JP2002002582A - 摩擦抵抗低減船 - Google Patents
摩擦抵抗低減船Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 少ないエネルギ消費で摩擦抵抗低減を行っ
て、航行時のエネルギ消費を効果的に節減することがで
きる摩擦抵抗低減船を提供する。 【解決手段】 気体空間に対して低圧となる負圧箇所４
１を自身後方の水中に形成するように船体の没水表面１
２に設けられる負圧形成部２０と、負圧形成部２０の後
方に配され船体の没水表面１２から窪んだ状態に設けら
れる第１凹部２１と、気体空間から水中の負圧箇所４１
に気体を導くために、一端が気体空間に開放されるとと
もに他端が第１凹部２１に開放される流体通路２３と、
負圧形成部２０と第１凹部２１との間に配され、船体の
没水表面１２から第１凹部２１に比べて浅く窪んだ状態
に設けられる第２凹部２２とを備えるように構成する。
て、航行時のエネルギ消費を効果的に節減することがで
きる摩擦抵抗低減船を提供する。 【解決手段】 気体空間に対して低圧となる負圧箇所４
１を自身後方の水中に形成するように船体の没水表面１
２に設けられる負圧形成部２０と、負圧形成部２０の後
方に配され船体の没水表面１２から窪んだ状態に設けら
れる第１凹部２１と、気体空間から水中の負圧箇所４１
に気体を導くために、一端が気体空間に開放されるとと
もに他端が第１凹部２１に開放される流体通路２３と、
負圧形成部２０と第１凹部２１との間に配され、船体の
没水表面１２から第１凹部２１に比べて浅く窪んだ状態
に設けられる第２凹部２２とを備えるように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、船体の摩擦抵抗を
低減する摩擦抵抗低減船に係り、特に、水中に気泡を効
率よく放出することにより、総合エネルギ効率を向上さ
せるものである。
低減する摩擦抵抗低減船に係り、特に、水中に気泡を効
率よく放出することにより、総合エネルギ効率を向上さ
せるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、船舶等の航行時のエネルギ消
費を節減することを目的として、水中に気体を送り込
み、船体外板の表面（没水表面）の近傍に多数の気泡を
介在させて、船体と水との摩擦抵抗を低減する方法が提
案されている。
費を節減することを目的として、水中に気体を送り込
み、船体外板の表面（没水表面）の近傍に多数の気泡を
介在させて、船体と水との摩擦抵抗を低減する方法が提
案されている。
【０００３】水中に気泡を発生させる技術としては、特
開昭５０−８３９９２号、特開昭５３−１３６２８９
号、特開昭６０−１３９５８６号、特開昭６１−７１２
９０号、実開昭６１−３９６９１号、実開昭６１−１２
８１８５号が提案されている。
開昭５０−８３９９２号、特開昭５３−１３６２８９
号、特開昭６０−１３９５８６号、特開昭６１−７１２
９０号、実開昭６１−３９６９１号、実開昭６１−１２
８１８５号が提案されている。
【０００４】これらの技術では、水中に気泡を発生させ
る方法として、ポンプやブロアなどの装置によって加圧
した気体を船体に設けられた複数の孔や多孔板から水中
に噴出している。
る方法として、ポンプやブロアなどの装置によって加圧
した気体を船体に設けられた複数の孔や多孔板から水中
に噴出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加圧し
た気体を水中に噴出する方法であると、加圧用の装置を
稼動するエネルギが必要となり、摩擦抵抗の低減によっ
て減少したエネルギの節約分が目減りしてしまう。特
に、大型船の船底など、比較的水深の大きい箇所におい
て水中に気体を噴出する際には、水圧（静水圧）に対応
して高い圧力に気体を加圧する必要があり、多大なエネ
ルギを消費してしまう。また、加圧用の装置を船体に設
置するにあたり、設備コストや施工コストなど多大なコ
ストが生じてしまう。
た気体を水中に噴出する方法であると、加圧用の装置を
稼動するエネルギが必要となり、摩擦抵抗の低減によっ
て減少したエネルギの節約分が目減りしてしまう。特
に、大型船の船底など、比較的水深の大きい箇所におい
て水中に気体を噴出する際には、水圧（静水圧）に対応
して高い圧力に気体を加圧する必要があり、多大なエネ
ルギを消費してしまう。また、加圧用の装置を船体に設
置するにあたり、設備コストや施工コストなど多大なコ
ストが生じてしまう。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、以下の点を目的とするものである。 （１）少ないエネルギ消費で摩擦抵抗低減を行って、航
行時のエネルギ消費を効果的に節減すること。 （２）水中に気泡を効率よく混入させ、効果的な摩擦抵
抗低減を実施すること。 （３）船体の建造コストを低減すること。
たものであり、以下の点を目的とするものである。 （１）少ないエネルギ消費で摩擦抵抗低減を行って、航
行時のエネルギ消費を効果的に節減すること。 （２）水中に気泡を効率よく混入させ、効果的な摩擦抵
抗低減を実施すること。 （３）船体の建造コストを低減すること。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に係る発明は、船体の没水表面に気泡を放
出して船体の摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船におい
て、気体空間に対して低圧となる負圧箇所を自身後方の
水中に形成するように船体の没水表面に設けられる負圧
形成部と、前記負圧形成部の後方に配され、船体の没水
表面から窪んだ状態に設けられる第１凹部と、気体空間
から水中の負圧箇所に気体を導くために、一端が気体空
間に開放されるとともに他端が前記第１凹部に開放され
る流体通路と、前記負圧形成部と前記第１凹部との間に
配され、船体の没水表面から前記第１凹部に比べて浅く
窪んだ状態に設けられる第２凹部とを備える技術が採用
される。
め、請求項１に係る発明は、船体の没水表面に気泡を放
出して船体の摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船におい
て、気体空間に対して低圧となる負圧箇所を自身後方の
水中に形成するように船体の没水表面に設けられる負圧
形成部と、前記負圧形成部の後方に配され、船体の没水
表面から窪んだ状態に設けられる第１凹部と、気体空間
から水中の負圧箇所に気体を導くために、一端が気体空
間に開放されるとともに他端が前記第１凹部に開放され
る流体通路と、前記負圧形成部と前記第１凹部との間に
配され、船体の没水表面から前記第１凹部に比べて浅く
窪んだ状態に設けられる第２凹部とを備える技術が採用
される。
【０００８】本発明によれば、負圧形成部によって水中
に負圧箇所が形成されるので、圧力勾配力によって、流
体通路を介して気体空間から水中の負圧箇所に気体が流
れる。水中に流れた気体は、船体の没水表面から窪んで
設けられた第１凹部に溜まるとともに、その一部が負圧
形成部と第１凹部との間に設けられた第２凹部に流れ込
む。第２凹部は第１凹部に比べて浅く設けられているの
で、第１凹部に比べて気体と水とが混合されやすい。そ
のため、この浅い第２凹部によって、気体と水との境界
面からの気泡の離脱が促進される。
に負圧箇所が形成されるので、圧力勾配力によって、流
体通路を介して気体空間から水中の負圧箇所に気体が流
れる。水中に流れた気体は、船体の没水表面から窪んで
設けられた第１凹部に溜まるとともに、その一部が負圧
形成部と第１凹部との間に設けられた第２凹部に流れ込
む。第２凹部は第１凹部に比べて浅く設けられているの
で、第１凹部に比べて気体と水とが混合されやすい。そ
のため、この浅い第２凹部によって、気体と水との境界
面からの気泡の離脱が促進される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る摩擦抵抗低減
船を、タンカーやコンテナ船等の肥大船に適用した一実
施形態について、図面を参照して説明する。図２におい
て、符号Ｍは摩擦抵抗低減船、１０は船体、１１は気泡
発生装置、１２は船体外板（没水表面）、１３は推進
器、１４は舵、１５は水面（喫水線）を示している。
船を、タンカーやコンテナ船等の肥大船に適用した一実
施形態について、図面を参照して説明する。図２におい
て、符号Ｍは摩擦抵抗低減船、１０は船体、１１は気泡
発生装置、１２は船体外板（没水表面）、１３は推進
器、１４は舵、１５は水面（喫水線）を示している。
【００１０】前記摩擦抵抗低減船Ｍとしての肥大船は、
例えばＶＬＣＣ（Very Large CrudeOil Carrier）とい
ったものがこれに該当し、他の種類の船舶に比べて、喫
水線１５下の船体外板１２（没水表面）において船底の
面積が船側に対して比較的大きく形成されている。さら
に、船体１０の前方（船首側）には、前記気泡発生装置
１１が配されている。
例えばＶＬＣＣ（Very Large CrudeOil Carrier）とい
ったものがこれに該当し、他の種類の船舶に比べて、喫
水線１５下の船体外板１２（没水表面）において船底の
面積が船側に対して比較的大きく形成されている。さら
に、船体１０の前方（船首側）には、前記気泡発生装置
１１が配されている。
【００１１】気泡発生装置１１は、図２（ｂ）に示すよ
うに、船体１０の没水表面１２に設けられる負圧形成部
２０と、負圧形成部２０から後方（船尾側）に所定の間
隔を開けて設けられる第１凹部２１と、負圧形成部２０
と第１凹部２１との間、すなわち負圧形成部２０の後方
かつ第１凹部２１の前方に設けられる第２凹部２２と、
船体１０を貫通しかつ喫水線１５の上下において開放さ
れる流体通路２３とを備えて構成されている。
うに、船体１０の没水表面１２に設けられる負圧形成部
２０と、負圧形成部２０から後方（船尾側）に所定の間
隔を開けて設けられる第１凹部２１と、負圧形成部２０
と第１凹部２１との間、すなわち負圧形成部２０の後方
かつ第１凹部２１の前方に設けられる第２凹部２２と、
船体１０を貫通しかつ喫水線１５の上下において開放さ
れる流体通路２３とを備えて構成されている。
【００１２】負圧形成部２０は、航行中の船体１０に対
する相対的な水の流れを利用して、所定の船速Ｖｓにお
いて気体空間（大気）に対して低圧となる負圧箇所を水
中に形成するためのものである。ここでは、負圧形成部
２０は、航行中において、船底における水の相対速度を
特定箇所で大きくするとともに、後方に剥離域を生じさ
せるように、後方（船尾側）に向かって船体の没水表面
１２から次第に高くなる斜面２０ａと、この斜面２０ａ
の終端に形成される鋭い角２０ｂとを有して構成されて
いる。
する相対的な水の流れを利用して、所定の船速Ｖｓにお
いて気体空間（大気）に対して低圧となる負圧箇所を水
中に形成するためのものである。ここでは、負圧形成部
２０は、航行中において、船底における水の相対速度を
特定箇所で大きくするとともに、後方に剥離域を生じさ
せるように、後方（船尾側）に向かって船体の没水表面
１２から次第に高くなる斜面２０ａと、この斜面２０ａ
の終端に形成される鋭い角２０ｂとを有して構成されて
いる。
【００１３】また、第１凹部２１及び第２凹部２２は、
ここでは一面が開放されたボックス状に形成されるチャ
ンバ３０の内部空間であり、それぞれ船体の没水表面１
２から船体内側に窪んだ状態に設けられている。また、
チャンバ３０は、船体１０の進行方向Ｄveに沿って形成
される段差３０ａを有して構成され、段差後方の深い窪
みが前記第１凹部２１、その前方に隣接する浅い窪みが
前記第２凹部２２となっている。また、チャンバ３０に
は、航行時に第１凹部２１から水が後方に速やかに流れ
るように斜面３０ｂが設けられているとともに、第１凹
部２１の底面すなわち船体の没水表面１２からの窪みの
深い箇所に、貫通孔からなる排出口３０ｃが設けられて
いる。なお、ここでは、第１凹部２１及び第２凹部２２
は、図３に示すように、船底に向かって見て矩形状に設
けられている。
ここでは一面が開放されたボックス状に形成されるチャ
ンバ３０の内部空間であり、それぞれ船体の没水表面１
２から船体内側に窪んだ状態に設けられている。また、
チャンバ３０は、船体１０の進行方向Ｄveに沿って形成
される段差３０ａを有して構成され、段差後方の深い窪
みが前記第１凹部２１、その前方に隣接する浅い窪みが
前記第２凹部２２となっている。また、チャンバ３０に
は、航行時に第１凹部２１から水が後方に速やかに流れ
るように斜面３０ｂが設けられているとともに、第１凹
部２１の底面すなわち船体の没水表面１２からの窪みの
深い箇所に、貫通孔からなる排出口３０ｃが設けられて
いる。なお、ここでは、第１凹部２１及び第２凹部２２
は、図３に示すように、船底に向かって見て矩形状に設
けられている。
【００１４】図２に戻り、流体通路２３は、前記チャン
バ３０に接続される気体導入管（ＡＩＰ：Air Inductio
n Pipe）３１の内部空間である。すなわち、流体通路２
３は、一端が気体導入管３１の空気取入れ口３１ａを介
して気体空間（大気中）に開放されるとともに、他端が
前記チャンバ３０の排出口３０ｃを介して水中に開放さ
れるようになっている。また、気体導入管３１は、少な
い圧力損失で所望の流量の流体が流動するように、その
内部の断面積や形状が定められている。また、ここで
は、空気取入れ口３１ａは、船体１０における甲板の前
部に配されている。
バ３０に接続される気体導入管（ＡＩＰ：Air Inductio
n Pipe）３１の内部空間である。すなわち、流体通路２
３は、一端が気体導入管３１の空気取入れ口３１ａを介
して気体空間（大気中）に開放されるとともに、他端が
前記チャンバ３０の排出口３０ｃを介して水中に開放さ
れるようになっている。また、気体導入管３１は、少な
い圧力損失で所望の流量の流体が流動するように、その
内部の断面積や形状が定められている。また、ここで
は、空気取入れ口３１ａは、船体１０における甲板の前
部に配されている。
【００１５】気泡発生装置１１の各構成部材の形状や配
置位置は、航行時に負圧形成部２０の後方における水の
流れが所望の状態になるように、数値流体力学（ＣＦ
Ｄ：Computational Fluid Dynamics）による流場解析に
よって設計されており、例えば、所定の船速Ｖｓでの航
行時において、負圧形成部２０の後方の水中で、気体空
間（大気）に対して低圧となる負圧箇所が形成されるよ
うに、負圧形成部２０の高さやチャンバ３０の形状が定
められている。
置位置は、航行時に負圧形成部２０の後方における水の
流れが所望の状態になるように、数値流体力学（ＣＦ
Ｄ：Computational Fluid Dynamics）による流場解析に
よって設計されており、例えば、所定の船速Ｖｓでの航
行時において、負圧形成部２０の後方の水中で、気体空
間（大気）に対して低圧となる負圧箇所が形成されるよ
うに、負圧形成部２０の高さやチャンバ３０の形状が定
められている。
【００１６】なお、負圧形成部２０、チャンバ３０、及
び気体導入管３１の材質としては、例えば耐食処理され
た金属、あるいは樹脂など、主として表面が海水に対し
て耐食性を有し、さらに海成生物が表面に付着しにくい
ものが好ましく用いられる。また、気泡発生装置１１
は、船底の広さに応じて１つまたは複数配設される。
び気体導入管３１の材質としては、例えば耐食処理され
た金属、あるいは樹脂など、主として表面が海水に対し
て耐食性を有し、さらに海成生物が表面に付着しにくい
ものが好ましく用いられる。また、気泡発生装置１１
は、船底の広さに応じて１つまたは複数配設される。
【００１７】上述のように構成される摩擦抵抗低減船Ｍ
による船体の摩擦抵抗低減方法について、図１を参照し
て以下説明する。停船状態においては、流体通路２３内
に、船体１０の周囲とほぼ同じ水位まで水（海水）が入
り込んでいる。推進器１３（図２参照）の推力により船
体１０が航行状態になると、船体１０に対して相対的な
水の流れ４０が形成される。
による船体の摩擦抵抗低減方法について、図１を参照し
て以下説明する。停船状態においては、流体通路２３内
に、船体１０の周囲とほぼ同じ水位まで水（海水）が入
り込んでいる。推進器１３（図２参照）の推力により船
体１０が航行状態になると、船体１０に対して相対的な
水の流れ４０が形成される。
【００１８】航行状態において、船底では、負圧形成部
２０によって水の流路が狭められることにより、船底に
沿って流れる水の流速が大きくなるとともに、負圧形成
部２０の角２０ｂによって負圧形成部２０の後方の水中
に剥離域が形成され、これらにより、負圧形成部２０の
後方で静水圧が局所的に低下する。
２０によって水の流路が狭められることにより、船底に
沿って流れる水の流速が大きくなるとともに、負圧形成
部２０の角２０ｂによって負圧形成部２０の後方の水中
に剥離域が形成され、これらにより、負圧形成部２０の
後方で静水圧が局所的に低下する。
【００１９】そして、船体１０の航行速度が所定の船速
Ｖｓ（例えば標準航行速度）に達すると、負圧形成部２
０の後方の水中において、大気に対して低圧となる負圧
箇所４１が形成される。
Ｖｓ（例えば標準航行速度）に達すると、負圧形成部２
０の後方の水中において、大気に対して低圧となる負圧
箇所４１が形成される。
【００２０】このとき、空気取入れ口３１ａにおける圧
力に比べ、負圧箇所４１に面した排出口３０ｃ付近の圧
力が低いために、流体通路２３内の流体（海水及び空
気）に対して圧力勾配力が作用し、流体通路２３から海
水が排出されるとともに、空気取入れ口３１ａから流入
した空気が、流体通路２３を流動して水中に送り込まれ
る。
力に比べ、負圧箇所４１に面した排出口３０ｃ付近の圧
力が低いために、流体通路２３内の流体（海水及び空
気）に対して圧力勾配力が作用し、流体通路２３から海
水が排出されるとともに、空気取入れ口３１ａから流入
した空気が、流体通路２３を流動して水中に送り込まれ
る。
【００２１】本実施形態では、船体の没水表面１２から
窪んだ状態に第１凹部２１が設けられ、この第１凹部２
１に流体通路２３の一端が開放されているので、流体通
路２３を流動した気体はこの第１凹部２１に溜まるよう
になる。気体と水との境界面（気液界面４３）では、負
圧形成部２０によって形成された剥離域ｘｘの影響等に
より水の流速が変化する（不連続になる）ために、境界
面が波打つようになる（例えば、ケルヴィン−ヘルムホ
ルツ不安定性による現象）。そして、この波打ち現象に
よって渦等が生じて、気体と水とを混合する力が大きく
なり、境界面から離脱した気泡が水に混入される。
窪んだ状態に第１凹部２１が設けられ、この第１凹部２
１に流体通路２３の一端が開放されているので、流体通
路２３を流動した気体はこの第１凹部２１に溜まるよう
になる。気体と水との境界面（気液界面４３）では、負
圧形成部２０によって形成された剥離域ｘｘの影響等に
より水の流速が変化する（不連続になる）ために、境界
面が波打つようになる（例えば、ケルヴィン−ヘルムホ
ルツ不安定性による現象）。そして、この波打ち現象に
よって渦等が生じて、気体と水とを混合する力が大きく
なり、境界面から離脱した気泡が水に混入される。
【００２２】このとき、境界面の波打ち現象等の乱れた
流れ（sloshing）により、第１凹部２１に溜まった気体
の一部が、第１凹部２１の前方に隣接して設けられた第
２凹部２２に流れ込む。第２凹部２２は第１凹部２１に
比べてその深さが浅く設けられているために、第１凹部
２１に比べて気体と水とが混合されやすく、気体と水と
の境界面から気泡が離脱しやすい。これは、窪みの浅い
第２凹部２２に形成される気体の膜（gas sheet ）がせ
ん断力によって分断されやすいためと考えられる。
流れ（sloshing）により、第１凹部２１に溜まった気体
の一部が、第１凹部２１の前方に隣接して設けられた第
２凹部２２に流れ込む。第２凹部２２は第１凹部２１に
比べてその深さが浅く設けられているために、第１凹部
２１に比べて気体と水とが混合されやすく、気体と水と
の境界面から気泡が離脱しやすい。これは、窪みの浅い
第２凹部２２に形成される気体の膜（gas sheet ）がせ
ん断力によって分断されやすいためと考えられる。
【００２３】そして、流体通路２３を介して水中に送り
込まれた気体が気泡４２として水に混入し、船体１０の
没水表面１２の近傍に多数の気泡４２が介在することに
より、船体１０の摩擦抵抗が低減される。
込まれた気体が気泡４２として水に混入し、船体１０の
没水表面１２の近傍に多数の気泡４２が介在することに
より、船体１０の摩擦抵抗が低減される。
【００２４】このとき、水中に空気を送り込むために必
要なエネルギは、主として気体の位置を変化させるため
のエネルギである。このエネルギは、負圧形成部２０に
より水の流動状態を変化させることで得られるものであ
り、気体を加圧して水中に噴出する場合に消費されるエ
ネルギに比べて少ない。そのため、船体１０の摩擦抵抗
低減により、航行時のエネルギ消費が効果的に低減され
る。
要なエネルギは、主として気体の位置を変化させるため
のエネルギである。このエネルギは、負圧形成部２０に
より水の流動状態を変化させることで得られるものであ
り、気体を加圧して水中に噴出する場合に消費されるエ
ネルギに比べて少ない。そのため、船体１０の摩擦抵抗
低減により、航行時のエネルギ消費が効果的に低減され
る。
【００２５】しかも、本実施形態では、窪みの浅い第２
凹部２２によって、気液界面４３からの気泡４２の離脱
が促進されるために、水中に空気を送り込むためのエネ
ルギが少なくて済む。
凹部２２によって、気液界面４３からの気泡４２の離脱
が促進されるために、水中に空気を送り込むためのエネ
ルギが少なくて済む。
【００２６】また、気体が流れ込む第１凹部２１とは別
に浅い第２凹部２２を設け、この第２凹部２２によって
気泡の離脱を促進させることにより、所定量の気泡を水
に混入させるにあたり、全体を一つの凹部で形成する場
合に比べ、船体の没水表面１２における凹部全体の占有
面積を小さくすることが可能となる。
に浅い第２凹部２２を設け、この第２凹部２２によって
気泡の離脱を促進させることにより、所定量の気泡を水
に混入させるにあたり、全体を一つの凹部で形成する場
合に比べ、船体の没水表面１２における凹部全体の占有
面積を小さくすることが可能となる。
【００２７】また、負圧箇所４１の形成には、負圧形成
部２０の形状やレイノルズ数が主な支配因子となり、水
深による不利が生じにくいと考えられるため、本発明に
係る技術は、大型船への適用にも有利である。
部２０の形状やレイノルズ数が主な支配因子となり、水
深による不利が生じにくいと考えられるため、本発明に
係る技術は、大型船への適用にも有利である。
【００２８】また、負圧箇所４１において発生する気泡
４２の量は、その付近の環境条件から定まる飽和蒸気圧
に影響を受ける。すなわち、水に溶け込める気体の量よ
りも多いものが気泡４２として水中に存在することにな
る。したがって、気液界面４３からの気泡４２の離脱が
促進されることにより、気液界面４３の近くに停滞する
気泡４２が少なくなり、所望の量の気泡４２が安定して
水中に混入され、効果的な摩擦抵抗低減が確実に実施さ
れる。
４２の量は、その付近の環境条件から定まる飽和蒸気圧
に影響を受ける。すなわち、水に溶け込める気体の量よ
りも多いものが気泡４２として水中に存在することにな
る。したがって、気液界面４３からの気泡４２の離脱が
促進されることにより、気液界面４３の近くに停滞する
気泡４２が少なくなり、所望の量の気泡４２が安定して
水中に混入され、効果的な摩擦抵抗低減が確実に実施さ
れる。
【００２９】なお、水中に混入された気泡４２は、水深
に応じた静水圧よりも低い内圧で形成されるため、一定
の水深で気泡４２が移動するとき（例えば船底に沿って
気泡が移動するとき）に、負圧箇所４１から離れるに従
って気泡４２に大きな水圧が作用し、徐々に気泡４２の
大きさが小さくなる。本出願人らのこれまでの研究によ
れば、比較的小さい気泡のほうが船体の摩擦抵抗を低減
するのに好ましいとされている。したがって、負圧によ
って発生した気泡は、この点からも摩擦抵抗の低減に有
利に働く。
に応じた静水圧よりも低い内圧で形成されるため、一定
の水深で気泡４２が移動するとき（例えば船底に沿って
気泡が移動するとき）に、負圧箇所４１から離れるに従
って気泡４２に大きな水圧が作用し、徐々に気泡４２の
大きさが小さくなる。本出願人らのこれまでの研究によ
れば、比較的小さい気泡のほうが船体の摩擦抵抗を低減
するのに好ましいとされている。したがって、負圧によ
って発生した気泡は、この点からも摩擦抵抗の低減に有
利に働く。
【００３０】また、気泡発生装置１１は簡素な構成であ
るとともに、気体を加圧するための装置が不要であるこ
とから、船体１０の建造コストが少なくて済むことはい
うまでもない。さらに、上述したように船体の没水表面
１２における凹部全体の占有面積を小さくすることが可
能であるので、建造コストの低減にさらに有利である。
るとともに、気体を加圧するための装置が不要であるこ
とから、船体１０の建造コストが少なくて済むことはい
うまでもない。さらに、上述したように船体の没水表面
１２における凹部全体の占有面積を小さくすることが可
能であるので、建造コストの低減にさらに有利である。
【００３１】なお、上述した実施形態において示した各
構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発
明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づ
き種々変更可能である。本発明は、例えば下記のような
変更も含むものである。
構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発
明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づ
き種々変更可能である。本発明は、例えば下記のような
変更も含むものである。
【００３２】上述した実施形態では、凹部（第１凹部２
１及び第２凹部２２）は、船底に向かって見て矩形状に
設けられているが、凹部の形状はこれに限らず、様々な
形状が適用されうる。例えば、図４に示すように、船底
に向かって見て楕円状に凹部（第１凹部５１及び第２凹
部５２）を設けることにより、浅い第２凹部５２の縁部
に負圧形成部５０を広く配設し、第２凹部５２における
気泡の離脱をさらに促進させることが可能な構成として
もよい。
１及び第２凹部２２）は、船底に向かって見て矩形状に
設けられているが、凹部の形状はこれに限らず、様々な
形状が適用されうる。例えば、図４に示すように、船底
に向かって見て楕円状に凹部（第１凹部５１及び第２凹
部５２）を設けることにより、浅い第２凹部５２の縁部
に負圧形成部５０を広く配設し、第２凹部５２における
気泡の離脱をさらに促進させることが可能な構成として
もよい。
【００３３】また、気泡を放出させる場所は上記実施形
態で示した「船底」に限るものではなく、喫水線下の
「船側」であってもよい。なお、船側に凹部や負圧形成
部を設ける場合には、図４に示した形態のものが好まし
く用いられる。
態で示した「船底」に限るものではなく、喫水線下の
「船側」であってもよい。なお、船側に凹部や負圧形成
部を設ける場合には、図４に示した形態のものが好まし
く用いられる。
【００３４】また、図２に示す負圧形成部２０は、後方
（船尾側）に向かって船体の没水表面１２から次第に高
くなる斜面２０ａを有しているが、負圧形成部の形状は
これに限らず様々であり、例えば、角３０ｂによって後
方の水中に十分に負圧箇所が形成される場合には、必ず
しも斜面３０ｂを必要とせず、船体から突出しない形状
としてもよい。
（船尾側）に向かって船体の没水表面１２から次第に高
くなる斜面２０ａを有しているが、負圧形成部の形状は
これに限らず様々であり、例えば、角３０ｂによって後
方の水中に十分に負圧箇所が形成される場合には、必ず
しも斜面３０ｂを必要とせず、船体から突出しない形状
としてもよい。
【００３５】また、上述した実施形態では、本発明を肥
大船に適用した例を示したが、これに限るものではな
く、高速船や漁船など他の船にも適用可能である。な
お、気泡発生装置１１の大きさや数、その配置場所とい
ったものは、船体の形状に応じて適宜設定される。
大船に適用した例を示したが、これに限るものではな
く、高速船や漁船など他の船にも適用可能である。な
お、気泡発生装置１１の大きさや数、その配置場所とい
ったものは、船体の形状に応じて適宜設定される。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧力勾配力を利用することにより、気体を加圧する場合
に比べて少ないエネルギ消費で水中に気体を送り込み、
船体の摩擦抵抗を低減することができる。また、船体の
没水表面に浅く設けられた第２凹部によって、気泡の離
脱が促進されるので、水に混入される気泡の量を増やす
ことができる。したがって、多量の気泡によって、効果
的な摩擦抵抗低減を実施し、航行時のエネルギ消費を節
減することができる。また、気体を加圧する装置が不要
となり、船体の建造コストを容易に低減することができ
る。
圧力勾配力を利用することにより、気体を加圧する場合
に比べて少ないエネルギ消費で水中に気体を送り込み、
船体の摩擦抵抗を低減することができる。また、船体の
没水表面に浅く設けられた第２凹部によって、気泡の離
脱が促進されるので、水に混入される気泡の量を増やす
ことができる。したがって、多量の気泡によって、効果
的な摩擦抵抗低減を実施し、航行時のエネルギ消費を節
減することができる。また、気体を加圧する装置が不要
となり、船体の建造コストを容易に低減することができ
る。
【図１】 本発明に係る摩擦抵抗低減船による船体の摩
擦抵抗低減方法の一例を示す概念図である。
擦抵抗低減方法の一例を示す概念図である。
【図２】 本発明に係る船体の摩擦抵抗低減方法を船舶
に適用した一実施形態を概略的に示す構成図である。
に適用した一実施形態を概略的に示す構成図である。
【図３】 図２に示すＡ矢視図である。
【図４】 本発明に係る船体の摩擦抵抗低減方法を船舶
に適用した他の実施形態における気泡発生装置を船底に
向かって見た概略的な平面図である。
に適用した他の実施形態における気泡発生装置を船底に
向かって見た概略的な平面図である。
Ｍ 摩擦抵抗低減船 １０ 船体 １１ 気泡発生装置 １２ 船体外板（没水表面） １５ 水面（喫水線） ２０，５０ 負圧形成部 ２１，５１ 第１凹部 ２２，５２ 第２凹部 ２３，５３ 流体通路 ３０ｂ 排出口 ３１ 気体導入管 ４０ 水の流れ ４１ 負圧箇所 ４２ 気泡 ４３ 気液界面
Claims (1)
- 【請求項１】 船体の没水表面に気泡を放出して船体の
摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船において、 気体空間に対して低圧となる負圧箇所を自身後方の水中
に形成するように船体の没水表面に設けられる負圧形成
部と、 前記負圧形成部の後方に配され、船体の没水表面から窪
んだ状態に設けられる第１凹部と、 気体空間から水中の負圧箇所に気体を導くために、一端
が気体空間に開放されるとともに他端が前記第１凹部に
開放される流体通路と、 前記負圧形成部と前記第１凹部との間に配され、船体の
没水表面から前記第１凹部に比べて浅く窪んだ状態に設
けられる第２凹部とを備えることを特徴とする摩擦抵抗
低減船。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000183798A JP2002002582A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 摩擦抵抗低減船 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000183798A JP2002002582A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 摩擦抵抗低減船 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002002582A true JP2002002582A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18684321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000183798A Pending JP2002002582A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 摩擦抵抗低減船 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002002582A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008143345A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | National Maritime Research Institute | 船体摩擦抵抗低減装置 |
| WO2009128211A1 (ja) | 2008-04-17 | 2009-10-22 | Takahashi Yoshiaki | 摩擦抵抗低減船およびその運転方法 |
| WO2009139132A1 (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | Takahashi Yoshiaki | 摩擦抵抗低減船およびその運転方法 |
| WO2010010649A1 (ja) | 2008-07-23 | 2010-01-28 | Takahashi Yoshiaki | 摩擦抵抗低減船およびその運転方法 |
| KR101012651B1 (ko) | 2010-04-01 | 2011-02-09 | 대우조선해양 주식회사 | 선저부에 횡방향 홈을 갖는 공기 공동 선박 |
| JP2015506879A (ja) * | 2012-02-21 | 2015-03-05 | シルバーストリーム・テクノロジーズ・ビー．ブイ． | 空気潤滑システム |
| EP2915735A1 (en) | 2014-03-05 | 2015-09-09 | Silverstream Technologies B.V. | Air lubrication system and vessel comprising such a system. |
| WO2015133901A1 (en) | 2014-03-05 | 2015-09-11 | Silverstream Technologies B.V. | Use of an air lubrication system for reducing marine growth on a vessel |
| KR101780978B1 (ko) * | 2011-06-02 | 2017-09-26 | 현대중공업 주식회사 | 인입형 유동안정화부로 유입되는 전류(ｕｐｓｔｒｅａｍ)를 제어하기 위한 열린 공동(ｏｐｅｎ ｃａｖｉｔｙ)을 구비한 드릴쉽 |
| KR20180009668A (ko) * | 2016-07-19 | 2018-01-29 | 현대중공업 주식회사 | 선박 |
| CN115848555A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-03-28 | 中船重工（上海）节能技术发展有限公司 | 船底喷气稳定组件以及船舶 |
-
2000
- 2000-06-19 JP JP2000183798A patent/JP2002002582A/ja active Pending
Cited By (24)
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| KR20150082697A (ko) * | 2012-02-21 | 2015-07-15 | 실버스트림 테크놀러지스 비.브이. | 공기 윤활 시스템 |
| KR102017748B1 (ko) * | 2012-02-21 | 2019-09-03 | 실버스트림 테크놀러지스 비.브이. | 공기 윤활 시스템 |
| JP2017141023A (ja) * | 2012-02-21 | 2017-08-17 | シルバーストリーム・テクノロジーズ・ビー．ブイ． | 空気潤滑システム |
| WO2015133901A1 (en) | 2014-03-05 | 2015-09-11 | Silverstream Technologies B.V. | Use of an air lubrication system for reducing marine growth on a vessel |
| WO2015133899A1 (en) | 2014-03-05 | 2015-09-11 | Silverstream Technologies B.V. | Air lubrication system and vessel comprising such a system |
| WO2015133900A1 (en) | 2014-03-05 | 2015-09-11 | Silverstream Technologies B.V. | Air lubrication system and vessel comprising such a system |
| EP2915736A1 (en) | 2014-03-05 | 2015-09-09 | Silverstream Technologies B.V. | Air lubrication system and vessel comprising such a system |
| US9855996B2 (en) | 2014-03-05 | 2018-01-02 | Silverstream Technologies B.V. | Air lubrication system and vessel comprising such a system |
| US9862459B2 (en) | 2014-03-05 | 2018-01-09 | Silverstream Technologies B.V. | Air lubrication system and vessel comprising such a system |
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| CN115848555A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-03-28 | 中船重工（上海）节能技术发展有限公司 | 船底喷气稳定组件以及船舶 |
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| WO2024124775A1 (zh) * | 2022-12-14 | 2024-06-20 | 中船重工（上海）节能技术发展有限公司 | 船底喷气稳定组件以及船舶 |
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