の基端部がキー嵌合している。
【００２９】
一方、空気噴出部４は中空アーム２の先端にＴ字状をなすように取付けられ、これにより、船底の幅方向に伸びている。Ｔ字状の他にＹ字状或いはそれ以外の形状としてもよい。空気噴出部４は断面形状が中空の流線型をしており、上板４ａと下板４ｂからなり、上板４ａの下流端に幅方向にスリット１６が形成され、このスリット１６から空気が微細気泡となって噴出する。
このスリット１６の代わりに上板４ａの前面に空気噴出孔を形成してもよい。
【００３０】
また、空気噴出部４の上板４ａの上面にはスペーサ１７を取付けている。このスペーサ１７は船底と空気噴出部４との間隔を一定に維持するためのものである。更に、空気噴出部４に俯角θを付けることで空気噴出部４の下側で正圧が発生し上側で負圧が発生する。この圧力よって空気噴出部４はスペーサ１７を介して航行中船体表面に押し付けられ、安定化する。また、負圧によって空気噴出部４から積極的に空気が引き出されるため、コンプレッサの容量を小さくすることができる。
【００３１】
尚、空気噴出部４に俯角θをつけなくてもよい。この場合には空気噴出部４に起因する摩擦抵抗は最小となる。
【００３２】
以上において、航行中は図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、圧気源５からの空気が中空アーム２内または中空アーム２内に導入されたチューブ６を介して空気噴出部４内に送り込まれ、空気噴出部４内に送り込まれた空気はスリット１６から微細な気泡として船底表面に向けて放出され、航行に伴う摩擦抵抗を軽減する。
【００３３】
次いで、中空アーム２を水面から上に引き上げる場合には、モータ１３を『駆動し駆動ギヤ１４及び被動ギヤ１５を介して水平軸１２を回転させる。この水平軸１２の回転に伴い中空アーム２は図１（ａ）に示す位置から図示例では反時計方向に１２０°回動し、中空アーム２が船体底面から離れ、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示す状態となる。
【００３４】
尚、水平軸１２を回転させる前にシリンダユニット９を駆動して支持プレート１０を下げ、これにより中空アーム２を下げて空気噴出部４のスペーサ１７を船底から離しておくようにしてもよい。このようにすることで、スペーサ１７により船底を引っかくことがなくなる。
【００３５】
図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示した状態のままでもよいが、中空アーム２や空気噴出部４の交換やメンテナンスを行う場合には、垂直軸７を中心としてテーブル８を１８０°回転させ、図１（ｃ）及び図２（ｃ）に示すように、中空アーム２や空気噴出部４を甲板１上の作業しやすい位置に移動する。
【００３６】
図６は別実施例を示す図1（ａ）と同様の図であり、この実施例にあっては、中空アーム２の下部形状のみでなく、中空アーム２の略全体形状を船体の先端部（バルバスバウ）に倣って湾曲せしめている。
このようにすることで、航行中に中空アーム２が左右にぶれることがなくなり、安定する。
【符号の説明】
【００３７】
１…甲板、１ａ…係止片、２…中空アーム、３…支持部、４…空気噴出部、４ａ…上板、４ｂ…下板、５…圧気源、６…チューブ、７…垂直軸、８…テーブル、９…シリンダユニット、１０…支持プレート、１１…軸受け、１２…水平軸、１３…モータ、１４…駆動ギヤ、１５…被動ギヤ、１６…スリット、１７…スペーサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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