JP2015217796A - ウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な推進力を確保しつつ、船体の後方幅を小さくすることができるウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船。【解決手段】船体２と、船体２の前後方向に延在するプロペラシャフト１８と、プロペラシャフト１８の後端に取り付けられたスクリュープロペラ１９と、を有する一対のスクリュープロペラ推進装置４と、船体２の船底に開口し船体外部から水を導入する水導入口１１と、導入された水を噴出するインペラ１４と、を有する複数のウォータージェット推進装置３と、を有し、複数のウォータージェット推進装置３は、船体２の左右方向において一対のスクリュープロペラ１９間に配置されているウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船１を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、ウォータージェット推進装置及びスクリュープロペラの両者を有する高速船であるウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船に関する。

船舶は大量輸送に適しており、輸送コストも安く、さらに環境に対する負荷も小さいことから輸送手段としての価値が非常に高い。近年は時間的価値の高まりにともなって、船舶のさらなる高速化が望まれている。

従来、船舶の推進装置としてウォータージェット推進装置が知られている。ウォータージェット推進装置は、船底から吸引した水を船舶の後方から噴出することで、スクリュープロペラと比較して大きな推進力を得ることができ、高速での航行可能である。

船舶の運用としては、緊急時等において高速力を必要とするものの、通常航行時において低速〜中速で運転する場合は、ウォータージェット推進装置では、低速〜中速時の推進効率がプロペラ推進に比べ大きく悪化するという課題があった。
この課題に対応するため、特許文献１に記載されているように、ウォータージェット推進装置に加えて、スクリュープロペラを備えた船舶も知られている。このような船舶は、通常航行時においてはスクリュープロペラの推進力を用いて航行を行い、スピードを要する場合にウォータージェット推進装置の推進力を加える、などの運用が可能となる。
一方、大型高速船では、エンジンが発揮する大きな馬力に対してウォータージェット推進装置が小さいため、大きな推進力を発揮することができなかった。この課題に対応するスクリュープロペラとウォータージェット推進装置を備える船舶としては、特許文献２に記載されているように、ウォータージェット推進装置を複数備えるものも知られている。

実開昭５８−１１９５００号公報 特開平９−１４２３８４号公報

ところで、特許文献２に記載されているウォータージェット推進船は、複数のウォータージェット推進装置を有することによって十分な推進力を有しているものの、複数のウォータージェット推進装置が船体の幅方向に離間して配置されているため船体の幅が大きくなり、船速の点で不利となるという課題があった。

この発明は、ウォータージェット推進装置とスクリュープロペラとを有するウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船において、十分な推進力を確保しつつ、船体後方の幅を小さくすることができるウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様によれば、ウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船は、船体と、前記船体の前後方向に延在するプロペラシャフトと、前記プロペラシャフトの後端に取り付けられたスクリュープロペラと、を有する一対のスクリュープロペラ推進装置と、前記船体の船底に開口し船体外部から水を導入する水導入口と、導入された前記水を噴出するインペラと、を有する複数のウォータージェット推進装置と、を有し、前記複数のウォータージェット推進装置は、前記船体の左右方向において前記一対のスクリュープロペラ間に配置されていることを特徴とする。

このような構成によれば、複数のウォータージェット推進装置を有することによって、より高い推進力を得ることができる。また、複数のウォータージェット推進装置が一対のスクリュープロペラ間に配置されていることによって、船体の幅をより小さくすることができる。また、一つのウォータージェット推進装置が故障した場合においても、他のウォータージェット推進装置を用いて航行が可能となる。

また、上記ウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船において、前記船体の船底に設けられ、前記一対のプロペラシャフトを回転自在に支持する一対のシャフト支持部材を有し、前記一対のプロペラシャフトは、前方から後方へ向かうに従って互いの距離が離間するように、前後方向に対して傾斜している構成としてもよい。

このような構成によれば、プロペラシャフトの後端近傍をより左右方向の外側に配置することが可能となるため、シャフト支持部材による水導入口に対する影響を排除することができる。換言すれば、ウォータージェット推進装置の吸込流路に導入される水の流れに影響を及ぼすことなく、シャフト支持部材を配置することができる。

また、上記ウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船において、前記船体の船底に設けられ、前記一対のプロペラシャフトを回転自在に支持する一対のシャフト支持部材を有し、前記シャフト支持部材は、下方に向かうに従って互いの距離が接近するように、前記船底側が前記プロペラシャフト側よりも左右方向の外側に配置されている構成としてもよい。

このような構成によれば、スクリュープロペラをより船体の中央側に配置することが可能となる。これにより、船体の幅をより狭くすることができる。換言すれば、スクリュープロペラをより船体の左右方向の中央側に配置した場合においても、シャフト支持部材による水導入口に対する影響を排除することができる。

また、上記ウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船において、前記ウォータージェット推進装置は、前記水導入口から導入された前記水を前記インペラに導く複数の吸込流路を有し、前記複数の吸込流路は、前記船体の船底近傍で一体化されている構成としてもよい。

このような構成によれば、水導入口の左右方向の幅を小さくすることができるため、シャフト支持部材による水導入口に対する影響を少なくすることができる。また、シャフト支持部材を船体の左右方向の中央側に寄せることが可能となるため、船体の幅をより小さくすることができるとともに、シャフト支持部材の配置の自由度が増し、シャフト支持部材の抵抗の最小化が可能となる。

また、上記ウォータージェット推進船において、前記ウォータージェット推進装置は、前記インペラを駆動するインペラ駆動装置と、前記インペラ駆動装置の排気ガスを船体外部に排出する排気管と、を有し、前記排気管は、前記インペラ駆動装置と前記船体の船尾もしくは側面とを接続している構成としてもよい。

このような構成によれば、インペラ駆動装置の排気管がインペラ駆動装置と船尾もしくは側面とを接続していることによって、高温の排気ガスを船尾もしくは側面より排出することができる。

本発明によれば、複数のウォータージェット推進装置を有することによって、より高い推進力を得ることができる。また、複数のウォータージェット推進装置が一対のスクリュープロペラ間に配置されていることによって、船体後方の幅をより小さくすることができる。

本発明の第一実施形態のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船の上方から見た概略図である。 本発明の第一実施形態のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船の側方から見た概略図である。 本発明の第一実施形態のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船の後方から見た概略図である。 本発明の第二実施形態のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船の後方から見た概略図である。 本発明の第三実施形態のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船の上方から見た概略図である。

（第一実施形態）
以下、本発明の実施形態のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船１について図面を参照して詳細に説明する。
図１、図２、及び図３に示すように、本実施形態のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船１は、船体２と、一対のスクリュープロペラ推進装置４と、一対のウォータージェット推進装置３と、を有している。即ち、本実施形態のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船１は、スクリュープロペラ推進装置４と、ウォータージェット推進装置３の二種類の推進装置を有している。

ウォータージェット推進装置３は、船底１０から水を吸い込み、船体２の後方に高圧の水流を吐出することで推進力を得る推進装置である。
スクリュープロペラ推進装置４は、船体２の前後方向Ｌに延在するプロペラシャフト１８と、プロペラシャフト１８の後端に取り付けられたスクリュープロペラ１９と、を有し、スクリュープロペラ１９によって推進力を得る推進装置である。
また、船底１０の船尾９近傍であって、スクリュープロペラ１９の後方には、舵２０が設けられている。

ウォータージェット推進装置３は、船体２の船底１０に開口し船体２外部から水を導入する水導入口１１と、水導入口１１から導入された水を後方に導く吸込流路１２と、吸込流路１２と接続され船体２の後方に向かって延びて船尾９で船体２の外面に開口する吐出流路１３と、吐出流路１３に設けられたインペラ１４と、を有している。

インペラ１４は水導入口１１及び吸込流路１２を介して導入された水を昇圧して船尾９側へ向かって噴出する。
このインペラ１４には前後方向Ｌに沿って延びるインペラ駆動軸１５が取り付けられている。インペラ駆動軸１５は、吸込流路１２の壁面を貫通して設けられており、インペラ１４が取り付けられている端部とは反対側の端部が、インペラ１４を駆動する装置であるガスタービンエンジン１６（インペラ駆動装置）に接続されている。ガスタービンエンジン１６は、燃料の燃焼等で生成された高温の燃焼ガスでタービンを回転させて回転運動エネルギーを得る駆動装置である。

ガスタービンエンジン１６には、高温（４００℃〜５００℃）の排気ガスを船外に排出するための排気管１７が設けられている。排気管１７の第一の端部はガスタービンエンジン１６の排気ガス排出口２１に接続され、排気管１７の第一の端部とは反対側の第二の端部は、船体２の船尾９に開口している。または、排気管１７の第二の端部は、船体２の舷側（側面）に開口している。即ち、ガスタービンエンジン１６の排気ガスは、排気管１７を介して、船体２の船尾９より後方に向けて排出されか、または船体２の左舷及び右舷を介して側方に排出される。
また、図示しないが、ウォータージェット推進装置３には、ウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船１の後進時において、高圧の水流を前方に噴出するためのリバーサ機構、または船の針路を制御するための水流偏向機構を有している。

本実施形態のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船１には、上記のような構成のウォータージェット推進装置３が二つ設けられている。一対のウォータージェット推進装置３は、船体２の左右方向Cの中央近傍に左右対称となるように配置されている。換言すれば、２つのウォータージェット推進装置３は、船体２の中心線Ｐを挟んで対称位置に配置されている。

スクリュープロペラ推進装置４は、船体２の前後方向Ｌに延在するプロペラシャフト１８と、プロペラシャフト１８の後端に取り付けられたスクリュープロペラ１９と、プロペラシャフト１８の前端に接続されスクリュープロペラ１９を駆動するディーゼルエンジン２３と、を有している。
スクリュープロペラ１９は、船体２（船底１０）の下方であって、船尾９近傍に配置されている。ディーゼルエンジン２３は、船体２の内部であって、船体２の前後方向Ｌ及び左右方向Ｃの中央近傍に配置されている。

プロペラシャフト１８は、船底１０を貫通して、スクリュープロペラ１９とディーゼルエンジン２３とを接続している。プロペラシャフト１８の後端近傍は、シャフト支持部材２４によって回転自在に支持されている。シャフト支持部材２４は、前方から見てＶ字形状となるような一対の第一板状部材２５と、プロペラシャフト１８を回転自在に支持する円筒部材２６と、によって形成されている。一対の第一板状部材２５は、下端が円筒部材２６に接続されているとともに、上端が船体２の船底１０に接続されている。図３に示すように、一対の第一板状部材２５は前方から見てＶ字形状をなしている。換言すれば、一対の第一板状部材２５は、上方に向かうに従って離間している。

一対のスクリュープロペラ推進装置４は、上方から見て、ウォータージェット推進装置３よりも外側に配置されている。換言すれば、一対のウォータージェット推進装置３は、一対のスクリュープロペラ推進装置４の間に配置されている。
スクリュープロペラ推進装置４の一対のプロペラシャフト１８は、船体２の前方から後方へ向かうに従って互いの距離が離間するように、前後方向Ｌに対して傾斜している。即ち、プロペラシャフト１８の前端よりもプロペラシャフト１８の後端は、船体２の左右方向Ｃの外側（右舷及び左舷に近い位置）に配置されている。これにより、プロペラシャフト１８を支持するシャフト支持部材２４もウォータージェット推進装置３の外側に配置される。

ここで、ウォータージェット推進装置３の水導入口１１、スクリュープロペラ推進装置４のスクリュープロペラ１９、シャフト支持部材２４の前後方向Ｌの位置関係について説明する。ウォータージェット推進装置３においては、吸込流路１２、インペラ駆動軸１５を極力短くすることが好ましいため、水導入口１１は、より船尾９側に配置されている。

一方、スクリュープロペラ推進装置４のスクリュープロペラ１９は、水導入口１１よりも船尾９側に配置する必要があるため、スクリュープロペラ１９は、水導入口１１と船尾９との間の範囲に配置されることとなる。一方、スクリュープロペラ推進装置４のプロペラシャフト１８を支持するシャフト支持部材２４は、可能な限りプロペラシャフト１８の後端に近い部分を支持する必要がある。これにより、水導入口１１とシャフト支持部材２４は、船体２の前後方向Ｌにおいてオーバーラップする位置に配置する必要が生じる。換言すれば、ウォータージェット推進装置３とスクリュープロペラ推進装置４とを一つの船体２に配置する場合、船体２の前後方向Ｌにおける水導入口１１とシャフト支持部材２４との干渉が問題となる。

上記実施形態によれば、複数のウォータージェット推進装置３を有することによって、より高い推進力を得ることができる。また、一つのウォータージェット推進装置３が故障した場合においても、他のウォータージェット推進装置３を用いて航行が可能となる。

また、一対のプロペラシャフト１８が、前方から後方へ向かうに従って互いの距離が離間するように、前後方向Ｌに対して傾斜していることによって、シャフト支持部材２４をウォータージェット推進装置３の外側に配置することが可能となる。これにより、シャフト支持部材２４による水導入口１１に対する影響を排除することができる。換言すれば、ウォータージェット推進装置３の吸込流路１２に導入される水の流れに影響を及ぼすことなく、シャフト支持部材２４を配置することができる。

また、プロペラシャフト１８の前端をより左右方向Ｃの中央側に配置することが可能となるため、ディーゼルエンジン２３を船体２の中心部近傍に配置することができる。
また、複数のウォータージェット推進装置３が一対のスクリュープロペラ１９間に配置されていることによって、船体２の後方幅をより小さくすることができる。

また、ガスタービンエンジン１６の排気管１７がガスタービンエンジン１６の上方ではなく船体２の後方に延びていることによって、高温の排気ガスを船尾９より排出することができる。

（第二実施形態）
以下、本発明のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船１Ｂの第二実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図４に示すように、本実施形態のシャフト支持部材２４Ｂは、湾曲形状の第二板状部材２８と第一実施形態と同様の円筒部材（図示せず）とから構成されている。第二板状部材２８は、船底１０から下方に向かうに従って、船体２の中央側（中心線Ｐ側）に接近するように、湾曲している。換言すれば、一対の第二板状部材２８は、下方に向かうに従って互いの距離が接近するように形成されている。

上記実施形態によれば、スクリュープロペラ１９をより船体２の中央側に配置することが可能となる。これにより、船体２の後方幅をより狭くすることができると共に流速の観点からプロペラ推進効率向上を図ることができる。換言すれば、スクリュープロペラ１９をより船体２の左右方向Ｃの中央側に配置した場合においても、シャフト支持部材２４による水導入口１１に対する影響を排除することができる。

（第三実施形態）
以下、本発明のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船１Ｃの第二実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図５に示すように、本実施形態のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船１Ｃは、二つのウォータージェット推進装置３Ｃを有しているが、水導入口１１Ｃは共通のものを用いている。即ち、二つの吸込流路１２Ｃは、船体２の船底１０近傍で一体化されており、水導入口１１Ｃは一つとなっている。
本実施形態のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船１Ｃにおいては、水導入口１１Ｃから導入された水は吸込流路１２Ｃで分岐され、各々のインペラ１４に導入されて噴出される。

上記実施形態によれば、水導入口１１Ｃの左右方向Ｃの幅を小さくすることができるため、シャフト支持部材２４による水導入口１１に対する影響を少なくすることができる。また、シャフト支持部材２４を船体２の左右方向Ｃの中央側に寄せることが可能となるため、船体２の後方幅をより小さくすることができる。また、シャフト支持部材２４の配置の自由度が増し、シャフト支持部材２４の抵抗の最小化が可能となる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、クレームの範囲によってのみ限定される。
例えば、上記各実施形態においては、ウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船１は二つのウォータージェット推進装置３を有するものとしたが、複数のウォータージェット推進装置３を有していればよく、例えば、一対のスクリュープロペラ推進装置４の間に三つのウォータージェット推進装置３を配置してもよい。

また、ウォータージェット推進装置３の駆動装置としてガスタービンエンジン１６を採用したが、インペラ１４を駆動することができればこれに限ることはない。例えば、ディーゼルエンジン２３の採用も可能である。スクリュープロペラ推進装置４の駆動装置も同様に、ディーゼルエンジン２３に限ることはない。

１，１Ｂ，１Ｃ ウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船
２ 船体
３，３Ｃ ウォータージェット推進装置
４ スクリュープロペラ推進装置
９ 船尾
１０ 船底
１１，１１Ｃ 水導入口
１２，１２Ｃ 吸込流路
１３ 吐出流路
１４ インペラ
１５ インペラ駆動軸
１６ ガスタービンエンジン（インペラ駆動装置）
１７ 排気管
１８ プロペラシャフト
１９ スクリュープロペラ
２０ 舵
２１ 排気ガス排出口
２３ ディーゼルエンジン
２４，２４Ｂ シャフト支持部材
２５ 第一板状部材
２６ 円筒部材
２８ 第二板状部材
Ｃ 左右方向
Ｌ 前後方向
Ｐ 中心線

Claims (5)

1. 船体と、
   前記船体の前後方向に延在するプロペラシャフトと、前記プロペラシャフトの後端に取り付けられたスクリュープロペラと、を有する一対のスクリュープロペラ推進装置と、
   前記船体の船底に開口し船体外部から水を導入する水導入口と、導入された前記水を噴出するインペラと、を有する複数のウォータージェット推進装置と、を有し、
   前記複数のウォータージェット推進装置は、前記船体の左右方向において前記一対のスクリュープロペラ間に配置されていることを特徴とするウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船。
2. 前記船体の船底に設けられ、前記一対のプロペラシャフトを回転自在に支持する一対のシャフト支持部材を有し、
   前記一対のプロペラシャフトは、前方から後方へ向かうに従って互いの距離が離間するように、前後方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船。
3. 前記船体の船底に設けられ、前記一対のプロペラシャフトを回転自在に支持する一対のシャフト支持部材を有し、
   前記シャフト支持部材は、下方に向かうに従って互いの距離が接近するように、前記船底側が前記プロペラシャフト側よりも左右方向の外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船。
4. 前記ウォータージェット推進装置は、前記水導入口から導入された前記水を前記インペラに導く複数の吸込流路を有し、
   前記複数の吸込流路は、前記船体の船底近傍で一体化されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船。
5. 前記ウォータージェット推進装置は、前記インペラを駆動するインペラ駆動装置と、
   前記インペラ駆動装置の排気ガスを船体外部に排出する排気管と、を有し
   前記排気管は、前記インペラ駆動装置と前記船体の船尾もしくは側面とを接続していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のウォータージェット推進アシスト型プロペラ推進船。

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