JP4119970B2 - 二重反転式ポッドプロペラ船 - Google Patents

Description

本発明は、船尾において前後に対をなすポッドプロペラを備えて二重反転プロペラを構成するようにした二重反転式ポッドプロペラ船に関する。

従来、船内のエンジンで駆動される船尾のプロペラの後方にポッドプロペラを備えて、二重反転プロペラを構成したものが開発されているが、航行中に船尾部に沿う流れは、一般に後方へ上向きに傾斜して流れているので、船長方向の水平なプロペラ軸線を有する二重反転プロペラでは未だ十分な推進効率が得られたとはいえない。
また、船尾部の船体内に、依然として広い機関室を必要とするエンジンを備えたのでは、船内スペースの有効利用を図ることができない。
日本造船学会誌 第８７０号 ２００２年１１月１０日発行（第１２頁〜第１３頁，Ｆｉｇ.２）

本発明は、航行中に船尾に沿う流れが後方へ斜め上方に向かう点に着目して、前後に対をなすポッドプロペラで構成する二重反転プロペラのプロペラ軸線を上記流れの方向に合わせることにより、十分な推進効率が得られるようにし、しかも船尾における各プロペラの駆動手段をすべてディーゼル機関よりも小型のモーター（電動機）にしたことにより、船尾部における船内スペースの有効利用を図れるようにした二重反転式ポッドプロペラ船を提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明の二重反転式ポッドプロペラ船は、船尾部において、水面下のスケグに装着され後端に第１プロペラを有する第１ポッドプロペラと、上記第１プロペラに対向して二重反転プロペラを構成する第２プロペラを前端に備えた第２ポッドプロペラとが設けられるとともに、上記第２ポッドプロペラを鉛直軸線を中心として回動させる舵取機構が設けられており、上記第１プロペラのプロペラ軸が後方へ上向きに傾斜して設けられていることを特徴としている。

また、本発明の二重反転式ポッドプロペラ船は、上記第２ポッドプロペラを横軸線のまわりに回動させる俯仰機構と、同第２ポッドプロペラの昇降機構とを備え、上記第１プロペラのプロペラ軸の傾斜を調整すべく、上記第１ポッドプロペラのポッド前端が上記スケグの後縁に横軸を介し枢着されるとともに、上記第１ポッドプロペラのポッド上側部と船体との間に伸縮駆動機構が装架されていることを特徴としている。

さらに、本発明の二重反転式ポッドプロペラ船は、船尾部の水面下で前後方向に延在する枠体の中央部がトルクヒンジを介し船体に装着されて、同枠体が横軸線のまわりに傾動調節可能に設けられており、同枠体の前端部および後端部にそれぞれ第１ポッドプロペラおよび第２ポッドプロペラが装着されて、上記第１ポッドプロペラの後端の第１プロペラと上記第２ポッドプロペラの前端の第２プロペラとが互いに対向して二重反転プロペラを構成するとともに、上記枠体を鉛直軸線のまわりに回動させる舵取機構が設けられたことを特徴としている。

また、本発明の二重反転式ポッドプロペラ船は、上記枠体を船体の喫水変化に応じて昇降させる枠体昇降機構が設けられたことを特徴としている。

上述の本発明の二重反転式ポッドプロペラ船では、船尾のスケグに装着された第１ポッドプロペラの後端における第１プロペラのプロペラ軸が後方へ上向きに傾斜して設けられるとともに、同第１プロペラと二重反転プロペラを構成する第２プロペラを前端に備えた第２ポッドプロペラが設けられるので、航行中に上記二重反転プロペラとしての機能を十分に発揮させながら、船尾に沿う流れが後方へ斜め上向きに流れるのに整合したプロペラ軸線を有して十分な推進効率が得られるようになる。
また、船尾のスケグと第１ポッドプロペラにおける繭型のポッドとによってプロペラへ流入する流れが整流されるようになり、改善された伴流分布でのプロペラ作動が行われるので、プロペラ効率が大幅に向上する利点も得られる。
そして、船体の旋回時には、上記第２ポッドプロペラを鉛直軸線のまわりに回動させる舵取機構を用いて、舵取り操作が支障なく行われる。

また、上記第１ポッドプロペラのポッド前端が船尾スケグの後縁に横軸を介し枢着されるとともに、同第１ポッドプロペラのポッド上側部と船体との間に伸縮駆動機構が装架されることにより、同第１ポッドプロペラにおけるプロペラ軸の傾斜が調節可能に構成されていると、船速の変化に伴い船尾に沿う流れの向きが変化するのに応じて、上記第１ポッドプロペラにおける第１プロペラの向きを調整することができ、その際、後方の第２ポッドプロペラにおける第２プロペラについても、同第２ポッドプロペラの俯仰機構および昇降機構を用いて、その俯仰角および上下位置の調整を行うことにより、上記第１プロペラとの整合を十分に行って、その二重反転プロペラとしての機能が十分に保たれるようになる。

さらに、船尾部の水面下で前後方向に延在する枠体の中央部がトルクヒンジを介し船体に装着されて、同枠体が横軸線のまわりに傾動調節可能に設けられるとともに、同枠体の前端部および後端部にそれぞれ第１ポッドプロペラおよび第２ポッドプロペラが装着されて、上記第１ポッドプロペラの後端の第１プロペラと上記第２ポッドプロペラの前端の第２プロペラとが互いに対向して二重反転プロペラを構成している場合も、船速の変化に応じて船尾に沿う上昇流の向きが変化する際に、上記トルクヒンジにより上記枠体の傾斜を調整してプロペラ軸線の傾斜を船尾に沿う流れの方向に整合させることができ、このようにして常時推進性能の向上を図ることができる。
そして、上記枠体を鉛直軸線のまわりに回動させる舵取機構により、十分な操舵性能が得られるようになる。

また、上記枠体を船体の喫水変化に応じて昇降させる枠体昇降機構が設けられることにより、船体の喫水が変化しても上記の第１ポッドプロペラおよび第２ポッドプロペラをそれぞれ適切な水深位置に保つことができる。

さらに、上述のいずれの場合も、船尾のプロペラ駆動手段として、ディーゼル機関よりも小型のモーターがポッド内に採用されることにより、船尾部における船内スペースの有効利用をもたらすことができる。

船尾部の船底面に沿う流れの方向は、船速に応じて変化するものの、一般には後方へ斜めに上昇する流れの向きを有しているので、船尾部における前後一対のポッドプロペラの軸線方向を上記流れの向きに整合させるようにしながら、二重反転プロペラの機能も十分に維持できるようにした。また、上記プロペラの回転駆動手段として比較的小型のモーターが採用されることにより、船尾部内のスペースの有効利用がもたらされる。そして、上記モーターへの電力供給手段としては、ディーゼル機関よりも小型のガスタービンを用いた発電設備が採用され、同設備の設置場所としては船首部などが選択される。

図１は本発明の実施例１としての二重反転式ポッドプロペラ船を模式的に示す側面図である。
図１に示すように、船尾部において、水面Ｗよりも下方のポッド２で覆われることにより水密構造とされた第１モーター１ａを有する第１ポッドプロペラ１が、船尾のスケグ４に嵌め込まれるようにして固着されており、第１モーター１ａの後軸により回転駆動される第１プロペラ５のプロペラ軸の向きは、後方へ斜め上方に向くように設定されている。

また、第１プロペラ５と対向して二重反転プロペラを構成する第２プロペラ６を前端に備えるとともに同第２プロペラ６を回転駆動する第２モーター７を内蔵した第２ポッドプロペラ８が、同ポッドプロペラ８を鉛直軸線を中心として回転駆動するターンテーブルのごとき舵取機構９と、同ポッドプロペラ８を横軸線のまわりに回動させるトルクヒンジのごとき俯仰機構10と、同ポッドプロペラ８を昇降させる油圧シリンダのごとき昇降機構11とを介して船尾に装着されている。

そして、第１モーター１ａおよび第２モーター７への電力の供給は、船首部に設けられたガスタービン12により作動する発電機13から、バッテリー14の配電盤14ａを介して供給される。
なお、舵取機構９としては、舵柄に相当するアームと、同アームを駆動する油圧シリンダとを備えた油圧式のものを用いることもできる。

上述の実施例１の二重反転式ポッドプロペラ船では、船尾のスケグ４に装着された第１ポッドプロペラ１の後端における第１プロペラ５のプロペラ軸が、後方へ上向きに傾斜して設けられるとともに、同第１プロペラ５と二重反転プロペラを構成する第２プロペラ６を前端に備えた第２ポッドプロペラ８が設けられるので、航行中に上記二重反転プロペラとしての機能を十分に発揮させながら、船尾に沿う流れが、後方へ斜め上向きに流れるのに整合したプロペラ軸線を有して十分な推進効率が得られるようになる。そして、船体の旋回時には、第２ポッドプロペラ８を鉛直軸線のまわりに回動させる舵取機構９を用いて、舵取り操作が支障なく行われる。

さらに、船尾に沿う流れは、スケグ４や繭型形状のポッド２で整流されてから各プロペラ５，６へ流入するようになり、このようにして改善された伴流分布でのプロペラ作動に伴いプロペラ効率の大幅な向上が期待される。
また、船尾部内には主機としての大型ディーゼル機関を必要としないので、船内スペースを積荷などに有効に利用できるようになる。

図２は本発明の実施例２としての二重反転式ポッドプロペラ船を模式的に示す側面図である。
図２に示すように、この実施例２の場合も、水面Ｗより下方で船尾にポッド２で覆われることにより水密構造とされた第１モーター１ａを有する第１ポッドプロペラ１が装備されているが、本実施例では、ポッド２は横軸３により船尾のスケグ４に枢着されて、ポッド２の上側部と船体との間に装架された伸縮駆動機構としての油圧シリンダ２ａにより、横軸３を中心として傾動調節可能に設けられている。
なお、油圧シリンダ２ａのピストンロッドは、海水中に露出しないように抵抗の少ない水平断面形状を有するテレスコピック構造のカバーＣで覆われている。

また、第１モーター１ａの後軸により回転駆動される第１プロペラ５が設けられていて、第１プロペラ５のプロペラ軸の向きは、後方へ斜め上方に向くように設定される。
さらに、第１プロペラ５と対向して二重反転プロペラを構成する第２プロペラ６と、同第２プロペラ６を回転駆動する第２モーター７とを備えた第２ポッドプロペラ８が、同ポッドプロペラ８を鉛直軸線を中心として回転駆動するターンテーブルのごとき舵取機構９と、同ポッドプロペラ８を横軸線のまわりに回動させるトルクヒンジのごとき俯仰機構10と、同ポッドプロペラ８を昇降させる油圧シリンダのごとき昇降機構11とを介して船尾に装着されている。

そして、第１モーター１ａおよび第２モーター７への電力の供給は、船首部に設けられたガスタービン12により作動する発電機13から、バッテリー14の配電盤14ａを介して供給される。
なお、ポッド２は、その下側にスケグ４と整合するフィン２ｂを備えている。
また、本実施例２の場合も、舵取機構９としては、舵柄に相当するアームを油圧シリンダで駆動できるようにした油圧式のものを用いてもよい。

上述の実施例２の場合も、船尾のスケグ４に装着された第１ポッドプロペラ１の後端における第１プロペラ５のプロペラ軸が後方へ上向きに傾斜して設けられるとともに、同第１プロペラ５と二重反転プロペラを構成する第２プロペラ６を前端に備えた第２ポッドプロペラ８が設けられるので、航行中に上記二重反転プロペラとしての機能を十分に発揮させながら、船尾に沿う流れが後方へ斜め上向きに流れるのに整合したプロペラ軸線を有して十分な推進効率が得られるようになる。

また、各プロペラ５，６へ流入する流れは、スケグ４およびフィン２ｂならびに繭型のポッド２によって整流され、このようにして改善された伴流分布でのプロペラ作動が行われることにより、プロペラ効率が著しく向上するようになる。
そして、船体の旋回時には、第２ポッドプロペラ８を鉛直軸線のまわりに回動させる舵取機構９を用いて、舵取り操作が支障なく行われる。

また、第１ポッドプロペラ１のポッド前端が船尾スケグ４の後縁に横軸３を介し枢着さるとともに、同第１ポッドプロペラ１のポッド上側部と船体との間に伸縮駆動機構としての油圧シリンダ２ａが装架されることにより、同第１ポッドプロペラ１におけるプロペラ軸の傾斜が調節可能に構成されているので、船速の変化に伴い船尾に沿う流れの向きが変化するのに応じて、第１ポッドプロペラ１における第１プロペラ５の向きを調整することができ、その際、後方の第２ポッドプロペラ８における第２プロペラ６についても、同第２ポッドプロペラ８の俯仰機構10および昇降機構11を用いて、その俯仰角および上下位置の調整を行うことにより、第１プロペラ５との整合を十分に行って、その二重反転プロペラとしての機能が十分に保たれるようになる。
さらに、本実施例の場合も、船尾部内には主機としての大型ディーゼル機関を必要としないので、船内スペースを積荷などに有効に利用できるようになる。

図３は本発明の実施例３としての二重反転式ポッドプロペラ船を模式的に示す側面図、図４は図３の二重反転式ポッドプロペラ船の作用状態を示す側面図である。
図３に示すように、船尾部において、水面Ｗよりも下方で前後方向に延在する枠体20が、その中央部をトルクヒンジ21を介し船体下側に装着されており、これにより枠体20は横軸線のまわりに傾動調節可能に構成されている。

そして、枠体20の前端部および後端部にそれぞれ第１ポッドプロペラ22および第２ポッドプロペラ23が装着されて、第１ポッドプロペラ22の後端の第１プロペラ22ａと第２ポッドプロペラ23の前端の第２プロペラ23ａとは互いに対向することにより二重反転プロペラを構成している。

また、枠体20を減速ギヤセット24を介し操舵用モーター25によって鉛直軸線のまわりに回動させる舵取機構Ｆが設けられるとともに、枠体20を船体の喫水変化に応じて昇降させる油圧シリンダ式枠体昇降機構26が設けられている。

本実施例３の場合も、各ポッドプロペラ22, 23のプロペラ駆動用の第１および第２モーター22ｂ，23ｂや舵取機構Ｆの操舵用モーター25への電力供給は、船首部に設置されたガスタービン12により作動する発電機13から、バッテリー14の配電盤14ａを介して行われる。
また、舵取機構Ｆとしては、舵柄に相当するアームと、同アームを駆動する油圧シリンダとを備えた油圧式のものを採用してもよい。

なお、本実施例３では、船尾部の底部において、船体に沿う流れを整えるため後方へ突出した船体延長部30を備えているので、トルクヒンジ21を作動させる際には、船体延長部30と第１ポッドプロペラ22との干渉を回避するため、同時に昇降機構26を作動させるようになっている。

上述の実施例３の二重反転式ポッドプロペラ船では、船尾部において、トルクヒンジ21により横軸線のまわりに傾動調節可能に設けられた枠体20の前端部と後端部とに、それぞれ第１ポッドプロペラ22と第２ポッドプロペラ23とを備えて二重反転プロペラを構成しているので、船速の変化に応じて船尾に沿う上昇流の向きが変化する際に、図４に示すようにトルクヒンジ21により枠体20の傾斜を調整してプロペラ軸線の傾斜を船尾に沿う流れの方向に整合させることができ、このようにして常時推進性能の向上を図ることができる。

そして、枠体20を鉛直軸線のまわりに回動させる舵取機構Ｆが設けられることにより、十分な操舵性能が得られるようになる。

また、枠体20の昇降機構26が設けられることにより、船体の喫水変化に応じて上記の第１ポッドプロペラ22および第２ポッドプロペラ23をそれぞれ適切な水深位置に保つことができる。

なお、本実施例３の場合も、船尾部内には主機としての大型ディーゼル機関を必要としないので、船内スペースを積荷などに有効に利用できるようになる。

本発明の二重反転式ポッドプロペラ船では、船尾における舵取機構により第２ポッドプロペラを真横に向けてサイドスラスターの機能を発揮させることが可能であり、船体の小回りが容易になるので、水域の狭い湖における遊覧船などについても、本発明の二重反転式ポッドプロペラ船を有効に利用することができる。

本発明の実施例１としての二重反転式ポッドプロペラ船を模式的に示す側面図である。 本発明の実施例２としての二重反転式ポッドプロペラ船を模式的に示す側面図である。 本発明の実施例３としての二重反転式ポッドプロペラ船を模式的に示す側面図である。 図３の二重反転式ポッドプロペラ船の作用状態を模式的に示す側面図である。

符号の説明

１ 第１ポッドプロペラ
１ａ 第１モーター
２ ポッド
２ａ 油圧シリンダ
２ｂ フィン
３ 横軸
４ スケグ
５ 第１プロペラ
６ 第２プロペラ
７ 第２モーター
８ 第２ポッドプロペラ
９ 舵取機構
10 俯仰機構
11 昇降機構
12 ガスタービン
13 発電機
14 バッテリー
14ａ 配電盤
20 枠体
21 トルクヒンジ
22 第１ポッドプロペラ
22ａ 第１プロペラ
22ｂ 第１モーター
23 第２ポッドプロペラ
23ａ 第２プロペラ
23ｂ 第２モーター
24 減速ギヤセット
25 操舵用モーター
26 油圧シリンダ式枠体昇降機構
30 船体延長部
Ｃ カバー
Ｆ 舵取機構
Ｗ 水面

Claims (4)

1. 船尾部において、水面下のスケグに装着され後端に第１プロペラを有する第１ポッドプロペラと、上記第１プロペラに対向して二重反転プロペラを構成する第２プロペラを前端に備えた第２ポッドプロペラとが設けられるとともに、上記第２ポッドプロペラを鉛直軸線を中心として回動させる舵取機構が設けられており、上記第１プロペラのプロペラ軸が後方へ上向きに傾斜して設けられていることを特徴とする、二重反転式ポッドプロペラ船。
2. 上記第２ポッドプロペラを横軸線のまわりに回動させる俯仰機構と、同第２ポッドプロペラの昇降機構とを備え、上記第１プロペラのプロペラ軸の傾斜を調整すべく、上記第１ポッドプロペラのポッド前端が上記スケグの後縁に横軸を介し枢着されるとともに、上記第１ポッドプロペラのポッド上側部と船体との間に伸縮駆動機構が装架されていることを特徴とする、請求項１に記載の二重反転式ポッドプロペラ船。
3. 船尾部の水面下で前後方向に延在する枠体の中央部がトルクヒンジを介し船体に装着されて、同枠体が横軸線のまわりに傾動調節可能に設けられており、同枠体の前端部および後端部にそれぞれ第１ポッドプロペラおよび第２ポッドプロペラが装着されて、上記第１ポッドプロペラの後端の第１プロペラと上記第２ポッドプロペラの前端の第２プロペラとが互いに対向して二重反転プロペラを構成するとともに、上記枠体を鉛直軸線のまわりに回動させる舵取機構が設けられたことを特徴とする、二重反転式ポッドプロペラ船。
4. 上記枠体を船体の喫水変化に応じて昇降させる枠体昇降機構が設けられたことを特徴とする、請求項３に記載の二重反転式ポッドプロペラ船。

Images