JP4503193B2

JP4503193B2 - 二重反転プロペラ装置

Info

Publication number: JP4503193B2
Application number: JP2001034681A
Authority: JP
Inventors: 正志河村
Original assignee: 株式会社アイ・エイチ・アイマリンユナイテッド
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2021-02-09
Also published as: JP2002234491A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶等の推力発生装置として用いられる二重反転プロペラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二重反転プロペラ装置は、二重軸装置によって前後に配置された二つのプロペラが、二重反転歯車装置によって主機の出力を伝達されて互いに反対方向に回転される、航空機や船舶等に利用される推力発生装置であり、ねじれた流れがなくなるために通常の一重のプロペラ装置による推力発生装置に比較して効率がよいとされている。また、プロペラを二つ備えることにより羽根数が多くなるので、プロペラの直径を大きくせずに主機の出力を吸収することができる。
【０００３】
二重軸装置は、駆動軸（内軸）と、この駆動軸の外側に配置された同軸の中空駆動軸（外軸）とによる二重軸構造により、それぞれの軸の後端にプロペラを設けて、これら二つのプロペラを同軸に接近させて配置している。二重反転歯車装置は、内軸を太陽歯車に接続し、この太陽歯車とは遊星歯車を介して噛み合う内歯歯車に外軸を接続して、太陽歯車すなわち内軸を主機によって回転させることによって、内歯歯車すなわち外軸が内軸に対して反対方向に回転するように構成した差動遊星方式によるものが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら二重反転プロペラ装置は、二重反転歯車装置と二重軸装置の機構が複雑であるため、装置の製造コストが高いだけでなく、修理やメンテナンスにかかるコストも多大なものとなってしまう。また、二つのプロペラを駆動させる主機は大出力を要するため寸法が大きく、これを収納する機関室を大きくしなければならないため、船全体が大きくなり、船の建造コストが増大してしまう。これに加えて、二重反転歯車装置および二重軸装置は主機とプロペラとの間に設けられるため、装置全体の外形寸法が大きくなり、これらを収納するには大きな機関室が必要となるために船全体を大きくしなければならず、船の建造コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、装置自体の製造コストやメンテナンスコストおよび船の建造コストが安く、小型の二重反転プロペラ装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明は、同一直線上に直列配置された第１の駆動軸および第２の駆動軸と、これら第１の駆動軸および第２の駆動軸に設けられ、それぞれ対向するように配置された第１のプロペラおよび第２のプロペラと、これら第１のプロペラおよび第２のプロペラを互いに反対方向に回転させるように、第１の駆動軸および第２の駆動軸をそれぞれ回転させる第１の駆動機および第２の駆動機を備えることを特徴としている。この発明にかかる二重反転プロペラ装置は、第１のプロペラと第２のプロペラを別の駆動機によって駆動し、第１の駆動軸と第２の駆動軸を二重軸構造としないことにより、複雑な機構の二重反転歯車装置と二重軸装置が不要となるため、コストが安く、省スペース化が可能となる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、第１の駆動軸あるいは第２の駆動軸の一方は、船体に設けられた舵部に支持されることを特徴としている。この発明にかかる二重反転プロペラ装置は、一方の駆動軸を舵部に支持させるので、駆動軸の支持部が設けられることによる船の推進性能低下を生じさせずに二重反転プロペラ装置を設けることができる。
【０００８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、第１の駆動機あるいは第２の駆動機の一方は電動機であることを特徴としている。この発明に係る二重反転プロペラ装置は、駆動機として電動機を用いることにより、プロペラの回転数を容易に制御することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る二重反転プロペラ装置を備えた船体１００の船尾部を示す横断面図である。この二重反転プロペラ装置は、同一直線上に直列配置された第１の駆動軸１０および第２の駆動軸２０と、これら第１の駆動軸１０および第２の駆動軸２０に設けられ、それぞれ対向するように配置された第１のプロペラ１１および第２のプロペラ２１と、これら第１のプロペラ１１および第２のプロペラ２１を互いに反対方向に回転させるように、第１の駆動軸１０および第２の駆動軸２０をそれぞれ回転させる第１の駆動機１２および第２の駆動機２２とを備えている。なお、船体１００は図の右方を前方（進行方向）としていて、機関室１０１、舵機室１０２、舵部１０３を備えている。
【００１０】
第１の駆動軸１０は、機関室１０１から後方へ向かい船外に突出して設けられていて、機関室１０１に浸水させないシール構造（不図示）によって、船体１００にスラスト軸受（不図示）を介して回転自在に支持されている。この第１の駆動軸１０は、後端部に第１のプロペラ１１を装備し、前端部は第１の駆動機１２に接続されていて、この第１の駆動機１２の軸出力を後端部に装備した第１のプロペラ１１に伝えている。
【００１１】
第１のプロペラ１１は、第１の駆動軸１０の回転に伴って回転されて推力を発生する。この推力は、第１の駆動軸１０を船体１００に支持するスラスト軸受（不図示）を介して船体１００に伝達される。
【００１２】
第１の駆動機１２は、機関室１０１の内部に備えられて第１の駆動軸１０に接続し、この第１の駆動軸１０を駆動する駆動機（主機）である。この第１の駆動機１２としては、主として蒸気タービンやディーゼルエンジンなどの内燃機関が用いられ、その回転数を調節することにより第１の駆動軸１０の回転数を調節でき、第１のプロペラ１１の発生する推進力すなわち船の速度を調節できるものである。
【００１３】
第２の駆動軸２０は、第１の駆動軸１０と同一直線上直列になるように配置され、舵部１０３のラダーホーン１０３ａから前方へ向かって船外に突出して設けられ、ラダーホーン１０３ａ内に浸水させないシール構造（不図示）によって、スラスト軸受（不図示）を介して回転自在に支持されている。この第２の駆動軸２０の前端部には、第１のプロペラ１１に対向する状態で第２のプロペラ２１が設けられ、後端部はラダーホーン１０３ａ内に設けられた歯車装置２３に接続されている。
【００１４】
第２のプロペラ２１は、第１のプロペラ１１に対向する状態で第２の駆動軸２０の前端部に設けられている。この第２のプロペラ２１は、プロペラ羽根の取り付け角度が第１のプロペラ１１とは反対になるように形成されていて、第１のプロペラ１１とは反対方向に回転される。第２のプロペラ２１の回転により生じる力は、スラスト軸受及びラダーホーン１０３ａを介して船体１００に伝達される。
【００１５】
第２の駆動機２２は舵機室１０２の内部に備えられて、上下方向に配置された回転軸２０ａに接続し、この回転軸２０ａを回転させることができる。回転軸２０ａは、ラダーホーン１０３ａの内部を通り、ラダーホーン１０３ａの下端部に備えられた歯車装置２３に接続している。この歯車装置２３は、第２の駆動機２２によって回転される回転軸２０ａの回転を、例えばかさば歯車の組み合わせなどによって９０°方向変換して、第２の駆動軸２０に伝えることができる。つまり第２の駆動機２２は、回転軸２０ａと歯車装置２３を介して第２の駆動軸２０を駆動する駆動機である。
【００１６】
この第２の駆動機２２としては、回転数を容易にコントロールできる電動機が用いられるが、電動機に限定されるものではなく、第１の駆動機１２と同様に内燃機関を用いてもよい。電動機は、第１の駆動機１２の駆動によって発電した電力を供給して駆動することができる。第２の駆動機２２の回転数は、第１の駆動機１２の回転数に応じて、高効率の推進性能や振動、騒音の抑制などの目的に適するように調節される。この調節は、第１の駆動機１２の回転数の変化に伴い第２の駆動機２２の回転数を変化させる装置や、第１の駆動機１２の回転数や船体１００の推進速度を測定して、測定値に応じて自動的に制御させる制御装置を備えて行うことができる。
【００１７】
舵部１０３は、船体１００の船尾部中央に設置され、船体１００に固定されたラダーホーン１０３ａと、このラダーホーン１０３ａに設けられた回動自在の舵１０３ｂを備えている。舵１０３ｂは、船尾部の舵機室１０２に備えられた舵駆動機（不図示）によって駆動され、船体１００の進行方向を変更することができる。
【００１８】
図２は、第２の駆動機２４の他の実施形態を示している。
この実施形態では、第２の駆動機２４は、船体１００に設けられた舵部１０３のラダーホーン１０３ａの内部に備えられているため、第２の駆動軸２０は直接第２の駆動機２４に駆動されて第２のプロペラ２１を回転させるので、軸系の強度が高く、故障の少ない装置を実現できる。
【００１９】
図３は、第２の駆動軸２５の他の実施形態を示す、船体１００を下方から見た図である。
この実施形態では、第２の駆動軸２５が船体１００に固定された支持部１０４に支持されているため、図３のように船体１００の船尾中央部に設置された舵部１０３の両側に、１系統ずつ二重反転プロペラ装置を配置することができる。つまり、舵部１０３が第１の駆動軸１０の後方に配置されていない場合など、第２の駆動軸２５を支持させる舵部１０３がない場合でも、支持部１０４を設けることにより第２の駆動軸２５を支持することができる。なお、この場合の第２の駆動機２２は、支持部１０４内部や船内など適当な箇所に設置すればよい。
【００２０】
このように構成された二重反転プロペラ装置の駆動について説明する。まず第１の駆動機１２によって第１の駆動軸１０が駆動され、第１のプロペラ１１が回転し、船体１００に推進力を与える。同時に、第２の駆動機２２（２４）が第２の駆動軸２０（２５）を駆動されて第２のプロペラ２１が第１のプロペラ１１とは反対方向に回転し、第１のプロペラ１１の回転によって生じた流れのねじれをなくす作用を与える。
【００２１】
第１のプロペラ１１と第２のプロペラ２１は、それぞれを駆動する第１の駆動機１２と第２の駆動機２２を別々にコントロールすることによって、適切な回転数に調節することができる。
【００２２】
以上のように、第１のプロペラ１１と第２のプロペラ２１を、第１の駆動機１２と第２の駆動機２２（２４）によってそれぞれ駆動させることにより、複雑な機構で装置の大型化を招く二重反転歯車装置や二重軸装置が必要ないため、メンテナンスコストや装置製造コスト、船の建造コストが安く、小型の二重反転プロペラ装置を実現することができる。
【００２３】
なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。前記実施形態では船舶に設けた推進式の二重反転プロペラ装置を示したが、牽引式の二重反転プロペラ装置や、航空機等に備える二重反転プロペラ装置にも、本発明は適用することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１にかかる二重反転プロペラ装置では、第１のプロペラと第２のプロペラを別の駆動機によって駆動し、第１の駆動軸と第２の駆動軸を二重軸構造としないことにより、複雑な機構の二重反転歯車装置と二重軸装置が不要となるため、コストが安く、省スペース化が可能となるとともに、それぞれのプロペラの回転数や起動、停止を独立してコントロールすることができる。また、機構が単純なため故障が少なく、メンテナンスコストを抑えることができる。さらに、第１の駆動機が設置される機関室を短くすることができるので、船内スペースの拡大および船全体の小型化によるコストダウンが可能となる。
【００２５】
請求項２にかかる二重反転プロペラ装置では、さらに、一方の駆動軸を舵部に支持させるので、駆動軸の支持部が設けられることによる船の推進性能低下を生じさせずに二重反転プロペラ装置を設けることができる。
【００２６】
請求項３に係る二重反転プロペラ装置では、さらに、駆動機として電動機を用いることにより、プロペラの回転数を容易に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る二重反転プロペラ装置の実施形態を示す断面図である。
【図２】第２の駆動機の他の実施形態を示す断面図である。
【図３】舵部に第２の駆動軸を支持しない二重反転プロペラ装置の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０第１の駆動軸
１１第１のプロペラ
１２第１の駆動機
２０、２５第２の駆動軸
２０ａ回転軸
２１第２のプロペラ
２２、２４第２の駆動機
２３歯車装置
１００船体
１０１機関室
１０２舵機室
１０３舵部
１０３ａラダーホーン
１０３ｂ舵
１０４支持部

Claims

船体の船尾中央部に設置された舵部の両側に１系統ずつ配置された一対の第１の駆動軸と、
該一対の第１の駆動軸の後方同一直線上に直列配置された一対の第２の駆動軸と、
前記一対の第１の駆動軸および前記一対の第２の駆動軸のそれぞれに、対向状態で設けられた第１のプロペラおよび第２のプロペラと、
前記一対の第１の駆動軸および前記一対の第２の駆動軸を介して、該第１のプロペラおよび第２のプロペラを互いに反対方向に回転させる第１の駆動機および第２の駆動機と、
を備えることを特徴とする二重反転プロペラ装置。
前記第１の駆動機あるいは第２の駆動機の一方は電動機であることを特徴とする請求項１記載の二重反転プロペラ装置。