船舶の抵抗低減装置

【課題】気泡流が船底から船体側方に逸脱することを防止する気体保持構造に割れが生じることが防止される船舶の抵抗低減装置を提供する。
【解決手段】船舶の抵抗低減装置２０は、船体１０の船底１３に設けられた空気吹き出し口３１から空気を吹き出す空気吹き出し装置３０と、船底１３に設けられた複数の気体保持構造４１、４２とを具備する。複数の気体保持構造４１、４２の各々は、船体１０の前後方向Ｘに沿って配列された複数の気体保持板５１、５２を備える。複数の気体保持板５１、５２は、前後方向Ｘに隙間６１、６２が設けられるように配列される。複数の気体保持構造４１、４２は、船底１３の左舷側縁部分１３ａに配置された第１気体保持構造４１と、船底１３の右舷側縁部分１３ｂに配置された第２気体保持構造４２とを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気吹き出しにより船体の摩擦抵抗を低減する抵抗低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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を低減する技術が知られている。
【０００３】
図１Ａ、１Ｂを参照して、特許文献１の船体摩擦抵抗低減装置を説明する。船舶の船底部１の船首側に気体室２が設けられている。気体室２は船幅方向に形成されている。左右一対の気体保持板５が船底両舷部に沿って船首から船尾にかけて設けられている。気体室２から水中へ気体が吹き出され、船底面に沿い後方へ流れる気泡流が発生する。気体保持板５により気泡流の船体側方への逸脱が防止される。このようにして、船体の摩擦抵抗が軽減される。
【０００４】
本発明者は、図１Ａ、１Ｂに示されるように気体保持板５が船体の前後方向に沿って連続的に設けられる場合、船体のサギングやホギングにより気体保持板５に縦曲げが生じて気体保持板５の船体中央部近傍位置に割れが生じる可能性があることに気がついた。更に気体保持板５が船体に溶接されている場合、気体保持板５の割れにより生じたクラックが船体に達して船体が割れてしまうリスクがある。
【０００５】
特許文献２は他の船体摩擦抵抗低減装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１４３３４５号公報
【特許文献２】特開２００８−１１４７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、気泡流が船底から船体側方に逸脱することを防止する気体保持構造に割れが生じることが防止される船舶の抵抗低減装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明による船舶の抵抗低減装置は、船体（１０）の船底（１３）に設けられた空気吹き出し口（３１）から空気を吹き出す空気吹き出し装置（３０）と、前記船底に設けられた複数の気体保持構造（４１〜４５）とを具備する。前記複数の気体保持構造の各々は、前記船体の前後方向（Ｘ）に沿って配列された複数の気体保持板（５１〜５５）を備える。前記複数の気体保持板は、前記前後方向に隙間（６１〜６５）が設けられるように配列される。前記複数の気体保持構造は、前記船底の左舷側縁部分（１３ａ）に配置された第１気体保持構造（４１）と、前記船底の右舷側縁部分（１３ｂ）に配置された第２気体保持構造（４２）とを含む。
【００１０】
前記複数の気体保持構造は、前記左舷側縁部分に配置された第３気体保持構造（４３）と、前記右舷側縁部分に配置された第４気体保持構造（４４）とを含む。前記第１気体保持構造における前記複数の気体保持板の前記隙間と前記第３気体保持構造における前記複数の気体保持板の前記隙間とは、前記前後方向の位置がずれている。前記第２気体保持構造における前記複数の気体保持板の前記隙間と前記第４気体保持構造における前記複数の気体保持板の前記隙間とは、前記前後方向の位置がずれている。
【００１１】
前記複数の気体保持構造の数が３以上である。前記複数の気体保持構造は、前記船体の左右方向（Ｙ）に等間隔に配置される。
【００１２】
前記複数の気体保持構造から任意に選択される互いに隣り合う二つの気体保持構造のうちの一方側気体保持構造における前記複数の気体保持板の前記隙間と前記二つの気体保持構造のうちの他方側気体保持構造における前記複数の気体保持板の前記隙間とは、前記前後方向の位置がずれている。
【００１３】
前記複数の気体保持板の各々は、Ｒ又は傾斜が形成された前方側エッジ（５１ａ）と、Ｒ又は傾斜が形成された後方側エッジ（５１ｂ）とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、気泡流が船底から船体側方に逸脱することを防止する気体保持構造に割れが生じることが防止される船舶の抵抗低減装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】図１Ａは、従来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１Ｂ】図１Ｂは、従来の船体摩擦抵抗低減装置を備えた船舶の底面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第１の実施形態に係る抵抗低減装置を備えた船舶の底面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、第１の実施形態に係る抵抗低減装置を備えた船舶の側面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る気体保持構造の気泡を保持する効果を説明する模式図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態の第１変形例に係る気体保持板を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態の第２変形例に係る気体保持板を示す。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態に係る抵抗低減装置を備えた船舶の底面図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施形態に係る抵抗低減装置を備えた船舶の底面図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る気体保持構造のローリング時における気泡を保持する効果を示す模式図である。
【図８】図８は、第３の実施形態に係る気体保持構造のローリング時における気泡を保持する効果を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
添付図面を参照して、本発明による船舶の抵抗低減装置を実施するための形態を以下に説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図２Ａを参照して、本発明の第１の実施形態に係る抵抗低減装置２０が設けられた船体１０は、船首１１と、船尾１２と、船底１３と、左舷１４と、右舷１５と、プロペラ１６と、舵１７を備える。船底１３は、左舷側縁部分１３ａと、右舷側部分１３ｂを含む。船体１０の前後方向及び左右方向が、それぞれＸ及びＹで示されている。
【００１８】
抵抗低減装置２０は、空気吹き出し装置３０と、気体保持構造４１及び４２とを備える。空気吹き出し装置３０は、船底１３の船首１１側部分に設けられた空気吹き出し口３１から水中に空気を吹き出す。気体保持構造４１は、空気吹き出し口３１よりも船尾１２側に配置されるように、左舷側縁部分１３ａに設けられている。気体保持構造４２は、空気吹き出し口３１よりも船尾１２側に配置されるように、右舷側縁部分１３ｂに設けられている。
【００１９】
気体保持構造４１は、前後方向Ｘに沿って配列された複数の気体保持板５１を備える。各気体保持板５１は船底１３から下方に突き出している。複数の気体保持板５１は、前後方向Ｘに隙間６１が設けられるように配列されている。
【００２０】
気体保持構造４２は、前後方向Ｘに沿って配列された複数の気体保持板５２を備える。各気体保持板５２は船底１３から下方に突き出している。複数の気体保持板５２は、前後方向Ｘに隙間６２が設けられるように配列されている。
【００２１】
図２Ｂを参照して、空気吹き出し装置３０は、空気を吹き出すためのコンプレッサ又はブロワ３２を備える。
【００２２】
図３を参照して、航行中に空気吹き出し装置３０が空気吹き出し口３１から水中に吹き出した空気によって形成された気泡７０は、船底１３を覆うように後方に向かって流れる気泡流を形成する。この気泡７０によって船体１０の摩擦抵抗が低減される。気体保持構造４１及び４２は、気泡７０が浮力により船底１３から船体１０側方に逸脱することを防止する。
【００２３】
更に、気体保持構造４１が前後方向Ｘに延びる連続した単一の気体保持板から構成されずに隙間６１が設けられた複数の気体保持板５１から構成され、気体保持構造４２が前後方向Ｘに延びる連続した単一の気体保持板から構成されずに隙間６２が設けられた複数の気体保持板５２から構成されるため、サギングやホギングにより船体１０に縦曲げが生じても気体保持構造４１及び４２（気体保持板５１及び５２）に割れが生じることが防止される。その結果、気体保持構造４１及び４２が船底１３に溶接されている場合であっても、サギングやホギングにより船体１０が割れてしまうことが防止される。
【００２４】
（第１の実施形態の第１変形例）
図４Ａを参照して、第１の実施形態の第１変形例を説明する。第１変形例に係る気体保持板５１が備える前方側エッジ５１ａにＲが形成され、気体保持板５１が備える後方側エッジ５１ｂにＲが形成されている。このＲにより、応力集中領域８０における応力集中が低減される。同様に、気体保持板５２が備える前方側エッジにＲが形成され、気体保持板５２が備える後方側エッジにＲが形成されている。
【００２５】
（第１の実施形態の第２変形例）
図４Ｂを参照して、第１の実施形態の第２変形例を説明する。第２変形例に係る気体保持板５１が備える前方側エッジ５１ａに傾斜が形成され、気体保持板５１が備える後方側エッジ５１ｂに傾斜が形成されている。前方側エッジ５１ａ及び後方側エッジ５１ｂは船底１３に対して傾斜している。すなわち、前方側エッジ５１ａ及び後方側エッジ５１ｂが三角形に形成される。この傾斜により、応力集中領域８０における応力集中が低減される。同様に、気体保持板５２が備える前方側エッジに傾斜が形成され、気体保持板５２が備える後方側エッジに傾斜が形成されている。なお、前方側エッジ及び後方側エッジの一方にＲが形成され、前方側エッジ及び後方側エッジの他方に傾斜が形成されてもよい。
【００２６】
（第２の実施形態）
図５を参照して、本発明の第２の実施形態に係る抵抗低減装置２０を説明する。本実施形態に係る抵抗低減装置２０は、気体保持構造４３及び４４を更に備える点を除いて第１の実施形態に係る抵抗低減装置２０と同様である。気体保持構造４３は、空気吹き出し口３１よりも船尾１２側に配置されるように、左舷側部分１３ａに設けられている。気体保持構造４４は、空気吹き出し口３１よりも船尾１２側に配置されるように、右舷側部分１３ｂに設けられている。
【００２７】
気体保持構造４３は、前後方向Ｘに沿って配列された複数の気体保持板５３を備える。各気体保持板５３は船底１３から下方に突き出している。複数の気体保持板５３は、前後方向Ｘに隙間６３が設けられるように配列されている。
【００２８】
複数の気体保持板５１及び複数の気体保持板５３は、隙間６１と隙間６３の前後方向Ｘの位置がずれるように配置される。例えば、複数の気体保持板５１及び複数の気体保持板５３は千鳥形配列とされる。
【００２９】
気体保持構造４４は、前後方向Ｘに沿って配列された複数の気体保持板５４を備える。各気体保持板５４は船底１３から下方に突き出している。複数の気体保持板５４は、前後方向Ｘに隙間６４が設けられるように配列されている。
【００３０】
複数の気体保持板５２及び複数の気体保持板５４は、隙間６２と隙間６４の前後方向Ｘの位置がずれるように配置される。例えば、複数の気体保持板５２及び複数の気体保持板５４は千鳥形配列とされる。
【００３１】
本実施形態によれば、隙間６１と隙間６３の前後方向Ｘの位置がずれているために隙間６１及び隙間６３を通って気泡７０が船底１３から船体１０側方に逸脱することが防止され、隙間６２と隙間６４の前後方向Ｘの位置がずれているために隙間６２及び隙間６４を通って気泡７０が船底１３から船体１０側方に逸脱することが防止される。
【００３２】
（第３の実施形態）
図６を参照して、本発明の第３の実施形態に係る抵抗低減装置２０を説明する。本実施形態に係る抵抗低減装置２０は、気体保持構造４３乃至４５を更に備える点を除いて第１の実施形態に係る抵抗低減装置２０と同様である。気体保持構造４３乃至４５は、空気吹き出し口３１よりも船尾１２側に配置され且つ気体保持構造４１及び４２の間に配置されるように、船底１３に設けられている。
【００３３】
気体保持構造４３は、前後方向Ｘに沿って配列された複数の気体保持板５３を備える。複数の気体保持板５３は、前後方向Ｘに隙間６３が設けられるように配列されている。各気体保持板５３は船底１３から下方に突き出している。気体保持構造４４は、前後方向Ｘに沿って配列された複数の気体保持板５４を備える。複数の気体保持板５４は、前後方向Ｘに隙間６４が設けられるように配列されている。各気体保持板５４は船底１３から下方に突き出している。気体保持構造４５は、前後方向Ｘに沿って配列された複数の気体保持板５５を備える。複数の気体保持板５５は、前後方向Ｘに隙間６５が設けられるように配列されている。各気体保持板５５は船底１３から下方に突き出している。気体保持構造４１乃至４５は、左右方向Ｙに等間隔に配置されている。
【００３４】
図７を参照して、本実施形態に係る気体保持構造４１乃至４５の効果の理解を助けるため、第１の実施形態に係る気体保持構造４１及び４２のローリング時における気泡を保持する効果を説明する。気泡７０は気体保持構造４１と気体保持構造４２の間で自由に移動できるため、ローリングにより右舷１５が持ち上がると、浮力により気泡７０が気体保持構造４２の近傍の一箇所に集まる。このため、気泡７０の分布にムラができ、摩擦抵抗低減効果が減少する。
【００３５】
図８を参照して、第３の実施形態に係る気体保持構造４１乃至４５のローリング時における気泡を保持する効果を説明する。気体保持構造４３乃至４５が気体保持構造４１と気体保持構造４２との間に設けられているため、気泡７０は気体保持構造４１と気体保持構造４２の間で自由に移動できない。このため、ローリングにより右舷１５が持ち上がっても気泡７０が一箇所に集まらない。したがって、気泡７０の分布にムラができず、摩擦抵抗低減効果が減少しない。
【００３６】
本実施形態において、気体保持構造４１乃至４５から任意に選択される互いに隣り合う二つの気体保持構造の間で隙間の前後方向Ｘの位置がずれていることが好ましい。具体的には、気体保持構造４１及び４３が互いに隣り合い、気体保持構造４３及び４５が互いに隣り合い、気体保持構造４５及び４４が互いに隣り合い、気体保持構造４４及び４２が互いに隣り合う場合、隙間６１と隙間６３の前後方向Ｘの位置がずれており、隙間６３と隙間６５の前後方向Ｘの位置がずれており、隙間６５と隙間６４の前後方向Ｘの位置がずれており、隙間６４と隙間６２の前後方向Ｘの位置がずれていることが好ましい。例えば、複数の気体保持板５１、複数の気体保持板５３、複数の気体保持板５５、複数の気体保持板５４、及び複数の気体保持板５２は千鳥形配列とされる。互いに隣り合う二つの気体保持構造の間で隙間の前後方向Ｘの位置がずれていることで、気泡７０の左右方向Ｙの移動がより制限される。
【００３７】
以上、気体保持構造４１及び４２に加えて３つの気体保持構造が設けられる場合を説明したが、気体保持構造４１及び４２に加えて少なくとも一つの気体保持構造が設けられてもよい。
【００３８】
なお、上記実施形態どうしを組み合わせることが可能である。例えば、気体保持板５３乃至５５のエッジにＲ又は傾斜を形成することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１…船底部
２…気体室
５…気体保持板
１０…船体
１１…船首
１２…船尾
１３…船底
１３ａ…左舷側縁部
１３ｂ…右舷側縁部
１４…左舷
１５…右舷
１６…プロペラ
１７…舵
２０…抵抗低減装置
３０…空気吹き出し装置
３１…空気吹き出し口
３２…コンプレッサ又はブロワ
４１〜４５…気体保持構造
５１〜５５…気体保持板
５１ａ…前方側エッジ
５１ｂ…後方側エッジ
６１〜６５…隙間
７０…気泡
８０…応力集中領域
Ｘ…前後方向
Ｙ…左右方向

【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の船底に設けられた空気吹き出し口から空気を吹き出す空気吹き出し装置と、
前記船底に設けられた複数の気体保持構造と
を具備し、
前記複数の気体保持構造の各々は、前記船体の前後方向に沿って配列された複数の気体保持板を備え、
前記複数の気体保持板は、前記前後方向に隙間が設けられるように配列され、
前記複数の気体保持構造は、
前記船底の左舷側縁部分に配置された第１気体保持構造と、
前記船底の右舷側縁部分に配置された第２気体保持構造と
を含む
船舶の抵抗低減装置。
【請求項２】
前記複数の気体保持構造は、
前記左舷側縁部分に配置された第３気体保持構造と、
前記右舷側縁部分に配置された第４気体保持構造と
を含み、
前記第１気体保持構造における前記複数の気体保持板の前記隙間と前記第３気体保持構造における前記複数の気体保持板の前記隙間とは、前記前後方向の位置がずれており、
前記第２気体保持構造における前記複数の気体保持板の前記隙間と前記第４気体保持構造における前記複数の気体保持板の前記隙間とは、前記前後方向の位置がずれている
請求項１の船舶の抵抗低減装置。
【請求項３】
前記複数の気体保持構造の数が３以上であり、
前記複数の気体保持構造は、前記船体の左右方向に等間隔に配置された
請求項１の船舶の抵抗低減装置。
【請求項４】
前記複数の気体保持構造から任意に選択される互いに隣り合う二つの気体保持構造のうちの一方側気体保持構造における前記複数の気体保持板の前記隙間と前記二つの気体保持構造のうちの他方側気体保持構造における前記複数の気体保持板の前記隙間とは、前記前後方向の位置がずれている
請求項３の船舶の抵抗低減装置。
【請求項５】
前記複数の気体保持板の各々は、
Ｒ又は傾斜が形成された前方側エッジと、
Ｒ又は傾斜が形成された後方側エッジと
を備える
請求項１乃至４のいずれかに記載の船舶の抵抗低減装置。

【図１Ａ】