JP2000296795A

JP2000296795A - 摩擦抵抗低減船

Info

Publication number: JP2000296795A
Application number: JP11105907A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Takahashi; 義明高橋
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】微小気泡によって水と船体との間に作用する
摩擦抵抗の低減を図る摩擦抵抗低減船において、メンテ
ナンス作業に要する労力を軽減でき、建造コストを低減
可能な摩擦抵抗低減船を提供する。【解決手段】航行中に船首１ａ近傍から水中へ気体を
噴出することにより、船体外板１上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、気体を噴出するための複数の吹出口３を船首
１ａ近傍の限定領域にまとめて設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航行状態の船体の
船体外板上に微小気泡を介在させて摩擦抵抗の低減を図
る摩擦抵抗低減船に関し、特に気体を噴出する吹出口の
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に
係わる技術として、船首近傍から水中に気体（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、船首近傍から噴
出された気体によって発生したマイクロバブルを、船体
外板上の水の流線に沿って拡散させ、船体外板をマイク
ロバブルで広く覆うことを意図したものである。そし
て、船体外板のより広い範囲を多くのマイクロバブルで
覆うことを目的として、従来、気体を噴出するための吹
出口を、船首近傍の船側あるいは船底の広い範囲に亘っ
て複数配設するといったことを行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、摩擦抵抗低
減船を航行させるにあたって、船体外板には、水中の藻
や水草、あるいは貝類などの海成生物が付着する。吹出
口に、こうした海成生物が付着すると、吹出口から十分
な量の気体を噴出できなかったり、あるいは吹出口から
の気体の噴出方向が変化してしまうといったことが起こ
りうる。このため、摩擦抵抗低減船の航行にあたって
は、吹出口に付着した海成生物を取り除くための、メン
テナンス作業を随時行う必要がある。しかしながら、上
述した従来の摩擦抵抗低減船では、複数の吹出口が、船
側あるいは船底の広い範囲に亘って配設されているの
で、メンテナンスを行う作業範囲が広く、作業に労力を
要してしまう。しかも、複数の吹出口を設けているため
に、船体を建造するための建造コストが高くなりやす
い。

【０００５】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、吹出口のメンテナンス作業に要する労力を軽
減でき、建造コストを低減可能な摩擦抵抗低減船の提供
を目的とする。

【０００６】

【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、航行中に船首近傍から水中
へ気体を噴出することにより、船体外板上に微小気泡を
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、気体を噴出するための複数の吹出口を
船首近傍の限定領域にまとめて設ける手段が採用され
る。この摩擦抵抗低減船は、気体を噴出するための複数
の吹出口を船首近傍の限定領域にまとめて設けているの
で、吹出口に付着した海成生物を取り除くといった、メ
ンテナンス作業の作業範囲が限定される。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１の摩擦抵
抗低減船において、複数の吹出口が、船体表面の一部の
領域を形成するユニットにまとめて設けられる手段が採
用される。この摩擦抵抗低減船では、複数の吹出口が、
船体表面の一部の領域を形成するユニットにまとめて設
けられているので、ユニットに吹出口を設けるといった
細かい作業を、船体外板の建造とは別に分けて行うこと
が可能となる。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項２の摩擦抵
抗低減船において、ユニットが、船首近傍の船底に下方
へ突出した状態で取り付けられる手段が採用される。こ
の摩擦抵抗低減船では、ユニットが、船首近傍の船底に
下方へ突出した状態で取り付けられているので、ユニッ
ト上を流れる水が流路を狭められることで流速が大きく
なり、流速の大きい場所では静水圧が低くなる。そのた
め、吹出口が流速の大きくなるユニット上に設けられる
ことで、吹出口での静水圧を低くすることが可能とな
り、水深の深い場所であっても少ない動力で気体を噴出
することが可能となる。

【０００９】請求項４に係る発明は、請求項２の摩擦抵
抗低減船において、ユニットが、船首近傍の左右の船側
に取り付けられる手段が採用される。この摩擦抵抗低減
船では、ユニットが、船首近傍の左右の船側に取り付け
られるので、船底が比較的小さく、船側から船底へ向か
う水の流れが形成されやすい高速船において、微小気泡
が船体外板上に効果的に拡散するようになる。

【００１０】請求項５に係る発明は、請求項２から４の
いずれかに記載の摩擦抵抗低減船において、ユニット
が、船体外板に着脱自在に取り付けられる手段が採用さ
れる。この摩擦抵抗低減船では、ユニットが船体外板に
着脱自在に取り付けられているので、ユニットを取り外
してメンテナンスするといったことや、ユニットを新し
いものと交換するといったことを容易に行える。

【００１１】請求項６に係る発明は、請求項５の摩擦抵
抗低減船において、ユニットが、樹脂にて形成される手
段が採用される。この摩擦抵抗低減船では、ユニットが
樹脂にて形成されているので、材料コストを低減するこ
とが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる摩擦抵抗低
減船の第１の実施形態について、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は気体吹出部、Ｌは水面を示している。

【００１３】船体Ｓは、バルバスバウといった前方へ突
出した球状船首を備えており、本実施形態では、船首１
ａが、前方および下方へ突出した湾曲部Ｍを有する形状
に形成されている。また、湾曲部Ｍの表面は滑らかな曲
面Ｍａからなっている。

【００１４】気体吹出部２は、予め船体外板１とは別に
形成されたユニットであり、湾曲部Ｍの下方の頂部付近
の一部を形成するように船体外板１に一つ配設されてい
る。気体吹出部２は、図１（ａ）に示すように、下方に
湾曲した曲面２ａを有し、水平面を介して船体外板１と
一体化するような略ドーム形状に形成されている。な
お、図１（ｂ）に示す正面形状は、略円状となっている
が、船体外板１の湾曲部Ｍの形状に応じて、略楕円状な
ど様々な形状に形成される。また、気体吹出部２の曲面
２ａは、船体外板１に配設されることで、湾曲部Ｍの曲
面Ｍａと同一化されるように形成されている。また、気
体吹出部２の曲面２ａの下流側（船尾側）には、複数の
吹出口３が同一円周上に並べられた状態でまとめて配設
され、これにより、複数の吹出口３は、メンテナンス作
業の行いやすい領域に限定される。

【００１５】図２は、気体吹出部２の縦断面形状を示し
ている。本実施形態では、気体吹出部２は、金属部材か
ら形成され、船体外板１と溶接接合されている。ここで
は、外側から円周溶接されているが、溶接部分は、造波
抵抗を生じる凸部が生じないように滑らかな状態に施さ
れている。また、気体吹出部２は、隔壁２ｂによって内
部にチャンバ４が形成されるような構造となっている。
さらに、船体Ｓ内部側に気体供給パイプ５が接合されて
いて、船体Ｓ内部の気体供給手段６によってチャンバ４
内に気体が供給されるようになっている。

【００１６】図３は、吹出口３の詳細を示す縦断面図で
ある。吹出口３は、曲面２ａから窪んだ凹形状に形成さ
れている。そして、チャンバ４側に向かって湾曲した吹
出板７が隔壁２ｂに溶接接合されていて、この吹出板７
には多数の孔７ａが形成されている。前述したように、
気体吹出部２には、こうした吹出口３が曲面２ａに複数
並べて配されており、チャンバ４内に供給された気体を
水中へ噴出するようになっている。

【００１７】このように構成された摩擦抵抗低減船で
は、航行状態において、気体供給手段６から気体供給パ
イプ５を通してチャンバ４内に気体（空気）を供給する
と、吹出口３の孔７ａから水中へ気体が噴出されてマイ
クロバブルが発生する。そして、マイクロバブルは、船
体外板１上の水の流線に沿って拡散して船体外板１を覆
うようになる。

【００１８】このとき、湾曲部Ｍは下方に突出して形成
されているので、水がこの湾曲部Ｍの曲面Ｍａに沿って
流れることで水の流速が増し、吹出口３における静水圧
が低くなり、この低い静水圧において吹出口３から気体
が噴出される。このため、気体供給手段６は、少ない動
力で気体を噴出することができる。また、気体吹出部２
は船首１ａ近傍の船底１ｃ付近に配され、この気体吹出
部２の下流側に吹出口３が複数並べて配されているの
で、発生したマイクロバブルは船幅方向に広がり、船底
１ｃに広く拡散される。これにより、船体Ｓと水との摩
擦抵抗が効果的に低減される。

【００１９】また、こうした摩擦抵抗低減船では、航行
に伴って徐々に気体吹出部２や吹出口３に藻や貝類など
の海成生物が付着するようになる。本実施形態では、吹
出口３は、船首１ａの下方に配設された一つの気体吹出
部２にまとめて設けられているので、例えば、作業員の
ダイバーが潜って吹出口３に付着した海成生物を取り除
くといったメンテナンスの作業において、ダイバーの作
業範囲は一つの気体吹出部２の周辺に限定され、少ない
労力でメンテナンス作業を行うことができる。

【００２０】また、気体吹出部２は、その曲面２ａが湾
曲部Ｍの曲面Ｍａと同一化されるように形成されている
ので、気体吹出部２と元の船体外板１との境目は滑らか
な状態となっている。このため、水が滞りなく流れ、こ
うした境目や気体吹出部２の曲面２ａ上に海成生物が付
着しにくい。また、境目に海成生物が付着した場合に
も、作業の邪魔となるような凸部等が境目にはほとんど
ないので、容易に海成生物を取り除くことができる。

【００２１】また、気体吹出部２は、船体外板１とは別
に形成されたユニットであり、船体外板１に溶接にて取
り付けられているので、吹出口３を設けるといった細か
い作業を船体外板１の建造とは別に行うことが可能とな
り、船体Ｓの建造作業における効率化が図れ、建造コス
トを低減することができる。

【００２２】なお、図２に示す船体外板１は、下方に大
きく開口が設けられ、その開口を気体吹出部２の取り付
けによって塞ぐような構造となっているが、図４に示す
ように、大きな開口を設けるのではなく、気体吹出部２
側と当接する壁部１ｄを設け、その壁部１ｄに気体供給
パイプ５用の貫通孔だけを設けておくといった構成とし
てもよい。そして、壁部１ｄと気体供給パイプ５とを船
体内部側から溶接接合することで、船体Ｓの外側での溶
接作業に要する労力を軽減させるといったことが可能と
なる。

【００２３】次に、本発明の第２の実施形態について、
図５および図６を参照して説明する。本実施形態の摩擦
抵抗低減船では、気体吹出部２０は、船体外板２１にボ
ルト２２で締結されることによって着脱自在に取り付け
られている。すなわち、図６の縦断面図で示すように、
船体外板２１の気体吹出部２側の壁にナット２３が溶接
接合されており、ガスケット２４を挟んで船体外板１と
気体吹出部２０とがボルト２２で締結されるようになっ
ている。

【００２４】また、気体吹出部２０には、ボルト２２の
締結用のスペース２５が設けられている。このスペース
２５は、スペース２５で形成される鋭角部によって局所
的な水への造波抵抗を生じないように、ボルト２２締結
後にパテ等の充填剤で埋められる。そして気体吹出部２
０には、前述した実施形態と同様に、複数の吹出口２６
が、下流側の水中へ気体を噴出するように曲面２０ａ上
に並べて配されている。

【００２５】本実施形態では、気体吹出部２０は、船体
外板２１との溶接接合を行わないので、金属のほか、耐
腐食性の樹脂等といった材料コストの低い材質のもので
形成することが可能となる。また、本実施形態では、気
体吹出部２０がボルト２２によって船体外板２１に着脱
自在に配設されているので、気体吹出部２０に対して外
部からでは容易に処置できないメンテナンスを要する場
合に、気体吹出部２０を取り外してメンテナンスを行う
といったことや、気体吹出部２０を新しいものと交換す
るといったことを容易に行うことができる。

【００２６】続いて、本発明の第３の実施形態につい
て、図７を用いて説明する。本実施形態は、本発明を高
速船に適用したものである。図７において、符号Ｔは船
体、３０は船体外板、３１は気体吹出部、Ｌは水面を示
している。

【００２７】本実施形態では、船体外板１の船首１ａの
両舷に湾曲部Ｎが形成されていて、この湾曲部Ｎの一部
を形成するように、気体吹出部３１が船首３０ａ近傍の
両舷（船側３０ｂ）に一つずつ配設されている。また、
気体吹出部３１は、図７（ａ）で示す正面形状が液滴状
の輪郭で形成されていて、長軸を船体Ｔの長手方向に向
けて配されている。また、気体吹出部３１の船体外板３
０への接合構造や吹出口３２の構造といったものは第１
もしくは第２の実施形態で示したものと同様のものが適
用される。

【００２８】本実施形態のような高速船では、一般に、
船底３０ｃの面積が比較的小さく、航行状態において、
船側３０ｂから船底３０ｃへ向かう水の流線が形成され
やすい。そのため、本実施形態のように船側３０ｂに気
体吹出部３１を配設することで、船体外板３０上をマイ
クロバブルで効果的に覆うことが可能となる。また、気
体吹出部３１が液滴状に形成されているので、気体吹出
部３１に沿って流れる水が下流においても広がらず、マ
イクロバブルが船底３０ｃへと速やかに移動するように
なる。これにより、船体外板３０と水との摩擦抵抗を効
果的に低減することができる。

【００２９】本実施形態では、気体吹出部３１が、両舷
（船側３０ｂ）に一つずつ配設されているので、海成生
物を取り除くといったメンテナンスの作業の際に、作業
範囲が両舷に配された気体吹出部３１の周辺に限定さ
れ、作業に要する労力を軽減することができる。

【００３０】なお、本発明は主として、船側よりも船底
の大きな肥大船等では、第１の実施形態で示した気体吹
出部を船底に設置して、一方、高速船では、第３の実施
形態で示した船側に気体吹出部を設置するといったこと
を行う。しかしながら、船体外板上の水の流れに応じ
て、船体外板には、適切な位置に湾曲部が形成されてお
り、気体吹出部は、湾曲部の位置に応じて柔軟にその設
置場所が定められる。例えば、高速船において、船首近
傍に下方に突出した湾曲部が形成されている場合には、
船側に限らず船底に気体吹出部を設置するといったこと
を行ってもよい。さらに、双胴船といった形状の船体に
も、本発明は適用可能であって、その場合は、上述した
気体吹出部を、各船体の船底あるいは船側にそれぞれ設
置するといったことを行う。

【００３１】

【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、気体を噴出するための複数の吹出口を船首
近傍の限定領域にまとめて設けているので、吹出口に付
着した海成生物を取り除くといった、メンテナンス作業
の作業範囲が限定され、メンテナンスの作業に要する労
力を軽減することができる。

【００３２】請求項２に係る摩擦抵抗低減船では、複数
の吹出口が、船体表面の一部の領域を形成するユニット
にまとめて設けられているので、ユニットに吹出口を設
けるといった細かい作業を、船体外板の建造とは別に分
けて行うことが可能となり、船体の建造作業における効
率化が図れ、船体の建造コストを低減することができ
る。

【００３３】請求項３に係る摩擦抵抗低減船では、ユニ
ットが、船首近傍の船底に下方へ突出した状態で取り付
けられているので、吹出口での静水圧を低くすることが
可能となり、水深の深い場所であっても少ない動力で気
体を噴出することができる。

【００３４】請求項４に係る摩擦抵抗低減船では、ユニ
ットが、船首近傍の左右の船側に取り付けられるので、
船底が比較的小さく、船側から船底へ向かう水の流れが
形成されやすい高速船において、効果的に微小気泡を船
体外板上に拡散させ、摩擦抵抗を低減することができ
る。

【００３５】請求項５に係る摩擦抵抗低減船では、ユニ
ットが船体外板に着脱自在に取り付けられているので、
ユニットを取り外してメンテナンスするといったこと
や、ユニットを新しいものと交換するといったことを容
易に行うことができる。このため、ユニットが損傷した
際にも修復や交換などの対応を迅速に行うことができ
る。

【００３６】請求項６に係る摩擦抵抗低減船では、ユニ
ットが樹脂にて形成されているので、材料コストを低減
することができるとともに、成形品を大量に形成すると
いったことが可能となり、さらに建造コストを低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す側面図および
底面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態の気体吹出部の縦断
面図である。

【図３】本発明の第１の実施形態の吹出口の縦断面図
である。

【図４】気体吹出部の他の実施形態を示す縦断面図で
ある。

【図５】本発明の第２の実施形態の気体吹出部を船体
外板に取り付けた様子を示す船底方向からの概要図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施形態の気体吹出部の縦断
面図である。

【図７】本発明の第３の実施形態を示す側面図および
底面図である。

【符号の説明】

Ｓ，Ｔ船体Ｌ水面Ｍ，Ｎ湾曲部Ｍａ曲面１，２１，３０船体外板１ａ，３０ａ船首１ｂ，３０ｂ船側（両舷）１ｃ，３０ｃ船底２，２０，３１気体吹出部（ユニット）２ａ，２０ａ曲面３，２６，３２吹出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】航行中に船首（１ａ）近傍から水中へ気
体を噴出することにより、船体外板（１）上に微小気泡
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、気体を噴出するための複数の吹出口（３）を船首（１
ａ）近傍の限定領域にまとめて設けることを特徴とする
摩擦抵抗低減船。
【請求項２】複数の前記吹出口（３）は、船体表面の
一部の領域を形成するユニット（２）にまとめて設けら
れることを特徴とする請求項１記載の摩擦抵抗低減船。
【請求項３】前記ユニット（２）は、船首（１ａ）近
傍の船底（１ｃ）に下方へ突出した状態で取り付けられ
ることを特徴とする請求項２記載の摩擦抵抗低減船。
【請求項４】前記ユニット（３１）は、船首（３０
ａ）近傍の左右の船側（３０ｂ）に取り付けられること
を特徴とする請求項２記載の摩擦抵抗低減船。
【請求項５】前記ユニット（２０）は、前記船体外板
（２１）に着脱自在に取り付けられることを特徴とする
請求項２から４のいずれかに記載の摩擦抵抗低減船。
【請求項６】前記ユニット（２０）は、樹脂にて形成
されることを特徴とする請求項５記載の摩擦抵抗低減
船。