JP2017171151A - 船舶用舵 - Google Patents
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Abstract
Description
前記船舶に固定され下方に延びるラダーホーンと、
前記ラダーホーンの後方に取り付けられ、舵軸を中心に所定の舵角範囲で操舵可能な方向舵と、
前記ラダーホーンに取り付けられ、前記船舶の幅方向両側に間隔を隔てて位置し、鉛直方向に延びる少なくとも1対のフィンと、を備え、
前記フィンは、前記船舶の進行方向成分を有する揚力を発生し、かつ前記舵角範囲で前記方向舵における流れの剥離を抑制する、船舶用舵が提供される。
進行方向に前記揚力を発生するキャンバー又は迎え角を有する。
フィンコード長は、前記舵コード長の5〜30%の範囲であり、
前記フィンの前記ラダーホーンの外面からの間隔は、前記舵コード長の3〜15%の範囲である。
図1(B)に示すように、ラダーホーン12の水平断面は、上流側が流線形に形成され、流れに対する抵抗を低減するようになっている。また、その下流側は、上流側に凹んだ円弧状の凹面に形成され、その凹面に方向舵14の上流側が位置する。
また、図1(A)に示すように、ラダーホーン12は、その下端に下流側に突出した水平支持部12aを有する。
この例において、ラダーホーン12と方向舵14は、全体として矩形であり、その上部上流側にラダーホーン12が位置し、その後方に舵軸15を介して方向舵14が舵軸15を中心に所定の舵角範囲で操舵可能に構成されている。所定の舵角範囲は、例えば±35°である。
また、方向舵14の水平支持部12aより下方は、方向舵14のみで、一体かつ左右対称の対称翼形状となっている。
なお、ラダーホーン12又は方向舵14の構成は、上述した例に限定されず、その他の構成であってもよい。
ステー18は、フィン16の長さ方向(図1(A)で上下方向)に間隔を隔てて複数(少なくとも2以上)を設け、フィン16の振動を防止するようになっている。
また、プロペラ2の直径をプロペラ径Dp、プロペラ2の軸線上の方向舵14の進行方向長さを舵コード長CR、フィン16の前縁から後縁までの長さをフィンコード長CFとする。
また、各フィン16は、後縁のX座標がXf、Y座標がYfに位置決めされ、フィン16の外向きの回転角度が迎え角αに設定されている。
この例において、1対のフィン16は、Z軸に沿って、ラダーホーン12の全高にわたって鉛直方向に延びる。すなわち、1対のフィン16は、ラダーホーン12の最下端(Zmin≒0.4×Dp)からラダーホーン12の最上端(Zmax≒1.1×Dp)の範囲に鉛直方向に延びる。
また、この例において、フィン16は、方向舵14の揺動範囲(プロペラ2の軸線から±35°)の外側に位置する。
この図は、舵角を±30°の範囲で変化させたときの、舵直圧力係数を示している。
なお、「舵直圧力係数」とは、舵角に対する舵直圧力の傾きであり、舵の効きを示している。
この図から、実施例1の方向舵14の舵直圧力係数は、フィン16の無い舵(以下、「フィンなし舵」と呼ぶ)に対して、3%増加しており、舵の効きが向上していることがわかる。
この例において、1対のフィン16は、Z軸に沿って、Z座標がZmin=0.3×DpからZmax=0.6×Dpの範囲に鉛直方向に延びる。
また、各フィン16は、後縁のX座標がXf=0.20×CR、Y座標がYf=0.15×CRに位置決めされ、フィン16の外向きの回転角度(迎え角)αは0に設定されている。
この図は、フィン16の無い舵(「フィンなし舵」)を100とした場合の、実施例1,2の必要馬力を示している。
この図から、フィンなし舵と比較して、馬力低減率が、実施例1で0.7%、実施例2で0.5%であり、必要馬力が低減していることがわかる。
また、フィン16は、舵軸15の近傍、又は舵軸15よりも前方(上流側)に位置することが好ましい。
また、フィン16は、方向舵14の所定の舵角範囲の外側に位置することが好ましい。
そのため、左右のフィン16は、同一でなく、相違してもよい。すなわち、少なくとも1対のフィン16は、翼形でなくてもよく、キャンバーの方向が相違してもよく、非対称であってもよく、高さ方向に同一形状でなくてもよい。
また、フィン16の幅方向中心からの距離は、舵コード長CRの15%で性能向上が確認されており、この場合のラダーホーン12の外面からの間隔は、舵コード長CRの約4%である。しかし、フィン16のラダーホーン12の外面からの間隔は、舵コード長CRの3〜15%の範囲でも、同等以上の効果が予測できる。
また、ステー18の断面形状は好ましくは翼形であり、フィン16と同様に、進行方向成分を有する揚力Fを発生することが好ましい。
F 揚力、O 原点、α 迎え角、1 船舶、2 プロペラ、
10 船舶用舵、12 ラダーホーン、12a 水平支持部、
14 方向舵、15 舵軸、16 フィン、18 ステー
前記船舶に固定され下方に延びるラダーホーンと、
前記ラダーホーンの後方に取り付けられ、舵軸を中心に所定の舵角範囲で操舵可能な方向舵と、
前記ラダーホーンに取り付けられ、前記船舶の幅方向両側に間隔を隔てて位置し、鉛直方向に延びる少なくとも1対のフィンと、を備え、
前記フィンのプロペラの軸線からの高さは、少なくともプロペラ径の30〜60%を含み、
前記フィンは、前記船舶の進行方向成分を有する揚力を発生し、かつ前記舵角範囲で前記方向舵における流れの剥離を抑制する、船舶用舵が提供される。
前記船舶に固定され下方に延びるラダーホーンと、
前記ラダーホーンの後方に取り付けられ、舵軸を中心に所定の舵角範囲で操舵可能な方向舵と、
前記ラダーホーンに取り付けられ、前記船舶の幅方向両側に間隔を隔てて位置し、鉛直方向に延びる少なくとも1対のフィンと、を備え、
プロペラの軸線上の舵コード長に対して、
フィンコード長は、前記舵コード長の5〜30%の範囲であり、
前記フィンの前記ラダーホーンの外面からの間隔は、前記舵コード長の3〜15%の範囲であり、
1対の前記フィンは、前記ラダーホーンの全高にわたって鉛直方向に延び、
前記フィンは、前記船舶の進行方向成分を有する揚力を発生し、かつ前記舵角範囲で前記方向舵における流れの剥離を抑制する、船舶用舵が提供される。
Claims (9)
- 船舶のプロペラ後方に設けられた船舶用舵であって、
前記船舶に固定され下方に延びるラダーホーンと、
前記ラダーホーンの後方に取り付けられ、舵軸を中心に所定の舵角範囲で操舵可能な方向舵と、
前記ラダーホーンに取り付けられ、前記船舶の幅方向両側に間隔を隔てて位置し、鉛直方向に延びる少なくとも1対のフィンと、を備え、
前記フィンは、前記船舶の進行方向成分を有する揚力を発生し、かつ前記舵角範囲で前記方向舵における流れの剥離を抑制する、船舶用舵。 - 前記フィンを前記ラダーホーンに取り付けるステーを有する、請求項1に記載の船舶用舵。
- 前記フィンの断面形状は、翼形であり、
進行方向に前記揚力を発生するキャンバー又は迎え角を有する、請求項1に記載の船舶用舵。 - 前記フィンは、前記舵軸の近傍、又は前記舵軸よりも前方に位置する、請求項1に記載の船舶用舵。
- 前記フィンは、前記方向舵の前記舵角範囲の外側に位置する、請求項1に記載の船舶用舵。
- プロペラの軸線上の舵コード長に対して、
フィンコード長は、前記舵コード長の5〜30%の範囲であり、
前記フィンの前記ラダーホーンの外面からの間隔は、前記舵コード長の3〜15%の範囲である、請求項1に記載の船舶用舵。 - 前記フィンのプロペラの軸線からの高さは、少なくともプロペラ径の30〜60%を含む、請求項1に記載の船舶用舵。
- 前記フィンは、前記ラダーホーンの全高さにわたって設けられている、請求項1に記載の船舶用舵。
- 前記ステーの断面形状は、翼形であり、前記進行方向成分を有する揚力を発生する、請求項2に記載の船舶用舵。
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