JP2690883B2 - 高速船の複合型推進装置 - Google Patents
高速船の複合型推進装置Info
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Description
船における推進性能、操縦性能を共に改善し、更に配
置、スタビリティの面でも改善したウオータージェット
推進器と通常のスクリュープロペラとの複合型の推進装
置に関する。
進装置としては、推進性能、操縦性能および配置の都合
により2軸2舵の可変ピッチプロペラ(CPP)が一般
的である。更に高速化を狙う場合、要求される主機出力
は急激に増大し、それに伴い大直径のプロペラが必要と
なる。しかし、実際には、吃水制限、船幅制限、チップ
クリアランス等によりプロペラ直径も制限を受け、更に
キャビテーションを考慮して大展開面積型のプロペラを
装備することを強いられることになり、推進性能を相当
に犠牲にすることとなる。
は、小型船を対象とした推進装置が記載されている。こ
の従来例は、船尾の中央部に切り欠き部を設けてここに
ウオータージェット推進器を装備すると共に2基のプロ
ペラを両舷に船底部から突出させて設けたものである。
器に単なるブースタ機能を持たせているものであるか
ら、両舷のプロペラの負荷は依然として高く、推進効率
は低くならざるを得ない。また、プロペラが船底部から
突出しているので、プロペラを大直径にすることができ
ず、この点でも推進効率の向上は期待できない。
みて、トンネルスターン船型を採用しスクリュープロペ
ラの他に少なくとも両舷の船体水没部にウオータージェ
ット推進器を装備することで、相互に負荷を分散させて
推進効率等を最大化することを主目的としている。
の解決手段のうち、請求項1に係る手段は、1軸型トン
ネルスターン船型において、船体の両舷側部に水没部を
有し、これより船底部が船体中央部に向かって円弧状の
凹部を形成したトンネル形状となし、この船体中心部の
トンネル部に1軸のスクリュープロペラを装備すると共
に、上記両舷水没部の船体にそれぞれウオータージェッ
ト推進器を装備したことを特徴とする高速船の複合型推
進装置である。
ターン船型において、船体の両舷側部に水没部を有し、
これより船体中心線に対称に船底部が円弧状の凹部を形
成したトンネル形状となし、この船体中心線を挟んで両
側のトンネル部にそれぞれスクリュープロペラを装備す
ると共に、上記両舷水没部の船体にそれぞれウオーター
ジェット推進器を装備したことを特徴とする高速船の複
合型推進装置である。請求項3に係る手段は、2軸型ト
ンネルスターン船型において、船体の両舷側部および船
体中央部に水没部を設け、両者の間の船底部を円弧状の
凹部を形成したトンネル形状となし、この船体中心線を
挟んで両側のトンネル部にそれぞれスクリュープロペラ
を装備すると共に、上記両舷および中央部の水没部の船
体にそれぞれウオータージェット推進器を装備したこと
を特徴とする高速船の複合型推進装置である。
スターン船型の採用により、プロペラの大直径化および
ウオータージェット推進器への負荷の分散が可能となる
ことから、推進効率の大幅な向上が期待でき、また、プ
ロペラへ入る流れが均一化されることからキャビテーシ
ョン、船尾振動が抑制される。
に、スクリュープロペラを固定ピッチプロペラ(FP
P)にすれば、推進効率の一層の向上が期待でき、特に
1軸FPPおよびウオータージェット推進器を1軸トン
ネルスターン船型に装備した場合には推進効率の最大化
を図ることが可能となる。
ェット推進器の水吸い込み口にスクープを形成すれば、
浅吃水でも水の吸い込みが円滑に行われウオータージェ
ット推進器の性能が低下することがない。
ジェット推進器にデフレクタ機構およびリバーサ機構を
装備すれば、スクリュープロペラ後方の舵も省略できる
可能性があり、また、機構の複雑な可変ピッチプロペラ
(CPP)を採用する必要もなくなる。
の形態を図面を参照しながら説明する。図1は第1実施
形態を示す船尾部の正面図(簡単のため舵は図示してい
ない)、図2は同側面図、図3はウオータージェット推
進器より下方部分の平面図を示す。
である。ここで、1軸型トンネルスターンとは、スクリ
ュープロペラ1の上方前後の船底部2が船体中心線3に
対称的に円弧状の凹部4を有しており、両舷側部分が吃
水線5より下に没した水没部6を有する船尾形状をい
う。凹部4の形状は、船体中心線3上に(1軸の場合に
はスクリュープロペラ1の軸心も船体中心線3上にあ
る)その中心をもつ円弧形状である。この凹部4はスク
リュープロペラ1の前方位置から前進的に増大して船尾
端7まで延びている。従って、1軸のスクリュープロペ
ラを配置する場合、船底部2がトンネル形状にえぐられ
た(このような凹部分をトンネル部8という)恰好にな
っているので、大直径のスクリュープロペラを配置し易
くなる。吃水線5と船体平行部における船底面B間の距
離をほぼ直径とするような大直径プロペラにすることが
できる。この場合、船底がトンネル形状になっているの
で、必要なチップクリアランスも確保できる。このスク
リュープロペラ1は、主機9によって推進軸10を介し
て駆動されるものであり、推進性能上は固定ピッチプロ
ペラ(FPP)が好ましいが、必要に応じて可変ピッチ
プロペラ(CPP)としてもよい。
オータージェット推進器11が装備されている。船体水
没部6を有する舷側部の船体は、図3の如く船尾(スク
リュープロペラ1の前方位置)から細長く船尾端に向か
って延びており、この舷側部にウオータージェット推進
器用のポンプケーシング12が底部に水の吸い込み口を
もって設けられ、更にケーシング12内にポンプ13が
配置され、ポンプ13と駆動原動機14とが駆動軸15
で連結されている。
突き出したスクープ16を形成しておけば浅吃水であっ
ても空気の吸い込みが無くウオータージェット推進器の
性能を低下させるおそれがない。
プケーシング12の先端部には噴出ノズル17が設けら
れ、この噴出ノズル17には必要に応じて水平面内で揺
動自在な操舵筒からなるデフレクタ機構18が装備され
る。図示していないが後進力を得るためリバーサ機構も
設けられる。従って、各ウオータージェット推進器11
において、駆動原動機14を運転してポンプ13を作動
させ、吸い込み口から海水を吸引して昇圧させて、噴出
ノズル17から真っ直ぐ船尾後方へジェット流を吐出す
ることで、前進推力を得ると共に、操舵筒18を左右方
向に振ることでジェット流を斜め後方に吐出して船の回
頭モーメントを得て操舵機能を発揮する。また、リバー
サ機構によりジェット流を変向させて斜め前方へ吐出す
ることで後進推力を得ることができる。従って、デフレ
クタ機構を設けることでスクリュープロペラ1の後方の
舵19と相まって操船能力を強化する。また、舵19を
装備しなくてよい場合もあり得る。また、リバーサ機構
を有することで、スクリュープロペラ1を特に可変ピッ
チプロペラにしなくてもよく、効率のよい固定ピッチプ
ロペラとすることができる。
リュープロペラ1と2基のウオータージェット推進器1
1が本船の推進器として機能する。この場合、スクリュ
ープロペラ1が主推進器としての役割をもつが、例え
ば、スクリュープロペラ1の負荷を全体負荷の60%、
各ウオータージェット推進器11の負荷を全体の20%
に設定することで負荷の分散を図ることができる。かか
る負荷分散によりスクリュープロペラ1が担う負荷が下
がり、大直径プロペラの採用と相まって高速船における
推進効率の最大化が可能となる。
を示す。これは、2軸型トンネルスターン船型を採用し
た場合である。この例での2軸型トンネルスターンと
は、船体中心線3を挟んで対称位置にスクリュープロペ
ラ1Aが配されており、スクリュープロペラ1Aの前後
位置の船底部2Aの形状が、船体中心線3付近で少し水
没し、これより両舷対称に吃水線5の上方に円弧状の凹
部4Aが形成され、その両舷側部に水没部6Aが設けら
れているものである。この両舷側水没部6Aの船体にウ
オータージェット推進器11を装備する点は上記第1実
施形態と同様である。トンネル部8Aの円弧中心は、通
常スクリュープロペラ1Aの軸心線上にある。2基のス
クリュープロペラ1Aは推進効率の面からすれば固定ピ
ッチプロペラが好ましいが必要に応じて可変ピッチプロ
ペラを採用してもよい。この例では、例えば、全体負荷
の30%を各スクリュープロペラに負担させ、20%を
各ウオータージェット推進器に負荷分担させることで負
荷の分散を図ることができる。
を示し、2軸型トンネルスターン船型を採用した場合で
ある。第2実施形態と異なる点は、船体中心線3におけ
る水没部を両舷の水没部6Aと同様な大きな没水部6B
としてここに更に1基のウオータージェット推進器11
Bを装備した点である。船体中心線3に対称にトンネル
部8Bが形成され、2つのスクリュープロペラ1Aが配
置されるのは同様である。この例ではスクリュープロペ
ラ1Aの負荷が3基のウオータージェット推進器11、
11Bにそれぞれ分散されてスクリュープロペラの担う
負荷が軽減され形となる。
ープロペラを主推進器とするものであるが、その負荷を
両舷ないし中央部の船体水没部に配備したウオータージ
ェット推進器に分散することができ、これにより主推進
器としてのスクリュープロペラの負荷を軽減して推進効
率を顕著に向上させることができる。また、トンネルス
ターン船型を採用したことにより、スタビリティの向上
や船尾造波抵抗の減少がもたらされると同時に、プロペ
ラへ入る流れが均一化され、キャビテーションや船尾振
動の軽減も同時に図られる。
PPとと本発明(第1実施形態)との性能比較を定性的
に表した図である。縦軸に主機馬力(BHP)をとり、
横軸に船速(Knot) をとって示してある。従来型の2軸
CPPを改善した大直径型2軸CPPでも推進効率の向
上が図れるが、本願発明の場合にはこれより更に推進効
率が向上される。つまり、大直径型2軸CPPのよる改
善度より更に2倍程度の推進効率の向上が期待できる。
部ないし中央部に水没部を有する1軸又は2軸トンネル
スターン船型を採用したことから、通常のスクリュープ
ロペラに加え、ウオータージェット推進器の装備が可能
となり、その結果、相互に負荷の分散を図ることがで
き、かかる負荷分散により推進効率の大幅向上を達成で
きる。また、かかる船型を採用したことから、スタビリ
ティが十分に確保できる共に、プロペラへ入る流れの均
一化により、キャビテーションや船尾振動を抑制でき、
また、船尾造波抵抗を低減しうる。
リュープロペラを固定ピッチプロペラ(FPP)にした
場合には、推進効率の一層の向上が期待でき、特に1軸
FPPおよびウオータージェット推進器を1軸トンネル
スターン船型に装備した場合には推進効率の最大化を達
成することも可能である。
ータージェット推進器の水吸い込み口にスクープを形成
すれば、浅吃水でも水の吸い込みが円滑に行われウオー
タージェット推進器の性能が低下することがなく、負荷
分担の機能を良好に発揮させうる。
ータージェット推進器にデフレクタ機構およびリバーサ
機構を装備すれば、操船能力の強化を図ることができ又
はスクリュープロペラ後方の舵を省略できる可能性があ
り、また、機構の複雑な可変ピッチプロペラの代わりに
固定ピッチプロペラを採用できる。
型トンネルスターン船型を採用した場合の船尾部の正面
図である。
の平面図である。
船型の船尾正面図である。
船型の船尾正面図である。
本願の第1実施形態との性能比較図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 1軸型トンネルスターン船型において、
船体の両舷側部に水没部を有し、これより船底部が船体
中央部に向かって円弧状の凹部を形成したトンネル形状
となし、この船体中心部のトンネル部に1軸のスクリュ
ープロペラを装備すると共に、上記両舷水没部の船体に
それぞれウオータージェット推進器を装備したことを特
徴とする高速船の複合型推進装置。 - 【請求項2】 2軸型トンネルスターン船型において、
船体の両舷側部に水没部を有し、これより船体中心線に
対称に船底部が円弧状の凹部を形成したトンネル形状と
なし、この船体中心線を挟んで両側のトンネル部にそれ
ぞれスクリュープロペラを装備すると共に、上記両舷水
没部の船体にそれぞれウオータージェット推進器を装備
したことを特徴とする高速船の複合型推進装置。 - 【請求項3】 2軸型トンネルスターン船型において、
船体の両舷側部および船体中央部に水没部を設け、両者
の間の船底部を円弧状の凹部を形成したトンネル形状と
なし、この船体中心線を挟んで両側のトンネル部にそれ
ぞれスクリュープロペラを装備すると共に、上記両舷お
よび中央部の水没部の船体にそれぞれウオータージェッ
ト推進器を装備したことを特徴とする高速船の複合型推
進装置。 - 【請求項4】 スクリュープロペラが固定ピッチプロペ
ラである請求項1〜3いずれか1項に記載の高速船の複
合型推進装置。 - 【請求項5】 ウオータージェット推進器の水吸い込み
口にスクープを形成したことを特徴とする請求項1〜4
いずれか1項に記載の高速船の複合型推進装置。 - 【請求項6】 ウオータージェット推進器にデフレクタ
機構およびリバーサ機構を装備したことを特徴とする請
求項1〜5いずれか1項に記載の高速船の複合型推進装
置。
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7305722A JP2690883B2 (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 高速船の複合型推進装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09142384A JPH09142384A (ja) | 1997-06-03 |
JP2690883B2 true JP2690883B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=17948567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7305722A Expired - Fee Related JP2690883B2 (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 高速船の複合型推進装置 |
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1995
- 1995-11-24 JP JP7305722A patent/JP2690883B2/ja not_active Expired - Fee Related
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