(57)【要約】      （修正有）【課題】プロペラ伴流分布の均一化によるキャビテーションの発生防止による推進効率の向上、及びプロペラ上流での反転流形成によるプロペラ下流での旋回流の削減による推進効率の向上を、効果的に実現することができるプロペラ噴流発生装置を提供する。【解決手段】船底１に設けられた取入口２から海水ＳＷを取り入れ、取り入れた海水ＳＷを船尾３に設けられた噴出口４から船体後方に向けて噴出する海水取入噴出手段としてのポンプ５を備え、噴出口４よりも船体後方側に取り付けられたプロペラ６に向けて噴流７を発生させるプロペラ噴流発生装置１００において、海水取入噴出手段として、船内設備８の冷却用海水取入手段を用いた。また、噴出口４から噴出する海水ＳＷの噴出量及び噴出方向の少なくとも１つを変化させることを可能にした。また、発生させる噴流７によりプロペラ６の上流に反転流を形成するようにした。【選択図】図１
2010280297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の周囲に設けられた取入口から海水を取り入れ、前記取り入れた海水を船尾に設けられた噴出口から船体後方に向けて噴出する海水取入噴出手段を備え、前記噴出口よりも船体後方側に取り付けられたプロペラに向けて噴流を発生させるプロペラ噴流発生装置において、
前記海水取入噴出手段が、船内設備の冷却用海水取入手段であることを特徴とするプロペラ噴流発生装置。
【請求項２】
船体の周囲に設けられた取入口から海水を取り入れ、前記取り入れた海水を船尾に設けられた噴出口から船体後方に向けて噴出する海水取入噴出手段を備え、前記噴出口よりも船体後方側に取り付けられたプロペラに向けて噴流を発生させるプロペラ噴流発生装置において、
前記噴出口から噴出する海水の噴出量及び噴出方向の少なくとも１つを変化させることが可能であることを特徴とするプロペラ噴流発生装置。
【請求項３】
船体の周囲に設けられた取入口から海水を取り入れ、前記取り入れた海水を船尾に設けられた噴出口から船体後方に向けて噴出する海水取入噴出手段を備え、前記噴出口よりも船体後方側に取り付けられたプロペラに向けて噴流を発生させるプロペラ噴流発生装置において、
前記発生させる噴流により前記プロペラの上流に反転流を形成することを特徴とするプロペラ噴流発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船尾に取り付けられた推進用のプロペラに向けて噴流を発生させて、船舶の推進効率を向上させるプロペラ噴流発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶の推進効率を向上させる方法、とりわけ推進用のプロペラに関するものとして、プロペラ自体の改善のほか、プロペラ前方やプロペラ後方に付加的な装置を取り付けて、伴流を改善することが行われている。例えば、特許文献１には、プロペラに流入する伴流分布を均一化するために、プロペラ前方にフィンやダクトを設けた発明が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、船尾に取り付けられたプロペラ方向に、ポンプにより流体を噴射するようにしたプロペラ装置に関する発明が記載されている。このプロペラ装置は、プロペラ方向に流体を噴射することにより、プロペラ伴流分布を均一化してキャビテーション発生を抑制し、船舶の静粛性及びプロペラ性能を高めるようにしたものである。
【０００４】
さらに、２重反転プロペラやタンデム推進方式も採用されている。これらは、推進用のプロペラの同軸上の上流側に、逆方向に回転するプロペラを設けて反転流を発生させることにより、プロペラ下流での旋回流を削減して、プロペラの推進効率を向上させようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４７２８５号公報
【特許文献２】特開２００４−９９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、プロペラの伴流分布は、船舶の運航速度やプロペラの深度によって変化するため、特許文献１に記載された発明のようにフィンやダクトを用いた場合には、伴流分布の均一化が限定的で、推進効率の向上が運行速度やプロペラ深度内のある領域に限定されてしまう。
【０００７】
また、特許文献２に記載された発明のように、ポンプにより流体を噴射する場合には、ポンプ自体の駆動エネルギーが必要となり、推進効率の向上効果が減殺されてしまう。
【０００８】
さらに、２重反転プロペラやタンデム推進方式を採用した場合には、機構が複雑になるとともに、上記と同様、駆動エネルギーの問題から推進効率の向上効果が減殺されてしまう。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、プロペラ伴流分布の均一化によるキャビテーションの発生防止による推進効率の向上、及びプロペラ上流での反転流形成によるプロペラ下流での旋回流の削減による推進効率の向上を、効果的に実現することができるプロペラ噴流発生装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明のプロペラ噴流発生装置は、船体の周囲に設けられた取入口から海水を取り入れ、前記取り入れた海水を船尾に設けられた噴出口から船体後方に向けて噴出する海水取入噴出手段を備え、前記噴出口よりも船体後方側に取り付けられたプロペラに向けて噴流を発生させるプロペラ噴流発生装置において、前記海水取入噴出手段が、船内設備の冷却用海水取入手段であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明のプロペラ噴流発生装置は、船体の周囲に設けられた取入口から海水を取り入れ、前記取り入れた海水を船尾に設けられた噴出口から船体後方に向けて噴出する海水取入噴出手段を備え、前記噴出口よりも船体後方側に取り付けられたプロペラに向けて噴流を発生させるプロペラ噴流発生装置において、前記噴出口から噴出する海水の噴出量及び噴出方向の少なくとも１つを変化させることが可能であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明のプロペラ噴流発生装置は、船体の周囲に設けられた取入口から海水を取り入れ、前記取り入れた海水を船尾に設けられた噴出口から船体後方に向けて噴出する海水取入噴出手段を備え、前記噴出口よりも船体後方側に取り付けられたプロペラに向けて噴流を発生させるプロペラ噴流発生装置において、前記発生させる噴流により前記プロペラの上流に反転流を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、取入口から海水を取り入れ、取り入れた海水を噴出口から船体後方に向けて噴出する海水取入噴出手段により、噴出口よりも船体後方側に取り付けられたプロペラに向けて噴流を発生させるので、プロペラ伴流分布の均一化によりキャビテーションの発生を防止し、推進力の低下を回避することができる。また、プロペラの最適設計が可能となるため、プロペラの重量を削減することができる。
【００１４】
また、海水取入噴出手段が、船内設備の冷却用海水取入手段でもあるので、両者を兼用にすることができる。船舶には通常、主機関や熱交換器といった船内設備の冷却用海水取入手段が装備されていることから、本プロペラ噴流発生装置を搭載しても、新たな駆動エネルギーは必要とならない。従って、推進効率の向上効果が減殺されることはない。
【００１５】
また、噴出口から噴出する海水の噴出量及び噴出方向の少なくとも１つを変化させることができるので、船舶の運航速度の変化等により伴流分布に変化が生じても、変化に対応しながら伴流分布を均一化することができる。さらに、キャビテーションの発生しやすい部分に集中的に噴流を送ることができる。
【００１６】
また、発生させる噴流によりプロペラの上流に反転流を形成するので、プロペラ下流での旋回流を削減し、プロペラ効率を向上させ、燃料消費量を削減することができる。２重反転プロペラやタンデム推進方式と比べて、機構が複雑にならず、推進効率の向上効果も減殺されることはない。
【００１７】
以上、本発明によれば、プロペラ伴流分布の均一化によるキャビテーションの発生防止による推進効率の向上、及びプロペラ上流での反転流形成によるプロペラ下流での旋回流の削減による推進効率の向上を、効果的に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るプロペラ噴流発生装置を搭載した船舶の船尾付近の側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るプロペラ噴流発生装置を搭載した船舶の船尾付近を後方から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係るプロペラ噴流発生装置について説明する。図１は、本実施形態に係るプロペラ噴流発生装置１００を搭載した船舶の船尾付近の側面図である。また、図２は、プロペラ噴流発生装置１００を搭載した船舶の船尾付近を後方から見た図である。
【００２０】
まず、プロペラ噴流発生装置１００の構成について説明する。船舶の船底１には、周囲の海水ＳＷを取り入れるための取入口２が設けられている。なお、取入口２の設置場所は船底に限定されるものではなく、例えば船側など、船体の周囲であって海水を取り入れることができる場所であればよい。取入口２には流路１０を経由してポンプ５が接続されている。ポンプ５は、例えば電動機によって駆動される電動ポンプである。
【００２１】
ポンプ５には流路１１を経由して、船内設備８が接続されている。船内設備８は、主機関やその他の熱交換器などである。船内設備８は、流路１２及び流路１３を経由して、船尾に設けられた、船体後方向きの複数の噴出口４に接続されている。図２に示すように、本実施形態においては、１２個の噴出口４をひし形状に配置しているが、噴出口４の数や位置は特に限定されず、個々の船舶におけるプロペラ伴流の分布に応じて、好適な数と位置を決定することができる。
【００２２】
なお、噴出口４から噴出される海水の噴出量を変化させることができるような制御機構を設けることが好ましい。この場合、複数の噴出口４について、それぞれ独立して噴出量を変化させることができるようにするとよい。同様に、噴出口４から噴出される海水の噴出方向を変化させることができるような制御機構を設けることが好ましい。ただし、噴出方向はあくまで船体後方であるため、その範囲内で変化させるようにする。この場合、複数の噴出口４について、それぞれ独立して噴出方向を変化させることができるようにするとよい。
【００２３】
噴出口４よりも船体後方側には、プロペラ軸９を回転軸として、プロペラ６が取り付けられている。
【００２４】
次に、プロペラ噴流発生装置１００における海水ＳＷの取込と噴出について説明する。ポンプ５を駆動させると、取入口２から流路１０を経由して海水ＳＷが取り入れられる。
【００２５】
取り入れられた海水ＳＷは、ポンプ５の圧力により流路１１を経由して、船内設備８（例えば主機関）に送られる。船内設備８では、送られてきた海水ＳＷを用いて冷却や熱交換が行われる。
【００２６】
船内設備８で冷却や熱交換に用いられた海水ＳＷは、ポンプ５の圧力により、流路１２及び流路１３を経由して複数の噴出口４へと送られ、噴出口４から船体後方に向けて噴出される。このように、ポンプ５は、取入口２から海水ＳＷを取り入れるとともに、取り入れた海水ＳＷを噴出口４から噴出する、海水取入噴出手段として機能する。
【００２７】
複数の噴出口４から噴出された海水ＳＷは、プロペラ６に向けた噴流７となってプロペラ６の伴流分布を均一化するように作用する。このとき、伴流の低速部分に対して集中的に噴流７を送ることで効果的に伴流分布を均一化することができる。
【００２８】
また、前述したように、噴出口４から噴出される海水ＳＷの噴出量及び噴出方向の少なくとも１つを変化させることができるような制御機構を設けておけば、船舶速度やプロペラ深度の変化によるプロペラ伴流の変化が生じた場合にも、伴流変化に対応しながらプロペラ６に向けた噴流を変化させて伴流分布の均一化を図ることができる。さらに、キャビテーションの発生しやすい部分に集中的に噴流７を送ることができる。
【００２９】
また、噴出口４からの噴出方向を変化させることで、発生させる噴流により、プロペラ６の上流に反転流を形成することができる。これにより、プロペラ６の下流での旋回流を削減することができる。もちろん、噴出口４を変化させるのではなく、予め反転流を発生させるような方向に噴出口４の向きを固定しておいてもよい。
【００３０】
本実施形態に係るプロペラ噴流発生装置１００は、以上のように構成されているので、次のような作用効果を奏する。取入口２から海水ＳＷを取り入れ、取り入れた海水ＳＷを噴出口４から船体後方に向けて噴出するポンプ５（海水取入噴出手段）により、噴出口４よりも船体後方側に取り付けられたプロペラ６に向けて噴流７を発生させることで、プロペラ伴流分布の均一化によりキャビテーションの発生を防止し、推進力の低下を回避することができる。また、プロペラ６の最適設計が可能となるため、プロペラ６の重量を削減することができる。
【００３１】
また、ポンプ５（海水取入噴出手段）が、船内設備８の冷却用海水取入手段でもあるので、両者を兼用にすることができる。船舶には通常、主機関や熱交換器といった船内設備８の冷却用海水取入手段が装備されていることから、本プロペラ噴流発生装置１００を搭載しても、新たな駆動エネルギーは必要とならない。従って、推進効率の向上効果が減殺されることはない。
【００３２】
また、噴出口４から噴出する海水ＳＷの噴出量及び噴出方向の少なくとも１つを変化させることにより、船舶の運航速度の変化等により伴流分布に変化が生じても、変化に対応しながら伴流分布を均一化することができる。さらに、キャビテーションの発生しやすい部分に集中的に噴流７を送ることができる。
【００３３】
また、発生させる噴流７によりプロペラ６の上流に反転流を形成することにより、プロペラ６の下流での旋回流を削減し、プロペラ効率を向上させ、燃料消費量を削減することができる。２重反転プロペラやタンデム推進方式と比べて、機構が複雑にならず、推進効率の向上効果も減殺されることはない。
【００３４】
以上、本実施形態に係るプロペラ噴流発生装置１００によれば、プロペラ伴流分布の均一化によるキャビテーションの発生防止による推進効率の向上、及びプロペラ上流での反転流形成によるプロペラ下流での旋回流の削減による推進効率の向上を、効果的に実現することができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、海水取入噴出手段であるポンプ５を船内設備の冷却用海水取入手段と兼用する構成としたが、噴出口４から噴出する海水ＳＷの噴出量及び噴出方向の少なくとも１つを変化させることが可能な構成とした場合には、必ずしもポンプ５を兼用としなくとも、推進効率の向上効果を得ることができる。
【００３６】
同様に、発生させる噴流７によりプロペラ６の上流に反転流を形成する構成とした場合には、必ずしもポンプ５を兼用としなくとも、推進効率の向上効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  船底
２  取入口
３  船尾
４  噴出口
５  ポンプ
６  プロペラ
７  噴流
８  船内設備
９  プロペラ軸
１０  流路
１１  流路
１２  流路
１３  流路
１００  プロペラ噴流発生装置
ＳＷ  海水
【図１】
2010280297.tif 000003
【図２】
2010280297.tif 000004