JP2002079986A - Ship reduced in friction resistance - Google Patents
Ship reduced in friction resistanceInfo
- Publication number
- JP2002079986A JP2002079986A JP2000274068A JP2000274068A JP2002079986A JP 2002079986 A JP2002079986 A JP 2002079986A JP 2000274068 A JP2000274068 A JP 2000274068A JP 2000274068 A JP2000274068 A JP 2000274068A JP 2002079986 A JP2002079986 A JP 2002079986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hull
- frictional resistance
- wing
- water
- ship
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 少ないエネルギー消費で摩擦抵抗低減を行
い、航行時のエネルギー消費を効果的に節減することが
できる船体の摩擦抵抗低減方法及び摩擦抵抗低減船を提
供する。
【解決手段】 船体の没水表面12に設けられる凹部2
0と、一端が大気中に開放されかつ他端が凹部20の内
部に開放される流体通路21と、翼38を有しかつ凹部
20の中に配される翼体22と、翼体22を所定の方向
に移動自在に支持し、翼38を所定の位置に位置決めす
る位置決め機構23とを設け、位置決め機構23によ
り、摩擦抵抗低減時、凹部20の内部が水の流れに対し
て開放されかつ大気に対して負圧となるように翼38を
位置決めする。
[PROBLEMS] To provide a method of reducing frictional resistance of a hull and a ship capable of effectively reducing power consumption during navigation by reducing frictional resistance with low energy consumption. SOLUTION: A concave portion 2 provided on a submerged surface 12 of a hull.
0, a fluid passage 21 having one end open to the atmosphere and the other end open to the inside of the recess 20, a wing body 22 having a wing 38 and arranged in the recess 20, and a wing body 22. A positioning mechanism 23 that movably supports in a predetermined direction and positions the wings 38 at a predetermined position; and the positioning mechanism 23 opens the inside of the concave portion 20 to the flow of water when frictional resistance is reduced. The wing 38 is positioned so as to have a negative pressure with respect to the atmosphere.
Description
【0001】[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方法及び摩擦抵抗低減船に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frictional resistance reducing method for reducing the frictional resistance of a hull, and to a frictional resistance reducing ship.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、船舶等の航行時のエネルギー
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技術が提
案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to reduce energy consumption during navigation of a ship or the like, a gas is fed into water and a number of bubbles are interposed near a surface of a hull outer plate (submerged surface). A technique for reducing frictional resistance between a hull and water has been proposed.
【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号の各公報が提案されている。As a technique for generating bubbles in water, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 50-83992 and 53-136289 have been disclosed.
JP-A-60-139586, JP-A-61-712
No. 90, No. 61-39691, No. 61-12
No. 8185 has been proposed.
【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。In these techniques, as a method of generating bubbles in water, gas pressurized by a device such as a pump or a blower is blown into water through a plurality of holes or a perforated plate provided in a hull.
【0005】[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
稼動するエネルギーが必要となり、摩擦抵抗の低減によ
って減少したエネルギーの節約分が目減りしてしまう。
特に、比較的水深の深い場所に気体を噴出する際には、
水圧(静水圧)に応じて気体を高圧に加圧する必要があ
り、多大なエネルギーを消費してしまう。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。However, the method of injecting a pressurized gas into water requires energy for operating the pressurizing device, and reduces the amount of energy saved by reducing the frictional resistance. Resulting in.
In particular, when ejecting gas to a relatively deep place,
It is necessary to pressurize the gas to a high pressure according to the water pressure (hydrostatic pressure), which consumes a large amount of energy. In addition, when installing the pressurizing device on the hull, large costs such as facility costs and construction costs are incurred.
【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)少ないエネルギー消費で摩擦抵抗低減を行って、
航行時のエネルギー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。The present invention has been made in view of such circumstances, and has the following objects. (1) Reduce frictional resistance with low energy consumption,
Effective saving of energy consumption during navigation. (2) To efficiently mix bubbles in water to effectively reduce frictional resistance. (3) To reduce hull construction costs.
【0007】[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、船体の没水表面に設けられる凹部と、一端が大気中
に開放されかつ他端が前記凹部の内部に開放される流体
通路と、翼を有しかつ前記凹部の中に配される翼体と、
前記翼体を所定の方向に移動自在に支持し、前記翼を所
定の位置に位置決めする位置決め機構とを備え、前記位
置決め機構は、摩擦抵抗低減時、前記凹部の内部が水の
流れに対して開放されかつ大気に対して負圧となるよう
に前記翼を位置決めすることを特徴としている。また、
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の摩擦抵抗低減
船において、前記位置決め機構は、非摩擦抵抗低減時、
前記翼の下面が船体の没水表面と略同一の高さになるよ
うに前記翼を位置決めすることを特徴としている。ま
た、請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に
記載の摩擦抵抗低減船において、前記切換機構は、甲板
側から前記翼の位置を操作自在な操作手段を有すること
を特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to a frictional resistance reducing ship that releases bubbles on a submerged surface of the hull to reduce the frictional resistance of the hull. A concave portion provided on the submerged surface, a fluid passage having one end open to the atmosphere and the other end open to the inside of the concave portion, a wing body having wings and arranged in the concave portion,
A positioning mechanism that movably supports the wing body in a predetermined direction and positions the wing at a predetermined position, wherein the positioning mechanism is configured such that, when frictional resistance is reduced, the inside of the concave portion is opposed to a flow of water. The wing is positioned so as to be open and have a negative pressure with respect to the atmosphere. Also,
The invention according to claim 2 is the frictional resistance reducing ship according to claim 1, wherein the positioning mechanism is configured to reduce non-frictional resistance,
The wing is positioned so that the lower surface of the wing is substantially the same height as the submerged surface of the hull. According to a third aspect of the present invention, in the frictional resistance reducing ship according to the first or second aspect, the switching mechanism has an operating means capable of operating the position of the wing from the deck side. I have.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る摩擦抵抗低減
船を、小型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
船としての小型船、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。本実施形態で
は、図2(b)に示すように、船首近傍の船底に複数の
気泡発生装置11が船幅方向に並べて配されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a frictional resistance reducing ship according to the present invention is applied to a small boat will be described below with reference to the drawings. In FIG. 2, reference symbol M denotes a small boat as a frictional resistance reducing boat, 10 denotes a hull, 11 denotes a bubble generator,
Reference numeral 12 denotes a hull skin (submerged surface), 13 denotes a propulsion device, 14 denotes a rudder, and 15 denotes a water surface (waterline). In this embodiment, as shown in FIG. 2 (b), a plurality of bubble generating devices 11 are arranged on the bottom of the ship near the bow in the width direction of the ship.
【0009】気泡発生装置11は、図3に示すように、
船底の没水表面12から窪んだ状態に設けられる凹部2
0と、一端が大気中に開放されかつ他端が凹部20の内
部に開放される流体通路21と、凹部20の内部に配さ
れかつ翼を有する翼体22と、この翼体22を凹部20
の側面に沿って移動自在に支持し翼を所定の位置に位置
決めする位置決め機構23とを含んで構成されている。[0009] As shown in FIG.
Recess 2 provided in a state depressed from submerged surface 12 at the bottom of ship
0, a fluid passage 21 having one end opened to the atmosphere and the other end opened to the inside of the recess 20, a wing body 22 arranged inside the recess 20 and having wings,
And a positioning mechanism 23 that movably supports the wing along a side surface thereof and positions the wing at a predetermined position.
【0010】凹部20は、ここでは、船体の内側から船
体外板12に接合される矩形のチャンバ30の内部空間
として設けられている。すなわち、チャンバ30は、一
面が開放されたボックス状に形成され、その開放端が船
体外板12に内側に接合されている。The recess 20 is provided here as an internal space of a rectangular chamber 30 joined to the hull outer panel 12 from the inside of the hull. That is, the chamber 30 is formed in a box shape whose one surface is open, and the open end thereof is joined to the hull outer panel 12 inside.
【0011】流体通路21は、ここでは、チャンバ30
に接続される気体導入管(AIP:Air Induction Pip
e)31の内部空間である。上記チャンバ30には、水
中に気体を導くための開口30aが設けられており、こ
の開口30aに管状の部材からなる気体導入管31が接
続されている。なお、図3に示すように、気体導入管3
1としてフレキシブルな管状部材を用いることにより設
置スペースの効率化を図れる。[0011] The fluid passage 21 here is provided with a chamber 30.
AIP (Air Induction Pip) connected to
e) Internal space of 31. The chamber 30 is provided with an opening 30a for introducing gas into water, and a gas introduction pipe 31 made of a tubular member is connected to the opening 30a. In addition, as shown in FIG.
By using a flexible tubular member as 1, the installation space can be made more efficient.
【0012】翼体22は、図4に示すように、ベース3
5、ストラット36,37、翼38を主体に構成されて
いる。ベース35は、チャンバ構造をなし、下方に傾斜
面35aを有している。この傾斜面35aは、ここでは
上方に凸となる曲面状に形成され、進行方向Dv前方
(船首側)に向かって徐々にその高さが高くなるように
形成されている。この傾斜面35aの幅方向の両端に、
上記各ストラット36,37の一端がそれぞれ接合さ
れ、各ストラット36,37の他端が上記翼38の幅方
向両端にそれぞれ接合されている。ストラット36,3
7、及び翼38は、それぞれ所定の翼型に形成され、前
縁及び後縁を船体の進行方向Dvに向けて配置されてい
る。また、翼38は凸状の翼面を上に向けて配される。
なお、翼38、及びストラット36,37の形状は、N
ACA翼型、オジバル翼型など様々な翼型が適用可能で
あり、船体の形状及び船速(標準航行速度)に応じて定
められる。The wing body 22, as shown in FIG.
5, mainly composed of struts 36, 37 and wings 38. The base 35 has a chamber structure and has an inclined surface 35a below. Here, the inclined surface 35a is formed in a curved shape that is upwardly convex, and is formed so that its height gradually increases toward the front (bow side) in the traveling direction Dv. At both ends in the width direction of the inclined surface 35a,
One end of each of the struts 36 and 37 is joined, and the other end of each of the struts 36 and 37 is joined to both ends of the wing 38 in the width direction. Struts 36, 3
The wings 7 and the wings 38 are each formed in a predetermined airfoil, and are arranged with the leading edge and the trailing edge directed in the traveling direction Dv of the hull. The wings 38 are arranged with the convex wing surface facing upward.
The shapes of the wing 38 and the struts 36 and 37 are N
Various airfoil types such as an ACA airfoil and an oval airfoil are applicable, and are determined according to the shape of the hull and the ship speed (standard sailing speed).
【0013】また、翼体22において、ベース35、ス
トラット36,37、及び翼38は、互いに組み合わさ
れて筒状をなしており、内側に鉛直方向上向きに凸とな
る湾曲した水路39を形成する。また、ベース35の上
面及び下面(傾斜面35a)には開口35b,35cが
形成され、この開口35b,35cを介して上記水路3
9とベース35の上方空間とが連通される。In the wing body 22, the base 35, the struts 36, 37, and the wings 38 are combined with each other to form a cylindrical shape, and form a curved water channel 39 that is convex upward in the vertical direction. . Further, openings 35b and 35c are formed on the upper surface and the lower surface (inclined surface 35a) of the base 35, and through the openings 35b and 35c, the water passage 3 is formed.
9 communicates with the space above the base 35.
【0014】図3に戻り、位置決め機構23は、翼体2
2を凹部20の側面に沿って上下にスライドさせるリン
ク機構をなしており、レバー40の操作によって没水表
面12からの翼38の高さ位置を変化自在に構成されて
いる。なお、レバー40は、甲板側に配置されており、
フック等の係止手段によって操作位置が保持されるよう
になっている。また、位置決め機構23には、レバー4
0の動きを吸収しつつ上記凹部20と甲板側とを隔離す
る蛇腹等のフレキシブルな部材41が配設されている。Referring back to FIG. 3, the positioning mechanism 23
A link mechanism is provided to slide the wing 38 up and down along the side surface of the recess 20, and the height position of the wing 38 from the submerged surface 12 can be changed by operating the lever 40. The lever 40 is disposed on the deck side,
The operating position is held by a locking means such as a hook. The positioning mechanism 23 includes a lever 4
A flexible member 41 such as a bellows for isolating the recess 20 from the deck side while absorbing the movement of zero is provided.
【0015】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、凹部20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1
0が航行状態になると、船体10に対して相対的な水の
流れ50が形成される。The ship M having the reduced frictional resistance constructed as described above.
The method for reducing the frictional resistance of the hull according to the present invention will be described below with reference to FIG. In the stopped state, in the recess 20,
Water (seawater) has entered almost the same water level as the periphery of the hull 10. The hull 1 is propelled by the thrust of the propulsor 13 (see FIG. 2).
When the 0 goes into navigation, a water flow 50 relative to the hull 10 is formed.
【0016】航行状態において、所定の船速(例えば標
準航行速度など)に達すると、図1(a)に示すよう
に、レバー40を操作することにより、位置決め機構2
3によって翼体22を下方に移動させ、翼38を船体の
没水表面12から所定の高さ突出させる。このとき、凹
部20の内部が水の流れ50に対して開放され、凹部2
0の入口の段差によって水中に剥離域が形成される。そ
して、この剥離域により、水路39における水圧(静水
圧)が低下する。また、水路39では、傾斜面35aに
沿って水の流路が次第に狭まるために、水路39を流れ
る水の流速が後方に向かって増し、水圧がさらに低下す
る。これにより、水路39内の水圧が大気に対して局所
的に負圧となる。In the navigation state, when a predetermined boat speed (for example, a standard navigation speed) is reached, the lever 40 is operated as shown in FIG.
The wing body 22 is moved downward by 3 so that the wing 38 protrudes from the submerged surface 12 of the hull by a predetermined height. At this time, the inside of the recess 20 is opened to the flow 50 of water, and the recess 2
A separation zone is formed in the water by the step at the entrance of zero. Then, the water pressure (hydrostatic pressure) in the water channel 39 decreases due to the separation area. Further, in the water channel 39, since the flow path of the water gradually narrows along the inclined surface 35a, the flow velocity of the water flowing through the water channel 39 increases rearward, and the water pressure further decreases. As a result, the water pressure in the water channel 39 becomes locally negative with respect to the atmosphere.
【0017】この大気に対する圧力差により、流体通路
21及び凹部20の内部の流体(海水及び空気)に対し
て圧力勾配力Pfが作用し、大気中から流体通路21及
び凹部20内に空気が流入する。そして、その空気が翼
体22の開口35b,35cを介して水路39内の水中
に送り込まれる。Due to the pressure difference with respect to the atmosphere, a pressure gradient force Pf acts on the fluid (seawater and air) inside the fluid passage 21 and the recess 20, and air flows into the fluid passage 21 and the recess 20 from the atmosphere. I do. Then, the air is sent into the water in the water channel 39 through the openings 35b and 35c of the wing body 22.
【0018】このとき、水中に送り込まれた気体が気泡
52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52が介在することにより、船体10の摩
擦抵抗が低減される。At this time, the gas sent into the water is mixed into the water as bubbles 52, and a large number of bubbles 52 are present near the submerged surface 12 of the hull 10, so that the frictional resistance of the hull 10 is reduced. .
【0019】水中に空気を送り込むために必要なエネル
ギーは、主として気体の位置を変化させるためのエネル
ギーである。このエネルギーは、凹部20及び翼体22
によって水の流動状態を変化させることで得られるもの
であり、加圧した気体を水中に噴出する場合に消費され
るエネルギーに比べて少ない。そのため、船体10の摩
擦抵抗低減により、航行時のエネルギー消費が効果的に
低減される。The energy required for sending air into the water is mainly for changing the position of the gas. This energy is supplied to the recess 20 and the wing body 22.
This is obtained by changing the flow state of water, and is less than the energy consumed when jetting a pressurized gas into water. Therefore, energy consumption during navigation is effectively reduced by reducing the frictional resistance of the hull 10.
【0020】水中に混入された気泡52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52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、気泡52の発生場所から船尾方向に
離れるに従って気泡52に大きな水圧が作用し、徐々に
気泡52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。Since the bubbles 52 mixed in the water are formed at an internal pressure lower than the hydrostatic pressure according to the water depth, when the bubbles 52 move at a constant water depth (for example, when the bubbles move along the ship bottom) Then, as the distance from the location where the bubbles 52 are generated to the stern direction, a large water pressure acts on the bubbles 52, and the size of the bubbles 52 gradually decreases. Applicants' previous studies indicate that relatively small bubbles are preferred to reduce the frictional resistance of the hull. Therefore, the air bubbles generated by the negative pressure also have an advantageous effect on the reduction of the frictional resistance from this point.
【0021】また、本実施形態では、凹部20の入口の
段差によって、剥離域とともにキャビテーションが生じ
る。そのため、剥離域やキャビテーションによる攪拌作
用により、気体と水との境界面で気体と水とが積極的に
混合され、気液界面からの気泡52の離脱が促進され
る。In the present embodiment, cavitation occurs together with the peeled area due to the step at the entrance of the recess 20. Therefore, the gas and the water are positively mixed at the boundary surface between the gas and the water due to the stirring action by the separation area and the cavitation, and the separation of the bubbles 52 from the gas-liquid interface is promoted.
【0022】さらに、翼38の周りに生じる循環流れΓ
(下方を臨む翼面に比べて上方を臨む翼面側の流速が大
きくなる)により、翼38の上下で圧力差が生じ、翼3
8を介して船体に対して上向きの揚力が作用する。その
ため、この揚力により、船体の特に船首側が浮上して、
船体10の浸水面積が減少し、船体10の摩擦抵抗がさ
らに低減される。In addition, the circulating flow generated around the wing 38
(The flow velocity on the wing surface side facing upward is larger than that on the wing surface facing downward.)
An upward lift acts on the hull via 8. Therefore, this lift causes the hull, especially the bow side, to float,
The inundation area of the hull 10 is reduced, and the frictional resistance of the hull 10 is further reduced.
【0023】また、この翼38の周りに生じる循環流れ
Γは、水路39内の流速を増大させる方向に働くので、
水路39内の水圧の低下が促進され、気泡52に対する
水中への吸引力が増大する。The circulating flow 生 じ る generated around the wing 38 acts in a direction to increase the flow velocity in the water channel 39,
The reduction of the water pressure in the water channel 39 is promoted, and the suction force of the bubbles 52 into the water increases.
【0024】さらに、この循環流れΓは、翼38を支持
するストラット36,37の周りにも生じ、これらの循
環流れΓは、後方の水中に渦を発生させる。循環流れΓ
によって発生した渦は、摩擦抵抗に関与する壁面近傍の
乱流境界層内の渦構造を変化させ、境界層内の水の運動
量を拡散させて、船体の摩擦抵抗低減に貢献する。Furthermore, this circulating flow 生 じ also occurs around the struts 36, 37 supporting the wings 38, and these circulating flows Γ generate vortices in the water behind. Circulation flowΓ
The vortex generated by the turbulence changes the vortex structure in the turbulent boundary layer near the wall, which contributes to the frictional resistance, and diffuses the momentum of water in the boundary layer, thereby contributing to the reduction of the frictional resistance of the hull.
【0025】なお、循環流れΓは、低速航行時(例えば
10ノット程度)においても十分に生じるために、広範
囲の航行速度に対して上述したような摩擦抵抗低減効果
を発揮する。The circulating flow 生 じ る sufficiently occurs even at low speeds (for example, about 10 knots), so that the above-described frictional resistance reducing effect is exhibited for a wide range of speeds.
【0026】また、本実施形態では、航行速度などの航
行条件に応じて、位置決め機構23によって翼38の突
出高さを調節することにより、水中に気泡が効果的に放
出されるように制御する。この調節は、甲板側に配され
たレバー40を用いることにより乗船者によって容易に
実施することができる。In the present embodiment, the height of the wings 38 is adjusted by the positioning mechanism 23 in accordance with the navigation conditions such as the navigation speed, so that the bubbles are effectively released into the water. . This adjustment can be easily performed by the occupant by using the lever 40 arranged on the deck side.
【0027】また、本実施形態では、例えば所定の船速
に達していない場合や、荒天により気泡による摩擦抵抗
の低減効果が期待できない場合には、図1(b)に示す
ように、位置決め機構23によって翼38下面が船体の
没水表面12と略同一の高さになるように翼38を位置
決めする。これにより、水の流れ50に対する抗力の増
加が抑制される。すなわち、翼38の下面を船体の没水
表面12と略同一面上に配することにより、凹部20の
開口が広く塞がれるとともに、船体の没水表面12にお
ける凹凸が低減されるので、水の流れ50に対する抗力
増加が効果的に抑制される。In the present embodiment, for example, when the ship speed does not reach a predetermined speed or when the effect of reducing the frictional resistance due to bubbles due to stormy weather cannot be expected, as shown in FIG. 23 positions the wings 38 so that the lower surface of the wings 38 is substantially flush with the submerged surface 12 of the hull. This suppresses an increase in drag on the flow 50 of water. That is, by disposing the lower surface of the wing 38 on substantially the same plane as the submerged surface 12 of the hull, the opening of the concave portion 20 is widely closed, and the unevenness on the submerged surface 12 of the hull is reduced. The increase in drag with respect to the flow 50 is effectively suppressed.
【0028】このように、本実施形態では、航行条件に
応じて、船体の没水表面12からの翼38の突出高さを
制御することにより、水中に気泡を効果的に放出した
り、船体の余分な抗力増加を抑制したりして、航行時の
エネルギー消費の低減化を図ることができる。As described above, in this embodiment, by controlling the height of the wings 38 protruding from the submerged surface 12 of the hull in accordance with the navigation conditions, air bubbles can be effectively released into the water, In this case, it is possible to suppress an excessive increase in the drag of the vehicle and reduce energy consumption during navigation.
【0029】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。Further, since the bubble generating device 11 has a simple configuration and does not require a device for pressurizing gas, it goes without saying that the construction cost of the hull 10 can be reduced.
【0030】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。例えば、上記実施形態では、航
行条件に基づいて、位置決め機構23をレバー40を介
して手動により操作しているが、これに限らず、航行速
度などのデータに基づいて、自動的に位置決め機構23
を駆動し、翼38の突出高さを調節するように構成して
もよい。The various shapes and combinations of the constituent members shown in the above-described embodiments are merely examples, and various changes can be made based on design requirements without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the positioning mechanism 23 is manually operated via the lever 40 based on the navigation conditions. However, the present invention is not limited to this, and the positioning mechanism 23 is automatically operated based on data such as the navigation speed.
To adjust the protrusion height of the wing 38.
【0031】また、上述した実施形態では、本発明を小
型船に適用した例を示したが、これに限るものではな
く、タンカーやコンテナ船等の肥大船、大型船や高速船
など他の船にも適用可能である。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。In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a small ship is shown. However, the present invention is not limited to this, and other ships such as a large ship such as a tanker and a container ship, a large ship and a high-speed ship may be used. Is also applicable. The size, number, and location of the bubble generators 11 are appropriately set according to the shape of the hull.
【0032】図5は、気泡発生装置として、上述した翼
体が配される凹部20に加えて、船体の没水表面12
(ここでは船底)に窪みを形成したものである。ここで
は、船幅方向に並べて設置される複数の凹部20の間、
及び複数の凹部20の外側に所定の深さの複数の窪み6
0,61,62が形成されている。この窪み60.6
1,62は、図5(b)に示すように、船尾方向(進行
方向後方)に向かって船体の没水表面12からの深さが
徐々に浅くなるように形成されている。また、窪み6
0,61,62の前方(船首側)かつ窪みに隣接する領
域には、船体の没水表面12から所定の高さを有する傾
斜面63が形成されている。この傾斜面63は、その角
部で剥離やキャビテーションを発生させて、水中に新た
に気泡を発生させたり、窪み60,61,62内部を低
圧状態にして上述した凹部20から放出される気泡を窪
みに導くことを目的とするものである。この構成によ
り、凹部20から放出された気泡の一部が、窪み60,
61,62の内部に充満して船幅方向に拡散する。これ
により、船体の没水表面12の広い範囲を濃密な気泡で
覆い、摩擦抵抗の低減効果を促進させることができる。FIG. 5 shows a submerged surface 12 of a hull in addition to a recess 20 in which the above-mentioned wing is disposed as an air bubble generator.
(Here, the bottom of the ship). Here, between the plurality of recesses 20 arranged side by side in the ship width direction,
And a plurality of recesses 6 having a predetermined depth outside the plurality of recesses 20.
0, 61 and 62 are formed. This depression 60.6
As shown in FIG. 5B, the hulls 1 and 62 are formed so that the depth from the submerged surface 12 of the hull gradually decreases toward the stern (rearward in the traveling direction). Also, depression 6
An inclined surface 63 having a predetermined height from the submerged surface 12 of the hull is formed in a region in front of (0, 61, 62) (bow side) and adjacent to the depression. The inclined surface 63 generates peeling or cavitation at its corners to generate new air bubbles in water, or to reduce air bubbles released from the above-described recesses 20 by setting the insides of the depressions 60, 61, and 62 to a low pressure state. It is intended to lead to the depression. With this configuration, some of the air bubbles released from the concave portion 20 are
It fills the inside of 61 and 62 and diffuses in the ship width direction. Thereby, a wide range of the submerged surface 12 of the hull can be covered with dense air bubbles, and the effect of reducing frictional resistance can be promoted.
【0033】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。気泡発生装置や窪みの形状は、
船体の航行に伴う水の流れに対して抵抗(抗力)がなる
べく小さくかつ、その水の流れが所望の状態に変化する
ように、数値流体力学(CFD:Computational Fluid
Dynamics)による流場解析など、各種解析によって設計
される。The various shapes and combinations of the components shown in the above-described embodiment are merely examples, and various changes can be made based on design requirements without departing from the gist of the present invention. The shape of the bubble generator and the depression
Computational Fluid Dynamics (CFD) so that the resistance (drag) to the water flow accompanying the hull navigation is as small as possible and the water flow changes to a desired state.
Designed by various analyzes such as flow field analysis by Dynamics.
【0034】[0034]
【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、位置決
め機構によって、船体の没水表面からの翼の突出高さを
位置決めすることにより、航行条件に応じて、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。さらに、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。As described above, according to the present invention,
By utilizing the pressure gradient force, gas is sent into water with less energy consumption than when gas is pressurized,
The frictional resistance of the hull can be reduced. In addition, by positioning the wing height of the wing from the submerged surface of the hull by the positioning mechanism, effective reduction of frictional resistance can be implemented according to navigation conditions, and energy consumption during navigation can be reduced. it can. Further, a device for pressurizing the gas is not required, and the construction cost of the hull can be easily reduced.
【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。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a method for reducing the frictional resistance of a hull by a frictional resistance reducing ship according to the present invention.
【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。FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing an embodiment in which the method for reducing frictional resistance of a hull according to the present invention is applied to a ship.
【図3】 翼体の構成を示す図であり、(a)は概略的
な縦断面図、(b)は水中から船底を見た平面図であ
る。3A and 3B are diagrams showing a configuration of a wing body, wherein FIG. 3A is a schematic longitudinal sectional view, and FIG.
【図4】 翼体の構成を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a wing body.
【図5】 本発明に係る摩擦抵抗低減船の他の実施形態
を示し、(a)は水中から船底を見た平面図、(b)は
図5(a)に示すA−A矢視の模式的な断面図である。5A and 5B show another embodiment of the frictional resistance reducing ship according to the present invention, wherein FIG. 5A is a plan view of the bottom of the ship viewed from underwater, and FIG. 5B is a view taken along the line AA shown in FIG. It is a typical sectional view.
M 摩擦抵抗低減船 Γ 循環流れ 10 船体 11 気泡発生装置 12 船体外板(没水表面) 15 水面 20 凹部 21 流体通路 22 翼体 23 位置決め機構 31 気体導入管 36,37 ストラット 38 翼 40 レバー(操作手段) M Friction drag reduction ship Γ Circulation flow 10 Hull 11 Bubble generator 12 Hull outer plate (submerged surface) 15 Water surface 20 Depression 21 Fluid passage 22 Wing body 23 Positioning mechanism 31 Gas introduction pipe 36, 37 Strut 38 Wing 40 Lever (operation means)
Claims (3)
摩擦抵抗を低減する摩擦抵抗低減船において、 船体の没水表面に設けられる凹部と、 一端が大気中に開放されかつ他端が前記凹部の内部に開
放される流体通路と、翼を有しかつ前記凹部の中に配さ
れる翼体と、 前記翼体を所定の方向に移動自在に支持し、前記翼を所
定の位置に位置決めする位置決め機構とを備え、 前記位置決め機構は、摩擦抵抗低減時、前記凹部の内部
が水の流れに対して開放されかつ大気に対して負圧とな
るように前記翼を位置決めすることを特徴とする摩擦抵
抗低減船。1. A frictional resistance reducing ship that releases bubbles to a submerged surface of a hull to reduce frictional resistance of the hull, a concave portion provided on the submerged surface of the hull, one end of which is open to the atmosphere and the other end. A fluid passage opened to the inside of the recess, a wing body having wings and arranged in the recess, supporting the wing body movably in a predetermined direction, and positioning the wing at a predetermined position. And a positioning mechanism for positioning the wings such that when frictional resistance is reduced, the inside of the concave portion is opened to the flow of water and has a negative pressure with respect to the atmosphere. Characteristic low friction drag ship.
時、前記翼の下面が船体の没水表面と略同一の高さにな
るように前記翼を位置決めすることを特徴とする請求項
1に記載の摩擦抵抗低減船。2. The locating mechanism according to claim 1, wherein when the non-frictional resistance is reduced, the wing is positioned such that the lower surface of the wing is substantially the same height as the submerged surface of the hull. The described frictional resistance reduction ship.
置を操作自在な操作手段を有することを特徴とする請求
項1または請求項2に記載の摩擦抵抗低減船。3. The frictional resistance reducing ship according to claim 1, wherein the switching mechanism has an operating means capable of operating the position of the wing from the deck side.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000274068A JP2002079986A (en) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | Ship reduced in friction resistance |
KR10-2001-0012970A KR100424543B1 (en) | 2000-03-14 | 2001-03-13 | Frictional resistance reducing vessel |
US09/804,887 US20010022152A1 (en) | 2000-03-14 | 2001-03-13 | Frictional resistance reducing vessel and a method of reducing frictional resistance of a hull |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000274068A JP2002079986A (en) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | Ship reduced in friction resistance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002079986A true JP2002079986A (en) | 2002-03-19 |
Family
ID=18759898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000274068A Pending JP2002079986A (en) | 2000-03-14 | 2000-09-08 | Ship reduced in friction resistance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002079986A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005041439A1 (en) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Nikolakis, Dimitrios, Dr. Ing. | water craft |
WO2008143433A1 (en) * | 2007-05-23 | 2008-11-27 | Jung Hwan Lee | Method for reducing skin friction |
JP4503688B1 (en) * | 2009-10-05 | 2010-07-14 | 正明 佐藤 | Friction resistance reduction device for ships |
US8011310B2 (en) * | 2008-04-17 | 2011-09-06 | K & I Inc. | Ship with reduced frictional resistance and its operation method |
JP6253073B1 (en) * | 2017-06-19 | 2017-12-27 | 佐藤 正明 | Friction resistance reduction device for ships |
-
2000
- 2000-09-08 JP JP2000274068A patent/JP2002079986A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005041439A1 (en) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Nikolakis, Dimitrios, Dr. Ing. | water craft |
WO2008143433A1 (en) * | 2007-05-23 | 2008-11-27 | Jung Hwan Lee | Method for reducing skin friction |
US8011310B2 (en) * | 2008-04-17 | 2011-09-06 | K & I Inc. | Ship with reduced frictional resistance and its operation method |
JP4503688B1 (en) * | 2009-10-05 | 2010-07-14 | 正明 佐藤 | Friction resistance reduction device for ships |
WO2011043146A1 (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-14 | Sato Tadaaki | Device for reducing frictional resistance on ship |
JP2011079381A (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Masaaki Sato | Device for reducing frictional resistance in ship |
JP6253073B1 (en) * | 2017-06-19 | 2017-12-27 | 佐藤 正明 | Friction resistance reduction device for ships |
JP2019001388A (en) * | 2017-06-19 | 2019-01-10 | 佐藤 正明 | Friction resistance reduction device for vessel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100441723B1 (en) | Friction-reducing ship and method for reducing skin friction | |
KR100424543B1 (en) | Frictional resistance reducing vessel | |
JP4286313B1 (en) | Friction resistance reducing ship and its operating method | |
EP1984235B1 (en) | Apparatus and method for reducing fluid drag on a submerged surface | |
KR101616261B1 (en) | Ship provided with bubble resistance reduction device, and method for reducing resistance of ship | |
JP5311541B2 (en) | Ship bubble holding device | |
JP2002002582A (en) | Friction drag reduction ship | |
JP2002079986A (en) | Ship reduced in friction resistance | |
JP4070385B2 (en) | Friction resistance reduction ship | |
US20060231004A1 (en) | Apparatus and method for reducing fluid drag on a submerged surface | |
KR20020020624A (en) | Method of reducing frictional resistance of a hull, and frictional resistance reducing vessel | |
JP2001106171A (en) | Friction resistance reducing ship and method for reducing frictional resistance of hull | |
JP5799982B2 (en) | Ship bubble holding device | |
JP2023067297A (en) | Thrust generation system of sailing body, sailing body, and drag reduction method of sailing body | |
JP2001328584A (en) | Friction drag reduction ship | |
JP2002002583A (en) | Method of reducing frictional resistance of hull and ship with reduced frictional resistance | |
JP2001278179A (en) | Method of reducing frictional resistance of hull and ship with reduced frictional resistance | |
JP3121607U (en) | Practical microbubble generator using ship speed | |
JP2002002580A (en) | Friction drag reduction ship | |
US7470161B2 (en) | Lifting body water jet propulsion inlet inductor | |
JP2001341689A (en) | Friction drag reduction ship | |
JP2001278176A (en) | Friction drag reduction ship | |
JP2007246041A (en) | Low frictional resistance enlarged ship | |
JP2000203485A (en) | Friction drag reduction ship | |
JP2002079987A (en) | Method for reducing friction resistance of hull, and ship reduced in friction resistance |