WO2016157633A1 - 空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a frictional resistance reduction device for an air-lubricated ship and a ship.
- Bubbles can be generated by a blower, for example.
- This blower is advantageous in that it consumes less energy and is generally suitable for low pressure and large flow rate applications.
- a large draft pressure acts on the bubble outlet.
- the blower in order to send air to the ship bottom and eject it into the water, it is necessary to increase the pressure of the air as compared with the case where the draft is shallow.
- the blower cannot obtain a sufficient air discharge pressure.
- a high-pressure air source such as a compressor capable of increasing the pressure to a higher pressure is conceivable, but energy consumption increases. Therefore, when the draft is deep, the difference between the energy consumption that is reduced by reducing the frictional resistance and the energy consumption that is required to send air is reduced, and the energy saving effect is reduced.
- Patent Document 1 discloses a configuration in which a part of pressurized air pressurized by an engine supercharger is supplied to a blower to increase the pressure of air sent to the ship bottom. According to such a configuration, even when the draft is deep, while suppressing an increase in energy consumption, air can be sent to the bottom of the ship and ejected into the water, and as a result, a decrease in energy saving effect can be suppressed. It is possible.
- Patent Document 1 has a complicated configuration in order to adjust the pressure of pressurized air in accordance with the output of the engine and the draft pressure. Also, if the flow rate of pressurized air supplied from the supercharger cannot be obtained sufficiently, such as when the engine output is low, the engine output is increased only to reduce the frictional resistance, or the high pressure from the compressor, etc. It is necessary to increase the output of the air source, which increases energy consumption. Therefore, there is a possibility that sufficient energy saving effect and CO 2 emission reduction effect cannot be obtained.
- the present invention provides an air-lubricated frictional resistance reduction device for a ship and a ship that can secure a necessary air flow rate while suppressing an increase in the number of parts and obtain a sufficient energy saving effect and a CO 2 emission reduction effect. The purpose is to do.
- an apparatus for reducing frictional resistance of an air-lubricated ship is an air-lubricated ship that jets air around the hull and reduces frictional resistance generated between the hull and surrounding water.
- the frictional resistance reduction device includes a flow path through which high-pressure air supplied from a high-pressure air supply source flows, and an ejector that draws low-pressure air having a pressure lower than that of the high-pressure air into the flow path.
- the frictional resistance reduction device further includes a bubble ejection unit that generates bubbles around the hull by ejecting the high-pressure air and the low-pressure air discharged from the ejector.
- the air flow rate can be increased. Further, it is possible to suppress energy required by devices for generating high-pressure air or low-pressure air without increasing the air flow rate.
- the flow path has a gradually reduced cross-sectional area from the upstream side toward the downstream side. It may be.
- the flow rate of the high-pressure air increases toward the downstream side in the ejector flow path, thereby generating a negative pressure in the flow path.
- This negative pressure allows low pressure air to be drawn into the ejector flow path, eliminating the need for a dedicated power source for drawing low pressure air and increasing the air flow rate.
- the frictional resistance reduction device for an air-lubricated ship may be the main machine that propels the hull or the auxiliary machine that supplies air to the main machine in the first or second aspect. Good.
- an auxiliary machine such as a supercharger or the like as high-pressure air in this way, there is no need to provide a separate compressor or the like to generate high-pressure air, and low cost Can be achieved.
- the high-pressure air supply source is a compressor that compresses air. Also good. With this configuration, high-pressure air can be easily acquired from the atmosphere.
- the apparatus for reducing frictional resistance of an air-lubricated ship is a bubble recovery unit that recovers the bubbles ejected from the bubble ejection part.
- the low-pressure air may be the bubbles collected by the bubble collection unit and the air taken from the atmosphere and compressed by a blower.
- a bubble recovery unit for recovering the bubbles ejected from the bubble ejection unit according to any one of the first to fourth aspects.
- the low-pressure air may be obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit.
- by collecting the low-pressure air at the bubble recovery unit it is possible to reduce the occurrence of bubbles in the screw provided at the stern portion of the hull, so that it is possible to suppress the occurrence of vibration and the reduction in propulsion efficiency.
- the low-pressure air may be air taken from the atmosphere. Good. By comprising in this way, the low pressure air for increasing an air flow rate can be ensured easily.
- the low-pressure air compresses air taken from the atmosphere with a blower. It may be a thing. By comprising in this way, the flow volume of low pressure air, ie, the flow volume of the air supplied to a bubble ejection part, can be increased, ensuring low pressure air easily.
- the frictional resistance reducing device for an air-lubricated ship includes a supercharger that compresses and supplies combustion air to a main engine that propels the hull, and the low pressure
- the air may be air compressed by the supercharger.
- the high-pressure air can be supplied by, for example, a compressor so as to be higher in pressure than the low-pressure air supplied from the supercharger.
- the air taken in from the atmosphere is compressed and supplied to the bubble ejection portion.
- the air pressure raising part may be further provided, and air may be alternatively supplied to at least one of the air pressure raising part and the ejector with respect to the bubble ejection part.
- the high-pressure air is temporarily placed upstream of the ejector. You may further provide the charge tank to store.
- a device that generates high-pressure air such as a supercharger or a compressor.
- low pressure air can be smoothly joined with the high pressure air which flows through an ejector.
- by suppressing the pulsation it is possible to stably generate bubbles from the bubble ejection portion.
- a ship includes the friction resistance reducing device for an air lubricated ship according to any one of the first to eleventh aspects. With this configuration, it is possible to improve the propulsive force while saving energy and reducing CO 2 emissions.
- the apparatus for reducing frictional resistance of an air-lubricated ship and a ship according to the present invention it is possible to enhance the energy saving effect and the CO 2 emission reduction effect.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a friction resistance reducing device for an air lubricated ship and a ship according to a first embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows the frictional resistance reduction apparatus of the air lubrication type ship which concerns on 2nd embodiment of this invention, and the whole structure of a ship. It is a schematic diagram which shows the frictional resistance reduction apparatus of the air lubrication type ship which concerns on 3rd embodiment of this invention, and the whole structure of a ship. It is a schematic diagram which shows the frictional resistance reduction apparatus of the air lubrication type ship which concerns on 4th embodiment of this invention, and the whole structure of a ship.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a frictional resistance reduction device for an air-lubricated ship and a ship according to this embodiment.
- the ship (air-lubricated ship) 10 of this embodiment mainly includes a hull 11, a screw 12, a main engine 13, a supercharger 14, and a frictional resistance reduction device 20 ⁇ / b> A. ing.
- the screw 12 is provided to protrude rearward from the bottom of the hull 11 on the stern part 11r side.
- the screw 12 includes a shaft 12 s, and the shaft 12 s is connected to a main engine 13 provided in the hull 11.
- the main machine 13 generates a driving force by burning a mixer in which fuel and air are mixed, and rotationally drives the shaft 12s of the screw 12.
- the supercharger 14 takes in air from the outside and compresses it, and sends at least part of it into the main engine 13 as high-pressure combustion air.
- the frictional resistance reduction device 20A includes a bubble ejection part 21 and an air supply part 30A.
- the bubble jetting portion 21 is provided on the ship bottom 11 b on the bow portion 11 f side of the hull 11.
- the bubble ejection part 21 is connected via an air supply pipe 22 to an air supply part 30A described later.
- the bubble ejection unit 21 ejects the air supplied from the air supply unit 30 ⁇ / b> A through the air supply pipe 22 provided in the hull 11 from the ship bottom 11 b into the water around the hull 11. Bubbles are generated in the water around the ship bottom 11b by the air jetted from the bubble jetting part 21.
- the bubbles move relative to the hull 11 as the ship 10 is propelled. More specifically, the generated bubbles move from the bubble ejection portion 21 toward the stern portion 11r in the stern direction along the bottom 11b.
- the air supply unit 30A includes an ejector body 31.
- the ejector body 31 has a tapered flow path 31r having a diameter reduced from the first end portion 31a toward the second end portion 31b.
- the ejector body 31 has a high-pressure air supply pipe 35 connected to the first end 31a and an air supply pipe 22 connected to the second end 31b.
- the suction port 32 is connected to the outer peripheral side surface of the ejector body 31. More specifically, the suction port 32 has a first end 32 a connected to the outside and a second end 32 b connected to the outer peripheral side surface of the ejector body 31.
- the suction port 32 has a flow path 32r that communicates the first end 32a and the second end 32b of the suction port 32 therein.
- the flow path 32r is formed in a tapered shape with a diameter decreasing from the first end portion 32a toward the second end portion 32b.
- the flow path 32r formed inside the suction port 32 is joined and connected to an intermediate portion of the flow path 31r of the ejector body 31 described above.
- the flow path 32r may not be tapered.
- the high-pressure air supply pipe 35 is connected to a high-pressure air supply source 37 such as a turbo compressor.
- the first end 32 a of the suction port 32 is connected to a low-pressure air supply source 38 that supplies low-pressure air AL that is lower in pressure than the high-pressure air AH generated by the high-pressure air supply source 37.
- the low-pressure air supply source 38 in this embodiment takes in the atmosphere as the low-pressure air AL and supplies it to the suction port 32.
- atmosphere may be any of an upper deck and the interior space of the hull 11, for example.
- a check valve V ⁇ b> 1 is provided in the air supply pipe 22 between the ejector body 31 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- the check valve V1 allows only the flow from the ejector body 31 side to the bubble ejection part 21 side, and prevents the flow from the bubble ejection part 21 side to the ejector body 31 side.
- a switching valve V ⁇ b> 2 is provided between the low-pressure air supply source 38 and the ejector body 31. The switching valve V2 opens and closes the flow of low-pressure air between the low-pressure air supply source 38 and the ejector body 31.
- the high pressure air supply source 37 is started with the switching valve V2 closed.
- the high-pressure air AH is sent to the ejector body 31 from the first end portion 31a to the flow path 31r through the high-pressure air supply pipe 35, and the check valve V1 is opened.
- the high pressure air AH is supplied to the bubble ejection part 21 through the check valve V1.
- the high-pressure air AH sent from the first end 31a flows in the ejector body 31 while flowing in the flow path 31r from the first end 31a toward the second end 31b.
- the flow rate gradually increases. Due to the increase in the flow velocity, the pressure in the flow path 31r is reduced and negative pressure is generated.
- the negative pressure generated in the flow path 31r extends from the second end 32b of the suction port 32 into the flow path 32r.
- the switching valve V2 is opened. Then, the low-pressure air AL sent out from the low-pressure air supply source 38 flows into the flow path 32r from the first end 32a of the suction port 32 of the ejector body 31.
- the low-pressure air AL that has flowed into the flow path 32r is drawn into the flow path 31r of the ejector body 31 from the second end portion 32b.
- the low-pressure air AL drawn into the flow path 31r merges with the high-pressure air AH in the flow path 31r and is sent to the air supply pipe 22 from the second end 31b of the ejector body 31.
- the air obtained by adding the low-pressure air AL to the high-pressure air AH is supplied to the bubble ejection portion 21.
- the whole of the ejector body 31 from the first end 31 a to the second end 31 b is formed in a tapered shape.
- the shape of the ejector main body 31 is not limited to this shape, and may be any shape that can sufficiently increase the flow velocity in the flow path 31r at the location where the second end 32b of the suction port 32 is connected.
- a diffuser may be provided at the second end 31 b of the ejector body 31 so that the air pressure is recovered within the ejector body 31.
- the high-pressure air AH supplied from the high-pressure air supply source 37 such as a compressor and the low-pressure air supplied from the low-pressure air supply source 38 are used.
- AL is supplied to the bubble ejection portion 21.
- the power of the high-pressure air supply source 37 is increased by the amount that the low-pressure air AL can be merged by the ejector body 31. Can be reduced. That is, an air flow rate equivalent to that when only the high-pressure air supply source 37 is used can be secured with less power.
- the low pressure air AL is drawn in by the negative pressure generated by the flow of the high pressure air AH through the ejector body 31 of the air supply unit 30A and is supplied to the bubble ejection unit 21, the low pressure air AL is joined to the high pressure air AH. Power is not required. That is, it is possible to suppress the frictional resistance force generated between the hull 11 and the water by the air ejected from the bubble ejection portion 21 with less energy consumption. As a result, the loss to the propulsive force of the hull can be suppressed, the energy saving effect by reducing the fuel consumption, and the CO 2 emission reduction can be effectively achieved.
- FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of the frictional resistance reduction device for an air-lubricated ship and the ship according to this embodiment.
- the ship 10 in this embodiment includes a frictional resistance reduction device 20B.
- the frictional resistance reduction device 20 ⁇ / b> B includes a bubble ejection unit 21, an air supply unit 30 ⁇ / b> A, and a low-pressure air supply unit (air pressurization unit) 40.
- the low-pressure air supply unit 40 includes an air introduction pipe 41, a blower 42, and an air supply pipe 43.
- the atmosphere introduction pipe 41 has a first end 41a that opens into the atmosphere from the hull 11 above the waterline L, for example, the upper deck.
- the air introduction pipe 41 has a second end 41 b connected to the blower 42.
- the blower 42 pressurizes the atmosphere introduced through the atmosphere introduction pipe 41 and generates low-pressure air AL2 having a pressure lower than that of the high-pressure air AH.
- the air supply pipe 43 connects the blower 42 and the bubble ejection part 21. Via this air supply pipe 43, low-pressure air AL ⁇ b> 2 whose pressure has been increased by the blower 42 is sent into the bubble ejection portion 21.
- a check valve V ⁇ b> 1 is provided in the air supply pipe 22 between the ejector body 31 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- the check valve V1 allows only the flow from the ejector body 31 side to the bubble ejection part 21 side, and prevents the flow from the bubble ejection part 21 side to the ejector body 31 side.
- a switching valve V ⁇ b> 2 is provided between the low-pressure air supply source 38 and the ejector body 31. The switching valve V ⁇ b> 2 opens and closes a low-pressure air flow path between the low-pressure air supply source 38 and the ejector body 31.
- a check valve V3 is provided in the air supply pipe 43 between the blower 42 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- the check valve V3 allows only the flow from the blower 42 side to the bubble ejection portion 21 side, and blocks the flow from the bubble ejection portion 21 side to the blower 42 side.
- the frictional resistance reduction device 20B of this embodiment can perform air supply to the bubble ejection unit 21 by selectively operating the air supply unit 30A and the low-pressure air supply unit 40.
- the low pressure air supply unit 40 supplies the low pressure air AL ⁇ b> 2 to the bubble ejection unit 21.
- the blower 42 is operated with the switching valve V2 closed.
- the check valve V ⁇ b> 3 is opened, and the low-pressure air AL ⁇ b> 2 from the blower 42 is supplied to the bubble ejection part 21.
- the air supply unit 30A supplies the high pressure air AH and the low pressure air AL to the bubble ejection unit 21.
- the operation of the high pressure air supply source 37, the activation of the low pressure air supply source 38, and the opening operation of the switching valve V2 are sequentially performed in the same manner as in the first embodiment.
- the high pressure air AH and the low pressure air AL are supplied to the bubble ejection part 21.
- the frictional resistance reduction device 20B of this embodiment may operate the low-pressure air supply unit 40 and the air supply unit 30A at the same time. By doing in this way, low pressure air AL and low pressure air AL2 can also be supplied to bubble ejection part 21 in addition to high pressure air AH.
- the low-pressure air supply unit 40 and the air supply unit 30A are provided, an appropriate amount of air is supplied to the bubble ejection unit 21 while suppressing energy consumption according to draft. Can be supplied.
- the high pressure air AH supplied from the high pressure air supply source 37 such as a compressor and the low pressure supplied from the low pressure air supply source 38 are used.
- Air AL is supplied to the bubble ejection part 21. Therefore, the air flow rate ejected from the bubble ejection part 21 can be increased. That is, an air flow rate equivalent to the conventional one can be secured with less power than the conventional one.
- the low-pressure air supply unit 40 and the air supply unit 30A are operated simultaneously, the low-pressure air AL and the low-pressure air AL2 can be supplied to the bubble ejection unit 21 in addition to the high-pressure air AH. Thereby, the air flow rate supplied to the bubble ejection part 21 can further be increased.
- FIG. 3 is a schematic diagram showing an overall configuration of the frictional resistance reduction device for an air-lubricated ship and the ship according to this embodiment.
- the ship 10 in this embodiment includes a frictional resistance reduction device 20C.
- the frictional resistance reduction device 20 ⁇ / b> C includes a bubble ejection unit 21, an air supply unit 30 ⁇ / b> C, and a low-pressure air supply unit 40.
- the air supply unit 30 ⁇ / b> C includes an ejector body 31.
- a suction port 32 is connected to the outer peripheral side surface of the ejector body 31.
- the ejector body 31 has a high-pressure air supply pipe 35 connected to the first end 31a, and an air supply pipe 22 connected to the second end 31b.
- the high-pressure air supply pipe 35 in this embodiment is branched and connected to the discharge side of the supercharger (high-pressure air supply source, auxiliary machine) 14.
- the high-pressure air supply pipe 35 sends a part of the compressed air discharged from the supercharger 14 to the first end 31a of the ejector body 31 as high-pressure air AH.
- a low-pressure air supply pipe 39 is connected to the first end 32 a of the suction port 32.
- the low-pressure air supply pipe 39 in this embodiment opens into the atmosphere above the draft line L in the hull 11 and sends the atmosphere to the inlet 32 as the low-pressure air AL.
- a check valve V ⁇ b> 1 is provided in the air supply pipe 22 between the ejector body 31 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a switching valve V2 is provided in the low-pressure air supply pipe 39 for taking in the atmosphere so that it can be opened and closed. The switching valve V2 interrupts the flow of low-pressure air from the low-pressure air supply pipe 39 to the ejector body 31.
- a check valve V3 is provided in the air supply pipe 43 between the blower 42 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a switching valve V4 is provided in the high-pressure air supply pipe 35 that takes in the high-pressure air AH from the supercharger 14 so that it can be opened and closed. The switching valve V4 can perform intermittent flow of the high-pressure air AH from the high-pressure air supply pipe 35 to the ejector body 31 and adjust the flow rate thereof.
- the low-pressure air AL composed of the atmosphere taken in from the low-pressure air supply pipe 39 is discharged from the first end 32 a of the suction port 32 into the flow path 32 r due to the negative pressure in the ejector body 31.
- the low-pressure air AL that has flowed into the flow path 32r is drawn into the flow path 31r of the ejector body 31 from the second end portion 32b.
- the low-pressure air AL drawn into the flow path 31r merges with the high-pressure air AH in the flow path 31r and is sent to the air supply pipe 22 from the second end 31b of the ejector body 31. Thereby, air obtained by adding the low-pressure air AL to the high-pressure air AH is supplied to the bubble ejection portion 21.
- the frictional resistance reduction device 20C can supply air to the bubble ejection unit 21 by selectively operating the air supply unit 30C and the low-pressure air supply unit 40 as in the second embodiment.
- the low pressure air supply unit 40 supplies the low pressure air AL2 to the bubble ejection unit 21.
- the blower 42 is operated with the switching valves V2 and V4 closed.
- the check valve V3 is opened.
- the low-pressure air AL ⁇ b> 2 is supplied to the bubble ejection part 21.
- the high pressure air AH and the low pressure air AL are supplied to the bubble ejection part 21 by the air supply part 30A. More specifically, from the state in which the switching valves V2 and V4 are closed, the opening operation of the switching valve V4 and the opening operation of the switching valve V2 are sequentially performed in the same manner as in the third embodiment. Thereby, the high pressure air AH and the low pressure air AL are supplied to the bubble ejection part 21.
- the low-pressure air supply unit 40 and the air supply unit 30C can be operated simultaneously to supply the low-pressure air AL2 and the low-pressure air AL2 to the bubble ejection unit 21 in addition to the high-pressure air AH.
- the third embodiment described above since a part of the compressed air discharged from the supercharger 14 is used as the high-pressure air AH, it is not necessary to prepare a compressor or the like in order to obtain the high-pressure air AH. Compared with the embodiment, the number of parts can be suppressed.
- a part of the compressed air discharged from the supercharger 14 is used as the high-pressure air AH.
- the exhaust gas from the main engine 13 that propels the hull 11 of the ship 10 is high-pressure. It can also be sent to the ejector body 31 as air AH.
- an exhaust gas supply pipe 35G for sending the exhaust gas from the main machine 13 to the ejector body 31 is provided (hereinafter, the same applies to the fourth to sixth embodiments). ).
- the exhaust gas supply pipe 35G is provided with a switching valve V4 'that can be opened and closed.
- the switching valve V4 ' can perform intermittent flow of the high-pressure air AH from the exhaust gas supply pipe 35G to the ejector body 31 and adjust the flow rate thereof.
- FIG. 4 is a schematic diagram showing the overall configuration of the frictional resistance reduction device for an air-lubricated ship and the ship according to this embodiment.
- the ship 10 in this embodiment includes a frictional resistance reduction device 20D.
- the frictional resistance reduction device 20D includes a bubble ejection part 21 and an air supply part 30D.
- the air supply unit 30D includes an ejector body 31. Further, the ejector body 31 is connected with an inlet 32 on the outer peripheral side surface thereof.
- the ejector body 31 has a tapered flow path 31r as in the above-described embodiments.
- a high-pressure air supply pipe 35 is connected to the first end 31a of the ejector body 31, and an air supply pipe 22 is connected to the second end 31b.
- the high pressure air supply pipe 35 in this embodiment is connected to the discharge side of the supercharger 14 as in the third embodiment, and a part of the compressed air discharged from the supercharger 14 is used as the high pressure air AH as the ejector body. 31 is fed into the first end 31a.
- a low-pressure air supply pipe 39 is connected to the first end 32 a of the suction port 32.
- the low pressure air supply pipe 39 in this embodiment is connected to the blower 42.
- the blower 42 sucks and pressurizes the atmosphere introduced through the atmosphere introduction pipe 41 to generate low-pressure air AL having a pressure lower than that of the high-pressure air AH.
- the low-pressure air AL is introduced into the suction port 32 via the low-pressure air supply pipe 39.
- a check valve V ⁇ b> 1 is provided in the air supply pipe 22 between the ejector body 31 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a switching valve V2 is provided between the blower 42 and the ejector body 31 so as to be opened and closed. The switching valve V2 interrupts the flow of low-pressure air from the low-pressure air supply pipe 39 to the ejector body 31.
- a switching valve V4 is provided so that it can be opened and closed.
- the switching valve V4 intermittently flows the high-pressure air AH from the high-pressure air supply pipe 35 to the ejector body 31 and adjusts the flow rate thereof.
- the switching valve V4 when the switching valve V4 is opened after the switching valves V2 and V4 are closed, the high-pressure air AH compressed by the supercharger 14 through the high-pressure air supply pipe 35 is ejected from the first end 31a. It is sent to 31.
- the check valve V1 is opened. Thereby, the high-pressure air AH is supplied from the ejector body 31 to the bubble jetting part 21 through the check valve V1.
- the flow velocity of the high-pressure air AH sent from the first end portion 31a of the ejector body 31 gradually increases in the ejector body 31, and a negative pressure is generated in the flow path 31r.
- the low-pressure air AL is sent to the suction port 32 by opening the switching valve V ⁇ b> 2. Then, the low pressure air AL introduced into the suction port 32 is drawn into the ejector body 31 due to the negative pressure in the ejector body 31.
- the low-pressure air AL drawn into the flow path 31r merges with the high-pressure air AH in the flow path 31r and is sent to the air supply pipe 22 from the second end 31b of the ejector body 31.
- the air obtained by adding the low-pressure air AL to the high-pressure air AH is supplied to the bubble ejection portion 21.
- the high-pressure air AH compressed by the supercharger 14 and the low-pressure air AL pressurized by the blower 42 are supplied to the bubble jetting unit 21.
- the air flow rate ejected from the bubble ejection part 21 can be increased.
- the flow rate of the low-pressure air AL can be increased as compared with the case where the atmosphere is directly taken in as the low-pressure air AL.
- FIG. 5 is a schematic view showing the overall configuration of the friction resistance reducing device for an air lubricated ship and the ship according to this embodiment.
- the ship 10 in this embodiment includes a frictional resistance reduction device 20E.
- the frictional resistance reduction device 20E includes a bubble ejection unit 21, a bubble recovery unit 25, an air supply unit 30E, and a low-pressure air supply unit 40.
- the bubble recovery unit 25 recovers the bubbles generated by the bubble ejection unit 21.
- the bubble recovery unit 25 is provided on the bottom 11b of the hull 11 so as to open downward.
- the bubble recovery unit 25 is arranged on the bow portion 11f side of the screw 12 in the bow-stern direction, and on the stern portion 11r side as much as possible.
- the air supply unit 30E includes an ejector body 31.
- a suction port 32 is connected to the outer peripheral side surface of the ejector body 31.
- the ejector body 31 has a tapered flow path 31r as in the above-described embodiments.
- the ejector body 31 has a high-pressure air supply pipe 35 connected to the first end 31a, and an air supply pipe 22 connected to the second end 31b.
- the high pressure air supply pipe 35 in this embodiment is connected to the discharge side of the supercharger 14. A part of the compressed air discharged from the supercharger 14 is sent to the first end 31a of the ejector body 31 as high-pressure air AH.
- a low-pressure air supply pipe 39 is connected to the first end 32 a of the suction port 32.
- the low-pressure air supply pipe 39 in this embodiment is connected to the bubble recovery unit 25, and air obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25 is sent to the suction port 32 as low-pressure air AL.
- a check valve V ⁇ b> 1 is provided in the air supply pipe 22 between the ejector body 31 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a check valve V3 is provided in the air supply pipe 43 between the blower 42 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a switching valve V4 is provided so that it can be opened and closed.
- the switching valve V4 intermittently flows the high-pressure air AH from the high-pressure air supply pipe 35 to the ejector body 31 and adjusts the flow rate thereof.
- a check valve V5 is provided in the low-pressure air supply pipe 39 that takes in air obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25 as low-pressure air AL.
- the check valve V5 allows only the flow from the bubble recovery unit 25 to the suction port 32 and prevents the flow from the suction port 32 to the bubble recovery unit 25.
- the check valve V ⁇ b> 5 has a function of adjusting the flow rate from the bubble recovery unit 25 to the suction port 32.
- the check valve V5 has a flow rate adjusting function is illustrated, but the check valve and the flow rate adjusting valve may be connected in series.
- the switching valve V4 is opened from the state where the switching valve V4 and the check valve V5 are closed. Then, the high pressure air AH compressed by the supercharger 14 is sent into the ejector body 31 from the first end portion 31 a through the high pressure air supply pipe 35. Next, the check valve V1 is opened. Thereby, the high-pressure air AH is supplied from the ejector body 31 to the bubble jetting part 21 through the check valve V1. The flow rate of the high-pressure air AH gradually increases in the ejector body 31, and a negative pressure is generated in the flow path 31r. Next, the check valve V5 is opened.
- the low-pressure air AL which is the air recovered by the bubble recovery unit 25, flows from the first end portion 32a of the suction port 32 by the flow rate adjusted by the flow rate adjustable check valve V5.
- the low-pressure air AL that has flowed into the flow path 32r is drawn into the flow path 31r of the ejector body 31 from the second end 32b, merges with the high-pressure air AH in the flow path 31r, and the second end of the ejector body 31. It is fed into the air supply pipe 22 from the portion 31b. Thereby, low-pressure air AL is supplied to the bubble jetting part 21 in addition to the high-pressure air AH.
- the air supply unit 30E and the low-pressure air supply unit 40 can be selectively operated to supply air to the bubble ejection unit 21.
- the low-pressure air supply unit 40 supplies the low-pressure air AL2 to the bubble ejection unit 21, and when the draft is deep, the air supply unit 30E supplies the high-pressure air AH and the low-pressure air AL. It can supply to the bubble ejection part 21.
- the low-pressure air supply unit 40 and the air supply unit 30E can be operated simultaneously to supply the low-pressure air AL2 and the low-pressure air AL2 to the bubble jetting unit 21 in addition to the high-pressure air AH.
- the low-pressure air supply unit 40 and the air supply unit 30E are provided, an appropriate amount of air is supplied to the bubble ejection unit 21 while suppressing energy consumption according to draft. Can be supplied.
- the low-pressure air supply unit 40 and the air supply unit 30E are operated simultaneously, the low-pressure air AL and the low-pressure air AL2 can be supplied to the bubble ejection unit 21 in addition to the high-pressure air AH. Thereby, the air flow rate supplied to the bubble ejection part 21 can further be increased.
- the high-pressure air AH Since a part of the compressed air discharged from the supercharger 14 is used as the high-pressure air AH, it is not necessary to prepare a compressor or the like to obtain the high-pressure air AH, and the above effects can be obtained at a low cost.
- the low-pressure air AL is obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25, it is advantageous in that no energy or cost is required. Furthermore, by collecting the low-pressure air AL with the bubble recovery unit 25, it is possible to suppress the bubbles from hitting the screw 12 provided at the stern portion 11r of the hull 11, and to suppress the occurrence of vibrations and the reduction in propulsion efficiency.
- FIG. 6 is a schematic diagram showing an overall configuration of the friction resistance reducing device for an air-lubricated ship and the ship according to this embodiment.
- the ship 10 in this embodiment includes a frictional resistance reduction device 20F.
- the frictional resistance reduction device 20F includes a bubble ejection unit 21, a bubble recovery unit 25, and an air supply unit 30F.
- the air supply unit 30 ⁇ / b> F includes an ejector main body 31.
- a suction port 32 is connected to the outer peripheral side surface of the ejector body 31.
- the ejector body 31 has a tapered flow path 31r as in the above-described embodiments.
- the ejector body 31 has a high-pressure air supply pipe 35 connected to the first end 31a, and an air supply pipe 22 connected to the second end 31b.
- the high-pressure air supply pipe 35 is connected to the discharge side of the supercharger 14. A part of the compressed air discharged from the supercharger 14 is sent to the first end 31a of the ejector body 31 as high-pressure air AH.
- a low-pressure air supply pipe 39 is connected to the first end 32 a of the suction port 32.
- the low-pressure air supply pipe 39 in this embodiment is bifurcated by a branch pipe 39a and a branch pipe 39b.
- the branch pipe 39 a is connected to the bubble recovery unit 25, and the branch pipe 39 b is connected to the blower 62.
- the blower 62 pressurizes the atmosphere introduced through the atmosphere introduction pipe 61. That is, the low-pressure air supply pipe 39 supplies the air obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25 and the atmosphere pressurized by the blower 62 to the suction port 32 as the low-pressure air AL.
- the supply amount of the low-pressure air AL by the blower 62 can be appropriately changed according to the flow rate of the recovered air recovered from the bubble recovery unit 25.
- a check valve V ⁇ b> 1 is provided in the air supply pipe 22 between the ejector body 31 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a check valve V3 is provided in the air supply pipe 43 between the blower 42 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a switching valve V4 is provided so that it can be opened and closed.
- the switching valve V4 intermittently flows the high-pressure air AH from the high-pressure air supply pipe 35 to the ejector body 31 and adjusts the flow rate thereof.
- the branch pipe 39a of the low-pressure air supply pipe 39 that takes in air obtained from the bubbles collected by the bubble collection unit 25 as low-pressure air AL is provided with a check valve V5 that can adjust the flow rate, as in the fifth embodiment. ing.
- the branch pipe 39b is provided with a switching valve V6 that interrupts the flow of air fed from the blower 62.
- the high pressure air AH compressed by the supercharger 14 through the high pressure air supply pipe 35 is the first end. It is sent from the part 31a to the ejector body 31.
- the check valve V1 is opened. Thereby, the high-pressure air AH is supplied from the ejector body 31 to the bubble jetting part 21 through the check valve V1.
- the high-pressure air AH sent from the first end portion 31a of the ejector body 31 gradually increases in flow velocity in the ejector body 31 and a negative pressure is generated in the flow path 31r.
- the check valve V5 when the check valve V5 is opened, the low pressure air AL that is the air recovered by the bubble recovery unit 25 flows from the first end 32a of the suction port 32 due to the negative pressure in the ejector body 31. Furthermore, after operating the blower 62, the switching valve V6 is opened, whereby the low-pressure air AL is sent into the suction port 32. As a result, the air recovered by the bubble recovery unit 25 and the low-pressure air AL that is the atmosphere pressurized by the blower 62 flow into the ejector body 31.
- the low-pressure air AL that has flowed into the flow path 32r is drawn into the flow path 31r of the ejector body 31 from the second end 32b, merges with the high-pressure air AH in the flow path 31r, and the second end of the ejector body 31. It is fed into the air supply pipe 22 from the portion 31b. Thereby, air obtained by adding the low-pressure air AL to the high-pressure air AH is supplied to the bubble ejection portion 21.
- the air supply unit 30F the low pressure obtained from the high pressure air AH compressed by the supercharger 14, the air recovered by the bubble recovery unit 25, and the atmosphere pressurized by the blower 62.
- the air AL merges and is supplied to the bubble ejection part 21. Therefore, the air flow rate ejected from the bubble ejection part 21 can be increased.
- the air obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25 is used as part of the low-pressure air AL, no energy or cost is required.
- the air pressurized by the blower 62 is used as the low pressure air AL, the flow rate of the low pressure air AL is increased when the flow rate of the low pressure air AL obtained from the bubbles recovered from the bubble recovery unit 25 is insufficient. Can do.
- FIG. 7 is a schematic diagram showing the overall configuration of the frictional resistance reduction device for an air-lubricated ship and the ship according to this embodiment.
- the ship 10 in this embodiment includes a frictional resistance reduction device 20G.
- the frictional resistance reduction device 20G includes a bubble ejection part 21 and an air supply part 30G.
- the air supply unit 30G includes an ejector body 31.
- a suction port 32 is connected to the outer peripheral side surface of the ejector body 31.
- the ejector body 31 has a tapered flow path 31r as in the above-described embodiments.
- the ejector body 31 is connected to a high-pressure air supply pipe 35 at a first end 31a, and an air supply pipe 22 is connected to a second end 31b.
- the high-pressure air supply pipe 35 is connected to a high-pressure air supply source 37 such as a turbo compressor.
- a low-pressure air supply pipe 39 is connected to the first end 32 a of the suction port 32.
- the low-pressure air supply pipe 39 in this embodiment is open to the atmosphere above the water line L in the hull 11 and sends the atmosphere to the suction port 32 as low-pressure air AL.
- a check valve V ⁇ b> 1 is provided in the air supply pipe 22 between the ejector body 31 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- the low-pressure air supply pipe 39 is provided with a switching valve V2 that can be opened and closed.
- the switching valve V2 interrupts the flow of low-pressure air from the low-pressure air supply pipe 39 to the ejector body 31.
- the high pressure air supply source 37 is activated with the switching valve V2 closed. Then, high-pressure air AH is fed into the ejector body 31 from the first end portion 31a to the flow path 31r through the high-pressure air supply pipe 35. Next, the check valve V1 is opened. Thereby, the high pressure air AH is supplied to the bubble ejection part 21 through the check valve V1.
- the high-pressure air AH sent from the first end portion 31a of the ejector body 31 has a gradually increasing flow velocity in the ejector body 31 and a negative pressure is generated in the flow path 31r.
- the switching valve V2 is opened.
- the low pressure air AL made of the atmosphere taken in from the low pressure air supply pipe 39 flows into the flow path 32r from the first end portion 32a of the suction port 32 due to the negative pressure in the ejector body 31.
- the low-pressure air AL that has flowed into the flow path 32r is drawn into the flow path 31r of the ejector body 31 from the second end 32b, and merges with the high-pressure air AH within the flow path 31r.
- the air merged in the flow path 31r is fed into the air supply pipe 22 from the second end 31b of the ejector body 31. Thereby, air obtained by adding the low-pressure air AL to the high-pressure air AH is supplied to the bubble ejection portion 21.
- the high-pressure air AH compressed by the high-pressure air supply source 37 such as a turbo compressor and the low-pressure air AL that is the atmosphere are supplied to the bubble ejection unit 21.
- the Therefore, the air flow rate ejected from the bubble ejection part 21 can be increased. In this way, by reducing the frictional resistance force generated between the hull 11 and the water by the air ejected from the bubble ejection portion 21 with less energy consumption, the loss to the propulsive force of the hull is suppressed, and the fuel consumption is reduced. It is possible to effectively improve the energy saving effect and reduce CO 2 emissions.
- the air supply unit 30G is disposed on the bow portion 11f side of the hull 11, and piping for connecting to the supercharger 14 and the like on the stern portion 11r side is unnecessary. As a result, the equipment configuration is simplified and the cost can be reduced.
- FIG. 8 is a schematic diagram showing an overall configuration of the friction resistance reducing device for an air-lubricated ship and the ship according to this embodiment.
- the ship 10 in this embodiment includes a frictional resistance reducing device 20H.
- the frictional resistance reduction device 20H includes a bubble ejection unit 21, a bubble recovery unit 25, and an air supply unit 30H.
- the air supply unit 30H includes an ejector body 31.
- a suction port 32 is connected to the outer peripheral side surface of the ejector body 31.
- the ejector body 31 has a tapered flow path 31r as in the above-described embodiments.
- the ejector body 31 has a high-pressure air supply pipe 35 connected to the first end 31a and an air supply pipe 22 connected to the second end 31b.
- the high-pressure air supply pipe 35 in this embodiment is connected to a high-pressure air supply source 37 such as a turbo compressor.
- a low-pressure air supply pipe 39 is connected to the first end 32 a of the suction port 32.
- the low-pressure air supply pipe 39 in this embodiment is connected to the bubble recovery unit 25, and air obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25 is taken into the suction port 32 as low-pressure air AL.
- a check valve V ⁇ b> 1 is provided in the air supply pipe 22 between the ejector body 31 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a check valve V5 is provided in the low-pressure air supply pipe 39 that takes in air obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25 as low-pressure air AL.
- check valve V5 is opened.
- low-pressure air AL that is air recovered by the bubble recovery unit 25 flows from the first end portion 32 a of the suction port 32.
- low-pressure air AL that is air collected by the bubble collection unit 25 flows into the ejector body 31 from the first end 32 a of the suction port 32.
- the low-pressure air AL that has flowed into the flow path 32r is drawn into the flow path 31r of the ejector body 31 from the second end 32b, merges with the high-pressure air AH in the flow path 31r, and the second end of the ejector body 31. It is fed into the air supply pipe 22 from the portion 31b.
- air obtained by adding the low-pressure air AL to the high-pressure air AH is supplied to the bubble ejection portion 21.
- the high-pressure air AH compressed by the high-pressure air supply source 37 such as a turbo compressor and the low-pressure air AL recovered by the bubble recovery unit 25 merge, It is supplied to the bubble ejection part 21. Therefore, the air flow rate ejected from the bubble ejection part 21 can be increased.
- the low-pressure air AL is obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25, no energy or cost is required. Since the low-pressure air AL is recovered from below the ship bottom 11b, the pressure is higher than the atmosphere in the seventh embodiment, and the energy efficiency can be further increased compared to the case where the atmosphere is pressurized.
- FIG. 9 is a schematic diagram showing the overall configuration of the friction resistance reducing device for an air lubricated ship and the ship according to this embodiment.
- the ship 10 in this embodiment includes a frictional resistance reducing device 20J.
- the frictional resistance reduction device 20J includes a bubble ejection part 21 and an air supply part 30J.
- the air supply unit 30J includes an ejector body 31.
- a suction port 32 is connected to the outer peripheral side surface of the ejector body 31.
- the ejector body 31 has a tapered flow path 31r as in the above-described embodiments.
- the ejector body 31 has a high-pressure air supply pipe 35 connected to the first end 31a and an air supply pipe 22 connected to the second end 31b.
- the high-pressure air supply pipe 35 in this embodiment is connected to a high-pressure air supply source 37 such as a turbo compressor.
- a low-pressure air supply pipe 39 is connected to the first end 32 a of the suction port 32.
- the low-pressure air supply pipe 39 in this embodiment is connected to the discharge side of the supercharger 14, and a part of the compressed air discharged from the supercharger 14 is low-pressure on the first end 31a of the ejector body 31. It is sent as air AL.
- This embodiment assumes the case where the output of the main machine 13 is small. Since the compressed air discharged from the supercharger 14 of this embodiment is lower in pressure than the high-pressure air AH compressed by the high-pressure air supply source 37 such as a compressor, it can be used as the low-pressure air AL.
- a check valve V ⁇ b> 1 is provided in the air supply pipe 22 between the ejector body 31 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a switching valve V4 is provided in the low-pressure air supply pipe 39 that takes in the low-pressure air AL from the supercharger 14 so that it can be opened and closed. The switching valve V4 intermittently flows the low-pressure air AL from the low-pressure air supply pipe 39 to the ejector body 31 and adjusts the flow rate thereof.
- the high pressure air supply source 37 is operated with the switching valve V4 closed. Then, the high pressure air AH is sent from the high pressure air supply source 37 to the first end portion 31 a of the ejector body 31. Next, the check valve V1 is opened. The flow rate of the high-pressure air AH gradually increases in the ejector body 31, and a negative pressure is generated in the flow path 31r. Next, the switching valve V4 is opened. Then, the low-pressure air AL sent out from the supercharger 14 flows from the first end portion 32 a of the suction port 32 due to the negative pressure in the ejector body 31.
- the low-pressure air AL that has flowed into the flow path 32r is drawn into the flow path 31r of the ejector body 31 from the second end 32b, merges with the high-pressure air AH in the flow path 31r, and the second end of the ejector body 31. It is fed into the air supply pipe 22 from the portion 31b. Thereby, air obtained by adding the low-pressure air AL to the high-pressure air AH is supplied to the bubble ejection portion 21.
- the high-pressure air AH compressed by the high-pressure air supply source 37 such as a compressor and the low-pressure air AL compressed by the supercharger 14 are merged and supplied to the bubble ejection unit 21. Is done. Therefore, the air flow rate ejected from the bubble ejection part 21 can be increased.
- the low-pressure air AL uses a part of the compressed air discharged from the supercharger 14, the flow rate of the air ejected from the bubble ejection part 21 can be further increased.
- FIG. 10 is a schematic diagram showing an overall configuration of the friction resistance reducing device for an air-lubricated ship and the ship according to this embodiment.
- the ship 10 in this embodiment includes a frictional resistance reducing device 20K.
- the frictional resistance reduction device 20K includes a bubble ejection unit 21, a bubble recovery unit 25, an air supply unit 30K, and a low-pressure air supply unit 40.
- the air supply unit 30K in this embodiment includes two ejector bodies 31 in series. These ejector main bodies 31 have tapered flow paths 31r as in the above-described embodiments.
- a high pressure air supply pipe 35 is connected to the first end portion 31a of the ejector main body 31A arranged on the upstream side.
- a connection pipe 49 is connected to the second end 31b of the ejector body 31A arranged on the upstream side.
- the first end portion 31 a of the downstream ejector body 31 ⁇ / b> B is connected to the upstream ejector body 31 ⁇ / b> A via a connection pipe 49.
- An air supply pipe 22 is connected to the second end 31b of the ejector body 31B on the downstream side.
- the high-pressure air supply pipe 35 in this embodiment is connected to the discharge side of the supercharger 14, and a part of the compressed air discharged from the supercharger 14 is the high-pressure air AH of the upstream ejector body 31. It is fed into the first end portion 31a.
- a low-pressure air supply pipe 39 branched in the middle is connected to the first end portion 32a of the suction port 32 provided in the ejector main bodies 31A and 31B.
- the low-pressure air supply pipe 39 in this embodiment is connected to the bubble recovery unit 25.
- the low-pressure air supply pipe 39 distributes air obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25 to the respective suction ports 32 as low-pressure air AL.
- a check valve V ⁇ b> 1 is provided in the air supply pipe 22 between the ejector body 31 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a check valve V3 is provided in the air supply pipe 43 between the blower 42 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a switching valve V4 is provided in the high-pressure air supply pipe 35 that takes in the high-pressure air AH from the supercharger 14.
- the switching valve V4 intermittently flows the high-pressure air AH from the high-pressure air supply pipe 35 to the ejector body 31 and adjusts the flow rate thereof.
- a check valve V51 is provided in the low-pressure air supply pipe 39 that takes in air obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25 as low-pressure air AL.
- a switching valve V7 is provided in the low-pressure air supply pipe 39 branched to the ejector body 31A on the upstream side. By opening the switching valve V7, the low pressure air AL can be diverted toward the ejector body 31A and the ejector body 31B. By closing the switching valve V7, the low pressure air AL can be supplied only to the ejector body 31B.
- the switching valve V4 when the switching valve V4 is opened after the switching valve V4, the switching valve V7, and the check valve V51 are closed, the high-pressure air AH compressed by the supercharger 14 through the high-pressure air supply pipe 35 is first. It is sent from the one end 31a to the upstream ejector body 31A. Next, the check valve V1 is opened. Thereby, the high pressure air AH is supplied to the bubble ejection part 21 through the check valve V1 from the ejector main bodies 31A connected in series and the ejector main bodies 31 of the ejector main bodies 31B.
- the high-pressure air AH sent into the flow path 31r of the upstream ejector body 31A gradually increases in flow velocity in the ejector body 31A, and negative pressure is generated in the flow path 31r.
- the high-pressure air AH sent out from the upstream ejector body 31A is sent into the downstream ejector body 31B via the connecting pipe 49.
- the high-pressure air AH sent into the flow path 31r of the ejector body 31B gradually increases in flow velocity in the ejector body 31B, and a negative pressure is generated in the flow path 31r.
- the check valve V51 is opened. Then, due to the negative pressure in the ejector body 31 of the ejector body 31B, the low pressure air AL that is the air collected by the bubble collection unit 25 flows from the first end 32a of the suction port 32 of the ejector body 31B. Further, when the switching valve V7 is opened, the low-pressure air AL is also sent to the suction port 32 of the upstream ejector body 31A through the low-pressure air supply pipe 39 branched toward the upstream ejector body 31A.
- the low-pressure air AL that has flowed into the flow path 32r of the upstream ejector body 31A is drawn into the flow path 31r of the ejector body 31A, and merges with the high-pressure air AH within the flow path 31r. It is sent out from the second end 31b of the main body 31A.
- the low-pressure air AL that has flowed into the flow path 32r of the suction port 32 of the ejector body 31B is drawn into the flow path 31r of the ejector body 31B, and merges with air (AH + AL) in the flow path 31r.
- AH + AL + AL) is sent out from the second end 31b of the ejector body 31B on the downstream side.
- the air supply unit 30K and the low-pressure air supply unit 40 can be selectively operated to supply air to the bubble ejection unit 21.
- the low pressure air supply unit is operated by opening the check valve V3 by operating the blower 42 with the switching valves V4, V51, V7 and the check valve V51 closed.
- the low pressure air AL ⁇ b> 2 can be supplied to the bubble ejection part 21 by 40.
- air (AH + AL + AL) merged by the air supply unit 30K is blown out in the same manner as in this embodiment with the check valves V1, V3, V51 and the switching valves V4, V7 closed.
- the unit 21 can be supplied.
- the low-pressure air supply unit 40 and the air supply unit 30K can be operated simultaneously to supply both the air (AH + AL + AL) and the low-pressure air AL2 merged in the air supply unit 30K to the bubble ejection unit 21.
- the ejector main bodies 31 are connected in series in two stages as the air supply unit 30K in this embodiment.
- the number of ejector main bodies 31 connected in series is not limited to two as long as it is plural. .
- three or more stages of ejector bodies 31 may be connected in series.
- FIG. 11 is a schematic diagram showing the overall configuration of the frictional resistance reduction device for an air-lubricated ship and the ship according to this embodiment.
- the ship 10 in this embodiment includes a frictional resistance reduction device 20L.
- the frictional resistance reduction device 20L includes a bubble ejection unit 21, a bubble recovery unit 25, an air supply unit 30L, and a low-pressure air supply unit 40.
- the air supply unit 30L includes an ejector body 31 and a charge tank 60.
- a suction port 32 is connected to the ejector body 31.
- the ejector body 31 has a tapered flow path 31r as in the above-described embodiments.
- the ejector body 31 has a high-pressure air supply pipe 35 connected to the first end 31a and an air supply pipe 22 connected to the second end 31b.
- the high-pressure air supply pipe 35 in this embodiment is connected to the discharge side of the supercharger 14, and a part of the compressed air discharged from the supercharger 14 is supplied to the first end 31a of the ejector body 31 as high-pressure air AH. It is sent.
- a low-pressure air supply pipe 39 is connected to the first end 32 a of the suction port 32.
- the low-pressure air supply pipe 39 in this embodiment is connected to the bubble recovery unit 25, and the air obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25 is taken into the intake port 32 as the low-pressure air AL.
- the charge tank 60 is provided in the middle part of the high-pressure air supply pipe 35.
- the charge tank 60 can store a certain amount of high-pressure air AH passing through the high-pressure air supply pipe 35. That is, the high-pressure air AH is temporarily stored in the charge tank 60 in the middle of passing through the high-pressure air supply pipe 35, and then sent to the first end 31 a of the ejector body 31 through the high-pressure air supply pipe 35. .
- a check valve V ⁇ b> 1 is provided in the air supply pipe 22 between the ejector body 31 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a check valve V3 is provided in the air supply pipe 43 between the blower 42 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a switching valve V4 is provided in the high-pressure air supply pipe 35 that takes in the high-pressure air AH from the supercharger 14.
- the switching valve V4 intermittently flows the high-pressure air AH from the high-pressure air supply pipe 35 to the ejector body 31 and adjusts the flow rate thereof.
- a flow rate adjustment valve V8 is provided on the downstream side of the charge tank 60 so as to be openable and closable.
- High-pressure air AH having a flow rate corresponding to the opening degree of the flow rate adjustment valve V8 is supplied from the charge tank 60 to the ejector body 31. That is, the charge amount of the high-pressure air AH to the charge tank 60 can be adjusted by the flow rate adjustment valve V8.
- a check valve V5 is provided in the low-pressure air supply pipe 39 that takes in air obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25 as low-pressure air AL.
- the switching valve V4 when the switching valve V4 is opened after the switching valve V4, the flow rate adjustment valve V8, and the check valve V5 are closed, the high-pressure air AH compressed by the supercharger 14 through the high-pressure air supply pipe 35 is The charge tank 60 is charged.
- the flow regulating valve V8 is opened and the check valve V1 is further opened, the high pressure air AH compressed by the supercharger 14 from the charge tank 60 through the high pressure air supply pipe 35 is provided in the flow path 31r of the ejector body 31. A part of is sent.
- the flow rate of the high-pressure air AH sent into the flow path 31r gradually increases in the ejector body 31, and a negative pressure is generated in the flow path 31r.
- the high pressure air AH is temporarily stored in the charge tank 60 in the middle of the high pressure air supply pipe 35. By storing in the charge tank 60 in this way, the pulsation of the high-pressure air AH is reduced.
- the check valve V5 is opened. Then, due to the negative pressure in the ejector body 31, low-pressure air AL that is air collected by the bubble collecting unit 25 flows from the first end portion 32 a of the suction port 32.
- the low-pressure air AL that has flowed into the flow path 32r is drawn into the flow path 31r of the ejector body 31, merges with the high-pressure air AH within the flow path 31r, and is sent out from the second end 31b of the ejector body 31. Thereby, air obtained by adding the low-pressure air AL to the high-pressure air AH is supplied to the bubble ejection portion 21.
- the frictional resistance reduction device 20L can supply air to the bubble ejection unit 21 by selectively operating the air supply unit 30L and the low-pressure air supply unit 40.
- the low-pressure air supply unit 40 supplies the low-pressure air AL2 to the bubble ejection unit 21, and when the draft is deep, the air supply unit 30L supplies the high-pressure air AH and the low-pressure air AL. It can supply to the bubble ejection part 21.
- the high-pressure air AH, the low-pressure air AL, and the low-pressure air AL2 can be simultaneously supplied to the bubble ejection unit 21.
- the high-pressure air AH supplied to the ejector body 31 passes through the charge tank 60, the influence of pulsation of the high-pressure air AH generated on the output side of the supercharger 14 is affected. Can be suppressed. As a result, the high-pressure air AH can be supplied to the ejector body 31 at a stable flow rate. As a result, in the ejector body 31, the low pressure air AL can be stably merged with the high pressure air AH, and bubbles can be stably generated from the bubble ejection portion 21.
- FIG. 12 is a schematic diagram showing the overall configuration of the friction resistance reducing device for an air lubricated ship and the ship according to this embodiment.
- the ship 10 in this embodiment includes a frictional resistance reducing device 20M.
- the frictional resistance reduction device 20M includes a bubble ejection unit 21, a bubble recovery unit 25, and an air supply unit 30M.
- the air supply unit 30M includes an ejector body 31 and a charge tank 70.
- the ejector body 31 has a tapered flow path 31r as in the above-described embodiments.
- a high pressure air supply pipe 35 is connected to the first end 31 a of the ejector body 31, while an air supply pipe 22 is connected to the second end 31 b of the ejector body 31.
- the high-pressure air supply pipe 35 in this embodiment is connected to a high-pressure air supply source 37 such as a turbo compressor.
- the charge tank 70 is provided in an intermediate portion of the high-pressure air supply pipe 35, and can store a certain amount of high-pressure air AH passing through the high-pressure air supply pipe 35, similarly to the charge tank 60 of the eleventh embodiment. ing. That is, the high-pressure air AH compressed by the high-pressure air supply source 37 is temporarily stored in the charge tank 70 while passing through the high-pressure air supply pipe 35, and then sent to the first end 31 a of the ejector body 31. It is.
- a low-pressure air supply pipe 39 is connected to the first end 32 a of the suction port 32.
- the low-pressure air supply pipe 39 in this embodiment is connected to the bubble recovery unit 25, and air obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25 is taken into the suction port 32 as low-pressure air AL.
- a check valve V ⁇ b> 1 is provided in the air supply pipe 22 between the ejector body 31 and the bubble ejection part 21 so as to be openable and closable.
- a check valve V5 is provided in the low-pressure air supply pipe 39 that takes in air obtained from the bubbles recovered by the bubble recovery unit 25 as low-pressure air AL.
- a flow rate adjustment valve V9 is provided on the downstream side of the charge tank 70 so as to be openable and closable.
- the flow rate adjusting valve V9 has the same function as the flow rate adjusting valve V8 for the charge tank 60 described above with respect to the charge tank 70.
- the high pressure air supply source 37 is started from the state where the check valves V1, V5 and the flow rate adjustment valve V9 are closed. Then, the high pressure air AH pressurized by the high pressure air supply source 37 is charged in the charge tank 70. Next, when the flow regulating valve V9 is opened, the high-pressure air AH charged in the charge tank 70 is sent into the flow path 31r of the ejector body 31. Thereby, the check valve V1 is opened. In this way, the high pressure air AH is stored in the charge tank 70, so that the pulsation of the high pressure air AH is reduced.
- the flow rate of the high-pressure air AH sent into the flow path 31r gradually increases in the ejector body 31, and a negative pressure is generated in the flow path 31r. Then, the check valve V5 is opened by the negative pressure in the ejector body 31, and low-pressure air AL, which is air collected by the bubble collection unit 25, flows from the first end 32a of the suction port 32.
- the low-pressure air AL that has flowed into the flow path 32r is drawn into the flow path 31r of the ejector body 31, merges with the high-pressure air AH within the flow path 31r, and is sent out from the second end 31b of the ejector body 31. Thereby, air obtained by adding the low-pressure air AL to the high-pressure air AH is supplied to the bubble ejection portion 21.
- the high-pressure air supply source 37 such as a compressor is operated similarly to the eleventh embodiment.
- the pulsation of the high-pressure air AH that occurs together can be suppressed.
- bubbles can be generated stably from the bubble ejection portion 21.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific shapes, configurations, and the like given in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate. For example, the configurations disclosed in the above embodiments can be combined as appropriate.
- the present invention can be applied to a frictional resistance reducing device for an air-lubricated ship that jets air around the hull and reduces the frictional resistance generated between the hull and the surrounding water. According to this frictional resistance reduction device, it is possible to secure a necessary air flow rate while suppressing an increase in the number of parts, and to obtain a sufficient energy saving effect and a CO 2 emission reduction effect.
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Abstract
船体(11)の周囲に空気を噴出して船体(11)と周囲の水との間に生じる摩擦抵抗を低減させる空気潤滑式船舶(10)の摩擦抵抗低減装置(20E)は、高圧空気供給源(14)から供給される高圧空気(AH)が流れる流路(31r)を有し、流路(31r)内に高圧空気(AH)よりも低い圧力の低圧空気(AL)を引き込むエジェクター本体(31)と、エジェクター本体(31)から吐出された高圧空気(AH)及び低圧空気(AL)を噴出することによって、船体(11)の周囲に気泡を発生させる気泡噴出部(21)と、を備える。
Description
この発明は、空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶に関する。
本願は、2015年3月31日に、日本に出願された特願2015-73479号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2015年3月31日に、日本に出願された特願2015-73479号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
船舶は、航行中に、船体が水中に没している部分において水との間に生じる摩擦抵抗力を受けている。この摩擦抵抗力は、船体の推進力に対するロスとなるため、消費燃料削減による省エネルギー効果の向上、CO2排出量削減の妨げとなる。
そこで、船体から周囲の水中に空気を噴出することによって生成した気泡を、船体表面に沿わせて流すことで、水との間に生じる摩擦抵抗力を低減する技術が提案されている。
そこで、船体から周囲の水中に空気を噴出することによって生成した気泡を、船体表面に沿わせて流すことで、水との間に生じる摩擦抵抗力を低減する技術が提案されている。
気泡は、例えば、ブロワにより生成することができる。このブロワは、消費エネルギーが小さい点で有利であり、一般に、低圧大流量の用途に向いている。
一方で、喫水の深い船舶においては、気泡の噴出口に大きな喫水圧が作用する。この場合、空気を船底まで送り込み水中に噴出させるには、喫水が浅い場合よりも空気の圧力を高める必要がある。しかし、ブロワでは、空気の吐出圧が十分に得られない場合がある。例えば、より高圧に昇圧できるコンプレッサー等の高圧空気源を用いる方法も考えられるが、消費エネルギーが大きくなってしまう。そのため、喫水が深い場合、摩擦抵抗力を減少させることで低減する消費エネルギーと、空気を送り込むために必要な消費エネルギーとの差が少なくなり、省エネルギー効果が小さくなってしまう。
一方で、喫水の深い船舶においては、気泡の噴出口に大きな喫水圧が作用する。この場合、空気を船底まで送り込み水中に噴出させるには、喫水が浅い場合よりも空気の圧力を高める必要がある。しかし、ブロワでは、空気の吐出圧が十分に得られない場合がある。例えば、より高圧に昇圧できるコンプレッサー等の高圧空気源を用いる方法も考えられるが、消費エネルギーが大きくなってしまう。そのため、喫水が深い場合、摩擦抵抗力を減少させることで低減する消費エネルギーと、空気を送り込むために必要な消費エネルギーとの差が少なくなり、省エネルギー効果が小さくなってしまう。
特許文献1には、エンジンの過給器により加圧された加圧空気の一部をブロワに供給することで、船底に送り込まれる空気の圧力を高める構成が開示されている。このような構成によれば、喫水が深い場合においても、消費エネルギーの増加を抑制しつつ、空気を船底まで送り込んで水中に噴出させることができ、その結果、省エネルギー効果の減少を抑制することが可能となっている。
特許文献1に記載の技術は、エンジンの出力や、喫水圧に応じて加圧空気の圧力を調整するために複雑な構成を有している。
また、エンジン出力が低い場合など、過給器から供給される加圧空気の流量が十分に得られない場合には、摩擦抵抗を低減するためだけにエンジンの出力の増加や、コンプレッサー等の高圧空気源の出力を増加させる必要があり、エネルギー消費が増加してしまう。そのため、十分な省エネルギー効果や、CO2排出量削減効果を得られない可能性がある。
この発明は、部品点数の増加を抑制しつつ必要な空気流量を確保して、十分な省エネルギー効果、CO2排出量削減効果を得ることのできる空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を提供することを目的とする。
また、エンジン出力が低い場合など、過給器から供給される加圧空気の流量が十分に得られない場合には、摩擦抵抗を低減するためだけにエンジンの出力の増加や、コンプレッサー等の高圧空気源の出力を増加させる必要があり、エネルギー消費が増加してしまう。そのため、十分な省エネルギー効果や、CO2排出量削減効果を得られない可能性がある。
この発明は、部品点数の増加を抑制しつつ必要な空気流量を確保して、十分な省エネルギー効果、CO2排出量削減効果を得ることのできる空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を提供することを目的とする。
この発明の第一態様によれば、空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置は、船体の周囲に空気を噴出して前記船体と周囲の水との間に生じる摩擦抵抗を低減させる空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置であって、高圧空気供給源から供給される高圧空気が流れる流路を有し、前記流路内に前記高圧空気よりも低い圧力の低圧空気を引き込むエジェクターを備える。摩擦抵抗低減装置は、前記エジェクターから吐出された前記高圧空気及び前記低圧空気を噴出することによって、前記船体の周囲に気泡を発生させる気泡噴出部を更に備える。
このように、エジェクターから高圧空気と低圧空気とを気泡噴出部に供給することで、空気流量を増大させることができる。また、空気流量を増大させずに、高圧空気や低圧空気を生成するための機器類で必要なエネルギーを抑えることもできる。
この発明の第二態様によれば、空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置は、第一態様において、前記流路が、上流側から下流側に向かって流路断面積が漸次縮小しているようにしてもよい。
このように構成することで、エジェクターの流路において、高圧空気は、下流側に向かって流速が高まり、これによって流路内で負圧が生じる。この負圧により、低圧空気をエジェクターの流路内に引き込むことができるため、低圧空気を引き込んで空気流量を増やすための専用の動力源が不要となる。
このように構成することで、エジェクターの流路において、高圧空気は、下流側に向かって流速が高まり、これによって流路内で負圧が生じる。この負圧により、低圧空気をエジェクターの流路内に引き込むことができるため、低圧空気を引き込んで空気流量を増やすための専用の動力源が不要となる。
この発明の第三態様によれば、空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置は、第一又は第二態様において、前記船体を推進させる主機、又は、前記主機に給気する補機であってもよい。
このように高圧空気として、主機からの排気、または過給器等の補機から吐出される圧縮空気を利用することで、高圧空気を生成するために別途コンプレッサー等を設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。
このように高圧空気として、主機からの排気、または過給器等の補機から吐出される圧縮空気を利用することで、高圧空気を生成するために別途コンプレッサー等を設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。
この発明の第四態様によれば、空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置は、第一又は第二態様の何れか一つの態様において、前記高圧空気供給源は、大気を圧縮するコンプレッサーであってもよい。
このように構成することで、高圧空気を大気から容易に取得することができる。
このように構成することで、高圧空気を大気から容易に取得することができる。
この発明の第五態様によれば、空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置は、第一から第四態様の何れか一つの態様において、前記気泡噴出部から噴出した前記気泡を回収する気泡回収部をさらに備え、前記低圧空気は、前記気泡回収部で回収した前記気泡と、大気から取り込んでブロアーで圧縮した空気とであるようにしてもよい。
このように気泡回収部で回収した気泡から低圧空気とブロアーで圧縮した空気を低圧空気として用いることで、低圧空気を容易に確保しつつ、低圧空気の流量、すなわち気泡噴出部に供給する空気流量を増大させることができる。
さらに、低圧空気を気泡回収部で回収することで、船体の船尾部に設けられるスクリューに気泡が巻き込まれることを低減できるため、振動の発生や推進効率の低下を抑えることができる。
このように気泡回収部で回収した気泡から低圧空気とブロアーで圧縮した空気を低圧空気として用いることで、低圧空気を容易に確保しつつ、低圧空気の流量、すなわち気泡噴出部に供給する空気流量を増大させることができる。
さらに、低圧空気を気泡回収部で回収することで、船体の船尾部に設けられるスクリューに気泡が巻き込まれることを低減できるため、振動の発生や推進効率の低下を抑えることができる。
この発明の第六態様によれば、空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置は、第一から第四態様の何れか一つの態様において、前記気泡噴出部から噴出した前記気泡を回収する気泡回収部をさらに備え、前記低圧空気は、前記気泡回収部で回収した前記気泡から得るようにしてもよい。
このように気泡回収部で回収した気泡から低圧空気を得ることで、低圧空気を生成するための機器コストを抑えることができる。
さらに、低圧空気を気泡回収部で回収することで、船体の船尾部に設けられるスクリューに気泡が巻き込まれることを低減できるため、振動の発生や推進効率の低下を抑えることができる。
このように気泡回収部で回収した気泡から低圧空気を得ることで、低圧空気を生成するための機器コストを抑えることができる。
さらに、低圧空気を気泡回収部で回収することで、船体の船尾部に設けられるスクリューに気泡が巻き込まれることを低減できるため、振動の発生や推進効率の低下を抑えることができる。
この発明の第七態様によれば、空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置は、第一から第四態様の何れか一つの態様において、前記低圧空気は、大気中から取り込んだ空気であってもよい。
このように構成することで、空気流量を増加するための低圧空気を容易に確保することができる。
このように構成することで、空気流量を増加するための低圧空気を容易に確保することができる。
この発明の第八態様によれば、空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置は、第一から第四態様の何れか一つの態様において、前記低圧空気が、大気から取り込んだ空気をブロアーで圧縮したものであってもよい。
このように構成することで、低圧空気を容易に確保しつつ、低圧空気の流量、すなわち気泡噴出部に供給する空気流量を増大させることができる。
このように構成することで、低圧空気を容易に確保しつつ、低圧空気の流量、すなわち気泡噴出部に供給する空気流量を増大させることができる。
この発明の第九態様によれば、空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置は、第四態様において、前記船体を推進させる主機に燃焼用空気を圧縮して供給する過給器を備え、前記低圧空気は、前記過給器で圧縮された空気であってもよい。
このように低圧空気として過給器から吐出される圧縮空気を利用することで、低圧空気を生成するために別途機器を備える必要がなく、低コスト化を図ることができる。この場合、高圧空気は、過給器から供給される低圧空気よりも高圧となるように、例えばコンプレッサー等により供給することができる。
このように低圧空気として過給器から吐出される圧縮空気を利用することで、低圧空気を生成するために別途機器を備える必要がなく、低コスト化を図ることができる。この場合、高圧空気は、過給器から供給される低圧空気よりも高圧となるように、例えばコンプレッサー等により供給することができる。
この発明の第十態様によれば、空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置は、第一から第九態様の何れか一つの態様において、大気から取り込んだ空気を圧縮して前記気泡噴出部に供給する空気昇圧部をさらに備え、前記気泡噴出部に対し、前記空気昇圧部および前記エジェクターの少なくとも一方から択一的に空気を供給可能であってもよい。
このように構成することで、喫水が浅い場合には、空気昇圧部で昇圧した空気を気泡噴出部に供給し、喫水が深い場合には、エジェクターから高圧空気および低圧空気を気泡噴出部に供給することができる。これにより、エネルギー消費を抑制しつつ喫水の深さに応じて適切な空気を気泡噴出部に供給できる。
このように構成することで、喫水が浅い場合には、空気昇圧部で昇圧した空気を気泡噴出部に供給し、喫水が深い場合には、エジェクターから高圧空気および低圧空気を気泡噴出部に供給することができる。これにより、エネルギー消費を抑制しつつ喫水の深さに応じて適切な空気を気泡噴出部に供給できる。
この発明の第十一態様によれば、空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置は、第一から第十態様の何れか一つの態様において、前記エジェクターの上流側に、前記高圧空気を一時的に貯留するチャージタンクをさらに備えていてもよい。
このように構成することで、高圧空気を生成する機器、例えば過給器やコンプレッサー等で生じる空気の流れの脈動を抑えることができる。これにより、エジェクターを流れる高圧空気に対して低圧空気を円滑に合流させることができる。また、脈動を抑えることで、気泡噴出部から安定して気泡を発生させることが可能となる。
このように構成することで、高圧空気を生成する機器、例えば過給器やコンプレッサー等で生じる空気の流れの脈動を抑えることができる。これにより、エジェクターを流れる高圧空気に対して低圧空気を円滑に合流させることができる。また、脈動を抑えることで、気泡噴出部から安定して気泡を発生させることが可能となる。
この発明の第十二態様によれば、船舶は、第一から第十一態様の何れか一つの態様における空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置を備える。
このように構成することで、省エネルギー化やCO2排出量の低減を図りつつ推進力を向上することができる。
このように構成することで、省エネルギー化やCO2排出量の低減を図りつつ推進力を向上することができる。
この発明に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶によれば、省エネルギー効果、CO2排出量削減効果を高めることが可能となる。
以下、この発明の実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。
(第一実施形態)
図1は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図1に示すように、この実施形態の船舶(空気潤滑式船舶)10は、船体11と、スクリュー12と、主機13と、過給器14と、摩擦抵抗低減装置20Aと、を主に備えている。
(第一実施形態)
図1は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図1に示すように、この実施形態の船舶(空気潤滑式船舶)10は、船体11と、スクリュー12と、主機13と、過給器14と、摩擦抵抗低減装置20Aと、を主に備えている。
スクリュー12は、船体11の船尾部11r側の底部から後方に突出して設けられている。このスクリュー12は、シャフト12sを備えており、このシャフト12sが船体11内に設けられた主機13に接続されている。
主機13は、燃料と空気とを混合させた混合器を燃焼させることで駆動力を発生し、スクリュー12のシャフト12sを回転駆動させる。
過給器14は、外部から大気を取り込んで圧縮し、少なくともその一部を高圧の燃焼用空気として主機13に送り込む。
過給器14は、外部から大気を取り込んで圧縮し、少なくともその一部を高圧の燃焼用空気として主機13に送り込む。
摩擦抵抗低減装置20Aは、気泡噴出部21と、空気供給部30Aと、を備えている。
気泡噴出部21は、船体11の船首部11f側の船底11bに設けられている。気泡噴出部21は、後述する空気供給部30Aに対し、空気供給管22を介して接続されている。気泡噴出部21は、船体11内に設けられた空気供給管22を通して空気供給部30Aから供給される空気を船底11bから船体11の周囲の水中に噴出する。気泡噴出部21から噴出された空気により、船底11bの周囲の水中には、気泡が生成される。気泡は、船舶10の推進に伴って、船体11に対して相対移動する。より具体的には、生成された気泡は、気泡噴出部21から船首尾方向の船尾部11r側に向かい船底11bに沿って移動する。
気泡噴出部21は、船体11の船首部11f側の船底11bに設けられている。気泡噴出部21は、後述する空気供給部30Aに対し、空気供給管22を介して接続されている。気泡噴出部21は、船体11内に設けられた空気供給管22を通して空気供給部30Aから供給される空気を船底11bから船体11の周囲の水中に噴出する。気泡噴出部21から噴出された空気により、船底11bの周囲の水中には、気泡が生成される。気泡は、船舶10の推進に伴って、船体11に対して相対移動する。より具体的には、生成された気泡は、気泡噴出部21から船首尾方向の船尾部11r側に向かい船底11bに沿って移動する。
空気供給部30Aは、エジェクター本体31を備えている。このエジェクター本体31は、その内部に、第一端部31aから第二端部31bに向かって縮径するテーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31には、その第一端部31aに高圧空気供給配管35が接続され、その第二端部31bに空気供給管22が接続されている。
エジェクター本体31には、その外周側面に吸入口32が接続されている。より具体的には、吸入口32は、その第一端部32aが外部に接続され、その第二端部32bがエジェクター本体31の外周側面に接続されている。吸入口32は、その内部に、吸入口32の第一端部32aと第二端部32bとを連通する流路32rを有している。この流路32rは、第一端部32aから第二端部32bに向かって縮径するテーパ状に形成されている。この吸入口32の内部に形成される流路32rは、上述したエジェクター本体31の流路31rの中間部に合流接続されている。ここで、流路32rがテーパ状に形成される場合について説明したが、流路32rはテーパ状でなくてもよい。
この実施形態において、高圧空気供給配管35は、例えばターボコンプレッサー等の高圧空気供給源37に接続されている。
吸入口32の第一端部32aは、高圧空気供給源37で生成する高圧空気AHよりも低圧の低圧空気ALを供給する低圧空気供給源38に接続されている。この実施形態における低圧空気供給源38は、低圧空気ALとして大気を取り込んで吸入口32へ供給する。ここで、大気を取り込む場所は、例えば、上甲板や、船体11の内部空間の何れであっても良い。
吸入口32の第一端部32aは、高圧空気供給源37で生成する高圧空気AHよりも低圧の低圧空気ALを供給する低圧空気供給源38に接続されている。この実施形態における低圧空気供給源38は、低圧空気ALとして大気を取り込んで吸入口32へ供給する。ここで、大気を取り込む場所は、例えば、上甲板や、船体11の内部空間の何れであっても良い。
エジェクター本体31と気泡噴出部21との間の空気供給管22には、逆止弁V1が開閉可能に設けられている。逆止弁V1は、エジェクター本体31側から気泡噴出部21側への流れのみを許容し、気泡噴出部21側からエジェクター本体31側への流れを阻止する。
低圧空気供給源38とエジェクター本体31との間には、切換弁V2が設けられている。切換弁V2は、低圧空気供給源38とエジェクター本体31との間の低圧空気の流れを開閉する。
低圧空気供給源38とエジェクター本体31との間には、切換弁V2が設けられている。切換弁V2は、低圧空気供給源38とエジェクター本体31との間の低圧空気の流れを開閉する。
次に、上述した摩擦抵抗低減装置20Aの動作を説明する。
摩擦抵抗低減装置20Aを作動させるには、まず、切換弁V2を閉じた状態で、高圧空気供給源37を起動させる。すると、エジェクター本体31には、高圧空気供給配管35を通して第一端部31aから流路31rに高圧空気AHが送り込まれ、逆止弁V1を開く。これにより、高圧空気AHが逆止弁V1を通って気泡噴出部21に供給される。ここで、第一端部31aから送り込まれた高圧空気AHは、エジェクター本体31内において、流路31r内を第一端部31aから第二端部31bに向かって流れる間に、流路断面積の縮小に伴って流速が漸次高まる。この流速の増加により、流路31r内の圧力が低下して負圧が生じる。流路31r内で発生した負圧は、吸入口32の第二端部32bから流路32r内に及ぶ。
摩擦抵抗低減装置20Aを作動させるには、まず、切換弁V2を閉じた状態で、高圧空気供給源37を起動させる。すると、エジェクター本体31には、高圧空気供給配管35を通して第一端部31aから流路31rに高圧空気AHが送り込まれ、逆止弁V1を開く。これにより、高圧空気AHが逆止弁V1を通って気泡噴出部21に供給される。ここで、第一端部31aから送り込まれた高圧空気AHは、エジェクター本体31内において、流路31r内を第一端部31aから第二端部31bに向かって流れる間に、流路断面積の縮小に伴って流速が漸次高まる。この流速の増加により、流路31r内の圧力が低下して負圧が生じる。流路31r内で発生した負圧は、吸入口32の第二端部32bから流路32r内に及ぶ。
次いで、低圧空気供給源38を起動させた後、切換弁V2を開く。すると、低圧空気供給源38から送り出された低圧空気ALがエジェクター本体31の吸入口32の第一端部32aから流路32r内に流れ込む。流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、第二端部32bからエジェクター本体31の流路31r内に引き込まれる。この流路31r内に引き込まれた低圧空気ALは、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから空気供給管22に送り込まれる。これにより、高圧空気AHに低圧空気ALを加えた空気が、気泡噴出部21に対して供給される。
ここで、図1においては、図示都合上、エジェクター本体31の第一端部31aから第二端部31bに至る全体がテーパ状に形成されている。しかし、エジェクター本体31の形状は、この形状に限られず、吸入口32の第二端部32bが接続される箇所で流路31r内の流速を十分に高められる形状であればよい。エジェクター本体31の第二端部31bにディフューザを設けて、エジェクター本体31内で空気の圧力を回復させるようにしても良い。
上述した第一実施形態の空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶によれば、コンプレッサー等の高圧空気供給源37から供給される高圧空気AHと、低圧空気供給源38から供給される低圧空気ALとが、気泡噴出部21に供給される。これにより、気泡噴出部21から噴出する空気流量を増大させることができる。そのため、喫水が深い場合においても、水中に十分な量の気泡を発生させることができる。
さらに、高圧空気供給源37からの高圧空気AHだけを気泡噴出部21に供給する場合と比較して、エジェクター本体31により低圧空気ALを合流させることができる分だけ高圧空気供給源37の動力を低下させることができる。つまり、高圧空気供給源37のみを用いる場合と同等の空気流量を、より少ない動力で確保することができる。
さらに、低圧空気ALは、空気供給部30Aのエジェクター本体31を高圧空気AHが流れることによって生じる負圧によって引き込まれて気泡噴出部21に供給されるので、高圧空気AHに低圧空気ALを合流させるための動力が不要となる。つまり、より少ない消費エネルギーで、気泡噴出部21から噴出する空気によって船体11と水との間に生じる摩擦抵抗力を抑えることができる。
その結果、船体の推進力に対するロスを抑え、燃料消費削減による省エネルギー効果の向上、CO2排出量削減を効果的に図ることができる。
その結果、船体の推進力に対するロスを抑え、燃料消費削減による省エネルギー効果の向上、CO2排出量削減を効果的に図ることができる。
(第二実施形態)
次に、この発明の第二実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と空気供給部を備える構成のみが異なる。そのため、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図2は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図2に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Bを備えている。摩擦抵抗低減装置20Bは、気泡噴出部21と、空気供給部30Aと、低圧空気供給部(空気昇圧部)40と、を備えている。
次に、この発明の第二実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と空気供給部を備える構成のみが異なる。そのため、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図2は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図2に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Bを備えている。摩擦抵抗低減装置20Bは、気泡噴出部21と、空気供給部30Aと、低圧空気供給部(空気昇圧部)40と、を備えている。
低圧空気供給部40は、大気導入管41と、ブロアー42と、空気供給管43と、を備えている。
大気導入管41は、第一端部41aが喫水線Lよりも上方の船体11、例えば上甲板から大気中に開口している。大気導入管41は、第二端部41bがブロアー42に接続されている。
ブロアー42は、大気導入管41を通して導入された大気を昇圧し、高圧空気AHよりも低圧な低圧空気AL2を生成する。
空気供給管43は、ブロアー42と気泡噴出部21とを接続している。この空気供給管43を介して、ブロアー42で昇圧された低圧空気AL2が気泡噴出部21に送り込まれる。
大気導入管41は、第一端部41aが喫水線Lよりも上方の船体11、例えば上甲板から大気中に開口している。大気導入管41は、第二端部41bがブロアー42に接続されている。
ブロアー42は、大気導入管41を通して導入された大気を昇圧し、高圧空気AHよりも低圧な低圧空気AL2を生成する。
空気供給管43は、ブロアー42と気泡噴出部21とを接続している。この空気供給管43を介して、ブロアー42で昇圧された低圧空気AL2が気泡噴出部21に送り込まれる。
エジェクター本体31と気泡噴出部21との間の空気供給管22には、逆止弁V1が開閉可能に設けられている。逆止弁V1は、エジェクター本体31側から気泡噴出部21側への流れのみを許容し、気泡噴出部21側からエジェクター本体31側への流れを阻止する。
低圧空気供給源38とエジェクター本体31との間には、切換弁V2が設けられている。切換弁V2は、低圧空気供給源38とエジェクター本体31との間の低圧空気の流路を開閉する。
ブロアー42と気泡噴出部21との間の空気供給管43には、逆止弁V3が開閉可能に設けられている。逆止弁V3は、ブロアー42側から気泡噴出部21側への流れのみを許容し、気泡噴出部21側からブロアー42側への流れを阻止する。
低圧空気供給源38とエジェクター本体31との間には、切換弁V2が設けられている。切換弁V2は、低圧空気供給源38とエジェクター本体31との間の低圧空気の流路を開閉する。
ブロアー42と気泡噴出部21との間の空気供給管43には、逆止弁V3が開閉可能に設けられている。逆止弁V3は、ブロアー42側から気泡噴出部21側への流れのみを許容し、気泡噴出部21側からブロアー42側への流れを阻止する。
摩擦抵抗低減装置20Bにおいては、上記第一実施形態と同様、空気供給部30Aにより、コンプレッサー等の高圧空気供給源37から供給される高圧空気AHと、低圧空気供給源38から供給される低圧空気ALとが、エジェクター本体31内で合流された後、気泡噴出部21に供給される。
この実施形態の摩擦抵抗低減装置20Bは、空気供給部30Aと、低圧空気供給部40とを、択一的に作動させて気泡噴出部21に対する空気供給を行うことができる。
例えば、軽荷喫水などの喫水が浅い場合には、低圧空気供給部40により低圧空気AL2を気泡噴出部21に供給する。より具体的には、切換弁V2を閉じた状態で、ブロアー42を作動させる。次いで、逆止弁V3を開き、ブロアー42からの低圧空気AL2が気泡噴出部21に供給される。
例えば、満載喫水などの喫水が深い場合には、空気供給部30Aにより高圧空気AHおよび低圧空気ALを気泡噴出部21に供給する。より具体的には、切換弁V2を閉じた状態から、第一実施形態と同様にして、高圧空気供給源37の作動、低圧空気供給源38の起動、切換弁V2の開動作を順次行う。これによって、高圧空気AHおよび低圧空気ALが気泡噴出部21に供給される。
例えば、軽荷喫水などの喫水が浅い場合には、低圧空気供給部40により低圧空気AL2を気泡噴出部21に供給する。より具体的には、切換弁V2を閉じた状態で、ブロアー42を作動させる。次いで、逆止弁V3を開き、ブロアー42からの低圧空気AL2が気泡噴出部21に供給される。
例えば、満載喫水などの喫水が深い場合には、空気供給部30Aにより高圧空気AHおよび低圧空気ALを気泡噴出部21に供給する。より具体的には、切換弁V2を閉じた状態から、第一実施形態と同様にして、高圧空気供給源37の作動、低圧空気供給源38の起動、切換弁V2の開動作を順次行う。これによって、高圧空気AHおよび低圧空気ALが気泡噴出部21に供給される。
この実施形態の摩擦抵抗低減装置20Bは、低圧空気供給部40と空気供給部30Aとを同時に作動させてもよい。このようにすることで、気泡噴出部21に対して、高圧空気AHに加え、低圧空気ALおよび低圧空気AL2を供給することもできる。
上述した第二実施形態によれば、低圧空気供給部40と、空気供給部30Aとを備えているので、喫水に応じて、消費エネルギーを抑えつつ、適切な量の空気を気泡噴出部21に供給することができる。
さらに、上記第一実施形態と同様、空気供給部30Aから空気を供給する場合には、コンプレッサー等の高圧空気供給源37から供給される高圧空気AHと、低圧空気供給源38から供給される低圧空気ALとが、気泡噴出部21に供給される。そのため、気泡噴出部21から噴出する空気流量を増大させることができる。つまり、従来よりも少ない動力で、従来と同等の空気流量を確保することができる。
さらに、低圧空気供給部40と空気供給部30Aとを同時に作動させれば、気泡噴出部21に対して、高圧空気AHに加え、低圧空気ALおよび低圧空気AL2を供給することもできる。これにより、気泡噴出部21に供給する空気流量をさらに増大させることができる。
このようにして、より少ない消費エネルギーで、気泡噴出部21から噴出する空気によって船体11と水との間に生じる摩擦抵抗力を抑えることによって、船体の推進力に対するロスを抑え、燃料消費削減による省エネルギー効果の向上、CO2排出量削減を効果的に図ることができる。
(第三実施形態)
次に、この発明の第三実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第三実施形態においては、第一実施形態、第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図3は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図3に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Cを備えている。この摩擦抵抗低減装置20Cは、気泡噴出部21と、空気供給部30Cと、低圧空気供給部40と、を備えている。
次に、この発明の第三実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第三実施形態においては、第一実施形態、第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図3は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図3に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Cを備えている。この摩擦抵抗低減装置20Cは、気泡噴出部21と、空気供給部30Cと、低圧空気供給部40と、を備えている。
空気供給部30Cは、エジェクター本体31を備えている。このエジェクター本体31には、その外周側面に、吸入口32が接続されている。
エジェクター本体31には、その第一端部31aに高圧空気供給配管35が接続される一方で、その第二端部31bに空気供給管22が接続されている。
エジェクター本体31には、その第一端部31aに高圧空気供給配管35が接続される一方で、その第二端部31bに空気供給管22が接続されている。
この実施形態における高圧空気供給配管35は、過給器(高圧空気供給源、補機)14の吐出側に分岐接続されている。この高圧空気供給配管35は、過給器14から吐出される圧縮空気の一部を高圧空気AHとしてエジェクター本体31の第一端部31aに送り込む。
吸入口32の第一端部32aには、低圧空気供給配管39が接続されている。この実施形態における低圧空気供給配管39は、船体11において喫水線Lよりも上方の大気中に開口し、低圧空気ALとして大気を吸入口32に送り込む。
エジェクター本体31と気泡噴出部21との間の空気供給管22には、逆止弁V1が開閉可能に設けられている。
大気を取り込む低圧空気供給配管39には、切換弁V2が開閉可能に設けられている。切換弁V2は、低圧空気供給配管39からエジェクター本体31への低圧空気の流れを断続する。
ブロアー42と気泡噴出部21との間の空気供給管43には、逆止弁V3が開閉可能に設けられている。
さらに、過給器14から高圧空気AHを取り込む高圧空気供給配管35には、切換弁V4が開閉可能に設けられている。切換弁V4は、高圧空気供給配管35からエジェクター本体31への高圧空気AHの流れの断続、及びその流量調整を行うことができる。
大気を取り込む低圧空気供給配管39には、切換弁V2が開閉可能に設けられている。切換弁V2は、低圧空気供給配管39からエジェクター本体31への低圧空気の流れを断続する。
ブロアー42と気泡噴出部21との間の空気供給管43には、逆止弁V3が開閉可能に設けられている。
さらに、過給器14から高圧空気AHを取り込む高圧空気供給配管35には、切換弁V4が開閉可能に設けられている。切換弁V4は、高圧空気供給配管35からエジェクター本体31への高圧空気AHの流れの断続、及びその流量調整を行うことができる。
このような空気供給部30Cのエジェクター本体31の流路31rには、切換弁V2,V4を閉じた状態から、切換弁V4を開くと、高圧空気供給配管35を通して過給器14で圧縮された高圧空気AHが第一端部31aから送り込まれる。次いで、逆止弁V1を開く。これにより、エジェクター本体31から逆止弁V1を通って高圧空気AHが気泡噴出部21に供給される。ここで、第一端部31aから送り込まれた高圧空気AHは、エジェクター本体31内において、流速が漸次高まり、流路31r内に負圧が生じる。
次に、切換弁V2を開くと、低圧空気供給配管39から取り込まれた大気からなる低圧空気ALが、エジェクター本体31内の負圧により、吸入口32の第一端部32aから流路32r内に流れ込む。
流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、第二端部32bからエジェクター本体31の流路31r内に引き込まれる。この流路31r内に引き込まれた低圧空気ALは、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから空気供給管22に送り込まれる。これにより、気泡噴出部21に対し、高圧空気AHに低圧空気ALを加えた空気が供給される。
流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、第二端部32bからエジェクター本体31の流路31r内に引き込まれる。この流路31r内に引き込まれた低圧空気ALは、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから空気供給管22に送り込まれる。これにより、気泡噴出部21に対し、高圧空気AHに低圧空気ALを加えた空気が供給される。
この摩擦抵抗低減装置20Cは、第二実施形態と同様に、空気供給部30Cと、低圧空気供給部40とを、択一的に作動させて気泡噴出部21に対する空気供給を行うことができる。このようにすることで、例えば、軽荷喫水などの喫水が浅い場合には、低圧空気供給部40により低圧空気AL2を気泡噴出部21に供給する。より具体的には、切換弁V2,V4を閉じた状態で、ブロアー42を作動させる。次いで、逆止弁V3を開く。これにより、低圧空気AL2が気泡噴出部21に供給される。
例えば、満載喫水などの喫水が深い場合には、空気供給部30Aにより高圧空気AHおよび低圧空気ALを気泡噴出部21に供給する。より具体的には、切換弁V2、V4を閉じた状態から、本第三実施形態と同様にして、切換弁V4の開動作、切換弁V2の開動作を順次行う。これによって、高圧空気AHおよび低圧空気ALが気泡噴出部21に供給される。
さらに、低圧空気供給部40と空気供給部30Cとを同時に作動させ、気泡噴出部21に対して、高圧空気AHに加え、低圧空気ALおよび低圧空気AL2を供給することもできる。
上述した第三実施形態によれば、過給器14から吐出される圧縮空気の一部を高圧空気AHとして利用するので、高圧空気AHを得るためにコンプレッサー等を用意する必要がなく、第二実施形態と比較して部品点数を抑えることができる。
上記第三実施形態では、過給器14から吐出される圧縮空気の一部を高圧空気AHとして利用するようにしたが、例えば、船舶10の船体11を推進させる主機13からの排気ガスを高圧空気AHとしてエジェクター本体31に送り込むようにすることもできる。この場合、図3に示したように、高圧空気供給配管35に代えて、主機13からの排気ガスをエジェクター本体31に送り込む排ガス供給管35Gを設ける(以下、第四から第六実施形態も同様)。排ガス供給管35Gには、切換弁V4’を開閉可能に設ける。切換弁V4’は、排ガス供給管35Gからエジェクター本体31への高圧空気AHの流れの断続、及びその流量調整を行うことができる。
(第四実施形態)
次に、この発明の第四実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第四実施形態においては、第一から第三実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図4は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図4に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Dを備えている。この摩擦抵抗低減装置20Dは、気泡噴出部21と、空気供給部30Dと、を備えている。
次に、この発明の第四実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第四実施形態においては、第一から第三実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図4は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図4に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Dを備えている。この摩擦抵抗低減装置20Dは、気泡噴出部21と、空気供給部30Dと、を備えている。
空気供給部30Dは、エジェクター本体31を備えている。また、エジェクター本体31には、その外周側面に吸入口32が接続されている。
エジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31の第一端部31aには、高圧空気供給配管35が接続され、第二端部31bには、空気供給管22が接続されている。この実施形態における高圧空気供給配管35は、第三実施形態と同様に、過給器14の吐出側に接続され、過給器14から吐出される圧縮空気の一部を高圧空気AHとしてエジェクター本体31の第一端部31aに送り込む。
吸入口32の第一端部32aには、低圧空気供給配管39が接続されている。この実施形態における低圧空気供給配管39は、ブロアー42に接続されている。ブロアー42は、大気導入管41を通して導入された大気を吸い込んで昇圧し、高圧空気AHよりも低圧な低圧空気ALを生成する。この低圧空気ALは、低圧空気供給配管39を介して吸入口32に導入される。
エジェクター本体31と気泡噴出部21との間の空気供給管22には、逆止弁V1が開閉可能に設けられている。
低圧空気供給配管39には、ブロアー42とエジェクター本体31との間に、切換弁V2が開閉可能に設けられている。切換弁V2は、低圧空気供給配管39からエジェクター本体31への低圧空気の流れを断続する。
低圧空気供給配管39には、ブロアー42とエジェクター本体31との間に、切換弁V2が開閉可能に設けられている。切換弁V2は、低圧空気供給配管39からエジェクター本体31への低圧空気の流れを断続する。
過給器14から高圧空気AHを取り込む高圧空気供給配管35には、切換弁V4が開閉可能に設けられている。切換弁V4は、高圧空気供給配管35からエジェクター本体31への高圧空気AHの流れの断続、及びその流量調整を行う。
空気供給部30Dにおいて、切換弁V2,V4が閉じた状態から、切換弁V4を開くと、高圧空気供給配管35を通して過給器14で圧縮された高圧空気AHが第一端部31aからエジェクター本体31に送り込まれる。次いで、逆止弁V1を開く。これにより、エジェクター本体31から逆止弁V1を通って高圧空気AHが気泡噴出部21に供給される。ここで、エジェクター本体31の第一端部31aから送り込まれた高圧空気AHの流速は、エジェクター本体31内で漸次高まり、流路31r内に負圧が生じる。
次に、ブロアー42を作動させた後、切換弁V2を開くことによって、低圧空気ALが吸入口32に送り込まれる。すると、エジェクター本体31内の負圧により、吸入口32に導入された低圧空気ALがエジェクター本体31内に引き込まれる。この流路31r内に引き込まれた低圧空気ALは、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから空気供給管22に送り込まれる。これにより、高圧空気AHに低圧空気ALを加えた空気が、気泡噴出部21に対して供給される。
次に、ブロアー42を作動させた後、切換弁V2を開くことによって、低圧空気ALが吸入口32に送り込まれる。すると、エジェクター本体31内の負圧により、吸入口32に導入された低圧空気ALがエジェクター本体31内に引き込まれる。この流路31r内に引き込まれた低圧空気ALは、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから空気供給管22に送り込まれる。これにより、高圧空気AHに低圧空気ALを加えた空気が、気泡噴出部21に対して供給される。
上述した第四実施形態によれば、過給器14で圧縮された高圧空気AHと、ブロアー42で昇圧された低圧空気ALとが、気泡噴出部21に供給される。これにより、気泡噴出部21から噴出する空気流量を増大させることができる。特に、この第四実施形態の場合、大気をそのまま低圧空気ALとして取り込む場合と比較して、低圧空気ALの流量を増大させることができる。
(第五実施形態)
次に、この発明の第五実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第五実施形態においては、第一~第四実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図5は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図5に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Eを備えている。この摩擦抵抗低減装置20Eは、気泡噴出部21と、気泡回収部25と、空気供給部30Eと、低圧空気供給部40と、を備えている。
次に、この発明の第五実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第五実施形態においては、第一~第四実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図5は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図5に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Eを備えている。この摩擦抵抗低減装置20Eは、気泡噴出部21と、気泡回収部25と、空気供給部30Eと、低圧空気供給部40と、を備えている。
気泡回収部25は、気泡噴出部21により生成された気泡を回収する。気泡回収部25は、船体11の船底11bに、下方に向けて開口して設けられている。この気泡回収部25は、船首尾方向で、スクリュー12よりも船首部11f側に配されるとともに、可能な限り船尾部11r側に配されている。
空気供給部30Eは、エジェクター本体31を備えている。エジェクター本体31には、その外周側面に吸入口32が接続されている。
エジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31には、その第一端部31aに高圧空気供給配管35が接続される一方で、その第二端部31bに空気供給管22が接続されている。
この実施形態における高圧空気供給配管35は、過給器14の吐出側に接続されている。過給器14から吐出される圧縮空気の一部は、高圧空気AHとしてエジェクター本体31の第一端部31aに送り込まれる。
エジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31には、その第一端部31aに高圧空気供給配管35が接続される一方で、その第二端部31bに空気供給管22が接続されている。
この実施形態における高圧空気供給配管35は、過給器14の吐出側に接続されている。過給器14から吐出される圧縮空気の一部は、高圧空気AHとしてエジェクター本体31の第一端部31aに送り込まれる。
吸入口32の第一端部32aには、低圧空気供給配管39が接続されている。この実施形態における低圧空気供給配管39は、気泡回収部25に接続されており、この気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気が、低圧空気ALとして吸入口32に送り込まれる。
エジェクター本体31と気泡噴出部21との間の空気供給管22には、逆止弁V1が開閉可能に設けられている。
ブロアー42と気泡噴出部21との間の空気供給管43には、逆止弁V3が開閉可能に設けられている。
ブロアー42と気泡噴出部21との間の空気供給管43には、逆止弁V3が開閉可能に設けられている。
過給器14から高圧空気AHを取り込む高圧空気供給配管35には、切換弁V4が開閉可能に設けられている。切換弁V4は、高圧空気供給配管35からエジェクター本体31への高圧空気AHの流れの断続、及びその流量調整を行う。
気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気を、低圧空気ALとして取り込む低圧空気供給配管39には、逆止弁V5が設けられている。この逆止弁V5は、気泡回収部25から吸入口32への流れのみを許容し、吸入口32から気泡回収部25への流れを阻止する。逆止弁V5は、気泡回収部25から吸入口32への流量調整機能を有している。ここで、この実施形態においては、逆止弁V5が流量調整機能を有する場合を例示したが、逆止弁と流量調整弁とを直列に接続するようにしても良い。
空気供給部30Eにおいて、切換弁V4、逆止弁V5を閉じた状態から、切換弁V4を開く。すると、高圧空気供給配管35を通して過給器14で圧縮された高圧空気AHが第一端部31aからエジェクター本体31に送り込まれる。次いで、逆止弁V1を開く。これにより、エジェクター本体31から逆止弁V1を通って高圧空気AHが気泡噴出部21に供給される。高圧空気AHは、エジェクター本体31内において流速が漸次高まって、流路31r内に負圧が生じる。
次いで、逆止弁V5を開く。すると、吸入口32の第一端部32aから、気泡回収部25で回収した空気である低圧空気ALが、流量調整可能な逆止弁V5で調整された流量だけ、流れ込む。この流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、第二端部32bからエジェクター本体31の流路31r内に引き込まれ、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから空気供給管22に送り込まれる。これにより、気泡噴出部21に対しては、高圧空気AHに加えて低圧空気ALが供給される。
次いで、逆止弁V5を開く。すると、吸入口32の第一端部32aから、気泡回収部25で回収した空気である低圧空気ALが、流量調整可能な逆止弁V5で調整された流量だけ、流れ込む。この流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、第二端部32bからエジェクター本体31の流路31r内に引き込まれ、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから空気供給管22に送り込まれる。これにより、気泡噴出部21に対しては、高圧空気AHに加えて低圧空気ALが供給される。
このような摩擦抵抗低減装置20Eにおいては、空気供給部30Eと、低圧空気供給部40とを、択一的に作動させて気泡噴出部21に対する空気供給を行うことができる。
これにより、例えば、喫水が浅い場合には、低圧空気供給部40により低圧空気AL2を気泡噴出部21に供給し、喫水が深い場合には、空気供給部30Eにより高圧空気AHおよび低圧空気ALを気泡噴出部21に供給することができる。
さらに、低圧空気供給部40と空気供給部30Eとを同時に作動させ、気泡噴出部21に対して、高圧空気AHに加え、低圧空気ALおよび低圧空気AL2を供給することもできる。
これにより、例えば、喫水が浅い場合には、低圧空気供給部40により低圧空気AL2を気泡噴出部21に供給し、喫水が深い場合には、空気供給部30Eにより高圧空気AHおよび低圧空気ALを気泡噴出部21に供給することができる。
さらに、低圧空気供給部40と空気供給部30Eとを同時に作動させ、気泡噴出部21に対して、高圧空気AHに加え、低圧空気ALおよび低圧空気AL2を供給することもできる。
上述した第五実施形態によれば、低圧空気供給部40と、空気供給部30Eとを備えているので、喫水に応じて、消費エネルギーを抑えつつ、適切な量の空気を気泡噴出部21に供給することができる。
空気供給部30Eから空気を供給する場合には、過給器14で圧縮された高圧空気AHと、気泡回収部25で回収した気泡から得られる低圧空気ALとが、気泡噴出部21に供給される。そのため、気泡噴出部21から噴出する空気流量を増大させることができる。
さらに、低圧空気供給部40と空気供給部30Eとを同時に作動させれば、気泡噴出部21に対して、高圧空気AHに加え、低圧空気ALおよび低圧空気AL2を供給することもできる。これにより、気泡噴出部21に供給する空気流量をさらに増大させることができる。
高圧空気AHとして、過給器14から吐出される圧縮空気の一部を利用するので、高圧空気AHを得るためにコンプレッサー等を用意する必要がなく、低コストで上記効果を得ることができる。
特にこの第五実施形態においては、低圧空気ALを、気泡回収部25で回収した気泡から得るため、何らのエネルギーやコストを必要としない点で有利となる。
さらに、低圧空気ALを気泡回収部25で回収することで、船体11の船尾部11rに設けられるスクリュー12に気泡が当たるのを抑え、振動の発生や推進効率の低下を抑えることができる。
さらに、低圧空気ALを気泡回収部25で回収することで、船体11の船尾部11rに設けられるスクリュー12に気泡が当たるのを抑え、振動の発生や推進効率の低下を抑えることができる。
(第六実施形態)
次に、この発明の第六実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第六実施形態においては、第一から第五実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図6は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図6に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Fを備えている。摩擦抵抗低減装置20Fは、気泡噴出部21と、気泡回収部25と、空気供給部30Fと、を備えている。
次に、この発明の第六実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第六実施形態においては、第一から第五実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図6は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図6に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Fを備えている。摩擦抵抗低減装置20Fは、気泡噴出部21と、気泡回収部25と、空気供給部30Fと、を備えている。
空気供給部30Fは、エジェクター本体31を備えている。エジェクター本体31には、その外周側面に吸入口32が接続されている。
エジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31には、その第一端部31aに高圧空気供給配管35が接続される一方で、その第二端部31bに空気供給管22が接続されている。
エジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31には、その第一端部31aに高圧空気供給配管35が接続される一方で、その第二端部31bに空気供給管22が接続されている。
この実施形態において、高圧空気供給配管35は、過給器14の吐出側に接続されている。過給器14から吐出される圧縮空気の一部は、高圧空気AHとしてエジェクター本体31の第一端部31aに送り込まれる。
吸入口32の第一端部32aには、低圧空気供給配管39が接続されている。この実施形態における低圧空気供給配管39は、分岐管39aと分岐管39bとにより二股に分岐している。分岐管39aは、気泡回収部25に接続され、分岐管39bは、ブロアー62に接続されている。ブロアー62は、大気導入管61を通して導入された大気を昇圧する。すなわち、低圧空気供給配管39は、気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気と、ブロアー62で昇圧した大気とを、低圧空気ALとして吸入口32に供給する。ブロアー62による低圧空気ALの供給量は、気泡回収部25から回収される回収空気の流量等に応じて適宜変動させることが可能となっている。
エジェクター本体31と気泡噴出部21との間の空気供給管22には、逆止弁V1が開閉可能に設けられている。
ブロアー42と気泡噴出部21との間の空気供給管43には、逆止弁V3が開閉可能に設けられている。
ブロアー42と気泡噴出部21との間の空気供給管43には、逆止弁V3が開閉可能に設けられている。
過給器14から高圧空気AHを取り込む高圧空気供給配管35には、切換弁V4が開閉可能に設けられている。切換弁V4は、高圧空気供給配管35からエジェクター本体31への高圧空気AHの流れの断続、及びその流量調整を行う。
気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気を、低圧空気ALとして取り込む低圧空気供給配管39の分岐管39aには、第五実施形態と同様に、流量調整可能な逆止弁V5が設けられている。分岐管39bには、ブロアー62から送り込まれる空気の流れを断続する切換弁V6が設けられている。
空気供給部30Fにおいて、切換弁V4,V6、逆止弁V5を閉じた状態から、切換弁V4を開くと、高圧空気供給配管35を通して過給器14で圧縮された高圧空気AHが第一端部31aからエジェクター本体31に送り込まれる。次いで、逆止弁V1を開く。これにより、エジェクター本体31から逆止弁V1を通って高圧空気AHが気泡噴出部21に供給される。ここで、エジェクター本体31の第一端部31aから送り込まれた高圧空気AHは、エジェクター本体31内において流速が漸次高まって、流路31r内に負圧が生じる。
次いで、逆止弁V5を開くと、エジェクター本体31内の負圧により、吸入口32の第一端部32aから、気泡回収部25で回収した空気である低圧空気ALが流れ込む。さらに、ブロアー62を作動させた後、切換弁V6を開くことによって、低圧空気ALが吸入口32に送り込まれる。これにより、エジェクター本体31には、気泡回収部25で回収した空気、およびブロアー62で昇圧された大気である低圧空気ALが流れ込む。この流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、第二端部32bからエジェクター本体31の流路31r内に引き込まれ、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから空気供給管22に送り込まれる。これにより、気泡噴出部21に対しては、高圧空気AHに低圧空気ALを加えた空気が供給される。
次いで、逆止弁V5を開くと、エジェクター本体31内の負圧により、吸入口32の第一端部32aから、気泡回収部25で回収した空気である低圧空気ALが流れ込む。さらに、ブロアー62を作動させた後、切換弁V6を開くことによって、低圧空気ALが吸入口32に送り込まれる。これにより、エジェクター本体31には、気泡回収部25で回収した空気、およびブロアー62で昇圧された大気である低圧空気ALが流れ込む。この流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、第二端部32bからエジェクター本体31の流路31r内に引き込まれ、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから空気供給管22に送り込まれる。これにより、気泡噴出部21に対しては、高圧空気AHに低圧空気ALを加えた空気が供給される。
上述した第六実施形態によれば、空気供給部30Fでは、過給器14で圧縮された高圧空気AHと、気泡回収部25で回収した空気、およびブロアー62で昇圧された大気から得られる低圧空気ALとが合流して気泡噴出部21に供給される。そのため、気泡噴出部21から噴出する空気流量を増大させることができる。特に、この第六実施形態においては、低圧空気ALの一部に、気泡回収部25で回収した気泡から得られた空気を用いるので、何らのエネルギーやコストが必要ない。さらに、低圧空気ALとして、ブロアー62で昇圧された大気を用いるので、気泡回収部25から回収した気泡から得られる低圧空気ALの流量が不足する場合等に、低圧空気ALの流量を増大させることができる。
(第七実施形態)
次に、この発明の第七実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第七実施形態においては、第一から第六実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図7は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図7に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Gを備えている。この摩擦抵抗低減装置20Gは、気泡噴出部21と、空気供給部30Gと、を備えている。
次に、この発明の第七実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第七実施形態においては、第一から第六実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図7は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図7に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Gを備えている。この摩擦抵抗低減装置20Gは、気泡噴出部21と、空気供給部30Gと、を備えている。
空気供給部30Gは、エジェクター本体31を備えている。エジェクター本体31には、その外周側面に吸入口32が接続されている。
エジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31には、その第一端部31aに高圧空気供給配管35に接続され、その第二端部31bに空気供給管22が接続されている。
この実施形態において、高圧空気供給配管35は、例えばターボコンプレッサー等の高圧空気供給源37に接続されている。
エジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31には、その第一端部31aに高圧空気供給配管35に接続され、その第二端部31bに空気供給管22が接続されている。
この実施形態において、高圧空気供給配管35は、例えばターボコンプレッサー等の高圧空気供給源37に接続されている。
吸入口32の第一端部32aには、低圧空気供給配管39が接続されている。この実施形態における低圧空気供給配管39は、船体11において喫水線Lよりも上方の大気中に開口しており、大気を低圧空気ALとして吸入口32に送り込む。
エジェクター本体31と気泡噴出部21との間の空気供給管22には、逆止弁V1が開閉可能に設けられている。
低圧空気供給配管39には、切換弁V2が開閉可能に設けられている。切換弁V2は、低圧空気供給配管39からエジェクター本体31への低圧空気の流れを断続する。
低圧空気供給配管39には、切換弁V2が開閉可能に設けられている。切換弁V2は、低圧空気供給配管39からエジェクター本体31への低圧空気の流れを断続する。
空気供給部30Gにおいて、切換弁V2を閉じた状態で、高圧空気供給源37を起動させる。すると、エジェクター本体31には、高圧空気供給配管35を通して第一端部31aから流路31rに高圧空気AHが送り込まれる。次いで、逆止弁V1を開く。これにより、高圧空気AHが、逆止弁V1を通って気泡噴出部21に供給される。エジェクター本体31の第一端部31aから送り込まれた高圧空気AHは、エジェクター本体31内において流速が漸次高まって、流路31r内に負圧が生じる。
次に、切換弁V2を開く。すると、低圧空気供給配管39から取り込まれた大気からなる低圧空気ALが、エジェクター本体31内の負圧により、吸入口32の第一端部32aから流路32r内に流れ込む。流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、第二端部32bからエジェクター本体31の流路31r内に引き込まれ、流路31r内で高圧空気AHと合流する。この流路31r内で合流した空気は、エジェクター本体31の第二端部31bから空気供給管22に送り込まれる。これにより、気泡噴出部21に対しては、高圧空気AHに低圧空気ALを加えた空気が供給される。
上述した第七実施形態によれば、空気供給部30Gでは、ターボコンプレッサー等の高圧空気供給源37で圧縮された高圧空気AHと、大気である低圧空気ALとが、気泡噴出部21に供給される。そのため、気泡噴出部21から噴出する空気流量を増大させることができる。
このようにして、より少ない消費エネルギーで、気泡噴出部21から噴出する空気によって船体11と水との間に生じる摩擦抵抗力を抑えることによって、船体の推進力に対するロスを抑え、燃料消費削減による省エネルギー効果の向上、CO2排出量削減を効果的に図ることができる。
このようにして、より少ない消費エネルギーで、気泡噴出部21から噴出する空気によって船体11と水との間に生じる摩擦抵抗力を抑えることによって、船体の推進力に対するロスを抑え、燃料消費削減による省エネルギー効果の向上、CO2排出量削減を効果的に図ることができる。
このような構成においては、空気供給部30Gは船体11の船首部11f側に配置され、船尾部11r側の過給器14等と接続する配管が不要である。その結果、設備構成が簡素化され、低コスト化を図ることができる。
(第八実施形態)
次に、この発明の第八実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第八実施形態においては、第一から第七実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図8は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図8に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Hを備えている。摩擦抵抗低減装置20Hは、気泡噴出部21と、気泡回収部25と、空気供給部30Hと、を備えている。
次に、この発明の第八実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第八実施形態においては、第一から第七実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図8は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図8に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Hを備えている。摩擦抵抗低減装置20Hは、気泡噴出部21と、気泡回収部25と、空気供給部30Hと、を備えている。
空気供給部30Hは、エジェクター本体31を備えている。エジェクター本体31には、その外周側面に吸入口32が接続されている。エジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31には、その第一端部31aに高圧空気供給配管35が接続され、その第二端部31bに空気供給管22が接続されている。この実施形態における高圧空気供給配管35は、例えばターボコンプレッサー等の高圧空気供給源37に接続されている。
吸入口32の第一端部32aには、低圧空気供給配管39が接続されている。この実施形態における低圧空気供給配管39は、気泡回収部25に接続されており、この気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気が、低圧空気ALとして吸入口32に取り込まれる。
エジェクター本体31と気泡噴出部21との間の空気供給管22には、逆止弁V1が開閉可能に設けられている。
気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気を、低圧空気ALとして取り込む低圧空気供給配管39には、逆止弁V5が設けられている。
気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気を、低圧空気ALとして取り込む低圧空気供給配管39には、逆止弁V5が設けられている。
空気供給部30Hにおいて、逆止弁V1、逆止弁V5を閉じた状態から、高圧空気供給源37を起動させる。これにより、エジェクター本体31には、高圧空気供給配管35を通して第一端部31aから流路31rに高圧空気AHが送り込まれる。次いで、逆止弁V1を開く。これにより、高圧空気AHが逆止弁V1を通って気泡噴出部21に供給される。エジェクター本体31の第一端部31aから送り込まれた高圧空気AHは、エジェクター本体31内において流速が漸次高まって、流路31r内に負圧が生じる。
次いで、逆止弁V5を開く。すると、吸入口32の第一端部32aから、気泡回収部25で回収した空気である低圧空気ALが流れ込む。これにより、エジェクター本体31には、吸入口32の第一端部32aから、気泡回収部25で回収した空気である低圧空気ALが流れ込む。この流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、第二端部32bからエジェクター本体31の流路31r内に引き込まれ、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから空気供給管22に送り込まれる。これにより、気泡噴出部21に対しては、高圧空気AHに低圧空気ALを加えた空気が供給される。
上述した第八実施形態によれば、空気供給部30Hでは、ターボコンプレッサー等の高圧空気供給源37で圧縮された高圧空気AHと、気泡回収部25で回収した低圧空気ALとが合流して、気泡噴出部21に供給される。そのため、気泡噴出部21から噴出する空気流量を増大させることができる。第六実施形態と同様に、低圧空気ALが、気泡回収部25で回収した気泡から得られるので、何らのエネルギーやコストが必要ない。低圧空気ALは、船底11bの下方から回収するため、上記第七実施形態における大気よりも圧力が高くなり、大気を昇圧する場合と比較してエネルギー効率をより高めることができる。
(第九実施形態)
次に、この発明の第九実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第九実施形態においては、第一~第八実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図9は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図9に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Jを備えている。摩擦抵抗低減装置20Jは、気泡噴出部21と、空気供給部30Jと、を備えている。
次に、この発明の第九実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第九実施形態においては、第一~第八実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図9は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図9に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Jを備えている。摩擦抵抗低減装置20Jは、気泡噴出部21と、空気供給部30Jと、を備えている。
空気供給部30Jは、エジェクター本体31を備えている。このエジェクター本体31には、その外周側面に吸入口32が接続されている。エジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31には、その第一端部31aに高圧空気供給配管35が接続され、その第二端部31bに空気供給管22が接続されている。この実施形態における高圧空気供給配管35は、例えばターボコンプレッサー等の高圧空気供給源37に接続されている。
吸入口32の第一端部32aには、低圧空気供給配管39が接続されている。この実施形態における低圧空気供給配管39は、過給器14の吐出側に接続されており、この過給器14から吐出される圧縮空気の一部がエジェクター本体31の第一端部31aに低圧空気ALとして送り込まれる。この実施形態は、主機13の出力が小さい場合を想定したものである。この実施形態の過給器14から吐出される圧縮空気は、コンプレッサー等の高圧空気供給源37で圧縮された高圧空気AHよりも低圧であるため、低圧空気ALとして利用することができる。
エジェクター本体31と気泡噴出部21との間の空気供給管22には、逆止弁V1が開閉可能に設けられている。
過給器14から低圧空気ALを取り込む低圧空気供給配管39には、切換弁V4が開閉可能に設けられている。切換弁V4は、低圧空気供給配管39からエジェクター本体31への低圧空気ALの流れの断続、及びその流量調整を行う。
過給器14から低圧空気ALを取り込む低圧空気供給配管39には、切換弁V4が開閉可能に設けられている。切換弁V4は、低圧空気供給配管39からエジェクター本体31への低圧空気ALの流れの断続、及びその流量調整を行う。
空気供給部30Jにおいて、切換弁V4を閉じた状態で、高圧空気供給源37を作動させる。すると、高圧空気供給源37からエジェクター本体31の第一端部31aに高圧空気AHが送り込まれる。次いで、逆止弁V1を開く。高圧空気AHは、エジェクター本体31内において流速が漸次高まって、流路31r内に負圧が生じる。
次いで、切換弁V4を開く。すると、過給器14から送り出された低圧空気ALが、エジェクター本体31内の負圧により、吸入口32の第一端部32aから流れ込む。この流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、第二端部32bからエジェクター本体31の流路31r内に引き込まれ、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから空気供給管22に送り込まれる。これにより、気泡噴出部21に対しては、高圧空気AHに低圧空気ALを加えた空気が供給される。
次いで、切換弁V4を開く。すると、過給器14から送り出された低圧空気ALが、エジェクター本体31内の負圧により、吸入口32の第一端部32aから流れ込む。この流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、第二端部32bからエジェクター本体31の流路31r内に引き込まれ、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから空気供給管22に送り込まれる。これにより、気泡噴出部21に対しては、高圧空気AHに低圧空気ALを加えた空気が供給される。
上述した第九実施形態によれば、コンプレッサー等の高圧空気供給源37で圧縮された高圧空気AHと、過給器14で圧縮された低圧空気ALとが、合流して気泡噴出部21に供給される。そのため、気泡噴出部21から噴出する空気流量を増大させることができる。特に、低圧空気ALは、過給器14から吐出される圧縮空気の一部を利用するので、気泡噴出部21から噴出する空気流量をより増大させることができる。
(第十実施形態)
次に、この発明の第十実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第十実施形態においては、第一~第九実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図10は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図10に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Kを備えている。摩擦抵抗低減装置20Kは、気泡噴出部21と、気泡回収部25と、空気供給部30Kと、低圧空気供給部40と、を備えている。
次に、この発明の第十実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第十実施形態においては、第一~第九実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図10は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図10に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Kを備えている。摩擦抵抗低減装置20Kは、気泡噴出部21と、気泡回収部25と、空気供給部30Kと、低圧空気供給部40と、を備えている。
この実施形態における空気供給部30Kは、エジェクター本体31を、直列に2基備えている。これらエジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。直列に接続されたエジェクター本体31のうち、上流側に配置されるエジェクター本体31Aの第一端部31aには、高圧空気供給配管35が接続されている。上流側に配されるエジェクター本体31Aの第二端部31bには、接続管49が接続されている。下流側のエジェクター本体31Bの第一端部31aは、接続管49を介して上流側のエジェクター本体31Aに接続されている。この下流側のエジェクター本体31Bの第二端部31bには、空気供給管22が接続されている。
この実施形態における高圧空気供給配管35は、過給器14の吐出側に接続されており、過給器14から吐出される圧縮空気の一部が、高圧空気AHとして上流側のエジェクター本体31の第一端部31aに送り込まれる。
エジェクター本体31A,31Bに設けられた吸入口32の第一端部32aには、途中で分岐した低圧空気供給配管39がそれぞれ接続されている。この実施形態における低圧空気供給配管39は、気泡回収部25に接続されている。この低圧空気供給配管39により、気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気が、低圧空気ALとしてそれぞれの吸入口32に分配される。
エジェクター本体31と気泡噴出部21との間の空気供給管22には、逆止弁V1が開閉可能に設けられている。
ブロアー42と気泡噴出部21との間の空気供給管43には、逆止弁V3が開閉可能に設けられている。
過給器14から高圧空気AHを取り込む高圧空気供給配管35には、切換弁V4が開閉可能に設けられている。切換弁V4は、高圧空気供給配管35からエジェクター本体31への高圧空気AHの流れの断続、及びその流量調整を行う。
気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気を、低圧空気ALとして取り込む低圧空気供給配管39には、逆止弁V51が設けられている。
上流側のエジェクター本体31Aに向けて分岐した低圧空気供給配管39には、切換弁V7が設けられている。この切換弁V7を開くことで、エジェクター本体31Aおよび、エジェクター本体31Bのそれぞれに向けて低圧空気ALが分流可能な状態となる。切換弁V7を閉じることで、エジェクター本体31Bにのみ低圧空気ALを供給可能な状態となる。
ブロアー42と気泡噴出部21との間の空気供給管43には、逆止弁V3が開閉可能に設けられている。
過給器14から高圧空気AHを取り込む高圧空気供給配管35には、切換弁V4が開閉可能に設けられている。切換弁V4は、高圧空気供給配管35からエジェクター本体31への高圧空気AHの流れの断続、及びその流量調整を行う。
気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気を、低圧空気ALとして取り込む低圧空気供給配管39には、逆止弁V51が設けられている。
上流側のエジェクター本体31Aに向けて分岐した低圧空気供給配管39には、切換弁V7が設けられている。この切換弁V7を開くことで、エジェクター本体31Aおよび、エジェクター本体31Bのそれぞれに向けて低圧空気ALが分流可能な状態となる。切換弁V7を閉じることで、エジェクター本体31Bにのみ低圧空気ALを供給可能な状態となる。
空気供給部30Kにおいて、切換弁V4、切換弁V7、逆止弁V51を閉じた状態から、切換弁V4を開くと、高圧空気供給配管35を通して過給器14で圧縮された高圧空気AHが第一端部31aから上流側のエジェクター本体31Aに送り込まれる。次いで、逆止弁V1を開く。これにより、直列接続されたエジェクター本体31A、および、エジェクター本体31Bの各エジェクター本体31から逆止弁V1を通って高圧空気AHが気泡噴出部21に供給される。
上流側のエジェクター本体31Aの流路31rに送り込まれた高圧空気AHは、エジェクター本体31A内において流速が漸次高まり、その流路31r内に負圧が生じる。上流側のエジェクター本体31Aから送り出された高圧空気AHは、接続管49を介して下流側のエジェクター本体31Bに送り込まれる。エジェクター本体31Bの流路31rに送り込まれた高圧空気AHは、エジェクター本体31B内において流速が漸次高まり、その流路31r内に負圧が生じる。
次いで、逆止弁V51を開く。すると、エジェクター本体31Bのエジェクター本体31内の負圧により、エジェクター本体31Bの吸入口32の第一端部32aから、気泡回収部25で回収した空気である低圧空気ALが流れ込む。
さらに、切換弁V7を開けば、上流側のエジェクター本体31Aに向けて分岐した低圧空気供給配管39を通して、上流側のエジェクター本体31Aの吸入口32にも、低圧空気ALが送り込まれる。これにより、上流側のエジェクター本体31Aの流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、エジェクター本体31Aの流路31r内に引き込まれ、流路31r内で高圧空気AHと合流し、上流側のエジェクター本体31Aの第二端部31bから送り出される。
エジェクター本体31Bの吸入口32の流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、エジェクター本体31Bの流路31r内に引き込まれ、流路31r内で空気(AH+AL)と合流し、この合流した空気(AH+AL+AL)が、下流側のエジェクター本体31Bの第二端部31bから送り出される。
さらに、切換弁V7を開けば、上流側のエジェクター本体31Aに向けて分岐した低圧空気供給配管39を通して、上流側のエジェクター本体31Aの吸入口32にも、低圧空気ALが送り込まれる。これにより、上流側のエジェクター本体31Aの流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、エジェクター本体31Aの流路31r内に引き込まれ、流路31r内で高圧空気AHと合流し、上流側のエジェクター本体31Aの第二端部31bから送り出される。
エジェクター本体31Bの吸入口32の流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、エジェクター本体31Bの流路31r内に引き込まれ、流路31r内で空気(AH+AL)と合流し、この合流した空気(AH+AL+AL)が、下流側のエジェクター本体31Bの第二端部31bから送り出される。
このような摩擦抵抗低減装置20Kにおいては空気供給部30Kと、低圧空気供給部40とを、択一的に作動させて気泡噴出部21に対する空気供給を行うことができる。
これにより、例えば、喫水が浅い場合には、切換弁V4,V51,V7及び逆止弁V51を閉じた状態で、ブロアー42を作動させて、逆止弁V3が開くことによって、低圧空気供給部40により低圧空気AL2を気泡噴出部21に供給することができる。
喫水が深い場合には、逆止弁V1,V3,V51、切換弁V4,V7を閉じた状態で、この実施形態と同様にして、空気供給部30Kで合流させた空気(AH+AL+AL)を気泡噴出部21に供給することができる。
低圧空気供給部40と空気供給部30Kとを同時に作動させ、気泡噴出部21に対して、空気供給部30Kで合流させた空気(AH+AL+AL)、および低圧空気AL2の両方を供給することもできる。
これにより、例えば、喫水が浅い場合には、切換弁V4,V51,V7及び逆止弁V51を閉じた状態で、ブロアー42を作動させて、逆止弁V3が開くことによって、低圧空気供給部40により低圧空気AL2を気泡噴出部21に供給することができる。
喫水が深い場合には、逆止弁V1,V3,V51、切換弁V4,V7を閉じた状態で、この実施形態と同様にして、空気供給部30Kで合流させた空気(AH+AL+AL)を気泡噴出部21に供給することができる。
低圧空気供給部40と空気供給部30Kとを同時に作動させ、気泡噴出部21に対して、空気供給部30Kで合流させた空気(AH+AL+AL)、および低圧空気AL2の両方を供給することもできる。
上述した第十実施形態によれば、エジェクター本体31を複数直列に接続することで、高圧空気AHに対してより多くの低圧空気ALを合流させることができる。そのため、気泡噴出部21へ供給される空気流量をより一層増加させることができる。
この実施形態においては、空気供給部30Kとしてエジェクター本体31を2段直列に接続する場合について説明したが、エジェクター本体31を直列接続する数は、複数であれば良く2段に限られるものではない。例えば、3段以上のエジェクター本体31を直列接続するようにしても良い。
(第十一実施形態)
次に、この発明の第十一実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第十一実施形態においては、第一から第十実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図11は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図11に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Lを備えている。摩擦抵抗低減装置20Lは、気泡噴出部21と、気泡回収部25と、空気供給部30Lと、低圧空気供給部40と、を備えている。
次に、この発明の第十一実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第十一実施形態においては、第一から第十実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図11は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図11に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Lを備えている。摩擦抵抗低減装置20Lは、気泡噴出部21と、気泡回収部25と、空気供給部30Lと、低圧空気供給部40と、を備えている。
空気供給部30Lは、エジェクター本体31と、チャージタンク60と、を備えている。エジェクター本体31には、吸入口32が接続されている。
エジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31には、その第一端部31aに高圧空気供給配管35が接続され、その第二端部31bに空気供給管22が接続されている。この実施形態における高圧空気供給配管35は、過給器14の吐出側に接続され、過給器14から吐出される圧縮空気の一部が高圧空気AHとしてエジェクター本体31の第一端部31aに送り込まれる。
エジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31には、その第一端部31aに高圧空気供給配管35が接続され、その第二端部31bに空気供給管22が接続されている。この実施形態における高圧空気供給配管35は、過給器14の吐出側に接続され、過給器14から吐出される圧縮空気の一部が高圧空気AHとしてエジェクター本体31の第一端部31aに送り込まれる。
吸入口32の第一端部32aには、低圧空気供給配管39が接続されている。この実施形態における低圧空気供給配管39は、気泡回収部25に接続されており、気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気が、低圧空気ALとして大気を吸入口32に取り込まれる。
チャージタンク60は、高圧空気供給配管35の中間部に設けられている。このチャージタンク60には、高圧空気供給配管35を通る高圧空気AHを、一定量貯留することが可能となっている。つまり、高圧空気AHは、高圧空気供給配管35を通る途中で、一時的にチャージタンク60に貯留され、その後、高圧空気供給配管35を介してエジェクター本体31の第一端部31aへと送り込まれる。
エジェクター本体31と気泡噴出部21との間の空気供給管22には、逆止弁V1が開閉可能に設けられている。
ブロアー42と気泡噴出部21との間の空気供給管43には、逆止弁V3が開閉可能に設けられている。
過給器14から高圧空気AHを取り込む高圧空気供給配管35には、切換弁V4が開閉可能に設けられている。切換弁V4は、高圧空気供給配管35からエジェクター本体31への高圧空気AHの流れの断続、及びその流量調整を行う。
高圧空気供給配管35においてチャージタンク60の下流側には、流量調整弁V8が開閉可能に設けられている。この流量調整弁V8の開度に応じた流量の高圧空気AHが、チャージタンク60からエジェクター本体31に供給される。つまり、流量調整弁V8により、チャージタンク60への高圧空気AHのチャージ量を調整可能となっている。
気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気を、低圧空気ALとして取り込む低圧空気供給配管39には、逆止弁V5が設けられている。
ブロアー42と気泡噴出部21との間の空気供給管43には、逆止弁V3が開閉可能に設けられている。
過給器14から高圧空気AHを取り込む高圧空気供給配管35には、切換弁V4が開閉可能に設けられている。切換弁V4は、高圧空気供給配管35からエジェクター本体31への高圧空気AHの流れの断続、及びその流量調整を行う。
高圧空気供給配管35においてチャージタンク60の下流側には、流量調整弁V8が開閉可能に設けられている。この流量調整弁V8の開度に応じた流量の高圧空気AHが、チャージタンク60からエジェクター本体31に供給される。つまり、流量調整弁V8により、チャージタンク60への高圧空気AHのチャージ量を調整可能となっている。
気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気を、低圧空気ALとして取り込む低圧空気供給配管39には、逆止弁V5が設けられている。
空気供給部30Lにおいて、切換弁V4、流量調整弁V8、逆止弁V5を閉じた状態から、切換弁V4を開くと、高圧空気供給配管35を通して過給器14で圧縮された高圧空気AHがチャージタンク60にチャージされる。次に、流量調整弁V8を開き、さらに逆止弁V1を開くと、エジェクター本体31の流路31rには、チャージタンク60から高圧空気供給配管35を通して過給器14で圧縮された高圧空気AHの一部が送り込まれる。流路31rに送り込まれた高圧空気AHは、エジェクター本体31内において流速が漸次高まり、流路31r内に負圧が生じる。高圧空気AHは、高圧空気供給配管35の途中でチャージタンク60に一時的に貯留される。このようにチャージタンク60に貯留されることで、高圧空気AHの脈動が低減される。
続いて、逆止弁V5を開く。すると、エジェクター本体31内の負圧により、吸入口32の第一端部32aから、気泡回収部25で回収した空気である低圧空気ALが流れ込む。この流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、エジェクター本体31の流路31r内に引き込まれ、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから送り出される。これにより、気泡噴出部21に対し、高圧空気AHに低圧空気ALを加えた空気が供給される。
この摩擦抵抗低減装置20Lは、空気供給部30Lと、低圧空気供給部40とを、択一的に作動させて気泡噴出部21に対する空気供給を行うことができる。これにより、例えば、喫水が浅い場合には、低圧空気供給部40により低圧空気AL2を気泡噴出部21に供給し、喫水が深い場合には、空気供給部30Lにより高圧空気AHおよび低圧空気ALを気泡噴出部21に供給することができる。低圧空気供給部40と空気供給部30Lとを同時に作動させることで、気泡噴出部21に対して、高圧空気AH、低圧空気AL、および低圧空気AL2を同時に供給することもできる。
上述した第十一実施形態によれば、とりわけ、エジェクター本体31に供給される高圧空気AHが、チャージタンク60を経由するため、過給器14の出力側に生じる高圧空気AHの脈動の影響を抑えることができる。これにより、エジェクター本体31に対して、安定した流量で高圧空気AHを供給することが可能となる。その結果、エジェクター本体31において、高圧空気AHに対して低圧空気ALを安定して合流させることができるとともに、気泡噴出部21から安定して気泡を発生させることができる。
(第十二実施形態)
次に、この発明の第十二実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第十二実施形態においては、第一~第五実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図12は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図12に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Mを備えている。摩擦抵抗低減装置20Mは、気泡噴出部21と、気泡回収部25と、空気供給部30Mと、を備えている。
次に、この発明の第十二実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶を図面に基づき説明する。この第十二実施形態においては、第一~第五実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図12は、この実施形態に係る空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置、船舶の全体構成を示す模式図である。
図12に示すように、この実施形態における船舶10は、摩擦抵抗低減装置20Mを備えている。摩擦抵抗低減装置20Mは、気泡噴出部21と、気泡回収部25と、空気供給部30Mと、を備えている。
空気供給部30Mは、エジェクター本体31と、チャージタンク70と、を備える。
エジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31の第一端部31aには、高圧空気供給配管35が接続される一方で、エジェクター本体31の第二端部31bには、空気供給管22が接続されている。この実施形態における高圧空気供給配管35は、例えばターボコンプレッサー等の高圧空気供給源37に接続されている。
エジェクター本体31は、上述した各実施形態と同様に、テーパ状の流路31rを有している。エジェクター本体31の第一端部31aには、高圧空気供給配管35が接続される一方で、エジェクター本体31の第二端部31bには、空気供給管22が接続されている。この実施形態における高圧空気供給配管35は、例えばターボコンプレッサー等の高圧空気供給源37に接続されている。
チャージタンク70は、高圧空気供給配管35の中間部に設けられ、第十一実施形態のチャージタンク60と同様に、高圧空気供給配管35を通る高圧空気AHを一定量貯留することが可能となっている。つまり、高圧空気供給源37で圧縮された高圧空気AHは、高圧空気供給配管35を通る途中で、一時的にチャージタンク70に貯留され、その後、エジェクター本体31の第一端部31aへと送り込まれる。
吸入口32の第一端部32aには、低圧空気供給配管39が接続されている。この実施形態における低圧空気供給配管39は、気泡回収部25に接続されており、気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気が、低圧空気ALとして吸入口32に取り込まれる。
エジェクター本体31と気泡噴出部21との間の空気供給管22には、逆止弁V1が開閉可能に設けられている。
気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気を、低圧空気ALとして取り込む低圧空気供給配管39には、逆止弁V5が設けられている。
高圧空気供給配管35においてチャージタンク70の下流側には、流量調整弁V9が開閉可能に設けられている。この流量調整弁V9は、チャージタンク70に対して、上述したチャージタンク60に対する流量調整弁V8の機能と同様の機能を有している。
気泡回収部25で回収した気泡から得られる空気を、低圧空気ALとして取り込む低圧空気供給配管39には、逆止弁V5が設けられている。
高圧空気供給配管35においてチャージタンク70の下流側には、流量調整弁V9が開閉可能に設けられている。この流量調整弁V9は、チャージタンク70に対して、上述したチャージタンク60に対する流量調整弁V8の機能と同様の機能を有している。
空気供給部30Mにおいて、逆止弁V1,V5、流量調整弁V9を閉じた状態から、高圧空気供給源37を起動させる。すると、高圧空気供給源37で加圧された高圧空気AHがチャージタンク70にチャージされる。次に、流量調整弁V9を開くと、エジェクター本体31の流路31rには、チャージタンク70にチャージされた高圧空気AHが送り込まれる。これにより、逆止弁V1が開く。このようにチャージタンク70に高圧空気AHが貯留されることで、高圧空気AHの脈動が低減される。
流路31rに送り込まれた高圧空気AHは、エジェクター本体31内において流速が漸次高まり、流路31r内に負圧が生じる。すると、エジェクター本体31内の負圧により逆止弁V5を開くとともに、吸入口32の第一端部32aから、気泡回収部25で回収した空気である低圧空気ALが流れ込む。この流路32r内に流れ込んだ低圧空気ALは、エジェクター本体31の流路31r内に引き込まれ、流路31r内で高圧空気AHと合流し、エジェクター本体31の第二端部31bから送り出される。これにより、気泡噴出部21に対し、高圧空気AHに低圧空気ALを加えた空気が供給される。
上述した第十二実施形態によれば、エジェクター本体31に供給される高圧空気AHが、チャージタンク70を通るため、第十一実施形態と同様に、コンプレッサー等の高圧空気供給源37の作動にともなって生じる高圧空気AHの脈動を抑えることができる。その結果、気泡噴出部21から、安定して気泡を発生させることができる。
(その他の変形例)
この発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上記各実施形態に開示した構成は、適宜組み合わせることができる。
この発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上記各実施形態に開示した構成は、適宜組み合わせることができる。
この発明は、船体の周囲に空気を噴出して前記船体と周囲の水との間に生じる摩擦抵抗を低減させる空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置に適用できる。この摩擦抵抗低減装置によれば、部品点数の増加を抑制しつつ必要な空気流量を確保して、十分な省エネルギー効果、CO2排出量削減効果を得ることができる。
10 船舶(空気潤滑式船舶)
11 船体
11b 船底
11f 船首部
11r 船尾部
12 スクリュー
12s シャフト
13 主機
14 過給器(高圧空気供給源、補機)
20A,20B,20C,20D,20E,20F,20G,20H,20J,20K,20L,20M 摩擦低減装置
21 気泡噴出部
22 空気供給管
25 気泡回収部
30A,30C,30D,30E,30F,30G,30H,30J,30K,30L,30M 空気供給部
31,31A,31B エジェクター本体(エジェクター)
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 高圧空気供給配管
37 高圧空気供給源
38 低圧空気供給源
39 低圧空気供給配管
39a 分岐管
39b 分岐管
40 低圧空気供給部(空気昇圧部)
41 大気導入管
41a 第一端部
41b 第二端部
42 ブロアー
43 空気供給管
49 接続管
60,70 チャージタンク
61 大気導入管
62 ブロアー
AH 高圧空気
AL 低圧空気
AL2 低圧空気
L 喫水線
V1 逆止弁
V2 切換弁
V3 逆止弁
V4 切換弁
V4’ 切換弁
V5 逆止弁
V6 切換弁
V7 切換弁
V8 流量調整弁
V9 流量調整弁
V51 逆止弁
11 船体
11b 船底
11f 船首部
11r 船尾部
12 スクリュー
12s シャフト
13 主機
14 過給器(高圧空気供給源、補機)
20A,20B,20C,20D,20E,20F,20G,20H,20J,20K,20L,20M 摩擦低減装置
21 気泡噴出部
22 空気供給管
25 気泡回収部
30A,30C,30D,30E,30F,30G,30H,30J,30K,30L,30M 空気供給部
31,31A,31B エジェクター本体(エジェクター)
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 高圧空気供給配管
37 高圧空気供給源
38 低圧空気供給源
39 低圧空気供給配管
39a 分岐管
39b 分岐管
40 低圧空気供給部(空気昇圧部)
41 大気導入管
41a 第一端部
41b 第二端部
42 ブロアー
43 空気供給管
49 接続管
60,70 チャージタンク
61 大気導入管
62 ブロアー
AH 高圧空気
AL 低圧空気
AL2 低圧空気
L 喫水線
V1 逆止弁
V2 切換弁
V3 逆止弁
V4 切換弁
V4’ 切換弁
V5 逆止弁
V6 切換弁
V7 切換弁
V8 流量調整弁
V9 流量調整弁
V51 逆止弁
Claims (12)
- 船体の周囲に空気を噴出して前記船体と周囲の水との間に生じる摩擦抵抗を低減させる空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置であって、
高圧空気供給源から供給される高圧空気が流れる流路を有し、前記流路内に前記高圧空気よりも低い圧力の低圧空気を引き込むエジェクターと、
前記エジェクターから吐出された前記高圧空気及び前記低圧空気を噴出することによって、前記船体の周囲に気泡を発生させる気泡噴出部と、を備える空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置。 - 前記流路は、上流側から下流側に向かって流路断面積が漸次縮小している請求項1に記載の空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置。
- 前記高圧空気供給源は、前記船体を推進させる主機、又は、前記主機に給気する補機である請求項1又は2に記載の空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置。
- 前記高圧空気供給源は、大気を圧縮するコンプレッサーである請求項1又は2に記載の空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置。
- 前記気泡噴出部から噴出した前記気泡を回収する気泡回収部をさらに備え、
前記低圧空気は、前記気泡回収部で回収した前記気泡と、大気から取り込んでブロアーで圧縮した空気とである請求項1から4の何れか一項に記載の空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置。 - 前記気泡噴出部から噴出した前記気泡を回収する気泡回収部をさらに備え、
前記低圧空気は、前記気泡回収部で回収した前記気泡から得る請求項1から4の何れか一項に記載の空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置。 - 前記低圧空気は、大気中から取り込んだ空気である請求項1から4の何れか一項に記載の空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置。
- 前記低圧空気は、大気から取り込んだ空気をブロアーで圧縮したものである請求項1から4の何れか一項に記載の空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置。
- 前記船体を推進させる主機に燃焼用空気を圧縮して供給する過給器を備え、前記低圧空気は、前記過給器で圧縮された空気である請求項4に記載の空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置。
- 大気から取り込んだ空気を圧縮して前記気泡噴出部に供給する空気昇圧部をさらに備え、
前記気泡噴出部に対し、前記空気昇圧部および前記エジェクターの少なくとも一方から択一的に空気を供給可能である請求項1から9の何れか一項に記載の空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置。 - 前記エジェクターの上流側に、前記高圧空気を一時的に貯留するチャージタンクをさらに備える請求項1から10の何れか一項に記載の空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置。
- 請求項1から11のいずれか一項に記載の空気潤滑式船舶の摩擦抵抗低減装置を備えた船舶。
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