JPH0526798U - 船舶用舵 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 左右１対のビルジ渦とプロペラ後流に含まれ
る回転流とが合成された左右の複合回転流を効率よく整
流できるような船舶用舵を提供する。 【構成】 舵を、後方より視て推進器の回転方向が右回
りのときには左舷側へまた左回りのときには右舷側へ、
船体中心線から０．１Ｄｐ〜０．３Ｄｐ（但し、Ｄｐは
推進器の直径）の距離だけずらして配設する。前記舵の
側部の中段部に、推進器軸と平行で且つ略同一高さに位
置する舵中心線に対して放射状に複数のリアクションフ
ィンを設け、また前記舵の中段部に流線形断面で回転体
状のラダーバルブを舵中心線と同心状に設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、船舶用舵に関し、特に推進器の回転方向と関連づけて船体中心線に 対してずらして舵を配置することにより、推進性能を改善したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

船舶の推進器の後方の流れ（プロペラ後流）には、船体の左右のビルジ付近か ら発生した内回りの左右対称のビルジ渦と、プロペラ後流に含まれる推進器の回 転方向に回る回転流とがあり、これらのビルジ渦や回転流は、舵に衝突し舵の整 流作用で弱められるものの、舵の後端部以降の流れには依然としてビルジ渦や回 転流が残存している。これらビルジ渦や回転流を極力整流して後方向きの流れに 変換すれば、推進効率を向上し得るということは従来より知られている。

【０００３】 例えば、特開昭６０−１６１２９５号公報には、前記ビルジ渦や回転流のエネ ルギーの一部を推進力として効率よく回収する為に、プロペラ後流中に左右１対 のリアクションフィンを設けてなる舶用リアクションフィン装置が開示されてい る。

【０００４】 また、実開昭６３−１７０４００号公報には、主としてプロペラ後流に含まれ る回転流等を整流して推進効率を向上させる為に、１軸プロペラ船のダブルフラ ップラダーにおけるフラップラダーの前部と側部に複数の整流用フィンを高さ方 向適当間隔おきに設け、渦流状のプロペラ後流を整流することにより抵抗低減を 図るようにしたフィン付きダブルフラップラダーが提案されている。 一方、本願発明者等は、プロペラ後流の中で乱れた渦状の流れが最も著しくな る回転流の中心部の流れを整流して推進効率を高める為に、推進器軸の後方位置 で舵に流線形断面で回転体状のバルブを設けてなるラダーバルブを提案し実用化 した。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前記プロペラ後流に含まれるビルジ渦と回転流に関し、前記前者の公報にも記 載のように、推進器の回転方向が例えば右回りの場合、右舷側ではビルジ渦がそ れと反対向きの回転流で弱められ、また左舷側ではビルジ渦がそれと同じ向きの 回転流で増強されることになる。 しかし、従来、舵が船体中心線上に配置されているので、ビルジ渦や回転流に 対する舵の整流作用は左右対称になることから、図６に示すように、舵後方の流 れにおいてはビルジ渦と回転流とが複合された複合回転流が、左舷側で強くまた 右舷側で弱く、左右非対称になる。つまり、左舷側の強力な複合回転流に対して 舵の整流作用が十分に発揮されないことになる。同様に、推進器の回転方向が左 回りの場合には、右舷側の強力な複合回転流に対して舵の整流作用が十分に発揮 されないことになる。図７は、推進器の回転方向が右回りの場合において、舵に ラダーバルブを設け、且つこのラダーバルブに複数のリアクションフィンを放射 状に左右対称に設けた場合における舵後方の流れに含まれる複合回転流を示すも のであるが、舵が船体中心線上に配置されているので、依然として左右非対称性 が残存し、左舷側の複合回転流のエネルギーを推進力として回収する効率が低く なっている。

【０００６】 前記後者の公報に記載のフィン付きダブルフラップラダーにおいては、舵の前 端部と両側部とに亙る５組のフィンを設けるので全体としてフィンの表面積が大 きくなることから、粘性抵抗など抵抗増加が大きくなって推進効率向上の効果は あまり期待できない。 しかも、フィンは比較的小幅のものであって舵の側面に水平状に設けてあるの で、前記プロペラ後流に含まれる回転流に対して直交状に配置されていないばか りか、一部のフィンは回転流と平行状に位置することから、強力な整流作用が得 られず、実用に供し得るものとは言い難い。 本考案の目的は、高い整流作用でもって推進効率を向上し得るような船舶用舵 を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

請求項１に係る船舶用舵は、推進器を備えた船舶の舵において、前記舵を、後 方より視て推進器の回転方向が右回りの場合には左舷側へまた左回りの場合には 右舷側へ、船体中心線から０．１Ｄｐ〜０．３Ｄｐ（但し、Ｄｐは推進器の直径 ）の距離だけずらして配設したことを特徴とするものである。

【０００８】 請求項２に係る船舶用舵は、請求項１に記載の船舶用舵において、前記舵の側 部に、複数のリアクションフィンを、推進器軸と平行で且つ略同一高さに位置す る舵中心線に対して放射状に設け、舵に対して船体中心線側のリアクションフィ ンは反対側のリアクションフィンよりも放射方向に長く形成したことを特徴とす るものである。

【０００９】 請求項３に係る船舶用舵は、請求項２に記載の船舶用舵において、前記推進器 軸と略同一高さに位置する舵の高さ方向途中部に、流線型断面で回転体状のラダ ーバルブを舵中心線と同心状に設け、前記複数のリアクションフィンの基端部を ラダーバルブに固定したことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

請求項１に係る船舶用舵は、前記舵を、後方より視て推進器の回転方向が右回 りの場合には左舷側へまた左回りの場合には右舷側へ、船体中心線から０．１Ｄ ｐ〜０．３Ｄｐ（但し、Ｄｐは推進器の直径）の距離だけずらして配設したので 、左舷側のビルジ渦と回転流とからなる複合回転流と、右舷側のビルジ渦と回転 流とからなる複合回転流とに対して、流体力学的に略対称に舵を配設してこれら を舵によって効率良く整流することが出来、これにより推進効率を向上させるこ とが出来る。 前記舵を船体中心線からずらす距離が０．１Ｄｐ未満の場合には 推進効率向上の効果が殆ど得られず、また０．３Ｄｐより大きくなると左右の複 合回転流に対して流体力学的に略対称に舵を配置出来なくなるため推進効率向上 の効果が得られなくなる。

【００１１】 請求項２に係る船舶用舵においては、基本的に請求項１と同様の作用が得られ るうえ、前記舵の側部に、複数のリアクションフィンを、推進器軸と平行で且つ 略同一高さに位置する舵中心線に対して放射状に設け、舵に対して船体中心線側 のリアクションフィンは反対側のリアクションフィンよりも放射方向に長く形成 したので、複数のリアクションフィンを複合回転流に対して略直交状に位置させ てリアクションフィンの効率を高めることができ、また舵に対して船体中心線側 には反対側よりも広い範囲に亙って且つ弱い複合回転流が存在するので、舵に対 して船体中心線側のリアクションフィンは反対側のものよりも放射方向に長く形 成することで舵の左右両側の複合回転流から略等しくエネルギー回収を図ること が出来る。

【００１２】 請求項３に係る船舶用舵においては、基本的に請求項２と同様の作用が得られ るうえ、推進器軸と略同一高さに位置する舵の高さ方向途中部に、流線型断面で 回転体状のラダーバルブを舵中心線と同心状に設け、複数のリアクションフィン の基端部をラダーバルブに固定したので、プロペラ後流に含まれる回転流の略中 心部の乱れた渦状の流れが最も著しくなる部分にラダーバルブを配設することに よりその乱れた渦状の流れが最も著しくなる部分の流れを整流して推進効率を向 上させることが出来る。更に、放射状に配設される複数のリアクションフィンの 基端部をラダーバルブに合理的に固定することが出来る。

【００１３】

【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に係る船舶用舵によれば、推進器の回転方向と関連づけて舵を船体中 心線から０．１Ｄｐ〜０．３Ｄｐの距離だけずらして配設するという簡単な構成 によって、左舷側の複合回転流と、右舷側の複合回転流とに対して、流体力学的 に略対称に舵を配設してこれらを舵によって効率良く整流することが出来、これ により推進効率を向上させることが出来る。

【００１４】 請求項２に係る船舶用舵によれば、基本的に請求項１と同様の効果が得られる うえ、複数のリアクションフィンを複合回転流に対して略直交状に位置させてリ アクションフィンの効率を高めることができ、また舵に対して船体中心線側のリ アクションフィンは反対側のものよりも放射方向に長く形成することで舵の左右 両側の複合回転流から等しく且つ効率よくエネルギー回収を図ることが出来る。

【００１５】 請求項３に係る船舶用舵によれば、基本的に請求項２と同様の効果が得られる うえ、プロペラ後流に含まれる回転流の略中心部の乱れた渦状の流れが最も著し くなる部分にラダーバルブを配設することによりその乱れた渦状の流れが最も著 しくなる部分の流れを整流して推進効率を向上させることが出来る。更に、放射 状に配設される複数のリアクションフィンの基端部をラダーバルブに合理的に固 定することが出来る。

【００１６】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面に基づいて説明する。 本実施例は、中乃至大型のタンカーの舵に本考案を適用した場合の例であり、 図１〜図３に示すように、船体１０の船尾の下部には推進器１１が船体中心線Ｃ Ｌに一致するように配設され、推進器１１の後方近傍にはラダーホーン１２と舵 本体１３とからなる舵１４が設けられ、推進器１１の回転方向は右回りに設定さ れていることから舵１４は船体中心線ＣＬから左舷側へ距離Ｅだけずらして配設 されている。但し、本実施例の場合、前記偏心距離Ｅは０．１６Ｄｐ（Ｄｐは推 進器１１の直径）であるが、この距離Ｅは０．１Ｄｐ〜０．３Ｄｐの範囲の値に 設定することが必要である。

【００１７】 前記ラダーホーン１２は船体１０に垂設状に固定され、舵本体１３はラダーホ ーン１２に鉛直軸回りに回動可能に装着され、船体１０の船尾部とラダーホーン １２内に組み込まれた操舵装置により舵本体１３が回動操舵される。 前記舵１４の高さ方向途中部であって推進器１１の推進器軸１５と略同一高さ 位置の部分には、流線型断面で回転体状のラダーバルブ１６が舵本体１３に一体 的に形成して設けられ、ラダーバルブ１６の最大幅は舵本体１３の最大幅の約３ 倍程度に形成してあり、ラダーバルブ１６の左部と右部とは舵１４の側面外へバ ルブ状に突出した状態になっている。

【００１８】 前記ラダーバルブ１６の前端側部分の左側部と右側部には、夫々２枚の翼形断 面のリアクションフィン１７・１８がラダーバルブ１６の軸心１９と一致する舵 中心線に対して放射状に設けられ、これらリアクションフィン１７・１８の基端 部はラダーバルブ１６に固定され、これらリアクションフィン１７・１８の水平 面に対する角度は約３０度に設定され、ラダーバルブ１６の左側のリアクション フィン１７の放射方向長さは約０．１２Ｄｐに、また右側のリアクションフィン １８の放射方向長さは約０．２２Ｄｐに形成され、右側のリアクションフィン１ ８は左側のリアクションフィン１７の後端部よりも後方まで延びるように長く形 成され、右側のリアクションフィン１８の翼面積は左側のリアクションフィン１ ７の翼面積の約２倍程度に形成されている。また、これらリアクションフィン１ ７・１８の前縁は舵中心線１９から遠ざかる程後方へリニアに後退する後退翼の ように形成されている。 推進器１１の回転方向が右回りで、プロペラ後流に含まれる回転流の回転方向 が右回りであることから、ラダーバルブ１６の右側のリアクションフィン１８は その前縁よりも後縁が低く位置するように形成され（図４参照）、またラダーバ ルブ１６の左側のリアクションフィン１７おいてはその前縁よりも後縁が高く位 置するように形成されている（図５参照）。

【００１９】 次に、以上説明した舵１４の作用について説明する。 前記推進器１１の後方の流れには、図６に示すように、左右のビルジ付近から 発生した左右対称のビルジ渦と、推進器１１の回転によって発生した回転流とが 含くまれており、右舷側ではビルジ渦がそれと反対回りの回転流で弱められるの で、ビルジ渦と回転流とが複合した複合回転流は弱くなるのに対して、左舷側で はビルジ渦がそれと同回りの回転流で強められるので、ビルジ渦と回転流とが複 合した複合回転流は強くなる。 従って、これら複合回転流を極力抑制して後方向きの流れに変換できれば、そ れだけ推進効率を向上させることが出来るが、舵１４はこれら複合回転流を整流 して推進効率を高める作用があることに鑑みると、舵１４を船体中心線ＣＬ上に 配設するのは有利ではない。そこで、本考案においては、推進器１１が右回りの 場合には、舵１４を船体中心線ＣＬに対して左舷側へずらして配設することとし 、また推進器１１の回転方向が左まわり場合には舵１４を船体中心線ＣＬに対し て左舷側へずらして配設することとした。

【００２０】 このように、推進器１１の回転方向と関連づけて舵１４を船体中心線ＣＬから ずらして配置することにより、左舷側の複合回転流と右舷側の複合回転流とに対 して、流体力学的に略対称に舵１４を配設してこれらを舵１４によって効率良く 整流することが出来、これにより推進効率を向上させることが出来る。 前記舵 １４を船体中心線ＣＬからずらす距離が０．１Ｄｐ未満の場合には推進効率向上 の効果が殆ど得られず、また０．３Ｄｐより大きくなると左右の複合回転流に対 して流体力学的に略対称に舵１４を配置出来なくなるため推進効率向上の効果が 得られなくなる。

【００２１】 前記推進器軸１５と略同一高さに位置する舵１４の高さ方向途中部に、流線型 断面で回転体状のラダーバルブ１６を舵中心線１９と同心状に設け、前記４枚の リアクションフィン１７・１８の基端部をラダーバルブ１６に固定したので、プ ロペラ後流に含まれる回転流の略中心部の乱れた渦状の流れが最も著しくなる部 分にラダーバルブ１６を配設することにより、その乱れた渦状の流れが最も著し くなる部分の流れを整流して推進効率を向上させることが出来る。更に、放射状 に配設される４枚のリアクションフィン１７・１８の基端部を合理的に固定する ことが出来る。

【００２２】 前記舵１４に設けたラダーバルブ１６の側部に、４枚のリアクションフィン１ ７・１８を、ラダーバルブ１６の軸心（舵中心線１９）に対して放射状に設け、 舵１４に対して船体中心線ＣＬ側のリアクションフィン１８は反対側のリアクシ ョンフィン１７よりも放射方向に長く形成したので、４枚のリアクションフィン １７・１８を左右の複合回転流に対して略直交状に位置させてリアクションフィ ン１７・１８の効率を高めることができ、また舵１４に対して船体中心線ＣＬ側 には反対側よりも広い範囲に亙って弱い複合回転流が存在するので、舵１４に対 して船体中心線ＣＬ側のリアクションフィン１８は反対側のリアクションフィン １７よりも放射方向に長く形成することで舵１４の左右両側の複合回転流から略 等しくエネルギー回収を図ることが出来る。

【００２３】 図４と図５は、リアクションフィン１８・１７によって推進力が発生する原理 を示すもので、Ｖａはリアクションフィン１８・１７に対する流速、Ｖ１・Ｖ２ は複合回転流による流速、ＶＲ・ＶＬは合成流速、Ａ１・Ａ２はリアクションフ ィン１８・１７に対する迎角、Ｌ１・Ｌ２はリアクションフィン１８・１７に作 用する揚力、Ｄ１・Ｄ２はリアクションフィン１８・１７に作用する抗力、Ｔ１ ・Ｔ２は揚力Ｌ１・Ｌ２と抗力Ｄ１・Ｄ２によってリアクションフィン１８・１ ７に作用する推進力である。

【００２４】 次に、前記実施例の変形例について説明する。 前記舵１４形式はラダーホーン式の舵に限定されず、ラダーストック式の舵やそ の他の形式の舵であってもよく、前記リアクションフィン１７・１８の枚数は４ 枚に限るのではなく６枚以上であってよく、推進器の回転方向は左回りでもよい が、その場合には船体中心線に対し右舷側に舵をずらすのとする。 また、本考案を適用し得るのはタンカーの舵とは限らず種々の用途のまた手段 種々のサイズの船舶の舵にも適用できる。更に、双胴船の舵であっても同様に本 考案を適用できるが、この場合の船体中心線は双胴船全体の船体中心線ではなく 左右の各船体部の船体中心線を採用する。更に、２軸船の場合であっても各推進 器の付近に左右略対称のビルジ渦的な流れが発生する場合には同様に本考案を提 要することができる。

【００２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】船体船尾部と推進器と舵の側面図である。

【図２】図１の２−２線断面図である。

【図３】図１の３矢視拡大図である。

【図４】リアクションフィンにおける推進力発生原理の
説明図である。

【図５】リアクションフィンにおける推進力発生原理の
説明図である。

【図６】従来技術に係るフィンを設けていない舵の後端
の伴流分布図である。

【図７】従来技術に係るラダーバルブとフィンを設けた
舵の後端の伴流分布図である。

【符号の説明】

１１ 推進器 １４ 舵 １６ ラダーバルブ １７ リアクションフィン １８ リアクションフィン １９ 舵中心線 ＣＬ 船体中心線

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 推進器を備えた船舶の舵において、 前記舵を、後方より視て推進器の回転方向が右回りの場
   合には左舷側へまた左回りの場合には右舷側へ、船体中
   心線から０．１Ｄｐ〜０．３Ｄｐ（但し、Ｄｐは推進器
   の直径）の距離だけずらして配設したことを特徴とする
   船舶用舵。
2. 【請求項２】 前記舵の側部に、複数のリアクションフ
   ィンを、推進器軸と平行で且つ略同一高さに位置する舵
   中心線に対して放射状に設け、舵に対して船体中心線側
   のリアクションフィンは反対側のリアクションフィンよ
   りも放射方向に長く形成したことを特徴とする請求項１
   に記載の船舶用舵。
3. 【請求項３】 前記推進器軸と略同一高さに位置する舵
   の高さ方向途中部に、流線型断面で回転体状のラダーバ
   ルブを舵中心線と同心状に設け、前記複数のリアクショ
   ンフィンの基端部をラダーバルブに固定したことを特徴
   とする請求項２に記載の船舶用舵。