CN103129728A - 舵球以及船舶用舵 - Google Patents

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石井智宪
玉岛正裕
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DENUO FLUID TECHNOLOGY Co Ltd
Nippon Yusen KK
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DENUO FLUID TECHNOLOGY Co Ltd
Nippon Yusen KK
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06—Steering by rudders
    • B63H25/38—Rudders

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Abstract

本发明的课题在于提供一种舵球以及船舶用舵，该舵球可以对现有的船进行简单且廉价的安装，提高推进性能。安装于舵100上的舵球110的基部111呈船首侧和船尾侧直径相同的圆筒状。又，基部111的直径小于或等于螺旋桨毂的船首侧的直径R1，且大于或等于螺旋桨毂的船尾侧的直径R2。又，基部111的直径设定为小于舵100的最大厚度。

Description

舵球以及船舶用舵
技术领域
本发明涉及一种舵球(ラダ一バルブ)以及船舶用舵，特别涉及一种舵球以及具有该舵球的船舶用舵，该舵球为提高船舶的推进效率而被安装。
背景技术
一直以来都在尝试通过在船舶的舵的螺旋桨侧安装球体来提高推进效率。通过将该球体作成流线形或在球体上安装翼片等，来进一步提高推进效率的尝试也在进行着(例如，专利文献1、2)。
现有技术文献
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2004-299420号公报
[专利文献2]日本特开2004-299423号公报
发明内容
但是，螺旋桨或舵等的自身大小会因船的情况而异，又，螺旋桨与舵的间隔也会因船的情况而各异。因此，对于新造船而言，在设计舵球时虽然不会产生大的问题，但特别是对已有的船而言，想通过后安装的方式安装舵球时，需对应各船而设计、安装舵球本身，仅在安装一定规格的舵球上有不同，产生了制造成本变高的问题。
本发明是鉴于该点而得到的，其目的在于提供一种舵球以及具有该舵球的船舶用舵，该舵球可以对现有的船进行简单且便宜的安装。
本发明中，为了解决上述问题提供一种舵球，该舵球为提高船舶的推进效率而安装于舵上，其特征在于，该舵球呈船首侧和船尾侧直径相同的圆筒状。
又，在本发明中，提供一种船舶用舵，该船舶用舵具有为提高船舶的推进效率而安装的舵球，其特征在于，上述舵球的轴线与螺旋桨的旋转轴一致，上述舵球呈船首侧和船尾侧直径相同的圆筒状。
根据本发明的舵球以及具有该舵球的船舶用舵，因其呈船首侧和船尾侧直径相同的圆筒状，故舵球的制作、以及向舵的安装容易，可降低制作、安装的成本。
附图说明
图1表示安装本实施方式的舵球的舵的主视图。
图2表示安装本实施方式的舵球的舵的仰视图。
图3为表示每个舵球的自航要素的变化的比较图。
图4为表示每个舵球的阻力系数的变化的比较图。
图5为表示每个舵球的推进效率的变化的比较图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
图1表示安装本实施方式的舵球的舵的主视图。
如图1所示，舵100的螺旋桨200侧端部上安装有舵球110。该舵球110的螺旋桨200侧端部呈半球状。
图2表示安装本实施方式的舵球的舵的仰视图。
如图2所示，舵球110的基部111呈圆筒状。舵球110通过在圆筒材料上组合半球状的材料，可容易作成。由此，舵球110前端的突出部112呈半球状。
舵球110如果形成圆筒状的基部111、半球状的突出部112，则可通过在舵100的舵球110安装部分上所形成的孔中插入舵球110进行一体化。通过如此的一体化，显示出对应舵100的厚度的弯曲的流线形的接触线。
舵球110的圆筒部分的轴线配置为与螺旋桨毂的轴线一致。舵球110的直径小于或等于在螺旋桨毂的船首侧的直径R1，且大于或等于在螺旋桨毂的船尾侧的直径R2。又，舵球110的直径设定为小于舵100的最大厚度。
在评价安装在这样的舵上的舵球的效果时，下述为精度最良好的方法，即，在采用模型船进行的水槽试验中，进行安装舵球的场合与不安装的场合的推进性能试验，比较阻力、自航要素，比较最终的推进性能。以下，以图来说明水槽试验中的阻力、自航要素的比较。
图3为表示每个舵球的自航要素的变化的比较图。
其中，三角形表示舵球没被安装在舵上的场合，圆形表示与本实施方式相关的舵球110被安装在舵上的场合，四边形表示现有的舵球被安装在舵上的场合。
根据水槽试验而求得的自航要素为螺旋桨效率比ηr、伴流系数(1-w)、推力减少系数(1-t)，准推进效率以ηD=ηr*ηp*(1-t)/(1-w)来表示。在此，ηp为螺旋桨效率。
如图3所示，在ηr中可知，仅以三角形表示的舵球没有安装于舵上的场合的数值低。又，在1-w中可知，仅以三角形表示的舵球没有被安装于舵上的场合的数值为高。另外可知，每个舵球的数值基本相同。
在安装了舵球的场合，ηr与没有安装舵球时相比变高，1-t与没有安装舵球时相比基本相同，1-w与没有安装舵球时相比变低。因此可知，准推进效率ηD与没有安装舵球时相比变高。又，在该程度的自航要素的差中，两者的ηp基本相同。
图4为表示每个舵球的阻力系数的变化的比较图。
圆形表示与本实施方式相关的舵球110被安装在舵上的场合，四边形表示现有的舵球被安装在舵上的场合。
如图4所示那样，可明白弗劳德数Fn即使变化，无论使用哪个舵球，阻力系数均基本相同。即可知，即使不采用流线形大的舵球，也可充分提高推进效率。
图5为表示每个舵球的推进效率的变化的比较图。
菱形表示舵球没有被安装在舵上的场合，圆形表示与本实施方式相关的舵球110被安装在舵上的场合，三角形表示现有的舵球被安装在舵上的场合。
在图5所示的图中显示比较推进效率的实验结果，其中分别为大于或等于18节的船所具有的舵上没有安装舵球的场合、以及安装了两种舵球的场合的比较。
现有的舵球为了防止螺旋浆的毂附近的强旋转流产生的能量损失，在舵上安装有比螺旋浆毂直径更大的舵球。
这是因为，在油轮等的低速船的场合，由舵球产生的推进效率的上升量，比舵球本身产生的阻力增加要大，所以作为整体上可期望船的推进效率的上升。此种情况在低速船更为显著。
可是，在集装箱船或汽车运输船等的高速船中，基于舵球产生的阻力增加显著变大，到了不可忽视的程度。因此，如图5所示，比如18节时，安装现有的舵球时，比不安装舵球时的推进效率稍稍降低。
一方面，本实施方式的舵球110的直径小于或等于螺旋桨毂的船首侧的直径R1，且大于或等于螺旋桨毂的船尾侧的直径R2。又，舵球110的直径设定为小于或等于舵100的最大厚度。
因此可知，即使是在高速船的情况下，舵球110本身的阻力增加也有限，比不安装舵球时的推进效率高也是自然的，比目前的安装大的舵球的情况相比，推进效率也高。
通过以上，本实施方式的舵球110安装于舵100上，由此，在低速区域，可期望与目前的舵球同等的推进效率的上升。又，在高速区域，可期望目前的舵球以上的推进效率的上升。
又，在本实施方式中，说明了舵球110的突出部112为半球状突出的情况，但是，是基于若半球状的形状容易作成和供应的原因。即，无需多说，如果是容易供应的类型，半球状以外的更接近流线型的突出也是可以的。又，螺旋桨毂的罩子如果为平坦的情况，非突出部112本身，舵球110的螺旋桨侧端部为平坦状为好。
符号的说明
100    舵
110    舵球
111    基部
112    突出部
200    螺旋桨

Claims (7)

1.一种舵球，该舵球为提高船舶的推进效率而安装于舵上，其特征在于，该舵球呈船首侧和船尾侧直径相同的圆筒状。
2.权利要求1所述的舵球，其特征在于，该舵球的螺旋桨侧端部具有向螺旋桨方向突出的突出部。
3.权利要求2所述的舵球，其特征在于，上述突出部为半球状。
4.权利要求1所述的舵球，其特征在于，上述直径小于或等于螺旋桨毂的船首侧的直径，且大于或等于螺旋桨毂的船尾侧的直径。
5.权利要求1所述的舵球，其特征在于，上述直径小于或等于上述舵的最大厚度。
6.权利要求1所述的舵球，其特征在于，该舵球的螺旋桨侧端部是平坦的。
7.一种船舶用舵，该船舶用舵具有为提高船舶的推进效率而安装的舵球，其特征在于，上述舵球的轴线与螺旋桨的旋转轴一致，上述舵球呈船首侧和船尾侧直径相同的圆筒状。
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