JP4912064B2

JP4912064B2 - 船舶用プロペラの保護装置及び保護装置を装備した船舶

Info

Publication number: JP4912064B2
Application number: JP2006193421A
Authority: JP
Inventors: 賢逸運上
Original assignee: 運上船舶工業有限会社
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2026-07-13
Also published as: JP2008018877A

Description

本発明は、船舶のプロペラにロープ又は網等が巻き込まれることを防止する船舶用プロペラの保護装置、保護方法、及び保護装置を装備した船舶に関する。

従来、特に定置網及び巻き網漁船では、海中に設置した網、ロープ、及び浮き玉等の上での作業を余儀なくされるため、船舶のプロペラの周囲を、鋼又はステンレス製の棒状の金属で網の目状に取り囲み、プロペラへの巻き込みを防止していた。

図５は、従来のプロペラの保護装置の一例を船舶の側面側から見た図、図６は、船舶の船尾側から見た図である。図５及び図６においては、海中１００に設置された網１０１、ロープ１０２、及び浮玉１０３等の上方の海面を船舶が航行し、この船舶の船体１０４上で作業をする状況を示している。船体１０４の船尾には、プロペラ１１１及び舵板１１２が設けられており、このプロペラ１１１の周囲を取り囲むように棒状金属１０５が網の目状又は格子状に配設されている。この棒状金属１０５からなる網の目状又は格子状のプロペラ保護装置は、棒状金属１０５が交差部１０７にて相互に連結して構成され、結合部１０６を介して船体１０４に結合されている。

一般に、船舶の航行時に、水面近くに網１０１、ロープ１０２、及び浮玉１０３等が設置されていると、これらは船体１０４により海中１００に押し下げられ船底を覆うように接するため、回転するプロペラによりたちまち巻き込まれ、プロペラが回転不能となり、船舶の推進力が失われることになる。このため、図５及び図６では、プロペラ１１１の周囲を網の目状又は格子状に取り囲む保護装置を設けることにより、このような巻き込みを防止している。

図７は、上述の従来のプロペラの保護装置の船体への取り付け方法を示す図、図８は、棒状金属の船体結合部における結合方法を示す図である。図７に示すように、船体１０４と、棒状金属１０５とは、結合部１０６にて結合されている。棒状金属１０５は、例えば、鉄又はステンレスからなる。また、棒状金属１０５は交差部１０７にて相互に連結することにより、網の目状又は格子状の構造が形成されている。これらの結合部１０６及び交差部１０７においては、棒状金属１０５は、その材質に合わせて溶接又はＦＲＰ（ガラス強化プラスティック）でライニングして固着されている。また、図８に示すように、結合部１０６においては、パイプ状の受け材１０８が溶接部１３０にて船体１０４に固着されている。このパイプ状の受け材１０８の内部に形成された貫通孔には棒状金属１０５の端部が挿入されており、挿入された棒状金属１０５の先端部と船体１０４の表面との間に空間１０９（隙間）を設けて、棒状金属１０５がパイプ状の受け材１０８に取り付けられている。これは、空間１０９を設けることにより、棒状金属１０５の振動を船体１０４に直接伝達させない働きがある。

また、上述の従来のプロペラの保護装置とは別のタイプのプロペラの保護装置として、プロペラがロープ又は網等を巻きつく際に、それを切断してプロペラを保護するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開０７−３０９２９７号公報

しかしながら、上述の従来技術には、以下に示すような問題点がある。

図５乃至図８に示した従来のプロペラの保護装置によれば、網等の巻き込みを防止することはできるが、船舶の航行の高速化に伴い、プロペラの保護装置の破損も急増している。これは、次のような要因からなる。

（１）水中の抵抗は速力の２乗に比例するため、また、プロペラの周囲の水の流れは速力の１．１乃至１．２倍であるため。例えば、１０ｋｎｏｔ（１８．５２ｋｍ／ｈ）の速度で航行する船が、その速度を１４ｋｎｏｔに変更すると、約２倍以上の抵抗となり、１７ｋｎｏｔでは、約３倍以上の抵抗となる。

（２）棒状金属の組み合わせ形状による振動発生。例えば、図９に示すように、流れ１２２の速い水中に棒１３５を垂直に入れる場合を考える。図９では、この棒１３５の断面が示されており、流れ１２２の流速がある臨界値に達すると、棒１３５の下流側に乱流１２０が発生し、棒１３５は流れ１２２の方向に対して垂直な方向に揺れ出す（図示例では、上下方向）。これは、ナックルボールが空気中で揺れるのと同じ原理である。更に、流速が増速すると、揺れが大きくなり、棒１３５の下流側にキャビテーション（空洞現象）１２１が発生するため、振動が発生する。

（３）プロペラの保護装置で発生したキャビテーション１２１をプロペラ１１１（推進機）が巻き込み、プロペラの空転又は常にキャビテーションを発生した状態になり、推進効率の劣化を招き、更に大きな振動原因となる（図１０参照）。

（４）プロペラの保護装置の下部取り付け部であるヒールピース１３３の振動を誘発する（図１０参照）。

（５）舵板１１２に当たる水圧の乱れが大きく、舵板１１２を支えるヒールピース１３３の振動を誘発する（図１０参照）。

以上の要因等により、従来のプロペラの保護装置は、低速の状態では破損しにくいが、速度が増加するに従い、抵抗の増加及び振動の発生により、保護装置が耐えられず破損する例が多くなってきた。更に、その抵抗が船速に及ぼす影響も大きく、また、船体振動の増加は取り付け器具、漁労機器等の破損の原因になっている。従って、高速の船であっても、この方式の従来のプロペラの保護装置では、限界速力が決まってしまい、極めて不経済な船になってしまう。

また、例えば、特許文献１に記載されている従来のプロペラ保護装置は、プロペラに巻きついたロープ又は漁網等を切断するものであるため、これらの巻きつき箇所であるプロペラと船尾ボッシングの端部との間にプロペラ保護装置を設ける必要がある。このため、プロペラ装置そのものに保護機能を設ける必要があり、既存のプロペラ装置を装備している船舶に対しては、プロペラ装置自体を交換しなければならない。また、プロペラの推進性能を低下させたり、ロープ等の切断不良によるプロペラ回転不能を引き起こす可能性もある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ロープ及び網等の外力にも耐え、速力の増加に伴う抵抗の増加及び振動の原因となるキャビテーションを制御して高速の航行にも破損せず、振動発生の原因を取り除き、更にプロペラの推進性能を低下させない船舶用プロペラの保護装置、保護方法、及び保護装置を装備した船舶を提供することを目的とする。

本発明に係るプロペラの保護装置は、船底に設けられたプロペラの保護装置において、前記プロペラの回転域の周囲の少なくとも一部を囲む湾曲面を有する板状の保護部材と、前記船底に固定され前記保護部材を支持する受け部と、この受け部と前記保護部材との間に設けられ振動を吸収する振動吸収部材と、を有し、前記保護部材における前記受け部に挿入される両端の接続部は、その先端部と前記受け部との間に、空間が設けられていることを特徴とする。

また、前記振動吸収部材は、マット又はゴムであってもよい。

また、前記保護部材の下部はその上部に対して、より船首方向へ延伸していることが好ましい。

前記保護部材は前記プロペラをその回転軸方向に対して同軸的に囲む円筒部を有し、この円筒部の外側面に平板状の前記接続部が設けられていてもよい。

または、前記保護部材における前記プロペラの回転軸に対して垂直な面による断面形状はＵ字状であって、前記接続部はこのＵ字の上端部であり、前記保護部材は、前記船底の下方から前記船底と共に前記プロペラを囲まれていてもよい。

本発明に係る船舶は、前記プロペラの保護装置を装備したことを特徴とする。

本発明に係るプロペラの保護方法は、船底に設けられたプロペラの保護方法において、湾曲面を有する板状の保護部材でプロペラの回転域の周囲の少なくとも一部を囲み、前記船底に固定された受け部により前記保護部材を支持し、前記受け部と前記保護部材との間に振動を吸収する振動吸収部材を設けることを特徴とする。

本発明によれば、ロープ、網等の外力にも耐え、航行時の速力性能の低下を抑制し、振動を発生させずに、高速でも破損しにくいプロペラの保護装置を提供することができる。このようなプロペラの保護装置は、抵抗及び振動が抑制され、推進性能が低下せず、更に強度も確保されることから、高速船に好適に装備することができる。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るプロペラの保護装置を船舶の船尾側から見た図であり、図３は、それを船舶の側面側から見た図である。

図１及び図３に示すように、船体１の船尾には、プロペラ軸１６が設けられており、このプロペラ軸１６にはプロペラ１５が取り付けられている。図１においては、船体１の船尾における船尾船殻１０は、その面が下方に向いた下向船尾船殻１０ａと、その面が船尾後方に向いた後向船尾船殻１０ｂとから構成され、プロペラ軸１６は後向船尾船殻１０ｂに設けられている。このプロペラ軸１６は、図示はしない駆動源に接続されており、この駆動源によりプロペラ軸１６と共にプロペラ１５を回転させることにより、順行時には船首側からの水を船尾側後方に押しやって船舶の推進力を得ることができる。

プロペラ１５の船尾後方には舵板７が設けられている。この舵板７は舵軸１１により揺動自在に軸支され、この舵軸１１は下向船尾船殻１０ａと船底から船尾後方に突出して設けられたヒールピース４とにより鉛直方向に取り付けられている。

本実施形態に係るプロペラの保護装置は、プロペラ１５の回転域の周囲の少なくとも一部を囲む湾曲面を有する板状の保護板２と、船底５に固定され保護板２を支持する受け部としての受け材３と、この受け材３と保護板２との間に設けられ振動を吸収する振動吸収部材としての防振ゴム８とを備えている。

図１及び図３に示すように、保護板１は、湾曲面を有する板状の部材からなり、プロペラ１５の回転域の周囲を取り囲むように設けられている。保護板１は、例えば、鉄又はステンレス等の金属材料から形成されている。この保護板１は、プロペラ軸１６の軸周り方向におけるプロペラ１５及びプロペラ軸１６の周囲に設けられており、一方、プロペラ１５の正面側、即ち、船尾後方側には設けられていない。また、保護板１のプロペラ軸１６に略垂直な面による断面形状はＵ字状であり、その弧状の湾曲部を下方にして、船体１の船底５と保護板１とによりプロペラ１５の周囲を囲っている。そして、保護板１の上部は下向船尾船殻１０ａに位置し、保護板１の下部はヒールピース４に達している。

保護板１の上部、即ち、Ｕ字の１対の平板部は船体１への接続部１７を形成しており、この平板状の接続部１７は、船体１の船底である下向船尾船殻１０ａに設けられた１対の受け材３に接続される。図１に示すように、これら１対の受け材３は、船体の中央（図示例では、舵板７の位置）を中心として左右対称に設けられており、更に、図３に示すように、船首から船尾方向に延在している。そして、受け材３には接続部１７の形状に嵌合するように、角柱状の嵌合部が形成されており、接続部１７が受け材３の嵌合部に嵌め込まれることで、保護板２は受け材３により支持されている。また、受け材３と保護板１の接続部１７との間には、振動を吸収する防振ゴム８が設けられている。

図３に示すように、ヒールピース４付近に位置する保護板２の下部は、その上部である接続部と比較して、船首方向に延伸している。即ち、図示例では、保護板２の側面形状は台形であり、その前縁部（船首側）は上方から下方へ移動するにつれて前方（船首方向）へ延在している。一方、その後縁部（船尾側）は垂直に形成されている。

次に、接続部１７と受け材３との詳細な接続構造について説明する。図４は、保護板の接続部と受け材との接続構造を模式的に示す斜視図である。図４に示すように、受け材３の内部には、保護板２の接続部１７を挿入するように嵌合部が形成されており、この嵌合部に接続部１７の先端部が挿入されている。このとき、接続部１７の先端部と嵌合部との間には空間９が形成されている。また、接続部１７の挿入方向に垂直な嵌合部の断面は、対応する接続部１７の断面よりも大きく、接続部１７の周囲と受け材３との間には、振動を吸収する例えば防振ゴム８が設けられている。なお、防振ゴム８の替わりに、例えば、マット等の振動を吸収する吸振板等を設けることもできる。受け材３は、例えば溶接により、船体１に固着される。また、受け材３に設けられた凹状の嵌合部は、接続部１７の方向に沿って貫通していてもよく、この場合には、受け材３はパイプ状の形状をなす。上述のように、この場合にも、接続部１７の先端部と嵌合部との間には空間９が形成されているため、接続部１７の先端部は、船体１の表面とは接触しない。

次に、本実施形態の動作について説明する。船舶の航行時に、水面近くに網、ロープ、及び浮玉等が設置されていると、これらは船体１により海中に押し下げられ船底を覆うように接するため、回転するプロペラによりたちまち巻き込まれ、プロペラが回転不能になり、船舶の推進力が失われる可能性がある。本実施形態おいては、プロペラ１５及びこのプロペラ１５が取り付けられたプロペラ軸１６の回転域の周囲を、湾曲面を有する保護板２で囲むことにより、網、ロープ、及び浮玉等のプロペラ１５への巻き込みを防止するものである。

このとき、板状の保護板２の構造は、従来の棒状金属による網の目状の構造と比較すると、船舶の速力の増減に拘わらず振動の発生を抑制し、乱流を発生させることもない。また、保護板２の後方（船尾側）にキャビテーションが発生して振動が発生することも抑制される。更に、船舶の推進時に保護板２にかかる外力（抵抗力）は、保護板２自身を湾曲にすることで、保護板２自身が外力を柔軟に吸収する。

また、プロペラに巻き込まれる物のほとんどは、船底下前方からのものであり、このため、本実施形態におけるように保護板２の下部を前方（船首方向）へ延在させることにより、海中浮遊物のプロペラの保護装置内部への侵入をより一層防ぐことができる。なお、このような目的のためには、必要に応じて、最小限の本数の棒状金属を保護板２の前方部（船首方向）に接続させることもできる。

図４に示すように、接続部１７の先端部と受け材３との間には空間９が設けられているため、保護板２及びヒールピース４の振動は船底５に直接伝達されない。更に、接続部１７と受け材３との間には、例えば防振ゴム８が設けられているため、防振効果が増し、振動は抑制され、金属同士の音なりも防止することができる。

次に、本実施形態の効果について説明する。本発明によれば、ロープ、網等の外力にも耐え、プロペラ付近の乱流、キャビテーションを極力発生させず、速力の増加に伴う振動、抵抗を抑制し、航行時の速力性能の低下を抑制すると共に高速航行でも破損しにくいプロペラの保護装置を提供することが可能となる。近時は、船体、機器すべての面で軽量化が進み、省エネ船形の高速船が主に建造されている。このため、本実施形態に係るプロペラの保護装置は、このような高速船に好適に適用することができる。従来は、プロペラの保護装置を取り付けると、最大２０％以上の速度の損出が発生する船もあり、振動の増加時にはプロペラの保護装置が破損することがあった。そのため、その対策として、プロペラを小さくしたり、最高速力を押させたりするなど、対策に苦慮していた。本発明によれば、エネルギーの浪費を抑制し、振動の少ない快適な航行を実現し、船体上での安全な作業を可能にする。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図２は、本発明の第２の実施形態に係るプロペラの保護装置を船舶の船尾側から見た図であり、図３は、それを船舶の側面側から見た図である。

図２及び図３に示すように、本実施形態と第１の実施形態との相違点は、保護板２の形状の違いにある。即ち、本実施形態においては、保護板２の形状は円筒状であり、この円筒状の保護板２がその軸方向をプロペラ軸１６の方向と略平行になるようにしてプロペラ１５及びプロペラ軸１６の周囲を取り囲んでいる。また、接続部１８は、円筒の軸方向に沿って保護板２の側面に設けられた１対の平板部からなる。この１対の平板部は、円筒状の保護板２の側面に、例えば溶接により固着されている。そして、接続部１８は、防振ゴム８を介して受け部としての受け材３に接続され、保護板２は受け材３により支持されている。なお、その他の構成は前述の第１の実施形態と同様であり、そのため、同一の構成物には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。また、本実施形態の動作及び効果も第１の実施形態と同様である。

本発明の第１の実施形態に係るプロペラの保護装置を船舶の船尾側から見た図である。本発明の第２の実施形態に係るプロペラの保護装置を船舶の船尾側から見た図である。本発明の第１及び第２の実施形態を船舶の側面側から見た図である。保護板の接続部と受け材との接続構造を模式的に示す斜視図である。従来のプロペラの保護装置の一例を船舶の側面側から見た図である。従来のプロペラの保護装置の一例を船舶の船尾側から見た図である。従来のプロペラの保護装置の船体への取り付け方法を示す図である。従来のプロペラの保護装置において、棒状金属の船体結合部における結合方法を示す図である。流れの速い水中に棒を垂直に入れた際に、乱流が発生する様子を模式的に示す図である。従来のプロペラの保護装置が装備された船舶の航行時に、乱流が発生する様子を示した図である。

符号の説明

１；船体
２；保護板
３；受け材
４；ヒールピース
５；船底
６；前方延伸部
７；舵板
８；防振ゴム
９；空間
１０；船尾船殻
１０ａ；下向船尾船殻
１０ｂ；後向船尾船殻
１１；舵軸
１５；プロペラ
１６；プロペラ軸
１７、１８；接続部
１００；海中
１０１；網
１０２；ロープ
１０３；浮玉
１０４；船体
１０５；棒状金属
１０６；結合部
１０７；交差部
１０８；パイプ状受け材
１０９；空間
１１１；プロペラ
１１２；舵板
１２０；乱流
１２１；キャビテーション
１２２；流れ
１３０；溶接部
１３３；ヒールピース
１３５；棒

Claims

船底に設けられたプロペラの保護装置において、前記プロペラの回転域の周囲の少なくとも一部を囲む湾曲面を有する板状の保護部材と、前記船底に固定され前記保護部材を支持する受け部と、この受け部と前記保護部材との間に設けられ振動を吸収する振動吸収部材と、を有し、前記保護部材における前記受け部に挿入される両端の接続部は、その先端部と前記受け部との間に、空間が設けられていることを特徴とするプロペラの保護装置。
前記振動吸収部材は、マット又はゴムであることを特徴とする請求項１に記載のプロペラの保護装置。
前記保護部材の下部はその上部に対して、より船首方向へ延伸していることを特徴とする請求項１又は２に記載のプロペラの保護装置。
前記保護部材は前記プロペラをその回転軸方向に対して同軸的に囲む円筒部を有し、この円筒部の外側面に平板状の前記接続部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプロペラの保護装置。
前記保護部材における前記プロペラの回転軸に対して垂直な面による断面形状はＵ字状であって、前記接続部はこのＵ字の上端部であり、前記保護部材は、前記船底の下方から前記船底と共に前記プロペラを囲むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプロペラの保護装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプロペラの保護装置を装備したことを特徴とする船舶。