CN1433926A - 船舶及其运用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供可以简化主螺旋桨以外另设POD推进器的支撑机构、旋转机构的同时，可以降低成本的船舶及其运用方法。本发明的船舶的特征在于：包括正转、反转或改变倾角来使船体前进、后退的主螺旋桨2、驱动该主螺旋桨2的发动机、改变上述船体的舵和至少一个POD推进器10A、10B。

Description

船舶及其运用方法
技术领域
本发明涉及主螺旋桨以外还包括POD推进器的船舶及其运用方法。
背景技术
近几年，在船舶的推进装置提案中提出：为了援助主螺旋桨产生的推进力的不足，作为辅助推进力的目的，在主螺旋桨的后方或前方的不干扰的位置上设置POD推进器。
图9和图10表示以往技术中(图9是特願2001-199418中所记载的技术)[注：图9和图10表示的是我所已申请的专利(申请人：三菱重工业)，因此，可认为是已有技术]，图中的符号1是船舶的船体后部，2是产生船舶航行主要推进力的主螺旋桨，10是POD推进器。另外，主螺旋桨2是由柴油机等的图中省略的发动机(一般称为主发动机)来驱动而旋转。
这里利用的POD推进器10由壳11、POD螺旋桨12、支撑13和支柱14所组成。
壳11在近似圆筒形状的后部(参照图5)或前部(参照图6)或前后部两方(图中未示)装有POD螺旋桨12。POD螺旋桨12具有旋转而产生推进力的功能，驱动该POD螺旋桨12的电动机(图中省略)安装在壳11的内部。
在壳11的上部安装翼形截面的支撑架13。支撑架13的上端部安装作为POD推进器10整体驱动轴的支柱14。这个支柱14与安装在船体的图中省略的驱动机构联接，POD推进器10使支柱14介于中间，POD推进器10整体相对于船体后部1可以旋转的安装。
这样结构的船舶可以单独驱动主螺旋桨2或单独驱动POD螺旋桨12或同时驱动主螺旋桨2和POD螺旋桨12来产生推进力。还利用以支柱14为中心旋转POD推进器10来发挥支撑13的舵功能，获得操向舵力，使船舶转向。
但是，上述的以往的船舶中，比只单独安装POD推进器10的船舶，可以高速航行。还有，把POD推进器10的支撑13作为舵使用。从而，存在如下问题：在特别高的航行(约超过20海里的航行)时，如果操纵舵，则对支撑13作用过大的流体力，支柱14承受非常大的力。因此，固定支柱14的支撑机构、旋转POD推进器10的旋转机构需要很高的强度，即一定要做成大型的机构。
发明内容
本发明借鉴上述的问题而进行的，其目的在于提供：不仅可以简化主螺旋桨后方安装的POD推进器的支撑机构、旋转机构，还可以降低成本的船舶及其运用方法。
本发明的船舶及其运用方法为了解决上述问题采用以下方法。
即本发明之1的船舶，其特征在于：包括通过正转、反转或改变倾角的方法使船体前进或后退的主螺旋桨、驱动该主螺旋桨的发动机、用于改变上述船体指针航路方向的舵和至少一个的POD推进器。
在这个船舶中，利用主螺旋桨和/或POD推进器来获得推进力，舵和/或POD推进器来进行操舵。
根据本发明之2的船舶，其特征在于：使根据本发明之1所述的船舶具备测定上述船体速度的船速测定装置、利用该船速测定装置测得的信号来控制上述POD推进器舵角的控制装置。
这个船舶中，利用测定船体速度的船速测定装置的信号，即根据船速控制POD推进器的舵角。
根据本发明之3的船舶，其特征在于：使根据本发明之2所述的船舶，当上述船速测定装置所测得的船速超过规定值的情况下，利用上述控制装置使上述POD推进器的舵角固定为0°。
这个船舶中，如果船速超过规定的值，则POD推进器的舵角固定在0°。
即船速超过规定的值时，只利用舵来操舵。
根据本发明之4的船舶，其特征在于：使根据本发明之2所述的船舶，通过上述船速测定装置所测得的船速小于规定值的情况下，上述POD推进器的舵角和上述舵的舵角联动而取得角度。
这个船舶中，POD推进器的舵角和上述舵的舵角联动而取得角度。
即根据舵的舵角取得POD推进器的舵角。
根据本发明之5的船舶，其特征在于：使根据本发明之1所述的船舶中，上述POD推进器利用转换装置可以在0°、+90°、-90°的舵角位置上使用。
这个船舶中，利用转换装置使POD推进器可以在0°、+90°、-90°等舵角位置等几个点上使用。
即利用设定转换装置的0°、+90°、-90°的位置就确定POD推进器的舵角的0°、+90°、-90°的位置。
根据本发明之6的船舶，其特征在于：使根据本发明之1所述的船舶中，利用同一个驱动源来驱动改变上述舵的舵角的操向装置和改变上述POD推进器的舵角的旋转机构。
这个船舶中，改变舵的舵角的操向装置和改变POD推进器舵角的旋转机构由同一个驱动源，比如一个油泵来驱动。
根据本发明之7的船舶运用方法，是包括：通过正转、反转或改变倾角来使船体前进、后退的主螺旋桨；驱动该主螺旋桨的发动机；改变上述船体指针航路方向的舵；至少一个POD推进器；测定船速的船速测定装置；通过该船速测定装置的信号来控制上述POD推进器舵角的控制装置等的船舶的运用方法，其特征在于：当上述船速测定装置测得的船速超过规定值的情况下，只利用改变上述舵的舵角来改变上述船体的指针航路方向；当上述船速小于规定值的情况下，则并用上述舵和上述POD推进器或只利用上述POD推进器来改变上述船体的指针航路方向和/或前进方向。
根据这个船舶的运用方法，在改变船体的指针航路方向和/或航行方向时，船速超过规定的值的情况下，只利用舵，而船速小于规定的值时，同时使用舵和POD推进器。
这里所说的[指针航路方向]是船头指的指南针方位；而[航行方向]是指船体实际航行的方向。
根据本发明之8的船舶运用方法的特征在于：在本发明之7所述的船舶推进装置的控制方法中，上述POD推进器的舵角通过上述船速测定装置测得的信号来控制。
根据这个船舶的运用方法，根据测定船体速度的船速测定装置的信号，即根据船速来控制POD推进器的舵角。
根据本发明之9的船舶运用方法的特征在于：使本发明之8所述的船舶的运用方法中，通过上述船速测定装置测得的船速超过规定值时，则利用上述控制装置使POD推进器的舵角固定为0°。
根据这个船舶的运用方法，如果船速超过规定的值时，POD推进器的舵角固定在0°。
即船速超过规定值时，只利用舵来操舵。
附图说明
图1是表示本发明船舶的一个实施例的图，(a)是船体后部1的大体的右侧视图，(b)是图(a)的A向视图。
图2是表示安装在本发明船舶的控制POD推进器的舵角的大体的构成的框图。
图3是表示根据本发明船舶的控制POD推进器的舵角的一例中，表示操作可能的舵角与船速关系的坐标图。
图4是根据本发明船舶的控制POD推进器的舵角的另一例中，表示操作可能的舵角与船速关系的坐标图。
图5是表示本发明船舶的另一个实施例的大体的右侧视图。
图6是表示本发明船舶的又另一个实施例的大体的右侧视图。
图7是表示本发明船舶的再另一个实施例的大体的船体后部右侧视图。
图8是表示具有以往的主螺旋桨和POD推进器的船舶一例的船体后部右侧视图。
图9是表示具有以往的主螺旋桨和POD推进器的船舶另一例的船体后部右侧视图。
图中符号为，2：主螺旋桨，3：舵，10：POD推进器，10A：POD推进器，10B：POD推进器，11：壳，11A：壳，11B：壳，12：POD螺旋桨，12A：POD螺旋桨，12B：POD螺旋桨，13：支撑架，13A：支撑架，13B：支撑架，21：船速测定装置，22：控制装置。
具体实施方式
下面结合附图说明有关本发明的一种实施方式。并且，和上述的以往技术同样的部分附以相同的符号，省略其详细说明。
图1(a)是船体后部的大体的右侧视图，(b)是图(a)的A向视图。
图1所示的实施例中，符号1是船舶的船体后部，2是主螺旋桨，3是舵，4是支柱，10A、10B是POD推进器，11A、11B是壳体，12A、12B是POD螺旋桨，13A、13B是支撑架，14A、14B是支柱。
该船舶具备主螺旋桨2、位于其后方的使支柱4介于中间并旋转自由地安装在船体后部1的舵3、位于这个舵3的两侧的两个POD推进器10A和10B。
舵3是截面为流线形的板件。舵3的上面安装有铅垂方向的支柱4，这个支柱4的上端与安装在船体的操向装置(图中未示)联接，可以同时旋转舵3和支柱4。
POD推进器10A、10B分别使支柱14A、14B介于中间，相对于船体后部1可以旋转自由地安装的。POD推进器10A、10B包括在后方或前方具有发挥推进力的POD螺旋桨12A、12B(图示的例中是前方)、内部装有电动机等的螺旋桨驱动机构的壳11A、11B和固定在这个壳11A、11B的上部并具有翼形截面的支撑13A、13B。支撑架13A、13B的上部安装铅垂方向的支柱14A、14B，这个支柱14A、14B的上端与安装在船体的旋转驱动机构联接，可以一起旋转支柱14A、14B、支撑架13A、13B、壳11A、11B和POD螺旋桨12A、12B。
这样构成的POD推进器10A、10B中，利用POD螺旋桨12A、12B的旋转产生推进力而使船舶航行，相对于船体后部1的旋转推进器整体而获得操舵功能，可以改变船舶的前进方向。
另外，POD推进器10A、10B有两种形式，一种是如图所示的驱动POD螺旋桨12A、12B的电动机安装在壳11A、11B内部的形式，另一种是安装在船体的电动机等的驱动源(图中省略)获得驱动力的形式。
这样构成的船舶可以利用单独旋转主螺旋桨2或单独旋转POD螺旋桨12A、12B中的一个或两个，或同时旋转主螺旋桨2和POD螺旋桨12A、12B中的一个或两个来获得推进力。
另外，为了改变船体的指针航路方向和前进方向，以支柱4为中心旋转舵3，或以支柱14A、14B为中心旋转POD推进器10A、10B中的一个或两个，或同时旋转舵3和POD推进器10A、10B中的一个或两个。
主要利用舵3进行改变船体的指针航路方向和/或前进方向时，可以把POD推进器10A、10B的支撑13A、13B的部分做成比以往的小。
由此，POD推进器10A、10B的支撑机构或旋转机构所承受的载荷比较小，可以简化其结构。
从而，需要高速航行时(比如20海里以上)，同时旋转主螺旋桨2和POD螺旋桨12A、12B来可以获得推进力。
还有，需要中速航行时(比如12海里程度)，单独旋转主螺旋桨2或旋转POD螺旋桨12A、12B来可以获得推进力。
另外，需要出入港等的低速航行时(小于比如5海里)，只旋转POD螺旋桨12A、12B来可以获得推进力。
还有，如图2所示，本发明除了这些结构以外，还可以安装测定船速的船速测定装置21、由这个船速测定装置21测得的信号来控制POD推进器10A、10B的舵角的控制装置22。
即通过这些装置来可以进行如图3或如图4所示的POD推进器10A、10B的舵角的控制。
图3所示的是表示在船速小于5海里时，可以把POD推进器10A、10B的舵角控制在±90°(这里所说的0°是指船头的方向)范围内的情形，而船速超过20海里时，可以把推进器10A、10B的舵角控制固定在0°的情形。
即图2所示的船速测定装置21所测得的船速的信息作为信号，传送到控制装置22，控制装置22根据其信号控制POD推进器10A、10B的可取的最大舵角。
另外，图4所示的是船速小于5海里时，控制POD推进器10A、10B的舵角可以取±90°(这里所说的0°是指船头的方向)范围内的情形；船速在5～10海里时，控制POD推进器10A、10B的舵角可以取±70°的范围内；船速在10～15海里时，控制POD推进器10A、10B的舵角可以取±50°的范围内；船速在15～20海里时，控制舵角可以取±30°的范围内；船速超过20海里时，控制舵角固定在0°的情形。
如图3和图4所示，船速超过20海里时，POD推进器10A、10B的舵角固定在0°，只利用舵3来改变指针航路，因此，支撑架13A、13B不承受过大的流体力，可以防止支柱14A、14B承受过大的载荷。从而，可以降低固定支柱14A、14B的支撑机构、旋转POD推进器10A、10B的旋转机构的强度，可以简化这些机构，可以降低制造成本。
以上说明的包括主螺旋桨2、使位于其后方的支柱4介于中间并相对于船体后部1可以自由旋转安装的舵3、位于这个舵3两侧的两个POD推进器10A、10B、测定船速的船速测定装置21、根据这个船速测定装置21的信号来可以控制上述POD推进器10A、10B舵角的控制装置22等的船舶可以如下运用。
例如，需要船速超过20海里的高速航行时，同时旋转主螺旋桨2和两个POD螺旋桨12A、12B来获得推进力的同时，把POD推进器10A、10B的舵角固定为0°，使指针航路的改变只利用舵3。
然后，在超过5海里小于20海里的船速下航行时，单独旋转主螺旋桨2或只旋转POD螺旋桨12A、12B来获得推进力的同时，同时利用可取的最大舵角由船速被控制的POD推进器10A、10B和舵3来改变指针航路。
还有，出入港时需要低速航行的情况下(比如5海里以下)，通过只旋转POD螺旋桨12A、12B来获得推进力的同时，并用POD推进器10A、10B和舵3来改变指针航路方向和/或前进方向。
尤其在5海里以下时，POD推进器10A、10B的舵角可以取为±90°，所以使POD推进器10A、10B具有船尾推进器的功能，可以容易进行靠、离岸，可以缩短出入港时间。
另外，本发明的实施例中，POD推进器10A、10B的可操作的舵角为以±90°(参照图3和图4)来说明，但不限于这些，可以是±360°。
尤其在船速小于5海里时，如果可以取POD推进器10A、10B的舵角为±360°，则靠、离岸时多采用的向后方向的推进力(后进力)，可以利用POD推进器10A、10B来获得，从而没有必要启动用于获得后进力的旋转主螺旋桨2的驱动装置(一般称为主发动机)。
另外，POD推进器10A、10B的舵角可以与舵3舵角和船速联动。
即如果船速超过20海里时，可以利用上述的控制装置22把POD推进器10A、10B的舵角固定在0°。船速在超过5海里而小于20海里时，取POD推进器10A、10B的舵角与舵3的舵角成一定比例(例如，舵3的舵角为35°时，取POD推进器10A、10B的舵角为+14°，而舵3的舵角为+10°时，取POD推进器10A、10B的舵角为+4°)。还有，船速小于5海里时，舵3舵角为+35°时，取POD推进器10A、10B的舵角为+90°，舵3舵角为+10°时，取POD推进器10A、10B的舵角为+45°。
由于这样的构成，操纵者只要对舵3的舵角给指令，可以同时控制舵3和POD推进器10A、10B的舵角，可以大幅度地简化操纵船。
另外，可以使POD推进器10A、10B的舵角在+90°和-90°位置使用。
即通常的航行中把POD推进器10A、10B的舵角固定在0°，只利用舵来操纵船，而靠、离岸时，使POD推进器10A、10B的舵角在+90°或-90°的位置，可以使其发挥船尾推进器的功能，不仅容易靠、离岸，可以缩短出入港时间。这个舵角位置的转换可以利用以别的用途安装的转换装置来进行。
由于这样的构成，可以省去用于POD推进器10A、10B的操舵装置，可以降低成本。
另外，可以把舵3的操向装置所产生的油压用于改变POD推进器10A、10B舵角的旋转驱动机构的结构。
即利用安装在舵3的操向装置的油泵(驱动源)所产生的油压用于改变POD推进器10A、10B的舵角的旋转驱动机构，从而可以省去旋转驱动机构的油泵，不仅可以简化旋转驱动机构的结构，还可以降低成本。
另外，以上说明的实施例中说明了安装两个POD推进器的情形，但本发明不限于此种情形，如图5所示，在壳11的后部具有POD螺旋桨12的一个POD推进器10，从船头起以主螺旋桨2、舵3、POD推进器10的顺序，龙骨线上成一条直线安装，也是可以的。
另外，如图6所示，在壳11的后部具有POD螺旋桨12的一个POD推进器10，从船头起以主螺旋桨2、POD推进器10、舵3的顺序，龙骨线上成一条直线安装，也是可以的。
进而，如图7所示，在壳11的前部具有POD螺旋桨12的一个POD推进器10，从船头起以主螺旋桨2、POD推进器10、舵3的顺序，龙骨线上成一条直线安装，也是可以的。
根据本发明的船舶及其运用方法可以获得以下效果。
根据本发明之1的船舶，利用主螺旋桨和/或POD推进器获得推进力，利用舵和POD推进器来获得掌舵，不仅可以获得提高船速，还可以提高船舶的操向性能。
根据本发明之2的船舶，利用测定船速的船速测定装置的信号即根据船速可以控制POD推进器的舵角，从而可以防止POD推进器的支撑机构、旋转机构承受过大的载荷，可以简化这些机构，可以降低成本。
根据本发明之3的船舶，如果船速超过规定的值，把POD推进器的舵角可以固定在0°，可以防止POD推进器的支撑机构、旋转机构承受过大的载荷，可以简化这些机构，可以降低成本。
根据本发明之4的船舶，可以根据舵的舵角取得POD推进器的舵角，操纵者只操作舵的舵角可以同时控制舵的舵角和POD推进器的舵角，可以大幅度地简化船舶的操纵性。
根据本发明之5的船舶，通过把转换装置设定为0°、+90°、-90°的位置来设定POD推进器的舵角为0°、+90°、-90°位置的结构，可以简化装置整体结构。
即可以省去用于POD推进器的操纵舵角装置，降低制造成本。
根据本发明之6的船舶，通过同一个驱动源驱动改变舵的舵角的操向装置和改变POD推进器的舵角的旋转机构，可以简化驱动这些操向装置和旋转驱动机构的动力源结构，还可以降低制造成本。
根据本发明之7的船舶的运用方法，在改变船体的指针航路方向和/或前进方向时，如果船速超过规定的值，只利用舵；船速在规定值以下时，同时并用舵和POD推进器；不仅可以防止船速超过规定的值时POD推进器的支撑机构、旋转机构承受过大的载荷，还可以提高船速小于规定值时的操作性能。
根据本发明之8的船舶的运用方法，根据测定船速的船速测定装置的信号，即根据船速控制POD推进器的舵角，所以可以防止POD推进器的支撑机构、旋转机构承受过大的载荷，可以简化这些机构，降低制造成本。
根据本发明之9的船舶的运用方法，如果船速超过规定的值，则POD推进器的舵角固定在0°，可以防止超过规定值的船速下航行时POD推进器的支撑机构、旋转机构承受过大的载荷。

Claims (9)

1、一种船舶，其特征在于包括：正转、反转或改变倾角的方法使船体前进、后退的主螺旋桨、驱动该主螺旋桨的发动机、用于改变上述船体指针航路方向的舵和至少一个POD推进器。
2、根据权利要求1所述的船舶，其特征在于：船舶的推进装置包括测定上述船体速度的船速测定装置、利用该船速测定装置测得的信号控制上述POD推进器的舵角的控制装置。
3、根据权利要求2所述的船舶，其特征在于：如果上述船速测定装置测得的船速超规定值，则利用上述控制装置使上述POD推进器的舵角固定为0°。
4、根据权利要求2所述的船舶，其特征在于：通过上述船速测定装置所测得的船速小于规定值时，使上述POD推进器的舵角与上述舵的舵角联动。
5、根据权利要求1所述的船舶，其特征在于：省略任意改变上述POD推进器的舵角的转弯驱动机构，而包括比如在0°、+90°、-90°等几个舵角位置使用的舵角转换装置。
6、根据权利要求1所述的船舶，其特征在于：改变上述舵的舵角的操向装置和改变上述POD推进器的舵角的转弯驱动机构利用同一个驱动源来驱动。
7、一种船舶的运用方法，是包括正转、反转或改变倾角来使船体前进、后退的主螺旋桨、驱动该主螺旋桨的发动机、用于改变上述船体指针航路方向的舵、至少一个POD推进器、测定船速的船速测定装置、通过该船速测定装置的信号来控制上述POD推进器的舵角的控制装置的船舶的运用方法，其特征在于：上述船速测定装置测得的船速超过规定值时，则只改变上述舵的舵角来改变上述船体的指针航路方向；上述船速小于规定值时，则并用上述舵和上述POD推进器或只利用上述POD推进器来改变上述船体的指针航路方向和/或前进方向。
8、根据权利要求7所述的船舶运用方法，其特征在于：上述的船舶推进装置的控制方法中，上述POD推进器的舵角利用上述船速测定装置的信号来控制。
9、根据权利要求8所述的船舶运用方法，其特征在于：当上述船速测定装置所测得的船速超过规定值时，则利用上述控制装置使POD推进器的舵角固定为0°。
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