(57)【要約】      （修正有）【課題】空気の供給機構を簡素化でき、より多くの気泡を発生させることのできる摩擦抵抗低減装置を提供する。【解決手段】前縁211を船底41に固着して船舶の後方に傾斜する入力側板21と、後縁222を船底41に固着して船舶の後方に傾斜する出力側板22と、入力側板21及び出力側板22と接続板25により接続され、入力側板21の前縁211から出力側板22の後縁222まで船底41と平行に延びる外装板23と、船底41、入力側板21及び出力側板22で囲まれる空気溜まり26の左右端を塞ぐ閉鎖板24とから構成され、入力側板21の後縁212と出力側板22の前縁221とは吸引用隙間261を形成し、入力側板21の後縁212と出力側板22の前縁221とは外装板23に対して通過用隙間27を形成し、空気導入管３が空気溜まり26に接続される摩擦抵抗低減装置１である。【選択図】図５
2019001388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前縁を船底又は舷側に固着して船舶の後方に傾斜する入力側板と、
後縁を船底又は舷側に固着して船舶の後方に傾斜する出力側板と、
入力側板又は出力側板の一方又は双方と接続柱又は接続板により接続され、入力側板の前縁から出力側板の後縁まで船底又は舷側と平行に延びる外装板と、
船底又は舷側、入力側板及び出力側板で囲まれる空気溜まりの左右端を塞ぐ閉鎖板とから構成され、
入力側板の後縁と出力側板の前縁とは吸引用隙間を形成し、
入力側板の後縁と出力側板の前縁とは外装板に対して通過用隙間を形成し、
空気導入管が空気溜まりに接続される摩擦抵抗低減装置。
【請求項２】
入力側板、出力側板及び外装板を船舶の幅方向に分割し、入力側板又は出力側板の一方又は双方と外装板とを接続柱又は接続板で接続されたユニットを、船舶の幅方向に並べて構成される請求項１記載の摩擦抵抗低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶における摩擦抵抗低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶の船底と海水との間に発生する摩擦抵抗を低減させるため、船底を気泡で覆う摩擦抵抗低減装置が種々提案されている。特許文献1は、船舶の速力を利用して負圧領域にまで至らない）を発生させる摩擦抵抗低減装置を船底に設置する。特許文献１が開示する摩擦抵抗低減装置は、船底と平行なカバープレートと、三角形断面のウェッジプレートとから構成される。ウェッジプレートは、凸部分に空気導入管を開口している。これにより、カバープレートとウェッジプレートとの狭い隙間を高速で通過する海水により発生する負圧領域が、空気導入管から空気を吸引し、海中に気泡を放出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2007-131283公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１が開示する摩擦抵抗低減装置は、空気導入管をどのようにウェッジプレートの凸部分に開口させるか、詳細な開示がない。これから、断面構造を表す図面（特許文献１・図２）から推測すると、船舶の幅方向に伸びるウェッジプレートに対して、船外又は船内に配置された空気導入管の本管から多数の枝管を分岐し、前記枝管をそれぞれ船舶の幅方向に等間隔でウェッジプレートの凸部分に開口させている、と思われる。そうだとすれば、このような空気導入管の構成には、次のような問題がある。
【０００５】
まず、空気の供給機構として空気導入管の構成が複雑になるほか、本管及び枝管から構成される空気導入管の設置方法が問題となる。特に、既存設備を避けて本管及び枝管を船内に設置することは難しい。また、気泡は、ウェッジプレートの凸部分に設けられる開口からしか放出されず、気泡をより多く発生させようとすれば枝管の数が増えて、前記設置の問題をより深刻化させる。そこで、空気の供給機構を簡素化でき、より多くの気泡を発生させることのできる摩擦抵抗低減装置を検討した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
検討の結果開発したものが、前縁を船底又は舷側に固着して船舶の後方に傾斜する入力側板と、後縁を船底又は舷側に固着して船舶の後方に傾斜する出力側板と、入力側板又は出力側板の一方又は双方と接続柱又は接続板により接続され、入力側板の前縁から出力側板の後縁まで船底又は舷側と平行に延びる外装板と、船底又は舷側、入力側板及び出力側板で囲まれる空気溜まりの左右端を塞ぐ閉鎖板とから構成され、入力側板の後縁と出力側板の前縁とは吸引用隙間を形成し、入力側板の後縁と出力側板の前縁とは外装板に対して通過用隙間を形成し、空気導入管が空気溜まりに接続される摩擦抵抗低減装置である。
【０００７】
本発明の摩擦抵抗低減装置は、入力側板の前縁と外装板の前縁とに挟まれた流入口から、出力側板の後縁と外装板の後縁とに挟まれた流出口に至る流水経路の途中に、前記流入口及び流出口より狭い通過用隙間を有する。これにより、流入口から流入した海水は、通過用隙間に向けて流速を高めながら静圧を低下させ、通過用隙間の後端付近に負圧領域を作り出し、前記負圧領域に臨む吸引用隙間から前記負圧領域に空気を吸引する。海水に吸引された空気は、気泡となって流出口から海水と共に放出される。こうした気泡発生のメカニズムは、特許文献１記載の摩擦抵抗低減装置と同様である。
【０００８】
入力側板は、前縁が船底又は舷側に固着され、前記船底又は舷側に直接支持される。また、出力側板は、後縁が船底又は舷側に固着され、前記船底又は舷側に直接支持される。入力側板及び出力側板は、接続柱又は接続板を船底又は舷側に固着されることで、前記接続柱又は接続板を介して船底又は舷側に間接的にも支持される。入力側板及び出力側板は、吸引用隙間を挟んで船舶の前後方向に曲がった屈曲板又は湾曲板で、吸引用隙間を挟んだ前半部分及び後半部分として構成できる。この場合、入力側板と出力側板とが前後に繋がった部位が残るため、吸引用隙間は船舶の幅方向に断続して形成される。
【０００９】
外装板は、接続柱又は接続板で接続された入力側板又は出力側板の一方又は双方を介して船底又は舷側に支持される。接続柱は、海水の流れを妨げなければ、形状や傾きを問わない。接続板は、外装板に直交する面方向を船舶の前後方向に延ばす。空気溜まりの左右端を塞ぐ閉鎖板は、外装板にも接続し、流入口から流出口に至る流水経路を塞いでもよい。空気導入管は、甲板から船舶内を通して船底又は舷側を貫通して空気溜まりに接続する構成や、甲板から舷側に添わせて空気溜まりに接続する構成を例示できる。
【００１０】
このように、本発明の摩擦抵抗低減装置は、（１）入力側板の前縁と出力側板の後縁とを船底又は舷側に固着するだけで設置できる。この場合、接続柱又は接続板や閉鎖板も船底又は舷側に固着してもよい。また、（２）空気溜まりとは、船舶の幅方向に連続して形成されるため、空気溜まりのいずれかの部位に空気導入管を接続すれば、空気溜まりの全域に空気を送り込める空気の供給機構を構成できる。そして、（３）吸引用隙間は、船舶の幅方向に連続して形成され、全域で空気溜まりに連通するため、船舶の幅方向の広い範囲から多くの空気を吸引できる。
【００１１】
本発明の摩擦抵抗低減装置は、例えば船舶の幅に相当する長さの入力側板及び出力側板と外装板とを接続柱又は接続板で接続して構成できる。しかし、船舶の幅に相当する長さの入力側板の前縁や出力側板の後縁を、船底に固着する作業は大変である。そこで、入力側板、出力側板及び外装板を船舶の幅方向に分割し、入力側板又は出力側板の一方又は双方と外装板とを接続柱又は接続板で接続されたユニットを、船舶の幅方向に並べて摩擦抵抗低減装置を構成するとよい。船舶の幅方向に小さなユニットは、互いの空気溜まり、吸引用隙間や通過用隙間が連通するように、船底又は舷側に複数並べ、それぞれの入力側板の前縁や出力側板の後縁を船底又は舷側に固着することにより、本発明の摩擦抵抗低減装置を構成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の摩擦抵抗低減装置は、空気の供給構成を簡素化し、より多くの気泡を発生させる。空気の供給機構の簡素化は、入力側板の前縁と出力側板の後縁とを船底又は舷側に固着するだけで設置でき、船舶の幅方向に連続する空気溜まり及び吸引用隙間が形成できることによる効果である。気泡の発生量の増加は、船舶の幅方向に連続して形成された吸引用隙間全域から空気が負圧領域に吸引されることによる効果である。
【００１３】
入力側板又は出力側板の一方又は双方と外装板とを接続する接続柱又は接続板は、入力側板及び出力側板を船底又は舷側に固着しただけで摩擦抵抗低減装置を設置できるようにする効果のほか、入力側板、出力側板及び外装板の位置関係を拘束し、摩擦抵抗低減装置の機械強度を向上させる働きを有する。また、入力側板、出力側板及び外装板の左右中間部分の位置関係が拘束される結果、流入口から通過用隙間を経て流出口に繋がる流水経路が安定し、海水の流れを整える働きも得られる。
【００１４】
船舶の幅方向に分割されたユニットを並べて構成する本発明の摩擦抵抗低減装置は、ユニットを個別に船舶に対して固着できるため、設置がより容易になる。また、船舶の幅方向に分割されたユニットを並べて構成する本発明の摩擦抵抗低減装置は、船舶の幅に応じてユニットの数を増減して対応できる利点がある。これは、単一種類のユニットを多数作っておけば、多種多様な船舶に応じた摩擦抵抗低減装置が構成できることを意味し、ユニットの増産によるコスト低減の利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の摩擦抵抗低減装置を設置した貨物船の一例を表す右側面図である。
【図２】本例の貨物船を表す底面図である。
【図３】本例の貨物船を表す正面図である。
【図４】図３中Ｘ矢視部拡大図である。
【図５】図４中Ｙ-Ｙ部断面図である。
【図６】本例の摩擦抵抗低減装置の部分斜視図である。
【図７】本例の摩擦抵抗低減装置を構成するユニットの斜視図である。
【図８】本例の摩擦抵抗低減装置の設置関係を表す斜視図である。
【図９】別例の摩擦抵抗低減装置の設置関係を表す斜視図である
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明の摩擦抵抗低減装置１は、例えば図１〜図３に見られるように、流入口271を船舶４の進行方向前方に、流出口272を船舶４の進行方向後方に向けたユニット２を、船舶４の幅方向で船底41に並べて、扁平な板状の外観で構成される。摩擦抵抗低減装置１は、流出口272から放出する気泡により海中に接する面の摩擦抵抗を低減する目的から、できるだけ船舶４の前寄りに設置されることが望ましく、必要により舷側42にもユニット２を並べて構成する。
【００１７】
本例の摩擦抵抗低減装置１は、船舶４の甲板から降ろした１本の空気導入管３を、左右中央に配置したユニット２直上の船底41を貫通させ、横並びのユニット２相互に連通する空気溜まり26に空気を取り込めるようにしている。本例の空気導入管３は、上端を水平に折り曲げ、更に漏斗状の吸気口32を設けている。吸気口32は、船舶４の主な進行方向である前方に向けて固定されていてもよいし、風向きに追従する方向修正装置を備えて適宜向きを変更できるようにしてもよい。
【００１８】
摩擦抵抗低減装置１は、図４及び図５に見られるように、前縁211を船底41に固着して船舶４の後方に傾斜する入力側板21と、後縁222を船底41に固着して船舶４の後方に傾斜する出力側板22と、入力側板21及び出力側板22の双方と接続板25により接続され、入力側板21の前縁211から出力側板22の後縁222まで船底41と平行に延びる外装板23と、船底41、入力側板及21及び出力側板22で囲まれる空気溜まり26の左右端を塞ぐ閉鎖板24とから構成される。空気導入管３は、前記空気溜まり26に接続される。
【００１９】
本発明の摩擦抵抗低減装置１は、流入口271から流出口272に至る流水経路の途中に、前記流入口271及び流出口272より狭い通過用隙間27を有する。これにより、流入口271から流入した海水Ｗは、通過用隙間27に向けて流速を高めながら静圧を低下させ、入力側板21の水平部位213を通過した通過用隙間27の後端付近に負圧領域を作り出し、前記負圧領域に臨む吸引用隙間261から前記負圧領域に空気Ａを吸引する。海水Ｗに吸引された空気Ａは、気泡Ｂとなって流出口272から海水Ｗと共に放出される（図５参照）。
【００２０】
空気Ａの供給経路は、空気導入管３、空気溜まり26、そして吸引用隙間261から構成される。空気溜まり26は、船底41と、船舶４の幅方向に並ぶ入力側板21及び出力側板22と、閉鎖板24とに囲まれ、船舶４の幅方向に連続して形成され、左右中央に空気導入管３が接続される。吸引用隙間261は、船舶４の幅方向に並ぶ入力側板21の後縁212と出力側板22の前縁221との間に形成され、船舶４の幅方向に連続して形成される。空気導入管３から供給される空気Ａは、図６に見られるように、空気溜まり26を通じて船舶４の幅方向に拡散し、吸引用隙間261全域から海水Ｗに吸引される。
【００２１】
本例の摩擦抵抗低減装置１は、船舶４の幅方向に分割されたユニット２を前記幅方向に並べて構成される。ユニット２は、摩擦抵抗低減装置１を接続板25の間隔で分断した大きさで、前縁211から後縁212に向けて降り勾配の入力側板21と、前縁221から後縁222に向けて上り勾配の出力側板22と、入力側板21及び出力側板22を挟む一対の接続板25により接続され、入力側板21の前縁211から出力側板22の後縁222まで船底41と平行に延びる外装板23とから構成される。
【００２２】
入力側板21は、降り勾配にした方形外形の傾斜面と、前記傾斜面の後縁から水平に延びる方形外形の水平部位213とから構成される。入力側板21の前縁211は、傾斜面の前縁である。入力側板21の後縁212は、水平部位213の後縁である。出力側板22は、上り勾配である方形外形の傾斜面のみから構成される。出力側板22の前縁211は、傾斜面の前縁で、吸引用隙間261の高さを開けて、入力側板21の後縁直上に位置する。出力側板22の後縁212は、傾斜面の後縁である。
【００２３】
接続板25は、前縁251を入力側板21の水平部位213の前端に揃え、後縁252を出力側板22の前方１/４ぐらいの部分に位置させた方形外形の垂直面で、前記水平部位213や出力側板22の前方１/４ぐらいの部分を左右から挟む。そして、本例の接続板25は、下縁254を外装板23に接続し、入力側板21、出力側板22及び外装板23の位置関係を特定している。ユニット２を船底41に取り付ける際、接続板25は、上縁253を船底41に固着する。隣り合うユニット２相互の接続板25は、接面させる。
【００２４】
外装板23は、入力側板21の前縁211直下に位置する前縁231と、出力側板22の後縁222直下に位置する後縁242とを有する方形外形の板面である。外装板23は、入力側21の後縁212との間に通過用隙間27を形成する。本例の通過用隙間27は、入力側板23の後縁212が水平部位213の後縁でもあることから、前記水平部位213の長さを有する空間として形成される。入力側板21の前縁211と外装板23の前縁231とに挟まれた部分が流入口271、出力側板22の後縁222と外装板23の後縁232とに挟まれた部分が流出口272となる。
【００２５】
本例の摩擦抵抗低減装置１は、例えば図８に見られるように、構成される。ユニット２は、互いの入力側板21、出力側板22及び外装板23の側縁を当接させ、対向する接続板25を接面させて船底41に並べ、それぞれの入力側板21の前縁211、出力側板22の後縁222、そして接続板25の上縁251を溶接により固着していく。船底41に対する力側板21の前縁211や出力側板22の後縁222の溶接による固着は、空気溜まり26を船舶４の前後方向に密封する役割もある。並べられたユニット２相互の空気溜まり26は、接続板25を除いて左右に連通しており、一体の空間として構成される。
【００２６】
空気溜まり26は、左右端に位置するユニット２に現れる開放端面を閉鎖板24で塞ぎ、供給された空気が前記開放端面から漏れ出さないようにする。本例の閉鎖板24は、入力側板21の前端（前縁211の端部）と外装板23の前端（前縁231の端部）とを結ぶ前縁241、出力側板22の後端（後縁222の端部）と外装板23の後端（後縁232の端部）とを結ぶ後縁242、前記入力側板21の前端と前記外装板23の前端とを結ぶ上縁243、そして前記外装板23の前端と前記外装板23の後端とを結ぶ下縁244に囲まれた方形外形の板面で、空気溜まり26だけでなく、流入口271から流出口272に至る流水経路の開放端面も塞いでいる。
【００２７】
空気導入管３は、空気溜まり26に接続さえしていればよい。本例の空気導入管３は、甲板から船内を通して船底41に貫通し、船舶４の幅方向に並ぶユニット２の中央（図８中左奥から８番目）直上から空気溜まり26に接続している。空気溜まり26は、船舶４の幅方向に広がっているので、例えば船舶４の幅方向に並ぶユニット２の左端（図８中左奥の１番目）直上から接続してもよい。また、空気導入管３は、複数あってもよい。このほか、図示を省略するが、空気導入管３を舷側42に添わせて船外に配置し、閉鎖板24に貫通させて空気溜まり26に接続してもよい。
【００２８】
また、本例の空気導入管３は、空気溜まり26との接続部位近傍に逆止弁31を内蔵する。逆止弁31は、船舶４が停止又は低速航行中に、吸引用隙間261から空気溜まり26を経て侵入する海水が空気導入管３に侵入させない。空気溜まり26に侵入した海水は、船舶４の速度が上がって負圧領域が発生すると、吸引用隙間261から吸い出される。空気導入管３は、吸気口32が喫水線より高ければ、逆止弁31がなくても海水を溢れ出させない。しかし、負圧領域発生後、吐き出す海水の量を減らし、早くに空気を吸引させる目的から、侵入する海水の量を制限する位置に逆止弁31を配置することが望ましい。
【００２９】
こうしてユニット２が並べられて構成される摩擦抵抗低減装置１は、個々のユニット２が有する接続板25により、通過用隙間27に対応した板に仕切板が設けられた空気溜まり26や流水経路を形成する。流水経路において、仕切板としての接続板25は、海水の流れを整える働きを発揮する。また、接続板25は、それぞれが船底41に固着されるため、船舶４の幅方向に均等間隔で入力側板21、出力側板22、そして外装板23を船底41に対して位置関係を固定し、保持する強度部材としての働きも有する。
【００３０】
ユニット２を個々に船底41に固着して構成する摩擦抵抗低減装置１は、船底41に対する入力側板21や出力側板22の固着作業を容易にする目的がある。裏返せば、固着作業の難易を問わない場合、図９に見られるように、船舶４の幅方向に延びる１枚の板面である入力側板21、出力側板22、外装板23から別例の摩擦抵抗低減装置１を構成してもよい。閉鎖板24は、本例（図８参照）の摩擦抵抗低減装置１と同じである。また、別例の摩擦抵抗低減装置１も、海水の整流や強度部材としての働きを期待して、船舶４の幅方向等間隔に接続板25を設けている。
【００３１】
ユニット２を並べて構成する本例の摩擦抵抗低減装置１は、ユニット２の個数を調整することにより、様々な船舶４に適切な大きさの装置構成を採用できる。また、ユニット２単独で、左右の開放端面を閉鎖板24で塞げば、最小の摩擦抵抗低減装置１を構成できる利点もある。これに対し、船舶４の幅方向に延びる入力側板21、出力側板22、外装板23から別例の摩擦抵抗低減装置１は、ユニット２が並べにくい場合等、個々の船舶４に合わせて入力側板21、出力側板22、外装板23の長さを決めたり、湾曲させたりできる利点がある。
【符号の説明】
【００３２】
１  摩擦抵抗低減装置
２  ユニット
21  入力側板
22  出力側板
23  外装板
24  閉鎖板
25  接続板
26  空気溜まり
261  吸引用隙間
27  通過用隙間
３  空気導入管
４  船舶
41  船底
42  舷側
Ｗ  海水
Ａ  空気
Ｂ  気泡
【図１】
2019001388.tif 000003
【図２】
2019001388.tif 000004
【図３】
2019001388.tif 000005
【図４】
2019001388.tif 000006
【図５】
2019001388.tif 000007
【図６】
2019001388.tif 000008
【図７】
2019001388.tif 000009
【図８】
2019001388.tif 000010
【図９】
2019001388.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月23日(2017.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前縁を船底又は舷側に固着して船舶の後方に傾斜する入力側板と、
船舶の後方に傾斜し、後縁を船底又は舷側に固着した出力側板と、
入力側板又は出力側板の一方又は双方と接続柱又は接続板により接続され、入力側板の前縁から出力側板の後縁まで船底又は舷側と平行に延びる外装板と、
船底又は舷側、入力側板及び出力側板で囲まれる空気溜まりの左右端を塞ぐ閉鎖板とから構成され、
入力側板の後縁と出力側板の前縁とは吸引用隙間を形成し、
入力側板の後縁と外装板とは通過用隙間を形成し、
空気導入管が空気溜まりに接続される摩擦抵抗低減装置。
【請求項２】
入力側板、出力側板及び外装板を船舶の幅方向に分割し、入力側板又は出力側板の一方又は双方と外装板とを接続柱又は接続板で接続されたユニットを、船舶の幅方向に並べて構成される請求項１記載の摩擦抵抗低減装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
検討の結果開発したものが、前縁を船底又は舷側に固着して船舶の後方に傾斜する入力側板と、船舶の後方に傾斜し、後縁を船底又は舷側に固着した出力側板と、入力側板又は出力側板の一方又は双方と接続柱又は接続板により接続され、入力側板の前縁から出力側板の後縁まで船底又は舷側と平行に延びる外装板と、船底又は舷側、入力側板及び出力側板で囲まれる空気溜まりの左右端を塞ぐ閉鎖板とから構成され、入力側板の後縁と出力側板の前縁とは吸引用隙間を形成し、入力側板の後縁と外装板とは通過用隙間を形成し、空気導入管が空気溜まりに接続される摩擦抵抗低減装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
摩擦抵抗低減装置１は、図４及び図５に見られるように、前縁211を船底41に固着して船舶４の後方に傾斜する入力側板21と、船舶４の後方に傾斜し、後縁222を船底41に固着した出力側板22と、入力側板21及び出力側板22の双方と接続板25により接続され、入力側板21の前縁211から出力側板22の後縁222まで船底41と平行に延びる外装板23と、船底41、入力側板及21及び出力側板22で囲まれる空気溜まり26の左右端を塞ぐ閉鎖板24とから構成される。空気導入管３は、前記空気溜まり26に接続される。