JPH1076995A - 推進装置 - Google Patents

推進装置

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JPH1076995A
JPH1076995A JP9220269A JP22026997A JPH1076995A JP H1076995 A JPH1076995 A JP H1076995A JP 9220269 A JP9220269 A JP 9220269A JP 22026997 A JP22026997 A JP 22026997A JP H1076995 A JPH1076995 A JP H1076995A
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propeller
pod
propulsion device
propulsion
axis
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JP9220269A
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Torsten Heideman
ヘイデマン トルステン
Isko Kuha
クハ イスコ
Risto Kurimo
クリモ リスト
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Meyer Turku Oy
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Kvaerner Masa Yards Oy
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    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/22—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 舵プロペラ装置を備えた船舶において、プロ
ペラポッドを旋回させるのに必要なトルクを減少させ、
推進パワーの大きい舵プロペラ装置も、適度のトルクを
もつ操舵機械により旋回され得るようし、操舵を容易に
する。 【解決手段】 船舶推進装置にして、旋回軸線７回りに
旋回する、ほぼ垂直な旋回軸４が船殻１内に軸支され、
旋回軸４に水面下プロペラポッド３が取り付けられ、プ
ロペラポッド３内に軸支されたプロペラ軸に少なくとも
１個の推進プロペラ２が取り付けられている。プロペラ
ポッド３は、少なくとも１個のプロペラ２の回転面が旋
回軸線７に近接するように、旋回軸４に連結されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は船舶推進装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】在来の船舶は、推進プロペラと舵とを有
している。現在は、船舶の主推進手段として、例えば、
特許公報ＤＥ２６５５６６７，ＳＥ４１２５６５，Ｆ１
７５１２８，ＧＢ２１７９３１２，ＣＡ１３１１６５
７，ＵＳ５４０３２１６等に記載されたタイプのいわゆ
る舵プロペラ装置が使用される傾向がある。舵プロペラ
装置は１個または数個の推進プロペラを有し、該プロペ
ラは、ほぼ垂直な軸の回りに旋回する水面下のハウジン
グまたはポッド内に軸支された軸に搭載されている。ポ
ッドは、船殻内において旋回可能に軸支され、在来は真
直ぐな管状部材である軸構造の下端に取り付けられてい
る。以下、この軸構造を旋回軸と称する。旋回軸を旋回
させることにより、ポッド従ってプロペラ流が所望の方
向に向けられる。従って、舵プロペラ装置は船舶の操舵
装置としても機能する。
【０００３】旋回軸とポッドの旋回軸線は正確に垂直で
ある必要はなく、例えば、ＵＳ特許５４０３２１６にお
けるように、垂直方向からある程度逸れていてもよい。
舵プロペラ装置を装備した船舶の操舵性は優れている
が、ポッドの旋回に要するトルクが大きく、トルクは推
進パワーの関数として増加する。大きいトルクは、引き
船や砕氷船のような、プロペラ推力が大きく運動速度が
小さい船舶において特に問題になる。問題は、推進ユニ
ット毎の推進パワーが数百キロワットに過ぎない場合に
も生じる。
【０００４】現在、舵プロペラ装置のパワーは相当大き
い。２０メガワット以上のパワーをもつ舵プロペラ装置
が設計されつつある。かかるパワー級になると、プロペ
ラポッドの旋回に要するトルクは高い値に達し、非常に
強い操舵機械を必要とすることになり、これは不利な点
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、強力
な舵プロペラ装置の場合にも適度のパワーの操舵機械に
より旋回され得るように、舵プロペラのプロペラポッド
を旋回させるに要するトルクを減少させることである。
【０００６】本発明は、推進プロペラポッドを旋回させ
るに要するトルクは、ポッドの旋回軸線からプロペラ面
までの距離に依存している、という観察に基づいてい
る。従来は、プロペラはプロペラポッドの端部に配置さ
れ、従って、ポッドの旋回軸線から比較的離れていた。
従って、ポッドを旋回させるのに比較的大きいトルクが
必要とされた。本発明に従う船舶の主推進装置において
は、プロペラ面が、ポッドの旋回軸線に近接しており、
従って、操舵に要するトルクが比較的小さい。
【０００７】１個のプロペラポッド内に軸支される推進
プロペラの数は１個または２個が好適である。プロペラ
が２個ある場合は、プロペラポッドの同じ端部に、軸方
向に互いに近接して搭載され、反対方向に回転駆動され
るのが有利である。これは、知られているように、プロ
ペラの推進パワーを改善する。この場合、一方のプロペ
ラが他のプロペラよりもプロペラポッドに近く、この一
方のプロペラのプロペラ面がポッドの旋回軸線に近接し
ているべきである。最初に、単一プロペラ実施例として
本発明を説明する。
【０００８】本発明は、プロペラポッドが取り付けられ
る旋回軸の下端部が、船殻内に軸支される上端部からオ
フセットされているように、旋回軸の形態を形成するこ
とを要求し、それにより、プロペラが、旋回軸のオフセ
ット形態が無い場合に比して、ポッド旋回軸線に相当程
度さらに近接するようになっている。結果として、旋回
軸は従来のように直線状ではなく、非直線、特に、曲線
または段差設計になっている。その結果、大抵の場合、
旋回軸が船舶の船殻板と交差するレベルにおいて、プロ
ペラ面が旋回軸の外周の内側にある。船殻板とは旋回軸
を取り巻く船殻の外面を意味する。この場合、ポッド旋
回軸線からプロペラまでの距離は一般に、プロペラポッ
ドの旋回に要する旋回トルクが適度である程、充分小さ
い。
【０００９】推進プロペラは、ＵＳ特許５４０３２１６
に記載されているように、押しプロペラでも引きプロペ
ラでもよい。引きプロペラのとき必要な操舵トルクは、
姿勢によっては、押しプロペラのとき必要なものよりも
大きいから、本発明の利点は引きプロペラの場合一層顕
著である。単一プロペラ実施例では、ポッド、少なくと
もポッドのほぼ全体が、プロペラ（これはポッドの一部
とは見なされない）からポッドの旋回軸線の反対側にあ
ることが有利である。“ポッドのほぼ全体”とは、ポッ
ドの長さの少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９
０％を意味する。プロペラの駆動モータが、例えばＵＳ
特許５４０３２１６に記載されているようにポッド内に
あり、ポッドのほぼ全体がプロペラからポッドの旋回軸
線の反対側にある場合には、例えば電気モータのステイ
タとロータのようなモータのパワー発生部は旋回軸線に
関しプロペラと反対側に置かれ得る。かかる設計は慣性
力に関しても比較的壁のバランスが保たれる。
【００１０】モータから伝達される推進パワーは、モー
タの大きさに依存する。モータがポッド内にある場合に
は、モータ直径が大きいことは、流体力学上の理由から
プロペラの推進パワーに関して有害である。モータの大
きさを長手方向に増加させることも出来ようが、それで
は非実用的な寸法になる。本発明においては、駆動モー
タが２個のユニットに分割され、それぞれプロペラの各
側に配置されている。本設計は、ポッドの旋回軸線から
のポッドの延びを過度に増加させることなく、所定のモ
ータ直径の下で大きいモータパワーを与える。本設計は
さらに、２個の駆動モータが２個のプロペラの反対側
に、また、ポッドの旋回軸線の反対側に配置されるよう
になった２プロペラ変形において一層利点が多い。
【００１１】プロペラポッドがプロペラの両側に延びて
いる場合には、プロペラハブを含むポッドが、連続した
流線形をなすように形成されることが流体力学的に有利
である。これは、各プロペラのハブ部の直径をポッドの
直径に完全に等しいか、ほぼ等しくなるまで増大させる
ことにより得られる。プロペラが引きプロペラである場
合には、プロペラが旋回軸に過度に近接しないことが流
体力学的に重要である。引きプロペラと旋回軸との間の
最小距離は、プロペラ直径の少なくとも１０％、好適に
は少なくとも１５％であるべきである。
【００１２】高パワー推進（推進ユニット当たり少なく
とも１メガワットのオーダ）に対しては、電気モータを
プロペラポッド内に配置することが、駆動モータの形態
として最も有利であることが判っている。他の代替は、
流体力学的駆動または機械的パワー伝達であり、後者が
比較的多く使用されている。船内の駆動モータから旋回
ポッドへの機械的パワー伝達に対しては、少なくとも１
個の直線状の貫通空間が旋回軸内に形成されるように、
旋回軸を設計することが有利である。角度伝達手段を介
してプロペラ軸に連結されるパワー伝達軸が前期貫通空
間内に配置されよう。貫通空間がポッド旋回軸線を含ん
でいる場合は、パワー伝達軸が旋回軸線上に位置され得
るから、パワー伝達機構を配置することが特に容易にな
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
をより詳細に説明する。図において、１は船殻、２は船
舶主推進プロペラ、３はプロペラを軸支しているプロペ
ラポッド、４はプロペラポッドの旋回軸をそれぞれ示
し、旋回軸４は船殻１内の概略だけが図示された旋回軸
受５内に軸支されている。プロペラ２は概略だけが図示
されており、プロペラ刃の数は示されていない。プロペ
ラ２のプロペラ面６と、ポッド旋回軸線７との間の、プ
ロペラ軸の中心軸線に沿って計測された距離ａはプロペ
ラ２の直径Ｄの３０％を越えてはならず、好適には、直
径Ｄの２５％以下である。距離ａはプロペラ直径の２０
％以下であることがさらに好ましい。図１には、距離ａ
は直径Ｄの約１５％であり、ポッド旋回軸受５の直径の
約２０％である。
【００１４】図１に、プロペラ２への機械的パワー伝達
の概略が示されている。パワー伝達は、駆動パワーをプ
ロペラ２に伝達するための被駆動歯車リング８、垂直パ
ワー伝達軸９、ベベル歯車輪１０を有している。ポッド
旋回軸４は、パワー伝達軸９を配置させ得る寸法を有す
る垂直直線状の妨害物のない空間を含んでいる。プロペ
ラの推進推力により旋回軸に加えられる曲げ応力は、基
本的には、旋回軸の断面積と、プロペラ軸からの距離と
に依存する。プロペラ面がポッド旋回軸線にほぼ平行で
ある場合には、プロペラ面６は旋回軸と、通常旋回軸が
船殻に出会うレベルである曲げ応力最大のレベルにおい
てか、それより低いレベルにおいて交差すべきである。
【００１５】図１の実施例においては、プロペラ２のプ
ロペラ面６はポッドの旋回軸４と、船殻１のレベル以下
の位置で交差している。プロペラポッドのほぼ全体が、
旋回軸線に関しプロペラと反対側にある。図１の機械的
伝達は、プロペラポッド３内の電気モータを含む電気駆
動により代替されることが好ましい、何故なら、それに
より、パワー伝達軸９が数個の歯車駆動を通ることから
生じる困難が回避されるからである。この場合、好適に
は、モータ全体、または少なくともモータのロータとス
テイタとが旋回軸線に関しプロペラと反対側に置かれよ
う。
【００１６】図１の実施例においてはプロペラは引きプ
ロペラである。この場合、プロペラ、特にプロペラ刃の
先端に近い部分と、旋回軸４との間の最小距離は、旋回
軸がプロペラ流と許容できない程度干渉することが確実
に避けられるように、小さ過ぎてはならない。図におい
ては、プロペラと旋回軸との間の軸方向距離ｂは、プロ
ペラ２の直径Ｄの約１５％である。
【００１７】図２の実施例においては、プロペラポッド
が２個の部分３ａ、３ｂに分割され、部分３ａが船舶の
通常の運動方向に見て前方にある。プロペラ２は２個の
概要だけを示した電気モータ１１ａ、１１ｂにより駆動
される。本構造は、モータの軸方向の全長が相当大きい
から、モータ直径が比較的小さくとも、大きいパワー出
力が得られるという利点がある。
【００１８】図２の実施例では、プロペラ２のプロペラ
面６はポッド旋回軸線７内に在る。プロペラ２と、その
背後の旋回軸４の最近接部との間の距離ｂは、本実施例
では、図１の実施例におけるよりも相当大きくすること
が出来る。
【００１９】図３の実施例においては構造は原則におい
て図２のものと同じであるが、ここでは、反対方向に回
転する２個の推進プロペラ２ａ、２ｂが使用されてい
る。この方法により、所与のモータパワーが、より大き
い推進パワーを提供している。その改善は約２０％に達
する。
【００２０】図４の実施例では、図３の設計がさらに進
展されている。プロペラのハブが、プロペラポッドが連
続した葉巻形を形成するように拡大されている。本設計
は通常、プロペラの外径が僅かに拡大されることを必要
とする。本発明は、図示の実施例に限定されるものでは
なく、添付の特許請求の範囲内で多くの変形が可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の単一プロペラ実施例の概要側面図、
【図２】本発明の他の単一プロペラ実施例の概要側面
図、
【図３】図２の実施例の２プロペラ変形の概要側面図、
【図４】図２の実施例の他の２プロペラ変形の概要側面
図を示す。
【符号の説明】
１ 船殻 ２ 推進プロペラ ３ プロペラポッド ４ 旋回軸 ７ 旋回軸線 ８ 被駆動歯車リング ９ パワー伝達軸 １０ ベベル歯車輪
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リスト クリモ フィンランド国エスポー，マティンラーデ ンカツ ３ エイ ５

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 船殻（１）内に軸支された上方部と、少
    なくとも１個の下方部とを有し、旋回軸（４）を軸線
    （７）の回りに旋回させる旋回軸（４）と、旋回軸
    （４）の前記下方部に取り付けられた水面下プロペラポ
    ッド（３）と、水面下プロペラポッド３内に回転可能に
    軸支され、プロペラ回転面（６）とプロペラ回転軸線と
    を有するスクリュウ推進手段（２）と、を有する船舶推
    進装置にして、旋回軸（４）の下方部が旋回軸の上方部
    からオフセットされ、旋回軸（７）に沿って整列しない
    ようにされており、それにより、プロペラ回転面（６）
    が、プロペラ回転軸線に沿って計測して、旋回軸線
    （７）上に、または、旋回軸線（７）に近接して位置さ
    れ得ることを特徴とする推進装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の推進装置において、旋
    回軸と旋回軸回りの船殻外面とが交差するレベルにおけ
    る旋回軸（４）の外周が、プロペラ回転面（６）と交差
    することを特徴とする推進装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の推進装置にお
    いて、スクリュウ推進手段が、プロペラポッド（３）の
    一端に搭載された１個の引き、または、押し推進プロペ
    ラ（２）であり、また、プロペラ回転面（６）と、プロ
    ペラポッドの少なくともほぼ全体とが、それぞれ、ポッ
    ドの旋回軸線（７）の反対側に位置していることを特徴
    とする推進装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の推進装置において、プ
    ロペラの駆動モータ（１１ａ，１１ｂ）がプロペラポッ
    ド内部に配置され、駆動モータのパワー発生部の全体
    が、旋回軸線（７）に関し推進プロペラ（２）と反対側
    に置かれていることを特徴とする推進装置。
  5. 【請求項５】 請求項１または２に記載の推進装置にお
    いて、プロペラポッド（３）が軸方向に整列された第
    １、第２ポッドユニットを有し、両ポッドの間にスクリ
    ュウ推進装置が置かれており、また、各ポッドユニット
    が、スクリュウ推進手段を回転させるため、駆動モータ
    のようなパワー伝達手段を個別に有していることを特徴
    とする推進装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の推進装置において、ス
    クリュウ推進手段がプロペラポッド（３）の中央部に置
    かれていることを特徴とする推進装置。
  7. 【請求項７】 請求項１、２、５、６のいずれか１項に
    記載の推進装置において、スクリュウ推進手段が、プロ
    ペラポッド（３）内に軸支された別個のプロペラ軸上に
    軸方向に互いに近接して搭載され、互いに反対方向に回
    転する２個の同軸推進プロペラ（２Ａ，２Ｂ）であるこ
    とを特徴とする推進装置。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の推
    進装置において、スクリュウ推進手段が、引きプロペラ
    として搭載されており、また、ポッドの旋回軸（４）
    と、プロペラが回転するとき、引きプロペラの刃が旋回
    軸に最も近づく点との間の距離が、スクリュウ推進手段
    の直径Ｄの少なくとも１０％、好ましくは少なくとも１
    ５％であることを特徴とする推進装置。
  9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項に記載の推
    進装置において、スクリュウ推進手段の駆動モータが、
    プロペラポッド（３）の内部に配置された電気モータ
    （１１ａ，１１ｂ）であることを特徴とする推進装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項に記載の
    推進装置において、旋回軸（４）が、旋回軸内に形成さ
    れた少なくとも１個の直線状貫通空間にして、好適に
    は、ポッドの旋回軸線（７）を包含する貫通空間を有す
    ることを特徴とする推進装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の推進装置におい
    て、前記少なくとも１個の空間が妨害されることなく、
    プロペラポッド（３）内へと開放されていることを特徴
    とする推進装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか１項に記載
    の推進装置において、プロペラ回転面（６）と、旋回軸
    （４）の旋回軸線（７）との間の、プロペラ回転軸線に
    沿って計測された距離が、スクリュウ推進手段の直径の
    ３０％以下、好ましくは２５％以下、例えば、１５％で
    あることを特徴とする推進装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１に記載の推進装置において、
    ポッドが第１、第２ポッドユニットを有し、スクリュウ
    推進手段が両ポッドユニットの間に、旋回軸の旋回軸線
    （７）に近く位置されており、また、旋回軸（４）が第
    １ポッドユニットに取り付けられた第１脚と、第２ポッ
    ドユニットに取り付けられた第２脚とを有し、第１、第
    ２脚それぞれの下方部が、旋回軸線（７）に沿って整列
    しないように、旋回軸の上方部からオフセットされてい
    ることを特徴とする推進装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか１項に記載
    の推進装置を装着した船舶。
JP9220269A 1996-08-16 1997-08-15 推進装置 Pending JPH1076995A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI963230 1996-08-16
FI963230A FI963230A0 (fi) 1996-08-16 1996-08-16 Propulsionsanordning

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Publication Number Publication Date
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ID=8546501

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9220269A Pending JPH1076995A (ja) 1996-08-16 1997-08-15 推進装置

Country Status (6)

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US (1) US5947779A (ja)
EP (1) EP0831026A3 (ja)
JP (1) JPH1076995A (ja)
KR (1) KR19980018721A (ja)
FI (1) FI963230A0 (ja)
NO (1) NO973775L (ja)

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