船舶的摩擦阻力降低装置的制作方法

专利名称：船舶的摩擦阻力降低装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及船舶的摩擦阻力降低装置。
背景技术：
以前，作为使在船舶的吃水线以下的船舷及船底的接水面和海水之间产生的摩擦阻力降低的手段，主要已知用微小气泡(micro bubble)覆盖船底是有效的，提出了各种气泡产生装置或摩擦阻力降低装置(以下，由摩擦阻力降低装置为代表)。这样的摩擦阻力降低装置，虽然重点在于如何使大量的微小气泡产生且能够广泛地覆盖船底，但是，也研讨了使船舶的占有面积小，或构成为不需要其他动力源的情况。专利文献1公开了使加压空气从船舷向着斜后方比船速更慢地吹出而使微小气泡产生的船体摩擦阻力降低方法。用于将加压空气从船舷吹出的具体的加压空气送给装置是不清楚的，图中未显示(专利文献1的第0012、0013段)。专利文献2或专利文献3公开了使气水混相流体或气泡水混合流体喷出的船体摩擦阻力降低装置。专利文献2的气水混相流体通过剪切方式(专利文献2的第0012段)而生成，专利文献3的气泡水混合流体通过使加压气体从微细孔喷出至海水并进行剪切的方法(专利文献2的权利要求19、权利要求20)而生成。另外，专利文献4或专利文献5提出了将空气引导至形成于船底的负压处并使微小气泡产生的摩擦阻力降低船。直至负压处的空气的引导，不需要其他动力源，而是基于自然吸引(例如专利文献4的第0016、0017段)。专利文献1 日本特开平11-227674号公报专利文献2 日本特开2008-018781号公报专利文献3 日本特开平07-156859号公报专利文献4 日本特开2002-079986号公报专利文献5 日本特开2002-068073号公报

发明内容
发明要解决的问题专利文献1、专利文献2或专利文献3所公开的摩擦阻力降低方法，存在着为了使微小气泡产生而需要其他动力源的问题。与此相对的是，专利文献4或专利文献5所公开的摩擦阻力降低船中的方法，为了使微小气泡产生而不需要其他动力源。但是，在船底从吃水线达到IOm 20m的大型船舶(例如油轮等)中，难以通过自然吸引而将空气引导至船底，结果，考虑需要压缩机等动力源。于是，关于船舶的摩擦阻力降低装置，作为第一课题，以不是通过将加压空气相对于海水吹出而使微小气泡产生，而是通过利用船舶的推进力自身而使微小气泡产生为目的进行了研讨，作为第二课题，将以使微小气泡产生的过程本身不受海水的水压的影响的方式输送充分必要的微小气泡至船底作为目的进行了研讨，作为第三课题，以构造简单，设置成本和运用成本低廉为目的进行了研讨。
用于解决问题的手段研讨的结果所开发的装置，是在送水管设置轴线比吃水线更位于上方的迂回送水管并在前述迂回送水管设置喷射器的船舶的摩擦阻力降低装置，所述送水管将在吃水线以下的船头设置的海水的取水口和比前述取水口更设于后方且在吃水线以下的船舷(以下， 仅仅标记为船舷)或船底设置的海水及微小气泡的喷出口连结。本发明的摩擦阻力降低装置，通过将由于船舶的前进而从送水管的取水口自然地流入的海水送入轴线比吃水线更位于上方的迂回送水管，从而在大气压下使空气混入海水，即，以不受喷射器中的海水的水压的影响的方式使大气压下的空气被大量地吸引而混入海水，为了覆盖船舷或船底而使充分必要的微小气泡产生。这样，本发明的摩擦阻力降低装置，使海水由于船舶的前进而从取水口流入送水管，使空气由于前述海水的减压而被吸引至海水并使微小气泡产生，然后就那样地使海水和微小气泡从喷出口喷出，因而在微小气泡的产生时不需要用于对空气加压的其他动力源 (解决了第一课题)。另外，由于通过以不受海水的水压的影响的方式使大量的空气混入海水，从而使微小气泡产生，因而能够将充分必要的微小气泡输送至船舷或船底(解决了第二课题)。而且，本发明的摩擦阻力降低装置是仅在连结取水口和喷出口的送水管的中途设置迂回送水管且在前述迂回送水管设置喷射器的简单的构成，设置成本和运用成本也变得低廉(解决了第三课题)。送水管的轴线，意指通过送水管剖面的重心的线，由于通常送水管是由圆形管构成的，因而为通过圆形剖面的中心的线。虽然迂回送水管的前述轴线比吃水线更位于上方即可，但是优选地，迂回送水管整体比吃水线更位于上方。取水口是将海水取入至送水管的开口，基本上设于所谓的船头、即海水能够由于船舶的前进而自然地流入的船舶正面(从正面观察船舶而能够目视确认的范围)，但是，如果海水的流入是可能的，那么也可以设于船舷或船底。喷出口是将海水与在喷射器产生的微小气泡共同喷出的开口，设于比取水口更位于后方的船舷或船底。关于喷出口，为了所喷出的微小气泡能够更加广泛地覆盖船舷或船底，尽可能地靠近船头的船舷或船底是优选的。关于具体的喷射器，能够列举由将空气流入口在外部开放的空气流入管插入迂回送水管并使前述空气流入管的空气流出口在迂回送水管中开放的喷射器组成的构成。该喷射器是以迂回送水管为基准而将空气流入管插入前述迂回送水管的构造，因而能够被称为内嵌构成的喷射器。该内嵌构成的喷射器，通过从迂回送水管的内表面和空气流入管的外表面的间隙将海水放水并在空气流入管的空气流出口附近形成减压区域，从而吸引空气并使微小气泡产生于海水中。如果内嵌构成的喷射器中的迂回送水管和空气流入管均由剖面为圆形的相似的管构成且配置成同轴(至少使迂回送水管的剖面和空气流出口的端面同轴)，则迂回送水管的内表面和空气流入管的外表面的间隙(海水通过)形成为周向均勻，从前述间隙放出的海水的压力成为周向均等，因而是优选的。此外，在内嵌构成的喷射器中，为了调整所吸引的空气的量(所产生的微小气泡的量)，也可以在空气流入管设置增减剖面积的调整阀。关于具体的喷射器，也可以为由将迂回送水管插入空气流入口在外部开放且空气流出口连结于后部送水管的空气流入管，并使前述迂回送水管的放水口在空气流入管中开放的喷射器组成的构成。该喷射器以迂回送水管为基准而将前述迂回送水管插入空气流入管，因而能够被称为外嵌构成的喷射器。外嵌构成的喷射器，通过从迂回送水管的放水口将海水放水至空气流入管并在海水所接触的空气流入管的内表面附近形成减压区域，从而吸引空气并使微小气泡产生于海水中。同上所述，如果外嵌构成的喷射器中的迂回送水管和空气流入管均由剖面为圆形的相似的管构成且配置成同轴(至少使空气流入管的剖面和放水口的端面同轴)，则迂回送水管的外表面和空气流入管的内表面的间隙(空气流入)形成为周向均勻，从前述间隙吸引的空气的量成为周向均等，因而是优选的。在外嵌构成的喷射器中，也同上所述，为了调整所吸引的空气的量(所产生的微小气泡的量)，也可以在空气流入管设置增减剖面积的调整阀。本发明的摩擦阻力降低装置，虽然能够使海水由于船舶的前进而从取水口自然地流入并使微小气泡产生，但是，如果船舶处于停止状态，则不能期待前述海水的流入。于是， 为了从船舶开始前进的停止状态起促进海水的流入，例如可以在连结取水口和迂回送水管的前部送水管设置送水泵。该送水泵使海水充满于包括轴线比吃水线更位于上方的迂回送水管的送水管整体，因而虽然基本上在船舶达到一定的速度并确保了自然的海水从取水口持续的流入的阶段停止，但是也可以在通常航行时继续使用。在这种情况下，送水泵作为具备了喷射器的一种喷射泵而起作用，具有帮助船舶的推进的功能。发明的效果本发明的船舶中的摩擦阻力降低装置，不是对空气加压并将其混入海水而使微小气泡产生，而是通过使海水流经轴线比吃水线更位于上方的迂回送水管，从而以不受喷射器中的海水的水压的影响的方式使大气压下的空气被大量地吸引并混入海水而使大量的微小气泡产生。由此，使海水和微小气泡从设于船舷或船底的喷出口喷出，能够确保足以广泛地覆盖船舷或船底的微小气泡，能够带来微小气泡对船舶的摩擦阻力降低效果。另外，本发明的船舶中的摩擦阻力降低装置，在使从取水口取入的海水流经送水管至从喷出口喷出期间，能够以不受海水的水压的影响的方式使大量的微小气泡产生并喷出至船舷或船底。这意味着，除了用于船舶推进的动力源以外，不需要其他的压缩机等动力源，带来摩擦阻力降低装置的简化、设置成本和运用成本的降低。这样，本发明的船舶中的摩擦阻力降低装置，降低了设置成本和运用成本，在鉴于上述的更佳的摩擦阻力降低效果的情况下，实现了高的成本效益。


图1是表示本发明的船舶中的摩擦阻力降低装置的一个示例的剖面图。图2是表示本例的摩擦阻力降低装置的正面图。图3是表示本例的摩擦阻力降低装置中的喷射器(内嵌构成)的局部放大剖面图。图4是表示另一示例的摩擦阻力降低装置中的喷射器(外嵌构成)的与图3相当的局部放大剖面图。
具体实施例方式参照附图，同时说明本发明的实施方式。如图1和图2所示，本发明的摩擦阻力降低装置是在送水管1设置轴线比吃水线WL更位于上方的迂回送水管12且在前述迂回送水管12设置喷射器21的构成，送水管1将在吃水线WL以下的船头31设置的海水的取水口 111和比前述取水口 111更设于后方且在吃水线WL以下的船底33设置的海水W及微小气泡B(参照后述图3)的喷出口 131连结。本例的摩擦阻力降低装置，将船舶3左右平分，在左舷和右舷分别各配设1台。因此，取水口 111和喷出口 131，左右分别各设置1处。以下， 以左舷的摩擦阻力降低装置为例进行说明。取水口 111，以更多的海水W能够流入的方式形成为向着前方扩展的喇叭状。虽然本例将取水口 111设置在海水W能够由于船舶3的前进而自然地流入的船舶正面，但是，如果能够期待充分必要的海水W的流入，那么也可以设于舷侧32或船底33。另外，由于按照摩擦阻力降低装置单位而设置取水口 111，因而，例如，如果摩擦阻力降低装置为多个，那么设置多个取水口 111。但是，相对于摩擦阻力降低装置，也可以设置多个取水口 111。此外， 为了避免喷射器21的间隙214的堵塞，也可以在取水口 111设置过滤器。前部送水管11是从取水口 111至轴线比吃水线WL更位于上方的迂回送水管12 的部分。但是，由于前部送水管11和迂回送水管12不间断地连结，因而为了方便，也可以将送水管1中的从喷射器21起的前半部分作为前部送水管11。本例在从取水口 111变窄的前部送水管11设置送水泵112。送水泵112不是本发明必须的构成要素。但是，在船舶 3停止的阶段，迂回送水管12是空的，海水不流过。因此，在船舶3开始前进的阶段或在船舶3低速航行时海水W向送水管1的流入不充分的阶段，由送水泵112向前述迂回送水管 12送入海水W。关于送水管1，通常由剖面圆形的钢管构成前部送水管11、迂回送水管12以及后部送水管13。与此相对的是，如上所述，取水口 111以更多的海水W能够流入的方式形成为向着前方扩展的喇叭状。在这种情况下，取水口 111也可以沿垂直方向或水平方向扁平 (在图2中，为沿水平方向扁平的椭圆形)。同样，喷出口 131也能够沿垂直方向或水平方向扁平地扩展。但是，沿垂直方向扁平的喷出口 131在船底33形成不必要的突起物，因而不优选。另外，出于降低船舶的摩擦阻力的目的，优选地，喷出口 131形成为沿水平方向扁平(参照图2)，能够将微小气泡B水平地扩展同时喷出，使得微小气泡B广泛地覆盖船底 33。后部送水管13是从轴线比吃水线WL更位于上方的迂回送水管12至喷出口 13的部分。但是，由于迂回送水管12和后部送水管13不间断地连结，因而为了方便，也可以将送水管1中的从喷射器21起的后半部分作为后部送水管13。为了将微小气泡B和海水W 的混合流顺利地引导至喷出口 131，本例的后部送水管13从喷射器21至喷出口 131不形成急剧的弯曲角，为具有连续且平缓的下倾的倾斜管。在这种情况下，后部送水管13的倾斜角度α (参照图1)为40度 70度，优选为50度 60度。如图3所示，本例的喷射器21是从迂回送水管12的上游侧(图3中的左方)向着下游侧(图3中的右方)插入使空气流入口 212从甲板34(参照图1和图2)突出至上方的空气流入管211，并使前述空气流入管211的空气流出口 213在迂回送水管12中开放的内嵌构成。本例的喷射器21，与剖面为圆形的迂回送水管12的内表面相对，使向着空气流出口 213扩展成喇叭状的剖面为圆形的空气流入管211的外表面从半径方向内侧靠近， 形成使海水W的流路变窄的间隙214。由此，如果将海水W从间隙214放水，则在空气流入管211的空气流出口 213附近形成减压区域215。本例的喷射器21通过前述减压区域215 而从空气流出口 213吸引空气A并使微小气泡B产生于海水W中。 如图4所示，同上所述，喷射器21也可以为将使空气流入口 222从甲板34(参照图1和图2)突出至上方的空气流入管221连结于后部送水管13，将迂回送水管12从前述空气流入管221的上游侧(图3中的左方)向着下游侧(图3中的右方)插入，并使前述迂回送水管12的放水口 121在空气流入管221中开放的外嵌构成。关于该另一示例的喷射器21，剖面为圆形的迂回送水管12的放水口 121相对于同样地剖面为圆形的空气流入管 221的内表面而变窄。由此，如果将海水W从放水口 121放水至空气流入管221，则在从前述放水口 121起的下游的被空气流入管211的内表面和海水W夹着的空气流入管221的内表面附近形成减压区域225。该另一示例的喷射器21通过前述减压区域225而从迂回送水管12的外表面和空气流入管221的内表面的间隙2 吸引空气A并使微小气泡B产生于海水W中。通过开闭调整阀226，增减空气流入管221的剖面积，从而调整通过间隙224的
空气A的量。
符号说明
1送水管
11前部送水
12迂回送水
13后部送水
21喷射器
22喷射器
3船舶
A空气
B微小气泡
W海水
WL吃水线
权利要求
1.一种船舶中的摩擦阻力降低装置，在送水管设置轴线比吃水线更位于上方的迂回送水管并在所述迂回送水管设置喷射器，所述送水管将在吃水线以下的船头设置的海水的取水口和比所述取水口更设于后方且在吃水线以下的船舷或船底设置的海水及微小气泡的喷出口连结，由此，将由于船舶的前进而从送水管的取水口自然地流入的海水送入迂回送水管，在大气压下使空气混入海水而使微小气泡产生。
2.根据权利要求1所述的船舶中的摩擦阻力降低装置，其特征在于，将空气流入口在外部开放的空气流入管插入迂回送水管，并使所述空气流入管的空气流出口在迂回送水管中开放，从而构成喷射器。
3.根据权利要求1所述的船舶中的摩擦阻力降低装置，其特征在于，将迂回送水管插入空气流入口在外部开放且空气流出口连结于后部送水管的空气流入管，并使所述迂回送水管的放水口在空气流入管中开放，从而构成喷射器。
全文摘要
本发明提供了一种船舶中的摩擦阻力降低装置，该摩擦阻力降低装置使微小气泡产生的过程本身不受海水的水压的影响，能够通过自然的吸引而将空气混入海水，并且构造简单、设置成本和运用成本低廉。该船舶(3)中的摩擦阻力降低装置，在送水管(1)设置轴线比吃水线(WL)更位于上方的迂回送水管(12)并在前述迂回送水管(12)设置喷射器(21)，所述送水管(1)将在吃水线(WL)以下的船头(31)设置的海水的取水口(111)和比前述取水口(111)更设于后方且在吃水线(WL)以下的船底(33)设置的海水及微小气泡的喷出口(131)连结。
文档编号B63B1/38GK102574563SQ201080045679
公开日2012年7月11日 申请日期2010年9月6日 优先权日2009年10月5日
发明者佐藤刚司, 佐藤正明 申请人:佐藤正明