JPH0526796U - 船舶の推進装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 左右のビルジ渦を有効活用して推進効率を向
上でき、且つ推進器軸系や主機制御装置が複雑化するこ
とのないような船舶の推進装置を提供する。 【構成】 左右１対のプロペラをそれらの中心が左右の
ビルジ渦の中心近くに位置するように配置して両プロペ
ラの回転方向をビルジ渦と反対方向つまり外回りに設定
し、これらプロペラの船長方向位置を僅かにずらし且つ
それらの回転面が平面視にて相互にラップしない限度内
で相互に近づけるとともに両プロペラをそれらのレーキ
が相手方のプロペラから遠ざかる方向へ相互に傾くよう
に形成した。これにより、約１５％の馬力低減を図るこ
とが出来る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、船舶の推進装置に関し、特に船舶の推進性能を改善する為に左右１ 対のプロペラを装備し、それらの配設位置を改善したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

船舶の推進性能を改善する為に、２基のプロペラ（推進器）を装備する技術が ある。２基のプロペラを装備すると、プロペラ１基当たりの負荷が半減し、プロ ペラ効率が向上する。この場合、抵抗増加を極力避けること、船殻効率を低下さ せないこと、が重要であり、これを実現し得る従来技術として二重反転プロペラ やオーバーランピングプロペラが知られている。

【０００３】 前記後者のオーバーランピングプロペラは、２基のプロペラの前後位置をずら し、背面視にてプロペラの回転面が重なるように軸間隔を近づけて配置したもの である。更に、前記オーバーランピングプロペラを一層発展させたものとして、 ２基のプロペラを同一面内で回転させるようにしたインターロッキングプロペラ が提案されている（例えば、実開昭５８−１４９２９１号公報、実開昭６０−１ ０３０９５号公報参照）。

【０００４】 しかし、前記公報のインターロッキングプロペラでは、少数翼又は小面積プロ ペラに制限されたり、或いはプロペラ軸心間隔が大きくなって船殻効率の低下を 招く。即ち、通常の船尾に装備されたプロペラに入る流れには、第３図に示すよ うに、左右舷に対称的に発生したビルジ渦Ｖ₁ 、Ｖ₂ が存在する。これらビルジ 渦Ｖ₁ 、Ｖ₂ は、その回りに船体中心線に向かう回転流（内回り回転流）を伴う ので、プロペラの位置や回転方向等との関係で船体ビルジ渦の影響を受けて船殻 効率が大きく変化するのである。

【０００５】 この船体ビルジ渦を利用して推進効率の向上を図る為に、特開昭６３−３４２ ９４号公報に記載の技術においては、シャフトセンターを船体中心線から右方又 は左方へずらして１基のプロペラを設けているが、本来的に２基プロペラからな るインターロッキングプロペラの利点（プロペラの負荷の減少、プロペラ効率の 向上等）は得られず、１基のプロペラで片側のビルジ渦しか利用できないので船 殻効率の大きな向上せ望めず、オフセンターシャフト故に船殻構造の設計・工作 上不利であり、船の保針性、操船性の面でも不利である。

【０００６】 そこで、本願発明者等は、実開平２−６８２９６号公報に示すように、左右の ビルジ渦を船殻効率の向上に有効利用して推進効率の向上を図る為に、２基のプ ロペラのプロペラ中心が左右のビルジ渦の中心近くに夫々位置するように配置さ れた２基のプロペラであって各プロペラ翼のレーキを互いに異なる向きに形成し てなるインターロッキングプロペラを備え、且つ両プロペラをビルジ渦と反対方 向つまり外回りに同期回転駆動させるようにした船舶の推進装置を提案した。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来のオーバーラッピングプロペラでは、インターロッキングプロペラに 比べ、左右１対のプロペラが前後方向に大きく位置をずらして配置してあるので 左右１対のプロペラの推進力の不平衡が生じることから、船の保針性、操船性の 面で不利であり、両プロペラの推進力の不平衡を解消する為には両プロペラの回 転数を異ならせる等の技術的に難しい対策が必要となる。しかも、両プロペラの レーキが同方向に傾けてあるので両プロペラの前後間隔を小さくし、前記不平衡 力を減らすには限度がある。

【０００８】 前記実開平２−６８２９６号公報のインターロッキングプロペラでは、２基の プロペラを１基の主機で同期回転駆動する場合には推進器軸系複雑化したり或い は２基の主機で同期回転駆動する場合には主機制御装置が複雑化すること、２基 のプロペラ間に海上浮遊物を噛む込んだりしてプロペラが損傷し易いこと、など の問題がある。

【０００９】 本考案の目的は、左右のビルジ渦を有効利用して推進効率を向上でき、且つ推 進器軸系や主機制御装置が複雑化することのないような船舶の推進装置を提供す ることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

請求項１に係る船舶の推進装置は、左右１対のプロペラを同一高さ位置に配設 してなる船舶の推進装置において、両プロペラの高さ方向位置と船幅方向位置は 、両プロペラの中心が左右のビルジ渦の中心近くに夫々位置するように設定され 、両プロペラの回転方向は、ビルジ渦と反対方向つまり外回りに設定され、両プ ロペラは、船長方向に異なる位置であってそれらの回転面が平面視にて相互にラ ップしない限度内で相互に近づけた位置に配設され、両プロペラは、それらのレ ーキが相手方のプロペラから遠ざかる方向へ相互に反対方向に傾くように形成さ れたものである。

【００１１】 請求項２に係る船舶の推進装置は、請求項１に記載の船舶の推進装置において 、前記両プロペラのプロペラ中心は、船体の基線上０．５Ｄｐ〜０．７５Ｄｐ（ 但し、Ｄｐはプロペラの直径）の範囲に設定され、前記両プロペラのプロペラ中 心間の間隔は、（０．５ｂ＋０．５Ｄｐ）（但し、ｂはプロペラボスの直径）〜 ０．７５Ｄｐの範囲に設定され、前記両プロペラの船長方向の間隔は、０．０５ Ｄｐ〜０．１５Ｄｐに設定されたものである。

【００１２】

【作用】

請求項１に係る船舶の推進装置においては、左右１対のプロペラが同一高さ位 置に配設され、両プロペラの高さ方向位置と船幅方向位置は、両プロペラの中心 が左右のビルジ渦の中心近くに夫々位置するように設定され、両プロペラの回転 方向は、ビルジ渦と反対方向つまり外回りに設定されているので、左右のビルジ 渦を有効活用して船殻効率を向上させることが出来る。 両プロペラは、船長方向に異なる位置であってそれらの回転面が平面視にて相 互にラップしない限度内で相互に近づけた位置に配設され、両プロペラは、それ らのレーキが相手方のプロペラから遠ざかる方向へ相互に反対方向に傾くように 形成されているので、両プロペラの前後間隔を極力小さくして、両プロペラの前 後位置が異なることに起因する不平衡を最小限度に抑えることが出来る。 しかも、両プロペラは相互干渉しないように配設されているので、両プロペラ を同期回転する必要がないため推進器軸系が複雑化したり或いは主機制御装置が 複雑化することもなく、プロペラ翼数の制約もなくなり、海上浮遊物によるプロ ペラの損傷が発生しにくくなる。

【００１３】 請求項２に係る船舶の推進装置においては、基本的に請求項１の船舶の推進装 置と同様の作用が得られる。加えて、前記両プロペラのプロペラ中心は、船体の 基線上０．５Ｄｐ〜０．７５Ｄｐの範囲に設定され、前記両プロペラのプロペラ 中心間の間隔は、（０．５ｂ＋０．５Ｄｐ）〜０．７５Ｄｐの範囲に設定され、 前記両プロペラの船長方向の間隔は、０．０５Ｄｐ〜０．１５Ｄｐに設定されて いる。

【００１４】 前記船体の基線上０．５Ｄｐ〜０．７５Ｄｐの範囲は、左右対称のビルジ渦の 中心の高さ位置に基づいて設定され、また前記（０．５ｂ＋０．５Ｄｐ）は、一 方のプロペラの先端が他方のプロペラのプロペラボスとの干渉しないように設定 され、また前記０．７５Ｄｐは、ビルジ渦の中心の船幅方向位置に基づいて設定 され、前記０．０５Ｄｐ〜０．１５Ｄｐは、相互に反対方向に向けたレーキ及び プロペラの船長方向幅を加味して設定されたものである。 前記のように、両プロペラの高さ位置、プロペラ中心間の間隔を設定すること により、両プロペラのプロペラ中心を左右のビルジ渦の中心近くに夫々一致させ ることが出来、また両プロペラのレーキを相手方のプロペラから遠ざかるように 相互に反対方向に向け且つ両プロペラの船長方向の間隔を前記のように設定する ことにより、両プロペラの前後間隔を極力小さくすることが出来る。

【００１５】

【考案の効果】

前記作用の項で説明したように、次のような効果が得られる。 請求項１に係る船舶の推進装置によれば、左右１対のプロペラの中心を左右の ビルジ渦の中心近くに夫々位置させ、両プロペラの回転方向をビルジ渦と反対方 向に設定することで、左右のビルジ渦を有効活用して船殻効率を向上させること が出来る。 両プロペラの船長方向位置を異ならせ且つそれらの回転面が平面視にて相互に ラップしない限度内で相互に近づけ、両プロペラのレーキを相手方のプロペラか ら遠ざかる方向へ相互に反対方向に傾くように形成したことにより、両プロペラ の前後間隔を極力小さくして、両プロペラの前後位置が異なることに起因する不 平衡を最小限度に抑えることが出来る。 しかも、両プロペラを同期回転する必要がないため、推進器軸系が複雑化した り或いは主機制御装置が複雑化することもなく、プロペラ翼数の制約もなくなり 、海上浮遊物によるプロペラの損傷が発生しにくくなる。

【００１６】 請求項２に係る船舶の推進装置によれば、基本的に請求項１の船舶の推進装置 と同様の効果が得られる。加えて、前記のように、両プロペラの高さ位置、プロ ペラ中心間の間隔を設定することにより、両プロペラのプロペラ中心を左右のビ ルジ渦の中心近くに夫々一致させることが出来、また両プロペラのレーキを相手 方のプロペラから遠ざかるように相互に反対方向に向け且つ両プロペラの船長方 向の間隔を前記のように設定することにより、両プロペラの前後間隔を極力小さ くすることが出来る。

【００１７】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面を参照しながら説明する。 本実施例は、油送船（タンカー）の船尾部に設けられた推進装置に本考案を適 用した場合の実施例であり、図１は船体後方より視た推進装置の背面図、図２は 推進装置の概略平面図である。 これらの図において、２基の（左右１対の）プロペラ１、２（１は右舷器、２ は左舷器を示す）が船体中心線Ｃに対称に、しかもそのプロペラ（推進）軸１Ｂ 、２Ｂを平行にして配設されている。

【００１８】 両プロペラ１、２の高さ方向位置と船幅方向位置は、両プロペラ１、２のプロ ペラ軸１Ｂ、２Ｂが左右のビルジ渦Ｖ１、Ｖ２（図３参照）の中心近くに夫々位 置するように設定され、両プロペラ１、２の回転方向は、ビルジ渦Ｖ１、Ｖ２と 反対方向つまり外回りに設定され、両プロペラ１、２は、船長方向に異なる位置 であってそれらの回転面が平面視にて相互にラップしない限度内で相互に近づけ た位置に配設され、両プロペラ１、２は、それらのレーキが相手方のプロペラ１ 、２から遠ざかる方向へ相互に反対方向に傾くように形成されている。 図示の場合、右舷プロペラ１のレーキはプロペラ軸１Ｂに直交する面から後方 へ傾くように形成されまた左舷プロペラ２のレーキはプロペラ軸２Ｂに直交する 面から前方へ傾くように形成されている。

【００１９】 図１中、点線は船尾部の船体線図を示し、この図に示す船型は、船体中心線Ｃ を基準にして対称に形成され、船尾端に行くにつれて漸進的に狭まった形状を有 する、所謂一軸船型の船体である。Ｓは船尾船体、３はプロペラ１、２の後方に 配置された舵である。このような一軸船型の船尾部の流れには、図３の伴流分布 とプロペラ配置図に示すように、左右対称のビルジ渦Ｖ１、Ｖ２が存在する。図 中、矢印はビルジ渦Ｖ１、Ｖ２の水流の方向を示し、点線は同一流速を有する伴 流を表示したものである。ビルジ渦Ｖ１、Ｖ２は、船体中心に向かう内回り（背 面視にて右舷では反時計回りまた左舷では時計回り）の回転流を形成している。 そこで、プロペラ軸１Ｂ、２Ｂをこのビルジ渦Ｖ１、Ｖ２の中心近くに配置し、 プロペラ回転方向Ｒ１、Ｒ２をビルジ渦Ｖ１、Ｖ２の回転方向とは逆向きの外回 りとする。これにより左右舷のビルジ渦Ｖ１、Ｖ２の有効利用が達成され船殻効 率の向上を図ることが出来る。尚、図３中、１Ｃ、２Ｃはそれぞれ右舷プロペラ １および左舷プロペラ２の回転軌跡の外周を示す。また、９、９Ｃは夫々一軸船 におけるプロペラ軸とプロペラの回転軌跡の外周を参考までに示したものである 。尚、１Ａ、２Ａは夫々プロペラ１、２のプロペラボスを示す。

【００２０】 図４は、プロペラ１、２と主機４との配置を示すもので、本実施例の場合両プ ロペラ１、２は２基の同型の主機４により夫々独立に駆動される。但し、１基の 主機の出力軸をギヤボックスを介して両プロペラ１、２に連結して駆動するよう に構成してもよい。また、プロペラ軸１Ｂ、２Ｂは同一平面内で僅かに後方拡大 状に相互に傾けて配置しても良い。

【００２１】 本考案に係る推進装置について広範な水槽試験を行った結果、２基のプロペラ １、２の最適な高さ位置は、ベースライン（船体基線）上、０．５Ｄｐ以上かつ ０．７５Ｄｐ以下（但し、Ｄｐはプロペラ直径）、また２基のプロペラ１、２の プロペラ軸１Ｂ、２Ｂ間の間隔は、（０．５ｂ＋０．５Ｄｐ）以上かつ０．７５ Ｄｐ以下（但し、b はプロペラボス直径）の範囲が最適であることが判明してい る。

【００２２】 前記高さ位置０．5 Ｄｐ〜０．７５Ｄｐは、プロペラ１、２の中心をビルジ渦 Ｖ１、Ｖ２の中心近くに位置させる為に必要であり、またプロペラ軸１Ｂ、２Ｂ 間間隔の下限値（０．５ｂ＋０．５Ｄｐ）は、一方のプロペラ１、２の先端が他 方のプロペラ１、２のプロペラボス１Ａ、２Ａと干渉しないように設定されまた 上限値０．７５Ｄｐはプロペラ１、２の中心をビルジ渦Ｖ１、Ｖ２の中心近くに 位置させる為に必要である。

【００２３】 更に、左右のプロペラ１、２の推進力の不平衡を極力小さくする為には、両プ ロペラ１、２の前後方向間隔を極力小さく設定することが望ましく、その為にプ ロペラ１、２はそれらのレーキが相手方のプロペラ１、２から遠ざかる方向に傾 くように形成され、このレーキ（但し、その大きさは通常の値である）とプロペ ラ１、２の前後方向幅を加味してプロペラ１、２の船長方向間隔は０．０５Ｄｐ 〜０．１５Ｄｐに設定される。

【００２４】 ここで、図５において、縦軸は本考案の推進馬力と通常一軸船の推進馬力との 比、横軸はプロペラ軸１Ｂ、２Ｂ間の船幅方向間隔とプロペラ直径（Ｄｐ）との 比を示す。これによれば、プロペラ軸間間隔が０．７５Ｄｐ以下であれば、通常 の一軸船に比べて推進馬力ＨＰが小さくなることがわかる。 また、図６の馬力曲線の比較図に示すように、Ｆｕｌｌ Ｌｏａｄ（満載）状 態及びＢａｌｌａｓｔ（バラスト) 状態において、通常の一軸船に比し約１５％ の馬力減少効果が得られることが判明した。図中、縦軸は推進馬力、横軸は船速 を示す。但し、点線は通常の一軸船の場合、実線は本考案の場合を示す。

【００２５】 以上説明した船舶の推進装置においては、左右１対のプロペラ１、２が同一高 さ位置に配設され、両プロペラ１、２の高さ方向位置と船幅方向位置は、両プロ ペラ１、２の中心が左右のビルジ渦Ｖ１、Ｖ２の中心近くに夫々位置するように 設定され、両プロペラ１、２の回転方向は、ビルジ渦Ｖ１、Ｖ２と反対方向つま り外回りに設定されているので、左右のビルジ渦Ｖ１、Ｖ２を有効活用して船殻 効率を向上させることが出来る。 両プロペラ１、２は、船長方向に異なる位置であってそれらの回転面が平面視 にて相互にラップしない限度内で相互に近づけた位置に配設され、両プロペラ１ 、２は、それらのレーキが相手方のプロペラ１、２から遠ざかる方向へ相互に反 対方向に傾くように形成されているので、両プロペラ１、２の前後間隔を極力小 さくして、両プロペラ１、２の前後位置が異なることに起因する不平衡を最小限 度に抑えることが出来る。 しかも、両プロペラ１、２は相互干渉しないように配設されているので、両プ ロペラ１、２を同期回転する必要がないため推進器軸系が複雑化したり或いは主 機制御装置が複雑化することもなく、プロペラ翼数の制約もなくなり、海上浮遊 物によるプロペラの損傷が発生しにくくなる。

【００２６】 尚、右舷プロペラ１を左舷プロペラ２よりも前側に配置してもよく、あるいは また右舷プロペラ１の各翼が左舷プロペラ２の各翼間に位置するように設定して 両プロペラ１、２を同期して回転駆動することも考えられる。 尚、本考案の船舶の推進装置は、タンカーに限らず種々の船舶に適用出来るこ とは勿論である。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】船舶の推進装置の概略背面図である。

【図２】船舶の推進装置の概略平面図である。

【図３】伴流分布とプロペラ配置図である。

【図４】プロペラと主機の概略配置図である。

【図５】プロペラ軸間間隔と馬力特性の線図である。

【図６】本考案と従来の一軸船との馬力曲線の比較図で
ある。

【符号の説明】

１、２ プロペラ １Ａ、２Ａ プロペラボス １Ｂ、２Ｂ プロペラ軸 Ｖ１、Ｖ２ ビルジ渦

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右１対のプロペラを同一高さ位置に配
   設してなる船舶の推進装置において、 両プロペラの高さ方向位置と船幅方向位置は、両プロペ
   ラの中心が左右のビルジ渦の中心近くに夫々位置するよ
   うに設定され、 両プロペラの回転方向は、ビルジ渦と反対方向つまり外
   回りに設定され、 両プロペラは、船長方向に異なる位置であって、それら
   の回転面が平面視にて相互にラップしない限度内で相互
   に近づけた位置に配設され、 両プロペラは、それらのレーキが相手方のプロペラから
   遠ざかる方向へ相互に反対方向に傾くように形成された
   ことを特徴とする船舶の推進装置。
2. 【請求項２】 前記両プロペラのプロペラ中心は、船体
   の基線上０．５Ｄｐ〜０．７５Ｄｐ（但し、Ｄｐはプロ
   ペラの直径）の範囲に設定され、 前記両プロペラのプロペラ中心間の間隔は、（０．５ｂ
   ＋０．５Ｄｐ）（但し、ｂはプロペラボスの直径）〜
   ０．７５Ｄｐの範囲に設定され、 前記両プロペラの船長方向の間隔は、０．０５Ｄｐ〜
   ０．１５Ｄｐに設定されたことを特徴とする請求項１に
   記載の船舶の推進装置。