JPS5847690A - 船の摩擦抵抗減少方法およびその装置 - Google Patents
船の摩擦抵抗減少方法およびその装置Info
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- JPS5847690A JPS5847690A JP56146688A JP14668881A JPS5847690A JP S5847690 A JPS5847690 A JP S5847690A JP 56146688 A JP56146688 A JP 56146688A JP 14668881 A JP14668881 A JP 14668881A JP S5847690 A JPS5847690 A JP S5847690A
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- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
- B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
- B63B1/34—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by reducing surface friction
- B63B1/38—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by reducing surface friction using air bubbles or air layers gas filled volumes
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は船の摩擦抵抗減少方法およびその装置に関し、
特に、船底外側および水線下の側板外側に沿って空気層
または水璧気混合層を形成することを特徴とし、殊に油
槽船等の大型船に適用するに好適な船の摩擦抵抗減少方
法およびその装置に関する。
特に、船底外側および水線下の側板外側に沿って空気層
または水璧気混合層を形成することを特徴とし、殊に油
槽船等の大型船に適用するに好適な船の摩擦抵抗減少方
法およびその装置に関する。
船が航走するときに受ける抵抗は、船体表向と水との摩
擦に、よる摩擦抵抗、船の航走により水面に波が1成さ
れるための造波抵抗、水N下の船体表面に急激な形状変
化がある部分に発生する桶に基く渦抵抗、並びに船の水
面上の部分に空気が及はす摩擦および渦による空気抵抗
の4極類に分けられる。
擦に、よる摩擦抵抗、船の航走により水面に波が1成さ
れるための造波抵抗、水N下の船体表面に急激な形状変
化がある部分に発生する桶に基く渦抵抗、並びに船の水
面上の部分に空気が及はす摩擦および渦による空気抵抗
の4極類に分けられる。
これらの抵抗のうち最も大きいものは摩擦抵抗であシ、
通常、船の全抵抗の60〜70%程度を占める。この摩
!II抵抗を減らすための従来技術の典型例として水中
翼船およびホーバクラフトを挙げることができる。
通常、船の全抵抗の60〜70%程度を占める。この摩
!II抵抗を減らすための従来技術の典型例として水中
翼船およびホーバクラフトを挙げることができる。
水中翼船では、船体下方に水没あるいは半水没する翼が
設けられ、船の速度が所定値以上になると真に作用する
揚力が船の総重普と釣合うような大きさに達し、船体が
空気中に全露出して前述の摩擦抵抗、造波抵抗および禍
抵抗が零になる。
設けられ、船の速度が所定値以上になると真に作用する
揚力が船の総重普と釣合うような大きさに達し、船体が
空気中に全露出して前述の摩擦抵抗、造波抵抗および禍
抵抗が零になる。
また、ホーバク2フトでは、船体の下S周囲に気密の膜
が設けられ、船体底部と鉄膜および水面により形成され
る空間に圧縮空気を蓄えてその合力によって船体を水向
上に保持し、これによって前述の摩!1!抵抗、造波抵
抗および1ffla仇が零になる。
が設けられ、船体底部と鉄膜および水面により形成され
る空間に圧縮空気を蓄えてその合力によって船体を水向
上に保持し、これによって前述の摩!1!抵抗、造波抵
抗および1ffla仇が零になる。
しかし、水中翼船およびホーバクラフトのいずれも船の
大きさに限度があル、大型船にその技術を適用するのは
不向きである。また、水中翼船およびホーバクラフトと
も波の高い荒天では使用することができないという欠点
がある。さらに、水中翼船にあっては誠に生ずる揚力が
充分な値に達する^速領域でのみその効果が得られ、適
用される達縦範囲が狭いという欠点がある。
大きさに限度があル、大型船にその技術を適用するのは
不向きである。また、水中翼船およびホーバクラフトと
も波の高い荒天では使用することができないという欠点
がある。さらに、水中翼船にあっては誠に生ずる揚力が
充分な値に達する^速領域でのみその効果が得られ、適
用される達縦範囲が狭いという欠点がある。
′ 結榊ン従米技術では、船の大きさや航行速度に制約
されることなく技の高い荒天時にお込ても有効な船の摩
擦抵抗減少方法は未だ確立されていなかった。
されることなく技の高い荒天時にお込ても有効な船の摩
擦抵抗減少方法は未だ確立されていなかった。
本発明は、このような従来技術に麺みなされ喪もので、
船の大過さや航行速度に制限がなくかつ波の影曽を受け
ることがきわめて少ない方°法でもって船の全抵抗の6
0X〜7ONffM度を占める単一抵抗を大巾に減少さ
せることができる船の岸佛砥抗減少方法およびその装置
を提供することを目的とする。
船の大過さや航行速度に制限がなくかつ波の影曽を受け
ることがきわめて少ない方°法でもって船の全抵抗の6
0X〜7ONffM度を占める単一抵抗を大巾に減少さ
せることができる船の岸佛砥抗減少方法およびその装置
を提供することを目的とする。
本発明の特徴祉船織に設けた空気吐出口群から空気を吐
出することによシ船妊外側および水−下の御飯外側に沿
って空気層または水空気混合層を形成する点にある。
出することによシ船妊外側および水−下の御飯外側に沿
って空気層または水空気混合層を形成する点にある。
こ\で、本発明による船の摩lIl抵抗減少方法のN塩
およびその背景について説明する。
およびその背景について説明する。
船の摩擦抵抗R,は、摩擦抵抗係数をCF、船の浸水細
積を81船に接する流体の密度をρ、航行速度をνで表
わすと、 R,すCF@±ρν3・8 +++・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・ +1)になる。
積を81船に接する流体の密度をρ、航行速度をνで表
わすと、 R,すCF@±ρν3・8 +++・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・ +1)になる。
と\で、前記Crおよび8は船の寸法や形状等によって
決まる同有の値であシー、ある航行速度νにおける船の
摩擦抵抗は流体の密度ρに比例する仁とになる。
決まる同有の値であシー、ある航行速度νにおける船の
摩擦抵抗は流体の密度ρに比例する仁とになる。
したがって、船の摩擦抵抗を減らす丸めには、流体の密
度ρ(比重rにも比例する)を小aくすることが有効で
ある。
度ρ(比重rにも比例する)を小aくすることが有効で
ある。
船の場合、流体としては水および空気が考えられ、これ
らの@度の比は概略1000:lでめシ、水および空気
の混合流体の密度はその混合比によって決まる値であり
、両者の中間の値になる。し九がって、船の外面が水お
よび空気の混合流体に接する状態で航たてきるならは、
船0珍*抵抗を顕著に減少させることができ、船の機関
出力の大巾節減を達成することができる。
らの@度の比は概略1000:lでめシ、水および空気
の混合流体の密度はその混合比によって決まる値であり
、両者の中間の値になる。し九がって、船の外面が水お
よび空気の混合流体に接する状態で航たてきるならは、
船0珍*抵抗を顕著に減少させることができ、船の機関
出力の大巾節減を達成することができる。
ま友、物体が水中にあシその1細(直向)に沿って空気
が存在する場合には、空気ti−;、o深度における水
の圧力と平衡し九圧力を!し、臓物1体は水とは直1i
[−触せずこの圧動窒気層を介、してその深麓に−ける
水の圧力と同じ圧力管受けることになる。
が存在する場合には、空気ti−;、o深度における水
の圧力と平衡し九圧力を!し、臓物1体は水とは直1i
[−触せずこの圧動窒気層を介、してその深麓に−ける
水の圧力と同じ圧力管受けることになる。
したがって、船体の底板あるいは側板に!数個の小口(
空気−吐出口)を設置、これらの小組からその位置にお
ける水深に相幽する。水圧に打勝つ圧力を有する空気を
常時噴出し、船体の、水没部の全体あるいは一部を空気
層または水空気混合層″y:4!11うように構成すれ
ば、航行中の船の摩擦抵抗を大巾に減少させることがで
きる。
空気−吐出口)を設置、これらの小組からその位置にお
ける水深に相幽する。水圧に打勝つ圧力を有する空気を
常時噴出し、船体の、水没部の全体あるいは一部を空気
層または水空気混合層″y:4!11うように構成すれ
ば、航行中の船の摩擦抵抗を大巾に減少させることがで
きる。
本発明は以上説明した原理および背景のもとで完成され
丸ものであシ、水−下の船体表向の全体あるいは一部を
空気層または水空気混合層で榎うことによ多給の**抵
抗を減少させることを特徴とする。
丸ものであシ、水−下の船体表向の全体あるいは一部を
空気層または水空気混合層で榎うことによ多給の**抵
抗を減少させることを特徴とする。
すなわち、本発明によれば、船底に設けた空気吐出口群
から空気を吐出することにょシ船底外側および水−下の
側板外側に沿って空気層または水空気混合層を形成する
ことを特徴とする船の摩擦抵抗減少方法が提供される。
から空気を吐出することにょシ船底外側および水−下の
側板外側に沿って空気層または水空気混合層を形成する
ことを特徴とする船の摩擦抵抗減少方法が提供される。
また、第2の本発明によれば、所定間隔毎の振数位置に
切欠を有するせきを船底の両−に沿って設け、船底のこ
れらのせきの間の位置に空気吐出ロ群t−設けることを
特徴とする船の*斃抵抗減少装置が提供される。
切欠を有するせきを船底の両−に沿って設け、船底のこ
れらのせきの間の位置に空気吐出ロ群t−設けることを
特徴とする船の*斃抵抗減少装置が提供される。
さらに、II aO本発明によれば、給紙に複数個の凹
所を形成するとともに各凹所内に少なくとも1fmの空
気吐出口を設け、船底両側に前配谷凹所内あ空気を側板
外側の領域に放出jるための複数個の切欠形状部を設け
ることを%徴とする船の摩擦抵抗減少装置が提供される
。
所を形成するとともに各凹所内に少なくとも1fmの空
気吐出口を設け、船底両側に前配谷凹所内あ空気を側板
外側の領域に放出jるための複数個の切欠形状部を設け
ることを%徴とする船の摩擦抵抗減少装置が提供される
。
以下、図面を参照して本発明の実施例を1i51!明す
る。
る。
第1図〜第3図は、本発明の船の*優抵抗減少方法を実
施する装置の一例の概#@榊威を壓す図である。
施する装置の一例の概#@榊威を壓す図である。
第1図〜第3図において、船体1の底鈎すなわち船[2
の両側に、互いに平行なせき3.3が船の長さの大部分
にわ九って設けられている。これらのせき3.30間に
は多数の空気吐出口4から成る空気吐出口群が設けら、
れている。
の両側に、互いに平行なせき3.3が船の長さの大部分
にわ九って設けられている。これらのせき3.30間に
は多数の空気吐出口4から成る空気吐出口群が設けら、
れている。
各空気吐出口4は例えばノズル等で構成することができ
、該吐出口からその位置における水深の水圧よシ着干高
い圧力で突気を噴出させて船底2の外側に空気層を形成
する。
、該吐出口からその位置における水深の水圧よシ着干高
い圧力で突気を噴出させて船底2の外側に空気層を形成
する。
両側のせき、3.3には所定間隔毎に切欠5が多数形成
され、前記吐出口4から吐出され船底表面に沿って捕促
される空気を順次船体両側へ気泡として放出し水′m1
0下の側板11の外側に沿って空気層ま九は水空気混合
層を形成するとともに船尾の水面下部分にも水空気混合
層を形成しうるようになっている。
され、前記吐出口4から吐出され船底表面に沿って捕促
される空気を順次船体両側へ気泡として放出し水′m1
0下の側板11の外側に沿って空気層ま九は水空気混合
層を形成するとともに船尾の水面下部分にも水空気混合
層を形成しうるようになっている。
図示の例では、#紀空気吐出口4は両側のせき3.30
内側に船体軸に平行に配列されたものと船底を横切って
配列されたものとか、ら成っており、これらの空気吐出
口は船底中心部に前記せき3.3と#tソ平行に設けら
れた中間せき6によシ左右の空気吐出口群に分割されて
いる。このように空気吐出口を左右の吐出口群に分割す
ることにより、船体が左右へJ11動するときの左右方
向への気泡の移動量を最小限に抑えるとと奄に左右舷へ
の気泡の放出型(前記切欠5を通しての放出it)の均
一化を図ることができる。
内側に船体軸に平行に配列されたものと船底を横切って
配列されたものとか、ら成っており、これらの空気吐出
口は船底中心部に前記せき3.3と#tソ平行に設けら
れた中間せき6によシ左右の空気吐出口群に分割されて
いる。このように空気吐出口を左右の吐出口群に分割す
ることにより、船体が左右へJ11動するときの左右方
向への気泡の移動量を最小限に抑えるとと奄に左右舷へ
の気泡の放出型(前記切欠5を通しての放出it)の均
一化を図ることができる。
第4図〜1!s6図は、本発明の船のJ#擦抵抗減少装
置の他の構成を例示する図である。
置の他の構成を例示する図である。
第4図〜第6図において、船体lの船底2に沙数個の凹
所7が形成さ−れ、各凹所内に少なくとも1個(図示の
例では2個)の空気吐出口8がそれぞれ設けられている
。図示の例でれ各凹部7は船I&2から突出し九ビード
状部分によって画成されているが、これらは船底を凹ま
せて形成することもできる。各空気吐出口8は、第1図
〜第3図中の空気吐出口4の場合と同様、ノズル等のガ
ス噴出手段で11成され、これらの空気吐出口からその
深Kにおける水圧よシ若干高い圧力の空気が航行中に吐
出される。図示の例では、突出と−ド状都によって囲遣
れる各日Ffr、7.Fiそれぞれ略同じ形状の長方形
を有し、左右2列になって前後力向に同じ個数(5個)
づつ配列されているが、その形状、数および配列状態は
適宜選定することができる。
所7が形成さ−れ、各凹所内に少なくとも1個(図示の
例では2個)の空気吐出口8がそれぞれ設けられている
。図示の例でれ各凹部7は船I&2から突出し九ビード
状部分によって画成されているが、これらは船底を凹ま
せて形成することもできる。各空気吐出口8は、第1図
〜第3図中の空気吐出口4の場合と同様、ノズル等のガ
ス噴出手段で11成され、これらの空気吐出口からその
深Kにおける水圧よシ若干高い圧力の空気が航行中に吐
出される。図示の例では、突出と−ド状都によって囲遣
れる各日Ffr、7.Fiそれぞれ略同じ形状の長方形
を有し、左右2列になって前後力向に同じ個数(5個)
づつ配列されているが、その形状、数および配列状態は
適宜選定することができる。
左右の各日Wr7 (3列以上の場合は液外側の各凹所
)の外側縁には切欠形状部9が少なくとも1個所(図示
の例では2個所)設けられ、各凹所内の空気を側板外側
の領域に放出し水線10下の側板11の外−に沿っても
空気層または水空気混合層を形成しうるようになってい
る。
)の外側縁には切欠形状部9が少なくとも1個所(図示
の例では2個所)設けられ、各凹所内の空気を側板外側
の領域に放出し水線10下の側板11の外−に沿っても
空気層または水空気混合層を形成しうるようになってい
る。
すなわち、M4図〜$6図の構成によれば、各空気吐出
口8から吐出式れる空気祉船底2の各凹所7内に一友ん
捕促されて空気層を形成した後、徐々に切欠形状部9を
通して側板外側へ放出され気泡の層を形成する。航行中
常時空気を吐出すれば、各凹所7内には常時空気が滞留
し船底2の大部分が空気の層をブ「して浮力を受けるこ
とになシ、航行中の摩朦抵抗を大巾に減少させることが
できる。
口8から吐出式れる空気祉船底2の各凹所7内に一友ん
捕促されて空気層を形成した後、徐々に切欠形状部9を
通して側板外側へ放出され気泡の層を形成する。航行中
常時空気を吐出すれば、各凹所7内には常時空気が滞留
し船底2の大部分が空気の層をブ「して浮力を受けるこ
とになシ、航行中の摩朦抵抗を大巾に減少させることが
できる。
以上第1図〜第6図についてvi、明し九摩擦抵抗減少
装置では、水中にある空気ま九は気泡はそれが受ける浮
力によって上昇しようとするので、それが位置する物体
下面(船底など)が完全な平面あるいは凹所になってい
ない限シ、静止することなく斜面等に旧って上方へ移動
する。したがって、波浪によって常に縦揺れおよび横揺
れを生ずる船にあっては、船底に設ける空気吐出口4.
8を左右両側にそれぞれ1列もしくは複数列配置すると
ともに船首近くおよび船尾寄シの位置にも配置し、船体
の水線下の部分(水没部分)のできるだけ広い範囲にな
るべく均一な空気層を九は水空気混合層を形成すること
が好ましい。
装置では、水中にある空気ま九は気泡はそれが受ける浮
力によって上昇しようとするので、それが位置する物体
下面(船底など)が完全な平面あるいは凹所になってい
ない限シ、静止することなく斜面等に旧って上方へ移動
する。したがって、波浪によって常に縦揺れおよび横揺
れを生ずる船にあっては、船底に設ける空気吐出口4.
8を左右両側にそれぞれ1列もしくは複数列配置すると
ともに船首近くおよび船尾寄シの位置にも配置し、船体
の水線下の部分(水没部分)のできるだけ広い範囲にな
るべく均一な空気層を九は水空気混合層を形成すること
が好ましい。
また、以上説明した空気吐出口を備える船にあっては、
船の縦揺れ検出装置および横揺れ検出装置を併設し、船
が頭上けの時は後方に位置する空気吐出口から他の吐出
口よシも多くの空気を吐出させ、頭下げの時は前方に位
装置する空気吐出口から多くの空気を吐出させ、を九、
船が左へ傾く時には左側の空気吐出口から、船が右へ傾
く時には右側の空気吐出口からそれぞれ多くの空気を吐
出させるように制御し、動揺の程度および方向によって
異なる空気の移動を補充することによって船体の水没部
分を覆う空気層が全体的に常にはソ均一になるように制
御することが好ましい。どのような吐出空気の制御によ
って波浪中の航行においても船の摩−抵抗を小さくして
速度低下を最小にすることができる。
船の縦揺れ検出装置および横揺れ検出装置を併設し、船
が頭上けの時は後方に位置する空気吐出口から他の吐出
口よシも多くの空気を吐出させ、頭下げの時は前方に位
装置する空気吐出口から多くの空気を吐出させ、を九、
船が左へ傾く時には左側の空気吐出口から、船が右へ傾
く時には右側の空気吐出口からそれぞれ多くの空気を吐
出させるように制御し、動揺の程度および方向によって
異なる空気の移動を補充することによって船体の水没部
分を覆う空気層が全体的に常にはソ均一になるように制
御することが好ましい。どのような吐出空気の制御によ
って波浪中の航行においても船の摩−抵抗を小さくして
速度低下を最小にすることができる。
以上の説明から明らかな如く、本発明によれは、船底に
設けた空気吐出群から空気を吐出することによシ船底外
側および水−下の愉板外餉に沿って水よシ密屓が小さい
空気層ま九は水空気混合層を形成するようにしたので、
航行時の船の全抵抗のうちの大きな割合を占める摩擦抵
抗を大巾に減少させることができ、もって、省エネルギ
ー効果を達成することができる。また、本発明のjIl
擦抵抗抵抗減少方法船の大小あるいは速度範囲などに制
限なく各種の船に対して適用可能であるという点でも、
従来技術よpすぐれた効果を有し、実用上きわめて有益
である。
設けた空気吐出群から空気を吐出することによシ船底外
側および水−下の愉板外餉に沿って水よシ密屓が小さい
空気層ま九は水空気混合層を形成するようにしたので、
航行時の船の全抵抗のうちの大きな割合を占める摩擦抵
抗を大巾に減少させることができ、もって、省エネルギ
ー効果を達成することができる。また、本発明のjIl
擦抵抗抵抗減少方法船の大小あるいは速度範囲などに制
限なく各種の船に対して適用可能であるという点でも、
従来技術よpすぐれた効果を有し、実用上きわめて有益
である。
第1図は本発明の船の摩−抵抗減少方法を実施し丸船の
要S構成の一例を示す左側面図、第2図は第1図中の線
ト1から見たIE向図、第3図は@2図中の線■−世に
沿った横−111、第4図は本発明の船の摩擦抵抗減少
方法を央りした船の要部構成の他の例を示す左側面図、
#s5図は第4図中のmy−vから見た底面図、第6図
は第4図中の一■−■に沿った横#i;I′r向図であ
る。 1−・船体、 2・・・船底、3.6・・・せ
き、 4.8・・・空気吐出口、5・・・切欠、
7・・・凹所、9・・・切欠形状部、
10−・・水線、11・・・側板。 代理人 鵜 沼 辰 之 (ほか2名) 第1図 第2図 第3図
要S構成の一例を示す左側面図、第2図は第1図中の線
ト1から見たIE向図、第3図は@2図中の線■−世に
沿った横−111、第4図は本発明の船の摩擦抵抗減少
方法を央りした船の要部構成の他の例を示す左側面図、
#s5図は第4図中のmy−vから見た底面図、第6図
は第4図中の一■−■に沿った横#i;I′r向図であ
る。 1−・船体、 2・・・船底、3.6・・・せ
き、 4.8・・・空気吐出口、5・・・切欠、
7・・・凹所、9・・・切欠形状部、
10−・・水線、11・・・側板。 代理人 鵜 沼 辰 之 (ほか2名) 第1図 第2図 第3図
Claims (5)
- (1)1紙に設は九窒気吐出口評からシ気を吐ぬするこ
とKよh船底外側および水線]の一板外鯛に沿って空気
層ま九祉水空気混合鳩を形成フることf:h黴とする船
の摩擦抵抗減少方法。 - (2)所定関隔毎の被数位置に切欠を南するせきを船底
の内輪に沿って設け、船底のこれらのせきの間の位置に
空気吐出口群を設けるととt−b像とする船のM線抵抗
減少**。 - (3) 船底両側に設けた削配せきの間にさらにこれ
らとはり平行なせきを少なくともl憫設けることを特徴
とする%I’f請求の範囲第12i項記載の船のJll
−抵抗減少装置。 - (4)船底に複数個の凹所を形成するとともにも凹所内
に少なくとも1個の空気吐出口τ設け、船底#Ig−に
前記各凹所内の空気を側板外−の領域に放出する丸めの
嶺数伽の切欠形状t!IS′Jk設けることを特徴とす
る船の摩擦減少装置。 - (5) 前記凹部が船底中心を境にして肉1112列
以上に設けられ、荊記切欠形状部が最外部の各凹部の外
側に少なくとも1個づつ設けられていることを%機上す
る船の111−減少装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56146688A JPS5847690A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 船の摩擦抵抗減少方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56146688A JPS5847690A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 船の摩擦抵抗減少方法およびその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5847690A true JPS5847690A (ja) | 1983-03-19 |
Family
ID=15413321
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56146688A Pending JPS5847690A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 船の摩擦抵抗減少方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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- 1981-09-17 JP JP56146688A patent/JPS5847690A/ja active Pending
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