JPS6015751Y2 - 船舶推進性能向上装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、船舶の推進性能を向上させるための装置に関
する。

第１，２図は通常の１軸１舵船の船尾部分を示すもので
あり、第３，４図は、第１，２図の船において、プロペ
ラの前方に数個のフィンを取りつけ、プロペラに流入す
る流れにプロペラの回転と逆方向の回転流を与えて、こ
れによりプロペラ後方の回転流を打消し、推進効率の向
上をはかるようにした、従来の船舶推進性能向上装置を
示すものであって、上記フィンは一般にリアクションフ
インと呼ばれている。

第５，６図は上記リアクションフィンの外側にリングを
付してリアクションフィンの強度を高めた場合を示し、
第７図はリアクションフィンの断面形状と、これによっ
て水流の方向の変化する様子とを示している。

なお、第１．３．５図は船尾部分を示す船体側面図、第
２図は第１図の■−■断面図、第４図は第３図のＩＶ−
ＩＶ断面図、第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ断面図、第７
図は第４図の■−■断面図であり、図中の符号１は船体
、１ａは船底、１ｂは船体断面、２は船体断面形状の線
図、３はプロペラ、３ａはプロペラボス、４は舵、５は
上部舵支持部材、６は舵柄、７はシューピース、７ａは
シューピースの断面、８はプロペラキャップ、９はプロ
ペラ軸、９ａはプロペラ軸の断面、１０は船尾ボッシン
グ、１０ａは船尾ボッシングの断面、１１ａは上部スタ
ーンフレーム、１１ｂは下部スターンフレーム、１２は
満載喫水線、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄｔ １
３ｅ、１３ｆ、１３ｇｔ１３ｈはリアクションフイン１
３ｂ′はリアクションフィンの断面形状、１４はリング
、１５はリアクションフィンに流入する水流、１６はリ
アクションフィンより流出する水流を示している。

船舶推進性能向上装置としての上述のリアクションフィ
ン装置は、第１図および第２図に示す通常のｌ軸１舵船
において、プロペラの前方に複数個のフィンを設けるこ
とにより、プロペラの後方に流出して損失となっている
回転流をなくして推進効率を向上させるものである。

第３，４図はプロペラ３の前方の８個のリアクションフ
イン１３ａ〜１３ｈを設けた場合を示しており、それぞ
れのリアクションフイン１３ａ〜１３ｈは、一端を船尾
ボッシング１０に固着され、他端は自由な片持ち状に構
成されている。

これらのリアクションフイン１３ａ〜１３ｈの断面形状
は、プロペラの回転方向によって異るが、プロペラが右
回りの場合の断面形状１３ｂ′は第７図に示すようにな
っており、リアクションフイン１３ｂの存在によって、
これに流入する水流１５は０１だけ方向を変えた水流１
６となって流出する。

このようにプロペラの前方には８個のリアクションフイ
ン１３ａ〜１３ｈが放射状に設けられているため、プロ
ペラ３に流入する水流はプロペラ３の回転方向と逆の方
向の回転を持つことになる。

したがってこの水流の回転の大きたを適当に選ぶことに
よって、この水流の回転をプロペラの作用によって生じ
る回転流と同じ大きさで且つ逆向きのものとすることが
でき、この結果プロペラ後方に回転流が残らないように
することができる。

このようにしてプロペラ後方に流出していた回転エネル
ギーを回収することにより、推進効率が向上する。

なお、リアクションフイン１３ａ〜１３ｈの数は回転流
を作る上からは多いほど良いが、フィンの数が多くなる
に従ってフィンの抵抗も増加するので、あまり数を増す
ことは実用的でない。

またフィンを船尾ボッシング１０へ取付けることも、フ
ィンの数が増加すると難かしくなる。

したがって、最小４個、最大Ｗ個程度のリアクションフ
ィンを使用するのが普通で、６個または８個とするのが
最も普通である。

第３． ４図はリアクションフイン１３ａ〜１３ｈを片
持ち状に船尾ボッシング１０に固着したもので、このよ
うな片持ち状に構成した部材は、根本において最も応力
が高くなるため、リアクションフインの構造も先端で最
も薄く根本で最も厚く構成される。

このためリアクションフィンの根本近くでは互いにフィ
ンが接近するため、水流が流れ難くなり、この結果リア
クションフィンの抵抗が増大する。

またそれぞれのリアクションフィンに振動が生じやすく
、これを防ぐためにはリアクションフィンの構造をいち
じるしく強固なものとする必要があり、このためにはリ
アクションフィンを更に厚くしなければならず、これが
リアクションフィンの抵抗を増加させて・しまうという
欠点がある。

また工作上からも、リアクションフイン１３ａ〜１３ｈ
をそれぞれ船尾ボッシング１０に固着するには、多くの
作業を必要とする。

第５，６図は、上記の片持ち状に構成されたリアクショ
ンフイン１３ａ〜１３ｈの構造上の欠点を補うために、
リアクションフイン１３ａ〜１３ｈの外側にリング１４
を設け、リアクションフィンの外端をこれに固着したも
のである。

このように構成することによって、リアクションフィン
の片持ち状の構造は解消し、またリアクションフィンの
固有振動数を増加させて、振動の発生をさけることが可
能となるが、リアクションフイン１３ａ〜１３ｈにリン
グ１４の抵抗が加わるから、推進効率向上の上からは得
策とはいえず、またリアクションフイン１３ａ〜１３ｈ
と船尾ボッシング１０との固着部における水流の状況は
ほとんど改善されない。

リアクションフィンの根本の応力は、リング１４を直接
船体から支えることによって多少軽減されるが、その構
造はやはり根本において最も厚く、先端で最も薄く構成
されるのが普通で、リング１４が船体に強固に支持され
ている場合でも、リアクションフィンの厚さを根本から
先端まで一様にするのが限度である。

なお、場合によっては上下方向のリアクションフイン１
３ａ、１３ｅを省略し、上部および下部のスターンフレ
ームｌｌａ、ｌｌｂそのままとしていることもある。

本考案は、従来のリアクションフィンが船尾ボッシング
に固着される所に構造上の難点を有して、工作を難かし
くシ、さらにこの付近でリアクションフィンが相互に密
に存在することにより水流をさまたげている点に鑑みて
、フィンの取付け構造を工夫することにより、工作の簡
易化と、水流の円滑な流れをはかれるようにした船舶推
進性能向上装置を提供することを目的とする。

このため本考案の船舶推進性能向上装置は、船尾のプロ
ペラの前方において、該プロペラの直径と同等かまたは
これより大きい直径を有するリングと、該リングの内側
を通過する水流を上記プロペラの回転方向と反対方向に
回転させるよう上記水流に対し適宜の迎角を有して該リ
ングから上記プロペラの軸中心方向へ向かって放射状に
取付けられた複数個の片持ち状フィンとをそなえ、上記
の各フィンの内端位置が上記プロペラの軸中心からプロ
ペラ半径の３０〜５０％に設定されるとともに、上記複
数個のフィンのうち上下方向のフィンが船体のスタンフ
レームの固着されたことを特徴としている。

以下、図面により本考案の一実施例としての船舶推進性
能向上装置について説明すると、第８図は船尾部側面図
、第９図は第８図のＩＸ−ＩＸ断面図、第１０図は第９
図のＸ−Ｘ断面図であって、第８〜１０図中の符号のう
ち、既述の符号と同じものは同様の部分を示しており、
また符号１７ａは上部の上下方向リアクションフイン１
３ａと上部スターンフレームｌｌａとの固着部、１７ｂ
は下部の上下方向リアクションフイン１３ｅと下部スタ
ーンフレームｌｌｂとの固着部、３ａ′はプロペラボス
３ａの断面、１８はプロペラ軸９の後端に螺合するプロ
ペラ取付用ナツトを示している。

本実施例はリアクションフィンが８枚の場合を示してい
るが、リアクションフィンの数は上下方向のものを含め
て４枚ないし０枚程度でその枚数の選択は在来技術の場
合と同一である。

第８図に示すように、プロペラ３の前方にリアクション
フイン１３ａｗ １３ｂｔ １３ｃｔ １３ｄｔ
１３ｅｔ １３ｆｔ １３ｇｔ １３ｈが設
置され、これらのリアクションフイン１３ａ〜１３ｈは
、いずれも船尾ボッシング１０には固着されず、外端を
リング１４の内側に固着されて、中心へすなわちプロペ
ラ軸中心へ向かって放射状に配設、されるとともに片持
ち状に配設され、水流をプロペラ３の回転方向と反対方
向に回転させるよう水流に対し適当な迎角を有している
。

このように、リング１４とリアクションフイン１３ａ〜
１３ｈとは一体となって構成され、主船体１への取付け
は、上部の上下方向リアクションフイン１３ａと上部ス
ターンフレームｌｌａとの溶接による固着および下部の
上下方向リアクションフイン１３ｅと下部スターンフレ
ームｌｌｂとの溶接による固着によって行なわれている
。

第１０図はその固着状況を示すもので、その符号１７ａ
および１７ｂが溶接による固着部を示している。

リング１４の内径は、プロペラ直径と同等か、またはそ
れよりも大きくされ、リアクションフィン１３ａ〜１３
ｈの内端は船尾ボッシング１０までは達せず、それらの
間に間隙が形成されている。

すなわち、各リアクションフィンの内端の位置は、プロ
ペラの半径をＲとした場合、プロペラ３の中心より０．
３Ｒ〜０．５Ｒまでとされる。

これは、プロペラ翼根附近で水流の流速がおそくリアク
ションフィンによる回転流発生の効果がそれほど大きく
ないため、効果の大きいプロペラの外端部に重点を置く
ことに基づいている。

このように本実施例においてはリアクションフイン１３
ａ〜１３ｈは外端のみをリング１４に固着され、内端を
自由端として片持ち状に構成されているため、フィン外
端の固着部で最も応力が高くなる。

したがってリアクションフィン１３ａ〜１３ｈの構造は
外端で最も厚みを大きくされ、内端で最も薄くされてい
る。

上述のごとく、リアクションフィン１３ａ〜１３ｈとリ
ング１４とが一体に構成され、上下方向のリアクション
フイン１３ａ、１３ｅとスターンフレームｌｌａ、ｆｌ
ｂとを互に溶接することにより船体への取付けが完了す
るから、取付は工事が著しく簡単になる利点がある。

特にリアクションフイン１３ａ〜１３ｅの内端が船尾ボ
ッシング１０に固着されない構造となっているため、船
尾ボッシング１０の構造を著るしく簡単にすることがで
き、既存の船舶にあとから本装置を取付けて推進性能の
向上をはかるのに最も適している。

リアクションフイン１３ａ〜１３ｈは、プロペラの先端
付近から始まり、プロペラ軸中心より、０．３Ｒ〜０．
５Ｒのところで終っており、それより内側には存在しな
いから、在来のリアクションフィンのようにプロペラ翼
根付近の流れをさえぎって水流を流れ難くするような欠
点は生じない。

なお、上記のようなリアクションフイン１３ａ〜１３ｈ
の存在する範囲はプロペラ推力分担の大部分をしめる範
囲でもある。

また上下方向のリアクションフイン１３ａ、１３ｅとス
ターンフレームｌｌａ、ｌｌｂとの固着部１７ａ、１７
ｂは、船尾ボッシング１０より十分に離れているため、
固着部１７ａｙ １７ｂの溶接による熱影響や局部変
形が船尾ボッシング１０に悪影響を生じることはない。

さらにリアクションフイン１３ａ〜１３ｈの厚みを内側
に行くほど薄く構成することにより、プロペラへ流入す
る水流が翼根部で特に少なくなるというようなことを防
止して、プロペラ面の全面にわたり水の流入を十分に確
保することができる。

以上詳述したように、本考案の船舶推進性能向上装置に
よれば、船尾のプロペラの前方において、該プロペラの
直径と同等かまたはこれより大きい直径を有するリング
と、該リングの内側を通過する水流を上記プロペラの回
転方向と反対方向に回転させるよう上記水流に対し適宜
の迎角を有して該リングから上記プロペラの軸中心方向
へ向かって放射状に取付けられた複数個の片持ち状フィ
ンとをそなえ、上記の各フィンの内端位置が上記プロペ
ラの軸中心からプロペラ半径の３０〜５０％に設定され
るとともに、上記複数個のフィンのうち上下方向のフィ
ンが船体のスタンフレームの固着されるという簡単な構
成で、従来の工作上の問題点や、機能上の問題点をすべ
て解消させて、コストの低減をはかりながら、船舶の推
進性能を大幅に向上させる効果がある。

また、上記フィンが、プロペラの先端付近から始まり、
プロペラ軸中心より３０〜５０％のところで終っており
、それより内側には存在しないから、在来のリアクショ
ンフィンのようにプロペラ翼根付近の流れをさえぎって
水流を流れ難くするような欠点も生じない。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は通常のｌ軸１舵船の船尾部を示すもので第
１図はその側面図、第２図は第１図の■−■線に沿う横
断面図であり、第３，４図は家来の船舶推進性能向上装
置を示すもので、第３図はその側面図、第４図は第３図
のＩＶ−ＩＶ線に沿う横断面図であり、第５，６図は従
来の船舶推進性能向上装置の他の例を示すものであ、第
５図はその側面図、第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線に沿
う横断面図であり、第７図は第４図の■−■線に沿う断
面図、第８〜１０図は本考案の一実施例としての船舶推
進性能向上装置を示すもので、第８図はその側面図、第
９図は第８図のＸＩ−ＸＩ線に沿う横断面図、第１０図
は第９図のＸ−Ｘ線に沿う縦断面図である。 １・・・・・・船体、１ａ・・・・・・船底、１ｂ・・
・・・・船体断面、３・・・・・・プロペラ、３ａ・・
・・・・プロペラボス、３ａ′・・・・・・プロペラボ
スの断面、４・・・・・・舵、５・・・・・・上部舵支
持部材、６・・・・・・舵柄、７・・・・・・シューピ
ース、７ａ・・・・・・シューピースの断面、訃・・・
・・プロペラキャップ、９・・・・・・プロペラ軸、９
ａ・・・・・・プロペラ軸の断面、１０・・・・・・船
尾ボッシング、１１ａ・・・・・・上部スターンフレー
ム、１１ｂ・・・・・・下部スターンフレーム、１２・
・・・・・満載喫水線、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３
ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ。 １３ｈ・・・・・・リアクションフィン、１４・・・・
・・リング、１７ａ・・・・・・上部の上下方向リアク
ションフィン１３ａと上部スターンフレームｌｌａとの
固着部、１７ｂ・・・・・・下部の上下方向リアクショ
ンフイン１３ｅと下部スターンフレームｌｌｂとの固着
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 船尾のプロペラの前方において、該プロペラの直径と同
   等かまたはこれより大きい直径を有するリングと、該リ
   ングの内側を通過する水流を上記プロペラの回転方向と
   反対方向に回転させるよう上記水流に対し適宜の迎角を
   有して該リングから上記プロペラの軸中心方向へ向かっ
   て放射状に取付けられた複数個の片持ち状フィンとをそ
   なえ、上記の各フィンの内端位置が上記プロペラの軸中
   心からプロペラ半径の３０〜５０％に設定されるととも
   に、上記複数個のフィンのうちの上下方向のフィンが船
   体のスタンフレームに固着されたことを特徴とする、船
   舶推進性能向上装置。