船舶的阻力降低装置制造方法
船舶的阻力降低装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种船舶的阻力降低装置，其具备：一侧吹气口，设置于比船舶的船底的中心线更靠近左舷及右舷中的一侧；另一侧吹气口，设置于比船底的中心线更靠近左舷及右舷中的另一侧；供气装置，经由一侧第1流路向一侧吹气口供给空气，并且经由另一侧第1流路向另一侧吹气口供给空气；一侧第1阀，设置于一侧第1流路；另一侧第1阀，设置于另一侧第1流路；及控制装置。控制装置执行第1控制和第2控制。控制装置在第1控制中使一侧第1阀及另一侧第1阀保持打开状态。控制装置在第2控制中使一侧第1阀保持打开状态并使另一侧第1阀保持关闭状态。
【专利说明】船舶的阻力降低装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过吹出空气来降低船体的摩擦阻力的船舶的空气润滑。
【背景技术】
[0002]作为节能技术的一种，已知有从船体向水中吹入空气来降低船体的摩擦阻力的船舶的空气润滑。
[0003]专利文献I (日本专利公开2010-228679号公报)中公开有能够根据船舶的航行状况控制气体的喷出状态的船舶的摩擦阻力降低方法。例如，波浪高度达到预定值以上时停止喷出气泡，达到预定值以下时开始喷出气泡。或者，根据压舵量和斜航角来调整喷出方向。
[0004]若通过空气吹出降低船体的摩擦阻力，则降低为了维持目标速度所需的推进器的驱动马力。另一方面，为了向水中吹入空气需要动力。因此，提高由定义为从马力降低量减去空气吹出动力的差值的空气润滑产生的实际节能效果非常重要。
[0005]以往技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利公开2010-228679号公报
[0008]发明的概要
[0009]本发明的目的在于提供一种在船底附近的水流相对于中心线倾斜时提高由空气润滑产生的实际节能效果的船舶的阻力降低装置、船舶及船舶的阻力降低方法。
[0010]根据本发明的一个观点的船舶的阻力降低装置，其具备:一侧第I吹气口，设置于比船舶的船底的中心线更靠近左舷及右舷中的一侧；另一侧第I吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述左舷及所述右舷中的另一侧；供气装置，经由一侧第I流路向所述一侧第I吹气口供给空气，并且经由另一侧第I流路向所述另一侧第I吹气口供给空气；一侧第I阀，设置于所述一侧第I流路；另一侧第I阀，设置于所述另一侧第I流路；及控制装置。所述控制装置执行第I控制和第2控制。所述控制装置在所述第I控制中使所述一侧第I阀及所述另一侧第I阀保持打开状态。所述控制装置在所述第2控制中使所述一侧第I阀保持打开状态并使所述另一侧第I阀保持关闭状态。
[0011]优选上述阻力降低装置还具备:一侧第2吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述一侧；另一侧第2吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述另一侧；一侧第2流路，连接于所述一侧第2吹气口 ； 一侧第2阀，设置于所述一侧第2流路；另一侧第2流路，连接于所述另一侧第2吹气口 ；及另一侧第2阀，设置于所述另一侧第2流路。所述供气装置经由所述一侧第2流路向所述一侧第2吹气口供给空气，并且经由所述另一侧第2流路向所述另一侧第2吹气口供给空气。所述一侧第2吹气口比所述一侧第I吹气口更接近所述中心线。所述另一侧第2吹气口比所述另一侧第I吹气口更接近所述中心线。所述控制装置在水流从所述船舶的所述一侧流向所述另一侧时执行所述第2控制及所述第3控制。所述控制装置在相对于所述船舶的水流的流入角为第I角度时执行所述第I控制。在所述水流的流入角为大于所述第I角度的第2角度时执行所述第2控制。在所述水流的流入角为大于所述第2角度的第3角度时执行所述第3控制。所述控制装置在所述第I控制中使所述一侧第2阀及所述另一侧第2阀保持打开状态。所述控制装置在所述第2控制中使所述一侧第2阀及所述另一侧第2阀保持打开状态。所述控制装置在所述第3控制中使所述一侧第I阀及所述一侧第2阀保持打开状态并使所述另一侧第I阀及所述另一侧第2阀保持关闭状态。
[0012]优选所述控制装置在所述第I控制中将所述供气装置的总供气量控制为第I供气量。所述控制装置在所述第2控制中将所述供气装置的总供气量控制为少于所述第I供气量的第2供气量。
[0013]优选所述控制装置在所述第I控制中将所述供气装置的总供气量控制为第I供气量。所述控制装置在所述第2控制中将所述供气装置的总供气量控制为少于所述第I供气量的第2供气量。所述控制装置在所述第3控制中将所述供气装置的总供气量控制为少于所述第2供气量的第3供气量。
[0014]优选上述阻力降低装置还具备:一侧第3吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述一侧；另一侧第3吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述另一侧；一侧第3流路，连接于所述一侧第3吹气口 ； 一侧第3阀，设置于所述一侧第3流路；另一侧第3流路，连接于所述另一侧第3吹气口 ；及另一侧第3阀，设置于所述另一侧第3流路。所述供气装置经由所述一侧第3流路向所述一侧第3吹气口供给空气，并且经由所述另一侧第3流路向所述另一侧第3吹气口供给空气。所述一侧第I吹气口及所述另一侧第I吹气口配置于所述船底的第I区域。所述一侧第3吹气口及所述另一侧第3吹气口配置于所述船底的第2区域。所述第2区域位于比所述第I区域更靠近船尾侧。所述控制装置在所述第I控制中使所述一侧第3阀及所述另一侧第3阀保持关闭状态。所述控制装置在所述第2控制中使所述一侧第3阀保持打开状态并使所述另一侧第3阀保持关闭状态。
[0015]优选上述阻力降低装置还具备:一侧吹气回收口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述一侧；及另一侧吹气回收口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述另一侧。所述一侧第I吹气口及所述另一侧第I吹气口配置于所述船底的第I区域。所述一侧吹气回收口及所述另一侧吹气回收口配置于所述船底的第2区域。所述第2区域位于比所述第I区域更靠近船尾侧。所述控制装置在执行所述第2控制时，所述另一侧吹气回收口从水中回收空气，所述一侧吹气回收口将所述另一侧吹气回收口所回收的空气吹入水中。
[0016]优选所述一侧吹气回收口沿着所述一侧的舷侧设置。所述另一侧吹气回收口沿着所述另一侧的舷侧设置。
[0017]根据本发明的另一个观点的船舶具备阻力降低装置及产生推力的推进器。
[0018]根据本发明的另一个观点的船舶的阻力降低方法，其具备如下方法:相对于船舶的水流的流入角为第I角度时执行阻力降低装置的第I控制；及所述水流的流入角为大于所述第I角度的第2角度时执行所述阻力降低装置的第2控制。所述阻力降低装置，具备:一侧第I吹气口，设置于比所述船舶的船底的中心线更靠近左舷及右舷中的一侧；另一侧第I吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述左舷及所述右舷中的另一侧；供气装置，经由一侧第I流路向所述一侧第I吹气口供给空气，并且经由另一侧第I流路向所述另一侧第I吹气口供给空气；一侧第I阀，设置于所述一侧第I流路；及另一侧第I阀，设置于所述另一侧第I流路。在执行所述第I控制时，使所述一侧第I阀及所述另一侧第I阀保持打开状态。在执行所述第2控制时，使所述一侧第I阀保持打开状态并使所述另一侧第I阀保持关闭状态。
[0019]根据本发明提供一种在船底附近的水流相对于中心线倾斜时提高由空气润滑产生的实际节能效果的船舶的阻力降低装置、船舶及船舶的阻力降低方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]本发明的上述目的、其他目的、效果及特征，由结合【专利附图】
【附图说明】的实施方式变得更加明确。
[0021]图1是本发明的第I实施方式所涉及的船舶的仰视图。
[0022]图2是第I实施方式所涉及的阻力降低装置的概要图。
[0023]图3表示相对于船舶的水流的流入角的定义。
[0024]图4是船底附近的水流平行于中心线时在从第I实施方式所涉及的阻力降低装置的全部的吹气口吹出空气时，通过吹出的空气所形成的空气层的示意图。
[0025]图5是船底附近的水流相对于中心线倾斜时在从第I实施方式所涉及的阻力降低装置的全部的吹气口吹出空气时，通过吹出的空气所形成的空气层的示意图。
[0026]图6是船底附近的水流相对于中心线倾斜时在从第I实施方式所涉及的阻力降低装置的一部分吹气口吹出空气时，通过吹出的空气所形成的空气层的示意图。
[0027]图7是第I实施方式的变形例所涉及的船舶的船头部分的仰视图。
[0028]图8是第I实施方式的变形例所涉及的阻力降低装置的示意图。
[0029]图9是本发明的第2实施方式所涉及的船舶的仰视图。
[0030]图10是第2实施方式所涉及的阻力降低装置的示意图。
[0031]图11是船底附近的水流相对于中心线倾斜时，通过从第2实施方式所涉及的阻力降低装置的吹气口吹出的空气所形成的空气层的示意图。
[0032]图12是本发明的第3实施方式所涉及的船舶的仰视图。
[0033]图13是第3实施方式所涉及的阻力降低装置的概要图。
[0034]图14是船底附近的水流相对于中心线倾斜时，通过从第3实施方式所涉及的阻力降低装置的吹气口吹出的空气所形成的空气层的示意图。
[0035]图15是第3实施方式的变形例所涉及的阻力降低装置的概要图。
[0036]图16是第4实施方式所涉及的船舶的仰视图。
[0037]图17是第4实施方式所涉及的阻力降低装置的概要图。
【具体实施方式】
[0038]以下，参考附图，对用于实施根据本发明的船舶的阻力降低装置、船舶及船舶的阻力降低方法的方式进行说明。
[0039](第I实施方式)
[0040]参考图1，本发明的第I实施方式所涉及的船舶具备船体1、推进器8、舵9及阻力降低装置10。船体I具备船头2、船尾3、左舷5、右舷6及船底7。相对于船体I定义纵向(船头船尾方向)X及横向(船宽方向)Y。推进器8及舵9设置于船尾3。推进器8产生推力。阻力降低装置10具备设置于船底7的吹气口 30?32。吹气口 30?32设置于船首2附近。吹气口 30设置于中心线CL上。吹气口 31设置于比中心线CL更靠近左舷5侧。吹气口 32设置于比中心线CL更靠近右舷6侧。吹气口 30?32分别将空气从在Y方向上排列的多个吹气孔或者在Y方向上延伸的裂孔吹入水中。
[0041]阻力降低装置10在船舶的航行中将空气吹入水中。由于通过阻力降低装置10所吹出的空气形成的空气层(气泡层)覆盖船底7的表面，所以降低了船体I的摩擦阻力。因此，降低了为维持目标速度所需的推进器8的驱动马力。
[0042]参考图2，阻力降低装置10除了上述吹气口 30?32以外，还具备供气装置20、流路40?42、阀50?52、控制装置11及水流的流入角检测装置15。
[0043]供气装置20为如压缩机或者鼓风机这种对空气进行加压后供给的装置。供气装置20对常压的空气进行加压后供给。流路40连接供气装置20与吹气口 30。流路41连接供气装置20与吹气口 31。流路42连接供气装置20与吹气口 32。阀50?52分别设置于流路40?42。供气装置20经由流路40向吹气口 30供给空气，经由流路41向吹气口 31供给空气，经由流路42向吹气口 32供给空气。吹气口 30?32将空气吹入水中。
[0044]水流的流入角检测装置15检测相对于船舶的水流的流入角β。后述关于水流的流入角β的定义。水流的流入角检测装置15具备陀螺仪16、多普勒声纳17、GPS装置18及水流的流入角计算装置19。陀螺仪16检测船舶的船头方位α。多普勒声纳17检测船舶的对水船速矢量VW。GPS装置18检测船舶的对地船速矢量VG。水流的流入角计算装置19根据船头方位α、对水船速矢量VW及对地船速矢量VG中的至少一个计算水流的流入角β。
[0045]控制装置11根据水流的流入角β控制供气装置20及阀50?52。
[0046]参考图3，水流的流入角β定义为相对于中心线CL的船底7附近的水流100的角度。水流100与中心线CL越接近平行，水流的流入角β越小。水流的流入角β受到风、潮流、船舶的回转运动等的影响。
[0047]以下，对本实施方式所涉及的船舶的阻力降低方法进行说明。
[0048]参考图4，水流100与中心线CL平行时，水流的流入角β为第I角度。此时，控制装置11执行第I控制。控制装置11在第I控制中使阀50?52保持打开状态，将供气装置20的总供气量控制为第I供气量。从全部的吹气口 30?32吹出空气。通过从吹气口30?32吹出的空气来形成空气层(气泡层)130?132。空气层130?132覆盖船底7的绝大部分。
[0049]参考图5，水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时，水流的流入角β为大于第I角度的第2角度。此时，若控制装置11执行第I控制，则通过从位于水流100的下游侧的吹气口 32吹出的空气形成的空气层132所覆盖的船底7的面积非常小。
[0050]参考图6，水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时(水流的流入角β为第2角度时)，控制装置11执行第2控制。控制装置11在第2控制中使阀50及51保持打开状态并使阀52保持关闭状态，且将供气装置20的总供气量控制为少于第I供气量的第2供气量。空气从吹气口 30及31吹出，但不从位于水流100的下游侧的吹气口 32吹出。[0051]其中，图6的情况下的马力降低量与图5的情况下的马力降低量相比较小，但通过从吹气口 32吹出的空气形成的空气层132所覆盖的船底7的面积非常小，因此马力降低量的差可以忽略。另一方面，供气装置20的总供气量从第I供气量减少到第2供气量，因此图6的情况下的空气吹出动力与图5的情况下的空气吹出动力相比较小。因此，图6的情况与图5的情况相比图6的情况的由空气润滑产生的实际节能效果更优异。
[0052]另外，水流100从右舷6流向左舷5时，控制装置11使阀50及52保持打开状态并使阀51保持关闭状态来代替使阀50及51保持打开状态并使阀52保持关闭状态。
[0053](第I实施方式的变形例)
[0054]参考图7，对本发明的第I实施方式的变形例所涉及的阻力降低装置10进行说明。本变形例所涉及的阻力降低装置10除了下述几点以外与第I实施方式所涉及的阻力降低装置10相同。本变形例所涉及的阻力降低装置10具备吹气口 33及34。吹气口 33设置于比中心线CL更靠近左舷5侧。吹气口 33比吹气口 31更接近中心线CL。吹气口 34设置于比中心线CL更靠近右舷6侧。吹气口 34比吹气口 32更接近中心线CL。吹气口 33及34分别将空气从在Y方向上排列的多个吹气孔或者在Y方向上延伸的裂孔吹入水中。
[0055]参考图8，阻力降低装置10具备流路43及44、阀53及54。流路43连接供气装置20与吹气口 33。流路44连接供气装置20与吹气口 34。阀53及54分别设置于流路43及44。供气装置20经由流路43向吹气口 33供给空气，并且经由流路44向吹气口 34供给空气。吹气口 33及34将空气吹入水中。
[0056]控制装置11根据水流的流入角β控制供气装置20及阀50?54。
[0057]以下，对本变形例所涉及的船舶的阻力降低方法进行说明。
[0058]控制装置11在水流的流入角β为第I角度时(水流100与中心线CL平行时)执行第I控制。控制装置11在第I控制中使阀50?54保持打开状态，且将供气装置20的总供气量控制为第I供气量。空气从全部的吹气口 30?34吹出。
[0059]控制装置11在水流的流入角β为大于第I角度的第2角度时(水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时)，执行第2控制。控制装置11在第2控制中使阀50、51、53及54保持打开状态并使阀52保持关闭状态，且将供气装置20的总供气量控制为少于第I供气量的第2供气量。空气从吹气口 30、31、33及34吹出，但不从位于水流100的最下游侧的吹气口 32吹出。
[0060]控制装置11在水流的流入角β为大于第2角度的第3角度时(水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时)，执行第3控制。控制装置11在第3控制中使阀50、51及53保持打开状态并使阀52及54保持关闭状态，且将供气装置20的总供气量控制为少于第2供气量的第3供气量。空气从吹气口 30、31及33吹出，但不从位于水流100的最下游侧的吹气口 32与附近的吹气口 34吹出。
[0061]另外，水流100从右舷6流向左舷5时，控制装置11在第2控制中使阀50、52、53及54保持打开状态并使阀51保持关闭状态，且在第3控制中使阀50、52、及54保持打开状态并使阀51及53保持关闭状态。
[0062]根据本变形例，通过根据水流的流入角β的大小精确控制阀51?54的关闭和供气装置20的总供气量，能够进一步提高由空气润滑产生的实际节能效果。
[0063](第2实施方式)[0064]参考图9，对本发明的第2实施方式所涉及的阻力降低装置10进行说明。本实施方式所涉及的阻力降低装置10除以下几点以外与第I实施方式所涉及的阻力降低装置10相同。本实施方式所涉及的阻力降低装置10具备吹气口 35?38。吹气口 30?32配置于船底7的区域7a。吹气口 35及36配置于船底7的区域7b。吹气口 37及38配置于船底7的区域7c。区域7b位于比区域7a更靠近船尾3侧。区域7c位于比区域7b更靠近船尾3侦U。吹气口 35及37设置于比中心线CL更靠近左舷5侧。吹气口 36及38设置于比中心线CL更靠近右舷6侧。吹气口 35?38分别将空气从在Y方向上排列的多个吹气孔或者在Y方向上延伸的裂孔吹入水中。
[0065]参考图10，阻力降低装置10具备流路45?48和阀55?58。流路45连接供气装置20与吹气口 35。流路46连接供气装置20与吹气口 36。流路47连接供气装置20与吹气口 37。流路48连接供气装置20与吹气口 38。阀55?58分别设置于流路45?48。供气装置20经由流路45向吹气口 35供给空气，经由流路46向吹气口 36供给空气，经由流路47向吹气口 37供给空气，经由流路48向吹气口 38供给空气。吹气口 35?38将空气吹入水中。
[0066]控制装置11根据水流的流入角β控制供气装置20、阀50?52及阀55?58。
[0067]以下，对本变形例所涉及的船舶的阻力降低方法进行说明。
[0068]控制装置11在水流的流入角β为第I角度时(水流100与中心线CL平行时)，执行第I控制。控制装置11在第I控制中使阀50?52保持打开状态并使阀55?58保持关闭状态，且将供气装置20的总供气量控制为第I供气量。空气从吹气口 30?32吹出，但不从吹气口 35?38吹出。
[0069]参照图11，控制装置11在水流的流入角β为大于第I角度的第2角度时(水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时)，执行第2控制。控制装置11在第2控制中使阀50、51、55及57保持打开状态并使阀52、56及58保持关闭状态，将供气装置20的总供气量控制为第I供气量。空气从吹气口 30、31、35及37吹出，但不从位于水流100的下游侧的吹气口 32、36及38吹出。通过从吹气口 30、31、35及37吹出的空气形成空气层(气泡层)130、131、135及137。空气层130、131、135及137覆盖船底7的绝大部分。
[0070]在此，图11的情况下的马力降低量与图5的情况下的马力降低量相比较大。这是因为船底7的被空气层130、131、135及137所覆盖的部分的面积比船底7的被空气层130?132所覆盖的部分的面积大。另一方面，因为供气装置的总供气量还是第I供气量不变，所以图11的情况下的空气吹出动力与图5的情况下的空气吹出动力相同。因此，图11的情况与图5的情况相比图11的情况的由空气润滑产生的实际节能效果更优异。
[0071]另外，水流从右舷6流向左舷5时，控制装置11使阀50、52、56及58保持打开状态并使阀51、55及57保持关闭状态来代替使阀50、51、55及57保持打开状态并使阀52、56及58保持关闭状态。
[0072]而且，控制装置11在第2控制中也可将供气装置20的总供气量控制为大于第I供气量的值。并且，不设置吹气口 37及38而设置吹气口 35及36的情况和不设置吹气口35及36而设置吹气口 37及38的情况均可。
[0073](第3实施方式)[0074]参考图12，对本发明的第3实施方式所涉及的阻力降低装置10进行说明。本实施方式所涉及的阻力降低装置10除以下几点以外与第2实施方式所涉及的阻力降低装置10相同。本实施方式所涉及的阻力降低装置10具备吹气回收口 61?64来代替吹气口 35?38。吹气口 30?32配置于船底7的区域7a。吹气回收口 61及62配置于船底7的区域7b。吹气回收口 63及64配置于船底7的区域7c。区域7b位于比区域7a更靠近船尾3侧。区域7c位于比区域7b更靠近船尾3侧。吹气回收口 61及63设置于比中心线CL更靠近左舷5侧。吹气回收口 62及64设置于比中心线CL更靠近右舷6侧。吹气回收口 61?64分别将空气从在Y方向上排列的多个吹气回收孔或者在Y方向上延伸的裂孔吹入水中且从水中回收空气。
[0075]参考图13，阻力降低装置10具备吹气回收配管系统70来代替流路45?48及阀55?58。吹气回收配管系统70具备阀71?74及供气装置75。吹气回收配管系统70将吹气回收口 61?64彼此连接，以便吹气回收口 62及64能够将吹气回收口 61及63从水中回收的空气吹入水中，以便吹气回收口 61及63能够将吹气回收口 62及64从水中回收的空气吹入水中。供气装置75为如压缩机或者鼓风机这种对空气进行加压后供给的装置。在此，可不通过供气装置75对从水中回收的空气进行加压而吹入水中，也可通过供气装置75对从水中回收的空气进行加压后吹入水中。在不通过供气装置75对从水中回收的空气进行加压而吹入水中时，用于将回收的空气吹入水中的空气吹出动力为零。即使在通过供气装置75对从水中回收的空气进行加压后吹入水中时，从水中回收的空气的压力高于常压。因此，用于将回收的空气吹入水中的空气吹出动力小于用于对常压的空气通过供气装置75进行加压后吹入水中的空气吹出动力。
[0076]控制装置11根据水流的流入角β控制供气装置20，阀50?52及吹气回收配管系统70。
[0077]以下，对本实施方式所涉及的船舶的阻力降低方法进行说明。
[0078]控制装置11在水流的流入角β为第I角度时(水流100与中心线CL平行时)，执行第I控制。控制装置11在第I控制中使阀50?52保持打开状态，且将供气装置20的总供气量控制为第I供气量，并控制吹气回收配管系统70，以便吹气回收口 61?64即不回收空气也不吹出空气。空气从吹气口 30?32吹出，但空气即不被吹气回收口 61?64回收也不从其吹出。
[0079]参考图14，控制装置11在水流的流入角β为大于第I角度的第2角度时(水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时)，执行第2控制。控制装置11在第2控制中使阀50及51保持打开状态并使阀52保持关闭状态，且将供气装置20的总供气量控制为少于第I供气量的第2供气量，并控制吹气回收配管系统70，以便吹气回收口 61及63将吹气回收口 62及64从水中回收的空气吹入水中。空气从吹气口 30及31吹出，但不从位于水流100的下游侧的吹气口 32吹出。而且，位于水流100的下游侧的吹气回收口 62及64回收欲从船底7泄漏的空气，且位于水流100的上流侧的吹气回收口 61及63将所回收的空气吹入水中。通过从吹气口 30及31和吹气回收口 61及63吹出的空气形成空气层(气泡层)130、131、161及163。空气层130、131、161及163覆盖船底7的绝大部分。
[0080]根据本实施方式，将在水流100的下游侧回收的空气在水流100的上流侧吹入水中，因此进一步提高了由空气润滑产生的实际节能效果。
[0081]另外，控制装置11在水流100从右舷6流向左舷5时，使阀50及52保持打开状态并使阀51保持关闭状态，并控制吹气回收配管系统70，以便吹气回收口 62及64将吹气回收口 61及63从水中回收的空气吹入水中。
[0082](第3实施方式的变形例)
[0083]参考图15，对第3实施方式的变形例所涉及的阻力降低装置10进行说明。本变形例所涉及的阻力降低装置10除以下几点以外与第3实施方式所涉及的阻力降低装置10相同。本变形例所涉及的阻力降低装置10具备流路81及82和阀91及92。流路81及82连接吹气回收配管系统70与吹气口 30?32。阀91及92分别设置于流路81及82。控制装置11控制阀91及92。根据本实施方式，能够将吹气回收口 61?64从水中回收的空气从吹气口 30?32吹出。
[0084](第4实施方式)
[0085]参考图16，对本发明的第4实施方式所涉及的阻力降低装置10进行说明。本实施方式所涉及的阻力降低装置10除以下几点以外与第3实施方式所涉及的阻力降低装置10相同。本实施方式所涉及的阻力降低装置10具备吹气回收口 61及62，但不具备吹气回收口 63及64。吹气回收口 61沿左舷5的舷侧而设置。吹气回收口 62沿右舷6的舷侧而设置。吹气回收口 61及62分别将空气从在X方向上排列的多个吹气回收孔或者在X方向上延伸的裂孔吹入水中且从水中回收空气。
[0086]参考图17，吹气回收配管系统70将吹气回收口 61及62彼此连接，以便吹气回收口 62能够将吹气回收口 61从水中回收的空气吹入水中，以便吹气回收口 61能够将吹气回收口 62从水中回收的空气吹入水中。
[0087]以下，对本实施方式所涉及的船舶的阻力降低方法进行说明。
[0088]控制装置11在水流的流入角β为第I角度时(水流100与中心线CL平行时)，执行第I控制。控制装置11在第I控制中使阀50?52保持打开状态，且将供气装置20的总供气量控制为第I供气量，并控制吹气回收配管系统70，以便控制吹气回收口 61及62即不回收空气也不吹出空气。空气从吹气口 30?32吹出，但空气即不被吹气回收口 61及62回收也不从其吹出。
[0089]控制装置11在水流的流入角β为大于第I角度的第2角度时(水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时)，执行第2控制。控制装置11在第2控制中使阀50及51保持打开状态并使阀52保持关闭状态，且将供气装置20的总供气量控制为少于第I供气量的第2供气量，并控制吹气回收配管系统70，以便吹气回收口 61将吹气回收口 62从水中回收的空气吹入水中。空气从吹气口 30及31吹出，但不从位于水流100的下游侧的吹气口 32吹出。而且，位于水流100的下游侧的吹气回收口 62回收欲从船底7泄漏的空气，且将位于水流100的上流侧的吹气回收口 61所回收的空气吹入水中。通过从吹气口 30及31和吹气回收口 61所吹出的空气形成空气层(气泡层)来覆盖船底7的绝大部分。
[0090]根据本实施方式，水流的流入角β的第2角度较大时，船底7的空气层所覆盖的部分的面积变大。
[0091]以上，参考实施方式对本发明的船舶的阻力降低装置、船舶及船舶的阻力降低方法进行了说明，但本发明的船舶的阻力降低装置、船舶及船舶的阻力降低方法并不限定于上述实施方式。可以对上述实施方式加以更改或在上述实施方式之间进行组合。
[0092]本申请主张基于2011年12月27日申请的日本专利申请第2011-286546号的优先权，其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
【权利要求】
1.一种船舶的阻力降低装置，其具备: 一侧第I吹气口，设置于比船舶的船底的中心线更靠近左舷及右舷中的一侧； 另一侧第I吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述左舷及所述右舷中的另一侧； 供气装置，经由一侧第I流路向所述一侧第I吹气口供给空气，并且经由另一侧第I流路向所述另一侧第I吹气口供给空气； 一侧第I阀，设置于所述一侧第I流路； 另一侧第I阀，设置于所述另一侧第I流路；及 控制装置，其中， 所述控制装置执行第I控制和第2控制， 所述控制装置在所述第I控制中使所述一侧第I阀及所述另一侧第I阀保持打开状态， 所述控制装置在所述第2控制中使所述一侧第I阀保持打开状态并使所述另一侧第I阀保持关闭状态。
2.根据权利要求1所述的船舶的阻力降低装置，还具备: 一侧第2吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述一侧； 另一侧第2吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述另一侧； 一侧第2流路，连接于所述一侧第2吹气口； 一侧第2阀，设置于所述一侧第2流路； 另一侧第2流路，连接于所述另一侧第2吹气口 ；及 另一侧第2阀，设置于所述另一侧第2流路，其中， 所述供气装置经由所述一侧第2流路向所述一侧第2吹气口供给空气，并且经由所述另一侧第2流路向所述另一侧第2吹气口供给空气， 所述一侧第2吹气口比所述一侧第I吹气口更接近所述中心线， 所述另一侧第2吹气口比所述另一侧第I吹气口更接近所述中心线， 所述控制装置在水流从所述船舶的所述一侧流向所述另一侧时执行所述第2控制及第3控制， 所述控制装置， 在相对于所述船舶的水流的流入角为第I角度时执行所述第I控制， 在所述水流的流入角为大于所述第I角度的第2角度时执行所述第2控制， 在所述水流的流入角为大于所述第2角度的第3角度时执行所述第3控制， 所述控制装置在所述第I控制中使所述一侧第2阀及所述另一侧第2阀保持打开状态， 所述控制装置在所述第2控制中使所述一侧第2阀及所述另一侧第2阀保持打开状态， 所述控制装置在所述第3控制中使所述一侧第I阀及所述一侧第2阀保持打开状态并使所述另一侧第I阀及所述另一侧第2阀保持关闭状态。
3.根据权利要求1或2所述的船舶的阻力降低装置，其中， 所述控制装置在所述第I控制中将所述供气装置的总供气量控制为第I供气量，所述控制装置在所述第2控制中将所述供气装置的总供气量控制为少于所述第I供气量的第2供气量。
4.根据权利要求2所述的船舶的阻力降低装置，其中， 所述控制装置在所述第I控制中将所述供气装置的总供气量控制为第I供气量， 所述控制装置在所述第2控制中将所述供气装置的总供气量控制为少于所述第I供气量的第2供气量， 所述控制装置在所述第3控制中将所述供气装置的总供气量控制为少于所述第2供气量的第3供气量。
5.根据权利要求1或2所述的船舶的阻力降低装置，还具备: 一侧第3吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述一侧； 另一侧第3吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述另一侧； 一侧第3流路，连接于所述一侧第3吹气口； 一侧第3阀，设 置于所述一侧第3流路； 另一侧第3流路，连接于所述另一侧第3吹气口 ；及 另一侧第3阀，设置于所述另一侧第3流路，其中， 所述供气装置经由所述一侧第3流路向所述一侧第3吹气口供给空气，并且经由所述另一侧第3流路向所述另一侧第3吹气口供给空气， 所述一侧第I吹气口及所述另一侧第I吹气口配置于所述船底的第I区域， 所述一侧第3吹气口及所述另一侧第3吹气口配置于所述船底的第2区域， 所述第2区域位于比所述第I区域更靠近船尾侧， 所述控制装置在所述第I控制中使所述一侧第3阀及所述另一侧第3阀保持关闭状态， 所述控制装置在所述第2控制中使所述一侧第3阀保持打开状态并使所述另一侧第3阀保持关闭状态。
6.根据权利要求1或2所述的船舶的阻力降低装置，还具备: 一侧吹气回收口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述一侧； 另一侧吹气回收口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述另一侧，其中， 所述一侧第I吹气口及所述另一侧第I吹气口配置于所述船底的第I区域， 所述一侧吹气回收口及所述另一侧吹气回收口配置于所述船底的第2区域， 所述第2区域位于比所述第I区域更靠近船尾侧， 所述控制装置在执行所述第2控制时，所述另一侧吹气回收口从水中回收空气，所述一侧吹气回收口将所述另一侧吹气回收口所回收的空气吹入水中。
7.根据权利要求6所述的船舶的阻力降低装置，其中， 所述一侧吹气回收口沿着所述一侧的舷侧设置，所述另一侧吹气回收口沿着所述另一侧的舷侧设置。
8.一种船舶，其具备: 根据权利要求1至7中任一项所述的船舶的阻力降低装置；及 产生推力的推进器。
9.一种船舶的阻力降低方法，其具备如下步骤:相对于船舶的水流的流入角为第1角度时执行阻力降低装置的第1控制；及所述水流的流入角为大于所述第1角度的第2角度时执行所述阻力降低装置的第2控制，其中 所述阻力降低装置，具备: 一侧第1吹气口，设置于比所述船舶的船底的中心线更靠近左舷及右舷中的一侧； 另一侧第1吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述左舷及所述右舷中的另一侧； 供气装置，经由一侧第1流路向所述一侧第1吹气口供给空气，并且经由另一侧第1流路向所述另一侧第1吹气口供给空气； 一侧第1阀，设置于所述一侧第1流路 '及 另一侧第1阀，设置于所述另一侧第1流路， 在执行所述第I控制时，使所述一侧第1阀及所述另一侧第1阀保持打开状态，在执行所述第2控制时，使所述一侧第1阀保持打开状态并使所述另一侧第1阀保持关闭状态。
【文档编号】B63B1/38GK103958339SQ201280058260
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年2月15日 优先权日:2011年12月27日
【发明者】小段洋一郎, 川北千春, 高野真一, 川渊信, 松本广光 申请人:三菱重工业株式会社
【专利摘要】本发明提供一种船舶的阻力降低装置，其具备：一侧吹气口，设置于比船舶的船底的中心线更靠近左舷及右舷中的一侧；另一侧吹气口，设置于比船底的中心线更靠近左舷及右舷中的另一侧；供气装置，经由一侧第1流路向一侧吹气口供给空气，并且经由另一侧第1流路向另一侧吹气口供给空气；一侧第1阀，设置于一侧第1流路；另一侧第1阀，设置于另一侧第1流路；及控制装置。控制装置执行第1控制和第2控制。控制装置在第1控制中使一侧第1阀及另一侧第1阀保持打开状态。控制装置在第2控制中使一侧第1阀保持打开状态并使另一侧第1阀保持关闭状态。
【专利说明】船舶的阻力降低装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过吹出空气来降低船体的摩擦阻力的船舶的空气润滑。
【背景技术】
[0002]作为节能技术的一种，已知有从船体向水中吹入空气来降低船体的摩擦阻力的船舶的空气润滑。
[0003]专利文献I (日本专利公开2010-228679号公报)中公开有能够根据船舶的航行状况控制气体的喷出状态的船舶的摩擦阻力降低方法。例如，波浪高度达到预定值以上时停止喷出气泡，达到预定值以下时开始喷出气泡。或者，根据压舵量和斜航角来调整喷出方向。
[0004]若通过空气吹出降低船体的摩擦阻力，则降低为了维持目标速度所需的推进器的驱动马力。另一方面，为了向水中吹入空气需要动力。因此，提高由定义为从马力降低量减去空气吹出动力的差值的空气润滑产生的实际节能效果非常重要。
[0005]以往技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利公开2010-228679号公报
[0008]发明的概要
[0009]本发明的目的在于提供一种在船底附近的水流相对于中心线倾斜时提高由空气润滑产生的实际节能效果的船舶的阻力降低装置、船舶及船舶的阻力降低方法。
[0010]根据本发明的一个观点的船舶的阻力降低装置，其具备:一侧第I吹气口，设置于比船舶的船底的中心线更靠近左舷及右舷中的一侧；另一侧第I吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述左舷及所述右舷中的另一侧；供气装置，经由一侧第I流路向所述一侧第I吹气口供给空气，并且经由另一侧第I流路向所述另一侧第I吹气口供给空气；一侧第I阀，设置于所述一侧第I流路；另一侧第I阀，设置于所述另一侧第I流路；及控制装置。所述控制装置执行第I控制和第2控制。所述控制装置在所述第I控制中使所述一侧第I阀及所述另一侧第I阀保持打开状态。所述控制装置在所述第2控制中使所述一侧第I阀保持打开状态并使所述另一侧第I阀保持关闭状态。
[0011]优选上述阻力降低装置还具备:一侧第2吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述一侧；另一侧第2吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述另一侧；一侧第2流路，连接于所述一侧第2吹气口 ； 一侧第2阀，设置于所述一侧第2流路；另一侧第2流路，连接于所述另一侧第2吹气口 ；及另一侧第2阀，设置于所述另一侧第2流路。所述供气装置经由所述一侧第2流路向所述一侧第2吹气口供给空气，并且经由所述另一侧第2流路向所述另一侧第2吹气口供给空气。所述一侧第2吹气口比所述一侧第I吹气口更接近所述中心线。所述另一侧第2吹气口比所述另一侧第I吹气口更接近所述中心线。所述控制装置在水流从所述船舶的所述一侧流向所述另一侧时执行所述第2控制及所述第3控制。所述控制装置在相对于所述船舶的水流的流入角为第I角度时执行所述第I控制。在所述水流的流入角为大于所述第I角度的第2角度时执行所述第2控制。在所述水流的流入角为大于所述第2角度的第3角度时执行所述第3控制。所述控制装置在所述第I控制中使所述一侧第2阀及所述另一侧第2阀保持打开状态。所述控制装置在所述第2控制中使所述一侧第2阀及所述另一侧第2阀保持打开状态。所述控制装置在所述第3控制中使所述一侧第I阀及所述一侧第2阀保持打开状态并使所述另一侧第I阀及所述另一侧第2阀保持关闭状态。
[0012]优选所述控制装置在所述第I控制中将所述供气装置的总供气量控制为第I供气量。所述控制装置在所述第2控制中将所述供气装置的总供气量控制为少于所述第I供气量的第2供气量。
[0013]优选所述控制装置在所述第I控制中将所述供气装置的总供气量控制为第I供气量。所述控制装置在所述第2控制中将所述供气装置的总供气量控制为少于所述第I供气量的第2供气量。所述控制装置在所述第3控制中将所述供气装置的总供气量控制为少于所述第2供气量的第3供气量。
[0014]优选上述阻力降低装置还具备:一侧第3吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述一侧；另一侧第3吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述另一侧；一侧第3流路，连接于所述一侧第3吹气口 ； 一侧第3阀，设置于所述一侧第3流路；另一侧第3流路，连接于所述另一侧第3吹气口 ；及另一侧第3阀，设置于所述另一侧第3流路。所述供气装置经由所述一侧第3流路向所述一侧第3吹气口供给空气，并且经由所述另一侧第3流路向所述另一侧第3吹气口供给空气。所述一侧第I吹气口及所述另一侧第I吹气口配置于所述船底的第I区域。所述一侧第3吹气口及所述另一侧第3吹气口配置于所述船底的第2区域。所述第2区域位于比所述第I区域更靠近船尾侧。所述控制装置在所述第I控制中使所述一侧第3阀及所述另一侧第3阀保持关闭状态。所述控制装置在所述第2控制中使所述一侧第3阀保持打开状态并使所述另一侧第3阀保持关闭状态。
[0015]优选上述阻力降低装置还具备:一侧吹气回收口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述一侧；及另一侧吹气回收口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述另一侧。所述一侧第I吹气口及所述另一侧第I吹气口配置于所述船底的第I区域。所述一侧吹气回收口及所述另一侧吹气回收口配置于所述船底的第2区域。所述第2区域位于比所述第I区域更靠近船尾侧。所述控制装置在执行所述第2控制时，所述另一侧吹气回收口从水中回收空气，所述一侧吹气回收口将所述另一侧吹气回收口所回收的空气吹入水中。
[0016]优选所述一侧吹气回收口沿着所述一侧的舷侧设置。所述另一侧吹气回收口沿着所述另一侧的舷侧设置。
[0017]根据本发明的另一个观点的船舶具备阻力降低装置及产生推力的推进器。
[0018]根据本发明的另一个观点的船舶的阻力降低方法，其具备如下方法:相对于船舶的水流的流入角为第I角度时执行阻力降低装置的第I控制；及所述水流的流入角为大于所述第I角度的第2角度时执行所述阻力降低装置的第2控制。所述阻力降低装置，具备:一侧第I吹气口，设置于比所述船舶的船底的中心线更靠近左舷及右舷中的一侧；另一侧第I吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述左舷及所述右舷中的另一侧；供气装置，经由一侧第I流路向所述一侧第I吹气口供给空气，并且经由另一侧第I流路向所述另一侧第I吹气口供给空气；一侧第I阀，设置于所述一侧第I流路；及另一侧第I阀，设置于所述另一侧第I流路。在执行所述第I控制时，使所述一侧第I阀及所述另一侧第I阀保持打开状态。在执行所述第2控制时，使所述一侧第I阀保持打开状态并使所述另一侧第I阀保持关闭状态。
[0019]根据本发明提供一种在船底附近的水流相对于中心线倾斜时提高由空气润滑产生的实际节能效果的船舶的阻力降低装置、船舶及船舶的阻力降低方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]本发明的上述目的、其他目的、效果及特征，由结合【专利附图】
【附图说明】的实施方式变得更加明确。
[0021]图1是本发明的第I实施方式所涉及的船舶的仰视图。
[0022]图2是第I实施方式所涉及的阻力降低装置的概要图。
[0023]图3表示相对于船舶的水流的流入角的定义。
[0024]图4是船底附近的水流平行于中心线时在从第I实施方式所涉及的阻力降低装置的全部的吹气口吹出空气时，通过吹出的空气所形成的空气层的示意图。
[0025]图5是船底附近的水流相对于中心线倾斜时在从第I实施方式所涉及的阻力降低装置的全部的吹气口吹出空气时，通过吹出的空气所形成的空气层的示意图。
[0026]图6是船底附近的水流相对于中心线倾斜时在从第I实施方式所涉及的阻力降低装置的一部分吹气口吹出空气时，通过吹出的空气所形成的空气层的示意图。
[0027]图7是第I实施方式的变形例所涉及的船舶的船头部分的仰视图。
[0028]图8是第I实施方式的变形例所涉及的阻力降低装置的示意图。
[0029]图9是本发明的第2实施方式所涉及的船舶的仰视图。
[0030]图10是第2实施方式所涉及的阻力降低装置的示意图。
[0031]图11是船底附近的水流相对于中心线倾斜时，通过从第2实施方式所涉及的阻力降低装置的吹气口吹出的空气所形成的空气层的示意图。
[0032]图12是本发明的第3实施方式所涉及的船舶的仰视图。
[0033]图13是第3实施方式所涉及的阻力降低装置的概要图。
[0034]图14是船底附近的水流相对于中心线倾斜时，通过从第3实施方式所涉及的阻力降低装置的吹气口吹出的空气所形成的空气层的示意图。
[0035]图15是第3实施方式的变形例所涉及的阻力降低装置的概要图。
[0036]图16是第4实施方式所涉及的船舶的仰视图。
[0037]图17是第4实施方式所涉及的阻力降低装置的概要图。
【具体实施方式】
[0038]以下，参考附图，对用于实施根据本发明的船舶的阻力降低装置、船舶及船舶的阻力降低方法的方式进行说明。
[0039](第I实施方式)
[0040]参考图1，本发明的第I实施方式所涉及的船舶具备船体1、推进器8、舵9及阻力降低装置10。船体I具备船头2、船尾3、左舷5、右舷6及船底7。相对于船体I定义纵向(船头船尾方向)X及横向(船宽方向)Y。推进器8及舵9设置于船尾3。推进器8产生推力。阻力降低装置10具备设置于船底7的吹气口 30?32。吹气口 30?32设置于船首2附近。吹气口 30设置于中心线CL上。吹气口 31设置于比中心线CL更靠近左舷5侧。吹气口 32设置于比中心线CL更靠近右舷6侧。吹气口 30?32分别将空气从在Y方向上排列的多个吹气孔或者在Y方向上延伸的裂孔吹入水中。
[0041]阻力降低装置10在船舶的航行中将空气吹入水中。由于通过阻力降低装置10所吹出的空气形成的空气层(气泡层)覆盖船底7的表面，所以降低了船体I的摩擦阻力。因此，降低了为维持目标速度所需的推进器8的驱动马力。
[0042]参考图2，阻力降低装置10除了上述吹气口 30?32以外，还具备供气装置20、流路40?42、阀50?52、控制装置11及水流的流入角检测装置15。
[0043]供气装置20为如压缩机或者鼓风机这种对空气进行加压后供给的装置。供气装置20对常压的空气进行加压后供给。流路40连接供气装置20与吹气口 30。流路41连接供气装置20与吹气口 31。流路42连接供气装置20与吹气口 32。阀50?52分别设置于流路40?42。供气装置20经由流路40向吹气口 30供给空气，经由流路41向吹气口 31供给空气，经由流路42向吹气口 32供给空气。吹气口 30?32将空气吹入水中。
[0044]水流的流入角检测装置15检测相对于船舶的水流的流入角β。后述关于水流的流入角β的定义。水流的流入角检测装置15具备陀螺仪16、多普勒声纳17、GPS装置18及水流的流入角计算装置19。陀螺仪16检测船舶的船头方位α。多普勒声纳17检测船舶的对水船速矢量VW。GPS装置18检测船舶的对地船速矢量VG。水流的流入角计算装置19根据船头方位α、对水船速矢量VW及对地船速矢量VG中的至少一个计算水流的流入角β。
[0045]控制装置11根据水流的流入角β控制供气装置20及阀50?52。
[0046]参考图3，水流的流入角β定义为相对于中心线CL的船底7附近的水流100的角度。水流100与中心线CL越接近平行，水流的流入角β越小。水流的流入角β受到风、潮流、船舶的回转运动等的影响。
[0047]以下，对本实施方式所涉及的船舶的阻力降低方法进行说明。
[0048]参考图4，水流100与中心线CL平行时，水流的流入角β为第I角度。此时，控制装置11执行第I控制。控制装置11在第I控制中使阀50?52保持打开状态，将供气装置20的总供气量控制为第I供气量。从全部的吹气口 30?32吹出空气。通过从吹气口30?32吹出的空气来形成空气层(气泡层)130?132。空气层130?132覆盖船底7的绝大部分。
[0049]参考图5，水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时，水流的流入角β为大于第I角度的第2角度。此时，若控制装置11执行第I控制，则通过从位于水流100的下游侧的吹气口 32吹出的空气形成的空气层132所覆盖的船底7的面积非常小。
[0050]参考图6，水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时(水流的流入角β为第2角度时)，控制装置11执行第2控制。控制装置11在第2控制中使阀50及51保持打开状态并使阀52保持关闭状态，且将供气装置20的总供气量控制为少于第I供气量的第2供气量。空气从吹气口 30及31吹出，但不从位于水流100的下游侧的吹气口 32吹出。[0051]其中，图6的情况下的马力降低量与图5的情况下的马力降低量相比较小，但通过从吹气口 32吹出的空气形成的空气层132所覆盖的船底7的面积非常小，因此马力降低量的差可以忽略。另一方面，供气装置20的总供气量从第I供气量减少到第2供气量，因此图6的情况下的空气吹出动力与图5的情况下的空气吹出动力相比较小。因此，图6的情况与图5的情况相比图6的情况的由空气润滑产生的实际节能效果更优异。
[0052]另外，水流100从右舷6流向左舷5时，控制装置11使阀50及52保持打开状态并使阀51保持关闭状态来代替使阀50及51保持打开状态并使阀52保持关闭状态。
[0053](第I实施方式的变形例)
[0054]参考图7，对本发明的第I实施方式的变形例所涉及的阻力降低装置10进行说明。本变形例所涉及的阻力降低装置10除了下述几点以外与第I实施方式所涉及的阻力降低装置10相同。本变形例所涉及的阻力降低装置10具备吹气口 33及34。吹气口 33设置于比中心线CL更靠近左舷5侧。吹气口 33比吹气口 31更接近中心线CL。吹气口 34设置于比中心线CL更靠近右舷6侧。吹气口 34比吹气口 32更接近中心线CL。吹气口 33及34分别将空气从在Y方向上排列的多个吹气孔或者在Y方向上延伸的裂孔吹入水中。
[0055]参考图8，阻力降低装置10具备流路43及44、阀53及54。流路43连接供气装置20与吹气口 33。流路44连接供气装置20与吹气口 34。阀53及54分别设置于流路43及44。供气装置20经由流路43向吹气口 33供给空气，并且经由流路44向吹气口 34供给空气。吹气口 33及34将空气吹入水中。
[0056]控制装置11根据水流的流入角β控制供气装置20及阀50?54。
[0057]以下，对本变形例所涉及的船舶的阻力降低方法进行说明。
[0058]控制装置11在水流的流入角β为第I角度时(水流100与中心线CL平行时)执行第I控制。控制装置11在第I控制中使阀50?54保持打开状态，且将供气装置20的总供气量控制为第I供气量。空气从全部的吹气口 30?34吹出。
[0059]控制装置11在水流的流入角β为大于第I角度的第2角度时(水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时)，执行第2控制。控制装置11在第2控制中使阀50、51、53及54保持打开状态并使阀52保持关闭状态，且将供气装置20的总供气量控制为少于第I供气量的第2供气量。空气从吹气口 30、31、33及34吹出，但不从位于水流100的最下游侧的吹气口 32吹出。
[0060]控制装置11在水流的流入角β为大于第2角度的第3角度时(水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时)，执行第3控制。控制装置11在第3控制中使阀50、51及53保持打开状态并使阀52及54保持关闭状态，且将供气装置20的总供气量控制为少于第2供气量的第3供气量。空气从吹气口 30、31及33吹出，但不从位于水流100的最下游侧的吹气口 32与附近的吹气口 34吹出。
[0061]另外，水流100从右舷6流向左舷5时，控制装置11在第2控制中使阀50、52、53及54保持打开状态并使阀51保持关闭状态，且在第3控制中使阀50、52、及54保持打开状态并使阀51及53保持关闭状态。
[0062]根据本变形例，通过根据水流的流入角β的大小精确控制阀51?54的关闭和供气装置20的总供气量，能够进一步提高由空气润滑产生的实际节能效果。
[0063](第2实施方式)[0064]参考图9，对本发明的第2实施方式所涉及的阻力降低装置10进行说明。本实施方式所涉及的阻力降低装置10除以下几点以外与第I实施方式所涉及的阻力降低装置10相同。本实施方式所涉及的阻力降低装置10具备吹气口 35?38。吹气口 30?32配置于船底7的区域7a。吹气口 35及36配置于船底7的区域7b。吹气口 37及38配置于船底7的区域7c。区域7b位于比区域7a更靠近船尾3侧。区域7c位于比区域7b更靠近船尾3侦U。吹气口 35及37设置于比中心线CL更靠近左舷5侧。吹气口 36及38设置于比中心线CL更靠近右舷6侧。吹气口 35?38分别将空气从在Y方向上排列的多个吹气孔或者在Y方向上延伸的裂孔吹入水中。
[0065]参考图10，阻力降低装置10具备流路45?48和阀55?58。流路45连接供气装置20与吹气口 35。流路46连接供气装置20与吹气口 36。流路47连接供气装置20与吹气口 37。流路48连接供气装置20与吹气口 38。阀55?58分别设置于流路45?48。供气装置20经由流路45向吹气口 35供给空气，经由流路46向吹气口 36供给空气，经由流路47向吹气口 37供给空气，经由流路48向吹气口 38供给空气。吹气口 35?38将空气吹入水中。
[0066]控制装置11根据水流的流入角β控制供气装置20、阀50?52及阀55?58。
[0067]以下，对本变形例所涉及的船舶的阻力降低方法进行说明。
[0068]控制装置11在水流的流入角β为第I角度时(水流100与中心线CL平行时)，执行第I控制。控制装置11在第I控制中使阀50?52保持打开状态并使阀55?58保持关闭状态，且将供气装置20的总供气量控制为第I供气量。空气从吹气口 30?32吹出，但不从吹气口 35?38吹出。
[0069]参照图11，控制装置11在水流的流入角β为大于第I角度的第2角度时(水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时)，执行第2控制。控制装置11在第2控制中使阀50、51、55及57保持打开状态并使阀52、56及58保持关闭状态，将供气装置20的总供气量控制为第I供气量。空气从吹气口 30、31、35及37吹出，但不从位于水流100的下游侧的吹气口 32、36及38吹出。通过从吹气口 30、31、35及37吹出的空气形成空气层(气泡层)130、131、135及137。空气层130、131、135及137覆盖船底7的绝大部分。
[0070]在此，图11的情况下的马力降低量与图5的情况下的马力降低量相比较大。这是因为船底7的被空气层130、131、135及137所覆盖的部分的面积比船底7的被空气层130?132所覆盖的部分的面积大。另一方面，因为供气装置的总供气量还是第I供气量不变，所以图11的情况下的空气吹出动力与图5的情况下的空气吹出动力相同。因此，图11的情况与图5的情况相比图11的情况的由空气润滑产生的实际节能效果更优异。
[0071]另外，水流从右舷6流向左舷5时，控制装置11使阀50、52、56及58保持打开状态并使阀51、55及57保持关闭状态来代替使阀50、51、55及57保持打开状态并使阀52、56及58保持关闭状态。
[0072]而且，控制装置11在第2控制中也可将供气装置20的总供气量控制为大于第I供气量的值。并且，不设置吹气口 37及38而设置吹气口 35及36的情况和不设置吹气口35及36而设置吹气口 37及38的情况均可。
[0073](第3实施方式)[0074]参考图12，对本发明的第3实施方式所涉及的阻力降低装置10进行说明。本实施方式所涉及的阻力降低装置10除以下几点以外与第2实施方式所涉及的阻力降低装置10相同。本实施方式所涉及的阻力降低装置10具备吹气回收口 61?64来代替吹气口 35?38。吹气口 30?32配置于船底7的区域7a。吹气回收口 61及62配置于船底7的区域7b。吹气回收口 63及64配置于船底7的区域7c。区域7b位于比区域7a更靠近船尾3侧。区域7c位于比区域7b更靠近船尾3侧。吹气回收口 61及63设置于比中心线CL更靠近左舷5侧。吹气回收口 62及64设置于比中心线CL更靠近右舷6侧。吹气回收口 61?64分别将空气从在Y方向上排列的多个吹气回收孔或者在Y方向上延伸的裂孔吹入水中且从水中回收空气。
[0075]参考图13，阻力降低装置10具备吹气回收配管系统70来代替流路45?48及阀55?58。吹气回收配管系统70具备阀71?74及供气装置75。吹气回收配管系统70将吹气回收口 61?64彼此连接，以便吹气回收口 62及64能够将吹气回收口 61及63从水中回收的空气吹入水中，以便吹气回收口 61及63能够将吹气回收口 62及64从水中回收的空气吹入水中。供气装置75为如压缩机或者鼓风机这种对空气进行加压后供给的装置。在此，可不通过供气装置75对从水中回收的空气进行加压而吹入水中，也可通过供气装置75对从水中回收的空气进行加压后吹入水中。在不通过供气装置75对从水中回收的空气进行加压而吹入水中时，用于将回收的空气吹入水中的空气吹出动力为零。即使在通过供气装置75对从水中回收的空气进行加压后吹入水中时，从水中回收的空气的压力高于常压。因此，用于将回收的空气吹入水中的空气吹出动力小于用于对常压的空气通过供气装置75进行加压后吹入水中的空气吹出动力。
[0076]控制装置11根据水流的流入角β控制供气装置20，阀50?52及吹气回收配管系统70。
[0077]以下，对本实施方式所涉及的船舶的阻力降低方法进行说明。
[0078]控制装置11在水流的流入角β为第I角度时(水流100与中心线CL平行时)，执行第I控制。控制装置11在第I控制中使阀50?52保持打开状态，且将供气装置20的总供气量控制为第I供气量，并控制吹气回收配管系统70，以便吹气回收口 61?64即不回收空气也不吹出空气。空气从吹气口 30?32吹出，但空气即不被吹气回收口 61?64回收也不从其吹出。
[0079]参考图14，控制装置11在水流的流入角β为大于第I角度的第2角度时(水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时)，执行第2控制。控制装置11在第2控制中使阀50及51保持打开状态并使阀52保持关闭状态，且将供气装置20的总供气量控制为少于第I供气量的第2供气量，并控制吹气回收配管系统70，以便吹气回收口 61及63将吹气回收口 62及64从水中回收的空气吹入水中。空气从吹气口 30及31吹出，但不从位于水流100的下游侧的吹气口 32吹出。而且，位于水流100的下游侧的吹气回收口 62及64回收欲从船底7泄漏的空气，且位于水流100的上流侧的吹气回收口 61及63将所回收的空气吹入水中。通过从吹气口 30及31和吹气回收口 61及63吹出的空气形成空气层(气泡层)130、131、161及163。空气层130、131、161及163覆盖船底7的绝大部分。
[0080]根据本实施方式，将在水流100的下游侧回收的空气在水流100的上流侧吹入水中，因此进一步提高了由空气润滑产生的实际节能效果。
[0081]另外，控制装置11在水流100从右舷6流向左舷5时，使阀50及52保持打开状态并使阀51保持关闭状态，并控制吹气回收配管系统70，以便吹气回收口 62及64将吹气回收口 61及63从水中回收的空气吹入水中。
[0082](第3实施方式的变形例)
[0083]参考图15，对第3实施方式的变形例所涉及的阻力降低装置10进行说明。本变形例所涉及的阻力降低装置10除以下几点以外与第3实施方式所涉及的阻力降低装置10相同。本变形例所涉及的阻力降低装置10具备流路81及82和阀91及92。流路81及82连接吹气回收配管系统70与吹气口 30?32。阀91及92分别设置于流路81及82。控制装置11控制阀91及92。根据本实施方式，能够将吹气回收口 61?64从水中回收的空气从吹气口 30?32吹出。
[0084](第4实施方式)
[0085]参考图16，对本发明的第4实施方式所涉及的阻力降低装置10进行说明。本实施方式所涉及的阻力降低装置10除以下几点以外与第3实施方式所涉及的阻力降低装置10相同。本实施方式所涉及的阻力降低装置10具备吹气回收口 61及62，但不具备吹气回收口 63及64。吹气回收口 61沿左舷5的舷侧而设置。吹气回收口 62沿右舷6的舷侧而设置。吹气回收口 61及62分别将空气从在X方向上排列的多个吹气回收孔或者在X方向上延伸的裂孔吹入水中且从水中回收空气。
[0086]参考图17，吹气回收配管系统70将吹气回收口 61及62彼此连接，以便吹气回收口 62能够将吹气回收口 61从水中回收的空气吹入水中，以便吹气回收口 61能够将吹气回收口 62从水中回收的空气吹入水中。
[0087]以下，对本实施方式所涉及的船舶的阻力降低方法进行说明。
[0088]控制装置11在水流的流入角β为第I角度时(水流100与中心线CL平行时)，执行第I控制。控制装置11在第I控制中使阀50?52保持打开状态，且将供气装置20的总供气量控制为第I供气量，并控制吹气回收配管系统70，以便控制吹气回收口 61及62即不回收空气也不吹出空气。空气从吹气口 30?32吹出，但空气即不被吹气回收口 61及62回收也不从其吹出。
[0089]控制装置11在水流的流入角β为大于第I角度的第2角度时(水流100相对于中心线CL倾斜且水流100从左舷5流向右舷6时)，执行第2控制。控制装置11在第2控制中使阀50及51保持打开状态并使阀52保持关闭状态，且将供气装置20的总供气量控制为少于第I供气量的第2供气量，并控制吹气回收配管系统70，以便吹气回收口 61将吹气回收口 62从水中回收的空气吹入水中。空气从吹气口 30及31吹出，但不从位于水流100的下游侧的吹气口 32吹出。而且，位于水流100的下游侧的吹气回收口 62回收欲从船底7泄漏的空气，且将位于水流100的上流侧的吹气回收口 61所回收的空气吹入水中。通过从吹气口 30及31和吹气回收口 61所吹出的空气形成空气层(气泡层)来覆盖船底7的绝大部分。
[0090]根据本实施方式，水流的流入角β的第2角度较大时，船底7的空气层所覆盖的部分的面积变大。
[0091]以上，参考实施方式对本发明的船舶的阻力降低装置、船舶及船舶的阻力降低方法进行了说明，但本发明的船舶的阻力降低装置、船舶及船舶的阻力降低方法并不限定于上述实施方式。可以对上述实施方式加以更改或在上述实施方式之间进行组合。
[0092]本申请主张基于2011年12月27日申请的日本专利申请第2011-286546号的优先权，其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
【权利要求】
1.一种船舶的阻力降低装置，其具备: 一侧第I吹气口，设置于比船舶的船底的中心线更靠近左舷及右舷中的一侧； 另一侧第I吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述左舷及所述右舷中的另一侧； 供气装置，经由一侧第I流路向所述一侧第I吹气口供给空气，并且经由另一侧第I流路向所述另一侧第I吹气口供给空气； 一侧第I阀，设置于所述一侧第I流路； 另一侧第I阀，设置于所述另一侧第I流路；及 控制装置，其中， 所述控制装置执行第I控制和第2控制， 所述控制装置在所述第I控制中使所述一侧第I阀及所述另一侧第I阀保持打开状态， 所述控制装置在所述第2控制中使所述一侧第I阀保持打开状态并使所述另一侧第I阀保持关闭状态。
2.根据权利要求1所述的船舶的阻力降低装置，还具备: 一侧第2吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述一侧； 另一侧第2吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述另一侧； 一侧第2流路，连接于所述一侧第2吹气口； 一侧第2阀，设置于所述一侧第2流路； 另一侧第2流路，连接于所述另一侧第2吹气口 ；及 另一侧第2阀，设置于所述另一侧第2流路，其中， 所述供气装置经由所述一侧第2流路向所述一侧第2吹气口供给空气，并且经由所述另一侧第2流路向所述另一侧第2吹气口供给空气， 所述一侧第2吹气口比所述一侧第I吹气口更接近所述中心线， 所述另一侧第2吹气口比所述另一侧第I吹气口更接近所述中心线， 所述控制装置在水流从所述船舶的所述一侧流向所述另一侧时执行所述第2控制及第3控制， 所述控制装置， 在相对于所述船舶的水流的流入角为第I角度时执行所述第I控制， 在所述水流的流入角为大于所述第I角度的第2角度时执行所述第2控制， 在所述水流的流入角为大于所述第2角度的第3角度时执行所述第3控制， 所述控制装置在所述第I控制中使所述一侧第2阀及所述另一侧第2阀保持打开状态， 所述控制装置在所述第2控制中使所述一侧第2阀及所述另一侧第2阀保持打开状态， 所述控制装置在所述第3控制中使所述一侧第I阀及所述一侧第2阀保持打开状态并使所述另一侧第I阀及所述另一侧第2阀保持关闭状态。
3.根据权利要求1或2所述的船舶的阻力降低装置，其中， 所述控制装置在所述第I控制中将所述供气装置的总供气量控制为第I供气量，所述控制装置在所述第2控制中将所述供气装置的总供气量控制为少于所述第I供气量的第2供气量。
4.根据权利要求2所述的船舶的阻力降低装置，其中， 所述控制装置在所述第I控制中将所述供气装置的总供气量控制为第I供气量， 所述控制装置在所述第2控制中将所述供气装置的总供气量控制为少于所述第I供气量的第2供气量， 所述控制装置在所述第3控制中将所述供气装置的总供气量控制为少于所述第2供气量的第3供气量。
5.根据权利要求1或2所述的船舶的阻力降低装置，还具备: 一侧第3吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述一侧； 另一侧第3吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述另一侧； 一侧第3流路，连接于所述一侧第3吹气口； 一侧第3阀，设 置于所述一侧第3流路； 另一侧第3流路，连接于所述另一侧第3吹气口 ；及 另一侧第3阀，设置于所述另一侧第3流路，其中， 所述供气装置经由所述一侧第3流路向所述一侧第3吹气口供给空气，并且经由所述另一侧第3流路向所述另一侧第3吹气口供给空气， 所述一侧第I吹气口及所述另一侧第I吹气口配置于所述船底的第I区域， 所述一侧第3吹气口及所述另一侧第3吹气口配置于所述船底的第2区域， 所述第2区域位于比所述第I区域更靠近船尾侧， 所述控制装置在所述第I控制中使所述一侧第3阀及所述另一侧第3阀保持关闭状态， 所述控制装置在所述第2控制中使所述一侧第3阀保持打开状态并使所述另一侧第3阀保持关闭状态。
6.根据权利要求1或2所述的船舶的阻力降低装置，还具备: 一侧吹气回收口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述一侧； 另一侧吹气回收口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述另一侧，其中， 所述一侧第I吹气口及所述另一侧第I吹气口配置于所述船底的第I区域， 所述一侧吹气回收口及所述另一侧吹气回收口配置于所述船底的第2区域， 所述第2区域位于比所述第I区域更靠近船尾侧， 所述控制装置在执行所述第2控制时，所述另一侧吹气回收口从水中回收空气，所述一侧吹气回收口将所述另一侧吹气回收口所回收的空气吹入水中。
7.根据权利要求6所述的船舶的阻力降低装置，其中， 所述一侧吹气回收口沿着所述一侧的舷侧设置，所述另一侧吹气回收口沿着所述另一侧的舷侧设置。
8.一种船舶，其具备: 根据权利要求1至7中任一项所述的船舶的阻力降低装置；及 产生推力的推进器。
9.一种船舶的阻力降低方法，其具备如下步骤:相对于船舶的水流的流入角为第1角度时执行阻力降低装置的第1控制；及所述水流的流入角为大于所述第1角度的第2角度时执行所述阻力降低装置的第2控制，其中 所述阻力降低装置，具备: 一侧第1吹气口，设置于比所述船舶的船底的中心线更靠近左舷及右舷中的一侧； 另一侧第1吹气口，设置于比所述船底的所述中心线更靠近所述左舷及所述右舷中的另一侧； 供气装置，经由一侧第1流路向所述一侧第1吹气口供给空气，并且经由另一侧第1流路向所述另一侧第1吹气口供给空气； 一侧第1阀，设置于所述一侧第1流路 '及 另一侧第1阀，设置于所述另一侧第1流路， 在执行所述第I控制时，使所述一侧第1阀及所述另一侧第1阀保持打开状态，在执行所述第2控制时，使所述一侧第1阀保持打开状态并使所述另一侧第1阀保持关闭状态。
【文档编号】B63B1/38GK103958339SQ201280058260
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年2月15日 优先权日:2011年12月27日
【发明者】小段洋一郎, 川北千春, 高野真一, 川渊信, 松本广光 申请人:三菱重工业株式会社
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