JP2022147294A - Vessel propulsion device and vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、船舶を推進させる船舶推進装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a vessel propulsion device for propelling a vessel.
例えば、特許文献1には、ダクトと、ダクト内に回転可能に配置されるプロペラと、を含むダクトプロペラを備える船舶推進装置であって、ダクトが船舶の船体に部分的に組み込まれていることが開示されている。
For example,
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、ダクトプロペラを備える船舶推進装置の推進効率を向上可能であるものの、ダクトが船舶の船体に部分的に組み込まれているため船舶推進装置が操舵性を有することは難しい。一方で、ダクトプロペラを備える船舶推進装置は、レイアウト・サイズ・回転数などの設計自由度が高い。
However, although the technique described in
本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、ダクトプロペラを備える船舶推進装置であって、推進効率を向上させつつ、操舵性を確保することができる船舶推進装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present disclosure has been made in view of the above problems, and provides a vessel propulsion apparatus having a ducted propeller that can ensure steering performance while improving propulsion efficiency. With the goal.
上記目的を達成するため、本開示に係る船舶推進装置は、船舶を推進させる船舶推進装置であって、前記船舶の船体の下方に設けられるダクトと、前記ダクトの内部に回転可能に配置されるプロペラと、を含むダクトプロペラを複数備え、前記複数のダクトプロペラは、前記ダクトが前記船体に埋め込まれている少なくとも1つの埋込式ダクトプロペラと、前記ダクトを水平方向に首振り可能な少なくとも1つの首振式ダクトプロペラとのそれぞれを含む。 In order to achieve the above object, a marine propulsion device according to the present disclosure is a marine propulsion device for propelling a marine vessel, comprising a duct provided below the hull of the marine vessel and rotatably disposed inside the duct. a plurality of ducted propellers comprising: at least one embedded ducted propeller in which the duct is embedded in the hull; and at least one ducted propeller capable of horizontally swinging the duct. each with two oscillating duct propellers.
本開示の船舶推進装置によれば、ダクトプロペラを備える船舶推進装置の推進効率を向上させつつ、操舵性を確保することができる。 According to the marine propulsion device of the present disclosure, it is possible to ensure steerability while improving the propulsion efficiency of the marine propulsion device having a ducted propeller.
以下、本開示の実施の形態による船舶推進装置について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。 Hereinafter, ship propulsion devices according to embodiments of the present disclosure will be described based on the drawings. Such an embodiment shows one aspect of the present disclosure, does not limit the present disclosure, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present disclosure.
図1は、一実施形態に係る船舶推進装置1を備える船舶100の構成を概略的に示す図である。図1に示すように、船舶100は、船体102と、船体102に取り付けられ、船舶100を推進させる船舶推進装置1と、を備える。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a
船体102は、船体102の前方に位置する部分である船首部104と、船体102の後方に位置する部分である船尾部106と、船底部108と、を有する。船首部104は、船体102が海水などの流体から受ける抵抗を低減する形状を有している。本開示では、船体102の前後方向(以下、「前後方向D1」とする)のうち船尾部106から船首部104に向かう方向を前方向とし、船首部104から船尾部106に向かう方向を後方向としている。
The
船舶推進装置1は、船体102の船尾部106側に位置するように船底部108に取り付けられている。以下、一実施形態に係る船舶推進装置1の構成について具体的に説明する。図2は、一実施形態に係る船舶推進装置1の構成を概略的に示す図である。図2には、前方向から視た船舶推進装置1が示されている。
The
図2に示すように、船舶推進装置1は、船舶100の船体102の下方に設けられるダクト2と、ダクト2の内部に回転可能に配置されるプロペラ4と、を含むダクトプロペラ6を複数備えている。
As shown in FIG. 2, the
ダクト2は、前後方向D1に沿って延びており、例えば、円筒形状を有している。プロペラ4は、ダクト2の延在方向(前後方向D1)に沿って延びるプロペラ4の回転軸線を中心として回転するように構成されている。このようなプロペラ4は、ダクト2内に配置されている回転軸の回転に伴い回転する軸駆動型のプロペラであってもよいし、プロペラ4を取り囲むリング状のリムの回転に伴い回転するリム駆動型のプロペラであってもよい。
The
図2に例示する形態では、船体102は、船底部108から下方に突出するセンタースケグ110を含んでいる。センタースケグ110は、船体102の幅方向(以下、「幅方向D2」とする)の中心部に位置しており、船体102の針路を安定させる。センタースケグ110は、前後方向D1において、船体102の船尾部106側に設けられている。
In the form illustrated in FIG. 2,
船舶推進装置1は、10台のダクトプロペラ6を備えており、センタースケグ110より幅方向D2の一方側(右舷側)に5つのダクトプロペラ6が配置され、センタースケグ110より幅方向D2の他方側(左舷側)に残りの5つのダクトプロペラ6が配置されている。センタースケグ110より右舷側に配置される1つのダクトプロペラ6、及びセンタースケグ110より左舷側に配置される1つのダクトプロペラ6は、幅方向D2における船体102の中心を通る中心線Oについて互いに線対称となるように配置されている。
The
10台のダクトプロペラ6は、埋込式ダクトプロペラ8(6)と首振式ダクトプロペラ9(6)とのそれぞれを含む。
The ten ducted
埋込式ダクトプロペラ8は、ダクト2の一部が船体102に埋め込まれている。図2に例示する形態では、ダクトプロペラ6は、センタースケグ110に埋め込まれている4台の埋込式ダクトプロペラ8と、船体102の船底部108に埋め込まれている2台の埋込式ダクトプロペラ8と、を含んでいる。船底部108に埋め込まれている2台の埋込式ダクトプロペラ8は、幅方向D2において、中心線Oを挟んで互いに反対側に配置されている。これら2台の埋込式ダクトプロペラ8のそれぞれは、幅方向D2の最も外側に配置されている。言い換えると、これら2台の埋込式ダクトプロペラ8を除く8台のダクトプロペラ6は、幅方向D2において、これら2台の埋込式ダクトプロペラ8の間に配置されている。
A portion of the
埋込式ダクトプロペラ8の構成例について説明する。図3は、一実施形態に係る埋込式ダクトプロペラ8の構成例を説明するための図である。図3には、センタースケグ110の幅方向D2の一方側の側面112に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8の構成が示されいている。以下では、埋込式ダクトプロペラ8のダクト2を「ダクト2A」と記載し、埋込式ダクトプロペラ8のプロペラ4を「プロペラ4A」と記載する。
A configuration example of the embedded
図3に例示する形態では、センタースケグ110の側面112には前後方向D1に沿って延びる溝114が形成されている。この溝114は、底面116、第1傾斜面118、及び第2傾斜面120を含んでいる。
In the form illustrated in FIG. 3 , a
底面116は、センタースケグ110の側面112のうち溝114が非形成である部分122よりも、幅方向D2の内側(他方側)に位置する。また、底面116は、前後方向D1において、溝114の深さが一定であるように構成されている。第1傾斜面118は、後方に向かうにつれて溝114が深くなるように傾斜し、後端が底面116と接続されている。第2傾斜面120は、前方に向かうにつれて、溝114が深くなるように傾斜し、前端が底面116と接続されている。尚、底面116は、前方に向かうにつれて溝114の深さが大きくなるように構成されてもよいし、後方に向かうにつれて溝114の深さが大きくなるように構成されてもよい。
The
埋込式ダクトプロペラ8は、ダクト2Aの内周面10の一部が底面116と面一となるように、ダクト2Aの一部が溝114に埋め込まれている。つまり、底面116とダクト2Aの内周面10の一部との間には段差が非形成となっている。図3に例示する形態では、埋込式ダクトプロペラ8は、プロペラ4Aの回転軸線L1が溝114内に位置するように、溝114に埋め込まれている。
In the embedded
尚、図3を例示して、センタースケグ110の幅方向D2の一方側の側面112に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8の構成について説明したが、センタースケグ110の幅方向D2の他方側の側面112に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8や船体102の船底部108に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8も同様に構成されてもよい。溝114は、埋込式ダクトプロペラ8を船体102に埋め込むための必須の構成ではない。
Although the configuration of the embedded
次に、首振式ダクトプロペラ9について説明する。首振式ダクトプロペラ9は、ダクト2を水平方向に首振り可能に構成されている。図2に例示する形態では、ダクトプロペラ6は、4台の首振式ダクトプロペラ9を含んでいる。首振式ダクトプロペラ9は、幅方向D2において、センタースケグ110に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8と船体102の船底部108に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8との間に配置されている。センタースケグ110に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8は、首振式ダクトプロペラ9よりも幅方向D2の内側に配置されている。
Next, the oscillating
首振式ダクトプロペラ9の構成例について説明する。図4は、一実施形態に係る首振式ダクトプロペラ9の構成例を説明するための図である。以下では、首振式ダクトプロペラ9のダクト2を「ダクト2B」と記載し、首振式ダクトプロペラ9のプロペラ4を「プロペラ4B」と記載する。
A configuration example of the
図4に例示する形態では、ダクト2Bは、船体102の船底部108から下方に延びるストラット124によって支持されている。ストラット124は、船体102の上下方向(以下、「上下方向D3」とする)に沿って延びる軸線L2を中心として回転するように構成されている。ダクト2Bは、ストラット124の回転に伴って回転することで水平方向に首振りする。
In the form illustrated in FIG. 4 ,
ところで、一実施形態では、図1に例示して説明したように、船舶推進装置1は、船体102の船尾部106側に位置するように船底部108に取り付けられている。このため、4台の首振式ダクトプロペラ9の全てが、船体102の船尾部106側に位置している。一実施形態の変形例では、4台の首振式ダクトプロペラ9のうちの一部が船体102の船尾部106側に配置される。一実施形態の別の変形例では、1台の首振式ダクトプロペラ9だけが船体102の船尾部106側に配置される。
By the way, in one embodiment, as illustrated in FIG. 1 and described, the
(船舶推進装置の作用・効果)
本開示の一実施形態に係る船舶推進装置1の作用・効果について説明する。図5に示すように、船舶100が水上を移動する際、船体102の下方には船舶100の移動速度Vと比較して流速が遅い境界層Xが発生する。この境界層Xを流れる流体は、船体102に近づくにつれて流速が遅くなる。そして、ダクトプロペラ6を備える船舶推進装置1は、ダクト2に流入する流体の流速を下げることで推進効率を向上させることができる。
(Action and effect of ship propulsion device)
Actions and effects of the
一実施形態に係る船舶推進装置1によれば、10台のダクトプロペラ6は、センタースケグ110に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8と、船体102の船底部108に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8と、を含む。このため、埋込式ダクトプロペラ8のダクト2Aは、センタースケグ110又は船体102の船底部108のすぐ近くに配置されている。よって、ダクト2Aに流速の遅い流体を流入させ、船舶推進装置1の推進効率を向上させることができる。また、10台のダクトプロペラ6は、ダクト2Bを水平方向に首振り可能な首振式ダクトプロペラ9を含む。このため、船舶推進装置1の操舵性を確保することができる。
According to the
境界層Xを流れる流体は、幅方向D2における船体102の中央側に向かうにつれて流速が遅くなる。一実施形態に係る船舶推進装置1によれば、センタースケグ110に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8は、首振式ダクトプロペラ9よりも幅方向D2の内側に配置されるので、ダクト2Aに流速の遅い流体を流入させ、船舶推進装置1の推進効率を向上させることができる。
The fluid flowing through the boundary layer X becomes slower toward the center side of the
また、首振式ダクトプロペラ9がセンタースケグ110に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8よりも船体102の幅方向D2の外側に配置されることで、首振式ダクトプロペラ9がセンタースケグ110に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8よりも船体102の幅方向D2の内側に配置される場合と比較して、船舶100の旋回時に船体102に作用するMidship回りのモーメントの大きさを大きくすることができる。このため、船舶100の旋回性能を高めることができる。
Further, by arranging the
さらに、一実施形態に係る船舶推進装置1によれば、首振式ダクトプロペラ9は、船体102の船尾部106側に配置されるので、船体102の船尾部106に作用するMidship回りのモーメントの大きさが大きくなり、船体102の船尾部106を左右方向に容易に移動させることができる。このため、船舶100の旋回性能をさらに高めることができる。
Furthermore, according to the
一実施形態に係る船舶推進装置1によれば、埋込式ダクトプロペラ8は、ダクト2Aの内周面10の一部がセンタースケグ110に形成される溝114の底面116と面一となるように、ダクト2Aの一部が溝114に埋め込まれている。このため、流体がダクト2Aに流入する際、及び流体がダクト2Aから流出する際に、ダクト2Aやセンタースケグ110が流体から受ける抵抗を低減することができる。
According to the
尚、一実施形態に係る船舶推進装置1では、10台のダクトプロペラ6は、6台の埋込式ダクトプロペラ8と4台の首振式ダクトプロペラ9とを含んでいたが、本開示はこの形態に限定されない。複数のダクトプロペラ6は、少なくとも1台の埋込式ダクトプロペラ8と、少なくとも1台の首振式ダクトプロペラ9を含んでいればよい。
In the
尚、一実施形態に係る船舶推進装置1では、船体102の船底部108に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8は、首振式ダクトプロペラ9よりも幅方向D2の外側に配置されていたが、本開示はこの形態に限定されない。船体102の船底部108に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8は、首振式ダクトプロペラ9よりも幅方向D2の内側に配置されてもよい。
In the
図6及び図7は、幾つかの実施形態に係る埋込式ダクトプロペラ8の構成を示す図である。図6には、幅方向D2の一方側から視た埋込式ダクトプロペラ8が示されている。図7には、上下方向D3の下方から視た埋込式ダクトプロペラ8が示されている。尚、図6及び図7には、センタースケグ110に埋め込まれている埋込式ダクトプロペラ8が示されている。図6及び図7に例示する構成は、船体102の船底部108に埋め込まれる埋込式ダクトプロペラ8に適用されてもよい。埋込式ダクトプロペラ8は、図6及び図7に例示する構成の両方が適用されてもよいし、図6及び図7に例示する構成の何れか一方が適用されてもよい。
6 and 7 are diagrams showing configurations of embedded
幾つかの実施形態では、図6に示すように、埋込式ダクトプロペラ8のダクト2Aは、該ダクト2Aの入口11を形成する入口部12が下方を向くように、センタースケグ110に形成される溝114に埋め込まれている。ダクト2Aの出口13を形成する出口部14は上方を向いている。より具体的には、ダクト2Aの入口11が下方を向き、ダクト2Aの出口13が上方を向いている。尚、センタースケグ110は、上述したように船体102の船尾部106側に配置されている。
In some embodiments, as shown in FIG. 6, the
幾つかの実施形態では、図6に示すように、ダクト2Aの延在方向に沿って延びる仮想の直線をL3、水平方向に沿って延びる直線をL4とすると、直線L3と直線L4とによって形成される角度(以下、「チルト角θ1」とする)は、0度<チルト角θ1<15度を満たす。
In some embodiments, as shown in FIG. 6, a virtual straight line extending along the extending direction of the
船体102の下方を流れる流体は、船体102の船底部108の形状に沿って流れる。図6に示すように、船体102の船尾部106側では、流体Fは後方に向かうにつれて水面に近づくように流通する(上方に向かうように流通する)。図6に例示する構成によれば、埋込式ダクトプロペラ8のダクト2Aは、ダクト2Aの入口部12が下方を向くとともに、出口部14が上方を向いている。このため、ダクト2Aは、船体102の船尾部106側の下方を流れる流体Fの流れに沿うようにして配置されるので、ダクト2Aが流体Fから受ける抵抗を低減することができる。
Fluid flowing below the
尚、埋込式ダクトプロペラ8の全てが図6に例示して説明した構成を備えていてもよいし、埋込式ダクトプロペラ8の一部、又は、1台の埋込式ダクトプロペラ8が図6に例示して説明した構成を備えていてもよい。不図示であるが、幾つかの実施形態では、首振式ダクトプロペラ9のダクト2Bは、該ダクト2Bの入口部が下方を向くように、ストラット124によって支持されている。
All of the embedded
幾つかの実施形態では、埋込式ダクトプロペラ8のダクト2Aは、該ダクト2Aの入口部12が下方を向くように、船体102の船底部108に埋め込まれている。図8は、埋込式ダクトプロペラ8の作用・効果を説明するための図である。図8に示す埋込式ダクトプロペラ8は、船体102の船底部108に埋め込まれている。図8の(A)は、チルト角θ1が0度である場合を示す。図8の(B)は、ダクト2Aが船体102の船底部108に対して並行に延在している(チルト角θ1が10度である)場合を示す。
In some embodiments,
図8の(A)に示すように、チルト角θ1が0度である場合、ダクト2Aに流入する流体Fが流れる方向とダクト2Aの延在方向とのずれにより、例えば、ダクト2A内の入口側領域27において、流体Fの流れが剥離する虞がある。一方で、図8の(B)に示すように、チルト角θ1が10度である場合、ダクト2Aに流入する流体Fが流れる方向とダクト2Aの延在方向とのずれが抑制され、流体Fの流れが剥離することを抑制し、埋込式ダクトプロペラ8に作用する抵抗をさらに低減することができる。
As shown in FIG. 8A, when the tilt angle θ1 is 0 degree, the deviation between the direction in which the fluid F flowing into the
また、図8に示すように、埋込式ダクトプロペラ8を溝114に埋め込むために船底部108を切り欠く切欠領域29が、チルト角θ1が10度である場合の方が少なくて済む。尚、図8の(A)に示すように、ダクト2Aの一部が船底部108から後方に向かって突出するようにダクト2Aが配置されることで、切欠領域29を小さくすることはできる。しかしながら、ダクト2Aの突出部と船底部108とによって形成される狭隘部31によどみが発生し、埋込式ダクトプロペラ8に作用する抵抗が増加してしまう。このため、ダクト2Aの一部が船底部108から後方に向かって突出しないようにダクト2Aが配置されることが望ましい。
Further, as shown in FIG. 8, the
幾つかの実施形態では、図7に示すように、センタースケグ110より幅方向D2の一方側に位置する埋込式ダクトプロペラ8は、ダクト2Aの入口部12が幅方向D2の外側(一方側)に向くようにセンタースケグ110に埋め込まれている。ダクト2Aの出口部14は幅方向D2の内側(他方側)を向いている。より具体的には、ダクト2Aの入口11が外側を向き、ダクト2Aの出口13が内側を向いている。不図示であるが、別の実施形態では、埋込式ダクトプロペラ8のダクト2Aは、該ダクト2Aの入口部12が外側を向くように、船体102の船底部108に埋め込まれている。尚、センタースケグ110は、上述したように船体102の船尾部106側に配置されている。
In some embodiments, as shown in FIG. 7, the embedded
幾つかの実施形態では、図7に示すように、直線L3と船体102の中心線Oとによって形成される角度(以下、「トー角θ2」とする)は、0度<トー角θ2<15度を満たす。 In some embodiments, as shown in FIG. 7, the angle formed by the straight line L3 and the centerline O of the hull 102 (hereinafter referred to as "toe angle θ2") is 0 degrees<toe angle θ2<15 degree.
センタースケグ110付近を流れる流体は、センタースケグ110の側面112に沿って流通する。センタースケグ110は、後方に向かうにつれて幅方向D2の大きさが小さくなっていることがある。図7に示すように、センタースケグ110付近では、流体Fは後方に向かうにつれて船体102の中心線Oに近づくように流通する。図7に例示する構成によれば、埋込式ダクトプロペラ8のダクト2Aは、ダクト2Aの入口部12が幅方向D2の外側を向くとともに、出口部14が幅方向D2の内側を向いている。このため、ダクト2Aは、センタースケグ110付近を流れる流体Fの流れに沿うようにして配置されるので、ダクト2Aが流体から受ける抵抗を低減することができる。
Fluid flowing near
尚、埋込式ダクトプロペラ8の全てが図7に例示して説明した構成を備えていてもよいし、埋込式ダクトプロペラ8の一部、又は、1台の埋込式ダクトプロペラ8が図7に例示して説明した構成を備えていてもよい。
All of the embedded
図7に例示した埋込式ダクトプロペラ8(センタースケグ110に埋め込まれている)は、図8を使って説明した作用・効果と同様の効果を得ることができる。つまり、図7に例示する構成によれば、0度<トー角θ2<15度を満たすことで、埋込式ダクトプロペラ8に作用する抵抗を低減し、且つ、埋込式ダクトプロペラ8を埋め込むための切り欠き量を抑制することができる。
The embedded ducted propeller 8 (embedded in the center skeg 110) illustrated in FIG. 7 can obtain the same effects as those described using FIG. That is, according to the configuration illustrated in FIG. 7, by satisfying 0 degrees<toe angle θ2<15 degrees, the resistance acting on the embedded
図9は、幾つかの実施形態に係る前側ダクトプロペラ16と後側ダクトプロペラ18とのレイアウトを示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the layout of the front
幾つかの実施形態では、複数のダクトプロペラ6は、前側ダクトプロペラ16(6)と、前側ダクトプロペラ16より後方に位置する後側ダクトプロペラ18(6)と、を含む。
In some embodiments, the plurality of
図9に示すように、前側ダクトプロペラ16のダクト2の出口21を形成する出口部20を後方に延ばした領域を後方領域25とすると、後側ダクトプロペラ18のダクト2の入口23を形成する入口部22は、後方領域25外に配置されている。幾つかの実施形態では、前側ダクトプロペラ16の出口21と後側ダクトプロペラ18の入口23とは、前後方向D1おいて互いに重ならない。つまり、前側ダクトプロペラ16のプロペラ面と後側ダクトプロペラ18のプロペラ面とは、前後方向D1おいて互いに重ならない。
As shown in FIG. 9 , if the
流体は、ダクトプロペラ6を流通するとプロペラ4によって流速が速められる。このため、境界層X内であっても後方領域25を流れる流体の流速は速い。よって、この後方領域25に後側ダクトプロペラ18を配置しても、船舶推進装置1の推進効率を向上させる効果が低い。図9に例示する構成によれば、後側ダクトプロペラ18のダクト2の入口部22は、後方領域25外に配置されているので、後側ダクトプロペラ18は流速の遅い境界層Xを取り込むことができる。このため、船舶推進装置1の推進効率をさらに向上させることができる。
When the fluid flows through the
尚、前側ダクトプロペラ16及び後側ダクトプロペラ18の両方が埋込式ダクトプロペラ8であってもよいし、首振式ダクトプロペラ9であってもよい。前側ダクトプロペラ16及び後側ダクトプロペラ18のうちの一方が埋込式ダクトプロペラ8であり、他方が首振式ダクトプロペラ9であってもよい。前側ダクトプロペラ16及び後側ダクトプロペラ18のうち少なくとも一方が首振式ダクトプロペラ9である場合、後側ダクトプロペラ18は、船舶100の直進状態における後側ダクトプロペラ18のダクト2の入口部22が後方領域25外に位置するように構成される。
Both the
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。 The contents described in each of the above embodiments are understood as follows, for example.
[1]本開示に係る船舶推進装置(1)は、
船舶(100)を推進させる船舶推進装置であって、
前記船舶の船体(102)の下方に設けられるダクト(2)と、前記ダクトの内部に回転可能に配置されるプロペラ(4)と、を含むダクトプロペラ(6)を複数備え、
前記複数のダクトプロペラは、前記ダクトが前記船体に埋め込まれている少なくとも1つの埋込式ダクトプロペラ(8)と、前記ダクトを水平方向に首振り可能な少なくとも1つの首振式ダクトプロペラ(9)とのそれぞれを含む。
[1] A ship propulsion device (1) according to the present disclosure includes:
A ship propulsion device for propelling a ship (100),
A plurality of ducted propellers (6) including a duct (2) provided below the hull (102) of the ship and a propeller (4) rotatably arranged inside the duct,
The plurality of ducted propellers include at least one embedded ducted propeller (8) in which the duct is embedded in the hull, and at least one oscillating ducted propeller (9) capable of horizontally swinging the duct. ) and each.
船舶が水上を移動する際、船体の下方には船舶の移動速度と比較して流速が遅い境界層が発生する。この境界層を流れる流体は、船体に近づくにつれて流速が遅くなる。そして、ダクトプロペラを備える船舶推進装置は、ダクトに流入する流体の流速を下げることで推進効率を向上させることができる。上記[1]に記載の構成によれば、複数のダクトプロペラは、ダクトが船体に埋め込まれている少なくとも1つの埋込式ダクトプロペラを含む。このため、埋込式ダクトプロペラのダクトは船体のすぐ近くに配置されている。よって、埋込式ダクトプロペラのダクトに流速の遅い流体を流入させ、船舶推進装置の推進効率を向上させることができる。また、複数のダクトプロペラは、ダクトを水平方向に首振り可能な少なくとも1つの首振式ダクトプロペラを含む。このため、船舶推進装置の操舵性を確保することができる。 When a ship moves on water, a boundary layer is generated below the hull where the flow velocity is slower than the moving speed of the ship. The fluid flowing through this boundary layer slows down as it approaches the hull. A ship propulsion device having a ducted propeller can improve the propulsion efficiency by lowering the flow velocity of the fluid flowing into the duct. According to the configuration described in [1] above, the plurality of ducted propellers includes at least one embedded ducted propeller having a duct embedded in the hull. For this reason, the ducts of recessed ducted propellers are placed very close to the hull. Therefore, the slow-flowing fluid can be made to flow into the duct of the embedded duct propeller, and the propulsion efficiency of the vessel propulsion device can be improved. Also, the plurality of ducted propellers includes at least one oscillating ducted propeller capable of horizontally swinging the duct. Therefore, the steerability of the vessel propulsion device can be ensured.
[2]幾つかの実施形態では、上記[1]に記載の構成において、
前記少なくとも1つの埋込式ダクトプロペラは、前記少なくとも1つの首振式ダクトプロペラよりも前記船体の幅方向(D2)の内側に配置される。
[2] In some embodiments, in the configuration described in [1] above,
The at least one embedded ducted propeller is arranged inside the at least one oscillating ducted propeller in the width direction (D2) of the hull.
境界層を流れる流体は、船体の幅方向における船体の中央側に向かうにつれて流速が遅くなる。上記[2]に記載の構成によれば、埋込式ダクトプロペラは、首振式ダクトプロペラよりも船体の幅方向の内側に配置されるので、埋込式ダクトプロペラのダクトに流速の遅い流体を流入させ、船舶推進装置の推進効率を向上させることができる。 The velocity of the fluid flowing through the boundary layer decreases toward the center of the hull in the width direction of the hull. According to the configuration described in [2] above, the embedded ducted propeller is arranged inside the oscillating ducted propeller in the width direction of the hull. can flow in and the propulsion efficiency of the ship propulsion device can be improved.
また、上記[2]に記載の構成によれば、首振式ダクトプロペラが埋込ダクトプロペラよりも船体の幅方向の外側に配置されることで、首振式ダクトプロペラが埋込ダクトプロペラよりも船体の幅方向の内側に配置される場合と比較して、船舶の旋回時に船体に作用するモーメントの大きさを大きくすることができる。このため、船舶の旋回性能を高めることができる。 Further, according to the configuration described in [2] above, the oscillating ducted propeller is arranged on the outer side in the width direction of the hull than the embedded ducted propeller, so that the oscillating ducted propeller is positioned further than the embedded ducted propeller. The moment acting on the hull during turning of the ship can be increased compared to the case where both are arranged on the inner side in the width direction of the hull. Therefore, the turning performance of the ship can be enhanced.
[3]幾つかの実施形態では、上記[2]に記載の構成において、
前記少なくとも1つの首振式ダクトプロペラは、前記船体の船尾部(106)側に配置される。
[3] In some embodiments, in the configuration described in [2] above,
The at least one oscillating ducted propeller is located on the stern (106) side of the hull.
上記[3]に記載の構成によれば、船体の船尾部に作用するモーメントの大きさが大きくなり、船体の船尾部を左右方向に容易に移動させることができる。このため、船舶の旋回性能をさらに高めることができる。 According to the configuration described in [3] above, the magnitude of the moment acting on the stern portion of the hull is increased, and the stern portion of the hull can be easily moved in the lateral direction. Therefore, the turning performance of the ship can be further enhanced.
[4]幾つかの実施形態では、上記[1]から[3]の何れか1つに記載の構成において、
前記少なくとも1つの埋込式ダクトプロペラのダクトは、該ダクトの入口部(12)が下方を向くように前記船体の船尾部側に埋め込まれている。
[4] In some embodiments, in the configuration described in any one of [1] to [3] above,
The at least one recessed ducted propeller duct is embedded in the stern side of the hull such that the inlet (12) of the duct faces downwards.
上記[4]に記載の構成によれば、船体の船尾部側の下方を流れる流体の流れに沿うようにして埋込式ダクトプロペラを配置するので、埋込式ダクトプロペラが流体から受ける抵抗を低減することができる。 According to the configuration described in [4] above, since the embedded ducted propeller is arranged along the flow of the fluid flowing below the stern side of the hull, the embedded ducted propeller receives resistance from the fluid. can be reduced.
[5]幾つかの実施形態では、上記[1]から[4]の何れか1つに記載の構成において、
前記少なくとも1つの埋込式ダクトプロペラのダクトは、該ダクトの入口部(12)が前記船体の幅方向の外側に向くように前記船体に埋め込まれている。
[5] In some embodiments, in the configuration described in any one of [1] to [4] above,
The at least one embedded ducted propeller duct is embedded in the hull such that the inlet (12) of the duct faces outward in the width direction of the hull.
埋込式ダクトプロペラのダクトが埋め込まれる船体の船尾部側の部分は、前方に向かうにつれて幅広になるように構成されていることがある。上記[5]に記載の構成によれば、流体の流れに沿うようにして埋込式ダクトプロペラを配置するので、埋込式ダクトプロペラが流体から受ける抵抗を低減することができる。 The stern portion of the hull in which the duct of the embedded ducted propeller is embedded may be configured to become wider toward the front. According to the configuration described in [5] above, since the embedded ducted propeller is arranged along the flow of the fluid, it is possible to reduce the resistance that the embedded ducted propeller receives from the fluid.
[6]幾つかの実施形態では、上記[1]から[5]の何れか1つに記載の構成において、
前記船体の表面には、前記船体の前後方向に沿って延びる溝(114)が形成され、
前記少なくとも1つの埋込式ダクトプロペラのダクトは、前記溝に埋め込まれている。
[6] In some embodiments, in the configuration described in any one of [1] to [5] above,
A groove (114) extending along the longitudinal direction of the hull is formed on the surface of the hull,
A duct of the at least one recessed ducted propeller is embedded in the groove.
上記[6]に記載の構成によれば、埋込式ダクトプロペラのダクトが船体の表面に形成されている溝に埋め込まれることで、このダクトが流体から受ける抵抗を低減することができる。 According to the configuration described in [6] above, the duct of the embedded duct propeller is embedded in the groove formed on the surface of the hull, so that the resistance received by the duct from the fluid can be reduced.
[7]幾つかの実施形態では、上記[1]から[6]の何れか1つに記載の構成において、
前記複数のダクトプロペラは、少なくとも1つの前側ダクトプロペラ(16)と、前記少なくとも1つの前側ダクトプロペラより後方に位置する少なくとも1つの後側ダクトプロペラ(18)と、を含み、
前記少なくとも1つの後側ダクトプロペラのダクトの入口部は、前記少なくとも1つの前側ダクトプロペラのダクトの出口部を後方に延ばした領域(25)外に配置されている。
[7] In some embodiments, in the configuration described in any one of [1] to [6] above,
The plurality of ducted propellers includes at least one front ducted propeller (16) and at least one rear ducted propeller (18) located behind the at least one front ducted propeller;
The duct inlet of said at least one trailing ducted propeller is located outside the rearwardly extending region (25) of the duct outlet of said at least one forward ducted propeller.
流体は、ダクトプロペラを流通すると流速が速くなる。このため、境界層内であっても前側ダクトプロペラのダクトの出口部を後方に延ばした領域を流れる流体の流速は速い。よって、この領域に後側ダクトプロペラを配置しても、船舶推進装置の推進効率を向上させる効果が低い。上記[7]に記載の構成によれば、後側ダクトプロペラのダクトの入口部は、前側ダクトプロペラのダクトの出口部を後方に延ばした領域外に配置されている。このため、船舶推進装置の推進効率をさらに向上させることができる。 The fluid speeds up as it flows through the ducted propeller. Therefore, even within the boundary layer, the flow velocity of the fluid flowing through the region where the outlet portion of the duct of the front duct propeller extends rearward is high. Therefore, even if the rear duct propeller is arranged in this area, the effect of improving the propulsion efficiency of the vessel propulsion device is low. According to the configuration described in [7] above, the inlet of the duct of the rear ducted propeller is arranged outside the area where the outlet of the duct of the front ducted propeller extends rearward. Therefore, it is possible to further improve the propulsion efficiency of the vessel propulsion device.
[8]幾つかの実施形態では、上記[1]から[7]の何れか1つに記載の構成において、
前記少なくとも1つの埋込式ダクトプロペラのダクトは、該ダクトの内周面(10)が前記船体の表面と面一となるように埋め込まれている。
[8] In some embodiments, in the configuration described in any one of [1] to [7] above,
The ducts of said at least one recessed ducted propeller are embedded such that the inner peripheral surface (10) of said ducts is flush with said hull surface.
上記[8]に記載の構成によれば、流体がダクトに流入する際、及び流体がダクトから流出する際に、ダクトや船体が流体から受ける抵抗を低減することができる。 According to the configuration described in [8] above, when the fluid flows into the duct and when the fluid flows out of the duct, the resistance that the duct and the hull receive from the fluid can be reduced.
[9]幾つかの実施形態では、船舶は、上記[1]から[8]の何れか1つに記載の船舶推進装置を備える。 [9] In some embodiments, a ship includes the ship propulsion device according to any one of [1] to [8] above.
上記[9]に記載の構成によれば、上記[1]から[7]の何れか1つに記載の船舶推進装置を備える船舶を提供することができる。 According to the configuration described in [9] above, it is possible to provide a vessel equipped with the vessel propulsion device described in any one of [1] to [7] above.
1 船舶推進装置
2 ダクト
4 プロペラ
6 ダクトプロペラ
8 埋込式ダクトプロペラ
9 首振式ダクトプロペラ
10 ダクトの内周面
12 埋込式ダクトプロペラの入口部
16 前側ダクトプロペラ
18 後側ダクトプロペラ
25 後方領域
100 船舶
102 船体
106 船尾部
D1 船体の前後方向
D2 船体の幅方向
1
D1 Fore-and-aft direction of the hull D2 Width direction of the hull
Claims (9)
前記船舶の船体の下方に設けられるダクトと、前記ダクトの内部に回転可能に配置されるプロペラと、を含むダクトプロペラを複数備え、
前記複数のダクトプロペラは、前記ダクトが前記船体に埋め込まれている少なくとも1つの埋込式ダクトプロペラと、前記ダクトを水平方向に首振り可能な少なくとも1つの首振式ダクトプロペラとのそれぞれを含む、
船舶推進装置。 A ship propulsion device for propelling a ship,
A plurality of ducted propellers including a duct provided below the hull of the ship and a propeller rotatably arranged inside the duct,
The plurality of ducted propellers include at least one embedded ducted propeller in which the duct is embedded in the hull and at least one oscillating ducted propeller capable of horizontally swinging the duct. ,
Ship propulsion device.
請求項1に記載の船舶推進装置。 The at least one embedded ducted propeller is arranged inside the hull in the width direction of the at least one oscillating ducted propeller.
A ship propulsion device according to claim 1.
請求項2に記載の船舶推進装置。 wherein the at least one oscillating duct propeller is disposed on the stern side of the hull;
A vessel propulsion device according to claim 2.
請求項1から3の何れか一項に記載の船舶推進装置。 the duct of the at least one embedded ducted propeller is embedded in the stern side of the hull so that the inlet of the duct faces downward;
A ship propulsion device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4の何れか一項に記載の船舶推進装置。 The duct of the at least one embedded duct propeller is embedded in the stern side of the hull so that the inlet of the duct faces outward in the width direction of the hull.
A ship propulsion device according to any one of claims 1 to 4.
前記少なくとも1つの埋込式ダクトプロペラのダクトは、前記溝に埋め込まれている、
請求項1から5の何れか一項に記載の船舶推進装置。 A groove extending along the longitudinal direction of the hull is formed on the surface of the hull,
the duct of the at least one recessed ducted propeller is embedded in the groove;
A ship propulsion device according to any one of claims 1 to 5.
前記少なくとも1つの後側ダクトプロペラのダクトの入口部は、前記少なくとも1つの前側ダクトプロペラのダクトの出口部を後方に延ばした領域外に配置されている、
請求項1から6の何れか一項に記載の船舶推進装置。 The plurality of ducted propellers includes at least one front ducted propeller and at least one rear ducted propeller located behind the at least one front ducted propeller,
The duct inlet of the at least one trailing ducted propeller is located outside the rearwardly extending area of the duct outlet of the at least one forward ducted propeller.
A ship propulsion device according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から7の何れか一項に記載の船舶推進装置。 The duct of the at least one embedded ducted propeller is embedded such that the inner peripheral surface of the duct is flush with the surface of the hull.
A ship propulsion device according to any one of claims 1 to 7.
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