JP2004532151A - 船舶推進システム - Google Patents
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Abstract
本発明は、船舶推進システムに関し、特に効率を改善し波の形成を低減し、少なくとも部分的に水に浸り原則的に推進装置に対して垂直に延びる少なくとも１つの回転軸を中心として回転する推進装置、および推進装置を部分的に覆うカバーを具備し、カバーと推進装置とで推進装置の動作時に送水フローチャネルを形成する船舶推進システムに関する。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の推進分野に属し、船舶推進システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
すべての技術分野同様、造船業界においても船舶の推進システムの効率化を目的とした取り組みがなされている。また、特に内陸部での航行の場合、高速での波の発生を最小限に抑えた高速船舶に対する需要が高まっている。岸に打ちつける波は岸壁の補強部分を傷めるだけでなく岸の近傍で生育する野生の動植物に悪影響を与え、特に近隣の生息場所の鳥類の孵化を阻害する。
【０００３】
また、特に内陸部の航行は、船舶推進システムの回転部分に必須の潤滑油によって生じる汚染を回避しなければならないという問題に直面している。船舶推進システムの駆動時に回転部分が水面下にある場合、この潤滑油が水中に流出する可能性があるからである。既存のほとんどすべてのモータあるいはエンジン駆動船舶推進システムは、この問題に直面している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上記の問題にも配慮した効率的な船舶推進システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、推進方向に対して原則的に垂直な少なくとも一つの回転軸を中心に回転し、また推進装置を部分的に覆うカバーを含み、そのカバーと推進装置とで推進装置の動作時に送水フローチャネルを形成する、少なくとも部分的に水につかった推進装置である本発明による船舶推進システムによって達成される。
【０００６】
本発明による船舶推進システムは、回転自在に駆動されるホイールまたは駆動される回転ベルト等の推進装置を具備する。この回転あるいは旋回推進装置は、カバーによってその外周表面が覆われているが、カバーは推進装置の周囲全体を覆うものではない。逆に推進装置は駆動する船舶の水位線より下の周囲の水と直接接する。本発明の船舶推進システムによれば、カバーと推進装置の距離は推進装置の動作時に船舶の周囲の水が推進装置によって推進装置の前端とカバーとの間隙に送水され、その中の空気がその間隙から押し出されるように選択される。以下に詳述するようにこれは少なくとも、カバーが船舶の荷重条件とは無関係に水位線より下に延び、カバーの上端が同じく船舶の荷重条件とは無関係に水位線の上に配置された、言い換えれば、推進装置が動作する前に少なくとも推進装置の外周表面とカバーの間に空気が存在する、実施の形態としてみなされる場合に適用される。
【０００７】
推進装置の動作時、推進装置の前端とカバーとの間隙に推進装置によって送水される水は回転方向に推進装置に沿って送水される。推進装置を動作するとその間隙にフローチャネルが形成され、その中で水は推進装置の回転方向に送水される。
【０００８】
本発明による装置の効率は、本発明者による静的引っ張りテストで評価されている。そのようなテストのため、船舶または船舶模型を支柱に固定し、荷重計を並べて実装し単位電力あたりの牽引力を求める。一般にマリーンスクリューとも呼ばれる従来のプロペラでは、この種の静的引っ張りテストで約０.０２３ kg/Wの出力が得られる。これと比較して本発明による船舶推進システムでは最大出力０.０５４ kg/Wが得られた。この最大出力は、フローチャネルが水で充満した状態で得られた。したがって、本発明の船舶推進システムは、原則的に既存の船舶推進システムより高い効率が得られる。
【０００９】
また、実施例によれば、同じ駆動性能、つまり船舶模型の同じ速度で、本発明の船舶推進システムの船尾で生じる波は従来のプロペラ駆動によるものと比較して著しく小さく、特に内陸での航行時の波の形成を小さくするための要件を考慮している。しかし、本発明の船舶推進システムは、内陸航行用以外の用途にも有効に適用できる。
【００１０】
本発明による船舶推進システムでは、例えばベルト状に回転する推進装置が提供され、円形の軌跡を描きながら回転するか、２つの対向する直線部分と２つの対向する半円形部分を持つタンクチェーンのように回転することによってそのような推進装置は送水チャネルのケーシング壁からある距離を持って内部および外部に配置され、船舶推進システムの構造の単純化のため外部に閉じた外周面を持つ推進装置を形成することが提案されている。この場合、推進方向に循環する水は推進装置の放射状に外周面とカバーの間にのみ存在する。
【００１１】
推進装置の立ち上げ後推進方向と反対の方向に送水する、できるだけ高速なフローチャネルの構成は、フローチャネルを横方向の狭い範囲に限定することによって実現する。このため、推進装置はその外周面が適切な外形を持っている。しかし、より好ましい開発にしたがうとともに船舶推進システムの発展的な実施の形態を単純化するため、推進装置の外周面は外周面を超えてほぼカバーの位置まで延びた境界要素で横方向に囲まれるようにすることが提案されている。本発明のより好ましい開発によればこれらの境界要素は、カバーのように静的に例えば船舶の船体上に直接配置するか、少なくとも船体に対して相対的に静的に配置できる。また、もう一つの方法として、回転する推進装置に境界要素を接続することが提案されている。
【００１２】
推進装置の起動時にフローチャネルを満杯にするため、また効率性の観点から、推進装置の外周面に複数の突起を前方から後方へ順々に配置することが好都合であることが実証されている。
【００１３】
これらの突起は、推進装置の前端とカバーとの間隙に周囲からの送水を容易にするような方法で形成する必要がある。回転方向が異なる船舶推進システムの効率は、突起の形状によって変わる場合がある。例えば、本発明による船舶推進システムを船舶で操舵用のクロスドライブとして使用し、したがって推進装置の両方の回転方向で同じ効率を実現することが重要な場合、前縁部と後縁部を持つ同一形状の突起を推進装置の外周面に配置することが望ましい。
【００１４】
推進方向として特定の回転方向を優先する船舶推進システムの場合、推進装置の外周面に形成された突起は鋸歯に似た形状、すなわち突起の前縁部と後縁部の傾きが異なることが望ましい。突起先端部に向かって放射状に外向きに延びる前縁部は、そのような前縁部に突起先端部の背後で隣接しそこから放射状に内向きに延びている後縁部より傾きが小さい方が有利であることがわかっている。後縁部は放射状に内向きに鋭角な角度であってもよい。すなわち、後縁部の角度は外周面には影響しない。しかし前縁部の場合の事情は異なる。特に推進回転方向の場合、傾斜路形の傾斜によって、周囲の水はカバーと推進装置の外周面との間隙に押し込まれることになる。推進装置が起動すると、そのような前縁部の傾斜路形の傾斜によってフローチャネルのフローが比較的迅速に形成されることになる。
【００１５】
また実験によれば本発明の望ましい開発形態で提案するように、突起部先端をその軸方向の側面がアーチ形になるよう形成することが有利であることが示されている。
【００１６】
さらに、突起の前縁部および／または後縁部の軸方向の側面をアーチ形に形成することが有利であることもわかっている。また、突起の前縁部および／または後縁部を外周方向にアーチ形の凸状側面に形成することによって上記の２つの望ましい方法を組み合わせたもの、すなわち前縁部および／または後縁部の球状の実施の形態は、船舶推進システムの効率、また波の回避の観点から有利である。
【００１７】
前述のように、船舶推進システム用の通常のモータの起動動作に関して、カバーの上端を船舶の水位線の上になるよう配置しカバーの前端および／またはカバーの後端が水位線の下になるように配置することが望ましい。そのような実施の形態により、また船舶推進システムが動作状態でない場合、推進装置の起動時に間隙に送水することによって当初押し出された空気が推進装置とカバーとの間隙にも存在する。しかし、フローチャネルに空気が存在する限り、推進装置の回転に対する抗力は比較的低い。これは船舶推進システムの通常のモータの起動トルクが低い場合に適している。
【００１８】
効率に関して、推進装置とカバーとの間隙に導入される水量を、水平速度の比率が比較的に高いで状態で間隙に出し入れすることが有利であることが実証されている。一方、推進装置周囲の特定の外周部が周囲の水と自由に接触できなければならない。推進装置を囲むカバーの望ましい囲み角度は２００度と２７０度の間であることがわかっている。さらに、本発明の望ましい開発の形態によれば、フローチャネルの入口を形成するカバーの先端が前方に湾曲した形状および／またはフローチャネルの出口を形成するカバーの先端が後方に湾曲した形状であることが提案されている。高い効率を実現するため、推進装置とカバーの間の最小間隙が回転する推進装置の直径の２%から１０%、望ましくは３%から６%であることが有利であることが実証されている。前述の実施の形態において、先端が軸方向に凸状に湾曲している突起を持つ上記の意味での最小間隙は、突起先端とカバーの距離が最小の場合に生じる。ここで注目すべき点は効率のよいカバーは比較的単純に、望ましくは推進装置の外周面から横方向にまた軸方向に均等に形成することができることである。推進装置としてホイールを使用する場合、カバーはこのように筒状にしかも外周部分に開放した状態である。
【００１９】
船舶推進システムを搭載した船舶の最も有効な操舵という点で、さらに推進装置をその回転軸と垂直に配置し操舵軸を中心として回転自在に支持し、また操舵軸を中心とした推進装置の回転を制御する制御装置を提供することが望ましい。そのような実施の形態において、船舶の方向舵をさらに調整することなく推進装置を操舵軸を中心として回転することによって駆動方向を変えることができる。また、推進装置の適切な回転によって前進、後退のいずれの駆動方向においても推進装置を最大効率で利用することができる。
【００２０】
推進装置を適切かつ単純に密閉し、また（適用可能な場合）推進装置に比較的接近して駆動モータを配置するために、推進装置をカバーとともに支持プレート上に配置し、推進装置が支持プレートから突出し、またプレートの上部をフードで密閉することが望ましい。したがってフードは少なくとも推進装置を囲むがモータや潤滑油を注入した軸受等を囲むとは限らない。船舶推進システムの動作時、フード内部と推進装置領域に水が存在する場合がある。しかし、潤滑油を施した部分は存在していないので潤滑油がフード内部から周囲の水中に放出されることはない。
【００２１】
この開発の実施の形態では、支持プレートが船体内部で回転自在に支持されたパンに収納され底面に対して開放され、推進装置がそれから突出し、それによって支持プレートとパンの間の密閉が保たれている。この密閉部は例えば蛇腹で形成することができる。本実施の形態では、周囲の水はパンの底面に到達するのみであって、カバープレートの底面および領域内部はフードで密閉されている。駆動軸および回転軸のすべての軸受構成部品をフードにより防水することによって潤滑油を施した構成部品との接触による水の汚染を回避することができる。
【００２２】
前述の実施の形態は、したがってフードがカバー部分を形成するようにさらに発展させることが望ましい。この場合、推進装置を放射状に取り巻くフード部分は同時に推進装置の周囲の間隙を制限するためのカバーとしての役割も兼ねる。
【００２３】
推進装置が全出力で回転するときに生じるジャイロ力に対して補償するために、少なくとも１つの傾斜減衰器を並列に接続するように支持プレートを旋回手段でパン上に配置することが望ましい。推進装置を操舵軸を中心として旋回するときに働くジャイロ力は、このように傾斜減衰器の抵抗に抗した支持プレートのある程度の旋回によって対処することができ、それによってジャイロ力が船体に直接伝わるのを回避することができる。
【００２４】
本発明による船舶推進システムの動作は、さらに別の開発の実施の形態によれば、推進装置とカバーの距離を調整するための間隙設定機構を設けることで制御することができる。この間隙設定機構によって、一定のモータ回転速度（駆動モータの動作ポイント）でフローチャネルに流れる水の量を変えるために本発明による船舶推進システムのチャネルの高さを変更することができる。したがって、船尾での波の形成は駆動モータの動作ポイントを変更しなくても変更することができる。
【００２５】
船舶推進システムを特に内陸用の航行で航行チャネルの異なる深さに適合させるために、本発明のさらに望ましい開発の形態によれば、推進装置とカバーの双方の高さを調整するために水浸深度調整用装置を搭載することが提案されている。そのような調整装置によってフローチャネルを形成する間隙を同時に変更することなく推進装置を周囲の水に浸す深さを変更できる。特に推進装置が船体の底面から突出する場合、この種の水浸深度調整用装置は好ましい。特に非常に浅い場所を航行する船舶あるいは潮流によって陸に乗り上げる船用の推進装置の場合、それによってその推進手段が損傷を受けないようにするため、回転軸が垂直方向、すなわち推進装置が船舶の側面から突出するような推進装置を形成することが考えられる。
【００２６】
船体の底面上の推進装置の通常の配列では船舶、特に高速駆動フル滑空ボート用に最適な浮力の観点から、それぞれ推進装置の前端に少なくとも回転軸の軸方向に推進装置からフロートテーパを設けることが望ましい。そのようなテーパを施したフロートは推進装置の前端に直接取り付け、この領域の直径が推進装置の直径とほぼ等しいことが望ましい。フロー力学上の理由から、直径は回転軸の軸方向にテーパを持ち、それによってフロートは推進装置に隣接する湾曲部で最初は外部表面が凸状の円錐形に形成され、それにまっすぐな外部表面あるいは凹状の湾曲部が続くことが望ましい。できれば周囲が囲まれた中空体としてこのように形成されたフロートによって、船舶の浮力が向上するばかりではなくその動作時にフロートに反対に作用する力のため船舶を引き上げる。接近してくる水流とフロート間の摩擦による損失を回避して効率を向上するため、さらに回転軸または推進装置の駆動軸を中心として自由に回転できるようにフロートを配置することが望ましい。
【００２７】
特に高速駆動フル滑空ボートでは、推進装置の半径方向の外端に肉厚部を設けることが有利であることが実証されている。推進装置に接続された肉厚部はキノコの頭のように推進装置をカバーし、少なくとも部分的にフロートの周囲から突出する。本発明による船舶推進システムの高い効率によって、滑空ボートとして形成されフロートの浮力効果を受ける船舶は、全出力で水上から十分離れて立ち上がることができるので、原則的にキノコの頭の形状をした肉厚部だけで水との接触を維持することが実証されている。本発明による船舶推進システムは、この目的のためにそれぞれ２つの推進システムが船舶の前部に配置され後部に２つの推進システムが配置される。この場合、全部で４つの推進装置が全出力で同時に推進部分を形成し、また例えば高速モータボートのように水上で船舶の荷重を支える部分を形成する。この点で、流体力学的にできるだけキノコの頭部の形状の肉厚部を形成しその外周面がフロートの外周面の連続した延長部を形成することが望ましい。
【００２８】
本発明の更なる詳細、利点、特徴は、以下に記載の実施の形態および図面から明らかとなるであろう。なお、図面については以下にその番号を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、異なる浸水深度に対応した排水量の船舶２の側面図である。異なる荷重条件に対する異なる水位線Ｗから異なる浸水深度を認識できる。船舶２の船尾には、本発明の第１の実施の形態による船舶推進システム４が搭載されている。この船舶推進システム４の必須の構成要素として、鋸歯状のホイール６として形成した推進装置、および少なくとも部分的に鋸歯状ホイール６の周囲を覆うカバー８が設けられている。鋸歯状ホイール６の回転軸１０は、図示の実施の形態では水平方向、または推進方向Ｖに対して直交する方向、すなわち船舶２の縦軸に直角の方向に延びている。
【００３０】
カバー８は円筒状に形成され、すなわちその表面が回転軸１０に平行な側方に延びている。カバー８は包み角約２４０度で鋸歯状ホイール６を囲んでいる。カバー８は、前端すなわち船首側の端部１２と後端すなわち船尾側の端部１４を持つ。両端１２、１４はほぼ同じ高さで終端し船体１６の底面と同じ高さである。２つの端部１２、１４の間に鋸歯状ホイール６が船体１６の底面から突出している。
【００３１】
図２に示す船体１６の底面図では、鋸歯状ホイールの収納スペースを明確に認識できる。収納スペースはカバー８によってその外周が制約され固定側壁１８および２０が側方に形成されている。側壁１８および２０は船体１６に取り付けられ、図３を参照して以下に詳細を示す、鋸歯状ホイールの回転軸に配置された駆動軸２２が突き出ている。
【００３２】
図３は図１および図２に示す船舶推進システムの正面図である。駆動軸２２は軸受２４、２６で両側から支持されている。軸受２６の背後の駆動軸２２の一端には角歯車２８が設けられており、その一方の側は電動モータなどの任意のタイプのモータ３０に接続されている。
【００３３】
側壁１８、２０は鋸歯状ホイール６を囲むU字形の覆いを形成しそれらの底面は船体１６に溶接されている。駆動軸２２は側壁１８、２０を貫通し適切なシール材で密閉されている。駆動軸２２の回転軸１０と平行に走る水平方向に延びたフード３４の対角材３２は、鋸歯状ホイール６の外周を部分的に覆うカバー８を形成している。フード３４は２つの部分から構成され、下部３６は駆動軸２２用のシールおよび管路を構成し船体にしっかりと接続され、一方上部３８はフランジ４０で下部３６に接続され密閉されていてメンテナンスのために取り除くことができる。上部３８と下部３６の間の接続位置は、水が船体１６に流入することなく如何なる荷重条件においても上部を取り除くことができるように選択されることが望ましい。
【００３４】
図３では鋸歯状ホイール６が境界要素４２、４４と横方向に隣接していることが認識できる。これらの境界要素４２、４４は環状に構成され鋸歯状ホイール６にしっかり接続されている。境界要素４２、４４の半径方向の外端は鋸歯状ホイール６の外周面を超えほぼカバー８まで延びている。
【００３５】
鋸歯状ホイール６には、回転軸１０の軸方向に関して凸状の傾斜を持つ外周面にいくつかの突起４６が設けられている。図３では一番上の突起４６の先端４８が認識できる。
【００３６】
鋸歯状ホイールの外周設計の詳細は、図４から認識できる。これは図３のIV-IV線に沿う断面図であり、特に突起４６の実施の形態を強調するためのものである。船舶の主要な推進方向の回転方向Ｄ、すなわち、船舶が前進するときの鋸歯状ホイール６の回転方向を、曲線の矢印Ｄで示す。各突起４６は前縁部５０と後縁部５２を持つ。鋸歯状ホイール６の外周を基準にすると、前縁部５０のピッチは後縁部５２のピッチよりも低い。鋸歯状ホイール６の各突起４６は同じ形状でできている。前縁部５０および後縁部５２は回転軸１０の軸方向の延長線に対して凸状である。したがって、図４の内側の鋸歯状の輪郭は鋸歯状ホイール６の外側の軸方向の外形を示し、一方図４の外側の鋸歯状の輪郭は（歯の幅方向に関して）中間の外周輪郭を反映している。
【００３７】
軸方向の上記凸部の実施の形態の他に、前縁部５０および後縁部５２もそれぞれ外周方向に凸状である。その結果、各突起４６の縁部５０、５２は球状に形成されている。軸方向の湾曲を模式的に図２に示す。
【００３８】
図４に示す実施の形態はディスク状の境界要素４２、４４を持ちその間にシートメタルが溶接されて前縁部５０および後縁部５２を形成している。突起４６の前縁部５０および後縁部５２は、鋸歯状ホイール６上に外側が閉じた外周面を形成している。
【００３９】
図１から図４に示す実施の形態は、次のように動作する。非動作状態、すなわち鋸歯状ホイール６が回転していないとき、カバー８と鋸歯状ホイール６の間の水位線上の間隙５４には空気が存在し、それによってこの間隙の断面形状は前縁部５０および後縁部５２のピッチで外周方向に変化する。前進方向の動作が開始すると（推進方向「Ｖ」）、鋸歯状ホイール６は矢印Ｄにしたがう回転方向へ回転する。最初に鋸歯状ホイール６はその慣性力によってゆっくり回転し周囲の水をそれぞれの突起４６の前縁部５０によって間隙５４に運び入れる。鋸歯状ホイール６の回転速度が増加するにしたがって、間隙５４の空気は鋸歯状ホイール６の回転方向で完全に取り除かれる。水は回転軸Ｄの間隙５４の周囲に連続的に流れる。換言すれば、鋸歯状ホイール６の動作の結果、鋸歯状ホイールとカバー８の間に水を運搬するフローチャネルが形成される。フローチャネル中の流れは推進方向Ｖにチャネルの後端部１４から前端部１２まで達する。水は船舶を前進させるのに適切と推定される水平速度成分で前縁部５０により間隙５４に入り、同様に推進方向Ｖ、すなわち前進方向へ船舶２を移動させるために適切と推定される水平速度成分で間隙５４を出る。
【００４０】
図５から７に本発明による船舶推進システムの第２の実施の形態を示す。図５および図６に示すように、この実施の形態はフル滑空ボートとして船舶２に組み込まれている。より正確に表現すると、本発明の同一の実施の形態による４つの船舶推進システムが船舶２に組み込まれている。それぞれ、２つの船舶推進システム４aが船舶２の船首の横方向に隣接して配置され、残り２つが船舶２の船尾の横方向に隣接して配置される。図５と図６に示す船舶の場合、船舶推進システムがそれぞれ操舵可能であるため独立した方向舵は不要になる。
【００４１】
この操舵構成の詳細は図７で見ることができる。各船舶推進システム４において、船体１６の底面には円形のくぼみ６０が設けられ、それぞれが水位線Ｗ上方にのびる側壁５６で囲まれている。このように形成された筒型の内面にはパン５８があり、その側壁６０が船体１６の側壁５６に平行に延びている。パン５８の底面には、以下に詳細を示すように鋸歯状ホイール６およびフロート６４が突出した円形のくぼみ６２が形成されている。軸受 ６６によってパン５８は船体に対して回転軸Ｓを中心に回転自在に支持される。船体１６内部でのパン５８のこの回転は、図示しないそれぞれの回転方向の操舵用制御装置によって制御される。推進装置４a、４bはそれぞれ操舵軸Ｓを中心として互いに独立して回転できる。
【００４２】
パン５８には、鋸歯状ホイール６およびフロート６４が突出した円形くぼみ７０を持つ支持プレート６８が収納されている。支持プレート６８は軸受２４、２６およびモータ３０を具備する。くぼみ６２に隣接したパン５８のベースプレートと支持プレート６８の間に、蛇腹７２として形成されたシールが設けられくぼみ６２、７０を取り囲むことによってベースプレート６８とパン５８の底面との間の水が後者に浸入するのを妨げている。
【００４３】
フード３４は支持プレート６８の側面から水から離れる方向に立ち上がっている。また、本実施の形態では駆動軸２２はフード３４から突出している。軸受２４、２６はフード３４の外部に位置している。
【００４４】
また本実施の形態では、鋸歯状ホイール６が駆動軸２２に対して捻れ剛性を持つように接続され、境界要素４２、４４も同様に鋸歯状ホイール６に対して捻れ剛性を持つように接続されている。境界要素４２、４４の側面にそれぞれフロート６４が隣接して配置され軸受７４を介して駆動軸２２に回転自在に支持されている。
【００４５】
フロート６４は原則的に同一に形成され鋸歯状ホイール６に隣接してその直径にほぼ匹敵する直径を持つ。フロート６４の外形は以下の実施の形態に示すように形成される。第１外周部７６は回転軸１０に平行に延び、それに原則的に回転軸１０に向かって延びる面輪郭を示す第２外周部７８が続いている。浸水したフロート６４にできるだけ大きな浮力を発生させるため、この第２外周部７８はさらに外向きにも凸状に形成することができる。第１外周部７６は、その外周部で鋸歯状ホイール６にしっかりと接続した肉厚部８０で囲まれている。この肉厚部８０の内部は筒状に形成されている。肉厚部８０は鋸歯状ホイール６の両側に延び境界要素４２、４４が割り当てられており、図７の断面図に示すようにキノコの頭の外形をしている。肉厚部８０は突起４６の表面輪郭によって主として鋸歯状ホイール６の領域で連続している。肉厚部８０の外部輪郭は突起の先端４８によって段差なく連続している。
【００４６】
支持プレート６８は、パン５８に保持され後者に旋回自在に支持され、具体的には従来の伸縮自在のダンパーのように形成されインライン配列の少なくとも１つの傾斜減衰器８２により支持されている。減衰器８２の一端は側壁６０の上端に接続され、他端は支持プレート６８の近くにリンクされている。
【００４７】
傾斜減衰器８２は、実施の形態では船舶の縦軸方向に延びる旋回軸を中心とする旋回運動を減衰させる役割を果たす。支持プレート６８は、これらの旋回運動のため旋回できるように推進方向から見てその前端および後端の軸受によって支持される。このように形成された旋回軸は、それぞれモータ３０の回転軸および操舵軸Ｓに対して矩形状に旋回し共通点で２つの軸と交差する。実施の形態ではこの交差点は鋸歯状ホイール６の中心である。
【００４８】
境界要素４２、４４間の間隙５４の実施の形態に関して、図５から図７に示す実施の形態は図１から４の前に説明した実施の形態に相当する。このように、動作に関する上記説明は同様に適用されるがフード３４はフロート６４を含む大きな領域をカバーすることに注意されたい。
【００４９】
図７に示す船舶推進システムが操舵軸Ｓを中心としてねじられると、船舶推進システムの動作によってジャイロ力が発生し、そのため支持プレート６８はパン５８に対して旋回する。この旋回運動は傾斜減衰器８２によって減衰する。このため、支持プレート６８は図２に示すその初期位置に戻る。傾斜減衰器８２はそれによってジャイロ力が船体に直接伝わるのを防止する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による船舶推進システムの第１の実施の形態の船舶の側面図
【図２】図１に示した船舶の底面図
【図３】カバーを搭載した図１に示した実施の形態の正面の部分切取り図
【図４】図３に示すIV-IV部分の断面図
【図５】本発明による船舶推進システムの別の実施の形態による船舶の側面図
【図６】図５に示した船舶の底面図
【図７】図６に示した船舶推進システムの実施の形態の部分正面図
【０００１】
本発明は、船舶の推進分野に属し、船舶推進システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
すべての技術分野同様、造船業界においても船舶の推進システムの効率化を目的とした取り組みがなされている。また、特に内陸部での航行の場合、高速での波の発生を最小限に抑えた高速船舶に対する需要が高まっている。岸に打ちつける波は岸壁の補強部分を傷めるだけでなく岸の近傍で生育する野生の動植物に悪影響を与え、特に近隣の生息場所の鳥類の孵化を阻害する。
【０００３】
また、特に内陸部の航行は、船舶推進システムの回転部分に必須の潤滑油によって生じる汚染を回避しなければならないという問題に直面している。船舶推進システムの駆動時に回転部分が水面下にある場合、この潤滑油が水中に流出する可能性があるからである。既存のほとんどすべてのモータあるいはエンジン駆動船舶推進システムは、この問題に直面している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上記の問題にも配慮した効率的な船舶推進システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、推進方向に対して原則的に垂直な少なくとも一つの回転軸を中心に回転し、また推進装置を部分的に覆うカバーを含み、そのカバーと推進装置とで推進装置の動作時に送水フローチャネルを形成する、少なくとも部分的に水につかった推進装置である本発明による船舶推進システムによって達成される。
【０００６】
本発明による船舶推進システムは、回転自在に駆動されるホイールまたは駆動される回転ベルト等の推進装置を具備する。この回転あるいは旋回推進装置は、カバーによってその外周表面が覆われているが、カバーは推進装置の周囲全体を覆うものではない。逆に推進装置は駆動する船舶の水位線より下の周囲の水と直接接する。本発明の船舶推進システムによれば、カバーと推進装置の距離は推進装置の動作時に船舶の周囲の水が推進装置によって推進装置の前端とカバーとの間隙に送水され、その中の空気がその間隙から押し出されるように選択される。以下に詳述するようにこれは少なくとも、カバーが船舶の荷重条件とは無関係に水位線より下に延び、カバーの上端が同じく船舶の荷重条件とは無関係に水位線の上に配置された、言い換えれば、推進装置が動作する前に少なくとも推進装置の外周表面とカバーの間に空気が存在する、実施の形態としてみなされる場合に適用される。
【０００７】
推進装置の動作時、推進装置の前端とカバーとの間隙に推進装置によって送水される水は回転方向に推進装置に沿って送水される。推進装置を動作するとその間隙にフローチャネルが形成され、その中で水は推進装置の回転方向に送水される。
【０００８】
本発明による装置の効率は、本発明者による静的引っ張りテストで評価されている。そのようなテストのため、船舶または船舶模型を支柱に固定し、荷重計を並べて実装し単位電力あたりの牽引力を求める。一般にマリーンスクリューとも呼ばれる従来のプロペラでは、この種の静的引っ張りテストで約０.０２３ kg/Wの出力が得られる。これと比較して本発明による船舶推進システムでは最大出力０.０５４ kg/Wが得られた。この最大出力は、フローチャネルが水で充満した状態で得られた。したがって、本発明の船舶推進システムは、原則的に既存の船舶推進システムより高い効率が得られる。
【０００９】
また、実施例によれば、同じ駆動性能、つまり船舶模型の同じ速度で、本発明の船舶推進システムの船尾で生じる波は従来のプロペラ駆動によるものと比較して著しく小さく、特に内陸での航行時の波の形成を小さくするための要件を考慮している。しかし、本発明の船舶推進システムは、内陸航行用以外の用途にも有効に適用できる。
【００１０】
本発明による船舶推進システムでは、例えばベルト状に回転する推進装置が提供され、円形の軌跡を描きながら回転するか、２つの対向する直線部分と２つの対向する半円形部分を持つタンクチェーンのように回転することによってそのような推進装置は送水チャネルのケーシング壁からある距離を持って内部および外部に配置され、船舶推進システムの構造の単純化のため外部に閉じた外周面を持つ推進装置を形成することが提案されている。この場合、推進方向に循環する水は推進装置の放射状に外周面とカバーの間にのみ存在する。
【００１１】
推進装置の立ち上げ後推進方向と反対の方向に送水する、できるだけ高速なフローチャネルの構成は、フローチャネルを横方向の狭い範囲に限定することによって実現する。このため、推進装置はその外周面が適切な外形を持っている。しかし、より好ましい開発にしたがうとともに船舶推進システムの発展的な実施の形態を単純化するため、推進装置の外周面は外周面を超えてほぼカバーの位置まで延びた境界要素で横方向に囲まれるようにすることが提案されている。本発明のより好ましい開発によればこれらの境界要素は、カバーのように静的に例えば船舶の船体上に直接配置するか、少なくとも船体に対して相対的に静的に配置できる。また、もう一つの方法として、回転する推進装置に境界要素を接続することが提案されている。
【００１２】
推進装置の起動時にフローチャネルを満杯にするため、また効率性の観点から、推進装置の外周面に複数の突起を前方から後方へ順々に配置することが好都合であることが実証されている。
【００１３】
これらの突起は、推進装置の前端とカバーとの間隙に周囲からの送水を容易にするような方法で形成する必要がある。回転方向が異なる船舶推進システムの効率は、突起の形状によって変わる場合がある。例えば、本発明による船舶推進システムを船舶で操舵用のクロスドライブとして使用し、したがって推進装置の両方の回転方向で同じ効率を実現することが重要な場合、前縁部と後縁部を持つ同一形状の突起を推進装置の外周面に配置することが望ましい。
【００１４】
推進方向として特定の回転方向を優先する船舶推進システムの場合、推進装置の外周面に形成された突起は鋸歯に似た形状、すなわち突起の前縁部と後縁部の傾きが異なることが望ましい。突起先端部に向かって放射状に外向きに延びる前縁部は、そのような前縁部に突起先端部の背後で隣接しそこから放射状に内向きに延びている後縁部より傾きが小さい方が有利であることがわかっている。後縁部は放射状に内向きに鋭角な角度であってもよい。すなわち、後縁部の角度は外周面には影響しない。しかし前縁部の場合の事情は異なる。特に推進回転方向の場合、傾斜路形の傾斜によって、周囲の水はカバーと推進装置の外周面との間隙に押し込まれることになる。推進装置が起動すると、そのような前縁部の傾斜路形の傾斜によってフローチャネルのフローが比較的迅速に形成されることになる。
【００１５】
また実験によれば本発明の望ましい開発形態で提案するように、突起部先端をその軸方向の側面がアーチ形になるよう形成することが有利であることが示されている。
【００１６】
さらに、突起の前縁部および／または後縁部の軸方向の側面をアーチ形に形成することが有利であることもわかっている。また、突起の前縁部および／または後縁部を外周方向にアーチ形の凸状側面に形成することによって上記の２つの望ましい方法を組み合わせたもの、すなわち前縁部および／または後縁部の球状の実施の形態は、船舶推進システムの効率、また波の回避の観点から有利である。
【００１７】
前述のように、船舶推進システム用の通常のモータの起動動作に関して、カバーの上端を船舶の水位線の上になるよう配置しカバーの前端および／またはカバーの後端が水位線の下になるように配置することが望ましい。そのような実施の形態により、また船舶推進システムが動作状態でない場合、推進装置の起動時に間隙に送水することによって当初押し出された空気が推進装置とカバーとの間隙にも存在する。しかし、フローチャネルに空気が存在する限り、推進装置の回転に対する抗力は比較的低い。これは船舶推進システムの通常のモータの起動トルクが低い場合に適している。
【００１８】
効率に関して、推進装置とカバーとの間隙に導入される水量を、水平速度の比率が比較的に高いで状態で間隙に出し入れすることが有利であることが実証されている。一方、推進装置周囲の特定の外周部が周囲の水と自由に接触できなければならない。推進装置を囲むカバーの望ましい囲み角度は２００度と２７０度の間であることがわかっている。さらに、本発明の望ましい開発の形態によれば、フローチャネルの入口を形成するカバーの先端が前方に湾曲した形状および／またはフローチャネルの出口を形成するカバーの先端が後方に湾曲した形状であることが提案されている。高い効率を実現するため、推進装置とカバーの間の最小間隙が回転する推進装置の直径の２%から１０%、望ましくは３%から６%であることが有利であることが実証されている。前述の実施の形態において、先端が軸方向に凸状に湾曲している突起を持つ上記の意味での最小間隙は、突起先端とカバーの距離が最小の場合に生じる。ここで注目すべき点は効率のよいカバーは比較的単純に、望ましくは推進装置の外周面から横方向にまた軸方向に均等に形成することができることである。推進装置としてホイールを使用する場合、カバーはこのように筒状にしかも外周部分に開放した状態である。
【００１９】
船舶推進システムを搭載した船舶の最も有効な操舵という点で、さらに推進装置をその回転軸と垂直に配置し操舵軸を中心として回転自在に支持し、また操舵軸を中心とした推進装置の回転を制御する制御装置を提供することが望ましい。そのような実施の形態において、船舶の方向舵をさらに調整することなく推進装置を操舵軸を中心として回転することによって駆動方向を変えることができる。また、推進装置の適切な回転によって前進、後退のいずれの駆動方向においても推進装置を最大効率で利用することができる。
【００２０】
推進装置を適切かつ単純に密閉し、また（適用可能な場合）推進装置に比較的接近して駆動モータを配置するために、推進装置をカバーとともに支持プレート上に配置し、推進装置が支持プレートから突出し、またプレートの上部をフードで密閉することが望ましい。したがってフードは少なくとも推進装置を囲むがモータや潤滑油を注入した軸受等を囲むとは限らない。船舶推進システムの動作時、フード内部と推進装置領域に水が存在する場合がある。しかし、潤滑油を施した部分は存在していないので潤滑油がフード内部から周囲の水中に放出されることはない。
【００２１】
この開発の実施の形態では、支持プレートが船体内部で回転自在に支持されたパンに収納され底面に対して開放され、推進装置がそれから突出し、それによって支持プレートとパンの間の密閉が保たれている。この密閉部は例えば蛇腹で形成することができる。本実施の形態では、周囲の水はパンの底面に到達するのみであって、カバープレートの底面および領域内部はフードで密閉されている。駆動軸および回転軸のすべての軸受構成部品をフードにより防水することによって潤滑油を施した構成部品との接触による水の汚染を回避することができる。
【００２２】
前述の実施の形態は、したがってフードがカバー部分を形成するようにさらに発展させることが望ましい。この場合、推進装置を放射状に取り巻くフード部分は同時に推進装置の周囲の間隙を制限するためのカバーとしての役割も兼ねる。
【００２３】
推進装置が全出力で回転するときに生じるジャイロ力に対して補償するために、少なくとも１つの傾斜減衰器を並列に接続するように支持プレートを旋回手段でパン上に配置することが望ましい。推進装置を操舵軸を中心として旋回するときに働くジャイロ力は、このように傾斜減衰器の抵抗に抗した支持プレートのある程度の旋回によって対処することができ、それによってジャイロ力が船体に直接伝わるのを回避することができる。
【００２４】
本発明による船舶推進システムの動作は、さらに別の開発の実施の形態によれば、推進装置とカバーの距離を調整するための間隙設定機構を設けることで制御することができる。この間隙設定機構によって、一定のモータ回転速度（駆動モータの動作ポイント）でフローチャネルに流れる水の量を変えるために本発明による船舶推進システムのチャネルの高さを変更することができる。したがって、船尾での波の形成は駆動モータの動作ポイントを変更しなくても変更することができる。
【００２５】
船舶推進システムを特に内陸用の航行で航行チャネルの異なる深さに適合させるために、本発明のさらに望ましい開発の形態によれば、推進装置とカバーの双方の高さを調整するために水浸深度調整用装置を搭載することが提案されている。そのような調整装置によってフローチャネルを形成する間隙を同時に変更することなく推進装置を周囲の水に浸す深さを変更できる。特に推進装置が船体の底面から突出する場合、この種の水浸深度調整用装置は好ましい。特に非常に浅い場所を航行する船舶あるいは潮流によって陸に乗り上げる船用の推進装置の場合、それによってその推進手段が損傷を受けないようにするため、回転軸が垂直方向、すなわち推進装置が船舶の側面から突出するような推進装置を形成することが考えられる。
【００２６】
船体の底面上の推進装置の通常の配列では船舶、特に高速駆動フル滑空ボート用に最適な浮力の観点から、それぞれ推進装置の前端に少なくとも回転軸の軸方向に推進装置からフロートテーパを設けることが望ましい。そのようなテーパを施したフロートは推進装置の前端に直接取り付け、この領域の直径が推進装置の直径とほぼ等しいことが望ましい。フロー力学上の理由から、直径は回転軸の軸方向にテーパを持ち、それによってフロートは推進装置に隣接する湾曲部で最初は外部表面が凸状の円錐形に形成され、それにまっすぐな外部表面あるいは凹状の湾曲部が続くことが望ましい。できれば周囲が囲まれた中空体としてこのように形成されたフロートによって、船舶の浮力が向上するばかりではなくその動作時にフロートに反対に作用する力のため船舶を引き上げる。接近してくる水流とフロート間の摩擦による損失を回避して効率を向上するため、さらに回転軸または推進装置の駆動軸を中心として自由に回転できるようにフロートを配置することが望ましい。
【００２７】
特に高速駆動フル滑空ボートでは、推進装置の半径方向の外端に肉厚部を設けることが有利であることが実証されている。推進装置に接続された肉厚部はキノコの頭のように推進装置をカバーし、少なくとも部分的にフロートの周囲から突出する。本発明による船舶推進システムの高い効率によって、滑空ボートとして形成されフロートの浮力効果を受ける船舶は、全出力で水上から十分離れて立ち上がることができるので、原則的にキノコの頭の形状をした肉厚部だけで水との接触を維持することが実証されている。本発明による船舶推進システムは、この目的のためにそれぞれ２つの推進システムが船舶の前部に配置され後部に２つの推進システムが配置される。この場合、全部で４つの推進装置が全出力で同時に推進部分を形成し、また例えば高速モータボートのように水上で船舶の荷重を支える部分を形成する。この点で、流体力学的にできるだけキノコの頭部の形状の肉厚部を形成しその外周面がフロートの外周面の連続した延長部を形成することが望ましい。
【００２８】
本発明の更なる詳細、利点、特徴は、以下に記載の実施の形態および図面から明らかとなるであろう。なお、図面については以下にその番号を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、異なる浸水深度に対応した排水量の船舶２の側面図である。異なる荷重条件に対する異なる水位線Ｗから異なる浸水深度を認識できる。船舶２の船尾には、本発明の第１の実施の形態による船舶推進システム４が搭載されている。この船舶推進システム４の必須の構成要素として、鋸歯状のホイール６として形成した推進装置、および少なくとも部分的に鋸歯状ホイール６の周囲を覆うカバー８が設けられている。鋸歯状ホイール６の回転軸１０は、図示の実施の形態では水平方向、または推進方向Ｖに対して直交する方向、すなわち船舶２の縦軸に直角の方向に延びている。
【００３０】
カバー８は円筒状に形成され、すなわちその表面が回転軸１０に平行な側方に延びている。カバー８は包み角約２４０度で鋸歯状ホイール６を囲んでいる。カバー８は、前端すなわち船首側の端部１２と後端すなわち船尾側の端部１４を持つ。両端１２、１４はほぼ同じ高さで終端し船体１６の底面と同じ高さである。２つの端部１２、１４の間に鋸歯状ホイール６が船体１６の底面から突出している。
【００３１】
図２に示す船体１６の底面図では、鋸歯状ホイールの収納スペースを明確に認識できる。収納スペースはカバー８によってその外周が制約され固定側壁１８および２０が側方に形成されている。側壁１８および２０は船体１６に取り付けられ、図３を参照して以下に詳細を示す、鋸歯状ホイールの回転軸に配置された駆動軸２２が突き出ている。
【００３２】
図３は図１および図２に示す船舶推進システムの正面図である。駆動軸２２は軸受２４、２６で両側から支持されている。軸受２６の背後の駆動軸２２の一端には角歯車２８が設けられており、その一方の側は電動モータなどの任意のタイプのモータ３０に接続されている。
【００３３】
側壁１８、２０は鋸歯状ホイール６を囲むU字形の覆いを形成しそれらの底面は船体１６に溶接されている。駆動軸２２は側壁１８、２０を貫通し適切なシール材で密閉されている。駆動軸２２の回転軸１０と平行に走る水平方向に延びたフード３４の対角材３２は、鋸歯状ホイール６の外周を部分的に覆うカバー８を形成している。フード３４は２つの部分から構成され、下部３６は駆動軸２２用のシールおよび管路を構成し船体にしっかりと接続され、一方上部３８はフランジ４０で下部３６に接続され密閉されていてメンテナンスのために取り除くことができる。上部３８と下部３６の間の接続位置は、水が船体１６に流入することなく如何なる荷重条件においても上部を取り除くことができるように選択されることが望ましい。
【００３４】
図３では鋸歯状ホイール６が境界要素４２、４４と横方向に隣接していることが認識できる。これらの境界要素４２、４４は環状に構成され鋸歯状ホイール６にしっかり接続されている。境界要素４２、４４の半径方向の外端は鋸歯状ホイール６の外周面を超えほぼカバー８まで延びている。
【００３５】
鋸歯状ホイール６には、回転軸１０の軸方向に関して凸状の傾斜を持つ外周面にいくつかの突起４６が設けられている。図３では一番上の突起４６の先端４８が認識できる。
【００３６】
鋸歯状ホイールの外周設計の詳細は、図４から認識できる。これは図３のIV-IV線に沿う断面図であり、特に突起４６の実施の形態を強調するためのものである。船舶の主要な推進方向の回転方向Ｄ、すなわち、船舶が前進するときの鋸歯状ホイール６の回転方向を、曲線の矢印Ｄで示す。各突起４６は前縁部５０と後縁部５２を持つ。鋸歯状ホイール６の外周を基準にすると、前縁部５０のピッチは後縁部５２のピッチよりも低い。鋸歯状ホイール６の各突起４６は同じ形状でできている。前縁部５０および後縁部５２は回転軸１０の軸方向の延長線に対して凸状である。したがって、図４の内側の鋸歯状の輪郭は鋸歯状ホイール６の外側の軸方向の外形を示し、一方図４の外側の鋸歯状の輪郭は（歯の幅方向に関して）中間の外周輪郭を反映している。
【００３７】
軸方向の上記凸部の実施の形態の他に、前縁部５０および後縁部５２もそれぞれ外周方向に凸状である。その結果、各突起４６の縁部５０、５２は球状に形成されている。軸方向の湾曲を模式的に図２に示す。
【００３８】
図４に示す実施の形態はディスク状の境界要素４２、４４を持ちその間にシートメタルが溶接されて前縁部５０および後縁部５２を形成している。突起４６の前縁部５０および後縁部５２は、鋸歯状ホイール６上に外側が閉じた外周面を形成している。
【００３９】
図１から図４に示す実施の形態は、次のように動作する。非動作状態、すなわち鋸歯状ホイール６が回転していないとき、カバー８と鋸歯状ホイール６の間の水位線上の間隙５４には空気が存在し、それによってこの間隙の断面形状は前縁部５０および後縁部５２のピッチで外周方向に変化する。前進方向の動作が開始すると（推進方向「Ｖ」）、鋸歯状ホイール６は矢印Ｄにしたがう回転方向へ回転する。最初に鋸歯状ホイール６はその慣性力によってゆっくり回転し周囲の水をそれぞれの突起４６の前縁部５０によって間隙５４に運び入れる。鋸歯状ホイール６の回転速度が増加するにしたがって、間隙５４の空気は鋸歯状ホイール６の回転方向で完全に取り除かれる。水は回転軸Ｄの間隙５４の周囲に連続的に流れる。換言すれば、鋸歯状ホイール６の動作の結果、鋸歯状ホイールとカバー８の間に水を運搬するフローチャネルが形成される。フローチャネル中の流れは推進方向Ｖにチャネルの後端部１４から前端部１２まで達する。水は船舶を前進させるのに適切と推定される水平速度成分で前縁部５０により間隙５４に入り、同様に推進方向Ｖ、すなわち前進方向へ船舶２を移動させるために適切と推定される水平速度成分で間隙５４を出る。
【００４０】
図５から７に本発明による船舶推進システムの第２の実施の形態を示す。図５および図６に示すように、この実施の形態はフル滑空ボートとして船舶２に組み込まれている。より正確に表現すると、本発明の同一の実施の形態による４つの船舶推進システムが船舶２に組み込まれている。それぞれ、２つの船舶推進システム４aが船舶２の船首の横方向に隣接して配置され、残り２つが船舶２の船尾の横方向に隣接して配置される。図５と図６に示す船舶の場合、船舶推進システムがそれぞれ操舵可能であるため独立した方向舵は不要になる。
【００４１】
この操舵構成の詳細は図７で見ることができる。各船舶推進システム４において、船体１６の底面には円形のくぼみ６０が設けられ、それぞれが水位線Ｗ上方にのびる側壁５６で囲まれている。このように形成された筒型の内面にはパン５８があり、その側壁６０が船体１６の側壁５６に平行に延びている。パン５８の底面には、以下に詳細を示すように鋸歯状ホイール６およびフロート６４が突出した円形のくぼみ６２が形成されている。軸受 ６６によってパン５８は船体に対して回転軸Ｓを中心に回転自在に支持される。船体１６内部でのパン５８のこの回転は、図示しないそれぞれの回転方向の操舵用制御装置によって制御される。推進装置４a、４bはそれぞれ操舵軸Ｓを中心として互いに独立して回転できる。
【００４２】
パン５８には、鋸歯状ホイール６およびフロート６４が突出した円形くぼみ７０を持つ支持プレート６８が収納されている。支持プレート６８は軸受２４、２６およびモータ３０を具備する。くぼみ６２に隣接したパン５８のベースプレートと支持プレート６８の間に、蛇腹７２として形成されたシールが設けられくぼみ６２、７０を取り囲むことによってベースプレート６８とパン５８の底面との間の水が後者に浸入するのを妨げている。
【００４３】
フード３４は支持プレート６８の側面から水から離れる方向に立ち上がっている。また、本実施の形態では駆動軸２２はフード３４から突出している。軸受２４、２６はフード３４の外部に位置している。
【００４４】
また本実施の形態では、鋸歯状ホイール６が駆動軸２２に対して捻れ剛性を持つように接続され、境界要素４２、４４も同様に鋸歯状ホイール６に対して捻れ剛性を持つように接続されている。境界要素４２、４４の側面にそれぞれフロート６４が隣接して配置され軸受７４を介して駆動軸２２に回転自在に支持されている。
【００４５】
フロート６４は原則的に同一に形成され鋸歯状ホイール６に隣接してその直径にほぼ匹敵する直径を持つ。フロート６４の外形は以下の実施の形態に示すように形成される。第１外周部７６は回転軸１０に平行に延び、それに原則的に回転軸１０に向かって延びる面輪郭を示す第２外周部７８が続いている。浸水したフロート６４にできるだけ大きな浮力を発生させるため、この第２外周部７８はさらに外向きにも凸状に形成することができる。第１外周部７６は、その外周部で鋸歯状ホイール６にしっかりと接続した肉厚部８０で囲まれている。この肉厚部８０の内部は筒状に形成されている。肉厚部８０は鋸歯状ホイール６の両側に延び境界要素４２、４４が割り当てられており、図７の断面図に示すようにキノコの頭の外形をしている。肉厚部８０は突起４６の表面輪郭によって主として鋸歯状ホイール６の領域で連続している。肉厚部８０の外部輪郭は突起の先端４８によって段差なく連続している。
【００４６】
支持プレート６８は、パン５８に保持され後者に旋回自在に支持され、具体的には従来の伸縮自在のダンパーのように形成されインライン配列の少なくとも１つの傾斜減衰器８２により支持されている。減衰器８２の一端は側壁６０の上端に接続され、他端は支持プレート６８の近くにリンクされている。
【００４７】
傾斜減衰器８２は、実施の形態では船舶の縦軸方向に延びる旋回軸を中心とする旋回運動を減衰させる役割を果たす。支持プレート６８は、これらの旋回運動のため旋回できるように推進方向から見てその前端および後端の軸受によって支持される。このように形成された旋回軸は、それぞれモータ３０の回転軸および操舵軸Ｓに対して矩形状に旋回し共通点で２つの軸と交差する。実施の形態ではこの交差点は鋸歯状ホイール６の中心である。
【００４８】
境界要素４２、４４間の間隙５４の実施の形態に関して、図５から図７に示す実施の形態は図１から４の前に説明した実施の形態に相当する。このように、動作に関する上記説明は同様に適用されるがフード３４はフロート６４を含む大きな領域をカバーすることに注意されたい。
【００４９】
図７に示す船舶推進システムが操舵軸Ｓを中心としてねじられると、船舶推進システムの動作によってジャイロ力が発生し、そのため支持プレート６８はパン５８に対して旋回する。この旋回運動は傾斜減衰器８２によって減衰する。このため、支持プレート６８は図２に示すその初期位置に戻る。傾斜減衰器８２はそれによってジャイロ力が船体に直接伝わるのを防止する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による船舶推進システムの第１の実施の形態の船舶の側面図
【図２】図１に示した船舶の底面図
【図３】カバーを搭載した図１に示した実施の形態の正面の部分切取り図
【図４】図３に示すIV-IV部分の断面図
【図５】本発明による船舶推進システムの別の実施の形態による船舶の側面図
【図６】図５に示した船舶の底面図
【図７】図６に示した船舶推進システムの実施の形態の部分正面図
Claims (26)
- 推進装置(６)が少なくとも部分的に水に浸った船舶推進システムであって、推進装置(６)は原則的に推進方向に垂直に延びる少なくとも１つの回転軸を中心に回転し、カバー(８)は部分的に推進装置(６)を囲みその推進装置(６)の動作時に推進装置(６)とともに送水フローチャネルを形成する。
- 推進装置が回転自在に駆動するホイール(６)を具備することを特徴とする、請求項１に記載の船舶推進システム。
- 推進装置が回転自在に駆動する回転ベルトを具備することを特徴とする、請求項１に記載の船舶推進システム。
- 推進装置(６)が周囲が閉じた外周面を具備することを特徴とする、上記各請求項のいずれかに記載の船舶推進システム。
- 推進装置(６)の外周面が、その外周面から突出しほぼカバーまで延びている境界要素(４２、４４)によって両側が囲まれていることを特徴とする、上記各請求項のいずれかに記載の船舶推進システム。
- 境界要素およびカバーが固定的に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の船舶推進システム。
- 境界要素(４２、４４)が回転推進装置 (６)に接続されていることを特徴とする、請求項５に記載の船舶推進システム。
- 推進装置 (６)の外周面が前後に並んだ複数の突起(４６)を持つことを特徴とする、上記各請求項のいずれかに記載の船舶推進システム。
- 各突起(４６)が放射状に外側に向かって延びている前縁部(５０)およびそこから放射状に内側に向かって延びている後縁部(５２)を具備し、前縁部(５０)は後縁部(５２)より傾斜角度が小さいことを特徴とする、請求項８に記載の船舶推進システム。
- 突起(４６)の先端(４８)が軸方向に凸状の湾曲を形成することを特徴とする、請求項８または９に記載の船舶推進システム。
- 突起(４６)の前縁部(５０)および／または後縁部(５２)が軸方向に凸状の湾曲を形成することを特徴とする、請求項８から１０のいずれかに記載の船舶推進システム。
- 突起の前縁部(５０)および／または後縁部(５２)が外周方向に凸状の湾曲を形成することを特徴とする、請求項８から１１のいずれかに記載の船舶推進システム。
- フローチャネルの入口を形成するカバー(８)の後端(１４)が前方向の湾曲部を持つことを特徴とする、上記各請求項のいずれかに記載の船舶推進システム。
- フローチャネルへの出口を形成するカバーの前端(１２)が後方への湾曲部を持つことを特徴とする、上記各請求項のいずれかに記載の船舶推進システム。
- カバー(８)の上端が船舶(２)の水位線（Ｗ）の上に配置されカバー(８)の前縁部および／または後縁部（１２、１４）が水位線（Ｗ）の下に延びることを特徴とする、上記各請求項のいずれかに記載の船舶推進システム。
- カバーが推進装置(６)の周りに２００度と２７０度の間の包囲角度で延びていることを特徴とする、上記各請求項のいずれかに記載の船舶推進システム。
- 推進装置(６)とカバーの間に周辺の推進装置(６)の直径の２%から１０%、望ましくは３%から６%の最小間隙(５４)が形成されていることを特徴とする、上記各請求項のいずれかに記載の船舶推進システム。
- 推進装置(６) はその回転軸(１０)に垂直で操舵軸（Ｓ）を中心として回転自在で、推進装置(６)の操舵軸を中心とした回転を制御する制御装置が設けられていることを特徴とする、上記各請求項のいずれかに記載の船舶推進システム。
- 推進装置(６)とカバー(８)が推進装置(６)が突出する支持プレート(６８)上に配置され、支持プレートの上面がフード(３４)によって密閉され、支持プレートが底面が開放されたパン(５８)に収納され、パンが船体(１６)に回転自在に支持され、推進装置 (６)がパン(５８)から突出しシール(７２)が支持プレート(６８)とパン(５８)の間に設けられていることを特徴とする、請求項１８に記載の船舶推進システム。
- フード(３４)がカバー(８)を形成することを特徴とする、請求項１９に記載の船舶推進システム。
- 支持プレート(６８)が少なくとも１つのインライン傾斜減衰器(８２)を用いてパン(５８)に旋回自在に支持されていることを特徴とする、請求項１９または２０に記載の船舶推進システム。
- カバーに対して推進装置を調整するための間隙調整装置が設けられていることを特徴とする、上記各請求項のいずれかに記載の船舶推進システム。
- 推進装置とカバーの高さを調整するための水浸深度調整装置を具備することを特徴とする、上記各請求項のいずれかに記載の船舶推進システム。
- フロート(６４)がそれぞれの推進装置(６)の前端に設けられ、そのようなフロートが望ましくは推進装置(６)から離れる方向に回転軸(１０)の軸方向に傾斜していることを特徴とする、上記各請求項のいずれかに記載の船舶推進システム。
- フロート(６４)が回転軸(１０)または推進装置(６)の駆動軸(２２)に対して回転自在に支持されことを特徴とする、請求項２４に記載の船舶推進システム。
- 推進装置(６)の半径方向の外端に、推進装置(６)に接続され、キノコの頭状に推進装置(６)を覆い、外周方向に少なくとも部分的にフロート(６４)から突出した肉厚部(８０)が設けられていることを特徴とする、請求項２４または２５に記載の船舶推進システム。
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