WO2013153665A1 - 船舶用舵 - Google Patents

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WO2013153665A1
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plate
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rudder plate
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Inventor
栗林 定友
Original Assignee
株式会社ケイセブン
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06Steering by rudders
    • B63H25/38Rudders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06Steering by rudders
    • B63H25/38Rudders
    • B63H2025/387Rudders comprising two or more rigidly interconnected mutually spaced blades pivotable about a common rudder shaft, e.g. parallel twin blades mounted on a pivotable supporting frame

Definitions

  • the present invention relates to a marine rudder, and particularly relates to its structure.
  • a marine rudder is located at the stern part so as to be located in a high-speed water flow (propeller posterior flow) generated by a screw propeller, and around a rudder axis rotation center in the vertical direction (vertical direction). It is used to turn the rudder blade within the required angle range and set the traveling direction of the ship by interaction with the high-speed water flow.
  • one rudder plate is arranged behind one screw propeller.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 8-108896
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 11-180396
  • the rear part of the rudder plate in the range where the rotational component of the propeller wake approaches is curved in a direction to reach the propeller wake.
  • a marine rudder in which the steering force is increased to improve the propulsion performance.
  • EEDI is the amount of CO 2 generated per hour for the main engine and auxiliary equipment divided by the product of cargo load and speed (unit: g / [ton ⁇ mile]) for each ship. It indicates the number of grams of CO 2 that are estimated to be discharged for carrying 1 ton of cargo for 1 mile. Therefore, in order to reduce the CO 2 emission amount, it is required to set the EEDI below a required value.
  • an object of the present invention is to propose a rudder structure that contributes to EEDI reduction.
  • a rudder for a ship which is disposed behind a screw propeller of a ship and includes a rudder shaft and a rudder plate part attached to the rudder shaft,
  • the center of rotation of the rudder shaft is oriented in the vertical direction and is located so as to intersect with the center of rotation of the screw propeller.
  • the rudder plate part extends upward through a starboard side rudder plate extending from above to below through a region behind the starboard side turning region of the screw propeller, and through a region behind the port side turning region of the screw propeller.
  • a port side rudder plate extending downward from The rudder shaft is supported so as to be rotatable around the rotation center with respect to the hull of the ship, Is provided.
  • the starboard side rudder plate and the starboard side rudder plate both have a width W smaller than a height H. In one aspect of the present invention, the starboard side rudder plate and the starboard side rudder plate both have a ratio W / H of the width W to the height H of 0.1 to 0.5.
  • the starboard side rudder plate and the starboard side rudder plate are arranged symmetrically with respect to a plane including both the rotation center of the rudder shaft and the rotation center of the screw propeller.
  • the starboard side rudder plate and the port side rudder plate both extend in the vertical direction.
  • the maximum value of the distance between the starboard side rudder plate and the port side rudder plate in the region behind the turning region of the screw propeller is smaller than the diameter of the screw propeller.
  • the rudder plate portion includes a connecting portion that connects the starboard side rudder plate and the port side rudder plate to each other and connects to the rudder shaft.
  • the connection portion is disposed at a position separated from the rotation center of the screw propeller.
  • the connecting and connecting portion includes an upper connecting and connecting portion that connects an upper portion of the starboard side rudder plate and an upper portion of the starboard side rudder plate, a lower portion of the starboard side rudder plate, and the port side. It consists of at least one of a lower connection connecting portion that connects the lower portions of the rudder plates, and an intermediate connection connection portion that connects the middle portion of the starboard side rudder plate and the middle portion of the starboard side rudder plate.
  • the connecting and connecting portion includes an upper connecting and connecting portion that connects an upper portion of the starboard side rudder plate and an upper portion of the starboard side rudder plate, and a lower portion of the starboard side rudder plate and the port side.
  • a lower connecting connection portion that connects the lower portions of the side rudder plates to each other, and the rudder shaft includes an upper shaft portion located on the upper side of the rudder plate portion and a lower shaft portion located on the lower side of the rudder plate portion; The upper shaft portion is connected to the upper connection portion, and the lower shaft portion is connected to the lower connection portion.
  • a rudder structure that contributes to EEDI reduction.
  • the rudder plate part is provided with a starboard side rudder plate and a port side rudder plate, so that it is easy to reduce the side area especially by reducing the width without reducing the turning performance, and based on this, the speed can be reduced. It is possible to increase the speed without increasing the cargo load without reducing the cargo load.
  • FIG. 1 is a schematic front view showing a first embodiment of a ship rudder according to the present invention (viewed from the rear of the ship), and FIG. 2 is a schematic side view showing this embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing this embodiment.
  • the ship 2 includes a screw propeller 6 and a rudder 8 that protrude rearward from the hull (particularly the stern part) 4.
  • the rotation center of the screw propeller 6 is 6C.
  • the propeller rotation center 6C extends in the horizontal direction.
  • the rudder 8 is according to the present invention, and is disposed behind the screw propeller 6 and includes a rudder shaft 82 and a rudder plate portion 84 attached to the rudder shaft.
  • the turning center of the rudder shaft 82 is 82C.
  • the rudder shaft rotation center 82C faces the vertical direction and is arranged so as to intersect with the propeller rotation center 6C.
  • the screw propeller 6 passes through a circular area when turning. This area is called a turning area.
  • the turning region includes a starboard side turning region located on the right side of the rudder shaft turning center 82C in FIG. 1 and a port side turning region located on the left side of the rudder shaft turning center 82C in FIG.
  • the rudder plate portion 84 includes a starboard side rudder plate 841 extending from the upper side to the lower side through a region (space region) behind the starboard side turning region of the screw propeller 6 and a rear side of the port side turning region of the screw propeller 6. And a port side rudder plate 842 extending downward from above through the region (space region). More specifically, the starboard side rudder plate 841 is positioned rearward of the starboard side turning region of the screw propeller 6 and extends in the vertical direction, and has a plate shape along the rotation center 6C of the screw propeller 6. Yes.
  • the port side rudder plate 842 is located behind the port side turning region of the screw propeller 6 and extends in the vertical direction, and has a plate shape along the rotation center 6 ⁇ / b> C of the screw propeller 6.
  • the starboard-side rudder plate 841 and the port-side rudder plate 842 are arranged at an equal distance from the rotation center 6C of the screw propeller 6. Therefore, the starboard-side rudder plate 841 and the starboard-side rudder plate 842 are arranged on the rudder shaft 82.
  • the rotation center 82 ⁇ / b> C and the rotation center 6 ⁇ / b> C of the screw propeller 6 are disposed at symmetrical positions with respect to a plane including the rotation center 82 ⁇ / b> C.
  • the rudder plate portion 84 further includes a connecting portion (upper connecting portion) 843 that connects the upper portion of the starboard-side rudder plate 841 and the upper portion of the starboard-side rudder plate 842 to each other and connects to the rudder shaft 82.
  • the connection / connection portion 843 has a horizontal plate shape, for example.
  • the rudder plate portion 84 is a connection connecting portion (lower connection connecting portion) for connecting the lower portion of the starboard side rudder plate 841 and the lower portion of the port side rudder plate 842, or the starboard side rudder plate 841.
  • the middle part and the middle part of the port side rudder plate 842 may be connected to each other (a middle connection part) (this will be described later).
  • the rudder plate portion 84 is an upper connection connecting portion that connects the upper portion of the starboard side rudder plate 841 and the upper portion of the starboard side rudder plate 842 to each other, and the lower portion of the starboard side rudder plate 841 and the port side rudder plate 842.
  • a lower connecting connection portion that connects the lower portions to each other, and a connecting connection portion that includes at least one of the middle connection connecting portions that connect the middle portion of the starboard side rudder plate 841 and the middle portion of the starboard side rudder plate 842 to each other. May be.
  • the distance between the starboard side rudder plate 841 and the port side rudder plate 842 is smaller than the diameter of the screw propeller 6.
  • the distance between the starboard side rudder plate 841 and the port side rudder plate 842 is set to a diameter of the screw propeller 6. It is preferably 5 times or more.
  • the rudder shaft 82 is supported so as to be rotatable around a rudder shaft rotation center 82 ⁇ / b> C with respect to the hull 4.
  • the rudder shaft 82 extends to the inside of the hull 4 and is rotated around the rudder shaft rotation center 82C by known driving means in the hull.
  • FIG. 4 shows an operation explanatory diagram of the marine rudder of the present embodiment. 4A and 4B are views seen from above.
  • the starboard side steering plate 841 and the portside side steering plate 842 are located in parallel with the propeller rotation center 6C. This is a state when the ship 2 is traveling straight, and the rotation angle of the rudder shaft 82 around the rudder shaft rotation center 82C at this time is 0. In this state, the starboard side rudder plate 841 and the port side rudder plate 842 exert a rectifying action that causes the rotational component of the propeller wake to flow rearward and contribute to the propulsive force. This rectifying action is larger than that of a general rudder plate, and the propulsion performance is thereby improved.
  • the starboard side steering plate 841 and the portside side steering plate 842 are positioned so as to form an angle ⁇ with respect to the propeller rotation center 6C.
  • This is the state when the ship 2 is turning right, and the rotation angle of the rudder shaft 82 around the rudder shaft rotation center 82C at this time is ⁇ .
  • the starboard side rudder plate 841 and the port side rudder plate 842 perform the hull right-turning action in addition to the rectifying action as described above.
  • This hull turning action is different from that of a general rudder. That is, with the turning of the rudder shaft 82, the starboard side steering plate 841 approaches the screw propeller 6 in the space region behind the starboard side turning region, and on the other hand, the port side rudder plate 842 is located behind the port side turning region. Move away from the screw propeller 6 in the space region. Therefore, the interaction between the propeller wake and the starboard side steering plate 841 is different in magnitude from the interaction between the propeller wake and the starboard side steering plate 842. Specifically, the force given by the propeller wake to the starboard side steering plate 841 is larger than the force given by the propeller wake to the portside rudder plate 842.
  • the magnitude of the action of deflecting the propeller wake to the side by the starboard side rudder 841 is the action of deflecting the propeller wake to the side by the port side rudder 842. It becomes larger than the size.
  • the degree of the propeller thrust reducing action by the starboard side steering plate 841 is greater than the degree of the propeller thrust reducing action by the starboard side steering plate 842.
  • Hull turning action based on the difference in propeller propulsion force due to the difference in interaction with the plate 842 (similar to obtaining the turning performance by making one screw propeller thrust lower than the other screw propeller thrust in the biaxial propeller ship)
  • the turning performance can be maintained or improved by expressing the action as well.
  • the starboard side rudder plate 841 and the port side rudder plate 842 are improved. It is possible to reduce the flooded area, thereby reducing hull resistance.
  • the reduction of the flooded area is realized, for example, as a reduction in the dimensions of the starboard side steering plate 841 and the portside side steering plate 842 in the bow-stern direction.
  • FIG. 5 Based on FIG. 5, the characteristics of the boat rudder according to the present invention including the embodiment as described above will be described by comparison with a conventional boat rudder.
  • a conventional screw propeller 6 'and a rudder 8 having a rudder shaft 82' and a rudder plate portion 84 'having a width W' are shown by broken lines.
  • the rudder 8 of the present invention has a width W and a height H.
  • the width W can be represented by the width of the same height as the propeller rotation center 6C.
  • both the starboard side rudder plate 841 and the port side rudder plate 842 can obtain good turning performance even when the width W is smaller than the height H.
  • the starboard side steering plate 841 and the portside side steering plate 842 both have a ratio W / H of the width W to the height H of 0.1 to 0.5. it can.
  • the width W can be less than or equal to half the width W 'of the conventional boat rudder 8'.
  • the screw propeller 6 is disposed at the same position (6 ′ position) as before and the position of the rudder shaft 82 is moved forward.
  • the hull length can be shortened without impairing the propulsion performance.
  • the hull weight can be reduced and the speed can be increased.
  • the width W of the rudder 8 can be made sufficiently smaller than that of the conventional one in comparison with the conventional one, so that the steering machine that operates the rudder shaft 82 can be downsized.
  • the connecting connection portion constituting the rudder 8 can be arranged at a position separated from the rotation center 6C of the screw propeller, the propeller hub vortex is the rudder component. The occurrence of vibration due to collision with the propeller hub can be suppressed, and further, the effectiveness of the equipment attached to the propeller hub to reduce the propeller rotation vortex is not hindered.
  • FIG. 6 is a schematic front view showing a second embodiment of the boat rudder according to the present invention (a view seen from the rear of the boat), and
  • FIG. 7 is a schematic side view showing the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing this embodiment.
  • members or portions having the same functions as those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals.
  • This embodiment is different from the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 5 in the following points.
  • the rudder plate part 84 includes a lower side connection part 843 ′ that connects the lower part of the starboard side rudder board 841 and the lower part of the starboard side rudder board 842 in addition to the upper side connection part 843.
  • the lower connection portion 843 ′ has, for example, a horizontal plate shape like the upper connection portion 843.
  • the rudder shaft 82 includes an upper shaft portion 82 a located on the upper side of the rudder plate portion 84 and a lower shaft portion 82 b located on the lower side of the rudder plate portion 84.
  • the configuration in which the upper shaft portion 82a is connected to the upper connection portion 843 is the same as that of the embodiment described with reference to FIGS.
  • the lower shaft portion 82b is connected to the lower connection connecting portion 843 'and is supported so as to be rotatable around the rudder shaft rotation center 82C with respect to the shoe piece 5 of the hull 4.
  • the strength of the rudder is increased compared to the first embodiment, and the horizontal plate-like lower connection connection The presence of the portion 843 ′ further enhances the rectifying action.
  • FIG. 9 is a schematic front view (a view seen from the rear of the ship) showing a third embodiment of the rudder for ships according to the present invention.
  • members or parts having functions similar to those in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals.
  • This embodiment is different from the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 5 in the configuration of the steering plate portion 84. That is, in the third embodiment, the rudder plate portion 84 further extends so as to cross the space region behind the turning region of the screw propeller 6, and the middle portion of the starboard side rudder plate 841 and the port side rudder plate 842.
  • An intermediate side connection part 843 ′′ for connecting the middle part to each other is provided.
  • the intermediate side connection part 843 ′′ is located below the propeller rotation center 6C and is, for example, in the form of a horizontal plate like the upper connection part 843. Make.
  • the strength of the rudder is increased and the rear of the swivel region of the screw propeller 6 compared to the first embodiment.
  • the rectifying action is further enhanced by the presence of the horizontal plate-like middle connecting portion 843 "extending across the space region.
  • FIG. 10 is a schematic front view showing a fourth embodiment of the boat rudder according to the present invention (a view seen from the rear of the boat), and FIG. 11 is a schematic side view showing the present embodiment. These are the typical top views showing this embodiment.
  • members or parts having the same functions as those in FIGS. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals.
  • the steering plate portion 84 includes a middle side connection portion 843 ′′ as a connection portion instead of the upper side connection portion.
  • the middle side connection portion 843 ′′ It is located above the propeller rotation center 6C, extends across the space area behind the turning area of the screw propeller 6, and connects the middle part of the starboard side rudder plate 841 and the middle part of the starboard side rudder plate 842 to each other.
  • the intermediate connection connection portion 843 ′′ has, for example, a horizontal plate shape.
  • the lower portion of the rudder shaft 82 is connected to the intermediate connection connection portion 843 ′′.
  • a streamlined columnar cover 83 is attached to cover the rudder shaft 82.
  • the middle part of the starboard side steering plate 841 and the middle part of the port side steering plate 842 are coupled by the middle side coupling connection portion 843 ", the strength of the rudder is increased and the rectification action is further enhanced.
  • FIG. 13 is a schematic front view (figure seen from the rear of the ship) showing a fifth embodiment of a boat rudder according to the present invention
  • FIG. 14 is a schematic side view showing this embodiment. These are the typical top views showing this embodiment.
  • members or portions having the same functions as those in FIGS. 1 to 12 are denoted by the same reference numerals.
  • the present embodiment is substantially different from the second embodiment described with reference to FIGS. 6 to 8 only in the structure of the shoe piece 5. That is, in the fifth embodiment, a shoe piece 5 is additionally installed on the hull 4 of an existing ship that does not have a shoe piece, and the rudder 8 is supported by using this. It is. According to this embodiment, the same effect as the second embodiment can be obtained.
  • the marine rudder of the present invention has a simple configuration and can be easily applied to existing ships.
  • the starboard rudder 841 and the starboard rudder 842 are each one, but in the present invention, as the starboard rudder 841 and the starboard rudder 842, respectively, the bow tail It may be composed of a plurality of sheets including those having the same or smaller directional dimensions.

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Abstract

 船舶2のスクリュープロペラ6より後方に配置され、舵軸82と舵軸82に取り付けられた舵板部84とを含んでなる船舶用舵8。舵軸82の回動中心82Cは、垂直方向を向いており、且つスクリュープロペラ6の回転中心6Cと交差するように位置している。舵板部84は、スクリュープロペラ6の右舷側旋回領域の後方の領域を通って上方から下方へと延びた右舷側舵板841と、スクリュープロペラ6の左舷側旋回領域の後方の領域を通って上方から下方へと延びた左舷側舵板842とを備えている。舵軸82は船舶2の船体4に対して舵軸回動中心82Cの周りで回動可能なように支持されている。

Description

船舶用舵
 本発明は、船舶用舵に係るものであり、特にその構造に関するものである。
 一般に、船舶用舵は、船尾部にあって、スクリュープロペラにより生ぜしめられる高速水流(プロペラ後流)中に位置するように配置され、垂直方向(上下方向)の舵軸回動中心の周りで舵板を所要角度範囲内で回動させ、高速水流との相互作用により船舶の進行方向を設定するのに使用される。従来の船舶用舵では、1つのスクリュープロペラの後方に1枚の舵板を配置している。
 近年、船舶の旋回性能及び推進性能を向上させるため、舵において種々の提案がなされている。例えば、特開平8-108896号公報(特許文献1)には、舵板全体としての横断面形状をS字形状とすることで、プロペラ後流中の旋回成分を効率良く推力に変換するようにした舶用ラダーが開示されている。また、例えば、特開平11-180396号公報(特許文献2)には、プロペラ後流のうちの回転成分が近づいて来る範囲にある舵板の後部をプロペラ後流を迎える方向に湾曲させることで、舵切り力を高め推進性能を向上させるようにした船舶用舵が開示されている。
 ところで、近年の地球温暖化の進行に伴い、温室効果ガス(二酸化炭素[CO])の排出を抑制することが求められており、船舶に関しても、国際海運におけるCO排出量規制の気運が高まり、国際海事機関(IMO)において、2013年以降に建造される船舶に対するCO排出指標(Energy Efficiency Design Index[EEDI])の導入が義務付けられ、これに基づくCO排出量規制の実施が開始されることになっている。
 EEDIは、各船舶について、主機及び補機の時間あたりのCO発生量を貨物積載量と速力との積で除したもの(単位はg/[ton・mile])であり、一定条件下で1トンの貨物を1マイル運ぶのに排出すると見積もられるCOのグラム数を示すものである。従って、CO排出量を低減すべく、EEDIを所要値以下にすることが要求される。
特開平8-108896号公報 特開平11-180396号公報
 船舶についてEEDIを低減させるためには、主機及び補機等の性能を向上させて時間あたりのCO発生量を低減させること、貨物積載量を増加させること、及び船舶の速力を高めること、の少なくとも1つが必要である。
 主機の性能が一定であるとした場合、一般に、貨物積載量を増加させることと速力を高めることとは相反する要求である。即ち、速力を低減させることなく貨物積載量を増加させ、又は貨物積載量を低減させることなく速力を高めるには、船舶設計において種々の工夫が求められる。
 本発明は、以上のようなEEDIに基づくCO排出量規制の状況に鑑み、EEDI改善につき鋭意研究した結果、舵の構造を改良することでEEDIの低減ができることを見出し、本発明に到達した。即ち、本発明の目的は、EEDI低減に寄与する舵の構造を提案することにある。
 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
 船舶のスクリュープロペラより後方に配置され、舵軸と該舵軸に取り付けられた舵板部とを含んでなる船舶用舵であって、
 前記舵軸の回動中心は、垂直方向を向いており、且つ前記スクリュープロペラの回転中心と交差するように位置しており、
 前記舵板部は、前記スクリュープロペラの右舷側旋回領域の後方の領域を通って上方から下方へと延びた右舷側舵板と、前記スクリュープロペラの左舷側旋回領域の後方の領域を通って上方から下方へと延びた左舷側舵板とを備えており、
 前記舵軸は前記船舶の船体に対して前記回動中心の周りで回動可能なように支持されていることを特徴とする船舶用舵、
が提供される。
 本発明の一態様においては、前記右舷側舵板及び前記左舷側舵板は、いずれも、高さHより幅Wが小さい。本発明の一態様においては、前記右舷側舵板及び前記左舷側舵板は、いずれも、高さHに対する幅Wの比率W/Hが0.1以上0.5以下である。
 本発明の一態様においては、前記右舷側舵板と前記左舷側舵板とは、前記舵軸の回動中心及び前記スクリュープロペラの回転中心の双方を含む平面に関して対称的に配置されている。
 本発明の一態様においては、前記右舷側舵板及び前記左舷側舵板は、いずれも垂直方向に延びている。
 本発明の一態様においては、前記スクリュープロペラの旋回領域の後方の領域における前記右舷側舵板と前記左舷側舵板との間の距離の最大値は、前記スクリュープロペラの直径より小さい。
 本発明の一態様においては、前記舵板部は、前記右舷側舵板と前記左舷側舵板とを互いに連結し且つ前記舵軸に接続する連結接続部を備えている。本発明の一態様においては、前記連結接続部は前記スクリュープロペラの回転中心から隔てられた位置に配置されている。
 本発明の一態様においては、前記連結接続部は、前記右舷側舵板の上部と前記左舷側舵板の上部とを互いに連結する上側連結接続部、前記右舷側舵板の下部と前記左舷側舵板の下部とを互いに連結する下側連結接続部、及び前記右舷側舵板の中部と前記左舷側舵板の中部とを互いに連結する中側連結接続部の少なくとも1つからなる。
 本発明の一態様においては、前記連結接続部は、前記右舷側舵板の上部と前記左舷側舵板の上部とを互いに連結する上側連結接続部、及び前記右舷側舵板の下部と前記左舷側舵板の下部とを互いに連結する下側連結接続部からなり、前記舵軸は前記舵板部の上側に位置する上側軸部と前記舵板部の下側に位置する下側軸部とからなり、前記上側軸部が前記上側連結接続部に接続されており、前記下側軸部が前記下側連結接続部に接続されている。
 本発明によれば、EEDI低減に寄与する舵の構造が提案される。舵板部が、右舷側舵板と左舷側舵板とを備えることで、旋回性能を低下させることなしに特に幅低減による側面積の低減が容易になり、これに基づき、速力を低減させることなく貨物積載量を増加させ、又は貨物積載量を低減させることなく速力を高めることが可能になる。
本発明による船舶用舵の第1の実施形態を示す模式的正面図である。 本発明による船舶用舵の第1の実施形態を示す模式的側面図である。 本発明による船舶用舵の第1の実施形態を示す模式的斜視図である。 本発明による船舶用舵の動作説明図である。 本発明による船舶用舵の特徴を従来の船舶用舵との比較により説明するための模式的側面図である。 本発明による船舶用舵の第2の実施形態を示す模式的正面図である。 本発明による船舶用舵の第2の実施形態を示す模式的側面図である。 本発明による船舶用舵の第2の実施形態を示す模式的斜視図である。 本発明による船舶用舵の第3の実施形態を示す模式的正面図である。 本発明による船舶用舵の第4の実施形態を示す模式的正面図である。 本発明による船舶用舵の第4の実施形態を示す模式的側面図である。 本発明による船舶用舵の第4の実施形態を示す模式的平面図である。 本発明による船舶用舵の第5の実施形態を示す模式的正面図である。 本発明による船舶用舵の第5の実施形態を示す模式的側面図である。 本発明による船舶用舵の第5の実施形態を示す模式的平面図である。
 以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
 図1は本発明による船舶用舵の第1の実施形態を示す模式的正面図(船舶の後方から見た図)であり、図2は本実施形態を示す模式的側面図であり、図3は本実施形態を示す模式的斜視図である。
 本実施形態において、船舶2は、船体(特に船尾部)4から後方に突出するスクリュープロペラ6及び舵8を備えている。スクリュープロペラ6の回転中心は6Cである。該プロペラ回転中心6Cは、水平方向に延びている。
 舵8は、本発明に係るものであり、スクリュープロペラ6より後方に配置されており、舵軸82と該舵軸に取り付けられた舵板部84とを含んでなる。
 舵軸82の回動中心は82Cである。該舵軸回動中心82Cは、垂直方向を向いており、且つプロペラ回転中心6Cと交差するように配列されて位置している。
 スクリュープロペラ6は、旋回する際に円形の領域を通る。この領域を旋回領域ということにする。該旋回領域は、図1において舵軸回動中心82Cより右側に位置する右舷側旋回領域と、図1において舵軸回動中心82Cより左側に位置する左舷側旋回領域とからなる。
 舵板部84は、スクリュープロペラ6の右舷側旋回領域の後方の領域(空間領域)を通って上方から下方へと延びた右舷側舵板841と、スクリュープロペラ6の左舷側旋回領域の後方の領域(空間領域)を通って上方から下方へと延びた左舷側舵板842とを備えている。より具体的には、右舷側舵板841は、スクリュープロペラ6の右舷側旋回領域の後方に位置して垂直方向に延びており、且つスクリュープロペラ6の回転中心6Cに沿った板状をなしている。同様に、左舷側舵板842は、スクリュープロペラ6の左舷側旋回領域の後方に位置して垂直方向に延びており、且つスクリュープロペラ6の回転中心6Cに沿った板状をなしている。右舷側舵板841と左舷側舵板842とは、スクリュープロペラ6の回転中心6Cから等距離に配置されており、従って、右舷側舵板841と左舷側舵板842とは、舵軸82の回動中心82C及びスクリュープロペラ6の回転中心6Cの双方を含む平面に関して対称的な位置に配置されている。
 舵板部84は、更に、右舷側舵板841の上部と左舷側舵板842の上部とを互いに連結し且つ舵軸82に接続する連結接続部(上側連結接続部)843を備えている。連結接続部843は、たとえば水平板状をなす。尚、本発明においては、舵板部84は、右舷側舵板841の下部と左舷側舵板842の下部とを互いに連結する連結接続部(下側連結接続部)、または右舷側舵板841の中部と左舷側舵板842の中部とを互いに連結する連結接続部(中側連結接続部)を備えていてもよい(このような形態については後述する)。本発明においては、舵板部84は、右舷側舵板841の上部と左舷側舵板842の上部とを互いに連結する上側連結接続部、右舷側舵板841の下部と左舷側舵板842の下部とを互いに連結する下側連結接続部、及び右舷側舵板841の中部と左舷側舵板842の中部とを互いに連結する中側連結接続部の少なくとも1つからなる連結接続部を備えていてもよい。
 右舷側舵板841と左舷側舵板842との間の距離は、スクリュープロペラ6の直径より小さい。尚、右舷側舵板841及び左舷側舵板842に対するプロペラ後流の作用を高めるには、右舷側舵板841と左舷側舵板842との間の距離は、スクリュープロペラ6の直径の0.5倍以上であることが好ましい。
 舵軸82は船体4に対して舵軸回動中心82Cの周りで回動可能なように支持されている。尚、図示はしないが、舵軸82は船体4の内部まで延びており、船体内の公知の駆動手段より、舵軸回動中心82Cの周りで回動せしめられる。
 図4に、本実施形態の船舶用舵の動作説明図を示す。図4(A),(B)は、上方から見た図である。
 図4(A)では、右舷側舵板841及び左舷側舵板842は、プロペラ回転中心6Cと平行に位置する。これは、船舶2の直進航行時の状態であり、このときの舵軸回動中心82Cの周りでの舵軸82の回動角度が0であるものとする。この状態では、右舷側舵板841及び左舷側舵板842は、プロペラ後流の回転成分を後方へと向けて推進力に寄与させる整流作用を発揮する。この整流作用は一般的な舵の1枚の舵板によるものに比べて大きく、これにより推進性能が向上する。
 図4(B)では、右舷側舵板841及び左舷側舵板842は、プロペラ回転中心6Cに対して角度θをなすように位置する。これは、船舶2の右旋回航行時の状態であり、このときの舵軸回動中心82Cの周りでの舵軸82の回動角度はθである。この状態では、右舷側舵板841及び左舷側舵板842は、以上のような整流作用の他に、船体右旋回作用をなす。
 この船体旋回作用は、一般的な舵の場合とは異なるものとなる。即ち、舵軸82の回動に伴い、右舷側舵板841が右舷側旋回領域の後方の空間領域においてスクリュープロペラ6に接近し、他方では、左舷側舵板842が左舷側旋回領域の後方の空間領域においてスクリュープロペラ6から遠ざかる。従って、プロペラ後流と右舷側舵板841との相互作用は、プロペラ後流と左舷側舵板842との相互作用とは大きさの異なるものとなる。具体的には、右舷側舵板841に対してプロペラ後流が与える力は、左舷側舵板842に対してプロペラ後流が与える力より大きい。このため、第1の観点からは、右舷側舵板841によりプロペラ後流を側方へと偏向させる作用の大きさは、左舷側舵板842によりプロペラ後流を側方へと偏向させる作用の大きさより大きくなる。また、第2の観点からは、右舷側舵板841によるプロペラ推進力低下作用の程度は、左舷側舵板842によるプロペラ推進力低下作用の程度より大きくなる。かくして、本実施形態においては、右舷側舵板841及び左舷側舵板842によるプロペラ後流の偏向作用の反作用に基づく船体旋回作用に加えて、プロペラ後流の右舷側舵板841及び左舷側舵板842との相互作用の差異に起因するプロペラ推進力の差に基づく船体旋回作用(2軸プロペラ船における一方のスクリュープロペラ推力を他方のスクリュープロペラ推力より低くして旋回性能を得るものと同様の作用)をも発現させることで、旋回性能を維持乃至向上させることができる。
 以上、図4(B)では船体右旋回の場合につき説明したが、船体左旋回の場合には、舵軸回動中心82Cの周りでの舵軸82の回動を船体右旋回の場合とは逆向きにすればよいこと、及び船体右旋回の場合と同様な作用が得られること、は容易に理解できるであろう。
 以上のように、右舷側舵板841及び左舷側舵板842を備えた舵板部84の作用に基づき、推進性能及び旋回性能が向上するので、右舷側舵板841及び左舷側舵板842の浸水面積を低減することが可能となり、これにより船体抵抗を低減することができる。浸水面積の低減は、例えば、船首尾方向の右舷側舵板841及び左舷側舵板842の寸法の低減として実現される。
 図5に基づき、以上のような実施形態を含む本発明による船舶用舵の特徴を、従来の船舶用舵との比較により説明する。図5において、従来の船舶のスクリュープロペラ6’と舵軸82’及び幅W’の舵板部84’を備えた舵8とを、破線により示す。
 本発明の舵8は、幅がWで、高さがHである。幅Wは、プロペラ回転中心6Cと同一高さの部分の幅により代表させることができる。本発明においては、右舷側舵板841及び左舷側舵板842は、いずれも、高さHより幅Wが小さいものとした場合であっても、良好な旋回性能を得ることができる。とくに、本発明においては、右舷側舵板841及び左舷側舵板842は、いずれも、高さHに対する幅Wの比率W/Hが0.1以上0.5以下であるものとすることができる。この場合、幅Wは、従来の船舶の舵8’の幅W’の半分以下とすることができる。
 従って、従来のものと比較して、本発明においては、図5に示されるように、船体長さが同一の場合には、スクリュープロペラ6の位置及び舵軸82の位置を後方へと移動させることが可能となる。これにより、船体の積み荷スペースを増大させることが可能となり、或いは船体の積み荷スペースを同一に維持しつつ船尾形状を先鋭なものとして推進性能を向上させることが可能になる。
 また、船体の積み荷スペースが同一の場合には、図5とは異なり、スクリュープロペラ6を従来と同様の位置(6’の位置)に配置し且つ舵軸82の位置を前方へと移動させて、推進性能を損なうことなく船体長さを短縮することが可能となる。これにより、船体重量を低減させて速力を増加させることが可能となる。
 更に、従来のものと比較して、本発明においては、舵8の幅Wを従来のものより十分に小さくすることができるので、舵軸82を作動させる操舵機の小型化が可能となる
 更に、従来のものと比較して、本発明においては、舵8を構成する連結接続部をスクリュープロペラの回転中心6Cから隔てられた位置に配置することができるので、プロペラハブ渦が舵構成部材に衝突することによる振動の発生を抑制することができ、更にはプロペラ回転渦を低減させるためにプロペラハブに取り付けられる機器の効能の発揮を阻害することがない。
 以上のような本発明の作用は、いずれもEEDI低減に寄与するところ大である。
 図6は本発明による船舶用舵の第2の実施形態を示す模式的正面図(船舶の後方から見た図)であり、図7は本実施形態を示す模式的側面図であり、図8は本実施形態を示す模式的斜視図である。これらの図において、図1~図5におけると同様な機能を有する部材または部分には同一の符号が付されている。
 本実施形態は、上記図1~図5を参照して説明した第1の実施形態と、次の点において相違する。
 舵板部84は、上側連結接続部843に加えて、右舷側舵板841の下部と左舷側舵板842の下部とを互いに連結する下側連結接続部843’を備えている。下側連結接続部843’は、上側連結接続部843と同様に、たとえば水平板状をなす。
 また、舵軸82は舵板部84の上側に位置する上側軸部82aと舵板部84の下側に位置する下側軸部82bとからなる。上側軸部82aが上側連結接続部843に接続されている構成は、上記図1~図5を参照して説明した実施形態のもと同様である。下側軸部82bは、下側連結接続部843’に接続されており、船体4のシューピース5に対して舵軸回動中心82Cの周りで回動自在なように支持されている。
 本実施形態によれば、第1の実施形態と同様な作用効果が得られることに加えて、第1の実施形態に比べて、舵の強度が高められると共に、水平板状の下側連結接続部843’が存在することで整流作用が一層高められる。
 図9は本発明による船舶用舵の第3の実施形態を示す模式的正面図(船舶の後方から見た図)である。この図において、図1~図8におけると同様な機能を有する部材または部分には同一の符号が付されている。
 本実施形態は、上記図1~図5を参照して説明した第1の実施形態と、舵板部84の構成が相違する。即ち、本第3の実施形態においては、舵板部84は、更に、スクリュープロペラ6の旋回領域の後方の空間領域を横切るように延び且つ右舷側舵板841の中部と左舷側舵板842の中部とを互いに連結する中側連結接続部843”を備えている。中側連結接続部843”は、プロペラ回転中心6Cより下方に位置し、上側連結接続部843と同様に、たとえば水平板状をなす。
 本実施形態によれば、第1の実施形態と同様な作用効果が得られることに加えて、第1の実施形態に比べて、舵の強度が高められると共に、スクリュープロペラ6の旋回領域の後方の空間領域を横切るように延びた水平板状の中側連結接続部843”が存在することで整流作用が更に一層高められる。
 図10は本発明による船舶用舵の第4の実施形態を示す模式的正面図(船舶の後方から見た図)であり、図11は本実施形態を示す模式的側面図であり、図12は本実施形態を示す模式的平面図である。これらの図において、図1~図9におけると同様な機能を有する部材または部分には同一の符号が付されている。
 本実施形態は、上記図1~図5を参照して説明した第1の実施形態と、以下の点で相違する。即ち、本第4の実施形態においては、舵板部84は、連結接続部として、上側連結接続部に代えて中側連結接続部843”を備えている。中側連結接続部843”は、プロペラ回転中心6Cより上方に位置し、スクリュープロペラ6の旋回領域の後方の空間領域を横切るように延び且つ右舷側舵板841の中部と左舷側舵板842の中部とを互いに連結している。中側連結接続部843”は、上側連結接続部843と同様に、たとえば水平板状をなす。舵軸82の下部は、中側連結接続部843”に接続されている。また、舵軸82を覆って流線型状の柱状カバー83が付されている。
 本実施形態によれば、第1の実施形態と同様な作用効果が得られることに加えて、第1の実施形態に比べて、右舷側舵板841の中部と左舷側舵板842の中部とが中側連結接続部843”により連結されているので、舵の強度が高められると共に、整流作用が一層高められる。
 図13は本発明による船舶用舵の第5の実施形態を示す模式的正面図(船舶の後方から見た図)であり、図14は本実施形態を示す模式的側面図であり、図15は本実施形態を示す模式的平面図である。これらの図において、図1~図12におけると同様な機能を有する部材または部分には同一の符号が付されている。
 本実施形態は、実質上、上記図6~図8を参照して説明した第2の実施形態と、シューピース5の構造のみ相違する。即ち、本第5の実施形態においては、シューピースを備えていない既存の船舶の船体4に対して、追加的にシューピース5を設置し、これを用いて舵8を支持するようにしたものである。本実施形態によれば、第2の実施形態と同様な作用効果が得られる。
 このように、本発明の船舶用舵は、構成が簡単であり、既存船への適用が容易である。
 以上の実施形態では、右舷側舵板841及び左舷側舵板842がそれぞれ1枚であるものとしているが、本発明においては、右舷側舵板841及び左舷側舵板842のそれぞれとして、船首尾方向寸法が同等またはより小さなものを更に含む複数枚からなるものとしてもよい。
2 船舶
4 船体
5 シューピース
6 スクリュープロペラ
6C スクリュープロペラの回転中心
8 舵
82 舵軸
82a 舵軸の上側軸部
82b 舵軸の下側軸部
82C 舵軸回動中心
83 柱状カバー
84 舵板部
841 右舷側舵板
842 左舷側舵板
843 結合接続部(上側連結接続部)
843’ 下側連結接続部
843” 中側連結接続部

Claims (10)

  1.  船舶のスクリュープロペラより後方に配置され、舵軸と該舵軸に取り付けられた舵板部とを含んでなる船舶用舵であって、
     前記舵軸の回動中心は、垂直方向を向いており、且つ前記スクリュープロペラの回転中心と交差するように位置しており、
     前記舵板部は、前記スクリュープロペラの右舷側旋回領域の後方の領域を通って上方から下方へと延びた右舷側舵板と、前記スクリュープロペラの左舷側旋回領域の後方の領域を通って上方から下方へと延びた左舷側舵板とを備えており、
     前記舵軸は前記船舶の船体に対して前記回動中心の周りで回動可能なように支持されていることを特徴とする船舶用舵。
  2.  前記右舷側舵板及び前記左舷側舵板は、いずれも、高さHより幅Wが小さいことを特徴とする、請求項1に記載の船舶用舵。
  3.  前記右舷側舵板及び前記左舷側舵板は、いずれも、高さHに対する幅Wの比率W/Hが0.1以上0.5以下であることを特徴とする、請求項2に記載の船舶用舵。
  4.  前記右舷側舵板と前記左舷側舵板とは、前記舵軸の回動中心及び前記スクリュープロペラの回転中心の双方を含む平面に関して対称的に配置されていることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の船舶用舵。
  5.  前記右舷側舵板及び前記左舷側舵板は、いずれも垂直方向に延びていることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の船舶用舵。
  6.  前記スクリュープロペラの旋回領域の後方の領域における前記右舷側舵板と前記左舷側舵板との間の距離の最大値は、前記スクリュープロペラの直径より小さいことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の船舶用舵。
  7.  前記舵板部は、前記右舷側舵板と前記左舷側舵板とを互いに連結し且つ前記舵軸に接続する連結接続部を備えていることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の船舶用舵。
  8.  前記連結接続部は前記スクリュープロペラの回転中心から隔てられた位置に配置されていることを特徴とする、請求項8に記載の船舶用舵。
  9.  前記連結接続部は、前記右舷側舵板の上部と前記左舷側舵板の上部とを互いに連結する上側連結接続部、前記右舷側舵板の下部と前記左舷側舵板の下部とを互いに連結する下側連結接続部、及び前記右舷側舵板の中部と前記左舷側舵板の中部とを互いに連結する中側連結接続部の少なくとも1つからなることを特徴とする、請求項7または8に記載の船舶用舵。
  10.  前記連結接続部は、前記右舷側舵板の上部と前記左舷側舵板の上部とを互いに連結する上側連結接続部、及び前記右舷側舵板の下部と前記左舷側舵板の下部とを互いに連結する下側連結接続部からなり、前記舵軸は前記舵板部の上側に位置する上側軸部と前記舵板部の下側に位置する下側軸部とからなり、前記上側軸部が前記上側連結接続部に接続されており、前記下側軸部が前記下側連結接続部に接続されていることを特徴とする、請求項9に記載の船舶用舵。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS4920291U (ja) * 1972-05-25 1974-02-20
JPS59135300U (ja) * 1983-03-01 1984-09-10 石川島播磨重工業株式会社 舶用舵

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