JP5208487B2

JP5208487B2 - 船舶用プロペラ

Info

Publication number: JP5208487B2
Application number: JP2007308821A
Authority: JP
Inventors: 正男松浦; 有一田村
Original assignee: Niigata Power Systems Co Ltd
Current assignee: Niigata Power Systems Co Ltd
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2007-11-29
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2027-11-29
Also published as: JP2009132227A

Description

この発明は、海洋生物の付着生育が効率的に抑制される船舶用プロペラに関する。

周知のように、海水中に浸漬して用いられる船舶用プロペラは、長期間、海水に浸漬されることによって、表面にフジツボ、イガイ、セルプラ、藻類等の海洋生物が付着生育しやすく、これら海洋生物が舶用プロペラに付着生育してプロペラ本体の圧力面（前進面）が汚損されると、プロペラに圧力損失が発生し推進性能が大きく低下する。

このような船舶用プロペラへの海洋生物の付着生育を抑制するために、プロペラの表面に防汚コーティング又は防汚塗料を塗布して防汚被覆を施すことが一般的に行われている。
また、防汚被覆の材質等を改善することにより海水に長期間浸漬される船体やプロペラ等に対する防汚性能を向上させようとする防汚被覆に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参考。）。
特表２００７−５１４０３５号公報

しかしながら、防汚コーティング又は防汚塗料による防汚被覆は、高い防汚性能が得られる一方で、作業性が悪く製造コストが増大するという問題があり、プロペラ全面に防汚被覆する場合、防汚被覆が維持されている状態ではプロペラへの海洋生物の付着生育が充分に防止されるものの、例えば、船舶が長期間運航に用いられるうちに浮遊物等と接触して防汚被覆に部分的な欠落が発生すると、欠落部分での電気的絶縁が維持できなくなって欠落部分に集中的な電蝕が発生し、プロペラが大きなダメージを受けるという問題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、船舶等に取り付けられて長期間の運航に供されてもプロペラ本体表面への海洋生物の付着生育が抑制されてプロペラに圧力損失による推進性能の低下が発生するのを抑制することができ、また、防汚被覆に欠落が生じても集中的な電蝕によるダメージの発生が抑制可能なプロペラを提供することにある。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１記載の発明は、ボスの外周に形成されたプロペラ本体が前記ボスの軸線廻りに回転することによって船舶に推力を付与する船舶用プロペラであって、前記ボスの外表面が防汚被覆され、前記プロペラ本体は、前進面側及び後進面側の回転方向前縁部及び回転方向後縁部近傍の前記プロペラ本体が回転する際の表面圧力が正圧又は静圧となる領域に防汚被覆が形成され、前記プロペラ本体の、前記プロペラ本体が回転する際の表面圧力が負圧となる領域に防汚被覆非形成部が形成されていることを特徴とする。

この発明に係る船舶用プロペラは、プロペラを回転した場合にプロペラ本体の表面圧力が負圧となる領域には海洋生物が付着しないとの、発明者の鋭意研究することにより得られた成果に基づくものであり、プロペラが回転される際に表面圧力が負圧となる領域では海洋生物の付着、生育が抑制されるためと推定される。
そのため、プロペラ本体の、プロペラ本体が回転する際に表面圧力が負圧となる領域に、防汚被覆をしていない防汚被覆非形成部が形成されても海洋生物の付着生育が抑制される。
しかも、この発明に係る船舶用プロペラによれば、前進面側及び後進面側のプロペラ本体が回転される際に正圧又は静圧が形成される回転方向前縁部及び後縁部近傍に防汚被覆が形成されているので、プロペラ本体への海洋生物の付着生育が防止される。

この明細書において、プロペラを船舶に取り付けた場合にプロペラ本体の船首側に位置し船舶が後進する場合に水に推力を付与する側の面を後進面、船尾側に位置し船舶が前進する場合に水に推力を付与する側の面を前進面という。
また、船舶を前進させるためにプロペラを回転させた場合に、プロペラ本体の回転方向前方側に位置する縁部を前縁部といい、回転方向後方側に位置する縁部を後縁部という。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の船舶用プロペラであって、前記プロペラ本体は、前進面側が防汚被覆されるとともに、後進面側の回転方向前縁部及び回転方向後縁部近傍の前記プロペラ本体が回転する際の表面圧力が正圧又は静圧となる領域を除く領域が防汚被覆非形成部とされていることを特徴とする。

この発明に係る船舶用プロペラによれば、プロペラ本体が回転する際に表面圧力が正圧又は静圧となるプロペラ本体の前進面は防汚被覆され、防汚被覆非形成部が、表面圧力が概ね負圧となる後進面側の回転方向前縁部及び回転方向後縁部近傍のプロペラ本体が回転する際の表面圧力が正圧又は静圧となる領域を除く領域に形成されているので、防汚被覆非形成部においても海洋生物の付着生育が抑制される。
したがって、防汚被覆非形成部が形成されていてもプロペラ本体への海洋生物の付着生育が抑制される。
また、後進面の領域に防汚被覆非形成部が形成され大きな通電面積が確保可能であるので防汚被覆が欠落した場合でも防汚被覆欠落部分に集中的な電流が流れることが抑制される。

この発明に係る船舶用プロペラによれば、プロペラ本体の、プロペラ本体が回転する際の表面圧力が負圧となる領域に防汚被覆非形成部が形成されているので海洋生物の付着生育が抑制されて、プロペラの推進性能が維持される。
また、防汚被覆非形成部が形成されることにより防汚被覆が欠落した場合に集中的な電蝕の発生を抑制してプロペラにダメージが発生するのを抑制することができる。
しかも、この発明に係る船舶用プロペラによれば、前進面側及び後進面側のプロペラ本体が回転される際に正圧又は静圧が形成される回転方向前縁部及び後縁部近傍に防汚被覆が形成されているので、プロペラ本体への海洋生物の付着生育が防止される。

以下、図１から図４を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、一実施形態に係る船舶用プロペラ（以下、プロペラという）１０の概略を示す斜視図である。

プロペラ１０は、例えば、真ちゅう等の金属を切削加工することにより形成され、図１、図２（Ａ）に示すように、略円錐台状に形成されたプロペラボス（ボス）１１と、このプロペラボス１１の外周に接続され径方向外方に延在するプロペラ本体１２とを備え、プロペラ本体１２をプロペラボス１１の軸線Ｏ廻りに矢印Ｔ方向に回転して船首側Ｆから船尾側Ｂに水を移動させて船舶が前進するようになっている。
また、プロペラ本体１２を矢印Ｔと反対の方向に回転することにより船尾側Ｂから船首側Ｆに水を移動して船舶が後進するようになっている。

プロペラ本体１２は、前縁部１２Ａ側がプロペラ１０の軸線Ｏに対して回転方向に進んだ位置にて、後縁部１２Ｂ側が軸線Ｏに対して回転方向に遅れた位置にてプロペラボス１１と接続され、プロペラ本体１２とプロペラボス１１とが交差する隅肉部１１Ａ、１１Ｂは緩やかな曲線で接続されている。

この実施形態に係るプロペラ１０は、プロペラボス１１の外周面に防汚被覆Ｐが形成されるとともに、プロペラ本体１２の前進面１３Ａ側は図２（Ｂ）に網かけで示したように全面に防汚被覆Ｐが形成され、後進面１３Ｂ側の領域は、図２（Ｃ）に網かけで示したように隅肉部１１Ｂと前縁部１２Ａ及び後縁部１２Ｂの近傍に防汚被覆Ｐが形成されている。

前縁部１２Ａ近傍における防汚被覆Ｐは、この実施形態において、前縁部１２Ａを起点として後縁部１２Ｂ側に向かって形成され、幅がプロペラ１０の直径の約１％から２％とされており、例えば、直径が３ｍのプロペラ１０の場合、防汚被覆Ｐは前縁部１２Ａからの幅が約３０ｍｍから５０ｍｍとされている。

また、後縁部１２Ｂ近傍における防汚被覆Ｐは、後縁部１２Ｂを起点として前縁部１２Ａ側に向かって形成され、前縁部１２Ａ側の防汚被覆Ｐと同様に、幅がプロペラ１０の直径の約１％から２％とされ、直径が３ｍのプロペラ１０の場合、防汚被覆Ｐは後縁部１２Ｂからの幅が３０ｍｍから５０ｍｍとされている。

この、防汚被覆Ｐを形成する領域は、船舶に取り付けられたプロペラ１０が定常的に回転する際にプロペラ本体１２表面に正圧又は静圧（大気圧と同じ圧力をいう）が形成される全領域を被覆可能に形成されることが好適である。
なお、図２（Ｃ）においてハッチングをしていない部分は防汚被覆非形成部Ｎを示している。

図３は、プロペラ本体１２の表面圧力を示す図であり、船舶が前進する際にプロペラ１０を矢印Ｔ方向に回転されると、図３に示されるように、プロペラ本体１２の図２（Ｃ）の一点鎖線に沿った断面における前進面１３Ａ側の表面には正圧が、後進面１３Ｂ側には概ね負圧が形成される。

また、図４は、プロペラ本体１２周囲の圧力分布を示す図であり、船舶が前進する際にプロペラ１０を矢印Ｔ方向に回転されると、図４に示されるように、プロペラ本体１２の図２（Ｃ）の一点鎖線に沿った断面における圧力分布は、前進面１３Ａ側の全面と後進面１３Ｂの後縁部１２Ｂ側近傍が正圧又は静圧となり、後進面１３Ｂ側の前縁部１２Ａ及び後縁部１２Ｂから離隔したプロペラ本体１２の中央よりの領域に負圧が形成される。
したがって、後進面１３Ｂ側の上記領域に防汚被覆非形成部Ｎを形成することが好適である。

防汚被覆Ｐは、プロペラ１０の表面に防汚コーティング又は防汚塗料を塗布することによって形成され、防汚コーティングは、例えば、フッ素系コーティング剤（撥水撥油処理剤）をハケ塗りすることにより膜厚２０〜３０μｍのコーティング被膜を形成して行なわれる。
なお、フッ素系コーティング剤に代えて、エポキシ系、ポリウレタン系、ガラス繊維系、ポリエステル系、シリコーン系、アクリル系からなる海洋用途に適した基材を、防汚コーティング剤、防汚塗料として防汚塗料による防汚被覆Ｐを形成してもよい。

次に、プロペラ１０の作用について説明する。
プロペラ１０は、船舶の運航に際して、前進の場合には後進面１３Ｂ側から前進面１３Ａ側に海水が移動するように、矢印Ｔの回転方向に回転され、プロペラ１０がＴ方向に回転することによって、プロペラ本体１２の前進面１３Ａ側及び後進面１３Ｂ側の前縁部１２Ａ及び後縁部１２Ｂ近傍の表面に正圧又は静圧が形成される。
かかる静圧又は正圧が形成される部分は、防汚被覆Ｐが形成されているので海洋生物の付着生育は抑制される。
また、プロペラ１０の防汚被覆非形成部Ｎは、プロペラ１０が回転することによりプロペラ本体１２表面に負圧が形成されるため、海洋生物の付着生育が抑制される。

発明者は、図５に示すように、後進面１３Ｂ及び該後進面１３Ｂに対応（裏面の同領域）する前進面１３Ａに防汚被覆Ｐ（網かけ領域）及び防汚被覆非形成部Ｎを形成したプロペラ１０を製作し、船体艤装期間（１．５ヶ月）を経て海上運転を行ったプロペラへの海洋生物の付着状況を調査する試験を実施した。

この試験に用いたプロペラ１０は、プロペラ本体１２の外端の回転軌跡で形成される仮想円内の半径方向１／２以内の領域と、プロペラ本体１２の回転方向後縁部１２Ｂ近傍のプロペラ１０の直径に対して後縁部１２Ｂから５％の範囲（例えば、プロペラ直径２０００ｍｍで塗布幅１００ｍｍ）に防汚被覆Ｐが形成され、その他は金属地肌が露出した防汚被覆非形成部Ｎである。

この試験の結果、前進面１３Ａ側は、防汚被覆Ｐを施した領域には海洋生物の付着がないものの防汚被覆非形成部Ｎには防汚被覆Ｐを施した領域との境界が明確に判別可能な程度の海洋生物の付着が視認された。
一方、後進面１３Ｂでは、防汚被覆Ｐを施した領域、防汚被覆非形成部Ｎともに海洋生物の目立った付着はなく、防汚被覆Ｐを施した領域と防汚被覆Ｐを施していない領域との境界が判別できない程度であり、後進面１３Ｂにおいてはプロペラ１０が回転してプロペラ本体１２の表面圧力が負圧となる領域に関しては防汚被覆非形成部Ｎについても海洋生物の付着が抑制されることが確認できた。

上記実施形態に係るプロペラ１０によれば、プロペラボス１１の外表面及び前進面１３Ａ側に全面にわたって防汚コーティング等による防汚被覆Ｐが形成されているので前進面１３Ａ側への海洋生物の付着生育が抑制され、後進面１３Ｂ側の正圧が形成される領域に防汚被覆Ｐが形成されているので、船舶の運航に際してプロペラ１０の表面における海洋生物の付着生育が抑制される。

また、防汚被覆非形成部Ｎは、防汚被覆Ｐが形成されていないために金属地肌が大きく露出し、防汚被覆非形成部Ｎの単位面積あたりの電流が小さくなるため、集中的な電蝕が抑制されるようになっている。

また、後進面１３Ｂ側の領域を、防汚被覆Ｐを施さない防汚被覆非形成部Ｎとすることにより、プロペラ１０を製作する際に使用する被覆材料（コーティング材、防汚塗料）の量を節減することが可能となり、防汚被覆Ｐに関するコストの削減と、被覆施工にともなう作業性の向上及び工数の削減を実現することができる。
また、ドック入りした船舶のプロペラ１０をリコート（再被覆）する際の作業性を向上するとともにリコートコストを削減することができる。

なお、この発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施の形態においては、プロペラボス１１の外表面と、前進面１３Ａ側の全面とが防汚被覆されるとともに、プロペラ本体１２が回転される際に正圧又は静圧が形成される前縁部１２Ａ及び後縁部１２Ｂ近傍に防汚被覆Ｐが形成されている場合について説明したが、前縁部１２Ａ近傍と後縁部１２Ｂ近傍の防汚被覆Ｐに関しては、前縁部１２Ａ側と後縁部１２Ｂ側近傍の双方を防汚被覆非形成部Ｎとしてもよいし、又は、いずれか一方のみに防汚被覆Ｐを形成してもよい。

本発明の一実施形態に係る船舶用プロペラの概略を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る船舶用プロペラを示す概略図であり、（Ａ）は、軸線を含む一部断面図を、（Ｂ）は、前進面側から見たプロペラ本体を、（Ｃ）は後進面側から見たプロペラ本体と一点鎖線に沿った概略断面を示す図である。本発明の一実施形態に係るプロペラ本体に形成される表面圧力を、図２（Ｃ）の一点鎖線に沿った断面と対応して示した図である。本発明の一実施形態に係るプロペラ本体周囲に形成される圧力分布を、図２（Ｃ）の一点鎖線に沿った断面と対応して示した図である。海洋生物の付着試験で用いたプロペラを後進面側から見た図である。

符号の説明

Ｎ防汚被覆非形成部
Ｐ防汚被覆
１０プロペラ
１１プロペラボス
１２プロペラ本体
１２Ａ前縁部
１２Ｂ後縁部
１３Ａ前進面
１３Ｂ後進面

Claims

ボスの外周に形成されたプロペラ本体が前記ボスの軸線廻りに回転することによって船舶に推力を付与する船舶用プロペラであって、
前記ボスの外表面が防汚被覆され、
前記プロペラ本体は、前進面側及び後進面側の回転方向前縁部及び回転方向後縁部近傍の前記プロペラ本体が回転する際の表面圧力が正圧又は静圧となる領域に防汚被覆が形成され、
前記プロペラ本体の、前記プロペラ本体が回転する際の表面圧力が負圧となる領域に防汚被覆非形成部が形成されていることを特徴とする船舶用プロペラ。
請求項１に記載の船舶用プロペラであって、
前記プロペラ本体は、前進面側が防汚被覆されるとともに、後進面側の回転方向前縁部及び回転方向後縁部近傍の前記プロペラ本体が回転する際の表面圧力が正圧又は静圧となる領域を除く領域が防汚被覆非形成部とされていることを特徴とする船舶用プロペラ。