船舶的空氣潤滑系統的製作方法
2023-07-04 11:29:16 1
專利名稱：船舶的空氣潤滑系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過供給氣泡降低船舶與水之間的阻力的技術。
背景技術：
作為提高船舶航行效率的技術，已知空氣潤滑系統。空氣潤滑系統是通過向比船體的吃水線下面的外面供給氣泡來降低船舶與水之間的摩擦，從而提高航行效率的技術。特開2009-248831號公報中記載的技術是其一例。現有技術文獻專利文獻
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專利文獻I :特開2OO9-M883I (日本)
發明內容
本發明的發明人正在開發通過對現有船舶進行外置空氣潤滑系統的改裝，從而提高航行效率的技術。在這樣的技術中，期望改裝容易、降低摩擦阻力的效果明顯。在本發明的一方面中，空氣排放裝置包括安裝在船舶船底上，在相對於船底與下側對置的面具有空氣排放孔的排放側艙室；以及向排放側艙室的內部供給空氣的供給部。在本發明的其它方面中，供給部在船舶的前後方向上相對於空氣排放孔配置在不同的位置。在本發明的再一其它方面中，空氣排放裝置的供給部從比空氣排放孔形成在船舶的船頭側的船底上的空氣供給孔向內部空間供給空氣。在排放側艙室在空氣供給孔和空氣排放孔之間，具有用於擴散供給部供給的空氣的、在船舶的前後方向上延長的空氣擴散部。在本發明的再一其它方面中，空氣排放裝置的空氣排放孔比空氣供給孔分布在船舶的橫方向上寬的區域中。在本發明的再一其它方面中，空氣排放裝置還包括擴散構件，比內部空間的空氣供給孔設置在船尾側，且比空氣排放孔設置在船頭側的位置，擴散從空氣供給孔供給的空氣從而將空氣供給到空氣排放孔側。在本發明的一方面中，船舶在船底上包括本發明的空氣排放裝置。在本發明的一方面中，空氣潤滑系統包括本發明的空氣排放裝置和空氣回收裝置。空氣回收裝置包括比空氣排放裝置安裝在船尾側的船底上，在相對於船底與下側對置的面具有空氣吸入孔的回收側艙室；以及將回收側艙室內部的空氣回收的回收部。在本發明的其它方面中，空氣回收裝置的回收部將回收側艙室內部的空氣從比空氣吸入孔形成在船舶船尾側的船底上的空氣回收孔回收。回收側艙室具有用於聚集從空氣吸入孔吸入的空氣並將其從空氣回收孔回收的、在船舶的前後方向上延長的空氣存儲部。在本發明的再一其它方面中，空氣回收裝置的空氣吸入孔比空氣回收孔分布在船舶的橫方向上寬的區域中。在本發明的再一其它方面中，空氣回收裝置還包括引導板，配置在回收側艙室內部，使其從空氣吸入孔朝向空氣回收孔傾斜，從對置的面朝向船底傾斜。在本發明的再一其它方面中，空氣回收裝置的回收側艙室具有對於朝向船舶的橫方向的規定的基準線與空氣排放裝置的排放側艙室對稱的形狀。在本發明的一方面中，船舶在船底上包括本發明的空氣潤滑系統。在本發明的一方面中，船舶的改裝方法包括在船舶的船底上，安裝在與相對於船底與下側對置的面具有空氣排放孔的排放側艙室的步驟；以及形成向排放側艙室的內部供給空氣的供給部的步驟。在本發明的其它方面中，供給部在船舶的前後方向上相對於空氣排放孔配置在不同的位置。
在本發明的再一其它方面中，船舶的改裝方法還包括在比空氣排放裝置更靠船尾側的船底上，安裝在相對於船底與下側對置的面具有空氣吸入孔的回收側艙室的步驟；以及形成將回收側艙室內部的空氣回收的回收部的步驟。根據本發明，可以提供降低摩擦阻力的效果大的空氣排放裝置、空氣潤滑系統及船舶的改裝方法。根據本發明，還可以提供在外置在船舶的空氣潤滑系統中的、比較易於改裝的空氣排放裝置、空氣潤滑系統及船舶的改裝方法。本發明的上述目的、其它目的、效果、及特徵，從結合添加的附圖的實施方式的記載中，更加清楚。
圖I是船舶的側面圖。圖2是船舶的底面圖。圖3概略性表示空氣潤滑系統的工作。圖4表示排放側艙室的其它結構例。圖5是排放側艙室的底面圖。圖6是從側面觀察排放側艙室的剖面圖。圖7是回收側艙室的底面圖。圖8是從側面觀察回收側艙室的剖面圖。圖9是包括壓入部的回收側艙室的底面圖。圖10是從側面觀察包括壓入部的回收側艙室的剖面圖。
具體實施例方式下面，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。圖I是適用了本發明的一實施方式的空氣排放裝置、空氣潤滑系統及改裝方法的船舶的側面圖。圖2是從船底側觀察該船舶的底面圖。在右側描述船體I的船頭2，在左側描述船尾3。在船尾3側的吃水線下設置螺旋槳5和舵6。在靠近船底4的船頭2側，設置空氣排放裝置7。在靠近船底4的船尾3側設置空氣回收裝置8。空氣排放裝置7包括設置在船底4上的排放側艙室9、配管10、及壓縮機11。也可以代替壓縮機11而使用鼓風機。壓縮機11將配管10內部的空氣向船底4的方向推出。配管10的一端連接到形成在船底4的外壁上的空氣供給孔(後述)。在該空氣供給孔開口的位置的船底4上，通過焊接或螺接安裝排放側艙室9。配管10內部的空氣通過壓縮機11供給到艙室9內部。空氣回收裝置8包括回收側艙室12和配管13。配管13的一端連接到形成在船底4的外壁上的空氣回收孔(後述)。在該空氣回收孔開口的位置的船底4上，通過焊接或螺接安裝回收側艙室12。回收側艙室12內部的空氣通過配管13排放到外部，或再供給到空氣排放裝置7側的配管10。
在圖I、圖2的例子中，安裝多個(3個)排放側艙室9。前列側的排放側艙室9a相對中心線CL線對稱地安裝在船體I的中心線CL上。後列側的排放側艙室9b中的一個，相對於前列側的排放側艙室9a平行地安裝在偏右舷14側的位置。另一個相對前列側的排放側艙室9a，平行地安裝在偏左舷15側的位置，相對中心線CL形成左右對稱的後列側的排放側艙室％。在圖I、圖2的例子中，對應於排放側艙室9，安裝多個回收側艙室12。對應於前列側及後列側的排放側艙室9a、9b，分別安裝後列側及前列側的回收側艙室12a、12b。各回收側艙室12具有與排放側艙室9相同的形狀，並且以與船體I的前後方向反轉的方向設置。其結果，排放側艙室9和回收側艙室12具有對於在船體I的橫方向上延長的規定的基準線SL線對稱的結構。圖3概略性表示空氣潤滑系統的工作。從配管10向排放側艙室9供給空氣。排放側艙室9將該空氣形成為氣泡40而吹出到外部的水中。氣泡40覆蓋船底4向船尾3側流動。通過船底4被氣泡40覆蓋，降低船體I和水之間的摩擦。將氣泡40吸入回收側艙室12中，從配管13回收。由於氣泡40相對於螺旋槳5在船頭2側回收，因此可以避免氣泡40引起的螺旋槳5的推進效率降低。圖4表示排放側艙室9的其它結構例。在圖2所示的結構中，利用三個排放側艙室9提供大致覆蓋船底4的寬度的氣泡40。與之相對，在圖4中，在設置大致覆蓋船底4的寬度的三個排放側艙室12-1的群的基礎上，在偏向船體I的長度方向的位置上再設置具有相同結構的三個排放側艙室12-2的群。在該結構例中，可以對船底4供給更多的氣泡40。或者在氣泡40易於從船底4的左右方向逃逸的情況下，在從排放側艙室12-1供給的氣泡40在船尾3側不足時，可以從下級的排放側艙室12-2補充氣泡40。在該情況下，通過在船尾3側設置與多個群的排放側艙室12-1、12-2對於規定的基準線SL具有線對稱結構的回收側艙室的群，可以回收氣泡40。下面說明排放側艙室9的結構。圖5是排放側艙室9的底面圖。圖6是從側面觀察排放側艙室9的剖面圖。兩圖中的任一個圖的右側都為船頭2側。排放側艙室9包括平坦部21、前端部22、後端部23、以及側板21-1、21-2。平坦部21是設置在船底4的下側上的板狀的構件。平坦部21與船底4對置，且配置為對於船底4平行或與構成其接近的角度。在圖6的例子中，平坦部21與船底4平行地配置。前端部22是連接平坦部21的船頭2側的端部和船底4的板狀的構件。為了減小船體I向前方航行時的水流的阻力，前端部22具有朝向船頭2側靠近船底4的傾斜。後端部23是連接平坦部21的船尾3側的端部和船底4的板狀的構件。為了抑制在船體I向前方航行時產生成為阻力的漩渦，而且將氣泡順暢地引導到船底4，後端部23具有朝向船尾3側靠近船底4的傾斜。側板21-1堵塞在平坦部21、前端部22、以及後端部23各自的左舷側的端部和船底4之間。側板21-2堵塞在平坦部21、前端部22、以及後端部23各自的右舷側的端部與船底4之間。通過平坦部21、前端部22、後端部23、側板21-1、21-2和由這些覆蓋的船底4形成氣泡室28。氣泡室28為空氣排放孔26與船體I漂浮的水面下的水連通、空氣供給孔27與配管10連通、除此之外是封閉的空間。在排放側艙室9的設計上，將平坦部21以圖5中的虛線為邊界分為船頭2側的區域空氣擴散部24、船尾3側的區域空氣排放部25。在空氣排放部25形成多個空氣排放孔26。這些空氣排放孔26例如沿船體I的寬度方向排列形成。在圖5的例子中，在船體I的長度方向上交錯狀地配置兩列空氣排放孔26。在與空氣擴散部24對置的船底4的、與空氣排放孔26不同的位置(圖5、圖6中船頭2側的位置)形成空氣供給孔27。配管10的一端連接到空氣供給孔27。通過空氣擴散部24，在空氣供給孔27與空氣供給孔26之間，在船體I的前後方向上設置規定的距離。 通過具有該距離，從空氣供給孔27供給到氣泡室28的空氣擴散，可以從排列在船體I的寬度方向上的多個空氣排放孔26以接近均勻的量將氣泡吹出到水中。例如，為了使空氣擴散部24產生效果，期望進行設定，以相比氣泡室28的寬度，空氣供給孔27的中心與空氣排放孔26的中心的距離更長。通過壓縮機11賦予的壓力從空氣供給孔27供給到氣泡室28的空氣碰撞到平坦部21的上面(內壁面)。由於該碰撞的壓力，供給的空氣成為小氣泡，易於擴寬分布的寬度。氣泡在空氣擴散部24的內部被向下遊側推出時，其分布在寬度方向上擴寬。由於設有空氣擴散部24，相比空氣排放孔26的船體的橫方向的分布的寬度，可以縮小空氣供給孔27的寬度。換句話說，通過設置空氣擴散部24，即使在空氣供給孔27數少的情況下(圖5的例子中為I個)，通過形成空氣排放孔26以使其在船體I的橫方向上分布在較寬的區域中，也可以將氣泡40在寬度方向上以接近均勻的分布吹出。從而，在改裝船舶後置空氣潤滑系統的情況下，可以減少對於船體I施工空氣供給孔27和配管10的工作和時間。在排放側艙室9還可以追加用於擴散氣泡的擴散構件。例如，通過設置多孔板，以將氣泡室28在空氣供給孔27和空氣排放孔26之間船體I的前後方向上隔開，可向空氣排放孔26供給更小的氣泡。在氣泡室28的內部積蓄一定程度的空氣時，從空氣排放孔26向船底4下的水中推出氣泡40。船舶在航行中，船體I相對於水向前方推進。在船底4，水流具有從排放側艙室9的前端部22側朝向後端部23側的主方向。與之相對，排放側艙室9的內部相對地為封閉的空間，因此相比外部的水流，氣泡室28的水及空氣的流動緩慢。因此，在氣泡室28的空氣從空氣排放孔26向外部吹出時，通過水流的剪斷力將氣泡剪斷，成為更小的氣泡40，而後在下流側流動。因為小的氣泡40在船底4停留的時間長，所以可以得到高的空氣潤滑效果。這樣，來自空氣供給孔27的空氣不是直接供給到船底4，而是通過後端部23等暫時滯留在氣泡室28內部後，供給到外部以使剪斷力起作用，由此可以得到適於空氣潤滑的氣泡40。通過空氣排放孔26形狀的設計，可以從氣泡室28向沿船體I的長度方向上速度不同的水流中更順暢地吹出氣泡40。圖5的例子中，各空氣排放孔26在流動的主方向、即船體I的前後方向上為長橢圓形狀。從空氣排放孔26排放的氣泡40沿後端部23上升，覆蓋船底4的同時流動到船尾3側，併到達空氣回收側艙室12。下面，說明回收側艙室12的結構。圖7是回收側艙室12的底面圖。圖8是從側面觀察回收側艙室12的剖面圖。兩圖中任一圖的右側都為船頭2側。回收側艙室9具有與排放側艙室9相同的形狀，且以與船體I的前後方向相反的方向安裝在船底4上。回收側艙室12包括平坦部31、前端部32、後端部33、以及側板31-1、31-2。平坦部31是設置在船底4的下側的板狀的構件，與船底4對置而平行地配置。前端部32是連接平坦部31的船頭2側的端部和船底4的板狀的構件。為了減小船體I向前方航行時的水流的阻力，前端部32具有朝向船頭2側接近船底4的傾斜。後端部33是連接平坦部31的船尾3側的端部和船底4的板狀的構件。為了抑制在船體I向前方航行時抑制產生成為阻力的漩渦，後端部33具有朝向船尾3側接近船底4的傾斜。側板31-U31-2與排放側艙室的側板21-1、21-2同樣地堵塞在回收側艙室12的左右，形成氣泡·室38。氣泡室38是在空氣吸入孔36與船體I浮起的水面下的水連通、在空氣回收孔37與配管13連通、除此之外為封閉的空間。具有這樣的結構的回收側艙室12，通過將排放側艙室9用構件與船體I的前後方向相反設置在船底4上而可以實現。在回收側艙室12的設計上，平坦部31以圖7中虛線為邊界分為船頭2側的區域即空氣吸入部34、船尾3側的區域即推出壓發生部35。在空氣吸入部34與排放側艙室9的空氣排放孔26相同地形成多個空氣吸入孔36。在與推出壓發生部34對置的船底4上形成空氣回收孔37。配管13的一端連接到空氣回收孔37。通過推出壓發生部35可以得到具有一定程度的容積的氣泡室38。從空氣吸入孔36吸入的氣泡積蓄在氣泡室中。通過將氣泡暫時積蓄在推出壓發生部35中，積蓄了一定程度量的空氣群被存儲在氣泡室38中。其結果，可以將氣泡順暢地從空氣回收孔37回收。為了抑制水的阻力，期望回收側艙室12的厚度薄。通過增大推出壓發生部35的長度，即使回收側艙室12薄也可以得到充分的氣泡室38的體積。為此，例如，與排放側艙室9同樣，期望進行設定，以與氣泡室38的寬度相比，空氣吸入孔36的中心和空氣回收孔37的中心更長。可以通過在回收側艙室12設置引導板39，將氣泡40更順暢地吸入。引導板39從上下方向觀察，與和空氣吸入孔36重合的位置的回收側艙室12的內部接觸。引導板39傾斜設置，以使其從船頭2側朝向船尾3側而接近船底4。通過該引導板39，將從空氣吸入孔36吸入的氣泡40順暢地輸送入到推出壓發生部35。圖9、圖10是表示本實施方式的變形例的回收側艙室的底面圖和剖面圖。在本變形例中，回收側艙室在其下遊側的端部包括壓入部41。在壓入部41中被壓入，以使回收側艙室的寬度朝向下遊側逐漸變小。優選壓入部41與圖8中的後端部33相同，越接近下遊偵牝由越接近船底4的板材形成。空氣回收孔3位於壓入部41的垂直方向上部。根據這樣的結構，吸入氣泡室38的氣泡易於在壓入部41中聚集，可以更有效地從空氣回收孔37回收氣泡。在對現有船舶實施改裝來安裝本實施方式的空氣潤滑系統的情況下，在船底4上形成空氣供給孔27和空氣回收孔37。在船內設置配管10、配管13、以及壓縮機11。在船底4上設置排放側艙室9和回收側艙室12。這樣可以提高現有船舶的航行效率。在對於新造船設置本實施方式的空氣潤滑系統的情況下，也可以通過同樣的步驟，以較少的設計變更來設置空氣潤滑系統。本實施方式的空氣潤滑系統的結構，只使用空氣排放裝置7側也有效。例如，與包括有空氣潤滑系統的新造船相同，通過將用於氣泡回收的艙室形成在船體I的內部的內裝式，將排放側艙室9外置，有關空氣排放裝置7方面，可以得到與本實施方式相同的效果。以上，參照實施方式說明了本發明，但本發明不限於上述實施方式。可以對上述事實方式進行各種變更。例如，在上述實施方式的相互無矛盾的範圍內的任何組合，都能成為本發明的實施方式。
本申請要求以2010年9月27日申請的日本申請特願2010-216125號為基礎的優先權，在此引用其公開的全部內容。
權利要求
1.一種空氣排放裝置，包括 排放側艙室，安裝在船舶的船底，在相對於所述船底與下側對置的面上具有空氣排放孔；以及 供給部，向所述排放側艙室的內部供給空氣。
2.權利要求I所述的空氣排放裝置， 所述供給部在所述船舶的前後方向上相對於所述空氣排放孔配置在不同的位置。
3.權利要求I或2所述的空氣排放裝置， 所述供給部從比所述空氣排放孔形成在所述船舶的船頭側的所述船底上的空氣供給孔向所述內部空間供給空氣， 所述排放側艙室在所述空氣供給孔和所述空氣排放孔之間，具有用於擴散所述供給部供給的空氣的、在所述船舶的前後方向上延長的空氣擴散部。
4.權利要求3所述的空氣排放裝置， 所述空氣排放孔比所述空氣供給孔分布在所述船舶的橫方向上較寬的區域中。
5.權利要求3或4所述的空氣排放裝置， 還包括擴散構件，比所述內部空間的所述空氣供給孔設置在船尾側，比所述空氣排放孔設置在船頭側的位置，擴散從所述空氣供給孔供給的空氣從而將空氣供給到所述空氣排放孔側。
6.一種船舶，在船底包括權利要求I至5中任一項所述的空氣排放裝置。
7.一種空氣潤滑系統，包括 權利要求I 5中任一項所述的空氣排放裝置；以及 空氣回收裝置， 所述空氣回收裝置包括 回收側艙室，比所述空氣排放裝置安裝在船尾側的所述船底上，在相對於所述船底與下側對置的面上具有空氣收入孔；以及 回收部，回收所述回收側艙室的內部的空氣。
8.權利要求7所述的空氣潤滑系統， 所述回收部從比所述空氣收入孔形成在所述船舶的船尾側的所述船底上的空氣回收孔回收所述回收側艙室內部的空氣， 所述回收側艙室具有用於聚集從所述空氣收入孔吸入的空氣而將其從所述空氣回收孔回收的、在所述船舶的前後方向上延長的空氣存儲部。
9.權利要求8所述的空氣潤滑系統， 所述空氣吸入孔比所述空氣回收孔分布在所述船舶的橫方向上寬的區域中。
10.權利要求8或9所述的空氣潤滑系統， 還包括引導板，配置在所述回收側艙室的內部，使其從所述空氣收入孔朝向所述空氣回收孔傾斜，從所述對置的面朝向所述船底傾斜。
11.權利要求8至10中任一項所述的空氣潤滑系統， 所述回收側艙室具有對於朝向船舶的橫方向的規定的基準線與所述空氣排放裝置的所述排放側艙室對稱的形狀。
12.一種船舶，其在船底包括權利要求8至11中任一項所述的空氣潤滑系統。
13.一種船舶的改裝方法，包括 在船舶的船底上安裝在相對於所述船底與下側對置的面具有空氣排放孔的排放側艙室的步驟；以及 形成對所述排放側艙室的內部供給空氣的供給部的步驟。
14.權利要求13所述的船舶的改裝方法， 所述供給部在所述船舶的前後方向上相對於所述空氣排放孔配置在不同的位置。
15.權利要求13或14所述的船舶的改裝方法，還包括 在比所述空氣排放裝置靠船尾側的所述船底上，安裝在相對於所述船底與下側對置的面上具有空氣收入孔的回收側艙室的步驟；以及 形成將所述回收側艙室內部的空氣回收的回收部的步驟。
全文摘要
本發明提供高效外置式船舶用空氣潤滑系統。空氣排放裝置包括安裝在船舶的船底、在相對於船底與下側對置的面具有空氣排放孔的排放側艙室；以及向排放側艙室的內部供給空氣的供給部。在排放側艙室內部的空氣從設置在相對於船底與下側對置的面上的空氣排放孔吹出到外部時，通過外部的水流被剪斷成為小氣泡而供給到船底。
文檔編號B63B1/38GK102958793SQ20118003223
公開日2013年3月6日 申請日期2011年3月29日 優先權日2010年9月27日
發明者高野真一, 溝上宗二, 日笠靖司郎, 川北千春, 川淵信 申請人:三菱重工業株式會社