JP2020175877A - 船舶用推進器 - Google Patents

Abstract

【課題】船舶用推進器を提供する。【解決手段】船舶用推進器はギアボックス、スクリュープロペラ、環状流体誘導部および整流ノズルを備える。ギアボックスはボックスおよび伝動軸を有する。伝動軸は一部分がボックスに差し込まれる。スクリュープロペラはボスおよび複数のプロペラ翼を有する。ボスは中空円筒状の外側スリーブおよび内側スリーブを有する。内側スリーブと外側スリーブとの間は複数のリブによって連結される。内側スリーブはギアボックスの伝動軸に連結される。複数のプロペラ翼は外側スリーブの外周面に配置され、一体成型される。環状流体誘導部はギアボックスのボックスに配置され、スクリュープロペラに被さる。整流ノズルは環状流体誘導部の後端部に連結されて整流効果を生じる。上述した構造特徴により、本発明による船舶用推進器は吸水口径を最大限に増大させ、推進効率を向上させることができる【選択図】 図１

Description

本発明は、船舶用推進器に関し、推進効率を向上させる推進器に関するものである。

一般のスクリュープロペラは外側スリーブ、内側スリーブおよび複数のプロペラ翼を有する。内側スリーブは複数のリブによって外側スリーブの内周面に連結される。複数のプロペラ翼は外側スリーブの外周面と一体に連結される。スクリュープロペラがエンジンの駆動力によって高速回転する際、それぞれのプロペラ翼は水流を後方に押し出し、水流に反発力を生じさせる。水流の生じた反発力は船舶の推進動力になる。

推進動力を向上させるために、外側スリーブの断面積を先端部から漸減させ、外側スリーブを流れる水流を加速させることによって船体に対する反発力を増加させる設計を採用することが一般的である。実際に製作してみると、外側スリーブは錐体状であり、構造設計または別の要因が理由でスクリュープロペラの周りの空間は一定に制限されるため、プロベラ翼はサイズパラメータ（傾斜角またはプロベラ翼の間隔）が色々と制限されるだけでなく、水流を効果的に圧縮することが難しくなり、推進効率を低下させる。

本発明は、推進効率を向上させる船舶用推進器を提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するため、船舶用推進器はギアボックス、スクリュープロペラ、環状流体誘導部および整流ノズルを備える。ギアボックスはボックスおよび伝動軸を有する。伝動軸はボックスに差し込まれて回転可能に装着され、前端がボックス内に位置し、後端がボックスに露出する。スクリュープロペラはボスおよび複数のプロペラ翼を有する。ボスは中空円筒状の外側スリーブおよび内側スリーブを有する。内側スリーブは複数のリブによって外側スリーブの内側に連結され、ギアボックスの伝動軸と同軸上に連結されるため、スクリュープロペラはギアボックスの伝動軸の駆動力によって旋転することができる。複数のプロペラ翼は外側スリーブの外周面に配置され、一体成型される。環状流体誘導部はギアボックスのボックスに配置され、スクリュープロペラに被さるため、旋転中のスクリュープロペラは水流を環状水流誘導部へ吸い込むことができる。整流ノズルは環状流体誘導部の後端部に連結され、環状流体誘導部内に吸い込まれた水流を整流する。

上述した構造特徴により、本発明による船舶用推進器は吸水口径を最大限に増大させ、推進効率を向上させることができるだけでなく、船舶の喫水線が浅い時に対応できる。つまり、スクリュープロペラは完全に浸水しなくても推進動力を生じることができる。一方、スクリュープロペラは環状流体誘導部によって保護されるだけでなく、船底に接近する魚類またはダイバーを負傷させてしまうことが起こりにくい。

比較的好ましい場合、整流ノズルは環状部、中空軸部および複数の整流部を有する。環状部は環状流体誘導部の後端部に連結される。中空軸部は環状部内に位置し、スクリュープロペラのボスの外側スリーブと同軸上に連結される。複数の整流部は環状部と中空軸部との間に連結され、中空軸部に一定の間隔を置いて環状に配列する。上述した構造特徴により、整流ノズルは複数の整流部によってスクリュープロペラに伴って流動した水流を複数の直線状に噴射し、船舶の推進力を高めることができる。

比較的好ましい場合、ギアボックスのボックスは錐体状軸部を有する。錐体状軸部とスクリュープロペラのボスとは相互に距離を保って排気流路を構成する。上述し構造特徴により、船舶が後退する際にエンジンが生じた排気は排気流路から排出され、水流に干渉して乱流を生じさせることがない。

比較的好ましい場合、スクリュープロペラの内側スリーブはシャフトスリーブによってギアボックスの伝動軸に間接的に連結される。シャフトスリーブは振動吸収層および振動吸収層に被さる金属層を有する。上述した構造特徴により、旋転中のスクリュープロペラが異物に衝突する際、振動吸収層は振動吸収効果を発揮し、金属層の破裂および伝動軸の損壊を避けることができる。

本発明による船舶用推進器の詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法は、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。また、以下の詳細な説明および本発明により提示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかわる領域において常識がある人ならば理解できるはずである。

本発明の一実施形態による船舶用推進器を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による船舶用推進器を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態による船舶用推進器のスクリュープロペラを示す平面図である。 本発明の一実施形態による船舶用推進器を示す側面図である。 本発明の一実施形態による船舶用推進器を示す背面図である。 本発明の一実施形態による船舶用推進器の一部分を示す断面図である。

以下、本発明による船舶用推進器を図面に基づいて説明する。なお、明細書において、方向性用語は図面に示した方向に基づいて表現される。図面中の同じ符号は同じ部品または類似した部品の構造特徴を示す。

（一実施形態）
図１および図２に示すように、本発明の一実施形態による船舶用推進器１０は、ギアボックス２０、スクリュープロペラ３０、環状流体誘導部５０および整流ノズル６０を備える。

ギアボックス２０は、ボックス２１、周知の減速機（図中未表示）および伝動軸２７を有する。ボックス２１は錐体状軸部２２、上翼板２３、下翼板２４、連結部２５およびスワール防止板２６を有する。錐体状軸部２２は断面積が先端部から漸増する。上翼板２３は錐体状軸部２２の頂部と一体に連結される。下翼板２４は錐体状軸部２２の底部と一体に連結される。連結部２５は上翼板２３の頂部と一体に連結され、周知のエンジンハウジング（図中未表示）の装着に用いられる。スワール防止板２６は上翼板２３および連結部２５と一体に連結される。減速機はギアボックス２０のボックス２１内に装着され、周知のエンジンの駆動軸（図中未表示）に連結される。伝動軸２７は前端がボックス２１の錐体状軸部２２内に差し込まれて減速機と連結され、後端がボックス２１に露出し、かつ後端に形成された歯部２８を有する。上述した構造特徴により、エンジンに生じた動力は駆動軸によって減速機に伝達され、減速機によって減速し、続いて伝動軸２７に伝達され、伝動軸２７を旋転させることができる。

スクリュープロペラ３０は、ボス３１および四つのプロペラ翼３８を有する。図３に示すように、ボス３１は中空円筒状の外側スリーブ３２および内側スリーブ３３を有する。内側スリーブ３３は外側スリーブ３２と同軸上に位置し、四つのリブ３７によって外側スリーブ３２の内側に連結される。四つのプロペラ翼３８は外側スリーブ３２の外周面と一体に連結される。図６に示すように、外側スリーブ３２は後端部から後方へ伸びて形成された凸状嵌合部３４を有する。図３および図６に示すように、内側スリーブ３３は内周面に凸状ストッパー３５および四つの凹状位置決め部３６を有する。四つの凹状位置決め部３６はそれぞれ凸状ストッパー３５の前方に位置する。

図２および図６に示すように、スクリュープロペラ３０はシャフトスリーブ４０によってギアボックス２０の伝動軸２７に間接的に連結される。シャフトスリーブ４０は振動吸収層４１および振動吸収層４１に被さる金属層４３を有する。振動吸収層４１は外周面に複数の凸状位置決め部４２を有する。金属層４３は内周面に歯溝４４を有する。伝動軸２７を装着する際、内側スリーブ３３内にシャフトスリーブ４０を詰めてシャフトスリーブ４０の後端部を内側スリーブ３３の凸状ストッパー３５に当接させる。続いてシャフトスリーブ４０の振動吸収層４１の四つの凸状位置決め部４２と内側スリーブ３３の四つの凹状位置決め部３６とを一つずつ相互に嵌め合わせ、シャフトスリーブ４０の金属層４３の歯溝４４と伝動軸２７の歯部２８とを噛み合わせる。続いてボス３１の前後両端部に伝動軸２７の装着に用いるワッシャー４６を取り付ける。続いてナット４７で締付作業および固定作業を進めればスクリュープロペラ３０と伝動軸２７の組み合わせ作業が完了する。上述した構造特徴により、ギアボックス２０の伝動軸２７はシャフトスリーブ４０によってエンジンに生じた動力をスクリュープロペラ３０に伝達し、スクリュープロペラ３０を旋転させることができる。旋転中のスクリュープロペラ３０が異物に衝突する際、振動吸収層４１は振動吸収効果を発揮し、金属層４３の破裂および伝動軸２７の損壊を避けることができる。一方、図６に示すように、スクリュープロペラ３０と伝動軸２７の組み合わせ作業が完了した後、スクリュープロペラ３０のボス３１とギアボックス２０の錐体状軸部２２は相互に距離を保って排気流路４５を構成する。

環状流体誘導部５０は二つの相対する上支持部材５１および一つの下支持部材５２を有する。二つの相対する上支持部材５１はボルトなどの固定部材５３によって環状流体誘導部５０の外周面の頂部に締め付けられる。ギアボックス２０のスワール防止板２６は上支持部材５１に嵌まり込み、ボルトなどの固定部材５４によって固定される。下支持部材５２はボルトなどの固定部材５５によって環状流体誘導部５０の外周面の底部に締め付けられる。ギアボックス２０の下翼板２４は下支持部材５２に嵌まり込み、ボルトなどの固定部材５６によって固定される。組立作業が完了すれば環状流体誘導部５０がスクリュープロペラ３０全体に被さる。

図２および図５に示すように、整流ノズル６０は環状部６１、中空軸部６２および八つの整流部６３を有する。環状部６１はボルトなどの固定部材６４によって環状流体誘導部５０の後端部に固定され、断面積が先端部から漸減する。中空軸部６２は環状部６１内に形成され、前端部に凹状嵌合部６５を有する。図６に示すように、中空軸部６２の凹状嵌合部６５とスクリュープロペラ３０のボス３１の凸状嵌合部３４とは同軸上に嵌まり合う。八つの整流部６３は環状部６１と中空軸部６２との間に連結され、中空軸部６２に一定の間隔を置いて環状に配列する。上述した構造特徴により、スクリュープロペラ３０が環状流体誘導部５０に水流を吸い込んだ後、水流は整流ノズル６０の八つの整流部６３によって八つの直線状の水流に分けられ、整流ノズル６０から後方へ噴射されて船舶の推進動力になる。

上述をまとめてみると、本発明による船舶用推進器１０は先行技術に優れた効果が下記のとおりである。

１）環状流体誘導部５０は上支持部材５１および下支持部材５２によってギアボックス２０のボックス２１に装着される。スクリュープロペラ３０はボス３１の大きさが漸減せず、プロペラ翼３８の直径が増大するように設計される。従って、本発明による船舶用推進器１０は圧縮できる水量を増加させ、吸水口径を最大限に増大させることによって推進効率を向上させることができる。

２）スクリュープロペラ３０は環状流体誘導部５０によって保護されるため、船底に接近する魚類またはダイバーを負傷させてしまうことが起こりにくい。一方、スクリュープロペラ３０は完全に浸水しなくても推進動力を生じることができるため、船舶の喫水線が浅い時に対応できる。環状流体誘導部５０は高強度のアルミニウム合金から製作されるため、耐衝撃性能を向上させ、使用寿命をのばすことができる。

３）船舶が後退する際、エンジンが生じた排気は排気流路４５から排出され、水流に干渉して乱流を生じさせることがない。

４）整流ノズル６０は八つの整流部６３によってスクリュープロペラ３０に伴って流動した水流を直線状に噴射するため、スクリュープロペラ３０の後方にスワールが起りにくく、推進効率を向上させることができる。

５）ギアボックス２０の伝動軸２７とスクリュープロペラ３０のボス３１は同軸上に配置されるため、エンジンの馬力を効果的に発揮できる。シャフトスリーブ４０は外力による衝撃力を緩和することができる。

１０：船舶用推進器、
２０：ギアボックス、
２１：ボックス、
２２：錐体状軸部、
２３：上翼板、
２４：下翼板、
２５：連結部、
２６：スワール防止板、
２７：伝動軸、
２８：歯部、
３０：スクリュープロペラ、
３１：ボス、
３２：外側スリーブ、
３３：内側スリーブ、
３４：凸状嵌合部、
３５：凸状ストッパー、
３６：凹状位置決め部、
３７：リブ、
３８：プロペラ翼、
４０：シャフトスリーブ、
４１：振動吸収層、
４２：凸状位置決め部、
４３：金属層、
４４：歯溝、
４５：排気流路、
４６：ワッシャー、
４７：ナット、
５０：環状流体誘導部、
５１：上支持部材、
５２：下支持部材、
５３、５４、５５、５６：固定部材、
６０：整流ノズル、
６１：環状部、
６２：中空軸部、
６３：整流部、
６４：固定部材、
６５：凹状嵌合部、

Claims (9)

1. ギアボックス、スクリュープロペラ、環状流体誘導部および整流ノズルを備え、
   前記ギアボックスは、ボックスおよび伝動軸を有し、前記伝動軸は前記ボックスに回転可能に装着され、前端が前記ボックス内に位置し、後端が前記ボックスに露出し、
   前記スクリュープロペラは、ボスおよび複数のプロペラ翼を有し、前記ボスは中空円筒状の外側スリーブおよび内側スリーブと、複数のリブとを有し、前記内側スリーブは前記外側スリーブ内に配置され、前記ギアボックスの前記伝動軸と同軸上に連結され、複数の前記リブは前記外側スリーブと前記内側スリーブとの間に連結され、複数の前記プロペラ翼は前記ボスの前記外側スリーブの外周面と一体に連結され、
   前記環状流体誘導部は、前記ギアボックスの前記ボックスに配置されて前記スクリュープロペラに被さり、
   前記整流ノズルは、前記環状流体誘導部の後端部に連結されることを特徴とする船舶用推進器。
2. 前記整流ノズルは、環状部、中空軸部および複数の整流部を有し、前記環状部は前記環状流体誘導部の前記後端部に連結され、前記中空軸部は前記環状部内に位置し、前記スクリュープロペラの前記ボスの前記外側スリーブと同軸上に連結され、複数の前記整流部は前記環状部と前記中空軸部との間に連結され、前記中空軸部に一定の間隔を置いて環状に配列することを特徴とする請求項１に記載の船舶用推進器。
3. 前記整流ノズルの前記環状部の断面積は前記環状流体誘導部と反対方向に沿って漸減することを特徴とする請求項２に記載の船舶用推進器。
4. 前記ギアボックスの前記ボックスは錐体状軸部を有し、前記錐体状軸部と前記スクリュープロペラの前記ボスとは相互に距離を保って排気流路を構成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の船舶用推進器。
5. 前記ギアボックスの前記ボックスは、さらに上翼板、下翼板およびスワール防止板を有し、前記上翼板は前記錐体状軸部の頂部と一体に連結され、前記下翼板は前記錐体状軸部の底部と一体に連結され、前記スワール防止板は前記上翼板と一体に連結されて前記環状流体誘導部の上方に位置付けられ、
   前記環状流体誘導部の外周面の底部は下支持部材によって前記下翼板を連結することを特徴とする請求項４に記載の船舶用推進器。
6. 前記ギアボックスの前記ボックスはさらに連結部を有し、前記連結部は前記上翼板の頂部と一体に連結されて前記スワール防止板の上方に位置付けられることを特徴とする請求項５に記載の船舶用推進器。
7. 前記スクリュープロペラの前記内側スリーブはシャフトスリーブによって前記ギアボックスの前記伝動軸に間接的に連結されることを特徴とする請求項１に記載の船舶用推進器。
8. 前記内側スリーブは内周面に凹状位置決め部を有し、
   前記シャフトスリーブは外周面に凸状位置決め部を有し、
   前記シャフトスリーブの前記凸状位置決め部は前記内側スリーブの前記凹状位置決め部に嵌まり込むことを特徴とする請求項７に記載の船舶用推進器。
9. 前記シャフトスリーブは、振動吸収層および前記振動吸収層に被さる金属層を有し、前記振動吸収層は外周面に凸状位置決め部を有し、前記金属層は前記伝動軸に連結されることを特徴とする請求項８に記載の船舶用推進器。
   
   

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