JP2006182043A

JP2006182043A - ポッドプロペラ付き船舶

Info

Publication number: JP2006182043A
Application number: JP2004374515A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kano; 敏幸加納
Original assignee: National Maritime Research Institute
Current assignee: National Maritime Research Institute
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2024-12-24
Also published as: JP4119999B2

Abstract

【課題】本発明は、航行中に船尾に沿う水の流れが後方へ斜め上方に向かう点に着目して、船内の推進装置で駆動される船尾のプロペラのプロペラ軸を船尾後方へ斜めに上向くように設定するとともに、同プロペラと二重反転プロペラを構成するようにポッドプロペラを設けることにより、十分な推進効率が得られるようにした、ポッドプロペラ付き船舶を提供することを課題とする。
【解決手段】船尾部において、主機関としてのディーゼルエンジン１が、その主軸１ａを後方へ上向くように設定されて、同主軸１ａに接続されたプロペラ軸２ａも後方へ上向くように設定されており、そのプロペラ２と二重反転プロペラを構成するプロペラ３を前端に備えたポッドプロペラ３Ａが、鉛直軸線のまわりに旋回して舵取りを行えるように設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、船尾においてポッドプロペラを備えた船舶に関し、特に上記ポッドプロペラにおけるポッド前端のプロペラと対向して二重反転プロペラを構成するように、船内の推進装置により駆動される船外のプロペラを備えるようにしたポッドプロペラ付き船舶に関する。

従来、船内の推進装置で駆動される船尾のプロペラの後方にポッドプロペラを備えて、二重反転プロペラ構成にしたものが開発されているが、航行中に船尾部に沿う相対的な水の流れは、一般に後方へ上向きに傾斜して流れているので、船長方向の水平なプロペラ軸線を有する二重反転プロペラでは未だ十分な推進効率が得られたとはいえない。
日本造船学会誌第８７０号２００２年１１月１０日発行（第１２頁〜第１３頁，Ｆｉｇ.２）

本発明は、航行中に船尾に沿う水の流れが後方へ斜め上方に向かう点に着目して、船内の推進装置で駆動される船尾のプロペラのプロペラ軸を、船尾後方へ斜めに上向くように設定するとともに、同プロペラと二重反転プロペラを構成するようにポッドプロペラを設けることにより、十分な推進効率が得られるようにした、ポッドプロペラ付き船舶を提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明のポッドプロペラ付き船舶は、船尾部において、船内に設置された推進装置と、同推進装置により回転駆動される船外の第１プロペラとが設けられるとともに、上記第１プロペラと対向して同第１プロペラと共に二重反転プロペラを構成しうるように前端に第２プロペラを備えた舵取り機構付きポッドプロペラが設けられており、巡航時に船底部の外面に沿う後方への流れが船尾部で斜め上方へ向かうのに対応して、上記第１プロペラのプロペラ軸の中心軸線も後方へ上向くように設定されていることを特徴としている。

また本発明のポッドプロペラ付き船舶は、上記推進装置がディーゼルエンジンとして船尾部内の底部上に設置され、同ディーゼルエンジンの主軸の方向が船尾後方へ向かって斜めに上昇するように設定されて、同主軸の後端に上記第１プロペラのプロペラ軸前端が接続されていることを特徴としている。

さらに、本発明のポッドプロペラ付き船舶は、上記推進装置がディーゼルエンジンとして船内の底部上に設置され、同ディーゼルエンジンの主軸の方向が船尾後方へ向かって水平に設定されて、同主軸の後端に上記第１プロペラのプロペラ軸前端が方向変換型結合手段を介して連結されていることを特徴としている。

また、本発明のポッドプロペラ付き船舶は、上記推進装置が、原動機と、同原動機により駆動される発電機と、同発電機から電力の供給を受けるようにして船尾部内に設置された電動機として構成され、同電動機の回転軸の方向が後方へ向かって斜めに上昇するように設定されて、同回転軸の後端に上記第１プロペラのプロペラ軸前端が接続されていることを特徴としている。

さらに、本発明のポッドプロペラ付き船舶は、上記電動機の少なくとも後端部を取り囲む船尾ボスの少なくとも下半部の外形が、上記ポッドプロペラのポッド前端部に類似した丸みを有していることを特徴としている。

上述の本発明のポッドプロペラ付き船舶では、船尾部において船内の推進装置により回転駆動される船外の第１プロペラのプロペラ軸中心線が、後方へ上向くように設定されて、巡航時に船尾部船底面に沿う水の流れが斜め上方へ向かうのに対応しているので、上記第１プロペラと、その後方のポッドプロペラのポッド前端の第２プロペラとからなる二重反転プロペラは、船尾部船底面に沿う船体伴流を効率よく利用しながら、高い推進効率を得ることができる。

また、上記推進装置がディーゼルエンジンとして船尾部内に設置されて、同エンジンの主軸の方向が船尾後方へ向かって斜めに上昇するように設定されていると、同主軸の軸線に沿うように接続される第１プロペラのプロペラ軸中心線も船尾後方へ斜めに上昇するように設定されることになり、このようにして船尾船底面に沿い後方へ斜めに上昇する船体伴流の中で上記第１プロペラと、同第１プロペラに対向するポッドプロペラ前端の第２プロペラとによる二重反転プロペラとしての作動が効率よく行われて、高い推進効率が得られるようになる。

さらに、上記推進装置がディーゼルエンジンとして、その主軸を船尾部内で水平に設定されている場合も、同主軸の後端に、上記第１プロペラのプロペラ軸前端がユニバーサルジョイントあるいは傘歯車セットのごとき方向変換型結合手段を介し連結されて、同プロペラ軸が船尾後方へ斜めに上昇するように設定されていると、上記第１プロペラと、その後方のポッドプロペラ前端の第２プロペラとで構成される二重反転プロペラが、船尾船底面に沿い後方へ斜めに上昇する船体伴流の中で効率よく作動し、推進効率の向上がもたらされる。

また、上記推進装置がガスタービンあるいはディーゼルエンジンのごとき原動機と、同原動機により駆動される発電機と、同発電機から電力の供給を受ける電動機として構成され、同電動機が船尾部内に設置されて、同電動機の回転軸の方向が後方へ斜めに上昇するように設定されている場合は、同回転軸の後端に上記第１プロペラのプロペラ軸前端が接続されることにより、上記第１プロペラと、その後方のポッドプロペラ前端の第２プロペラとで構成される二重反転プロペラが、船尾船底面に沿い後方へ斜めに上昇する船体伴流の中で効率よく作動し、推進効率の向上が期待される。

そして、上記電動機の少なくとも後端部を取り囲む船尾ボスの少なくとも下半部の外形が、上記ポッドプロペラのポッド前端部に類似した丸みを有している場合は、上記船尾ボスに沿う流れが上記二重反転プロペラへ円滑に流入するようになって、推進効率がさらに高められるようになる利点が得られる。

船内の推進装置で回転駆動される船外の第１プロペラと対向して二重反転プロペラを構成するポッドプロペラ前端の第２プロペラは、同ポッドプロペラが鉛直軸線のまわりに旋回可能の舵取り機構として用いられる際に上記第１プロペラと干渉しないように間隔を十分にあけて設けられる。また、上記ポッドプロペラは昇降可能に且つ水平横軸線のまわりに俯仰可能に設けられる。

図１は本発明の実施例１としてのポッドプロペラ付き船舶を模式的に示す側面図である。
図１に示すように、船尾部において、船内に装備された推進装置としてのディーゼルエンジン１が設けられるとともに、同エンジン１の主軸１ａに同主軸１ａと同方向へ延在するように接続されたプロペラ軸２ａを介して回転駆動される船外の第１プロペラ２が設けられている。

また、第１プロペラ２と対向して同第１プロペラ２と共に二重反転プロペラを構成しうるように、前端に第２プロペラ３を備えたポッドプロペラ３Ａが設けられていて、第２プロペラ３の回転駆動は、ポッド３ａ内の電動機３ｂにより行われる。

この実施例１では、巡航時に船底部の外面に沿い相対的に後方へ流れる水流が船尾部で斜め上方へ向かうのに対応して、第１プロペラ２のプロペラ軸２ａの中心軸線は後方へ上向くように設定されている。

そして、プロペラ軸２ａの傾斜に整合するように、ディーゼルエンジン１の主軸１ａの軸方向も船尾後方へ向かって斜めに上昇するように設定されており、同主軸１ａの後端に、第１プロペラ２のプロペラ軸２ａの前端が接続されている。

ポッドプロペラ３Ａは、同ポッドプロペラ３Ａを横軸線のまわりに回動制御しうる俯仰機構としてのトルクヒンジ４と、同ポッドプロペラ３Ａを鉛直軸線のまわりに回動制御しうる舵取り機構としてのターンテーブル５と、同ポッドプロペラ３Ａを船体のトリムの変化に応じて昇降制御しうる油圧シリンダ６とを介して船体に装着されている。
なお、舵取り機構としては、ターンテーブル５の代わりに、通常の舵柄および油圧シリンダを備えたものを設けるようにしてもよい。

電動機３ｂへの電力の供給は、ディーゼルエンジン１やポッドプロペラ３Ａの重量とのバランスを図るように船首部に設けられたガスタービン７により作動する発電機８から、船尾部におけるバッテリー９の配電盤９ａを介して供給される。
なお、低速船の場合は、ガスタービン７などを省略して、電動機３ｂへの電力の供給を、ディーゼルエンジン１により作動する図示しない発電機からの電力で対処することも可能である。

上述の実施例１のポッドプロペラ付き船舶では、航行中に船尾に沿う水の流れが後方へ斜め上方に向かうのに対応して、船尾部における主機関としてのディーゼルエンジン１も、その主軸１ａを後方へ斜め上方に向かうように設定されていて、同主軸１ａにプロペラ軸２ａを介し装着された第１プロペラ２と共に二重反転プロペラを構成する第２プロペラ３を備えたポッドプロペラ３Ａが設けられているので、高い推進性能が得られるようになる。

そして、電動機３ｂへの電力の供給は、ディーゼルエンジン１により作動する図示しない発電機から供給するようにしてもよいが、本実施例１のように電動機３ｂへの電力供給を、ディーゼルエンジン１とのバランスを図りながら船首部に設けたガスタービン７により作動する発電機８から行うようにすると、高速船としての性能が効率よく得られるようになる。
なお、本実施例１では、船底部内の推進装置として、ディーゼルエンジン１を備えているが、このディーゼルエンジン１の代わりにガスタービンのごとき他の原動機を設置するようにしてもよい。

図２は、本発明の実施例２としてのポッドプロペラ付き船舶を模式的に示す側面図である。
図２に示すように、本実施例においても、船尾部で船内に設置された推進装置としてのディーゼルエンジン１と、同エンジン１の主軸１ａによりプロペラ軸２ａを介して回転駆動される船外の第１プロペラ２とが設けられているが、ディーゼルエンジン１の主軸１ａの軸方向は船尾後方へ向かって水平に設定されている。

一方、第１プロペラ２のプロペラ軸２ａの中心軸線は、巡航時に船底部外面に沿う後方への水の流れが船尾部で斜め上方へ向かうのに対応して後方へ上向くように設定されており、これに対処するため、水平なエンジン主軸１ａの後端と傾斜したプロペラ軸２ａの前端との接続は、図示の傘歯車セット２ｂやユニバーサルジョイントのごとき方向変換型結合手段を介して行われている。

ポッドプロペラ３Ａは、同ポッドプロペラ３Ａを横軸線のまわりに回動制御しうる俯仰機構としてのトルクヒンジ４と、同ポッドプロペラ３Ａを鉛直軸線のまわりに回動制御しうる舵取り機構としてのターンテーブル５と、同ポッドプロペラ３Ａを船体のトリムの変化に応じて昇降制御しうる油圧シリンダ６とを介して船体に装着されている。
なお、本実施例２の場合も、舵取り機構としては、ターンテーブル５の代わりに通常の舵柄および油圧シリンダを備えたものを設けるようにしてもよい。

上述の実施例２のポッドプロペラ付き船舶では、航行中に船尾に沿う水の流れが後方へ斜め上方に向かうのに対応して、後方へ斜め上方に向かうように設定されたプロペラ軸２ａを介し第１プロペラ２が装着されるとともに、この第１プロペラ２と共に二重反転プロペラを構成する第２プロペラ３を備えたポッドプロペラ３Ａが設けられているので、高い推進性能が得られるようになる。

そして、主機関としてのディーゼルエンジン１の主軸１ａとプロペラ軸２ａとの結合が、傘歯車セットト２ｂのごとき方向変換型結合手段を介して行われるので、重量物としてのディーゼルエンジン１は、船内の底部で主軸１ａが水平となるようにして容易に設置することができる。

電動機３ｂへの電力の供給は、ディーゼルエンジン１により作動する図示しない発電機から供給するようにしてもよいが、本実施例２のように電動機３ｂへの電力供給を、ディーゼルエンジン１とのバランスを図りながら船首部に設けたガスタービン７により作動する発電機８から行うようにすると、高速船としての性能が効率よく得られるようになる。なお、本実施例２の場合も、船尾部内の推進装置として、ディーゼルエンジン１を備えているが、このディーゼルエンジン１の代わりにガスタービンのごとき他の原動機を設置するようにしてもよい。

図３は、本発明の実施例３としてのポッドプロペラ付き船舶を模式的に示す側面図である。
図３に示すように、本実施例においては、船尾部で船内に設置された推進装置としての電動機10と、同電動機10の回転軸に接続されたプロペラ軸２ａを介して回転駆動される船外の第１プロペラ２とが設けられている。

この実施例３では、巡航時に船底部の外面に沿い相対的に後方へ流れる水流が船尾部で斜め上方へ向かうのに対応して、第１プロペラ２のプロペラ軸２ａの中心軸線は後方へ上向くように設定されている。

そして、プロペラ軸２ａの傾斜に整合するように、電動機10の回転軸の軸方向も船尾後方へ向かって斜めに上昇するように設定されており、同回転軸の後端に、第１プロペラ２のプロペラ軸２ａの前端が接続されている。

各電動機３ｂ，10への電力の供給は、船首部に設けられたガスタービン７により作動する発電機８から、船尾部におけるバッテリー９の配電盤９ａを介して供給されるが、ガスタービン７および発電機８の配置については、これらを船体中央部または船尾部に設けるようにしてもよい。

さらに、本実施例では、発電機10の少なくとも後端部を取り囲む船尾ボス11の少なくとも下半部の外形が、ポッドプロペラ３Ａのポッド前端部３ｃに類似した丸みを有している。

上述の実施例３のポッドプロペラ付き船舶では、航行中に船尾に沿う水の流れが後方へ斜め上方に向かうのに対応して、船尾部内における推進装置としての電動機10も、その回転軸を後方へ斜め上方に向かうように設定されていて、同回転軸にプロペラ軸２ａを介し装着された第１プロペラ２と共に二重反転プロペラを構成する第２プロペラ３を備えたポッドプロペラ３Ａが設けられているので、高い推進性能が得られるようになる。

そして、各電動機３ｂ，10への電力の供給は、同電動機３ｂ，10やバッテリー９との重量バランスを図りながら船首部に設けたガスタービン７により作動する発電機８から行われるので、船体の安定性が効率よく得られるようになる。

さらに、本実施例では、船尾部内の電動機10の少なくとも後端部を取り囲む船尾ボス11の少なくとも下半部の外形が、ポッドプロペラ３Ａのポッド前端部に類似した丸みを有しているので、船尾ボス11に沿う水の流れが二重反転プロペラ２，３へ円滑に流入するようになって、推進効率がさらに高められるようになる利点が得られる。

本発明のポッドプロペラ付き船舶では、船尾における舵取り機構により、ポッドプロペラを真横に向けてサイドスラスターの機能を発揮させることが可能であり、船体の小回りが容易になるので、水域の狭い湖における遊覧船などについても、本発明による船舶を有効に利用することができる。

本発明の実施例１としてのポッドプロペラ付き船舶を模式的に示す側面図である。本発明の実施例２としてのポッドプロペラ付き船舶を模式的に示す側面図である。本発明の実施例３としてのポッドプロペラ付き船舶を模式的に示す側面図である。

符号の説明

１ディーゼルエンジン
１ａ主軸
２第１プロペラ
２ａプロペラ軸
２ｂ傘歯車セット
３Ａポッドプロペラ
３第２プロペラ
３ａポッド
３ｂ電動機
３ｃポッド前端部
４トルクヒンジ
５ターンテーブル
６油圧シリンダ
７ガスタービン
８発電機
９バッテリー
９ａ配電盤
10 電動機
11 船尾ボス
Ｗ水面

Claims

船尾部において、船内に設置された推進装置と、同推進装置により回転駆動される船外の第１プロペラとが設けられるとともに、上記第１プロペラと対向して同第１プロペラと共に二重反転プロペラを構成しうるように前端に第２プロペラを備えた舵取り機構付きポッドプロペラが設けられており、巡航時に船底部の外面に沿う後方への流れが船尾部で斜め上方へ向かうのに対応して、上記第１プロペラのプロペラ軸の中心軸線も後方へ上向くように設定されていることを特徴とする、ポッドプロペラ付き船舶。
上記推進装置がディーゼルエンジンとして船尾部内の底部上に設置され、同ディーゼルエンジンの主軸の方向が船尾後方へ向かって斜めに上昇するように設定されて、同主軸の後端に上記第１プロペラのプロペラ軸前端が接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のポッドプロペラ付き船舶。
上記推進装置がディーゼルエンジンとして船内の底部上に設置され、同ディーゼルエンジンの主軸の方向が船尾後方へ向かって水平に設定されて、同主軸の後端に上記第１プロペラのプロペラ軸前端が方向変換型結合手段を介して連結されていることを特徴とする、請求項１に記載のポッドプロペラ付き船舶。
上記推進装置が、原動機と、同原動機により駆動される発電機と、同発電機から電力の供給を受けるようにして船尾部内に設置された電動機として構成され、同電動機の回転軸の方向が後方へ向かって斜めに上昇するように設定されて、同回転軸の後端に上記第１プロペラのプロペラ軸前端が接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のポッドプロペラ付き船舶。
上記電動機の少なくとも後端部を取り囲む船尾ボスの少なくとも下半部の外形が、上記ポッドプロペラのポッド前端部に類似した丸みを有していることを特徴とする、請求項４に記載のポッドプロペラ付き船舶。