(57)【要約】【課題】傾斜船底を有する船舶であっても、水中に吹き出された気体が覆う表面積の減少を抑制することができ、摩擦抵抗低減効果を向上させることができる、摩擦抵抗低減船を提供する。【解決手段】船体は、船幅方向に船底の喫水が浅くなるように傾斜した傾斜船底１１を有し、傾斜船底１１の船首側先端部における船体中心線Ｍ上に配置され気体を吹き出す第一放出部１と、第一放出部１よりも後方の傾斜船底１１に配置され気体を放出する補助放出部２と、を有し、補助放出部２は、第一放出部１から吹き出された気体が傾斜船底１１に沿って舷側に傾斜して流れる気体流ＦＬ１，ＦＲ１の死角となる位置に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に気体を吹き出すことにより船体の摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船において、
前記船体は、船幅方向に船底の喫水が浅くなるように傾斜した傾斜船底を有し、
前記傾斜船底の船首側先端部における船体中心線上に配置され気体を吹き出す第一放出部と、該第一放出部よりも後方の前記傾斜船底に配置され気体を放出する補助放出部と、を有し、
前記補助放出部は、前記第一放出部から吹き出された気体が前記傾斜船底に沿って舷側に傾斜して流れる気体流の死角となる位置に配置されている、
ことを特徴とする摩擦抵抗低減船。
【請求項２】
前記補助放出部は、船体中心線上に配置される第一補助放出部と、舷側に配置される少なくとも一対の第二補助放出部と、を有し、前記第一放出部の中心点と前記第一補助放出部の舷側端点とを結ぶ第一直線と、該第一直線と同じ舷側における前記第一放出部の舷側端点と前記第二補助放出部の船体中心側端点とを結ぶ第二直線と、が平行となるように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の摩擦抵抗低減船。
【請求項３】
前記第一放出部から吹き出される気体の流量は、前記第一放出部により形成される前記気体流が前記第一直線及び前記第二直線により挟まれた領域に含まれるように制御される、ことを特徴とする請求項２に記載の摩擦抵抗低減船。
【請求項４】
前記第一補助放出部は、船体中心線上に複数配置されており、各第一補助放出部は、上流側の第一補助放出部の中心点と下流側の第一補助放出部の舷側端点とを結ぶ第三直線が前記第一直線と平行となるように構成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の摩擦抵抗低減船。
【請求項５】
前記第二補助放出部は、船尾方向に向かって舷側に接近するように多段に配置されており、各第二補助放出部は、上流側の第二補助放出部の舷側端点と下流側の第二補助放出部の船体中心側端点とを結ぶ第四直線が前記第二直線と平行となるように構成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の摩擦抵抗低減船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に気体を吹き出すことにより船体の摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船に関し、特に、傾斜船底を有する摩擦抵抗低減船に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水中に気体を吹き出すことにより船体の摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船が種々提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された摩擦抵抗低減船は、船体の船幅方向に並んだ複数の空気噴出孔から構成された空気噴出孔群を有し、該空気噴出孔群は、船首側の船幅方向中央に形成された中央空気噴出孔群と、中央空気噴出孔群の船尾側に形成されるとともに船幅方向の両側方に形成された一対の側方空気噴出孔群と、を有している。
【０００４】
また、特許文献２に記載された摩擦抵抗低減船は、船体の船底に設けられた空気吹き出し口から空気を水中に吹き出す空気吹き出し装置と、船底に設けられた空気回収口から空気を船体内に回収する空気回収装置と、を有し、空気回収装置は、空気吹き出し口より船尾側かつ空気回収口より船首側に配置される空気再吹き出し口から空気を水中に吹き出すように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２０６０７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１３３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、フェリー等の比較的船速の速い船舶においては、船幅方向に船底の喫水が浅くなるように傾斜した傾斜船底（いわゆるライズオブフロア）を有することが多い。かかる傾斜船底を有する船舶では、船底から気体を吹き出した場合、水中に放出された気体は、船底の中心部から徐々に舷側に移動してしまうことから、気体が船底を覆う表面積が減少し、摩擦抵抗低減効果が低下してしまうこととなる。
【０００７】
例えば、上述した特許文献１に記載された摩擦抵抗低減船では、船幅方向に複数の空気噴出孔群を有するものの、中央空気噴出孔群から吹き出された空気は左舷側及び右舷側に分岐して流れてしまい、中央空気噴出孔群の下流側における船体中心部を空気で覆うことはできないという問題があった。
【０００８】
また、上述した特許文献２に記載された摩擦抵抗低減船では、船体中心線上に空気吹き出し口と空気再吹き出し口とを有するものの、空気再吹き出し口は同一の船体中心線上に配置された空気回収装置によって回収された空気を吹き出す部分であり、空気吹き出し口及び空気再吹き出し口から水中に吹き出された空気は船首から船尾に向かって真っ直ぐに流れることを前提としている。すなわち、特許文献２に記載された摩擦抵抗低減船において、傾斜船底を有する場合には、空気回収装置で吹き出された空気を回収することができず、空気再吹き出し口から空気を吹き出すことができなくなってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、傾斜船底を有する船舶であっても、水中に吹き出された気体が覆う表面積の減少を抑制することができ、摩擦抵抗低減効果を向上させることができる、摩擦抵抗低減船を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、水中に気体を吹き出すことにより船体の摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船において、前記船体は、船幅方向に船底の喫水が浅くなるように傾斜した傾斜船底を有し、前記傾斜船底の船首側先端部における船体中心線上に配置され気体を吹き出す第一放出部と、該第一放出部よりも後方の前記傾斜船底に配置され気体を放出する補助放出部と、を有し、前記補助放出部は、前記第一放出部から吹き出された気体が前記傾斜船底に沿って舷側に傾斜して流れる気体流の死角となる位置に配置されている、ことを特徴とする摩擦抵抗低減船が提供される。
【００１１】
前記補助放出部は、船体中心線上に配置される第一補助放出部と、舷側に配置される少なくとも一対の第二補助放出部と、を有し、前記第一放出部の中心点と前記第一補助放出部の舷側端点とを結ぶ第一直線と、該第一直線と同じ舷側における前記第一放出部の舷側端点と前記第二補助放出部の船体中心側端点とを結ぶ第二直線と、が平行となるように構成されていることが好ましい。
【００１２】
さらに、前記第一放出部から吹き出される気体の流量は、前記第一放出部により形成される前記気体流が前記第一直線及び前記第二直線により挟まれた領域に含まれるように制御されていてもよい。
【００１３】
また、前記第一補助放出部は、船体中心線上に複数配置されており、各第一補助放出部は、上流側の第一補助放出部の中心点と下流側の第一補助放出部の舷側端点とを結ぶ第三直線が前記第一直線と平行となるように構成されていてもよい。
【００１４】
また、前記第二補助放出部は、船尾方向に向かって舷側に接近するように多段に配置されており、各第二補助放出部は、上流側の第二補助放出部の舷側端点と下流側の第二補助放出部の船体中心側端点とを結ぶ第四直線が前記第二直線と平行となるように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
上述した本発明に係る摩擦抵抗低減船によれば、傾斜船底を有する船舶において船底から気体を放出した場合に、左舷側及び右舷側に分岐した気体流の死角となる部分、すなわち、気体流によって船底が覆われない部分に、気体を新たに水中に吹き出し可能な補助放出部を配置したことにより、傾斜船底を有する船舶であっても、水中に吹き出された気体が覆う表面積の減少を抑制し、摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【００１６】
特に、上述した第一直線と第二直線とが平行となるように第一補助放出部及び第二補助放出部を配置することにより、効果的に気体流の死角を補うことができ、水中に吹き出された気体が覆う表面積の減少を抑制しやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る摩擦抵抗低減船を示す図であり、（ａ）は底面図、（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、である。
【図２】図１（ａ）における船首側の部分拡大図である。
【図３】図１に示した摩擦抵抗低減船の側面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る摩擦抵抗低減船を示す底面図であり、（ａ）は第二実施形態、（ｂ）は第三実施形態、を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図１〜図４を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係る摩擦抵抗低減船を示す図であり、（ａ）は底面図、（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、である。図２は、図１（ａ）における船首側の部分拡大図である。
【００１９】
本発明の第一実施形態に係る摩擦抵抗低減船１０は、図１及び図２に示したように、水中に気体を吹き出すことにより船体の摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船であって、船体は、船幅方向に船底の喫水が浅くなるように傾斜した傾斜船底１１を有し、傾斜船底１１の船首側先端部における船体中心線Ｍ上に配置され気体を吹き出す第一放出部１と、第一放出部１よりも後方の傾斜船底１１に配置され気体を放出する補助放出部２と、を有し、補助放出部２は、第一放出部１から吹き出された気体が傾斜船底１１に沿って舷側に傾斜して流れる気体流ＦＬ１，ＦＲ１の死角となる位置に配置されている。
【００２０】
前記摩擦抵抗低減船１０は、例えば、フェリー等の比較的船速の速い船舶であって、船幅方向に船底の喫水が浅くなるように傾斜した傾斜船底１１（いわゆるライズオブフロア）を有している。傾斜船底１１は、図１（ａ）に示したように、ボトムタンジェンシーラインＢＬとボトムキールＢＫとによって囲まれた平面により構成されており、図１（ｂ）に示したように、この平面が角度θの傾斜をなしている。なお、ボトムタンジェンシーラインＢＬの形状は、船種、船型、排水量等の条件によって適宜変更されるものである。
【００２１】
前記第一放出部１は、図１（ａ）に示したように、船体中心線Ｍを跨ぐように船首側先端部に形成された開口部である。したがって、第一放出部１から水中に吹き出された気体は、傾斜船底１１に沿って左舷側及び右舷側に分岐し、二つの気体流ＦＬ１，ＦＲ１を形成することとなる。この気体流ＦＬ１，ＦＲ１は、傾斜船底１１に沿って徐々に左舷側及び右舷側に移動し、最終的に傾斜船底１１から側方に抜けてしまう。
【００２２】
このように、第一放出部１から水中に吹き出された気体は船尾方向に向かって直進しないことから、傾斜船底１１には気体流ＦＬ１，ＦＲ１が形成されない死角が形成されてしまうとともに、気体流ＦＬ１，ＦＲ１が傾斜船底１１を覆う表面積が減少してしまうこととなる。そこで、本実施形態では、第一放出部１により形成される気体流ＦＬ１，ＦＲ１が流れない部分（すなわち、死角となる部分）に、補助放出部２を配置するようにしている。
【００２３】
前記補助放出部２は、例えば、図１及び図２に示したように、船体中心線Ｍ上に配置される第一補助放出部２１と、舷側に配置される少なくとも一対の第二補助放出部２２と、を有し、第一放出部１の中心点Ｐ０と第一補助放出部２１の舷側端点Ｐ２１とを結ぶ第一直線Ｌ１と、第一直線Ｌ１と同じ舷側における第一放出部１の舷側端点Ｐ１と第二補助放出部２２の船体中心側端点Ｐ２２とを結ぶ第二直線Ｌ２と、が平行となるように構成されている。
【００２４】
第一補助放出部２１は、第一放出部１により形成される気体流ＦＬ１，ＦＲ１の中央部の隙間（死角）を埋めるための補助放出部２である。かかる第一補助放出部２１は、第一放出部１と同様に、傾斜船底１１の船体中心線Ｍを跨ぐように配置されていることから、第一補助放出部２１から水中に吹き出された気体は、傾斜船底１１に沿って左舷側及び右舷側に分岐し、二つの気体流ＦＬ２１，ＦＲ２１を形成することとなる。この第一補助放出部２１により形成される気体流ＦＬ２１，ＦＲ２１が、第一放出部１により形成される気体流ＦＬ１，ＦＲ１と平行となるように構成されている。
【００２５】
また、上述した第一直線Ｌ１に沿って第一補助放出部２１の横幅の大きさを設定していることから、第一補助放出部２１が第一放出部１により形成される気体流ＦＬ１，ＦＲ１の流れに与える影響を最小限にすることができる。
【００２６】
第二補助放出部２２は、第一放出部１により形成される気体流ＦＬ１，ＦＲ１の舷側の隙間（死角）を埋めるための補助放出部２である。かかる第二補助放出部２２は、左舷側と右舷側とにそれぞれ形成されていることから、左舷側の第二補助放出部２２により気体流ＦＬ２２が形成され、右舷側の第二補助放出部２２により気体流ＦＲ２２が形成される。この第二補助放出部２２により形成される気体流ＦＬ２２，ＦＲ２２が、第一放出部１により形成される気体流ＦＬ１，ＦＲ１と平行となるように構成されている。
【００２７】
また、上述した第二直線Ｌ２に沿って第二補助放出部２２の位置を設定していることから、第二補助放出部２２が第一放出部１により形成される気体流ＦＬ１，ＦＲ１の流れに与える影響を最小限にすることができる。
【００２８】
ここで、図３は、図１に示した摩擦抵抗低減船の側面図である。上述した第一放出部１及び補助放出部２（第一補助放出部２１、第二補助放出部２２）を有する摩擦抵抗低減船１０は、例えば、図３に示したように、第一放出部１及び補助放出部２に気体（例えば、空気）を供給するブロア１２と、ブロア１２により供給された気体を一時的に貯蔵するタンク１３と、少なくともブロア１２の吸気量を制御する制御部１４と、を有している。第一放出部１及び補助放出部２はそれぞれタンク１３と配管によって接続されている。
【００２９】
このように、ブロア１２と第一放出部１及び補助放出部２との間にバッファとなるタンク１３を配置することにより、第一放出部１及び補助放出部２に供給される気体の圧力を均一化することができる。また、図示しないが、第一放出部１、第一補助放出部２１及び第二補助放出部２２のそれぞれに流量調整弁を配置することにより、制御部１４からの指令に基づいて、吹き出される気体の流量を個別に制御することもできる。
【００３０】
また、第一放出部１及び補助放出部２（第一補助放出部２１、第二補助放出部２２）は、例えば、傾斜船底１１に形成された凹部に気体を供給する単一又は複数の配管が接続された構成であってもよいし、傾斜船底１１に埋め込まれるとともに水中面側に多孔板が配置されたエアチャンバに気体を供給する配管が接続された構成であってもよいし、それ以外の構成であってもよい。
【００３１】
上述した本実施形態に係る摩擦抵抗低減船１０によれば、傾斜船底１１を有する船舶において第一放出部１から気体を放出した場合に、左舷側及び右舷側に分岐した気体流ＦＬ１，ＦＲ１の死角となる部分、すなわち、気体流によって船底が覆われない部分に、気体を新たに水中に吹き出し可能な補助放出部２を配置したことにより、傾斜船底１１を有する船舶であっても、水中に吹き出された気体が覆う表面積の減少を抑制することができ、摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【００３２】
特に、上述した第一直線Ｌ１と第二直線Ｌ２とが平行となるように第一補助放出部２１及び第二補助放出部２２を配置することにより、効果的に第一放出部１の気体流ＦＬ１，ＦＲ１の死角を補うことができ、水中に吹き出された気体が覆う表面積の減少を抑制しやすくすることができる。
【００３３】
また、図１（ａ）に示したように、傾斜船底１１を有する船舶に第一放出部１及び補助放出部２を配置することにより、水中に吹き出された気体が覆う表面積の減少を抑制しつつ、船尾部に配置されたプロペラ１５への気体（気泡）の巻き込みを抑制することができる。したがって、コンテナ船等の比較的船速の遅い船舶であっても、傾斜船底１１を形成することにより、船体の摩擦抵抗を低減しつつプロペラ１５への気体（気泡）の巻き込みを容易に抑制することができる。
【００３４】
また、発明者の研究により、気体流ＦＬ１，ＦＲ１の傾きφは、流速（又は船速）に反比例し、流量に比例するという知見が得られた。そこで、上述した配置を有する第一放出部１及び補助放出部２に対して、水中に吹き出された気体が覆う表面積の減少を効果的に抑制するために、第一放出部１から吹き出される気体の流量を、第一放出部１により形成される気体流ＦＬ１，ＦＲ１が第一直線Ｌ１及び第二直線Ｌ２により挟まれた領域に含まれるように制御するようにしてもよい。
【００３５】
この第一放出部１の流量制御は制御部１４で行うことができる。具体的には、制御部１４は、第一放出部１から吹き出される気体の流量を、船速に合わせて制御することにより、気体流ＦＬ１，ＦＲ１が第一直線Ｌ１及び第二直線Ｌ２により挟まれた領域に含まれるようにする。なお、気体流ＦＬ１，ＦＲ１の位置を把握するために、傾斜船底１１や補助放出部２に気体又は気泡を検出することができるセンサを配置するようにしてもよい。
【００３６】
次に、本発明の他の実施形態に係る摩擦抵抗低減船１０について、図４を参照しつつ説明する。ここで、図４は、本発明の他の実施形態に係る摩擦抵抗低減船を示す底面図であり、（ａ）は第二実施形態、（ｂ）は第三実施形態、を示している。なお、上述した第一実施形態に係る摩擦抵抗低減船１０と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００３７】
図４（ａ）に示した第二実施形態に係る摩擦抵抗低減船１０は、第一補助放出部２１を複数配置したものである。具体的には、第一補助放出部２１は、船体中心線Ｍ上に複数配置されており、各第一補助放出部２１は、上流側の第一補助放出部２１の中心点Ｐ２０と下流側の第一補助放出部２１の舷側端点Ｐ２１１とを結ぶ第三直線Ｌ３が第一直線Ｌ１と平行となるように構成されている。
【００３８】
このように、第一補助放出部２１を複数配置することにより、第一放出部１により形成される気体流ＦＬ１，ＦＲ１の中央部の隙間（死角）を効果的に埋めることができ、水中に吹き出された気体が覆う傾斜船底１１の表面積を拡大することができ、摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【００３９】
また、第一補助放出部２１を複数設置する場合には、気体が傾斜船底１１を覆う表面積をできるだけ大きくするために、第一補助放出部２１の船幅方向長さを第一放出部１の船幅方向長さよりも短くするようにしてもよい。かかる構成により、より多くの第一補助放出部２１を傾斜船底１１に形成することができ、摩擦低減効果を向上させることができる。また、気体が傾斜船底１１を覆う表面積を大きくするために、下流に向かうほど第一補助放出部２１の船幅方向長さを小さくなるように構成してもよい。
【００４０】
図４（ｂ）に示した第三実施形態に係る摩擦抵抗低減船１０は、第二補助放出部２２を多段に複数配置したものである。具体的には、第二補助放出部２２は、船尾方向に向かって舷側に接近するように多段に配置されており、各第二補助放出部２２は、上流側の第二補助放出部２２の舷側端点Ｐ２２′と下流側の第二補助放出部２２の船体中心側端点Ｐ２２１とを結ぶ第四直線Ｌ４が第二直線Ｌ２と平行となるように構成されている。
【００４１】
このように、第二補助放出部２２を多段に配置することにより、第一放出部１により形成される気体流ＦＬ１，ＦＲ１の舷側の隙間（死角）を効果的に埋めることができ、水中に吹き出された気体が覆う傾斜船底１１の表面積を拡大することができ、摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【００４２】
また、第二補助放出部２２を多段に設置する場合には、気体が傾斜船底１１を覆う表面積をできるだけ大きくするとともに、無駄な気体の吹き出しを抑制するために、第二補助放出部２２の船幅方向長さを第一放出部１の船幅方向長さよりも短くするようにしてもよく、下流に向かうほど第二補助放出部２２の船幅方向長さを徐々に小さくなるように構成してもよい。
【００４３】
本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明は傾斜船底１１を有する全ての船舶に適用することができる等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４４】
１  第一放出部
２  補助放出部
１０  摩擦抵抗低減船
１１  傾斜船底
２１  第一補助放出部
２２  第二補助放出部
Ｌ１  第一直線
Ｌ２  第二直線
Ｌ３  第三直線
Ｌ４  第四直線
Ｍ  船体中心線
Ｐ０  中心点（第一放出部）
Ｐ１  舷側端点（第一放出部）
Ｐ２０  中心点（第一補助放出部）
Ｐ２１，Ｐ２１１  舷側端点（第一補助放出部）
Ｐ２２，Ｐ２２１  船体中心側端点（第二補助放出部）
Ｐ２２′  舷側端点（第二補助放出部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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