JP5022346B2 - 船体摩擦抵抗低減装置 - Google Patents

Description

本発明は、船底に形成された複数の空気噴出孔から気泡を発生させて船底に気泡膜を形成することにより、航行する船体の摩擦抵抗を低減する船体摩擦抵抗低減装置に関するものである。

従来、船底外板に多数の空気吹き出し部を船幅方向に並ぶように設けた摩擦抵抗低減船の空気吹き出し器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この摩擦抵抗低減船の空気吹き出し器には、船幅方向に一連に延びるシーチェストが設けられており、このシーチェストは、各空気吹き出し部と連通するように、船底外板の内側に取り付けられている。

特開平１１−２２７６７５号公報

ところで、通常、シーチェストと船底外板とは、安全性を考慮し、船体内部に海水が浸入しないように水密に構成している。つまり、シーチェストと船底外板とは、例えば、溶接等により、一体に形成されている。一方で、シーチェスト内部には、各空気吹き出し部を介して海水が流入するため、シーチェスト内部は、海洋生物が付着したり、あるいは、海水により錆びてしまう場合がある。このとき、シーチェスト内部を定期的にメンテナンスする必要があるが、従来の摩擦抵抗低減船の空気吹き出し器のような構成では、シーチェスト内部に作業員が立ち入ることができず、メンテナンスを行うことは難しい。

そこで、本発明は、底部に複数の空気噴出孔が形成されたエアーチャンバのメンテナンスを容易に行うことができると共に、船体内部に海水が浸入しないように水密な構造とすることが可能な船体摩擦抵抗低減装置を提供することを課題とする。

本発明の船体摩擦抵抗低減装置は、気泡を発生させて船底に気泡膜を形成することにより、航行する船体の摩擦抵抗を低減する船体摩擦抵抗低減装置において、船体内部の船底に配設されたエアーチャンバと、エアーチャンバの底部となる船底に列設して形成された複数の空気噴出孔と、エアーチャンバを被覆するように船体内部の船底に配設されたシーチェストと、を備えたことを特徴とする。

この場合、シーチェストの内部には、内部空間を仕切る隔壁が配設されており、隔壁には、貫通孔が形成されていることが、好ましい。

また、この場合、船底に形成された出入口と、出入口とシーチェストの内部とを連通する連絡通路と、をさらに備えたことが、好ましい。

また、この場合、エアーチャンバは、船底側に配設された下部ケーシングと、船上側に配設された上部ケーシングと、を備え、上部ケーシングは、下部ケーシングに対し、着脱自在に構成されていることが、好ましい。

請求項１の船体摩擦抵抗低減装置によれば、底部に複数の空気噴出孔が形成されたエアーチャンバの内部に海水が浸入する一方で、シーチェストを水密に構成することができる。つまり、エアーチャンバとシーチェストとは、２重構造となっている。これにより、シーチェストとエアーチャンバとの間に作業空間を設けることができるため、エアーチャンバのメンテナンスを行うことが可能となる。また、シーチェストは水密な構造とすることができるため、船体内部に海水が浸入することを防止することができる。

請求項２の船体摩擦抵抗低減装置によれば、シーチェスト内部が、例えば、ロンジ等の隔壁により複数の分割作業空間に区画されていたとしても、隔壁に貫通孔を形成することで、この貫通孔を介して、複数の分割作業空間を往来することが可能となる。これにより、複数の分割作業空間に、エアーチャンバがそれぞれ配設された場合であっても、各エアーチャンバを効率よくメンテナンスすることができる。

請求項３の船体摩擦抵抗低減装置によれば、船底に形成された出入口から連絡通路を介してシーチェストの内部にアクセスすることができる。

請求項４の船体摩擦抵抗低減装置によれば、エアーチャンバの下部ケーシングに対し、上部ケーシングを着脱自在に構成することで、エアーチャンバ内部のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係る船体摩擦抵抗低減装置について説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

ここで、図１は、本実施例に係る船体摩擦抵抗低減装置を搭載した船体を模式的に表した側面図であり、図２は、本実施例に係る船体摩擦抵抗低減装置の構成に関する説明図である。また、図３は、本実施例に係る船体摩擦抵抗低減装置のシーチェスト周りを模式的に表した斜視図であり、図４は、図３に示す本実施例のシーチェストを切断面Ａで切ったときの断面図である。図５は、本実施例の変形例に係る船体摩擦抵抗低減装置のシーチェスト周りを模式的に表した斜視図である。

本実施例に係る船体摩擦抵抗低減装置１０は、船底５に形成された複数の空気噴出孔１５から気泡を発生させて船底５に気泡膜８（図３参照）を形成することにより、航行する船体１の摩擦抵抗を低減するものである。ここで、図１に示すように、船体摩擦抵抗低減装置１０が搭載された船体１は、例えば、船底５が平坦となる平底船であり、船体摩擦抵抗低減装置１０は、船体１の船首側に配設されている。なお、船体摩擦抵抗低減装置１０は、平底船に限らず、他の船舶にも適用可能である。

ここで、図１および図２を参照して、船体摩擦抵抗低減装置１０について説明する。船体摩擦抵抗低減装置１０は、船底５に形成された多数の空気噴出孔１５と、多数の空気噴出孔１５へ向けて空気を供給可能なブロア１６と、ブロア１６と多数の空気噴出孔１５とを接続する空気供給通路１７と、を有している。

多数の空気噴出孔は、船体１の船幅方向に並んで空気噴出孔群３０ａ，３０ｂ，３０ｂを構成しており、この空気噴出孔群３０ａ，３０ｂ，３０ｂは、船底５に複数（本実施例では、例えば３つ）形成されている。そして、３つの空気噴出孔群３０ａ，３０ｂ，３０ｂは、その１つが船首側の船幅方向中央に形成された中央空気噴出孔群３０ａであり、その他の２つが中央空気噴出孔群３０ａの船尾側に形成されると共に船幅方向の両側方に形成された一対の側方空気噴出孔群３０ｂ，３０ｂである。具体的に、中央空気噴出孔群３０ａは、船体１の船首側に配設され、一対の側方空気噴出孔群３０ｂ，３０ｂは、船体１の中央付近に形成されている。

ブロア１６は、船体１の船首側に配設されており、多数の空気噴出孔１５へ向けて空気を供給可能な空気供給源として機能している。そして、ブロア１６は、駆動源として電動モータ１９が用いられており、電動モータ１９の回転数を制御することで、ブロア１６から送出される空気の供給量を制御可能となっている。このとき、ブロア１６は、各側方空気噴出孔群３０ｂ，３０ｂに比して、中央空気噴出孔群３０ａとの設置距離が短くなっており、ブロア１６および中央空気噴出孔群３０ａは、共に船体１の船首側に配設されている。なお、空気供給源は、ブロア１６に限らず、例えば、エアーコンプレッサ等を用いてもよい。また、本実施例では、単体のブロア１６で構成したが、これに限らず、複数のブロア１６で構成してもよい。

空気供給通路１７は、一端をブロア１６に接続した主供給管２０と、主供給管２０に接続された複数の分岐供給管２１と、複数の分岐供給管２１に接続された複数のエアーチャンバ２２と、を有しており、主供給管２０には、一次エアタンク２３が介設されている。すなわち、主供給管２０は、ブロア１６と一次エアタンク２３とを接続する上流側主供給管２０ａと、一次エアタンク２３と複数の分岐供給管２１とを接続する下流側主供給管２０ｂと、で構成されている。そして、下流側主供給管２０ｂには、下流側主供給管２０ｂ内を流れる空気の流量を計測する空気流量計２４が介設され、また、各分岐供給管２１には、管路を開閉する開閉弁２５がそれぞれ介設されている。

一次エアタンク２３は、上流側主供給管２０ａを介してブロア１６から供給される空気を貯留可能に構成されている。そして、主供給管２０に一次エアタンク２３を介設することで、ブロア１６および上流側主供給管２０ａで発生する空気の圧力変動（いわゆる空気の脈動）を緩和することが可能となっている。

複数のエアーチャンバ２２は、長方体の箱状に形成されると共に、船底５に形成された多数の空気噴出孔１５に対応して配設されている。つまり、各エアーチャンバ２２の底面（すなわち、船底）には、複数の空気噴出孔１５が形成されている。また、各エアーチャンバ２２は、その天壁面の略中央部に、各分岐供給管２１が接続される空気供給口２８が形成される（図４参照）。そして、複数のエアーチャンバ２２は、中央空気噴出孔群３０ａに対応する複数の中央側エアーチャンバ２２ａと、一対の側方空気噴出孔群３０ｂ，３０ｂに対応する複数の側方側エアーチャンバ２２ｂと、で構成されている。

複数の中央側エアーチャンバ２２ａは、長方体となる箱状に形成され、その長手方向を船幅方向と一致させると共に、船幅方向に並べて配設されている。そして、ブロア１６から複数の中央側エアーチャンバ２２ａに空気を供給することで、中央空気噴出孔群３０ａから空気を噴出させ、気泡を発生させる。

複数の側方側エアーチャンバ２２ｂは、複数の中央側エアーチャンバ２２ａと同様に、長方体となる箱状に形成され、その長手方向を船幅方向と一致させると共に、船幅方向に並べて配設されている。このとき、複数の側方側エアーチャンバ２２ｂは、一対の側方空気噴出孔１５に対応して二分されている。そして、ブロア１６から二分された複数の側方側エアーチャンバ２２ｂのそれぞれに空気を供給することで、一対の側方空気噴出孔群３０ｂ，３０ｂから空気を噴出させ、気泡を発生させる。

また、詳細は後述するが、複数の中央側エアーチャンバ２２ａの外側には、これらを被覆する中央側シーチェスト３５が形成されており、二分された複数の側方側エアーチャンバ２２ｂのそれぞれの外側には、これらを被覆する一対の側方側シーチェスト３６が形成されている。

空気流量計２４は、上記したように、下流側主供給管２０ｂ内を流れる空気の流量を計測しており、この空気流量計２４の計測結果に基づいて、ブロア１６から供給する空気の供給量を制御している。

複数の分岐供給管２１に介設された複数の開閉弁２５は、いわゆる逆止弁として機能しており、開閉弁２５から上流側の空気供給通路１７内への海水の浸入を防止するために配設されている。具体的に、船体摩擦抵抗低減装置１０の作動を停止させる、すなわちブロア１６の駆動を停止させると、各空気噴出孔１５からの空気の噴射は停止する。このため、各空気噴出孔１５を介して各エアーチャンバ２２内に海水が流入する。このとき、各エアーチャンバ２２は各分岐供給管２１と連通しているため、開閉弁２５を閉塞することにより、開閉弁２５より上流側の各分岐供給管２１に海水が浸入することを防止している。

従って、ブロア１６を駆動させると、ブロア１６から吹き出された空気は、上流側主供給管２０ａを介して一次エアタンク２３に流入し、この後、下流側主供給管２０ｂおよび複数の分岐供給管２１を介して各エアーチャンバ２２に流入する。このとき、ブロア１６は、空気流量計２４の計測結果に基づいて電動モータ１９が制御されることにより、その空気供給量が調整される。そして、各エアーチャンバ２２に空気が流入すると、空気は各空気噴出孔１５を介して水中に噴射され、船底５から気泡を生じさせる。

次に、図３および図４を参照して、本発明の特徴部分である複数のエアーチャンバ２２を被覆するシーチェスト３５，３６周りの構成について説明する。上記したように、シーチェスト３５，３６は、各空気噴出孔群３０ａ，３０ｂ，３０ｂに対応して複数（本実施例では、例えば３つ）設けられており、複数の中央側エアーチャンバ２２ａを被覆する中央側シーチェスト３５と、二分された複数の側方側エアーチャンバ２２ｂを被覆する一対の側方側シーチェスト３６，３６と、を有している。なお、中央側シーチェスト３５および一対の側方側シーチェスト３６，３６は、略同様の構成となっているため、中央側シーチェスト３５の構成を主として説明すると共に、一対の側方側シーチェスト３６，３６の構成を省略する。

図３に示すように、中央側シーチェスト３５は、長方体となる箱状に形成され、その長手方向を船幅方向と一致させており、船体１内部の船底５に配設されている。これにより、中央側シーチェスト３５の長手方向、複数の中央側エアーチャンバ２２ａの配列方向、および中央空気噴出孔群３０ａの配列方向は同方向となる。この中央側シーチェスト３５の内部は、その内部を作業空間Ｖ１として機能させるべく、作業者に比して一回り大きな空間に形成されている（図４参照）。また、中央側シーチェスト３５は、船体１内部に海水が浸入しないように水密に構成されており、中央側シーチェスト３５と船底５との接続部分は、例えば、溶接等により接合されている。さらに、中央側シーチェスト３５の天壁面には、各中央側エアーチャンバ２２ａに接続された複数の分岐供給管２１が挿通する複数の挿通口４０が貫通形成されている。

このとき、中央側シーチェスト３５内部には、船長方向に延在すると共に骨材として用いられる複数のロンジ４５が、船幅方向に平行に配設されている。このため、中央側シーチェスト３５内部は、複数のロンジ４５により、複数の分割作業空間Ｖ２に区分けされる。つまり、複数のロンジ４５は、中央側シーチェスト３５内部の作業空間Ｖ１を分割する複数の隔壁として機能している。

複数のロンジ４５により区分けされた中央側シーチェスト３５内部の各分割作業空間Ｖ２には、複数の中央側エアーチャンバ２２ａを分割作業空間Ｖ２の数で割った一部の中央側エアーチャンバ２２ａが配設されている。このため、作業者が各分割作業空間Ｖ２に配設された各中央側エアーチャンバ２２ａのメンテナンスを行うべく、各分割作業空間Ｖ２を往来可能なように、各ロンジ４５には往来用貫通孔４８がそれぞれ形成される。

この中央側シーチェスト３５の船幅方向における一方の端部には、その船長方向の船尾側にアクセスルーム５０が隣接して配設されている。このアクセスルーム５０は、中央側シーチェスト３５と同様に、直方体となる箱状に形成され、船体１内部の船底５に配設されている。また、アクセスルーム５０は、中央側シーチェスト３５と同様に、船体１内部に海水が浸入しないように水密に構成されており、アクセスルーム５０と船底５との接続部分、およびアクセスルーム５０と中央側シーチェスト３５との接続部分は、例えば、溶接等により接合されている。

そして、このアクセスルーム５０の底面（いわゆる、船底５）には、作業者が船外からアクセスルーム５０に出入するための出入口５１が貫通形成され、また、アクセスルーム５０と中央側シーチェスト３５との間の壁部には、アクセス用貫通孔５２が形成されている。これにより、作業者は、アクセス用貫通孔５２を介してアクセスルーム５０から中央側シーチェスト３５へ往来することが可能となる。よって、アクセスルーム５０は、出入口５１と中央側シーチェスト３５とをつなぐ連絡通路として機能している。なお、この出入口５１には、グレーチング材等により構成された蓋体が設置されている。

これにより、作業者が船外から中央側シーチェスト３５内部へ立ち入る場合は、出入口５１を介してアクセスルーム５０内に入室し、このアクセスルーム５０からアクセス用貫通孔５２を介して中央側シーチェスト３５内へ入室することが可能となる。そして、中央側シーチェスト３５内に入室した作業者は、区分けされた複数の分割作業空間Ｖ２を、往来用貫通孔４８を介して往来することが可能となる。

次に、図４を参照して、中央側シーチェスト３５内の各分割作業空間Ｖ２に配設された一部の中央側エアーチャンバ２２ａ（図示では１つ）について説明する。各分割作業空間Ｖ２に配設された各中央側エアーチャンバ２２ａは、船底５側に配設された下部ケーシング５５と、船上側に配設された上部ケーシング５６と、で構成されている。

下部ケーシング５５は、断面長方形状の枠体に形成され、船底５に形成された複数の空気噴出孔１５を囲むように配設される。そして、下部ケーシング５５の下端部と船底５とは溶接等により接合されている。また、下部ケーシング５５の上端部には、下部ケーシング５５の外側に突出する下部側フランジ５７が形成されている。

上部ケーシング５６は、下面を開口した断面長方形状の箱体に形成され、下部ケーシング５５に対接して配設される。そして、上部ケーシング５６の下端部には、上部ケーシング５６の外側に突出する上部側フランジ５８が形成されている。これにより、下部側フランジ５７および上部側フランジ５８が対接するため、下部側フランジ５７および上部側フランジ５８をボルト止めすることで、下部ケーシング５５に対し、上部ケーシング５６を固定することができる。一方、このボルト止めを外すことで、下部ケーシング５５に対し、上部ケーシング５６を取り外すことができる。また、上部ケーシング５６の天壁面には、上記したように、分岐供給管２１が接続される空気供給口２８が形成されている。

従って、下部ケーシング５５に対し、上部ケーシング５６を取り外すことで、作業者は、各中央側エアーチャンバ２２ａの内部、すなわち上部ケーシング５６および下部ケーシング５５の内部に対し、防食剤の塗布や海洋生物の除去等のメンテナンスを行うことが可能となる。

なお、上記したように、一対の側方側シーチェスト３６も、中央側シーチェスト３５と同様の構成となっており、また、一対の側方側エアーチャンバ２２ｂも、中央側エアーチャンバ２２ａと同様の構成となっている。

以上の構成によれば、各シーチェスト３５，３６を水密に構成することができると共に、各シーチェスト３５，３６と各エアーチャンバ２２ａ，２２ｂとの間に作業空間Ｖ１を設けることができる。このため、船体１内部に海水が浸入することを防止することができると共に、各エアーチャンバ２２ａ，２２ｂのメンテナンスを行うことが可能となる。

また、複数のロンジ４５により、各シーチェスト３５，３６内部が複数の分割作業空間Ｖ２に区分けされたとしても、各ロンジ４５に往来用貫通孔４８を形成することにより、複数の分割作業空間Ｖ２を往来することが可能となる。これにより、複数の分割作業空間Ｖ２に配設された各エアーチャンバ２２ａ，２２ｂを効率よくメンテナンスすることができる。

さらに、船底５に出入口５１を形成すると共に、アクセスルーム５０を配設することで、出入口５１からアクセスルーム５０を介して各シーチェスト３５，３６の内部にアクセスすることができる。このとき、各ロンジ４５には往来用貫通孔４８が形成されているため、シーチェスト３５，３６にアクセスする場合は１つの出入口５１を形成すれば足り、本実施例において、シーチェスト３５，３６が３つ形成される場合には、３つの出入口５１を形成する必要がある。

また、各エアーチャンバ２２ａ，２２ｂの下部ケーシング５５に対し、上部ケーシング５６を着脱自在に構成することができるため、エアーチャンバ２２ａ，２２ｂ内部のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。

なお、本実施例では、中央側シーチェスト３５に隣接するアクセスルーム５０を配設し、このアクセスルーム５０に出入口５１を形成して、中央側シーチェスト３５にアクセスするように構成したが、これに限らず、図５に示すように、アクセスルーム５０を廃し、中央側シーチェスト３５内に出入口５１を形成してもよい。これによれば、アクセスルーム５０を配設する必要がないため、船体摩擦抵抗低減装置１０の構成を簡易なものとすることができる。

以上のように、本発明に係る船体摩擦抵抗低減装置は、船体の船底に複数の空気噴出孔を形成するものにおいて有用であり、特に、エアーチャンバのメンテナンスを行う場合に適している。

本実施例に係る船体摩擦抵抗低減装置を搭載した船体を模式的に表した側面図である。 本実施例に係る船体摩擦抵抗低減装置の構成に関する説明図である。 本実施例に係る船体摩擦抵抗低減装置のシーチェスト周りを模式的に表した斜視図である。 図３に示す本実施例のシーチェストを切断面Ａで切ったときの断面図である。 本実施例の変形例に係る船体摩擦抵抗低減装置のシーチェスト周りを模式的に表した斜視図である。

符号の説明

１ 船体
５ 船底
８ 気泡膜
１０ 船体摩擦抵抗低減装置
１５ 空気噴出孔
１６ ブロア
１７ 空気供給通路
２０ 主供給管
２１ 分岐供給管
２２ エアーチャンバ
２２ａ 中央側エアーチャンバ
２２ｂ 側方側エアーチャンバ
２３ 一次エアタンク
２４ 空気流量計
２５ 開閉弁
２８ 空気供給口
３０ａ 中央空気噴出孔群
３０ｂ 側方空気噴出孔群
３５ 中央側シーチェスト
３６ 側方側シーチェスト
４０ 挿通口
４５ ロンジ
４８ 往来用貫通孔
５０ アクセスルーム
５１ 出入口
５２ アクセス用貫通孔
５５ 下部ケーシング
５６ 上部ケーシング
５７ 下部側フランジ
５８ 上部側フランジ
Ｖ１ 作業空間
Ｖ２ 分割作業空間

Claims (5)

1. 気泡を発生させて船底に気泡膜を形成することにより、航行する船体の摩擦抵抗を低減する船体摩擦抵抗低減装置において、
   前記船体内部の船底に配設されたエアーチャンバと、
   前記エアーチャンバの底部となる前記船底に列設して形成された複数の空気噴出孔と、
   前記エアーチャンバを被覆するように前記船体内部の船底に配設されたシーチェストと、
   空気供給源から供給される空気が前記複数の空気噴出孔へ向けて流れる供給管と、を備え、
   前記供給管は、前記シーチェストを貫通して、前記エアーチャンバに接続されていることを特徴とする船体摩擦抵抗低減装置。
2. 前記シーチェストの内部には、内部空間を仕切る隔壁が配設されており、
   前記隔壁には、貫通孔が形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。
3. 前記船底に形成された出入口と、
   前記出入口と前記シーチェストの内部とを連通する連絡通路と、をさらに備えた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。
4. 気泡を発生させて船底に気泡膜を形成することにより、航行する船体の摩擦抵抗を低減する船体摩擦抵抗低減装置において、
   前記船体内部の船底に配設されたエアーチャンバと、
   前記エアーチャンバの底部となる前記船底に列設して形成された複数の空気噴出孔と、
   前記エアーチャンバを被覆するように前記船体内部の船底に配設されたシーチェストと、
   前記船底に形成された出入口と、
   前記出入口と前記シーチェストの内部とを連通する連絡通路と、を備え、
   前記シーチェストの内部には、内部空間を仕切る隔壁が配設されており、
   前記隔壁には、貫通孔が形成されていることを特徴とする船体摩擦抵抗低減装置。
5. 前記エアーチャンバは、船底側に配設された下部ケーシングと、船上側に配設された上部ケーシングと、を備え、
   前記上部ケーシングは、前記下部ケーシングに対し、着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の船体摩擦抵抗低減装置。

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