(57)【要約】      （修正有）【課題】船尾に発生するＶ字波のエネルギーを有効に利用して船舶の推進力に変換することで、船舶の省エネ技術と云う観点から総合的に検討して、推進装置としての効果が船舶の大きさや速度に影響されず、その汎用性と実施費用を一体化して大幅な改善効果のある船舶用の推進装置を提供する。【解決手段】船尾の操舵軸３に、ほぼ水平方向に伸びる横ヒレ４を設け、該横ヒレの断面の前縁はやや下方向を向き、後縁はほぼ水平に後方を向くごとき航空機の翼型断面に類似する形状をなしたごとく形成し、該横ヒレには上下両面に２枚の縦ヒレ５が操舵軸に対して対象に配置され、該縦ヒレの断面の前縁は船体のやや外側を向き、後縁はほぼ並行に船体の後方を向くごとき航空機の翼型断面に類似する形状をなしたごとく形成したことを特徴とする船舶用の推進装置を提供するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船尾の操舵軸にほぼ水平方向に伸びる横ヒレを設け、該横ヒレの断面の前縁はやや下方向を向き、後縁はほぼ水平に後方を向くごとき航空機の翼型断面に類似する形状をなしたごとく形成し、該横ヒレには上下両面に２枚の縦ヒレが操舵軸に対して対象に配置され、該縦ヒレの断面の前縁は操舵角が０の時、船体のやや外側を向き、後縁はほぼ並行に船体の後方を向くごとき航空機の翼型断面に類似する形状をなしたごとく形成したことを特徴とする船舶用の推進装置。
【請求項２】
船尾の２本の操舵軸にほぼ水平方向に伸びる横ヒレを設け、該横ヒレの断面の前縁はやや下方向を向き、後縁はほぼ水平に後方を向くごとき航空機の翼型断面に類似する形状をなしたごとく形成するとともに、該２本の操舵軸近傍に縦ヒレを設け、該縦ヒレの断面の前縁は操舵角が０の時、船体のやや外側を向き、後縁はほぼ並行に船体の後方を向くごとき航空機の翼型断面に類似する形状をなしたごとく形成したことを特徴とする船舶用の推進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶用の推進装置に関するものであり、特に船尾に発生する波を推進力に変えて、結果的に船舶の走行に伴う抵抗を減らし燃料消費量を減少して経済性を高めることを目的とした船舶用推進装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在一般に使用されている船尾の抵抗を軽減する方法としては、船底の緩い傾斜に沿ってガイド板を取付け推進装置への水流を整えようとするものがある。また、プロペラのねじれた後流を推進力に変えようとするものに関しては２個のプロペラの間に整流用のフィンをもうけたものがある。
【０００３】
前者の推進装置に関してはパドック船型と呼ばれる特殊な形状の船については一定の効果を得ているようであるが、広く応用できるものではなく、多くの一般的な船型では船体全体が発生する船尾の寄せ波は船尾で一旦水面を押し上げた後大きなＶ字波となって残り、エネルギーは失われる。後者のプロペラの後流を整流しようとするものについては上向きの流れを水平方向に向ける効果はあるが船尾で発生するＶ字波を推進力に変える効果を有するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４-１３６７８１
【特許文献２】特開２０１１０９８７０４
【０００５】
技術的背景として、化石燃料の枯渇が近いとされる現在、運行に必要な使用燃料の削減効果のある技術の実用化が逼近の課題となっている。公知技術では推進装置に関連する改良方法が多く見られるがヨットなどを含め広く応用可能で実質的に船尾波のエネルギーを推力に変換出来る方式が見られない。
既存の船に容易に応用することが可能で、安価で推進力発生の効果が広い使用範囲で得られる方式が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、船舶の省エネ技術と云う観点から総合的に検討して、船舶の大きさ、速度、推進方式に影響されず、推進装置としての効果とその汎用性と実施費用とを一体化して大幅な改善効果のある船舶用の推進装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記課題を解決するための手段は、船尾の操舵軸にほぼ水平方向に伸びる横ヒレを設け、該ヒレの断面の前縁はやや下方向を向き、後縁はほぼ水平に後方を向くごとき航空機の翼型断面に類似する形状をなしたごとく形成し、該横ヒレには上下両面に２枚の縦ヒレが操舵軸に対して対象に配置されている。該縦ヒレの断面の前縁は船体のやや外側を向き、後縁はほぼ並行に船体の後方を向くごとき航空機の翼型断面に類似する形状をなしたごとく形成したことを特徴とする船舶用の推進装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
走行中、船首において船体に押しやられた水は船尾において船底からは上向きの流れとなって、両側の側面からは中心に向かう流れとなり、船尾後方で集まり、水面を押し上げたあとＶ字波となってそのエネルギーを消失する。船の速度が速くなると、この造波抵抗は水と船腹との摩擦抵抗をはるかに超える大きなものとなり、推進抵抗の多くの部分を占めることとなる。この船底からの上向きの流れを横ヒレで水平方向に変えると該横ヒレに航空機の揚力に類似した力が働き、この揚力の推進方向の成分が推進力となる。また、側面からの寄せ波を縦ヒレで船体後方に並行に向く流れに曲げると該縦ヒレに航空機の揚力に類似した力が働き、この揚力の推進方向の成分が推進力となる。縦又は横の一方のヒレだけでは水流は流れやすい方向に逃げてしまうので充分な効果を得ることは出来ない。上記の効果は水槽実験及び実際の屋外航行実験でも確認されており、その場合は船尾のＶ字波が小さなものとなっており、本案による縦ヒレ、横ヒレの効果が証明されている。なお、通常の舵のごとく縦ヒレが１枚の状態では上記の船尾にける両側の側面から中心に向かう流れのエネルギーは相殺されて推力に変換することは出来ない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は本発明の１実施形態を示した側面図である。
【図２】図２は本発明の１実施形態を示した背面図である。
【図３】図３は本発明の１実施形態を示した底面図である。
【図４】図４は本発明の他の実施形態を示した底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の船舶用推進装置の機能を損なわない範囲で簡略化して実現するための実施形態を示す。
【実施例】
【００１１】
図１は本発明の船舶用推進装置の１実施形態を示す側面図であり、図２は本発明の１実施形態を船体後ろ側から見た背面図、図３は本発明の１実施形態を示した底面図である。
図１、図２、図３において、船舶の船体１の船尾部２には操舵軸３が回動自在に設けられ、該操舵軸３には水平方向の横ヒレ４が設けられている。また、該横ヒレ４には上下両面に２枚の縦ヒレ５が操舵軸３に対して対象に配置されている。横ヒレ４の断面は前縁が船尾部２の形状に沿ってやや下向きに湾曲して後縁はほぼ水平方向に向いた状態で、全体としてカンバーを有する航空機の翼断面に類似した形状とされている。また、縦ヒレ５の断面は操舵角が０度の時、前縁が船尾部２の形状に沿ってやや外側を向き後縁はほぼ並行に船体１の後方に向いた状態で、全体としてカンバーを有する航空機の翼断面に類似した形状とされている。該横ヒレ４及び縦ヒレ５は操舵軸３に取り付けられているので当然操舵時には操舵軸３とともに回動するものである。本案の場合推進用のプロペラと横ヒレ４と縦ヒレ５の位置関係については敢えて規定するものではないが、当然位置関係による効果の差は生じる。尚、縦ヒレ５は舵としての効果を併せ持つものであり、操舵軸の振れ角によってプロペラと干渉しない位置に設けることは云うまでも無い。また、縦ヒレ５は必要であれば横ヒレ４の両側に複数個ずつ取り付けても差し支えない。
［動作］
【００１２】
上記実施形態に示す本発明の船舶用推進装置の動作について説明する。
前述の、発明の効果の項で述べたごとく、走行中、船首において船体に押しやられた水は船底からは図１の破線矢印に示すごとく上向きの流れとなり、両側の側面からは図３の破線矢印に示すごとく中心に向かう流れとなり、船尾後方で集まり、水面を押し上げたあとＶ字波となってそのエネルギーを消失する。この船底からの上向きの流れを横ヒレ４で水平方向に変えると該横ヒレ４に図１に示すごとき航空機の揚力に類似した力が働き、この揚力の推進方向の成分Ｌ１が推進力となる。また、側面からの寄せ波を縦ヒレ５で船体後方に並行に向く流れに曲げると該縦ヒレ５に図１に示すごとき航空機の揚力に類似した力が働き、この揚力の推進方向の成分Ｌ２が推進力となる。通常の舵のごとく縦ヒレが１枚の状態では上記の船尾にける両側の側面から中心に向かう流れのエネルギーは左右で相殺されて推力に変換することは出来ない。この縦ヒレ５の配置が極めて重要である。ヨットなどでは左右に２個の舵を有するものはあるが、これには横ヒレ４に相当するものが無く、本案のごとき推進力を増す効果を得られる形状のものは無い。但し、図４に示すごとく通常の船舶でも操舵軸が２本あるものについては、その夫々に横ヒレ４を設け、これに縦ヒレ５を付加することで実質的に上記説明と同様の配置とすることは本案の主旨に外れるものではない。更に、図１及び図３に示すごとく横ヒレ４及び縦ヒレ５の前縁が後方に傾いた形状であることは、洋上を航行する場合に、浮遊物などが引っかかるのを防ぐ為である。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明の船舶用推進装置は上記の説明で明らかなごとく、船体の船尾付近の操舵軸に横ヒレ及び縦ヒレを固定的に取り付けるだけで船尾に生じるＶ字波を推進力に変えることが出来るものであり、この効果は船の速度、大きさに影響されるものではなく広い範囲の用途に適応することが出来る上、既存の船に取り付けることも容易で、構造も単純でその費用も大きくないので早い時期に実用化が可能であり、省エネルギー効果を手軽に実現できるものであり、その船舶業界に及ぼす産業力増強効果は極めて著しい。
【符号の説明】
【００１４】
１      船体
２      船尾部
３      操舵軸
４      横ヒレ
５      縦ヒレ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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