JPH1029586A - 摩擦抵抗低減船における微小気泡発生用空気吹き出し器の設置方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加圧空気の吹き出し位置を決定して船首部に
空気吹き出し口を設ける場合に、多数の空気吹き出し口
を穿設してなる多孔板を容易に組み付けることができる
ようにする。 【解決手段】 船首部の船側外板１ａの流線領域に窓孔
６を開口させる。窓孔６に空気吹き出し器本体枠７を嵌
め込んで、船側外板１ａの外方への突出部を切断する。
空気吹き出し器本体枠７の前端開口部の内側周縁に多孔
板ホルダー８を取り付ける。空気吹き出し器本体枠７の
前端開口部に多孔板９を嵌め入れて多孔板ホルダー８に
ボルト止めする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は航行時に船体表面に
作用する摩擦抵抗を低減させるために船体表面を微小気
泡で覆うようにさせる摩擦抵抗低減船における微小気泡
発生用空気吹き出し器の設置方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】船舶の航行時には、流体としての海水の
粘性のために船体の周りに海水による境界層が形成され
るが、この境界層の中では、海水の流速は船体表面が零
で船体表面から離れるに従い急激に大きく変化する傾向
にあり、船体の表面に海水の摩擦抵抗が作用し船体抵抗
の大きな要素の一つとなっている。

【０００３】そのため、近年、上記船体の表面に作用す
る摩擦抵抗を減少させて推進性能を向上させるための研
究が進められており、その対策の一つとして、船体表面
から微小気泡（マイクロバブル）を噴出させ、船体の浸
水部（没水部）表面の境界層内に微小気泡を吹き込んで
船体の浸水部表面を微小気泡で覆うことにより船体表面
に作用する摩擦抵抗を低減することを狙ったマイクロバ
ブル推進法の研究が進められている。

【０００４】マイクロバブル推進法を具現化するための
一つの方法として、空気ポンプ等の空気供給装置で発生
させた加圧空気を船底から水中へ吹き出させて、船底に
微小気泡による所要のボイドを形成させるようにするこ
とが考えられる。

【０００５】しかしながら、加圧空気を船底から水中に
吹き出させて微小気泡を発生させる技術では、船底部の
静圧が大きいことから、加圧空気吹き出し時のエネルギ
ー消費が大きく、摩擦抵抗低減によるエネルギー節約よ
りも、微小気泡発生のためのエネルギー消費の方が大き
くなってしまうので、実用化を図る上で難点がある。

【０００６】そこで、本発明者等は、加圧空気の吹き出
し位置を、静圧の小さいところに定め且つ発生させた微
小気泡を船底や船側に沿わせて流すことができれば、マ
イクロバブル推進法を実用化できることを見出し、上記
空気吹き出し口の位置を静圧の小さい所要個所に設定す
べく、船体形状が与えられると、船体周りにおいて流線
に沿って流れる微小気泡の乱流拡散を考慮した運動と任
意位置でのボイド率分布を求める計算式を確立した。こ
の計算式では、乱流拡散の影響は、等方性乱流の仮定の
基で乱数を用いて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（上向き）方向の
流速を変動させ、微小気泡の軌跡に乱れを与えることに
より考慮した。すなわち、微小気泡のランダムな運動を
モンテカルロ法により直接的にシミュレートした。微小
気泡の運動が計算されると、ボイド率は、ある時刻にお
ける検査領域内（セル内）に存在する微小気泡の体積を
検査領域（セル）の体積で除することにより求めること
ができるので、このようにして求めたボイド率の分布を
基に、摩擦抵抗低減に効果のある高いボイド率が生じる
ような船首部での流線を求めることによって、上記加圧
空気の吹き出し位置を決定することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、加圧空気の
吹き出し位置を決定して船首部に空気吹き出し口を設け
る場合に、船側外板に直接微小径の孔を多数あけること
もできるが、多孔板を組み付けるようにする場合は、船
側外板が曲面となっていることから、容易に組み付ける
ことができないという問題がある。

【０００８】そこで、本発明は、曲面を有する船側外板
に対し多孔板を容易に組み付けることができて効率よく
微小気泡を発生させることができるような微小気泡発生
用空気吹き出し器の設置方法を提供しようとするもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、船首部の船側外板の所要位置に窓孔を開
口させ、該窓孔に、前端部が船側外板から所要量突出す
るように空気吹き出し器本体枠を嵌め込んで、該空気吹
き出し器本体枠を上記窓孔の縁に溶接し、次に、上記空
気吹き出し器本体枠の船側外板外方への突出部を船側外
板の表面形状に沿わせて切断し、次いで、該突出部切断
後の空気吹き出し器本体枠の前端開口部の内側周縁に、
多孔板ホルダーを溶接し、しかる後、多数の空気吹き出
し口を平板に穿設してなる多孔板を、空気吹き出し器本
体枠の前端開口部内に嵌め入れて、上記多孔板ホルダー
にパッキンを介してボルトにより取り付け、更に、空気
吹き出し器本体枠の後端開口部に蓋板を取り付けて空気
吹き出し器とするようにした摩擦抵抗低減船の微小気泡
設置方法とする。

【００１０】船側外板の窓孔の部分に溶接した空気吹き
出し器本体枠の前端突出部を船側外板表面に沿わせて切
断し、切断後の空気吹き出し器本体枠の前端開口部に多
孔板を取り付けることから、平板状の多孔板を船体外板
の表面とほぼ面一の状態として容易に組み付けることが
できるようになる。

【００１１】又、複数の空気吹き出し器を互いに平行に
配置し、且つ該各空気吹き出し器の蓋板が同一面内に並
ぶようにすると、蓋板への配管の接続作業を画一的に行
うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１３】図１（イ）（ロ）及び図２（イ）（ロ）
（ハ）（ニ）は本発明の実施の一形態を示すもので、船
体１の船首部２の浸水部で且つ船底や船尾の方向へ流線
３が向かうようになっている流線領域でしかも最も静圧
の小さい位置（吃水線Ｄ．Ｌよりもやや下側位置）の船
側外板１ａに、複数（図では４個）の空気吹き出し器４
を船首尾方向に所要間隔を隔てて設置する場合について
示す。

【００１４】先ず、図２（イ）に示す如く、横フレーム
等の船殻骨材５の位置を避けて船側外板１ａに矩形の窓
孔６を船首尾方向に並べて開口させる。

【００１５】次に、図２（ロ）に示す如く、工場等で角
筒状に組み立てておいた各空気吹き出し器本体枠７を、
互いに平行となるように上記各窓孔６に嵌め入れ、各空
気吹き出し器本体枠７の後端開口面が同一面上に並ぶよ
うに且つ前端が船側外板１ａの外側へ所要量突出するよ
うな状態に配置して、該各空気吹き出し器本体枠７の外
周面を窓孔６の縁に溶接する。

【００１６】次いで、図２（ハ）に示す如く、船側外板
１ａから突出する上記空気吹き出し器本体枠７の前端突
出部を、船側外板１ａの表面形状に沿わせて切断する。
続いて、前端突出部を切断した後の空気吹き出し器本体
枠７の前端開口部の内側周縁に、多孔板ホルダー８を溶
接する。なお、この多孔板ホルダー８には、後述する多
孔板９のボルトに合わせて所要間隔でボルト孔を穿設し
ておくようにする。

【００１７】しかる後、図２（ニ）に示す如く、真鍮の
如き金属や硬質ゴム、硬質プラスチック等からなる平板
１３に、たとえば、直径を２mmとした多数の空気吹き出
し口（細孔）１４を縦横に５mmの配列ピッチで穿設して
なる多孔板９を、空気吹き出し器本体枠７の前端開口部
に対応する形状として、前端開口部内にパッキン１１を
介して嵌め入れ、多孔板９の周辺部に固設しておいたス
タッドボルト１０を多孔板ホルダー８のボルト孔に差し
通してナット１２で締め付け固定することにより、多孔
板９を船側外板１ａの表面とほぼ面一に組み付けるよう
にする。なお、この際、必要に応じてパッキン１１の厚
さを調整するようにする。更に、空気吹き出し器本体枠
７の後端開口部をパッキン１５を介して蓋板１６で塞ぐ
ようにする。この際、各空気吹き出し器本体枠７の後端
開口面は同一面上に位置しているため、蓋板１６も同一
面上に位置することになる。これにより、多孔板９の空
気吹き出し口１４から加圧空気１７を吹き出させること
により微小気泡１８を発生させることのできる空気吹き
出し器４が設置されたことになる。

【００１８】一方、上記空気吹き出し器４へ加圧空気１
７を供給するために、図１（イ）に示す如く、船体１の
船首部２の甲板上に、電動機１９によって駆動されるブ
ロワ２０を加圧空気供給装置として設置し、該ブロワ２
０に一端を接続した流量調整弁２１付きの空気送給管２
２の他端を、各空気吹き出し器４の蓋板１６にそれぞれ
分岐させて接続し、ブロワ２０にて発生させた加圧空気
１７を空気送給管２２を通し空気吹き出し器４に供給で
きるようにする。又、上記空気吹き出し器４の空気吹き
出し口１４を清掃できるようにするために、船体１の船
首部２の甲板上に、電動機２３によって駆動される圧縮
空気供給装置としてのコンプレッサ２４を設置し、該コ
ンプレッサ２４に一端を接続した開閉弁２５付きのブロ
ー用空気管２６の他端を、上記各空気吹き出し器４の蓋
板１６にそれぞれ分岐させて接続し、空気吹き出し器４
内に導いた圧縮空気２７を各空気吹き出し口１４よりブ
ローさせられるようにする。

【００１９】上記のようにして空気吹き出し器４を設置
した船舶の場合、巡航速度での航行時に、ブロワ２０を
電動機１９で駆動して、加圧空気１７を空気送給管２２
を通し空気吹き出し器４内に導き、各空気吹き出し口１
４より水中へ吹き出させるようにすると、発生した微小
気泡１８が船尾や船底へ向かう流線３に沿って流れるた
め、船体１の浸水部表面を微小気泡で覆うことができ、
船体１の摩擦抵抗を低減することができる。

【００２０】一方、定期的、あるいは、停泊時に、ブロ
ワ２０系の空気送給管２２の流量調整弁２１を閉じ、コ
ンプレッサ２４系のブロー用空気管２６の開閉弁２５を
開き、電動機２３によってコンプレッサ２４を駆動させ
るようにすると、コンプレッサ２４にて圧縮された圧縮
空気２７がブロー用空気管２６を通り空気吹き出し器４
内に導かれ、各空気吹き出し口１４よりブローされるた
め、空気吹き出し口１４が清掃されることになる。

【００２１】本発明においては、船側外板１ａの窓孔６
に溶接した空気吹き出し器本体枠７の前端突出部を船側
外板１ａの湾曲表面に沿わせて切断し、切断後の空気吹
き出し器本体枠７の前端開口部に多孔板９を取り付ける
ようにしたので、平板状の多孔板９を船側外板１ａの表
面とほぼ面一の状態に容易に組み付けることができる。
このため、発生した微小気泡１８は淀み点を作ることな
く流線３に乗って円滑に流される。又、各空気吹き出し
器４の蓋板１６は同一面内で並ぶように設定してあるた
め、空気送給管２２やブロー用空気管２６を蓋板１６に
接続する作業を画一的に容易に行うことができる。

【００２２】なお、上記実施の形態では、空気送給管２
２やブロー用空気管２６の接続作業の画一化を図るため
に、各空気吹き出し器本体枠７を平行に並べて蓋板１６
を同一面上に位置させるようにした場合を示したが、こ
れらは必要不可欠なことではないこと、その他本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るこ
とは勿論である。

【００２３】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の摩擦抵抗低減
船における微小空気発生用空気吹き出し器の設置方法に
よれば、次の如き優れた効果を発揮する。 (1) 船首部の船側外板の所要位置に窓孔を開口させ、該
窓孔に、前端部が船側外板から所要量突出するように空
気吹き出し器本体枠を嵌め込んで、該空気吹き出し器本
体枠を上記窓孔の縁に溶接し、次に、上記空気吹き出し
器本体枠の船側外板外方への突出部を船側外板の表面形
状に沿わせて切断し、次いで、該突出部切断後の空気吹
き出し器本体枠の前端開口部の内側周縁に、多孔板ホル
ダーを溶接し、しかる後、多数の空気吹き出し口を平板
に穿設してなる多孔板を、空気吹き出し器本体枠の前端
開口部内に嵌め入れて、上記多孔板ホルダーにパッキン
を介してボルトにより取り付け、更に、空気吹き出し器
本体枠の後端開口部に蓋板を取り付けて空気吹き出し器
とするようにしたので、平板状の多孔板を船側外板の表
面とほぼ面一に組み付けることができ、曲率が違う位置
でも容易に組み付けることができて、微小気泡を効率よ
く発生させることができる。 (2) 複数の空気吹き出し器を互いに平行に配置し、且つ
該各空気吹き出し器の蓋板が同一面内に並ぶようにする
ことにより、空気送給管やブロー用空気管等の配管の接
続作業を画一的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の摩擦抵抗低減船における微小気泡発生
用空気吹き出し器の設置方法の実施の一形態を示すもの
で、（イ）は船体船首部の概略側面図、（ロ）は（イ）
のＡ−Ａ線矢視図である。

【図２】図１（イ）のＢ−Ｂ線矢視で、（イ）（ロ）
（ハ）（ニ）は空気吹き出し器の具体的な設置手順を示
す概要図である。

【符号の説明】

１ 船体 １ａ 船側外板 ４ 空気吹き出し器 ６ 窓孔 ７ 空気吹き出し器本体枠 ８ 多孔板ホルダー ９ 多孔板 １０ スタッドボルト（ボルト） １１ パッキン １３ 平板 １４ 空気吹き出し口 １６ 蓋板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船首部の船側外板の所要位置に窓孔を開
   口させ、該窓孔に、前端部が船側外板から所要量突出す
   るように空気吹き出し器本体枠を嵌め込んで、該空気吹
   き出し器本体枠を上記窓孔の縁に溶接し、次に、上記空
   気吹き出し器本体枠の船側外板外方への突出部を船側外
   板の表面形状に沿わせて切断し、次いで、該突出部切断
   後の空気吹き出し器本体枠の前端開口部の内側周縁に、
   多孔板ホルダーを溶接し、しかる後、多数の空気吹き出
   し口を平板に穿設してなる多孔板を、空気吹き出し器本
   体枠の前端開口部内に嵌め入れて、上記多孔板ホルダー
   にパッキンを介してボルトにより取り付け、更に、空気
   吹き出し器本体枠の後端開口部に蓋板を取り付けて空気
   吹き出し器とするようにした摩擦抵抗低減船における微
   小気泡発生用空気吹き出し器の設置方法。
2. 【請求項２】 複数の空気吹き出し器を互いに平行に配
   置し、且つ該各空気吹き出し器の蓋板が同一面内に並ぶ
   ようにした摩擦抵抗低減船における微小気泡発生用空気
   吹き出し器の設置方法。