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JP5850507B2 - Air bubble entrainment prevention device for ships - Google Patents

Air bubble entrainment prevention device for ships Download PDF

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JP5850507B2
JP5850507B2 JP2013137344A JP2013137344A JP5850507B2 JP 5850507 B2 JP5850507 B2 JP 5850507B2 JP 2013137344 A JP2013137344 A JP 2013137344A JP 2013137344 A JP2013137344 A JP 2013137344A JP 5850507 B2 JP5850507 B2 JP 5850507B2
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Description

本発明は、水中に気泡を噴出して船体の摩擦抵抗を低減する船舶の摩擦抵抗低減装置において、プロペラ手段への気泡の巻き込みによるプロペラ効率低下を無くす気泡巻き込み防止装置に関するものである。   The present invention relates to a bubble entrainment prevention apparatus that eliminates a decrease in propeller efficiency due to entrainment of bubbles in propeller means in a ship frictional resistance reduction apparatus that reduces the frictional resistance of a hull by ejecting bubbles into water.

船舶の抵抗低減の研究として、造波抵抗については数多くの成果が得られているが、大型船で全抵抗の約8割を占めるといわれる摩擦抵抗については、複雑な乱流現象が関係するため、今まで目立った成果が得られていなかった。船舶の航行時においては、喫水線以下の船体表面に沿って乱流境界層が発達し船体表面に摩擦抵抗が作用して、推進性能を低下させる。このような船体表面の摩擦抵抗を低減する手段として、表面に沿う境界層中に微細な気泡を注入する気泡噴出方式が、有望な摩擦抵抗低減策として近年注目され、研究されて来ている。気泡噴出方式は、その摩擦抵抗低減効果が顕著であること、比較的汚損に強いこと、海洋や水系に対する環境汚染の問題が無いことから、今後の省エネルギーが希求される時代の有望な摩擦抵抗低減方式と考えられている。   As a study of ship drag reduction, many achievements have been obtained for wave resistance, but friction resistance, which is said to account for about 80% of the total resistance of large ships, is related to complex turbulence phenomena. Until now, no outstanding results have been obtained. During the navigation of a ship, a turbulent boundary layer develops along the hull surface below the waterline, and frictional resistance acts on the hull surface, reducing propulsion performance. As a means for reducing the frictional resistance of the hull surface, a bubble ejection method in which fine bubbles are injected into a boundary layer along the surface has recently attracted attention and research as a promising measure for reducing frictional resistance. The bubble jet method has a remarkable effect of reducing frictional resistance, is relatively resistant to pollution, and has no problem of environmental pollution to the ocean or water system. It is considered a method.

ただ、この気泡噴出方式は、水面下の船側や船底から水圧に打ち勝って気泡を発生させているため動力を要し、摩擦抵抗低減効果と気泡発生動力の双方を考慮した正味の低減効果を増す配慮が必要であった。また、海洋や河川等を航行する船舶は、波や流れ等様々な外乱を受け、また積荷の状態や航行状態等にも影響を受ける中で、如何に有効に摩擦抵抗を低減するかが課題とされていた。今迄の研究は主として実験室レベルや模型船を用いた研究が主であり、これらの外乱や航行状態を考慮に入れた研究とはなっていなかった。本願発明者らは、こういった研究の現状に対し実船を用い、船舶状況、航行状態、海象状況等が実際に近い状況の中で、気泡噴出と摩擦抵抗低減効果の関係を調査し、正味の低減効果を増すことを模索して数多くの知見を得てきている。また、このような実船を用いた調査の中で、噴出した気泡がプロペラ手段に巻き込まれ、プロペラ効率を低下させ、また正味の摩擦抵抗低減効果を悪化させていることを明らかにして来た。   However, this bubble ejection method requires power because it overcomes the water pressure from the ship side and the bottom of the water and generates bubbles, increasing the net reduction effect considering both frictional resistance reduction effect and bubble generation power. Consideration was necessary. In addition, ships navigating oceans and rivers are subject to various disturbances such as waves and currents, and are also affected by the state of cargo and navigation, how to effectively reduce frictional resistance. It was said. The research so far has mainly been research using laboratory levels and model ships, and has not been considered taking into account these disturbances and navigational conditions. The inventors of the present application used an actual ship for the current state of such research, and investigated the relationship between the bubble ejection and the frictional resistance reduction effect in a situation where the ship situation, navigational state, sea state, etc. are close to reality, A lot of knowledge has been obtained in search of increasing the net reduction effect. Moreover, in the investigation using such an actual ship, it has been clarified that the blown out bubbles are caught in the propeller means, reducing the propeller efficiency, and worsening the net frictional resistance reduction effect. .

一方、特許の分野においては、このような船舶の摩擦抵抗を微細な気泡を用いて低減する方法におけるプロペラ手段への気泡巻き込み対策としては、具体的なものは見られないが、本願発明に少しでも関連があるものとしては、特許文献1、2が挙げられる。   On the other hand, in the field of patents, there is no specific countermeasure against the bubble impinging on the propeller means in the method of reducing the frictional resistance of the ship using fine bubbles. However, Patent Documents 1 and 2 can be cited as related ones.

この特許文献1は、方形係数が0.6乃至1.0の肥大船であって、船首部両舷側の喫水線直下の所定位置に配設されたマイクロバブル噴出口を備え、前記所定位置は、通常航行速度において当該位置を通る船体表面の流線が、船首部船体表面を通って船体平行部の船底に至る流線中、上部に位置する流線となる位置とし、船尾部におけるプロペラ翼掃過円Cに干渉しないようにして、プロペラ推進効率の低下を防止したというものである。   This Patent Document 1 is an enlarged ship having a square coefficient of 0.6 to 1.0, and includes a microbubble jet port disposed at a predetermined position just below the water line on both sides of the bow, and the predetermined position is: At the normal navigation speed, the streamline on the hull surface that passes through this position is the position where the streamline located at the top of the streamline passing through the bow hull surface to the bottom of the hull parallel part, and the propeller wing sweep at the stern The propeller propulsion efficiency is prevented from lowering so as not to interfere with the excessive circle C.

こうした構成をとっていたため、流線自体が非常に限られた気泡の噴出条件、船舶の航行条件下でしかも水系が非常に安定した状態でしか一定になり得ないため、実用にはなり得ないものであった。すなわち、気体噴出口の状態や気泡噴出量、船の速度や積荷状態、また、海洋における波や風や潮流によって影響を受け、少し条件が動いただけでプロペラに気泡が巻き込まれ、プロペラ推進効率がすぐに低下する結果となっていた。   Because of this configuration, the streamline itself can be constant only under the conditions of air bubble ejection, ship navigation conditions, and the water system being very stable, so it cannot be practical. It was a thing. In other words, it is affected by the state of the gas outlet, the amount of bubble ejection, the speed of the ship and the load condition, and the waves, winds and tidal currents in the ocean. The result was a drop immediately.

また、特許文献2は、常態で水と系合する船舶10の船体の外面と水の接触は、その外面を覆うように加圧または圧縮された空気またはガスの有利な導入によって低減される。圧縮空気は、船底、特定の用途においては垂直側面の長手方向に延びる種々の溝30、チャンネル66または半平面124によって外面に維持される。それらは、水面への圧縮ガスの流れを防止する。圧縮空気またはガスは、船尾または船側を出る前に回収され、エネルギー効率化再生装置34、36、37、38を介して船首に再循環され、このようにして船首から船尾に流された圧縮空気またはガスのエネルギーを回収するというものである。   Further, in Patent Document 2, the contact of water with the outer surface of the hull of the ship 10 that is normally associated with water is reduced by the advantageous introduction of air or gas pressurized or compressed so as to cover the outer surface. The compressed air is maintained on the outer surface by various grooves 30, channels 66 or half-planes 124 that extend in the longitudinal direction of the ship's bottom, in certain applications vertical sides. They prevent the flow of compressed gas to the water surface. Compressed air or gas is recovered before exiting the stern or stern side and recirculated to the bow via the energy efficient regenerators 34, 36, 37, 38, and thus the compressed air spilled from the bow to the stern. Alternatively, gas energy is recovered.

こうした構成をとっていたため、もともとの目的が、圧縮空気やガスに蓄えられたエネルギーの損失を回避するように船体の下を通過する圧縮空気を捕捉再生するものであり、プロペラへの気泡巻き込み対策については、何ら配慮されているものではなかった。また、波や潮流等の外乱や取水した水の利用などに何ら配慮したものではなかった。   Because of this structure, the original purpose is to capture and regenerate compressed air that passes under the hull so as to avoid loss of energy stored in compressed air and gas, and to prevent air bubbles from getting into the propeller. There was nothing to consider about. Also, there was no consideration for disturbances such as waves and tidal currents and the use of water taken.

特開2007−246041号公報JP 2007-26041 A 特表2001−524421号公報Special table 2001-524421 gazette

本発明は、上記の従来技術の問題点を解決するもので、船舶の航行状況や船舶状況が変化しても有効に摩擦抵抗を低減するとともに、プロペラ手段に対する気泡の巻き込みを防ぎ、プロペラ手段の効率の低下を防止して正味の摩擦力の低減効果を向上させた、船舶における気泡巻き込み防止装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, effectively reduces the frictional resistance even when the navigational state of the ship and the situation of the ship change, prevents entrainment of bubbles in the propeller means, An object of the present invention is to provide a device for preventing bubble entrainment in a ship, which prevents a decrease in efficiency and improves the effect of reducing the net frictional force.

かかる目的を達成するために、本発明は、船舶と、この船舶の少なくとも船底に気泡を噴出する気体噴出口と、この気体噴出口に気体を送気する送気手段と、前記船舶の船体の船尾に設けたプロペラ手段と、前記気体噴出口の後方の船尾側の少なくとも前記船底に前記プロペラ手段への気泡の巻き込みを防止する、気泡を分離できる曲面を有した隆起部からなる巻き込み防止構造とを具備し、前記隆起部は、前記船体の平面中心線を中心として左右に広がる略V字型のマウンドで、かつ、前方がやや低く後方が隆起した構造であることを特徴として構成してもよい。   In order to achieve such an object, the present invention provides a ship, a gas outlet for ejecting bubbles to at least the bottom of the ship, an air supply means for supplying gas to the gas outlet, and a hull of the ship. A propeller means provided at the stern, and an entrainment preventing structure comprising a bulge portion having a curved surface capable of separating the air bubbles, which prevents the entrainment of the air bubbles into the propeller means at least on the bottom of the stern side behind the gas ejection port. And the raised portion is a substantially V-shaped mound extending left and right around the plane center line of the hull, and has a structure in which the front is slightly lower and the rear is raised. Good.

ここで、送気手段とは気泡発生に有効な送気量が確保できる、ブロワーやタービン駆動のコンプレッサー、また船舶に予め装備されている空気圧供給源、機関の排気ガスを加圧したもの等を言い、特に吐出側圧力が変動しても、その送気量の変動が少ないものが好ましい。また、この送気手段を駆動する電動機、液体燃料やガス燃料により駆動されるエンジン等の他、船舶の機関からの排気を利用して回転力を得るタービン、また油圧や空気圧で駆動される油圧モータや空気圧モータ等を含むものとする。   Here, the air supply means refers to a blower, a turbine driven compressor, a pneumatic supply source pre-installed in the ship, a pressurized engine exhaust gas, etc. that can secure an effective air supply amount for generating bubbles. That is, it is particularly preferable that the amount of air supply is small even when the discharge side pressure fluctuates. In addition to an electric motor that drives the air supply means, an engine that is driven by liquid fuel or gas fuel, a turbine that obtains a rotational force using exhaust from an engine of a ship, and a hydraulic pressure that is driven by hydraulic pressure or air pressure Includes motors and pneumatic motors.

また、プロペラ手段とは、スクリュープロペラ、その内のハイスキューブプロペラや可変ピッチプロペラ、ポッド型推進機やZドライブ、またインペラー駆動のウォータジェット等を言う。   The propeller means refers to a screw propeller, a high-speed cube propeller, a variable pitch propeller, a pod type propulsion device, a Z drive, an impeller driven water jet, or the like.

また、巻き込み防止構造とは、プロペラ手段への気泡の巻き込みを防止する構造的な対策物を言い、後述の曲面を有した隆起部、その内のV字型マウンド、気泡防護体、多孔体等プロペラ手段への気泡の巻き込みを有効に防止する総ての構造物を指し、船舶の推進に当たり抵抗の増加が少ないものが好ましい。   Further, the entrainment prevention structure refers to a structural countermeasure that prevents entrainment of bubbles in the propeller means, and includes a raised portion having a curved surface, a V-shaped mound, a bubble protector, a porous body, etc. It refers to all structures that effectively prevent air bubbles from getting into the propeller means, and those that increase little resistance when propelling a ship are preferred.

上記のように構成されることで、送気手段から送られ気体噴出口から噴出された気泡を、プロペラ手段に巻き込まれないように気体噴出口後方の少なくとも船底に設けた、巻き込み防止構造で逃がすものである。   By being configured as described above, air bubbles sent from the air feeding means and ejected from the gas jetting outlet are released by an entrainment prevention structure provided at least on the bottom of the ship so as not to get caught in the propeller means. Is.

また、前記構成において、前記巻き込み防止構造は、気泡を分離できる曲面を有した隆起部
として構成されるものとしてもよい。
Moreover, the said structure WHEREIN: The said entrainment prevention structure is good also as what is comprised as a protruding part with the curved surface which can isolate | separate a bubble.

このように構成されることで、気体噴出口の後方の船尾側の少なくとも船底から隆起した曲面を有した隆起部により、気泡をプロペラ手段に巻き込まれないように逃がすものである。   By being configured in this way, bubbles are released so as not to be caught in the propeller means by the raised portion having a curved surface raised from at least the ship bottom on the stern side behind the gas jet port.

また、前記構成において、前記隆起部は、前記船体の平面中心線を中心として左右に広がる
V字型のマウンドとして構成されるものとしてもよい。
Moreover, the said structure WHEREIN: The said protruding part is good also as what is comprised as a V-shaped mound which spreads right and left centering | focusing on the plane centerline of the said hull.

このように構成されることで、船体の平面中心線を中心として左右に広がるV字型のマウンドで気泡を対称的に逃がして、気泡がプロペラ手段に巻き込まれないようにするものである。   By being configured in this way, the bubbles are symmetrically released by a V-shaped mound spreading left and right around the plane center line of the hull so that the bubbles are not caught in the propeller means.

また、前記構成において、前記巻き込み防止手段は、前記プロペラ手段近傍に設けた気泡防護体として構成されるものとしてもよい。   Moreover, the said structure WHEREIN: The said entrainment prevention means is good also as what is comprised as a bubble guard provided in the said propeller means vicinity.

このように構成されることで、気泡が送気手段から送られ気体噴出口から噴出されプロペラ手段近傍に至るところ、これに巻き込まれようとするプロペラ手段を、近傍に設けた気泡防護体で防護するものである。   By being configured in this way, bubbles are sent from the air supply means, ejected from the gas outlet and reach the vicinity of the propeller means, and the propeller means to be caught in this is protected by the bubble protector provided nearby. To do.

また、前記構成において、前記気泡防護体は、多数の開孔部を有し、少なくとも前記プロペラ手段の下部への気泡の巻き込みを防ぐよう略V字状に設けて構成されるものとしてもよい。   In the above configuration, the bubble protector may have a large number of apertures and be provided in a substantially V shape so as to prevent at least the bubble from being caught in the lower portion of the propeller means.

上記のように構成されることで、多数の開孔部を有した気泡防護体で気泡を外に逃がし、少なくともプロペラ手段の下部への気泡の巻き込みを防ぎ、プロペラ手段への水の流入を阻害しないようにするものである。   By being configured as described above, the bubble protector with a large number of apertures allows the bubbles to escape to the outside, preventing at least the entrainment of bubbles at the bottom of the propeller means, and inhibiting the inflow of water into the propeller means It is something to avoid.

また、前記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る船舶の気泡巻き込み防止装置は、この船舶の少なくとも船底に気泡を噴出する気体噴出口と、この気体噴出口に気体を送気する送気手段と、前記船舶の船体の船尾に設けたプロペラ手段と、前記気体噴出口の後方で前記プロペラ手段の前方に設けた前記気泡を吸い込む気泡吸込み手段と、前記気泡吸込み手段の後方に設けた、後部が前記船底より隆起し前部が前記後部と比較してやや低く形成されることにより水流を速めて前記気泡の吸い残り分を前記船底から分離するとともに、前記水流の流線を前記船底からさらに下に向かわせ、かつ前記プロペラ手段の下部の流速を遅くすることのできる曲面を有した隆起部を持つ巻き込み防止構造とを具備して構成される。 In order to achieve the above object, a ship bubble entrainment prevention apparatus according to claim 1 of the present invention includes a gas jet port for jetting bubbles at least to the bottom of the ship, and gas is supplied to the gas jet port. An air supply means, a propeller means provided at the stern of the hull of the ship, a bubble suction means for sucking the bubbles provided in front of the propeller means at the rear of the gas outlet, and behind the bubble suction means. The rear part is raised from the bottom of the ship and the front part is formed to be slightly lower than the rear part, thereby speeding up the water flow and separating the remaining portion of the bubbles from the ship bottom. And an entanglement preventing structure having a raised portion having a curved surface which can be further lowered from the bottom of the ship and can lower the flow velocity of the lower portion of the propeller means .

ここで、気泡吸い込み手段とは、気泡を吸引するブロワー、コンプレッサー、気泡混じりの水を吸引するポンプ、エジェクター等、専用の動力を利用して運転されるもの、船舶の既存設備を利用したもの等を言う。   Here, the means for sucking bubbles is a blower that sucks bubbles, a compressor, a pump that sucks water mixed with bubbles, an ejector, etc., which is operated using dedicated power, a thing using existing facilities of a ship, etc. Say.

上記のように構成されることで、気体噴出口から噴出された気泡を、プロペラ手段に巻き込まれないようにプロペラ手段の前方に設けた気泡吸込み手段で吸い込み、吸い込んだ気泡をプロペラ手段に影響の無い外部へ排出するものである。   By configuring as described above, the bubbles ejected from the gas ejection port are sucked by the bubble sucking means provided in front of the propeller means so as not to be caught in the propeller means, and the sucked bubbles are affected by the propeller means. There is no discharge to the outside.

また、前記構成に加え、気泡吸込み手段は、吸い込んだ気泡と水を分離する気液分離機構を有し、分離した水を前記船舶の他の用途に利用して構成されるものとしてもよい。   Further, in addition to the above configuration, the bubble suction means may have a gas-liquid separation mechanism that separates the sucked bubbles and water, and may be configured by using the separated water for other purposes of the ship.

ここで気液分離機構とは、気泡とともに吸い込んだ水の流速を落とし浮力を利用して気泡と水を分けるもの、遠心力を利用したもの、流体力を利用したもの、多孔板の抵抗を利用したもの、化学的材料を用いたもの等全般を言い、この周辺の関連機構も含むものとする。   Here, the gas-liquid separation mechanism is the one that uses the buoyancy to reduce the flow rate of the water sucked together with the bubbles and separates the bubbles from the water, the one that uses centrifugal force, the one that uses fluid force, and the resistance of the perforated plate And those using chemical materials, etc., including the related mechanisms in the vicinity.

このように構成されることで、気液分離機構で吸い込んだ気泡と水を分離し、分離した水を、例えば機関の冷却水等船舶の他の用途に利用するものである。   By being configured in this way, the bubbles and water sucked by the gas-liquid separation mechanism are separated, and the separated water is used for other uses of the ship such as engine cooling water.

また、上記のとおり、前記気泡吸込み手段の後方に、さらに前記プロペラ手段への気泡の巻き込みを防止するための、後部が前記船底より隆起し前部が前記後部と比較してやや低く形成されることにより水流を速めて前記気泡の吸い残り分を前記船底から分離するとともに、前記水流の流線を前記船底からさらに下に向かわせ、かつ前記プロペラ手段の下部の流速を遅くすることのできる曲面を有した隆起部を持つ巻き込み防止構造を設けた構成としてもよい。 Further, as described above, the rear part is raised from the bottom of the ship and the front part is formed to be slightly lower than the rear part in order to prevent air bubbles from getting into the propeller means further behind the bubble suction means. A curved surface capable of speeding up the water flow and separating the remaining portion of the bubbles from the bottom of the ship, further reducing the flow velocity of the lower part of the propeller means, while making the streamline of the water flow further downward from the ship bottom. It is good also as a structure which provided the entanglement prevention structure with the raised part which it had.

このように構成されることで、外乱により気泡吸込み手段で、万が一、吸い残しの気泡が発生しても後部が前記船底より隆起し前部が前記後部と比較してやや低く形成されることにより水流を速めて前記気泡の吸い残り分を前記船底から分離するとともに、前記水流の流線を前記船底からさらに下に向かわせ、かつ前記プロペラ手段の下部の流速を遅くすることのできる曲面を有した隆起部を持つ巻き込み防止構造で気泡を逃がし、プロペラ手段への巻き込みを防止するものである。 By being configured in this way, even if bubbles are left unabsorbed due to a disturbance due to disturbance, the rear part rises from the bottom of the ship and the front part is formed to be slightly lower than the rear part. The curved surface can separate the remaining portion of the bubble from the bottom of the ship by speeding up the water stream, further lowering the flow rate of the water stream from the bottom of the ship and slowing down the flow velocity of the lower part of the propeller means . The entanglement preventing structure having the raised portion allows air bubbles to escape and prevents the entanglement of the propeller means.

また、本発明は、船舶と、この船舶の少なくとも船底に気泡を噴出する気体噴出口と、この気体噴出口に気体を送気する送気手段と、前記船舶の船体の船尾側に設けたプロペラ手段と、前記プロペラ手段への気泡の巻き込みを検出する気泡巻き込み検出手段とを具備し、この気泡巻き込み検出手段で気泡の巻き込みを検出したときは、前記気体噴出口の噴出条件および/あるいは送気手段の運転条件を変えることをもって構成されるようにしてもよい。   The present invention also relates to a ship, a gas jet port for ejecting bubbles to at least the bottom of the ship, an air supply means for sending gas to the gas jet port, and a propeller provided on the stern side of the hull of the ship. And a bubble entrainment detecting means for detecting entrainment of bubbles in the propeller means, and when the entrainment of bubbles is detected by the bubble entrainment detecting means, the ejection condition and / or the air supply of the gas ejection port You may make it comprise by changing the driving | running condition of a means.

ここで、気泡巻き込み検出手段とは、気泡がプロペラ手段に巻き込まれることによりプロペラの駆動力が変化したことを、例えばプロペラ駆動軸のスラスト力やトルクの変化として検出するセンサー、気泡の巻き込みによりプロペラ手段に発生する振動を検出する振動センサー、気泡の巻き込みによる発生音やその変化を検出する音響センサー、気泡の巻き込みをビデオカメラ等で映像として検出する撮像手段等全般を言う。   Here, the bubble entrainment detection means is, for example, a sensor that detects that the driving force of the propeller has changed as a result of bubbles being entrained in the propeller means as a change in thrust force or torque of the propeller drive shaft, This refers to a vibration sensor that detects vibrations generated in the means, an acoustic sensor that detects sound generated by the entrainment of bubbles and changes thereof, an imaging means that detects entrainment of bubbles as an image with a video camera or the like.

上記のように構成されることで、気体噴出口から噴出された気泡がプロペラ手段に巻き込まれた場合は、気体噴出口の噴出条件および/あるいは送気手段の運転条件を変えて、気泡のプロペラ手段への巻き込みを低減するものである。   By configuring as described above, when bubbles ejected from the gas ejection port are caught in the propeller means, the ejection conditions of the gas ejection port and / or the operating conditions of the air feeding means are changed to change the propeller of the bubbles. This reduces the entrainment of the means.

また、本発明は、船舶と、この船舶の少なくとも船底に気泡を噴出する気体噴出口と、この気体噴出口に気体を送気する送気手段と、前記船舶の船体の船尾側に設けたプロペラ手段と、前記プロペラ手段への気泡の巻き込みを検出する気泡巻き込み検出手段とを具備し、この気泡巻き込み検出手段で気泡の巻き込みを検出したときは、前記プロペラ手段の運転条件を変えることをもって構成されるようにしてもよい。   The present invention also relates to a ship, a gas jet port for ejecting bubbles to at least the bottom of the ship, an air supply means for sending gas to the gas jet port, and a propeller provided on the stern side of the hull of the ship. And a bubble entrainment detecting means for detecting entrainment of bubbles in the propeller means. When the entrainment of bubbles is detected by the bubble entrainment detecting means, the operation condition of the propeller means is changed. You may make it do.

上記のように構成されることで、気体噴出口から噴出された気泡がプロペラ手段に巻き込まれた場合は、例えば、回転数を落としたり、もしくは推進力を確保するため回転数を上げたり、可変ピッチプロペラにあっては、翼の角度を変える等プロペラ手段の運転条件を変え、気泡巻き込みによる影響を低減するものである。   By being configured as described above, when bubbles ejected from the gas outlet are caught in the propeller means, for example, the rotational speed is decreased, or the rotational speed is increased or variable to ensure propulsion. In the pitch propeller, the operating conditions of the propeller means are changed, such as changing the angle of the blades, to reduce the influence of bubble entrainment.

上記構成によれば、船底に設けた気体噴出口から、送気手段から送られた気泡が噴出されるため、気泡の上昇が船底自身によって阻害され気泡保持効果が持続でき、少ない気泡量で有効に摩擦抵抗が低減できる。特に、船舶を海洋で用いた場合は、波の影響が無視できなかったが、船底ではこの波の影響が緩和され、安定して気泡を噴出させることが可能となる。さらに、プロペラ手段への気泡の巻き込みを防止する巻き込み防止構造により、波や潮流によって影響を受けずに、気泡をプロペラ手段に巻き込まれないように逃がすことができ、プロペラ手段の効率低下や推進力の低下が防止でき、正味の摩擦力の低減効果を向上させることができる。   According to the above configuration, since the bubbles sent from the air supply means are ejected from the gas outlet provided on the ship bottom, the rise of the bubbles is hindered by the ship bottom itself, and the bubble holding effect can be sustained, and effective with a small amount of bubbles. In addition, the frictional resistance can be reduced. In particular, when the ship is used in the ocean, the influence of the waves cannot be ignored, but the influence of the waves is mitigated at the bottom of the ship, and bubbles can be stably ejected. In addition, the entrainment prevention structure that prevents entrainment of air bubbles in the propeller means allows the air bubbles to escape without being affected by waves and tidal currents so that they are not entrained in the propeller means. Can be prevented, and the effect of reducing the net frictional force can be improved.

なお、船底からの気泡の噴出に加え、船底以外から噴出させても同様な効果を有する。また、巻き込み防止構造を船底以外に設けても同様な効果を有する。   Note that, in addition to the ejection of bubbles from the bottom of the ship, the same effect can be obtained by ejecting from other than the bottom of the ship. Further, the same effect can be obtained by providing an entrainment prevention structure other than the ship bottom.

また、上記構成によれば、気泡が巻き込み防止構造である曲面を有した隆起部により逃がされ、プロペラ手段に気泡が巻き込まれることが無いため、プロペラ手段の効率低下や推進力の低下が防止できる。また、曲面を有した隆起部は、簡単な構造で構成ができ、ドック入り時の障害になることも無い。また、船底に沿う流れが、曲面を有した隆起部でなだらかに変化するため、船体の摩擦抵抗を増大させることなく有効に気泡の巻き込み防止が図れる。さらに、曲面を有した隆起部で流線が下方に向き、プロペラ手段下部の流速が落ちるため、プロペラ効率の向上が期待できる。   Further, according to the above configuration, since the bubbles are escaped by the raised portion having a curved surface which is an entrainment preventing structure and the bubbles are not caught in the propeller means, the efficiency of the propeller means and the propulsion force are prevented from being lowered. it can. Further, the raised portion having the curved surface can be configured with a simple structure and does not become an obstacle when entering the dock. In addition, since the flow along the bottom of the ship changes gently at the raised portion having a curved surface, it is possible to effectively prevent the entrainment of bubbles without increasing the frictional resistance of the hull. Further, since the streamline is directed downward at the raised portion having a curved surface and the flow velocity at the lower portion of the propeller means is lowered, improvement of propeller efficiency can be expected.

また、上記構成によれば、隆起部である船体の平面中心線を中心として左右に広がるV字型のマウンドにより、気泡がプロペラ手段に巻き込まれることが防止できるため、平面中心線上に設けられた対称形をしたプロペラ手段に対して、対称的に有効に気泡を逃がすことができる。また、マウンドがV字型を成しているため、一層、気泡を逃がす効果が促進され、また、船底に沿う流れの摩擦抵抗の増大を防ぐことができる。さらに対称形を成しているため、製造も容易である。   Moreover, according to the said structure, since it can prevent that a bubble is caught in a propeller means by the V-shaped mound which spreads right and left centering | focusing on the plane centerline of the hull which is a protruding part, it was provided on the plane centerline It is possible to escape bubbles symmetrically and effectively with respect to the propeller means having a symmetric shape. Moreover, since the mound is V-shaped, the effect of escaping bubbles is further promoted, and an increase in the frictional resistance of the flow along the ship bottom can be prevented. Furthermore, since it is symmetrical, manufacturing is also easy.

また、上記構成によれば、プロペラ手段近傍に設けた気泡防護体により、プロペラ手段近傍に迄至った気泡だけをプロペラ手段に入り込むことを防止しているものである。このため、プロペラ手段への水の流入を阻害することなく、気泡の巻き込み防止が図れる。   Further, according to the above configuration, only the bubbles reaching the vicinity of the propeller means are prevented from entering the propeller means by the bubble protector provided in the vicinity of the propeller means. For this reason, the entrainment of bubbles can be prevented without inhibiting the inflow of water into the propeller means.

また、上記構成によれば、多数の開孔部を有し略V字状に設けた気泡防護体により、略V字状の流速分布する気泡が巻き込まれやすいプロペラ手段下部に対し、開孔部が気泡に対し抵抗として作用することにより、有効に巻き込み防止ができる。また、気泡防護体は多数の開孔部を有し、かつ略V字状の上部は空いているため、プロペラ手段への水の流入が阻害されず推進効率が落ちることが無い。   Further, according to the above configuration, the air bubble protector having a large number of apertures and provided in a substantially V shape has an aperture portion lower than the propeller means that is likely to entrain air bubbles with a substantially V-shaped flow velocity distribution. Can effectively prevent entrainment by acting as a resistance against bubbles. Further, since the air bubble protector has a large number of apertures and the substantially V-shaped upper part is vacant, the inflow of water into the propeller means is not hindered and the propulsion efficiency does not decrease.

本発明によれば、プロペラ手段の前方に設けた気泡吸込み手段により、プロペラ手段に巻き込まれる気泡を手前で吸い込み、さらに後部が前記船底より隆起し前部が前記後部と比較してやや低く形成されることにより水流を速めて前記気泡の吸い残り分を前記船底から分離するとともに、前記水流の流線を前記船底からさらに下に向かわせ、かつ前記プロペラ手段の下部の流速を遅くすることのできる曲面を有した隆起部を持つ巻き込み防止構造によりプロペラ手段部に気泡が至らないようにしているため、確実に気泡の巻き込み防止が図れる。さらに気泡吸い込み手段は、プロペラ手段近傍に設けているため、船底に噴出した気泡による摩擦低減効果を十分発揮できる。 According to the present invention, the air bubble sucking means provided in front of the propeller means sucks the air bubbles to be caught in the propeller means, and the rear part is raised from the bottom of the ship and the front part is formed slightly lower than the rear part. A curved surface capable of speeding up the water flow to separate the remaining portion of the bubbles from the bottom of the ship, further reducing the flow velocity of the lower part of the propeller means, while making the streamline of the water flow further downward from the bottom of the ship Since the air bubbles are prevented from reaching the propeller means portion by the entrainment preventing structure having the raised portions having the air bubbles, it is possible to surely prevent the air bubbles from being entrained. Furthermore, since the bubble suction means is provided in the vicinity of the propeller means, the effect of reducing friction due to the bubbles ejected to the ship bottom can be sufficiently exhibited.

また、本発明によれば、気泡吸い込み手段は、気液分離機構で吸い込んだ気泡と水を分離しているため、ブロワーやコンプレッサー、またポンプ等の気泡吸込み手段への水の混入が無くなり、機能を安定して発揮できる。また、気液分離機構で分離した水を冷却水やアンチローリングタンク用等船舶の他の用途に利用できる。   Further, according to the present invention, since the bubble suction means separates the bubbles sucked by the gas-liquid separation mechanism and the water, mixing of water into the bubble suction means such as a blower, a compressor or a pump is eliminated, Can be demonstrated stably. Moreover, the water separated by the gas-liquid separation mechanism can be used for other uses of the ship such as cooling water and anti-rolling tank.

また、本発明によれば、気泡吸込み手段の後方に気泡の巻き込みを防止するための、後部が前記船底より隆起し前部が前記後部と比較してやや低く形成されることにより水流を速めて前記気泡の吸い残り分を前記船底から分離するとともに、前記水流の流線を前記船底からさらに下に向かわせ、かつ前記プロペラ手段の下部の流速を遅くすることのできる曲面を有した隆起部を持つ巻き込み防止構造を設けることにより、各種外乱により気泡吸い込み手段から吸い残しの気泡が流出しても巻き込み防止構造により、気泡を逃がしプロペラ手段への巻き込みを確実に防止できる。また、例えば気泡の量が少ない場合や船舶状況や航行状態によって気泡吸い込み手段を止め、巻き込み防止構造のみを働かせることが可能となり、さらにきめ細かくプロペラ手段の効率低下や推進力の低下が防止できる。 In addition, according to the present invention, the rear part is raised from the bottom of the ship and the front part is formed to be slightly lower than the rear part in order to prevent entrainment of the air bubbles behind the air bubble suction means. It has a raised portion having a curved surface that separates the remaining portion of bubbles from the bottom of the ship , has a streamline of the water flow further downward from the bottom of the ship, and can slow down the flow velocity at the bottom of the propeller means. By providing the entrainment prevention structure, even if the unabsorbed bubbles flow out of the bubble suction means due to various disturbances, the entrapment prevention structure can reliably prevent the bubbles from being caught in the propeller means. In addition, for example, when the amount of bubbles is small, or depending on the state of the ship or the sailing state, it is possible to stop the bubble suction means and operate only the entanglement prevention structure, and it is possible to prevent the efficiency of the propeller means from being lowered and the propulsion force from being reduced more precisely.

上記構成によれば、気泡巻き込み検出手段でプロペラ手段への気泡の巻き込みを検出したときは、前記気体噴出口の噴出条件および/あるいは送気手段の運転条件を変えているため、さらなる気泡の巻き込みを防止し、プロペラ効率の低下が継続することが防止できる。さらに、気泡巻き込みに伴うプロペラ手段での振動や騒音の発生が防止され、プロペラ手段の損傷も低減でき、船舶に対する弊害も防止される。   According to the above configuration, when the bubble entrainment detection means detects the entrainment of bubbles in the propeller means, the ejection conditions of the gas outlet and / or the operating conditions of the air supply means are changed, and therefore further entrainment of bubbles This can prevent the propeller efficiency from continuing to decline. Further, vibration and noise are prevented from occurring in the propeller means accompanying bubble entrainment, damage to the propeller means can be reduced, and harmful effects on the ship can be prevented.

上記構成によれば、気泡巻き込み検出手段でプロペラ手段への気泡の巻き込みを検出したときは、プロペラ手段の運転条件を変えることにより、気泡巻きこみに伴いプロペラの推進力が落ちた場合に、推進力を維持するため回転数を上げたり、気泡の巻き込みを低減するため回転数を下げたりすることが可能となる。また、振動や騒音対策のために回転数を下げたり、可変ピッチプロペラにあっては、翼の角度を変え気泡混入に対して影響の少ない条件に変える等プロペラ手段の運転条件を変え、気泡巻き込みによる影響を低減することができる。   According to the above configuration, when the bubble entrainment detecting means detects the entrainment of bubbles in the propeller means, the propulsive force is reduced when the propeller propulsion power drops due to the entrainment of bubbles by changing the operating conditions of the propeller means. Therefore, it is possible to increase the rotational speed in order to maintain the above, or to decrease the rotational speed in order to reduce entrainment of bubbles. In addition, in order to prevent vibration and noise, in the case of variable pitch propellers, change the operating conditions of the propeller means, such as changing the blade angle and changing to a condition that has less effect on air bubbles, and entrain the bubbles. It is possible to reduce the influence of.

(a)本発明の第1の実施形態における船舶の気泡巻き込み防止装置を適用した船舶の側面図、(b)同船舶の上面図、(c)同船舶の下面図(a) A side view of a ship to which the device for preventing bubble entrainment in the first embodiment of the present invention is applied, (b) a top view of the ship, (c) a bottom view of the ship 本発明の第1の実施形態における船舶の気泡巻き込み防止装置に用いた空気噴出口の斜視図The perspective view of the air spout used for the bubble entrainment prevention apparatus of the ship in the 1st Embodiment of this invention 本発明の第1の実施形態における船舶の気泡巻き込み防止装置のブロック線図The block diagram of the bubble entrainment prevention apparatus of the ship in the 1st Embodiment of this invention 本発明の第1の実施形態における船舶の気泡巻き込み防止装置に用いた空気噴出口の作用概念図Action | operation conceptual diagram of the air jet used for the bubble entrainment prevention apparatus of the ship in the 1st Embodiment of this invention 本発明の第1の実施形態における船舶のプロペラ部における水の流速分布図Flow rate distribution diagram of water in the propeller section of the ship in the first embodiment of the present invention 本発明の第2の実施形態における船舶の気泡巻き込み防止装置を適用した同船舶の下面図The bottom view of the ship which applied the bubble entrainment prevention device of the ship in the 2nd embodiment of the present invention 本発明の第2の実施形態に用いた気液分離システムの要部断面図Sectional drawing of the principal part of the gas-liquid separation system used for the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第3の実施形態における船舶の気泡巻き込み防止装置を適用した同船舶の下面図The bottom view of the ship which applied the bubble entrainment prevention device of the ship in the 3rd embodiment of the present invention 本発明の第3の実施形態における船舶の気泡巻き込み防止装置に用いた空気吸込口の作用概念図Conceptual diagram of operation of air inlet used in ship bubble entrainment prevention device in third embodiment of the present invention (a)本発明の第4の実施形態における船舶の気泡巻き込み防止装置に用いた気泡防護板の斜視図、(b)同気泡防護板の後部正面図(a) A perspective view of a bubble protection plate used in a bubble entrainment prevention device for a ship in a fourth embodiment of the present invention, (b) a rear front view of the bubble protection plate

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明する。なお、以下では、本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following, the range necessary for the description for achieving the object of the present invention is schematically shown, and the range necessary for the description of the relevant part of the present invention will be mainly described. Are according to known techniques.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係る船舶の気泡巻き込み防止装置を、海洋で使用する船舶に適用した例を示す。図1(a)は、当該船舶の側面図を、図1(b)は、その上面図を、図1(c)は下面図を示すもので、一部説明のために要部構成を露出させて表現している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an example in which a ship bubble entrainment prevention device according to an embodiment of the present invention is applied to a ship used in the ocean. 1 (a) shows a side view of the ship, FIG. 1 (b) shows a top view thereof, and FIG. 1 (c) shows a bottom view. Let me express.

船舶1の甲板2上に、送気手段としてのブロワー10、11、12、13、14が並べて設置され、取り込まれた空気がそれぞれ加圧され、屈曲部を有した送気管16、17、18、19、20を通って、船底3の近傍に設置された気体噴出口である空気噴出口21、22、23、24、25に導かれる。この空気噴出口21、22、23、24、25は、この実施例の場合、船底3の前部で船体4の平面中心線CLに対して対称的に、略一列に配置されている。空気噴出口21、22、23、24、25を船底3に設けることは、噴出した気泡の船底3部への滞在を長引かせ、波等による圧力変動を緩和する狙いからであり、また船底3の前部に設けることは、噴出した気泡を船底3へ極力全体に亘って滞在させる目的からである。   Blowers 10, 11, 12, 13, and 14 as air supply means are installed side by side on the deck 2 of the ship 1, and the intake air is pressurized and air supply pipes 16, 17, and 18 having bent portions, respectively. , 19 and 20 are led to air jets 21, 22, 23, 24 and 25 which are gas jets installed in the vicinity of the ship bottom 3. In the case of this embodiment, the air jets 21, 22, 23, 24, 25 are arranged substantially in a line symmetrically with respect to the plane center line CL of the hull 4 at the front portion of the ship bottom 3. The provision of the air outlets 21, 22, 23, 24, 25 on the bottom 3 is for the purpose of prolonging the stay of the ejected bubbles on the bottom 3 and mitigating pressure fluctuations caused by waves or the like. Is provided for the purpose of allowing the ejected bubbles to stay on the bottom 3 as much as possible.

ブロワー10、11、12、13、14は、ルーツ式の容積型ブロワーであり、容積型であるため、先での圧力変動があっても安定して決まった量の空気を供給できるものとなっている。ルーツ式ブロワーは、ほぼ連続的に空気の加圧が行えるため脈動が少なく、回転が滑らかで振動や騒音も少なく、甲板2上に配置されても、下部の船室で共鳴音が発生しにくいものとなっている。   The blowers 10, 11, 12, 13, and 14 are Roots type positive displacement blowers. Since they are positive displacement types, they can supply a fixed amount of air stably even if there is a pressure fluctuation. ing. Roots-type blower can pressurize air almost continuously, has less pulsation, smooth rotation, less vibration and noise, and is less likely to generate resonance in the lower cabin even when placed on deck 2 It has become.

船底3には、空気噴出口21、22、23、24、25から噴出された気泡を逃さないように気泡のガイドを行う端板5、5’、6、6’、7、7’が、船体4の平面中心線CLに対して対称に配置されている。船底3にはこの他、海水や気泡による船体4に作用する剪断力を検出する剪断力センサー50、51、52、53、54が後方に設けられている。   The ship bottom 3 has end plates 5, 5 ′, 6, 6 ′, 7, 7 ′ for guiding the bubbles so as not to escape the bubbles ejected from the air outlets 21, 22, 23, 24, 25. They are arranged symmetrically with respect to the plane center line CL of the hull 4. In addition, a shear force sensor 50, 51, 52, 53, 54 for detecting a shear force acting on the hull 4 due to seawater or bubbles is provided on the bottom 3 of the ship.

また、相対速度センサー55、56が船尾側に設けられている。船側8には、別の相対速度センサー57が設けられている。これらの相対速度センサー55、56は、空気噴出口21、22、23、24、25から離し、また相対速度センサー57は、近くても船側8の気泡の影響が無い箇所に設けられている。特に、相対速度センサー57は、船側8でも波の影響を受けない下方に設置されている。   Relative speed sensors 55 and 56 are provided on the stern side. Another relative speed sensor 57 is provided on the ship side 8. These relative velocity sensors 55 and 56 are separated from the air jets 21, 22, 23, 24, and 25, and the relative velocity sensor 57 is provided at a location where there is no influence of bubbles on the ship side 8 even when close. In particular, the relative speed sensor 57 is installed below the ship side 8 so as not to be affected by waves.

また、船底3の後部と前部には、噴出された気泡の状態を監視するビデオカメラ58、59が設けられている。このビデオカメラ58、59の撮影した映像は、人が監視し、気泡の噴出状態を解析することに役立てている。   Video cameras 58 and 59 for monitoring the state of the jetted bubbles are provided at the rear and front of the ship bottom 3. The images taken by the video cameras 58 and 59 are monitored by a person and are useful for analyzing the ejection state of bubbles.

ここで、船舶1の船体4の船尾9には、スクリュー型のプロペラ80が設けられており、その後部に舵81が取り付けられている。船体4の内部において、プロペラ80の駆動軸82には、そのスラスト力やトルクを検出するスラスト・トルクゲージ83が、また駆動軸82の近傍には振動を検出する振動センサー84が取り付けられている。このスラスト・トルクゲージ83は、プロペラ80の駆動軸82の表面に設けた歪みゲージから構成され、駆動軸82が回転することから線が絡まないように、無線を使用して信号を取り出している。また、振動センサー84は、駆動軸82の近傍の軸受けなどに設けられ振動を電気的に取り出している。   Here, the stern 9 of the hull 4 of the ship 1 is provided with a screw type propeller 80, and a rudder 81 is attached to the rear part thereof. Inside the hull 4, a thrust torque gauge 83 for detecting the thrust force and torque is attached to the drive shaft 82 of the propeller 80, and a vibration sensor 84 for detecting vibration is attached to the vicinity of the drive shaft 82. . This thrust torque gauge 83 is composed of a strain gauge provided on the surface of the drive shaft 82 of the propeller 80, and takes out a signal using radio so that the line does not get tangled because the drive shaft 82 rotates. . The vibration sensor 84 is provided in a bearing near the drive shaft 82 and electrically extracts vibration.

また、船底3には、気泡巻き込み防止構造の隆起部として、船体4の平面中心線CLを中心として左右に広がるV字型のウンド190が設けられていて、このマウンドは船側8にまで回り込む回込部191を有して形成されている。 In addition, the ship bottom 3, as ridges bubble entrainment prevention structure, V-shaped Ma und 190 extending to the left and right around the planar center line CL of the hull 4 is provided, this mound wraps around to the ship's side 8 It is formed with a turn-in part 191.

図2は、空気噴出口21、22、23、24、25の詳細構造を概念的に示す斜視図である。この図2では、説明の簡略化のため、複数ある送気管や空気噴出口の代表例を示している。送気管16を通ってブロワー14から送られた空気は、送気管16に接続された空気噴出口21のチャンバー部70で直角に曲げられる。この送気管16の接続部の直下には、送気された空気を分散させる三角形の断面を有した分配部品71が設けられていて、この部分で直角に曲げられるとともに、分配部品71によって空気が左右に分散される構成をとり、多孔板72、73の左右方向の空気の分布が均一化される。   FIG. 2 is a perspective view conceptually showing the detailed structure of the air jets 21, 22, 23, 24, 25. In FIG. 2, representative examples of a plurality of air pipes and air outlets are shown for the sake of simplicity. The air sent from the blower 14 through the air supply pipe 16 is bent at a right angle in the chamber portion 70 of the air outlet 21 connected to the air supply pipe 16. A distribution part 71 having a triangular cross section for dispersing the supplied air is provided immediately below the connection portion of the air supply pipe 16 and is bent at a right angle at this part. The structure distributed right and left is taken, and the distribution of the air in the left-right direction of the porous plates 72 and 73 is made uniform.

多孔板72、73には、多数の孔74、75が開けられているが、多孔板72と73で孔の左右方向の位置がずれていて、開孔位置をずらした配列となっている。多孔板72、73が、その開孔位置をずらして配置されることにより、多孔板72、73が、空気の流れを屈曲させ抵抗を付けるいわゆる邪魔板の作用をすることとなり、さらなる左右方向の空気の均一化に加えて、上下方向の空気も均一化されて、前面の噴出開口76から噴出させることが可能となる。   The perforated plates 72 and 73 are provided with a large number of holes 74 and 75, but the positions of the holes in the left and right directions are shifted between the perforated plates 72 and 73, and the positions of the apertures are shifted. By disposing the perforated plates 72 and 73 with their opening positions shifted, the perforated plates 72 and 73 act as a so-called baffle plate that bends the flow of air and adds resistance. In addition to the uniform air, the vertical air is also uniformed and can be ejected from the front ejection opening 76.

図3は本実施例の制御ブロック線図である。   FIG. 3 is a control block diagram of this embodiment.

船舶状況判断部100には、船の位置を検出するGPS101、船舶1の機関の燃料消費量を計測する燃料計測部102、船舶1の機関の運転状態を検出する機関運転検出部103が設けられている。この船舶状況判断部100は、特に船舶の現況を判断する部分であり、航行中に変化が少ない、あるいは変化が緩慢な船舶の現況を判断するものである。   The ship state determination unit 100 includes a GPS 101 that detects the position of the ship, a fuel measurement unit 102 that measures the fuel consumption of the engine of the ship 1, and an engine operation detection unit 103 that detects the operating state of the engine of the ship 1. ing. This ship condition determination unit 100 is a part that particularly determines the current state of the ship, and determines the current state of the ship that changes little or slowly during navigation.

GPS101は、どういった地図上の位置や場所で、気泡を噴出したらよいか、また止めたらよいかの判断に利用される。燃料計測部102は、機関がどれだけ所定時間当たりの燃料を消費しているかを計測し、所定の燃費を下回ったら気泡の噴出を止めること等に利用される。機関運転検出部103は、船舶1の機関の運転開始/停止をはじめ各種の運転状態を検出し、機関の運転が停止しているときには、気泡の噴出を止める、あるいは運転を開始し所定時間経ったら気泡の噴出を開始する等の情報を得ることに利用される。また、機関の回転数を検出して空気噴出口数および/あるいは気泡噴出量を変えることなどにも利用される。   The GPS 101 is used to determine at what position or place on the map the bubble should be ejected or stopped. The fuel measuring unit 102 is used for measuring how much fuel the engine consumes per predetermined time, and stopping the ejection of bubbles when the fuel consumption falls below a predetermined fuel consumption. The engine operation detection unit 103 detects various operation states including the start / stop of the engine of the ship 1, and when the operation of the engine is stopped, stops the ejection of bubbles or starts the operation and a predetermined time has passed. Then, it is used to obtain information such as the start of bubble ejection. It is also used for detecting the number of revolutions of the engine and changing the number of air jets and / or the amount of bubble ejection.

航行状態検出部A110は、相対速度センサー55、56、57、船体の喫水レベルを検出する喫水センサー111、船体の進行方向に対しての左右の傾きいわゆるローリングを検出する傾斜センサー112で構成される。これとは別に、剪断力センサー51、52、53、54、55が航行状態検出部B115を構成している。これら航行状態検出部A、航行状態検出部Bは、船舶1の航行に伴い比較的変化しやすい、あるいは変化をさせる目的で制御される物理量を検出している。   The navigation state detection unit A110 includes relative speed sensors 55, 56, and 57, a draft sensor 111 that detects a draft level of the hull, and a tilt sensor 112 that detects a so-called rolling in the right and left directions with respect to the traveling direction of the hull. . Apart from this, the shear force sensors 51, 52, 53, 54, and 55 constitute the navigation state detection unit B115. The navigation state detection unit A and the navigation state detection unit B detect physical quantities that are relatively easily changed or controlled for the purpose of changing the vessel 1.

また、海象判断部120は、波センサー121、風センサー122、潮流センサー123で構成されている。波センサー121は、波の波高や方向、また周期等を検出している。風センサー122は、風の風速や方向等を検出している。潮流センサー123は、潮の潮速や方向、また高さ等を検出している。この海象判断部は、この他一般の天候等の情報も含めて、波、風、潮等の情報に天候等も加味し、例えば、海象が荒れているときは気泡の噴出を止め、回復したら気泡を発生させるなどの判断を行うことに利用される。   The sea state determination unit 120 includes a wave sensor 121, a wind sensor 122, and a tidal current sensor 123. The wave sensor 121 detects the wave height, direction, period, and the like. The wind sensor 122 detects the wind speed and direction of the wind. The tidal current sensor 123 detects the tidal speed, direction, height, and the like of the tide. This sea state determination unit takes into account the weather, etc. in addition to other information such as general weather information, such as waves, winds, tides, etc. It is used to make decisions such as generating bubbles.

また、巻込検出部180には、プロペラ80の駆動軸82に設けた軸スラスト・トルクゲージ83と、駆動軸83の近傍に設けた振動センサー84が設けられている。プロペラ80に気泡が巻きこまれたことをこれらのゲージとセンサーで検出し、少なくともブロワー10、11、12、13、14や空気噴出口21、22、23、24、25の運転条件や噴出条件を変えたり、プロペラ80の運転条件を変えることに利用される。   Further, the entrainment detection unit 180 is provided with a shaft thrust / torque gauge 83 provided on the drive shaft 82 of the propeller 80 and a vibration sensor 84 provided near the drive shaft 83. It is detected by these gauges and sensors that air bubbles are trapped in the propeller 80, and at least the operating conditions and ejection conditions of the blowers 10, 11, 12, 13, 14 and the air ejection ports 21, 22, 23, 24, 25 are determined. It is used for changing or changing the operating conditions of the propeller 80.

このような船舶状況判断部100の情報、海象判断部120の情報は、条件設定部130に伝えられ、この条件設定部で総合的に船底3へ気泡を噴出する条件が設定される。この条件とは、気泡の噴出開始/停止、複数ある空気噴出口21、22、23、24、25のどれとどれから気泡を噴出させるか、噴出量をどうするか、噴出のタイミングをどうするか、また時間的な気泡噴出シーケンスをどう組むか、いつ噴出させていつ止めるか等である。   Such information of the ship state determination unit 100 and the information of the sea state determination unit 120 are transmitted to the condition setting unit 130, and conditions for jetting bubbles to the ship bottom 3 are set comprehensively by the condition setting unit. These conditions are: bubble start / stop, which of the plurality of air outlets 21, 22, 23, 24, and 25, which bubbles are to be ejected, what is the amount of ejection, what is the timing of ejection, In addition, how to form a temporal bubble jetting sequence, when to stop jetting, etc.

なお、この条設定部130においては、気泡巻きこみに伴う空気噴出口21、22、23、24、25やブロワー10、11、12、13、14の噴出条件、運転条件やプロペラ80の運転条件を変えるためのスラスト・トルクゲージ83や振動センサー84の制御的な閾値の設定も行われる。また、閾値に加えスラスト・トルクゲージ83や振動センサー84の検出値による噴出条件、運転条件の条件設定やプロペラ80の運転条件を変えるための条件設定、組み合わせ条件設定、補正条件設定等も併せて行われる。また、条件設定部130へは、摩擦抵抗の低減のための条件設定指示131や気泡巻き込み防止のための条件設定指示131も入力される。 Note that, in this condition setting unit 130, ejection conditions of the air ejection port 21, 22 and blowers 10, 11, 12, 13 due to the air bubble entrainment, operating conditions and the propeller 80 operating conditions A control threshold value for the thrust / torque gauge 83 and the vibration sensor 84 is also set. In addition to threshold values, jetting conditions based on the detected values of the thrust / torque gauge 83 and the vibration sensor 84, setting conditions for operating conditions, setting conditions for changing the operating conditions of the propeller 80, setting combination conditions, setting correction conditions, etc. Done. The condition setting unit 130 also receives a condition setting instruction 131 for reducing frictional resistance and a condition setting instruction 131 for preventing bubble entrainment.

この条件設定部130の設定に従って、比較部140で信号の比較が行われ、コントローラ150を介してブロワー10、11、12、13、14やプロペラ80が制御される。コントローラ150は、ブロワー10、11、12、13、14の吐出側に設けたバルブ161、162、163、164、165も制御している。これはブロワー10、11、12、13、14の電動機の制御範囲を下回る空気量を制御する場合や喫水センサー111の信号を利用して素早い喫水レベルの調節を行う場合に、これらバルブ161、162、163、164、165を調節して所望の空気量を得る目的で付加されている。   In accordance with the setting of the condition setting unit 130, the comparison unit 140 compares signals, and the blowers 10, 11, 12, 13, 14 and the propeller 80 are controlled via the controller 150. The controller 150 also controls valves 161, 162, 163, 164, 165 provided on the discharge side of the blowers 10, 11, 12, 13, 14. These valves 161 and 162 are used when controlling the amount of air below the control range of the motors of the blowers 10, 11, 12, 13, and 14, and when adjusting the draft level quickly using the signal from the draft sensor 111. , 163, 164 and 165 are added for the purpose of obtaining a desired amount of air.

さらに、比較部140で巻込検出部180のスラスト・トルクゲージ83や振動センサー84の検出信号と条件設定部130で設定されたこれらの閾値が比較される。閾値を越える気泡の巻き込みが起こっていると判断された場合に、空気噴出口21、22、23、24、25の噴出条件および/あるいはブロワー10、11、12、13、14の運転条件を変え、プロペラ80が気泡を巻き込みにくい条件に噴出状態を変えている。また、閾値を越える気泡の巻き込みが起こっていると判断された場合に、プロペラ80の運転条件を変え、プロペラ効率の低下が継続することを防止し、振動や騒音の発生やプロペラ80の損傷も低減している。また、状況によっては、プロペラ80の運転条件を変え、推進力を維持している。これら気泡の噴出条件やブロワー運転条件、またプロペラの運転条件の変更は、単独でもよいし、組み合わせてもよい。優先条件や変更手順等は、摩擦抵抗の低減のための条件設定指示131や気泡巻き込み防止のための条件設定指示131に従う。   Further, the comparison unit 140 compares the detection signals of the thrust / torque gauge 83 and the vibration sensor 84 of the entrainment detection unit 180 with the threshold values set by the condition setting unit 130. When it is determined that bubbles are entrained exceeding the threshold, the ejection conditions of the air ejection ports 21, 22, 23, 24, 25 and / or the operating conditions of the blowers 10, 11, 12, 13, 14 are changed. The ejection state is changed to a condition in which the propeller 80 does not easily entrain the bubbles. In addition, when it is determined that air bubbles have exceeded the threshold, the operating conditions of the propeller 80 are changed to prevent the propeller efficiency from continuing to decline, and vibration and noise are generated and the propeller 80 is damaged. Reduced. Further, depending on the situation, the driving conditions of the propeller 80 are changed to maintain the propulsive force. These bubble ejection conditions, blower operating conditions, and propeller operating conditions may be changed singly or in combination. The priority condition, the changing procedure, and the like follow a condition setting instruction 131 for reducing frictional resistance and a condition setting instruction 131 for preventing bubble entrainment.

また、船底3に取り付けた剪断力センサー51、52、53、54、55の信号は、比較部140にフィードバックされ、予め条件設定部130で設定された剪断力値と比較され、その偏差に応じた所定のルール、アルゴリズム、定数に従って、コントローラ150を介してブロワー10、11、12、13、14の運転状態が微調整される。また、船体4と海水との相対速度を相対速度センサー55、56、57で検出し、所定の統計的処理をして代表値が比較部140に送られる。また、喫水センサー111、傾斜センサー112の信号も比較部140に送られる。   Further, the signals of the shear force sensors 51, 52, 53, 54, 55 attached to the ship bottom 3 are fed back to the comparison unit 140, compared with the shear force value set in advance by the condition setting unit 130, and according to the deviation. The operating states of the blowers 10, 11, 12, 13, and 14 are finely adjusted via the controller 150 in accordance with predetermined rules, algorithms, and constants. Further, the relative speed between the hull 4 and the seawater is detected by the relative speed sensors 55, 56, and 57, subjected to predetermined statistical processing, and the representative value is sent to the comparison unit 140. In addition, signals from the draft sensor 111 and the inclination sensor 112 are also sent to the comparison unit 140.

また、比較部140に於いて、相対速度センサー55、56、57の処理された代表値と予め条件設定部130で設定された設定値の比較が行われ、噴出口数や気泡噴出量、気泡噴出パターンの制御が行われる。 Further, in the comparison section 140, comparison between the processed representative value with a set value previously set by the condition setting portion 130 of the relative velocity sensors 55, 56, 57 is performed, the ejection talkative and bubbles ejected amount, bubbles The ejection pattern is controlled.

また、比較部140では、喫水センサー111で検出された値と、予め条件設定部130で設定された設定値の比較が行われ、船体4の喫水に応じて噴出口数や気泡噴出量の制御が行われる。また、大きな波のうねりが来た場合はバルブ161、162、163、164、165を制御して、迅速に空気噴出口21、22、23、24、25にかかる圧力を増減微調節する。 Further, the comparing section 140, and the value detected by the draft sensor 111, comparisons are made between the set value set in advance the condition setting unit 130, control of the ejection number of units and bubbles ejected amount in accordance with the draft of the hull 4 Is done. Further, when a large wave swells, the valves 161, 162, 163, 164, 165 are controlled to quickly increase / decrease the pressure applied to the air jets 21, 22, 23, 24, 25.

また、比較部140では、傾斜センサー112で検出された船体4の傾斜値と、予め条件設定部130で設定された設定値の比較が行われ、船体4の傾きに応じて左右の空気噴出口の噴出箇所を変えたり、気泡噴出量の増減を行い有効に摩擦抵抗低減に結びつけている。 In addition, the comparison unit 140 compares the inclination value of the hull 4 detected by the inclination sensor 112 with the set value set in advance by the condition setting unit 130, and the right and left air jets according to the inclination of the hull 4. Effectively reducing the frictional resistance by changing the outlet jetting location or increasing / decreasing the bubble jetting amount.

さて、ここで巻込検出部180の信号を利用した、気泡噴出とプロペラの運転制御について述べる。気泡がプロペラ80に巻込まれると、プロペラ80の作用する海水の見かけの密度が減ることから推進力の低下を来し、プロペラ駆動軸82のスラスト力とトルクが変化する。これらの変化を、駆動軸82に取り付けたスラスト・トルクゲージ83で検出する。この場合、検出は一方でもよいが、本実施形態においては、精度向上のため双方を検出して出力をしている。また、振動センサー84は、気泡巻き込みが所定量の領域において、プロペラ80が振動を起こすが、これを検出し処理を行って信号として出力している。この実施形態では、スラスト・トルクゲージ83、振動センサー84の双方を用いているが、一方でもよい。   Now, bubble ejection and propeller operation control using signals from the entrainment detection unit 180 will be described. When the bubbles are wound around the propeller 80, the apparent density of the seawater on which the propeller 80 acts is reduced, resulting in a reduction in propulsive force, and the thrust force and torque of the propeller drive shaft 82 change. These changes are detected by a thrust torque gauge 83 attached to the drive shaft 82. In this case, one may be detected, but in the present embodiment, both are detected and output for improving accuracy. In addition, the vibration sensor 84 detects and processes the propeller 80 in a region where the bubble entrainment is in a predetermined amount, and outputs it as a signal. In this embodiment, both the thrust torque gauge 83 and the vibration sensor 84 are used, but one may be used.

また、この実施形態では、スラスト・トルクゲージ83を主として、振動センサー84を従として用い、補完させている。これら巻込検出部180の信号は比較部140に伝えられる。   In this embodiment, the thrust / torque gauge 83 is mainly used and the vibration sensor 84 is used as a slave to complement it. These signals of the entrainment detection unit 180 are transmitted to the comparison unit 140.

なお、スラスト・トルクゲージ83や振動センサー84の検出値は、プロペラ80でキャビテーションが発生した場合の検出信号としても利用される。比較部140では、条件設定部130で設定された、スラスト力、トルクの設定値としての閾値と、巻込検出部180で検出されたスラスト力、トルクの値が比較される。また、条件設定部130で設定された、振動の設定値としての閾値と振動センサー84で検出された検出値とが比較される。この3つの検出値のいずれか一つが閾値を下回ったり越えたりすると気泡の噴出口数や箇所、また噴出量が制御される。 The detected values of the thrust / torque gauge 83 and the vibration sensor 84 are also used as detection signals when cavitation occurs in the propeller 80. In comparing section 140, which is set by the condition setting unit 130, the thrust force, and the threshold of a set value of the torque, thrust force detected by the trapping detection unit 180, and the value of the torque is compared. Further, the threshold value set as the vibration set value set by the condition setting unit 130 is compared with the detection value detected by the vibration sensor 84. When any one of the three detection values falls below or exceeds the threshold value, the number and location of the bubble ejection ports and the ejection amount are controlled.

この気泡噴出制御は、空気噴出口21、22、23、24、25、ブロワー10、11、12、13、14、バルブ161、162、163、164、165を制御して行われる。基本的な考え方は、プロペラ80への気泡の巻き込みの発生が検出された場合は、気泡の噴出条件を変えることである。例えば、バルブ161、162、163、164、165を制御して気泡量を微調整したり、ブロワー10、11、12、13、14を制御して気泡量を下げ、プロペラ80への気泡の巻き込みを無くす。あるいは、空気噴出口21、22、23、24、25の噴出口を変えて、例えば真中に位置する空気噴出口23からの気泡の噴出を止める、あるいは空気噴出口22、23、24を止めるなどである。これら空気噴出口21、22、23、24、25、ブロワー10、11、12、13、14、バルブ161、162、163、164、165の噴出口数や箇所、また噴出量の制御はあらゆる組み合わせが可能であるが、予めこの組み合わせ条件はシミュレーション、模型実験、実証実験に基づいて最適な組み合わせを求めておき、最適制御条件が条件設定部130で設定されている。   This bubble ejection control is performed by controlling the air ejection ports 21, 22, 23, 24, 25, the blowers 10, 11, 12, 13, 14, and the valves 161, 162, 163, 164, 165. The basic idea is to change the bubble ejection conditions when the occurrence of entrainment of bubbles in the propeller 80 is detected. For example, the valve 161, 162, 163, 164, 165 is controlled to finely adjust the amount of bubbles, or the blower 10, 11, 12, 13, 14 is controlled to reduce the amount of bubbles and the bubbles are caught in the propeller 80. Is lost. Alternatively, by changing the outlets of the air outlets 21, 22, 23, 24, 25, for example, stopping the ejection of bubbles from the air outlet 23 located in the middle, or stopping the air outlets 22, 23, 24, etc. It is. These air jets 21, 22, 23, 24, 25, blowers 10, 11, 12, 13, 14, valves 161, 162, 163, 164, 165, and the number and location of jets, and the control of the jet quantity are all combinations. Although it is possible, an optimal combination is determined in advance based on simulation, model experiment, and demonstration experiment, and the optimum control condition is set by the condition setting unit 130.

なお、これらの最適制御においては、海象判断部120や船舶状況判断部100の信号も利用される。例えば、潮流センサー123で検出される潮流が、船舶1の進行方向に対して斜め右から斜め左に向かっている場合、気泡も潮流によって少し流される。通常だとプロペラ80への気泡巻き込みが検出され、空気噴出口22、23、24を止める条件であっても、この場合、空気噴出口21、22を止める条件に変える。また、例えば機関運転検出部103で、プロペラ80を駆動する機関の出力変更を行ったことを検出した場合は、プロペラ駆動軸82のスラスト力とトルクが当然変化するが、この出力変更を加味して条件設定部で設定される閾値を補正する。これにより、気泡巻き込みに対する正しいスラスト力とトルクの評価が可能となる。   In these optimum controls, signals from the sea state determination unit 120 and the ship condition determination unit 100 are also used. For example, when the tidal current detected by the tidal current sensor 123 is from diagonally right to diagonally left with respect to the traveling direction of the ship 1, bubbles are also slightly swept away by the tidal current. Even if it is a condition that air bubbles are caught in the propeller 80 and the air outlets 22, 23, and 24 are stopped under normal conditions, the condition is changed to a condition that the air outlets 21 and 22 are stopped. For example, when the engine operation detection unit 103 detects that the output of the engine that drives the propeller 80 has been changed, the thrust force and torque of the propeller drive shaft 82 naturally change. The threshold value set by the condition setting unit is corrected. This makes it possible to evaluate the correct thrust force and torque against bubble entrainment.

いずれにしても、巻込検出部180でプロペラ80への気泡の巻き込みを検出したときは、空気噴出口21、22、23、24、25やブロワー10、11、12、13、14、またバルブ161、162、163、164、165を制御し、噴出口数や箇所、また気泡噴出量等の運転条件を変えているため、さらなるプロペラ80への気泡の巻き込みを防止し、プロペラ効率の低下が継続することが防止できる。さらに、気泡巻き込みに伴うプロペラ80での振動や騒音の発生が防止され、プロペラ80の損傷も低減でき、船舶1としての弊害も防止される。このように、気泡の噴出制御により、スラスト力、トルク、振動の検出値が改善され、すべての検出値が閾値を上回ったり下がったりすると気泡の噴出は元の制御状態に戻される。   In any case, when the entrainment detector 180 detects entrainment of bubbles in the propeller 80, the air jets 21, 22, 23, 24, 25, the blowers 10, 11, 12, 13, 14, and the valve 161, 162, 163, 164, 165 are controlled, and the operating conditions such as the number and location of the jet outlets and the amount of bubble jetting are changed, preventing further bubble entrainment in the propeller 80 and continuing reduction in propeller efficiency. Can be prevented. Furthermore, vibration and noise are prevented from occurring in the propeller 80 due to entrainment of bubbles, damage to the propeller 80 can be reduced, and adverse effects as the ship 1 are also prevented. As described above, the bubble ejection control improves the detected values of thrust force, torque, and vibration, and the bubble ejection is returned to the original control state when all the detected values exceed or fall below the threshold value.

次に、気泡巻き込みが検出された場合の、プロペラ80の運転条件を変える制御について述べる。スラスト・トルクゲージ83で検出される検出値が閾値を下回って、プロペラへの気泡の巻き込みが検出されたとき、出力重視の制御を行う場合は、機関の出力を増し、プロペラ駆動軸82の回転を上げスラスト力とトルクを元に戻す。この場合、プロペラ効率は落ち機関の効率も通常は落ちるが、プロペラ80の出力は維持され、船体速度等が落ちることはなくなる。機関の効率が回転を上げても落ちない特性、条件では、機関効率を落とすことなく、運転が継続できる。プロペラ80の効率重視の運転を行う場合は、機関の出力を落とし、プロペラ駆動軸82の回転を下げ、スラスト力とトルクを更に低下させる。これにより、気泡のプロペラ80への巻き込みが軽減され、総合的にはプロペラ効率が回復し、スラスト力やトルクもさほど落とさずに済み、気泡巻き込みに伴う振動や騒音を防止できる結果となる。   Next, control for changing the operating conditions of the propeller 80 when bubble entrainment is detected will be described. When the detected value detected by the thrust / torque gauge 83 falls below the threshold value and bubbles are caught in the propeller, when the output-oriented control is performed, the engine output is increased and the propeller drive shaft 82 rotates. Raise the thrust force and torque. In this case, the propeller efficiency is lowered and the engine efficiency is usually lowered, but the output of the propeller 80 is maintained, and the hull speed and the like are not lowered. Under the characteristics and conditions where the engine efficiency does not decrease even if the engine speed increases, the operation can be continued without reducing the engine efficiency. When driving the propeller 80 with an emphasis on efficiency, the engine output is reduced, the rotation of the propeller drive shaft 82 is lowered, and the thrust force and torque are further reduced. As a result, the entrainment of bubbles in the propeller 80 is reduced, the propeller efficiency is recovered overall, and the thrust force and torque do not need to be reduced so much that vibrations and noise associated with entrainment of the bubbles can be prevented.

このように、プロペラ80の運転条件を変えることにより、気泡巻きこみに伴いプロペラ80の推進力が落ちた場合に回転数を上げたり、振動や騒音対策のために回転数を落としたり、プロペラ80の運転条件を変え、気泡巻き込みによる影響を低減することができる。なお、プロペラ80でキャビテーションが発生した場合に、スラスト・トルクゲージ83や振動センサー84の検出値を利用して、プロペラ80での振動や騒音の発生を抑制し、プロペラ80の損傷も防止できる。   In this way, by changing the operating conditions of the propeller 80, when the propulsion force of the propeller 80 drops due to bubble entrainment, the rotational speed is increased, or the rotational speed is decreased for measures against vibration and noise. The operating conditions can be changed to reduce the influence of entrainment of bubbles. When cavitation occurs in the propeller 80, the detected values of the thrust / torque gauge 83 and the vibration sensor 84 are used to suppress the generation of vibration and noise in the propeller 80 and to prevent the propeller 80 from being damaged.

ここで、V字型マウンド190および回込部191の作用について説明する。   Here, the operation of the V-shaped mound 190 and the wrap-around part 191 will be described.

空気噴出口21、22、23、24、25から船底3に噴出された気泡は、船底3に沿って流れ、端板5、5’、6、6’、7、7’にガイドされるが一部は船側8に沿って海面に上昇して行く。船底3のブロペラ80側に近付くにつれ、船底3は徐々に狭まり船側8が徐々に傾斜し出す。この傾斜面に沿って上流から流れて来た気泡の一部は、斜めになった船側3に回り込んで水面に上昇していくが、かなりの量がまだ船底3に沿って流れる。気泡が、V字型マウンド190部に到達すると、図4に示すように、V字型マウンド190により船底3から離れるように運動をする。これは、V字型マウンド190の形状が、前方がやや低く後方が隆起した構造となっていることと、なだらかに続いていることにより気泡が船底3から離される効果によるものである。V字型マウンド190部で船側3側に回り込んだ気泡は、同様な隆起を有した回込部191により水面に向かって案内され、船側3に沿ってプロペラ80側に流れることがさらに防止される。   Bubbles ejected from the air ejection ports 21, 22, 23, 24, 25 to the ship bottom 3 flow along the ship bottom 3, and are guided by the end plates 5, 5 ′, 6, 6 ′, 7, 7 ′. Some rise to sea level along ship side 8. As the ship bottom 3 approaches the side of the propeller 80, the ship bottom 3 gradually narrows and the ship side 8 gradually begins to tilt. A part of the air bubbles flowing from the upstream along the inclined surface enter the inclined ship side 3 and rise to the water surface, but a considerable amount still flows along the ship bottom 3. When the bubbles reach the V-shaped mound 190, the V-shaped mound 190 moves away from the ship bottom 3 as shown in FIG. This is because the shape of the V-shaped mound 190 has a structure in which the front is slightly low and the rear is raised, and the air bubbles are separated from the ship bottom 3 by continuing gently. Bubbles that have circulated toward the ship side 3 at the V-shaped mound 190 part are guided toward the water surface by the wrap-around part 191 having a similar ridge, and are further prevented from flowing along the ship side 3 toward the propeller 80 side. The

図5にプロペラ80近傍の流れの状況を示す。この図5は、船舶1の航行速度に対してプロペラ80の周囲の流速が、どう分布しているかを示すものであるが、航行速度に対して、10%、20%、30%遅くなるラインを等速線として表現している。図5から明らかなように、プロペラ80回りの流速は略V字状に分布しており、プロペラ80の下部で速く、上部で遅くなっている。船舶1の推進上、プロペラ80に作用する流速は遅いほど効率が良いが、プロペラ80の上部と下部とで比較すると、上部の領域が推進上、有効に効いているといえる。一方、気泡の作用としては、気泡は現象として水圧が低い方向に逃げる。流れが速いと、ベルヌーイの定理により動圧分が高くなり、静圧分が低くなる。すなわち、同一水深レベルで比較すると、流速の速いところは気泡が集まりやすく、流速の遅いところは逃げやすいと言える。   FIG. 5 shows the flow situation near the propeller 80. FIG. 5 shows how the flow velocity around the propeller 80 is distributed with respect to the navigation speed of the ship 1, and is a line that is 10%, 20%, and 30% slower than the navigation speed. Is expressed as a constant velocity line. As is apparent from FIG. 5, the flow velocity around the propeller 80 is distributed in a substantially V shape, and is faster at the lower part of the propeller 80 and slower at the upper part. The lower the flow velocity acting on the propeller 80 in the propulsion of the ship 1, the better the efficiency. However, comparing the upper and lower portions of the propeller 80, it can be said that the upper region is effective in terms of propulsion. On the other hand, as an action of the bubbles, the bubbles escape as a phenomenon in which the water pressure is low. When the flow is fast, the dynamic pressure increases and the static pressure decreases according to Bernoulli's theorem. That is, when compared at the same water depth level, it can be said that bubbles are likely to collect at a high flow velocity and escape easily at a low flow velocity.

V字型マウンド190の作用として、V字型マウンド190により気泡を船底3から離すとともに、流線を船底3からさらに下に向かわせ、プロペラ80下部の流速を遅くする作用を有している。このため、V字型マウンド190が存在することにより、気泡を船底3から離し、早く船側8に回り込ませる効果を有する。また、プロペラ80部下部の流速が遅くなることにより、プロペラ80に気泡が入り込みにくくする効果、さらにプロペラ80の推進力を増す効果が発揮される。さらに、V字型のマウンドが、船体4の平面中心線CLを中心として左右に広がるように形成されているため、平面中心線CL上に設けられた対称形をしたプロペラ80に対して、対称的に有効に気泡を逃がすことができる。また、マウンドが略V字型を成しているため、一層、船底3に沿う流れの船体4に対する摩擦抵抗の増大を防ぐことができる。さらに対称形を成しているため、製造も容易である。また、マウンドの効用としては、マウンドが隆起部として船底3に強度部材をもって形成することが可能なため、船舶1のドック入りの際に台座に乗せるに当たって支障なく作業が進行できる。また、V字型マウンド190として強度部材を持って構成することにより、船底3の前後方向の強度が増し、船舶1にかかる波の力の繰り返し(サギング、ホギング)による屈曲に対して強い船体構造とすることができる。
(第2の実施形態)
As an action of the V-shaped mound 190, the V-shaped mound 190 has an action of separating the bubbles from the ship bottom 3 and causing the streamline to be further directed downward from the ship bottom 3 to slow down the flow velocity under the propeller 80. For this reason, the presence of the V-shaped mound 190 has the effect of separating the bubbles from the ship bottom 3 and wrapping around the ship side 8 quickly. Further, since the flow velocity in the lower part of the propeller 80 is slowed, the effect of making it difficult for bubbles to enter the propeller 80 and the effect of increasing the propulsion force of the propeller 80 are exhibited. Further, since the V-shaped mound is formed so as to spread left and right around the plane center line CL of the hull 4, it is symmetrical with respect to the symmetric propeller 80 provided on the plane center line CL. Bubbles can be effectively released. Moreover, since the mound is substantially V-shaped, it is possible to further prevent an increase in frictional resistance against the hull 4 of the flow along the ship bottom 3. Furthermore, since it is symmetrical, manufacturing is also easy. Further, as the utility of the mound, since the mound can be formed as a raised portion with a strength member on the bottom 3 of the ship, the work can proceed without any trouble when it is put on the pedestal when the ship 1 is docked. Further, by configuring the V-shaped mound 190 with a strength member, the strength in the front-rear direction of the ship bottom 3 increases, and the hull structure is strong against bending due to repeated wave forces (sagging, hogging) on the ship 1. It can be.
(Second Embodiment)

図6に本発明の第2の実施形態を示す。この第2の実施形態については、第1の実施形態との相違点のみを説明し、他の部分は実施形態1と同様な構成をとるものとする。   FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, only differences from the first embodiment will be described, and the other parts will have the same configuration as that of the first embodiment.

図6において、船舶1の船底3には、気泡を噴出する空気噴出口21、22、23、24、25が配置されている。これに対して、船体4の船尾9に設けたプロペラ80の前方に気泡混じりの海水を吸い込む気泡吸込み口85が設けられている。この部分の詳細を気液分離器とともに図7に示す。   In FIG. 6, air jets 21, 22, 23, 24, and 25 for jetting bubbles are arranged on the bottom 3 of the ship 1. On the other hand, a bubble suction port 85 is provided in front of a propeller 80 provided at the stern 9 of the hull 4 for sucking seawater mixed with bubbles. Details of this part are shown in FIG. 7 together with a gas-liquid separator.

図7において、船底3に設けた気泡吸込み口85の内側には、気液分離機構である気液分離室86が形成されており、気泡吸込み口85から吸い込まれた気泡混じりの海水は、筒体87を経由してこの気液分離室86に入る。気液分離室86は十分な容積を確保して形成されており、流れ込んだ気泡混じりの海水は十分に減速されて、気泡が上昇し空気として上部に溜まる。この気液分離室86には、空気接続管88から空気バルブ89を経由して、ブロワー90により上部に溜まった空気を、大気中等プロペラ80の再巻き込みを起こさない外部に排出するための空気取出管91が接続されている。また、上部に大気へ空気を抜く空気放出管92が接続されており、この空気放出管92にも空気バルブ89’が設けられている。また、気液分離室86の下部に多孔を有した気泡分離フィルター93が設けられていて、ここで多孔の抵抗作用により、上昇し切れなかった気泡が更に分離される。そして気泡が分離された海水は、水取出管94から水バルブ95を介してポンプ96により吸引され、水配管97を介して船舶1の冷却水やアンチローリングタンク用途として送られる。また、気液分離室86には水位レベルを検出する水位センサー98が設けられていて、上部に一定の空気溜まりを設けるように、ブロワー90の回転数が制御されている。ブロワー90は、海水混じりの気泡でも送気できる容積型で耐食性を有する材料で構成されている。そして、空気接続管88は、空気放出管92の接続される気液分離室86の上面より下方に臨んでおり、ポンプ96、ブロワー90のバランスが崩れても上部に空気が残る構造となっており、ポンプ96運転時の圧力の脈動を吸収している。なお、気泡分離フィルター93は、円錐状を成すように形成されていて、断面で見て斜めに設置されているため気泡の分離効果が高く、ポンプ96や配管97への海洋からの異物の混入も防止できている。また、これら気泡吸込み口85、気液分離室86、ブロワー90、ポンプ96他から気泡吸込みシステムが構成されている。   In FIG. 7, a gas-liquid separation chamber 86 that is a gas-liquid separation mechanism is formed inside the bubble suction port 85 provided on the ship bottom 3, and seawater mixed with bubbles sucked from the bubble suction port 85 The gas-liquid separation chamber 86 is entered via the body 87. The gas-liquid separation chamber 86 is formed with a sufficient volume, and the seawater mixed with bubbles that has flowed in is sufficiently decelerated, so that the bubbles rise and accumulate in the upper part as air. In this gas-liquid separation chamber 86, air is taken out from the air connection pipe 88 through the air valve 89 to discharge the air accumulated in the upper part by the blower 90 to the outside without causing the propeller 80 to re-entrain in the atmosphere or the like. A tube 91 is connected. In addition, an air discharge pipe 92 that draws air to the atmosphere is connected to the upper part, and this air discharge pipe 92 is also provided with an air valve 89 '. In addition, a bubble separation filter 93 having porosity is provided at the lower part of the gas-liquid separation chamber 86, and the bubbles that have not been raised are further separated by the porous resistance action. The seawater from which the bubbles have been separated is sucked by the pump 96 from the water take-out pipe 94 through the water valve 95, and is sent to the ship 1 as cooling water or anti-rolling tank applications through the water pipe 97. Further, the gas-liquid separation chamber 86 is provided with a water level sensor 98 for detecting the water level, and the rotational speed of the blower 90 is controlled so as to provide a constant air reservoir in the upper part. The blower 90 is made of a volume-type and corrosion-resistant material that can supply air even in bubbles mixed with seawater. The air connection pipe 88 faces below the upper surface of the gas-liquid separation chamber 86 to which the air discharge pipe 92 is connected, and air remains in the upper part even when the balance of the pump 96 and the blower 90 is lost. The pressure pulsation during operation of the pump 96 is absorbed. The bubble separation filter 93 is formed to have a conical shape and is installed obliquely when viewed in cross section, so that the bubble separation effect is high, and foreign matter from the ocean enters the pump 96 and the pipe 97. Can also be prevented. A bubble suction system is constituted by the bubble suction port 85, the gas-liquid separation chamber 86, the blower 90, the pump 96, and the like.

このように構成されることにより、プロペラ80の前方に設けた気泡吸込み口85により、プロペラ80に巻き込まれる気泡を手前で吸い込み、確実にプロペラ80部に気泡が至らないようにして、プロペラ効率の低下を防止している。さらに気泡吸込み口85は、プロペラ80の近傍に設けているため、船底3に噴出した気泡による摩擦低減効果を十分発揮してから気泡を吸い込み、かつ再巻き込みを起こさない外部に排出しているため、摩擦低減効果が十分に発揮できる。また、気泡吸い込みシステムのブロワー90やポンプ96のどちらかのトラブル時にも、当該系統のバルブを閉め、空気放出管92の空気バルブ89’を開けることにより、ある程度の気泡の巻きこみが防止できる。   By being configured in this manner, the bubbles sucked into the propeller 80 are sucked in front by the bubble suction port 85 provided in front of the propeller 80, and it is ensured that the bubbles do not reach the propeller 80 portion. The decline is prevented. Further, since the air bubble suction port 85 is provided in the vicinity of the propeller 80, the air bubbles are sucked in after being sufficiently exerted the friction reducing effect by the air bubbles ejected to the ship bottom 3, and discharged to the outside not causing re-entrainment. The friction reducing effect can be sufficiently exhibited. Also, in the event of trouble with either the blower 90 or the pump 96 of the bubble suction system, a certain amount of bubbles can be prevented by closing the valve of the system and opening the air valve 89 'of the air discharge pipe 92.

また、気泡吸込み口85から吸い込んだ気泡混じりの海水を気液分離器86で吸い込んだ気泡と水に分離しているため、ブロワー90やポンプ96への水の混入が無くなり、機能を安定して発揮できる。また、気液分離器86で分離した水を冷却水やアンチローリングタンクへの補給水等船舶1の他の用途に利用できる。
(第3の実施形態)
Further, since the seawater mixed with bubbles sucked from the bubble suction port 85 is separated into the bubbles sucked by the gas-liquid separator 86 and the water, the mixing of water into the blower 90 and the pump 96 is eliminated, and the function is stabilized. Can demonstrate. Further, the water separated by the gas-liquid separator 86 can be used for other uses of the ship 1 such as cooling water and makeup water for the anti-rolling tank.
(Third embodiment)

図8、図9に本発明の第3の実施形態の例を示す。この第3の実施形態は、先のV字型マウンドと気泡吸い込みシステムを組み合わせた例である。   8 and 9 show an example of the third embodiment of the present invention. The third embodiment is an example in which the previous V-shaped mound and the bubble suction system are combined.

但しこの第3の実施形態において、気泡吸込口99は、図8に示すようにV字型マウンド190に合わせて略V字状に、かつV字型マウンド190の前方に配置されている。   However, in the third embodiment, the bubble suction port 99 is disposed in a substantially V shape in accordance with the V-shaped mound 190 and in front of the V-shaped mound 190 as shown in FIG.

図9にその動作の詳細を示す。気泡吸込口99の後方に気泡の巻き込みを防止するV字型マウンド190を設けることにより、各種外乱により気泡吸込口99から吸い残しの気泡が流出してもV字型マウンド190により、気泡を逃がしプロペラ80への巻き込みを確実に防止できる。また、気泡の量が少ない場合や船舶1状況や航行状態によってブロワー90やポンプ96を止め、V字型マウンド190だけを働かせることが可能となり、さらにきめ細かく正味の摩擦力の低減効果を高めることができる。なお、気泡吸込口99の後方近傍にV字型マウンド190を設けることにより、前記したV字型マウンド190の効用に加え、V字型マウンド190の前方で流速が落ちるため気泡を逃がす効果とともに、逃がした気泡を気泡吸込口99から吸い込みやすくするという効用を有している。
(第4の実施形態)
FIG. 9 shows details of the operation. By providing a V-shaped mound 190 that prevents the entrainment of bubbles behind the bubble suction port 99, the bubbles are released by the V-shaped mound 190 even if unsucked bubbles flow out of the bubble suction port 99 due to various disturbances. Entanglement to the propeller 80 can be reliably prevented. In addition, when the amount of bubbles is small, the blower 90 and the pump 96 can be stopped and only the V-shaped mound 190 can be operated depending on the state of the ship 1 and the navigation state, and further, the effect of reducing the fine net frictional force can be enhanced. it can. By providing the V-shaped mound 190 in the vicinity of the rear of the bubble suction port 99, in addition to the effect of the V-shaped mound 190 described above, the flow velocity drops in front of the V-shaped mound 190 , so that the bubbles are released. This has the effect of facilitating the sucking of the escaped bubbles from the bubble suction port 99.
(Fourth embodiment)

図10に本発明の第4の実施形態を示す。図10(a)はその斜視図を、図10(b)はその後部から見た正面図を示す。船尾のプロペラ取付部9’に気泡防護板200、201が、後部から見て船底延長部3’から略V字状に広がるように対称的に設けられている。この気泡防護板200、201は船側延長部8’にも固定して設けられ、後方のプロペラ80に向かっても広がるように形成されている。この気泡防護板には、多数の丸孔202が開けられていて、空気噴出口21、22、23、24、25から噴出され、上流側から流れてきてプロペラ80に吸引されそうになった気泡は、この気泡防護板200、201の抵抗により邪魔され、気泡防護板200、201の形状に沿って、プロペラ80の周囲に広がって流れ去る。一方、海水はプロペラ80が回転することにより、気泡防護板200、201に開いた多数の丸孔202から気泡防護板200、201の内側に入り込み、プロペラ80に至る。この場合、気泡防護板200、201が無いときと比較して、プロペラ下部の流速分布は気泡防護板200、201の存在により、若干遅いものとなっているが、このことによりプロペラ80の推進効率が向上し、全体として効率よく運転が行える。   FIG. 10 shows a fourth embodiment of the present invention. FIG. 10 (a) is a perspective view thereof, and FIG. 10 (b) is a front view of the rear portion thereof. Bubble protection plates 200 and 201 are provided symmetrically on the stern propeller mounting portion 9 ′ so as to spread in a substantially V shape from the boat bottom extension 3 ′ when viewed from the rear. The bubble protection plates 200 and 201 are also fixed to the ship side extension 8 ′ and are formed so as to spread toward the rear propeller 80. A large number of round holes 202 are formed in the bubble protection plate, and the bubbles that are ejected from the air ejection ports 21, 22, 23, 24, and 25, flow from the upstream side, and are likely to be sucked into the propeller 80. Is obstructed by the resistance of the bubble protection plates 200 and 201 and spreads around the propeller 80 along the shape of the bubble protection plates 200 and 201. On the other hand, when the propeller 80 rotates, the seawater enters the inside of the bubble protection plates 200 and 201 from the many round holes 202 opened in the bubble protection plates 200 and 201, and reaches the propeller 80. In this case, the flow velocity distribution in the lower portion of the propeller is slightly slower due to the presence of the bubble protection plates 200 and 201 than when the bubble protection plates 200 and 201 are not provided. As a result, it is possible to operate efficiently as a whole.

このように気泡防護板200、201により、気泡をプロペラ80外に逃がし、船体4に沿って流れて来た海水の流速を落として流れ込ませ、プロペラ80の周辺の流速分布を遅くする。従って、プロペラ下部の流速分布が遅くなり、プロペラ効率が上がるという効用を有している。なお、気泡防護板200、201で気泡を逃し、プロペラ80の効率低下を防止するだけの目的においては、孔202が無くてもよい。また、もっと上方まで、またもっと後方まで延出しても、もっと下方まで、またもっと前方に短縮してもよい。いずれにしても気泡防護板200、201が存在することにより、程度の差があるにしても、気泡のプロペラ80への巻き込み量が減らせ、プロペラの推進効率の低下を防止することができる。なお、多数の丸孔202を気泡防護板200、201に開けている意味は、角孔等エッジ部を有した形状だと、気泡防護板200、201をステンレスで構成した場合、プレス加工によるエッジ部の残留応力により、応力腐食が発生しやすいことによるものである。この対策として、プレス加工時の残留応力の少ない、丸孔を開けている。また、気泡防護板200、201の効用としては、プロペラ80の手前の流速の早いところに設けられているため、海洋浮遊物や藻類のプロペラ80への絡みつきが防止できる。   In this way, the bubble protection plates 200 and 201 allow the bubbles to escape to the outside of the propeller 80, flow down the flow velocity of the seawater flowing along the hull 4, and slow the flow velocity distribution around the propeller 80. Accordingly, the flow velocity distribution in the lower portion of the propeller becomes slow, and the propeller efficiency is increased. In addition, the hole 202 may not be provided for the purpose of causing the bubbles to escape with the bubble protection plates 200 and 201 and preventing the efficiency of the propeller 80 from decreasing. Further, it may extend further upward and further rearward, or may be shortened further downward and further forward. In any case, the presence of the bubble protection plates 200 and 201 makes it possible to reduce the amount of bubbles entrained in the propeller 80, and to prevent the propeller propulsion efficiency from being lowered, even if there is a difference in degree. The meaning that a large number of round holes 202 are opened in the bubble protection plates 200 and 201 is that the shape having an edge portion such as a square hole is used. This is because stress corrosion is likely to occur due to residual stress in the part. As a countermeasure, a round hole with little residual stress at the time of pressing is formed. Further, since the air bubble protection plates 200 and 201 are provided at a place where the flow velocity in front of the propeller 80 is fast, entanglement of marine suspended matters and algae with the propeller 80 can be prevented.

以上のような各実施形態における効果を以下に述べる。   The effect in each embodiment as described above will be described below.

まず、船舶1と、この船舶1の少なくとも船底3に気泡を噴出する空気噴出口21、22、23、24、25と、この空気噴出口21、22、23、24、25に空気を送気するブロワー10、11、12、13、14と、船舶1の船体4の船尾9に設けたプロペラ80と、空気噴出口21、22、23、24、25の後方の船尾側の少なくとも船底3にプロペラ80への気泡の巻き込みを防止する略V字型マウンド190を設けて構成しているものである。   First, air is supplied to the ship 1, the air outlets 21, 22, 23, 24, 25 that blow out bubbles to at least the bottom 3 of the ship 1, and the air outlets 21, 22, 23, 24, 25. To the blower 10, 11, 12, 13, 14, propeller 80 provided on the stern 9 of the hull 4 of the ship 1, and at least the bottom 3 on the stern side behind the air outlets 21, 22, 23, 24, 25 A substantially V-shaped mound 190 that prevents air bubbles from getting into the propeller 80 is provided.

このような構成により、気泡の上昇が船底3自身によって阻害され気泡の保持効果が持続でき、少ない気泡量で有効に摩擦抵抗が低減できる。また、船底3に設けた空気噴出口21、22、23、24、25では船側に設けた場合と比較して波の影響が緩和されるため安定した船体4の摩擦抵抗低減効果に結び付けることができる。特に、略V字型マウンド190により、船底3に沿って流れる気泡が船底3から離され、プロペラ80への流入を防止するとともに、略V字型マウンド190によりプロペラ80の下部の流速が遅くなり、気泡の再巻き込が起こりにくく、かつプロペラの推進力が向上できる効果を有している。特に、略V字型マウンド190の形状が、前方がやや低く後方が隆起した構造となっていることと、なだらかに続いていることによりこれらの効果が顕著なものとなっている。   With such a configuration, the rising of the bubbles is hindered by the ship bottom 3 itself and the effect of holding the bubbles can be maintained, and the frictional resistance can be effectively reduced with a small amount of bubbles. In addition, the air jets 21, 22, 23, 24, and 25 provided on the ship bottom 3 are less affected by waves compared to the case provided on the ship side, which can lead to a stable frictional resistance reduction effect of the hull 4. it can. In particular, the substantially V-shaped mound 190 separates bubbles flowing along the ship bottom 3 from the ship bottom 3 to prevent inflow into the propeller 80, and the substantially V-shaped mound 190 slows down the flow velocity below the propeller 80. In addition, re-entrainment of bubbles is unlikely to occur and the propeller propulsive force can be improved. In particular, the shape of the substantially V-shaped mound 190 has a structure in which the front is slightly low and the rear is raised, and these effects are remarkable due to the gentle continuation.

また、略V字型マウンド190は、隆起部として船底3に強度部材をもって形成することが可能なため、船舶1のドック入り時に台座にのせるに当たって支障がなく、作業が容易化できる。   Moreover, since the substantially V-shaped mound 190 can be formed as a raised portion with a strength member on the ship bottom 3, there is no trouble in placing it on the pedestal when the ship 1 is docked, and the work can be facilitated.

また、マウンドが略V字型を成しているため、強度部材を持って構成することにより、船底3の前後方向の強度が増し、船舶1にかかる波の力の繰り返しによる屈曲に対して強い船体構造とすることができる。   In addition, since the mound is substantially V-shaped, the strength of the ship bottom 3 increases with the strength member, and the mound is strong against bending due to repeated wave forces applied to the ship 1. It can be a hull structure.

また、気泡防護板200、201をプロペラ80の近傍で、手前の流速の速いところに設けることにより、海洋浮遊物や藻類のプロペラ80への絡みつきが防止できる。   Further, by providing the bubble protection plates 200 and 201 in the vicinity of the propeller 80 at a place with a fast flow velocity in front, the entanglement of marine suspended matters and algae with the propeller 80 can be prevented.

また、気泡防護板200、201を海水に対し耐食性のある丸孔を有したステンレス多孔板で形成することにより、エッジ部の残留応力による応力腐食の発生が低減でき耐食性を増すことができる。   Further, by forming the bubble protection plates 200 and 201 with a stainless porous plate having a round hole having corrosion resistance against seawater, the occurrence of stress corrosion due to the residual stress at the edge portion can be reduced and the corrosion resistance can be increased.

また、空気噴出口21、22、23、24、25の後方で、プロペラ80の前方に少なくとも気泡を吸い込む気泡吸込口85を設け、プロペラ80に巻き込まれる気泡を手前で吸い込み、プロペラ80に気泡が至らないようにし、かつ吸い込んだ気泡を大気中や再巻き込みを起こさない外部に排出しているため、確実に巻き込み防止が図れる。さらに気泡吸込口85を、プロペラ80の近傍に設けているため、船底3に噴出した気泡による摩擦低減効果を十分発揮してから気泡を吸い込み、摩擦抵抗を確実に低減しつつ、ブロワー90やポンプ96のトラブル時には、空気放出管92の空気バルブ89’を開けることにより、ある程度の気泡の巻きこみが防止できる。   In addition, a bubble suction port 85 for sucking at least bubbles is provided in front of the propeller 80 at the rear of the air jets 21, 22, 23, 24, 25, and the bubbles trapped in the propeller 80 are sucked in front. Since it does not reach and the sucked bubbles are discharged to the atmosphere or the outside where re-entrainment does not occur, entrainment can be surely prevented. Further, since the air bubble suction port 85 is provided in the vicinity of the propeller 80, the air blown into the blower 90 and the pump while reliably reducing the frictional resistance by sucking the air bubbles after sufficiently exerting the friction reducing effect by the air bubbles ejected to the ship bottom 3. In the case of 96 troubles, by opening the air valve 89 ′ of the air discharge pipe 92, it is possible to prevent entrainment of bubbles to some extent.

また、気液分離室86の下部に設けた多孔を有した気泡分離フィルター93により、気泡の分離効果が高められるとともに、ポンプ96や配管97への海洋からの異物の混入も防止できる。   In addition, the bubble separation filter 93 having a porosity provided in the lower part of the gas-liquid separation chamber 86 can enhance the separation effect of the bubbles and can prevent foreign matters from entering the pump 96 and the pipe 97 from the ocean.

また、気泡吸込口99の後方近傍に略V字型マウンド190を設けることにより、略V字型マウンド190の前方で流速が落ちるため気泡を逃がす効果とともに、逃がした気泡を気泡吸込口99から吸い込みやすくすることができる。
Further, by providing a substantially V-shaped mound 190 in the vicinity of the rear of the bubble suction port 99, the flow velocity drops in front of the substantially V-shaped mound 190 , so that the bubbles are released and the escaped bubbles are sucked from the bubble suction port 99. It can be made easier.

また、プロペラ80への気泡の巻き込みを検出するスラスト・トルクゲージ83や振動センサー84を備え、これらのゲージやセンサーで気泡巻き込みを検出したときは、空気噴出口21、22、23、24、25の噴出条件および/あるいはブロワー10、11、12、13、14の運転条件を変えているため、さらなる気泡の巻き込みを防止し、プロペラ80の効率の低下が継続することが防止できる。さらに、気泡巻き込みに伴うプロペラ80での振動や騒音の発生が防止され、プロペラ80の損傷も低減でき、船舶1としての弊害も防止される。   Further, a thrust torque gauge 83 and a vibration sensor 84 for detecting the entrainment of bubbles in the propeller 80 are provided, and when the entrainment of bubbles is detected by these gauges and sensors, the air outlets 21, 22, 23, 24, 25 are provided. Since the jetting conditions and / or the operating conditions of the blowers 10, 11, 12, 13, and 14 are changed, further bubble entrainment can be prevented and the reduction in the efficiency of the propeller 80 can be prevented from continuing. Furthermore, vibration and noise are prevented from occurring in the propeller 80 due to entrainment of bubbles, damage to the propeller 80 can be reduced, and adverse effects as the ship 1 are also prevented.

また、プロペラ80への気泡の巻き込みを検出するスラスト・トルクゲージ83や振動センサー84で気泡巻き込みを検出したときは、プロペラ80の運転条件を変えているため、気泡巻きこみに伴いプロペラ80の推進力が落ちた場合、回転数を上げたり、振動や騒音対策のために回転数を落としたりして摩擦力低減効果を増すとともに船舶1の航行上の弊害も防止している。さらに、キャビテーションが発生した場合に、スラスト・トルクゲージ83や振動センサー84の検出値を利用して、プロペラ80での振動や騒音の発生を抑制し、プロペラ80の損傷も防止できる。   Further, when the entrainment of bubbles is detected by the thrust torque gauge 83 or the vibration sensor 84 that detects entrainment of bubbles in the propeller 80, the driving conditions of the propeller 80 are changed, and therefore the propulsive force of the propeller 80 is accompanied by entrainment of bubbles. Is reduced, the rotational speed is increased, or the rotational speed is decreased for vibration and noise countermeasures, thereby increasing the frictional force reduction effect and preventing adverse effects on the navigation of the ship 1. Further, when cavitation occurs, the detected values of the thrust / torque gauge 83 and the vibration sensor 84 are used to suppress the generation of vibration and noise in the propeller 80 and to prevent the propeller 80 from being damaged.

本発明に係る船舶の気泡巻き込み防止装置は、一般的な海洋での使用に限らず、河川、湖水等あらゆる水系で利用される船舶の気泡噴出方式による摩擦抵抗低減の用途において、プロペラ手段への気泡巻き込み対策に対して使用することが可能である。   The ship bubble entrainment prevention apparatus according to the present invention is not limited to use in general oceans, but is used for propeller means in applications for reducing frictional resistance by ship bubble ejection methods used in all water systems such as rivers and lakes. It can be used for countermeasures against bubble entrainment.

また、船舶の形を取らない、水系での航行体、浮体等の気泡噴出方式による摩擦抵抗低減の用途に広く適用でき、気泡巻き込みによるプロペラ手段の効率低下や振動、騒音といった問題を解決し、船舶における省エネルギー達成の面でも広く社会全般、各種産業全般に対して大きな有益性をもたらすものである。   In addition, it can be widely applied to the application of frictional resistance reduction by bubble ejection methods such as navigating bodies, floating bodies, etc. that do not take the shape of a ship, solving problems such as reduced efficiency of propeller means due to bubble entrainment, vibration, noise, In terms of achieving energy conservation in ships, it will bring great benefits to society as a whole and various industries in general.

1…船舶、3…船底、11、12、13、14、15…ブロワー(送気手段)、21、22、23、24、25…空気噴出口(気体噴出口)、80…プロペラ(プロペラ手段)、85…気泡吸込み口(気泡吸込み手段)、86…気液分離室(気泡吸込み手段、気液分離機構)、90…ブロワー(気泡吸込み手段)、96…ポンプ(気泡吸込み手段)、190…V字型マウンド(巻き込み防止構造)、200、201…気泡防護板(気泡防護体) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ship, 3 ... Ship bottom, 11, 12, 13, 14, 15 ... Blower (air supply means), 21, 22, 23, 24, 25 ... Air jet (gas jet), 80 ... Propeller (propeller means) , 85 ... Bubble suction port (bubble suction means), 86 ... Gas-liquid separation chamber (bubble suction means, gas-liquid separation mechanism), 90 ... Blower (bubble suction means), 96 ... Pump (bubble suction means), 190 ... V-shaped mound (anti-entrainment structure), 200, 201 ... bubble protection plate (bubble protection body)

Claims (5)

船舶の少なくとも船底に気泡を噴出する気体噴出口と、この気体噴出口に気体を送気する送気手段と、前記船舶の船体の船尾に設けたプロペラ手段と、前記気体噴出口の後方で前記プロペラ手段の前方に設けた前記気泡を水とともに吸い込む気泡吸込み手段と、前記気泡吸込み手段の後方に設けた、後部が前記船底より隆起し前部が前記後部と比較してやや低く形成されることにより水流を速めて前記気泡の吸い残り分を前記船底から分離するとともに、前記水流の流線を前記船底からさらに下に向かわせ、かつ前記プロペラ手段の下部の流速を遅くすることのできる曲面を有した隆起部を持つ巻き込み防止構造とを具備したことを特徴とする船舶の気泡巻き込み防止装置。 A gas outlet for ejecting bubbles at least to the bottom of the ship, an air supply means for supplying gas to the gas outlet, a propeller means provided at the stern of the hull of the ship, and the rear of the gas outlet A bubble suction means for sucking the bubbles together with water provided in front of the propeller means, and a rear portion raised from the bottom of the ship and a front portion formed slightly lower than the rear portion provided behind the bubble suction means; It has a curved surface that speeds up the water flow and separates the remaining portion of the bubbles from the bottom of the ship, and makes the streamline of the water flow further downward from the bottom of the ship and slows down the flow velocity at the bottom of the propeller means. A device for preventing bubble entrainment in a ship, comprising an entrainment prevention structure having a raised portion. 前記気泡吸込み手段の気泡吸込み口を前記船体の平面中心線CLに対して略対称に設けたことを特徴とする請求項1記載の船舶の気泡巻き込み防止装置。   2. The bubble entrainment prevention device for a ship according to claim 1, wherein the bubble suction port of the bubble suction means is provided substantially symmetrically with respect to a plane center line CL of the hull. 前記気泡吸込み手段で吸い込んだ前記気泡を記プロペラへの前記気泡の再巻き込みを起こさない大気へ排出したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の船舶の気泡巻き込み防止装置。 Vessels bubble entrainment prevention device according to claim 1 or claim 2, wherein the draining the bubble sucked by the air bubble suction section to the atmosphere does not cause re-entrainment of the air bubbles into the front Symbol propeller. 前記気泡吸込み手段は、吸い込んだ前記気泡と前記水とを分離する気液分離機構を有したことを特徴とする請求項1から請求項3のうちの1項記載の船舶の気泡巻き込み防止装置。   4. The apparatus for preventing bubble entrainment in a ship according to claim 1, wherein the bubble suction means has a gas-liquid separation mechanism that separates the sucked bubbles and the water. 5. 前記気液分離機構で分離した前記水を前記船舶の冷却水又はアンチローリングタンクへの補給水を含む船内用途に利用したことを特徴とする請求項4記載の船舶の気泡巻き込み防止装置。   5. The apparatus for preventing entrainment of bubbles in a ship according to claim 4, wherein the water separated by the gas-liquid separation mechanism is used for inboard use including cooling water for the ship or makeup water for an anti-rolling tank.
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