JP2014526421A - 起振力低減型船舶 - Google Patents

Abstract

起振力低減型船舶が開示される。本発明の一実施形態による起振力低減型船舶は、後尾にプロペラが設けられる船体と、プロペラの動作時に、プロペラに隣接した船体の表面に反射波を発生させるエアレイヤを形成させて、船体側への起振力を低減させる起振力低減モジュールと、を含み、起振力低減モジュールは、船体の上下方向に沿ってプロペラの回転軸心を通過するセンターラインを基準として一側に偏って配置される。

Description

本発明は、起振力低減型船舶に係り、より詳細には、起振力低減のための構造が改善された起振力低減型船舶に関する。

船舶の後尾に設けられるプロペラが水中で回転すれば、水がプロペラの羽根表面に流れながら、プロペラの羽根表面の表面と裏面とに水圧差を発生させ、その水圧差によって推進力が発生する。このように発生する推進力によって船舶が海上で運航される。

一方、船舶の運航のためにプロペラが動作すれば、すなわち、プロペラが水中で回転すれば、回転体としてのプロペラによって水中に変動圧力が発生し、このように発生した変動圧力は、船体への起振力を増加させて、船体に振動（ノイズ含む）を発生させる要因として作用する。

特に、プロペラによって水中に空洞現象（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）が発生する場合には、起振力がさらに増加するために、船体の振動が激しく発生する。

これは、水中で圧力が低い所が生じれば、水に含まれているガスが水から抜け出して圧力が低い所に集まることによって、水中に気泡が発生し、このように発生した気泡が圧力の高い部分に至れば、急激に砕けることによって、水中に強い変動圧力を発生させるためである。

このような変動圧力による起振力の増加問題を解決するために、プロペラ羽根自体の形状やサイズを異ならせて設計するか、船舶後尾の形状を改善するか、ノイズと振動とを遮断させるための別途の補強材を重ね当てるか、船首から流入される水の流動（ｆｌｏｗ）をガイドするためのガイド装置を付着するか、プロペラのサイズを減らすかなどの多様な方法を適用するか、適用を試みているが、起振力を低減させるのに実質的に大きな効果を得にくい。

一方、プロペラによる変動圧力によって起振力が増加して、船体に伝達されるノイズを含んだ振動問題は、例えば、クルーズ船のように遊覧を目的とする船舶や、軍艦のように静かな運航を前提とする船舶である場合において、至急に解決しなければならない事項なので、これについての研究開発が必要である。

本発明が解決しようとする技術的課題は、プロペラ動作時に発生する変動圧力によって起振力が増加して、船体における振動の発生を沮止することができる起振力低減型船舶を提供するところにある。

本発明の一側面によれば、後尾にプロペラが設けられる船体と、前記プロペラの動作時に、前記プロペラに隣接した前記船体の表面に反射波を発生させるエアレイヤ（ａｉｒ ｌａｙｅｒ）を形成させて、前記船体側への起振力を低減させる起振力低減モジュールと、を含み、前記起振力低減モジュールは、前記船体の上下方向に沿って前記プロペラの回転軸心を通過するセンターラインを基準として一側に偏って配される起振力低減型船舶が提供されうる。

前記起振力低減モジュールによって形成される前記エアレイヤは、前記プロペラに隣接した前記船体の表面の一部領域に局部的に形成されうる。

前記起振力低減モジュールは、前記センターラインを基準として、前記プロペラの回転方向に偏って配置される。

前記起振力低減モジュールは、前記船体の船首から船尾側に沿ってエアを噴射して、前記船体の表面にエアレイヤを形成させることができる。

前記起振力低減モジュールは、前記船体の壁面に結合されるが、前記船体の外表面から突出する突出部を備え、前記突出部に形成される気泡噴射孔を通じて前記船体の外表面に気泡を発生させて、前記船体の表面にエアレイヤを形成させることができる。

前記気泡噴射孔領域に結合される多孔性キャップ（ｃａｐ）をさらに含みうる。

前記船体の壁面に結合され、前記起振力低減モジュールが着脱自在に結合されるボトムプラグ（ｂｏｔｔｏｍ ｐｌｕｇ）と、前記起振力低減モジュールに圧縮空気を供給する圧縮空気供給部と、をさらに含みうる。

前記圧縮空気供給部は、前記船体の一側に設けられるコンプレッサーと、前記コンプレッサーと前記起振力低減モジュールとを直結させる圧縮空気供給ラインと、前記圧縮空気供給ラインに設けられて、前記圧縮空気供給ラインに沿って流動する圧縮空気の流動を断続する少なくとも１つの弁と、を含みうる。

前記起振力低減モジュールは、前記圧縮空気供給部からの圧縮空気が流動する圧縮空気流動ラインが内部に形成され、前記ボトムプラグの貫通部に挿設されるが、一側に前記突出部が形成されるモジュールボディーと、前記モジュールボディーの他側に形成され、前記ボトムプラグの載置ラックに配されるボディーフランジと、を含みうる。

前記突出部は、前記モジュールボディーの一側辺で傾斜して連結される傾斜壁部と、前記傾斜壁部の端部で前記モジュールボディーの表面に垂直に配される垂直壁部と、を含みうる。

前記圧縮空気流動ラインは、前記モジュールボディーの長手方向に沿って延びる直線区間部と、前記突出部の内部に配されるが、前記直線区間部と交差し、端部に前記気泡噴射孔が形成される交差区間部と、を含みうる。

前記直線区間部と前記交差区間部との間には、前記圧縮空気を案内するアーク（ａｒｃ）型案内部がさらに形成されうる。

前記直線区間部と前記交差区間部は、独立して多数個配置される。

前記船体に設けられて、前記プロペラ動作時に発生する変動圧力を感知する変動圧力感知部と、前記変動圧力感知部からの情報に基づいて、前記起振力低減モジュールを通じる気泡発生をコントロールするコントローラと、をさらに含みうる。

前記起振力低減モジュールの圧縮空気流動ラインに設けられて、前記圧縮空気流動ラインの開口を選択的に開閉するライン開閉モジュールをさらに含みうる。

前記ライン開閉モジュールは、前記圧縮空気流動ラインを通じて前記圧縮空気が供給される時、前記圧縮空気流動ラインを開放し、前記圧縮空気の供給が停止される時、前記圧縮空気流動ラインを遮蔽する無動力ライン開閉モジュールであり得る。

前記無動力ライン開閉モジュールは、前記圧縮空気流動ライン内に配されて、前記圧縮空気流動ラインを開閉するボール部材と、前記ボール部材と連結され、前記圧縮空気が供給される時、圧縮されて前記ボール部材を通じて前記圧縮空気流動ラインを開放させ、前記圧縮空気の供給が停止される時、膨張されて前記ボール部材をして、前記圧縮空気流動ラインを遮蔽させる第１弾性体と、を含みうる。

前記無動力ライン開閉モジュールは、前記圧縮空気流動ライン上に設けられ、前記圧縮空気が流動する方向に対して前方の領域よりも幅が部分的に狭く形成されて、前記ボール部材が配される場所を形成するボールチャンバと、前記ボールチャンバに設けられて、前記第１弾性体を支持する弾性体支持部と、をさらに含みうる。

前記無動力ライン開閉モジュールは、前記圧縮空気流動ライン内に回転自在に配されて、前記圧縮空気流動ラインを選択的に開閉するライン開閉板と、前記ライン開閉板と連結され、前記ライン開閉板が原位置に復帰される方向に付勢される第２弾性体と、前記圧縮空気流動ラインの壁体に設けられて、前記ライン開閉板の回動を制限するストッパーと、を含みうる。

本発明によれば、プロペラ動作時に発生する変動圧力によって起振力が増加して、船体における振動の発生を沮止することができる。

本発明の第１実施形態による起振力低減型船舶のプロペラ領域の構造図である。 図１の概略的な背面構造図である。 起振力低減モジュールの試験例である。 図３の試験例による結果グラフである。 図１のＡ領域についての拡大構造図である。 図５の分解図である。 図６の斜視図である。 起振力低減モジュールの背面斜視図である。 本発明の第１実施形態による起振力低減型船舶の制御ブロック図である。 （ａ）は、本発明の第２実施形態による起振力低減型船舶の概略的な背面構造図であり、（ｂ）は、変形例である。 本発明の第３実施形態による起振力低減型船舶で起振力低減モジュール領域の断面構造図である。 本発明の第４実施形態による起振力低減型船舶で起振力低減モジュール領域の断面構造図である。 本発明の第５実施形態による起振力低減型船舶で起振力低減モジュール領域の断面構造図である。 本発明の第６実施形態による起振力低減型船舶の起振力低減モジュールに適用されるライン開閉モジュールの動作を示した図面である。 本発明の第６実施形態による起振力低減型船舶の起振力低減モジュールに適用されるライン開閉モジュールの動作を示した図面である。 本発明の第７実施形態による起振力低減型船舶の起振力低減モジュールに適用されるライン開閉モジュールの動作を示した図面である。 本発明の第７実施形態による起振力低減型船舶の起振力低減モジュールに適用されるライン開閉モジュールの動作を示した図面である。 本発明の第８実施形態による起振力低減型船舶の起振力低減モジュールに適用されるライン開閉モジュールの動作を示した図面である。 本発明の第８実施形態による起振力低減型船舶の起振力低減モジュールに適用されるライン開閉モジュールの動作を示した図面である。

本発明と本発明の動作上の利点、及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の望ましい実施形態を例示する添付図面及び添付図面に記載の内容を参照しなければならない。

以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を説明することによって、本発明を詳しく説明する。各図面に付された同じ参照符号は、同じ部材を表わす。

図１は、本発明の第１実施形態による起振力低減型船舶のプロペラ領域の構造図であり、図２は、図１の概略的な背面構造図である。

これら図面を参照すれば、本実施形態の船舶は、起振力低減型船舶であって、後尾にプロペラ１２０が設けられる船体１１０と、プロペラ１２０の動作時に、プロペラ１２０に隣接した船体１１０の表面に反射波を発生させるエアレイヤ（図１及び図５参照）を形成させて、船体１１０側への起振力を低減させる起振力低減モジュール１４０と、を含みうる。

本実施形態の船舶は、商船、軍艦、漁船、運搬船、ドリルシップ、クルーズ船、及び特殊作業船などを含めて浮遊式海上構造物を含みうる。

プロペラ１２０の周辺には、船舶の進行方向を調整するラダー（ｒｕｄｄｅｒ）１３０が設けられる。ラダー１３０は、一般ラダーでも、そうでなければ、バルブラダー（ｂｕｌｂ ｒｕｄｄｅｒ）でもあり得る。

一方、前述したようにプロペラ１２０が動作すれば、すなわち、プロペラ１２０が水中で回転すれば、回転体としてのプロペラ１２０によって水中に変動圧力が発生し、このように発生した変動圧力は、船体１１０への起振力を増加させて、船体に振動（ノイズ含む）を発生させる要因として作用する。

このように船体１１０に伝達される振動は、例えば、クルーズ船のように遊覧を目的とする船舶や、軍艦のように静かな運航を前提とする船舶である場合には、大きな問題になるために、このような現象を予防させるために、すなわち、プロペラ１２０の動作時に水中に発生した変動圧力によって起振力が増加して、船体１１０における振動の発生を沮止するために、本実施形態の場合、起振力低減モジュール１４０を提案している。

図２を参照すれば、起振力低減モジュール１４０は、船体１１０の上下方向に沿って前記プロペラ１２０の回転軸心を通過するセンターライン（Ｃ／Ｌ）を基準として一側に偏向された位置に配置される。

例えば、本実施形態で、起振力低減モジュール１４０は、船体１１０のセンターライン（Ｃ／Ｌ）を基準としてプロペラ１２０の回転方向に偏って配され、その位置で船体１１０の船首から船尾側に沿ってエアを噴射して、船体１１０の表面に反射波を発生させるエアレイヤ（図１及び図５参照）を形成させることができる。もちろん、このような事項に本実施形態の権利範囲が制限されないので、起振力低減モジュール１４０は、船体１１０のセンターライン（Ｃ／Ｌ）を基準として、プロペラ１２０が回転する方向の反対側に偏って配置されることもある。

起振力低減モジュール１４０が如何なる位置に配されても、起振力低減モジュール１４０によって形成されるエアレイヤは、プロペラ１２０に隣接した船体１１０の表面の一部領域に局部的に形成されれば、それで十分である。言い換えれば、起振力低減モジュール１４０によるエアレイヤが、プロペラ１２０に隣接した船体１１０の表面の全体領域を覆うように形成されるものではなく、一部領域にのみ形成させうるが、このように具現することによって、反射波作用によって船体１１０側への起振力を低減させるのにより有利である。

図２には、実施形態として起振力低減モジュール１４０が２つ示されているが、起振力低減モジュール１４０の個数は、１つを含めて３つ以上であり得る。

図２のように船体１１０に設けられる起振力低減モジュール１４０が、船尾方向に船体１１０の表面に一定幅のエアレイヤ（図１及び図５参照）を形成させることによって、プロペラ１２０動作時に発生する変動圧力によって起振力が増加して、船体１１０における振動の発生を沮止することができる。

これについて敷衍説明する。プロペラ１２０動作時に、キャビテーションによって発生する球面圧力波は、全方位に伝播されうる。この際、本実施形態のように船舶の左舷と右舷とに関係なくプロペラ１２０周辺の船体１１０の表面に図１及び図５のようにエアレイヤを形成させる場合、エアレイヤに入射する球面圧力波の一部は、入射波に比べて、ほぼ１８０°に近い位相を有し、エアレイヤの外側に反射される。このように反射される反射波は、再びエアレイヤ側に入射される球面圧力波である入射波と合って入射波を相殺／減少させる役割を行うが、このような作用によってエアレイヤの外部から船体１１０に伝達される変動圧力が減少する。エアレイヤの外部から船体１１０に伝達される変動圧力が減少すれば、起振力が低減される形態になるために、自然に船体１１０で発生するノイズまたは振動が減る。

このような内容の検証のために、実船適用及び試験を行い、その結果をグラフで表わした。

図３は、起振力低減モジュールの試験例であり、図４は、図３の試験例による結果グラフである。

図３のＩ１、Ｉ２のＳＴＢＤ領域で起振力低減モジュール１４０を通じて船首から船尾方向にエアを噴射して、船体１１０の表面に一定幅のエアレイヤを形成し、Ｐ１ないしＰ４の位置に変動圧力センサー（１−４）を配置して変動圧力を測定した。図４を参照すれば、エアレイヤを形成すれば、図４の（ａ）ように変動圧力が平均５０％以上減少し、船尾（Ｔｒａｎｓｏｍ）領域での振動レベルも、図４の（ｂ）ように８０％以上減少することが分かる。特に、変動圧力は、エアレイヤの外部であるＰ２、Ｐ３、Ｐ４地点で平均５０％以上減少することを確認することができる。

このような結果に基づいて見る時、本実施形態のように起振力低減モジュール１４０を通じてプロペラ１２０の周辺の船体１１０の表面に図１及び図５のようにエアレイヤを形成させる場合、エアレイヤの外部から船体１１０に伝達される変動圧力を減少させる結果をもたらして、起振力を低減させることができることを確認することができる。

このような役割を担当する起振力低減モジュール１４０の具体的な構造について図５ないし図８を参照して説明する。

図５は、図１のＡ領域についての拡大構造図であり、図６は、図５の分解図であり、図７は、図６の斜視図であり、図８は、起振力低減モジュールの背面斜視図である。

これら図面を参照すれば、本実施形態の起振力低減型船舶に適用される起振力低減モジュール１４０は、プロペラ１２０に隣接した船体１１０の壁面に結合されるが、船体１１０の外表面から突出した突出部１４１を備え、突出部１４１に形成される気泡噴射孔１４１ａを通じて船体１１０の外表面に気泡を発生させて、図１及び図５のように船体１１０の表面に一定幅のエアレイヤを形成させる役割を果たす。

このような起振力低減モジュール１４０が結合されるために、船体１１０の壁面には、ボトムプラグ１６０が結合される。そして、起振力低減モジュール１４０は、船体１１０に設けられる圧縮空気供給部１７０によって圧縮空気を提供されて水中で圧縮空気を噴射することによって、船体１１０の表面に気泡によるエアレイヤを形成させる。

起振力低減モジュール１４０の説明に先立って、ボトムプラグ１６０と圧縮空気供給部１７０とについて先に説明する。

ボトムプラグ１６０は、船体１１０の壁面のところどころに装着される部品である。ボトムプラグ１６０は、船体１１０内に流入された水を排水させる栓の役割を行う。ボトムプラグ１６０は、必要時のみ開放されるために、通常、ボトムプラグ１６０を船体１１０から分離させる必要はない。

図６のようにボトムプラグ１６０が結合されるために、船体１１０には、ボトムプラグ１６０の結合のためのプラグ取付孔１１１が形成される。プラグ取付孔１１１の外壁には、第１傾斜面１１２と第１水平面１１３とが形成され、これに対応してボトムプラグ１６０にも、第２傾斜面１６１と第２水平面１６２とが形成される。

このような構造によって、ボトムプラグ１６０は、プラグ取付孔１１１に結合されうる。この際、ボトムプラグ１６０が、プラグ取付孔１１１にネジ式で組み立てられるか、そうでなければ、押込まれるものが容易に分離されないようにする面で有利である。

次いで、圧縮空気供給部１７０は、図１に示したように、船体１１０の一側に設けられるステアリングギアルーム（ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｇｅａｒ ｒｏｏｍ）１７１に配されるコンプレッサー１７２と、コンプレッサー１７２と起振力低減モジュール１４０とを直結させる圧縮空気供給ライン１７３と、を含む。

起振力低減モジュール１４０が１つ適用される場合であれば、圧縮空気供給ライン１７３も１つ設けられれば、それで十分である。もし、起振力低減モジュール１４０が、２つ、あるいはそれ以上の個数で適用されるならば、圧縮空気供給ライン１７３を起振力低減モジュール１４０の個数ほど抜いて使えば良い。

圧縮空気供給ライン１７３には、多数の弁１７４ａ、１７４ｂが設けられうる。弁１７４ａ、１７４ｂは、電子制御が可能なソレノイド弁であり得る。

一方、起振力低減モジュール１４０は、図５ないし図８に示したように、ボトムプラグ１６０に着脱自在に結合される。このように起振力低減モジュール１４０をボトムプラグ１６０に結合させれば、起振力低減モジュール１４０の設置及び維持補修が非常に容易になる利点がある。

しかし、本実施形態の権利範囲が、これに制限されるものではないので、起振力低減モジュール１４０が、必ずしもボトムプラグ１６０に結合される必要はない。例えば、起振力低減モジュール１４０を船体１１０の壁面に一体に埋め込ませることなどが可能であるが、このような構造も、本発明の権利範囲に属するものと言わなければならない。

起振力低減モジュール１４０は、圧縮空気が流動する圧縮空気流動ライン１４３が内部に形成され、ボトムプラグ１６０の貫通部１６３に挿設されるモジュールボディー１４２と、モジュールボディー１４２の他側に形成され、ボトムプラグ１６０の載置ラック１６４に配されるボディーフランジ１４４と、を含みうる。

モジュールボディー１４２は、円筒状構造物からなり、ボトムプラグ１６０の貫通部１６３に挿設される。モジュールボディー１４２は、プラスチック射出物で製作することができる。

このようなモジュールボディー１４２の挿入端部には、突出部１４１が形成されるが、モジュールボディー１４２がボトムプラグ１６０の貫通部１６３に挿入された以後には、突出部１４１が船体１１０の外表面から突出した形態を取る。したがって、突出部１４１の端部に形成される気泡噴射孔１４１ａを通じて気泡が船体１１０の外表面に沿って一定幅に噴射されながら、エアレイヤを形成しうる。

船体１１０の外表面から突出した形態を取る突出部１４１は、モジュールボディー１４２の一側辺で傾斜して連結される傾斜壁部１４１ｂと、傾斜壁部１４１ｂの端部でモジュールボディー１４２の表面に垂直に配される垂直壁部１４１ｃと、を含みうる。突出部１４１が傾斜壁部１４１ｂを有することによって、すなわち、傾斜壁部１４１ｂの構造的な流線形状によって水との摩擦抵抗を減らしうる利点がある。

このような突出部１４１の構造で、気泡噴射孔１４１ａは、垂直壁部１４１ｃに形成されうるが、気泡噴射孔１４１ａは、円形のホールまたは楕円形のホールであり、その個数も適切に選択されうる。

ボディーフランジ１４４とボトムプラグ１６０には、ボルトＢが締結されるように相互連通される多数の第１及び第２通孔１４４ａ、１６０ａが形成される。第１及び第２通孔１４４ａ、１６０ａの個数が、図面のように４つであることが安定しているが、その個数は適切に変更されうる。

圧縮空気流動ライン１４３は、一端部が圧縮空気供給部１７０の圧縮空気供給ライン１７３に連結され、モジュールボディー１４２の長手方向に沿って延びる直線区間部１４３ａと、突出部１４１の内部に配されるが、直線区間部１４３ａと交差し、端部に気泡噴射孔１４１ａを形成される交差区間部１４３ｂと、を含む。

直線区間部１４３ａと交差区間部１４３ｂとに分離して製作した後、これらを連通させる理由は、一回のドリル加工が難しいためであるが、もし、ドリル加工が容易であれば、これらは、一体に製作することもできる。

一方、図９は、本発明の第１実施形態による起振力低減型船舶の制御ブロック図である。

この図面を参照すれば、本実施形態の起振力低減型船舶は、変動圧力感知部１８０とコントローラ１９０とをさらに含みうる。

起振力低減モジュール１４０を単純にオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）させる方案も考慮されうるが、もし、起振力低減モジュール１４０がコントローラ１９０によってコントロールされる場合には、さらに効率的に起電力を低減させるのに有利である。

変動圧力感知部１８０は、船体１１０に設けられて、プロペラ１２０動作時に発生する変動圧力を感知する役割を果たす。図３のようにＰ１ないしＰ４位置に４つ設けられることもあり、そうでなければ、特定部分に１つ、あるいは必要に応じて適正な位置に多数個設けられうる。

コントローラ１９０は、変動圧力感知部１８０からの情報に基づいて起振力低減モジュール１４０を通じる気泡発生をコントロールすることができる。

コントローラ１９０は、変動圧力感知部１８０の情報に基づいて起振力低減モジュール１４０と連結されるコンプレッサー１７２または弁１７４ａ、１７４ｂの動作をコントロールして、起振力低減モジュール１４０を通じる気泡発生の有無あるいは気泡発生量などをコントロールすることができる。

例えば、変動圧力が既定の基準値よりも高いと感知された場合、この際は、プロペラ１２０が動作していると判断されるために、コントローラ１９０は、コンプレッサー１７２と弁１７４ａ、１７４ｂとの動作をオン（ｏｎ）させて、起振力低減モジュール１４０を通じて気泡が発生するようにコントロールすることができる。

もし、変動圧力があることはあるが、基準値よりも弱い場合には、コントローラ１９０がコンプレッサー１７２と弁１７４ａ、１７４ｂとの動作をいずれもオフ（ｏｆｆ）させることもあり、そうでなければ、コンプレッサー１７２の速度を低めるか、弁１７４ａ、１７４ｂの開放度を小さく保持させるなどのコントロールを行うこともできる。

それだけではなく、コントローラ１９０は、プロペラ１２０が動作（ｏｎ）すれば、一旦、コンプレッサー１７２と弁１７４ａ、１７４ｂとの動作をオンさせて、起振力低減モジュール１４０を通じて気泡を発生させた後に、変動圧力感知部１８０の情報、すなわち、変動圧力程度に基づいてコンプレッサー１７２の速度コントロールまたは弁１７４ａ、１７４ｂの開放度コントロールを行うこともできる。

このように多様な方法で気泡発生と関連した諸般事項は、コントロールする場合、変動圧力によって、船体１１０における振動の発生を効率的に沮止できるということはもとより、不要にコンプレッサー１７２が稼動されて、エネルギー損失が誘発される現象を減らすこともできる。

このような役割を行うコントローラ１９０は、図９に示したように、中央処理装置（ＣＰＵ）１９１、メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）１９２、サポート回路（ｓｕｐｐｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ）１９３を含みうる。

中央処理装置１９１は、本実施形態の船舶でコンプレッサー１７２または弁１７４ａ、１７４ｂの動作をコントロールするために、産業的に適用可能な多様なコンピュータプロセッサのうち１つであり得る。メモリ１９２は、中央処理装置１９１と動作で連結される。メモリ１９２は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体であって、ローカルまたは遠隔地に設けられ、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクまたは任意のデジタル保存形態のように容易に利用可能な少なくとも１つ以上のメモリである。サポート回路１９３は、中央処理装置１９１と作用的に結合されて、プロセッサの典型的な動作を支援する。このようなサポート回路１９３は、キャッシュ、パワーサプライ、クロック回路、入／出力回路、ザブシステムなどを含みうる。

このような構成を有する起振力低減モジュール１４０の作用について説明する。

コンプレッサー１７２が動作して、圧縮空気が圧縮空気供給ライン１７３を通じて供給されれば、圧縮空気は、直線区間部１４３ａと交差区間部１４３ｂとに沿って流動して、気泡噴射孔１４１ａを通じて水中で船尾方向に噴射される。

このように水中で強い圧縮空気が噴射されれば、圧縮空気が気泡を形成し、このように生成される気泡は、図１及び図５のようにプロペラ１２０に隣接した船体１１０の表面で一定幅のエアレイヤを形成する。

一方、前述したようにプロペラ１２０動作時に、キャビテーションによって発生する球面圧力波が全方位に伝播される過程で一部がエアレイヤに衝突して、エアレイヤの外側に反射されるが、このように反射される反射波は、再びエアレイヤ側に入射される入射波と合って入射波を相殺／減少させる役割を行う。このような作用によってエアレイヤの外部から船体１１０に伝達される変動圧力が減少し、これは、起振力を低減させる形態になって、自然に船体１１０に伝達される振動が減るようにする。

このように、本実施形態によれば、プロペラ１２０動作時に発生する変動圧力によって起振力が増加して、船体１１０における振動の発生を沮止させうる。

したがって、クルーズ船のように遊覧を目的とする船舶や、軍艦のように静かな運航を前提とする船舶である場合において、船舶に引き起こされるノイズ含む振動問題を適切に解決することができる。

特に、本実施形態のような構造は、従来のようにプロペラ１２０羽根自体の形状やサイズを異ならせて設計するか、船舶後尾の形状を改善するか、ノイズと振動とを遮断させるための別途の補強材を重ね当てるか、船首から流入される水の流動をガイドするためのガイド装置を付着するか、プロペラ１２０のサイズを減らすかなどのさまざまな諸般のロス（ｌｏｓｓ）を減らして、ノイズと振動問題とを効果的に改善したものであって、むしろプロペラ１２０のサイズを大きく増加させることができるために、推進力の向上に役に立つと期待される。

図１０の（ａ）は、本発明の第２実施形態による起振力低減型船舶の概略的な背面構造図であり、（ｂ）は、変形例である。

本実施形態の場合、船体２１０に一対のプロペラ２２０が装着される船舶を開示している。

このような船舶の場合にも、起振力低減モジュール１４０がセンターライン（Ｃ／Ｌ）の一側に偏った位置に配され、その位置で船体２１０の表面にエアレイヤを形成させて、船体２１０における振動の発生を沮止させうる。

図１１は、本発明の第３実施形態による起振力低減型船舶で起振力低減モジュール領域の断面構造図である。

本実施形態の場合、起振力低減モジュール３４０に設けられる圧縮空気流動ライン３４３の構造が、第１実施形態と異なる。

すなわち、本実施形態で、圧縮空気流動ライン３４３の場合、直線区間部３４３ａと交差区間部３４３ｂとの間に圧縮空気を案内するアーク型案内部３４３ｃがさらに形成される。

アーク型案内部３４３ｃによって圧縮空気が渦流なしに容易に気泡噴射孔３４１ａを通じて噴射されながら、気泡層を形成しうる。

本実施形態で、アーク型案内部３４３ｃは、直線区間部３４３ａと交差区間部３４３ｂとの間をアーク型で加工するものと適用しているが、この領域に別途の構造物を配置して圧縮空気を案内することもでき、このような事項も、本発明の権利範囲に属するものと言わなければならない。

図１２は、本発明の第４実施形態による起振力低減型船舶で起振力低減モジュール領域の断面構造図である。

本実施形態の場合、起振力低減モジュール４４０に設けられる圧縮空気流動ライン４４３が独立して多数個設けられている。

この場合、気泡噴射孔４４１ａは、圧縮空気流動ライン４４３の個数ほど設けられ、このような構造を通じて気泡発生の効率または発生量を高めうる。

図１３は、本発明の第５実施形態による起振力低減型船舶で起振力低減モジュール領域の断面構造図である。

本実施形態の場合、起振力低減モジュール５４０の気泡噴射孔５４１ａ領域に多孔性キャップ５８０がさらに結合されるものを除いては、前述した第１実施形態とほとんどの構造が類似している。

多孔性キャップ５８０は、図１３に拡大されたように、多数の貫通孔５８１が形成される円盤型構造物であり得る。

このように多数の貫通孔５８１を備える多孔性キャップ５８０を適用すれば、圧縮空気が多数の貫通孔５８１を経ながら速度が速くなると同時に、空気が細密に砕ける効果を提供することができるために、さらに微細な気泡を多量で作ることができる利点がある。それだけではなく、海上浮遊物の起振力低減モジュール５４０内への流入を遮断するのに有利である。

多孔性キャップ５８０の外表面には、起振力低減モジュール１４０に着脱自在に結合される手段として着脱結合部５８２が設けられうるが、本実施形態で、着脱結合部５８２は、溝の形態を有しうる。

このように多孔性キャップ５８０の外表面に溝形態の着脱結合部５８２が設けられれば、反対側には、着脱結合部５８２に差し込まれる突起（図示せず）が形成されうる。

もちろん、反対の場合も、十分に可能である。すなわち、多孔性キャップ５８０の外表面に突起形態を作り、反対側である起振力低減モジュール１４０に溝を作って、多孔性キャップ５８０を容易に差し込ませることもできる。

それだけではなく、このような事項を無視し、多孔性キャップ５８０がネジ式で起振力低減モジュール１４０に結合させても良い。

図１４及び図１５は、それぞれ本発明の第６実施形態による起振力低減型船舶の起振力低減モジュールに適用されるライン開閉モジュールの動作を示した図面である。

これら図面を参照すれば、本実施形態の起振力低減型船舶に設けられる起振力低減モジュール６４０は、ライン開閉モジュール６８０をさらに含みうる。

ライン開閉モジュール６８０は、起振力低減モジュール６４０の圧縮空気流動ライン６４３に設けられて、圧縮空気流動ライン６４３の開口を選択的に開閉する役割を果たす。

一方、起振力低減モジュール６４０の圧縮空気流動ライン６４３を通じて圧縮空気が供給されて気泡が発生する場合であれば、関係がないが、圧縮空気の供給が停止された場合には、浮遊物やフジツボなどの異物が、圧縮空気流動ライン６４３を通じて船体１１０内に流入される恐れが高い。

このような現象を予防しようとすれば、起振力低減モジュール６４０の圧縮空気流動ライン６４３の開口を適切に開閉しなければならないが、このために、ライン開閉モジュール６８０が設けられうる。

ライン開閉モジュール６８０は、圧縮空気流動ライン６４３を通じて圧縮空気が供給される時、圧縮空気流動ライン６４３を開放し、圧縮空気の供給が停止される時、圧縮空気流動ライン６４３を遮蔽する無動力ライン開閉モジュール６８０として適用されている。

もちろん、これとは違って、電子制御が可能なモジュールを追加して、遠隔調整を通じて起振力低減モジュール６４０の圧縮空気流動ライン６４３を開閉することを考慮することもできる。しかし、このような場合、装置の構造が複雑になることはもとより、コスト増の問題が予想されるので、本実施形態のように無動力ライン開閉モジュール６８０を適用することが望ましい。しかし、このような事項に本発明の権利範囲が制限される必要はない。

本実施形態で、無動力ライン開閉モジュール６８０は、ボールチャンバ６８１、ボール部材６８２、第１弾性体６８３、及び弾性体支持部６８４を含みうる。

ボールチャンバ６８１は、圧縮空気流動ライン６４３上に設けられる別途の独立した空間である。このようなボールチャンバ６８１は、圧縮空気流動ライン６４３上に設けられ、圧縮空気が流動する方向に対して前方の領域よりも幅が部分的に狭く形成されて、ボール部材６８２が配される場所を形成する。

ボールチャンバ６８１を詳しく説明すれば、圧縮空気流動ライン６４３から幅が狭くなった後に、再び漸進的に広くなった後、圧縮空気流動ライン６４３の幅と同じ幅を有する構造を有しうる。しかし、その形状に本発明の権利範囲が制限されるものではない。

ボール部材６８２は、ボールチャンバ６８１内に配されて、圧縮空気流動ライン６４３とボールチャンバ６８１とが連通される連通口Ｈを開閉する。

第１弾性体６８３は、ボール部材６８２と弾性体支持部６８４との間に配される。ねじりコイル圧縮バネで適用可能な第１弾性体６８３は、圧縮空気が供給される時、圧縮されてボール部材６８２を通じて圧縮空気流動ライン６４３を開放させ、圧縮空気の供給が停止される時、膨張されてボール部材６８２をして、圧縮空気流動ライン６４３を遮蔽させる役割を果たす。

弾性体支持部６８４は、圧縮空気流動ライン６４３の壁体に半径方向内側に突設されて、第１弾性体６８３の位置離脱を阻止させる。

このような構成を有する起振力低減モジュール６４０の作用について説明する。

コンプレッサー６７２が動作して、圧縮空気が圧縮空気供給ライン６７３を通じて供給されれば、圧縮空気は、圧縮空気供給ライン６７３に沿って流動して、気泡噴射孔６４１ａを通じて水中で噴射される。

このように圧縮空気が供給される時には、無動力ライン開閉モジュール６８０を通じて圧縮空気供給ライン６７３の開口が開放される。すなわち、コンプレッサー６７２が動作して、圧縮空気が圧縮空気供給ライン６７３を通じて供給されれば、該供給される圧縮空気の力によってボール部材６８２が押されながら、第１弾性体６８３を圧縮させる。そうすると、ボール部材６８２が押されたほど圧縮空気流動ライン６４３とボールチャンバ６８１とが連通される連通口Ｈが開放されるために、この空間を通じて圧縮空気が供給されて、気泡噴射孔６４１ａを通じて水中で噴射される。

このように水中で強い圧縮空気が噴射されれば、該噴射された圧縮空気は、気泡を形成しながら、船体１１０にエアレイヤを形成させることによって、プロペラ１２０動作時に発生する変動圧力によって起振力が増加して、船体１１０における振動の発生を沮止させうる。

図１６及び図１７は、それぞれ本発明の第７実施形態による起振力低減型船舶の起振力低減モジュールに適用されるライン開閉モジュールの動作を示した図面である。

これら図面を参照すれば、本実施形態の起振力低減型船舶に設けられる起振力低減モジュール７４０の無動力ライン開閉モジュール７８０は、圧縮空気流動ライン７４３内に回転自在に配されて、圧縮空気流動ライン７４３を選択的に開閉するライン開閉板７８１と、ライン開閉板７８１と連結され、ライン開閉板７８１が原位置に復帰される方向に付勢される第２弾性体７８２と、を含む。

図面には、ライン開閉板７８１がまるで棒状構造物のように示されているが、ライン開閉板７８１は、圧縮空気流動ライン１４３の断面形状と類似した円盤型構造体であり得る。

このようなライン開閉板７８１の一端部には、ヒンジ７８３が連結されて、ライン開閉板７８１の回転軸心を形成する。そして、ヒンジ７８３領域には、第２弾性体７８２、例えば、板バネやねじりコイルバネで適用可能な第２弾性体７８２が連結されて、図１６で図１７のように回転したライン開閉板７８１を原位置に復帰させる役割を果たす。

第２弾性体７８２の弾性力によってライン開閉板７８１が原位置に復帰されるように、圧縮空気流動ライン１４３の壁体には、ライン開閉板７８１の回動を制限するストッパー７８４が設けられる。

このような構造を有する無動力ライン開閉モジュール７８０の動作について説明する。

圧縮空気が供給される時には、図１７のように無動力ライン開閉モジュール７８０を通じて圧縮空気供給ライン１７３の開口が開放される。すなわち、圧縮空気が圧縮空気供給ライン１７３を通じて供給されれば、該供給される圧縮空気の力によってヒンジ７８３を軸心としてライン開閉板７８１が下方に回転して、圧縮空気供給ライン１７３が開放されるために、この空間を通じて圧縮空気が供給されて、気泡噴射孔１４１ａを通じて水中で気泡が噴射されうる。

しかし、圧縮空気の供給が消えれば、ライン開閉板７８１を押して回転させた力が消えるために、圧縮された第２弾性体７８２が再び膨張され、これにより、ライン開閉板７８１が原位置に移動しながら、図１６のように圧縮空気流動ライン１４３を遮蔽する。したがって、浮遊物やフジツボなどの異物が、圧縮空気流動ライン１４３を通じて船体１１０内に流入されることを効果的に防止することができる。

図１８及び図１９は、それぞれ本発明の第８実施形態による起振力低減型船舶の起振力低減モジュールに適用されるライン開閉モジュールの動作を示した図面である。

これら図面を参照すれば、本実施形態の起振力低減型船舶に設けられる起振力低減モジュール８４０の無動力ライン開閉モジュール８８０は、前述した第７実施形態とほぼ類似している。

但し、本実施形態の無動力ライン開閉モジュール８８０は、突出部１４１の端部に形成される気泡噴射孔１４１ａの外部で圧縮空気の供給有無によって気泡噴射孔１４１ａを開閉しているという点で、第７実施形態と異なる。

すなわち、本実施形態の無動力ライン開閉モジュール８８０も、気泡噴射孔１４１ａを開閉するライン開閉板８８１と、ライン開閉板８８１の回転軸心を形成するヒンジ８８２と、ライン開閉板８８１に連結されて、ライン開閉板８８１を原位置に復帰させる弾性力を提供する弾性体８８３と、を備えている。第７実施形態と異なって、ライン開閉板８８１の直径を気泡噴射孔１４１ａの直径よりも大きく形成する場合、第２実施形態で説明されたストッパー２８４は不要である。

このような構造を有する無動力ライン開閉モジュール８８０の動作について説明する。

圧縮空気が供給される時には、図１９のように無動力ライン開閉モジュール８８０を通じて圧縮空気供給ライン１７３の開口が開放される。すなわち、圧縮空気が圧縮空気供給ライン１７３を通じて供給されれば、該供給される圧縮空気の力によってヒンジ８８２を軸心としてライン開閉板８８１が回転して、気泡噴射孔１４１ａが開放されるために、水中で気泡が噴射されうる。

しかし、圧縮空気の供給が消えれば、ライン開閉板８８１を押して回転させた力が消えるために、圧縮された弾性体８８３が再び膨張され、これにより、ライン開閉板８８１が原位置に移動しながら、図１８のように気泡噴射孔１４１ａを外部で遮蔽する。したがって、浮遊物やフジツボなどの異物が、気泡噴射孔１４１ａを通じて船体１１０内に流入されることを効果的に防止することができる。

このように、本発明は、記載の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を外れずに多様に修正及び変形できるということは、当業者に自明である。したがって、そのような修正例または変形例は、本発明の特許請求の範囲に属するものと言わなければならない。

本発明は、船舶に適用可能である。

Claims (19)

1. 後尾にプロペラが設けられる船体と、
   前記プロペラの動作時に、前記プロペラに隣接した前記船体の表面に反射波を発生させるエアレイヤを形成させて、前記船体側への起振力を低減させる起振力低減モジュールと、を含み、
   前記起振力低減モジュールは、前記船体の上下方向に沿って前記プロペラの回転軸心を通過するセンターラインを基準として一側に偏って配される起振力低減型船舶。
2. 前記起振力低減モジュールによって形成される前記エアレイヤは、前記プロペラに隣接した前記船体の表面の一部領域に局部的に形成される請求項１に記載の起振力低減型船舶。
3. 前記起振力低減モジュールは、前記センターラインを基準として、前記プロペラの回転方向に偏って配される請求項１に記載の起振力低減型船舶。
4. 前記起振力低減モジュールは、前記船体の船首から船尾側に沿ってエアを噴射して、前記船体の表面にエアレイヤを形成させる請求項１に記載の起振力低減型船舶。
5. 前記起振力低減モジュールは、
   前記船体の壁面に結合されるが、前記船体の外表面から突出する突出部を備え、前記突出部に形成される気泡噴射孔を通じて前記船体の外表面に気泡を発生させて、前記船体の表面にエアレイヤを形成させる請求項１に記載の起振力低減型船舶。
6. 前記気泡噴射孔領域に結合される多孔性キャップをさらに含む請求項５に記載の起振力低減型船舶。
7. 前記船体の壁面に結合され、前記起振力低減モジュールが着脱自在に結合されるボトムプラグと、
   前記起振力低減モジュールに圧縮空気を供給する圧縮空気供給部と、
   をさらに含む請求項１に記載の起振力低減型船舶。
8. 前記圧縮空気供給部は、
   前記船体の一側に設けられるコンプレッサーと、
   前記コンプレッサーと前記起振力低減モジュールとを直結させる圧縮空気供給ラインと、
   前記圧縮空気供給ラインに設けられて、前記圧縮空気供給ラインに沿って流動する圧縮空気の流動を断続する少なくとも１つの弁と、
   を含む請求項７に記載の起振力低減型船舶。
9. 前記起振力低減モジュールは、
   前記圧縮空気供給部からの圧縮空気が流動する圧縮空気流動ラインが内部に形成され、前記ボトムプラグの貫通部に挿設されるが、一側に前記突出部が形成されるモジュールボディーと、
   前記モジュールボディーの他側に形成され、前記ボトムプラグの載置ラックに配されるボディーフランジと、
   を含む請求項７に記載の起振力低減型船舶。
10. 前記突出部は、
    前記モジュールボディーの一側辺で傾斜して連結される傾斜壁部と、
    前記傾斜壁部の端部で前記モジュールボディーの表面に垂直に配される垂直壁部と、
    を含む請求項９に記載の起振力低減型船舶。
11. 前記圧縮空気流動ラインは、
    前記モジュールボディーの長手方向に沿って延びる直線区間部と、
    前記突出部の内部に配されるが、前記直線区間部と交差し、端部に前記気泡噴射孔が形成される交差区間部と、
    を含む請求項９に記載の起振力低減型船舶。
12. 前記直線区間部と前記交差区間部との間には、前記圧縮空気を案内するアーク型案内部がさらに形成される請求項１１に記載の起振力低減型船舶。
13. 前記直線区間部と前記交差区間部は、独立して多数個配される請求項１１に記載の起振力低減型船舶。
14. 前記船体に設けられて、前記プロペラ動作時に発生する変動圧力を感知する変動圧力感知部と、
    前記変動圧力感知部からの情報に基づいて、前記起振力低減モジュールを通じる気泡発生をコントロールするコントローラと、
    をさらに含む請求項１に記載の起振力低減型船舶。
15. 前記起振力低減モジュールの圧縮空気流動ラインに設けられて、前記圧縮空気流動ラインの開口を選択的に開閉するライン開閉モジュールをさらに含む請求項９に記載の起振力低減型船舶。
16. 前記ライン開閉モジュールは、
    前記圧縮空気流動ラインを通じて前記圧縮空気が供給される時、前記圧縮空気流動ラインを開放し、前記圧縮空気の供給が停止される時、前記圧縮空気流動ラインを遮蔽する無動力ライン開閉モジュールである請求項１５に記載の起振力低減型船舶。
17. 前記無動力ライン開閉モジュールは、
    前記圧縮空気流動ライン内に配されて、前記圧縮空気流動ラインを開閉するボール部材と、
    前記ボール部材と連結され、前記圧縮空気が供給される時、圧縮されて前記ボール部材を通じて前記圧縮空気流動ラインを開放させ、前記圧縮空気の供給が停止される時、膨張されて前記ボール部材をして、前記圧縮空気流動ラインを遮蔽させる第１弾性体と、
    を含む請求項１６に記載の起振力低減型船舶。
18. 前記無動力ライン開閉モジュールは、
    前記圧縮空気流動ライン上に設けられ、前記圧縮空気が流動する方向に対して前方の領域よりも幅が部分的に狭く形成されて、前記ボール部材が配される場所を形成するボールチャンバと、
    前記ボールチャンバに設けられて、前記第１弾性体を支持する弾性体支持部と、
    をさらに含む請求項１７に記載の起振力低減型船舶。
19. 前記無動力ライン開閉モジュールは、
    前記圧縮空気流動ライン内に回転自在に配されて、前記圧縮空気流動ラインを選択的に開閉するライン開閉板と、
    前記ライン開閉板と連結され、前記ライン開閉板が原位置に復帰される方向に付勢される第２弾性体と、
    前記圧縮空気流動ラインの壁体に設けられて、前記ライン開閉板の回動を制限するストッパーと、
    を含む請求項１６に記載の起振力低減型船舶。

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