JP2007131298A

JP2007131298A - 船舶用舵

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Publication number: JP2007131298A
Application number: JP2007009039A
Authority: JP
Inventors: Dirk Lehmann; ディルク・レーマン
Original assignee: Becker Marine Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Becker Marine Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: CN1689912A; ES2323784T3; ES2602562T3; EP1626897B1; DE202004021222U1; JP4410656B2; JP2005306355A; CN101016082B; HK1083813A1; DE202004021218U1; PL1857358T3; TWI302894B; EP1857358B1; ATE431285T1; ES2604756T3; DE202004021474U1; EP1857358A2; CN101016082A; PT1626897E; KR20050103137A

Abstract

【課題】キャビテーションの発生による舵の浸食現象が回避され、燃料消費が低減される船舶舵を提供する。
【解決手段】船舶用の舵において、舵板１００が上下に位置する２つの区間を備え、プロペラ２２０寄りの区間の前縁が互いにずれており、舵板１００の両側壁面がプロペラ２２０とは反対側の後縁で互いに接続していることと、片持ち支承部としての舵トランク支承部１２０が舵板１００用の舵柱１４０を収容するための中央の内側の長穴を備え、かつ舵柱端部に連結された舵板１００内まで達するように形成され、舵柱１４０がその端範囲の区間が舵トランク支承部１２０から外に案内され、この区間の端部が舵板１００に連結され、、舵柱１４０と舵板１００の連結部がプロペラ軸中心２００の上方に位置し、舵トランク支承部１２０に舵柱１４０を使用するための内側軸受が舵トランク支承部１２０の端範囲に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載の船舶用舵に関する。

枢着されたフィンを備えたまたは枢着されたフィンを備えていない、フルフローティング舵または平衡プロファイル舵のような船舶舵は、いろいろな実施の形態が知られている。

本発明の課題は、特に高負荷プロペラを備えた高速船舶で使用する際の、キャビテーションの発生による舵の浸食現象が回避され、燃料消費が低減される船舶舵を提供することである。

この課題は、冒頭に述べた種類の舵において、請求項１に記載した特徴によって解決される。

本発明の舵の１つの実施形では、上下に位置する２つの舵板区間を有する舵板を備え、プロペラ寄りの舵板区間の前縁が互いにずれており、その際一方の前縁が左舷または右舷の方にずれ、他方の前縁が右舷または左舷の方にずれ、舵板の両側壁面がプロペラとは反対側の後縁で互いに接続していることは可能である。

左右逆の２つの横断面プロファイルを有する舵の利点は、一方ではベーパロックの防止にあり、他方では舵の浸食現象の防止にある。この浸食現象は高負荷プロペラを備えた高速船舶の場合にキャビテーションの発生によって生じる。舵板の特別な形状は燃料消費を低減するために寄与する。キャビテーションがかなり防止されると共に、効率の改善が達成される。大幅な重量低減が達成される。

両舵板区間の前縁が互いにずれていて、上側の舵板区間の前縁が左舷側にずれ、下側の舵板区間の前縁が右舷側にずれているかあるいは上側の舵板区間の前縁が右舷側にずれ、下側の舵板区間の前縁が左舷側にずれていることにより、両舵板区間の左右逆の２つの横断面プロファイルが得られる。

請求項１に記載の本発明の実施形では、船舶舵が舵トランク支承部のその舵柱と関連して配置される。
この実施形の場合、
舵板が上下に位置する２つの区間を備え、プロペラ寄りの区間の前縁が互いにずれており、その際一方の前縁が左舷の方にずれ、他方の前縁が右舷の方にずれ、舵板の両側壁面がプロペラとは反対側の後縁で互いに接続していることと、片持ち支承部としての舵トランク支承部が舵板用の舵柱を収容するための中央の内側の長穴を備え、かつ舵柱端部に連結された舵板内まで達するように形成され、舵柱を支承するために、軸受が舵トランク支承部の内側の長穴内に配置され、舵トランク支承部の自由端が舵板の凹部、窪み等内に達し、舵柱がその端範囲の区間が舵トランク支承部から外に案内され、この区間の端部が舵板に連結され、この場合舵板と舵トランク支承部の間に支承部が設けられておらず、舵柱と舵板の連結部がプロペラ軸中心の上方に位置し、舵トランク支承部に舵柱を使用するための内側軸受が舵トランク支承部の端範囲に配置されている。

本発明に従ってこのように形成された舵の場合、舵トランク支承部の外壁面に舵板用の他の軸受を必要としないで、舵柱は舵トランク支承部の端範囲において軸受によって支承されている。この場合、舵柱と舵板の連結部はプロペラ軸中心の上方に位置している。こ舵の利点は、プロペラ軸の交換のために、舵板を舵トランク支承部から取り外した後で、舵柱をもはや引き抜く必要がないことにある。なぜなら、舵柱と舵板の連結部がプロペラ軸中心の上方に配置されているからである。更に、舵の舵板はきわめて細いプロファイルを有することができる。

本発明の他の有利な実施形は従属請求項に記載されている。

本発明の有利な実施形では、舵板の舵板上側区間が横断面プロファイルを有し、この横断面プロファイルが、前縁から後縁まで延び、最大プロファイル厚さまでテーパー状に広がっている前側の面と、前側の面に接続し、後縁の方へテーパー状に先細になっている後側の面とによって形成され、この場合舵板の縦方向に延びる中心線によって形成された前側の両面区間が異なる大きさを有し、この両面区間のうち、大きい方の面区間が左舷側にあり、小さい方の面区間が右舷側にあり、横断面プロファイルの後側範囲において中心線によって形成された両面区間が同一に形成され、舵板の舵板下側区間が横断面プロファイルを有し、この横断面プロファイルが、前縁から後縁まで延び、最大プロファイル厚さまでテーパー状に広がっている前側の面と、前側の面に接続し、後縁の方へテーパー状に先細になっている後側の面とによって形成され、この場合舵板の縦方向に延びる中心線によって形成された前側の両面区間が異なる大きさを有し、この両面区間のうち、大きい方の面区間が右舷側にあり、小さい方の面区間が左舷側にあり、横断面プロファイルの後側範囲において中心線によって形成された両面区間が同一に形成され、それによって、プロペラ寄りの舵板上側区間の前縁が中心線に対して左舷側に位置し、舵板下側区間の前縁が中心線に対して右舷側に位置している。

舵板上側区間の横断面プロファイルのプロペラ側の両面区間は、曲率のゆるやかな弧状部と湾曲した弧状部を有する周囲領域を備え、舵板上側区間の横断面プロファイルの、プロペラとは反対側の両面区間が、接線方向に延びる周囲領域を備え、湾曲した弧状部を有する周囲領域を備えた面区間が右舷側に位置している。

舵板下側区間の横断面プロファイルのプロペラ側の両面区間は、曲率のゆるやかな弧状部と湾曲した弧状部を有する周囲領域を備え、舵板下側区間の横断面プロファイルの、プロペラとは反対側の両面区間が、接線方向に延びる周囲領域を備え、湾曲した弧状部を有する周囲領域を備えた面区間が左舷側に位置している。

次に、図に基づいて、本発明の実施の形態を詳しく説明する。

図１に示した舵構造体では、船体が１１０で、舵トランク支承部が１２０で、舵板が１００で、そして舵柱が１４０で示してある。舵板１００にはプロペラ２２０が付設されている。

図２Ａ，２Ｂ，３の舵板１００は上下に位置する２つの舵区間１０，２０を備えている。プロペラ２２０寄りの舵区間の前縁１１，２１は互いにずれており、一方の前縁１１は左舷ＢＢの方に、そして他方の前縁２１は右舷ＳＢの方にずれている。舵板１００の両側壁面１００ａ，１００ｂは、プロペラ２２０反対側の後縁３０で互いに近接して接続している。

その際、舵板１００の上側と下側の舵板区間１０，２０は次のように形成されている。

上側の舵板区間１０は図４に示す横断面プロファイル１２を有する。この横断面プロファイルは、前縁１１から最大プロファイル厚さ１３まで後縁３０の方にテーパー状に広がった前側の面１４を有する。この前側の面１４には、後縁３０の方に延びる後側の面１５が接続している。この後側の面は後縁３０の方に先細になっている。前側の面１４は舵板１００の縦方向に延びる中心線Ｍ１によって、異なる大きさを有する２つの面区間１４ａ，１４ｂに分割される。

その際、大きな面区間１４ａは左舷側にあり、小さな面区間１４ｂは右舷側寄りにある。後側の面１５は同様に、中心線Ｍ１によって２つの面区間１５ａ，１５ｂに分割されている。ここで、両面区間１５ａ，１５ｂは同じ大きさであり、かつ同じ形を有する。

上側舵板区間１０の横断面プロファイル１２のプロペラ側の両面区間１４ａ，１４ｂは、曲率のゆるやかな弧状部１６′ａを有する周囲領域１６，１６ａを有する。この場合、プロペラ２２０とは反対側の、上側舵板区間１０の横断面プロファイル１２の面１５ａ，１５ｂは、接線方向に延びる周囲領域１７，１７ａを備えている。

下側の舵板区間２０は図５に示すごとく、左右逆の横断面プロファイル２２を備えている。この横断面プロファイル２２は前縁２１から後縁３０まで延び、最大プロファイル厚さ２３までは面がテーパ状に広がっている。この前側の面２４には、後縁３０の方に延びる面２５が接続している。この面は後縁３０の方へ先細になっている。前側の面２４は舵板１００の縦方向に延びる中心線Ｍ２によって、２つの面区間２４ａ，２４ｂに分割されている。この面区間は異なる大きさを有する。その際、大きな面区間２４ｂは右舷側にあり、小さな面区間２４ａは左舷側にある。後側の面２５は同様に中心線Ｍ２によって２つの面区間２５ａ，２５ｂに分割されている。両面区間２５ａ，２５ｂは同じ大きさで、同じ形を有する。

下側舵板区間２０の横断面プロファイル２２のプロペラ側の両面区間２４ａ，２４ｂは、曲率のゆるやかな弧状部２６′ときつく湾曲した弧状部２６′ａを有する周囲領域２６，２６ａを備えている。この場合、プロペラ２２０とは反対側の、下側舵板区間２０の横断面プロファイル２２の面２５ａ，２５ｂは、接線方向に延びる周囲領域２７，２７ａを備えている。

きつく湾曲した弧状部２６′ａを有する周囲領域２６ａを備えた面区間２４ｂは左舷側に設けられている。

両舵板区間１０，２０の形状および配置構造により、プロペラ２２０寄りの上側舵板区間１１の前縁１１は、中心線Ｍ１に対して左舷側に位置し、下側舵板区間２０の前縁２１は中心線Ｍ２に対して右舷側に位置する。この場合、両舵板区間１０，２０は舵板１００後側範囲の後縁３０で相互に接続している。

図２Ａ，２Ｂ，３，４，５では、舵板１００の両舵板区間１０，２０はその横断面プロファイル１２，２２が互いに次のように配置されている。すなわち、面区間１４ｂ，２４ｂの湾曲した弧状部１６′ａ，２６′ａの範囲において右舷側と左舷側に位置する舵板の側壁区間が、右舷側の横断面プロファイル１２の面区間１４ｂと、左舷側の横断面プロファイル２２の面区間２４ｂ寄りに位置し、それによって両舵板区間１０，２０の前縁１１，２１が左舷側と右舷側に位置するように配置されている。

しかし、本発明は次のような舵の形状も含む。すなわち、面区間１４ｂ，２４ｂの湾曲した弧状部１６′ａ，２６′ａの範囲において左舷側と右舷側に位置する舵板の側壁区間が、左舷側の横断面プロファイル１２の面区間１４ｂと、右舷側の横断面プロファイル２２の面区間２４ｂ寄りに位置し、それによって両舵板区間１０，２０の前縁１１，２１が右舷側と左舷側に位置するように、舵板１００の両舵板区間１０，２０の横断面プロファイル１２，２２が互いに配置されている、舵の形状も含む。

図６〜８に示した舵の形状の場合、船体が１１０で、舵トランク支承部が１２０で、舵板が１００で、そして舵柱が１４０で示してある。舵板１００にはフィン１３５が枢着されている。舵板１００は舵トランク支承部１２０の自由端１２０ｂを受け入れるための好ましくは円筒形の凹部１５５を備えている。

舵トランク支承部１２０は片持ち支承部として、舵板１００用の舵柱１４０を収容するための中央の内側長穴１２５を備えている。更に、舵トランク支承部１２０は舵柱端部に連結された舵板１００まで延びるように形成されている。舵トランク支承部１２０はその内側の穴１２５内に、舵柱１４０を支承するための軸受１５０を備えている。この場合、この軸受１５０は好ましくは舵トランク支承部１２０の下側範囲１２０ｂに設けられている。舵柱１４０は区間１４５を有するその一端１４０ｂが舵トランク支承部１２０から外に案内されている。舵柱１４０のこの延長した区間１４５の自由端は１７０のところで舵板１００に固定連結されている。この場合しかし、ここにも、プロペラ軸が交換されるときに、舵柱１４０からの舵板１００の取り外しを可能にする連結部が設けられている。その際、範囲１７０における舵柱１４０と舵板１００の連結部がプロペラ軸中心２００の上方に位置しているので、プロペラ軸を分解するためには、舵板１００を舵柱１４０から取り外すだけでよく、舵トランク支承部１２０から舵柱１４０を引き抜く必要はない。なぜなら、舵トランク支承部１２０の自由端１２０ｂと舵柱１４０の自由端がプロペラ軸中心の上方に位置しているからである。図６〜８に示したこの実施の形態の場合、舵柱１４０を支承するための唯一の内側軸受１５０が舵トランク支承部１２０内に設けられている。舵トランク支承部１２０の外壁における舵板１００のための他の軸受は省略されている。舵トランク支承部１２０の自由端１２０ｂを収容するために、舵板１００は１６０で示した窪みまたは凹部を備えている。

舵の場合、片持ち支承部としての舵トランク支承部１２０は、舵板１００用舵柱１４０を収容するための中央の内側の長穴を備えている。更に、舵トランク支承部１２０は舵柱端部に連結された舵板１００まで達するように形成され、その内側の穴１２５内に、舵柱１４０を舵トランク支承部１２０内で支承するための軸受１５０備えている。舵トランク支承部１２０はその自由端１２０ｂが舵板１００の凹部または窪み１６０内に達している。この場合、舵柱１４０はその端範囲１４０ｂの区間１４５が舵トランク支承部１２０から外に案内されている。舵柱１４０のこの延長した区間の自由端は舵板１００に連結されている。この場合、舵柱１４０と舵板１００の連結部はプロペラ軸中心２００の上方に位置している。舵トランク支承部１２０の端範囲１２０ｂには、好ましくは内側軸受１５０が設けられている。

本発明は、図に示した上記の実施の形態に限定されない。舵トランク支承部１２０と舵柱１４０の範囲内における軸受の配置構造の変形は、舵板１００内での円筒状窪み１６０の異なる形成と同様に、本発明の範囲内にある。本発明に従って形成された舵構造体は船舶にも浮遊するプラットホーム等にも適用可能である。

舵柱と、舵板に付設されたプロペラとを有する舵板を備えた舵構造体を示す図である。舵板の斜視図である。図２Ａの舵板の正面図である。舵板上側区間と舵板下側区間に横断面形状を記入した図２Ａの舵板を示す図である。舵の舵板上側区間の横断面プロファイルを上側から見た図である。舵の舵板下側区間の横断面プロファイルを上側から見た図である。舵トランク支承部に支承された舵柱と、プロペラ軸中心の上方に位置する、舵板に対する舵柱の固定個所を備えた舵構造体を示す図である。図６のＶＩ−ＶＩ線に沿った垂直断面図である。舵柱と舵トランクの間の支承構造を概略的に示す図である。

符号の説明

１０，２０上下の区間
１１，２１前縁
１２横断面プロファイル
１３プロファイル厚さ
１４前側の面
１４ａ，１４ｂ面区間
１５後側の面
１５ａ，１５ｂ面区間
１６，１６ａ周囲領域
１６′ 弧状部
１６′ａ弧状部
１７，１７ａ周囲領域
２２横断面プロファイル
２３プロファイル厚さ
２４前側の面
２４ａ，２４ｂ面区間
２５後側の面
２５ａ，２５ｂ面区間
２６，２６ａ周囲領域
２６′ 弧状部
２６′ａ弧状部
２７，２７ａ周囲領域
３０後縁
１００舵板
１００ａ，１００ｂ側壁面
１２０舵トランク支承部
１２０ｂ自由端
１２５内側の長穴
１４０舵柱
１４０ｂ端範囲
１４５区間
１５０軸受
１６０凹部
２００プロペラ軸中心
２２０プロペラ
２２５プロペラ軸線
ＢＢ左舷
ＳＢ右舷
Ｍ１中心線
Ｍ２中心線

Claims

舵板（１００）と、舵に付設されかつ駆動可能なプロペラ軸（２２５）上に配置されたプロペラ（２２０）とを備えた、船舶用の舵において、舵板（１００）が上下に位置する２つの区間（１０，２０）を備え、プロペラ（２２０）寄りの区間の前縁（１１，２１）が互いにずれており、その際一方の前縁（１１）が左舷（ＢＢ）の方にずれ、他方の前縁（２１）が右舷（ＳＢ）の方にずれ、舵板（１００）の両側壁面（１００ａ，１００ｂ）がプロペラ（２２０）とは反対側の後縁（３０）で互いに接続していることと、片持ち支承部としての舵トランク支承部（１２０）が舵板（１００）用の舵柱（１４０）を収容するための中央の内側の長穴（１２５）を備え、かつ舵柱端部に連結された舵板（１００）内まで達するように形成され、舵柱（１４０）を支承するために、軸受（１５０）が舵トランク支承部（１２０）の内側の長穴（１２５）内に配置され、舵トランク支承部の自由端（１２０ｂ）が舵板（１００）の凹部、窪み（１６０）等内に達し、舵柱（１４０）がその端範囲（１４０ｂ）の区間（１４５）が舵トランク支承部（１２０）から外に案内され、この区間（１４５）の端部が舵板（１００）に連結され、この場合舵板（１００）と舵トランク支承部（１２０）の間に支承部が設けられておらず、舵柱（１４０）と舵板（１００）の連結部がプロペラ軸中心（２００）の上方に位置し、舵トランク支承部（１２０）に舵柱（１４０）を使用するための内側軸受（１５０）が舵トランク支承部（１２０）の端範囲に配置されていることを特徴とする舵。
舵板（１００）の舵板上側区間（１０）が横断面プロファイル（１２）を有し、この横断面プロファイルが、
a.) 前縁（１１）から後縁（３０）まで延び、最大プロファイル厚さ（１３）までテーパー状に広がっている前側の面（１４）と、
a1.) 前側の面（１４）に接続し、後縁（３０）の方へテーパー状に先細になっている後側の面（１５）と
によって形成され、この場合
a2.) 舵板（１００）の縦方向に延びる中心線（Ｍ１）によって形成された前側の両面区間（１４ａ；１４ｂ）が異なる大きさを有し、
a3.) この両面区間のうち、大きい方の面区間（１４ａ）が左舷側にあり、
a4.) 小さい方の面区間（１４ｂ）が右舷側にあり、
a5.) 横断面プロファイル（１２）の後側範囲において中心線（Ｍ１）によって形成された両面区間（１５ａ，１５ｂ）が同一に形成されていることと、
舵板（１００）の舵板下側区間（２０）が横断面プロファイル（２２）を有し、この横断面プロファイルが、
b.) 前縁（２１）から後縁（３０）まで延び、最大プロファイル厚さ（２３）までテーパー状に広がっている前側の面（２４）と、
b1.) 前側の面（２４）に接続し、後縁（３０）の方へテーパー状に先細になっている後側の面（２５）と
によって形成され、この場合
b2.) 舵板（１００）の縦方向に延びる中心線（Ｍ２）によって形成された前側の両面区間（２４ａ；２４ｂ）が異なる大きさを有し、
b3.) この両面区間のうち、大きい方の面区間（２４ａ）が右舷側にあり、
b4.) 小さい方の面区間（２４ｂ）が左舷側にあり、
b5.) 横断面プロファイル（２２）の後側範囲において中心線（Ｍ２）によって形成された両面区間（２５ａ，２５ｂ）が同一に形成され、
それによって、プロペラ（２２０）寄りの舵板上側区間（１０）の前縁（１１）が中心線（Ｍ１）に対して左舷側に位置し、舵板下側区間（２０）の前縁（２１）が中心線（Ｍ２）に対して右舷側に位置していることを特徴とする、請求項１に記載の舵。
舵板上側区間（１０）の横断面プロファイル（１２）のプロペラ側の両面区間（１４ａ；１４ｂ）が、曲率のゆるやかな弧状部（１６′）と湾曲した弧状部（１６′ａ）を有する周囲領域（１６，１６ａ）を備え、舵板上側区間（１０）の横断面プロファイル（１２）の、プロペラ（２２０）とは反対側の両面区間（１５ａ，１５ｂ）が、接線方向に延びる周囲領域（１７，１７ａ）を備え、湾曲した弧状部（１６′ａ）を有する周囲領域（１６ａ）を備えた面区間（１４ｂ）が右舷側に位置していることを特徴とする、請求項１または２に記載の舵板。
舵板下側区間（２０）の横断面プロファイル（２２）のプロペラ側の両面区間（２４ａ；２４ｂ）が、曲率のゆるやかな弧状部（２６′）と湾曲した弧状部（２６′ａ）を有する周囲領域（２６，２６ａ）を備え、舵板下側区間（２０）の横断面プロファイル（２２）の、プロペラ（２２０）とは反対側の両面区間（２５ａ，２５ｂ）が、接線方向に延びる周囲領域（２７，２７ａ）を備え、湾曲した弧状部（２６′ａ）を有する周囲領域（２６ａ）を備えた面区間（２４ｂ）が左舷側に位置していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の舵板。
舵板（１００）には、フィン（１３５）が備え付けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の舵板。