专利名称：遇到较少摩擦阻力的船舶的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种摩擦阻力减小型船舶，其中，通过将空气喷射至水中使船体的摩擦阻力减小。
背景技术：
在航行时，通过用气泡流覆盖船底面来减小船体摩擦阻力的技术是已知的。当气泡被卷入推进器中时，出现了诸如推进效率低下和推进器起振力(vibratory force)增大的问题。日本专利公报JP 2009-248831A公开了用于防止气泡被卷入推进器中的气泡卷入防止装置。该气泡卷入防止装置具有设置在船尾侧的船底中的气泡吸入口，以及气液分 离室。混合了气泡的海水从气泡吸入口被带入气液分离室中，并在气液分离室中被分离成空气和海水。空气作为分离产物被排放至大气。引用列表专利文献[专利文献I] JP 2OO9-M883IA
发明内容
根据本发明第一方面的摩擦阻力减小型船舶具有空气喷射单元以及空气回收装置，该空气喷射单元构造成将空气从设置在所述船舶的船体的船底中的空气喷射口喷射到水中，该空气回收装置构造成将空气从设置在船底中的空气回收口回收到船体中。空气回收口相对于空气喷射口布置在船尾侧上，并且相对于设置到船体的推进器布置在船首侧上。推进器布置在船体的中心线上。空气回收口设有中央空气回收口、左舷侧空气回收口以及右舷侧空气回收口，该中央空气回收口设置成横跨中心线，该左舷侧空气回收口设置成不在中心线上而是在左舷侧上，使得相对于中央空气回收口，左舷侧空气回收口突出在左舷侧上，该右舷侧空气回收口设置成不在中心线上而是在右舷侧上，使得相对于中央空气回收口，右舷侧空气回收口突出在右舷侧上。相对于中央空气回收口，左舷侧空气回收口和右舷侧空气回收口定位在船首侧上。中央空气回收口、左舷侧空气回收口和右舷侧空气回收口中的每个都包括多个空气回收孔。中央空气回收口在船宽的方向上的第一宽度大于左舷侧空气回收口在船宽的方向上的第二宽度和右舷侧空气回收口在船宽的方向上的第三宽度。中央空气回收口、左舷侧空气回收口和右舷侧空气回收口中的每个都以在船宽的方向上延伸的带状形状成形。中央空气回收口以在船宽的方向上延伸的带状形状成形。左舷侧空气回收口和右舷侧空气回收口中的每个均以相对于船长方向倾斜延伸的带状形状成形，使得左舷侧空气回收口和右舷侧空气回收口在船尾侧的相应端靠近中心线，而在船首侧的另一端远离中心线。
空气回收装置具有构造成从水中分离空气的气液分离室。船底被形成为平坦面。空气回收装置将空气从设置到船体的第一空气再喷射口喷射到水中。相对于空气回收口，第一空气再喷射口布置在船尾侧上，以便当从船尾观察船体时不被布置在推进器下面。相对于推进器，第一空气再喷射口布置在船首侧上，以便当从船尾观察船体时布置在推进器上面。当从船尾观察船体时，第一空气再喷射口布置成只在推进器的宽度之外。空气回收装置将空气从设置到船底的第二空气再喷射口喷射到水中。第二空气再 喷射口相对于空气喷射口布置在船尾侧上，并且相对于空气回收口布置在船首侧上。根据本发明，提供了摩擦阻力减小型船舶，其通过将空气喷射到水中空气减小了船体的摩擦阻力，并且在确保并维持船体强度的同时防止气泡被卷入推进器中。
从实施例连同附图的描述，本发明的上述目的、其他目的、效果及特征将变得更加明晰。图IA是根据本发明第一实施例的摩擦阻力减小型船舶的侧面图；图IB是根据第一实施例的摩擦阻力减小型船舶的底面图；图2A示出了设置于根据第一实施例的摩擦阻力减小型船舶的空气回收口的示例；图2B示出了设置于根据第一实施例的摩擦阻力减小型船舶的空气回收口的另一示例；图2C示出了根据第一实施例的设置于摩擦阻力减小型船舶的空气回收口的又一示例；图3是根据本发明第二实施例的摩擦阻力减小型船舶的底面图；图4是根据本发明第三实施例的摩擦阻力减小型船舶的侧面图；图5A是根据本发明第四实施例的摩擦阻力减小型船舶的侧面图；图5B是根据第四实施例的摩擦阻力减小型船舶的后面图；图5C是根据第四实施例的变形例的摩擦阻力减小型船舶的侧面图；图6A是根据本发明第五实施例的摩擦阻力减小型船舶的侧面图；以及图6B是根据第五实施例的摩擦阻力减小型船舶的底面图。
具体实施例方式下文中，下面将参考附图描述根据本发明的摩擦阻力减小型船舶。[第一实施例]参考图1A，根据本发明第一实施例的摩擦阻力减小型船舶具有船体10、设置于船体10的空气喷射单元30和设置在船体10中的空气回收装置40。船体10具有船首11、船尾12、船底13、推进器16和舵17。空气喷射单元30具有设置在船底13的船首11 一侧上的空气喷射口 31_33，以及压缩机或鼓风机34。空气回收装置40具有设置在船底13的船尾12 —侧上的空气回收口 41_43、空气回收室51-53以及流道70。空气回收室51-53具有气液分离功能。例如，在日本专利公报JP 2009-248831A中公开的气液分离室可应用至空气回收室51-53。当空气回收室51-53具有气液分离功能时，它们可以被称为气液分离室51-53。空气回收口 41-43相对于空气喷射口 31-33布置在船尾12侧上，并且相对于推进器16布置在船首11侧上。空气回收口41形成于空气回收室51的底板中。空气回收口 42形成于空气回收室52的底板中。空气回收口 43形成于空气回收室53的底板中。空气回收室51-53的底板定位在船底13外板的同一表面上。参考图1B，船体10的船长方向(船首-船尾方向)和船宽方向(左舷-右舷方向)分别示出为X-方向和Y-方向。船体10具有左舷14和右舷15。推进器16布置在船体10的中心线CL上。空气回收口 41-43彼此分离。下文中，空气回收口 41、42和43可分别被称为中央空气回收口 41、左舷侧空气回收口 42和右舷侧空气回收口 43。 在航行时，空气喷射单元30从空气喷射口 31-33将空气喷射至水中。气泡流覆盖船底13，由此减小船体10的摩擦阻力。当船底13形成为平坦面时，因为气泡由于浮力不太可能逸散至船体10的侧部，船底13必然覆盖有气泡流。空气回收装置40将空气喷射单元30喷射至水中的空气从空气回收口 41-43回收至船体10中，并且将空气排放至大气。更详细地，含有气泡的海水通过空气回收口 41-43分别流入气液分离室51-53中。气液分离室51-53从海水分离空气。空气作为分离产物通过流道70排放至大气。因为空气回收装置40在相对于推进器16的船首11的一侧上回收空气，所以气泡被防止卷入推进器16中。中央空气回收口 41包括多个空气回收孔41a ;左舷侧空气回收口 42包括多个空气回收孔42a ;并且右舷侧空气回收口 43包括多个空气回收孔43a。中央空气回收口 41以在船宽的方向Y上延伸的带状形状成形，并且设置成横跨中心线CL。左舷侧空气回收口 42以在船宽的方向Y上延伸的带状形状成形，并且设置成不在中心线CL上而是在左舷14侧上，使得左舷侧空气回收口 42相对于中央空气回收口 41在左舷14侧上突出。右舷侧空气回收口 43以在船宽的方向Y上延伸的带状形状成形，并且设置成不在中心线CL上而是在右舷15侧上，使得右舷侧空气回收口 43相对于中央空气回收口 41在右舷15侧上突出。相对于中央空气回收口 41，左舷侧空气回收口 42和右舷侧空气回收口 43布置在船首11侧上。例如，左舷侧空气回收口 42在船长方向X上的位置和右舷侧空气回收口 43在船长方向X上的位置彼此一致。鉴于空气回收口 41-43按上面的方式构成，对照于空气回收口 41-43布置在船长方向相同位置中的情形，则船体10抵抗由下垂和中拱导致的纵向弯曲的强度会得以确保并维持。因为空气回收口 41-43设置在船宽的方向Y上的宽广的区域中，则可以在船底13的船宽的方向Y上的宽广的区域中收集或回收空气。可靠地防止气泡被卷入推进器16中，因为中央空气回收口 41定位成比左舷侧空气回收口 42和右舷侧空气回收口 43更接近推进器16。相比于左舷侧空气回收口 42在船宽的方向Y上的宽度W2和右舷侧空气回收口43在船宽的方向Y上的宽度W3，通过增加中央空气回收口 41在船宽的方向Y上的宽度W1，更可靠地防止气泡被卷入推进器16中。应注意，空气回收装置40可以具有流道71，用于以高于大气压的压力将被回收的空气供给至压缩机或鼓风机34。当压缩机或鼓风机34将从空气回收装置40供给的空气从空气喷射口 31-33喷射到水中时，对照于喷射来自大气的空气的情形，可减少用于空气喷射的能量。图2A示出了中央空气回收口 41的一个示例。包含在中央空气回收口 41中的空气回收孔41a是在中央空气回收口 41的纵向方向(例如船宽方向Y)上布置的多个长孔。每个空气回收孔41a的纵向方向垂直于中央空气回收口 41的纵向方向。在这种情况下，对照于空气回收孔41a替换为具有相同的开口面积的圆孔的情形，因为相邻空气回收孔41a之间的空间是增加的，则船体10抵抗纵向弯曲的强度会得以确保并维持。左舷侧空气回收口 42和右舷侧空气回收口 43以同中央空气回收口 41相同的方式构成。图2B示出了中央空气回收口 41的另一示例。包含在中央空气回收口 41中的空气回收孔41a是沿两条直线LI和L2布置的多个圆孔，其中两条直线LI和L2相互平行并 延伸进入中央空气回收口 41的纵向(例如船宽方向Y)中。沿直线LI布置的圆孔和沿直线L2布置的圆孔具有沿中央空气回收口 41纵向方向的不同位置。例如，包含在中央空气回收口 41中的空气回收孔41a以锯齿(zigzag)的形式布置。在这种情况下，对照于空气回收孔41a沿单条直线布置的情形，船体10抵抗纵向弯曲的强度会得以确保并维持。左舷侧空气回收口 42和右舷侧空气回收口 43以同中央空气回收口 41相同的方式构成。图2C示出了中央空气回收口 41的又一示例。除圆孔被替换为具有相同开口面积的长孔这一点以外，示出在图2C中的中央空气回收口 41与示出在图2B中的中央空气回收口 41是同样的。每个长孔的纵向垂直于中央空气回收口 41的纵向。在这种情况下，对照于图2B的情形，船体10抵抗纵向弯曲的强度会得以确保并维持。左舷侧空气回收口 42和右舷侧空气回收口 43以同中央空气回收口 41相同的方式构成。[第二实施例]参考图3，除下面几点以外，根据本发明第二实施例的摩擦阻力减小型船舶与根据第一实施例的摩擦阻力减小型船舶是同样的。左舷侧空气回收口 42和右舷侧空气回收口43以相对于船长方向X倾斜延伸的带状形状成形，使得左舷侧空气回收口 42和右舷侧空气回收口 43在船尾12侧的相应端更靠近中心线CL，而在船首11侧的另一端远离中心线CL。根据本实施例，左舷侧空气回收口 42和右舷侧空气回收口 43的更靠近推进器16的端部定位成靠近中心线CL，由此防止气泡被卷入推进器16中。[第三实施例]参考图4，将描述根据本发明第三实施例的摩擦阻力减小型船舶。除下面几点以夕卜，根据本实施例的摩擦阻力减小型船舶与根据第一实施例的摩擦阻力减小型船舶是同样的。在本实施例中，空气回收室51-53不具有气液分离功能，并且空气回收装置40具有单个气液分离室55。含有气泡的海水通过空气回收口 41-43流入气液分离室55中。气液分离室50从海水分离空气。空气作为分离产物通过流道70排放至大气，或通过流道71供给至压缩机或鼓风机34。[第四实施例]参考图5A，将描述根据本发明第四实施例的摩擦阻力减小型船舶。除下面几点以夕卜，根据本实施例的摩擦阻力减小型船舶与根据第一实施例的摩擦阻力减小型船舶是同样的。在本实施例中，空气回收装置40还具有压缩机或鼓风机80，以及空气再喷射口 61-63。空气再喷射口 61-63设置于船体10的船尾部分。空气再喷射口 61-63定位成高于空气回收口 41-43，并且相对于空气回收口 41-43定位于船尾12侧上。相对于推进器16，空气再喷射口 61-63定位于船首16侧上。参考图5B，将描述当从船尾12侧观察船体10时空气再喷射口 61_63的位置。在图5B中，舵17未示出，但显示了推进器16圆周的两条切线T。两条切线T垂直于船长方向X和船宽方向Y。当从船尾12观察船体10时，在两条切线T之间的区域中，空气再喷射口61-63不布置为低于推进器16的圆周。也就是说，当从船尾12观察船体10时，空气再喷射口 61-63不布置在推进器16下面。当从船尾12观察船体10时，在两条切线T之间的区域中，空气再喷射口 61布置成高于推进器16圆周。也就是说，当从船尾12观察船体10时，空气再喷射口 61布置在推进器16上面。当从船尾12观察船体10时，空气再喷射口 62布置在左舷14侧两条切线T外，而空气再喷射口 63布置在右舷15侧两条切线T外。也就是
说，当从船尾12观察船体10时，空气再喷射口 62和63定位于推进器16的宽度之外。以这种方式，空气再喷射口 61-63不与穿过推进器16圆周的流线重叠布置。压缩机或鼓风机80将在气液分离室51-53中从海水分离的空气从空气再喷射口61-63喷射至水中。因此，船体10中覆盖有气泡的区域增大，并且船体10的摩擦阻力进一步减小。因为当从船尾12观察船体10时，空气再喷射口 61-63未布置在推进器16之下，所以从空气再喷射口 61-63喷射的气泡被防止卷入推进器16中。此外，从空气再喷射口 61喷射的气泡覆盖了船体10的推进器16正上方的部分，由此，减小了从推进器16向船体10的振动，并且提高了船员和乘客的舒适度。当从船尾12观察船体10时，如果仅空气再喷射口 62-63设置在推进器16的宽度以外，则更可靠地防止气泡被卷入推进器16中。根据本实施例，从空气回收口 41-43回收的空气被从空气再喷射口 61-63喷射，由此，对照于取自大气的空气被从空气再喷射口 61-63喷射的情形，减小了用于空气喷射的
倉tfi。参考图5C，将描述根据本实施例的修改方案的摩擦阻力减小型船舶。除下面几点以外，根据修改方案的摩擦阻力减小型船舶与根据第四实施例的摩擦阻力减小型船舶是同样的。因为空气再喷射口 61-63布置成高于空气回收口 41-43，并且相对于空气回收口41-43布置在船尾12侧，则在修改方案中，空气回收口 41-43连接至空气再喷射口 61-63，而非空气回收室51-53以及压缩机或鼓风机80。空气回收装置40具有从空气回收口 41向上倾斜延伸至空气再喷射口 61的流道72、从空气回收口 42向上倾斜延伸至空气再喷射口62的流道72，以及从空气回收口 43向上倾斜延伸至空气再喷射口 63的流道72。含有气泡并从空气回收口 41-43流入船体10中的海水通过流道72从空气再喷射口 61-63排出。[第五实施例]参考图6A，将描述根据本发明第五实施例的摩擦阻力减小型船舶。除下面几点以夕卜，根据本实施例的摩擦阻力减小型船舶与根据第一实施例的摩擦阻力减小型船舶是同样的。在本实施例中，空气回收装置40还具有压缩机或鼓风机80、设置在船底13中部的空气再喷射口 64-66以及流道73。空气再喷射口 64-66相对于空气喷射口 31-33布置在船尾12侧上，并且相对于空气回收口 41-43布置在船首11侧上。压缩机或鼓风机80通过流道73连接至空气再喷射口 64-66。参考图6B,空气再喷射口 64_66是相互分尚的。空气回收装置40将从空气回收口 41-43回收的空气喷射到船体10中，从空气再喷射口 64-66喷射到水中。更具体地，压缩机或鼓风机80将气液分离室51-53分离的空气从空气再喷射口 64-66喷射到水中。因为通过覆盖从船底13中空气再喷射口 64-66的船尾12侧上的部分，气泡的密度增加，船体10的摩擦阻力进一步减小。根据本实施例，从空气回收口 41-43回收的空气从空气再喷射口 64-66排出，由此，对照于取自大气的空气从空气再喷射口 64-66排出的情形，减少了用于空气喷射的能量。因为空气再喷射口 64-66相对于空气喷射口 31_33布置在船尾12侧上，并且相对于空气回收口 41-43布置在船首11侧上，则相对于将从空气回收口 41-43回收的空气从空 气喷射口 31-33喷射到水中的情形下的流道，流道73可以是短的。因此，可以在船体10中容易地放置流道73，并且可以减少由于流道73的阻力而导致的压力损失。空气再喷射口 64-66中的每个包括多个空气喷射孔，如同空气回收口 41_43的情形。空气再喷射口 64以在船宽的方向Y上延伸的带状形状成形，并且设置成横跨中心线CL。空气再喷射口 65以在船宽的方向Y上延伸的带状形状成形，并且设置成不在中心线CL上而是在左舷14侧上，使得相对于空气再喷射口 64，空气再喷射口 65突出在左舷14侧上。空气再喷射口 66以在船宽的方向Y上延伸的带状形状成形，并且设置成不在中心线CL上而是在右舷15侧上，使得相对于空气再喷射口 64，空气再喷射口 66突出在右舷15侧上。相对于空气再喷射口 64，空气再喷射口 65和空气再喷射口 66布置在船尾12侧。例如，空气再喷射口 65在船长方向X上的位置与空气再喷射口 66在船长方向X上的位置是彼此一致的。鉴于空气再喷射口 64-66按上面的方式构成，可以从船底13的船宽方向Y上的广阔的范围喷射空气，同时确保并维持船体10抵抗纵向弯曲的强度。应注意，相对于空气再喷射口 64，空气再喷射口 65和空气再喷射口 66可布置在船首IU则。例如空气再喷射口 64-66的空气喷射孔以与在图2A-2C中示出的空气回收孔41a相同的方式构成。通过以与空气再喷射口 64-66相同的方式构成空气喷射口 31_33，可以从船底13的船宽方向Y上的广阔的范围喷射空气，同时确保并维持船体10在船底13的船首11侧的部分中抵抗纵向弯曲的强度。虽然上文已经参考实施例描述了根据本发明的摩擦阻力减小型船舶，但根据本发明的摩擦阻力减小型船舶不限于上文的实施例。针对上文的实施例，可以做出各种修改。上文提到的一个实施例中所公开的事项和上文提到的另一实施例中所公开的事项可以组合。
权利要求
1.一种摩擦阻力减小型船舶，包括 空气喷射单元，其构造成将空气从设置在所述船舶的船体的船底中的空气喷射口喷射到水中；以及 空气回收装置，其构造成将空气从设置在所述船底中的空气回收口回收到所述船体中， 其中，所述空气回收口相对于所述空气喷射口布置在船尾侧上，并且相对于设置到船体的推进器布置在船首侧上， 其中，所述推进器布置在所述船体的中心线上， 其中，所述空气回收口包括 中央空气回收口，其设置成横跨中心线； 左舷侧空气回收口，其设置成不在中心线上而是在左舷侧上，使得所述左舷侧空气回收口相对于所述中央空气回收口突出在左舷侧上；以及 右舷侧空气回收口，其设置成不在中心线上而是在右舷侧上，使得所述右舷侧空气回收口相对于所述中央空气回收口突出在右舷侧上， 其中，相对于所述中央空气回收口，所述左舷侧空气回收口和所述右舷侧空气回收口布置在船首侧上，并且 其中，所述中央空气回收口、所述左舷侧空气回收口和所述右舷侧空气回收口中的每个都包括多个空气回收孔。
2.根据权利要求I所述的摩擦阻力减小型船舶，其中，所述中央空气回收口在船宽的方向上的第一宽度大于所述左舷侧空气回收口在船宽的方向上的第二宽度和所述右舷侧空气回收口在船宽的方向上的第三宽度。
3.根据权利要求I或2所述的摩擦阻力减小型船舶，其中，所述中央空气回收口、所述左舷侧空气回收口和所述右舷侧空气回收口中的每个都以在船宽的方向上延伸的带状形状成形。
4.根据权利要求I或2所述的摩擦阻力减小型船舶，其中，所述中央空气回收口以在船宽的方向上延伸的带状形状成形，并且 其中，所述左舷侧空气回收口和所述右舷侧空气回收口中的每个都以与船长方向倾斜延伸的带状形状成形，使得所述左舷侧空气回收口和所述右舷侧空气回收口在船尾侧的相应端靠近中心线，而在船首侧的另一端远离中心线。
5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的摩擦阻力减小型船舶，其中，所述空气回收装置包括构造成从水中分离空气的气液分离室。
6.根据权利要求1-5中的任意一项所述的摩擦阻力减小型船舶，其中，所述船底被形成为平坦面。
7.根据权利要求1-6中的任意一项所述的摩擦阻力减小型船舶，其中，所述空气回收装置将空气从设置到所述船体的第一空气再喷射口喷射到水中，并且 其中，相对于所述空气回收口，所述第一空气再喷射口布置在船尾侧上，使得当从所述船尾观察所述船体时，所述第一空气再喷射口不被布置在所述推进器下面。
8.根据权利要求7所述的摩擦阻力减小型船舶，其中，相对于所述推进器，所述第一空气再喷射口布置在船首侧上，使得当从所述船尾观察所述船体时，所述第一空气再喷射口布置在所述推进器上面。
9.根据权利要求7所述的摩擦阻力减小型船舶，其中，当从所述船尾观察所述船体时，所述第一空气再喷 射口布置在所述推进器的宽度之外。
10.根据权利要求1-9中的任意一项所述的摩擦阻力减小型船舶，其中，所述空气回收装置将空气从设置到所述船底的第二空气再喷射口喷射到水中，并且 其中，所述第二空气再喷射口相对于所述空气喷射口布置在船尾侧上，并且所述第二空气再喷射口相对于所述空气回收口布置在船首侧上。
全文摘要
提供一种遇到较少摩擦阻力的船舶。船舶将空气吹入水中以减小船体和水之间的摩擦阻力，并且在维持船体强度的同时防止气泡被拖到船舶的推进器(16)中。空气吹出装置(30)通过形成于船底(13)中的空气吹出口(31-33)将空气吹入水中。空气收集装置(40)通过第一至第三空气收集口(41-43)将空气收集在船体中。推进器(16)设置在船舶的中心线(CL)上。第一空气收集口(41)形成为横过中心线(CL)。第二空气收集口(42)形成在中心线(CL)的左舷侧上，使得第二空气收集口(42)相比第一空气收集口(41)向左舷侧进一步突出。第三空气收集口(43)形成在中心线(CL)的右舷侧上，使得第三空气收集口(43)相比第一空气收集口(41)向右舷侧进一步突出。第二和第三空气收集口(42-43)比第一空气收集口(41)更接近船舶的船首侧。第一至第三空气收集口(41-43)中的每个都包括多个空气收集孔(41a-43a)。
文档编号B63B1/38GK102933455SQ20118001723
公开日2013年2月13日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年4月1日
发明者川北千春, 小段洋一郎, 高野真一 申请人:三菱重工业株式会社