JPH11291972A - 摩擦抵抗低減船 - Google Patents

摩擦抵抗低減船

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JPH11291972A
JPH11291972A JP10093426A JP9342698A JPH11291972A JP H11291972 A JPH11291972 A JP H11291972A JP 10093426 A JP10093426 A JP 10093426A JP 9342698 A JP9342698 A JP 9342698A JP H11291972 A JPH11291972 A JP H11291972A
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JP
Japan
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air blower
ship
main air
bubbles
main
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Application number
JP10093426A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiaki Takahashi
義明 高橋
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10Measures concerning design or construction of watercraft hulls

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  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦抵抗低減効果を増大させる。 【解決手段】 船首部の船底1及び船側10の所要位置
に、加圧空気を水中へ吹き出させることにより微小気泡
を発生させるようにしてある主空気吹き出し器7aと副
空気吹き出し器7bとを設ける。副空気吹き出し器7b
を主空気吹き出し器7aよりも船首側に配置する。主空
気吹き出し器7aの部分から小さな直径の微小気泡8a
を発生させ、副空気吹き出し器7bの部分から大きな直
径の微小気泡8bを発生させ、微小気泡8aを微小気泡
8bで覆って境界層の底層に押し込む。

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できるようにする摩擦抵抗低減
船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送り込んで
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一つの
方法として、ブロア等の空気送給装置で発生させた加圧
空気を船底や船側から水中へ吹き出させて、船体表面に
微小気泡による所要のボイドを形成させるようにさせる
ことが考えられている。船底や船側から加圧空気を吹き
出させる手段としては、図4(イ)(ロ)に船底部での
一例の概略を示す如く、船底1に開口部2を穿設すると
共に、該開口部2に、多数の空気吹き出し口(細孔)3
を所要のピッチで穿設してなる多孔板4を取り付け、且
つ該多孔板4の周囲を取り囲むように、図示しない空気
送給装置に空気送給パイプ5を介して接続したシーチェ
スト6を、船底1の内側に水密に取り付けた構成とし
て、上記空気送給装置から空気送給パイプ5を通してシ
ーチェスト6に送給された加圧空気8を空気吹き出し口
3から水中に吹き出させて微小気泡を発生させるように
した空気吹き出し器7が提案されている。
【0005】又、上記空気吹き出し器7としては、図5
(イ)に示す如く、上記多孔板4に代えて、開口部2に
多孔質板9を取り付けたり、図5(ロ)に示す如く、船
底1に直接多数の空気吹き出し口3を穿設したものも提
案されている。更に、図5(ハ)に示す如く、船側10
に流線形の凸輪郭形状とした層流凸部11を設け、該層
流凸部11の頂部11aに小孔状の空気吹き出し口3を
穿設し、該空気吹き出し口3から吹き出させた加圧空気
8を、船側10に沿って流れる主流速が層流凸部11を
通過するときの速度変化により微小気泡化するようにし
た3次元翼型方式も提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等によるマイ
クロバブル推進法を具現するための研究によると、上記
各種の空気吹き出し器7の部分で発生させた小さな直径
(たとえば、1〜2mm)の微小気泡を、境界層のより底
層に送り込むことで摩擦抵抗低減効果が有効に発揮され
るということが判明してきている。
【0007】そこで、本発明は、小さな直径の微小気泡
を境界層の底層へ能動的に押し込むことができるような
摩擦抵抗低減船を提供しようとするものである。
【0008】
【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、船体外板の浸水部所要位置に、加圧空気
を水中へ吹き出させることにより微小気泡を発生させる
ようにしてある主空気吹き出し器を設け、且つ該主空気
吹き出し器よりも船首側の位置に、上記主空気吹き出し
器で発生させる微小気泡よりも大きな直径の微小気泡を
発生させるようにしてある副空気吹き出し器を設けた構
成とする。
【0009】主空気吹き出し器の部分で発生させられた
小さな直径の微小気泡が、副空気吹き出し器の部分で発
生させられた大きな直径の微小気泡により覆われること
になって境界層の底層に押し込まれるため、摩擦抵抗低
減効果を有効に発揮できるようになる。
【0010】又、主空気吹き出し器と副空気吹き出し器
の組み合わせを、船体外板表面に沿う流線に対し直角方
向に複数組配列した構成としたり、主空気吹き出し器と
副空気吹き出し器の組み合わせ列を、船首尾方向に複数
個所配置した構成とすることによって、境界層の底層に
より多くの微小気泡を押し込むことができるようになる
ので、摩擦抵抗低減効果を更に増大させることができる
ようになる。
【0011】
【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。
【0012】図1(イ)(ロ)は本発明の実施の一形態
を示すもので、船体Sにおける船首部の船底1に、図4
(イ)(ロ)や図5(イ)(ロ)(ハ)に示したいずれ
かの空気吹き出し器7と同様な構成としてあり且つ小さ
な直径の微小気泡8aを発生させるようにしてある主空
気吹き出し器7aを設けると共に、該主空気吹き出し器
7aの船首側隣接位置に、上記主空気吹き出し器7aの
部分で発生させられる微小気泡8aよりも大きな直径の
微小気泡8bを発生させるようにしてある同様な副空気
吹き出し器7bを設け、又、船首部における浸水部より
も下側に位置する船側10の流線領域に、主空気吹き出
し器7aと副空気吹き出し器7bとを上記と同様な組み
合せ配置として設ける。なお、微小気泡8aと8bの大
小はレイノルズ数で約2000を境界に区別するものと
する。
【0013】船体Sの巡航速度での航行時に、加圧空気
8を各主、副空気吹き出し器7a,7bに導いて水中に
吹き出させると、船底1の主、副空気吹き出し器7a,
7bの部分で発生させられた微小気泡8a,8bは船底
1を這うように船尾へ向かって流れ、一方、船側10の
主、副空気吹き出し器7a,7bの部分で発生させられ
た微小気泡8a,8bは船側部の流線に乗って船底1に
回り込むように流れる。この際、主空気吹き出し器7a
よりも副空気吹き出し器7bの方が船首側に位置してい
るので、主空気吹き出し器7aの部分で発生させられた
小さな直径の微小気泡8aを、副空気吹き出し器7bの
部分で発生させられた大きな直径の微小気泡で覆うよう
な形となるため、小さな直径の微小気泡8aを境界層の
底層に能動的に押し込むことができて、境界層内での滞
留時間を長くすることができる。特に、船底1を這う微
小気泡8a,8bは、浮力により船底1に押し付けられ
るため、微小気泡8aを微小気泡8bで遮蔽することが
できる。したがって、境界層中での平均ボイド率をこれ
までのものよりも上げることができるので、摩擦抵抗低
減効果を大きくすることができる。
【0014】上記において、主、副空気吹き出し器7
a,7bの部分で発生させる微小気泡8a,8bの直径
は、MENGの式により、加圧空気8の吹き出し量を調
整することにより選定することができる。すなわち、微
小気泡の直径をR、単位時間当りの空気吹き出し量を
Q、加圧空気が吹き出されるところの水の速度(船速に
ほぼ等しい)をUとすると、R=2.4√(Q/U)の
式から、Qを変えることにより任意に選定することがで
きる。
【0015】次に、図2(イ)(ロ)は本発明の他の実
施の形態を示すもので、図1(イ)(ロ)に示したと同
様な構成において、主、副空気吹き出し器7a,7bの
組み合わせを、船底1及び船側10共に、流線に対し直
角方向に複数組配列したものである。
【0016】図2(イ)(ロ)に示すようにすると、境
界層の底層に、より多くの微小気泡8aを送り込むこと
ができるようになるので、摩擦抵抗低減効果をより増大
させることができる。
【0017】又、図3(イ)(ロ)は本発明の更に他の
実施の形態を示すもので、図2(イ)(ロ)に示したと
同様な構成において、主、副空気吹き出し器7a,7b
の組み合わせ列を、流線方向に沿うよう、船首尾方向に
複数個所配置したものである。
【0018】図3(イ)(ロ)に示すようにすると、よ
り多くの微小気泡8aを、微小気泡8bで覆った状態で
境界層の底層に送り込むことができるので、摩擦抵抗低
減効果を大幅に向上させることができる。
【0019】なお、図2(イ)(ロ)の実施の形態にお
いて、主、副空気吹き出し器7a,7bの配列数は任意
であること、又、図3(イ)(ロ)の実施の形態におい
て、主、副空気吹き出し器7a,7bの組み合せ列の配
置数は任意であること、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。
【0020】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の摩擦抵抗低減
船によれば、次の如き優れた効果を発揮する。 (1) 船体外板の浸水部所要位置に、加圧空気を水中へ吹
き出させることにより微小気泡を発生させるようにして
ある主空気吹き出し器を設け、且つ該主空気吹き出し器
よりも船首側の位置に、上記主空気吹き出し器で発生さ
せる微小気泡よりも大きな直径の微小気泡を発生させる
ようにしてある副空気吹き出し器を設けた構成としてあ
るので、主空気吹き出し器の部分で発生させた小さな直
径の微小気泡を、副空気吹き出し器の部分で発生させた
大きな直径の微小気泡で覆って境界層の底層に能動的に
押し込むことができ、これにより、摩擦抵抗低減効果を
向上させることができる。 (2) 主空気吹き出し器と副空気吹き出し器の組み合わせ
を、船体外板表面に沿う流線に対し直角方向に複数組配
列した構成としたり、更に、主空気吹き出し器と副空気
吹き出し器の組み合わせ列を、船首尾方向に複数個所配
置した構成とすることによって、境界層の底層に小さな
直径の微小気泡をより多く押し込むことができるので、
摩擦抵抗低減効果を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の摩擦抵抗低減船の実施の一形態を示す
もので、(イ)は船体の概略側面図、(ロ)は底面図で
ある。
【図2】本発明の他の実施の形態を示すもので、(イ)
は船体の概略側面図、(ロ)は底面図である。
【図3】本発明の更に他の実施の形態を示すもので、
(イ)は船体の概略側面図、(ロ)は底面図である。
【図4】これまでに提案されている空気吹き出し器の一
例を示すもので、(イ)は切断側面図、(ロ)は底面図
である。
【図5】これまでに提案されている空気吹き出し器の他
の例を示すもので、(イ)は多孔質板を使用した型式の
底面図、(ロ)は船底に空気吹き出し口を直接穿設した
型式の底面図、(ハ)は3次翼型方式を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
S 船体 1 船底 7a 主空気吹き出し器 7b 副空気吹き出し器 8 加圧空気 8a,8b 微小気泡 10 船側

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船体外板の浸水部所要位置に、加圧空気
    を水中へ吹き出させることにより微小気泡を発生させる
    ようにしてある主空気吹き出し器を設け、且つ該主空気
    吹き出し器よりも船首側の位置に、上記主空気吹き出し
    器で発生させる微小気泡よりも大きな直径の微小気泡を
    発生させるようにしてある副空気吹き出し器を設けた構
    成を有することを特徴とする摩擦抵抗低減船。
  2. 【請求項2】 主空気吹き出し器と副空気吹き出し器の
    組み合わせを、船体外板表面に沿う流線に対し直角方向
    に複数組配列した請求項1記載の摩擦抵抗低減船。
  3. 【請求項3】 主空気吹き出し器と副空気吹き出し器の
    組み合わせ列を、船首尾方向に複数個所配置した請求項
    2記載の摩擦抵抗低減船。
JP10093426A 1998-04-06 1998-04-06 摩擦抵抗低減船 Pending JPH11291972A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009248611A (ja) * 2008-04-01 2009-10-29 National Maritime Research Institute 船舶の摩擦抵抗低減装置
WO2012133625A1 (ja) 2011-03-31 2012-10-04 三菱重工業株式会社 摩擦抵抗低減型船舶、及び、船舶の摩擦抵抗低減装置
JP2022157497A (ja) * 2021-03-31 2022-10-14 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 摩擦抵抗低減装置を備えた船舶、及びバブル発生装置

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