JP2014118096A - Marine propulsion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶用の推進装置に関するものであり、特に船尾に発生する波を推進力に変えて、結果的に船舶の走行に伴う抵抗を減らし燃料消費量を減少して経済性を高めることを目的とした船舶用推進装置に関するものである。 The present invention relates to a marine vessel propulsion device, and in particular, converts a wave generated at the stern into a propulsive force, resulting in a reduction in resistance associated with the running of the vessel and a reduction in fuel consumption, thereby improving economic efficiency. The present invention relates to a marine propulsion device.
現在一般に使用されている船尾の抵抗を軽減する方法としては、船底の緩い傾斜に沿ってガイド板を取付け推進装置への水流を整えようとするものがある。また、プロペラのねじれた後流を推進力に変えようとするものに関しては2個のプロペラの間に整流用のフィンをもうけたものがある。 As a method for reducing the resistance of the stern, which is generally used at present, there is a method in which a guide plate is attached along a gentle inclination of the bottom of the ship so as to arrange the water flow to the propulsion device. Further, there is a type in which a rectifying fin is provided between two propellers in order to change the twisted wake of the propeller into propulsive force.
前者の推進装置に関してはパドック船型と呼ばれる特殊な形状の船については一定の効果を得ているようであるが、広く応用できるものではなく、多くの一般的な船型では船体全体が発生する船尾の寄せ波は船尾で一旦水面を押し上げた後大きなV字波となって残り、エネルギーは失われる。後者のプロペラの後流を整流しようとするものについては上向きの流れを水平方向に向ける効果はあるが船尾で発生するV字波を推進力に変える効果を有するものではない。 With regard to the former propulsion device, it seems that a certain effect is obtained for a specially shaped ship called a paddock hull form, but it is not widely applicable, and in many general hull forms, the stern of the entire hull is generated. After the stern pushes up the water surface at the stern, it remains as a large V-shaped wave, and energy is lost. The latter propeller that attempts to rectify the wake has an effect of directing the upward flow in the horizontal direction, but does not have the effect of converting the V-wave generated at the stern into propulsive force.
技術的背景として、化石燃料の枯渇が近いとされる現在、運行に必要な使用燃料の削減効果のある技術の実用化が逼近の課題となっている。公知技術では推進装置に関連する改良方法が多く見られるがヨットなどを含め広く応用可能で実質的に船尾波のエネルギーを推力に変換出来る方式が見られない。
既存の船に容易に応用することが可能で、安価で推進力発生の効果が広い使用範囲で得られる方式が求められている。
The technical background is that fossil fuels are almost exhausted, and the practical application of technology that has the effect of reducing the amount of fuel used for operation is an immediate issue. In the known technology, there are many improved methods related to the propulsion device, but there is no method that can be widely applied to yachts and the like and that can substantially convert the stern wave energy into thrust.
There is a need for a method that can be easily applied to existing ships, is inexpensive, and can produce a propulsive force in a wide range of use.
本発明が解決しようとする課題は、船舶の省エネ技術と云う観点から総合的に検討して、船舶の大きさ、速度、推進方式に影響されず、推進装置としての効果とその汎用性と実施費用とを一体化して大幅な改善効果のある船舶用の推進装置を提供するものである。 The problem to be solved by the present invention is comprehensively studied from the viewpoint of energy saving technology of the ship, and is not affected by the size, speed, and propulsion method of the ship. It is intended to provide a marine propulsion device that has a significant improvement effect by integrating costs.
本発明の上記課題を解決するための手段は、船尾の操舵軸にほぼ水平方向に伸びる横ヒレを設け、該ヒレの断面の前縁はやや下方向を向き、後縁はほぼ水平に後方を向くごとき航空機の翼型断面に類似する形状をなしたごとく形成し、該横ヒレには上下両面に2枚の縦ヒレが操舵軸に対して対象に配置されている。該縦ヒレの断面の前縁は船体のやや外側を向き、後縁はほぼ並行に船体の後方を向くごとき航空機の翼型断面に類似する形状をなしたごとく形成したことを特徴とする船舶用の推進装置を提供するものである。 Means for solving the above-mentioned problem of the present invention is that a stern steering shaft is provided with a lateral fin extending in a substantially horizontal direction, the front edge of the cross section of the fin is directed slightly downward, and the rear edge is substantially horizontally rearward. It is formed to have a shape similar to that of an airfoil cross section of the aircraft, and two vertical fins are arranged on the upper and lower surfaces of the horizontal fin as a target with respect to the steering shaft. For a ship characterized in that the front edge of the cross section of the vertical fin faces a little outside the hull and the rear edge faces the rear of the hull almost in parallel to form a shape similar to an airfoil cross section of an aircraft. The propulsion device is provided.
走行中、船首において船体に押しやられた水は船尾において船底からは上向きの流れとなって、両側の側面からは中心に向かう流れとなり、船尾後方で集まり、水面を押し上げたあとV字波となってそのエネルギーを消失する。船の速度が速くなると、この造波抵抗は水と船腹との摩擦抵抗をはるかに超える大きなものとなり、推進抵抗の多くの部分を占めることとなる。この船底からの上向きの流れを横ヒレで水平方向に変えると該横ヒレに航空機の揚力に類似した力が働き、この揚力の推進方向の成分が推進力となる。また、側面からの寄せ波を縦ヒレで船体後方に並行に向く流れに曲げると該縦ヒレに航空機の揚力に類似した力が働き、この揚力の推進方向の成分が推進力となる。縦又は横の一方のヒレだけでは水流は流れやすい方向に逃げてしまうので充分な効果を得ることは出来ない。上記の効果は水槽実験及び実際の屋外航行実験でも確認されており、その場合は船尾のV字波が小さなものとなっており、本案による縦ヒレ、横ヒレの効果が証明されている。なお、通常の舵のごとく縦ヒレが1枚の状態では上記の船尾にける両側の側面から中心に向かう流れのエネルギーは相殺されて推力に変換することは出来ない。 During driving, the water pushed by the hull at the bow becomes an upward flow from the bottom at the stern, and flows toward the center from the sides of the stern. The energy is lost. As the speed of the ship increases, this wave resistance becomes much greater than the frictional resistance between water and the ship's flank and occupies much of the propulsion resistance. When the upward flow from the bottom of the ship is changed horizontally by a horizontal fin, a force similar to the lift of the aircraft acts on the horizontal fin, and a component in the propulsion direction of this lift becomes a propulsive force. Further, when a spilling wave from the side surface is bent by a vertical fin into a flow parallel to the rear of the hull, a force similar to the lift of the aircraft acts on the vertical fin, and a component in the propulsion direction of this lift becomes a propulsive force. If only one of the vertical and horizontal fins is used, the water flow will escape in a direction in which it can easily flow, so a sufficient effect cannot be obtained. The above effect has been confirmed in an aquarium experiment and an actual outdoor navigation experiment. In this case, the stern V-shaped wave is small, and the effect of vertical fins and horizontal fins according to this proposal has been proved. In the state where there is one vertical fin as in the case of a normal rudder, the energy of the flow from the side surfaces on both sides of the stern toward the center is canceled and cannot be converted into thrust.
本発明の船舶用推進装置の機能を損なわない範囲で簡略化して実現するための実施形態を示す。 The embodiment for simplifying and realizing in the range which does not impair the function of the vessel propulsion device of the present invention is shown.
図1は本発明の船舶用推進装置の1実施形態を示す側面図であり、図2は本発明の1実施形態を船体後ろ側から見た背面図、図3は本発明の1実施形態を示した底面図である。
図1、図2、図3において、船舶の船体1の船尾部2には操舵軸3が回動自在に設けられ、該操舵軸3には水平方向の横ヒレ4が設けられている。また、該横ヒレ4には上下両面に2枚の縦ヒレ5が操舵軸3に対して対象に配置されている。横ヒレ4の断面は前縁が船尾部2の形状に沿ってやや下向きに湾曲して後縁はほぼ水平方向に向いた状態で、全体としてカンバーを有する航空機の翼断面に類似した形状とされている。また、縦ヒレ5の断面は操舵角が0度の時、前縁が船尾部2の形状に沿ってやや外側を向き後縁はほぼ並行に船体1の後方に向いた状態で、全体としてカンバーを有する航空機の翼断面に類似した形状とされている。該横ヒレ4及び縦ヒレ5は操舵軸3に取り付けられているので当然操舵時には操舵軸3とともに回動するものである。本案の場合推進用のプロペラと横ヒレ4と縦ヒレ5の位置関係については敢えて規定するものではないが、当然位置関係による効果の差は生じる。尚、縦ヒレ5は舵としての効果を併せ持つものであり、操舵軸の振れ角によってプロペラと干渉しない位置に設けることは云うまでも無い。また、縦ヒレ5は必要であれば横ヒレ4の両側に複数個ずつ取り付けても差し支えない。
[動作]
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a marine vessel propulsion apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a rear view of the embodiment of the present invention as viewed from the rear side of the hull, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. It is the shown bottom view.
1, 2, and 3, a
[Operation]
上記実施形態に示す本発明の船舶用推進装置の動作について説明する。
前述の、発明の効果の項で述べたごとく、走行中、船首において船体に押しやられた水は船底からは図1の破線矢印に示すごとく上向きの流れとなり、両側の側面からは図3の破線矢印に示すごとく中心に向かう流れとなり、船尾後方で集まり、水面を押し上げたあとV字波となってそのエネルギーを消失する。この船底からの上向きの流れを横ヒレ4で水平方向に変えると該横ヒレ4に図1に示すごとき航空機の揚力に類似した力が働き、この揚力の推進方向の成分L1が推進力となる。また、側面からの寄せ波を縦ヒレ5で船体後方に並行に向く流れに曲げると該縦ヒレ5に図1に示すごとき航空機の揚力に類似した力が働き、この揚力の推進方向の成分L2が推進力となる。通常の舵のごとく縦ヒレが1枚の状態では上記の船尾にける両側の側面から中心に向かう流れのエネルギーは左右で相殺されて推力に変換することは出来ない。この縦ヒレ5の配置が極めて重要である。ヨットなどでは左右に2個の舵を有するものはあるが、これには横ヒレ4に相当するものが無く、本案のごとき推進力を増す効果を得られる形状のものは無い。但し、図4に示すごとく通常の船舶でも操舵軸が2本あるものについては、その夫々に横ヒレ4を設け、これに縦ヒレ5を付加することで実質的に上記説明と同様の配置とすることは本案の主旨に外れるものではない。更に、図1及び図3に示すごとく横ヒレ4及び縦ヒレ5の前縁が後方に傾いた形状であることは、洋上を航行する場合に、浮遊物などが引っかかるのを防ぐ為である。
The operation of the marine vessel propulsion device of the present invention shown in the above embodiment will be described.
As described in the section of the effect of the invention, the water pushed by the hull at the bow of the ship during the traveling flows upward from the bottom of the ship as indicated by the broken arrow in FIG. 1, and from the sides on both sides, the broken line in FIG. As shown by the arrow, it flows toward the center, gathers behind the stern, pushes up the water surface, and then becomes a V-shaped wave, losing its energy. When the upward flow from the bottom of the ship is changed to the horizontal direction by the
本発明の船舶用推進装置は上記の説明で明らかなごとく、船体の船尾付近の操舵軸に横ヒレ及び縦ヒレを固定的に取り付けるだけで船尾に生じるV字波を推進力に変えることが出来るものであり、この効果は船の速度、大きさに影響されるものではなく広い範囲の用途に適応することが出来る上、既存の船に取り付けることも容易で、構造も単純でその費用も大きくないので早い時期に実用化が可能であり、省エネルギー効果を手軽に実現できるものであり、その船舶業界に及ぼす産業力増強効果は極めて著しい。 As is apparent from the above description, the marine vessel propulsion device of the present invention can convert the V-shaped wave generated at the stern into propulsive force by simply attaching the horizontal fin and the vertical fin to the steering shaft near the stern of the hull. This effect is not affected by the speed and size of the ship and can be applied to a wide range of applications. It can be easily installed on existing ships, and the structure is simple and its cost is high. Therefore, it can be put into practical use at an early stage and can easily realize an energy saving effect, and its industrial power enhancement effect on the ship industry is extremely remarkable.
1 船体
2 船尾部
3 操舵軸
4 横ヒレ
5 縦ヒレ
1
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012276439A JP2014118096A (en) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Marine propulsion device |
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