JPH0443193A - ノズル舵 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はノズル舵に関する。

従来の技術 従来のノズル舵はたとえば実開昭６２−４３８９８号公
報に開示されている。このノズル舵は、従来のノズル翼
が、内側に膨らむためにノズル翼内の流速を加速する循
環流が発生し、プロペラ後流が加速されるために伴流係
数（Ｗ）が小さくなって伴流率（１−ｗ）が増加し、船
体効率が低下するのを解決するもので、ノズル翼の横断
面膨らみ部を外周側に設け、循環流を出口内周面側から
入口内周面側に発生させてノズル翼内の流れを減速させ
ている。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来構成によれば、ノズル翼内の流れは圧
力が上昇して減速させるためノズル翼内に設けた整流用
フィンの効果はあまり期待できないものであった。

本発明は上記問題点を解決して、水平方向に設けた整流
フィンを効果的に作用させることができるノズル舵を提
供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、舵本体の両側部
に、断面形状が翼型でかつ正面視が半円形状のノズルを
推進用プロペラ軸心上近傍に取付けるとともに翼壁の膨
らみ部をノズルの外周面側に位置させ、これらノズルの
部外側部に翼型断面の整流用水平フィンをそれぞれ水平
方向に取付けたものである。

また、整流用水平フィンの端部にそれぞれ舵本体と平行
な垂直フィンを取付けたものである。

作用 上記構成において、ノズルの膨らみ部が外周面側に位置
することから、プロペラ後流を受けると、内周面側→入
ロ側→外周面側→出ロ側となる方向に循環流が発生し、
ノズル内ではプロペラ後流と逆向きの流れとなることか
ら圧力が上昇して減速され、伴流係数（Ｗ）は減少しな
い、さらに、プロペラが時計方向に回転すると、右舷側
のプロペラ後流は上方から下方へ流れ、左舷側のプロペ
ラ後流は下方から上方へ流れる。（反時計方向の場合は
逆）水平フィンがこれらプロペラ後流を受けると、水平
フィンの回りに循環流が生じて揚力と抗力が生じる。プ
ロペラ後流に対して水平フィンが迎え角を有することか
ら、揚力と抗力の合力成分は前方への推力を有し、この
推力により舵抗力を減少させ、それに伴なって船体抵抗
が軽減されることになる。したがって、（１−ｗ）は減
少し、［１−ｔ（スラスト減少係数）〕は増大すること
から、船の推進効率を向上することができる。

また、垂直フィンを設けることにより、水平フィンにお
ける翼端渦の拡散を少なくして誘導抵抗を減少させると
ともに、プロペラ後流中の流れを整流して舵全体の抗力
を減少させることができる。

実施例 以下本発明の一実施例を第１図〜第７図に基づいて説明
する。

本発明に係るノズル舵は、船体の船尾部において推進用
プロペラ１の後方に垂直方向の支持軸（舵軸）２を介し
て取付けられた舵本体３の両側部に、断面形状が翼壁で
かつ正面視が半円形のノズル４Ａ、４Ｂをプロペラ１の
細心Ａ上近傍に取付け、このノズル４Ａ、４Ｂの翼壁の
膨らみ部４ａをノズル４Ａ、４Ｂの外周面側に位置させ
ている。さらに、ノズル４Ａ、４Ｂの両側部に非対称翼
型断面（Ａｅｒｏ　　Ｆｏｉｌ）の整流用水平フィン５
Ａ、５Ｂをそれぞれ水平方向に取り付けたものである。

ノズル４Ａ、４Ｂは、上部および下部の出口側が切欠か
れて中央平面断面が第４図に示すように翼型断面に形成
され、プロペラ後流ｖ１を受けることにより整流効果が
生じるように形成されている。さらに、膨らみ部４ａに
よる循環流ｒ１により、ノズル４Ａ、４Ｂの内部流れは
圧力が上昇して減速されることになり、伴流係数（ｖ）
は減少しない。

水平フィン５Ａ、５Ｂは先端側はど船尾側になるように
傾斜して取付けられ、左右の水平フィン５Ａ、５Ｂはプ
ロペラ１の回転方向Ｒに対応して非対称断面に形成され
ている。すなわち、第１図の背面図に示すように、プロ
ペラ１の回転方向Ｒが時計方向の場合には、プロペラ後
流ｖ１が右舷側で上方から下方に流れ、左舷側では下方
から上方に向って流れる。第５図、第６図に示すように
非対称翼型断面の水平フィン５Ａ、５Ｂは、流れに平行
に置くと、循環流「２により膨らみ部５ａ側に流れと直
角方向の揚力が発生するもので、膨らみ部５ａが右舷側
で下面側に、左舷側で上面側に位置するように水平方向
に取付けられている。

したがってプロペラ後流ｖ２により対称翼より大きい揚
力り、が発生し、それと抗力Ｄ工との合成力（整流フィ
ン５Ａ、５Ｂに生じる力）Ｎｌ中に前向きに作用する推
力Ｔ１が生じて舵抗力を減少させそれに伴なって船体抵
抗を減少するように働く。

この非対称翼型断面（流体型状）では揚力Ｌ□の発生が
Ｏとなる角度θ。は４〜５度である。なお、舵本体３と
相似形の対称翼型断面の場合には、迎え角θがプラスに
なるように前縁部 （Ｌｅａｄｉｎｇ　　Ｅｄｇｅ）を右舷側では下向きに
、左舷側では上向きに取付けておく。

上記実施例の実験結果を第７図に示す。

上記実験結果によれば、−枚舵の通常船と比較して、 １−ｔは３　％増加 １−ｗは２゜５％減少 η０．η７は変わらず、 ここでｔはスラスト減少係数、Ｗ＝伴流係数、ｒＩｏは
単独状態のプロペラ効率、 したがって船の推進効率（全効率）： ことになる。

なお、ここで ■ ■は船殻効率：η、とよばれ ■ ■は推進効率＝ηＢとよばれ、 ＝ηＯｘ　む Ｑｏ＝単独試験時のトルク時 Ｑ　：船後で作動した時のトルク値 従って、全効率：η＝ηゎ×ηｏＸｒＩＦとなる。

次に第８図〜第１０図に他の実施例を示す。

これは整流用水平フィン５Ａ、６Ａの端部に舵本体３と
平行な整流用垂直フィンＩＩＡ、ＩＩＢを取付けたもの
である。

ここで第９図に示すように、ノズル４Ａ、４Ｂの取付位
置は、プロペラ１の軸心Ａから上下に±０．２×プロペ
ラ直径ＤＰ以内とし、ノズル４Ａ。

４Ｂの直径ｄ！ｌはプロペラボス（Ｂ、Ｒ）以上で、０
．５×プロペラ直径ＤＰ以下に設定される。また、水平
フィン５Ａ、５Ｂの長さＡｈと垂直フィン１１Ａ、ＩＩ
Ｂの長さＬはそれぞれプロペラ直径ＤＰ×０．１〜０．
７の範囲に設定される。

垂直フィン１１Ａ、ＩＩＢは膨らみ部１１ａが外面側に
位置された非対称翼型断面で、第８図に示すように「、
の循環流が形成されるとともに、プロペラ後流Ｖ□がプ
ロペラ軸心Ａから広がる方向に流入することから、揚力
Ｌ２と抗力Ｄ２の合成成分Ｎ２中に推力Ｔ２が生じて舵
抗力を減少させ、それに伴なって船体抵抗を減少する方
向に働くことになる。

ここで実験結果を第１０図に示し、−枚舵の一般船と比
較すると。

１−ｔ・・・３．５％増加 １ｗ＠・・・２．５％減少 η０．η、・・・変化せず 船体の推進効率（全効率）は約６％向上したことがわか
る。

なお、垂直フィンＩＩＡ、ＩＩＢを対称翼型断面とした
場合には、迎え角が大きくなるように、入口から出口側
に向って漸次舵本体３に近づくように取付けてもよい、
さらに、プロペラ後Ｉｔ　ｖ　ｚの変化に対応して、水
平フィン５Ａ、５Ｂの上方および下方で垂直フィンＬＩ
Ａ、　１１Ｂの断面形状や迎え角を変更することもでき
る。

発明の効果 以上に述べたごとく本発明によれば、整流用水平フィン
をノズルの両側部に設けたので、プロペラの回転方向に
よる上下方向のプロペラ後流を受けて生じる揚力と抗力
の合力成分中に、水平フィンを前方へ動かす力が生じ、
そのため舵抗力が減少しそれに伴なって船体抵抗を減少
させることができ、伴流率（１−ｗ）も減少して船の推
進効率を向上させることができる。

また、垂直フィンにより、水平フィンの翼端渦の拡散を
少くして誘導抵抗を減少させることができ、またプロペ
ラ後流を整流して舵全体の抗力を減少させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の一実施例を示し、第１図〜第
３図はノズル舵の背面図、側面図および第２図の１−１
断面図、第４図はノズルの平面断面図、第５図、第６図
は第３図に示すｎ−ｎ矢視部の作用説明図および■−■
矢視部の作用説明図、第７図は実験結果を示すグラフ、
第８図〜第１０図は他の実施例を示し、第８図、第９図
はノズル舵の平面図および背面図、第１０図は実験結果
を示すグラフである。 １・・・プロペラ、２・・・支持軸、３・・・舵本体、
４Ａ。 ４Ｂ・・・ノズル、４ａ・・・膨らみ部、５Ａ、５Ｂ・
・・水平フィン、５ａ・・・膨らみ部、ＩＩＡ、ＩＩＢ
・・・垂直フィン、ｌｌａ・・・膨らみ部、Ｖ、、Ｖ、
・・・プロペラ後流。 ｒｌ、　ｒ、、　ｒ、−・・循環流、Ｌｌ、　Ｌ、・・
・揚力、Ｄｏ。 Ｄ、・・・抗力、Ｎ１．　Ｎ、・・・合力、Ｔ工、Ｔよ
・・・推力。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第５図 第を 図 第１図 り 第２図 第７図 第〆θ図 手続補正書 （自発）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、舵本体の両側部に、断面形状が翼型でかつ正面視が
   半円形状のノズルを推進用プロペラ軸心上近傍に取付け
   るとともに翼型の膨らみ部をノズルの外周面側に位置さ
   せ、これらノズルの両外側部に翼型断面の整流用水平フ
   ィンをそれぞれ水平方向に取付けたことを特徴とするノ
   ズル舵。 ２、整流用水平フィンの端部にそれぞれ舵本体と平行な
   垂直フィンを取付けたことを特徴とする請求項１記載の
   ノズル舵。