CN107406124B - 空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶 - Google Patents

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Abstract

向船身(11)周围喷出空气来降低在船身(11)与周围的水之间产生的摩擦阻力的空气润滑式船舶(10)的摩擦阻力降低装置(20E)具备：喷射器主体(31)，具有供从高压空气供给源(14)供给的高压空气(AH)流动的流路(31r)，并向流路(31r)内引入压力低于高压空气(AH)的低压空气(AL)；及气泡喷出部(21)，通过将从喷射器主体(31)排出的高压空气(AH)及低压空气(AL)喷出，而在船身(11)周围产生气泡。

Description

空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶
技术领域
本发明涉及空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶。
本申请基于在2015年3月31日向日本提出申请的日本特愿2015-73479号而主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
船舶在航行中，会受到在船身没入水中的部分与水之间产生的摩擦阻力。该摩擦阻力成为对于船身的推进力而言的损耗，因此妨碍由消耗燃料削减产生的节能效果的提高、CO2排出量削减。
因此，提出了使通过从船身向周围的水中喷出空气而生成的气泡沿着船身表面流动，从而降低与水之间产生的摩擦阻力的技术。
气泡例如能够通过鼓风机生成。该鼓风机在消耗能量小的方面有利，通常用于低压大流量的用途。
另一方面，在吃水较深的船舶中，较大的吃水压作用于气泡的喷出口。在该情况下，为了将空气送入至船底并向水中喷出，与吃水较浅的情况相比需要提高空气的压力。然而，通过鼓风机有时无法充分地得到空气的喷出压。例如，也考虑了使用能够升压成更高压的压缩机等高压空气源的方法，但是消耗能量变大。因此，在吃水较深的情况下，通过使摩擦阻力减少而降低的消耗能量与为了送入空气所需的消耗能量之差变少，节能效果变小。
专利文献1公开了通过将由发动机的增压器加压后的加压空气的一部分向鼓风机供给来提高向船底送入的空气的压力的结构。根据这样的结构，即使在吃水较深的情况下，也能够抑制消耗能量的增加并将空气送入至船底而向水中喷出，其结果是，能够抑制节能效果的减少。
专利文献1：日本特开2013-91376号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1记载的技术为了根据发动机的输出和吃水压来调整加压空气的压力而具有复杂的结构。
另外，在发动机输出较低的情况等无法充分地得到从增压器供给的加压空气的流量的情况下，为了降低摩擦阻力而需要发动机的输出的增加或压缩机等高压空气源的输出的增加，从而能量消耗增加。因此，可能得不到充分的节能效果、CO2排出量削减效果。
本发明目的在于提供一种能够抑制零件个数的增加并确保所需的空气流量，得到充分的节能效果、CO2排出量削减效果的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶。
用于解决课题的方案
根据本发明的第一形态，空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置是向船身周围喷出空气来降低在上述船身与周围的水之间产生的摩擦阻力的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置，该摩擦阻力降低装置具备喷射器，上述喷射器具有供从高压空气供给源供给的高压空气流动的流路，并向上述流路内引入压力低于上述高压空气的低压空气。摩擦阻力降低装置还具备气泡喷出部，上述气泡喷出部通过将从上述喷射器排出的上述高压空气及上述低压空气喷出，而在上述船身的周围产生气泡。
这样，通过从喷射器向气泡喷出部供给高压空气和低压空气，而能够增大空气流量。而且，在不增大空气流量的情况下，也能够抑制用于生成高压空气或低压空气的设备类所需的能量。
根据本发明的第二形态，空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置以第一形态为基础，也可以是，上述流路从上游侧朝向下游侧而流路截面积逐渐缩小。
通过这样构成，在喷射器的流路中，高压空气朝向下游侧而流速升高，由此在流路内产生负压。通过该负压，能够将低压空气向喷射器的流路内引入，因此不需要为了引入低压空气而增加空气流量的专用的动力源。
根据本发明的第三形态，空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置以第一或第二形态为基础，也可以是，是使上述船身推进的主机或者向上述主机供气的辅机。
这样，通过利用来自主机的排气或者从增压器等辅机排出的压缩空气作为高压空气，不需要为了生成高压空气而另外设置压缩机等，能够实现低成本化。
根据本发明的第四形态，空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置以第一或第二形态为基础，也可以是，上述高压空气供给源是对大气进行压缩的压缩机。
通过这样构成，能够容易地从大气取得高压空气。
根据本发明的第五形态，空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置以第一至第四形态中任一形态为基础，也可以是，还具备回收从上述气泡喷出部喷出的上述气泡的气泡回收部，上述低压空气是由上述气泡回收部回收的上述气泡和从大气取入并通过鼓风机压缩后的空气。
这样，通过将来自气泡回收部回收的气泡的低压空气和通过鼓风机压缩的空气作为低压空气使用，能够容易地确保低压空气并增大低压空气的流量即向气泡喷出部供给的空气流量。
此外，通过利用气泡回收部回收低压空气，而能够降低在船身的船尾部设置的螺旋桨卷入气泡的情况，因此能够抑制振动的发生或推进效率的下降。
根据本发明的第六形态，空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置以第一至第四形态中任一形态为基础，也可以是，还具备回收从上述气泡喷出部喷出的上述气泡的气泡回收部，上述低压空气从由上述气泡回收部回收的上述气泡得到。
这样，通过从由气泡回收部回收的气泡得到低压空气，能够抑制用于生成低压空气的设备成本。
此外，通过利用气泡回收部回收低压空气，能够降低在船身的船尾部设置的螺旋桨卷入气泡的情况，因此能够抑制振动的发生或推进效率的下降。
根据本发明的第七形态，空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置以第一至第四形态中任一形态为基础，也可以是，上述低压空气是从大气中取入的空气。
通过这样构成，能够容易地确保用于增加空气流量的低压空气。
根据本发明的第八形态，空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置以第一至第四形态中任一形态为基础，也可以是，上述低压空气是通过鼓风机对从大气取入的空气进行了压缩后的空气。
通过这样构成，能够容易地确保低压空气，并增大低压空气的流量，即向气泡喷出部供给的空气流量。
根据本发明的第九形态，空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置以第四形态为基础，也可以是，具备对燃烧用空气进行压缩而向使上述船身推进的主机供给的增压器，上述低压空气是通过上述增压器压缩后的空气。
这样，通过利用从增压器喷出的压缩空气作为低压空气，不需要为了生成低压空气而另外具备设备，能够实现低成本化。在该情况下，高压空气例如可以通过压缩机等以比从增压器供给的低压空气成为高压的方式供给。
根据本发明的第十形态，空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置以第一至第九形态中任一形态为基础，也可以是，还具备对从大气取入的空气进行压缩而向上述气泡喷出部供给的空气升压部，上述空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置能够择一地从上述空气升压部及上述喷射器中的至少一方对上述气泡喷出部供给空气。
通过这样构成，在吃水较浅的情况下，能够将通过空气升压部升压后的空气向气泡喷出部供给，在吃水较深的情况下，能够从喷射器将高压空气及低压空气向气泡喷出部供给。由此，能够抑制能量消耗并根据吃水的深度而向气泡喷出部供给适当的空气。
根据本发明的第十一形态，空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置以第一至第十形态中任一形态为基础，也可以是，在上述喷射器的上游侧还具备暂时积存上述高压空气的充气罐。
通过这样构成，能够抑制在生成高压空气的设备例如增压器或压缩机等产生的空气的流动的脉动。由此，能够使低压空气顺畅地与在喷射器中流动的高压空气合流。而且，通过抑制脉动，能够从气泡喷出部稳定地产生气泡。
根据本发明的第十二形态，船舶具备第一至第十一形态中任一形态的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置。
通过这样构成，能够实现节能化、CO2排出量的降低并提高推进力。
发明效果
根据本发明的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶，能够提高节能效果、CO2排出量削减效果。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
图2是表示本发明的第二实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
图3是表示本发明的第三实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
图4是表示本发明的第四实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
图5是表示本发明的第五实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
图6是表示本发明的第六实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
图7是表示本发明的第七实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
图8是表示本发明的第八实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
图9是表示本发明的第九实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
图10是表示本发明的第十实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
图11是表示本发明的第十一实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
图12是表示本发明的第十二实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
具体实施方式
以下，基于附图，对本发明的实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶进行说明。
(第一实施方式)
图1是表示本实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
如图1所示，本实施方式的船舶(空气润滑式船舶)10主要具备船身11、螺旋桨12、主机13、增压器14、摩擦阻力降低装置20A。
螺旋桨12从船身11的船尾部11r侧的底部向后方突出设置。该螺旋桨12具备旋转轴12s，该旋转轴12s与设置在船身11内的主机13连接。
主机13通过使将燃料与空气混合的混合器进行燃烧而产生驱动力，来驱动螺旋桨12的旋转轴12s旋转。
增压器14从外部取入大气并进行压缩，至少将其一部分作为高压的燃烧用空气向主机13送入。
摩擦阻力降低装置20A具备气泡喷出部21、空气供给部30A。
气泡喷出部21设置在船身11的船首部11f侧的船底11b。气泡喷出部21经由空气供给管22而与后述的空气供给部30A连接。气泡喷出部21将从空气供给部30A通过设置在船身11内的空气供给管22供给的空气从船底11b向船身11周围的水中喷出。通过从气泡喷出部21喷出的空气，而在船底11b周围的水中生成气泡。气泡伴随着船舶10的推进而相对于船身11进行相对移动。更具体而言，生成的气泡从气泡喷出部21朝向船首尾方向的船尾部11r侧沿着船底11b移动。
空气供给部30A具备喷射器主体31。该喷射器主体31在其内部具有从第一端部31a朝向第二端部31b缩径的锥状的流路31r。在喷射器主体31的第一端部31a连接有高压空气供给配管35，在喷射器主体31的第二端部31b连接有空气供给管22。
在喷射器主体31的外周侧面连接有吸入口32。更具体而言，吸入口32的第一端部32a与外部连接，吸入口32的第二端部32b与喷射器主体31的外周侧面连接。吸入口32在其内部具有将吸入口32的第一端部32a与第二端部32b连通的流路32r。该流路32r形成为从第一端部32a朝向第二端部32b缩径的锥状。在该吸入口32的内部形成的流路32r合流连接于上述喷射器主体31的流路31r的中间部。在此，说明了流路32r形成为锥状的情况，但是流路32r也可以不是锥状。
在该实施方式中，高压空气供给配管35与例如涡轮压缩机等高压空气供给源37连接。
吸入口32的第一端部32a与低压空气供给源38连接，该低压空气供给源38供给比由高压空气供给源37生成的高压空气AH低压的低压空气AL。该实施方式中的低压空气供给源38取入大气作为低压空气AL并向吸入口32供给。在此，取入大气的场所可以是例如上甲板、船身11的内部空间中的任一个。
在喷射器主体31与气泡喷出部21之间的空气供给管22上以能够开闭的方式设有止回阀V1。止回阀V1仅容许从喷射器主体31侧向气泡喷出部21侧的流动，阻止从气泡喷出部21侧向喷射器主体31侧的流动。
在低压空气供给源38与喷射器主体31之间设有切换阀V2。切换阀V2对于低压空气供给源38与喷射器主体31之间的低压空气的流动进行开闭。
接下来，对上述摩擦阻力降低装置20A的动作进行说明。
为了使摩擦阻力降低装置20A工作，首先，在将切换阀V2关闭的状态下使高压空气供给源37启动。于是，在喷射器主体31中，高压空气AH从第一端部31a通过高压空气供给配管35向流路31r送入，将止回阀V1打开。由此，高压空气AH通过止回阀V1向气泡喷出部21供给。在此，从第一端部31a送入的高压空气AH在喷射器主体31内，在流路31r中从第一端部31a朝向第二端部31b流动的期间，伴随着流路截面积的缩小而流速逐渐升高。由于该流速的增加，流路31r内的压力下降而产生负压。在流路31r内产生的负压从吸入口32的第二端部32b扩及到流路32r内。
接下来，在使低压空气供给源38启动之后，将切换阀V2打开。于是，从低压空气供给源38送出的低压空气AL从喷射器主体31的吸入口32的第一端部32a向流路32r内流入。流入到流路32r内的低压空气AL从第二端部32b被向喷射器主体31的流路31r内引入。被引入到该流路31r内的低压空气AL在流路31r内与高压空气AH合流，从喷射器主体31的第二端部31b被送入空气供给管22。由此，将在高压空气AH中加入了低压空气AL而得到的空气向气泡喷出部21供给。
在此，在图1中，为了便于图示，从喷射器主体31的第一端部31a至第二端部31b的整体形成为锥状。然而，喷射器主体31的形状并不限于该形状，只要是在连接吸入口32的第二端部32b的部位能充分地提高流路31r内的流速的形状即可。也可以在喷射器主体31的第二端部31b设置扩散器，在喷射器主体31内使空气的压力恢复。
根据上述第一实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶，将从压缩机等高压空气供给源37供给的高压空气AH和从低压空气供给源38供给的低压空气AL向气泡喷出部21供给。由此，能够增大从气泡喷出部21喷出的空气流量。因此，即使在吃水较深的情况下，也能够在水中产生充分量的气泡。
此外，与向气泡喷出部21仅供给来自高压空气供给源37的高压空气AH的情况相比，能够通过喷射器主体31使低压空气AL合流，能够相应地降低高压空气供给源37的动力。即，能够以更少的动力来确保与仅使用高压空气供给源37的情况同等的空气流量。
此外，低压空气AL通过由于高压空气AH在空气供给部30A的喷射器主体31中流动所产生的负压而被引入并向气泡喷出部21供给，因此不需要用于使低压空气AL与高压空气AH合流的动力。即，能够以更少的消耗能量，通过从气泡喷出部21喷出的空气来抑制在船身11与水之间产生的摩擦阻力。
其结果是，能够抑制对于船身的推进力的损耗，有效地实现燃料消耗削减产生的节能效果的提高、CO2排出量削减。
(第二实施方式)
接下来，基于附图，对本发明的第二实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶进行说明。在以下说明的第二实施方式中，仅是具备空气供给部的结构与第一实施方式不同。因此，对于与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记进行说明，并省略重复说明。
图2是表示本实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
如图2所示，本实施方式的船舶10具备摩擦阻力降低装置20B。摩擦阻力降低装置20B具备气泡喷出部21、空气供给部30A、低压空气供给部(空气升压部)40。
低压空气供给部40具备大气导入管41、鼓风机42、空气供给管43。
大气导入管41的第一端部41a从比吃水线L靠上方的船身11，例如上甲板向大气中形成开口。大气导入管41的第二端部41b与鼓风机42连接。
鼓风机42使通过大气导入管41导入的大气升压，生成比高压空气AH低压的低压空气AL2。
空气供给管43将鼓风机42和气泡喷出部21连接。经由该空气供给管43而将由鼓风机42升压后的低压空气AL2向气泡喷出部21送入。
在喷射器主体31与气泡喷出部21之间的空气供给管22上以能够开闭的方式设有止回阀V1。止回阀V1仅容许从喷射器主体31侧向气泡喷出部21侧的流动，阻止从气泡喷出部21侧向喷射器主体31侧的流动。
在低压空气供给源38与喷射器主体31之间设有切换阀V2。切换阀V2对低压空气供给源38与喷射器主体31之间的低压空气的流路进行开闭。
在鼓风机42与气泡喷出部21之间的空气供给管43上以能够开闭的方式设有止回阀V3。止回阀V3仅容许从鼓风机42侧向气泡喷出部21侧的流动，阻止从气泡喷出部21侧向鼓风机42侧的流动。
在摩擦阻力降低装置20B中，与上述第一实施方式相同，通过空气供给部30A，从压缩机等高压空气供给源37供给的高压空气AH和从低压空气供给源38供给的低压空气AL在喷射器主体31内合流之后，向气泡喷出部21供给。
本实施方式的摩擦阻力降低装置20B能够使空气供给部30A和低压空气供给部40择一地工作而对气泡喷出部21供给空气。
例如，在轻载吃水等吃水较浅的情况下，通过低压空气供给部40将低压空气AL2向气泡喷出部21供给。更具体而言，在切换阀V2关闭的状态下，使鼓风机42工作。接下来，将止回阀V3打开，将来自鼓风机42的低压空气AL2向气泡喷出部21供给。
例如，在满载吃水等吃水较深的情况下，通过空气供给部30A将高压空气AH及低压空气AL向气泡喷出部21供给。更具体而言，从切换阀V2关闭的状态开始，与第一实施方式相同，依次进行高压空气供给源37的工作、低压空气供给源38的启动、切换阀V2的打开动作。由此，将高压空气AH及低压空气AL向气泡喷出部21供给。
本实施方式的摩擦阻力降低装置20B也可以使低压空气供给部40与空气供给部30A同时工作。由此，对于气泡喷出部21，除了高压空气AH之外，也能够供给低压空气AL及低压空气AL2。
根据上述第二实施方式，由于具备低压空气供给部40和空气供给部30A，因此能够根据吃水来抑制消耗能量，而向气泡喷出部21供给适当量的空气。
此外，与上述第一实施方式相同，在从空气供给部30A供给空气的情况下，从压缩机等高压空气供给源37供给的高压空气AH和从低压空气供给源38供给的低压空气AL向气泡喷出部21供给。因此，能够增大从气泡喷出部21喷出的空气流量。即，能够以比以往少的动力，确保与以往同等的空气流量。
此外，如果使低压空气供给部40与空气供给部30A同时工作，则对于气泡喷出部21，除了高压空气AH之外，还能够供给低压空气AL及低压空气AL2。由此，能够进一步增大向气泡喷出部21供给的空气流量。
这样，以更少的消耗能量，通过从气泡喷出部21喷出的空气来抑制在船身11与水之间产生的摩擦阻力，由此能够抑制对于船身的推进力的损耗，能够有效地实现由燃料消耗削减产生的节能效果的提高、CO2排出量削减。
(第三实施方式)
接下来，基于附图，对本发明的第三实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶进行说明。在该第三实施方式中，对于与第一实施方式、第二实施方式相同的部分标注相同的附图标记进行说明，并省略重复说明。
图3是表示本实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
如图3所示，本实施方式的船舶10具备摩擦阻力降低装置20C。该摩擦阻力降低装置20C具备气泡喷出部21、空气供给部30C、低压空气供给部40。
空气供给部30C具备喷射器主体31。在该喷射器主体31的外周侧面连接有吸入口32。
在喷射器主体31的第一端部31a连接高压空气供给配管35，另一方面在喷射器主体31的第二端部31b连接空气供给管22。
本实施方式的高压空气供给配管35分支连接于增压器(高压空气供给源、辅机)14的排出侧。该高压空气供给配管35将从增压器14排出的压缩空气的一部分作为高压空气AH向喷射器主体31的第一端部31a送入。
在吸入口32的第一端部32a连接有低压空气供给配管39。本实施方式的低压空气供给配管39在船身11处，向比吃水线L靠上方的大气形成开口，将大气作为低压空气AL向吸入口32送入。
在喷射器主体31与气泡喷出部21之间的空气供给管22上以能够开闭的方式设有止回阀V1。
在取入大气的低压空气供给配管39上以能够开闭的方式设有切换阀V2。切换阀V2使从低压空气供给配管39向喷射器主体31的低压空气的流动断续。
在鼓风机42与气泡喷出部21之间的空气供给管43上以能够开闭的方式设有止回阀V3。
此外，在从增压器14取入高压空气AH的高压空气供给配管35上以能够开闭的方式设有切换阀V4。切换阀V4能够使从高压空气供给配管35向喷射器主体31的高压空气AH的流动断续及调整其流量。
当从切换阀V2、V4关闭的状态开始打开切换阀V4时，由增压器14压缩后的高压空气AH从第一端部31a通过高压空气供给配管35向这样的空气供给部30C的喷射器主体31的流路31r送入。接下来，打开止回阀V1。由此，从喷射器主体31通过止回阀V1向气泡喷出部21供给高压空气AH。在此，从第一端部31a送入的高压空气AH在喷射器主体31内，流速逐渐升高，在流路31r内产生负压。
接下来，当打开切换阀V2时，由从低压空气供给配管39取入的大气构成的低压空气AL由于喷射器主体31内的负压而从吸入口32的第一端部32a向流路32r内流入。
流入到流路32r内的低压空气AL从第二端部32b被向喷射器主体31的流路31r内引入。被引入到该流路31r内的低压空气AL在流路31r内与高压空气AH合流，从喷射器主体31的第二端部31b被送入空气供给管22。由此，向气泡喷出部21供给在高压空气AH中加入了低压空气AL而得到的空气。
与第二实施方式相同，该摩擦阻力降低装置20C能够使空气供给部30C和低压空气供给部40择一地工作而对气泡喷出部21供给空气。由此，例如，在轻载吃水等吃水较较浅的情况下，通过低压空气供给部40将低压空气AL2向气泡喷出部21供给。更具体而言，在切换阀V2、V4关闭的状态下，使鼓风机42工作。接下来，打开止回阀V3。由此，将低压空气AL2向气泡喷出部21供给。
例如，在满载吃水等吃水较深的情况下，通过空气供给部30A将高压空气AH及低压空气AL向气泡喷出部21供给。更具体而言，从切换阀V2、V4关闭的状态开始，与本第三实施方式相同地，依次进行切换阀V4的打开动作、切换阀V2的打开动作。由此，将高压空气AH及低压空气AL向气泡喷出部21供给。
此外，也能够使低压空气供给部40和空气供给部30C同时工作，对于气泡喷出部21，除了高压空气AH之外，还供给低压空气AL及低压空气AL2。
根据上述第三实施方式，将从增压器14排出的压缩空气的一部分作为高压空气AH利用，因此不需要为了得到高压空气AH而准备压缩机等，与第二实施方式相比能够抑制零件个数。
在上述第三实施方式中，将从增压器14排出的压缩空气的一部分作为高压空气AH利用，但是例如也可以将来自使船舶10的船身11推进的主机13的废气作为高压空气AH向喷射器主体31送入。在该情况下，如图3所示，取代高压空气供给配管35而设置将来自主机13的废气向喷射器主体31送入的废气供给管35G(以下，第四至第六实施方式也相同)。在废气供给管35G以能够开闭的方式设有切换阀V4’。切换阀V4’能够使从废气供给管35G向喷射器主体31的高压空气AH的流动断续及调整其流量。
(第四实施方式)
接下来，基于附图，对本发明的第四实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶进行说明。在该第四实施方式中，对于与第一至第三实施方式相同的部分，标注相同的附图标记进行说明，并省略重复说明。
图4是表示本实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
如图4所示，本实施方式的船舶10具备摩擦阻力降低装置20D。该摩擦阻力降低装置20D具备气泡喷出部21、空气供给部30D。
空气供给部30D具备喷射器主体31。而且，在喷射器主体31的外周侧面连接有吸入口32。
与上述各实施方式相同，喷射器主体31具有锥状的流路31r。在喷射器主体31的第一端部31a连接有高压空气供给配管35，在第二端部31b连接有空气供给管22。与第三实施方式相同地，本实施方式的高压空气供给配管35连接于增压器14的排出侧，将从增压器14排出的压缩空气的一部分作为高压空气AH向喷射器主体31的第一端部31a送入。
在吸入口32的第一端部32a连接有低压空气供给配管39。本实施方式的低压空气供给配管39与鼓风机42连接。鼓风机42将通过大气导入管41导入的大气吸入并进行升压，生成比高压空气AH低压的低压空气AL。该低压空气AL经由低压空气供给配管39向吸入口32导入。
在喷射器主体31与气泡喷出部21之间的空气供给管22上以能够开闭的方式设有止回阀V1。
在低压空气供给配管39上，在鼓风机42与喷射器主体31之间以能够开闭的方式设有切换阀V2。切换阀V2使从低压空气供给配管39向喷射器主体31的低压空气的流动断续。
在从增压器14取入高压空气AH的高压空气供给配管35上以能够开闭的方式设有切换阀V4。切换阀V4使从高压空气供给配管35向喷射器主体31的高压空气AH的流动的断续及调整其流量。
在空气供给部30D中，当从切换阀V2、V4关闭的状态开始打开切换阀V4时，由增压器14压缩后的高压空气AH从第一端部31a通过高压空气供给配管35向喷射器主体31送入。接下来，打开止回阀V1。由此，高压空气AH从喷射器主体31通过止回阀V1向气泡喷出部21供给。在此，从喷射器主体31的第一端部31a送入的高压空气AH的流速在喷射器主体31内逐渐升高，在流路31r内产生负压。
接下来，在使鼓风机42工作之后，打开切换阀V2，从而将低压空气AL向吸入口32送入。于是，通过喷射器主体31内的负压，将导入到吸入口32的低压空气AL向喷射器主体31内引入。被引入到该流路31r内的低压空气AL在流路31r内与高压空气AH合流，从喷射器主体31的第二端部31b向空气供给管22送入。由此，将在高压空气AH中加入了低压空气AL而得到的空气向气泡喷出部21供给。
根据上述第四实施方式，将由增压器14压缩后的高压空气AH和由鼓风机42升压后的低压空气AL向气泡喷出部21供给。由此，能够增大从气泡喷出部21喷出的空气流量。尤其是在该第四实施方式的情况下，与将大气原封不动地作为低压空气AL取入的情况相比，能够增大低压空气AL的流量。
(第五实施方式)
接下来，基于附图，对本发明的第五实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶进行说明。在该第五实施方式中，对于与第一～第四实施方式相同的部分，标注相同的附图标记进行说明，并省略重复说明。
图5是表示本实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
如图5所示，本实施方式的船舶10具备摩擦阻力降低装置20E。该摩擦阻力降低装置20E具备气泡喷出部21、气泡回收部25、空气供给部30E、低压空气供给部40。
气泡回收部25回收由气泡喷出部21生成的气泡。气泡回收部25朝向下方形成开口而设于船身11的船底11b。该气泡回收部25在船首尾方向上，相比螺旋桨12而配置在船首部11f侧，并尽可能地配置在船尾部11r侧。
空气供给部30E具备喷射器主体31。在喷射器主体31的外周侧面连接吸入口32。
与上述各实施方式相同，喷射器主体31具有锥状的流路31r。在喷射器主体31的第一端部31a连接有高压空气供给配管35，而在喷射器主体31的第二端部31b连接有空气供给管22。
本实施方式的高压空气供给配管35连接于增压器14的排出侧。从增压器14喷出的压缩空气的一部分作为高压空气AH向喷射器主体31的第一端部31a送入。
在吸入口32的第一端部32a连接有低压空气供给配管39。本实施方式的低压空气供给配管39连接于气泡回收部25，将从通过该气泡回收部25回收的气泡得到的空气作为低压空气AL向吸入口32送入。
在喷射器主体31与气泡喷出部21之间的空气供给管22上以能够开闭的方式设有止回阀V1。
在鼓风机42与气泡喷出部21之间的空气供给管43上以能够开闭的方式设有止回阀V3。
在从增压器14取入高压空气AH的高压空气供给配管35上以能够开闭的方式设有切换阀V4。切换阀V4使从高压空气供给配管35向喷射器主体31的高压空气AH的流动断续及调整其流量。
在将从通过气泡回收部25回收的气泡得到的空气作为低压空气AL取入的低压空气供给配管39使设有止回阀V5。该止回阀V5仅容许从气泡回收部25向吸入口32的流动，阻止从吸入口32向气泡回收部25的流动。止回阀V5具有从气泡回收部25向吸入口32的流量调整功能。在此，在本实施方式中，例示了止回阀V5具有流量调整功能的情况，但是也可以将止回阀和流量调整阀串联地连接。
在空气供给部30E中，从切换阀V4、止回阀V5关闭的状态开始，打开切换阀V4。于是，由增压器14压缩后的高压空气AH从第一端部31a通过高压空气供给配管35向喷射器主体31送入。接下来，打开止回阀V1。由此，从喷射器主体31通过止回阀V1向气泡喷出部21供给高压空气AH。高压空气AH在喷射器主体31内流速逐渐升高，在流路31r内产生负压。
接下来，打开止回阀V5。于是，由气泡回收部25回收的空气即低压空气AL从吸入口32的第一端部32a流入了通过能够进行流量调整的止回阀V5调整后的流量。流入到该流路32r内的低压空气AL从第二端部32b向喷射器主体31的流路31r内引入，在流路31r内与高压空气AH合流，从喷射器主体31的第二端部31b向空气供给管22送入。由此，对于气泡喷出部21，除了高压空气AH之外，还供给低压空气AL。
在这样的摩擦阻力降低装置20E中，能够使空气供给部30E和低压空气供给部40择一地工作而对气泡喷出部21供给空气。
由此，例如在吃水较浅的情况下，能够通过低压空气供给部40将低压空气AL2向气泡喷出部21供给，在吃水较深的情况下，能够通过空气供给部30E将高压空气AH及低压空气AL向气泡喷出部21供给。
此外，也可以使低压空气供给部40和空气供给部30E同时工作，对于气泡喷出部21，除了高压空气AH之外，还供给低压空气AL及低压空气AL2。
根据上述第五实施方式，由于具备低压空气供给部40和空气供给部30E，因此能够根据吃水来抑制消耗能量并将适当量的空气向气泡喷出部21供给。
在从空气供给部30E供给空气的情况下，将由增压器14压缩后的高压空气AH和从通过气泡回收部25回收的气泡得到的低压空气AL向气泡喷出部21供给。因此，能够增大从气泡喷出部21喷出的空气流量。
此外，若使低压空气供给部40和空气供给部30E同时工作，则能够对于气泡喷出部21，除了高压空气AH之外，也供给低压空气AL及低压空气AL2。由此，能够进一步增大向气泡喷出部21供给的空气流量。
由于将从增压器14喷出的压缩空气的一部分作为高压空气AH利用，因此不需要为了得到高压空气AH而准备压缩机等，能够以低成本得到上述效果。
尤其是在该第五实施方式中，从通过气泡回收部25回收的气泡得到低压空气AL，因此在不需要任何能量或成本这方面有利。
此外，通过利用气泡回收部25回收低压空气AL，能够抑制气泡与在船身11的船尾部11r设置的螺旋桨12的接触，能够抑制振动的产生和推进效率的下降。
(第六实施方式)
接下来，基于附图，对本发明的第六实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶进行说明。在该第六实施方式中，对于与第一至第五实施方式相同的部分，标注相同的附图标记进行说明，并省略重复说明。
图6是表示本实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
如图6所示，本实施方式的船舶10具备摩擦阻力降低装置20F。摩擦阻力降低装置20F具备气泡喷出部21、气泡回收部25、空气供给部30F。
空气供给部30F具备喷射器主体31。在喷射器主体31的外周侧面连接有吸入口32。
与上述各实施方式相同地，喷射器主体31具有锥状的流路31r。在喷射器主体31的第一端部31a连接有高压空气供给配管35，而在喷射器主体31的第二端部31b连接有空气供给管22。
在本实施方式中，高压空气供给配管35连接于增压器14的排出侧。将从增压器14排出的压缩空气的一部分作为高压空气AH向喷射器主体31的第一端部31a送入。
在吸入口32的第一端部32a连接有低压空气供给配管39。本实施方式的低压空气供给配管39通过分支管39a和分支管39b而分支成两叉。分支管39a与气泡回收部25连接，分支管39b与鼓风机62连接。鼓风机62使通过大气导入管61导入的大气升压。即，低压空气供给配管39将从通过气泡回收部25回收的气泡得到的空气和由鼓风机62升压后的大气作为低压空气AL向吸入口32供给。基于鼓风机62的低压空气AL的供给量可根据从气泡回收部25回收的回收空气的流量等而适当变动。
在喷射器主体31与气泡喷出部21之间的空气供给管22上以能够开闭的方式设有止回阀V1。
在鼓风机42与气泡喷出部21之间的空气供给管43上以能够开闭的方式设有止回阀V3。
在从增压器14取入高压空气AH的高压空气供给配管35上以能够开闭的方式设有切换阀V4。切换阀V4使从高压空气供给配管35向喷射器主体31的高压空气AH的流动断续及调整其流量。
与第五实施方式相同地，在从通过气泡回收部25回收的气泡得到的空气作为低压空气AL而取入的低压空气供给配管39的分支管39a上设有能够进行流量调整的止回阀V5。在分支管39b上设有使从鼓风机62送入的空气的流动断续的切换阀V6。
在空气供给部30F中，当从切换阀V4、V6、止回阀V5关闭的状态开始打开切换阀V4时，由增压器14压缩后的高压空气AH从第一端部31a通过高压空气供给配管35向喷射器主体31送入。接下来，打开止回阀V1。由此，高压空气AH从喷射器主体31通过止回阀V1向气泡喷出部21供给。在此，从喷射器主体31的第一端部31a送入的高压空气AH在喷射器主体31内流速逐渐升高，在流路31r内产生负压。
接下来，当打开止回阀V5时，由于喷射器主体31内的负压，通过气泡回收部25回收的空气即低压空气AL从吸入口32的第一端部32a流入。此外，在使鼓风机62工作之后，通过打开切换阀V6而低压空气AL被向吸入口32送入。由此，由气泡回收部25回收的空气及由鼓风机62升压后的大气即低压空气AL流入喷射器主体31。流入到该流路32r内的低压空气AL从第二端部32b被引入到喷射器主体31的流路31r内，在流路31r内与高压空气AH合流，从喷射器主体31的第二端部31b向空气供给管22送入。由此，对于气泡喷出部21供给在高压空气AH中加入了低压空气AL而得到的空气。
根据上述第六实施方式，在空气供给部30F中，由增压器14压缩后的高压空气AH与从由气泡回收部25回收的空气及通过鼓风机62升压后的大气得到的低压空气AL合流而向气泡喷出部21供给。因此，能够增大从气泡喷出部21喷出的空气流量。尤其是在该第六实施方式中，低压空气AL的一部分使用从通过气泡回收部25回收的气泡得到的空气，因此不需要任何能量、成本。此外，由于将由鼓风机62升压后的大气作为低压空气AL使用，因此从由气泡回收部25回收的气泡得到的低压空气AL的流量不足时等，能够增大低压空气AL的流量。
(第七实施方式)
接下来，基于附图，对本发明的第七实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶进行说明。在该第七实施方式中，对于与第一至第六实施方式相同的部分，标注相同的附图标记进行说明，并省略重复说明。
图7是表示本实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
如图7所示，本实施方式的船舶10具备摩擦阻力降低装置20G。该摩擦阻力降低装置20G具备气泡喷出部21和空气供给部30G。
空气供给部30G具备喷射器主体31。在喷射器主体31的外周侧面连接有吸入口32。
与上述各实施方式相同地，喷射器主体31具有锥状的流路31r。在喷射器主体31的第一端部31a连接有高压空气供给配管35，在喷射器主体31的第二端部31b连接有空气供给管22。
在本实施方式中，高压空气供给配管35例如与涡轮压缩机等高压空气供给源37连接。
在吸入口32的第一端部32a连接有低压空气供给配管39。本实施方式的低压空气供给配管39在船身11处，向比吃水线L靠上方的大气形成开口，将大气作为低压空气AL向吸入口32送入。
在喷射器主体31与气泡喷出部21之间的空气供给管22上以能够开闭的方式设有止回阀V1。
在低压空气供给配管39上以能够开闭的方式设有切换阀V2。切换阀V2使从低压空气供给配管39向喷射器主体31的低压空气的流动断续。
在空气供给部30G中，在切换阀V2关闭的状态下，使高压空气供给源37启动。于是，在喷射器主体31中，高压空气AH从第一端部31a通过高压空气供给配管35向流路31r送入。接下来，打开止回阀V1。由此，高压空气AH通过止回阀V1向气泡喷出部21供给。从喷射器主体31的第一端部31a送入的高压空气AH在喷射器主体31内流速逐渐升高，在流路31r内产生负压。
接下来，打开切换阀V2。于是，由从低压空气供给配管39取入的大气构成的低压空气AL通过喷射器主体31内的负压，从吸入口32的第一端部32a向流路32r内流入。流入到流路32r内的低压空气AL从第二端部32b向喷射器主体31的流路31r内被引入，在流路31r内与高压空气AH合流。在该流路31r内合流的空气从喷射器主体31的第二端部31b向空气供给管22送入。由此，对于气泡喷出部21供给在高压空气AH中加入了低压空气AL而得到的空气。
根据上述第七实施方式，在空气供给部30G中，将由涡轮压缩机等高压空气供给源37压缩后的高压空气AH和大气即低压空气AL向气泡喷出部21供给。因此，能够增大从气泡喷出部21喷出的空气流量。
这样，以更少的消耗能量，通过从气泡喷出部21喷出的空气来抑制在船身11与水之间产生的摩擦阻力，从而能够抑制对于船身的推进力的损耗，实现由燃料消耗削减产生的节能效果的提高、CO2排出量的有效削减。
在这样的结构中，空气供给部30G配置在船身11的船首部11f侧，不需要与船尾部11r侧的增压器14等连接的配管。其结果是，设备结构简化，能够实现低成本化。
(第八实施方式)
接下来，基于附图，对本发明的第八实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶进行说明。在该第八实施方式中，对于与第一至第七实施方式相同的部分，标注相同的附图标记进行说明，并省略重复说明。
图8是表示本实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
如图8所示，本实施方式的船舶10具备摩擦阻力降低装置20H。摩擦阻力降低装置20H具备气泡喷出部21、气泡回收部25、空气供给部30H。
空气供给部30H具备喷射器主体31。在喷射器主体31的外周侧面连接有吸入口32。与上述各实施方式相同地，喷射器主体31具有锥状的流路31r。在喷射器主体31的第一端部31a连接有高压空气供给配管35，在喷射器主体31的第二端部31b连接有空气供给管22。本实施方式的高压空气供给配管35例如与涡轮压缩机等高压空气供给源37连接。
在吸入口32的第一端部32a连接有低压空气供给配管39。本实施方式的低压空气供给配管39与气泡回收部25连接，从通过该气泡回收部25回收气泡得到的空气作为低压空气AL向吸入口32取入。
在喷射器主体31与气泡喷出部21之间的空气供给管22上以能够开闭的方式设有止回阀V1。
在从通过气泡回收部25回收的气泡得到的空气作为低压空气AL而取入的低压空气供给配管39上设有止回阀V5。
在空气供给部30H，从止回阀V1、止回阀V5关闭的状态开始，使高压空气供给源37启动。由此，在喷射器主体31中，从第一端部31a通过高压空气供给配管35向流路31r送入高压空气AH。接下来，打开止回阀V1。由此，高压空气AH通过止回阀V1向气泡喷出部21供给。从喷射器主体31的第一端部31a送入的高压空气AH在喷射器主体31内流速逐渐升高，在流路31r内产生负压。
接下来，打开止回阀V5。于是，由气泡回收部25回收的空气即低压空气AL从吸入口32的第一端部32a流入。由此，由气泡回收部25回收的空气即低压空气AL从吸入口32的第一端部32a向喷射器主体31流入。流入到该流路32r内的低压空气AL从第二端部32b被向喷射器主体31的流路31r内引入，在流路31r内与高压空气AH合流，从喷射器主体31的第二端部31b向空气供给管22送入。由此，对于气泡喷出部21供给在高压空气AH中加入了低压空气AL而得到的空气。
根据上述第八实施方式，在空气供给部30H中，由涡轮压缩机等高压空气供给源37压缩后的高压空气AH与由气泡回收部25回收的低压空气AL合流，而向气泡喷出部21供给。因此，能够增大从气泡喷出部21喷出的空气流量。与第六实施方式相同地，低压空气AL从通过气泡回收部25回收的气泡得到，因此不需要任何能量、成本。低压空气AL从船底11b的下方进行回收，因此相比上述第七实施方式的大气而压力升高，与对大气进行升压的情况相比，能够进一步提高能量效率。
(第九实施方式)
接下来，基于附图，对本发明的第九实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶进行说明。在该第九实施方式中，对于与第一～第八实施方式相同的部分，标注相同的附图标记进行说明，并省略重复说明。
图9是表示本实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
如图9所示，本实施方式的船舶10具备摩擦阻力降低装置20J。摩擦阻力降低装置20J具备气泡喷出部21、空气供给部30J。
空气供给部30J具备喷射器主体31。在该喷射器主体31的外周侧面连接吸入口32。与上述各实施方式相同地，喷射器主体31具有锥状的流路31r。在喷射器主体31的第一端部31a连接有高压空气供给配管35，在喷射器主体31的第二端部31b连接有空气供给管22。本实施方式的高压空气供给配管35例如与涡轮压缩机等高压空气供给源37连接。
在吸入口32的第一端部32a连接有低压空气供给配管39。本实施方式的低压空气供给配管39连接于增压器14的排出侧，从该增压器14排出的压缩空气的一部分作为低压空气AL向喷射器主体31的第一端部31a送入。本实施方式是假定主机13的输出较小的情况下的结构。从本实施方式的增压器14喷出的压缩空气比由压缩机等高压空气供给源37压缩后的高压空气AH低压，因此能够作为低压空气AL利用。
在喷射器主体31与气泡喷出部21之间的空气供给管22上以能够开闭的方式设有止回阀V1。
在从增压器14取入低压空气AL的低压空气供给配管39上以能够开闭的方式设有切换阀V4。切换阀V4使从低压空气供给配管39向喷射器主体31的低压空气AL的流动断续及调整其流量。
在空气供给部30J中，在切换阀V4关闭的状态下，使高压空气供给源37工作。于是，从高压空气供给源37向喷射器主体31的第一端部31a送入高压空气AH。接下来，打开止回阀V1。高压空气AH在喷射器主体31内流速逐渐升高，在流路31r内产生负压。
接下来，打开切换阀V4。于是，从增压器14送出的低压空气AL由于喷射器主体31内的负压，从吸入口32的第一端部32a流入。流入到该流路32r内的低压空气AL从第二端部32b被引入到喷射器主体31的流路31r内，在流路31r内与高压空气AH合流，从喷射器主体31的第二端部31b向空气供给管22送入。由此，对于气泡喷出部21供给在高压空气AH中加入了低压空气AL而得到的空气。
根据上述第九实施方式，由压缩机等高压空气供给源37压缩后的高压空气AH和由增压器14压缩后的低压空气AL合流而向气泡喷出部21供给。因此，能够增大从气泡喷出部21喷出的空气流量。尤其是低压空气AL利用从增压器14喷出的压缩空气的一部分，因此能够进一步增大从气泡喷出部21喷出的空气流量。
(第十实施方式)
接下来，基于附图，对本发明的第十实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶进行说明。在该第十实施方式中，对于与第一～第九实施方式相同的部分，标注相同的附图标记进行说明，并省略重复说明。
图10是表示本实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
如图10所示，本实施方式的船舶10具备摩擦阻力降低装置20K。摩擦阻力降低装置20K具备气泡喷出部21、气泡回收部25、空气供给部30K、低压空气供给部40。
本实施方式的空气供给部30K具备串联的两台喷射器主体31。与上述各实施方式同样，这些喷射器主体31具有锥状的流路31r。在串联连接的喷射器主体31中的配置于上游侧的喷射器主体31A的第一端部31a连接有高压空气供给配管35。在配置于上游侧的喷射器主体31A的第二端部31b连接有连接管49。下游侧的喷射器主体31B的第一端部31a经由连接管49而与上游侧的喷射器主体31A连接。在该下游侧的喷射器主体31B的第二端部31b连接有空气供给管22。
本实施方式的高压空气供给配管35连接于增压器14的排出侧，从增压器14排出的压缩空气的一部分作为高压空气AH向上游侧的喷射器主体31的第一端部31a送入。
在设于喷射器主体31A、31B的吸入口32的第一端部32a分别连接有在中途分支的低压空气供给配管39。本实施方式的低压空气供给配管39与气泡回收部25连接。通过该低压空气供给配管39，从通过气泡回收部25回收的气泡得到的空气作为低压空气AL向各个吸入口32分配。
在喷射器主体31与气泡喷出部21之间的空气供给管22上以能够开闭的方式设有止回阀V1。
在鼓风机42与气泡喷出部21之间的空气供给管43上以能够开闭的方式设有止回阀V3。
在从增压器14取入高压空气AH的高压空气供给配管35上以能够开闭的方式设有切换阀V4。切换阀V4使从高压空气供给配管35向喷射器主体31的高压空气AH的流动断续及调整其流量。
在从通过气泡回收部25回收的气泡得到的空气作为低压空气AL而取入的低压空气供给配管39上设有止回阀V51。
在朝向上游侧的喷射器主体31A分支的低压空气供给配管39上设有切换阀V7。通过打开该切换阀V7，成为低压空气AL能够分别朝向喷射器主体31A及喷射器主体31B分流的状态。通过关闭切换阀V7，成为能够仅向喷射器主体31B供给低压空气AL的状态。
在空气供给部30K中，当从切换阀V4、切换阀V7、止回阀V51关闭的状态开始打开切换阀V4时，由增压器14压缩后的高压空气AH从第一端部31a通过高压空气供给配管35向上游侧的喷射器主体31A送入。接下来，打开止回阀V1。由此，高压空气AH从串联连接的喷射器主体31A及喷射器主体31B的各喷射器主体31通过止回阀V1向气泡喷出部21供给。
向上游侧的喷射器主体31A的流路31r送入的高压空气AH在喷射器主体31A内流速逐渐升高，在该流路31r内产生负压。从上游侧的喷射器主体31A送出的高压空气AH经由连接管49向下游侧的喷射器主体31B送入。送入到喷射器主体31B的流路31r的高压空气AH在喷射器主体31B内流速逐渐升高，在该流路31r内产生负压。
接下来，打开止回阀V51。于是，由于喷射器主体31B的喷射器主体31内的负压，通过气泡回收部25回收的空气即低压空气AL从喷射器主体31B的吸入口32的第一端部32a流入。
此外，若打开切换阀V7，则低压空气AL通过朝向上游侧的喷射器主体31A分支的低压空气供给配管39也被送入上游侧的喷射器主体31A的吸入口32。由此，流入到上游侧的喷射器主体31A的流路32r内的低压空气AL被引入喷射器主体31A的流路31r内，在流路31r内与高压空气AH合流，从上游侧的喷射器主体31A的第二端部31b送出。
流入到喷射器主体31B的吸入口32的流路32r内的低压空气AL被引入到喷射器主体31B的流路31r内，在流路31r内与空气(AH+AL)合流，该合流的空气(AH+AL+AL)从下游侧的喷射器主体31B的第二端部31b送出。
在这样的摩擦阻力降低装置20K中，能够使空气供给部30K和低压空气供给部40择一地工作而对气泡喷出部21供给空气。
由此，例如，在吃水较浅的情况下，在切换阀V4、V51、V7及止回阀V51关闭的状态下，使鼓风机42工作，使止回阀V3打开，从而能够利用低压空气供给部40将低压空气AL2向气泡喷出部21供给。
在吃水较深的情况下，在止回阀V1、V3、V51、切换阀V4、V7关闭的状态下，与本实施方式相同地，能够将在空气供给部30K合流的空气(AH+AL+AL)向气泡喷出部21供给。
也可以使低压空气供给部40和空气供给部30K同时工作，利用空气供给部30K对于气泡喷出部21供给合流的空气(AH+AL+AL)及低压空气AL2这两方。
根据上述第十实施方式，通过将喷射器主体31串联连接多个，而能够使更多的低压空气AL与高压空气AH合流。因此，能够进一步增加向气泡喷出部21供给的空气流量。
在本实施方式中，作为空气供给部30K，说明了两阶段地串联喷射器主体31的情况，但是串联连接喷射器主体31的个数只要为多个即可，并不限于两阶段。例如，也可以串联连接三阶段以上的喷射器主体31。
(第十一实施方式)
接下来，基于附图，对本发明的第十一实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶进行说明。在该第十一实施方式中，对于与第一至第十实施方式相同的部分，标注相同的附图标记进行说明，并省略重复说明。
图11是表示本实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
如图11所示，本实施方式的船舶10具备摩擦阻力降低装置20L。摩擦阻力降低装置20L具备气泡喷出部21、气泡回收部25、空气供给部30L、低压空气供给部40。
空气供给部30L具备喷射器主体31、充气罐60。在喷射器主体31连接有吸入口32。
与上述各实施方式相同地，喷射器主体31具有锥状的流路31r。在喷射器主体31的第一端部31a连接有高压空气供给配管35，在喷射器主体31的第二端部31b连接有空气供给管22。本实施方式的高压空气供给配管35连接于增压器14的排出侧，将从增压器14排出的压缩空气的一部分作为高压空气AH向喷射器主体31的第一端部31a送入。
在吸入口32的第一端部32a连接有低压空气供给配管39。本实施方式的低压空气供给配管39连接于气泡回收部25，从通过气泡回收部25回收的气泡得到的空气作为低压空气AL向吸入口32取入大气。
充气罐60设置在高压空气供给配管35的中间部。在该充气罐60中能够积存一定量的在高压空气供给配管35中通过的高压空气AH。即，高压空气AH在通过高压空气供给配管35的中途，暂时积存于充气罐60，然后，经由高压空气供给配管35向喷射器主体31的第一端部31a送入。
在喷射器主体31与气泡喷出部21之间的空气供给管22上以能够开闭的方式设有止回阀V1。
在鼓风机42与气泡喷出部21之间的空气供给管43上以能够开闭的方式设有止回阀V3。
在从增压器14取入高压空气AH的高压空气供给配管35上以能够开闭的方式设有切换阀V4。切换阀V4使从高压空气供给配管35向喷射器主体31的高压空气AH的流动断续及调整其流量。
在高压空气供给配管35中，在充气罐60的下游侧以能够开闭的方式设有流量调整阀V8。与该流量调整阀V8的开度对应的流量的高压空气AH从充气罐60向喷射器主体31供给。即，通过流量调整阀V8，能够调整向充气罐60充气的高压空气AH的充气量。
在从通过气泡回收部25回收的气泡得到的空气作为低压空气AL而取入的低压空气供给配管39上设有止回阀V5。
在空气供给部30L中，当从切换阀V4、流量调整阀V8、止回阀V5关闭的状态开始打开切换阀V4时，由增压器14压缩后的高压空气AH通过高压空气供给配管35向充气罐60充气。接下来，打开流量调整阀V8，进而打开止回阀V1时，由增压器14压缩后的高压空气AH的一部分从充气罐60通过高压空气供给配管35向喷射器主体31的流路31r送入。向流路31r送入的高压空气AH在喷射器主体31内流速逐渐升高，在流路31r内产生负压。高压空气AH在高压空气供给配管35的中途暂时积存于充气罐60。通过这样积存于充气罐60，能降低高压空气AH的脉动。
接下来，打开止回阀V5。于是，由于喷射器主体31内的负压，由气泡回收部25回收的空气即低压空气AL从吸入口32的第一端部32a流入。流入到该流路32r内的低压空气AL被向喷射器主体31的流路31r内引入，在流路31r内与高压空气AH合流，从喷射器主体31的第二端部31b送出。由此，对于气泡喷出部21供给在高压空气AH中加入了低压空气AL而得到的空气。
该摩擦阻力降低装置20L能够使空气供给部30L和低压空气供给部40择一地工作而对气泡喷出部21供给空气。由此，例如，在吃水较浅的情况下，能够通过低压空气供给部40将低压空气AL2向气泡喷出部21供给，在吃水较深的情况下，能够通过空气供给部30L将高压空气AH及低压空气AL向气泡喷出部21供给。通过使低压空气供给部40和空气供给部30L同时工作，能够将高压空气AH、低压空气AL及低压空气AL2同时向气泡喷出部21供给。
根据上述第十一实施方式，尤其是使向喷射器主体31供给的高压空气AH经由充气罐60，因此能够抑制在增压器14的输出侧产生的高压空气AH的脉动的影响。由此，对于喷射器主体31，能够以稳定的流量供给高压空气AH。其结果是，在喷射器主体31，能够使低压空气AL稳定地与高压空气AH合流，并能够从气泡喷出部21稳定地产生气泡。
(第十二实施方式)
接下来，基于附图，对本发明的第十二实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶进行说明。在该第十二实施方式中，对于与第一～第五实施方式相同的部分，标注相同的附图标记进行说明，并省略重复说明。
图12是表示本实施方式的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置、船舶的整体结构的示意图。
如图12所示，本实施方式的船舶10具备摩擦阻力降低装置20M。摩擦阻力降低装置20M具备气泡喷出部21、气泡回收部25、空气供给部30M。
空气供给部30M具备喷射器主体31、充气罐70。
与上述各实施方式相同地，喷射器主体31具有锥状的流路31r。在喷射器主体31的第一端部31a连接有高压空气供给配管35，而在喷射器主体31的第二端部31b连接有空气供给管22。本实施方式的高压空气供给配管35例如与涡轮压缩机等高压空气供给源37连接。
充气罐70设置在高压空气供给配管35的中间部，与第十一实施方式的充气罐60相同地，能够积存一定量的在高压空气供给配管35中通过的高压空气AH。即，由高压空气供给源37压缩后的高压空气AH在通过高压空气供给配管35的中途，暂时积存于充气罐70，然后，向喷射器主体31的第一端部31a送入。
在吸入口32的第一端部32a连接有低压空气供给配管39。本实施方式的低压空气供给配管39连接于气泡回收部25，从通过气泡回收部25回收的气泡得到的空气作为低压空气AL向吸入口32取入。
在喷射器主体31与气泡喷出部21之间的空气供给管22上以能够开闭的方式设有止回阀V1。
在从通过气泡回收部25回收的气泡得到的空气作为低压空气AL而取入的低压空气供给配管39上设有止回阀V5。
在高压空气供给配管35中，在充气罐70的下游侧以能够开闭的方式设有流量调整阀V9。该流量调整阀V9对于充气罐70具有与流量调整阀V8对于上述充气罐60的功能相同的功能。
在空气供给部30M中，从止回阀V1、V5、流量调整阀V9关闭的状态开始，使高压空气供给源37启动。于是，由高压空气供给源37加压后的高压空气AH向充气罐70充气。接下来，当打开流量调整阀V9时，充气于充气罐70的高压空气AH向喷射器主体31的流路31r送入。由此，止回阀V1打开。通过这样在充气罐70中积存高压空气AH，能降低高压空气AH的脉动。
向流路31r送入的高压空气AH在喷射器主体31内流速逐渐升高，在流路31r内产生负压。于是，通过喷射器主体31内的负压而将止回阀V5打开，并且由气泡回收部25回收的空气即低压空气AL从吸入口32的第一端部32a流入。流入到该流路32r内的低压空气AL被向喷射器主体31的流路31r内引入，在流路31r内与高压空气AH合流，从喷射器主体31的第二端部31b送出。由此，对于气泡喷出部21供给在高压空气AH中加入了低压空气AL而得到的空气。
根据上述第十二实施方式，向喷射器主体31供给的高压空气AH通过充气罐70，因此与第十一实施方式相同地，能够抑制伴随着压缩机等高压空气供给源37的工作而产生的高压空气AH的脉动。其结果是，能够从气泡喷出部21稳定地产生气泡。
(其他变形例)
本发明不限定于上述各实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，也包括对上述实施方式加入了各种变更的结构。即，在实施方式中列举的具体的形状、结构等只不过是一例，能够适当变更。
例如，上述各实施方式公开的结构可以适当组合。
工业上的可利用性
本发明能够适用于向船身周围喷出空气来降低在上述船身与周围的水之间产生的摩擦阻力的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置。根据该摩擦阻力降低装置，能够抑制零件个数的增加并确保所需的空气流量，能够得到充分的节能效果、CO2排出量削减效果。
附图标记说明
10 船舶(空气润滑式船舶)
11 船身
11b 船底
11f 船首部
11r 船尾部
12 螺旋桨
12s 旋转轴
13 主机
14 增压器(高压空气供给源、辅机)
20A、20B、20C、20D、20E、20F、20G、20H、20J、20K、20L、20M 摩擦降低装置
21 气泡喷出部
22 空气供给管
25 气泡回收部
30A、30C、30D、30E、30F、30G、30H、30J、30K、30L、30M 空气供给部
31、31A、31B 喷射器主体(喷射器)
31a 第一端部
31b 第二端部
31r 流路
32 吸入口
32a 第一端部
32b 第二端部
32r 流路
35 高压空气供给配管
37 高压空气供给源
38 低压空气供给源
39 低压空气供给配管
39a 分支管
39b 分支管
40 低压空气供给部(空气升压部)
41 大气导入管
41a 第一端部
41b 第二端部
42 鼓风机
43 空气供给管
49 连接管
60、70 充气罐
61 大气导入管
62 鼓风机
AH 高压空气
AL 低压空气
AL2 低压空气
L 吃水线
V1 止回阀
V2 切换阀
V3 止回阀
V4 切换阀
V4’ 切换阀
V5 止回阀
V6 切换阀
V7 切换阀
V8 流量调整阀
V9 流量调整阀
V51 止回阀

Claims (10)

1.一种空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置，向船身周围喷出空气来降低在所述船身与周围的水之间产生的摩擦阻力，
所述空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置具备：
低压空气供给配管，向大气中形成开口，送入大气；
喷射器，具有供从高压空气供给源供给的高压空气流动的流路，并向所述流路内引入通过所述低压空气供给配管送入的所述大气作为压力低于所述高压空气的低压空气；及
气泡喷出部，通过将从所述喷射器排出的所述高压空气及所述低压空气喷出，而在所述船身的周围产生气泡。
2.根据权利要求1所述的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置，其中，
所述流路从上游侧朝向下游侧而流路截面积逐渐缩小。
3.根据权利要求1或2所述的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置，其中，
所述高压空气供给源是使所述船身推进的主机或者向所述主机供气的辅机。
4.根据权利要求1或2所述的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置，其中，
所述高压空气供给源是对大气进行压缩的压缩机。
5.根据权利要求1或2所述的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置，其中，
所述空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置还具备回收从所述气泡喷出部喷出的所述气泡的气泡回收部，
所述低压空气是由所述气泡回收部回收的所述气泡和从大气取入并通过鼓风机压缩后的空气。
6.根据权利要求1或2所述的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置，其中，
所述低压空气是通过鼓风机对从大气取入的空气进行了压缩后的空气。
7.一种空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置，向船身周围喷出空气来降低在所述船身与周围的水之间产生的摩擦阻力，
所述空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置具备：
喷射器，具有供从高压空气供给源供给的高压空气流动的流路，并向所述流路内引入压力低于所述高压空气的低压空气；
气泡喷出部，通过将从所述喷射器排出的所述高压空气及所述低压空气喷出，而在所述船身的周围产生气泡；及
增压器，对燃烧用空气进行压缩而向使所述船身推进的主机供给，
所述低压空气是由所述增压器压缩后的空气。
8.一种空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置，向船身周围喷出空气来降低在所述船身与周围的水之间产生的摩擦阻力，
所述空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置具备：
喷射器，具有供从高压空气供给源供给的高压空气流动的流路，并向所述流路内引入压力低于所述高压空气的低压空气；
气泡喷出部，通过将从所述喷射器排出的所述高压空气及所述低压空气喷出，而在所述船身的周围产生气泡；及
空气升压部，对从大气取入的空气进行压缩而向所述气泡喷出部供给，
所述空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置能够择一地从所述空气升压部及所述喷射器中的至少一方对所述气泡喷出部供给空气。
9.根据权利要求1、7、8中任一项所述的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置，其中，
所述空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置在所述喷射器的上游侧还具备暂时积存所述高压空气的充气罐。
10.一种船舶，具备权利要求1、7、8中任一项所述的空气润滑式船舶的摩擦阻力降低装置。
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