JP2018154199A - 船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】船舶において、プロペラへの流入する気泡の流入量を減少して振動の発生や効率の悪化を抑制する。【解決手段】船底１３の空気吹き出し部３６から水中に空気を吹き出す摩擦低減装置３１が搭載される船舶において、船底１３は、少なくとも空気吹き出し部３６より船尾１２側に船尾１２側に向けて喫水が深くなる船底傾斜面６１が設けられ、左舷１４及び右舷１５は、船幅方向Ｙの中心から外側に延出する船尾１２側の船体断面線角度αが水平面に対して３０度以下に設定される左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２が設けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、船体に作用する摩擦抵抗を低減する摩擦低減装置を備える船舶に関するものである。

船舶の船体に作用する摩擦抵抗を低減する技術として、空気（気泡）を水中に吹き出して船体の表面を気泡で覆うものが知られている。この船体摩擦抵抗低減装置は、気体室（エアチャンバ）に気体供給管が接続されると共に、気体室における船底の外板部に複数の空気噴出口が設けられ、気体室の気体供給管の接続部と各空気噴出口との間にバッフルプレートを配設したものとなっている。そのため、気体供給管から気体室に供給された空気がバッフルプレートに衝突して拡散され、各空気噴出口から水中へほぼ一様な状態で噴出される。このような船体摩擦抵抗低減装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されているものがある。

特開２００７−２４６０４１号公報

ところで、一般的に、排水量型の商船は、載荷状態でイーブンキールを前提に設計、建造がなされており、船底は、この載荷状態で水面に対して平行となっている。例えば、コンテナ船は、載荷状態にて、コンテナを案内するコンテナガイドレールが甲板に鉛直方向に沿って設置されており、コンテナをスムーズに積み込めることができる。また、ＬＮＧ船やＬＰＧ船などのタンカーは、タンクに貯留される液体が甲板と平行になるようにタンクが設置されている。そのため、いずれの船舶であっても、載荷状態にて、船底は水面に対して水平で設計されている。そして、船舶が所定速度で運航すると、船底流速による負圧で、船体は沈下すると共に船首側の沈下量が大きくなり、船首下げの状態で航走している。

船体摩擦抵抗低減装置は、空気を船底に設けられた吹き出し口から水中へ噴出し、吹き出された気泡が船底の表面から離れることなく、船尾側に流れることで広い範囲にわたって摩擦抵抗を低減することが望ましい。ところが、上述したように一般的な船舶は、載荷状態にて、船底が水面に対して水平であり、航走状態では、船尾側に対して船首側が沈下した船首下げの状態となる。そのため、吹き出し口から水中へ吹き出された気泡は、船尾側に流れると共に船底の表面から離れてしまい、プロペラに流入しやすくなる。すると、プロペラの翼面に気泡が到達することで、キャビテーションが増大して振動が発生すると共にエロージョンが発生してしまう。また、プロペラに気泡が流入すると、船殻効率やプロペラ効率が悪化してしまうという問題がある。

本発明は上述した課題を解決するものであり、空気潤滑による摩擦抵抗低減効果を確保しつつ、プロペラへ流入する気泡の流入量を減少して振動の発生や効率の悪化を抑制する船舶を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の船舶は、船底の空気吹き出し部から外部に空気を吹き出す摩擦低減装置が搭載される船舶において、前記船底は、少なくとも前記空気吹き出し部より船尾側に前記船尾側に向けて喫水が深くなる船底傾斜面が設けられ、船尾縦断面形状は、船幅方向の中心から外側に延出する船尾側の船側角度が水平面に対して３０度以下に設定される船尾傾斜面が設けられる、ことを特徴とするものである。

従って、空気が空気吹き出し部から水中に吹き出されると、この空気が多数の気泡となって船底の表面に沿って船尾側に流れる。このとき、船底に船尾側に向けて喫水が深くなる船底傾斜面が設けられていることから、多数の気泡は、船尾側に流れにくくなり、気泡の密度が高くなり、摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。また、船側における船幅方向の中心から外側に延出する船尾側の船側角度が水平面に対して３０度以下の船尾傾斜面が設けられていることから、多数の気泡は、船幅方向におけるセンターライン側に流れにくくなり、プロペラへ流入する気泡の流入量を減少してキャビテーションの増大による振動の発生を抑制することができると共に、エロージョンの発生を抑制することができ、また、船殻効率やプロペラ効率の悪化を抑制することができる。

本発明の船舶では、前記船尾傾斜面は、舵軸心から船首側に水線間長の１５％移行した位置で、且つ、船幅方向の中心から外側に船幅の２５％移行した位置で、前記船側角度が水平面に対して３０度以下に設定されることを特徴としている。

従って、船尾傾斜面の船側角度が３０度以下に設定される位置を限定することで、空気吹き出し部から水中に吹き出された空気の気泡がこの船尾傾斜面に案内されて幅方向における外方側に流れやすくなり、プロペラへ流入する気泡の流入量を減少させることができる。

本発明の船舶では、前記船尾傾斜面は、前記船側角度が水平面に対して−１０度以上に設定されることを特徴としている。

従って、船尾傾斜面の船側角度を所定範囲内に設定することで、プロペラへ流入する気泡の流入量を減少させるだけでなく、船殻効率やプロペラ効率の悪化を約制することができる。

本発明の船舶では、前記空気吹き出し部は、船長の中間位置より船首側に設けられ、前記船底傾斜面は、舵軸心から船首側に水線間長の１０％移行した位置から、舵軸心から船首側に水線間長の９０％移行した位置との間の領域に設けられることを特徴としている。

従って、船底傾斜面を船長方向における最適領域に設けることで、気泡の拡散を抑制して摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

本発明の船舶では、前記船底傾斜面は、船長方向に沿って水線間長の２０％以上の領域に設けられることを特徴としている。

従って、船長方向における船底傾斜面の領域の長さを設定することで、気泡の拡散を抑制して摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

本発明の船舶では、前記船底傾斜面は、船長方向に沿う喫水線に対して、０．００１度から２度の傾斜角度に設定されることを特徴としている。

従って、船底傾斜面の最適な傾斜角度の領域を設定することで、造波抵抗、粘性圧力抵抗の増加を抑制しながら、粘性摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

本発明の船舶では、前記船底傾斜面は、幅が船幅の３０％以上の領域に設けられることを特徴としている。

従って、船底傾斜面を船長方向における最適領域に設けることで、気泡の拡散を抑制して摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

本発明の船舶では、前記船底における前記船底傾斜面より船首側に船長方向に沿って喫水が一定な船首側水平面が設けられることを特徴としている。

従って、船底傾斜面より船首側に船首側水平面を設けることで、造波抵抗、粘性圧力抵抗の増加を抑制しながら、粘性摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

本発明の船舶では、前記船底における前記船底傾斜面より船尾側に船長方向に沿って喫水が一定な船尾側水平面が設けられることを特徴としている。

従って、船底傾斜面より船尾側に船尾側水平面を設けることで、造波抵抗、粘性圧力抵抗の増加を抑制しながら、粘性摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

本発明の船舶では、前記空気吹き出し部は、船長の中間位置より船首側に設けられる第１空気吹き出し部と、船長の中間位置より船尾側で船幅方向に所定間隔を空けて設けられる複数の第２空気吹き出し部を有することを特徴としている。

従って、船首側に第１空気吹き出し部を設けるだけでなく、第１空気吹き出し部より船尾側に船幅方向の外方側に複数の第２空気吹き出し部を設けることで、プロペラへ流入する気泡の流入量を減少させるだけでなく、船底傾斜面を流れる気泡の流量を増加して摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

本発明の船舶によれば、空気潤滑による摩擦抵抗低減効果を確保しつつ、プロペラへの流入する気泡の流入量を減少して振動の発生や効率の悪化を抑制することができる。

図１は、第１実施形態の摩擦低減装置を搭載した船舶の概略側面図である。 図２は、摩擦低減装置を搭載した船舶の概略底面図である。 図３は、摩擦低減装置を搭載した船舶の概略縦断面図である。 図４は、空気供給系統を表す概略図である。 図５は、船尾側から見たプロペラと気泡流動領域との関係を表す概略図である。 図６は、第２実施形態の摩擦低減装置を搭載した船舶の概略側面図である。 図７は、摩擦低減装置を搭載した船舶の概略底面図である。 図８は、第３実施形態の摩擦低減装置を搭載した船舶の概略底面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る船舶の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の摩擦低減装置を搭載した船舶の概略側面図、図２は、摩擦低減装置を搭載した船舶の概略底面図、図３は、摩擦低減装置を搭載した船舶の概略縦断面図、図４は、空気供給系統を表す概略図、図５は、船尾側から見たプロペラと気泡流動領域との関係を表す概略図である。

第１実施形態の船舶は、船長が１００ｍ以上の大型船舶であって、例えば、大型石油タンカー（ＶＬＣＣ，ＵＬＣＣ）、ＬＮＧ船やＬＰＧ船、旅客船（カーフェリー）などであり、摩擦低減装置を搭載している。

図１から図３に示すように、船体１０は、船首１１と、船尾１２と、船底１３と、左舷１４と、右舷１５を有している。本実施形態では、船体１０の船長方向（前後方向）をＸ方向、船幅方向（幅方向）をＹ方向、船高方向（上下方向）をＺ方向として表している。そして、ＣＬは、船体１０の幅方向におけるセンターラインを表し、ＷＬは、船体１０の満載喫水線を表している。

船体１０は、船尾１２側に隔壁１６により機関室１７が区画され、この機関室１７に主機関（例えば、ディーゼルエンジン）１８が配置されている。この主機関１８は、推進力を伝達するプロペラ１９が駆動連結されている。また、船体１０は、船尾１２に船体１０の方向を制御する舵２０が設けられている。

また、船体１０は、空気供給機器室２１と、船倉２２と、甲板２３と、甲板暴露部２５と、隔壁２６と、船底外板２７と、船側外板２８，２９とを有している。空気供給機器室２１は、船倉２２より船首１１側に配置されている。空気供給機器室２１と船倉２２は、隔壁２６により仕切られている。甲板２３は、空気供給機器室２１及び船倉２２の床面を形成している。甲板暴露部２５は、例えば、船首１１の上甲板であり、空気供給機器室２１の上方に配置される。

摩擦低減装置３１は、空気供給装置３２と、エアクーラ３３と、通風筒３４と、空気吸い込み口３５と、空気吹き出し部３６と、海水取入部３７と、ポンプ３８とを有している。空気吹き出し部３６は、船首１１側の船底１３に配置されている。空気供給装置３２及びエアクーラ３３は、空気供給機器室２１に設置されている。通風筒３４及び空気吸い込み口３５は、甲板暴露部２５に配置されている。通風筒３４は、空気供給機器室２１に連通され、空気供給機器室２１を換気するために用いられる。空気吸い込み口３５は空気供給装置３２に接続されている。空気供給装置３２は、エアクーラ３３を介して空気吹き出し部３６に接続されている。海水取入部３７は、ポンプ３８を介してエアクーラ３３に接続されている。

船底１３は、船体１０における船底外板２７の平坦な部分（平坦面）に配置されており、船体１０のセンターラインＣＬ（船長方向Ｘ）に沿って船首１１側に延出されると共に、船尾１２側に延出され、船幅方向Ｙに沿って両側に延出されている。空気吹き出し部３６と海水取入部３７は、船底１３における船体１０のセンターラインＣＬ上に配置され、海水取入部３７が空気吹き出し部３６より船首１１側に配置されている。空気吹き出し部３６は、船幅方向Ｙに沿って配置されている。

空気供給装置３２は、空気吸い込み口３５から吸い込んだ空気を加圧し、その加圧された圧縮空気をエアクーラ３３から空気吹き出し部３６に供給する。ポンプ３８は、海水取入部３７から取り入れられた海水をエアクーラ３３に供給する。エアクーラ３３は、海水を用いて圧縮空気を冷却する。エアクーラ３３は、例えば、圧縮空気と海水を熱交換する熱交換器である。また、エアクーラ３３は、圧縮空気中に海水を散布して圧縮空気を冷却するように構成してもよく、海水中に圧縮空気を吹き出して圧縮空気を冷却するように構成してもよい。空気吹き出し部３６は、空気供給装置３２から供給された圧縮空気を水中に吹き出す。即ち、船底１３の空気吹き出し部３６から水中に空気が吹き出され、この吹き出された空気により形成される気泡が平坦面となる船底１３の表面に送り出され、この気泡により船底１３が覆われることで船体１０の摩擦抵抗が低減される。

また、船首１１側の船底１３に配置された空気吹き出し部３６は、図４に示すように、船体１０の内部に設けられる複数の気体室４１と、この各気体室４１内と船体１０の外方とを仕切る仕切壁としての船底外板２７と、船底外板２７に設けられる複数の空気吹き出し口４２とを有している。気体室４１は、密閉された空間であって、エアクーラ３３を介して空気供給装置３２が接続されている。複数の空気吹き出し口４２は、気体室４１から船底外板２７を貫通して船体１０の外方、つまり、水中に流通する通路である。この複数の空気吹き出し口４２は、船底１３の船長方向（Ｘ方向）に沿うと共に、船幅方向（Ｙ方向）に所定間隔を空けて配置されている。そのため、複数の空気吹き出し口４２から水中に吹き出された圧縮空気は、気泡となり、船底１３の平坦部を後方に流れると共に幅方向に拡散する。

空気供給装置３２は、気体室４１と、空気吹き出し口４２と、圧縮機４３と、主空気供給配管４４と、メインチャンバ４５と、複数の副空気供給配管（空気供給通路）４６とを有している。圧縮機４３は、空気取り込み配管４７を介して空気吸い込み口３５が接続されている。また、圧縮機４３は、主空気供給配管４４を介してメインチャンバ４５が接続されている。この圧縮機４３は、例えば、取り込んだ空気を５００ｋＰａ以上（望ましくは、７００ｋＰａ〜１３００ｋＰａ）に加圧することができる。主空気供給配管４４は、開閉弁４８、流量計４９、圧力計５０が設けられている。

メインチャンバ４５は、圧縮機４３により加圧供給された圧縮空気を所定圧の状態で、所定量だけ貯留することができる。このメインチャンバ４５は、主空気供給配管４４の下流端部が接続されると共に、複数の副空気供給配管４６の各上流側他端部がそれぞれ接続されている。この各副空気供給配管４６は、下流側端部がそれぞれ気体室４１に接続されている。副空気供給配管４６は、流量調整弁５１と遮断弁５２が設けられている。

そのため、開閉弁４８を開放して圧縮機４３を駆動すると、圧縮機４３は、取り込んだ空気を所定圧まで加圧し、主空気供給配管４４を通してメインチャンバ４５に送り、メインチャンバ４５は、圧縮空気を所定圧の状態で貯留する。ここで、流量調整弁５１と遮断弁５２を開放すると、メインチャンバ４５の圧縮空気が各副空気供給配管４６を介して各気体室４１にそれぞれ供給され、各気体室４１に供給された圧縮空気が複数の空気吹き出し口４２から水中に吹き出され、気泡となって平坦面となる船底１３の表面に沿って船尾１２側に流れる。

本実施形態の船舶は、図１及び図２に示すように、船底１３において、少なくとも空気吹き出し部３６より船尾１２側に、船尾１２側に向けて喫水が深くなる船底傾斜面６１が設けられている。本実施形態では、船底１３自体が、船尾１２側に向けて喫水が深くなるように所定の傾斜角度θだけ傾斜した船底傾斜面６１となっている。即ち、船底傾斜面６１である船底１３は、満載喫水線ＷＬと平行な水平線ＷＬ１に対して、船尾１２側に向けて船高方向Ｚの下方側に所定の傾斜角度θで傾斜している。

但し、船底１３の全域を傾斜させて船底傾斜面６１を形成する必要はなく、空気吹き出し部３６は、船長方向Ｘの中間位置より船首１１側に設けられており、船底傾斜面６１は、少なくともこの空気吹き出し部３６より船尾１２側に設けられていればよい。

例えば、舵軸心の位置Ｐ１から、船首１１側における船体１０の前端と満載喫水線ＷＬとの交点Ｐ２までの船長方向Ｘの長さを水線間長Ｌとする。このとき、船底傾斜面６１は、舵軸心の位置Ｐ１から船首１１側に水線間長Ｌの１０％だけ移行した位置Ｐ３から、舵軸心の位置Ｐ１から船首１１側に水線間長Ｌの９０％だけ移行した位置Ｐ４との間の領域Ａに設けられていることが好ましい。なお、船底傾斜面６１の形成領域は、位置Ｐ１から位置Ｐ４までの領域Ａに限らず、舵軸心の位置Ｐ１から船首１１側に水線間長Ｌの２０％だけ移行した位置から、舵軸心の位置Ｐ１から船首１１側に水線間長Ｌの８０％だけ移行した位置との間の領域に設けられていることが更に好ましい。

また、船底傾斜面６１は、船長方向Ｘに沿って水線間長Ｌの２０％以上の領域に設けられることが好ましい。そして、この船底傾斜面６１は、船長方向Ｘに沿う満載喫水線ＷＬ（水平線ＷＬ１）に対して、０．００１度から２度の傾斜角度θに設定されることが好ましい。この傾斜角度θは、気泡の拡散幅に対する空気吹き出し部３６からの長さにより実験に基づいて設定される。好ましくは、０．１度から０．５度の傾斜角度θである。

また、本実施形態の船舶は、図１及び図３に示すように、船側としての左舷１４及び右舷１５において、船幅方向Ｙの中心（センターラインＣＬ）から船幅方向Ｙの外側にそれぞれ延出する船尾１２側の船体断面積角度αが水平面に対して３０度以下に設定される左舷傾斜面（船尾傾斜面）７１及び右舷傾斜面（船尾傾斜面）７２が設けられている。

具体的に、船首１１側の左舷１４及び右舷１５は、船底１３に対してほぼ鉛直方向に沿った船側外板２８，２９となっているが、船尾１２側の左舷１４及び右舷１５は、船体１０に対して船底１３側の幅が狭くなるように傾斜した船側外板２８，２９となっている。即ち、左舷１４及び右舷１５は、舵軸心の位置Ｐ１から船首１１側に水線間長Ｌの４０％だけ移行した位置Ｐ５から船尾１２側の喫水ＷＬに向けて、幅が狭くなると共にその位置が鉛直方向の上方へ移行することで、左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２が形成されている。

左舷１４及び右舷１５は、舵軸心の位置Ｐ１から船首１１側に水線間長Ｌの４０％だけ移行した位置Ｐ５でほぼ鉛直方向に沿い、この位置Ｐ５から船尾１２側の喫水ＷＬに向けて、その形状が各傾斜面１４ａ，１５ａ，１４ｂ，１５ｂ，１４ｃ，１５ｃ，１４ｄ，１５ｄ，１４ｅ，１５ｅ，１４ｆ，１５ｆと連続して曲面をなすように変位する左舷傾斜面１４及び右舷傾斜面１５となっている。そして、左舷傾斜面１４及び右舷傾斜面１５は、舵軸心の位置Ｐ１から船首１１側に水線間長Ｌの１５％だけ移行した位置で、且つ、船幅方向Ｙの中心（センターラインＣＬ）から船幅方向Ｙの外側に船幅Ｗの２５％移行した位置Ｐ１１で、船体断面積角度αが水平面に対して３０度以下で、−１０度以上に設定されている。

ここで、左舷傾斜面１４及び右舷傾斜面１５である各傾斜面１４ａ，１５ａ，１４ｂ，１５ｂ，１４ｃ，１５ｃ，１４ｄ，１５ｄ，１４ｅ，１５ｅ，１４ｆ，１５ｆは、船幅方向Ｙの中心（センターラインＣＬ）から船幅方向Ｙの外側に向けて、その形状が鉛直方向に沿った後、水平方向に屈曲し、再び鉛直方向に沿うように連続的に曲面をなして変位したものとなっており、船幅方向Ｙの中心（センターラインＣＬ）から船幅方向Ｙの外側に船幅Ｗの２５％移行した位置Ｐ１１とは、２個の鉛直形状の間の水平形状の位置である。そして、各各傾斜面１４ａ，１５ａ，１４ｂ，１５ｂ，１４ｃ，１５ｃ，１４ｄ，１５ｄ，１４ｅ，１５ｅ，１４ｆ，１５ｆは、２個の鉛直形状と水平形状を曲線だけにより形成してもよいし、一部に直線を用いて形成してもよい。上述した船体断面積角度αは、舵軸心の位置Ｐ１から船首１１側に水線間長Ｌの１５％だけ移行した位置の各傾斜面１４ｃ，１５ｃに対する位置Ｐ１１での船幅方向Ｙに沿う曲線の接線角度、または、直線の角度である。

そのため、圧縮空気が空気吹き出し部３６から水中に吹き出されると、この圧縮空気が多数の気泡となって船底１３の表面に沿って船尾１２側に流れる。このとき、船底１３の表面に沿って船尾１２側に流れる多数の気泡は、船高方向Ｚの下方に拡散するが、船底１３が船尾１２側に向けて喫水が深くなる船底傾斜面６１であることから、多数の気泡は、船尾１２側に流れにくくなり、気泡の密度（ボイド率）が高くなる。その結果、船体１０の摩擦抵抗低減効果が向上する。また、左舷１４及び右舷１５の船尾１２側に左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２が設けられていることから、多数の気泡は、左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２により船長方向Ｘに沿って船尾１２側に流れてセンターラインＣＬ側に流れにくくなり、図５に示すように、プロペラ１９の両側の領域Ｂに流れ、プロペラ１９へ流入する気泡の流入量が減少する。その結果、プロペラ１９は、キャビテーションの増大による振動の発生が抑制されると共に、エロージョンの発生が抑制される。

このように第１実施形態の船舶にあっては、船底１３の空気吹き出し部３６から水中に空気を吹き出す摩擦低減装置３１が搭載される船舶において、船底１３は、少なくとも空気吹き出し部３６より船尾１２側に船尾１２側に向けて喫水が深くなる船底傾斜面６１が設けられ、左舷１４及び右舷１５は、船幅方向Ｙの中心から外側に延出する船尾１２側の船体断面積角度αが水平面に対して３０度以下に設定される左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２が設けられる。

従って、空気吹き出し部３６から水中に吹き出された空気は、多数の気泡となって船底１３の表面に沿って船尾１２側に流れる。このとき、船底１３に船尾１２側に向けて喫水が深くなる船底傾斜面６１が設けられていることから、多数の気泡は、船尾１２側に流れにくくなって気泡の密度が高くなり、摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。また、左舷１４及び右舷１５に左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２が設けられていることから、多数の気泡は、船幅方向ＹにおけるセンターラインＣＬ側に流れにくくなり、プロペラ１９へ流入する気泡の流入量を減少してキャビテーションの増大による振動の発生を抑制することができると共に、エロージョンの発生を抑制することができ、また、船殻効率やプロペラ効率の悪化を約制することができる。

第１実施形態の船舶では、左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２は、舵軸心の位置Ｐ１から船首１１側に水線間長Ｌの１５％だけ移行した位置で、且つ、船幅方向Ｙの中心から外側に船幅Ｗの２５％だけ移行した位置で、船体断面積角度αが水平面に対して３０度以下に設定されている。従って、空気吹き出し部３６から水中に吹き出された空気の気泡がこの左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２に案内されて船幅方向Ｙにおける外方側に流れやすくなり、プロペラ１９へ流入する気泡の流入量を減少させることができる。

第１実施形態の船舶では、左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２は、船体断面積角度αが水平面に対して−１０度以上に設定されている。従って、プロペラ１９へ流入する気泡の流入量を減少させるだけでなく、船殻効率やプロペラ効率の悪化を約制することができる。

第１実施形態の船舶では、空気吹き出し部３６を船長方向Ｘの中間位置より船首１１側に設け、船底傾斜面６１を舵軸心の位置Ｐ１から船首１１側に水線間長Ｌの１０％移行した位置Ｐ３から、舵軸心の位置Ｐ１から船首１１側に水線間長Ｌの９０％移行した位置Ｐ４との間の領域Ａに設けている。従って、船底傾斜面６１を船長方向Ｘにおける最適領域に設けることで、気泡の拡散を抑制して摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

第１実施形態の船舶では、船底傾斜面６１を船長方向Ｘに沿って水線間長Ｌの２０％以上の領域に設けている。従って、船長方向Ｘにおける船底傾斜面６１の領域の長さを設定することで、気泡の拡散を抑制して摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

第１実施形態の船舶では、船底傾斜面６１は、船長方向Ｘに沿う満載喫水線ＷＬに対して、０．００１度から２度の傾斜角度θに設定されている。従って、船底傾斜面６１の最適な傾斜角度の領域を設定することで、造波抵抗、粘性圧力抵抗の増加を抑制しながら、粘性摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態の摩擦低減装置を搭載した船舶の概略側面図、図７は、摩擦低減装置を搭載した船舶の概略底面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態の船舶は、図６及び図７に示すように、船底１３において、少なくとも空気吹き出し部３６より船尾１２側に、船尾１２側に向けて喫水が深くなる船底傾斜面６２が設けられている。そして、本実施形態にて、船底傾斜面６２は、幅が船幅Ｗの３０％以上の領域Ａに設けられている。即ち、船底１３は、船体１０のセンターラインＣＬ（船長方向Ｘ）に沿って船首１１側及び船尾１２側に延出され、船首１１側及び船尾１２側に向けてその幅が小さくなっている。船底傾斜面６２は、幅が船幅Ｗｆ＝０．３Ｗより船尾１２側で、船幅Ｗｒ＝０．３Ｗより船首１１側に設けられる。

そして、船底１３は、船底傾斜面６２より船首１１側に船長方向Ｘに沿って喫水が一定な船首側水平面６３が設けられている。また、船底１３は、船底傾斜面６２より船尾１２側に船長方向Ｘに沿って喫水が一定な船尾側水平面６４が設けられている。即ち、船底傾斜面６２と船首側水平面６３とにおける船幅Ｗｆが０．３Ｗであり、船底傾斜面６２と船尾側水平面６４とにおける船幅Ｗｒが０．３Ｗである。但し、船底傾斜面６２を空気吹き出し部３６から船尾方向に所定距離だけ離れた位置から船尾１２側に設けてもよい。

また、本実施形態の船舶は、左舷１４及び右舷１５において、船幅方向Ｙの中心（センターラインＣＬ）から船幅方向Ｙの外側にそれぞれ延出する船尾１２側の船体断面線角度αが水平面に対して３０度以下に設定される左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２が設けられている。

そのため、空気吹き出し部３６から水中に吹き出された圧縮空気は、多数の気泡となって船底１３の表面に沿って船尾１２側に流れる。このとき、船底１３の表面に沿って船尾１２側に流れる多数の気泡は、船底傾斜面６２を流れるときに船尾１２側に流れにくくなり、気泡の密度（ボイド率）が高くなる。その結果、船体１０の摩擦抵抗低減効果が向上する。また、多数の気泡は、左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２により船長方向Ｘに沿って船尾１２側に流れたセンターラインＣＬ側に流れにくくなり、プロペラ１９へ流入する気泡の流入量が減少する。その結果、プロペラ１９は、キャビテーションの増大による振動の発生が抑制されると共に、エロージョンの発生が抑制される。

このように第２実施形態の船舶にあっては、船底傾斜面６２の幅を船幅Ｗの３０％以上の領域Ａに設けている。従って、船底傾斜面６２を船長方向Ｘにおける最適領域に設けることで、気泡の拡散を抑制して摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

第２実施形態の船舶では、船底１３における船底傾斜面６２より船首１１側に船長方向Ｘに沿って喫水が一定な船首側水平面６３を設けている。従って、船首１１側での船体抵抗が低減して造波抵抗、粘性圧力抵抗の増加を抑制しながら、粘性摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

第２実施形態の船舶では、船底１３における船底傾斜面６２より船尾１２側に船長方向Ｘに沿って喫水が一定な船尾側水平面６４を設けている。従って、船尾１２側での船体抵抗が低減して造波抵抗、粘性圧力抵抗の増加を抑制しながら、粘性摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

［第３実施形態］
図８は、第３実施形態の摩擦低減装置を搭載した船舶の概略底面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第３実施形態の船舶は、図８に示すように、船底１３に複数（本実施形態では、３個）の空気吹き出し部３６ａ，３６ｂが設けられている。第１空気吹き出し部３６ａは、船長の中間位置より船首１１側に設けられている。第２空気吹き出し部３６ｂは、船長の中間位置より船尾１２側に複数（本実施形態では、２個）設けられている。各第２空気吹き出し部３６ｂは、船長方向Ｘに同位置で、船幅方向Ｙに所定間隔Ｗ１を空けて設けられている。この場合、各第２空気吹き出し部３６ｂの所定間隔Ｗ１は、船幅Ｗの５％以上離間させることが好ましい。また、第１空気吹き出し部３６ａと各第２空気吹き出し部３６ｂは、が船長方向Ｘに所定間隔を空けて設けられている。

そして、船底１３において、少なくとも船首１１側の第１空気吹き出し部３６ａより船尾１２側に、船尾１２側に向けて喫水が深くなる船底傾斜面６１が設けられている。また、左舷１４及び右舷１５において、船幅方向Ｙの中心（センターラインＣＬ）から船幅方向Ｙの外側にそれぞれ延出する船尾１２側の船体断面線角度αが水平面に対して３０度以下に設定される左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２が設けられている。

そのため、各空気吹き出し部３６ａ，３６ｂから水中に吹き出された圧縮空気は、多数の気泡となって船底１３の表面に沿って船尾１２側に流れる。このとき、船底１３の表面に沿って船尾１２側に流れる多数の気泡は、船底傾斜面６１を流れるときに船尾１２側に流れにくくなり、気泡の密度（ボイド率）が高くなる。その結果、船体１０の摩擦抵抗低減効果が向上する。また、多数の気泡は、左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２により船長方向Ｘに沿って船尾１２側に流れたセンターラインＣＬ側に流れにくくなり、プロペラ１９へ流入する気泡の流入量が減少する。その結果、プロペラ１９は、キャビテーションの増大による振動の発生が抑制されると共に、エロージョンの発生が抑制される。

このように第３実施形態の船舶にあっては、空気吹き出し部として、船長の中間位置より船首１１側に設けられる第１空気吹き出し部３６ａと、船長の中間位置より船尾１２側で船幅方向Ｙに所定間隔を空けて設けられる複数の第２空気吹き出し部３６ｂとを設けている。従って、船首１１側に第１空気吹き出し部３６ａを設けるだけでなく、第１空気吹き出し部３６ａより船尾１２側に船幅方向Ｙの外方側に複数の第２空気吹き出し部３６ｂを設けることで、プロペラ１９へ流入する気泡の流入量を減少させるだけでなく、船底傾斜面６１を流れる気泡の流量を増加して摩擦抵抗低減効果の向上を図ることができる。

なお、上述した各実施形態にて、船底１３に設けた船底傾斜面６１，６２を平坦面としたが、船長方向Ｘに沿って湾曲する曲面としてもよい。また、船底傾斜面６１，６２を船幅方向Ｙの全域に設けたが、センターラインＣＬに寄った領域だけに設けてもよい。

また、上述した各実施形態にて、左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２をセンターラインＣＬから船幅方向Ｙの外側及び上方へ延出するものとしたが、左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２は、船体断面線角度αが３０度以上で−１０度の範囲にあればよいものであり、左舷傾斜面７１及び右舷傾斜面７２をセンターラインＣＬから船幅方向Ｙの外側及び水平方向へ延出するものとしたり、センターラインＣＬから船幅方向Ｙの外側及び下方へ延出したりするものとしてもよい。

１０ 船体
１１ 船首
１２ 船尾
１３ 船底
１４ 左舷（船側）
１５ 右舷（船側）
２１ 空気供給機器室
２７ 船底外板
２８，２９ 船側外板
３１ 摩擦低減装置
３２ 空気供給装置
３３ エアクーラ
３４ 通風筒
３５ 空気吸い込み口
３６，３６ａ，３６ｂ 空気吹き出し部
３７ 海水取入部
３８ ポンプ
６１，６２ 船底傾斜面
６３ 船首側水平面
６４ 船尾側水平面
７１ 左舷傾斜面（船尾傾斜面）
７２ 右舷傾斜面（船尾傾斜面）
７１ａ，７２ａ，７１ｂ，７２ｂ，７１ｃ，７２ｃ，７１ｄ，７２ｄ，７１ｅ，７２ｅ，７１ｆ，７２ｆ 傾斜面
Ｘ 船長方向
Ｙ 船幅方向
Ｚ 船高方向

Claims (10)

1. 船底の空気吹き出し部から外部に空気を吹き出す摩擦低減装置が搭載される船舶において、
   前記船底は、少なくとも前記空気吹き出し部より船尾側に前記船尾側に向けて喫水が深くなる船底傾斜面が設けられ、
   船尾縦断面形状は、船幅方向の中心から外側に延出する船尾側の船側角度が水平面に対して３０度以下に設定される船尾傾斜面が設けられる、
   ことを特徴とする船舶。
2. 前記船尾傾斜面は、舵軸心から船首側に水線間長の１５％移行した位置で、且つ、船幅方向の中心から外側に船幅の２５％移行した位置で、前記船側角度が水平面に対して３０度以下に設定されることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
3. 前記船尾傾斜面は、前記船側角度が水平面に対して−１０度以上に設定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の船舶。
4. 前記空気吹き出し部は、船長の中間位置より船首側に設けられ、前記船底傾斜面は、舵軸心から船首側に水線間長の１０％移行した位置から、舵軸心から船首側に水線間長の９０％移行した位置との間の領域に設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の船舶。
5. 前記船底傾斜面は、船長方向に沿って水線間長の２０％以上の領域に設けられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の船舶。
6. 前記船底傾斜面は、船長方向に沿う喫水線に対して、０．００１度から２度の傾斜角度に設定されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の船舶。
7. 前記船底傾斜面は、幅が船幅の３０％以上の領域に設けられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の船舶。
8. 前記船底における前記船底傾斜面より船首側に船長方向に沿って喫水が一定な船首側水平面が設けられることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の船舶。
9. 前記船底における前記船底傾斜面より船尾側に船長方向に沿って喫水が一定な船尾側水平面が設けられることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の船舶。
10. 前記空気吹き出し部は、船長の中間位置より船首側に設けられる第１空気吹き出し部と、船長の中間位置より船尾側で船幅方向に所定間隔を空けて設けられる複数の第２空気吹き出し部を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の船舶。

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