JP2012240635A - 船舶の推進装置 - Google Patents

Abstract

【課題】推進装置そのものが推進力を発生すると共に、船舶の大きな水の抵抗力を下げる作用を行い、高速化/低燃費化を達成する推進装置を提供する。
【解決手段】船の推進装置に、連続した水かき用突起を持つベルト１またはベルト状に連結した推進器を、船首から船底を通り船尾までほぼ船底全体に１枚〜複数枚にて配置し、船内の二重底４を通った上で船首に戻り又繰り返す回転サイクルを持つ構造で、このベルトが船底に沿って回転し水を後方へ押し出し推進力を得ると共に、推進ベルトの移動方向と進行方向からの水の流れの向きが同一であり、更に水とベルトの移動速度差が少ないことより水の抵抗を大きく低減する作用をするため、船の高速化ならびに低燃費化につながる。
【選択図】図２

Description

本発明は、船舶の高速化，ＣＯ２削減のための低燃料消費化（低燃費）を実現するために、推進装置そのものが推進力を発生すると共に、船舶の大きな水の抵抗力を下げる作用を行い、高速化/低燃費化を達成するものである。

船舶を高速化又は低燃費化する上で船体が受ける水の抵抗を減らせば、いずれの目的にも効果が生まれるが、その水の抵抗を下げるための今までの技術には
・船首や船底など水の抵抗を直接受ける船体部位については、水の抵抗を受けにくい形状の採用。
・船体と水が接触する部位は、水との抵抗力を発生しにくい塗装などの表面処理を採用。
等である。
一方推進力を発生させる側の技術には
・燃料消費量の少ない、高効率な原動機の採用。
・原動機の動力を効率良く推進力に変換できるプロペラの採用等が上げられる。

船舶の高速化，低燃費化には、“内燃機など原動機の回転力を効率良く推進力に変えられるプロペラなどの推進装置”と“水の抵抗を受けにくい船体”を組み合わせることで改善してきたが、プロペラなどによる推力の“船を動かす力”と水の抵抗の“船を静止させる力”が相殺され、その相殺後の力の方向と強さで船が動いているが、原動機の動力の多くが水の抵抗力との相殺に消費され、いまだ高速化／低燃費化を妨げている課題が有った。

図１の従来構造の船の移動方向と速度を矢印(イ)の方向と大きさで示すが、水面はほぼ静止状態であるとみなすと、船から見ると相対的に矢印(ロ)の様に船の移動する方向と正反対の向きに船の速度と同じ速度で水が流れていることになる。この船が向かう方向の正反対の水の移動方向が船の大きな抵抗力となり、高速化や低燃費化を大きく阻害していた。
本考案は図２のように水の抵抗力の影響を受ける船首から船底ならびに船尾まで、ほぼ水と接する船底全面をベルト状で水かき用突起を持つ推進装置で覆い、それを(ハ)の方向に回転させ水を後方に押し出すことで推進力を得、(ニ)の方向へ船が移動するが、相対的水の流れる向き(ホ)とベルトの移動方向(ハ)は同一の移動方向であり、ならびに移動速度差もほとんど発生しないか推進ベルトの方が若干早い事から、水の抵抗力を格段に低減できる。

このように、水の抵抗力を格段に低減出来ることにより、燃料消費量の少ない小型の原動機でも、高速化を実現すると共に低燃費化の課題を解決できる。
また本考案によれば更に次のような効果も得られる。
・通常船体は水の抵抗を低減するため、前方より見た投影面積は極力小さくし全長を長くすることにより必要な積載スペースを確保しているが、本考案によれば水の抵抗を減少させる為の前方より見た投影面積を小さくする必要性は低く幅広の船体が可能で、荒れた海などでの船体の左右方向の安定性が著しく向上する。
・従来構造のプロペラで推進力を増そうとすると、プロペラを大径にするか高速回転にせざるを得ず、この高速回転の場合、プロペラの吸い込み側の水が気泡(真空)になりやすく、それが推進力を得る上での効率を阻害する要因にもなっていた。本考案によればベルトの周速は船の速度と同等か若干早い程度で済み、プロペラの回転速度に比べれば格段に遅いため、水が気泡になりにくく、効率よく動力を推進力に変えられる。
・従来の船体を上面より見た形状は図１に示すように、水の抵抗を低減するよう船首部分は鋭角な形状をしている船体が多いが、本考案はベルトを配置する構造上、上面より見た形状はほぼ長方形となり船底まで同形状のため、同じ全長／全幅の船舶であれば、大きく積載スペースが向上する。
・図２の様に複数のベルトを左右に配置した場合は、その速度差にて旋回(左が早く、右が遅い場合は右方向)が可能で通常の舵との併用で更に旋回性能が高められる。また左は前進方向，右は後退方向のように逆転させることにより、その場で船体の向きを変えることも可能で、特に大型の船舶では操縦する上での取り回しが大きく改善される。
・推進ベルトを船底に配置する構造上、船底の形状は平らになり、また通常の舵を水上に引き上げても左右の推進ベルトの速度差による操舵が可能のため、舵を引き上げられる構造を採用すると、ベルトの水かき用突起以外の突起が無くなることにより水深の浅い場所でも航行が可能になる。

従来構造の簡易的な三面図である。 本発明の簡易的な三面図ならびに、ベルトの配置状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図２を参照しつつ詳細に説明すれば
・喫水線より上面の船首から船底を通り、同様に喫水線より上の船尾に至るまで、1 のカーボンファイバーなどで補強したゴムで出来た連続したベルトや、チェーンの様に連結した金属で出来たベルト状の回転体に水を船尾方向へ送り出す突起を全周に持ち、それを１枚〜複数枚(図は２枚)で船底のほぼ全幅に配置する。
・このベルト状の回転体が、原動機と結合し歯車状に凹凸のついた ２ 駆動軸に噛み合い、動力を得た上で ３ 支持部やベルト位置を保つ ６ ガイドなどを経由し船体外側形状に沿って回転し、船首より水を船底へ送り込み、船尾方向に押し出し推進力を得る。
・ベルトと船体の接する面は、５ 摩擦抵抗力の少ない樹脂などにより摺動するか、より積極的にローラーなどをベルトと船体の間に配置しベルト全体の回転抵抗を低減する。
・船尾で水面から大気中へ出たベルトは折り返し、船底の内側に設置した、水が充満していない ４ 二重底内を通り船首へ戻り上記サイクルを繰り返す。

１ 水かき用突起の付いた推進ベルト。
２ 原動機の動力を推進ベルトに伝える駆動軸。
３ ベルトの軌跡を支える支持部。
４ 二重底（内側）
５ ベルトと船底の摩擦抵抗を減らす摺動材。
６ ベルトの左右方向の軌跡を支えるガイド。

Claims (1)

1. 船の推進装置において、船外の先頭(船首)から船底を通り船尾に至り、その後二重底の船内側を通った上で船首に戻り、同じサイクルを繰り返し回転する水かき用突起を持ったベルトかベルト状に連結した推進器を、１枚から複数枚で船底のほぼ全幅に配置し、そのベルト軌跡を支える支持部、並びにその軌跡上に有りベルトに回転動力を伝える駆動軸から成る船の推進装置。
   

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