JP2004082930A - アジマス型推進器およびこれを備えた船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】アジマス型推進器のストラットに発生したキャビテーションによる気泡がつぶれるときに生じる騒音や衝撃圧を軽減あるいは緩衝して、騒音や船体振動を低減させることができるアジマス型推進器およびこれを備えた船舶を提供すること。
【解決手段】船体１に鉛直軸まわりに旋回可能に設けられるストラット４と、該ストラット４に設けられるとともに内部に駆動手段からの動力が伝達されるプロペラシャフト６を有するポッド２と、前記プロペラシャフト６に設けられたプロペラ５と、を具備するアジマス型推進器１００において、前記ストラット４を流れに対して傾けたときに発生する気泡が崩壊するときに生じる衝撃圧を緩和するためのキャビテーション緩衝手段１１０が設けられていることを特徴とする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アジマス（Ａｚｉｍｕｔｈ）型推進器およびこれを備えた船舶に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な船舶においては、船尾に別体のプロペラと舵とを備えており、一方のプロペラによって推進力を発生し、他方の舵によって旋回等の操舵を行うように構成されている。
しかし、近年においては、上述した推進用のプロペラと操舵用の舵部とが一体化され、船体に対して全体が鉛直軸まわりに旋回可能に取り付けられたアジマス型推進器、または、アジマスプロペラ（Ａｚｉｍｕｔｈ　Ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ）と呼ばれる装置が開発されている。
【０００３】
ここで、図８および図９に基づいて従来のアジマス型推進器の構成を簡単に説明する。なお、図８はアジマス型推進器の取付状況を示す船舶（船尾部分）の略図、図９（ａ）はアジマス型推進器の一部断面右側面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図中の符号１は船底後部（船体）、２はポッド、３は支柱、４はストラット、５はプロペラ、６はプロペラシャフト、７はステータ、８はロータ、９は電動機、１０はアジマス型推進器である。
【０００４】
アジマス型推進器１０は、支柱３を介して、船底後部１に対し回動自在に取り付けられている。アジマス型推進器１０は、推進力を発揮するプロペラ５を後方または前方に備え、内部に電動機９等のプロペラ駆動機構（駆動手段）を内蔵したポッド２と、このポッド２の上部に一体に固着され、断面を流線形（エアロフォイル型）としたストラット４とを具備して構成される。ストラット４の上部には鉛直方向の支柱３が取り付けられ、この支柱３の上端部側が船体側に設けられた旋回駆動機構（図示省略）に連結されて、支柱３、ストラット４、ポッド２、およびプロペラ５を一体的に回動させるようになっている。
このように構成されたアジマス型推進器１０では、プロペラ５の回転によって推進力が発生して船舶を航走させ、船底後部１に対して推進器全体を回動させることによって操舵機能が得られ、船舶の針路方向を変換することができる。
【０００５】
また、アジマス型推進器１０には、図示のようにプロペラ５の駆動力を出力する電動機９がポッド２内に設置されたタイプと、船体側に設置された電動機等の駆動源（図示省略）から駆動力を受けるタイプとがある。図９に示したアジマス型推進器１０は、中空としたポッド２の内壁に固定されているステータ７に対し、プロペラシャフト６と一体的にロータ８が回転するように構成されたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなアジマス型推進器１０を旋回駆動機構により、たとえば図１０に示すように回動させた場合（すなわち、針路を右に変えるために、たとえば舵輪（操舵装置）を右に切った場合）、ストラット４が水の流れに対して迎角を有することとなる。このとき、図１０に示すように図の上側（水の流れに対して背面側）の蒸気圧が二点鎖線に示すように下がって（負圧となり）キャビテーション（空洞現象）による気泡ｂが生じることがある。
気泡ｂは下流側に流れて再び圧力の高い領域に入ると押しつぶされるように消滅（崩壊）する。この気泡ｂの消滅は極めて瞬間的であるため、大きな衝撃を伴い、騒音と船体振動の原因となる。
また、この状態が長時間に及ぶと、絶えず繰り返し応力を加えられている状態にあるストラット４は、しだいに疲労によってその表面をえぐられるように侵食（エロージョン）され、最悪の場合には破壊に至るおそれがある。
【０００７】
一方、将来的にはアジマス型推進器１０による速力の増加が望まれており、高速でアジマス型推進器１０の舵角を取った場合には、キャビテーションの発生する可能性は高くなる。
また、高速航行中においては、針路保持（保針）のために取られる小さい舵角でも、風浪の影響によってキャビテーションが発生してしまうことが懸念されている。すなわち、高速で直進中の船舶が左舷側から風浪を受けた場合、舵を若干左に切って（小さい舵角を取って）保針させることがある。このとき、船体の左側から風浪を受けているため、左舷側から右舷側に向かって船体が力（風圧や水圧）を受けるようになる。これにより、舵の役目をするストラット４の右舷側表面の流線密度が密となって、キャビテーションを起こしてしまうおそれがある。言い換えれば、微小舵角でも高速航行中には風浪の影響によってストラット４の表面にキャビテーションが発生してしまうおそれがある。
【０００８】
しかしながら、現在までのところアジマス型推進器１０のストラット４に発生したキャビテーションによる気泡ｂがつぶれるときに生じた騒音や船体振動を軽減あるいは緩衝するための手段は、講じられていない。
これに近い技術としては、冒頭で述べた船尾に別体のプロペラと舵とを備えた一般的な船舶において、推進用プロペラと船底外板との間に空気の膜を形成させて、プロペラの回転により発生するキャビテーションによる騒音や船体振動を緩衝させるものがある（たとえば、特許文献１，２参照）。
【０００９】
〔特許文献１〕
特開平１０−７１９９３号公報（図２および図３）
〔特許文献２〕
特開２０００−２５５４８５号公報（図３）
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、アジマス型推進器１０のストラット４に発生したキャビテーションによる気泡ｂがつぶれるときに生じる騒音や衝撃圧を軽減あるいは緩衝して、騒音や船体振動を低減させることができるアジマス型推進器およびこれを備えた船舶を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のアジマス型推進器およびこれを備えた船舶では、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載のアジマス型推進器によれば、船体に鉛直軸まわりに旋回可能に設けられるストラットと、該ストラットに設けられるとともに内部に駆動手段からの動力が伝達されるプロペラシャフトを有するポッドと、前記プロペラシャフトに設けられたプロペラと、を具備するアジマス型推進器において、前記ストラットを流れに対して傾けたときに発生する気泡が崩壊するときに生じる衝撃圧を緩和するためのキャビテーション緩衝手段が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
このアジマス型推進器においては、気泡が崩壊するときに生じる衝撃圧が、キャビテーション緩衝手段により低減あるいは緩和されることとなる。
【００１３】
請求項２に記載のアジマス型推進器によれば、前記キャビテーション緩衝手段は、前記気泡と前記ストラットの表面との間に流体の流れを生じさせるものであることを特徴とする。
【００１４】
このアジマス型推進器においては、気泡とストラットの表面との間に流体の流れが形成されており、気泡が崩壊するときに生じる衝撃圧が流体により低減あるいは緩和されるようになっている。
すなわち、気泡が崩壊するときに生じる衝撃圧はまずはじめに流体の流れに加わることとなり、ストラットの表面には直接加わらないようになっている。
【００１５】
請求項３に記載のアジマス型推進器によれば、前記キャビテーション緩衝手段は、前記ストラットの前縁部に設けられた複数個の流体吹出孔と、これら流体吹出孔に前記流体を供給する流体供給源と、前記複数個の流体吹出孔および前記流体供給源とを連通する連通管と、を具備するものであることを特徴とする。
【００１６】
このアジマス型推進器においては、流体供給源から連通管を介してストラットの前縁部に設けられた流体吹出孔に流体が導かれ、ストラットの表面上に流体の膜（フィルム）が形成されることとなる。
すなわち、ストラットの表面が前縁部から後縁にかけて流体の膜で覆われることとなる。
【００１７】
請求項４に記載のアジマス型推進器によれば、前記流体供給源から前記連通管に供給される流体の流量を制御する制御器が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
このアジマス型推進器においては、流体吹出孔から流出する流体の量が制御器により調整され得るようになっている。
すなわち、流体吹出孔から流出する流体の量が多くなると膜厚が厚くなり、反対に流体吹出孔から流出する流体の量が少なくなると膜厚が薄くなる。
【００１９】
請求項５に記載のアジマス型推進器によれば、前記ストラットと前記ポッドとの接合部近傍および／または前記ストラットの後縁よりも船尾側に位置する船底部には、少なくとも１つの圧力センサおよび／または加速度センサが設けられているとともに、これら圧力センサおよび／または加速度センサで得られたデータは前記制御器に伝送されることを特徴とする。
【００２０】
このアジマス型推進器においては、ストラットとポッドとの接合部近傍および／またはストラットの後縁よりも船尾側に位置する船底部に、圧力センサおよび／または加速度センサが設けられているとともに、これら圧力センサおよび／または加速度センサで得られたデータが制御器に伝送されるようになっている。
すなわち、ストラット表面における蒸気圧（あるいは圧力）、ストラットの後縁よりも船尾側に位置する船底部における圧力、船体および／またはストラットに生じる振動が、圧力センサおよび／または加速度センサで検知されるとともに、検知されたデータが制御器に送られるようになっている。
【００２１】
請求項６に記載のアジマス型推進器によれば、前記ストラットの舵角を検出する舵角検出器が設けられているとともに、この舵角検出器で得られたデータは前記制御器に伝送されることを特徴とする。
【００２２】
このアジマス型推進器においては、舵角検出器によりアジマス型推進器の取っている舵角がわかるようになっている。
すなわち、船首尾線とストラットの前縁および後縁を結ぶ線とのなす角度が検出され得るようになっている。
【００２３】
請求項７に記載のアジマス型推進器によれば、前記キャビテーション緩衝手段は、前記ストラットの前縁部に設けられた複数個の流体吹出孔と、一端が水面よりも上方に位置して開口するとともに他端が前記複数個の流体吹出孔と連通する空気供給管と、を具備するものであることを特徴とする。
【００２４】
このアジマス型推進器によれば、大気中から空気供給管を介してストラットの前縁部に設けられた流体吹出孔に空気が導かれ、ストラットの表面上に空気の膜（フィルム）が形成されることとなる。
すなわち、ストラットの表面が前縁部から後縁にかけて空気層が形成されることとなる。
【００２５】
請求項８に記載のアジマス型推進器によれば、船体に鉛直軸まわりに旋回可能に設けられるストラットと、該ストラットに設けられるとともに内部に駆動手段からの動力が伝達されるプロペラシャフトを有するポッドと、前記プロペラシャフトに設けられたプロペラと、を具備するアジマス型推進器において、前記ストラットの前縁部に、流体が流出する複数個の流体吹出孔が設けられていることを特徴とする。
【００２６】
このアジマス型推進器によれば、ストラットの前縁部に設けられた流体吹出孔から流体が流出し、ストラットの表面上に流体の膜（フィルム）が形成されることとなる。
すなわち、ストラットの表面が前縁部から後縁にかけて流体の膜で覆われることとなる。
【００２７】
請求項９に記載のアジマス型推進器によれば、前記複数個の流体吹出孔は、前記ストラットと前記ポッドとの接合部の側の分布が密となるように設けられていることを特徴とする。
【００２８】
このアジマス型推進器によれば、ストラットとポッドとの接合部に近い側に、流体吹出孔が数多く分布するように配置されている。
すなわち、複雑な形状を有しその周りの流れが複雑となる部分に流体が多く流されて、膜厚が厚くなるようになっている。
【００２９】
請求項１０に記載のアジマス型推進器を備えた船舶によれば、請求項１から８のいずれか一項に記載のアジマス型推進器と、針路を変更するための操舵装置と、前記プロペラの回転数を変更するための回転数変更手段と、を具備してなることを特徴とする。
【００３０】
このアジマス型推進器を備えた船舶によれば、アジマス型推進器のストラットに発生したキャビテーションによる気泡がつぶれるときに生じる騒音や衝撃圧が、キャビテーション緩衝手段により軽減あるいは緩衝されることとなる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るアジマス型推進器の第１実施形態を図１および図２に基づいて説明する。なお、上述した従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１に示すように、本発明によるアジマス型推進器１００は、たとえば船底後部（船体）１に鉛直軸まわりに旋回可能に設けられるストラット４と、このストラット４に設けられるとともに内部に駆動手段（図示せず）からの動力が伝達されるプロペラシャフト６を有するポッド２と、プロペラシャフト６に設けられたプロペラ５と、キャビテーション緩衝手段１１０とを主たる要素として構成されたものである。
【００３２】
キャビテーション緩衝手段１１０は、ストラット４を流れに対して傾けたときに発生する気泡ｂ（図１０参照）が崩壊するときに生じる衝撃圧を軽減あるいは緩和するためのものであり、気泡ｂとストラット４の表面との間に流体を、たとえば膜状に生じさせるものである。イメージとしてはガスタービンなどのタービン翼に採用されるフィルム冷却（ｆｉｌｍ　ｃｏｏｌｉｎｇ）のようなものである。
【００３３】
図２に示すように、キャビテーション緩衝手段１１０は、ストラット４の前縁部（図１参照）に設けられた複数個、たとえば１０個の流体吹出孔１１１と、これら流体吹出孔１１１に流体を供給する流体供給源１１２と、これら流体吹出孔１１１と流体供給源１１２とを連通する連通管１１３とを主たる要素として構成されたものである。
【００３４】
流体吹出孔１１１はそれぞれ、たとえば直径５ｍｍを有する平面視円形の孔であり、ストラット４の板厚方向に貫通されたものである。
また、これら流体吹出孔１１１は、前縁４ａからたとえば５％（ストラット４の前縁４ａと後縁４ｂとを結び、水面と平行となる直線の長さを１とした場合の前縁４ａから５／１００のところ）の位置に、たとえば１５ｍｍ間隔で一直線上に配置されたものである。
なお、図１および図２にはストラット４の右舷側表面に設けられた流体吹出孔１１１のみを図示しているが、実際には左舷側表面にも同数の流体吹出孔１１１が設けられている。
【００３５】
流体供給源１１２は、たとえば所定の圧力に高められた空気を溜めておく空気蓄圧器であり、別途用意された空気圧縮機により加圧された空気が供給されるようになっている。
【００３６】
連通管１１３は、各流体吹出孔１１１に対応して設けられた枝管１１３ａと、これら枝管１１３ａの一端を結合するヘッダ１１３ｂと、流体供給源１１２とヘッダ１１３ｂとを結合する主管１１３ｃとを有するものである。
また、流体供給源１１２はたとえば船内機関室に配置され、ヘッダ１１３ｂおよび枝管１１３ａはストラット４の内部に配置されている。主管１１３ｃは流体供給源１１２とヘッダ１１３ｂとを適宜連通するように、船内機関室およびストラット４内にまたがって（わたって）配置されている。
【００３７】
このような構成により、流体供給源１１２内の流体（たとえば空気）は主管１１３ｃ→ヘッダ１１３ｂ→枝管１１３ａを通って各流体吹出孔１１１から流出していくこととなる。
各流体吹出孔１１１から、流体が流れ出るようになると、ストラット４の両表面に沿って流体の膜（たとえば空気層）が形成されることとなる。
この流体の膜はストラット表面と、前述した気泡ｂとの間に形成されこととなり、この流体の膜によって気泡ｂが消滅する（つぶれる）ことにより生じる騒音や衝撃圧を吸収（緩衝）することができるので、キャビテーションによる騒音や船体振動を低減させることができる。
【００３８】
図３を用いて本発明に係るアジマス型推進器の第２実施形態を説明する。
本実施形態のものは、流体吹出孔１１１がストラット４とポッド２との接合部２４の側に多く配置されるように構成されている点で上述した第１実施形態のものと異なる。
すなわち流体吹出孔１１１は、ポッド２に近い側（図４において下側）に多く配置される。言い換えればポッド２に近い側（図４において下側）の分布が密となるように配置される。
【００３９】
図３において流体吹出孔１１１は全部で１２個配置されている。これら流体吹出孔１１１はそれぞれ、たとえば直径５ｍｍを有する平面視円形の孔であり、ストラット４の板厚方向に貫通されたものである。
また、これら流体吹出孔１１１は、前縁４ａからたとえば５％（ストラット４の前縁４ａと後縁４ｂとを結び、水面と平行となる直線の長さを１とした場合の前縁４ａから５／１００のところ）の位置に一直線上に配置されたものである。図３において上方に位置する８個の流体吹出孔１１１は、たとえば１０ｍｍ間隔で配置されており、上方に位置する５個の流体吹出孔１１１は、たとえば２０ｍｍ間隔で配置されている。
なお、第１実施形態同様、実際には左舷側表面にも同数の流体吹出孔１１１が設けられている。
【００４０】
このように複雑な形状を有する接合部２４に近い側、すなわち流線がより密な状態となってキャビテーションの起こる可能性が高い部分に流体吹出孔１１１を多く設けることにより、気泡ｂが消滅する（つぶれる）ことによって生じる騒音や衝撃圧をより効果的に吸収（緩衝）することができるので、キャビテーションによる騒音や船体振動をより低減させることができる。
【００４１】
図４を用いて本発明に係るアジマス型推進器の第３実施形態を説明する。
本実施形態のものは、ストラット４とポッド２との接合部２４近傍でかつ流体吹出孔１１１の船尾側に位置するストラット４の表面、およびストラット４の後縁４ｂよりも船尾側（後方側）に位置する船底後部１に、それぞれ圧力センサ３０１，３０２が設けられているという点で図３に示す第２実施形態のものと異なる。なお、図４に示す圧力センサ３０１の反対側（左舷側）にも図示しない圧力センサが設けられている。
この圧力センサは数百Ｈｚ〜数ＫＨｚの振幅をひろうものであり、ストラット４の表面における、キャビテーションにより生じた気泡ｂが消滅する（つぶれる）とき生じる衝撃圧による圧力変動を検出することができるものである。
また、図５に示すように、流体供給源１１２から連通管１１３に供給される流体の流量を制御する制御器１１４が設けられており、流体供給源１１２は制御器１１４からの信号により作動するようになっている。
すなわち、流体供給源１１２から連通管１１３に供給される流体の量は、制御器１１４からの信号に基づいて調整されるようになっている。たとえば、流体供給源１１２が、上述したような空気蓄圧器であるような場合、この空気蓄圧器の出口側に設けられたバルブの開度を調整することにより流体の流量が調整されるようになっている。
【００４２】
一方、これら圧力センサ３０１，３０２で得られたデータは、制御器１１４に伝送されるようになっている。したがって、圧力センサ３０１，３０２から制御器１１４に送られてきたデータが制御器１１４で処理された後、これらデータに応じて制御器１１４から流体供給源１１２に信号が送られて、その信号に基づいて流体供給源１１２から連通管１１３に流体が供給されるようになっている。
すなわち、キャビテーションの発生状況に合わせて、流体の供給量が調整されるようになっている。言い換えれば、圧力センサ３０１，３０２で得られた圧力変動が高く、キャビテーションが多く発生するような場合には流体が多く供給され、圧力センサ３０１，３０２で得られた圧力変動が低く、キャビテーションの発生が少ないような場合には流体の供給量が少なくされて、またキャビテーションが発生していないような場合には流体の供給が停止されるようになっている。
【００４３】
このように、必要に応じて必要な量だけ流体を供給することができるので、流体を無駄なく有効に利用することができる。また、流体を流体供給源に溜めておくために費やされるエネルギーを低減させる（たとえば空気圧縮機の稼働時間を短縮させる）ことができる。
【００４４】
また、これら圧力センサ３０１，３０２とともに、あるいはこれら圧力センサ３０１，３０２の代わりにアジマス型推進器３００（図４参照）の舵角を検出する舵角検出器３０３を設けることもできる。
この舵角検出器３０３は、鉛直軸回りに旋回（あるいは回動）するアジマス型推進器３００の旋回角度（あるいは回動角度）、すなわち船首尾線とストラット４の前縁４ａおよび後縁４ｂを結ぶ線とのなす角度（舵角）を検出するものである。
前述した圧力センサ３０１，３０２と同様、舵角検出器３０３で得られたデータは、制御器１１４に伝送されるようになっている。
【００４５】
すなわち舵角に応じて（キャビテーションの発生状況に合わせて）、流体の供給量が調整されるようになっている。言い換えれば、舵角が大きく取られてキャビテーションが多く発生するような場合には流体が多く供給され、舵角が小さくキャビテーションの発生が少ないような場合には流体の供給量が少なくされて、また舵角が０（ゼロ）でキャビテーションが発生していないような場合には流体の供給が停止されるようになっている。
【００４６】
このように、必要に応じて必要な量だけ流体を供給することができるので、流体を無駄なく有効に利用することができる。また、流体を流体供給源に溜めておくために費やされるエネルギーを低減させる（たとえば空気圧縮機の稼働時間を短縮させる）ことができる。
【００４７】
図６を用いて本発明に係るアジマス型推進器の第４実施形態を説明する。本実施形態において、キャビテーション緩衝手段４１０は、ストラット４の前縁部（図３，４参照）に設けられた複数個、たとえば１２個の流体吹出孔１１１と、一端１１３ｄが水面よりも上方に位置して開口するとともに、他端がこれら流体吹出孔１１１と連通する空気供給管４１３とを主たる要素として構成されたものである。
【００４８】
空気供給管４１３は、各流体吹出孔１１１に対応して設けられた枝管１１３ａと、これら枝管１１３ａの一端を結合するヘッダ１１３ｂと、その一端１１３ｄが水面よりも上方に位置して開口するとともにその他端がヘッダ１１３ｃに接続された空気主管１１３ｅとを有するものである。
また、空気主管１１３ｅの一端１１３ｄは、たとえば甲板上や船内機関室に配置され、ヘッダ１１３ｂおよび枝管１１３ａはストラット４の内部に配置されている。空気主管１１３ｅは水面上とヘッダ１１３ｂとを適宜連通するように、甲板上や船内機関室およびストラット４内にまたがって（わたって）配置されている。
なお、図６に示すように、空気主管１１３ｅの一端１１３ｄは、上方からゴミや雨水等が進入しないように開口部が下方に向くように曲げられている。
【００４９】
このような構成により、ストラット４の表面上に図１０に示したような負圧が生じると、大気中の空気が空気主管１１３ｅ→ヘッダ１１３ｂ→枝管１１３ａを通って、各流体吹出孔１１１から負圧の程度（大きさ）に応じて自然に流出することとなる。
各流体吹出孔１１１から空気が流れ出るようになると、ストラット４の負圧となる表面に沿って空気層が形成されることとなる。
この空気層はストラット表面と、前述した気泡ｂとの間に形成されこととなり、この空気層によって気泡ｂが消滅する（つぶれる）ことにより生じる騒音や衝撃圧を吸収（緩衝）することができるので、キャビテーションによる騒音や船体振動を低減させることができる。
【００５０】
また、ストラット４上に生じた負圧の大きさに応じて大気中の空気が自然に空気主管１１３ｅの一端１１３ｄから吸い込まれて各流体吹出孔１１１に供給されるようになるので、図３および図５に示す流体供給源１１２、図５に示す制御器１１４、圧力センサ（あるいは加速度センサ）３０１，３０２、および舵角検出器３０３を省略することができ、構成を簡略化することができるとともに、コストダウンを図ることができる。
【００５１】
なお、図４を用いて説明した実施形態では、圧力センサ３０１，３０２が設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば加速度センサとすることもできる。
この加速度センサは数百Ｈｚ〜数ＫＨｚの振幅をひろうものであり、ストラット４の表面における、キャビテーションにより生じた気泡ｂが消滅する（つぶれる）ときの振動を検出することができるものである。
したがって、このような加速度センサを用いてもストラット表面上に発生するキャビテーションを把握することができることとなる。
【００５２】
また、図４を用いて説明した実施形態では、ストラット４とポッド２との接合部２４近傍およびストラット４の後縁４ｂよりも船尾側（後方側）に位置する船底後部１に、それぞれ圧力センサ３０１，３０２を設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、いずれか一方のみに設けるようにすることもできる。
【００５３】
さらに、上述してきたアジマス型推進器では、推進力を発揮するプロペラ５が後方（船尾側）に備えられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、推進力を発揮するプロペラ５が前方（船首側）に備えられているものにも当然適用可能である。
また、本発明はアジマス型推進器のみを具備する船舶だけに適用され得るものではなく、アジマス型推進器１０の前方（上流側）に主機関により駆動・回転される主プロペラＰを有するような船舶にも適用され得るものである。
上記のような船舶ではプロペラ５および／または主プロペラＰがストラット４の上流側に位置しているため、これらプロペラ５および／または主プロペラＰが回転することにより水流の速度が大きくなり、下流側に位置するアジマス型推進器のストラット４にキャビテーションが生じやすくなる。
したがって、このような船舶に本発明が適用されれば特に有利なものとなる。
【００５４】
さらにまた、上述した第１実施形態ないし第３実施形態では、気泡ｂとストラット４の表面との間に流入させる流体を空気としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば窒素や二酸化炭素といった気体、あるいは周辺に豊富に存在する海水、または船内に搭載された造水器で作り出された雑用水などの液体などを利用することもできる。
【００５５】
さらにまた、上述した実施形態ではキャビテーションが発生した場合にストラットの両側表面上に流体の膜が形成されることとなっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、キャビテーションが発生した、あるいは発生することが予想されるストラットの表面上にだけ流体の膜を形成させることももちろん可能である。
この場合、連通管１１３や空気供給管４１３にバルブを配置すればよいこととなる。具体的には、主管１１３ｃあるいは空気主管１１３ｅから、ストラット４内部の左舷側に配置されたヘッダ１１３ｂおよび右舷側に配置されたヘッダ１１３ｂに流入する管にバルブ（たとえば電磁弁など）をそれぞれ設け、前述した制御器１１４からの信号に基づいてこれらの弁を開閉させればよい。
すなわち、前述した圧力センサや加速度センサでキャビテーションが起こったことを検知あるいはキャビテーションが起こることが予想される場合、制御器１１４からこれらバルブに信号が送られてきて、それぞれのバルブが開閉されることとなる。たとえば、ストラット４の左舷側の表面上でキャビテーションが起こったあるいはキャビテーションが起こることが予想される場合、左舷側のバルブが開かれるとともに右舷側のバルブが閉じられることにより、ストラット４の左舷側表面にもに流体の膜が形成されることとなる。
これにより、必要な箇所にだけ流体の膜が形成されることとなって、流体を無駄なく有効に利用することができる。また、流体を流体供給源に溜めておくために費やされるエネルギーを最小限にとどめることができる。
【００５６】
さらにまた、流体吹出孔１１１の配置・配列は図面に示すものに限定されるものでなく、必要に応じて適宜変更可能である。
たとえば、水深方向（図において上下方向）に一列に配置されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、たとえば二列以上に配置することもできる。また、二列以上とした場合には千鳥状に配置することももちろん可能である。
【００５７】
さらにまた、プロペラ５が前方（船首側）に備えられているもの、すなわちプロペラ５がストラット４の上流側に位置しているものでは、ストラット４の片舷側にのみ流体吹出孔１１１を設けるようにすることもできる。たとえば、プロペラ５が船尾側から見て右回転（時計方向に回転）する場合、ストラット４の右舷側にだけ流体吹出孔１１１を設けるようにすることができる。
すなわち、プロペラ５が右回転することによりストラット４の左舷側にはプロペラ５による回転流が十分に当たった後、表面に沿って後方へと流れ去っていくため、キャビテーションの起こる可能性が低くなる。一方、ストラット４の右舷側にはプロペラ５による回転流が十分に当たらない（水の流れがストラット４の表面から離れる方向に向かう）ため、キャビテーションの起こる可能性が高くなる。
したがって、キャビテーションの起こる可能性が高いストラット４の右舷側にのみ流体吹出孔１１１を設けて、右舷側表面上にのみ流体の膜を形成させるようにすることもできる。
このように構成することにより、流体吹出孔１１１をストラット４上に製作するための作業工程および作業時間を短縮することができる。
また、枝管１１３ａおよびヘッダ１１３ｂの数を半減させることができて、コストを大幅に削減することができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明のアジマス型推進器およびこれを備えた船舶によれば、以下の効果を奏する。
請求項１に記載のアジマス型推進器によれば、気泡が崩壊するときに生じる衝撃圧が、キャビテーション緩衝手段により低減あるいは緩和されることとなるので、騒音および船体振動を低減させることができる。
【００５９】
請求項２に記載のアジマス型推進器によれば、気泡が崩壊するときに生じる衝撃圧はまずはじめに流体の流れに加わることとなり、ストラットの表面には直接加わらないようになっている、すなわち流体が緩衝材として使用されることとなる。
流体としては、たとえば空気や海水を使用することができるとともに、このような流体を緩衝材として使用することができて、ストラット表面に特別な装置を設ける必要が無いので、ランニングコストを抑制することができ、かつ設備費を低減させることができる。
【００６０】
請求項３に記載のアジマス型推進器によれば、ストラットの表面が前縁部から後縁にかけて流体の膜で覆われることとなるので、キャビテーションがストラット上のどのような場所に発生しても、気泡が崩壊するときに生じる衝撃圧をキャビテーション緩衝手段により低減あるいは緩和することができて、騒音および船体振動を低減させることができる。
【００６１】
請求項４に記載のアジマス型推進器によれば、流体吹出孔から流出する流体の量が制御器により調整され得るようになっているので、キャビテーションが多く出る場合には流体の量を多くし、キャビテーションが少ない場合には流体の量を減らすことができて、流体を無駄なく有効に利用することができる。
【００６２】
請求項５に記載のアジマス型推進器によれば、ストラット表面における蒸気圧（あるいは圧力）、ストラットの後縁よりも船尾側に位置する船底部における圧力、船体および／またはストラットに生じる振動が、圧力センサおよび／または加速度センサで検知されるとともに、検知されたデータが制御器に送られるようになっているので、キャビテーションが起こったときあるいはキャビテーションが起こるおそれがあるときに流体を流体吹出孔から流出させることができるとともに、キャビテーションの発生状況（キャビテーションの多い少ない）に応じて流体を流体吹出孔から流出させることができて、装置全体の自動化を図ることができる。
【００６３】
請求項６に記載のアジマス型推進器によれば、舵角検出器によりアジマス型推進器の取っている舵角がわかるようになっており、舵角の大小（キャビテーションの多い少ない）に応じて流体を流体吹出孔から流出させることができて、装置全体の自動化を図ることができる。
【００６４】
請求項７に記載のアジマス型推進器によれば、ストラットの表面が前縁部から後縁にかけて空気層が形成され、この空気層によって気泡が消滅する（つぶれる）ことにより生じる騒音や衝撃圧を吸収（緩衝）することができるので、キャビテーションによる騒音や船体振動を低減させることができる。
【００６５】
請求項８に記載のアジマス型推進器によれば、ストラットの表面が前縁部から後縁にかけて流体の膜で覆われることとなるので、キャビテーションがストラット上のどのような場所に発生しても、気泡が崩壊するときに生じる衝撃圧を流体の膜により低減させることができて、騒音および船体振動を低減させることができる。
【００６６】
請求項９に記載のアジマス型推進器によれば、複雑な形状を有しその周りの流れが複雑となる部分、すなわちキャビテーションが発生しやすい部分に流体が多く流されて、その部分の膜厚が厚くなるようになっているので、騒音や衝撃圧をより効果的に吸収（緩衝）することができて、キャビテーションによる騒音や船体振動をより低減させることができる。
【００６７】
請求項１０に記載のアジマス型推進器を備えた船舶によれば、アジマス型推進器のストラットに発生したキャビテーションによる気泡がつぶれるときに生じる騒音や衝撃圧が、キャビテーション緩衝手段により軽減あるいは緩衝されることとなるので、騒音および船体振動を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアジマス型推進器の第１実施形態を示す右側面図である。
【図２】図１に示すキャビテーション緩衝手段の概略構成図である。
【図３】本発明によるアジマス型推進器の第２実施形態を示す右側面図である。
【図４】本発明によるアジマス型推進器の第３実施形態を示す右側面図である。
【図５】図４に示すキャビテーション緩衝手段の概略構成図である。
【図６】本発明によるアジマス型推進器の第４実施形態を示す図であって、この実施形態におけるキャビテーション緩衝手段の概略構成図である。
【図７】本発明によるアジマス型推進器を、主プロペラを有する船舶に適用した例を説明するための図であって、船尾部分における右側面図である。
【図８】アジマス型推進器の取付状況を示す船舶（船尾部分）の右側面図である。
【図９】図８に示すアジマス型推進器の拡大図であって、（ａ）はアジマス型推進器の一部断面右側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】図９（ｂ）と同様の図であって、アジマス型推進器のストラットに発生するキャビテーションを説明するための図である。
【符号の説明】
１　　船底後部（船体）
２　　ポッド
４　　ストラット
５　　プロペラ
６　　プロペラシャフト
１０　　アジマス型推進器
２４　　接合部
１００　　アジマス型推進器
１１０　　キャビテーション緩衝手段
１１１　　流体吹出孔
１１２　　流体供給源
１１３　　連通管
１１３ｄ　一端
１１４　　制御器
２００　　アジマス型推進器
２１０　　キャビテーション緩衝手段
３００　　アジマス型推進器
３０１　　圧力センサ／加速度センサ
３０２　　圧力センサ／加速度センサ
３０３　　舵角検出器
３１０　　キャビテーション緩衝手段
４１０　　キャビテーション緩衝手段
４１３　　空気供給管

Claims (10)

1. 船体に鉛直軸まわりに旋回可能に設けられるストラットと、該ストラットに設けられるとともに内部に駆動手段からの動力が伝達されるプロペラシャフトを有するポッドと、前記プロペラシャフトに設けられたプロペラと、を具備するアジマス型推進器において、
   前記ストラットを流れに対して傾けたときに発生する気泡が崩壊するときに生じる衝撃圧を緩和するためのキャビテーション緩衝手段が設けられていることを特徴とするアジマス型推進器。
2. 前記キャビテーション緩衝手段は、前記気泡と前記ストラットの表面との間に流体の流れを生じさせるものであることを特徴とする請求項１に記載のアジマス型推進器。
3. 前記キャビテーション緩衝手段は、前記ストラットの前縁部に設けられた複数個の流体吹出孔と、これら流体吹出孔に前記流体を供給する流体供給源と、前記複数個の流体吹出孔および前記流体供給源とを連通する連通管と、を具備するものであることを特徴とする請求項２に記載のアジマス型推進器。
4. 前記流体供給源から前記連通管に供給される流体の流量を制御する制御器が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のアジマス型推進器。
5. 前記ストラットと前記ポッドとの接合部近傍および／または前記ストラットの後縁よりも船尾側に位置する船底部には、少なくとも１つの圧力センサおよび／または加速度センサが設けられているとともに、これら圧力センサおよび／または加速度センサで得られたデータは前記制御器に伝送されることを特徴とする請求項４に記載のアジマス型推進器。
6. 前記ストラットの舵角を検出する舵角検出器が設けられているとともに、この舵角検出器で得られたデータは前記制御器に伝送されることを特徴とする請求項４に記載のアジマス型推進器。
7. 前記キャビテーション緩衝手段は、前記ストラットの前縁部に設けられた複数個の流体吹出孔と、一端が水面よりも上方に位置して開口するとともに他端が前記複数個の流体吹出孔と連通する空気供給管と、を具備するものであることを特徴とする請求項２に記載のアジマス型推進器。
8. 船体に鉛直軸まわりに旋回可能に設けられるストラットと、該ストラットに設けられるとともに内部に駆動手段からの動力が伝達されるプロペラシャフトを有するポッドと、前記プロペラシャフトに設けられたプロペラと、を具備するアジマス型推進器において、
   前記ストラットの前縁部に、流体が流出する複数個の流体吹出孔が設けられていることを特徴とするアジマス型推進器。
9. 前記複数個の流体吹出孔は、前記ストラットと前記ポッドとの接合部の側の分布が密となるように設けられていることを特徴とする請求項３から８のいずれか一項に記載のアジマス型推進器。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のアジマス型推進器と、針路を変更するための操舵装置と、前記プロペラの回転数を変更するための回転数変更手段と、を具備してなることを特徴とする船舶。

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