(57)【要約】      （修正有）【課題】船舶の底部に空気空洞を形成し、水との摩擦抵抗を減少させる空気空洞船舶を提供する。【解決手段】空気空洞船舶１００であって、前記船舶の船底部１０１に形成された空間区域内に空気層を形成するために注入される空気を圧縮する空気圧縮器と、該空気圧縮器によって圧縮された空気を船底部に形成された区画空間に供給する空気バルブと、前記空気圧縮器と空気バルブとの間に設置され、前記圧縮された空気を含有するヘッダとを備えることを特徴とする。【選択図】図９
2011240918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気空洞船舶であって、
前記船舶の船底部に形成された空間区域内に空気層を形成するために注入される空気を圧縮する空気圧縮器と、
該空気圧縮器によって圧縮された空気を船底部に形成された区画空間に供給する空気バルブと、
前記空気圧縮器と空気バルブとの間に設置され、前記圧縮された空気を含有するヘッダと、
を備えることを特徴とする空気空洞船舶。
【請求項２】
前記空気圧縮器と前記ヘッダとの間に設置され、圧縮された空気を貯蔵する空気貯蔵容器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の空気空洞船舶。
【請求項３】
前記空間区域が、船底部面の上に取り付けられる複数の区画形成部材によって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の空気空洞船舶。
【請求項４】
前記船舶の船底部に形成された空間区域に差をつけて空気を供給することを特徴とする請求項１に記載の空気空洞船舶。
【請求項５】
前記空間区域が、船底部面の上に取り付けられる少なくとも１つの区画形成部材によって形成されることを特徴とする請求項４に記載の空気空洞船舶。
【請求項６】
船舶の底部に縦方向に位置している各空間区域の両側面に対して、船首部の前記空間区域から船尾部の前記空間区域へ行くほど空気供給量が減少することを特徴とする請求項４または５に記載の空気空洞船舶。
【請求項７】
船舶の底部に縦方向に位置している各空間区域に対して、船首部の前記空間区域から船尾部の前記空間区域へ行くほど空気供給量が減少することを特徴とする請求項４または５に記載の空気空洞船舶。
【請求項８】
前記船舶の船底部に形成された空間区域内の空気層厚さを計測する超音波計測器またはレーダー計測器を備えることを特徴とする請求項１に記載の空気空洞船舶。
【請求項９】
前記超音波計測器またはレーダー計測器が、前記空間区域の後半部の空気層厚さを計測するように設置されることを特徴とする請求項８に記載の空気空洞船舶。
【請求項１０】
前記空間区域が、前記船舶の船底部面の上に取り付けられる複数の区画形成部材によって形成されることを特徴とする請求項８または９に記載の空気空洞船舶。
【請求項１１】
前記区画形成部材のうち、横方向区画部材が、船首側端部がヒンジ形態で支持されて、所定の角度内で回転可能に駆動され得ることを特徴とする請求項１０に記載の空気空洞船舶。
【請求項１２】
前記船舶の船底部の内側には、前記横方向区画部材を収容できるように凹んだ部分が形成されることを特徴とする請求項１１に記載の空気空洞船舶。
【請求項１３】
前記レーダー計測器が前記船舶の甲板に設置されるとき、前記計測器から前記空間区域がある前記船舶の船底部まで計測用配管を設置することを特徴とする請求項８に記載の空気空洞船舶。
【請求項１４】
前記計測用配管が、前記船舶に設置されたバラストタンクを通過して設置されることを特徴とする請求項１３に記載の空気空洞船舶。
【請求項１５】
前記船舶の船底部に形成された空間区域内に空気層を形成するために注入される空気が、前記船舶に装着された不活性ガスシステムで生産された不活性ガスであることを特徴とする請求項１に記載の空気空洞船舶。
【請求項１６】
前記不活性ガスシステムの後端に不活性ガスを貯蔵できる不活性ガス貯蔵容器を設置することを特徴とする請求項１５に記載の空気空洞船舶。
【請求項１７】
前記不活性ガス貯蔵容器の後端にレギュレーティングバルブをさらに設置することを特徴とする請求項１６に記載の空気空洞船舶。
【請求項１８】
前記空間区域が、船底部面の上に取り付けられる複数の区画形成部材によって形成されることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の空気空洞船舶。
【請求項１９】
空気空洞船舶であって、
船底部に形成された空間区域内に空気層を形成するために注入される空気を圧縮する空気圧縮器によって圧縮された空気を貯蔵する空気貯蔵容器の後端に、圧縮された空気を含有するヘッダを設置し、船底部に形成された区画空間に空気を供給することを特徴とする空気空洞船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の底部に空気空洞を形成し、水との摩擦抵抗を減少させる空気空洞船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、船舶の航海時には、船体の表面と水との間に摩擦抵抗が作用するようになる。このような摩擦抵抗は、船体に作用する抵抗のほとんどを占めるため、船舶の航海時の摩擦抵抗の減少は極めて重要な課題となっている。
船舶の摩擦抵抗を減少させるための技術の１つとして、船底部を内側に凹むように形成し、その凹んだ部分に空気を噴射して空気空洞を形成させ、船舶の接水表面的を減少させる空気空洞船舶（ａｉｒ  ｃａｖｉｔｙ  ｖｅｓｓｅｌ）が知られている。
【０００３】
図１は、従来の空気空洞船舶を示した図であって、（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は底面図である。
【０００４】
このような船舶１では、船底部２の全面にわたって凹んだ形態の区画空間部３を形成し、船舶の船首部から区画空間部３に向けて空気を供給する空気供給部４が設置される。
【０００５】
空気は、空気供給部４から区画空間部３内へ注入され、区画空間部３内で空気層を形成し、船舶の航海時に水との摩擦抵抗を減らす役割をするようになる。このような空気空洞によって航海時の摩擦抵抗が約１０％程度減少するものと知られている。
【０００６】
航海時に、船舶１の前後左右運動によって空気空洞から空気が抜け出ると、空気層が形成されないため、このような場合には、船底部２に形成された区画空間部３によって抵抗が却って増加する可能性がある。空気空洞がよく維持され得るようにするために、従来の船舶では、区画空間部３に縦方向仕切り及び横方向仕切りを設置し、区画空間部３を複数の区画に分けて仕切ることもある。
【０００７】
しかし、船底部２を凹むようにして空気空洞を形成する従来の空気空洞船舶１では、船舶の排水量が減って浮力が減少し、従来の船舶に対する多くの設計変更が必要であり、製作上の困難があった。したがって、従来の船舶の設計を大きく変更せずに、空気空洞船舶を製作することができる方法が求められる。
【０００８】
一方、従来、船舶の航海にともなう速力によって区画空間部３を抜け出る空気が船尾部に位置したプロペラ６に達するとプロペラに悪影響を及ぼし、プロペラの推力とトルクを不安定にするという問題があった。このために、区画空間部３の後方には空気排出口５が設置され、区画空間部３を抜け出る空気は、プロペラ６に達する前に空気排出口５を介して水面上に排出される。
【０００９】
しかし、区画空間部３を抜け出る空気を空気排出口５を介して水面上に排出せずに空気供給部４へ誘導すれば、空気供給部４に空気を供給するために空気圧縮機でかかる電力をかなり減らすことができるので好ましい。
【００１０】
また、一般に、横方向区画部材の駆動のためには、油圧を用いるのが一般的であるが、この場合、油圧の漏水現象による油圧制御の効率低下及び船舶内部の汚染という問題が発生し、油圧装置の肥大化のため、船舶の荷重増加が発生し、これによる船舶の動力増加など、エネルギー消費増加にともなう非効率的な面がある。
【００１１】
大韓民国公開特許第１０−２００９−０１１６０８７号の「縦方向及び横方向仕切りを備えるエアキャビティ船舶」では、船舶の船底部に縦横方向仕切りを格子形態で設置し、縦横方向仕切りに形成される各々の空間区域によって小規模多重空気層が形成されるようにした縦方向及び横方向仕切りを備えているが、固定された横方向仕切りのため、依然として大きな抵抗が発生する。
【００１２】
大韓民国公開特許第１０−２００５−００１６８６９号の「空気キャビティ船舶」では、キャビティの横方向隔壁が固定されており、船舶の運行状況に応じる調整が不可能であり、これも抵抗及び動力使用を増加させるという問題を抱えている。
【００１３】
国際公開特許WO84/04903号の“VESSEL WITH ADJUSTABLE DRAUGHT"では船底部に凹みを形成しその内部凹みにフラップ(flap、横方向隔壁)を装着し、これを船底部に対して垂直下方(船底部に対して90゜角度、vertical)で作動させて運航をする船舶である、既存船舶に対して凹みを形成するため多い設計変更及び追加作業が必要となり、船舶の製作期間及び製作費用が著しく増加するようになり、フラップ(flap、横方向隔壁)が突出されると(working position)、海洋を運航する時、水との摩擦抵抗が最大に増加するようになって船舶の運航速度の減少及び燃料消耗が大幅に増加することになる問題がある。また、フラップ(flap、横方向隔壁)の作動及び非作動時(working position and rest position)にフラップが一体に動くので、大型船舶に適用の時、全体フラップの大きさが大きくなって自体荷重及び水の抵抗が著しく増加してフラップが曲がるようになり、作動のために多くの動力源が必要となる問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決するために提案されたものであって、その目的は、従来の船舶に対する設計変更無しで、簡単な方法により船舶の航海時の摩擦抵抗を減少させることができる空気空洞船舶を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の目的は、空気空洞を形成するために必要な空気を圧縮する空気圧縮機でかかる動力を低減できる空気空洞船舶を提供することにある。
【００１６】
なお、本発明の目的は、空気空洞の厚さ測定のための計測器を設置し、船舶の航海時に空気空洞が適切に形成されるのか否かをモニタリングして適切な空気量を供給するように制御可能な空気空洞船舶を提供することにある。
【００１７】
さらに、本発明の目的は、船舶運航時及び停泊時、動力エネルギー低減及び油圧漏水防止のために、圧縮空気、または電磁石、或いは電磁石・永久磁石などを用いた横方向区画部材を動いて横方向区画部材の後方部に適切な渦流を形成し、循環流動を生成させて内部に適切な空気空洞を形成できる空気空洞船舶を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の目的は、横方向区画部材を適切に稼動して渦流抵抗を減少させることができる空気空洞船舶を提供することにある。
【００１９】
さらに、本発明の目的は、空気空洞の複数の空間区域に各空間区域別に不要な空気の供給を減らすことにより、空気空洞層による摩擦抵抗を減少させ、また、空気供給にかかる動力を最小化できる空気空洞船舶を提供することにある。
【００２０】
また、本発明の目的は、駆動可能な横方向区画部材を採用した空気空洞船舶の場合に、空気空洞のための複数の空間区域内部に水が流入されることを防ぎ、空間区域内部の空気空洞形成が効果的になされ得るようにする水密手段が設置された空気空洞船舶を提供することにある。
【００２１】
さらに、本発明の目的は、船舶の船体船底部形状を屈曲させることにより、横方向区画部材が後退位置にあるとき、横方向区画部材を収容可能なようにした空気空洞船舶を提供することにある。
【００２２】
また、本発明の目的は、油圧を用いて横方向区画部材を動く場合、簡単な構成でシステムを構成して油圧システムを簡単に形成できる空気空洞船舶を提供することにある。
【００２３】
なお、本発明の目的は、空気空洞を形成するための船底部の空間区域内に安定的に空気を供給することにより、船舶の運航中に発生できる横揺れや縦揺れ時にも適切な空気層の維持が可能であり、空気供給のための設備の耐久性を向上させる空気空洞船舶を提供することにある。
【００２４】
さらに、本発明の目的は、船舶の航海時、船底部に形成されている区画された空間区域内の稼動区画部材や船底部等にフジツボなどの海洋生物が付着されることを防ぎ、付着された海洋生物による摩擦抵抗を減少させることができる、海洋生物が空気空洞船舶に付着されることを防止する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
そこで、上記の目的を達成するための本発明に係る空気空洞船舶は、空気空洞船舶であって、前記船舶の船底部に形成された空間区域内に空気層を形成するために注入される空気を圧縮する空気圧縮器と、該空気圧縮器によって圧縮された空気を船底部に形成された区画空間に供給する空気バルブと、前記空気圧縮器と空気バルブとの間に設置され、前記圧縮された空気を含有するヘッダとを備えることを特徴とする。
【００２６】
前記空気圧縮器と前記ヘッダとの間に設置され、圧縮された空気を貯蔵する空気貯蔵容器をさらに備えることを特徴とする。
【００２７】
前記空間区域が、船底部面の上に取り付けられる複数の区画形成部材によって形成されることを特徴とする。
【００２８】
前記船舶の船底部に形成された空間区域に差をつけて空気を供給することを特徴とする。
【００２９】
前記空間区域が、船底部面の上に取り付けられる少なくとも１つの区画形成部材によって形成されることを特徴とする。
【００３０】
船舶の底部に縦方向に位置している各空間区域の両側面に対して、船首部の前記空間区域から船尾部の前記空間区域へ行くほど空気供給量が減少することを特徴とする。
【００３１】
船舶の底部に縦方向に位置している各空間区域に対して、船首部の前記空間区域から船尾部の前記空間区域へ行くほど空気供給量が減少することを特徴とする。
【００３２】
前記船舶の船底部に形成された空間区域内の空気層厚さを計測する超音波計測器またはレーダー計測器を備えることを特徴とする。
【００３３】
前記超音波計測器またはレーダー計測器が、前記空間区域の後半部の空気層厚さを計測するように設置されることを特徴とする。
【００３４】
前記空間区域が、前記船舶の船底部面の上に取り付けられる複数の区画形成部材によって形成されることを特徴とする。
【００３５】
前記区画形成部材のうち、横方向区画部材が、船首側端部がヒンジ形態で支持されて、所定の角度内で回転可能に駆動され得ることを特徴とする。
【００３６】
前記船舶の船底部の内側には、前記横方向区画部材を収容できるように凹んだ部分が形成されることを特徴とする。
【００３７】
前記レーダー計測器が前記船舶の甲板に設置されるとき、前記計測器から前記空間区域がある前記船舶の船底部まで計測用配管を設置することを特徴とする。
【００３８】
前記計測用配管が、前記船舶に設置されたバラストタンクを通過して設置されることを特徴とする。
【００３９】
前記船舶の船底部に形成された空間区域内に空気層を形成するために注入される空気が、前記船舶に装着された不活性ガスシステムで生産された不活性ガスであることを特徴とする。
【００４０】
前記不活性ガスシステムの後端に不活性ガスを貯蔵できる不活性ガス貯蔵容器を設置することを特徴とする。
【００４１】
前記不活性ガス貯蔵容器の後端にレギュレーティングバルブをさらに設置したことを特徴とする。
【００４２】
前記空間区域が、船底部面の上に取り付けられる複数の区画形成部材によって形成されることを特徴とする。
【００４３】
また、上記の目的を達成するための本発明に係る空気空洞船舶は、空気空洞船舶であって、船底部に形成された空間区域内に空気層を形成するために注入される空気を圧縮する空気圧縮器によって圧縮された空気を貯蔵する空気貯蔵容器の後端に、圧縮された空気を含有するヘッダを設置し、船底部に形成された区画空間に空気を供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、従来の船舶に対する設計変更無しで、船底部上に空気空洞のための空間区域を形成することにより、空気空洞船舶を製作するための時間、努力、及び費用を低減することができる。
【００４５】
また、空気回収装置によって空気空洞を抜け出る空気を回収し、再度空間区域に供給することにより、空気がプロペラに達することを防止しつつ、空気空洞を形成するための空気を圧縮する空気圧縮機でかかる動力を低減することができる。
【００４６】
なお、船舶の航海時に、空気空洞が適切に形成されるのか否かを空気供給制御装置によってモニタリングし、空間区域に供給される空気量を制御して空気空洞が適宜形成されるようにすることができる。
【００４７】
さらに、横方向区画部材の駆動装置及び固定装置として電磁石または空気を用いて、少ない電力量で容易に横方向区画部材を駆動及び固定することができる。
【００４８】
また、固定装置として複数段のストッパを設置し、横方向区画部材の微細調整が可能であり、横方向区画部材の後方に適切な渦流を形成し、局所的な循環流動を生成させて、内部に適切な空気空洞を形成することもできる。
【００４９】
なお、横方向区画部材を適切に稼動して渦流抵抗を減少させることができ、船舶の動力損失も低減することができる。
【００５０】
さらに、横方向区画部材の継続的稼動が必要な場合にも、固定装置に対する小さな量の動力供給だけでも横方向区画部材が固定されるので、横方向区画部材の継続的稼動のための大容量の動力源が不要であり、船舶の動力低減に資することができる。
【００５１】
また、ロードにスプリングロープ（ｓｐｒｉｎｇ  ｌｏａｆ）を設置し、運航の際、水の抵抗によって発生する横方向区画部材の衝撃を吸収して、横方向区画部材の耐久性及び水の抵抗などを減少させることができる。
【００５２】
また、船底部にある空間区域に注入される空気量のうち、空間区域別に不要な空気量を減らして空気供給にかかる動力を最小化し、最大の燃料低減効果を達成することができる。
【００５３】
なお、駆動できる横方向区画部材を採用した空気空洞船舶の場合に、横方向区画部材と縦方向区画部材との間の間隙に水密手段を設置し、空気空洞のための複数の空間区域内部に水が流入されることを防ぎ、その結果、空間区域内部の空気空洞形成が効果的になされ得るようにして、空気空洞形成のための動力使用などを最小化し、最大の燃料低減効果を達成することができる。
【００５４】
さらに、船底部の形状を屈曲型とすることにより、横方向区画部材を収容できるようにして、突出された区画部材による付加抵抗を減少させ、これによる船舶の速度が向上し、また、船舶の動力使用を低減することができる。
【００５５】
また、空気空洞を形成する空気層の正確な厚さを測定するために、超音波（ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ）計測器やレーダー（ｒａｄａｒ）計測器を使用することにより、適切な空気層を把握して付加抵抗を減少させ、また、空気層形成のための不要な動力使用を防止することができる。
【００５６】
なお、横方向区画部材を駆動するために油圧を用い、このとき、油圧の力を伝達する位置が横方向区画部材の船首部側に位置する場合、油圧伝達用ロードの長さを長くして横方向区画部材の駆動のための油圧力を減らし、横方向区画部材の駆動のための構成を簡単にすることができる。
【００５７】
さらに、空気圧縮器と空気バルブとの間にレギュレーティングバルブ、空気貯蔵容器などを設置し、船底部に区画された各々の空間区域に空気層形成のための空気を所定の圧力で安定的に供給し続けることができ、船舶の運航中に発生し得る横揺れや縦揺れ時などに適切な空気層の維持が可能であり、空気供給のための各種設備の耐久性を向上させた空気空洞船舶を提供しようとすることに目的がある。
【００５８】
また、空気バルブの後端にヘッダ（ｈｅａｄｅｒ）を設置し、船底部に区画された各々の空間区域に空気層形成のための空気を安定的に供給し続けることができ、船舶の運航中に発生し得る横揺れや縦揺れ時などに適切な空気層の維持のための安定した空気供給が可能な空気空洞船舶を提供しようとすることに目的がある。
【００５９】
さらに、船舶の航海時に、船底部に形成された空気空洞に不活性ガスを供給することにより、フジツボなどの海洋生物が船底部に形成されている区画された空間区域内の稼動区画部材や船底部等に付着されることを防止して、船舶の摩擦抵抗を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】従来の空気空洞船舶を示した図であって、（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は底面図である。
【図２】本発明に係る空気空洞船舶の底部を示した底面図である。
【図３】本発明に係る空気空洞船舶の側面図である。
【図４】本発明に係る空気空洞船舶の横方向区画部材の構成を示した概略図である。
【図５】本発明に係る空気空洞船舶の空気回収装置の構成を示した概略図である。
【図６】本発明の空気空洞船舶において、空気供給を制御する方法を示した図である。
【図７】本発明に係る空気空洞船舶のさらに他の実施形態である横方向区画部材の稼動手段を簡略に示した概略図である。
【図８】本発明に係る空気空洞船舶の横方向区画部材の稼動手段を示した構成図である。
【図９】本発明に係る空気空洞船舶で複数の空間区域に差をつけて空気を供給する方法を示した概略図である。
【図１０】本発明に係る空気空洞船舶のさらに他の実施形態である横方向・縦方向区画部材と水密手段の全体的な構成を示した概略図であって、（Ａ）は船底部の平面図であり、（Ｂ）は船底部を上から眺めた斜視図であり、（Ｃ）は船底部の正面図である。
【図１１】本発明に係る空気空洞船舶のさらに他の実施形態である横方向・縦方向区画部材と水密手段の全体的な構成を示した概略図であり、縦方向仕切り１１１によって横方向区画部材１２０が分離される場合を示した図であって、（Ａ）は船底部の平面図であり、（Ｂ）は船底部を上から眺めた斜視図であり、（Ｃ）は船底部の正面図である。
【図１２】本発明に係る空気空洞船舶のさらに他の実施形態である屈曲型空気空洞船舶の概略図であって、（Ａ）は船底部の平面図であり、（Ｂ）は屈曲型船底部の拡大図である。
【図１３】本発明に係る空気空洞船舶の空気空洞測定のための計測器が設置された場合を示した概略図である。
【図１４】本発明に係る空気空洞船舶の油圧作動式稼動区画部材を示した概略図であって、（Ａ）は稼動区画部材が後退位置にあるときの概略図であり、（Ｂ）は稼動区画部材が突出位置にあるときの概略図である。
【図１５】本発明に係る空気空洞船舶の船底部に形成される空気空洞に安定的な空気を供給するためのシステムを示した概略図である。
【図１６】本発明に係る空気空洞船舶の船底部に形成される空気空洞に安定的な空気を供給するための装置を示した概略図である。
【図１７】本発明に係る空気空洞船舶の船底部に形成される空気空洞に不活性ガスを供給する方法を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施形態に関する構成及び作用を詳細に説明する。ここで、各図面の構成要素に対して参照符号を付することにおいて、同じ構成要素に限っては、たとえ、他の図面上に表示されてもできるだけ、同じ符号で表記されたことに留意すべきである。
【００６２】
図２は、本発明に係る空気空洞船舶の底部を示した底面図である。図３は、本発明に係る空気空洞船舶の側面図である。
【００６３】
本発明の空気空洞船舶（ａｉｒ  ｃａｖｉｔｙ  ｖｅｓｓｅｌ；１００）は、船舶の底部（船底部）に空気空洞を形成し、水との摩擦抵抗を減少させるための構成を有する。空気空洞船舶１００は、航海中に水が船底部１０１と直接接触せずに、空気層と接触されるようにすることにより、摩擦抵抗を減少させて燃料消費を減らすためのものである。一般的に、空気空洞船舶において、空気空洞の形成による燃料低減は、約５％〜１５％程度であると知られている。
【００６４】
本発明の空気空洞船舶１００は、船底部１０１面はそのまま置いて、その上に空気空洞を形成できるように構成されることにより、従来、船舶の底部面に溝を掘り、溝の内側に空気空洞を形成するために、船舶に多くの設計変更を必要としていた短所を解決しようとする。
【００６５】
前記空気空洞船舶１００は、縦方向区画部材１１０と、縦方向仕切り１１１と、横方向区画部材１２０と、空気供給部１３０とを有する。ここで、縦方向区画部材１１０と、縦方向仕切り１１１と、横方向区画部材１２０とは、空気空洞を形成できるように船底部を区画するための区画形成部材となる。
【００６６】
縦方向区画部材１１０は、船底部１０１の両側、すなわち、左舷と右舵とに各々取り付けられて、船底部１０１を縦方向（船舶の長さ方向）に区画する。このとき、縦方向区画部材１１０は、船底部１０１面の上に突出されるように取り付けられる別途の部材で形成されることにより、従来の船舶に設計変更が必要ないようにする。
【００６７】
横方向区画部材１２０は、船底部１０１から幅方向へ延びる。横方向区画部材１２０は、縦方向区画部材１１０と協同して船底部１０１に空気空洞を形成する空間区域Ｓを形成する。横方向区画部材１２０は、縦方向に離隔して複数個設置され、空間区域Ｓを複数の空間区域に分割することができる。
【００６８】
縦方向区画部材１１０の内側には、船底部１０１から突出されるように縦方向仕切り１１１が取り付けられ、空間区域Ｓをさらに分割することができる。縦方向仕切り１１１は、船舶の横揺れ（ｒｏｌｌｉｎｇ）時にも空気空洞が安定的に維持されるように助ける。
【００６９】
上記において、空気空洞を形成するための空間区域Ｓが縦方向区画部材１１０と、縦方向仕切り１１１と、横方向区画部材１２０とによって形成されているが、空間区域Ｓを形成できるならば、他の部材が追加されることも本発明の範囲に含まれる。
【００７０】
また、上記において、縦方向区画部材１１０と縦方向仕切り１１１とが区分されて説明されているが、このような区分は説明のためのものである。縦方向仕切り１１１は、船底部を縦方向に区画するための部材という点で縦方向区画部材１１０と機能がほとんど同一なので、本発明で縦方向仕切り１１１は、縦方向区画部材１１０に代替され得る。すなわち、空間区域Ｓが、船底部に幅方向に離隔して置かれる複数の縦方向区画部材１１０と横方向区画部材１２０とによって形成されることも本発明の範囲に含まれる。
【００７１】
空気供給部１３０は、縦方向区画部材１１０と、縦方向仕切り１１１と、横方向区画部材１２０とによって形成される空間区域Ｓに空気を供給し、航海中に船底部１０１面と水との間に空気空洞を形成できるようにする。このために、空気供給部１３０は、空間区域Ｓに空気を供給する空気噴射ノズル１３１と、このような空気噴射ノズル１３１で空気を供給できるように空気を圧縮する空気圧縮機１３２と、空気噴射ノズル１３１と空気圧縮機１３２とを接続する空気供給管１３３とを備える。空気圧縮機１３２と空気供給管１３３との間には、圧縮空気を貯蔵する空気貯蔵容器がさらに備わることができる。望ましくは、空気噴射ノズル１３１は、複数の空間区域Ｓに各々配置されて、空気を個別的に各々の空間区域Ｓに供給できるようにする。
【００７２】
図４は、本発明に係る空気空洞船舶の横方向区画部材の構成を示した側面図である。
【００７３】
一般に、船舶が波の荒い地域を航海するときは、船舶の揺れのため、空気空洞から空気が抜け出て空気空洞を正しく形成し難いことがある。このような場合には、船舶の航海時に空気空洞によって摩擦抵抗を減らすことができず、船底部１０１に形成される縦方向区画部材１１０と横方向区画部材１２０とによって摩擦抵抗が却って増加される可能性がある。
【００７４】
この場合、縦方向区画部材１１０は、船舶の長さ方向に形成されており、摩擦抵抗に及ぼす影響が少ないが、横方向区画部材１２０は、船舶が運航するとき、水と正面に接触されるため、摩擦抵抗を増加させる原因となる。
【００７５】
このような点を考慮して、本発明の横方向区画部材１２０は、船底部１０１面と同じ高さで延びる後退位置と、船底部１０１面から突出される突出位置との間で移動可能なように構成される。したがって、横方向区画部材１２０は、波の荒い地域を通過するときのように、空気空洞を形成し難い状況では、後退位置に移動して横方向区画部材が船底部から突出されて発生する抵抗増加を減らすことができるようにする。
【００７６】
図４の（Ａ）は、横方向区画部材１２０が後退位置にある状態を示す。横方向区画部材１２０が形成される部分の船底部１０１は、幅方向に沿って内側に屈曲されて凹んだ部分を形成し、後退位置で横方向区画部材１２０は凹み部内に収容されることができる。
【００７７】
空気空洞を形成できる状況になると、横方向区画部材１２０は図４の（Ｂ）に示すように、船底部１０１面から突出されて突出位置にあるようになる。このとき、横方向区画部材は、ヒンジ軸１２１を中心として後退位置から突出位置に回転する。ここで、ヒンジ軸１２１は、船底部１０１から幅方向へ延びる軸となる。ヒンジ軸１２１は、横方向区画部材１２０の前方（船首側）端部に位置しており、突出位置で横方向区画部材１２０の後方端部は突出されるが、前方端部は船底部１０１面と同等な高さを維持するようになる。これは、横方向区画部材１２０の突出位置から横方向区画部材１２０に沿って自然な流線が形成されるようにして、水との摩擦抵抗を減らすことができるようにする。横方向区画部材１２０の突出高さは、０．３ｍないし２．０ｍの間で調整されることが好ましい。
【００７８】
横方向区画部材１２０は、油圧式または電動式で後退位置と突出位置との間で移動可能なように構成されることができる。例えば、横方向区画部材１２０は、油圧式ジャツク１２２によってヒンジ軸１２１を中心として移動され得る。
空気空洞の形成は、船舶の運航速度と横方向区画部材１２０の突出高さとによって影響を受けるようになる。本発明の横方向区画部材１２０は、船底部１０１面から突出される突出高さを調整できるように構成されて、船舶の運航速度に適した複数段の高さを提供することができる。
【００７９】
このように、本発明の空気空洞船舶１００は、従来の船舶とは異なり、船底部に溝を掘って空気空洞を形成せず、船底部１０１面の上に取り付けられる縦方向区画部材１１０と横方向区画部材１２０とによって船底部１０１はそのまま置いて、その上に空気空洞を形成する。したがって、従来の船舶に対する設計変更無しで、空気空洞船舶を製作することができる。したがって、空気空洞船舶を製作するための時間、努力、及び費用がかなり低減される。
【００８０】
また、本発明の横方向区画部材１２０は、船舶の航海時の状況に応じて後退位置と突出位置との間を移動することができるので、空気空洞を形成し難い状況で却って空気空洞船舶の抵抗が増加することを防止することができる。
【００８１】
また、横方向区画部材１２０が突出位置にあるとき、その突出される高さを調整できるので、船舶の運航速度に応じて適宜空気空洞を形成できるようになる。
【００８２】
上記において、本発明の横方向区画部材１２０が折り畳み式で構成されるものと説明したが、横方向区画部材１２０が折り畳み式で構成されず、縦方向区画部材１１０と同様に、船底部１０１上に突出されるように取り付けられるものも本発明の範囲に含まれる。
【００８３】
図５は、本発明に係る空気空洞船舶の空気回収装置の構成を示した概略図である。以下では、図３及び図５を参照して空気回収装置の構成を説明する。
【００８４】
船舶の航海にともなう速力によって空気空洞が形成される空間区域を抜け出る空気が船尾部に位置したプロペラ１０５に達するとプロペラに悪影響を及ぼし、プロペラ１０５の推力とトルクを不安定にするため、空間区域を抜け出る空気は、プロペラ１０５に達する前に吸収されることが好ましい。
【００８５】
このために、本発明の空気空洞船舶１００は、船尾部に空間区域の空気空洞から抜け出る空気を回収し、再度空気噴射ノズル１３１に供給する空気回収装置１４０を備える。
【００８６】
空気回収装置１４０は、空気吸入口１４１と、気液分離器１４２と、空気圧縮機１４３と、接続管１４４とを備える。
【００８７】
空気吸入口１４１は、船尾部に設置され、空間区域から抜け出る空気を吸入する。空気吸入口１４１は、船底部１０１面から気液分離器１４２まで接続される。空気吸入口１４１を介しては、空気だけでなく、水も共に吸入されるので、気液分離器１４２では、空気と水とを分離するようになる。気液分離器１４２は、船底部１０１面より例えば５ｍ程度高い所に位置するので、別途の動力の供給がなくとも空気は圧力差によって空気吸入口１４１を介して気液分離器１４２まで吸入される。
【００８８】
気液分離器１４２から分離された水は外部に排出され、空気は、空気圧縮機１４３によって加圧されて、接続管１４４を介して再度空気噴射ノズル１３１に供給される。ここで、空気圧縮機１４３は、気液分離器１４２から分離された空気を加圧して接続管１４４を介して空気噴射ノズル１３１に供給するための装置であって、コンプレッサまたはポンプになり得る。接続管１４４は、気液分離器１４２及び空気供給管１３３と接続される管であって、気液分離器１４２から分離された空気が移動する通路となる。
【００８９】
例えば、船底部１０１面での圧力が２バー（ゲージ圧）程度であるとすれば、気液分離器１４２は船底部１０１面より高い所に位置するので、水頭は数ｍ程度低い。したがって、気液分離器１４２から分離された空気の圧力はほぼ１．５バー程度となる。空気圧縮機１３２で空気噴射ノズル１３１を介して空気を供給するためには、２バー以上に空気を圧縮しなければならないが、気液分離器１４２から分離された空気は１．５バー程度の圧力を既に有するので、このような空気に空気圧縮機１４３で０．５バー程度の圧力のみ加えると、空気は、接続管１４４及び空気供給管１３３を介して空気噴射ノズル１３１に供給されることができる。
【００９０】
空気圧縮機１３２で２バー以上の圧力で持続的に空気を圧縮するためには、多くの動力がかかる。従来では、空気空洞を介して抜け出る空気を吸収して水面上に排出するが、本発明では、気液分離器１４２から分離された空気を外部に排出せずに、０．５バー程度の低い圧力のみ加えて、空気供給管１３３を介して空気噴射ノズル１３１に再循環させる。したがって、空気圧縮機１３２では、さらに少ない量の空気のみ圧縮すればよいので、空気を圧縮するためにかかる動力をかなり低減することができる。
【００９１】
このように、本発明の空気回収装置１４０は、空間区域から抜け出る空気を吸入し、このような空気がプロペラ１０５に達してプロペラの作動に悪影響を及ぼすことを防止する。また、気液分離器１４２から分離された空気は低い圧力で再循環されて空気噴射ノズル１３１に供給されるので、空気圧縮機１３２で空気を圧縮するためにかかる動力をかなり低減することができる。
【００９２】
図６は、本発明の空気空洞船舶において、空気供給を制御する方法を示した図である。
【００９３】
一般に、空気空洞船舶では、空気空洞を形成し、水との摩擦抵抗を減少させることが目的であるため、船舶の航海中に空気空洞が適宜形成されているかをモニタリングすることが重要である。
【００９４】
従来の空気空洞船舶では、船底部に溝を掘り、溝の内側に空気空洞を形成するので、溝の内側の水の水位を測定して空気空洞が形成されるのか否か及び空気空洞の厚さを簡単な方法で測定することができる。しかし、本発明では、船底部１０１面はそのまま置いて、その上に空気空洞を形成するので、船底部上に突出物を取り付けて水位を測定する方法を使用することは容易でない。
【００９５】
したがって、本発明では、空気空洞が形成される複数の空間区域Ｓの水または空気を吸入し、気液分離器２４２で空気と水とを分離し、分離された水の水位を測定して、空気空洞が形成されるのか否か及び空気空洞の厚さを測定する。
このために、まず、各々の空間区域Ｓの後端（船尾側）に位置した空気吸入口２４１を介して空気または水を吸入する。吸入された空気または水は気液分離器２４２で空気と水とに分離される。気液分離器２４２は、船底部１０１面より高い所に位置するので、別途の動力供給がなくとも空気または水は圧力差によって空気吸入口２４１を介して気液分離器２４２まで吸入される。
【００９６】
気液分離器２４２では、センサによって吸入された空気と水との比率を判断するようになる。空気と水との比率は、例えば、水位センサ２４４によって気液分離器２４２内の水位を測定して判断することができる。空間区域Ｓ内に空気空洞がよく形成されているときは、気液分離器２４２で空気の比率が高くなる。逆に、空間区域Ｓ内に空気空洞がよく形成されない場合には、気液分離器２４２で水の比率が高くなる。
【００９７】
制御部２４６は、水位センサ２４４で測定された水位によって空気噴射ノズル２３１を介して空間区域Ｓに供給される空気の量を調整するようになる。例えば、測定結果、空間区域Ｓ内の空気の比率が低いと判断されれば、制御部２４６は、空気噴射ノズル２３１の前端に設置される空気バルブ２４５の開度を調整してさらに空気を供給する。空気バルブ２４５は、水位センサ２４４から信号を伝達されて制御部２４６によって開度が自動で制御され得る。
【００９８】
気液分離器２４２から分離された空気は、再循環空気圧縮機２４３によって加圧され、空気貯蔵容器２５０に貯蔵される。このとき、上述したように、空気貯蔵容器２５０に貯蔵される空気の圧力は、空気噴射ノズル２３１を介して空間区域Ｓに空気を供給することができるように、２バー以上であり、気液分離器２４２から分離された空気は、１．５バー程度の圧力を既に有するので、再循環空気圧縮機２４３は、このような空気に０．５バー程度の圧力のみ加えると、空気は空気貯蔵容器２５０に貯蔵され得る。ここで、再循環空気圧縮機２４３は、コンプレッサまたはポンプになり得る。
【００９９】
空気貯蔵容器２５０には空気圧縮機２６０が接続され、空気噴射ノズル２３１を介して空間区域Ｓに供給するための空気を圧縮して空気貯蔵容器２５０に供給する。
【０１００】
上述したように、本発明の空気供給制御方法は、空間区域Ｓの後端に位置した空気吸入口２４１を介して空気または水を吸入して気液分離器２４２から分離した後、空気と水との比率を気液分離器２４２に設置される水位センサ２４４で判断するようになる。水位センサ２４４の判断値に応じて空気噴射ノズル２３１と接続された空気バルブ２４５の開度を調整することにより、空気空洞を形成するのに適切な量の空気を空間区域Ｓに供給することができる。
【０１０１】
また、気液分離器２４２から分離された空気は大気圧より高い状態であるため、再循環空気圧縮機２４３によって適正量の圧力、例えば、０．５バー程度の圧力のみさらに供給すると、空気貯蔵容器２５０に貯蔵される圧縮空気を作ることができ、空気圧縮機２６０でかかる動力をかなり低減することができる。
本発明の空気空洞船舶の空気供給制御方法は、船底部はそのまま置いて、その上に突出されるように取り付けられる区画形成部材によって空気空洞のための空間区域が形成される空気空洞船舶で利用することができるが、従来、船底部の溝内に形成される空気空洞を有する船舶でも利用することができる。
【０１０２】
図７は、本発明に係る空気空洞船舶のさらに他の実施形態である稼動区画部材を簡略に示した概略図であり、図８は、稼動区画部材の具体的な実施形態を示した構成図である。図４は、油圧式ジャツクを採用した空気空洞船舶の横方向区画部材を示したものであるが、図７と図８は他の稼動手段を採択して駆動される場合を示す。
【０１０３】
一般に、横方向区画部材の駆動のためには、油圧を用いることが普通であるが、この場合、油圧の漏水現象による油圧制御の効率低下及び船舶内部の汚染問題が発生し、油圧装置の肥大化のため、船舶の荷重増加が発生し、これによる船舶の動力増加など、エネルギー消費増加による非効率的な面がある。
【０１０４】
これを解決するために、本発明のさらに他の実施形態の空気空洞船舶１００は図７のように、横方向区画部材１２０と、稼動手段１２３と、ヒンジ手段１２１とを備える。
【０１０５】
前記稼動手段１２３は図８のように、横方向区画部材１２０の駆動及び固定のための駆動装置１２４と、固定装置１２５とで構成されることができる。
【０１０６】
前記駆動装置１２４は、駆動用作動装置１２４１と、駆動用ロード１２４２と、シリンダ１２４３とで構成され、前記固定装置１２５は、固定用作動装置１２５１と、固定用ロード１２５２と、上段ストッパ１２５３と、下段ストッパ１２５４とで構成される。
【０１０７】
前記ストッパ１２５３、１２５４と固定用ロード１２５２とは、磁力を用いる場合は磁力に引かれ得る材質で構成されなければならず、圧縮空気を用いる場合には特別な制限がない。
【０１０８】
前記駆動用ロード１２４２は、横方向区画部材１２０の任意の位置に接続されることができ、接続方法として溶接などが利用され得る。
【０１０９】
前記ヒンジ手段は軸で構成されることができる。このとき、横方向区画部材１２０は、船底部１０１から幅方向へ延びるヒンジ軸１２１を中心として後退位置から突出位置に回転する。ヒンジ軸１２１は、横方向区画部材１２０の前方（船首側）端部に位置し、突出位置で横方向区画部材１２０の後方端部は突出されるが、前方端部は船底部１０１面と同等な高さを維持するようになる。
【０１１０】
以下、各運航状況別に作動方式を説明する。ただし、下記では、駆動用作動装置及び固定用作動装置の作動源として電磁石を用いた場合を説明した。
【０１１１】
しかし、圧縮空気または電磁石と永久磁石を用いても駆動用ロード１２４２を上下往復させたり、固定用ロード１２５２を前進・後退させることができることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有した者であれば、誰でも分かるであろう。
【０１１２】
ただし、前記駆動用作動装置１２４１の作動源として圧縮空気を用いるならば、シリンダ内に存在する圧縮空気のため、横方向区画部材１２０が自体荷重でも下方に下降しないため、圧縮空気を排出したり、回収して始めて横方向区画部材１２０が下方に下降するようになるであろう。
【０１１３】
また、駆動用作動装置１２４１の作動源として電磁石と永久磁石を用いるならば、永久磁石は上段ストッパ１２５３に設置され得る。その結果、電磁石と永久磁石の互いに向かい合う磁極が各々Ｎ／Ｓ（またはＳ／Ｎ）極であれば、横方向区画部材１２０は、上昇するであろうし、電磁石と永久磁石の向かい合う磁極が各々Ｎ／Ｎ（またはＳ／Ｓ）極であれば、横方向区画部材１２０は下降するようになるであろう。
【０１１４】
上記の作動は、電磁石を用いた駆動用作動装置１２４１の引き込み電流方向を変えることにより、電磁石の磁極をＮ極からＳ極に（またはＳ極からＮ極に）変えるようになり、上記の横方向区画部材１２０の作動が可能となる。
【０１１５】
そして、固定用作動装置１２５１の作動源として電磁石と永久磁石を用いる場合にも、上記の駆動用作動装置１２４１の作動方式と同じ原理からなる。
【０１１６】
また、駆動用作動装置１２４１の作動源として圧縮空気を用いると、前記駆動用ロード１２４２が横方向区画部材１２０に接続される位置はヒンジ軸１２１に近づくほど横方向区画部材を上昇させる力が大きくなるため、注意しなければならない。
【０１１７】
しかし、駆動用作動装置１２４１の作動源として電磁石を用いると、前記駆動用ロード１２４２が横方向区画部材１２０に接続される位置はヒンジ軸１２１から遠ざかるほど横方向区画部材１２０を上昇させる力が大きくなる。これは、駆動用ロード１２４２の動く距離が増えることになり、電磁石の磁力が及ぼす距離も遠くなって、より多くの電流の供給が必要となるためである。
【０１１８】
したがって、前記駆動用作動装置１２４１の作動源を決定するとき、前記駆動用ロード１２４２の横方向区画部材１２０への接続位置を一緒に考慮して始めて、接続部位の耐久性増加、動力低減などの要求に一層応えられるであろう。
【０１１９】
まず、船舶の運航停止または横方向区画部材１２０の使用が不要な場合の作動方式を説明する。
【０１２０】
上記のような場合には、下段ストッパ１２５４が図８の（Ａ）のように、固定用ロード１２５２によってかかっているので、横方向区画部材１２０が後退位置に固定されているようになり、このとき、電磁石を用いた駆動用作動装置１２４１には電流が流れない。
【０１２１】
しかし、船舶の運航中に横方向区画部材１２０の使用が必要な場合が発生すれば、電磁石を用いた固定用作動装置１２５１に電流を流すようになり、その結果、固定用ロード１２５２が後退し、電磁石を用いた駆動用作動装置１２４１には電流が流れないので、横方向区画部材１２０は、自体荷重によって下方に下降するようになる。
【０１２２】
横方向区画部材１２０が突出位置に至ると、電磁石を用いた固定用作動装置１２５１に流れる電流を遮断させ、その結果、固定用ロード１２５２は前進して上段ストッパ１２５３を固定させ、図８の（Ｂ）のように、横方向区画部材１２０を突出位置に固定させるようになる。
【０１２３】
さらに、船舶の運航停止または横方向区画部材１２０の使用が不要な場合が発生すれば、電磁石を用いた固定用作動装置１２５１及び駆動用作動装置１２４１に電流を流し、その結果、固定用ロード１２５２が後退すれば、横方向区画部材１２０は、電磁石を用いた駆動用作動装置１２４１によって上方に上昇するようになる。
【０１２４】
横方向区画部材１２０が後退位置に至ると、電磁石を用いた固定用作動装置１２５１に流れる電流を遮断させ、その結果、固定用ロード１２５２は前進して図８の（Ａ）のように、下段ストッパ１２５４が固定用ロード１２５２によって固定され、横方向区画部材１２０は、後退位置に固定されるようになる。
【０１２５】
前記横方向区画部材１２０の後退位置及び突出位置の到着可否は運転手が判断して、電磁石を用いた固定用作動装置１２５１及び駆動用作動装置１２４１を駆動させる。しかし、駆動の自動化のために、シリンダ１２４３内部の上下段ストッパ１２５３、１２５４が動く軌跡の限界位置にリミットスイッチを設置し、その信号を受けて自動で固定用ロード１２５２を作動させて横方向区画部材１２０の動きを駆動及び固定させることもできる。
【０１２６】
また、上段ストッパ１２５３と下段ストッパ１２５４との間にスプリングロープ１２６を設置することもできる。その結果、船舶の航海途中、横方向区画部材１２０が突出位置にあるようになる場合に発生する水との摩擦抵抗をスプリングロープ１２６が減衰させて、船舶の燃料効率及び横方向区画部材１２０、ロード１２４２、１２５２の耐久性を増大させることができる。
【０１２７】
また、前記ロードには、複数段のストッパが設置され得るし、複数段のストッパによって運転手が横方向区画部材１２０の動きを微細に調整することもできる。
【０１２８】
また、シリンダ１２４３内部の複数段のストッパが動く各軌跡の位置にリミットスイッチを設置し、その信号を受けて運転状況に応じて自動で固定用ロード１２５２を作動させて、横方向区画部材１２０の動きを駆動及び固定させることもできる。
【０１２９】
前記電磁石を用いた作動装置等の駆動電源は、船舶内部の電源（図示せず）を用いる。この場合、船舶内部の電源（例えば、４４０Ｖ、２２０Ｖ）を、コンバータによって電極を変えて用いることもできる。コンバーターは、ＳＣＲコンバーターを用いることができる。
【０１３０】
図９は、本発明に係る空気空洞船舶において、複数の空間区域に差をつけて空気を供給する方法を示した概略図である。
【０１３１】
一般に、空気空洞船舶において、空気空洞形成のための空気供給にかかる動力は、船舶の航海のための燃料消費の他に、さらなる燃料消費を発生させて船舶の動力低減効果を半減させることができる。
【０１３２】
このような点を考慮して、空気空洞船舶の空気空洞形成のために最適の空気量を各空間区域に供給する方法を利用して船舶の動力使用をかなり低減させることができる。
【０１３３】
空気空洞船舶において、平坦な船底部で広い面積の空気空洞層を形成するために、船底部に縦方向に離隔するように複数個の横方向区画部材を設置して複数の空間区域を形成することができるが、図９では、３つの部分（船首部、船尾部、船首部と船尾部との間）の空間区域１５１、１５２、１５３を形成した場合を実施形態として表わした。
【０１３４】
縦方向区画部材１１０の内側に縦方向仕切り１１１が取り付けられる場合には、さらに複数の空間区域を形成することができ、図９では、２個の縦方向仕切り１１１を設置した場合を実施形態として表わした。その結果、合計９個の格子形態の空間区域が形成される。
【０１３５】
図９の空気空洞船舶は、渦流を誘起しつつ、空気空洞を形成できる横方向区画部材１２０と、空気空洞内部の空気漏れを抑制する縦方向区画部材１１０と、船体横揺れ時、空気漏れを抑制するための縦方向仕切り１１１とで構成され、各々の空間区域には、空気空洞形成のために、横方向区画部材１２０の後方船底部に設置された空気噴射ノズルを介して圧縮された空気が供給される。
【０１３６】
このとき、船首部の各々の空間区域に空気空洞形成に必要な空気量が供給されて形成される空気空洞パターンを分析すれば、空気空洞パターンは、空洞中央部分より両側面で長さがさらに長い∩字形状がなされることが確認できる。
【０１３７】
これは、船首部の横方向空間区域１５１の両側面にある縦方向区画部材１１０の船尾方向の縁から縦方向区画部材１１０に沿って船体後方に空気が流出されるために発生する現象である。
【０１３８】
船首部の横方向空間区域１５１における両側面の空間区域内部の空気のうち、船体後方に流出される空気は、船首部と船尾部との間にある横方向区画部材１２０の後方両側面に形成される渦流流動により、船首部と船尾部との間にある横方向空間区域１５２の両側面に再度流入される。
【０１３９】
その結果、船首部の横方向空間区域１５１の両側面の空間区域から船首部と船尾部との間にある横方向空間区域１５２の両側面に流入される空気が船首部と船尾部との間の空間区域１５２の両側面の空間区域の空気空洞形成に寄与するので、船首部の横方向空間区域１５１の両側面の空間区域内部に供給される空気量よりは少ない量の空気供給でも、船首部と船尾部との間にある空間区域１５２の両側面の空間区域の空気空洞が形成され得る。
【０１４０】
また、船首部と船尾部との間にある空間区域１５２の両側面の空間区域内部に供給される空気は、上記のような理由で、船尾部の空間区域１５３の両側面の空間区域に縦方向区画部材１１０に沿って流入されるので、船首部と船尾部との間の空間区域１５２の両側面の空間区域に供給される空気量より少ない量の空気供給でも、船尾部の空間区域１５３の両側面の空間区域の空気空洞が形成され得る。
【０１４１】
したがって、船首部に位置する前記空間区域１５１の両側面の空間区域から船尾部に位置する前記空間区域１５３の両側面の空間区域へ行くほど空気供給量を小さくしても適切な空気空洞の形成が可能となり、その結果、空気供給のための動力の使用を減らすことができ、船舶の使用燃料も低減することができる。
【０１４２】
前記空気空洞船舶における空間区域１５１、１５２、１５３の両側面の空間区域から船尾部に位置する前記空間区域１５３へ行くほど空気量は船舶の運転状況などを考慮して４０％〜８０％程度に減少させて空気を供給することができる。
【０１４３】
また、前述したように、横方向に列を作って並べている各空間区域１５１、１５２、１５３の両側面の空間区域に対して、船首部の前記空間区域から船尾部の空間区域へ行くほど空気供給量を減少させるだけでなく、横方向に列を作って並べている各空間区域１５１、１５２、１５３に対して、船首部の前記空間区域１５１から船尾部の空間区域１５３へ行くほど空気供給量を減少させることもできる。
【０１４４】
また、船舶の底部に縦方向に位置している各空間区域に対して、船首部の前記空間区域から船尾部の前記空間区域へ行くほど空気供給量を減少させることもできる。
【０１４５】
これは、船舶の運航中、横揺れなどの突発変数や船舶運転上の必要性に応じて、船首部の各々の空間区域から流出される空気が船体後方の各々の空間区域に流入される状況が発生する可能性もあるため、横方向に列を作って並べている各空間区域１５１、１５２、１５３の両側面の空間区域だけでなく、船舶の底部で縦方向に位置している各空間区域に対しても、上記のような船首部の前記空間区域から船尾部の前記空間区域へ行くほど空気供給量を減少させる必要もあるためである。
【０１４６】
上記の空気供給方法は、空気空洞が船舶の船底部面に縦方向・横方向区画部材が突出されるように取り付けられて形成される場合だけでなく、船底部の面に溝を掘って空気空洞を形成する船舶にも適用することができる。
【０１４７】
図１０及び図１１は、本発明に係る空気空洞船舶のさらに他の実施形態である横方向・縦方向区画部材と水密手段の全体的な構成を示した概略図であって、（Ａ）は船底部の平面図であり、（Ｂ）は船底部を上から眺めた斜視図であり、（Ｃ）は船底部の正面図である。
【０１４８】
図１０の（Ｂ）、図１０の（Ｃ）は、横方向・縦方向区画部材が船底部１０１面の上に取り付けられて横方向区画部材１２０が所定角度で突出して空気空洞のための空間区域を形成する場合を図示したが、船底部１０１面に溝を掘り、溝の内側に空気空洞を形成して、上記のように横方向区画部材１２０を所定角度で駆動するように構成されている空気空洞船舶にも適用されることができる。
【０１４９】
一般に、駆動可能な横方向区画部材１２０を空気空洞船舶に用いると、横方向区画部材１２０と縦方向区画部材１１０との間隙によって空気空洞を形成している空間区域に水が流入されることがある。したがって、空気空洞形成の効率を高めるためには、上記の間隙を水密できる水密手段が必要となる。
【０１５０】
図１０は、本発明に係る一実施形態として、縦方向仕切り１１１を船底部１０１に１つのみ設置して空気空洞のための空間区域を形成したものであるが、縦方向仕切り１１１を複数個で設置することもできる。
【０１５１】
図１０に示された本発明の構成は、横方向区画部材１２０と、縦方向区画部材１１０と、水密手段１６０とからなる。
【０１５２】
以下、各構成を具体的に説明する。
前記横方向区画部材１２０が平坦な船底部１０１から突出されている場合、水の流れは、船底部１０１と横方向区画部材１２０との表面に沿って通過しつつ、横方向区画部材１２０の長さ方向終端部から離脱する渦流流動が誘起される。
【０１５３】
これにより、横方向区画部材１２０の後方部に局部的な循環流動が形成され、循環流動部内に空気が供給されるようになると、空気空洞が形成される。このとき、横方向区画部材１２０と縦方向区画部材１１０との間に船体長さ方向への大きな間隙が存在すると、空気空洞層を形成する空間区域内に水が流入され、流入された水によって空間区域内に供給される空気による空気空洞形成が効果的になされることができなくなる。
【０１５４】
これに、間隙を介しての船体長さ方向への水の流入を防止するために、横方向区画部材１２０と縦方向区画部材１１０との間に水密手段を設置し、横方向区画部材１２０が後退位置から突出位置に至ったとき、横方向区画部材１２０の前方部の水が後方部に流入されることを遮断する。その結果、船底部１０１の空間区域に形成された空気空洞層をより確実に維持することができる。
【０１５５】
また、防汚特性と弾性特性が高い材質からなる水密手段１６０を利用したり、上記のような特性を有した材質で塗布された水密手段１６０を利用すると、水密性能の向上とともに、汚染物質付着防止の効果も達成することができる。
【０１５６】
具体的に、前記水密手段１６０としては、プラスチック材質、ゴム材質、及び金属材質を利用することができる。
【０１５７】
前記水密手段１６０は、横方向区画部材１２０に設置されることができ、このような場合、横方向区画部材１２０と一体型で製作され得るし、横方向区画部材１２０に着脱式で製作されて設置されることもできる。着脱式で設置されるならば、水密手段１６０の摩耗や損傷などが発生したとき、容易く交替が可能であろう。
【０１５８】
このとき、前記水密手段１６０の横方向幅は、横方向区画部材１２０の横方向長さの５％〜１５％で製作されることが好ましく、前記水密手段１６０の縦方向長さは、横方向区画部材１２０の縦方向長さ（横方向区画部材の横方向終端部の長さ）と同様に製作されて設置される。
【０１５９】
上記のように水密手段１６０が製作されると、横方向区画部材１２０が後退位置にあるようになる場合、水密手段１６０も後退位置にあるようになり、次に説明する水密手段１６０が縦方向区画部材１１０の面に設置されて常に船体の外部に露出した場合に発生され得る露出した水密手段１６０による付加抵抗などを防止することができ、常に外部に露出した水密手段１６０に汚染物質が付着されることを防止することもできる。
【０１６０】
しかし、この場合、横方向区画部材１２０の駆動時、水密手段１６０も常に一緒に動くようになるため、水密手段１６０の摩耗が大きくなり得るし、水密手段１６０と縦方向区画部材１１０の面とに摩擦が発生し、水密手段１６０が縦方向区画部材１１０に設置された場合より横方向区画部材１２０の駆動にさらに多くの動力を必要とする。
【０１６１】
また、前記水密手段１６０は、縦方向区画部材１１０の面に設置されることができ、このような場合、縦方向区画部材１１０の面に一体型で製作されることができ、縦方向区画部材１１０の面に着脱式で製作されて設置されることもできる。着脱式で設置されるならば、水密手段１６０の摩耗や損傷などが発生したとき、容易く交替が可能であろう。
【０１６２】
このとき、前記水密手段１６０は、横方向区画部材１２０が突出位置になったときと同じ傾斜角で製作され、前記水密手段１６０の横方向幅は、横方向区画部材１２０の横方向長さの５％〜１５％で製作されることが好ましく、前記水密手段１６０の縦方向長さは、横方向区画部材１２０の縦方向長さ（横方向区画部材の横方向終端部の長さ）と同様に製作されて設置される。
【０１６３】
また、水密手段１６０が横方向区画部材１２０の回転半径内で横方向区画部材１２０の任意の回転角に対応するように縦方向区画部材１１０の面に設置されると、船舶の運転状況に応じて、前記横方向区画部材１２０を前記任意の回転角に合わせて運転しても水密が円滑になされるので、船底部１０１の空間区域に形成された空気空洞層が維持され続けることができる。
【０１６４】
また、図１０には、水密手段１６０が縦方向区画部材１１０と横方向区画部材１２０との間の間隙を水密するために設置されたが、図１１のように、縦方向仕切り１１１によって横方向区画部材１２０が分離された形態で船底部の空間区域が区画された場合であれば、横方向区画部材１２０が縦方向区画部材１１０だけでなく、縦方向仕切り１１１との間でも間隙が生じることができるため、横方向区画部材１２０と縦方向仕切り１１１との間にも水密手段１６０を設置しなければならないであろう。
【０１６５】
図１２は、本発明に係る空気空洞船舶のさらに他の実施形態である屈曲型空気空洞船舶の概略図であって、（Ａ）は船底部の平面図、（Ｂ）は屈曲型船底部の拡大図である。
【０１６６】
本発明に係る空気空洞船舶の空気空洞を形成するための船底部の空間区域は図２のように、船底部に縦方向区画部材１１０と、縦方向仕切り１１１と、横方向区画部材１２０とを設置して形成されることができる。
【０１６７】
上記の空間区域は図２及び図３のように、船底部１０１の面はそのまま置いて、その上に縦方向区画部材１１０と、縦方向仕切り１１１と、横方向区画部材１２０とを設置して形成されることができ、船底部１０１の面に溝を掘り、溝の内側に縦方向区画部材１１０と、縦方向仕切り１１１と、横方向区画部材１２０とを設置して形成されることもできる。
【０１６８】
この場合、横方向区画部材１２０は、船底部１０１に固定されて設置されるか、または駆動可能に設置されることができるが、横方向区画部材１２０が船底部１０１に固定されて設置される場合には、空気空洞形成が不要な状況が発生したり、海上の波浪状態によって船体の過度な運動、すなわち、大角度の横揺れや縦揺れが発生して空気空洞が形成され得ない状況が発生するとき、突出された横方向区画部材１２０によって付加抵抗が誘発される可能性があり、このため、速度性能低下が引き起こされ得る。
【０１６９】
しかし、横方向区画部材１２０を駆動可能に設置すると、上記のような空気空洞形成が不要な状況や空気空洞が形成され得ない状況が発生しても横方向区画部材１２０を後退位置に移動させることができ、付加抵抗の発生を防止することができるようになる。
【０１７０】
したがって、上記のように、横方向区画部材１２０を後退位置に移動させる必要がある場合、図１２の（Ａ）、（Ｂ）のように、横方向区画部材１２０を収容できるように船底部の面に内側に屈曲されて凹むようになる部分を形成させて、後退位置で横方向区画部材１２０を凹んだ部分に収容させると、横方向区画部材１２０によって発生することができる付加抵抗を完璧に遮断できるようになる。
【０１７１】
上記の屈曲されて凹んだ部位の横方向長さ及び縦方向長さは、図１２の（Ａ）、（Ｂ）のように、横方向区画部材１２０全体を収容できるように、横方向区画部材１２０の横方向長さ及び縦方向長さと同様に製作されることができる。
【０１７２】
仮りに、水密手段１６０が横方向区画部材１２０に設置されると、上記の屈曲されて凹んだ部位の横方向長さは、水密手段１６０の横方向長さまでも考慮して横方向区画部材１２０及び水密手段１６０の全体横方向長さと同様に製作されることができる。
【０１７３】
上記の屈曲されて凹んだ部位の船体の内側への深さは、横方向区画部材１２０の厚さと船体の内側に設置されるヒンジ手段などを考慮して決定すべきであり、また、横方向区画部材１２０の回転角度も考慮して横方向区画部材１２０が突出位置であるとき、船体と横方向区画部材１２０との間の干渉が発生しないように製作されなければならない。
【０１７４】
また、図１１のように、縦方向仕切り１１１によって横方向区画部材１２０が分離された形態で船底部の空間区域が区画されると、上記の屈曲されて凹んだ部位も分離された形態で船底部１０１に形成されるべきであろう。
【０１７５】
図１３は、本発明に係る空気空洞船舶の空気空洞測定のための計測器が設置された場合を示した概略図である。
【０１７６】
航海時に、船舶の底部に形成された空間区域内の空気層は常に一定に維持されるものではなく、船舶の運転状態や周囲波浪による横・縦揺れ、その他の事由で空気層は所定部分減少し続けるようになる。
【０１７７】
したがって、このように空気層が減少された状態を維持し続けるか、または空間区域内に適切な空気層の再形成のために、空気の再注入作動を適切な瞬間にしないと、船底部に形成された区画部材によって水による摩擦抵抗が却って増加して船舶の運転効率は低下されるしかない。
【０１７８】
このような場合の発生を防止するために、図１３の（Ａ）と図１３の（Ｂ）とに空気空洞測定のための計測器が設置された船舶の概略図を示した。
【０１７９】
上記の計測器としては、超音波計測器３０１やレーダー計測器３０２が好ましい。
【０１８０】
超音波計測器３０１は、船底部に形成された空気層に音波を発射した後、音波が空気層を通って水の表面から反射されて戻ってくるとき、その時間を測定して距離信号を伝達し、レーダーー計測器３０２は、船底部に形成された空気層に電磁気波を発射した後、電磁気波が空気層を通って水の表面から反射されて戻ってくるとき、その時間を測定して距離信号を伝達する。
【０１８１】
上記の計測器３０１、３０２によって伝達された距離信号は、運転手が指定した単位に換算されて運転手に伝達され、これにより、空気層の厚さを分かるようになり、運転手は、船底部の空間区域内に適切な空気層が維持されるように、空気噴射ノズル２３１と接続された空気バルブ２４５の開度を調整するようになる。
【０１８２】
上記の動作は自動化されることができ、この場合には、上記の距離信号をＰＬＣのような制御装置に送り、制御装置で計算された適切な信号の値で空気噴射ノズル２３１と接続された空気バルブ２４５の開度を調整させて適切な空気層の厚さを自動で調整する。
【０１８３】
図１３の（Ａ）のように、超音波計測器３０１を船底部に設置する場合には、計測器の設置位置に別途の維持・補数用空間を追加して運転手の便宜を考慮することができる。
【０１８４】
しかし、図１３の（Ｂ）のように、レーダー計測器３０２を船舶に設置する場合、船舶の甲板上部に設置することができ、計測器が船舶の甲板上部に設置されるので、計測器の維持・補数用空間が必要なくなる。
【０１８５】
ただし、計測器が設置された甲板上部から船底部まで接続された計測用配管が設置されなければならず、この配管は、バラストタンク（ｂａｌｌａｓｔ  ｔａｎｋ）を通過して設置し、設置空間確保の努力を減らすことができる。
【０１８６】
本発明の空気空洞測定のための装置は、船底部はそのまま置いて、その上に突出されるように取り付けられる区画形成部材によって空気空洞のための空間区域が形成される空気空洞船舶で使用することができるが、従来、船底部の溝内に形成される空気空洞を有する船舶でも使用されることができる。
【０１８７】
図１４は、本発明に係る空気空洞船舶の油圧作動式稼動区画部材を示した概略図である。
【０１８８】
図１４の（Ａ）は、船舶の運航停止または稼動区画部材である横方向区画部材１２０の使用が不要であり、横方向区画部材１２０を後退位置に置かれるようにした図であり、図１４の（Ｂ）は、船舶の運航中、横方向区画部材１２０の使用が必要な場合に、横方向区画部材１２０を突出位置に置かれるようにした図である。
【０１８９】
本実施形態は図１４のように、横方向区画部材１２０と、油圧伝達用ロード１２７３と、油圧シリンダ１２７１と、油圧ライン１２７４とで構成される。
【０１９０】
前記横方向区画部材１２０は、船底部から幅方向へ延びるように設置される。
【０１９１】
前記油圧伝達用ロード１２７３は、一端部が前記横方向区画部材１２０の船首部側に固定されて接続され、残りの一端部は、油圧シリンダロード１２７２に回転可能に接続されて、前記油圧シリンダ１２７１からの油圧の力を前記横方向区画部材１２０に伝達する。
【０１９２】
前記油圧伝達用ロード１２７３の一端部は、前記横方向区画部材１２０と固定されており、残りの一端部は、油圧シリンダロード１２７２と回転可能に接続されているので、前記油圧シリンダ１２７１に提供される油圧によって前記油圧シリンダロード１２７２が動き、前記横方向区画部材１２０を後退位置と突出位置との間で回転させるとき、前記油圧伝達用ロード１２７３も前記横方向区画部材１２０の回転角の分だけ回転が可能となる。
【０１９３】
前記油圧伝達用ロード１２７３の長さを長くするほど回転力が大きくなるので、前記横方向区画部材１２０を回転させるために、前記油圧シリンダ１２７１に提供されるべき油圧の力は小さくなる。したがって、前記油圧伝達用ロード１２７３の長さを長くする場合、それだけ油圧装置の容量を小さく設計することができる。しかし、前記横方向区画部材１２０を回転させるための回転力が増加するので、前記油圧伝達用ロード１２７３の強度は前記回転力の増加によって増加されなければならず、したがって、前記油圧伝達用ロード１２７３を、高強度の材質を使用したり、厚さを増加させて製作しなければならない。
【０１９４】
前記油圧シリンダ１２７１は、前記横方向区画部材１２０を駆動するために、前記油圧シリンダロード１２７２を動き、前記油圧伝達用ロード１２７３に前記横方向区画部材１２０を駆動するための駆動力を提供する。
【０１９５】
前記油圧シリンダ１２７１は、船底部の内側面に固定され、その結果、前記横方向区画部材１２０を回転させるための力が前記油圧シリンダ１２７１から前記油圧伝達用ロード１２７３に加えられるようになる。このとき、前記油圧シリンダ１２７１が船底部の内側面に固定されるとき、回転可能な形態で固定されてこそ、前記横方向区画部材１２７３が回転するときに発生する前記油圧伝達用ロード１２７３の回転が前記油圧シリンダ１２７１を回転させることを吸収することができ、その結果、固定される場合、前記油圧シリンダ１２７１の回転によって固定された部位が破損されることを防止することができる。
【０１９６】
前記油圧ライン１２７４は、前記油圧シリンダに油圧を供給する。
【０１９７】
以下、本実施形態の作動方式を説明する。
【０１９８】
まず、船舶の運航停止または横方向区画部材１２０の使用が不要な場合の作動方式を説明する。
【０１９９】
上記のような場合には、図１４の（Ａ）のように、前記油圧シリンダ１２７１に接続されている油圧ライン１２７４を介して油圧を供給する。
【０２００】
前記油圧シリンダ１２７１に供給された油圧は、図１４の（Ａ）のように、前記油圧シリンダロード１２７２を押し出すようになり、前記油圧シリンダロード１２７２と回転可能に接続された前記油圧伝達用ロード１２７３は、前記横方向区画部材１２０と固定されて接続されており、時計方向に回転するようになる。その結果、前記油圧伝達用ロード１２７３に接続された前記横方向区画部材１２０も時計方向に回転するようになり、前記横方向区画部材１２０は後退位置にあるようになる。
【０２０１】
しかし、船舶の運航中に、横方向区画部材１２０の使用が必要な場合が発生すると、図１４の（Ｂ）のように、前記油圧シリンダ１２７１に接続されている油圧ライン１２７４の油圧を除去する。
【０２０２】
前記油圧シリンダ１２７１で除去された油圧は図１４の（Ｂ）のように、前記油圧シリンダロード１２７２を引張るようになり、前記油圧シリンダロード１２７２と回転可能に接続された前記油圧伝達用ロード１２７３は、前記横方向区画部材１２０と固定されて接続されており、反時計方向に回転するようになる。その結果、前記油圧伝達用ロード１２７３に接続された前記横方向区画部材１２０も反時計方向に回転するようになり、前記横方向区画部材１２０は突出位置にあるようになる。
【０２０３】
上記のような動作をする間、油圧シリンダ１２７１で供給される油圧調整弁を運転手が調整したり、ＰＬＣのような制御装置を使用して調整すると、前記横方向区画部材１２０を運転手が所望する所定の位置に固定させることができ、前記横方向区画部材１２０の微細な駆動が可能となり、前記横方向区画部材１２０の駆動において、船舶の運航状況に応じる適切な対処が可能となる。
【０２０４】
また、上記の実施形態は、船底部に複数の区画部材を設置し、複数の空気層のための空間区域が形成される船舶でも横方向区画部材を収容するために使用されることができ、船底部はそのまま置いて、その上に突出されるように取り付けられる区画形成部材によって空気空洞のための空間区域が形成される場合のみならず、従来の船底部の溝内に形成される空気空洞を有する船舶でも使用され得る。
【０２０５】
図１５は、本発明に係る空気空洞船舶の船底部に形成される空気空洞に安定的な空気を供給するためのシステムを示した概略図である。
【０２０６】
一般に、船底部に形成された空間区域内の空気空洞は、船舶の運航中に横揺れや縦揺れなどの状況が発生すると、一定した空気層の維持のために、状況に応じる適切な圧縮空気が供給されなければならない。
【０２０７】
この場合、適切な圧縮空気の供給のために、空気圧縮器の運転（ｌｏａｄ）、停止（ｕｎｌｏａｄ）を繰り返さなければならず、このような空気圧縮器の運転は、高価の装備である空気圧縮器の寿命を短縮させ、配管及び空気圧縮器周辺の設備などの耐久性も短縮させるようになる。
【０２０８】
また、船底部の空気空洞に適切な空気層を形成するために、空気圧縮器で直接空洞に空気を供給する場合、安定的な空気の供給が困難な場合が発生でき、船底部の空気空洞において、圧縮空気が瞬間的に必要な場合が発生するとき、このような状況に応じる空気圧縮器の反応速度が遅いか、必要な空気供給量を瞬間的に提供できない状況が発生すると、船舶の運転効率を低める原因となる。
【０２０９】
したがって、本発明は、空気圧縮器に過度な負荷がかかるか、一定しない運転を防ぎ、船舶の急激な運転状況変化による空気量の継続的かつ安定的供給をなすために案出された。
【０２１０】
本発明の一実施形態は、図１５のように、空気圧縮器２６０と、空気バルブ２４５と、レギュレーティングバルブ２５０１と、空気貯蔵容器２５０とで構成される。
【０２１１】
以下、各構成装置の役割を説明する。
【０２１２】
前記空気圧縮器２６０は、船底部に形成されている区画された空間区域２５０２内に空気層を形成するために供給される空気を圧縮する。
【０２１３】
前記空気バルブ２４５は、前記圧縮された空気を前記空間区域に空気噴射ノズル１３１を介して供給する。前記空気バルブ２４５の開度を調整することにより、船底部に形成されている区画された空間区域２５０２に供給される空気量を調整することができる。
【０２１４】
前記レギュレーティングバルブ２５０１は、前記空気圧縮器２６０と前記空気バルブ２４５との間に設置し、前記圧縮された空気を所定の圧力で維持する。
【０２１５】
前記レギュレーティングバルブ２５０１によって所定の圧力が維持されると、船舶の運転状況に合うように設定された空気圧によって適切な空気が船底部に形成されている区画された空間区域２５０２に供給されて、船底部の空気空洞に適切な空気層を形成できるようになり、これにより、船舶の運転効率を高められるようになる。
【０２１６】
また、所定圧力の維持により圧縮空気の浪費を防ぎ、前記システムの空気圧関連機器の耐久性と信頼性を確保することもできる。
【０２１７】
船底部に形成されている区画された空間区域２５０２に供給する空気の圧力は、船舶の喫水によって決定し、前記レギュレーティングバルブ２５０１の出口側圧力は、船舶の喫水によって様々な値でセットして、船舶の運転状況に応じて適切な空気供給で空気空洞の空気層を最適の状態に維持することができる。
【０２１８】
すなわち、船舶の運航中に発生する横揺れや縦揺れ、または船舶が貨物を船積みした場合や下積みした場合、または船舶の運転状況上、必要な場合など、各々の場合に合うように船底部に形成されている区画された空間区域２５０２に適切な空気空洞形成のための空気層を維持することができる。
【０２１９】
前記空気貯蔵容器２５０は、前記空気圧縮器２６０と前記空気バルブ２４５との間に設置したり、前記レギュレーティングバルブ２５０１と共に設置することができる。前記レギュレーティングバルブ２５０１と共に設置するならば、前記レギュレーティングバルブ２５０１の前端に設置することが好ましい。
【０２２０】
前記空気貯蔵容器２５０は、前記空気圧縮器２６０によって圧縮された空気を貯蔵し、船底部の空気空洞に供給しなければならない適正な空気圧より２倍〜３倍程度高い圧力で設計して、十分かつ安定的な空気供給がなされ得るようにする。
【０２２１】
また、前記船底部の空間区域２５０２に一定した空気の継続的供給を可能なようにして、前記空気圧縮器２６０の継続的運転による疲労を防止することができる。
【０２２２】
そして、前記船底部の空間区域２５０２に必要な空気層維持のために、適切な空気の継続的供給が必要であり、これは、空気圧縮器２６０の運転と停止の繰り返しを引き起こす。その結果、空気圧縮器２６０の寿命が短縮されるところ、前記空気貯蔵容器２５０に圧縮空気を多量貯蔵して使用することにより、上記の結果を防止することができる。
【０２２３】
また、前記空気貯蔵容器２５０を設置するならば、船底部の空気空洞形成のために、瞬間的な多量の空気を必要とする場合が発生するなど、空気圧縮器の容量を超過する大量の空気が必要な状況に処しても、前記空気貯蔵容器２５０に貯蔵している空気を使用すればよいので、空気使用量の変化が大きい場合にも適切な対処が可能となる。
【０２２４】
さらに、上記のような場合、空気使用量の変化が大きい場合の発生に備えて空気圧縮器の容量を必要以上に大きく設計しなくとも、前記空気貯蔵容器２５０を設置して対処が可能なので、船舶の装置費も低減することができる。
【０２２５】
また、船底部に形成されている区画された空間区域は、複数の縦方向区画部材及び横方向区画部材を使用して格子形態で形成されることもできる。
【０２２６】
また、前記空気圧縮器２６０後端部にモイスチャートラップ（ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｔｒａｐ）、ドライヤー（ｄｒｙｅｒ）などを設置して凝縮水及び圧縮空気中の水分を除去し、冬季に溜まった凝縮水が凍って空気の流れを妨害することを防ぎ、空気圧縮器の効率を増加させることができる。
【０２２７】
さらに、前記圧縮器の後端に安全バルブ（ｒｅｌｉｅｆ  ｖａｌｖｅ）を設置し、前記空気圧関連装備の安全を確保したり、チェックバルブを設置して空気の逆流を防止し、空気空洞の空気層維持の効率を高めることもできる。
【０２２８】
図１６は、本発明に係る空気空洞船舶の船底部に形成される空気空洞に安定的な空気を供給するための装置を示した概略図である。
【０２２９】
一般に、船底部に形成された空間区域内の空気空洞は、船舶の運航中に横揺れや縦揺れなどの状況が発生すると、一定した空気層の維持のために、状況に応じる適切な圧縮空気が注入されなければならない。
【０２３０】
このとき、前記空間区域が複数の格子形態からなり、同じ空気供給配管から分枝される空気バルブを用いる場合、１つの区画された空間区域に供給する空気量によって隣の他の１つの区画された空間区域に供給されなければならない空気量に影響を及ぼすようになる。
【０２３１】
特に、船舶の横揺れや縦揺れが発生する場合に、船底部に形成されている区画された空間区域のうち、一部の空間区域から空気が抜け出す場合、当該空間区域に空気を補充するために空気バルブが急激に開かれると、同じ空気供給配管から分枝された隣の区画された空間区域に供給されなければならない空気量は瞬間的に減少することができる。
【０２３２】
したがって、本発明は、船底部に形成されている区画された複数の空間区域のうち、一部の空間区域に空気を供給するとき、隣の空間区域で急激な空気の消費が発生しても、変動なしで一定した空気の継続的供給がなされるようにするシステムとして案出された。
【０２３３】
本発明の一実施形態は、図１６のように、空気圧縮器２６０と、空気貯蔵容器２５０と、空気バルブ２４５と、ヘッダ２５０４とで構成される。
【０２３４】
以下、各構成装置の役割を説明する。
【０２３５】
前記空気圧縮器２６０は、船底部に形成された複数の区画された空間区域２５０２、２５０３内に空気層を形成するために供給される空気を圧縮する。
【０２３６】
前記空気貯蔵容器２５０は、前記空気圧縮器２６０と前記ヘッダ２５０４との間に設置される。貯蔵された空気の円滑な供給のために、前記空気貯蔵容器２５０の後端に図１５のように、レギュレーティングバルブを設置することもできる。
【０２３７】
前記空気貯蔵容器２５０は、図１５において説明したことと同じ機能を有する。
【０２３８】
前記空気バルブ２４５は、前記圧縮された空気を前記空間区域に空気噴射ノズル１３１を介して供給する。前記空気バルブ２４５の開度を調整することにより、船底部に形成されている区画された空間区域２５０２に供給される空気量を調整することができる。
【０２３９】
前記ヘッダ２５０４は、前記空気貯蔵容器２５０と前記空気バルブ２４５との間に設置されて、前記圧縮された空気を含有する。
【０２４０】
前記ヘッダ２５０４は、圧縮された空気を所定程度含有しているので、船舶の横揺れや縦揺れによって船底部に形成されている区画された空間区域のうち、一部の空間区域から空気が抜け出す場合が発生すると、当該空間区域に空気を補充するために、空気バルブが急激に開かれても、含有していた空気が供給されるので、同じ空気供給配管から分枝された隣の区画された空間区域に供給されなければならない空気量が瞬間的に減少されることが防止される。
【０２４１】
また、船底部に形成されている区画された空間区域は、複数の縦方向区画部材及び横方向区画部材を使用して格子形態で形成されることもできる。
【０２４２】
そして、前記空気圧縮器２６０の後端部にモイスチャートラップ、ドライヤーなどを設置し、凝縮水及び圧縮空気中の水分を除去し、冬季に溜まった凝縮水が凍って空気の流れを妨害することを防ぎ、空気圧縮器の効率を増加させることができる。
【０２４３】
また、前記圧縮器の後端に安全バルブを設置し、前記空気圧関連装備の安全を確保するか、チェックバルブを設置して空気の逆流を防止し、空気空洞の空気層維持の効率を高めることもできる。
【０２４４】
図１７は、本発明に係る空気空洞船舶の船底部に形成される空気空洞に不活性ガスを供給する方法を示した概略図である。
【０２４５】
一般に、空気空洞船舶の船底部が水中に入っている状態で停泊して所定時間が経過すると、水中で生息する各種海洋生物（微生物、海藻類、貝類など）が船底部に多量付着される。
【０２４６】
上記のように、船底部に各種海洋生物が付着された場合、船舶の摩擦抵抗と重さが増加されて、船舶の運航時、運行速力が落ち、過度な燃料消費による運航費の増加などで、船舶の運転効率を落とすという問題がある。
【０２４７】
また、海洋生物が付着された船底部の外面は早く腐食される問題もある。
したがって、本発明は、空気空洞船舶の船底部に形成されている区画された空間区域に不活性ガスを供給し、上記のような問題を解決しようとして案出された。
【０２４８】
本発明は、空気空洞船舶の不活性ガスシステム（ｉｎｅｒｔ  ｇａｓ  ｓｙｓｔｅｍ、ＩＧＳ）で生産された不活性ガスを船底部に形成されている区画された空間区域に供給し、海洋生物の付着を防止する方法からなっている。
【０２４９】
以下、本発明を具体的に説明する。
【０２５０】
前記不活性ガスシステム２５０５は、船舶の排気ガスから不活性ガスを生産するシステムである。その原理は、公知されているので、説明を省略する。
【０２５１】
前記不活性ガスは、炭化水素の燃焼を助ける酸素を５％〜８％以下に含有しているガスまたはガス混合体である。
【０２５２】
一般に、船舶において、不活性ガス（ｉｎｅｒｔ  ｇａｓ）は、船舶内貨物艙（ｃａｒｇｏ  ｔａｎｋ）の爆発を防ぐために貨物艙内に注入される。
【０２５３】
不活性ガスが貨物艙内に注入されると、酸素を５％〜８％以下程度のみを含有している不活性ガスのため、貨物艙内の酸素濃度が減るようになり、その結果、船舶内貨物艙の爆発原因となる熱（ｈｅａｔ）、燃料（ｆｕｅｌ）、酸素（ｏｘｙｇｅｎ）の３つの原因のうち、酸素が除去される効果を得るようになり、貨物艙の爆発を中止または防止することができる。
【０２５４】
しかし、上記の不活性ガスを空気空洞船舶の運航時に船底部に形成されている区画された空間区域２５０２、２５０３内の空気空洞形成のために使用すると、船底部に形成されている区画された空間区域２５０２、２５０３内の酸素濃度が顕著に落ちるようになり、酸素を呼吸器材として使用する海洋生物の生息環境を破壊して船底部や船底部に形成されている区画された空間区域内の稼動区画部材に海洋生物が付着されることを防止することができる。
【０２５５】
船舶の運航中には、海洋生物が船底部や船底部に形成されている区画された空間区域内の稼動区画部材に付着される場合があまりないが、上記の不活性ガスを用いて運航した船舶は、船底部の空間区域に不活性ガスを含有しているので、船舶の停泊や海上にしばらく留まる間に海洋生物が上記の船底部や船底部の稼動区画部材に付着されることを防ぐことができる。
【０２５６】
また、船舶が港に停泊中である場合であれば、停泊する間に船底部に空気空洞のための空間区域を形成した後、不活性ガスを所定量供給して停泊中でも海洋生物が船底部に付着されることを防止することができる。
【０２５７】
そして、上記の不活性ガスを船底部に形成されている区画された空間区域に供給することにより、船舶の船底部に海洋生物が付着されることを防止するとともに、船舶の運航中、船底部に空気空洞のための空気層（以下、本実施形態では、不活性ガスが含有されたガスまたはガス混合体を意味する）を形成して、船舶の摩擦抵抗を減らして船舶の動力使用を低減することができる。
【０２５８】
上記の不活性ガスシステム２５０５は、主に、貨物の船積みや下積み時に使用するため、船舶の運航中には、その使用先が不備であるため、不活性ガスを船舶の運航中に使用するとして、わざと船舶内の不活性ガスシステム２５０５の容量をさらに大きくする必要はない。ただし、船底部の空間区域内の適切な空気層を形成するための程度の容量は備えなければならないであろう。
【０２５９】
図１７は、不活性ガスシステム２５０５の後端に空気圧縮機２６０を設置し、前記空気圧縮機２６０の後端に不活性ガス貯蔵容器２５００を設置し、前記不活性ガス貯蔵容器２５００の後端にレギュレーティングバルブ２５０１を設置し、前記不活性ガスシステム２５０５で生産された不活性ガスを前記空気圧縮機２６０によって圧縮して、不活性ガスバルブ２５４５と不活性ガス噴射ノズル２５３１とを経て船底部に形成されている区画された空間区域に供給する実施形態を図示したものである。
【０２６０】
しかし、レギュレーティングバルブ２５０１を除き、不活性ガス貯蔵容器２５００のみを設置し、前記不活性ガスバルブ２５４５と前記不活性ガス噴射ノズル２５３１とを経て不活性ガスを船底部に形成されている区画された空間区域に供給することもできる。
【０２６１】
上記のように、不活性ガス貯蔵容器２５００または上記のレギュレーティングバルブ２５０１を用いて不活性ガスを前記空間区域に供給すると、図１５の実施形態で説明したように、図１７の実施形態でも同様に空気空洞船舶の船底部の空気層のための空気空洞に安定的に不活性ガスを空気の代わりに供給することができる。
【０２６２】
また、図１６のように、ヘッダを設置するならば、図１６において説明したことと同様な効果を得ることができるであろう。
【０２６３】
さらに、上記のような方法は、船底部面の上に複数の区画形成部材が形成されて複数の空間区域が形成されている空気空洞船舶（複数の格子形態の空間区域を含む概念である）だけでなく、複数の横方向区画部材及び縦方向区画部材によって格子形態で形成されている空気空洞船舶（上記の複数の区画形成部材によって形成されている複数の空間区域に含まれる概念である）にも使用されることができる。
【０２６４】
本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の技術的要旨を逸脱しない範囲内で様々に修正または変形されて実施され得ることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有した者にとって自明なことである。
【符号の説明】
【０２６５】
１００        空気空洞船舶
１０１        船底部
１１０        縦方向区画部材
１１１        縦方向仕切り
１２０        横方向区画部材
１２１        ヒンジ軸
１２２        油圧式ジャツク
１２３        稼動手段
１２４        駆動装置
１２４１      駆動用作動装置
１２４２      駆動用ロード
１２４３      シリンダ
１２５        固定装置
１２５１      固定用作動装置
１２５２      固定用ロード
１２５３      上段ストッパ
１２５４      下段ストッパ
１２６        スプリングロープ
１２７１      油圧シリンダ
１２７２      油圧シリンダロード
１２７３      油圧伝達用ロード
１２７４      油圧ライン
１２９        油圧ライン
１３１        空気噴射ノズル
１３２        空気圧縮機
１３３        空気供給管
１４１        空気吸入口
１４２        気液分離器
１４３        空気圧縮機
１４４        接続管
１５１        船首部の空間区域
１５２        船首部と船尾部との間の空間区域
１５３        船尾部の空間区域
１６０        水密手段
２４１        空気吸入口
２４２        気液分離器
２４３        再循環空気圧縮機 
２４４        水位センサ
２５０        空気貯蔵容器
２５００      不活性ガス貯蔵容器
２５０１      レギュレーティングバルブ
２５０２、２５０３      船底部に形成されている区画された空間区域
２５０４      ヘッダ
２５０５      不活性ガスシステムＩＧＳ
２５３１      不活性ガス噴射ノズル
２５４５      不活性ガスバルブ
２６０        空気圧縮機
３０１        超音波計測器
３０１１      レベルトランスミッタ
３０２        レーダー計測器
３０２１      レベルトランスミッタ
３０２２      計測用配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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