JP2009120191A - キャビテーション減少ねじれ、特に釣合い舵から成る高速船舶用の舵 - Google Patents

キャビテーション減少ねじれ、特に釣合い舵から成る高速船舶用の舵 Download PDF

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    • B63H2025/388Rudders with varying angle of attack over the height of the rudder blade, e.g. twisted rudders

Abstract

【課題】キャビテーション発生による舵ブレードの侵食結果が特に高く負荷されたプロペラを有する高速船舶に使用されるときに回避され得る、大きいあるいは非常に大きい寸法を有する船舶用舵、特にねじれ舵先縁を有する釣合い舵ブレードを提供する。
【解決手段】船舶用舵は細長い輪郭を有し且つ薄い輪郭厚さを有するねじれ釣合い舵ブレード100と、舵ブレードに向合うプロペラ115と舵ブレードの上領域に位置した舵パイプ120とから成る。その舵パイプ内に舵ポスト140を備えて、舵ブレードが異なった高さを有する二つの舵ブレード部分10、20から成り、プロペラに向合う前先ストリップ11、21は、一方の先ストリップ11が左舷或いは右舷に片寄って且つ他方の先ストリップ21が右舷或いは左舷に片寄っていて、舵ブレード100の二つの側壁面がプロペラから背いた後ストリップ15に収斂して異なったアーク輪郭を有する。
【選択図】図1

Description

この発明は、請求項1の上位概念によるキャビテーション減少ねじれ、特に釣合い舵から成る高速船舶用の舵に関する。
リンクしたフィンを備えるか、或いは備えない釣合い舵或いは釣合い輪郭のような船舶の舵が種々の実施例にて知られている。さらに、二つの重なった舵ブレード部分から成るねじれ舵ブレードを有する船舶用舵も知られていて、プロペラに向合う先ストリップは、一方の先ストリップが左舷に片寄って且つ他方の先ストリップが右舷に片寄っているような形式に横方向に片寄っている。
特開昭58−30896号公報(特許文献1)は上部品と下部品とから成るねじれ舵ブレードを備える船舶用の舵を記載し、両部品は先縁に関する両部品の領域のみが横方向に片寄っているような形式でプロペラに向けられたそれらの方向にねじれ、後縁にまで延びる領域が同じ横断面形状と同じ横断面寸法とを有する。
英国特許第332082号明細書(特許文献2)はまたプロペラに向けられる舵ブレードの輪郭領域、即ち先縁が横方向に露出されて、それにより先縁が円錐状に先細に構成されるねじれ舵ブレードを備える船舶用の舵を開示する。二つの舵ブレード部分の横断面形状は、二つの舵ブレード部分の左舷と右舷に配置された側壁面が横方向に曲げられた先縁にまでアーチ形直線なしであるような形式で構成されるので、側壁面が異なった曲げ半径により外方にアーチ形にされる任意の領域を有しない。これに加えて、舵ブレードの輪郭構成であるので、二つの重なった舵ブレード部分の二つの横断面が同じ寸法を有し、舵ブレードの全高さにわたり延びている。円錐状の先細先縁により鋭い縁切欠きがキャビテーションと破壊を受けるように構成される。推力の改良がこの舵の輪郭構成により達成されるべきである。
最近の船舶の速度がいつも増加している。より速い速度に関連した迅速流速によって、プロペラや舵における応力がより高くなる。公知の舵ブレードの対称性はキャビテーションとそれで侵食を生じる舵ブレードに負圧領域を生じる。キャビテーションは舵ブレードの流れが極端に加速される複数の点で発生される。これは、プロペラの強い回転流が速度で舵ブレード面に衝突することを生じる。この強い加速によって、静圧が水の蒸気圧下に降下するので、蒸気気泡が突然に内破するように展開する。これら内破は高価な修繕を生じる舵ブレード面の破壊を生じて、頻繁に新たな舵ブレードが使用されなければならない。
特開昭58−30896号公報 英国特許第332082号明細書
この発明の目的は、キャビテーション発生による舵ブレードの侵食結果が特に高く負荷されたプロペラを有する高速船舶に使用されるときに回避され得る、大きいや非常に大きい寸法を有する船舶用舵、特にねじれ舵先縁を有する釣合い舵ブレードを提供することである。さらに、非常に高流れ速度を有するプロペラ流によって発生された低領域において舵ブレードに作用する力が阻止されていて、舵ブレードが舵ポストの軸受に生じる任意の損傷なしに釣合される。
この目的は、請求項1に特定された特徴を有する最初に記載されたタイプによる舵によって達成される。
これによると、この発明の舵は、
a)薄い輪郭厚さを備える細長い輪郭を有する釣合い舵ブレードから成り、同じ高さ或いは異なった高さを有する二つの重なった舵ブレード部分から成り、好ましくは上舵ブレード部分の高さと比較されて低い高さを有する下舵ブレード部分から成り、およそ半円形輪郭を有してプロペラに向合う先ストリップから成り、先ストリップは一方の先ストリップが左舷BB或いは右舷SBに片寄って且つ他方の先ストリップが舵ブレードの縦中心線LMLに関して右舷SB或いは左舷BBに横方向に片寄っているような形式に位置されていて、二つの舵ブレード部分の側壁面がプロペラから背いた後ストリップに収斂しており、
a1)二つの先ストリップと後ストリップが舵ブレードの上領域OBから下領域UBまでの横断面領域の減少によって起こった円錐状先細形式に下方へ延びていて、
a2)或いは後ストリップが直線状且つ舵ポスト140と平行に延びていて、二つの先ストリップが舵ブレードの上領域OBから下領域UBまでの横断面領域の減少によって起こった円錐状先細形式に下方へ延びていて、
a3)舵ブレードの後ストリップと最大輪郭厚さPDの間の領域にて上舵ブレード部分と下舵ブレード部分の横断面部分が長さLを有し、その長さLが舵ブレードの最大輪郭厚さPDと終ストリップの間の上舵ブレード部分と下舵ブレード部分の横断面部分の長さL1の少なくとも1・1/2倍に一致しており、
a4)左舷BBの上舵ブレード部分と右舷SBの下舵ブレード部分の各々が平らなアーチ形形式に延びて且つ先ストリップから後ストリップの方向に延びている側壁部分から成り、長さL2を有し、その長さL2が最大輪郭厚さPD+長さL’2の少なくとも1/3に一致する長さL”2である限り先ストリップから側壁部分の長さL’2にわたり延びていて、平らなアーチ形形式に延びている側壁部分が後ストリップへ延びる直線状延長側壁部分により結合されていて、
a5)左舷BBの上舵ブレード部分と右舷SBの下舵ブレード部分の各々がアーチ形形式に延びて且つ先ストリップから後ストリップの方向に延びているかなり彎曲された側壁部分から成り、長さL3を有し、その長さL3が最大輪郭厚さPD+長さL’3の少なくとも1/3に一致する長さL”3である限り先ストリップから側壁部分の長さL’3にわたり延びていて、平らなアーチ形形式に延びているかなり彎曲された側壁部分は終ストリップへ延びる直線状延長側壁部分により結合されていて、
a6)直線状延長側壁部分が対で同じ高さを有し、二つの側壁部分間に配置された横断面部分が同じ寸法であり、対称的に構成されていて、
a7)縦中心線LMLから平らなアーチ形形式に延びる側壁部分が縦中心線LMLからかなりアーチ形に延びる側壁部分の間の距離より大きく、縦中心線LMLの両側面にてアーチ形形式に延びる二つの側壁部分の間に配置された横断面部分が非対称的に構成されていて、
b)舵ポストが好ましくは最大輪郭厚さPDの領域に或いは上舵ブレード部分のこのストリップと先ストリップの間に配列されて且つ好ましくはその後固定装置により上舵ブレード部分の全高さにわたり延びていることを特徴とする舵。
驚いたことには、薄い輪郭厚さを有し、舵ブレードの上舵ブレード部分における最大輪郭厚さの領域にて舵ポストの据付けを有し、この発明による釣合い舵としてのねじれ舵ブレードの構成の結果として、下舵ブレード部分が狭い輪郭を得るので、舵ブレードに衝突するプロペラ流れの高速にもかかわらずに、この舵ブレードが最大寸法を有するときさえ、舵ブレードの釣合いが追加的消費力なしに可能であり、舵ブレード据付けとねじれ舵ブレードとの機能的共働の結果として達成されるが、しかし他の舵ブレード構成と舵ポスト据付けとにより達成され得ないことがわかっていた。
この発明は、ねじれ舵ブレードから成る舵を提供する。この舵は、驚るべきことに、大きいや極端に大きい釣合い舵を建造するためにわかった技術的解決策である。舵ポストを備える舵ブレードの上舵ブレード部分に深く引き込まれた舵パイプが上舵ブレード部分の下領域に一体化されたカラー軸受によって舵力を直接に船舶の船体へ案内する。力がねじれモーメントなしに片持ちレバー、即ち純粋な曲げ応力として導入される。結果として、舵パイプ横断面が比較的に薄い壁に設計され得る。舵パイプの下部分が舵ブレード、即ち上舵ブレード部分に収納されて、それで、舵ブレードの輪郭厚さにおいて直接影響を有する。細長い舵輪郭、即ち薄い輪郭厚さがエネルギー効率な舵ブレードを建造することできる、というのは、舵輪郭が厚くなれば厚いほど、更なる抵抗が加速された流れのプロペラ水に発生する。
舵の他の実質的利点は、舵ブレード、即ち上舵ブレード部分に一体化されて据え付けるこのタイプの結果として、全釣合い舵或いはスペード舵の構造が最初の回に形成でき、これがほとんど制限されない寸法に形成されることである。従来の舵が舵警報器或いは舵支持体により半均衡されている。そのような困難な機械的構造が決して前縁でねじれ得ない、というのは、固定舵警報器とこの警報器の周りに回転する舵ブレードが自由に成形できないからである。そのような半均衡舵のために起こる舵ブレード内部力とモーメントがこの発明による舵ポストの軸受を備える全釣合い舵のためにより不均等に大きい。舵ブレードのプロペラに向いた前縁の重要なねじれが著しく構造的に不経済な措置、即ち著しく厚い輪郭を意味する。
他の利点は、舵ポストの据付けによって構造的形状としての釣合い舵が最初に可能であり、隙間がもはや明白に必要とされた舵警報器と舵ブレードの間に存在しないことを意味することである。結果として、これら隙間を通る横断流が回避されて、この横断流に関係する厳しいキャビテーション侵食も回避される。
さらに、この発明による舵配列の実施例には、好ましくは鍛造鋼から成る舵パイプが舵ブレード、即ち上舵ブレード部分まで、一つの下カラー軸受により延びている。同様にハブとして鍛造片を備える舵パイプが舵に流体動的中心に接近して連結されていて、その結果、曲げモーメントによる僅かな負荷のみが達成される。重なった振動がこの構成によって除去され得る。
スリムな舵輪郭の結果として、それで、舵ブレードの低輪郭厚さにより、非常高速により低舵ブレード部分に衝突するプロペラ流出の高圧力に関して舵ポストの軸受の任意の特別な応力なしに舵ブレードを釣合わさせることができる。
舵ブレードにおけるキャビテーションを除去するために、上下半部に分割されるこの発明による輪郭を有し、流れが衝突する先縁或いは縁が或る角度にねじれられる。プロペラ追従流と船体中央との角度がねじれの角度を予め決定して、それにより輪郭前縁がねじれられる。この新たな輪郭の選択により、プロペラ乱流が舵ブレードに沿ってより良く流れ、キャビテーションを増加させる舵ブレードの輪郭面において任意の圧力ピークを発生しない。舵の周りの改良された流れが燃料の著しい経済と改良された運動性を生じる。
この発明の有益な実施例は、従属請求項の主題である。
この発明の他の有益な実施例は、舵ブレードのねじれ領域が閉鎖遷移を有することである。この目的のために、そらせ板が先ストリップの作動輪郭により形成された流れ体を形成させ、片寄り領域をカバーし、舵ブレードの外壁に適した流れ好ましい彎曲され且つ細長い或いは半球状輪郭を有し、このそらせ板は二つの重なった舵ブレード部分の二つの横方向に片寄り部分の遷移領域に配置されていて、一方のそらせ板が上舵ブレード部分の先ストリップから側壁まで延びていて、他方のそらせ板が下舵ブレード部分の先ストリップから側壁まで延びている。
二つの重なった舵ブレード部分の片寄り部分の遷移領域にてのそらせ板の配列によって、流れ好ましい輪郭が形成され、それによりこれら遷移領域に起こるキャビテーションを回避させる。流れ体の形式で構成された「そらせ板」はそれらが二つの先ストリップ間の遷移領域をカバーするような形式に構成されている。それ故に、そらせ板が片寄り領域に舵ブレードに当接して、これらをカバーするので、水が片寄り領域に沿う代わりにそらせ板に沿って流れる。それにより流れ乱流の危険が減少される。それによりそらせ板或いはその移動が上下舵ブレード部分の間の遷移領域の横方向架橋或いはカバーを形成する。「カバー」との用語は、この場合には、流れ体のそらせ板が大きく片寄り領域をカバーするような形式であると理解される。
この発明により構成されたねじれ舵ブレードを有する舵の場合には、流れ分離の危険が片寄り領域にのみ構成されるか、或いは配列されるそらせ板によって減少され得て、このそらせ板が片寄り面をカバーして流れ体に追加しており、同時に比較的小さい寸法によって流れ体状そらせ板が船舶の推進行動にて影響を有しない。それにより「推進中立効果」が形成される。
舵はさらに、舵ブレードと機能的に協働し、少なくとも一つの軸受を有する舵ポストから成り、特に鍛造鋼或いは他の適切な材料から形成された舵ポストが、特に鍛造鋼或いは他の適切な材料から形成された前記ポストを受ける舵パイプと一緒に、最大輪郭厚さPDの領域に或いは上舵ブレード部分のこのストリップと先ストリップの間に配列されていて、その後固定装置により上舵ブレード部分の全高さにわたり延びていて、片持ちレバーとして上舵ブレード部分へ深く引かれる舵ポストの舵パイプが舵ポストを受ける中央穴を備えていて、舵ポスト横断面が薄い壁として設計されて、舵パイプが舵ポストを据え付けるために自由端の領域にて内壁側にカラー軸受を有し、終領域にて舵ポストが一部を備える舵パイプから案内されて、この部分の終端が上舵ブレード部分に連結されている。
舵ポストの据付けとねじれ舵ブレードとの組合せにおける舵の他の利点は、高品質材料の使用である。高強度鍛造鋼が上舵ブレード部分に舵ポストの据付けにより使用され得て、実質的重量減少が生じて、即ち同じ性能を有する従来の舵の50%にまで達成される。
それ故に、この発明は、固定板が上舵ブレード部分と下舵ブレード部分との間に置かれ、それが舵ブレード部分としっかりと連結され、固定板が縦中心線LMLの両側における対称的横断面、上舵ブレード部分のベース板と下舵ブレード部分のカバー板を包含する輪郭と寸法を有するような舵配列を提供する。
この発明の他の実施例は、横方向に片寄った先ストリップ部分を通って引かれた中心線M2が少なくとも3°から10°までの角度αに延びていて、しかしながら、より大きい、好ましくは8°、フレームの横断面の縦中心線LMLに延びているような形式に、上舵ブレード部分の先ストリップと下舵ブレード部分の先ストリップが縦中心線LMLに関して左舷BBと右舷SBに横方向に片寄っていることを提供する。
さらに、この発明による構成は、左舷BBと右舷SBに配置された上下舵ブレード部分のアーチ形に彎曲された側壁部分が右舷SBと左舷BBに配置された上下舵ブレード部分の強力にアーチ形に彎曲された側壁部分の長さL5と比較されてより短い長さL4を有することから成るよう設けられている。
さらに、この発明は、上下舵ブレード部分の強力にアーチ形に彎曲された側壁部分の湾曲長さBL1が上下舵ブレード部分の平らにアーチ形に彎曲された側壁部分の湾曲長さBLよりかなり大きいので、上下舵ブレード部分の強力にアーチ形に彎曲された側壁部分の遷移領域UB1が後ストリップに直線に延びる側壁部分に片寄っていて、上下舵ブレード部分の平らにアーチ形に彎曲された側壁部分の遷移領域UBが後ストリップの方向において後ストリップに直線に延びる側壁部分に片寄っていることを提供する。
上下舵ブレード部分を有するねじれ全釣合い舵ブレードから成り且つ上舵ブレード部分に据え付けた舵ポストから成る舵配列の側面図を示す。 舵のねじれ舵ブレードの図式図を示す。 取り除いた外板と二つの舵ブレード部分の多数の板状フレームとを備えるねじれ舵ブレードの図式骨組表示を示す。 図3による舵ブレードの上舵ブレード部分の四つの板状フレームを示す。 図3による舵ブレードの上舵ブレード部分の四つの板状フレームを示す。 図3による舵ブレードの上舵ブレード部分の四つの板状フレームを示す。 図3による舵ブレードの上舵ブレード部分の四つの板状フレームを示す。 図3による舵ブレードの下舵ブレード部分の板状フレームの拡大例示を示す。 図3による舵ブレードの下舵ブレード部分の板状フレームを示す。 図4による板状フレームの拡大例示を示す。 フレームの縦中心線に対する側縁領域の距離の表示を備える図4による板状フレームの拡大例示を示す。 上舵ブレード部分と下舵ブレード部分に置かれた複数の板状フレームを備えるねじれ全釣合い舵ブレードの他の実施例の骨組表示を示す。 舵ポスト用のトランクチューブを受ける隙間を備える図7による舵ブレードの上舵ブレード部分の四つの板状フレームの上から見た拡大図を示す。 舵ポスト用のトランクチューブを受ける隙間を備える図7による舵ブレードの上舵ブレード部分の四つの板状フレームの上から見た拡大図を示す。 舵ポスト用のトランクチューブを受ける隙間を備える図7による舵ブレードの上舵ブレード部分の四つの板状フレームの上から見た拡大図を示す。 舵ポスト用のトランクチューブを受ける隙間を備える図7による舵ブレードの上舵ブレード部分の四つの板状フレームの上から見た拡大図を示す。 図7による舵ブレードの下舵ブレード部分の三つの板状フレームの上から見た拡大図を示す。 図7による舵ブレードの下舵ブレード部分の三つの板状フレームの上から見た拡大図を示す。 図7による舵ブレードの下舵ブレード部分の三つの板状フレームの上から見た拡大図を示す。 舵ポスト用のトランクチューブを受ける開口を備える図7による舵ブレードの上舵ブレード部分のカバー板の上から見た拡大図を示す。 図7による舵配列のねじれ舵ブレードの上から見た拡大図を示す。 上舵ブレード部分の底板と下舵ブレード部分のカバー板との輪郭と寸法を包含する輪郭と寸法を備える図7による舵配列の上舵ブレード部分と下舵ブレード部分の間に置かれた固定板の上から見た拡大図を示す。 ねじれ舵ブレードの前面図を示す。 プロペラ側に傾斜的に延びる舵ブレード縁を備える舵ブレードの横方向図を示す。 他の実施例の上舵ブレードのフレームの横断面輪郭の上から見た図を示す。 舵ポスト用の上舵ブレード部分に置かれたトランクチューブを備える舵ポストの縦断面を示す。 舵の二つの舵ブレード部分の片寄り領域における流れ体状案内板を備えるねじれ舵ブレードの下から見た図式図を示す。 図16による舵の側面図を示す。 図16による舵の後面図を示す。 図16による舵の図式前面図を示す。 図16による舵の図式側面図を示す。 図16による舵の図式前面図を示す。 S状に配列された案内板を有する舵ブレードの先ストリップの前から見た図16による舵の図を示す。 図16による舵の下から見た図を示す。 舵の二つの舵ブレード部分の片寄り領域における半球状流れに追加する案内板を備えるねじれ舵ブレードの下から見た図式図を示す。
この発明の例示的実施例は、図面を参照してこれから後に説明される。
この発明による舵配列200は、上領域に据え付けたねじれ舵ブレード100と舵ポスト140(図1、2、3、7と14)を有する二つの機能的共働成分、即ち好ましくは全釣合い舵から成る。
図1に表示された舵200には、110が船舶の船体を示し、120が舵ポスト140を受けるトランクチューブを示し、100が舵ブレードを示す。プロペラ115が舵ブレード100に据え付けられる。プロペラ軸がPAによって示されている。
図1、2、3、7による舵ブレード100は二つの重なって配列された舵ブレード部分10、20から成り、その先ストリップ11、21がプロペラ115に向いていて、上舵ブレード部分10の先ストリップ11が左舷BBに、下舵ブレード部分20の先ストリップ21が右舷SBに、舵ブレード100の縦中心線LMLに対して横方向に片寄っている(図4、4A,4Bと4C;4D、4Eと13)ような形式に片寄っている。先ストリップ11、21の横方向片寄りは、上舵ブレード部分10の先ストリップ11が左舷BBに片寄って、下舵ブレード部分20の先ストリップ21が右舷SBに片寄っているように達成され得る。上舵ブレード部分10の側壁面12、13と下舵ブレード部分20の側壁面22、23の両方がプロペラ115から反対を向いた後ストリップ15の方向においてアーク状に形成され、挿入された直線側壁部分16、17と26、27が後ストリップ15に終わっている。両舵ブレード部分10、20が共通に後ストリップ15を有し、各舵ブレード部分10、20が先ストリップ11と21有し、それによりねじれがその横方向変位の結果として達成される。
舵200は好ましくは全釣合い舵から成り、しかしながら、異なって構成された舵はそれらがねじれ舵ブレードを備えているのに適している限り、使用され得て、この発明による舵ブレード構成の利点が達成される。重なって配置された両舵ブレード部分10、20が同じ高さ或いは不等な高さを有する。好ましくは、下舵ブレード部分20が上舵ブレード部分より低い高さを有し、それにより上舵ブレード部分10の高さが下舵ブレード部分20の高さの1・1/2に一致する。二つの舵ブレード部分10、20の先縁11、21が彎曲された半円アーク状に構成されている。
舵ブレード100は円錐状に下方へ延びる先ストリップ11、21を有し、後ストリップ15が直線に且つ舵ポスト140と平行である(図1、2と3)。これは、二つの舵ブレード部分10、20の先ストリップ11、21の円錐状コースは、二つの舵ブレード部分10、20の横断面30の寸法が上舵ブレード部分10の同じ輪郭構成と下舵ブレード部分20の同じ輪郭構成用の舵ブレード100の上領域OBから下領域UBまで減少され得るので、下領域における低輪郭厚さを備える下方延長スリム輪郭が横断面30の減少によって、特に二つの舵ブレード部分10、20の側壁面12、13と22、23のコースによって得られる。舵ブレード100の低輪郭厚さがさらにこの発明の本質的特徴である。
図13が舵ブレード100の縁或いは先ストリップ11、21を示すように、先ストリップがプロペラ115に向いていて、プロペラ115と反対を向いた後ストリップ15に対して少なくとも5°、好ましくは10°の角度βに斜めである。
二つの二つの舵ブレード部分10、20の横断面部分31,32の長さL、L1は最大輪郭厚さPDの両側に異なって構成されている。舵ブレード100の後ストリップ15と最大輪郭厚さPDの間の領域における上舵ブレード部分10と下舵ブレード部分20の横断面部分31が舵ブレード100の大輪郭厚さPDと先ストリップ11、21の間の上舵ブレード部分10と下舵ブレード部分20の横断面部分32の長さL1より大きい長さLを有する。これは、長さ比が好ましくは長さL1に関して1・1/2である(図5)ことである。
舵ブレードの構成は、左舷BBの上舵ブレード部分10と右舷SBの下舵ブレード部分20がそれぞれに長さL2を備える後ストリップ15の方向において先ストリップ11、21から延びるそれぞれに一つの平らに彎曲された側壁部分18、28を有し、その長さL2は長さL’2の少なくとも1/3に一致する長さL’2の加えて最大輪郭厚さPDに対して先縁11、21の側壁部分18の長さL’2に一致し、それにより後ストリップ15に終わる直線側壁部分16が平らに彎曲された側壁部分28に継続する(図5)。
さらに、上舵ブレード部分10が右舷SBに、下舵ブレード部分が左舷BBにそれぞれに一つの長さL3を備える後ストリップ15の方向において先ストリップ11、21から延びる強力にアーチ形に彎曲された側壁部分19、29を有し、長さL3が長さL’3の少なくとも1/3に一致する長さL’3に加えて、先ストリップ11、21から最大輪郭厚さPDまで側壁部分19の長さL’3に一致する。後ストリップ15に終わる直線側壁部分17、27が強力にアーチ形に彎曲された側壁部分19、29に継続する(図5、図4D)。
両舵ブレード部分10、20のこの構成の結果として、両側面の側壁部分が最大輪郭厚さPDの方向において先ストリップ11、21から且つ後ストリップ15から下降コースを有する。
左舷BBと右舷SBに対して上舵ブレード部分10の先ストリップ11と下舵ブレード部分20の後ストリップ21が縦中心線LMLに関して横方向に片寄っているので、横方向に片寄った先縁部分を通して引かれた中心線M2がフレームの横断面の縦中心線LMLに関して少なくとも3°〜10°の角度αに配置され、しかしながら、より高く、好ましくは8°の角度αに配置される。
さらに、舵200は、舵ブレード100と機能的共働する特に鍛造鋼或いは他の適切な材料から形成された舵ポスト140から成り、この舵ポストが、少なくとも一つ軸受150によって鍛造鋼或いは他の適切な材料から形成されたトランクパイプ120に支持されている。舵ポスト140は上舵ブレード部分10の最大輪郭厚さPDの領域に且つこの領域のみに(図1、2、3と15)、即ち最大輪郭厚さPDと縦中心線LML(図5)を構成する線の交点に置かれている。舵ポスト140は舵ブレード100の上舵ブレード部分10の全高さにわたり固定装置145と一緒に延びている。構造の理由のために、舵ポスト140を備えるトランクパイプ120が最大輪郭厚さPDと先ストリップ11、21の間の上舵ブレード部分10に配置され得る。
上舵ブレード部分10に深く引かれたトランクパイプ120が舵ポスト140を受ける内部孔125を備える片持ちガードとして設けられている(図14)。トランクパイプ120の配列は上舵ブレード部分10のフレーム40のトランクパイプの外径に一致して寸法とされた開口105へトランクパイプを挿入させる(図3、8、8A,8B,8C)ことによって生じる。
トランクパイプ120が舵ブレード100の舵ポスト140を受ける中央内部縦孔125を備える片持ちガードとして設けられている。さらに、トランクパイプ120が上舵ブレード部分10へのみ舵ポスト端のみと接続された舵ブレードに貫通して構成されている。トランクパイプ120が舵ポスト140を支持する軸受150を内孔125に有し、それによりこの軸受150が好ましくはトランクパイプ120の下端領域120b内にある。舵ポスト140が140bによりトランクパイプ120の外の部分45により案内される。舵ポスト140の延長部分145の自由下端が上舵ブレード部分10としっかりと連結され、しかしながら、それにより連結部がここに設けられ、例えばプロペラ軸が交換されるべきであるならば、舵ポスト140から舵ブレード100を緩めることができる。ねじれ舵ブレード100と領域170の舵ポスト140との連結部がプロペラ軸PD上に配置されるので、プロペラ軸を分解するために、舵ブレード100のみが舵ポスト140から取り外されなければならないので、トランクパイプの自由下端120b並びに舵ポスト140の自由下端がプロペラ軸中心上に配置されているから、プロペラ軸交換のためにトランクパイプ120から舵ポスト140を取り外す必要ない。図15に示された実施例のために、単一の内部軸受150がトランクパイプ120において舵ポスト140の軸受のために設けられていて、トランクパイプ120の外壁における舵ブレード100の他の軸受が省略され得る。
舵ブレード100がトランクパイプ120の自由下端120bを受けるテーパ或いは窪みを備えている。
トランクパイプ120の横断面が薄い壁を構成され、舵ポスト140を支持する自由端の領域において少なくとも一つのネック軸受130を有する。追加的軸受が舵ポスト140のトランクパイプ120の他の位置に設けられている。舵ポスト140は部分140aを備える端領域140bにおいてトランクパイプ120の外に案内されていて、この部分140aの端により上舵ブレード部分10と連結されている(図14)。
図3と7によると、上舵ブレード部分10と下舵ブレード部分20は側壁を形成する舵板、二つの舵ブレードの内部強化を構成する水平ウエブ板或いはフレーム40、50と垂直ウエブ板或いはフレームから成る。ウエブ板は軽量化穴と水路穴を備えている。
図3、4、4A,4Bと4Cと8、8A、8Bと8Cが舵ブレード100の上舵ブレード部分10のすべてのフレーム40を示すように、このすべてのフレームは同じ構造、同じ側壁ガイドと一致する先ストリップ11と後ストリップ15を有し、それによりフレームの長さがそれぞれに上フレームから最低フレームまで減少させ、それでフレームの横断面の寸法が天部から底まで減少させるので、先ストリップ11が舵ブレード100の底に対して傾斜している(図1)。
下舵ブレード部分20のすべてのフレーム50が同じ構造、同じ側壁ガイドと一致する先ストリップ11と後ストリップ15を有し、それによりフレーム50の長さがそれぞれに上フレームから最低フレームまで減少させ、それでフレームの横断面の寸法が天部から底まで減少させるので、先ストリップ11が下舵ブレード部分20の底に対して傾斜している。
この構成の結果として、上舵ブレード部分10と下舵ブレード部分20の先ストリップ11、21が下方へ傾斜していて、後ストリップ15が図1に示されるように、直線であり且つ舵ポスト140の縦軸線と平行である。
両舵ブレード部分10、20は互いに直接に接続され得る。図7と11には、両舵ブレード部分10、20が固定板45により連結されている。この固定板45が縦中心線LMLの両側面に対称的横断面部分46、47並びに上舵ブレード部分10の底板42と下舵ブレード部分20のカバー板41を包含する寸法と輪郭を有し、上舵ブレード部分10が固定板45に設定され且つ下舵ブレード部分20が下から固定板45に設定されると、この板が非常に小さい縁領域により一緒に設定された舵ブレード部分10、20から横方向に突き出す(図10と11)。固定板45が縦中心線LMLに配置されて、プロペラに向けられた半円縁丸部11’並びに二つの舵ブレード部分10、20の後ストリップ15へ向くプロペラと反対を向いたストリップ15’を有する。固定板45の側壁面45a、45bが一致彎曲コースを有する。
図3と10が示すように、下舵ブレード部分20が下領域において固定板45を継続し、フレーム50の一部横断面構成とフレーム40の横断面構成と一致する構造とを有し、しかしながら、フレーム40が縦中心線LMLを中心に90°だけ旋回されている(図4D,4E,8D,8E,8F)。
図7、8、8A、8Bと8Cによると、部分A、B、CとDのフレーム40が輪郭に関して同じであり、しかしながら、単一フレーム40の横断面が天部から底まで減少させるので、後ストリップ15が傾斜している。固定板45による部分Dが部分Cと継続する。下舵ブレード部分20の部分E,FとGのフレーム50がフレーム40の輪郭と同じ輪郭を有し、しかしながら、フレーム40の強力にアーチ形に彎曲された側壁部分29を備える側壁が左舷BBに配置されていて(図8D、8Eと8F)、図7の実施例の強力にアーチ形に彎曲された側壁部分19を備えるフレーム40の側壁が右舷SBに配置されている(図8、8A、8Bと8C)。下舵ブレード部分20のフレーム50の横断面がその長さに関して天部から底まで減少させるので、下舵ブレード部分20の先ストリップ21が傾斜している(図7)。
図9はトランクチューブ120に導入させる開口を備えている上舵ブレード部分10の上カバー板43を示す。図10は両舵ブレード部分10、20とフレーム40と50を備える舵ブレード100の下から図を示す。
舵ポスト140のトランクパイプ120を受ける上舵ブレード部分10の開口或いは孔の直径は、上舵ブレード部分10の最大輪郭厚さPDより僅かに小さい。この構成のために、非常にするような舵ブレード輪郭が形成される。
二つの舵ブレード部分10、20の構成と横断面輪郭は、上下舵ブレード部分10、20の平らにアーチ形に彎曲された側壁部分18、28が上下舵ブレード部分10、20の強力にアーチ形に彎曲された側壁部分19、29の長さL3より短い長さL2、L’2を有する(図5と6)。縦中心線LMLに対する上舵ブレード部分10の側壁部分18の距離αと側壁部分19の距離α1が同じである。後ストリップ15にまで、距離α、α1が常に等しく大きいけれども、その距離が後ストリップ15の方向において減少させる。先ストリップ11の方向において、次の距離比を生じる:
α2<α3
α4<α5
α6<α7
その後に、最大輪郭厚さPDが継続する。先ストリップの方向において、次の距離比を生じる: α8>α9
α10>α11
α12>α13
α14>α15
α16>α17
α18>α19
それにより距離α16〜α17の比がおよそ2対1である。図6は、比で距離が互いである、即ちその反対の距離α8、α10、α12、α14、α16、α18に対する距離α9、α11、α13、α15、α17、α19が先ストリップ11の方向において著しく減少させる。示された距離を備えるこの横断面輪郭が上舵ブレード部分10のすべての横断面によって且つ下舵ブレード部分20のすべての横断面によって延びている、というのは、上舵ブレード部分10のすべての横断面は、下舵ブレード部分20の横断面の場合である、即ち舵ブレード100の横断面或いはフレームが先ストリップに向いた長さと領域に関して天部から底まで先細である事実の状態を考慮することによって同じ構造を有するからである(図10)。
上下舵ブレード部分10、20の強力にアーチ形に彎曲された側壁部分19、29の彎曲長さBL1は、図14による他の実施例によって、上下舵ブレード部分10、20の平らにアーチ形に彎曲された側壁部分18、28より大きいので、上下舵ブレード部分10、20の強力にアーチ形に彎曲された側壁部分19、29の遷移領域UB1が後ストリップ15に対して直線である側壁部分17、27に対して片寄っていて、上下舵ブレード部分10、20の平らにアーチ形に彎曲された側壁部分18、28の遷移領域UBが後縁15の方向において後ストリップ15に対して直線である側壁部分16、26に対して片寄って、それで遷移領域UBと反対の遷移領域UB1が後ストリップ15に対して向いている。これは、側壁部分18、19と28、29の長さは次のようである:
L3≧L2
L’2<L’3
L4>L’4 (図14)
後ストリップ15に収斂する上舵ブレード部分10と下舵ブレード部分20の直線側壁部分16、17、26、27の脚は、好ましくは同じ長さを有し、しかしながら、不等長さ構成が可能である。
この発明は、ねじれ舵ブレード100が二つの舵ブレード部分10、20にわたり延びるフィンを備えている舵配列から成る。
図16〜23が示すように、そらせ板200、201(偏向板)が二つの重なって配列された舵ブレード部分10、20の二つの横方向に片寄った部分A1,A2の遷移領域に置かれていて、これらそらせ板が先ストリップ11、21の彎曲コースに一致して形成されて、流れ好ましいアーチ形にやや長い或いは半球状輪郭を有し、それにより一方のそらせ板200が上舵ブレード部分10の先ストリップ11からその側壁へ延びていて、他方のそらせ板201が下舵ブレード部分20の先ストリップ21からその側壁へ延びていて、そらせ板が互いに向いたその縁(200d、201d)により互いに連結されている。
二つのそらせ板200、201が二つの舵ブレード部分10、20の片寄り領域の間の遷移領域をカバーする流れ体に完成する。上舵ブレード部分10並びに下舵ブレード部分20の両方はそれぞれに一つのベルト状僅かにアーチ形そらせ板200或いは201を有し、このアーチ形案内板が舵ブレードの外壁形状に適していて、二つのそらせ板の各々が先ストリップ11、21或いはプロペラ115に向いた部分200b或いは201bを備えて横たわり、先ストリップの成分、即ち一体成分である。さらに、各そらせ板200或いは201が後ベルト状部分200c或いは201cを備えていて、舵の側壁に支持されるか、或いは一体化される(図17、18、19と20)。二つのそらせ板200、201の部分200b或いは201bは先ストリップ11、21の領域に配置されていて、先ストリップ11、21の前から見ていたときに、およそ半円形構成(図16と22)を有するおよそカップ状構成200a,201aを有し、それによりこれらカップ状構成200b、201bが先ストリップ11、21のように左舷BBと右舷SBに片寄っている(図22)。
二つのカップ状構成200b、201bがそのベース側面と当接する二つの円錐体半部200’b、201’bを一緒に形成する(図16、17、20)。それで、上舵ブレード部分10の左舷側壁、そらせ板200と下舵ブレード部分20の右舷配置側壁はそらせ板201を有し、それによりそらせ板200、201はそのベルト状とパットタイプ構成部分200、201cが舵ブレードの側壁に配置され、その間にプロペラ115に向いた部分200b、201bが先ストリップ11、21の領域に配置されるような形式に配置されている。
二つの先ストリップ11、21の領域に配置された部分200b、201bが互いに向いた縁200d、201dや先ストリップ11、21と一緒に溶接される(図22)。
図24による実施例のために、半球状に構成される流れ体としてのそらせ板210は二つの舵ブレード部分10、20の片寄り領域に設けられている。
この発明による舵配列は、請求項に表示された特徴によって、明細書に説明された実施例によって且つ図と図面に表現された実施例によって特徴とされる。二つの舵ブレード部分10、20の片寄り領域に置かれるそらせ板200、201並びに210は、明細書に記載され且つ図に表現された構成を有し、この発明の主題並びに舵ブレード構成である。
10.....上舵ブレード部分
11.....先ストリップ
15.....後ストリップ
20.....下舵ブレード部分
21.....先ストリップ
100....舵ブレード
115....プロペラ
120....トランクパイプ
140....舵ポスト
145....固定装置
200、201...そらせ板(偏向板)

Claims (11)

  1. キャビテーション減少ねじれ舵、特に全釣合い舵を備えて、舵ブレードに設定され、駆動可能な軸(PA)に配置されたプロペラ(115)を備える舵ブレード(100)と舵ブレード(100)と連結された舵ポスト(140)とから成る高速船舶用の舵において、この舵(200)は、
    a)薄い輪郭厚さを備える細長い輪郭を有する釣合い舵ブレード(100)から成り、同じ高さ或いは異なった高さを有する二つの重なった舵ブレード部分(10、20)から成り、好ましくは上舵ブレード部分(10)の高さと比較されて低い高さを有する下舵ブレード部分(20)から成り、およそ半円形輪郭を有してプロペラ(115)に向合う先ストリップ(11、21)から成り、先ストリップは一方の先ストリップ(11)が左舷(BB)或いは右舷(SB)に片寄って且つ他方の先ストリップ(21)が舵ブレード(100)の縦中心線(LML)に関して右舷(SB)或いは左舷(BB)に横方向に片寄っているような形式に位置されていて、二つの舵ブレード部分(10、20)の側壁面(12、13;22、23)がプロペラ(115)から背いた後ストリップ(15)に収斂しており、
    a1)二つの先ストリップ(11、21)と後ストリップ(15)が舵ブレード(100)の上領域(OB)から下領域(UB)までの横断面領域(30)の減少によって起こった円錐状先細形式に下方へ延びていて、
    a2)或いは後ストリップ(15)が直線状且つ舵ポスト(140)と平行に延びていて、二つの先ストリップ(11、21)が上領域(OB)から下領域(UB)までの横断面領域(30)の減少によって起こった円錐状先細形式に下方へ延びていて、
    a3)舵ブレード(100)の後ストリップ(15)と最大輪郭厚さ(PD)の間の領域にて上舵ブレード部分(10)と下舵ブレード部分(20)の横断面部分(31)が長さ(L)を有し、その長さが舵ブレード(100)の最大輪郭厚さ(PD)と後ストリップ(15)の間の上舵ブレード部分(10)と下舵ブレード部分(20)の横断面部分(32)の長さ(L1)の少なくとも1・1/2倍に一致しており、
    a4)左舷(BB)の上舵ブレード部分(10)と右舷(SB)の下舵ブレード部分(20)の各々が平らなアーチ形形式に延びて且つ先ストリップ(11、21)から後ストリップ(15)の方向に延びている側壁部分(18、28)から成り、長さ(L2)を有し、その長さが最大輪郭厚さ(PD)+長さ(L’2)の少なくとも1/3に一致する長さ(L”2)である限り先ストリップ(11、21)から側壁部分(18)の長さ(L’2)にわたり延びていて、平らなアーチ形形式に延びている側壁部分(18、28)が後ストリップ(15)へ延びる直線状延長側壁部分(16、26)により結合されていて、
    a5)左舷(BB)の上舵ブレード部分(10)と右舷(SB)の下舵ブレード部分(20)の各々がアーチ形形式に延びて且つ先ストリップ(11、21)から後ストリップ(15)の方向に延びているかなり彎曲された側壁部分(19、29)から成り、長さ(L3)を有し、その長さが最大輪郭厚さ(PD)+長さ(L’3)の少なくとも1/3に一致する長さ(L”3)である限り先ストリップ(11、21)から側壁部分(19)の長さ(L’3)にわたり延びていて、平らなアーチ形形式に延びているかなり彎曲された側壁部分(19;29)は後ストリップ(15)へ延びる直線状延長側壁部分(17、27)により結合されていて、
    a6)直線状延長側壁部分(16;17;26、27)が対で同じ高さを有し、二つの側壁部分(16;17;26、27)間に配置された横断面部分が同じ寸法であり、対称的に構成されていて、
    a7)縦中心線(LML)から平らなアーチ形形式に延びる側壁部分(18;28)の間の距離が縦中心線(LML)からかなりアーチ形に延びる側壁部分(19;29)の間の距離より大きく、縦中心線(LML)の両側面にてアーチ形形式に延びる二つの側壁部分(18;28)の間に配置された横断面部分が非対称的に構成されていることを特徴とする舵。
  2. 舵ブレード(100)のねじれ領域が閉鎖遷移を有することを特徴とする請求項1に記載の舵。
  3. そらせ板(200、201)が先ストリップ(11、21)の作動輪郭により形成された流れ体を形成し且つ片寄り領域をカバーし、舵ブレードの外壁に適した流れ好ましい彎曲され且つ細長い或いは半球状輪郭を有し、二つの重なった舵ブレード部分(10、20)の二つの横方向に片寄った部分の遷移領域に配置されていて、一方のそらせ板(200)が上舵ブレード部分(10)の先ストリップ(11)からその側壁へ延びて且つ他方のそらせ板(201)が下舵ブレード部分(20)の先ストリップ(21)からその側壁へ延びていることを特徴とする請求項1或いは2に記載の舵。
  4. 舵ブレード(100)が少なくとも一つの軸受を有する舵ポスト(140)と機能的に共働し、
    b)特に鍛造鋼或いは他の適切な材料から形成された舵ポスト(140)が前記ポストを受けて特に鍛造鋼或いは他の適切な材料から形成された舵パイプ(120)を備えて、最大輪郭厚さ(PD)の領域或いはこれと上舵ブレード部分(10)の先ストリップの間に配列され且つその後固定装置(145)により上舵ブレード部分(10)の全高さにわたり延びていて、
    b1)片持ちレバーとして上舵ブレード部分(10)へ深く引き込まれている舵ポスト(140)用の舵パイプ(120)が舵ポスト(140)を受ける中央内部縦孔(125)を備えていて、
    b2)舵パイプ横断面が薄い壁として設計されて、舵パイプ(120)が好ましくは舵ポスト(140)を据え付けるために自由端の領域における内壁側にカラー軸受(130)を有し、
    b3)その端領域(140b)では、舵ポスト(140)が部分(140a)を備える舵パイプ(120)から外へ案内され、この部分(140a)の端が上舵ブレード部分(10)に連結されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の舵。
  5. 固定板(45)が上舵ブレード部分(10)と下舵ブレード部分(20)との間に置かれ、舵ブレード部分(10、20)としっかりと連結され、固定板(45)が縦中心線(LML)の両側における対称的横断面部分(46、47)、上舵ブレード部分(10)のベース板(42)と下舵ブレード部分(20)のカバー板(41)を包含する輪郭と寸法を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の舵。
  6. 上舵ブレード部分(10)の先ストリップ(11)と下舵ブレード部分(20)の先ストリップ(21)が縦中心線(LML)に関して左舷(BB)と右舷(SB)に横方向に片寄っていて、横方向に片寄った先ストリップ部分を通って引かれた中心線(M2)が少なくとも3°から10°までの角度αに延びていて、しかしながら、より大きい、好ましくは8°、フレームの横断面の縦中心線(LML)に延びているようになっていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の舵。
  7. 左舷(BB)と右舷(SB)に配置された上下舵ブレード部分(10、20)のアーチ形に彎曲された側壁部分(18、28)が右舷(SB)と左舷(BB)に配置された上下舵ブレード部分(10、20)の強力にアーチ形に彎曲された側壁部分(19、29)の長さ(L5)と比較されてより短い長さ(L4)を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の舵。
  8. 上下舵ブレード部分(10、20)の強力にアーチ形に彎曲された側壁部分(19、29)の湾曲長さ(BL1)が上下舵ブレード部分(10、20)の平らにアーチ形に彎曲された側壁部分(18、28)の湾曲長さ(BL)よりかなり大きいので、上下舵ブレード部分(10、20)の強力にアーチ形に彎曲された側壁部分(19、29)の遷移領域(UB1)が後ストリップ(15)に直線に延びる側壁部分(17、27)に片寄っていて、上下舵ブレード部分(10、20)の平らにアーチ形に彎曲された側壁部分(18、28)の遷移領域(UB)が後ストリップの方向において後ストリップ(15)に直線に延びる側壁部分(16、26)に片寄っていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の舵。
  9. 舵パイプ(120)を受ける上舵ブレード部分(10)における隙間(105)或いは穴の直径が上舵ブレード部分(10)の最大輪郭厚さ(PD)と比較されて僅かに小さいことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の舵。
  10. プロペラ(115)に向合う舵ブレード(100)の縁或いは先ストリップ(11、21)がプロペラ(115)から背いた縁或いは後ストリップ(15)に対して少なくとも5°、好ましくは10°の角度βに傾斜していることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の舵。
  11. そらせ板(200、201)が二つの重なって配列された舵ブレード部分(10、20)の二つの横方向に片寄った部分(A1,A2)の遷移領域に配列されて且つ先ストリップ(11、21)の彎曲コースに一致して形成されていて、そのそらせ板が彎曲した細長い輪郭を有し、二つのそらせ板(200、201)の各々が先ストリップの領域に於ける先ストリップ(11、21)に向いた部分(200b、201b)を備えて横たわり、先ストリップの一体成分であり、ストリップ状部分(200c、201c)を備えていて、舵の側壁に当接するか、或いは一体化され、先ストリップ(11、21)の領域に横たわる二つのそらせ板(200、201)の部分(200b、201b)がカップ状構成(200a,201a)を有し、上舵ブレード部分(10)の左舷側壁がそらせ板(200)を有し且つ下舵ブレード部分(20)の右舷側壁がそらせ板(201)を有し、そらせ板(200、201)が上舵ブレード部分(10)と下舵ブレード部分(20)の遷移領域に配置されていて、ストリップ状部分(200c、201c)が舵ブレードの側壁に横たわり且つ遷移領域をカバーし、プロペラ(115)に向いているそらせ板(200、201)の部分(200b、201b)が先ストリップ(11、21)の領域に横たわることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の舵。
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