JP2000255477A - 摩擦抵抗低減船 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 船体の摩擦抵抗を効果的に低減して、航行時
における動力を効果的に低減する。 【解決手段】 航行中に船首１ａ近傍の吹出口２から水
中へ気体を噴出することにより、船体外板１に微小気泡
を介在させて船体Ｓと水との摩擦抵抗を低減させる摩擦
抵抗低減船であって、船首１ａ近傍の船底１ｂに吹出口
２が配されて、船体外板１に沿って流れる水の流速を吹
出口２で大きくする形状に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦抵抗低減船に
関わり、水中へ気体を噴出する吹出口および船体外板の
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭５０−８３９９２号、特開昭５３
−１３６２８９号、特開昭６０−１３９５８６号、特開
昭６１−７１２９０号、実開昭６１−３９６９１号、及
び実開昭６１−１２８１８５号等に、摩擦抵抗低減船に
係わる技術が開示されている。この摩擦抵抗低減船は、
航行状態において船体表面（船体外板）から空気等の気
体を水中に噴出して船体外板上に多数の微小気泡（マイ
クロバブル）を介在させ、このマイクロバブルの介在に
よって水と船体との間に作用する摩擦抵抗を低減させる
ものである。

【０００３】本出願人は、このような摩擦抵抗低減船の
吹出口の構造に係わる技術として、船首近傍の両舷（船
側）から水中に気体（例えば空気）を噴出して船体外板
上にマイクロバブルを介在させる技術を提案している。
この技術は、船首近傍の船側から気体を噴出して生成し
たマイクロバブルを、船体外板上を流れる水の流線に沿
って拡散させることにより、船体の広い範囲を効果的に
マイクロバブルで覆うことを目的としたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本出願人ら
のこれまでの研究により、船体外板上の水中に形成され
る境界層の薄い部分、つまり船首近傍の船体外板上に、
集中的にマイクロバブルを介在させることでマイクロバ
ブルによる摩擦抵抗の低減効果が得られやすいことが分
かってきた。つまり、境界層の薄い部分では一定領域内
に占めるマイクロバブルの割合が多くなり、摩擦抵抗の
低減に効果的な境界層の底部付近に多くのマイクロバブ
ルが介在するようになる。このため、こうした境界層の
薄い部分に集中的にマイクロバブルを介在させること
で、摩擦抵抗を効果的に低減できるというものである。
特に、船底での境界層の薄い部分に多くのマイクロバブ
ルを介在させることで、より効果的に船体の摩擦抵抗を
低減可能であることが分かった。

【０００５】しかしながら、吹出口が配される水深や位
置あるいは航行速度等に応じて、吹出口には水圧がかか
り、この水圧によって気体の噴出に要する動力が大きく
変化する。特に、吹出口が比較的水深の深い位置に配さ
れて吹出口にかかる水圧が高い場合には、気体の噴出に
要する動力が大きくなり、マイクロバブルによって減少
した航行動力の節約分が目減りしてしまうことになる。

【０００６】そこで、従来の摩擦抵抗低減船では、船首
近傍の船側に吹出口を設けて、船側から船底へと向かう
水の流れに沿ってマイクロバブルを船底へ流すといった
ことが行われている。ところが、船底でのマイクロバブ
ルの介在状態が船体外板の水の流れに大きく左右される
ため、船底を効果的にマイクロバブルで覆うといったこ
とが難しい。

【０００７】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たものであり、以下の点を目的とする。 （１）吹出口にかかる水圧を低くして気体の噴出に要す
る動力を節減する。 （２）船体の摩擦抵抗を効果的に低減する。 （３）船体の航行時の動力を効果的に低減する。

【０００８】

【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、航行中に船首近傍の吹出口
から水中へ気体を噴出することにより、船体外板の表面
に微小気泡を介在させて船体と水との摩擦抵抗を低減さ
せる摩擦抵抗低減船であって、船首近傍の船底に前記吹
出口が配されるとともに、船体外板に沿って流れる水の
流速を吹出口で大きくする形状に形成される手段が採用
される。この摩擦抵抗低減船は、船首近傍の船底に配さ
れる吹出口での水の流速が大きくなるように形成されて
いるので、吹出口での水の静圧が低くなり、吹出口から
の気体の噴出に要する動力が小さくて済む。また、吹出
口が船首近傍の船底に配されるので、船底の境界層の薄
い部分に多くの微小気泡が介在するようになる。このた
め、摩擦抵抗の低減に効果的な、船底での境界層の底部
付近に多くのマイクロバブルが介在するようになり、船
体の摩擦抵抗が効果的に低減される。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の摩擦抵抗低
減船において、船首近傍の船底から下方に突出する突出
部が形成されるとともに、この突出部の頂部付近に吹出
口が配される手段が採用される。この摩擦抵抗低減船で
は、船首近傍の船底から下方に突出した突出部が形成さ
れるとともに、その突出部の頂部付近に吹出口が配され
ているので、突出部に沿って流れる水の流路が突出部の
頂部付近で狭められることによって、この頂部付近での
水の流速が大きくなり、吹出口での静圧が低くなる。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１または２の摩
擦抵抗低減船において、突出部の頂部付近に複数の吹出
口が配される手段が採用される。この摩擦抵抗低減船で
は、突出部の頂部付近に複数の吹出口が配されているの
で、船底のより広い範囲を微小気泡が覆うようになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる摩擦抵抗低
減船の一実施形態について図１〜図３を参照して説明す
る。図１は、この摩擦抵抗低減船の船首近傍の要部構成
を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図であ
る。図１において、符号Ｓは船体、１は船体外板、２は
吹出口を示している。

【００１２】船体Ｓは、船首１ａ近傍が、船底１ｂから
下方に突出しかつ船首１ａ前方へ突出した、略球状に形
成されている。また、この突出部３の下方の頂部付近に
は、吹出口２が複数設けられていて、ここでは３つの吹
出口が、船幅方向に並べて配されている。吹出口２は、
水中に気体を噴出するためのものであり、正面形状が船
体Ｓの長手方向を長軸とする楕円形状に形成されてい
る。

【００１３】図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図であ
り、突出部３の頂部付近の詳細を示している。この図２
に示すように、吹出口２は、船体外板１から窪んだ凹形
状に形成されている。吹出口２では、突出部３の内部へ
向かって湾曲した吹出板４が船体外板１の内面側に溶接
接合されていて、この吹出板４には、多数の貫通孔４ａ
が形成されている。

【００１４】また、突出部３の内部には、吹出板４の周
囲を密閉状態とするように、すべての吹出口２を囲んだ
状態で隔壁５が設けられている。隔壁５は、例えば一面
が開放された箱型に形成されており、開放端を溶接する
ことにより船体外板１に取り付けられている。このよう
に隔壁５が船体外板１に取り付けられることにより、隔
壁５と船体外板１と吹出板４とによって、突出部３内部
にチャンバ６が形成される。

【００１５】隔壁５の一面には、気体取入配管７が設け
られ、この気体取入配管７は、気体供給装置８と接続さ
れている。気体供給装置８は、例えば図示しないブロア
と制御手段とから構成され、制御手段がブロアを制御し
て、気体取入配管７を介してチャンバ６内に気体を供給
するものである。

【００１６】このように構成された摩擦抵抗低減船が航
行状態になると、気体供給装置８によって気体がチャン
バ６内に供給される。そして、吹出板４に設けられた各
貫通孔４ａから気体が水中へ噴出される。

【００１７】このとき、図１に示すように、本実施形態
では、気体を噴出する吹出口２が船首１ａ近傍の船底１
ｂに形成された突出部３の頂部付近に設けられているの
で、突出部３に沿って流れる水の流路が突出部３の頂部
付近で狭められ、これによって水の流速が大きくなり、
吹出口２での静圧が低くなる。このため、気体の噴出に
要する動力を小さく抑えることができる。

【００１８】そして、吹出口２から噴出された気体によ
って水中にマイクロバブルが発生し、このマイクロバブ
ルは、水の流れに乗って船体外板１の表面を覆うように
なる。吹出口２は、船首１ａ近傍の船底１ｂに設けられ
ているので、生成されたマイクロバブルは、船体外板１
に形成される境界層（乱流境界層）の発達初期段階の層
の薄い部分において、船底１ｂに集中的に多く介在する
ようになる。よって、摩擦抵抗の低減に効果的な、船底
１ｂでの境界層の底部付近に多くのマイクロバブルが介
在するようになり、船体Ｓの摩擦抵抗を効果的に低減で
きる。また、複数の吹出口２が、船底１ｂの突出部３に
幅方向に並べて設けられているので、マイクロバブルが
幅方向に広がりやすくなり、船底１ｂのより広い範囲に
亘って確実にマイクロバブルで船底１ｂを覆うことがで
きる。

【００１９】したがって、本実施形態の摩擦抵抗低減船
は、船体Ｓの摩擦抵抗を効果的に低減することで航行動
力を節減することができ、また、気体の噴出に要する動
力を小さく抑えることで、こうしたマイクロバブルによ
って減少した航行動力の節約分を目減りさせるといった
ことが少ない。これらにより、船体Ｓの航行時の動力を
効果的に低減することができる。

【００２０】なお、本実施形態では、吹出口２は、複数
の貫通孔４ａが形成された吹出板４を用いて構成されて
いるが、本出願人がこれまで提案してきた他の手段によ
って構成してもよく、例えば、吹出口を、ポーラス板と
呼ばれる多孔質板を用いることで、より簡潔な構成とし
てもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
以下の効果を得ることができる。請求項１に係る摩擦抵
抗低減船は、船首近傍の船底に配される吹出口での水の
流速が大きくなるように船体外板が形成されているの
で、流速の大きい吹出口での水の静圧が低くなり、吹出
口からの気体の噴出に要する動力を小さく抑制すること
ができる。また、気体の吹出口は船首近傍の船底に設け
られているので、生成された微小気泡が船体外板に形成
される境界層（乱流境界層）の発達初期段階の層の薄い
部分に集中的に多く介在するようになり、船体の摩擦抵
抗を効果的に低減できる。よって、船体の摩擦抵抗を効
果的に低減することで航行動力を節減することができ、
さらに、気体の噴出に要する動力を小さく抑えること
で、こうした微小気泡によって減少した航行動力の節約
分を目減りさせるといったことが少なくなる。これらに
より、船体の航行時の動力を効果的に低減することがで
きる。

【００２２】請求項２に係る摩擦抵抗低減船では、船体
外板が、船首近傍の船底に下方に突出した突出部を有す
るとともに、この突出部の頂部付近に吹出口を配してい
るので、突出部に沿って流れる水の流速が頂部付近で大
きくなることで吹出口での静圧が低くなり、これによ
り、吹出口からの気体の噴出に要する動力を容易に低減
することができる。

【００２３】請求項３の摩擦抵抗低減船では、船体外板
が、突出部の頂部に複数の吹出口を配しているので、船
底の広い範囲を確実に微小気泡で覆うことができ、効果
的に摩擦抵抗を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る摩擦抵抗低減船の
要部側面図および底面図である。

【図２】 図１に示すＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

Ｓ 船体 １ 船体外板 １ａ 船首 １ｂ 船底 ２ 吹出口 ３ 突出部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 航行中に船首（１ａ）近傍の吹出口
   （２）から水中へ気体を噴出することにより、船体外板
   （１）の表面に微小気泡を介在させて船体（Ｓ）と水と
   の摩擦抵抗を低減させる摩擦抵抗低減船であって、 船首（１ａ）近傍の船底（１ｂ）に前記吹出口（２）が
   配されて、 前記船体外板（１）に沿って流れる水の流速を該吹出口
   （２）で大きくする形状に形成されることを特徴とする
   摩擦抵抗低減船。
2. 【請求項２】 船首（１ａ）近傍の船底（１ｂ）から下
   方に突出する突出部（３）が形成されるとともに、 該突出部（３）の頂部付近に前記吹出口（２）が配され
   ることを特徴とする請求項１記載の摩擦抵抗低減船。
3. 【請求項３】 前記突出部（３）の頂部付近に複数の吹
   出口（２）が配されることを特徴とする請求項１または
   ２記載の摩擦抵抗低減船。