JP2009522159A - 折畳み式の格納可能なシールを有するカタマラン型エアクッション船 - Google Patents

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Abstract

【解決手段】カタマラン船及びエアクッション船の両方として効率的に運航できるように設計された船舶であって、カタマランモードでは低速で走行し、エアクッションモードでは高速で走行することができ、展開可能なサイドシールを用いることにより水陸両用である。船舶は、カタマランハルと、可撓性エアクッション用フロント及びリアシールシステムとを含んでおり、該シールシステムは、ヒンジ式ドアを有し、膨張可能な可撓性要素が収容された格納可能なサイドシールを有している。ドアは、展開位置では、サイドシールシステムの一部を形成し、格納位置ではシールの可撓性要素を保護する。船舶がカタマラン船モード又は表面効果船モードで運航する際、サイドシールに関連して生じる抗力を低減し、高速の表面効果モードで運航する際のシールに対する損傷を防止する。
【選択図】図１

Description

＜関連出願の相互参照＞
２００５年１２月３０日に出願された米国仮特許出願第６０／７５５，９３８号の優先権を主張し、該特許出願は、引用を以て本願に組み込まれるものとする。
２００６年１１月２０日に出願された米国特許出願第１１／５６１，６９１号の優先権を主張し、該出願は、引用を以て本願に組み込まれるものとする。なお、これは、米国特許出願第１１／５６１，６９１号の継続出願である。
＜発明の分野＞
本発明は、カタマラン型エアクッション船(catamaran air cushion ships)に関する。より具体的には、本発明は、改良された表面効果船又はエアクッション船に関するもので、カタマランハルが、ロック可能なヒンジ式ドア及び膨張可能なシール部を特徴とする折畳み式サイドシール構造を有している。
＜発明の背景＞
一般的に、エアクッション船は、表面効果船としても知られている。エアクッション船の例は、例えば、次の表に掲げる米国特許に記載されている。次の表に掲げた米国特許中、第６６１９２２０号には、格納可能な(retractable)スカートシステムを有する表面効果船又はホバークラフトが開示されている。
＜表１＞
米国特許第1,976,046号「Waterfoil」 1934年10月9日
米国特許第2,405,115号「Floating Structure」 1946年8月6日
米国特許第3,065,723号「Supercavitating Hydrofoils」 1962年11月27日
米国特許第3,077,173号「Base Ventilated Hydrofoil」 1963年2月12日
米国特許第3,141,436号「Hydrofoil Assisted Air Cushion Boat」 1964年7月21日
米国特許第3,458,007号「Captured Air Bubble (CAB) Ground Effect Machine」 1969 年7月29日
米国特許第3,621,932号「Gas-Cushion Vehicles」 1971年11月23日
米国特許第3,917,022号「Twin Cushion Surface Effect Vehicle」 1975年11月4日
米国特許第3,987,865号「Gas-Cushion Vehicle Skirt」 1976年10月26日
米国特許第4,469,334 「Sealing System For The Air Cushion OfAn Air-Cushion Vessel」 1984年9月4日
米国特許第4,489,667号「Surface Effect Ship Seals」 1984年12月25日
米国特許第4,506,618号「Propeller And Keel Arrangement For Surface Effect Ships」 1985年3月26日
米国特許第4,535,712号「Variable Air Cushion Mode Vehicle」 1985年8月20日
米国特許第4,543,901号「Surface Effect Ship Air Cushion Seal System」 1985年10月1日
米国特許第4,646,866号「Surface Effect Type, Side Keel Vessel Fitted With An Improved Forward Buoyancy Cushion Seal Apparatus」 1987年3月3日
米国特許第4,660,492号「Catamaran Air Cushion Water Vehicle」 1987年4月28日
米国特許第4,708,077号「Hull Shapes For Surface Effect Ship With Side Walls And Two Modes Of Operation」 1987年11月24日
米国特許第4,714,041号「Structure of surface effect ship with side walls」 1987年12月22日
米国特許第4,739,719号「Movable bow seal air ride boat hull」 1988年4月26日
米国特許第4,767,367号「Integrated Combination Propeller Drive Shaft Fairing and Water Intake Sea Chest Arrangement, For High Speed Operating Marine Craft」 1988年8月30日
米国特許第5,651,327号「Displacement, Submerged Displacement, Air Cushion Hydrofoil Ferry Boat」 1997年7月29日
米国特許第5,711,494号「Aero-Hydroglider」 1998年1月27日
米国特許第5,934,215号「Stabilized Air Cushioned Marine Vehicle」 1999年8月10日
米国特許第6,293,216号「Surface Effect Ship (SES) Hull Configuration Having Improved High Speed Performance and Handling Characteristics」 2001年9月25日
米国特許第6,439,148号「Low-Drag, High-Speed Ship」 2002年8月27日
米国特許公開第2003/0000440号「Air Assisted Landing Craft」 2003年1月2日
米国特許第6,526,903号「High speed M-shaped boat hull」 2003年3月4日
米国特許第6,609,472号「Stable efficient air lubricated ship」 2003年8月26日
米国特許第6,619,220号「Hybrid SES/hovercraft with Retractable Skirt System」 2003年9月16日
米国特許公開第2005/0211150号「Variable Hybrid Catamaran Air Cushion Ship」 2005年9月29日
米国特許公開第2005/0236200号「Wrapped-cone fingers for skirt systems」 2005年10月27日
米国特許第7,013,826号「Hybrid Catamaran Air Cushion Ship」 2006年3月21日
＜発明の要旨＞
本発明は、離間して配置されたハルがプラットフォームに連繋されているカタマランハルと、ハルを推進する一体の推進システムとを有するカタマラン表面効果船を提供するものである。
ハルは、前後に可撓性シール及び可撓性サイドシールを有し、これらシールにより、加圧された空気が、両ハルの間及び前後の可撓性シール間にある空間の中にトラップされることができる。
ハルは、加圧された空気を空間に送給する電動リフトファンシステムを有している。
各ハルにおけるサイドシールシステムは、各ハルの側部に移動可能(例えば、回動可能)に取り付けられた可動ドアを含んでいる。膨張可能なシールは、ドアの下方で、ドアとハルの間で膨張する。
側部クッションが収縮すると、ロッキングドッグ(例えば、電動式)により、ドアが閉じられロックされる。
＜発明の詳細な記述＞
本発明の船舶(10)は、カタマラン船及びエアクッション船の両方として機能することができるように設計されている。図１〜図９において、本発明のカタマラン型エアクッション船は、符号(10)として示されている。船舶(10)は、従来のエアクッション及び表面効果船の構造と比べて幾つかの利点を有している。船舶(10)は、頑強な構造を有しており、海、カーゴ及び海岸の荷役作業負荷に耐え得る十分な強度を有している。船舶(10)はまた、速度、耐久性及びカーゴ積載能力を確保するために軽量でもある。
図１〜図９に示されるカタマラン型エアクッション船(10)は、左舷ハル(11)、右舷ハル(12)、船首(13)及び船尾(14)を含んでいる。船(10)は、例えば、高強度のスチール、アルミニウム、チタン又は複合材料(例えば、ファイバーグラス、カーボン／エポキシ積層材)から構成されることができる。
プラットフォーム(15)は、左舷ハル(11)と右舷ハル(12)の間にあって両ハルを連繋している。ハル(12)は、図３〜図５のハル(11)とほぼ同じ構造である。プラットフォーム(15)はデッキ領域(26)を有している。デッキ領域(26)は、装輪車又は装軌車などの運搬車からの局部圧力で５００ｐｓｆ(０.２４４ｋｇ／ｃｍ2)よりも大きな圧力に耐え得ることができる。
船首(13)にはフロント(前部)シール(16)が配備され、船尾(14)にはリヤ(後部)シール(17)が配備される。船首(13)におけるフロントシール(16)は、複数の独立したフィンガーシールの形態をとることができる。このようなシール(16)(17)は、例えば、米国特許第3,621,932号、第3,987,865号及び第4,646,866号に記載されており、これら特許は引用を以て本願に組み込まれるものとする。フロントシール(16)及びリアシール(17)は、ＳＥＳ(表面効果船)又はカタマラン形態の抵抗に対して有意の影響を及ぼすことなく、高速の流れを存続させることができる。
ハル(11)(12)の各々は、湾曲した底部(18)、外側壁(19)及び内側壁(21)を有している。本発明のカタマラン型エアクッション船(10)の大きさは、船サイズに合わせて広範囲に調整可能であり、典型的な全長は、１００フィート〜１０００フィート(３０.５ｍ〜３０５ｍ)であり、ビームは３０フィート〜３００フィート(９.１ｍ〜９１ｍ)である。積載容量は、典型的には、満載排水量の２０％〜５０％で、１００トン〜１０００００トン(９０.７メトリックトン〜９０７００メトリックトン)である。
エアクッション船(10)は、複数の水プロペラ(20)を有しており、好ましくは、水用シングルプロペラ(20)がハル(11)(12)の各々の船尾に配置される。エアクッション船(10)はまた、図１及び図２に示されるように、左舷側ハル(11)及び右舷側ハル(12)から上向きに伸びる空気プロペラ(22)を具えている。
図３、４及び５に示されるように、ハル(11)(12)の各々には内側側壁(21)が設けられており、ハル(11)(12)、プラットフォーム(15)と水面(39)の間にクッション用圧力(Ｐｃ)が発生させられることができるようにしている。また、方向舵(ラダー)が配備され、図示の如く、左舷側方向舵(23)と右舷側方向舵(24)とがある。
プラットフォーム(15)は、船首ランプ(ramp)(27)と船尾ランプ(28)を繋ぐデッキ領域(26)を提供する。乗物及び／又はカーゴは、船首ランプ(27)又は船尾ランプ(28)を利用して、デッキ領域(26)へ駆動又は牽引されることができる。同様に、乗物、カーゴ等は、船首ランプ(27)又は船尾ランプ(28)を利用して、デッキ領域(26)から退出することができる(unloaded)。船楼(superstrucure)(29)は、空気プロペラ(22)及びパイロットハウス(25)、クルー室等を支持する。
ハル(11)(12)の各々に対して、折畳み式の(folding)サイドシール(30)が配備される。折畳み式のサイドシール(30)はドア(32)を有しており、該ドアは、例えばヒンジ(31)を用いてハル(11)又は(12)に回動可能に取り付けられる。クッション用空気(Ｐｃ)は加圧された空気であり、この空気はチャンネル(33)を通って折畳み式のサイドシール(30)の内部に送られて、折畳み式のサイドシール(30)は膨張する。チャンネル(33)はバルブ(34)を用いて開閉される。
サイドシール(30)は表面効果船(ＳＥＳ)又はカタマラン船モードの抵抗に有意の影響を及ぼすことなく高速の流れを維持することができる。サイドシール(30)は展開と後退ができるので、船舶(10)における表面効果船(ＳＥＳ)及びカタマラン船の両モードでの航行に対応することができる。
折畳み式のサイドシール(30)は、図３〜５及び８に示されるように、ハル(11)又は(12)の底部とドア(32)の下端部の間に張力膜(35)が設けられている。張力膜(35)により、ドア(32)の回動は、図２及び４の最大開き位置に制限される。矢印(55)は、ドア(32)が外向きに開くことを示している。矢印(56)は、ドア(32)が内向きに閉じることを示している。
フェンダー(36)は、図１〜５及び８に示されるように、ヒンジ(31)の上に配置されることができる。膨張可能なフィンガー(38)は、図３〜５及び８に示されるように、張力膜(35)の下に延在する。フィンガー(38)は、横断面がほぼＵ字状である。このようなフィンガー(38)として、前記特許文献に示されるものを挙げることができる。クッション用加圧空気(Ｐｃ)は、ハル(11)又は(12)の下のフィンガー(38)に連通して、フィンガー(38)を外向きに突出させることができる(図３〜５及び８を参照)。ハル(11)(12)の各々に、フィンガー(38)の前後に端部ウエブ(37)を設けることができる。
折畳み式のサイドシール(30)が、図２、４及び８に示されている。図４において、膨張は矢印(49)に示されており、空気は、プラットフォーム(15)の下の空間(48)からハル(11)(12)の間及び水面(39)の上に送り込まれる。矢印(49)は、折畳み式のサイドシール(30)を膨張させる空気の流路を示している。サイドシール(30)を膨張させるには、ロッキングドッグ(43)を解除して、ドア(32)を外向き(55)に移動させ、フィンガー(38)を展開させて膨張させる。
閉じられて折り畳まれた位置が図１及び図３に示されている。サイドシール(30)を後退させて収縮させる間、フィンガー(38)から空気を取り除き、ロッキングドッグ(43)を元位置に戻して、ドア(32)を内向き(56)に移動させる。
折畳み式のサイドシール(30)の収縮を支援するために、バキュームを用いることもできる。バキュームは例えばベンチュリ装置(54)であり、流れライン(40)、バルブ(41)及び矢印(42)(図５参照)で示される真空源を含んでいる。バキューム(42)は、膨張可能なサイドシール(30)から空気を除去するのに用いられるが、静水圧を利用してフィンガー(38)の収縮及び圧縮を行なうこともできる。
収縮すると、サイドシール(30)は、モータ(44)で駆動するロッキングドッグ(43)を用いて閉位置にロックされる。ロックされた位置は図３に示されている。ロックが解除された位置、つまり動作位置(46)は図４に示されている。
図３〜５は、シール(30)の膨張を示しており、部分的な膨張は図５に示され、完全な膨張(ＡＣＶモードが作動)は図４に示されている。完全な膨張位置は、符号(47)によって示されている。
張力膜(35)の上方に水が蓄積しないように、ドレン装置を設けることができる(図６及び７参照)。水は、張力膜(35)の開口(50)を通じて、膜(35)の表面から下向きに排出されることができる。膜(35)の開口(50)の下で膜(35)の下面には、バルブ部材(51)が取り付けられる。バルブ部材(51)、膜(35)の下面で固定縁部(52)に取り付けられる。膜(35)の上面から開口(50)を通じて水を排出するとき、自由縁部(53)は膜(35)から離れる。
本発明の望ましい実施例の様々な要素に関する適当な部品及び材料のリストを以下に示す。
(10) カタマラン型エアクッション船
(11) 左舷ハル
(12) 右舷ハル
(13) 船首
(14) 船尾
(15) プラットフォーム
(16) フロントシール
(17) リアシール
(18) 湾曲した底部
(19) 外側壁
(20) 水プロペラ
(21) 内側壁
(22) 空気プロペラ
(23) 左舷側方向舵
(24) 右舷側方向舵
(25) パイロットハウス
(26) デッキ領域
(27) 船首ランプ
(28) 船尾ランプ
(29) 船楼
(30) 折畳み式のサイドシール
(31) ヒンジ
(32) ドア
(33) チャンネル
(34) バルブ
(35) 張力膜
(36) フェンダー
(37) 端部ウエブ
(38) フィンガー
(39) 水面
(40) 流れライン
(41) バルブ
(42) 真空源−ベンチュリ矢印
(43) 電動ロッキングドッグ
(44) モータ
(45) ロックされた位置
(46) ロック解除された作動位置
(47) 完全膨張状態の高さ
(48) 空間
(49) 矢印
(50) 開口
(51) バルブ部材
(52) 固定縁部
(53) 自由縁部
(54) ベンチュリ
(55) 矢印
(56) 矢印
この明細書に記載した全ての測定値は、特に指定しない限り、標準の温度及び圧力並びに海面上での値である。
前記の実施例は、単なる例示であって、本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定される。
本発明の装置の望ましい実施例の斜視図である。 本発明の装置の望ましい実施例の斜視図である。 図１の３−３線に沿う断面図である。 図２の４−４線に沿う断面図である。 本発明の装置の望ましい実施例の概略正面断面図である。 本発明の装置の望ましい実施例の部分斜視図である。 本発明の装置の望ましい実施例の部分斜視図である。 本発明の装置の望ましい実施例の部分斜視図である。 本発明の装置の望ましい実施例の船尾側からの斜視図である。

Claims (25)

  1. 離間して配置されたハルがプラットフォームに連繋されているカタマランハルと、ハルを推進する一体の推進システムとを有するカタマラン表面効果船であって、
    ａ）ハルの前後に配備されたシールであって、加圧された空気を、ハルとハルの間及びシールとシールの間にある空間の中にトラップされることができるようにするフロントシール及びリアシールと、
    ｂ）ハルに収容され、加圧された空気を前記空間に送給する電動式リフトファンと、
    ｃ）各ハルにおけるサイドシールシステムであって、各ハルの側部に移動可能に取り付けられた可動ドアと、ドアの下方で、ドアとハルの間に延在する膨張可能なシールとを含むサイドシールシステムと、
    を具えているカタマラン表面効果船。
  2. 各ドアは、ハルに回動可能に取り付けられている請求項１のカタマラン表面効果船。
  3. 各ドアは、ヒンジでハルに取り付けられる請求項１のカタマラン表面効果船。
  4. 膨張可能なシールは、ハルとドアとの間に延在する張力膜を有している請求項１のカタマラン表面効果船。
  5. 各張力膜は、ドアの下端部に取り付けられる請求項１のカタマラン表面効果船。
  6. ハルの中を通るチャンネルを有しており、膨張可能なシールを膨張させることができるようにしている請求項１のカタマラン表面効果船。
  7. チャンネルは、使用中、最大水面よりも上の位置にある請求項１のカタマラン表面効果船。
  8. チャンネルにはバルブが設けられている請求項１のカタマラン表面効果船。
  9. チャンネルは、膨張可能なシールの少なくとも一部分を収縮させるための真空源に接続されている請求項８のカタマラン表面効果船。
  10. 閉位置において、各ドアをハルにロックするロッキング機構をさらに具えている請求項１のカタマラン表面効果船。
  11. ロッキング機構は、ドアを閉位置に固定させることができるようにする電動式ロッキングドッグを有している請求項１０のカタマラン表面効果船。
  12. シールは、静水圧を用いて、少なくとも部分的に収縮されることができる請求項１のカタマラン表面効果船。
  13. 張力膜は、１又は複数のドレンを運んで、シールから水が取り除かれるようにしている請求項４のカタマラン表面効果船。
  14. 真空源はベンチュリであり、該ベンチュリにはバルブが設けられ、膨張可能なシールを選択的に真空で引くことができる請求項９のカタマラン表面効果船。
  15. 各ドアの上端部は、ハルの上部の近傍位置でハルに取り付けられる請求項１のカタマラン表面効果船。
  16. １又は複数のシールは可撓性である請求項１のカタマラン表面効果船。
  17. 推進システムはプロペラを有している請求項１のカタマラン表面効果船。
  18. プロペラは、ハルの接岸等の際、独立して動作可能である請求項１７のカタマラン表面効果船。
  19. 離間して配置されたハルがプラットフォームに連繋されているカタマランハルと、ハルを推進する一体の推進システムとを有するカタマラン表面効果船であって、
    ａ）ハルの前後に配備されたシールであって、加圧された空気を、ハルとハルの間及びシールとシールの間にある空間の中にトラップされることができるようにするフロントシール及びリアシールと、
    ｂ）ハルに収容され、加圧された空気を空間に送給する電動式リフトファンと、
    ｃ）各ハルの外面に回動可能に取り付けられ、各々が上部と下端部を有するドアと、
    ｄ）ドアの底部をハルの外側部から離れる方向に回転させる膨張可能な部分と、
    を具えているカタマラン表面効果船。
  20. 膨張可能な部分は、ハルからドアに延びる可撓性膜をさらに具えている請求項１９のカタマラン表面効果船。
  21. バルブ部材をさらに具えている請求項２０のカタマラン表面効果船。
  22. ドアをハルにロックする内部ロッキング機構をさらに具えている請求項１９のカタマラン表面効果船。
  23. 空間から膨張可能な部分に延びるチャンネルをさらに具えている請求項１９のカタマラン表面効果船。
  24. シールは、少なくとも１つの包まれた可撓性コーンフィンガーをさらに具えている請求項１、４、６、１０又は１９のカタマラン表面効果船。
  25. 実質的に図面に示され、明細書に記載された発明。
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