JP2009298173A - 推力発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直径の小さい噴出水流を大直径の水流に変換することが可能であると共に、船首尾端部に設けることが可能な推力発生装置を提供すること。
【解決手段】ポンプ水流の吐出口に釣鐘型のノズル１２を結合し、その内部に翼型断面のリング２１及びその内側水流の中心線上に砲弾型のコーン２２を配置し、吐出流の整流及び推進力発生を行う。又、コーン底部を開放し、更にリング２１前方のコーン肩部にスリット２４を設け、コーン内部水流を外側水流に疎通させるよう構成する。さらには、ノズル１２を左右舷外板開口に向け旋回可能とすると共に、ノズル１２の位置と連動して外板開口を閉鎖或いは開放する回転扉を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は排水量型船舶の船首端部あるいは船尾端部に設置可能としたサイドスラスターの推力発生装置と、それに連動して外板開口を自動的に開閉する回転扉に関するものである。

サイドスラスターとは船舶の船首や船尾に設置されている、船を横方向に動かすための装置をいう。このサイドスラスターは、大型船、殊に離着岸の回数の多いフェリ−等船舶において装備されることが多い。一方、小型船では比較的操作がしやすいことや、省力で船が移動できることからサイドスラスターが装備されることは少ない。

しかし、小型船でも近年の人手不足や乗員の高齢化に伴い、サイドスラスター機能の要請が高くなってきた。そこで、実開平５−１６５９４では清水冷却装置に用いられている海水用ポンプからの海水を噴流させることにより、スラスト力を発生させるサイドスラスターが提案されている。
実開平５−１６５９４号公報

各種船舶の運用に当り、環境保全と省エネルギーは、少子、高齢化社会の進展と共に回避できない大きな問題であり、乗員の高齢化、省人化、国際化の中で船内諸作業の単純化、安全確保が重視されつつある。特に主機関の電動化を主体とする船舶自体の省エネルギー化と高性能化が重要な課題となる中で、本発明の装置は技術的に離着岸作業の単純化、合理化を容易とするサイドスラスターを提供するものである。

上記の課題の下に船価を圧迫することが少ない船上の海水ポンプの噴流を利用した推力を得る方法が提案されるが、一般に大容量ポンプは揚程も大きく無作為に高速の噴流を海中に放出しても渦流となり、求められる反力としての推力を発揮できず、その水柱は周辺海水の粘性を超えて滑りつつ静水圧下にある無限の海水域内に拡散消滅するのみで、効果的な推力を与えることが出来ない。

この現象は移動させようとする排水体の抵抗が大きい程、転回の初動が困難で実用化に至っていない。

又、排水量型船舶に対するサイドスラスターの推力は高速を得る事ではなく、微速で効果的に大きな推力を得る事が求められる。本発明の課題の一つは、直径の小さい海水ポンプの噴出水流を大直径の水流に変換することにある。つまりは、一定出力の下で効率的に実用的な直径を有する一般的なスラスターに近似の水流を排出することを目的とする。

一方、通常のサイドスラスターは左右舷に貫通するダクト内に配置した可逆推力発生機能を持つプロペラによって推力を発生させているが、本来サイドスラスターは可能な限り船首先端部に設けることが船首尾転回推力を得るに有利である。

しかし乍ら、装置全体の大きさ、つまりはプロペラを回転させるための軸系の複雑化等、船内配置上の制約により船体平行部に近い位置に設けざるを得ず、これによりダクトの長さが必要以上に長くなり、推力低下を招く事となる。そこで、サイドスラスターダクト出入口の開口位置を水線に入射角のある前方に移すと、船体の抵抗増加となり、さらには他物の流入を招く事にもなる。そこで出入口両端開口部にガードを設けると、ダクト自体の抵抗増加を招く事になる。このことは船尾部においても例外ではなく、これらの制約がサイドスラスターの最適位置への設置を困難としている。

さらに、推力発生方向について正逆何れの方向にも等しい推力を得るにはプロペラ本体を回転することによってのみ可能であり、それの実施は機構の複雑さを伴うこととなる。

なお、プロペラ式推進器の後流は回転流となり汎用ポンプの噴流の直進水流に比し効率的でない。

そこで本発明は、前述の諸問題を解決する為に創出されたもので、その要約は釣鐘型外筒のノズルの内部に推力発生機構を設け海水ポンプの噴出水柱を拡大、整流しつつ推力を得ることにより、同等出力のスラスター、或いはコルトノズル推進器に匹敵する推力を持つ直進流を近似の直径の下で得ようとするものである。

さらに装置がコンパクトであることを利用し、船首あるいは船尾の先端部に設置し、左右舷に旋回を可能とする事により効果的な船首尾転回推力を得ると共に、作動位置の外板開口にノズルの位置移動に連動し自動的に開閉する扉を配置する事により航海中の船体抵抗の増加と、流木、流氷等の他物の流入のないサイドスラスターを得る事を目的とする。

また、港湾等における優れた操縦力を有する全方向推力発生装置を提供することを目的とする。

さらには汎用プロペラ推進器において、効率的に推力を得ることができる機構を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る推力発生装置は以下のように構成した。

請求項１：ポンプ水流の吐出口に釣鐘型のノズルを結合し、その内部に翼型断面のリ ング及びその内側水流の中心線上に砲弾型のコーンを配置する。

請求項２：請求項１記載の推力発生装置において、コーン底部を開放し、さらに リング前方のコーン肩部にスリットを設ける。

請求項３：ノズルを左右舷外板開口に向け旋回可能とすると共に、ノズルの位置と連 動して外板開口を閉鎖或いは開放する回転扉を設ける。

請求項４：回転扉の上方及び船体端部水線付近に発光体を設ける。

請求項５：ポンプ水流の吐出口に釣鐘型のノズルを旋回自在に結合し、その内部に翼 型断面のリング及びその内側水流の中心線上に砲弾型のコーンを配置し、 さらに当該ノズルを船底部に旋回自在に懸垂した紡錘型半部型状のハウジ ング内に装備させる。

請求項６：請求項５記載の全方向推力発生装置において、コーン底部を開放し、さら にリング前方のコーン肩部にスリットを設ける。

請求項７：汎用プロペラ推進器において、プロペラハブ外側に間隙を持って 外筒を設け、当該外筒の底部を開放し、翼根部前方にスリットを設ける。

本発明は海水ポンプの噴流を利用するため、プロペラ式のサイドスラスターのようにサイドスラスター装置自体にモータを装備する必要がない。ゆえに本発明によればサイドスラスター及びその関連装置を小型化できる。これにより船首尾艙内あるいは機関室内に収めることが可能となると共に、サイドスラスターの位置が最適となるよう選定できる。すなわち、そのコンパクトさゆえに船首あるいは船尾端付近に設置することが可能なり、転回を効率的に行うことができるのである。

構造が単純であるので鋼製に代え高機能プラスチック化も可能となり、製品の軽量化、標準化が容易となる。

請求項１記載の推力発生装置においてはノズルからの排出流は半径方向に平準化された直進流となり、効率的に推力を得ることができる。すなわち、ポンプ水流の吐出口に釣鐘型のノズルを結合し、その内部に翼型断面のリング及びその内側水流の中心線上に砲弾型のコーンを配置してあることから、吐出流の拡大と整流が可能となり、つまりは排出流は半径方向に平準化された直進流となるのである。これにより同等出力のスラスター、或いはコルトノズル推進器に匹敵する推力を持つ排出流を近似の直径の下で得ることができるのである。

又、請求項２記載の推力発生装置は、コーンの肩部にスリットを設け、コーン後端部に発生する後流域のよどみをコーンの内部を経てノズル内部に疎通させる構造を有している。ノズル内部に疎通された水流により、ノズルの内部構造の変化に伴ってこの部位から発生する流れの乱れを抑制する効果を発揮するのである。

請求項３記載の推力発生装置においては、自動的に開閉する回転扉によりダクト開口部の抵抗増加を防ぐと共に、流木・流氷等異物の侵入を防止できる。

サイドスラスター室は非水密区画であるので軽吃水でのメンテナンスが可能となる。

請求項４記載の推力発生装置は、回転扉の上方及び船端水線付近に発光体を設けてあるので回転扉と外板との判別困難なサイドスラスターを含む船首尾端部近傍の安全性を高めることが可能となる。

請求項５及び請求項６記載の発明においては、船底部に旋回自在に懸垂した紡錘型半部型状のハウジング内に請求項１、請求項２記載のノズルやリング、コーン等を装備するものである。ハウジングが旋回自在であることからノズルから任意方向に水流を排出でき、港湾等における操縦性が高まるのである。

請求項２記載の構造、つまりは整流構造は汎用のプロペラ推進器にも転用可能なものであり、請求項７は係る構造を有するプロペラ推進器を提案するものである。具体的には図２０に示すようにプロペラハブ５５の外面に間隙をおいて円筒型の外筒５６(非強度部材)を翼根部７４に固定し、その後端面５７を開放し、プロペラ翼根部７４前方にスリット５８を設けてある。つまりは外筒５６後端部に発生する後流域のよどみを、外筒５６の内部を経て翼７５前方に疎通させる構造を有しているのである。これにより翼７５前方に疎通された水流が、翼７５近辺で発生する渦流を抑制する効果を発揮するのである。

本発明の構成を下記の各図を参照しつつ詳細に述べる。
図１は本発明装置を装備した船首部の縦断面図、図２は装置設置床面での平面図、図３は船首端部の装置位置での横断面図、図４は本装置の推力発生装置に係わるノズルの縦断面図、図５はノズルの構成を示す正面図であり、図６、図７及び図８は推力発生装置室内におけるノズル及び回転扉の各作動位置を示す平面図、図９及び図１０は回転扉の旋回中心部の詳細図であり、図１１は図６におけるＡ−Ａ矢視図であり、図１２は図６におけるＢ−Ｂ矢視図であり(作図の都合上回転扉、ノズルはそれぞれ船体中心線上にあると仮定した)、図１３は図１１におけるＣ−Ｃ矢視図であり、図１４は同じくＤ−Ｄ矢視図であり、図１５は推力発生装置の回転扉閉鎖機構の詳細図、図１６はノズル及び回転扉のロック装置の下端部配置図であり、図１７は同上装置のロック位置における詳細図であり、図１８は同上装置の開放位置における詳細図であり、図１９は回転扉支持材と肘板を示す概略説明図であり、図２０は本発明のノズル構成の一部を汎用のプロペラ推進器に適用した場合の説明図であり、図２１は本発明のノズルを平坦な船底に適用した場合の構成図であり、図２２は本発明のノズルを船尾に設置した場合の概略構成図である。

本発明の適用船舶は小型船から大型船に及ぶが、利用可能な海水ポンプの能力と、その経済性によって最大船型は制約される。以下の実施形態は総トン数５００トン未満の船舶でサイドスラスターとして要求される推力約２トンに対応するものである。

この場合、要求されるサイドスラスターの出力は通常１８０〜２００ＰＳ（１３２〜１４７キロワット）であり、一般的な曳船のボラードプル１００ＰＳ（７３キロワット）当り１.０トン〜１.１トンに対応し、内部に推力発生装置としてのプロペラを有するダクト直径は約７５０ミリメートルである。

故に、以下の実施形態も、出力１８０ＰＳ（１３２キロワット)の海水ポンプによって速度が半径方向に平準化された、低速直進直径７５０ミリメートルの吐出流を得ようとするものである。この場合、対応する海水ポンプは通常出力１８０ＰＳ（１３２キロワット)、吐出管径は約２５０ミリメートル程度である。したがって、海水ポンプの吐出流の直径を３倍に拡大、減速し、ダクト径７５０ミリメートルの一般的なスラスターに近似の排出流を微速転回推力として利用し得る構成を実施形態とした。

先ず本発明の構成について述べる。

本発明のサイドスラスターは推力発生装置、外板開口開閉装置及びこれらの操縦装置で構成される。図１乃至図３においてサイドスラスター１は簡潔小型であるので、これを船首艙２の先端部の水密区画のサイドスラスター室３に設置することが可能であることを特徴とする。

その推力発生装置の動力源である海水ポンプ４は、船首艙２後方チェインロッカー５下方付近の上甲板６より出入可能な水密区画のポンプ室７内部に設置し、吸入管８より吸入した海水を吐出管９及びその垂直管上部１０及び回転可能な垂直管下部１１を経て外筒が釣鐘型のノズル１２に吐出し、水流を拡大・整流した後、ノズル端部延長リング１３を経て外板開口部１４より排出する。

その開口部１４には吐出管９の垂直部分固定配管１０、回動可能管１１を旋回中心とする非水密の回転扉１５を設ける。したがってサイドスラスター室３は外部に対しては非水密となる。

なお、係船作業甲板１６には吐出管９の垂直部１０、１１に取付けられたギヤ１７を経て導設された、サイドスラスター操作ロッド１８の操作用のハンドル１９を設ける。これによりハンドル１９を回動させることで垂直部１１を回動させることが可能となる。そして、垂直部１１はエルボー管２０を介してノズル１２と連結されていることから、ハンドル１９の回動によりノズル１２は垂直部１１の中心線６３（図４参照）を回動中心として回動することになるものである。

続いて本発明のサイドスラスターの推力発生装置の内部構成及び作用について述べる。

図４において、釣鐘型外筒のノズル１２は吐出管９の垂直部１１に連結したエルボー管２０の末端に結合されている。その内部には図４、図５に示すように内筒として翼型断面を持つリング２１が中心線上に位置する砲弾型のコーン２２と共に整流板２３を介して固定されている。なお、コーン２２の内部は中空で底面は開放されている。又、リング２１とコーン２２は整流板２３で相互に固定され、さらにノズル外筒に固定されている。（図５はノズル１２を吐出側から見た状態を示している）。

なお、ここに釣鐘型とは径が漸次円弧状に拡張し、最大径に至った後は外縁部が直線状の円筒型を呈する形状をいう。翼型断面とは前縁は丸く、前縁から三分の一程度のところで最大の厚みになり、後縁が細長い涙滴形状を呈し、断面の上下中間を結ぶ線が円弧状な形態をいう。砲弾型とは釣鐘型に比し径が緩やかに拡張する形態をいう。

故に、エルボー管２０より吐出された噴流はノズル１２の内面の断面積が増加し始める位置でコーン２２によって半径方向に拡大され、ノズル１２内での半径方向の流速を平準化すると共に、リング２１に迎え角（θ）をもって流入し揚力（Ｌ）を発生させ、推力方向分力（Ｔ）を得ている。さらに外筒であるノズル１２と内筒であるリング２１の間の断面積は水流の入口より出口側が小さくなるよう設定され、リング２１の内面より流速を増加させ揚力を得ているが、さらにリング２１の外面、ノズル１２の内側面に摩擦抵抗を減少させる塗装又はチタン等金属クラッド鋼のライニングを行い、より効果を上げることも可能である。

さらに、コーン２２の肩部にスリット２４を設け、コーン２２後端部に発生する後流域のよどみ６０をコーン２２の内部を経てノズル１２内部に疎通させ、ノズル１２の内部構造の変化に伴ってこの部位から発生する流れの乱れを抑制する効果を与える(図４における矢印が水の流れを表している）。

なお、このコーン２２の外面に発生する渦流抑制装置は、一般のプロペラのハブ渦の整流に適用可能である。すなわち図２０においてプロペラハブ外面５５に間隙をおいて円筒型の外筒５６(非強度部材)を翼根部に固定し、その後端面５７を開放し、プロペラ翼根部前方にスリット５８を設ければ前述と同様な機能を得ると共に、外筒外面翼根部の回転流を緩和し直進流に近づけ、さらにハブ渦を減少させる作用が得られることを特徴とする。

続いて本発明のサイドスラスターの特徴とする外板開口部の回転扉１５の構成について述べる。

図１、図６、図７、図８、図９、図１１、図１２、図１３ において非水密回転扉１５は外側板２７と内側板２８によって構成され、外側板２７は当該部の外板「切取り板」を使用して精度を確保すると共に回転可能とする。又、内側板２８との間に内部空間２９を確保し、水中における見掛けの重量を、その浮力によって軽減し、回転扉１５の滑動を容易に行えるものとする。

左右舷の回転扉１５・１５の旋回中心は吐出管の垂直部１０、１１の中心線６３にある。回転扉１５を構成する支持材３０は、吐出管９の垂直部１１の周囲にあって遊動可能な板リング２５，２６に肘板４５ａ、４５ｂを介して取付けられている（図１９参照）。ここに肘板４５ａ、４５ｂはＬ字型を呈する板体であり、一方辺部は支持材に固定され、他方辺部には開孔５０及び切欠き部５１が設けられている。又、肘板４５ａ、４５ｂは円弧状に切欠いており当該部位で遊動リング２５・２６に固定されるものである。

一方舷に存する回転扉１５の支持材３０上部に肘板４５ａを固定し、当該肘板４５ａと、遊動可能な板リング２５を固定する。他方舷に存する回転扉１５の支持材３０下部に肘板４５ｂを固定し、当該肘板４５ｂと、遊動可能な板リング２６を固定するものである。これにより左右回転扉それぞれの支持材３０・３０の旋回滑動を同一平面上で行えるように配置していることになる。

なお、この支持材３０は図１３に示すように断面を箱型とし、回転扉１５とバランスを持つ浮力を得る空間を保持している。

回転扉１５の下端にはそり３１を設け滑動を容易にし、さらに水中での浮動を抑制するため頂部にもそり３２を設けている。当該そり３２と摺接するガイド板６４がスラスター室３内に設けられている。

又、板リング２５・２６の上部及び下部にも板リング２５・２６及び当該板リング２５・２６に固定された肘板４５ａ・４５ｂの浮動或いは沈降を抑制する目的で、垂直管１１に固定した板リング３３・３３が、板リング２５・２６の上下に取付けられている。

支持材３０の長さは外側板２７が船体の外板と同一面にならぬよう、その内側に控えてあるが、回転扉１５を開閉するとき外側板の前端が外板より僅かにはみ出す部位３４が発生する(図６参照）。しかしこれは回転扉１５の旋回中のみの短時間であり、問題とはならない。なお、水線の入射角が大きい船側外板の場合は、このはみ出し部位３４は小さくなる。

次に、サイドスラスターの操縦装置及び固定装置について述べる。

本発明のサイドスラスターは推力を左舷、右舷の任意方向に発生させるためにノズル１２自体を旋回させる必要があり、それに伴って回転扉１５を連動させるので以下の機構を設けている。

図１４に示すように、吐出管の垂直部１１は水密座金３５及び垂直軸下端のベアリング３６によって旋回を可能とすると共にノズル１２に発生する推力及び自重を支持する。その旋回力はギヤ１７によって垂直ロッド１８を介し係船作業甲板１６のハンドル１９によって伝達される。なお、固定されている吐出管末端の垂直部１１はギヤ１７内側のシール３７によって水密を保持している。

次に、以上の装置を用いてノズル１２と、それに連動する回転扉１５の開閉動作について述べる。

図６は、ノズル１２が右舷において作動中の位置、すなわち係船作業中つまりノズル１２より吐出流を排出している状態では、回転扉１５は左舷の開口部１４の閉鎖位置にあることを示し、図７は、ノズル１２が左舷において作動中の位置、すなわち係船作業中つまりノズル１２より吐出流を排出している状態では、回転扉１５は右舷の開口部１４の閉鎖位置にあることを示している。又、図８は、ノズル１２の非作動時(航海時)つまりノズル１２より吐出流を排出していない状態では、ノズル１２は船体中心線上の位置３８に定置し、回転扉１５は左、右舷共に閉鎖位置にあることを示す。つまりは航海中の位置から係船作業位置にノズル１２を旋回すると、回転扉１５はノズル１２に押され、ストッパー３９によって停止する。

さらに、ノズル１２が作動時の位置から定位置或いは反対舷に移動すると、回転扉１５は図９、図１０に示すように、その支持材３０に取付けた丸棒４０とスラスター室頂板の下面に取付けた丸棒４１との間に、吐出管の垂直部１１を囲み介在させた、捩りコイルバネ４２によって自動的に閉鎖位置に復帰し、ストッパー４４により定位置に停止する。そして、その動力はノズル１２が作動位置に移動するにあたって、ギヤ１７を介しハンドル１９の回転操作によって与えられたものである。なお、ストッパー３９及びストッパー４４はサイドスラスター室３の床面に設けられたものである。

又、回転扉支持材３０の可動範囲は左舷，右舷それぞれのストッパー３９からストッパー４４の間のみとなり、ノズル１２の可動範囲は船体中心上の位置３８を経由し，支持材３０がストッパー３９によって行き止めとなり、左舷・右舷それぞれのストッパー３９・３９の間に制限されていることとなる。

さらに、固定装置について述べる。図１、図６、図９、図１４及び図１６において、操作ロッド１８は吐出管の垂直部１１前方の船体中心線に位置し、ギヤ１７と共に上下に摺動可能となっている。左、右舷の回転扉１５・１５は肘板４５ａ・４５ｂを介して遊動可能な板リング２５・２６に取付けられている。垂直部１１には肘板４６が固定されている。当該肘板４５ａ、肘板４５ｂ、肘板４６はロッド１８に貫通されている。

図中におけるロッド１８は最も下方に押し下げられた位置４７(図１７参照）にあり、各肘板４５ａ・４５ｂ・４６は、ロッド１８により串刺しとなり、これにより回転扉１５は閉鎖位置、ノズル１２は船体中心線上の格納位置３８に固定される。

係る状態（航海中位置）から係船作業に入る時は、ロッド１８を図１８における４８位置に引上げる。すると吐出管の垂直部１１に固定された肘板４６は左右に旋回可能となると共に、ロッド１８に設けた小径部分４９の位置にある肘板４５ａ・４５ｂは、その開孔５０に設けた切欠き部５１の開放側の反対方向に旋回可能となる。これにより回転扉１５は夫々の舷に向かってが旋回可能となる。そこでノズル１２が回転する側の任意舷の回転扉１５が、当該ノズル１２によって押され、旋回することとなるが、旋回後ロッド１８を押し下げると反対舷の回転扉１５はロッド大径部５２によって固定することが可能である。

なお、ロッド１８の大径部５２、小径部４９及び肘板４５ａ、４５ｂの開孔５０、切欠き部５１の関係は以下の通りである。すなわち大径部５２の直径は、開孔５０の直径よりも小さいが、切欠き部５１の幅Ｈ（図１０）よりも大きい。小径部４９の直径は幅Ｈよりも小さい。

さらに、ノズル１２と両舷回転扉１５の同時固定は、前述の操作により回転扉１５・１５は肘板４５ａ・４５ｂ及びロッド１８を介して一体化するので、両舷の回転扉の夫々のストッパー４４・４４によって左右への旋回を阻止し完了した事になるが、作業甲板上のハンドル１９において落しボルト（不図示）の利用等により固定することで、安全装置となすことも可能である。

以上の実施形態を超える大型船に対しては、旋回操縦を軽快にする必要がある。この点ノズルには可動部分がないことから、ノズルの一部或いは全部をプラスチック化することは容易であり、さらに回転扉は正四角型とし、四隅上下方向に耐海水用キャスターを配置すること、回転扉の剛性を強化するため回転扉の浮力タンク内に発泡プラスチックを注入すること等により実施を容易にすることが可能である。

さらに大型化するためにはポンプ容量の増大が必要であり、船価の上昇を伴うが、図１に示すように吸入管側の逆止弁５３ａ及び吐出管側の逆止弁５３ｂを塞止弁とし、そのポンプ側に清水管５４を接続し海水ポンプ４を洗浄することとすれば、汎用清水ポンプの使用が耐用年数を損ずることなくコストを抑制し実施することも可能である。

船型の大型化に伴って、スラスター室の幅が増大する。係る事態に対してはノズル１２の延長リングを１３を延長すること、及びノズル１２自体の長さを拡大すること等によって対応可能である。又、船首部断面船型が図３に示すようにＵ型６１或いはＶ型６２の場合においても同様な方法で対応可能である。

又、係船作業等船首尾部において係船索を取り扱う小舟艇の回転扉付近への接触を避けるため、特に夜間濁水中等での水線付近の視認のため、作業甲板舷端付近の作業灯等、灯光を光源とする白色半球型強化ガラス製反射球、又は電力配線を必要としない発光体５９に強化ガラスによる水密カバーを被せ、扉の直上及び船体端部水線付近に取り付けることにより回転扉と外板との判別困難なサイドスラスターを含む船首尾端部近傍の安全性を高めることが可能となる。

なお、本発明の実施形態は主としてバウスラスターとして述べてきたが、図２２に示すように機関室７３内の海水ポンプを利用し、そのまま船尾部７２において適用可能な場合が多い。

また、浅吃水、巾広船等船底が平坦な場合は、請求項５及び請求項６記載の発明を適用しノズル１２を船底に懸垂することによって対応することも可能である。

以下、その詳細について述べる。図２１において紡錘型半部型状のハウジング６５は釣鐘型ノズル１２と、舵軸として利用される吐出管１１の外側の水流を整える目的のもので、その上下には舵面として作用する水平断面が流線形のフィン６６を設け、全体がバランスラダーとして機能する面積配分となっている。

吐出管垂直部１１は舵機室６７底部において、軸受６８によって水平方向の垂力と上下浮動に対応し、さらにその上部には３６０度旋回可能な操舵機６９を設置してある。なお、これらの装置は実用化されている既存の技術を利用可能である。

さらに、舵軸として利用されている吐出管垂直部１１上方には海水ポンプ４と共に固定配管となっている吐出管１０を配管し、シールケース７０によって連結部の水密を保持している。

本装置によれば図２２に示すように、船尾部のサイドスラスターとして機能させるほか、推進器としての転用も可能であり、その場合、排出流の拡大と共に船体の前進に伴う伴流利得を利用し、さらに推力を得るために翼型断面を有するリング７１を後端に追加付設している。

なお、船型によっては本装置を海水ポンプを含み複数個装備し、さらにインバーター制御電動機駆動によるポンプ能力の拡大等により、推力を増加させることは容易である。

本発明装置を装備した船首部の縦断面図。 装置設置床面での平面図。 船首端部の装置位置での横断面図。 本装置の推力発生装置に係わるノズルの縦断面図。 ノズルの構成を示す正面図。 推力発生装置室内におけるノズル及び回転扉の各作動位置を示す平面図。 推力発生装置室内におけるノズル及び回転扉の各作動位置を示す平面図。 推力発生装置室内におけるノズル及び回転扉の各作動位置を示す平面図。 回転扉の旋回中心部の詳細図。 回転扉の旋回中心部の詳細図。 図６におけるＡ−Ａ矢視図。 図６におけるＢ−Ｂ矢視図。 図１１におけるＣ−Ｃ矢視図。 図１１におけるＤ−Ｄ矢視図。 推力発生装置の回転扉閉鎖機構の詳細図。 ノズル及び回転扉のロック装置の下端部配置図。 同上装置のロック位置における詳細図。 同上装置の開放位置における詳細図。 回転扉支持材と肘板を示す概略説明図。 本発明のノズル構成の一部を汎用のプロペラ推進器に適用した場合の説明 図。 本発明のノズルを平坦な船底に適用した場合の構成図。 本発明のノズルを船尾端部に設置した場合の概略構成図

符号の説明

１２・・ノズル
１４・・外板開口部
１５・・回転扉
２２・・コーン
２４・・スリット
５５・・プロペラハブ
５６・・外筒
５７・・底部
５８・・スリット
６５・・ハウジング
７４・・翼根部

請求項３：船首あるいは船尾の先端部内に存するノズルを左右舷外板開口に向け旋回 可能とすると共に、ノズルの位置と連動して外板開口を閉鎖或いは開放す る回転扉を設ける。

請求項５： ポンプ水流の吐出口に釣鐘型のノズル１２を結合し、その内部に翼型断
面のリング２１及びその内側水流の中心線上に砲弾型のコーン２２を配
置し、さらに当該ノズル１２を船底部に懸垂した紡錘型半部型状のハウ
ジング６５内に装備し、ポンプ水流の吐出管１１の旋回に伴いハウジン
グ６５及びその内部に存するノズル１２を水平方向に旋回自在に設け
る。

請求項２記載の構造、つまりは整流構造は汎用のプロペラ推進器にも転用可能なものである。具体的には図２０に示すようにプロペラハブ５５の外面に間隙をおいて円筒型の外筒５６(非強度部材)を翼根部７４に固定し、その後端面５７を開放し、プロペラ翼根部７４前方にスリット５８を設けてある。つまりは外筒５６後端部に発生する後流域のよどみを、外筒５６の内部を経て翼７５前方に疎通させる構造を有しているのである。これにより翼７５前方に疎通された水流が、翼７５近辺で発生する渦流を抑制する効果を発揮するのである。

Claims (7)

1. ポンプ水流の吐出口に釣鐘型のノズル１２を結合し、その内部に翼型断面のリング２１及びその内側水流の中心線上に砲弾型のコーン２２を配置し、吐出流の拡大と整流及び推進力発生を行う推力発生装置。
2. コーン２２底部を開放し、更にリング２１前方のコーン肩部にスリット２４を設け、コーン２２内部水流を外側水流に疎通させた請求項１記載の推力発生装置。
3. ノズル１２を左右舷外板開口１４に向け旋回可能とすると共に、ノズル１２の位置と連動して外板開口１４を閉塞或いは開放する回転扉１５を設けた請求項１又は２に記載の推力発生装置。
4. 回転扉１５の上方及び船体端部水線付近に発光体５９を設けた請求項３記載の推力発生装置。
5. ポンプ水流の吐出口に釣鐘型のノズル１２を旋回自在に結合し、その内部に翼型断面のリング２１及びその内側水流の中心線上に砲弾型のコーン２２を配置し、さらに当該ノズル１２を船底部に旋回自在に懸垂した紡錘型半部型状のハウジング６５内に装備した全方向推力発生装置。
6. コーン２２底部を開放し、更にリング２１前方のコーン肩部にスリット２４を設け、コーン２２内部水流を外側水流に疎通させた請求項５記載の全方向推力発生装置。
7. 汎用プロペラ推進器において、プロペラハブ５５外側に間隙を持って外筒５６を設け、当該外筒５６の底部５７を開放し、翼根部７４前方にスリット５８を設けた推力発生装置。

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