(57)【要約】      （修正有）【課題】船舶の摩擦低減装置において、摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。【解決手段】船体の内部に設けられる気体室４１と、気体室４１内と船体の外方とを仕切る仕切壁と、仕切壁に設けられる船底外板２７に設けられる空気吹き出し口４２と、空気吹き出し口４２における船体１０の後方側に設けられるガイド部材としての第１ガイド板５１とを設ける。これにより、気体室４１から空気吹き出し口４２に通って船体外部の水中に吹き出された空気は、ガイド部材５１により船体の後方側に流れ、船体の外面から離れにくくなり、または広い範囲に拡散することとなり、船体の表面に適正に気泡で覆うことで摩擦抵抗低減効果を向上できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の内部に設けられる気体室と、
前記気体室内と前記船体の外方とを仕切る仕切壁と、
前記仕切壁に設けられる空気吹き出し口と、
前記空気吹き出し口における前記船体の後方側に設けられるガイド部材と、
を有することを特徴とする船舶の摩擦低減装置。
【請求項２】
前記ガイド部材は、前記仕切壁の前記気体室側に前記空気吹き出し口の一部を閉塞して設けられる第１ガイド板を有することを特徴とする請求項１に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項３】
前記空気吹き出し口は、前記船体の幅方向に沿って所定間隔で複数設けられ、前記第１ガイド板は、前記複数の空気吹き出し口の一部を閉塞することを特徴とする請求項２に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項４】
前記ガイド部材は、前記仕切壁の前記船体の外方側に設けられる第２ガイド板を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項５】
前記第２ガイド板は、前記空気吹き出し口における前記船体の後方側及び側方側に設けられることを特徴とする請求項４に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項６】
前記第２ガイド板と前記仕切壁の外面との間に段差が設けられることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項７】
前記ガイド部材は、前記仕切壁の前記船体の外方側で前記空気吹き出し口から前記船体の後方側に所定距離だけ離間した位置に前記船体の幅方向に沿って設けられる空気拡散部材であることを特徴とする請求項１に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項８】
前記空気拡散部材は、前記船体の幅方向に複数分割して設けられることを特徴とする請求項７に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項９】
前記空気拡散部材は、前記空気吹き出し口における前記船体の後方側に分割部が設けられることを特徴とする請求項８に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項１０】
前記空気吹き出し口は、前記船体の幅方向に沿って所定間隔で複数設けられ、前記空気拡散部材は、前記複数の空気吹き出し口の間における前記船体の後方側に分割部が設けられることを特徴とする請求項８に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項１１】
前記空気拡散部材は、前記船体の前後方向に所定間隔で複数設けられることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項１２】
前記空気拡散部材は、前記仕切壁から所定距離離間して設けられることを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項１３】
前記空気拡散部材は、前記船体の外板に設けられる溶接ビード部を有することを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項１４】
前記気体室に空気を供給する空気供給装置が設けられ、前記空気供給装置は、気泡発生室と、前記気泡発生室に水を取り込む水取込通路と、前記気泡発生室に空気を取り込む空気取込通路と、前記気泡発生室の水内で回転可能な羽根車と、前記気泡発生室内で発生した気泡を前記気体室に供給する気泡供給通路とを有することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項１５】
前記羽根車は、ボス部と、前記ボス部の外側に配置される複数の羽根とを有し、前記ボス部は、水平をなす軸部の一端が連結され、前記軸部は、駆動モータが接続されることを特徴とする請求項１４に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項１６】
前記羽根車は、前記ボス部から放射状に延出する複数の羽根と、前記複数の羽根の外側に配置される外輪を有することを特徴とする請求項１５に記載の船舶の摩擦抵抗低減装置。
【請求項１７】
前記羽根車は、前記ボス部から径方向に延出される支持部材と、前記支持部材の外側に配置される外輪を有し、前記支持部材に前記複数の羽根が設けられることを特徴とする請求項１５に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項１８】
前記複数の羽根は、気泡の微細化を促進するための複数の孔が設けられていることを特徴する請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載の船舶の摩擦抵抗低減装置。
【請求項１９】
前記気泡発生室は、喫水線より上方に配置されることを特徴とする請求項１４から請求項１８のいずれか一項に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項２０】
前記仕切壁の内面に前記気体室としての前記気泡発生室が配置され、前記仕切壁に前記水取込通路としての水取込開口が形成されると共に、前記仕切壁における前記水取込開口より前記船体の後方に前記気泡供給通路としての前記空気吹き出し口が形成されることを特徴とする請求項１４から請求項１９のいずれか一項に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項２１】
水取込開口と前記羽根車及び前記空気吹き出し口との間の水中に堰が設けられることを特徴とする請求項２０に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項２２】
前記気泡供給通路の前記空気吹き出し口は、気泡吹き出し方向の下方に向けて傾斜するように延出される第１ガイド板が設けられることを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項２３】
前記水取込通路の前記水取込開口は、前記船体の前方方向の下方に向けて傾斜するように延出される第２ガイド板を有することを特徴とする請求項２０から請求項２２のいずれか一項に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項２４】
船体の内部に設けられる気体室と、
前記気体室に水を取り込む水取込通路と、
前記気体室に空気を取り込む空気取込通路と、
前記気体室の水内で回転可能な羽根車と、
前記気体室内と前記船体の外方とを仕切る仕切壁と、
前記仕切壁に設けられる空気吹き出し口と、
を有することを特徴とする船舶の摩擦低減装置。
【請求項２５】
船体の内部に設けられて一端部が船首に開口して他端部が船底または船側に開口する水通路と、
前記船体の内部に設けられる気体室と、
前記気体室に空気を供給する空気供給装置と、
前記気体室内と前記水通路とを仕切る仕切壁と、
前記仕切壁に設けられた空気吹き出し口と、
を有することを特徴とする船舶の摩擦低減装置。
【請求項２６】
前記水通路は、前記船首の開口部から前記空気吹き出し口の位置まで通路面積が縮小することを特徴とする請求項２５に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項２７】
前記空気吹き出し口から吹き出された空気を微細気泡とする気泡生成部材が設けられることを特徴とする請求項２５または請求項２６に記載の船舶の摩擦低減装置。
【請求項２８】
前記水通路における水流速を測定する速度センサと、前記水通路における前記船底または前記船側の開口部に開口面積を調整可能な開口量調整装置と、前記速度センサの測定結果に基づいて前記開口量調整装置を作動する制御装置とが設けられることを特徴とする請求項２５から請求項２７のいずれか一項に記載の船舶の摩擦低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の船体に作用する摩擦抵抗を低減する船舶の摩擦低減装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶の船体に作用する摩擦抵抗を低減する技術として、空気（気泡）を水中に吹き出して船体の表面を気泡で覆うものが知られている。例えば、下記特許文献１に記載された摩擦抵抗低減型船舶がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０１８３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の摩擦抵抗低減型船舶では、空気を船底や船側部に設けた吹き出し口から外部に吹き出している。この場合、空気吹き出しによる摩擦抵抗の低減効果は、空気吹き出しに要するエネルギを差し引くことになるので、少ないエネルギで空気を吹き出す必要がある。また、高い摩擦抵抗低減効果を得るためには、空気を水中に吹き出した後、この空気を船体の表面から離れにくくすると共に、広い範囲に拡散する必要がある。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するものであり、摩擦抵抗低減効果を向上させることができる船舶の摩擦低減装置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】
【０００６】
上記の目的を達成するための本発明の船舶の摩擦低減装置は、船体の内部に設けられる気体室と、前記気体室内と前記船体の外方とを仕切る仕切壁と、前記仕切壁に設けられる空気吹き出し口と、前記空気吹き出し口における前記船体の後方側に設けられるガイド部材と、を有することを特徴とするものである。
【０００７】
従って、気体室から空気吹き出し口を通って船体外部の水中に吹き出された空気は、ガイド部材により船体の後方側に流れ、船体の外面から離れにくくなり、または広い範囲に拡散することとなり、船体の表面を適正に気泡により覆うことで摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【０００８】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記ガイド部材は、前記仕切壁の前記気体室側に前記空気吹き出し口の一部を閉塞して設けられる第１ガイド板を有することを特徴としている。
【０００９】
従って、気体室の空気は、空気吹き出し口を通って船体外部の水中に吹き出されるとき、第１ガイド板と空気吹き出し口の端面との空間部に引き寄せられることとなり、この空気を船体の外面に沿って効率良く流すことができる。
【００１０】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記空気吹き出し口は、前記船体の幅方向に沿って所定間隔で複数設けられ、前記第１ガイド板は、前記複数の空気吹き出し口の一部を閉塞することを特徴としている。
【００１１】
従って、第１ガイド板を複数の空気吹き出し口に対して設けることとなり、構造を簡素化することができると共に、製造コストを低減することができる。
【００１２】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記ガイド部材は、前記仕切壁の前記船体の外方側に設けられる第２ガイド板を有することを特徴としている。
【００１３】
従って、気体室の空気は、空気吹き出し口を通って船体外部の水中に吹き出されるとき、仕切壁の外面と第２ガイド板の後端部との空間部に引き寄せられることとなり、この空気を船体の外面に沿って効率良く流すことができる。
【００１４】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記第２ガイド板は、前記空気吹き出し口における前記船体の後方側及び側方側に設けられることを特徴としている。
【００１５】
従って、気体室の空気は、空気吹き出し口を通って船体外部の水中に吹き出されるとき、仕切壁の外面と第２ガイド板の後端部との空間部だけでなく、第２ガイド板の側端部との空間部に引き寄せられることとなり、この空気を広範囲にわたって船体の外面に沿って流すことができる。
【００１６】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記第２ガイド板と前記仕切壁の外面との間に段差が設けられることを特徴としている。
【００１７】
従って、第２ガイド板と仕切壁との間に段差が設けられることで、空気が第２ガイド板から仕切壁に流れるとき、段差の周辺に負圧部が生成され、この負圧部により空気が引き寄せられることとなり、この空気を適正に船体の外面に沿って流すことができる。
【００１８】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記ガイド部材は、前記仕切壁の前記船体の外方側で前記空気吹き出し口から前記船体の後方側に所定距離だけ離間した位置に前記船体の幅方向に沿って設けられる空気拡散部材であることを特徴としている。
【００１９】
従って、気体室の空気は、空気吹き出し口を通って船体外部の水中に吹き出されると、この空気は、船体の後方側に流れ、空気拡散部材により船体における幅方向の外側に拡散することとなり、この空気を広範囲にわたって船体の外面に沿って流すことができる。
【００２０】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記空気拡散部材は、前記船体の幅方向に複数分割して設けられることを特徴としている。
【００２１】
従って、空気拡散部材を複数に分割することで、空気拡散部材を最適な位置だけに設けることとなり、不要な突起部を減少して摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【００２２】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記空気拡散部材は、前記空気吹き出し口における前記船体の後方側に分割部が設けられることを特徴としている。
【００２３】
従って、空気吹き出し口を通って船体外部の水中に吹き出された空気は、空気拡散部材の分割部での巻き込みにより外側に移行することとなり、空気を効率良く船体における幅方向の外側に拡散することができる。
【００２４】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記空気吹き出し口は、前記船体の幅方向に沿って所定間隔で複数設けられ、前記空気拡散部材は、前記複数の空気吹き出し口の間における前記船体の後方側に分割部が設けられることを特徴としている。
【００２５】
従って、空気吹き出し口を通って船体外部の水中に吹き出された空気は、空気拡散部材の分割部での巻き込みにより外側に移行することとなり、空気を効率良く船体における幅方向の外側に拡散することができる。
【００２６】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記空気拡散部材は、前記船体の前後方向に所定間隔で複数設けられることを特徴としている。
【００２７】
従って、空気拡散部材を船体の前後方向に所定間隔で複数設けることで、空気の拡散位置が増加することとなり、船体の外面に沿って流れる空気を船体の幅方向で均一化することができる。
【００２８】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記空気拡散部材は、前記仕切壁から所定距離離間して設けられることを特徴としている。
【００２９】
従って、空気を効率良く船体における幅方向の外側に拡散することができると共に、空気拡散部材の交換を容易としてメンテナンス性を向上することができる。
【００３０】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記空気拡散部材は、前記船体の外板に設けられる溶接ビード部を有することを特徴としている。
【００３１】
従って、空気拡散部材を溶接ビード部とすることで、構造を簡素化することができると共に、製造コストを低減することができる。
【００３２】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記気体室に空気を供給する空気供給装置が設けられ、前記空気供給装置は、気泡発生室と、前記気泡発生室に水を取り込む水取込通路と、前記気泡発生室に空気を取り込む空気取込通路と、前記気泡発生室の水内で回転可能な羽根車と、前記気泡発生室内で発生した気泡を前記気体室に供給する気泡供給通路とを有することを特徴としている。
【００３３】
従って、気泡発生室は、水取込通路から水が取り込まれると共に、空気取込通路から空気が取り込まれ、水中で羽根車が回転すると、空気が水中に引き込まれてせん断されることで、微細な気泡が形成されることとなり、この微細な気泡が気泡供給通路から気体室に供給され、気体室から空気吹き出し口を通って船体外部の水中に水と共に吹き出されることとなる。そのため、空気を船体の外面に沿って適正に流すことができ、摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【００３４】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記羽根車は、ボス部と、前記ボス部の外側に配置される複数の羽根とを有し、前記ボス部は、水平をなす軸部の一端が連結され、前記軸部は、駆動モータが接続されることを特徴としている。
【００３５】
従って、羽根車の回転により空気を水中に引き込んでせん断することで、効率良く微細な気泡を形成することができる。
【００３６】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記羽根車は、前記ボス部から放射状に延出する複数の羽根と、前記複数の羽根の外側に配置される外輪を有することを特徴としている。
【００３７】
従って、ボス部と外輪により複数の羽根を適正に支持することができる。
【００３８】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記羽根車は、前記ボス部から径方向に延出される支持部材と、前記支持部材の外側に配置される外輪を有し、前記支持部材に前記複数の羽根が設けられることを特徴としている。
【００３９】
従って、ボス部に支持部材を介して外輪を支持し、この支持部材に複数の羽根を設けることで、複数の羽根を適正に支持することができる。
【００４０】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記複数の羽根は、気泡の微細化を促進するための複数の孔が設けられていることを特徴としている。
【００４１】
従って、羽根に複数の孔を設けることで、気泡の微細化を促進することができる。
【００４２】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記気泡発生室は、喫水線より上方に配置されることを特徴としている。
【００４３】
従って、気泡発生室を喫水線より上方に配置することで、気泡発生室に空気取込通路から空気を取り込むための動力を不要として構造を簡素化することができる。
【００４４】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記仕切壁の内面に前記気体室としての前記気泡発生室が配置され、前記仕切壁に前記水取込通路としての水取込開口が形成されると共に、前記仕切壁における前記水取込開口より前記船体の後方に前記気泡供給通路としての前記空気吹き出し口が形成されることを特徴としている。
【００４５】
従って、仕切壁に水取込開口と空気吹き出し口を形成することで、気泡発生室に水取込開口から水を取り込むための動力を不要として構造を簡素化することができる。
【００４６】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記水取込開口と前記羽根車及び前記空気吹き出し口との間の水中に堰が設けられることを特徴としている。
【００４７】
従って、形成した微細な気泡が水取込開口から排出されることを防止し、微細な気泡を空気吹き出し口から適正に水中に吹き出すことができる。
【００４８】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記気泡供給通路の前記空気吹き出し口は、気泡吹き出し方向の下方に向けて傾斜するように延出される第１ガイド板が設けられることを特徴としている。
【００４９】
従って、第１ガイド板により空気吹き出し口から適正に気泡を吹き出すことで、空気を船体の外面に沿って適正に流すことができる。
【００５０】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記水取込通路の前記水取込開口は、前記船体の前方方向の下方に向けて傾斜するように延出される第２ガイド板を有することを特徴としている。
【００５１】
従って、第２ガイド板により水取込開口から効率良く水を取り込むことができる。
【００５２】
また、本発明の船舶の摩擦低減装置は、船体の内部に設けられる気体室と、前記気体室に水を取り込む水取込通路と、前記気体室に空気を取り込む空気取込通路と、前記気体室の水内で回転可能な羽根車と、前記気体室内と前記船体の外方とを仕切る仕切壁と、前記仕切壁に設けられる空気吹き出し口と、を有することを特徴とするものである。
【００５３】
従って、気体室は、水取込通路から水が取り込まれると共に、空気取込通路から空気が取り込まれ、水中で羽根車が回転すると、空気が水中に引き込まれてせん断されることで、微細な気泡が形成されることとなり、この微細な気泡が空気吹き出し口を通って船体外部の水中に吹き出されることとなる。そのため、空気を船体の外面に沿って適正に流すことができ、船体の表面を適正に気泡により覆うことで摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【００５４】
また、本発明の船舶の摩擦低減装置は、船体の内部に設けられて一端部が船首に開口して他端部が船底または船側に開口する水通路と、前記船体の内部に設けられる気体室と、前記気体室に空気を供給する空気供給装置と、前記気体室内と前記水通路とを仕切る仕切壁と、前記仕切壁に設けられた空気吹き出し口と、を有することを特徴とするものである。
【００５５】
従って、船舶の航行時に、船首の開口から水通路内に水が取り込まれると、空気供給装置から気体室に供給された空気が空気吹き出し口から水通路内に吹き出されることとなり、この空気は、水と共に水通路を通って船底または船側の開口から外部に排出される。そのため、空気を船体の外面に沿って適正に流すことができ、船体の表面を適正に気泡により覆うことで摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【００５６】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記水通路は、前記船首の開口部から前記空気吹き出し口の位置まで通路面積が縮小することを特徴としている。
【００５７】
従って、船首の開口部から水通路内に取り込まれた水は、通路面積が縮小することで流速が上昇し、ここに空気が供給されることとなり、微細な気泡を形成することができる。
【００５８】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記空気吹き出し口から吹き出された空気を微細気泡とする気泡生成部材が設けられることを特徴としている。
【００５９】
従って、水通路内で気泡生成部材により空気を微細気泡とすることができ、空気を適正に船体の外面に沿って流すことができる。
【００６０】
本発明の船舶の摩擦低減装置では、前記水通路における水流速を測定する速度センサと、前記水通路における前記船底または前記船側の開口部に開口面積を調整可能な開口量調整装置と、前記速度センサの測定結果に基づいて前記開口量調整装置を作動する制御装置とが設けられることを特徴としている。
【００６１】
従って、水通路における水流速が低下すると、開口部の開口面積を縮小することで流速を上昇させ、水通路における水流速が上昇すると、開口部の開口面積を拡大大することで流速を低下させることとなり、水通路における水流速を一定に維持し、空気を適正に船体の外面に沿って流すことができる。
【発明の効果】
【００６２】
本発明の船舶の摩擦低減装置によれば、船体の表面を適正に気泡により覆うことで摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、第１実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の概略側面図である。
【図２】図２は、船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の概略底面図である。
【図３】図３は、底面に設けられた空気吹き出し口の配置を表す概略図である。
【図４】図４は、空気吹き出し口を表す船底の断面図である。
【図５】図５は、空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【図６】図６は、第１実施形態の変形例を表す空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【図７】図７は、第２実施形態の船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の断面図である。
【図８】図８は、空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【図９】図９は、第３実施形態の船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の断面図である。
【図１０】図１０は、空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【図１１−１】図１１−１は、第３実施形態の変形例を表す空気拡散部材の断面図である。
【図１１−２】図１１−２は、第３実施形態の変形例を表す空気拡散部材の断面図である。
【図１１−３】図１１−３は、第３実施形態の変形例を表す空気拡散部材の断面図である。
【図１１−４】図１１−４は、第３実施形態の変形例を表す空気拡散部材の断面図である。
【図１１−５】図１１−５は、第３実施形態の変形例を表す空気拡散部材の断面図である。
【図１２】図１２は、第４実施形態の船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【図１３】図１３は、第４実施形態の変形例を表す船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【図１４】図１４は、第５実施形態の船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【図１５】図１５は、第５実施形態の変形例を表す船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【図１６】図１６は、第５実施形態の変形例を表す船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【図１７】図１７は、第６実施形態の船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の断面図である。
【図１８】図１８は、空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【図１９】図１９は、第７実施形態の船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の断面図である。
【図２０】図２０は、空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【図２１】図２１は、第８実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図である。
【図２２】図２２は、空気供給装置を表す概略構成図である。
【図２３】図２３は、羽根車の概略図である。
【図２４】図２４は、第９実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図である。
【図２５】図２５は、第１０実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図である。
【図２６】図２６は、空気供給装置を表す概略構成図である。
【図２７】図２７は、空気供給装置の変形例を表す概略構成図である。
【図２８】図２８は、羽根車の第１変形例を表す正面図である。
【図２９−１】図２９−１は、羽根車の断面図である。
【図２９−２】図２９−２は、羽根車の断面図である。
【図２９−３】図２９−３は、羽根車の断面図である。
【図３０】図３０は、羽根車の第２変形例を表す正面図である。
【図３１−１】図３１−１は、羽根車の断面図である。
【図３１−２】図３１−２は、羽根車の断面図である。
【図３１−３】図３１−３は、羽根車の断面図である。
【図３２】図３２は、羽根車の第３変形例を表す正面図である。
【図３３】図３３は、羽根車の断面図である。
【図３４】図３４は、羽根車の第４変形例を表す正面図である。
【図３５−１】図３５−１は、羽根車の断面図である。
【図３５−２】図３５−２は、羽根車の断面図である。
【図３６】図３６は、第１１実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図である。
【図３７】図３７は、摩擦低減装置の概略図である。
【図３８】図３８は、第１１実施形態の変形例を表す船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図である。
【図３９】図３９は、第１２実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図である。
【図４０】図４０は、第１２実施形態の変形例を表す船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図である。
【図４１】図４１は、第１３実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る船舶の摩擦低減装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００６５】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の概略側面図、図２は、船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の概略底面図、図３は、底面に設けられた空気吹き出し口の配置を表す概略図である。
【００６６】
第１実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶は、図１及び図２に示すように、例えば、旅客船（カーフェリー）であって、船体１０は、船首１１と、船尾１２と、船底１３と、左舷（船側）１４と、右舷（船側）１５を有している。本実施形態では、船体１０の船長方向（前後方向）をＸ方向、船幅方向（幅方向）をＹ方向、船高方向（上下方向）をＺ方向として表している。そして、ＣＬは、船体１０のセンターラインを表し、ＷＬは、船体１０の満載喫水線を表している。
【００６７】
船体１０は、船尾１２側に隔壁１６により機関室１７が区画され、この機関室１７に主機関（例えば、ディーゼルエンジン）１８が配置されている。この主機関１８は、推進力を伝達するプロペラ１９が駆動連結されている。また、船体１０は、船尾１２に船体１０の方向を制御する舵２０が設けられている。
【００６８】
また、船体１０は、空気供給機器室２１と、船倉２２と、車両甲板２３と、ランプ２４と、甲板暴露部２５と、隔壁２６と、船底外板２７と、船側外板２８，２９とを有している。空気供給機器室２１は、船倉２２より船首１１側に配置されている。空気供給機器室２１と船倉２２は、隔壁２６により仕切られている。車両甲板２３は、空気供給機器室２１及び船倉２２の床面を形成している。ランプ２４は、自動車（図示略）が船倉２２に乗り降りするために使用される。甲板暴露部２５は、例えば、船首１１の上甲板であり、空気供給機器室２１の上方に配置される。
【００６９】
摩擦低減装置３１は、空気供給装置３２と、エアクーラ３３と、通風筒３４と、空気吸い込み口３５と、空気吹き出し部３６と、空気吹き出し部３７と、海水取入部３８と、ポンプ３９とを有している。空気吹き出し部３６は、左舷１４（船側外板２８）と、右舷１５（船側外板２９）に配置されている。空気吹き出し部３７及び海水取入部３８は、船首１１側の船底１３（船底外板２７）に配置されている。空気供給装置３２及びエアクーラ３３は、空気供給機器室２１に設置されている。通風筒３４及び空気吸い込み口３５は、甲板暴露部２５に配置されている。通風筒３４は、空気供給機器室２１に連通され、空気供給機器室２１を換気するために用いられる。空気吸い込み口３５は空気供給装置３２に接続されている。空気供給装置３２は、エアクーラ３３を介して空気吹き出し部３６，３７に接続されている。海水取入部３８は、ポンプ３９を介してエアクーラ３３に接続されている。
【００７０】
海水取入部３８と空気吹き出し部３７は、例えば、船体１０のセンターラインＣＬ上に配置され、船底１３における船底外板２７の平坦な部分に配置されている。海水取入部３８は、空気吹き出し部３７より船首１１側に配置されている。空気吹き出し部３６は、船首１１側における左舷１４と右舷１５の各船側外板２８，２９に配置されている。各空気吹き出し部３６は、センターラインＣＬに対して対称に配置され、船首１１側が接近するように斜めに配置されている。海水取入部３８は、両舷１４，１５に設けられた空気吹き出し部３６の間に配置されている。
【００７１】
空気供給装置３２は、空気吸い込み口３５から吸い込んだ空気を加圧し、その加圧空気をエアクーラ３３から空気吹き出し部３６，３７に供給する。ポンプ３９は、海水取入部３８から取り入れられた海水をエアクーラ３３に供給する。エアクーラ３３は、海水を用いて加圧空気を冷却する。エアクーラ３３は、例えば、加圧空気と海水を熱交換する熱交換器である。または、エアクーラ３３は、加圧空気中に海水を散布して加圧空気を冷却するように構成してもよく、海水中に加圧空気を吹き出して加圧空気を冷却するように構成してもよい。空気吹き出し部３６，３７は、空気供給装置３２から供給された加圧空気を水中に吹き出す。即ち、船体１０の空気吹き出し部３６，３７から水中に空気が吹き出され、この吹き出された空気により形成される気泡が船底１３の平坦部に送り出され、この気泡により船体１０が覆われることで船体１０の摩擦抵抗が低減される。
【００７２】
また、船首１１側の船底１３に配置された空気吹き出し部３７は、図３に示すように、船体１０の内部に設けられる気体室４１と、この気体室４１内と船体１０の外方とを仕切る仕切壁としての船底外板２７と、船底外板２７に設けられる複数の空気吹き出し口４２とを有している。気体室４１は、密閉された空間であって、空気供給装置３２がエアクーラ３３を介して接続されている。複数の空気吹き出し口４２は、気体室４１から船底外板２７を貫通して船体１０の外方、つまり、水中に流通する通路である。この複数の空気吹き出し口４２は、船底１３の幅方向に沿うと共に、前後方向に２列に配置されている。即ち、複数の空気吹き出し口４２は、船底１３に千鳥状に配置されている。そのため、複数の空気吹き出し口４２から水中に吹き出された加圧空気は、気泡となり、船底１３の平坦部を後方に流れると共に幅方向に拡散する。
【００７３】
ここで、空気吹き出し口４２の構成について詳細に説明する。図４は、空気吹き出し口を表す船底の断面図、図５は、空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【００７４】
図４及び図５に示すように、空気吹き出し口４２は、船体１０の前後方向（船舶の航行方向）に沿って長い楕円形状をなし、仕切壁としての船底外板２７を鉛直方向に貫通しており、船体１０の幅方向に所定間隔で複数設けられている。この空気吹き出し口４２は、船体１０の後方側にガイド部材としての第１ガイド板５１が設けられている。この第１ガイド板５１は、船底外板２７における気体室４１側に空気吹き出し口４２の一部を閉塞するように設けられている。
【００７５】
即ち、第１ガイド板５１は、矩形状をなす板材であって、船底外板２７の厚さ（例えば、３０〜４０ｍｍ）より薄い厚さ（例えば、１〜５ｍｍ、好ましくは、１〜２ｍｍ）に形成されている。第１ガイド板５１は、船底外板２７の気体室４１側、つまり、船底外板２７の内面に溶接により固定されている。第１ガイド板５１は、空気吹き出し口４２における船尾１２側（図４及び図５の右側）を塞ぐように配置されている。この場合、第１ガイド板５１は、空気吹き出し口４２の開口面積における半分以下の面積を塞ぐように配置することが好ましい。
【００７６】
気体室４１に供給された空気は、複数の空気吹き出し口４２から水中に吹き出され、気泡となって船底１３の平坦部に沿って船体１０の後方に流れる。このとき、空気吹き出し口４２は、後方側の一部が内側から第１ガイド板５１により閉塞されていることから、空気吹き出し口４２の後端面４２ａと第１ガイド板５１の下面５１ａとの間の空間部に空気のよどみ部Ａが形成される。そのため、空気吹き出し口４２から水中に吹き出された空気は、よどみ部Ａに引き寄せられることとなり、引き寄せられた空気は、船底外板２７の下面、つまり、船底１３の外面から離れずに後方に流れることとなり、船体１０の表面を気泡により適正に覆うことができる。
【００７７】
なお、第１ガイド板５１の構成は、上述したものに限定されるものではない。図６は、第１実施形態の変形例を表す空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【００７８】
図６に示すように、空気吹き出し口４２は、船体１０の前後方向に沿って長い楕円形状をなし、船体１０の幅方向に所定間隔で複数設けられている。この複数の空気吹き出し口４２は、船体１０の後方側にガイド部材としての１個の第１ガイド板５２が設けられている。この第１ガイド板５２は、船底外板２７における気体室４１側に各空気吹き出し口４２の一部を閉塞するように設けられている。なお、この第１ガイド板５２の作用は、第１ガイド板５１と同様であることから、説明は省略する。
【００７９】
ここでは、船底１３に配置された空気吹き出し部３７について説明したが、左舷１４（船側外板２８）や右舷１５（船側外板２９）に配置された空気吹き出し部３６も同様の構成となっている。
【００８０】
このように第１実施形態の船舶の摩擦低減装置にあっては、船体１０の内部に設けられる気体室４１と、気体室４１内と船体１０の外方とを仕切る仕切壁としての船底外板２７と、船底外板２７に設けられる空気吹き出し口４２と、空気吹き出し口４２における船体１０の後方側に設けられるガイド部材としての第１ガイド板５１，５２とを設けている。
【００８１】
従って、気体室４１から空気吹き出し口４２を通って船体外部の水中に吹き出された空気は、第１ガイド板５１，５２により船体１０の後方側に流れ、船体１０の外面から離れにくくなり、船体１０の表面を適正に気泡により覆うことで摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【００８２】
第１実施形態の船舶の摩擦低減装置では、第１ガイド板５１，５２は、船底外板２７の気体室４１側に空気吹き出し口４２の一部を閉塞して設けられている。従って、気体室４１の空気は、空気吹き出し口４２を通って船体外部の水中に吹き出されるとき、第１ガイド板５１，５２と空気吹き出し口４２の端面とのよどみ部Ａに引き寄せられることとなり、この空気を船体１０の外面に沿って効率良く流すことができる。
【００８３】
第１実施形態の船舶の摩擦低減装置では、空気吹き出し口４２は、船体１０の幅方向に沿って所定間隔で複数設けられ、第１ガイド板５２は、複数の空気吹き出し口４２の一部を閉塞している。従って、第１ガイド板５２を複数の空気吹き出し口４２に対して設けることとなり、構造を簡素化することができると共に、製造コストを低減することができる。
【００８４】
［第２実施形態］
図７は、第２実施形態の船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の断面図、図８は、空気吹き出し口を表す船底の正面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８５】
第２実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図７及び図８に示すように、空気吹き出し口４２は、船体１０の前後方向に沿って長い楕円形状をなし、船底外板２７を鉛直方向に貫通しており、船体１０の幅方向に所定間隔で複数設けられている。この空気吹き出し口４２は、船体１０の後方側にガイド部材としての第２ガイド板５３が設けられている。この第２ガイド板５３は、船底外板２７における船体１０の外方側に設けられている。
【００８６】
即ち、第２ガイド板５３は、矩形状をなす板材であって、船底外板２７の厚さ（例えば、３０〜４０ｍｍ）より薄い厚さ（例えば１〜５ｍｍ、好ましくは、１〜２ｍｍ）に形成されている。第２ガイド板５３は、船底外板２７における船体１０の外方側、つまり、船底外板２７の外面に溶接により固定されている。第２ガイド板５３は、空気吹き出し口４２における船尾１２側（図７及び図８の右側）と、左舷１４及び右舷１５側（図８にて上側と下側）に配置されている。
【００８７】
第２ガイド板５３は、前端部に半円形状をなす切欠部５３ａが形成され、この切欠部５３ａは、空気吹き出し口４２における後端面４２ａと同形状をなしている。そのため、第２ガイド板５３は、船底外板２７の外面側で、空気吹き出し口４２における船体１０の後方側及び側方側に設けられることとなる。また、第２ガイド板５３は、後端部と船底外板２７の外面との間に段差５３ｃが設けられている。第２ガイド板５３は、平面に対して端面が直角（または、鋭角）をなしていることから、船底外板２７の外面との間に厚さ分だけの段差５３ｃが形成される。この段差５３ｃは、第２ガイド板５３の後端部と左右の側端部に設けられている。
【００８８】
気体室４１に供給された空気は、複数の空気吹き出し口４２から水中に吹き出され、気泡となって船底１３の平坦部に沿って船体１０の後方に流れる。このとき、空気吹き出し口４２は、後方側における船底外板２７の外面に第２ガイド板５３が配置されていることから、第２ガイド板５３の端面と船底外板２７の外面との間に段差５３ｃが形成され、この段差５３ｃの周辺部に負圧部Ｂが形成される。そのため、空気吹き出し口４２から水中に吹き出された空気は、第２ガイド板５３の外面を流れ、負圧部Ｂに引き寄せられることとなり、引き寄せられた空気は、船底外板２７の下面、つまり、船底１３の外面から離れずに後方に流れることとなり、船体１０の表面を気泡により適正に覆うことができる。
【００８９】
このように第２実施形態の船舶の摩擦低減装置にあっては、ガイド部材として、船底外板２７の船体１０の外方側に第２ガイド板５３を設けている。
【００９０】
従って、気体室４１の空気は、空気吹き出し口４２を通って船体外部の水中に吹き出されるとき、船底外板２７の外面と第２ガイド板５３の後端部との負圧部Ｂに引き寄せられることとなり、この空気を船体１０の外面に沿って効率良く流すことができる。
【００９１】
第２実施形態の船舶の摩擦低減装置では、第２ガイド板５３は、空気吹き出し口４２における船体１０の後方側及び側方側に設けられている。従って、気体室４１の空気は、空気吹き出し口４２を通って船体外部の水中に吹き出されるとき、船底外板２７の外面と第２ガイド板５３の後端部との負圧部Ｂだけでなく、第２ガイド板５３の側端部との負圧部Ｂに引き寄せられることとなり、この空気を広範囲にわたって船体１０の外面に沿って流すことができる。
【００９２】
第２実施形態の船体の摩擦低減装置では、第２ガイド板５３と船底外板２７の外面との間に段差５３ｃを設けている。従って、第２ガイド板５３と船底外板２７との間に段差５３ｃが設けられることで、空気が第２ガイド板５３から船底外板２７に流れるとき、段差５３ｃの周辺に負圧部Ｂが生成され、この負圧部Ｂにより空気が引き寄せられることとなり、この空気を適正に船体１０の外面に沿って流すことができる。
【００９３】
［第３実施形態］
図９は、第３実施形態の船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の断面図、図１０は、空気吹き出し口を表す船底の正面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９４】
第３実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図９及び図１０に示すように、空気吹き出し口４２は、船体１０の前後方向に沿って長い楕円形状をなし、船体１０の幅方向に所定間隔で複数千鳥状に設けられている。この空気吹き出し口４２は、船体１０の後方側にガイド部材としての空気拡散部材６１が設けられている。この空気拡散部材６１は、船底外板２７における船体１０の外方側で、空気吹き出し口４２から船体１０の後方側に所定距離だけ離間した位置に船体１０の幅方向に沿って設けられている。
【００９５】
即ち、空気拡散部材６１は、断面が矩形状をなす所定長さを有する板材であって、船底外板２７の厚さ（例えば、３０〜４０ｍｍ）より薄い厚さ（例えば、１〜５ｍｍ、好ましくは、１〜２ｍｍ）に形成されている。空気拡散部材６１は、船底外板２７における船体１０の外方側、つまり、船底外板２７の外面に溶接やボルト締めなどにより固定されている。空気拡散部材６１は、空気吹き出し口４２における船尾１２側（図９及び図１０の右側）に所定距離だけ離れて配置されている。
【００９６】
気体室４１に供給された空気は、複数の空気吹き出し口４２から水中に吹き出され、気泡となって船底１３の平坦部に沿って船体１０の後方に流れる。このとき、空気吹き出し口４２は、後方側における船底外板２７の外面に空気拡散部材６１が配置されている。そのため、空気吹き出し口４２から水中に吹き出された空気（気泡）Ｃ１は、船底外板２７の外面を後方に流れ、空気拡散部材６１に衝突して乱れが生じ、拡散した空気（気泡）Ｃ２として船体１０における幅方向の外側に拡散する。そして、この気泡が船体１０の外面に広範囲にわたって流れ、船体１０の表面を気泡により適正に覆うことができる。
【００９７】
また、空気吹き出し口４２は、後方側における船底外板２７の外面に空気拡散部材６１が配置されていることから、第２実施形態とほぼ同様に、空気拡散部材６１の後端面と船底外板２７の外面との間に段差が形成され、後方の段差の周辺部に負圧部が形成される。そのため、空気拡散部材６１に衝突して乱れが生じた空気は、船体１０における幅方向の外側に拡散するとき、この負圧部に引き寄せられて船底１３の外面から離れずに後方に流れることとなり、船体１０の表面を気泡により適正に覆うことができる。
【００９８】
なお、空気拡散部材６１の構成は、上述したものに限定されるものではない。図１１−１から図１１−５は、第３実施形態の変形例を表す空気拡散部材の断面図である。
【００９９】
図１１−１に示すように、船底外板２７の外面に固定された空気拡散部材６２は、前端部が船底外板２７の外面に滑らかに連続するような角度をなす傾斜面６２ａが形成され、後端部に船底外板２７の外面に直角をなす鉛直面６２ｂが形成されている。また、図１１−２に示すように、船底外板２７の外面に固定された空気拡散部材６３は、前端部に流動抵抗を減少させるような湾曲面６３ａが形成され、後端部に船底外板２７の外面に直角をなす鉛直面６３ｂが形成されている。また、図１１−３に示すように、船底外板２７の外面に固定された空気拡散部材６４は、前端部が船底外板２７の外面に滑らかに連続するような鈍角をなす傾斜面６４ａが形成され、後端部に船底外板２７の外面に滑らかに連続するような鈍角をなす傾斜面６４ｂが形成されている。また、図１１−４に示すように、船底外板２７の外面に固定された空気拡散部材６５は、前端部に流動抵抗を減少させるような湾曲面６５ａが形成され、後端部に船底外板２７の外面に滑らかに連続するような鈍角をなす傾斜面６５ｂが形成されている。図１１−５に示すように、船底外板２７の外面に固定された空気拡散部材６６は、前端部及び後端部に流動抵抗を減少させるような湾曲面６６ａ，６６ｂが形成されている。
【０１００】
このように第３実施形態の船舶の摩擦低減装置にあっては、ガイド部材として、船底外板２７の船体１０の外方側で空気吹き出し口４２から船体１０の後方側に所定距離だけ離間した位置に船体１０の幅方向に沿って空気拡散部材６１を設けている。そして、その空気拡散部材６１の形状は、図１１−１から図１１−５に示す空気拡散部材６２〜６６のような形状としてもよい。
【０１０１】
従って、気体室４１の空気は、空気吹き出し口４２を通って船体外部の水中に吹き出されると、この空気は、船体１０の後方側に流れ、空気拡散部材６１〜６６により船体１０における幅方向の外側に拡散することとなり、この空気を広範囲にわたって船体１０の外面に沿って流すことができる。
【０１０２】
［第４実施形態］
図１２は、第４実施形態の船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の正面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０３】
第４実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図１２に示すように、空気吹き出し口４２は、船体１０の前後方向に沿って長い楕円形状をなし、船体１０の幅方向に所定間隔で複数千鳥状に設けられている。この空気吹き出し口４２は、船体１０の後方側にガイド部材としての空気拡散部材７１が設けられている。この空気拡散部材７１は、船底外板２７における船体１０の外方側で、空気吹き出し口４２から船体１０の後方側に所定距離だけ離間した位置に船体１０の幅方向に沿って設けられている。
【０１０４】
空気拡散部材７１は、船体１０の幅方向に複数分割して設けられており、空気吹き出し口４２における船体１０の後方側に分割部としての隙間７１ａが設けられている。即ち、空気吹き出し口４２における船体１０の後方側に空気拡散部材７１がなくて隙間７１ａがあり、幅方向に隣接する空気吹き出し口４２の間における船体１０の後方側に空気拡散部材７１がある。ここで、空気拡散部材７１の幅Ｌ３は、空気吹き出し口４２の幅Ｌ１より大きく、幅方向に隣接する空気吹き出し口４２の間隔Ｌ２より小さいものとなっている。
【０１０５】
気体室４１に供給された空気は、複数の空気吹き出し口４２から水中に吹き出され、気泡となって船底１３の平坦部に沿って船体１０の後方に流れる。このとき、空気吹き出し口４２は、後方側における船底外板２７の外面に空気拡散部材７１が配置されている。そのため、空気吹き出し口４２から水中に吹き出された空気（気泡）Ｃ１は、船底外板２７の外面を後方に流れ、空気拡散部材７１に衝突して乱れが生じ、拡散した空気（気泡）Ｃ２として船体１０における幅方向の外側に拡散する。また、空気（気泡）Ｃ１は、空気拡散部材７１の隙間７１ａで幅方向の外側へ巻き込みが生じ、拡散した空気（気泡）Ｃ２として船体１０における幅方向の外側に拡散する。そして、この気泡が船体１０の外面に広範囲にわたって流れ、船体１０の表面を気泡により適正に覆うことができる。
【０１０６】
このように第４実施形態の船舶の摩擦低減装置にあっては、空気拡散部材７１は、船体１０の幅方向に複数分割して隙間７１ａが設けられている。従って、空気拡散部材７１を複数に分割することで、空気拡散部材７１を最適な位置だけに設けることとなり、不要な突起部を減少して摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【０１０７】
実施形態４の船舶の摩擦低減装置では、空気拡散部材７１は、空気吹き出し口４２における船体１０の後方側に分割部が設けられている。従って、空気吹き出し口４２を通って船体外部の水中に吹き出された空気は、空気拡散部材７１の分割部での巻き込みにより外側に移行することとなり、空気を効率良く船体１０における幅方向の外側に拡散することができる。
【０１０８】
なお、本実施形態では、空気拡散部材７１の分割形状が上述したものに限定されるものではない。図１３は、第４実施形態の変形例を表す船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【０１０９】
図１３に示すように、空気吹き出し口４２は、船体１０の前後方向に沿って長い楕円形状をなし、船体１０の幅方向に所定間隔で複数千鳥状に設けられている。この空気吹き出し口４２は、船体１０の後方側にガイド部材としての空気拡散部材７２が設けられている。この空気拡散部材７２は、船底外板２７における船体１０の外方側で、空気吹き出し口４２から船体１０の後方側に所定距離だけ離間した位置に船体１０の幅方向に沿って設けられている。
【０１１０】
空気拡散部材７２は、船体１０の幅方向に複数分割して設けられており、空気拡散部材７２は、複数の空気吹き出し口４２の間における船体１０の後方側に分割部としての隙間７２ａが設けられている。即ち、複数の空気吹き出し口４２の間における船体１０の後方側に空気拡散部材７２がなくて隙間７２ａがあり、各空気吹き出し口４２における船体１０の後方側に空気拡散部材７２がある。
【０１１１】
気体室４１に供給された空気は、複数の空気吹き出し口４２から水中に吹き出され、気泡となって船底１３の平坦部に沿って船体１０の後方に流れる。このとき、空気吹き出し口４２は、後方側における船底外板２７の外面に空気拡散部材７２が配置されている。そのため、空気吹き出し口４２から水中に吹き出された空気（気泡）Ｃ１は、船底外板２７の外面を後方に流れ、空気拡散部材７２に衝突して乱れが生じ、拡散した空気（気泡）Ｃ２として船体１０における幅方向の外側に拡散する。また、空気（気泡）Ｃ１は、空気拡散部材７２の隙間７２ａで幅方向の外側へ巻き込みが生じ、拡散した空気（気泡）Ｃ２として船体１０における幅方向の外側に拡散する。そして、この気泡が船体１０の外面に広範囲にわたって流れ、船体１０の表面を気泡により適正に覆うことができる。
【０１１２】
このように第４実施形態の船舶の摩擦低減装置では、空気拡散部材７２は、船体１０の幅方向に複数分割して隙間７２ａが設けられ、複数の空気吹き出し口４２の間における船体１０の後方側に隙間７２ａが設けられている。従って、空気吹き出し口４２を通って船体外部の水中に吹き出された空気は、空気拡散部材７２の隙間７２ａでの巻き込みにより外側に移行することとなり、空気を効率良く船体１０における幅方向の外側に拡散することができる。
【０１１３】
［第５実施形態］
図１４は、第５実施形態の船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の正面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１１４】
第５実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図１４に示すように、空気吹き出し口４２は、船体１０の前後方向に沿って長い楕円形状をなし、船体１０の幅方向に所定間隔で複数千鳥状に設けられている。この空気吹き出し口４２は、船体１０の後方側にガイド部材としての空気拡散部材７３，７４が設けられている。この空気拡散部材７３，７４は、船体１０の前後方向に所定間隔で複数（本実施形態では、２個）設けられている。
【０１１５】
気体室４１に供給された空気は、複数の空気吹き出し口４２から水中に吹き出され、気泡となって船底１３の平坦部に沿って船体１０の後方に流れる。このとき、空気吹き出し口４２は、後方側における船底外板２７の外面に空気拡散部材７３，７４が配置されている。そのため、空気吹き出し口４２から水中に吹き出された空気（気泡）Ｃ１は、船底外板２７の外面を後方に流れ、空気拡散部材７３，７４に衝突して乱れが生じ、拡散した空気（気泡）Ｃ２として船体１０における幅方向の外側に拡散する。このとき、空気（気泡）Ｃ１は、空気拡散部材７３で拡散した空気（気泡）Ｃ２となり、空気拡散部材７４で再び拡散した空気（気泡）Ｃ３となり、船体１０における幅方向の外側に拡散する。そして、この気泡が船体１０の外面に広範囲にわたって流れ、船体１０の表面を気泡により適正に覆うことができる。
【０１１６】
このように第５実施形態の船舶の摩擦低減装置にあっては、空気拡散部材７３，７４を船体１０の前後方向に所定間隔で複数設けている。従って、空気の拡散位置が増加することとなり、船体１０の外面に沿って流れる空気を船体１０の幅方向で均一化することができる。
【０１１７】
なお、本実施形態では、空気拡散部材７３，７４の形状が上述したものに限定されるものではない。図１５及び図１６は、第５実施形態の変形例を表す船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の正面図である。
【０１１８】
第５実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図１５に示すように、空気吹き出し口４２は、船体１０の前後方向に沿って長い楕円形状をなし、船体１０の幅方向に所定間隔で複数千鳥状に設けられている。この空気吹き出し口４２は、船体１０の後方側にガイド部材としての空気拡散部材７５，７６が設けられている。この空気拡散部材７５，７６は、船体１０の前後方向に所定間隔で複数（本実施形態では、２個）設けられている。また、空気拡散部材７５，７６は、船体１０の幅方向に複数分割して隙間７５ａ，７６ａが設けられている。
【０１１９】
第５実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図１６に示すように、空気吹き出し口４２は、船体１０の前後方向に沿って長い楕円形状をなし、船体１０の幅方向に所定間隔で複数千鳥状に設けられている。この空気吹き出し口４２は、船体１０の後方側にガイド部材としての空気拡散部材７７，７８が設けられている。この空気拡散部材７７，７８は、船体１０の前後方向に所定間隔で複数設けられ、船体１０の幅方向に複数分割して設けられている。即ち、空気拡散部材７７，７８は、千鳥状に設けられている。また、空気拡散部材７７，７８は、船体１０の幅方向に複数分割して隙間７７ａ，７８ａが設けられている。
【０１２０】
このように第５実施形態の船舶の摩擦低減装置にあっては、空気拡散部材７５，７６，７７，７８を船体１０の前後方向に所定間隔で複数設けると共に、船体１０の幅方向に複数分割して設けている。従って、空気の拡散位置が増加することとなり、船体１０の外面に沿って流れる空気を船体１０の幅方向で均一化することができる。
【０１２１】
［第６実施形態］
図１７は、第６実施形態の船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の断面図、図１８は、空気吹き出し口を表す船底の正面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１２２】
第６実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図１７及び図１８に示すように、空気吹き出し口４２は、船体１０の前後方向に沿って長い楕円形状をなし、船体１０の幅方向に所定間隔で複数千鳥状に設けられている。この空気吹き出し口４２は、船体１０の後方側にガイド部材としての空気拡散部材７９が設けられている。この空気拡散部材７９は、船体１０から所定距離だけ離間して設けられている。即ち、空気拡散部材７９は、複数の取付部材８０により船底外板２７の下面から所定隙間をもって配置されている。
【０１２３】
気体室４１に供給された空気は、複数の空気吹き出し口４２から水中に吹き出され、気泡となって船底１３の平坦部に沿って船体１０の後方に流れる。このとき、空気吹き出し口４２は、後方側における船底外板２７の外面に空気拡散部材７９が配置されている。そのため、空気吹き出し口４２から水中に吹き出された空気（気泡）Ｃ１は、船底外板２７の外面を後方に流れ、空気拡散部材７９に衝突して乱れが生じ、拡散した空気（気泡）Ｃ２として船体１０における幅方向の外側に拡散する。そして、この気泡が船体１０の外面に広範囲にわたって流れ、船体１０の表面を気泡により適正に覆うことができる。
【０１２４】
このように第６実施形態の船舶の摩擦低減装置にあっては、空気拡散部材７９を船体１０から所定距離だけ離間して設けている。従って、気体室４１の空気は、空気吹き出し口４２を通って船体外部の水中に吹き出されると、この空気は、船体１０の後方側に流れ、空気拡散部材７９により船体１０における幅方向の外側に拡散することとなり、この空気を広範囲にわたって船体１０の外面に沿って流すことができる。また、空気拡散部材７９が船底外板２７の下面から所定隙間をもって配置されていることから、空気拡散部材７９の交換を容易としてメンテナンス性を向上することができる。
【０１２５】
［第７実施形態］
図１９は、第７実施形態の船舶の摩擦低減装置における空気吹き出し口を表す船底の断面図、図２０は、空気吹き出し口を表す船底の正面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１２６】
第７実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図１９及び図２０に示すように、船底外板２７は、船体１０の前方側の前部船底外板２７ａと、後方側の後部船底外板２７ｂとが溶接により接合されて構成されている。そのため、前部船底外板２７ａと後部船底外板２７ｂとの間に外方（図１９にて、下方）に突出する溶接ビード部（空気拡散部材）８１が形成されている。そして、この溶接ビード部８１における船体１０の前方側に複数の空気吹き出し口４２を設けることで、溶接ビード部を空気拡散部材８１として機能させる。
【０１２７】
即ち、空気吹き出し口４２は、船体１０の前後方向に沿って長い楕円形状をなし、船体１０の幅方向に所定間隔で複数千鳥状に設けられている。この空気吹き出し口４２は、船体１０の後方側にガイド部材としての空気拡散部材（溶接ビード部）８１が設けられている。
【０１２８】
このように第７実施形態の船舶の摩擦低減装置にあっては、前部船底外板２７ａと後部船底外板２７ｂとを接合して外方に突出する溶接ビード部を形成し、この溶接ビード部における船体１０の前方側に複数の空気吹き出し口４２を設けることで、溶接ビード部を空気拡散部材８１として機能させている。従って、溶接ビード部を空気拡散部材８１とすることで、構造を簡素化することができると共に、製造コストを低減することができる。
【０１２９】
なお、本実施形態では、前部船底外板２７ａと後部船底外板２７ｂとを接合する溶接ビード部を空気拡散部材８１としたが、この構成に限定されるものではない。例えば、船底外板の外面に溶接ビード部を設けてこれを空気拡散部材としてもよい。
【０１３０】
［第８実施形態］
図２１は、第８実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図、図２２は、空気供給装置を表す概略構成図、図２３は、羽根車の概略図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１３１】
第８実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図２１に示すように、摩擦低減装置１０１は、空気供給装置１０２と、空気吸い込み口３５と、空気吹き出し部３６と、空気吹き出し部３７と、海水取入部３８と、ポンプ３９と、ブロア１０３と、開閉弁１０４とを有している。
【０１３２】
空気供給装置１０２は、喫水線ＷＬより下方の空間部の甲板上に設置されている。空気吸い込み口３５は、甲板暴露部２５に配置されており、ブロア１０３及び開閉弁１０４を介して空気供給装置１０２に接続されている。空気供給装置１０２は、空気吹き出し部３６，３７に接続されている。海水取入部３８は、ポンプ３９を介して空気供給装置１０２に接続されている。
【０１３３】
空気供給装置１０２は、空気吹き出し部３６，３７の気体室に空気を供給するものであり、図２２に示すように、気泡発生室１１１と、水取込通路１１２と、空気取込通路１１３と、羽根車１１４と、気泡供給通路１１５とを有している。気泡発生室１１１は、所定の容積を有する密閉された容器である。水取込通路１１２は、この気泡発生室１１１に海水を取り込む通路であって、ポンプ３９が装着され、一端部が海水取入部３８に連結され、他端部が気泡発生室１１１の下部に連結されている。空気取込通路１１３は、気泡発生室１１１に空気を取り込む通路であって、ブロア１０３と開閉弁１０４が装着され、一端部が空気吸い込み口３５に連結され、他端部が気泡発生室１１１の上部に連結されている。
【０１３４】
羽根車１１４は、気泡発生室１１１の海水内で回転可能であり、海水内に空気を取り込んで微細な気泡を形成するものである。羽根車１１４は、図２３に示すように、ボス部１２１と、ボス部１２１から放射状に延出する複数の羽根１２２と、複数の羽根１２２の外側に配置される外輪１２３とを有している。複数の羽根１２２は、周方向に所定角度ごとに配置されており、ボス部１２１の軸心方向に傾斜している。また、羽根１２２は、複数の孔１２２ａが形成されている。ボス部１２１は、水平をなす軸部１２４の一端部が連結され、軸部１２４は、他端部が気泡発生室１１１の外側まで延出されて駆動モータ１２５が接続されている。
【０１３５】
また、図２２に示すように、気泡供給通路１１５は、気泡発生室１１１内で発生した気泡を空気吹き出し部３６，３７の気体室に供給するものであって、一端部が空気吹き出し部３６，３７に連結され、他端部が気泡発生室１１１の下部に連結されている。
【０１３６】
そのため、開閉弁１０４を開放した状態で、ブロア１０３は、空気吸い込み口３５から吸い込んだ空気を加圧し、その加圧空気を空気取込通路１１３から気泡発生室１１１に供給する。また、ポンプ３９は、海水取入部３８から取り入れられた海水を水取込通路１１２から気泡発生室１１１に供給する。すると、気泡発生室１１１は、下部に海水が貯留され、上部に空気が充填される。なお、羽根車１１４が海水中に位置するように、開閉弁１０４の開度を調整することで、気泡発生室１１１における海水中の空気の割合が調整される。
【０１３７】
この状態で、気泡発生室１１１にて、海水中で羽根車１１４が回転すると、上方の空気が海水中に引き込まれて一部の海面ＳＦが低下し、海水中に引き込まれ空気がせん断されることで微細な気泡が形成される。そして、この微細な気泡は、気泡供給通路１１５から空気吹き出し部３６，３７に供給され、空気吹き出し口を通って船体外部の水中に吹き出されることとなる。即ち、船体１０の空気吹き出し部３６，３７から水中に空気が吹き出され、この吹き出された空気により形成される気泡が船底１３の平坦部に送り出され、この気泡により船体１０が覆われることで船体１０の摩擦抵抗が低減される。
【０１３８】
このように第８実施形態の船舶の摩擦低減装置にあっては、空気吹き出し部３６，３７に空気を供給する空気供給装置１０２を設け、この空気供給装置１０２として、気泡発生室１１１と、気泡発生室１１１に水を取り込む水取込通路１１２と、気泡発生室１１１に空気を取り込む空気取込通路１１３と、気泡発生室１１１の海水内で回転可能な羽根車１１４と、気泡発生室１１１内で発生した気泡を空気吹き出し部３６，３７に供給する気泡供給通路１１５とを設けている。
【０１３９】
従って、気泡発生室１１１は、水取込通路１１２から水が取り込まれると共に、空気取込通路１１３から空気が取り込まれ、海水中で羽根車１１４が回転すると、空気が海水中に引き込まれてせん断されることで、微細な気泡が形成される。そして、発生した微細な気泡は、気泡供給通路１１５から空気吹き出し部３６，３７に供給され、空気吹き出し口を通って船体外部の水中に吹き出されることとなる。そのため、空気を船体１０の外面に沿って適正に流すことができ、摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【０１４０】
第８実施形態の船舶の摩擦低減装置では、羽根車１１４として、ボス部１２１と、ボス部１２１から放射状に延出する複数の羽根１２２と、複数の羽根１２２の外側に配置される外輪１２３とを設け、ボス部１２１に水平をなす軸部１２４の一端が連結され、軸部１２４の他端が気泡発生室１１１の外側まで延出されて駆動モータ１２５を接続している。従って、羽根車１１４の回転により空気を水中に引き込んでせん断することで、効率良く微細な気泡を形成することができる。
【０１４１】
［第９実施形態］
図２４は、第９実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１４２】
第９実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図２４に示すように、摩擦低減装置１３１は、空気供給装置１０２と、空気吸い込み口３５と、空気吹き出し部３６と、空気吹き出し部３７と、海水取入部３８と、ポンプ３９と、開閉弁１０４とを有している。そして、空気供給装置１０２は、前述した第８実施形態で説明したものとほぼ同様の構成であるが、喫水線ＷＬより上方の空間部の甲板上に設置されている。そのため、空気吸い込み口３５と空気供給装置１０２とを接続する空気取込通路１１３は、開閉弁１０４だけでよく、ブロアは不要となる。
【０１４３】
なお、この摩擦低減装置１３１の作用は、第８実施形態とほぼ同様であることから、説明は省略する。
【０１４４】
このように第９実施形態の船舶の摩擦低減装置にあっては、空気供給装置１０２と、空気吸い込み口３５と、空気吹き出し部３６と、空気吹き出し部３７と、海水取入部３８と、ポンプ３９と、開閉弁１０４とを設け、空気供給装置１０２を喫水線ＷＬより上方に配置している。従って、気泡発生室１１１に空気取込通路１１３から空気を取り込むための動力を不要として構造を簡素化することができる。
【０１４５】
［第１０実施形態］
図２５は、第１０実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図、図２６は、空気供給装置を表す概略構成図、図２７は、空気供給装置の変形例を表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１４６】
第１０実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図２５に示すように、摩擦低減装置１４１は、空気供給装置１４２と、空気吸い込み口３５と、空気吹き出し部１４３と、海水取入部１４４と、ブロア１０３と、開閉弁１０４とを有している。
【０１４７】
空気供給装置１４２は、喫水線ＷＬより下方の船底１３の甲板上に設置されている。空気吸い込み口３５は、甲板暴露部２５に配置されており、ブロア１０３と開閉弁１０４を介して空気供給装置１４２に接続されている。空気供給装置１４２は、下部に空気吹き出し部１４３と海水取入部１４４が設けられている。
【０１４８】
空気供給装置１４２は、図２６に示すように、気泡発生室１５１と、水取込開口（水取込通路）１５２と、空気取込通路１１３と、羽根車１１４と、空気吹き出し口（気泡供給通路）１５３とを有している。気泡発生室１５１は、気体室を兼ねており、所定の容積を有する密閉された容器である。海水取入部１４４を構成する水取込開口１５２は、この気泡発生室１５１に海水を取り込む通路であって、船底１３の船底外板２７に形成されている。空気吹き出し部１４３を構成する空気吹き出し口１５３は、気泡発生室１５１内で発生した気泡を海中に吹き出すものであり、第１ガイド板１５３ａが気泡吹き出し方向の下方の水中に向けて傾斜するように延出することで、ノズルを形成している。そのため、空気吹き出し口１５３は、第１ガイド板１５３ａにより空気を船体の外面に沿って適正に流すことができる。
【０１４９】
また、気泡発生室１５１は、水取込開口１５２と羽根車１１４及び空気吹き出し口１５３との間の水中に堰１５４が設けられている。
【０１５０】
そのため、開閉弁１０４を開放した状態で、ブロア１０３は、空気吸い込み口３５から吸い込んだ空気を加圧し、その加圧空気を空気取込通路１１３から気泡発生室１５１に供給する。また、海水が水取込開口１５２から取り入れられて気泡発生室１５１に供給される。すると、この状態で、気泡発生室１５１にて、海水中で羽根車１１４が回転すると、上方の空気が海水中に引き込まれてせん断されることで、微細な気泡が形成される。そして、この微細な気泡は、空気吹き出し口１５３を通って船体外部の水中に吹き出される。
【０１５１】
即ち、空気吹き出し口１５３は、ノズルにより負圧が発生することで、気泡発生室１５１内の気泡と海水を外方に吐出するように作用する。そのため、海水が水取込開口１５２から気泡発生室１５１に取り込まれることとなる。また、水取込開口１５２と羽根車１１４及び空気吹き出し口１５３との間に堰１５４が設けられていることで、羽根車１１４の回転により形成された気泡が水取込開口１５２に流れず、また、水取込開口１５２から取り込まれた海水が直接空気吹き出し口１５３に流れなくなる。そして、船体１０の空気吹き出し口１５３から水中に空気が吹き出され、この吹き出された空気により形成される気泡が船底１３の平坦部に送り出され、この気泡により船体１０が覆われることで船体１０の摩擦抵抗が低減される。
【０１５２】
また、本実施例の空気供給装置１４２はこの構成に限定されるものではない。即ち、図２７に示すように、水取込開口１５２は、この気泡発生室１５１に海水を取り込む通路であって、船底１３の船底外板２７に形成されている。この水取込開口１５２は、船体１０の前方方向の下方に向けて傾斜するように延出される第２ガイド板１５２ａが設けられている。そのため、第２ガイド板１５２ａにより水取込開口１５２から効率良く水を取り込むことができる。
【０１５３】
このように第１０実施形態の船舶の摩擦低減装置にあっては、気体室としての気泡発生室１５１を配置し、気泡発生室１５１に水取込通路としての水取込開口１５２を形成すると共に、水取込開口１５２より船体１０の後方に気泡供給通路としての空気吹き出し口１５３を形成している。
【０１５４】
従って、船底外板２７に水取込開口１５２と空気吹き出し口１５３を形成することで、気泡発生室１５１に水を取り込むための動力を不要として構造を簡素化することができる。
【０１５５】
第１０実施形態の船舶の摩擦低減装置では、水取込開口１５２と羽根車１１４及び空気吹き出し口１５３との間の水中に堰１５４を設けている。従って、形成した微細な気泡が水取込開口１５２から排出されることを防止し、微細な気泡を空気吹き出し口１５３から適正に水中に吹き出すことができる。
【０１５６】
以下、気泡発生室１５１に設けられる羽根車の変形例について説明する。図２８は、羽根車の第１変形例を表す正面図、図２９−１から図２９−３は、羽根車の断面図である。
【０１５７】
図２８及び図２９‐１に示すように、羽根車２００は、ボス部２０１と、ボス部２０１から放射状に延出する複数の羽根２０２と、複数の羽根２０２の外側に配置される外輪２０３とを有している。また、図２８及び図２９‐２に示すように、羽根車２１０は、ボス部２１１と、ボス部２１１から放射状に延出する複数の羽根２１２と、複数の羽根２１２の外側に配置される外輪２１３と、複数の羽根２１２の間に扇形状をなす複数の支持部材２１４とを有している。支持部材２１４は、羽根車２１０の回転方向及び径方向に延出する扇形状をなす平板であり、ボス部２１１と羽根２１２と外輪２１３を連結し、羽根車２１０の回転軸心方向における中間部に配置されている。また、図２８及び図２９‐３に示すように、羽根車２２０は、ボス部２２１と、ボス部２２１から放射状に延出する複数の羽根２２２と、複数の羽根２２２の外側に配置される外輪２２３と、複数の羽根２２２の間に円板形状をなす支持部材２２４とを有している。支持部材２２４は、羽根車２２０の回転方向及び径方向に延出する円板形状をなす平板であり、ボス部２２１と羽根２２２と外輪２２３を連結し、羽根車２２０の回転軸心方向における一方側の端部に配置されている。
【０１５８】
図３０は、羽根車の第２変形例を表す正面図、図３１−１から図３１−３は、羽根車の断面図である。
【０１５９】
図３０及び図３１‐１に示すように、羽根車２００Ａは、ボス部２０１と、複数の羽根２０２と、外輪２０３とを有し、各羽根２０２に複数の孔２０２ａが形成されている。また、図３０及び図３１‐２に示すように、羽根車２１０Ａは、ボス部２１１と、複数の羽根２１２と、外輪２１３と、複数の支持部材２１４とを有し、各羽根２１２に複数の孔２１２ａが形成されている。また、図３０及び図３１‐３に示すように、羽根車２２０Ａは、ボス部２２１と、複数の羽根２２２と、外輪２２３と、支持部材２２４とを有し、各羽根２２２に複数の孔２２２ａが形成されている。
【０１６０】
図３２は、羽根車の第３変形例を表す正面図、図３３は、羽根車の断面図である。
【０１６１】
図３２及び図３３に示すように、羽根車２３０は、ボス部２３１と、複数の羽根２３２と、外輪２３３と支持部材２３４とを有している。支持部材２３４は、円板形状をなし、羽根車２３０の回転方向及び径方向に延出する平板であり、ボス部２３１と外輪２３３を連結し、羽根車２３０の回転軸心方向における中間部に配置されている。そして、複数の羽根２３２は、放射状に延出して支持部材２３４の両面に固定されているものの、ボス部２３１との間に隙間が確保され、外輪２３３に接触している。
【０１６２】
図３４は、羽根車の第４変形例を表す正面図、図３５−１及び図３５−２は、羽根車の断面図である。
【０１６３】
図３４及び図３５−１に示すように、羽根車２４０は、ボス部２４１と、複数の羽根２４２と、外輪２４３とを有している。複数の羽根２４２は、ボス部２４１から放射状に延出して先端部がフリーとなっている。また、図３５−２に示すように、羽根車２４０Ａは、ボス部２４１と、複数の羽根２４２と、外輪２４３とを有し、各羽根２４２に複数の孔２４２ａが形成されている。
【０１６４】
なお、各羽根車の構成は、上述したものに限らず、各種の構成を組み合わせ言構成してもよい。
【０１６５】
［第１１実施形態］
図３６は、第１１実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図、図３７は、摩擦低減装置の概略図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１６６】
第１１実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図３６及び図３７に示すように、摩擦低減装置１６１は、水通路１６２と、空気供給装置１６３と、気体室１６４と、空気吹き出し口１６５とを有している。
【０１６７】
水通路１６２は、船体１０の内部に設けられて一端部が船首１１に開口して他端部が船底１３（または、船側１４，１５）に開口している。この水通路１６２は、船体１０の前後方向に沿って配置され、船首１１側に水平部が位置し、船底１３側に下傾斜部が位置している。この場合、水通路１６２は、通路断面積が同様に設定されている。
【０１６８】
気体室１６４は、密閉された空間であって、水通路１６２の水平部の上方に配置されている。空気供給装置１６３は、空気吸い込み口３５から吸い込んだ空気を加圧し、その加圧空気を気体室１６４に供給するものである。また、気体室１６４は、水通路１６２の間の隔壁（仕切壁）に複数の空気吹き出し口１６５が形成されている。空気吹き出し口１６５は、気体室１６４から水通路１６２に貫通して水中に流通する通路である。そのため、複数の空気吹き出し口１６５から水通路１６２の水中に吹き出された加圧空気は、気泡となり、水通路１６２から船底１３の平坦部を後方に流れると共に幅方向に拡散する。
【０１６９】
そのため、船体１０の前進により、前方の海水が水通路１６２の船首１１側の開口から浸入し、この水通路１６２内を流れ、船底１３側の開口から吐出される。このとき、空気供給装置１６３は、空気吸い込み口３５から吸い込んだ空気を加圧し、その加圧空気を気体室１６４に供給する。すると、気体室１６４は、この空気を空気吹き出し口１６５から水通路１６２の水中に吹き出し、この空気が気泡となり、水通路１６２から船底１３の平坦部を後方に流れると共に幅方向に拡散する。即ち、水通路１６２から流出した空気により形成される気泡が船底１３の平坦部に送り出され、この気泡により船体１０が覆われることで船体１０の摩擦抵抗が低減される。
【０１７０】
なお、水通路１６２の形状は、上述したものに限定されるものではない。図３７は、第１１実施形態の変形例を表す船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図である。
【０１７１】
即ち、図３７に示すように、水通路１７１は、船体１０の内部に設けられて一端部が船首１１に開口して他端部が船底１３に開口している。この水通路１７１は、船体１０の前後方向に沿って配置され、船首１１側に水平部が位置し、船底１３側に下傾斜部が位置している。そして、水通路１７１は、船首１１の開口部から気体室１６４（空気吹き出し口）の位置まで通路面積が縮小し、船底１３に開口するまでが同様の通路面積となっている。
【０１７２】
そのため、船体１０の前進により、前方の海水が水通路１７１の船首１１側の開口から浸入し、この水通路１７１内を流れ、船底１３側の開口から吐出される。このとき、船首１１側の開口から水通路１７１内に取り込まれた海水は、通路面積が縮小することで流速が上昇する。そして、流速が上昇した海水に対して気体室１６４の空気吹き出し口１６５から吹き出されることで、微細な気泡が形成される。
【０１７３】
このように第１実施形態１の船舶の摩擦低減装置にあっては、船体１０の内部に設けられて一端部が船首１１に開口して他端部が船底１３または船側１４，１５に開口する水通路１６２，１７１と、船体１０の内部に設けられる気体室１６４と、気体室１６４に空気を供給する空気供給装置１６３と、気体室１６４内と水通路１６２とを貫通する空気吹き出し口１６５とを設けている。
【０１７４】
従って、船舶の航行時に、船首１１の開口から水通路１６２，１７１内に海水が取り込まれると、空気供給装置１６３から気体室１６４に供給された空気が空気吹き出し口１６５から水通路１６２，１７１内に吹き出されることとなり、この空気は、海水と共に水通路１６２，１７１を通って船底１３または船側１４，１５の開口から外部に排出される。そのため、空気を船体１０の外面に沿って適正に流すことができ、船体１０の表面を適正に気泡により覆うことで摩擦抵抗低減効果を向上させることができる。
【０１７５】
第１１実施形態の船舶の摩擦低減装置では、水通路１７１における船首１１の開口から気体室１６４の位置まで通路面積を下流側に向けて漸次縮小している。従って、船首１１の開口から水通路１７１内に取り込まれた海水は、通路面積が縮小することで流速が上昇し、ここに空気が供給されることとなり、微細な気泡を形成することができる。
【０１７６】
［第１２実施形態］
図３９は、第１２実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１７７】
第１２実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図３９に示すように、摩擦低減装置１６１は、水通路１６２と、空気供給装置１６３と、気体室１６４と、空気吹き出し口１６５とを有している。また、水通路１６２は、気体室１６４の空気吹き出し口１６５（図３７参照）から吹き出された空気を微細気泡とする気泡生成部材としての多孔板１８１が設けられている。この多孔板１８１は、パンチングメタルや金網などにより構成される。
【０１７８】
そのため、船体１０の前進により、前方の海水が水通路１６２の船首１１側の開口から浸入し、この水通路１６２内を流れ、船底１３側の開口から吐出される。このとき、空気供給装置１６３は、空気吸い込み口３５から吸い込んだ空気を加圧し、その加圧空気を気体室１６４に供給する。すると、気体室１６４は、この空気を空気吹き出し口１６５から水通路１６２の水中に吹き出し、多孔板１８１を通過することでこの空気が微細な気泡となり、水通路１６２から船底１３の平坦部を後方に流れると共に幅方向に拡散する。即ち、水通路１６２から流出した空気により形成される気泡が船底１３の平坦部に送り出され、この気泡により船体１０が覆われることで船体１０の摩擦抵抗が低減される。
【０１７９】
なお、気泡生成部材は、多孔板１８１に限定されるものではない。図４０は、第１２実施形態の変形例を表す船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図である。
【０１８０】
即ち、図４０に示すように、水通路１６２は、気体室１６４の空気吹き出し口１６５（図３７参照）から吹き出された空気を微細気泡とする気泡生成部材としての多孔球体１８２が設けられている。この多孔球体１８２は、セラミックスなどにより構成される。
【０１８１】
そのため、気体室１６４の空気吹き出し口１６５から水通路１６２の水中に空気が吹き出されると、この空気が多孔球体１８２を通過することで、この空気が微細な気泡となり、水通路１６２から船底１３の平坦部を後方に流れると共に幅方向に拡散する。
【０１８２】
このように第１２実施形態の船舶の摩擦低減装置にあっては、水通路１６２に空気吹き出し口１６５から吹き出された空気を微細気泡とする気泡生成部材としての多孔板１８１または多孔球体１８２を設けている。従って、水通路１６２内で多孔板１８１または多孔球体１８２により空気を微細気泡とすることができ、空気を適正に船体１０の外面に沿って流すことができる。
【０１８３】
［第１３実施形態］
図４１は、第１３実施形態の船舶の摩擦低減装置を搭載した船舶の側面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１８４】
第１３実施形態の船舶の摩擦低減装置において、図４１に示すように、摩擦低減装置１６１は、水通路１６２と、空気供給装置１６３と、気体室１６４と、空気吹き出し口１６５とを有している。
【０１８５】
また、水通路１６２は、船底１３側の開口に開口量調整装置としての開閉板１９１が移動自在に支持され、駆動装置１９２により開閉可能となっている。駆動装置１９２は、必要に応じて開閉板１９１を移動することで、水通路１６２における船底１３側の開口の開口面積を調整することができる。水通路１６２は、船底１３側の開口側であって、開閉板１９１より上流側に速度センサ１９３が設けられており、検出した水通路１６２の流速を制御装置１９４に出力する。制御装置１９４は、速度センサ１９３の測定結果に基づいて駆動装置１９２により開閉板１９１を移動して水通路１６２の開口面積を調整する。
【０１８６】
即ち、船速が低下し、水通路１６２における水流速が低下すると、開閉板１９１を移動して水通路１６２の開口面積を縮小することで流速を上昇させる。一方、船速が上昇し、水通路１６２における水流速が上昇すると、開閉板１９１を移動して水通路１６２の開口面積を拡大することで流速を低下させる。そのため、水通路１６２における水流速が一定となる。そのため、気体室１６４の空気吹き出し口１６５から水通路１６２の水中に吹き出した空気は、適正に気泡となって水通路１６２を流れ、船底１３の平坦部を後方に流れると共に幅方向に拡散する。即ち、水通路１６２から流出した空気により形成される気泡が船底１３の平坦部に送り出され、この気泡により船体１０が覆われることで船体１０の摩擦抵抗が低減される。
【０１８７】
このように第１３実施形態の船舶の摩擦低減装置にあっては、水通路１６２における水流速を測定する速度センサ１９３と、水通路１６２における船底１３または船側１４，１５の開口に開口面積を調整可能な開閉板１９１及び駆動装置１９２と、速度センサ１９３の測定結果に基づいて駆動装置１９２を作動する制御装置１９４とを設けている。
【０１８８】
従って、水通路１６２における水流速が低下すると、開口の開口面積を縮小することで流速を上昇させ、水通路１６２における水流速が上昇すると、開口の開口面積を拡大することで流速を低下させることとなり、水通路１６２における水流速を一定に維持し、空気を適正に船体１０の外面に沿って流すことができる。
【０１８９】
なお、上述した第１１実施形態から第１３実施形態では、水通路１６２，１７１における船首１１側の開口を１個としたが、複数設けて合流させたりしてもよい。また、水通路１６２，１７１における船底１３側の開口を左右の船側１４，１５に開口してもよい。
【０１９０】
また、上述した実施形態では、空気吹き出し口の形状を楕円形状としたが、この形状に限定されるものではなく、例えば、長円形、小判型形状、角丸四角形状、楕円形状、四角形状、ひし形状、三角形状養などとしてもよい。
【符号の説明】
【０１９１】
１０  船体
１１  船首
１２  船尾
１３  船底
１４  左舷（船側）
１５  右舷（船側）
２１  空気供給機器室
２７  船底外板
２８，２９  船側外板
３１，１０１，１３１，１４１，１６１  摩擦低減装置
３２，１０２，１４２，１６３  空気供給装置
３３  エアクーラ
３４  通風筒
３５  空気吸い込み口
３６，３７，１４３  空気吹き出し部
３８，１４４  海水取入部
３９  ポンプ
４１，１６４  気体室
４２，１５３，１６５  空気吹き出し口
５１，５２  第１ガイド板（ガイド部材）
５３  第２ガイド板（ガイド部材）
６１，６２，６３，６４，６５，６６，７１，７２，７９  空気拡散部材（ガイド部材）
７１ａ，７２ａ  隙間（分割部）
７３，７５，７７  第１空気拡散部材（ガイド部材）
７４，７６，７８  第２空気拡散部材（ガイド部材）
７５ａ，７６ａ，７７ａ，７８ａ  隙間（分割部）
８１  溶接ビード部（ガイド部材）
１１１，１５１  気泡発生室
１１２  水取込通路
１１３  空気取込通路
１１４，２００，２００Ａ，２１０，２１０Ａ，２２０，２２０Ａ，２３０，２４０，２５０  羽根車
１１５  気泡供給通路
１２１，２０１，２１１，２２１，２３１，２４１  ボス部
１２２，２０２，２１２，２２２，２３２，２４２  羽根
１２３，２０３，２１３，２２３，２３４，２４４  外輪
１２４  軸部
１２５  駆動モータ
１５２  水取込開口
１５２ａ  第２ガイド板
１５３ａ  第１ガイド板
１５４  堰
１６２，１７１  水通路
１８１，１８２  気泡生成部材
１９１  開閉板（開口量調整装置）
１９２  駆動装置
１９３  速度センサ
１９４  制御装置
２１４，２２４，２３４  支持部材
Ａ  よどみ部
Ｂ  負圧部
【図１】
2015163492.tif 000003
【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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【図７】
2015163492.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2015163492.tif 000012
【図１１−１】
2015163492.tif 000013
【図１１−２】
2015163492.tif 000014
【図１１−３】
2015163492.tif 000015
【図１１−４】
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【図１１−５】
2015163492.tif 000017
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2015163492.tif 000030
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2015163492.tif 000034
【図２９−１】
2015163492.tif 000035
【図２９−２】
2015163492.tif 000036
【図２９−３】
2015163492.tif 000037
【図３０】
2015163492.tif 000038
【図３１−１】
2015163492.tif 000039
【図３１−２】
2015163492.tif 000040
【図３１−３】
2015163492.tif 000041
【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５−１】
2015163492.tif 000045
【図３５−２】
2015163492.tif 000046
【図３６】
2015163492.tif 000047
【図３７】
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【図３８】
2015163492.tif 000049
【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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