(57)【要約】      （修正有）【課題】空気潤滑法を使用することができる時間を長くして、摩擦抵抗低減船の省エネルギー効果を向上させる、荒天時においても使用可能な摩擦抵抗低減船の空気供給システムを提供する。【解決手段】船体１０の周囲に空気供給口４０から気泡を供給して摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船１において、船体１０の船首部１１の上甲板に設けた通風筒３１と、通風筒３１において、上甲板から波の影響のない所定の高さ以上に設けた開口３３と、開口３３に設けた空気吸気口３４とを備え、空気吸気口３４から吸い込んだ空気を空気供給口４０から気泡として供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の周囲に空気供給口から気泡を供給して摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船において、前記船体の船首部の上甲板に設けた通風筒と、
前記通風筒において、前記上甲板から波の影響のない所定の高さ以上に設けた開口と、
前記開口に設けた空気吸気口とを備え、
前記空気吸気口から吸い込んだ空気を前記空気供給口から気泡として供給したことを特徴とする摩擦抵抗低減船の空気供給システム。
【請求項２】
前記船首部に船首楼を備えており、
前記上甲板が船首楼甲板であることを特徴とする請求項１に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システム。
【請求項３】
前記船首部に波よけを備えており、
前記開口が前記波よけよりも高い位置に設けられていることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システム。
【請求項４】
前記所定の高さが２．１メートルであることを特徴とする請求項３に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システム。
【請求項５】
前記空気吸気口を船尾側に開口するように設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの１項に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システム。
【請求項６】
前記空気供給口を前記船首部近傍の船底に設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちの１項に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システム。
【請求項７】
前記空気吸気口から吸い込んだ空気を前記空気供給口に送り込む送気手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちの１項に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システム。
【請求項８】
前記通風筒の上部に前部マストを備えており、
前記通風筒を前記前部マストの基部と兼ねたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちの１項に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システム。
【請求項９】
前記空気吸気口は吸気口グリッドを有し、
前記通風筒は下部に排水手段を有したことを特徴とする請求項１から請求項８のうちの１項に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システム。
【請求項１０】
前記通風筒の下部に水溜部が設けられており、
前記水溜部の上方の空気取り込み口と前記空気供給口とを連通する空気経路に、前記送気手段が設けられていることを特徴とする請求項７または９に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の抵抗低減技術の一つである空気潤滑法を利用するに当たり、大量の空気を船首部付近で吸い込むために用いられる摩擦抵抗低減船の空気供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
船体周辺に空気を供給して船体表面近傍の海水に気泡を介在させることにより船舶の抵抗を低減させる空気潤滑法は、抵抗低減技術として注目されている。この空気潤滑法を用いた摩擦抵抗低減船では、海水に介在させる気泡の供給源として大量の空気を供給する空気供給システムが必要となる。船舶の空気供給システムに関して、空気潤滑法用の空気を取り込む技術が提案されている（特許文献１〜４）。また、船舶の摩擦抵抗低減を目的としたものではないが、自動車運搬船の換気設備に関して、船外の空気を船舶内部へ取り込む技術が提案されている（特許文献５）。
【０００３】
特許文献１には、摩擦抵抗低減船において、船底に供給するための空気を取り入れる手段として、その一端が甲板付近で大気中に開放された管状部材からなる気体通路を備えた構成が記載されている。
特許文献２には、摩擦抵抗を減らす船において、空気を取り入れる手段として、空気取り入れ口と有圧送風機の入り口とを導管等でつないで空気が入るようにした構成が記載されている。
特許文献３には、小型滑走艇において、船体走行時のラム圧を利用し船体外部から空気を取り込む手段として、吸込口と放出ダクトを備えた構成が記載されている。
特許文献４には、船舶において、泡が混在する空気混合海水を生成する空気を取り込むための手段として、上部甲板に送風装置を備えた構成が記載されている。
特許文献５には、自動車運搬船の換気設備の吸気設備構造において、複層の貨物区画への風量分散を適切に確保するための手段として、吸排気ダクトを備えた構成が記載されている。
【０００４】
空気潤滑法を用いた摩擦抵抗低減船において、船体全体に気泡を行き渡らせるためには、船首付近の船体表面近傍の海水に気泡を混入することが有効である。このため、船体周辺への空気の吹き込みは、通常、船首部付近においてなされる。そして、海水に空気を混入する場合、その全部または一部を取り込んで船底に空気を供給するための吸気口が甲板上に設けられる（特許文献１、２および４参照）。
荒天時においては、打ち込まれた波により甲板が覆われる。したがって、甲板上に設けられている吸気口から空気を取り込むには、水を避けるための構成を設ける必要がある。しかし、特許文献１、２および４には、荒天時において吸気口からの空気の取り込みを実現するための構成が何ら記載されてない。このため、これら文献に記載された構成では、荒天時において、空気潤滑法を用いた抵抗低減を実現することはできない。このように、空気を取り込む気体通路から海水が浸入することにより、空気潤滑に使用できる気泡の量が減ることに加えて、気体通路が錆びてしまい時間の経過に伴い、気体通路の機能が低下するという問題も生じる。
さらに、特許文献２に記載されている有圧送風機や、特許文献４に記載されている送風装置などを備えた構成では、荒天時に吸気口から取り込まれた水により機械に不具合が発生することを防止する必要がある。しかし、これら文献には、荒天時における機械の不具合を防止するための構成について何ら記載されていない。
特許文献３は小型滑走艇に関するものであり、荒天時における利用を想定したものではない。また、特許文献５は自動車運搬船の換気設備の吸気設備構造に関するものであり、空気潤滑法による抵抗低減に関するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１０６１７２号公報
【特許文献２】特開平１１−１９８８９２号公報
【特許文献３】特開平９−８６４８２号公報
【特許文献４】特開平５−１１６６７２号公報
【特許文献５】特開２００６−１５９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したとおり、荒天時において空気潤滑法を用いるための空気供給システムは、これまで提案されていない。
そこで、本発明は、荒天時においても使用可能な摩擦抵抗低減船の空気供給システムを提供し、空気潤滑法の使用することができる時間を長くして、摩擦抵抗低減船の省エネルギー効果を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の本発明の摩擦抵抗低減船の空気供給システムは、船体の周囲に空気供給口から気泡を供給して摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船において、前記船体の船首部の上甲板に設けた通風筒と、前記通風筒において、前記上甲板から波の影響のない所定の高さ以上に設けた開口と、前記開口に設けた空気吸気口とを備え、前記空気吸気口から吸い込んだ空気を前記空気供給口から気泡として供給したことを特徴とする。
上甲板から波の影響のない所定の高さすなわち荒天時において上甲板に打ち込まれた波による水の高さ以上の位置に開口を設ける構成により、開口に設けられている空気吸気口が波によって覆われることを防止することができる。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システムにおいて、前記船首部に船首楼を備えており、前記上甲板が船首楼甲板であることを特徴とする。
船首楼甲板上に通風筒を設ける構成により、他の部分に設けるよりも高い位置に開口を設けることができる。
【０００９】
請求項３に記載の本発明は、請求項１あるいは請求項２に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システムにおいて、前記船首部に波よけを備えており、前記開口が前記波よけよりも高い位置に設けられていることを特徴とする。
開口を波よけより高い位置に設ける構成により、波よけを超えた波が上甲板に打ち込むような条件においても、開口の空気吸気口が波に覆われることを防止できる。
【００１０】
請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システムにおいて、前記所定の高さが２．１メートルであることを特徴とする。
この構成により、条件の厳しい荒天時においても、吸気供給口が波に覆われることを防止できる。
【００１１】
請求項５に記載の本発明は、請求項１から請求項４のうちの１項に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システムにおいて、前記空気吸気口を船尾側に開口するように設けたことを特徴とする。
この構成により、荒天時において、異物や波のしぶきや雨として通風筒内に入る水の量を抑制することができる。
【００１２】
請求項６に記載の本発明は、請求項１から請求項５のうちの１項に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システムにおいて、前記空気供給口を前記船首部近傍の船底に設けたことを特徴とする。
この構成により、船底の広い領域に気泡を供給すること、および、空気吸気口から空気供給口までの経路を短くすることができる。
【００１３】
請求項７に記載の本発明は、請求項１から請求項６のうちの１項に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システムにおいて、前記空気吸気口から吸い込んだ空気を前記空気供給口に送り込む送気手段を備えたことを特徴とする。
この構成により、空気吸気口から空気供給口へ供給される空気の量を安定させ、また増大させることができる。
【００１４】
請求項８に記載の本発明は、請求項１から請求項７のうちの１項に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システムにおいて、前記通風筒の上部に前部マストを備えており、前記通風筒を前記前部マストの基部と兼ねたことを特徴とする。
この構成により、通風筒の一部を前部マストとして用いることができる。
【００１５】
請求項９に記載の本発明は、請求項１から請求項８のうちの１項に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システムにおいて、前記空気吸気口は吸気口グリッドを有し、前記通風筒は下部に排水手段を有したことを特徴とする。
この構成により、異物の侵入や、荒天時において、空気吸気口から波のしぶきとして通風筒内に水が入ることを抑制し、また、通風筒内に入った水を強制的に排出することができる。
【００１６】
請求項１０に記載の本発明は、請求項７または請求項９に記載の摩擦抵抗低減船の空気供給システムにおいて、前記通風筒の下部に水溜部が設けられており、前記水溜部の上方の空気取り込み口と前記空気供給口とを連通する空気経路に、前記送気手段が設けられていることを特徴とする。
この構成により、荒天時において、波のしぶきや雨として通風筒内に入った水を水溜部に保持し、空気経路に水が入ることを防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の摩擦抵抗低減船の空気供給システムは、開口が上甲板から波の影響のない所定の高さ以上の位置に設けられている。このため、開口に設けられている空気吸気口が波によって覆われることを防いで、荒天時においても気泡を供給することができ、空気潤滑法を常時使用することが可能となる。
また、船首楼を備えた摩擦抵抗低減船の場合、船首楼甲板に通風筒を設ける構成により、船首楼によって空気吸気口が波によって覆われることを一層確実に防止することが可能となる。
また、船首部に波よけを備えている場合、開口を波よけより高い位置に設けた構成により、万が一、波よけを超えて上甲板に波が打ち込んだ場合でも、空気吸気口が波で覆われることをさらに確実に防止することが可能となる。
また、開口が上甲板から２．１メートル以上の位置に設けられた構成とした場合、条件の厳しい例えば北大西洋航路においても、空気吸気口が波で覆われることを防止することが可能となる。
また、開口が通風筒の船尾側に開口するように設けられた構成により、異物の侵入や、波のしぶきや雨として通風筒内に入り込む水の量を抑制することが可能となる。
また、空気供給口を船首部近傍の船底に設けた構成により、船底の広い領域に気泡を供給して、摩擦抵抗低減効果を高くすることが可能となる。また、空気吸気口から空気供給口までの経路を短くして、空気経路の圧力損失を低減して、空気供給効率を高くすることも可能となる。
また、送気手段を備えた構成とすれば、空気供給口へ供給される空気の量を安定させると共に増大させ、摩擦抵抗効果を高くすることが可能となる。
また、通風筒を前部マストの基部と兼ねた構成により、マストの基部が不要となることから、前部マストと通風筒とを別体とする構成と比較して、上甲板上のスペースを有効に活用することが可能となる。
また、吸気口グリッドおよび排水手段を有した構成により、異物の侵入を防ぎ、通風筒内に侵入した水を強制的に排出することが可能となる。
また、通風筒の下部に水溜部を設け、送気手段への空気取り込み口を上方に設けることにより、荒天時において、波のしぶきや雨として通風筒内に入った水を水溜部に保持し、空気経路に水が入ることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態の空気供給システムを備えた摩擦抵抗低減船を模式的に示した（ａ）側面図、（ｂ）平面図
【図２】図１の船首部における内部構造を模式的に示した図
【図３】図２の甲板上の通風筒を模式的に示した（ａ）船尾側から図２の矢印Ａ方向に見た模式図、（ｂ）船首側から図２の矢印Ｂ方向に見た模式図
【図４】本発明の第２の実施形態の船首部を船尾側から見た状態を模式的に示した図
【図５】本発明の第３の実施形態の船首部（例その１）を模式的に示した（ａ）船尾側から見た模式図、（ｂ）船側側から見た模式図
【図６】本発明の第３の実施形態の船首部（例その２）を模式的に示した（ａ）船尾側から見た模式図、（ｂ）船側側から見た模式図
【図７】本発明の第３の実施形態の船首部（例その３）を模式的に示した（ａ）船尾側から見た模式図、（ｂ）船側側から見た模式図
【図８】本発明の第４の実施形態の船首楼を備えた摩擦抵抗低減船を模式的に示した側面図
【図９】図８の摩擦抵抗低減船の船首部を船尾側から見た模式図
【図１０】本発明の第４の実施形態の船首部（例その１）を船尾側から見た模式図
【図１１】本発明の第４の実施形態の船首部（例その２）を船尾側から見た模式図
【図１２】船首楼を備えた摩擦抵抗低減船の空気供給システムのうち、水密扉を備えたものを示した模式図
【図１３】船首楼を備えた摩擦抵抗低減船の空気供給システムのうち、キノコ型通風筒を備えたものを示した模式図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
本発明の摩擦抵抗低減船の空気供給システムの第１の実施形態につき、以下、図１から図３を参酌して説明する。
図１は、本実施形態の空気供給システムを備えた摩擦抵抗低減船を模式的に示したものであり、（ａ）が側面図を示し、（ｂ）が船体を上方から見た平面図を示している。同図に示すように、本実施形態の摩擦抵抗低減船１は、船体１０の船首部１１に波よけ１２および空気供給システム３０を備えており、船尾１３側の上甲板２０上に居住区１４、後部マスト１５および煙突１６を備えている。ここで、船首部１１とは、（ｂ）に示すように、船体１０の幅Ｗが船首側に行くにしたがって狭くなる部分をいう。
【００２０】
船首部１１の船底１７には、空気供給口４０が設けられている。空気供給口４０から気泡として気体を供給することにより、海面Ｓ．Ｌ．よりも下の船体１０周囲の広い領域に気泡を供給して、高い摩擦抵抗低減効果を得ることができる。
また、船首部１１の船底１７に空気供給口４０を設けることにより、空気供給システム３０の通風筒３１との空気供給口４０とを連通する空気経路３２を短くすることもできる。したがって、空気経路３２における圧力損失を抑制して、空気供給口４０へ効率良く空気を供給することができる。
なお、空気供給口４０は、船体１０周囲の広い領域への気泡供給および圧力損失の抑制効果において、船首部１１に設けられた場合と同等である船首部１１近傍に設けることとしても良い。
例えば、船底１７に近傍の船首側面部や、船体１０の幅Ｗが狭くなり始める近傍の船底等であってもよい。
【００２１】
図２は、図１の船首部１１における内部構造を模式的に示した図である。同図に示すように、空気供給システム３０は、船体１０の船首部１１の上甲板２０から突出するように設けられている通風筒３１、並びに、船首倉庫１８内に設けられている排水手段３７および送気手段３９を備えている。
図２では、空気取り込み口３８および送気手段３９が、船首部１１内部の船首倉庫１８内に設けられた構成を示している。しかし、この配置は一例であり、排水手段３７や送気手段３９が設けられる位置は、船首倉庫１８内に限られるものではなく、上甲板２０上や、船体１０内部の船首倉庫１８以外の部分としてもよい。
【００２２】
通風筒３１の荒天時における上甲板２０上の水の高さ（波の影響のない所定の高さ）以上となる部分には、開口３３が設けられている。すなわち、上甲板２０から開口３３の下端までの高さＨは、波の影響のない所定の高さ以上とされている。この開口３３には空気を取り入れるための空気吸気口３４が設けられている。この構成により、荒天時においても、上甲板２０に打ち込んだ水が空気吸気口３４の高さまで到達することはない。したがって、荒天時においても、空気吸気口３４から空気を吸い込んで、空気潤滑法に用いることができる。
空気吸気口３４から吸い込まれた空気は、二点鎖線の矢印で示しているように、空気経路３２を介して空気供給口４０（図１（ａ）参照）に供給される。空気供給口４０に供給された空気は、気泡として船体１０の周囲に供給される。
また、通風筒３１は、前部マスト４１としての機能をも奏している。
【００２３】
荒天時において、上甲板２０上へ打ち込まれる波に起因する甲板水の挙動は複雑であるが、波浪による海水打ち込みにより甲板上、水がどれ程の高さに達するかについての報告例がある(例えば、日本造船学会論文集 第１８２号 「海水打ち込みによる甲板水量及び甲板加重に関する実験的研究」小川剛孝他)。この報告例は、水槽を用いた模型船による実験例でありそのまま使用できるものではないが、補正を行い実船や実海域での状況を考慮した水の到達高さを算出する根拠として使用することは可能である。そのためには、少なくとも模型船と実船のスケールの差や水槽実験と実海域の波浪条件を考慮に入れる必要がある。この報告例は、模型船として４．０mの船長のものを用いた場合に関するものであるから、実船として、また、摩擦抵抗低減を狙った船舶の頻度の高い船長としてのスケールアップを要する。
【００２４】
また、波浪条件は、例えば、条件の厳しい北大西洋航路の平均的な海象を例にとると、有義波高で３ｍ、最大波高で６ｍとなる。「有義波高」とは、ある地点で連続する波を観測したとき、波高の高いほうから順に全体の１／３の個数の波を選び、これらの波高および周期を平均したものをいい、３分の１最大波ともいう。１０００波のうち１波は、有義波高の２倍近い高い波となることから、本発明では、有義波高の２倍値を最大波高として考慮する（気象庁  波浪の基礎用語参照http://www.data.kishou.go.jp/db/wave/comment/term/yuugi.html）。
【００２５】
上記の報告例を基に、摩擦抵抗低減を狙った船舶の想定するスケールおよび条件の厳しい最大波高６ｍから、実船としての甲板上の波の高さを試算した。この試算に基づいて、開口３３の好ましい高さを求めると、波の影響のない所定の高さとして２．１ｍ以上の数値が得られる。
上記論文において用いられている模型における波打ちこみ高さに関する評価系は、実船の結果との対応が良いことから、次の方法により、２．１ｍ以上という数値を算出した。
上記論文における甲板上の波打ち込み高さの最大値は０．０８ｍであり、また模型は１／１８の模型である。この模型について得られた結果に基づいて、実船での波打ちこみ高さを想定すると１．４４ｍ(０．０８ｍ×１８＝１．４４ｍ)となる。
さらに、実験時の波高は４．３ｍ相当であるところ、北大西洋航路の平均的な海象に照らして最大波高６ｍを考慮すると、実船での波打ち込み高さが２．０１ｍ(１．４４ｍ×６／４．３＝２．０１ｍとなる。この２．０１ｍに多少の余裕０．０９ｍをみて、２．１ｍを得る。すなわち、開口３３を上甲板２０から２．１ｍ以上の高さに設けることにより、厳しい条件下においても波の影響を防止することができる。
また、積載貨物が多い場合や積載貨物の偏在による前後方向の傾斜を想定して余裕をみると、３．０ｍ以上の高さがより好ましい。また、船体運動としてのピッチングやヒービング、またローリングによる船首が沈み込んだり傾いたタイミングでの大波を想定し余裕をみると、３．８ｍ以上の高さがさらに好ましい。
【００２６】
開口３３（空気吸気口３４）は、船首部１１に設けられている波よけ１２よりも高い位置に設けられている。これに対して、例えば、特許文献２の船（図２）では、波よけの内側に空気取り入れ口が設けられている。しかも空気取り入れ口が下方を向いているため、甲板に打ち込んだ波が跳ね返り簡単に空気取り入れ口から侵入してしまう。すなわち特許文献２の船は、荒天下における甲板への波の打ち込みに対して何も配慮がされていない。これに対し、本発明は、従来用いられてこなかった荒天時において空気潤滑法を用いることを可能とするという、独自の課題に着目したものである。
【００２７】
本実施形態の通風筒３１の空気吸気口３４は、吸気口グリッド３５を有している。この吸気口グリッド３５は、複数の板を縦方向に間をすかして組んだ構造であり、複数の板の各々は空気吸気口３４の表面から奥側に向かって上となるように斜めに備えられている。この吸気口グリッド３５で空気吸気口３４が覆われていることにより、鳥やごみ等の異物や波のしぶきや雨が通風筒３１内に入り込むことを抑制することができる。なお、吸気口グリッド３５の複数の板の角度は、船のピッチングやローリング等の船体運動も配慮し設定することが好ましい。
【００２８】
通風筒３１は、船首倉庫１８まで達しており、その下部に水溜部３６が設けられている。そして、この水溜部３６に溜まった水を船外に排出する排水手段３７を有している。これにより、万が一、通風筒３１内に水が侵入しても、入った水を水溜部３６に溜めて、排水手段３７により船外に排出することができる。排水手段３７の排水管には船外からの逆流を防止するための逆止弁、および完全に流れを止めるための仕切弁などの弁を必要に応じて設けることができる。また自動排水化することも可能である。これにより、水溜部３６の上方の空気取り込み口３８にまで、溜まった水が達することを防止できる。
【００２９】
また、空気取り込み口３８は水溜部３６の上方に設けられ、空気の通る空気経路３２が送気手段３９まで横引きされているため、侵入した水が跳ね返っても送気手段３９に水が到達しないように設けられている。送気手段３９への水の到達をより確実に防ぐには、船のピッチングやローリング等の船体運動も配慮し、送気手段３９に至る空気経路３２を、斜めに設けることが好ましい。これらの施策により、送気手段３９に巻き込まれる水を最小限に抑えることができる。
【００３０】
空気取り込み口３８と空気供給口４０とを連通する空気経路３２には、送気手段３９が設けられている。この送気手段３９は、通風筒３１内の空気取り込み口３８に連通されている分岐ダクトとしての空気経路３２を介して吸い込んだ空気を、空気供給口４０に送るものであり、例えば、ブロワー（送風機）などにより構成することができる。
送気手段３９は空気吸気口３４から空気を吸い込み、必要な圧力に加圧して空気潤滑用空気を船底１７（図１参照）の空気供給口４０から吹き出す。空気経路３２に送気手段３９を設けることにより、空気供給口４０に送る空気の量を安定化させ、また増やすことができる。特に、貨物の積載量により喫水の変動があったり、荒天中での航行時に船体１０や船首部１１が上下に変動しても、安定して空気を供給することが可能となる。
また、送気手段３９により空気供給口４０に送る空気の量を調整することも可能となる。例えば、送気手段３９としての送風機の回転数を制御することにより空気量の調整を実現できる。
ただし、空気供給システム３０は、送気手段３９を設けない自然吸気式のものとして構成することもできる。
【００３１】
送気手段３９として一般に用いられる送風機に多量の水が達することは、送風機の故障の原因となる。また、空気経路３２の錆びや損傷の原因ともなる。このため、空気吸気口が波の影響のない所定の高さ以上の位置に設けられていない従来の空気供給システムの構成を採用すると、空気吸気口に開閉可能な構成を設ける必要がある。
この開閉機構は、低いコストで実現するために、通常、手動で開閉可能な機構が用いられる。手動で開閉可能な構成を用いた場合、航行中に荒天が予想される状況となったとき、空気吸気口を閉塞するために、乗組員が空気吸気口に移動して作業する必要がある。
【００３２】
船舶の居住区は、上甲板の船尾側に設けられる。このため、空気吸気口を閉塞する作業を行うためには、乗組員が船体後部の居住区から空気吸気口まで移動する必要がある。したがって、空気吸気口を閉塞する作業は繁雑であり、また、荒天時に大きく揺れる甲板上を移動したり、夜間に上甲板を移動することは危険である。特に、大型の船舶では移動距離が長くなることから（図１参照）、開閉作業の煩雑性および危険性は非常に大きい。
また、遠隔制御で空気吸気口を閉塞する方法も考えられるが、閉塞手段も複雑となり、荒天下における閉塞は駆動力も要し閉塞手段が大型化し、長距離の配線も必要であるところから設備が非常に高価となる。
このため、通常、空気吸気口を閉塞する作業は安全な状況において手動で予め行われ、天候の悪化が予測される場合や、夜間に天候の悪化する可能性がある場合には、抵抗低減のために空気潤滑法が有効な状況であっても、安全確保のために予め空気吸気口を閉塞しておくといったことがなされている。このことは、空気潤滑法を使用する上での障害になっていた。
【００３３】
本実施形態の空気供給システム３０は、上述したとおり、荒天時にも使用可能なものであり、空気吸気口３４を閉塞する作業が不要である。このため、天候の悪化が予測される場合や、夜間に天候が急変する可能性がある場合であっても、空気吸気口３４を予め閉塞しておく必要はない。この結果、閉塞作業の安全性の問題から、これまで空気潤滑法が用いられなかった状況において、空気潤滑法を用いることが可能となる。
【００３４】
図３は、図２の甲板上の通風筒を模式的に示しており、（ａ）が船尾側から図２の矢印Ａ方向に見た模式図を示し、（ｂ）が船首側から図２の矢印Ｂ方向に見た模式図を示している。図３（ａ）の一点鎖線Ｃは、船体１０の幅方向の中心線を示している。同図に示すように、通風筒３１は、船体１０の中心に設けられている。
【００３５】
通風筒３１の開口３３（空気吸気口３４）は、船尾１３側に開口するように設けられている。すなわち、開口３３は、船尾１３側の中心からは見ることができ（図３（ａ）参照）、かつ、船首側の中心からは見ることができない（図３（ｂ）参照）位置に設けられている。このため、荒天時において、船首側から波のしぶきや雨が空気吸気口３４から通風筒３１内に入ることを抑制できる。また航行時において、鳥やごみ等の異物が空気吸気口３４から入りにくくなる。
図１（ｂ）に示すように、本実施形態の通風筒３１は上方から見た場合に矩形となる内部に空間を有する四角柱であり、通風筒３１の船尾１３側の面にのみ開口３３（空気吸気口３４）が設けられている。このため、船側側から波のしぶきや雨が入ることをも抑制できる。ただし、波のしぶきや雨の影響は、船側側よりも船首側の方が大きいため、通風筒３１の船側側の面（図２では手前側と奥側）にも開口３３が設けられた構成としてもよい。
【００３６】
なお、通風筒３１は、開口３３に空気吸気口３４以外の船内で使用する空気の取入口を併設し空気を取り込んだり、その内部空間を利用して船内空気の排出管を設けることもできる。また、空気吸気口３４から吸い込んだ空気を途中で分岐し、船内で使用する用途に供してもよい。このような利用においても、波の影響のない所定の高さ以上に開口３３を設けることにより、通風筒３１内部への水の侵入を防ぐことが可能となる。
【００３７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図４を参酌して以下に説明する。既に説明した部材と同一の機能を奏する部材については、同じ符号を付して説明を省略する。
図４は、本実施形態の船首部を船尾側から見た状態を模式的に示した図である。同図に示すように、本実施形態の空気供給システムの通風筒３１は、その上部に前部マスト４１を備えている。そして通風筒３１を前部マスト４１の基部と兼ねている。このように、通風筒３１を前部マスト４１の基部として用いることにより、通風筒３１上の前部マスト４１の長さを抑制することができる。
また、通風筒３１を前部マスト４１とは別に構成することにより、通風筒３１内を空気の取り入れに十分な大きさとすることが容易となる。
本実施形態の空気供給システムの上記構成以外は、第１の実施形態と同じであるから、説明を省略する。
【００３８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について、図５から図７を参酌して以下に説明する。既に説明した部材と同一の機能を奏する部材については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００３９】
図５は、本実施形態の船首部（例その１）を模式的に示しており、（ａ）が船尾側から見た模式図を示し、（ｂ）が船側側から見た模式図を示している。同図に示すように、本実施形態の空気供給システムは、いわゆるキノコ型の空気吸気口５４を備えている。空気吸気口５４は、通風筒５５の上方側の開放端５６が、間隙を開けて開放端カバー５７により覆われた構成となっている。これにより、二点鎖線の矢印で示したように、開放端５６から空気を通風筒５５内部に取り込むことができる。
【００４０】
開放端５６は、その上方が開放端カバー５７の上面５８により覆われ、その側方が開放端カバー５７の側面５９により覆われている。図５（ａ）に示すように、開放端カバー５７は開放端５６を基準として左右対称となるように配置されている。このため、開放端５６から通風筒５５内部への空気の取り込みも左右対称になされる。対して、図５（ｂ）に示すように、開放端カバー５７は、開放端５６を基準として、その中心が船尾１３側に位置するように配置されている。このため、開放端５６から通風筒５５内部への空気の取り込みは、主に、船尾１３（図１参照）側からなされる。この構成により、開放端５６から、波のしぶきや雨が侵入することを抑制することができる。
【００４１】
また、本実施形態の図５（ａ）（ｂ）に示す構造は、通風筒５５とマスト４１の接続部の強度維持の上で好ましい。すなわち図５（ｂ）に点線で示されるように、開放端カバー５７の内部において通風筒５５の上に直接マスト４１が構築されており、設計的に強度が保ちやすい構造となっている。
【００４２】
図６は、本実施形態の船首部（例その２）を模式的に示しており、（ａ）が船尾側から見た模式図を示し、（ｂ）が船側側から見た模式図を示している。同図に示す空気供給システムは、（ｂ）に示すように、開放端カバー５７が、開放端５６を基準として、前後対称となるように配置されている点において、図５に示したものとは異なっている。この構成により、開放端５６の船首側からも、通風筒５５内部に空気を取り込むことができる。
【００４３】
図７は、本実施形態の空気供給システムを備えた摩擦抵抗低減船の船首部（例その３）を模式的に示しており、（ａ）が船尾側から見た模式図を示し、（ｂ）が側面からみた模式図を示している。同図に示すキノコ型の空気吸気口６４は、開放端カバー６７の側面６９の形状が、空気吸気口５４とは異なっている。図７（ｂ）に示すように、側面６９は、船首側が長く、船尾側が短い構成となっている。この構成により、荒天時において、波のしぶきや雨を多量に被る船首側から通風筒５５内へ水が侵入することを防止しつつ、波のしぶきや雨を被る量が少ない船尾側から通風筒５５内へ空気を効率良く取り込むことができる。
本実施形態の空気供給システムの上記構成以外は、第１の実施形態と同じであるから、説明を省略する。
【００４４】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について、図８から図１３を参酌して以下に説明する。
図８は、本実施形態としての空気供給システムを備えた、船首楼を備えた摩擦抵抗低減船を模式的に示した側面図である。同図に示すように、本実施形態の摩擦抵抗低減船７１は、船首部１１に船首楼７２を備えており、船首楼７２内に空気供給システム３０の構成部材が配置されている点において、摩擦抵抗低減船１と異なっている。既に説明した部材と同一の機能を奏する部材については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４５】
船舶の抵抗低減技術として、船体周辺に空気を供給して船体表面近傍の海水に気泡を介在させる空気潤滑法が注目されている。空気潤滑法においては、船体周辺に供給する大量の空気の全部または一部を船首付近に装備した送風機により吸気口から取り込む場合、この送風機の装備場所として最も一般的なのが船首倉庫等の倉庫である。一般に倉庫の場合には開口に対する閉鎖性能に規則が設けられており吸気口もこの規則の対象となるが、その場所が船首楼である場合には船の予備浮力体としての機能があるため閉鎖性は重要である。このため、波浪時の波の打ち込みに対して内部を密閉することができる仕様（以下、適宜「水密」という。）を持つ閉鎖装置（水密扉）を持った開口をデッキから所定以上の高さに設けることが求められている。
【００４６】
先ず、図１２および図１３を参酌して、船首部に船首楼を備える摩擦抵抗低減船においいて通常用いられている空気供給システムを説明する。
図１２は、船首楼を備えた摩擦抵抗低減船の空気供給システムのうち、水密扉を備えたものを模式的に示した図である。同図に示すように、現存する船では、窓型の吸気口をデッキから所定の高さ以上の場所に設け、水密の水密扉８０を閉鎖装置として装備している。しかしながら、乗組員は、荒天が予想される状況で水密扉を閉鎖するために、船体後部の居住区１４から船首部１１まで行く必要がある（図８参照）。この作業は、第１の実施形態において述べたとおり危険をともなう。このため、空気潤滑法を常時使用する上での障害になっている。
【００４７】
この問題を解決する手段としては、図１３に示すように、キノコ型通風筒８１を立て、通風筒の閉鎖装置（通常は手動のハンドルが装備されている）を遠隔操作で作動させることも考えられる。しかし、大量の空気を流すためには、一般には存在しないような大型の通風筒を設ける構成、あるいは多数の市販品を並べて装備する構成の何れかをとらざるを得ない。このため、配置場所（面積）やコストの点で問題がある。
【００４８】
そこで、上述した問題を解決するには、船首楼７２の船首楼甲板７３上に通風筒３１を立て、これを前部マスト４１と兼用すると良い。前部マスト４１は航海灯を装備するために装備することが規則で決められており、また、甲板の照明灯やスピーカなども装備されるものである。前部マスト４１は、どの船にも装備されているものである。このため、通風筒３１を前部マスト４１と共用することで、追加の費用を削減することもできる。
【００４９】
図９は、図８の摩擦抵抗低減船の船首部を船尾側から見た状態を模式的に示した図である。図８、図９に示すように、摩擦抵抗低減船７１は、船首部１１の通風筒３１から空気潤滑法に用いる空気を吸い込むものである。通風筒３１の開口３３（空気吸気口３４）は、船首楼甲板７３からの高さＨが波の影響のない所定の高さ以上となる位置に設けられている。
吸い込んだ空気を空気供給口４０に供給するための構成については、第１の実施形態において説明した構成と同じである。
【００５０】
図１０は、本実施形態の空気供給システムの船首部を船尾側から見た状態を模式的に示した図である。同図に示すように、通風筒３１を前部マスト４１よりも太くして、その上に前部マスト４１が備えられた構成とすることもできる。通風筒３１の開口３３（空気吸気口３４）は、船首楼甲板７３からの高さＨが波の影響のない所定の高さ以上となる位置に設けられている。
吸い込んだ空気を空気供給口４０に供給するための構成については、第２の実施形態において説明した構成と同じである。
【００５１】
図１１は、本実施形態の空気供給システムの船首部を船尾側から見た状態を模式的に示した図である。同図に示すように、空気吸気口３４の代わりに、キノコ型の空気吸気口５４を備えた構成とすることもできる。通風筒５５の開放端５６は、船首楼甲板７３からの高さＨが波の影響のない所定の高さ以上となる位置に設けられている。
吸い込んだ空気を空気供給口４０に供給するための構成については、第３の実施形態において説明した構成と同じである。
【００５２】
本実施形態の空気供給システムの上記構成以外は、第１〜第３の実施形態と同じであるから、説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、船舶の抵抗低減技術の一つである空気潤滑法を利用するに当たり、大量の空気を船首部付近で吸い込むために用いられる摩擦抵抗低減船の空気供給システムとして利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１、７１  摩擦抵抗低減船
１０  船体
１１  船首部
１２  波よけ
１３  船尾
１７  船底
２０  上甲板
３１、５５  通風筒
３２  空気経路
３３  開口
３４  空気吸気口
３５  吸気口グリッド
３６  水溜部
３７  排水手段
３８  空気取り込み口
３９  送気手段
４０  空気供給口
４１  前部マスト
５６  開放端（開口）
７２  船首楼
７３  船首楼甲板
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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