(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】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１００であって、船底部１０１を縦方向に区画するために、船底部から突出されるように船底部の両側に各々取り付けられる縦方向区画部材１１０と、縦方向区画部材と協同して船底部に空気空洞のための空間区域を形成するために、船底部に沿って幅方向へ延びる横方向区画部材と、空気空洞を形成するように、空間区域に空気を供給する空気供給部１３０とを備え、横方向区画部材が、船底部下面と同じ高さで延びる引込位置と船底部下面から突出される突出位置との間で移動可能とする。【選択図】図３
2011213339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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であって、
船底部を縦方向に区画するために、船底部から突出されるように船底部の幅方向両側に各々取り付けられる縦方向区画部材と、
該縦方向区画部材と協同して船底部に空気空洞のための空間区域を形成するために、船底部に沿って幅方向へ延びる横方向区画部材と、
空気空洞を形成するように、前記空間区域に空気を供給する空気供給部と、を備え、
前記横方向区画部材が、船底部下面と同じ高さで延びる引込位置と船底部面から突出される突出位置との間で移動可能なことを特徴とする空気空洞船舶。
【請求項２】
前記横方向区画部材が、船底部に沿って幅方向へ延びるヒンジ軸を中心として回転し、前記引込位置と前記突出位置との間で移動可能な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】
前記横方向区画部材が設けられる部分の船底部が、内側に屈曲されて凹み部を形成し、前記横方向区画部材が、前記引込位置で前記凹み部内に収容され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４】
前記横方向区画部材が、油圧式または電動式で前記引込位置と前記突出位置との間で移動可能なことを特徴とする請求項２に記載の空気空洞船舶。
【請求項５】
前記横方向区画部材が船底部面から突出される突出高さを調節可能なことを特徴とする請求項２に記載の空気空洞船舶。
【請求項６】
前記空間区域を複数の空間区域に分割するために、船底部から突出されるように前記縦方向区画部材の内側に取り付けられる縦方向仕切り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７】
前記横方向区画部材が縦方向に離隔して複数個設置され、前記空間区域を複数の空間区域に分割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８】
前記空気供給部が、前記複数の空間区域の各々に空気を供給することを特徴とする請求項６または７に記載の空気空洞船舶。
【請求項９】
前記空気供給部が、
前記空間区域に空気を供給する空気噴射ノズルと、
該空気噴射ノズルに空気を供給する空気圧縮機と、
前記空気圧縮機と空気噴射ノズルとを接続する空気供給管と、
を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気空洞船舶。
【請求項１０】
前記空間区域から抜け出る空気を回収して、前記空気噴射ノズルに供給する空気回収装置をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の空気空洞船舶。
【請求項１１】
前記空気回収装置が、
船底部に設置されて、前記空間区域から抜け出る空気を吸入するための空気吸入口と、
該空気吸入口と接続されて、空気と水とを分離する気液分離器と、
該気液分離器から分離された空気を加圧し、接続管を介して前記空気噴射ノズルに供給する第２の空気圧縮機と、
をさらに備え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】
前記横方向区画部材と前記縦方向区画部材との間に設置される水密手段を備えることを特徴とする請求項１または７に記載の空気空洞船舶。
【請求項１３】
前記水密手段が、前記横方向区画部材の両端部に設置されることを特徴とする請求項１２に記載の空気空洞船舶。
【請求項１４】
前記水密手段が、前記横方向区画部材の回転半径内で前記縦方向区画部材の面上に設置されることを特徴とする請求項１２に記載の空気空洞船舶。
【請求項１５】
前記横方向区画部材と前記縦方向仕切りとの間に設置される水密手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の空気空洞船舶。
【請求項１６】
前記船舶の船底部に設置される駆動可能な横方向区画部材を収容できるように、前記船舶の船底部の内側に複数の横方向溝が形成されていることを特徴とする請求項１または７に記載の空気空洞船舶。
【請求項１７】
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であって、
船底部を縦方向に区画するために、船底部に突出されるように取り付けられる縦方向区画部材と船底部を横方向に区画する横方向区画部材とによって形成される空間区域に空気を供給して空気空洞を形成し、
前記横方向区画部材が、船底部下面と同じ高さで延びる引込位置と船底部下面から突出される突出位置との間で移動可能なことを特徴とする空気空洞船舶。
【請求項１８】
前記横方向区画部材が設けられる部分の船底部が内側に屈曲されて凹み部を形成し、前記横方向区画部材の一部が前記凹み部内に収容されることを特徴とする請求項１７に記載の空気空洞船舶。
【請求項１９】
前記空間区域を複数の空間区域に分割するために、船底部から突出されるように前記縦方向区画部材の内側に取り付けられる縦方向仕切りを備え、
前記横方向区画部材が縦方向に離隔して複数個設置され、前記空間区域を複数の空間区域に分割することを特徴とする請求項１７に記載の空気空洞船舶。
【請求項２０】
前記横方向区画部材と前記縦方向区画部材との間に設置される水密手段を備えることを特徴とする請求項１７または１９に記載の空気空洞船舶。
【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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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、油圧の漏洩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。
【００１２】
特許文献１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。
【００１３】
特許文献２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。
【００１４】
特許文献３の“VESSEL WITH ADJUSTABLE DRAUGHT"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(船底部に対して角度９０゜、vertical)で作動させて運航をする船舶である。このものでは、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、フラップ全体の大きさが大きくなって自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が必要となる問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】大韓民国公開特許第１０−２００９−０１１６０８７号公報
【特許文献２】大韓民国公開特許第１０−２００５−００１６８６９号公報
【特許文献３】国際公開特許ＷＯ８４／０４９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、本発明の目的は、船舶の航海時に空気空洞が適切に形成されているか否かをモニタリングし、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。
【００１９】
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洩防止のために、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て横方向区画部材を動かして、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
さらに、本発明の目的は、船舶の船体船底部に横方向溝を形成することにより、横方向区画部材が引込位置にあるとき、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。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
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、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であって、船底部を縦方向に区画するために、船底部から突出されるように船底部の幅方向両側に各々取り付けられる縦方向区画部材と、該縦方向区画部材と協同して船底部に空気空洞のための空間区域を形成するために、船底部に沿って幅方向へ延びる横方向区画部材と、空気空洞を形成するように、前記空間区域に空気を供給する空気供給部とを備え、前記横方向区画部材が、船底部下面と同じ高さで延びる引込位置と船底部下面から突出される突出位置との間で移動可能なことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、前記横方向区画部材が、船底部に沿って幅方向へ延びるヒンジ軸を中心として回転し、前記引込位置と前記突出位置との間で移動可能なことを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明は、前記横方向区画部材が設けられる部分の船底部が、内側に屈曲されて凹み部を形成し、前記横方向区画部材が、前記引込位置で前記凹み部内に収容されることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明は、前記横方向区画部材が、油圧式または電動式で前記引込位置と前記突出位置との間で移動可能なことを特徴とする。
【００２８】
さらに、本発明は、前記横方向区画部材が船底部面から突出される突出高さを調節可能なことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明は、前記空間区域を複数の空間区域に分割するために、船底部から突出されるように前記縦方向区画部材の内側に取り付けられる縦方向仕切りをさらに備えることを特徴とする。
【００３０】
さらに、本発明は、前記横方向区画部材が縦方向に離隔して複数個設置され、前記空間区域を複数の空間区域に分割することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明は、前記空気供給部が、前記複数の空間区域の各々に空気を供給することを特徴とする。
【００３２】
さらに、本発明は、前記空気供給部が、前記空間区域に空気を供給する空気噴射ノズルと、該空気噴射ノズルに空気を供給する空気圧縮機と、前記空気圧縮機と空気噴射ノズルとを接続する空気供給管とを備えることを特徴とする。
【００３３】
また、本発明は、前記空間区域から抜け出る空気を回収して、前記空気噴射ノズルに供給する空気回収装置をさらに備えることを特徴とする。
【００３４】
さらに、本発明は、前記空気回収装置が、船底部に設置されて、前記空間区域から抜け出る空気を吸入するための空気吸入口と、該空気吸入口と接続されて、空気と水とを分離する気液分離器と、該気液分離器から分離された空気を加圧し、接続管を介して前記空気噴射ノズルに供給する第２の空気圧縮機とをさらに備えることを特徴とする。
【００３５】
また、本発明は、前記横方向区画部材と前記縦方向区画部材との間に設置される水密手段を備えることを特徴とする。
【００３６】
さらに、本発明は、前記水密手段が、前記横方向区画部材の両端部に設置されることを特徴とする。
【００３７】
また、本発明は、前記水密手段が、前記横方向区画部材の回転半径内で前記縦方向区画部材の面上に設置されることを特徴とする。
【００３８】
さらに、本発明は、前記横方向区画部材と前記縦方向仕切りとの間に設置される水密手段を備えることを特徴とする。
【００３９】
また、本発明は、前記船舶の船底部に設置される駆動可能な横方向区画部材を収容できるように、前記船舶の船底部の内側に複数の横方向溝が形成されていることを特徴とする。
【００４０】
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、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であって、船底部を縦方向に区画するために、船底部に突出されるように取り付けられる縦方向区画部材と船底部を横方向に区画する横方向区画部材とによって形成される空間区域に空気を供給して空気空洞を形成し、前記横方向区画部材が、船底部下面と同じ高さで延びる引込位置と船底部下面から突出される突出位置との間で移動可能なことを特徴とする。
【００４１】
さらに、本発明は、前記横方向区画部材が設けられる部分の船底部が内側に屈曲されて凹み部を形成し、前記横方向区画部材の一部が前記凹み部内に収容されることを特徴とする。
【００４２】
また、本発明は、前記空間区域を複数の空間区域に分割するために、船底部から突出されるように前記縦方向区画部材の内側に取り付けられる縦方向仕切りを備え、前記横方向区画部材が縦方向に離隔して複数個設置され、前記空間区域を複数の空間区域に分割することを特徴とする。
【００４３】
さらに、本発明は、前記横方向区画部材と前記縦方向区画部材との間に設置される水密手段を備え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、船底部下面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ている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切に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。また、駆動装置にスプリングを設置し、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
さらに、船底部に横方向溝を形成することにより、横方向区画部材を収容できるようにして、空気空洞の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を引込位置に移動させることができ、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。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【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、縦方向仕切りによって横方向区画部材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横方向溝を有する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）は船底部の横方向溝の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
本発明の空気空洞船舶１００は、船底部１０１下面はそのまま置いて、その下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、船底部下面に溝を掘り、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。
【００５９】
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。
【００６０】
縦方向区画部材１１０は、船底部１０１の幅方向両側、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下面に下方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。
【００６１】
横方向区画部材１２０は、船底部１０１に沿って幅方向へ延びる。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。
【００６２】
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。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。
【００６３】
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。
【００６４】
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下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をさらに備えることができる。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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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、水と正面から接触するため、摩擦抵抗を増加させる原因となる。
【００６８】
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下面と同じ高さで延びる引込位置と、船底部１０１下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、引込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。
【００６９】
図４（ａ）は、横方向区画部材１２０が引込位置にある状態を示す。横方向区画部材１２０が設けられる部分の船底部１０１は、幅方向に沿って内側に凹んだ部分を形成し、引込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。
【００７０】
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（ｂ）に示すように、船底部１０１下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１２０は、ヒンジ軸１２１を中心として引込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に沿って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下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。
【００７１】
横方向区画部材１２０は、油圧式または電動式で引込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、油圧式ジャッキ１２２によってヒンジ軸１２１を中心として移動され得る。
【００７２】
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下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。
【００７３】
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下面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、その下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。
【００７４】
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引込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。
【００７５】
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。
【００７６】
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の下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。
【００７７】
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乃至図５を参照して空気回収装置の構成を説明する。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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下面から気液分離器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下面より例えば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。
【００８２】
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。
【００８３】
例えば、 船底部１０１下面での圧力が２ｂａｒ（ゲージ圧）程度であるとすれば、気液分離器１４２は船底部１０１下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１．５ｂａｒ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、２ｂａｒ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１．５ｂａｒ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０．５ｂａｒ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。
【００８４】
空気圧縮機１３２で２ｂａｒ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、０．５ｂａｒ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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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切に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。
【００８８】
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下面はそのまま置いて、その下に空気空洞を形成するので、船底部下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。
【００８９】
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。
【００９０】
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下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。
【００９１】
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。
【００９２】
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１３１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１３１の上流側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。
【００９３】
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１３１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、２ｂａｒ以上であり、気液分離器２４２から分離された空気は、１．５ｂａｒ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０．５ｂａｒ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。
【００９４】
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１３１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。
【００９５】
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１３１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。
【００９６】
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、０．５ｂａｒ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。
【００９７】
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、その下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利用することができる。
【００９８】
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、油圧式ジャッキ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。
【００９９】
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、油圧の漏洩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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
前記駆動装置１２４は、駆動用作動装置１２４１と、駆動用ロッド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、固定用ロッド１２５２と、上段ストッパ１２５３と、下段ストッパ１２５４とで構成される。
【０１０３】
前記ストッパ１２５３、１２５４と固定用ロッド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。
【０１０４】
前記駆動用ロッド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。
【０１０５】
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に沿って幅方向へ延びるヒンジ軸１２１を中心として引込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下面と同等な高さを維持するようになる。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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ッド１２４２を上下往復させたり、固定用ロッド１２５２を進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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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、前記駆動用ロッド１２４２を横方向区画部材１２０に接続する位置がヒンジ軸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。
【０１１３】
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、前記駆動用ロッド１２４２を横方向区画部材１２０に接続する位置がヒンジ軸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、駆動用ロッド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。
【０１１４】
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、前記駆動用ロッド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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
上記のような場合には、下段ストッパ１２５４が図８（ａ）のように、固定用ロッド１２５２によって固定されるので、横方向区画部材１２０が引込位置に固定されるようになり、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。
【０１１７】
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、固定用ロッド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、自重によって下方に下降するようになる。
【０１１８】
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、固定用ロッド１２５２は前進して上段ストッパ１２５３を固定させ、図８（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。
【０１１９】
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、固定用ロッド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によって上方に移動するようになる。
【０１２０】
横方向区画部材１２０が引込位置に至ると、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、固定用ロッド１２５２は前進して、図８（ａ）のように、下段ストッパ１２５４が固定用ロッド１２５２によって固定され、横方向区画部材１２０は、引込位置に固定されるようになる。
【０１２１】
前記横方向区画部材１２０の引込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ッド１２５２を作動させて横方向区画部材１２０を駆動及び固定させることもできる。
【０１２２】
また、駆動用ロッド１２４２を下段ストッパ１２５４と共に上段ストッパ１２５３に対し可動とし、上段ストッパ１２５３と下段ストッパ１２５４との間にスプリング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、ロッド１２４２、１２５２の耐久性を増大させることができる。
【０１２３】
また、前記ロッドには、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。
【０１２４】
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ッド１２５２を作動させて、横方向区画部材１２０を駆動及び固定させることもできる。
【０１２５】
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。コンバータは、ＳＣＲコンバータを用いることができる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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減殺させてしまう。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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１３１を介して圧縮された空気が供給される。
【０１３２】
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逆Ｕ字状になることが確認できる。
【０１３３】
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。
【０１３４】
船首部の横方向空間区域１５１における両側部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。
【０１３５】
その結果、船首部の横方向空間区域１５１の両側部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の両側部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の両側部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の両側部の空間区域の空気空洞が形成され得る。
【０１３６】
また、船首部と船尾部との間にある空間区域１５２の両側部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の両側部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の両側部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の両側部の空間区域の空気空洞が形成され得る。
【０１３７】
したがって、船首部に位置する前記空間区域１５１の両側部の空間区域から船尾部に位置する前記空間区域１５３の両側部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。
【０１３８】
前記空気空洞船舶における空間区域１５１、１５２、１５３の両側部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。
【０１３９】
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の両側部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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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の両側部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。
【０１４２】
上記の空気供給方法は、空気空洞が船舶の船底部下面に縦方向・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、船底部下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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
図１０（ｂ）、図１０（ｃ）は、横方向・縦方向区画部材が船底部１０１下面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下面に溝を掘り、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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。以下、各構成を具体的に説明する。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
そこで、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が引込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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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が引込位置にあるようになる場合、水密手段１６０も引込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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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横方向溝を有する空気空洞船舶の概略図であって、（ａ）は船底部の平面図、（ｂ）は船底部の横方向溝の拡大図である。
【０１６２】
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。
【０１６３】
上記の空間区域は図２及び図３のように、船底部１０１下面はそのまま置いて、その下に縦方向区画部材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下面に溝を掘り、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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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を引込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。
【０１６６】
したがって、上記のように、横方向区画部材１２０を引込位置に移動させる必要がある場合、図１２（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下面に内側に凹むようになる部分を形成させて、引込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。
【０１６７】
上記の凹んだ部位の横方向長さ及び縦方向長さは、図１２（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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
上記の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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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】
【０１７２】
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        油圧式ジャッキ
１２３        稼動手段
１２４        駆動装置
１２４１      駆動用作動装置
１２４２      駆動用ロッド
１２４３      シリンダ
１２５        固定装置
１２５１      固定用作動装置
１２５２      固定用ロッド
１２５３      上段ストッパ
１２５４      下段ストッパ
１２６        スプリング
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
２６０        空気圧縮機
【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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