(57)【要約】【課題】本発明は、航行時に船底下面に沿い多数の気泡を流すための気泡発生部を船首船底部に備えるとともに、上記気泡が船体の横揺れの際に船底面から側方へ逸脱するのを防止できるように配慮して、気泡発生用の高圧気体の供給の合理化を図りながら、航走時における船体の摩擦抵抗の低減を十分に行えるようにした装置を提供することを課題とする。【解決手段】船首部において、船底部の船内に形成される気体室２が、船底部の幅方向にわたって複数の分室２ａに分割され、各分室２ａに対応する船体外板部分１ａには気泡噴出口が形成されて、エア・コンプレッサ８から供給される高圧気体の気泡を噴出する。船底外板に沿う気泡の分布の均一化のため、各分室２ａへの高圧気体の供給は船体の横揺れセンサからの情報に基づいて制御されるとともに、気泡が船体の横揺れに際して側方へ漏れるのを防止するため、左右一対の気泡保持板15が船底下面に突設される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航行時に船底下面に沿い多数の気泡を流すための気泡発生部が船首船底部に設けられるとともに、同気泡発生部から発生した気泡の船体側方への逸脱を防止するための左右一対の気泡保持板が、船底両側部に沿い、それぞれ船首部から船尾部へ向けて船底下面に突設されており、航行中に上記気泡発生部から噴出し船底部の外面に沿って流れる気泡の分布の均一化を図るべく、上記気泡発生部が、船体の横揺れセンサで検出される船体横傾斜角に基づいて船体の横傾斜により喫水の浅くなる側への気泡噴出を喫水の深くなる側への気泡噴出よりも噴出量を減少させるための高圧気体供給制御系を備えていることを特徴とする、船体摩擦抵抗低減装置。
【請求項２】
上記気泡発生部が、船首部において船底部の幅方向にわたり複数の分室に分割され同分室の底壁に多数の気泡噴出口を備えるようにして設けられた気体室と、上記複数の分室へ高圧気体供給源からそれぞれバルブを介して通じる高圧気体供給管とを備えて構成され、上記高圧気体供給制御系が、上記横揺れセンサで検出される船体横傾斜角に基づいて上記バルブの開度を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の船体摩擦抵抗低減装置。
【請求項３】
上記高圧気体供給制御系が、上記船体の横傾斜の際に、喫水の最も浅くなる側の上記分室への高圧気体供給を停止すべく、同分室に対応する上記バルブを閉じるように設定されていることを特徴とする、請求項２に記載の船体摩擦抵抗低減装置。
【請求項４】
航行中における上記船体の対水速度に応じて上記気泡噴出口からの気泡噴出量を制御すべく、上記高圧気体供給制御系が船速計で検出された船速に基づき上記分室へ供給される高圧気体供給量を上記バルブの開度により調整できるように設定されていることを特徴とする、請求項２または３に記載の船体摩擦抵抗低減装置。
【請求項５】
航行中における上記船体の対水速度に応じて上記気泡噴出口からの気泡噴出量を制御すべく、船速計で検出された船速に基づき上記分室へ供給される高圧気体供給量を上記高圧気体供給管に接続された高圧気体発生源の制御により調整するための制御系が設けられたことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１つに記載の船体摩擦抵抗低減装置。
【請求項６】
上記左右一対の気泡保持板の相互間における船底下面に、船首部から船尾部へ向けて延在する中間気泡保持板が突設されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の船体摩擦抵抗低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航行中の船体の船底部外面に沿う水の摩擦抵抗を低減させるための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
航行中の船舶では、一般に船底部の没水表面に水の摩擦抵抗を受けており、特に大型船の場合には船体抵抗の大部分が船底部における外水の相対流により生じる摩擦抵抗で占められている。
そこで、航行時に船底面を気泡流で覆うことにより船体摩擦抵抗の低減を図る技術が、古くから提案されている。そして、上記気泡流が船底面から側方へ拡散するのを抑制できるように、船底面に沿い船長方向へ延在する複数の拡散抑制板を設けたものも開発されている。
【特許文献１】特許第３６９２３９８号公報
【特許文献２】特開２００２−６８０７３号公報
【特許文献３】特開２０００−２９６７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、船舶は航行中に風や波浪により船体の動揺を生じやすく、このため摩擦抵抗低減用の気泡で常時船底面を一様に包むことは困難とされ、特に船側に近い船底面では、船体の横揺れに伴い傾斜して上昇した際に、気泡が船体から離れてしまうという不具合がある。
また、船底部の全面にわたって気泡噴出口を設けることは、大幅なコスト上昇を招くことになる。
そこで、本発明は、航行時に船底下面に沿い多数の気泡を流すための気泡発生部を船首船底部に備えるとともに、上記気泡が船体の横揺れの際に船底面から側方へ逸脱するのを防止できるように配慮して、気泡発生用の高圧気体の供給の合理化を図りながら、航走時における船体の摩擦抵抗の低減を十分に行えるようにした装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の船体摩擦抵抗低減装置は、航行時に船底下面に沿い多数の気泡を流すための気泡発生部が船首船底部に設けられるとともに、同気泡発生部から発生した気泡の船体側方への逸脱を防止するための左右一対の気泡保持板が、船底両側部に沿い、それぞれ船首部から船尾部へ向けて船底下面に突設されており、航行中に上記気泡発生部から噴出し船底部の外面に沿って流れる気泡の分布の均一化を図るべく、上記気泡発生部が、船体の横揺れセンサで検出される船体横傾斜角に基づいて船体の横傾斜により喫水の浅くなる側への気泡噴出を喫水の深くなる側への気泡噴出よりも噴出量を減少させるための高圧気体供給制御系を備えていることを特徴としている。
【０００５】
また、本発明の船体摩擦抵抗低減装置は、上記気泡発生部が、船首部において船底部の幅方向にわたり複数の分室に分割され同分室の底壁に多数の気泡噴出口を備えるようにして設けられた気体室と、上記複数の分室へ高圧気体供給源からそれぞれバルブを介して通じる高圧気体供給管とを備えて構成され、上記高圧気体供給制御系が、上記横揺れセンサで検出される船体横傾斜角に基づいて上記バルブの開度を制御するように構成されていることを特徴としている。
【０００６】
さらに、本発明の船体摩擦抵抗低減装置は、上記高圧気体供給制御系が、上記船体の横傾斜の際に、喫水の最も浅くなる側の上記分室への高圧気体供給を停止すべく、同分室に対応する上記バルブを閉じるように設定されていることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の船体摩擦抵抗低減装置は、航行中における上記船体の対水速度に応じて上記気泡噴出口からの気泡噴出量を制御すべく、上記高圧気体供給制御系が船速計で検出された船速に基づき上記分室へ供給される高圧気体供給量を上記バルブの開度により調整できるように設定されていることを特徴としている。
【０００８】
さらに、本発明の船体摩擦抵抗低減装置は、航行中における上記船体の対水速度に応じて上記気泡噴出口からの気泡噴出量を制御すべく、船速計で検出された船速に基づき上記分室へ供給される高圧気体供給量を上記高圧気体供給管に接続された高圧気体発生源の制御により調整するための制御系が設けられたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の船体摩擦抵抗低減装置は、上記左右一対の気泡保持板の相互間における船底下面に、船首部から船尾部へ向けて延在する中間気泡保持板が突設されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の船体摩擦抵抗低減装置では、航行時に船底下面に沿い多数の気泡を流すための気泡発生部が船首船底部に設けられるとともに、同気泡発生部から発生した気泡の船体側方への逸脱を防止するための左右一対の気泡保持板が、船底両側部に沿い、それぞれ船首部から船尾部へ向けて船底下面に突設されるので、航行中の船体の船底部外面は、船首部における上記気泡発生部から噴出される微細な気泡によって適切に覆われるようになる。
【００１１】
そして、上記気泡発生部が、船体の横揺れセンサで検出される船体横傾斜角に基づいて船体の横傾斜により喫水の浅くなる側への気泡噴出を喫水の深くなる側への気泡噴出よりも噴出量を減少させるための高圧気体供給制御系を備えているので、波浪中の航行に際して船体が大きく横揺れする際にも、上記気泡発生部から噴出し船底部外面に沿って流れる気泡の分布の均一化がもたらされるようになる。
【００１２】
また、上記気泡発生部が、船首部において船底部の幅方向にわたり複数の分室に分割され同分室の底壁に多数の気泡噴出口を備えるようにして設けられた気体室と、上記複数の分室へ高圧気体供給源からそれぞれバルブを介して通じる高圧気体供給管とを備えて構成され、上記高圧気体供給制御系が、上記横揺れセンサで検出される船体横傾斜角に基づいて、上記船体の横傾斜により喫水の浅くなる側の上記分室への高圧気体供給量を喫水の深くなる側の上記分室への気体供給量よりも減少させるように、上記バルブの開度制御を行うことにより、船底部を覆うための気泡の配分が無駄なく適切に行われるようになる。
【００１３】
さらに、上記高圧気体供給制御系が、上記船体の横傾斜の際に、喫水の最も浅くなる側の上記分室への高圧気体供給を停止すべく、同分室に対応する上記バルブを閉じるように設定されていると、航行中の船舶の旋回時などに船体が大きく横傾斜した際にも、船底部外面への気泡の配分が無駄なく適切に行われるようになる。
【００１４】
また、船舶の対水速度が小さい場合は船体の外水による摩擦抵抗も小さくなるので、航行中における船体の対水速度に応じて上記気泡噴出口からの気泡噴出量を制御できるように、上記高圧気体供給制御系が船速計で検出された船速に基づき上記分室へ供給される高圧気体供給量を上記バルブの開度により調整できるように設定されていると、船速の低い場合は気泡の噴出を抑制できるようにして高圧気体供給量の節減を図ることができる。
【００１５】
さらに、航行中における船体の対水速度に応じて上記気泡噴出口からの気泡噴出量を制御できるように、船速計で検出された船速に基づき、上記分室へ供給される高圧気体供給量を上記高圧気体供給管に接続されたコンプレッサの制御により調整するためのコンプレッサ制御系が設けられている場合も、船速の低いときに気泡の噴出を抑制して、高圧気体供給量の節減を図ることができる。
【００１６】
また、上記左右一対の気泡保持板の相互間における船底下面に、船首部から船尾部へ向けて延在する中間気泡保持板が突設されていると、船底下面に沿う気泡群の保持が一層適切に行われるようになって、航行時における船体摩擦抵抗の低減に寄与できるようになる。
【実施例】
【００１７】
図１は本発明の一実施例としての船体摩擦抵抗低減装置を備えた船舶の側面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視線における船体底面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図、図４は図３の一部についての説明図、図５は上記装置の制御系を示す系統図である。
【００１８】
図１，２に示すように、大型船として構成された船舶の船底部１において、図２，３に示すごとく船首部の底部の船内で船幅方向に形成された気体室２が設けられている。
【００１９】
気体室２は船底部１の幅方向にわたって隔壁２ｂにより３個の分室２ａに分割されており、図４に示すように各分室２ａに対応する船底外板部分１ａには、多数の気泡噴出口１ｂが形成されていて、このようにして気体室２は気泡発生部としての機能を具備している。なお、この船底外板部分１ａには、分室２ａに連通するように船底外板に形成された凹部を覆う多孔質板を採用するようにしてもよい。特に、多数のステンレス金網を重ね合わせて焼結した多孔質板としてのステンレス焼結金網を船底外板部分１ａに装着すると、十分な強度および耐久性を確保することができる。
【００２０】
また、図３〜５に示すように、各分室２ａへ通じる高圧気体供給管３が船内に配設され、各高圧気体供給管３には、図５に示すように、空気流量制御部Ｄ（図３参照）を構成するためのバルブ５および流量計６が介装されていて、その本管３Ａは元栓７を介し１.５〜５気圧程度の高圧気体の発生源としてのエア・コンプレッサ（またはエア・ブロワ）８に接続されている。なお、図３に示すように、エア・コンプレッサ８と元栓７との間には高圧空気室８ａを介在させるようにしてもよい。
【００２１】
そして、図４に示すように、航行中に各分室２ａの気泡噴出口１ｂから噴出し船底部１の外面に沿って流れる気泡ｂの分布の均一化を図るため、図５に示すごとく、船体の横揺れセンサ９と、同横揺れセンサ９で検出される船体横傾斜角に基づいて分室２ａへの高圧気体供給量を制御する高圧気体供給制御系10とが設けられている。
【００２２】
すなわち、高圧気体供給制御系10は、横揺れセンサ９からの検出情報に基づき、船体の横傾斜の際に、喫水の浅くなる側の分室２ａへの高圧気体供給量を、喫水の深くなる側の分室２ａへの高圧気体供給量よりも減少させるべく、バルブ５の開度を制御できるように構成されている。
【００２３】
また、高圧気体供給制御系10は、横揺れセンサ９からの検出情報に基づき、船体の横傾斜の際に、喫水の最も浅くなる側の分室２ａへの高圧気体供給を停止すべく、同分室２ａに対応するバルブ５を閉じるように設定されている。
【００２４】
さらに、航行中における船体の対水速度に応じて気泡噴出口１ｂからの気泡噴出量を制御できるように、高圧気体供給制御系10が船速計11で検出された船速に基づき分室２ａへ供給される高圧気体供給量をバルブ５の開度によって調節できるように設定されている。
【００２５】
また、航行中における船体の対水速度に応じて、気泡噴出口１ｂからの気泡噴出量を制御できるように、船速計11で検出された船速に基づき分室２ａへ供給される高圧気体供給量を高圧気体発生源としてのエア・コンプレッサ８の制御により調節するための制御系として、エア・コンプレッサ制御系12も設けられている。
【００２６】
本実施例では、特に航行時において船首船底部の気泡発生部としての気体室２から船底下面に沿い後方へ流れる気泡が、船体側方へ逸脱するのを防止できるように、図１〜３に示すごとく、左右一対の気泡保持板15，15が、船底両側部に沿い、それぞれ船首部から船尾部へ向けて船底下面に突設されている。
なお、気泡保持板15は、図３に対応させて図６に示す変形例のように、各分室２ａの相互の隔壁２ｂの位置においても、船首部から船尾部へ向けて船底下面に突設することができる。
【００２７】
また、図７（船底下面図）に示す変形例のように、船首部における気泡発生部としての気体室２の後方の船底部に、２段目の気泡発生部を構成するための第２気体室２Ａを設けるようにしてもよい。
【００２８】
そして、この場合も、航行中に各気体室２，２Ａから船底下面へ添わせるように生じる気泡の船体側方への逸脱を防止するため、左右一対の気泡保持板15，15が船底両側部に沿い、それぞれ船首部から船尾部まで船底下面に突設される。
【００２９】
また、図８（船底下面図）に示す変形例のように、船首船底部において、左右に対をなすようにして後方へ傾斜する一対の気泡発生用気体室２，２を設け、船底両側部に沿う左右一対の気泡保持板15，15の中間に中央気泡保持板15ａを設けるようにしてもよい。
【００３０】
さらに、図９（船底下面図）に示す変形例では、船首船底部において、先頭の気泡発生用気体室２のやや後方で左右に気泡発生用側方気体室２Ｂ，２Ｂが設けられ、船底両側部における気泡保持板15，15の相互間に一対の中間気泡保持板15ｂ，15ｂが設けられる。
【００３１】
また、図１０に示す変形例は、図３に示すものと比べて、気泡発生用気体室２の内部が分室に分割されていない場合を示しているが、このような構成でも、船底両側部における気泡保持板15，15の相互間に適宜の数の中間気泡保持板15ｃを船長方向に設けることによって十分な気泡保持効果を得ることができる。
【００３２】
さらに、図３に対応させて図１１に示す変形例では、船首船底部における気泡発生用気体室２が多数の分室２ａに分割されて、各分室２ａごとに空気流量制御部Ｄを備えることにより、各分室２ａから船底下面への気泡発生が精密に制御されるように構成されている。
【００３３】
また、図１２に示す変形例は、気泡発生用の気体室２が、船底下面１よりも下方へ突出して、同気体室２の下面または後側から気泡の発生を効率よく行えるようにした場合を示しているが、この場合も船底両側部には気泡保持板15が設けられる。
【００３４】
上述の実施例および各変形例の船体摩擦抵抗低減装置では、航行時に船底下面に沿い多数の気泡ｂを流すための気泡発生部が船首船底部に設けられるとともに、同気泡発生部から発生した気泡の船体側方への逸脱を防止するための左右一対の気泡保持板15が、船底両側部に沿い、それぞれ船首部から船尾部へ向けて船底下面に突設されるので、航行中の船体の船底部外面は、船首部における上記気泡発生部から噴出される微細な気泡ｂによって適切に覆われるようになる。
【００３５】
そして、上記気泡発生部が、船体の横揺れセンサ９で検出される船体横傾斜角に基づいて船体の横傾斜により喫水の浅くなる側への気泡噴出を喫水の深くなる側への気泡噴出よりも噴出量を減少させるための高圧気体供給制御系10を備えているので、波浪中の航行に際して船体が大きく横揺れする際にも、上記気泡発生部から噴出し船底部外面に沿って流れる気泡ｂの分布の均一化がもたらされるようになる。
【００３６】
また、上記気泡発生部が、船首部において船底部の幅方向にわたり複数の分室２ａに分割され同分室２ａの底壁としての船底外板部分１ａに多数の気泡噴出口１ｂを備えるようにして設けられた気体室２と、複数の分室２ａへ高圧気体供給源からそれぞれバルブ５を介して通じる高圧気体供給管３とを備えて構成され、高圧気体供給制御系10が、横揺れセンサ９で検出される船体横傾斜角に基づいて、船体の横傾斜により喫水の浅くなる側の分室２ａへの高圧気体供給量を喫水の深くなる側の分室２ａへの気体供給量よりも減少させるように、バルブ５の開度制御を行うことにより、船底部を覆うための気泡ｂの配分が無駄なく適切に行われるようになる。
【００３７】
さらに、高圧気体供給制御系10が、船体の横傾斜の際に、喫水の最も浅くなる側の分室２ａへの高圧気体供給を停止すべく、同分室２ａに対応するバルブ５を閉じるように設定されているので、航行中の船舶の旋回時などに船体が大きく横傾斜した際にも、船底部外面への気泡の配分が無駄なく適切に行われるようになる。
【００３８】
また、船舶の対水速度が小さい場合は船体の外水による摩擦抵抗も小さくなるので、航行中における船体の対水速度に応じて気泡噴出口１ｂからの気泡噴出量を制御できるように、高圧気体供給制御系10が船速計11で検出された船速に基づき分室２ａへ供給される高圧気体供給量をバルブ５の開度により調整できるように設定されていると、船速の低い場合は気泡の噴出を抑制できるようにして高圧気体供給量の節減を図ることができる。
【００３９】
さらに、航行中における船体の対水速度に応じて気泡噴出口１ｂからの気泡噴出量を制御できるように、船速計11で検出された船速に基づき、分室２ａへ供給される高圧気体供給量を高圧気体供給管３に接続されたエア・コンプレッサ８の制御により調整するためのコンプレッサ制御系12が設けられている場合も、船速の低いときに気泡の噴出を抑制して、高圧気体供給量の節減を図ることができる。
【００４０】
また、左右一対の気泡保持板15の相互間における船底下面に、船首部から船尾部へ向けて延在する中間気泡保持板15，15ａ，15ｂ，15ｃが突設されていると、船底下面に沿う気泡群の保持が一層適切に行われるようになって、航行時における船体摩擦抵抗の低減に寄与できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例としての船体摩擦抵抗低減装置を備えた船舶の側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視線における船体底面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ矢視線に沿う拡大断面図である。
【図４】図３の一部についての説明図である。
【図５】上記装置の制御系を示す系統図である。
【図６】図３に対応させて本発明の装置の変形例を示す船体横断面図である。
【図７】図２に対応させて本発明の装置の他の変形例を示す船体底面図である。
【図８】図２に対応させて本発明の装置の他の変形例を示す船体底面図である。
【図９】図２に対応させて本発明の装置の他の変形例を示す船体底面図である。
【図１０】図３に対応させて本発明の装置の他の変形例を示す船体横断面図である。
【図１１】図３に対応させて本発明の装置の他の変形例を示す船体横断面図である。
【図１２】図１に対応させて本発明の装置の変形例を示す船体要部の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  船底部
１ａ  船底外板部分
１ｂ  気泡噴出口
２  気体室
２ａ  分室
２Ａ  第２気体室
２Ｂ  気泡発生用側方気体室
２ｂ  隔壁
３  高圧気体供給管
３Ａ  本管
５  バルブ
６  流量計
７  元栓
８  エア・コンプレッサ
８ａ  高圧空気室
９  横揺れセンサ
10  高圧気体供給制御系
11  船速計
12  エア・コンプレッサ制御系
15  気泡保持板
15ａ  中央気泡保持板
15ｂ，15ｃ  中間気泡保持板
ｂ  気泡
Ｄ  空気流量制御部
【図１】
2008114710.tif 000003
【図２】
2008114710.tif 000004
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008114710.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2008114710.tif 000014