JP2007326502A - Mariner type high-lift two-rudder device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マリナー型の高揚力二枚舵装置に関するものである。 The present invention relates to a Mariner type high lift two-wheel rudder device.
従来、船舶の操縦性および安全性を高めるために、一基の推進プロペラの後方に二枚の高揚力舵を配設し、それぞれの舵の舵角をいろいろ組み合わせることにより、推進プロペラの後流を利用して舵にいろいろな方向の推力ベクトルを発生させるようにし、加えて、舵一枚の場合よりも舵ブレードの必要面積および舵取機の力量を減らせるとともに、船体載貨容積を増やせるようにしたものが公開されている(例えば下記特許文献1参照)。
Conventionally, in order to improve the maneuverability and safety of a ship, two high-lift rudders have been installed behind one propulsion propeller, and the rudder angle of each rudder has been combined in various ways to wake the propeller. The thrust vector in various directions is generated by using the rudder, and in addition, the required area of the rudder blade and the power of the rudder can be reduced and the hull capacity can be increased compared to the case of a single rudder. (See, for example,
例えば図18〜図20に示すように、一基の推進プロペラ51の後方に、推進プロペラ51の回転軸心51aに対して対称となるように、吊下げ型の舵支持方式でもって、一対の左右舷高揚力舵52、53を配設したものがある。その各舵ブレード54、55は、側面が矩形をなし、水平断面輪郭が前方へ半円形状に突出した前縁部54a、55aと、前縁部54a、55aに連続して流線形に船首尾方向後方に向かって断面幅を最大幅まで増大させた後に最小幅部に向けて徐々に減少させた中間部54b、55bと、中間部54b、55bから連続して所定幅の後方端54c、55cに向けて比較的短い距離に亘って内外両舷側に徐々に断面幅を増大させた魚尾後縁部54d、55dとからなる形状を有している。また、各舵ブレード54、55の頂端部と底端部にはそれぞれ、両舷方向に張り出した頂端板54e、55eと底端板54f、55fとが備えられている。
For example, as shown in FIGS. 18 to 20, a pair of
尚、舵52、53はそれぞれの頂部を舵軸56、57により吊り下げられる構成になっている。
かかる構成の舵装置においては、模型船による試験では、例えば下記特許文献1の図10および図11に見られるように、従来の一枚舵の場合に比べて、舵面積を約61%にしても、船の操縦性の指標となる横推力がより大きく、かつ、舵角を与えたときの抗力がより大きくなる(すなわち前進推力がより小さくなる)ので、高い操縦性を発揮できることが判っている。さらに、超大型タンカーに適用した時の旋回性能およびジグザグ試験においても、例えば下記特許文献1の図12および図13に見られるように、同模型船試験のデータに基づくシミュレーションの結果、従来の一枚舵の場合よりも優れた性能を発揮することが判っている。さらに、30万トン型超大型タンカーに適用した時の推進性能においては、例えば下記特許文献1の図14および図15に見られるように、7m大型模型船による試験の結果、舵面積を従来の一枚舵の場合の約77%として、同等あるいはそれ以上の推進性能が得られることが判っている。
In addition, the
In a rudder apparatus having such a configuration, in a test using a model ship, for example, as seen in FIGS. 10 and 11 of
他方、従来より、舵の支持方式として、いわゆるマリナー型と呼ばれる支持形式があり、主として舵軸の径が大きくならずに済むという特長を有するために、特に大型船において広く用いられている。図20で示したような水平断面輪郭の舵ブレード54、55を有する高揚力舵をマリナー型の舵支持方式により支承する場合、図21〜図25に示すような構成が用いられている。
On the other hand, conventionally, as a rudder support system, there is a so-called Mariner type support system, which has a feature that the diameter of the rudder shaft does not need to be increased. When a high lift rudder having
すなわち、船尾船殻58から舵ブレード59のほぼ中央あたりまで下方に突出したホーン60が設けられ、舵ブレード59の頂部が舵軸61に懸吊固定され、舵軸61の頂部が舵取機62により回転自在に支承されている。ホーン60は、舵ブレード59の頂部における舵軸61の部位と舵ブレード59の上下方向ほぼ中央部に設けられたピントル63とを、それぞれ舵軸軸受64およびピントルガジョン65を介してラジアル方向に支承するものである。
That is, a
図22〜図25に、舵ブレード59およびホーン60の各レベルにおける水平断面輪郭の形状を示す。
すなわち、ピントルガジョン65の頂部より上方のレベルにおけるホーン60および舵ブレード59の水平断面輪郭は、図23に示すように、ホーン60の前縁部60aが半円形状をなすとともに、前縁部60aに連続する中間部60bが流線形に船首尾方向後方に向かって断面幅を徐々に増大して最大幅に達し、その後に徐々に断面幅を減じて後端部60cに達し、そして、ホーン60の後端部60cに所定の間隙をもって対向する舵ブレード59が、舵軸61の中心と同心の半円形を有する前端部59aと、ホーン60の後端部60cの断面輪郭の延長として断面幅を最小幅部まで徐々に減少させた中間部59bと、中間部59bに連続して所定幅の後方端59cに向けて比較的短い距離に亘って両舷側に徐々に断面幅を増大させた魚尾後縁部59dとからなる形状を有する。
22 to 25 show the shapes of horizontal cross-sectional contours at each level of the
That is, the horizontal cross-sectional contours of the
而して、図26に示すように、ホーン60の後端部60cには、舵ブレード59の所定の最大舵角Wまでの回転に対して上記後端部60cが干渉しないだけの切欠部60dを形成している。
Thus, as shown in FIG. 26, the
図22および図27に示すように、舵ブレード59の頂端部には、両舷方向に張り出した頂端板59eがホーン60の後端部60cと干渉しない前端部59aの部位から後方端59cまでに亘って設けられている。
As shown in FIGS. 22 and 27, at the top end of the
また、ホーン60のピントルガジョン65のレベルにおけるホーン60および舵ブレード59の水平断面輪郭は、図24に示すように、ホーン60の前縁部60aが半円形状をなすとともに、前縁部60aに連続する中間部60eが流線形に船首尾方向後方に向かって断面幅を徐々に増大して最大幅に達し、その後に徐々に断面幅を減じて、ピントル63と同心の半円形をなす後端部60fに繋がる形状を有する。そして、ホーン60の後端部60fに所定の間隙をもって対向する舵ブレード59が、ピントル63と同心の半円形の窪みを有する前端部59fと、ホーン60の後端部60fの水平断面輪郭の延長として断面幅を最小幅部まで徐々に減少させた中間部59gと、中間部59gに連続して所定幅の後方端59cに向けて比較的短い距離に亘って両舷側に徐々に断面幅を増大させた魚尾後縁部59dとからなる形状を有する。
Further, as shown in FIG. 24, the horizontal cross-sectional contours of the
また、ホーン60の下面より下方のレベルにおける舵ブレード59の水平断面輪郭は、図25に示すように、半円形状をなす前縁部59hと、前縁部59hに連続して流線形に船首尾方向後方に向かって断面幅を最大幅まで増大させた後に最小幅部まで徐々に減少させた中間部59iと、中間部59iに連続して所定幅の後方端59cに向けて比較的短い距離に亘って両舷側に徐々に断面幅を増大させた魚尾後縁部59dとからなる形状を有する。
Further, as shown in FIG. 25, the horizontal sectional contour of the
尚、舵ブレード59の底端部には、両舷方向に張り出すとともに両舷側端部を下方に若干屈折させた底端板59jが前縁部59hから後方端59cまでに亘って設けられている。
図18〜図20に示したように、一基の推進プロペラ51の後方に、推進プロペラ51の回転軸心51aに対して対称に、吊下げ型の舵支持方式でもって、一対の高揚力舵52、53を配設する構成のシステムを、例えば大型高速船(コンテナー船、LNG船など)など、より大きい舵を必要とする船に装備した場合、曲げモーメントの関係で舵軸56、57の直径が過大となる。また、それに伴って、舵ブレード54、55の断面厚さを必要以上に大きくする必要があり、このことは、抵抗を増大させるのみならず、舵構造を重厚なものにしなければならないという問題があった。
As shown in FIGS. 18 to 20, a pair of high lift rudder is provided behind the
従って、かかる大型高速船に対して、一基の推進プロペラの後方に二枚の高揚力舵を配設するというシステムを適用するためには、舵の支持方式を図21に示したようなマリナー型にすることが求められる。 Therefore, in order to apply a system in which two high lift rudders are arranged behind one propulsion propeller to such a large high-speed ship, the support system for the rudder is as shown in FIG. It is required to form.
マリナー型の舵支持方式にした場合、図22,図23に示すように、干渉を避けるために設けられた切欠部60dと舵ブレード59の前端部59aとの間に窪み67が形成されるため、大洋航行中、舵が中立位置にある状態において、上記窪み67の存在により、水流がホーン60から舵ブレード59に亘って表面に沿って流れる際、キャビテーションが発生し、これによる腐食および推進抵抗の増加が生じ易いという問題があった。
In the case of the mariner type rudder support system, as shown in FIGS. 22 and 23, a
上述した水平断面輪郭をもつ舵ブレード59は、通常の流線形断面輪郭を有する舵が舵角約40°以上になると失速して揚力が急減するのに対して、舵角約70°まで失速することなく揚力の発生が持続することが大きな特長である。したがって、マリナー型の舵支持方式において舵角約70°まで転舵可能なるようにすると、図26および図27に示すように、上記切欠部60dが大きくなり、これにより、舵中立位置において上記窪み67が大きくなり、より一段とキャビテーションを生じやすいという問題があった。
The
さらに、マリナー型の舵支持方式でもって舵二枚を配設する場合、上記窪み67の総長さが、舵一枚の場合に比べて、ほぼ2倍になるので、影響がより大きくなるという問題があった。
Furthermore, when two rudder are arranged with a mariner-type rudder support method, the total length of the
また、舵が吊下げ方式(図18〜図20参照)の場合は、二枚の舵52、53に舵角を与えたとき、推進プロペラ51の後流のほとんど全部を左右舷舵ブレード54、55によってベクトルの制御ができるので、大きな横推力および抗力を発生させることができ、船の操縦性が極めて高くなる。しかしながら、図21に示すように、マリナー型の舵支持方式でもって舵ブレード59とホーン60とを二組配設する場合は、舵ブレード59に舵角を与えたとき、左舷側と右舷側のホーン60の間およびその前方は舵ブレード59が存在しない空間領域となるため、推進プロペラ51からの後流のうち、上記空間領域を流れる部分は舵ブレード59によって制御することができず、そのまま前進推力として残る。従って、船の高い操縦性に寄与する一翼であるところの抗力が減少することを避けられないという問題があった。
When the rudder is a suspension type (see FIGS. 18 to 20), when the rudder angle is given to the two
従って、一基の推進プロペラ51の後方に、マリナー型の舵支持方式でもって、高揚力断面輪郭の舵ブレード59とホーン60とを二枚配設する場合、吊下げ方式により二枚の高揚力断面輪郭の舵ブレード54、55を配設する場合に得られる高い操縦性にできるだけ近付けるためには、推進性能を損なうことなく、より大きな横推力を発生させ得る手段を講じることが求められる。
Therefore, in the case where two
さらに、一基の推進プロペラの後方に二枚の高揚力舵を配設するという構成においては、船の旋回操縦において二枚の舵を同一方向にそれぞれの最大角度まで転舵するが、その際、例えば取舵の場合、左舷舵は左舷外舷方向に制限なく、例えば70°に転舵できるのに対して、他方の右舷舵は、干渉を避けるため、内舷方向すなわち左舷方向の最大舵角を例えば30°に制限される。この状態において推進プロペラの後流は二枚の舵の間に流入して、右舷舵ブレードの内舷側の魚尾後縁部において揚力を発生させるが、推進プロペラの後流の流束は回転しているので、推進プロペラが例えば後方から見て右方向(時計方向)に回転している場合、舵角の比較的小さい右舷舵においては、内舷側の魚尾後縁部の上半分には推進プロペラ後流が強く作用して揚力を発生するのに対して、魚尾後縁部の下半分には強く作用できず、推進プロペラの後流による揚力発生の効率が悪い。然るに、舵中立位置での船の航行時においては、上記右舷舵ブレードの内舷側の魚尾後縁部の下半分も粘性圧力抵抗を生じて、推進性能にとって負の効果をもたらす。逆に、面舵の場合は、左舷舵ブレードの内舷側の魚尾後縁部の上半分について同じことが生じる。すなわち、内舷側においては、左舷舵ブレードの魚尾後縁部の上半分および右舷舵ブレードの魚尾後縁部の下半分は、操縦性の向上にはあまり寄与しないにもかかわらず、推進性能にとっては負の要因になるという問題があった。 Furthermore, in the configuration in which two high lift rudders are arranged behind one propulsion propeller, the two rudders are steered in the same direction in the same direction to the respective maximum angles. For example, in the case of steering, the port rudder can be steered to 70 °, for example, without restriction in the port outer girder direction, whereas the other starboard rudder has a maximum rudder angle in the inner port direction, that is, the port direction, in order to avoid interference. Is limited to 30 °, for example. In this state, the wake of the propeller flows between the two rudders and generates lift at the fishtail trailing edge on the inner side of the starboard rudder blade, but the wake of the propeller propeller rotates. Therefore, when the propeller is rotating in the right direction (clockwise) when viewed from the rear, for example, in the starboard rudder with a relatively small rudder angle, the upper half of the rear tail of the fishtail While the flow acts strongly and generates lift, it cannot act strongly on the lower half of the rear tail of the fish tail, and the efficiency of generating lift due to the wake behind the propeller is poor. However, at the time of navigation of the ship in the rudder neutral position, the lower half of the fishtail trailing edge on the inner side of the starboard rudder blade also generates viscous pressure resistance, which has a negative effect on the propulsion performance. Conversely, in the case of a surface rudder, the same thing occurs for the upper half of the fishtail trailing edge on the inner side of the left rudder blade. In other words, on the inner side, the upper half of the fishtail trailing edge of the port rudder blade and the lower half of the right tail rudder blade fish tail do not contribute much to maneuverability, but for propulsion performance. There was a problem of becoming a negative factor.
本発明は、キャビテーションの発生を防止することが可能であり、さらに、操縦性能と推進性能との両方において卓越したマリナー型高揚力二枚舵装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a mariner type high lift twin rudder device that can prevent the occurrence of cavitation and is excellent in both steering performance and propulsion performance.
上記課題を解決するために、本第1発明におけるマリナー型高揚力二枚舵装置は、一基の推進プロペラの後方に、推進プロペラの回転軸心に対して対称となるように左右舷舵ブレードを配設し、
各舵ブレードに対してそれぞれ、船尾船殻から舵ブレードに向かって下方へ突出した左右舷ホーンを設け、
左右舷ホーンは、左右舷舵ブレードの頂部における舵軸の部位と上記舵ブレードの上下方向ほぼ中央部に設けられたピントルとを、舵軸軸受およびピントルガジョンを介して、ラジアル方向に支承しており、
上記ピントルガジョンの頂部より上方のレベルにおける各ホーンの水平断面輪郭は、半円形状の前縁部と、前縁部から連続して流線形に船首尾方向後方に向かって断面幅を徐々に増大して最大幅に達した後に後端部に向かって徐々に断面幅を減じる中間部とからなる形状を有しており、
上記ピントルガジョンの頂部より上方のレベルにおける各舵ブレードの水平断面輪郭は、上記ホーンの後端部に所定の間隔をもって対向するとともに舵軸と同心の半円形を有する前端部と、上記ホーンの後端部の断面輪郭の延長として断面幅を徐々に減じて最小幅部に達する中間部と、中間部に連続して所定幅の後方端へ向けて舷方向に徐々に断面幅を増大させた魚尾後縁部とからなる形状を有しており、
上記ホーンの後端部が所定の最大舵角まで回転する舵ブレードに対して干渉しないだけの切欠部を有しており、
上記ホーンの下面より下方のレベルにおける各舵ブレードの水平断面輪郭は、半円形状の前縁部と、前縁部から連続して流線形に船首尾方向後方に向かって断面幅を徐々に増大して最大幅に達した後に後端部に向かって徐々に断面幅を減じて最小幅部に達する中間部と、中間部に連続して所定幅の後方端へ向けて舷方向に徐々に断面幅を増大させた魚尾後縁部とからなる形状を有しており、
左右舷舵ブレードの頂端部と底端部とにそれぞれ、両舷方向に所定長さをもって突出する頂端板と底端板とが設けられた舵装置において、
上記ホーンの後端部の切欠部によって形成される窪みを覆う遮蔽板がホーンの後端部の側面に設けられ、
上記遮蔽板は、弾性材料よりなり、舵ブレードの頂部からピントルの頂部までの上下長さにわたって、ホーンの後端部側面と舵ブレードの前端部側面との間が連続した外面となるように設けられているものである。
In order to solve the above-described problem, the mariner type high-lift twin-steering device according to the first aspect of the present invention has a left and right rudder blade so as to be symmetric with respect to the rotational axis of the propeller at the rear of one propeller. Arrange
For each rudder blade, left and right side horns projecting downward from the stern hull toward the rudder blade,
The left and right side horns support the rudder shaft part at the top of the left and right rudder blades and the pintle provided at the center of the rudder blade in the vertical direction in the radial direction via the rudder shaft bearings and pintle gulsion. And
The horizontal cross-sectional contour of each horn at the level above the top of the pintle gag is a semicircular front edge, and the cross-sectional width gradually toward the rear in the stern direction in a continuous streamline from the front edge. After having reached the maximum width by increasing, it has a shape consisting of an intermediate part that gradually reduces the cross-sectional width toward the rear end part,
The horizontal cross-sectional profile of each rudder blade at a level above the top of the pintle gudgeon is opposed to the rear end of the horn with a predetermined distance and has a semicircular front end concentric with the rudder shaft, As an extension of the cross-sectional contour of the rear end, the cross-sectional width was gradually decreased to gradually reach the minimum width, and the cross-sectional width was gradually increased in the heel direction toward the rear end of the predetermined width continuously from the intermediate part. It has a shape consisting of a fishtail rear edge,
The rear end of the horn has a notch that does not interfere with the rudder blade rotating to a predetermined maximum rudder angle;
The horizontal cross-sectional contour of each rudder blade at a level below the lower surface of the horn is a semicircular front edge, and gradually increases the cross-sectional width toward the rear in the bow-stern direction in a streamlined manner from the front edge. Then, after reaching the maximum width, gradually reduce the cross-sectional width toward the rear end and gradually reach the minimum width, and the cross-section gradually in the heel direction toward the rear end of the predetermined width continuously from the intermediate It has a shape consisting of a fish tail rear edge with increased width,
In the rudder apparatus provided with a top end plate and a bottom end plate that protrude with a predetermined length in both sides, respectively, on the top end portion and the bottom end portion of the left and right rudder blades,
A shielding plate that covers the depression formed by the notch at the rear end of the horn is provided on the side of the rear end of the horn,
The shielding plate is made of an elastic material, and is provided so that the outer surface between the rear end side surface of the horn and the front end side surface of the rudder blade is continuous over the vertical length from the top of the rudder blade to the top of the pintle. It is what has been.
これによると、船の航行時において舵ブレードが中立位置にあるとき、推進プロペラの後流は、ホーンの外面に沿って流れ、ホーンの外面から遮蔽板に沿って滑らかに舵ブレードの外面へ移行する。この際、ホーンの後端部の切欠部によって形成される窪みが遮蔽板によって覆われているため、上記窪みにおいて水流がキャビテーションを発生させることは防止され、キャビテーションによる腐食や損失抵抗の増大を防止することができる。 According to this, when the rudder blade is in the neutral position when the ship is sailing, the wake behind the propeller propeller flows along the outer surface of the horn and smoothly transitions from the outer surface of the horn along the shielding plate to the outer surface of the rudder blade. To do. At this time, since the recess formed by the notch at the rear end of the horn is covered with the shielding plate, the water flow is prevented from generating cavitation in the recess, thereby preventing corrosion and increase in loss resistance due to cavitation. can do.
また、船の操縦時において舵ブレードを回転させるとき、舵ブレードの動きに追従して遮蔽板が撓むため、舵ブレードの回転に支障を及ぼすことがない。
本第2発明におけるマリナー型高揚力二枚舵装置は、左右舷舵ブレードの各々に、遮蔽板と干渉しないように各舵ブレードの前端部近傍から後方端にわたって水平状にそれぞれ両舷方向へ突出する左舷中間突起板と右舷中間突起板とが設けられ、
上記左舷中間突起板と右舷中間突起板とは、推進プロペラの回転軌跡を示す円の上端を後方へ投影したレベルに位置し且つ上記底端板よりも上方に位置しているものである。
Further, when the rudder blade is rotated during ship operation, the shielding plate bends following the movement of the rudder blade, so that the rotation of the rudder blade is not hindered.
According to the second aspect of the present invention, the mariner-type high-lift two-rudder device projects horizontally in the both-sides direction from the vicinity of the front end of each rudder blade to the rear end so as not to interfere with the shielding plate. A port intermediate projection plate and a starboard intermediate projection plate are provided,
The port intermediate projection plate and the starboard intermediate projection plate are positioned at a level projected backward from the upper end of a circle indicating the rotation trajectory of the propeller and are positioned above the bottom end plate.
これによると、推進プロペラの回転軌跡を示す円の内側の水流の流速は上記円の外側の水流の流速よりも速く、このように上記円の内側の流速の速い水流がそれぞれ左右舷舵ブレードの中間突起板と底端板との間に閉じ込められて散逸することなく集中的に舵ブレードに作用する。 According to this, the flow velocity of the water flow inside the circle indicating the rotation trajectory of the propeller is faster than the flow velocity of the water flow outside the circle. It is confined between the intermediate projection plate and the bottom end plate and acts on the rudder blade in a concentrated manner without being dissipated.
舵ブレードに舵角を与えた(転舵した)時、船を操縦する力となる舵ブレードに発生する揚力の大きさは流速の二乗に比例し、また、舵ブレードの魚尾後縁部において水流が屈折することにより発生する揚力については流速に比例する。従って、中間突起板がない場合に比べて、中間突起板と底端板との上下間を通過する水流の流速が高くなり、これによって、より大きい揚力を発生させることができるため、船の操縦性がより一段と向上する。 When the steering angle is given to the rudder blade (steered), the magnitude of the lift generated in the rudder blade, which is the force for maneuvering the ship, is proportional to the square of the flow velocity. The lift generated by refracting is proportional to the flow velocity. Therefore, compared to the case without an intermediate projection plate, the flow velocity of the water flow passing between the upper and lower portions of the intermediate projection plate and the bottom end plate is increased, which can generate a higher lift force, so that The property is further improved.
本第3発明におけるマリナー型高揚力二枚舵装置は、左右両舷の舵ブレードの内舷側にそれぞれ、前縁部から後方端にわたって水平状に内舷方向へ所定長さだけ突出する左舷内舷突起板および右舷内舷突起板が設けられ、
これら左舷内舷突起板および右舷内舷突起板は推進プロペラの回転軸心と同じレベルに位置しており、
推進プロペラは後方から見て左右いずれか一方向に回転し、
推進プロペラの回転軸心を通る水平面の上方において、左右一方の舵ブレードの後端部に、最小幅部から後方端に向けて両舷方向に徐々に断面幅を増大させた一方の両舷魚尾後縁部が設けられるとともに、左右他方の舵ブレードの後端部に、最小幅部から後方端に向けて外舷方向のみに徐々に断面幅を増大させた他方の外舷魚尾後縁部が設けられ、
上記推進プロペラの回転中心を通る水平面の下方において、左右一方の舵ブレードの後端部に、最小幅部から後方端に向けて外舷方向のみに徐々に断面幅を増大させた一方の外舷魚尾後縁部が設けられるとともに、左右他方の舵ブレードの後端部に、最小幅部から後方端に向けて両舷方向に徐々に断面幅を増大させた他方の両舷魚尾後縁部が設けられているものである。
The mariner-type high-lift two-rudder device according to the third aspect of the present invention is a port inner shaft that protrudes from the front edge portion to the rear end by a predetermined length in the inner shaft direction horizontally on the inner shaft side of the left and right rudder blades. Protrusion plate and starboard inner ridge projection plate are provided,
These port inner ridge protrusion plates and starboard inner ridge protrusion plates are located at the same level as the rotation axis of the propeller.
The propellers rotate in either the left or right direction when viewed from behind,
Above the horizontal plane that passes through the axis of rotation of the propeller, on the rear end of one of the left and right rudder blades, one side fishtail that gradually increases the cross-sectional width in both directions from the minimum width part toward the rear end A rear edge is provided, and at the rear end of the other left and right rudder blades, there is a rear edge of the other outer fishtail tail that gradually increases the cross-sectional width only in the outer cage direction from the minimum width portion toward the rear end. Provided,
Below the horizontal plane that passes through the center of rotation of the propeller, one outer casing is gradually increased in cross section only in the outer casing direction from the smallest width section toward the rear end at the rear end section of one of the left and right rudder blades. A fish tail rear edge is provided, and the other tail fish tail rear edge, which gradually increases the cross-sectional width in both directions from the minimum width part toward the rear end at the rear end part of the other left and right rudder blades. It is provided.
これによると、船の操縦時、左右いずれか片方又は両方の舵ブレードを内舷方向に転舵した場合、両舵ブレード間を回転しながら流れる推進プロペラの後流がより強く作用する部位に両舷魚尾後縁部が存在して水流を屈曲させる。例えば、推進プロペラが後方から見て時計方向に回転する場合、左舷舵ブレードに対しては、推進プロペラの回転軸心を通る水平面より下方に両舷魚尾後縁部が存在して水流を屈曲させ、また、右舷舵ブレードに対しては、上記回転軸心を通る水平面より上方に両舷魚尾後縁部が存在して水流を屈曲させる。さらに、両舷魚尾後縁部に作用する推進プロペラの後流のエネルギーは、左舷舵ブレードでは左舷内舷突起板と底端板との間に閉じ込められ、また、右舷舵ブレードでは右舷内舷突起板と右舷中間突起板との間に閉じ込められる。このようなことから、揚力の発生を効率的に行わせることができる。 According to this, when one or both of the left and right rudder blades are steered in the inner side during ship maneuvering, both sides of the propeller propeller that flows while rotating between the rudder blades are more strongly affected. There is a rear edge of the bream fish tail, which causes the water flow to bend. For example, when the propeller is rotated clockwise as viewed from the rear, both the left and right fishtail tail edges exist below the horizontal plane that passes through the axis of rotation of the propeller, causing the water flow to bend. In addition, for the starboard rudder blade, there is a rear edge of both fishtails above the horizontal plane passing through the rotational axis, and the water flow is bent. Furthermore, the wake energy of the propeller that acts on the trailing edge of both fishtails is confined between the portboard inner plate projection plate and the bottom end plate in the port rudder blade, and starboard inner port projection in the starboard rudder blade. It is confined between the plate and starboard intermediate projection plate. For this reason, lift can be generated efficiently.
また、船の航行時、左右両方の舵ブレードが中立位置にあるときは、両舵ブレード間において、推進プロペラの回転軸心を通る水平面より上方では、左舷舵ブレードには外舷魚尾後縁部による水流屈折がなく、従って、水流屈折による粘性圧力抵抗の増加がない。また、右舷舵ブレードの両舷魚尾後縁部における水流の屈折による粘性圧力抵抗の増加は、推進プロペラ後流のエネルギーが右舷内舷突起板と右舷中間突起板との間に閉じ込められることにより強められた、水流屈折による前進方向推力成分を有する舵力の発生によって相殺される。 In addition, when both the left and right rudder blades are in the neutral position during the navigation of the ship, the left rudder blade has a tail edge at the outer tail of the fishtail above the horizontal plane passing through the axis of rotation of the propeller. Therefore, there is no increase in viscous pressure resistance due to water refraction. In addition, the increase in viscous pressure resistance due to the refraction of the water current at the rear edge of the starboard rudder blades of the starboard rudder blade is strengthened by confining the energy behind the propeller propeller between the starboard inner and upper starboard projection plates. This is offset by the generation of steering force having a forward thrust component due to water refraction.
また、推進プロペラの回転軸心を通る水平面より下方では、逆に、右舷舵ブレードには外舷魚尾後縁部による水流屈折がなく、従って、水流屈折による粘性圧力抵抗の増加がない。また、左舷舵ブレードの両舷魚尾後縁部における水流の屈折による粘性圧力抵抗の増加は、同様に、推進プロペラ後流のエネルギーが左舷内舷突起板と底端板との間に閉じ込められることにより強められた、水流屈折による前進方向推力成分を有する舵力の発生によって相殺される。このようなことから、舵装置全体としての推進抵抗の増加を避けることができる。 On the other hand, below the horizontal plane passing through the axis of rotation of the propeller, the starboard rudder blade does not have water refraction due to the outer edge of the outer fishtail, and therefore there is no increase in viscous pressure resistance due to water refraction. In addition, the increase in viscous pressure resistance due to the refraction of the water flow at the tail edge of the left and right fishtails of the port rudder blades is similar to the fact that the energy of the propeller propeller wake is confined between the port ridge projection plate and the bottom end plate. This is offset by the generation of rudder force having a forward thrust component due to water refraction. For this reason, it is possible to avoid an increase in propulsion resistance as the entire rudder device.
本第4発明におけるマリナー型高揚力二枚舵装置は、左右両舷の舵ブレードの内舷側にそれぞれ、推進プロペラの回転軸心とほぼ同じレベルに、前縁部から後方端にわたってほぼ水平状に内舷方向へ突出する左舷内舷翼突起板および右舷内舷翼突起板が設けられ、
上記左舷および右舷内舷翼突起板はそれぞれ、ほぼ前半部分が推進プロペラの回転軸心の近傍まで内舷方向へ突出しているとともに、垂直断面輪郭が翼状に形成され、かつ、後半部分が内舷方向へ所定長さ突出する板状に形成され、
左舷内舷翼突起板と右舷内舷翼突起板とのいずれか一方の翼突起板の翼状部分は、上向き方向の成分をもって入射する推進プロペラの後流に対して、発生する前進方向推力と抗力の比が最大となる揚力を発生するような迎え角を有し、
他方の翼突起板の翼状部分は、下向き方向の成分をもって入射する推進プロペラの後流に対して、発生する前進方向推力と抗力の比が最大となる揚力を発生するような迎え角を有
するものである。
In the fourth aspect of the present invention, the mariner-type high-lift two-rudder device is disposed on the inner shaft side of the left and right rudder blades at approximately the same level as the rotation axis of the propeller, and substantially horizontally from the front edge to the rear end. A port inner wing projection plate and a starboard inner wing projection plate protruding in the inner wing direction are provided,
Each of the port and starboard inner wing projection plates has a substantially first half portion protruding in the inner ridge direction to the vicinity of the rotation axis of the propeller, a vertical cross-sectional contour is formed in a wing shape, and the second half portion is an inner ridge. It is formed in a plate shape that protrudes a predetermined length in the direction,
The wing-shaped part of either the left inner wing projection plate or the left inner wing projection plate is the forward thrust and drag generated against the wake of the propeller that is incident with an upward component. Has an angle of attack that generates lift that maximizes the ratio of
The wing-shaped part of the other blade projection plate has an angle of attack that generates lift that maximizes the ratio of forward thrust and drag against the wake of a propeller that is incident with a downward component. It is.
これによると、船の航行時、左右両舵ブレードが中立位置にある場合、推進プロペラの後流は、上記両舵ブレードの間を回転しながら後方に流れ、左舷内舷翼突起板の翼状部および右舷内舷翼突起板の翼状部においてそれぞれ前進方向推力と抗力との比が最大となる揚力を発生する。これにより推進性能を向上させることができる。 According to this, when the left and right rudder blades are in the neutral position during the navigation of the ship, the wake of the propeller propellers flows backward while rotating between the rudder blades, and the wings of the portside inner blade projection plate In addition, a lift force that maximizes the ratio of the thrust in the forward direction and the drag force is generated in the wing-like portion of the starboard inner wing projection plate. Thereby, propulsion performance can be improved.
さらに、左舷内舷翼突起板および右舷内舷翼突起板は、上記第3発明における左舷内舷突起板および右舷内舷突起板と同様の作用効果を有するため、上記第3発明と同様に船の操縦性を効率的に高めるとともに、船の航行時に推進抵抗の増加を避けることができる。 Further, the port inner wing projection plate and starboard inner wing projection plate have the same operational effects as the port inner wing projection plate and starboard inner wing projection plate in the third invention, and therefore, as in the third invention. As a result, it is possible to efficiently improve the maneuverability of the vehicle and to avoid an increase in propulsion resistance when the ship navigates.
以上のように本発明によれば、マリナー型の舵支持方式による高揚力二枚舵装置において従来避け得なかった、ホーンの後端部の切欠部が大きくなり、かつ、その総長さが長くなることにより生じるキャビテーションの弊害が大きくなるという問題を、弾性材料よりなる遮蔽板で切欠部の窪みを覆うようにしたことにより、解決することができる。これにより、キャビテーションによる腐食や推進抵抗の増加を防ぐことができる。 As described above, according to the present invention, the notch portion at the rear end portion of the horn, which was conventionally unavoidable in the high lift two-steering device using the mariner-type rudder support method, is increased, and the total length thereof is increased. The problem that the adverse effects of cavitation caused by this increase can be solved by covering the recess of the notch with a shielding plate made of an elastic material. Thereby, corrosion due to cavitation and increase in propulsion resistance can be prevented.
また、左右舷中間突起板を設けたことにより、船の操縦時において、推進プロペラの後流のエネルギーを散逸させることなく集中的に舵ブレードに作用させることができるため、より大きい揚力を発生させて操縦性をより一段と向上させることができる。 In addition, the provision of the left and right intermediate projection plates allows the rudder blade to be acted on intensively without dissipating the energy behind the propeller when maneuvering the ship, generating higher lift. Therefore, the maneuverability can be further improved.
また、船の操縦時、最大角度が比較的小さい内舷方向への転舵に対しても、回転する推進プロペラの後流から非常に効果良く大きな揚力を発生させることができる。さらに、舵ブレードを中立位置にして船を航行させている時の粘性圧力抵抗が減少し、推進性能を犠牲にすることなく、操縦性能を向上させることができる。 In addition, when a ship is operated, a large lift can be generated very effectively from the wake of a propulsion propeller that rotates, even for steering in the inner shaft direction where the maximum angle is relatively small. Furthermore, the viscous pressure resistance when navigating the ship with the rudder blade in the neutral position is reduced, and the maneuverability can be improved without sacrificing the propulsion performance.
また、船の航行時、左右両舵ブレードが中立位置にある場合、推進プロペラの後流は、左舷内舷翼突起板と右舷内舷翼突起板との各翼状部においてそれぞれ、前進方向推力と抗力との比が最大となる揚力を発生する。これにより推進性能を向上させることができる。 In addition, when the left and right rudder blades are in the neutral position when the ship is sailing, the wake of the propeller is the forward thrust and the forward thrust in the wings of the port inner wing projection plate and starboard inner wing projection plate, respectively. Generates lift that maximizes the ratio to drag. Thereby, propulsion performance can be improved.
以下、本発明の第1の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図4に示すように、一基の推進プロペラ1の後方に、推進プロペラ1の回転軸心1aに対して左右対称となるように、左舷舵ブレード2および右舷舵ブレード3を配設しており、左右舷舵ブレード2、3の前側上半部に対向してそれぞれ、船尾船殻4から左右舷舵ブレード2、3のほぼ中央あたりまで下方へ左舷ホーン5および右舷ホーン6を突出している。左右舷舵ブレード2、3はそれぞれ頂部を左右舷舵軸7、8に懸吊固定され、左右舷舵軸7、8はそれぞれ頂部を左右舷舵取機9、10によって回転自在に支承されている。左右舷ホーン5、6はそれぞれ、舵ブレード2、3の頂部における左右舷舵軸7、8の部位と左右舷舵ブレード2、3の上下方向ほぼ中央部に設けられた左右舷ピントル11、12とを、それぞれ左右舷舵軸軸受13、14および左右舷ピントルガジョン15、16を介して、ラジアル方向に支承している。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 4, the
尚、左右舷舵ブレード2、3および左右舷ホーン5、6の水平断面輪郭は、左右舷において対称であり、先に図22〜図25において説明した従来技術と基本的に同様であるので、説明を省略する。
The horizontal cross-sectional contours of the left and
左右舷ピントルガジョン15、16の頂部より上方のレベルにおいて、左右舷ホーン5、6の水平断面輪郭は、図3に示すように、前縁部5a、6aが半円形状をなすとともに、前縁部5a、6aに連続する中間部5b、6bが流線形に船首尾方向後方に向かって断面幅を徐々に増大して最大幅に達し、その後に徐々に断面幅を減じて後端部5c、6cに達している。また、左右舷ホーン5、6の後端部5c、6cに所定の間隙をもって対向する左右舷舵ブレード2、3の水平断面輪郭は、左右舷舵軸7、8と同心の半円形を有する前端部2a、3aと、左右舷ホーン5、6の後端部5c、6cの断面輪郭の延長として断面幅を徐々に減じて最小幅部に達する中間部2b、3bと、中間部2b、3bに連続して所定幅の後方端2c、3cに向けて比較的短い距離に亘って両舷側に徐々に断面幅を増大させた魚尾後縁部2d、3dとからなる形状を有している。
As shown in FIG. 3, the horizontal cross-sectional contours of the left and
さらに、図4に示すように、左右舷ホーン5、6の後端部5c、6cは、所定の最大舵角まで回転する左右舷舵ブレード2、3に対して干渉しないだけの切欠部5d、6dを左右一対有している。これら切欠部5d、6dの大きさは、左右舷舵ブレード2、3を何度まで回転させられるようにするかによって決まるが、本発明の実施の形態における舵ブレード2、3の水平断面輪郭では、舵角35〜40°付近で発生する揚力が最大となったあと、若干減少はするものの、舵角70°あたりまでそのままの揚力が持続し、高い操縦性を発揮するので、一例として、図4では、外舷方向への転舵に対しては最大舵角Wを70°まで取れるようにした場合について示している。なお、左右舷舵ブレード2、3のそれぞれ内舷方向への最大転舵角度は、二枚の舵ブレード2、3の間の相互干渉を避けるように定められるが、本発明の実施の形態においては一例として30°を選択している。尚、図3に示すように、上記切欠部5d、6dによって、左右舷ホーン5、6の後端部5c、6cの両側面と左右舷舵ブレード2、3の前端部2a、3aの両側面との間に窪み20が形成される。
Further, as shown in FIG. 4, the
さらに、この部分の左右舷舵ブレード2、3の頂端部にそれぞれ、前端部2a、3aの近傍から後方端2c、3cまでにわたって両舷方向に張り出した頂端板2e、3eを設けている。
Further,
また、左右舷ホーン5、6の左右舷ピントル11、12のレベルにおける左右舷ホーン5、6および左舷舵ブレード2、3の水平断面輪郭として、左右舷ホーン5、6の前縁部5a、6a、中間部5b、6b、後端部5e、6e、および、左右舷舵ブレード2、3の前端部2f、3f、中間部2g、3g、所定幅の後方端2c、3c、魚尾後縁部2d、3dは、先に従来技術において図24で説明したものと同様の構成であるので、説明を省略する。
Further, as the horizontal cross-sectional contours of the left and
また、左右舷ホーン5、6の下面より下方のレベルにおける左右舷舵ブレード2、3の水平断面輪郭として、前縁部2h、3h、中間部2i、3i、所定幅の後方端2c、3c、魚尾後縁部2d、3dは、先に従来技術において図25で説明したものと同様の構成であるので、説明を省略する。尚、この部分の左右舷舵ブレード2、3の底端部にそれぞれ、前縁部2h、3hから後方端2c、3cまでにわたって両舷方向に張り出すとともに側端部を下方に若干屈折させた底端板2j、3jを設けている。
Further, as horizontal cross-sectional contours of the left and
図1〜図4に示すように、左右舷ホーン5、6の後端部5c、6cの外舷側面および内舷側面のそれぞれには、左右舷舵ブレード2、3の頂部から左右舷ピントル11、12の頂部までの長さにわたって、左右舷ホーン5、6の後端部5c、6cの側面と左右舷舵ブレード2、3の前端部2a、3aの側面との間が連続した外面となるように上記切欠部5d、6dによる窪み20を覆う左舷遮蔽板17および右舷遮蔽板18が設けられている。これら左舷遮蔽板17および右舷遮蔽板18はそれぞれ、弾性材料(例えばニトリルゴム)からなり、複数のボルト等によって左右舷ホーン5、6に装着されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, left and
以下、上記した構成における作用を説明する。
図3に示すように、船の航行時において左右舷舵ブレード2、3が中立位置にあるときは、推進プロペラ1の後流は、左右舷ホーン5、6の前縁部5a、6aから中間部5b、6bの左右舷側の表面を通り、左右舷遮蔽板17、18の各外側面により形成される連続した外面を通り、左右舷舵ブレード2、3の中間部2b、3bの表面に沿って流線形に流れる。この際、上記切欠部5d、6dにより形成される窪み20が左右舷遮蔽板17、18によって覆われているため、上記窪み20において水流がキャビテーション渦を発生することは防止される。このようにキャビテーションの発生を防止することができるため、腐食や推進抵抗の発生を抑制することができる。
Hereinafter, the operation of the above-described configuration will be described.
As shown in FIG. 3, when the left and
また、図4に示すように、船の操縦時において舵ブレード2、3に舵角を与えるときは、舵ブレード2、3の回転に追従して遮蔽板17、18が撓むため、舵ブレード2、3の回転には支障がない。
Further, as shown in FIG. 4, when giving a rudder angle to the
次に、本発明における第2の実施の形態を図5〜図8に基いて説明する。尚、先述した第1の実施の形態で図1〜図4において説明した部材と同じ構成のものについては、同一番号を付して説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the thing of the same structure as the member demonstrated in FIGS. 1-4 in 1st Embodiment mentioned above, the same number is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図5〜図7に示すように、左右舷舵ブレード2、3には、前端部2a、3aの近傍から後方端2c、3cに亘ってほぼ水平にそれぞれ両舷方向に所定の長さだけ突出する左舷中間突起板2kと右舷中間突起板3kとが設けられている。これら左舷中間突起板2kと右舷中間突起板3kとは、推進プロペラ1の回転軌跡を示す円21の上端を後方へ投影したレベルに位置し、且つ、頂端板2e、3eと底端板2j、3jとの上下間に位置している。
As shown in FIGS. 5 to 7, the left and
尚、図8に示すように、上記左舷中間突起板2kと右舷中間突起板3kとの前端部は、左右舷舵ブレード2、3を最大舵角Wとして例えば70°まで回転させても左右舷遮蔽板17、18と干渉しないように、舵ブレード2、3の前端部2a、3aよりも一定距離だけ後退している。
As shown in FIG. 8, the front end portions of the left port
以下、上記した構成における作用を説明する。
推進プロペラ1の回転軌跡を示す円21の内側の水流(プロペラ後流)の流速は上記円21の外側の水流の流速よりも速く、このように円21の内側の流速の速い水流がそれぞれ左右舷舵ブレード2、3の左右舷中間突起板2k、3kと底端板2j、3jとの間に閉じ込められて散逸することなく集中的に舵ブレード2、3に作用する。
Hereinafter, the operation of the above-described configuration will be described.
The flow velocity of the water flow inside the
舵ブレード2、3に舵角を与えたときに、船を操縦する力となる舵ブレード2、3に発生する揚力の大きさは、翼に発生する揚力と同様に、流速の二乗に比例し、また、舵ブレード2、3の魚尾後縁部2d、3dにおいて水流が屈折することにより発生する揚力については流速に比例する。
When the
従って、左右舷中間突起板2k、3kがない場合に比べて、左右舷中間突起板2k、3kと底端板2j、3jとの上下間を通過する水流の流速が高くなり、これによって、より大きい揚力を発生させることができるため、船の操縦性がより一段と向上する。
Therefore, compared with the case where the left and right side
次に、本発明における第3の実施の形態を図9〜図13に基いて説明する。尚、先述した第1および第2の実施の形態で図1〜図8において説明した部材と同じ構成のものについては、同一番号を付して説明を省略する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the thing of the same structure as the member demonstrated in FIGS. 1-8 in 1st and 2nd embodiment mentioned above, the same number is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
推進プロペラ1は後方から見て時計方向(すなわち請求項3における一方向に相当)に回転する。
図9〜図12に示すように、左右舷舵ブレード2、3の内舷側にはそれぞれ、左舷内舷突起板2mと右舷内舷突起板3mとが設けられている。これら左舷内舷突起板2mと右舷内舷突起板3mとは、左右舷舵ブレード2、3の前縁部2h、3hから後方端2c、3cまでに亘ってほぼ水平に内舷方向に所定の長さだけ突出しており、推進プロペラ1の回転軸心1a(回転中心)と同じレベルに位置している。
The
As shown in FIGS. 9 to 12, a left inner
左右舷舵ブレード2、3の左右舷中間突起板2k、3kから底端板2j、3jまでの間の水平断面輪郭は、それぞれ次のように構成されている。
すなわち、図12,図13に示すように、前縁部2h、3hが半円形状をなすとともに、前縁部2h、3hに連続する中間部2i、3iが流線形に船首尾方向後方へ向かって断面幅を徐々に増大して最大幅に達し、その後に徐々に断面幅を減じて最小幅部に達している。
The horizontal cross-sectional contours of the left and
That is, as shown in FIGS. 12 and 13, the
左舷舵ブレード2(左右他方の舵ブレードに相当)の上記最小幅部よりも後方範囲の水平断面輪郭は、図10に示す左舷中間突起板2kと左舷内舷突起板2mとの上下間の範囲L1において、図12に示すように中間部2iの最小幅部に連続して所定幅の後方端2nに向けて比較的短い距離に亘って外舷方向にのみ徐々に断面幅を増大させた左外舷魚尾後縁部2o(他方の外舷魚尾後縁部に相当)を有している。また、図10に示す左舷内舷突起板2mと底端板2jとの上下間の範囲L2においては、図13に示すように中間部2iの最小幅部に連続して所定幅の後方端2pに向けて比較的短い距離に亘って両舷方向に徐々に断面幅を増大させた左両舷魚尾後縁部2q(他方の両舷魚尾後縁部に相当)を有している。
The horizontal cross-sectional profile in the rear range of the port rudder blade 2 (corresponding to the other left and right rudder blades) is the range between the upper and lower sides of the port
また、右舷舵ブレード3(左右一方の舵ブレードに相当)の上記最小幅部よりも後方範囲の水平断面輪郭は、図11に示す右舷中間突起板3kと右舷内舷突起板3mとの上下間の範囲R1において、図12に示すように中間部3iの最小幅部に連続して所定幅の後方端3nに向けて比較的短い距離に亘って両舷方向に徐々に断面幅を増大させた右両舷魚尾後縁部3o(一方の両舷魚尾後縁部に相当)を有している。また、図11に示す右舷内舷突起板3mと底端板3jとの上下間の範囲R2においては、図13に示すように中間部3iの最小幅部に連続して所定幅の後方端3pに向けて比較的短い距離に亘って外舷方向にのみ徐々に断面幅を増大させた右外舷魚尾後縁部3q(一方の外舷魚尾後縁部に相当)を有している。
Further, the horizontal cross-sectional contour of the rearward range of the starboard rudder blade 3 (corresponding to one of the left and right rudder blades) from the minimum width portion is the vertical distance between the starboard
尚、図10,図11に示すように、上記左舷内舷突起板2mと右舷内舷突起板3mとはそれぞれ推進プロペラ1の回転軸心1aと同じレベルに位置しているため、左舷内舷突起板2mと右舷内舷突起板3mとの上方は、請求項3における推進プロペラ1の回転軸心1aを通る水平面の上方に相当し、また、上記左舷内舷突起板2mと右舷内舷突起板3mとの下方は、請求項3における推進プロペラ1の回転軸心1aを通る水平面の下方に相当する。
As shown in FIGS. 10 and 11, the port inner
また、各舵ブレード2、3の内舷方向への最大転舵角度は、それぞれ隣りの舵ブレード2、3との干渉を避けて効果的に舵力を発生し得るように、外舷方向への最大転舵角度(本発明の実施の形態においては70°)よりも小さく設定されており、本発明の実施の形態においては例えば30°としている。
Further, the maximum turning angle of the
以下、上記した構成における作用を説明する。
後方から見て時計方向(右方向)に回転する推進プロペラ1の後側に形成される流れ(後流)の流束は、推進プロペラ1と同方向に回転しながら左右舷舵ブレード2、3の間に流入する。従って、推進プロペラ1の後流は、推進プロペラ1の回転軸心1aを通る水平面の上方(すなわち内舷突起板2m、3mの上方)において、図12に示すように後方に向かって右向きのベクトルでもって左右舷舵ブレード2、3の間に流入するとともに、上記回転軸心1aを通る水平面の下方(すなわち内舷突起板2m、3mの下方)において、図13に示すように後方に向かって左向きのベクトルでもって左右舷舵ブレード2、3の間に流入する。
Hereinafter, the operation of the above-described configuration will be described.
The flow (rear flow) flux formed on the rear side of the
従って、舵ブレード2、3の内舷方向への最大転舵角度が比較的小さいことと、推進プロペラ1の後流の方向とを斟酌するとき、推進プロペラ1の後流は、左舷舵ブレード2の後端部に対して、上記推進プロペラ1の回転軸心1aを通る水平面の下半分(図13参照)に比較的強く作用して大きい舵力を発生し得るが、上半分(図12参照)に対しては上記下半分よりも弱く作用する。
Therefore, when the maximum turning angle of the
同時に、上記推進プロペラ1の後流は、右舷舵ブレード3の後端部に対して、推進プロペラ1の回転軸心1aを通る水平面の上半分(図12参照)には比較的強く作用して大きい舵力を発生し得るが、下半分(図13参照)に対しては上記上半分よりも弱く作用する。
At the same time, the wake of the
一般的に、航行時、舵ブレード2、3が中立位置にあるときは、舵ブレード2、3の後端部に魚尾後縁部(例えば図3の魚尾後縁部2d、3d参照)が設けられていると、粘性圧力抵抗の増加をもたらす。
In general, when the
すなわち、左舷舵ブレード2の内舷側において、もし推進プロペラ1の回転軸心1aを通る水平面よりも上半分に魚尾後縁部(例えば図3の魚尾後縁部2d参照)が存在するならば、或いは、右舷舵ブレード3の内舷側において、もし推進プロペラ1の回転軸心1aを通る水平面よりも下半分に魚尾後縁部(例えば図3の魚尾後縁部3d参照)が存在するならば、それら魚尾後縁部は、船の操縦時に舵力を効果的に発生させることにほとんど寄与せず、かえって航行時に粘性圧力抵抗を生じて推進効率を損なうことになる。
That is, on the inner side of the
このような問題に対して、本第3の実施の形態では、左舷舵ブレード2において、推進プロペラ1の回転軸心1aを通る水平面よりも下方に設けられた左両舷魚尾後縁部2q(図13参照)が内舷側と外舷側との両側へ突出しているのに対して、上記回転軸心1aを通る水平面よりも上方に設けられた左外舷魚尾後縁部2o(図12参照)が外舷側のみに突出している。
With respect to such a problem, in the third embodiment, in the
また、右舷舵ブレード3において、推進プロペラ1の回転軸心1aを通る水平面よりも上方に設けられた右両舷魚尾後縁部3o(図12参照)が内舷側と外舷側との両側へ突出しているのに対して、推進プロペラ1の回転軸心1aを通る水平面よりも下半分に設けられた右外舷魚尾後縁部3q(図13参照)が外舷側のみに突出している。
Further, in the
従って、船の操縦時においては、内舷方向に転舵する左舷舵ブレード2または右舷舵ブレード3に対して、推進プロペラ1の後流の流束は、舵ブレード2、3に対して強く当る部位、すなわち、左舷舵ブレード2に対しては図13に示すように推進プロペラ1の回転軸心1aのレベルより下方の部位において、左舷舵ブレード2の左両舷魚尾後縁部2qにて効果的に揚力を発生するとともに、右舷舵ブレード3に対しては図12に示すように推進プロペラ1の回転軸心1aのレベルより上方の部位において、右舷舵ブレード3の右両舷魚尾後縁部3oにて効果的に揚力を発生する。これにより、船の操縦性がさらに向上する。
Therefore, during the maneuvering of the ship, the wake flux of the
この際、上記推進プロペラ1の後流は、左舷内舷突起板2mと底端板2jとの上下間又は右舷内舷突起板3mと右舷中間突起板3kとの上下間に閉じ込められるため、上下方向への散逸が抑制される。
At this time, the wake of the
また、図12、図13に示すように左外舷魚尾後縁部2oと右外舷魚尾後縁部3qとはそれぞれ外舷側のみに突出しており内舷側には突出していないため、船の航行時、左右舷舵ブレード2、3が中立位置にあるときの粘性圧力抵抗が減少する。この際、上記左外舷魚尾後縁部2oと右外舷魚尾後縁部3qとは、船の操縦時に舵力を効果的に発生させることにほとんど寄与しないため、内舷側には突出していなくても操縦性にほとんど影響しない。
Further, as shown in FIGS. 12 and 13, the left outer rod fish tail trailing edge 2o and the right outer rod fish
さらに、船の航行時、左右舷舵ブレード2、3が中立位置にある場合、左舷舵ブレード2と右舷舵ブレード3との間を回転しながら後方へ流れる推進プロペラ1の後流は、比較的に強く当る部位である左舷舵ブレード2の左両舷魚尾後縁部2qおよび右舷舵ブレード3の右両舷魚尾後縁部3oにおいて、水流屈折により前進方向への推力成分を有する舵力を発生する。この前進方向への推力成分の発生が両舷魚尾後縁部2q、3oにおける粘性圧力抵抗の増加を相殺する。
Furthermore, when the left and
また、左右舷内舷突起板2m、3mは、推進プロペラ1の回転する後流を整流するため、推進効率が向上する。
従って、上記のようなことから、本実施の形態では、船の操縦時には操縦性の更なる向上をもたらすとともに、船の航行中、推進抵抗の増加が避けられる。
Further, since the left and right inner
Therefore, as described above, in the present embodiment, the maneuverability is further improved during the maneuvering of the ship, and an increase in propulsion resistance can be avoided during the navigation of the ship.
上記第3の実施の形態では、推進プロペラ1は後方から見て時計方向(右方向)に回転しているが、反時計方向(左方向)に回転するように設計した場合、推進プロペラ1の後流は、推進プロペラ1の回転軸心1aを通る水平面の上方において、図12に示す矢印の向きとは反対、すなわち後方に向かって左向きのベクトルとなり、回転軸心1aを通る水平面の下方において、図13に示す矢印の向きとは反対、すなわち後方に向かって右向きのベクトルとなる。
In the third embodiment, the
したがって、上記のように推進プロペラ1が反時計方向に回転する設計の場合では、左両舷魚尾後縁部2qと右外舷魚尾後縁部3qとは、図13に示した推進プロペラ1の回転軸心1aを通る水平面よりも下方ではなく、この水平面よりも上方に設けられる。また、左外舷魚尾後縁部2oと右両舷魚尾後縁部3oとは、図12に示した推進プロペラ1の回転軸心1aを通る水平面よりも上方ではなく、この水平面よりも下方に設けられる。
Therefore, in the case where the
次に、本発明における第4の実施の形態を図14〜図17に基いて説明する。尚、先述した第1〜第3の実施の形態で図1〜図13において説明した部材と同じ構成のものについては、同一番号を付して説明を省略する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the thing of the same structure as the member demonstrated in FIGS. 1-13 in the 1st-3rd embodiment mentioned above, the same number is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図15〜図17に示すように、先述した第3の実施の形態における左舷内舷突起板2mと右舷内舷突起板3mとの代りに、左舷内舷翼突起板2rおよび右舷内舷翼突起板3rが設けられている。左舷内舷翼突起板2rおよび右舷内舷翼突起板3rのそれぞれほぼ前半部分には、左舷および右舷舵ブレード2,3の回転時に相互干渉しない範囲において、推進プロペラ1の回転軸心1aに向かって内舷方向へ延長した左舷翼状部2sおよび右舷翼状部3sが形成されている。
As shown in FIGS. 15 to 17, instead of the left inner
また、左舷内舷翼突起板2rおよび右舷内舷翼突起板3rのそれぞれほぼ後半部分には、上記左舷翼状部2sおよび右舷翼状部3sに連続して、推進プロペラ1の回転軸心1aとほぼ同じレベルに、ほぼ水平に内舷方向へ所定の長さだけ突出した左舷板状部2tおよび右舷板状部3tが形成されている。
In addition, substantially in the latter half of each of the port inner
推進プロペラ1の回転方向が後方から見て時計回り(右回り)である場合、左舷内舷翼突起板2r(一方の翼突起板に相当)の左舷翼状部2sの垂直断面輪郭は、上向き方向の成分をもって入射する推進プロペラ1の後流に対して、発生する前進方向推力と抗力の比が最大となる揚力を発生するような迎え角αを有する翼断面形状に形成されている。
When the direction of rotation of the
また、右舷内舷翼突起板3r(他方の翼突起板に相当)の右舷翼状部3sの垂直断面輪郭は、下向き方向の成分をもって入射する推進プロペラ1の後流に対して、発生する前進方向推力と抗力の比が最大となる揚力を発生するような迎え角βを有する翼断面形状に形成されている。
Further, the vertical cross-sectional profile of the starboard wing-
以下、上記した構成における作用を説明する。
推進プロペラ1を後方から見て時計方向(右方向)に回転させ、左右舷舵ブレード2、3を中立位置にして、船を航行させている時、推進プロペラ1の後流の流束が左右舷舵ブレード2、3の間に回転しながら流入する。
Hereinafter, the operation of the above-described configuration will be described.
When the
上記後流は、推進プロペラ1の回転軸心1aを含む鉛直断面よりも左舷側において、流れの上向き方向の成分を有するので、左舷内舷翼突起板2rの左舷翼状部2sに迎え角αをもって入射し、左舷翼状部2sにおいて前進方向推力と抗力との比が最大となる揚力を発生する。また、上記後流は、推進プロペラ1の回転軸心1aを含む鉛直断面よりも右舷側において、流れの下向き方向の成分を有するので、右舷内舷翼突起板3rの右舷翼状部3sに迎え角βをもって入射し、右舷翼状部3sにおいて前進方向推力と抗力との比が最大となる揚力を発生する。これにより、船の航行時、この追加の推力により推進効率が高められる。
The wake has an upward flow component on the port side of the vertical cross section including the
上記第4の実施の形態では、推進プロペラ1は後方から見て時計方向に回転しているが、反時計方向(左方向)に回転してもよい。この場合、推進プロペラ1の後流は、左舷内舷翼突起板2rの左舷翼状部2sに対して下向き方向の成分をもって入射するとともに、右舷内舷翼突起板3rの右舷翼状部3sに対して上向き方向の成分をもって入射するため、左舷翼状部2sの迎え角αは上向きではなく下向きにとり、右舷翼状部3sの迎え角βは下向きではなく上向きにとる。
In the fourth embodiment, the
1 推進プロペラ
1a 回転軸心
2 左舷舵ブレード(他方の舵ブレード)
2a 前端部
2b 中間部
2c 後方端
2d 魚尾後縁部
2e 頂端板
2h 前縁部
2i 中間部
2j 底端板
2k 左舷中間突起板
2m 左舷内舷突起板
2n 後方端
2o 左外舷魚尾後縁部(他方の外舷魚尾後縁部)
2p 後方端
2q 左両舷魚尾後縁部(他方の両舷魚尾後縁部)
2r 左舷内舷翼突起板(一方の翼突起板)
2s 左舷翼状部
2t 左舷板状部
3 右舷舵ブレード(一方の舵ブレード)
3a 前端部
3b 中間部
3c 後方端
3d 魚尾後縁部
3e 頂端板
3h 前縁部
3i 中間部
3j 底端板
3k 右舷中間突起板
3m 右舷内舷突起板
3n 後方端
3o 右両舷魚尾後縁部(一方の両舷魚尾後縁部)
3p 後方端
3q 右外舷魚尾後縁部(一方の外舷魚尾後縁部)
3r 右舷内舷翼突起板(他方の翼突起板)
3s 右舷翼状部
3t 右舷板状部
4 船尾船殻
5 左舷ホーン
5a 前縁部
5b 中間部
5d 切欠部
6 右舷ホーン
6a 前縁部
6b 中間部
6d 切欠部
7 左舷舵軸
8 右舷舵軸
11 左舷ピントル
12 右舷ピントル
13 左舷舵軸軸受
14 右舷舵軸軸受
15 左舷ピントルガジョン
16 右舷ピントルガジョン
17 左舷遮蔽板
18 右舷遮蔽板
20 窪み
21 推進プロペラの回転軌跡を示す円
α,β 迎え角
1
2a
2r Port inner wing projection plate (one wing projection plate)
3a
3r starboard inner wing projection plate (the other wing projection plate)
3s starboard
Claims (4)
各舵ブレードに対してそれぞれ、船尾船殻から舵ブレードに向かって下方へ突出した左右舷ホーンを設け、
左右舷ホーンは、左右舷舵ブレードの頂部における舵軸の部位と上記舵ブレードの上下方向ほぼ中央部に設けられたピントルとを、舵軸軸受およびピントルガジョンを介して、ラジアル方向に支承しており、
上記ピントルガジョンの頂部より上方のレベルにおける各ホーンの水平断面輪郭は、半円形状の前縁部と、前縁部から連続して流線形に船首尾方向後方に向かって断面幅を徐々に増大して最大幅に達した後に後端部に向かって徐々に断面幅を減じる中間部とからなる形状を有しており、
上記ピントルガジョンの頂部より上方のレベルにおける各舵ブレードの水平断面輪郭は、上記ホーンの後端部に所定の間隔をもって対向するとともに舵軸と同心の半円形を有する前端部と、上記ホーンの後端部の断面輪郭の延長として断面幅を徐々に減じて最小幅部に達する中間部と、中間部に連続して所定幅の後方端へ向けて舷方向に徐々に断面幅を増大させた魚尾後縁部とからなる形状を有しており、
上記ホーンの後端部が所定の最大舵角まで回転する舵ブレードに対して干渉しないだけの切欠部を有しており、
上記ホーンの下面より下方のレベルにおける各舵ブレードの水平断面輪郭は、半円形状の前縁部と、前縁部から連続して流線形に船首尾方向後方に向かって断面幅を徐々に増大して最大幅に達した後に後端部に向かって徐々に断面幅を減じて最小幅部に達する中間部と、中間部に連続して所定幅の後方端へ向けて舷方向に徐々に断面幅を増大させた魚尾後縁部とからなる形状を有しており、
左右舷舵ブレードの頂端部と底端部とにそれぞれ、両舷方向に所定長さをもって突出する頂端板と底端板とが設けられた舵装置において、
上記ホーンの後端部の切欠部によって形成される窪みを覆う遮蔽板がホーンの後端部の側面に設けられ、
上記遮蔽板は、弾性材料よりなり、舵ブレードの頂部からピントルの頂部までの上下長さにわたって、ホーンの後端部側面と舵ブレードの前端部側面との間が連続した外面となるように設けられていることを特徴とするマリナー型高揚力二枚舵装置。 The left and right rudder blades are arranged behind the propulsion propeller so as to be symmetrical with respect to the rotation axis of the propeller.
For each rudder blade, left and right side horns projecting downward from the stern hull toward the rudder blade,
The left and right side horns support the rudder shaft part at the top of the left and right rudder blades and the pintle provided at the center of the rudder blade in the vertical direction in the radial direction via the rudder shaft bearings and pintle gulsion. And
The horizontal cross-sectional contour of each horn at the level above the top of the pintle gag is a semicircular front edge, and the cross-sectional width gradually toward the rear in the stern direction in a continuous streamline from the front edge. After having reached the maximum width by increasing, it has a shape consisting of an intermediate part that gradually reduces the cross-sectional width toward the rear end part,
The horizontal cross-sectional profile of each rudder blade at a level above the top of the pintle gudgeon is opposed to the rear end of the horn with a predetermined distance and has a semicircular front end concentric with the rudder shaft, As an extension of the cross-sectional contour of the rear end, the cross-sectional width was gradually decreased to gradually reach the minimum width, and the cross-sectional width was gradually increased in the heel direction toward the rear end of the predetermined width continuously from the intermediate part. It has a shape consisting of a fishtail rear edge,
The rear end of the horn has a notch that does not interfere with the rudder blade rotating to a predetermined maximum rudder angle;
The horizontal cross-sectional contour of each rudder blade at a level below the lower surface of the horn is a semicircular front edge, and gradually increases the cross-sectional width toward the rear in the bow-stern direction in a streamlined manner from the front edge. Then, after reaching the maximum width, gradually reduce the cross-sectional width toward the rear end and gradually reach the minimum width, and the cross-section gradually in the heel direction toward the rear end of the predetermined width continuously from the intermediate It has a shape consisting of a fish tail rear edge with increased width,
In the rudder apparatus provided with a top end plate and a bottom end plate that protrude with a predetermined length in both sides, respectively, on the top end portion and the bottom end portion of the left and right rudder blades,
A shielding plate that covers the depression formed by the notch at the rear end of the horn is provided on the side of the rear end of the horn,
The shielding plate is made of an elastic material, and is provided so that the outer surface between the rear end side surface of the horn and the front end side surface of the rudder blade is continuous over the vertical length from the top of the rudder blade to the top of the pintle. Mariner type high lift two-wheel rudder device characterized by that.
上記左舷中間突起板と右舷中間突起板とは、推進プロペラの回転軌跡を示す円の上端を後方へ投影したレベルに位置し且つ上記底端板よりも上方に位置していることを特徴とする請求項1記載のマリナー型高揚力二枚舵装置。 Each of the left and right rudder blades is provided with a starboard intermediate projection plate and a starboard intermediate projection plate that project horizontally in both directions from the vicinity of the front end portion to the rear end of each rudder blade so as not to interfere with the shielding plate,
The port intermediate projection plate and the starboard intermediate projection plate are located at a level where the upper end of a circle indicating the rotation trajectory of the propeller is projected rearward and is located above the bottom end plate. The mariner type high lift two-wheel rudder device according to claim 1.
これら左舷内舷突起板および右舷内舷突起板は推進プロペラの回転軸心と同じレベルに位置しており、
推進プロペラは後方から見て左右いずれか一方向に回転し、
推進プロペラの回転軸心を通る水平面の上方において、左右一方の舵ブレードの後端部に、最小幅部から後方端に向けて両舷方向に徐々に断面幅を増大させた一方の両舷魚尾後縁部が設けられるとともに、左右他方の舵ブレードの後端部に、最小幅部から後方端に向けて外舷方向のみに徐々に断面幅を増大させた他方の外舷魚尾後縁部が設けられ、
上記推進プロペラの回転中心を通る水平面の下方において、左右一方の舵ブレードの後端部に、最小幅部から後方端に向けて外舷方向のみに徐々に断面幅を増大させた一方の外舷魚尾後縁部が設けられるとともに、左右他方の舵ブレードの後端部に、最小幅部から後方端に向けて両舷方向に徐々に断面幅を増大させた他方の両舷魚尾後縁部が設けられていることを特徴とする請求項2に記載のマリナー型高揚力二枚舵装置。 On the inner flange side of the left and right rudder blades, there are provided a left inner rib projection plate and a right inner rib projection plate that project horizontally from the front edge portion to the rear end by a predetermined length in the inner flange direction,
These port inner ridge protrusion plates and starboard inner ridge protrusion plates are located at the same level as the rotation axis of the propeller.
The propellers rotate in either the left or right direction when viewed from behind,
Above the horizontal plane that passes through the axis of rotation of the propeller, on the rear end of one of the left and right rudder blades, one side fishtail that gradually increases the cross-sectional width in both directions from the minimum width part toward the rear end A rear edge is provided, and at the rear end of the other left and right rudder blades, there is a rear edge of the other outer fishtail tail that gradually increases the cross-sectional width only in the outer cage direction from the minimum width portion toward the rear end. Provided,
Below the horizontal plane that passes through the center of rotation of the propeller, one outer casing is gradually increased in cross section only in the outer casing direction from the smallest width section toward the rear end at the rear end section of one of the left and right rudder blades. A fish tail rear edge is provided, and the other tail fish tail rear edge, which gradually increases the cross-sectional width in both directions from the minimum width part toward the rear end at the rear end part of the other left and right rudder blades. The mariner type high lift two-wheel rudder device according to claim 2, wherein the two-wheel rudder device is provided.
上記左舷および右舷内舷翼突起板はそれぞれ、ほぼ前半部分が推進プロペラの回転軸心の近傍まで内舷方向へ突出しているとともに、垂直断面輪郭が翼状に形成され、かつ、後半部分が内舷方向へ所定長さ突出する板状に形成され、
左舷内舷翼突起板と右舷内舷翼突起板とのいずれか一方の翼突起板の翼状部分は、上向き方向の成分をもって入射する推進プロペラの後流に対して、発生する前進方向推力と抗力の比が最大となる揚力を発生するような迎え角を有し、
他方の翼突起板の翼状部分は、下向き方向の成分をもって入射する推進プロペラの後流に対して、発生する前進方向推力と抗力の比が最大となる揚力を発生するような迎え角を有
することを特徴とする請求項2に記載のマリナー型高揚力二枚舵装置。 On the inner side of the rudder blades on both the left and right side, on the starboard inner wing projection plate and the starboard inner side, which protrudes in a horizontal direction from the front edge to the rear end at the same level as the axis of rotation of the propeller, respectively.舷 Protrusion plate is provided,
Each of the port and starboard inner wing projection plates has a substantially first half portion protruding in the inner ridge direction to the vicinity of the rotation axis of the propeller, a vertical cross-sectional contour is formed in a wing shape, and the second half portion is an inner ridge. It is formed in a plate shape that protrudes a predetermined length in the direction,
The wing-shaped part of either the left inner wing projection plate or the left inner wing projection plate is the forward thrust and drag generated against the wake of the propeller that is incident with an upward component. Has an angle of attack that generates lift that maximizes the ratio of
The wing-like part of the other wing projection plate has an angle of attack that generates lift that maximizes the ratio of the forward thrust and drag against the wake of the propeller that is incident with a downward component. The mariner type high lift double rudder device according to claim 2.
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