JP6793186B2

JP6793186B2 - 船舶の推進装置

Info

Publication number: JP6793186B2
Application number: JP2018512716A
Authority: JP
Inventors: 聖始増田; 竹春藤澤; 豊山内; 水野　滋也; 滋也水野
Original assignee: Japan Marine United Corp
Current assignee: Japan Marine United Corp
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2020-12-02
Anticipated expiration: 2036-04-21
Also published as: JPWO2017183150A1; EP3446960A4; CN109070985A; KR102229272B1; WO2017183150A1; EP3446960A1; CN109070985B; KR20180135469A

Description

本発明は、船舶の推進装置に関する。

プロペラを用いた船舶の推進装置として、プロペラの回転に伴い発生するハブ渦を低減し、推進効率の向上を図る目的で、プロペラ後方の舵に付加物を備えたものが従来知られている。例えば、下記の特許文献１には、プロペラの後方に配した舵の前縁のプロペラ軸線上の位置にバルブと左右一対のフィンを備えた船舶の推進性能向上装置が記載されている。また、下記の特許文献２には、左右舷の各プロペラ後方の舵にそれぞれバルブとフィンを備えた２軸２舵のツインスケグ船が記載されている。

特開平１１−１３９３９５号公報特開２０１５−１６６２１８号公報

こうしたバルブやフィンといった付加物は、プロペラの後方に舵の設置された船舶であれば用途や種類を問わず、舵を支持体としてプロペラの後方に配置できる。例えば、砕氷船や耐氷船といった船舶の舵にも、同様の付加物を設置することができる。

しかしながら、砕氷船や耐氷船の場合、通常の船舶と比較して、舵をプロペラから離間させて配置する必要がある。船体後方に流れてきた氷が、プロペラと舵の間に挟まってプロペラの回転の妨げとなることを防止するためである。

このため、砕氷船や耐氷船では、舵に通常の船舶と同様の付加物を備えたとしても、該付加物とプロペラとの距離が開いてしまい、ハブ渦の低減効果を多種の船舶と同様の水準では得ることができない。一方で、砕氷船や耐氷船では、氷海を航行する際、氷の抵抗によりボラード状態となったプロペラに強いハブ渦が発生する。プロペラの馬力を抑えるには、このハブ渦を低減することが望ましいが、従来の砕氷船や耐氷船では、上述の如くプロペラから離間した位置に付加物が配置されており、この強いハブ渦を効果的に抑制することができないのである。氷海航行時に限らず平水中を航行時においても、やはり舵とプロペラの離間配置のため、ハブ渦の抑制には限定的な効果しか発揮できない。このように、砕氷船や耐氷船のような船舶においては、舵とプロペラの離間配置が推進効率の向上を妨げる要因となっていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、プロペラと舵が離間配置された船舶におけるプロペラの推進効率を向上し得る船舶の推進装置を提供しようとするものである。

本発明は、砕氷船又は耐氷船に適用され、プロペラの後方に配した舵の前縁における前記プロペラの高さ位置に、前記プロペラのハブ渦を低減するための付加物が設置され、前記舵の前縁と前記プロペラの翼中心との距離は舵とプロペラの間に氷が挟まることを防止し得るよう前記プロペラの径の４０％以上５０％以下であり、前記付加物の前端と前記プロペラの後端との距離はハブ渦を低減し得るよう５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である船舶の推進装置にかかるものである。

本発明の船舶の推進装置において、前記付加物は、船体方向に延びる中心軸と直交する方向に円形の断面を有し、その後部には後端側に向かって径が小さくなる紡錘形の形状を有してなることが好ましい。

本発明の船舶の推進装置において、前記付加物は、最大径が前記プロペラの径に対して１０％以上４０％以下であり、船体方向の長さが前記プロペラの径に対して４０％以上７０％以下であることが好ましい。

本発明の船舶の推進装置によれば、プロペラと舵が離間配置された船舶におけるプロペラの推進効率を向上し得るという優れた効果を奏し得る。

本発明の実施による船舶の推進装置の形態の一例を示す図である。本発明の実施による船舶の推進装置の形態の別の一例を示す図である。本発明の実施による船舶の推進装置の形態のさらに別の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施による船舶の推進装置の形態の一例を示すものである。砕氷船又は耐氷船である船舶１の船尾にプロペラ２が設置され、該プロペラ２の後方には舵３が配置されている。舵３の前縁には、プロペラ２の高さ位置にプロペラ２によるハブ渦を低減するための付加物４が設置されている。

砕氷船又は耐氷船である船舶１では、図１中に示す如く、一般的な船舶と比較してプロペラ２と舵３が離間して配置されている。そして、本実施例の場合、プロペラ２に発生するハブ渦を低減するための付加物４が、舵３の前縁からプロペラ２に向かって大きく突出するように配置されている。

ここに示した例では、付加物４は、船体方向に延びる中心軸と直交する方向に円形の断面を有する物体であり、その後部は、後端側へ向かうほど径が小さくなる紡錘形に構成されている。中心軸の位置は、プロペラ２の軸線と一致するように設定されている。

プロペラ２に対する舵３、及び付加物４の配置について説明する。舵３は、上述の如くプロペラ２の後方に配置されており、舵３の前縁とプロペラ２の翼中心との間の距離Ｌ１は、プロペラ２の径Ｄのおよそ４４％と大きく設定されている。このように舵３をプロペラ２から離間させて配置することで、船尾に流れてきた氷がプロペラ２と舵３の間に挟まってプロペラ２の回転を妨げることを防止している。

付加物４は、船体方向の長さがプロペラ２の径Ｄの約５６％であり、径はプロペラ２の径Ｄの約２５％に設定されている。このような寸法の付加物４が、舵３の前縁からプロペラ２の後端近傍に向かって突出しており、プロペラ２の後端と付加物４の前端の間の距離Ｌ２は約１００ｍｍと小さくなっている。こうして、本実施例では、プロペラ２と舵３の間を離間させつつ、プロペラ２後方の該プロペラ２に近い位置に付加物４を配置し、プロペラ２のハブ渦を効果的に低減するようにしている。

ここで、舵３の前縁とプロペラ２の翼中心との距離Ｌ１は、近すぎると氷がプロペラ２と舵３の間に挟まるリスクが大きくなる一方、遠すぎても舵３の機能が十分に発揮できない。こうしたことから、距離Ｌ１はプロペラ２の径Ｄの３０％以上６０％以下に設定することが好ましく、より好ましくは４０％以上５０％以下である。一方、付加物４の前端とプロペラ２の後端との距離Ｌ２については、広すぎると十分にハブ渦を抑制することができず、また、プロペラ２と付加物４の間に氷が挟まる虞も生じるので、この距離Ｌ２は付加物４とプロペラ２とが互いに干渉しない程度に小さいことが望ましい。よって、距離Ｌ２は、５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下程度に設定することが好ましい。

また、プロペラ２のハブ渦を効果的に低減するためには、付加物４の径は、前端付近の最大箇所でプロペラ２の径Ｄに対し１０％以上４０％以下とすることが好ましく、より好ましくは２０％以上３０％以下である。また、付加物４の船体方向の長さは、プロペラ２の径Ｄに対し４０％以上７０％以下とすることが好ましく、より好ましくは５０％以上６０％以下である。

上述の如く、径をプロペラ２の径Ｄの約２５％、長さをプロペラ２の径Ｄの約５６％に設定した付加物４を、プロペラ２後方に上記配置（プロペラ２の翼中心から、該プロペラ２の径Ｄの４４％離間した位置に舵３の前縁を配置し、プロペラ２の後端から１００ｍｍ後方に付加物４の前端が位置する配置）により設置した場合、プロペラ２の馬力が平水中で２〜３％程度、氷水中では１％程度低減されることが、本願出願人による模型試験により明らかになっている。

尚、舵３前縁に設置する付加物としては、上述の如き形状の付加物４の他、例えば図２に示す如く、左右に張り出したフィン状の付加物５を備えても良いし、また、図１に示す如き付加物４に加えて図２に示す如き付加物５を備えることもできる。その他、プロペラ２の後方でハブ渦を低減し得るよう、舵３にはどのような形状の付加物を配しても良い。
また、図１には付加物４が前方のプロペラ２に向かって大きく突出する場合を例示しているが、これとは逆に、図３に示す如く、プロペラ６のボスキャップが後方の付加物７に向かって大きく突出するようにしても良い。図３に示した例では、プロペラ６の翼中心と舵３の前縁との距離Ｌ１は図１に示した場合と同様に大きく設定されているが、図１とは逆にプロペラ６の方を付加物７に向かって伸ばすことで、プロペラ６後端と付加物７の前端との距離Ｌ２を小さくしている。

以上のように、上記本実施例においては、プロペラ２の後方に配した舵３の前縁におけるプロペラ２の高さ位置に、プロペラ２のハブ渦を低減するための付加物４が設置され、舵３の前縁とプロペラ２の翼中心との距離Ｌ１はプロペラ２の径Ｄの３０％以上６０％以下であり、付加物４の前端とプロペラ２の後端との距離Ｌ２はプロペラ２の径Ｄの５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であるので、プロペラ２と舵３が離間配置された船舶１においてもプロペラ２に発生するハブ渦を効果的に低減し得る。

また、本実施例において、付加物４は、船体方向に延びる中心軸と直交する方向に円形の断面を有し、その後部には後端側に向かって径が小さくなる紡錘形の形状を有してなることが好ましく、このようにすれば、プロペラ２に発生するハブ渦をより効果的に低減し得る。

また、本実施例において、付加物４は、最大径がプロペラ２の径Ｄに対して１０％以上４０％以下であり、船体方向の長さがプロペラ２の径Ｄに対して４０％以上７０％以下であることが好ましく、このようにすれば、プロペラ２に発生するハブ渦を特に効果的に低減し得る。

したがって、上記本実施例によれば、プロペラと舵が離間配置された船舶におけるプロペラの推進効率を向上し得る。

尚、本発明の船舶の推進装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１船舶（砕氷船又は耐氷船）
２プロペラ
３舵
４付加物
５付加物
６プロペラ
７付加物
Ｄ径
Ｌ１距離
Ｌ２距離

Claims

砕氷船又は耐氷船に適用され、
プロペラの後方に配した舵の前縁における前記プロペラの高さ位置に、前記プロペラのハブ渦を低減するための付加物が設置され、前記舵の前縁と前記プロペラの翼中心との距離は舵とプロペラの間に氷が挟まることを防止し得るよう前記プロペラの径の４０％以上５０％以下であり、前記付加物の前端と前記プロペラの後端との距離はハブ渦を低減し得るよう５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である船舶の推進装置。
前記付加物は、船体方向に延びる中心軸と直交する方向に円形の断面を有し、その後部には後端側に向かって径が小さくなる紡錘形の形状を有してなる、請求項１に記載の船舶の推進装置。
前記付加物は、最大径が前記プロペラの径に対して１０％以上４０％以下であり、船体方向の長さが前記プロペラの径に対して４０％以上７０％以下である、請求項２に記載の船舶の推進装置。