(57)【要約】【課題】本発明は、船尾のポッドプロペラにおけるポッド前端のプロペラへ流入する相対水流の均一化を図るため、同プロペラよりも前方における船体両側部の水流案内翼を、上記ポッドプロペラの状況に応じて制御できるようにした船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船を提供することを課題とする。【解決手段】船尾部１の船底下にポッドプロペラ３Ａが設けられて、そのポッド３の前端にプロペラ４が装着されており、同プロペラ４の上半部と船尾船底部外面１ａとの間の領域へ航行時の相対水流を案内できるように、プロペラ４よりも前方の船体両側部において、船内から船外下方へ突出した回動制御軸６に水流案内翼７が設けられる。【選択図】図１
2006219026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船尾部の船底下において、船体中心線に沿うポッドの前端に同ポッド内の駆動機構で回転駆動されるプロペラを装着されたポッドプロペラを備え、上記プロペラの上半部と同プロペラの上方の船尾船底部外板面との間の領域へ航行時の相対水流を案内すべく、同ペロペラよりも前方の船体両側部に、それぞれ船内から船外下方へ突出する回動制御軸に取付けられた水流案内翼が設けられていることを特徴とする、船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船。
【請求項２】
上記ポッドプロペラが船体に対し昇降可能に設けられるとともに、上記水流案内翼も船体に対し昇降可能に設けられて、上記ポッドプロペラの昇降に対応して上記水流案内翼を昇降させるための制御系が設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船。
【請求項３】
上記ポッドプロペラを船体に対し鉛直軸線のまわりに回動させる舵取り機構が設けられて、同ポッドプロペラの回動に対応して上記水流案内翼を上記回動制御軸を介し回動制御するための制御系が設けられたことを特徴とする、請求項１または２に記載の船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船。
【請求項４】
上記ポッドプロペラのポッド前端における上記プロペラよりも前方に、同プロペラと対向して二重反転プロペラを構成しうる船尾付きプロペラが設けられるとともに、同船尾付きプロペラを回転駆動する船内モーターが設けられて、同船内モーターの電源と上記ポッドプロペラにおける上記プロペラを回転駆動するためのモーターの電源とが共通に構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船尾にポッドプロペラを備えた船舶に関し、特にポッド前端のプロペラと船尾船底部外面との間の領域へ相対水流を案内できるようにした船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船尾後端にプロペラおよび舵を備えた船舶において、船尾船体の両舷部に船体抵抗低減用のフィンを設けたものが開発されている。
ところで、船尾にポッドプロペラを備えた船舶において、特にポッド前端にプロペラを有する場合には、航行時に、同プロペラの上半部と船尾船底部外面との間に相対水流の淀みを生じて、プロペラの作動がその上半部と下半部とで異なる相対流速の流場で行われるという不具合を生じることになるが、その対策のための開発は未だ行われていない。
【特許文献１】特開平６−２９８１５８号公報
【特許文献２】特開平８−１７５４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、船尾のポッドプロペラにおけるポッド前端のプロペラへ流入する相対水流の均一化を図るため、同プロペラよりも前方における船体両側部の水流案内翼を、上記ポッドプロペラの状況に応じて制御できるようにした船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前述の課題を解決するため、本発明の船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船は、船尾部の船底下において、船体中心線に沿うポッドの前端に同ポッド内の駆動機構で回転駆動されるプロペラを装着されたポッドプロペラを備え、上記プロペラの上半部と同プロペラの上方の船尾船底部外板面との間の領域へ航行時の相対水流を案内すべく、同ペロペラよりも前方の船体両側部に、それぞれ船内から船外下方へ突出する回動制御軸に取付けられた水流案内翼が設けられていることを特徴としている。
【０００５】
また、本発明の船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船は、上記ポッドプロペラが船体に対し昇降可能に設けられるとともに、上記水流案内翼も船体に対し昇降可能に設けられて、上記ポッドプロペラの昇降に対応して上記水流案内翼を昇降させるための制御系が設けられたことを特徴としている。
【０００６】
さらに、本発明の船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船は、上記ポッドプロペラを船体に対し鉛直軸線のまわりに回動させる舵取り機構が設けられて、同ポッドプロペラの回動に対応して上記水流案内翼を上記回動制御軸を介し回動制御するための制御系が設けられたことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船は、上記ポッドプロペラのポッド前端における上記プロペラよりも前方に、同プロペラと対向して二重反転プロペラを構成しうる船尾付きプロペラが設けられるとともに、同船尾付きプロペラを回転駆動する船内モーターが設けられて、同船内モーターの電源と上記ポッドプロペラにおける上記プロペラを回転駆動するためのモーターの電源とが共通に構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
上述の本発明の船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船では、航行時において、船尾におけるポッドプロペラ前端のプロペラよりも前方の船体両側部に設けられた船尾水流案内翼が、船内から船外下方へ突出した回動制御軸を介して回動制御されることにより、船体に沿う相対水流が上記プロペラの上半部と同プロペラの上方の船尾船底部外板面との間の領域へ導かれるようになる。これにより、上記領域における相対水流の淀みがなくなって、上記プロペラへの相対水流の導入が適切に行われ、このようにしてプロペラ効率の向上がもたらされる。
【０００９】
また、上記ポッドプロペラが船体に対し昇降可能に設けられるとともに、上記水流案内翼も船体に対し昇降可能に設けられて、上記ポッドプロペラの昇降に対応して上記水流案内翼を昇降させる制御系が設けられていると、例えば、トリムセンサからの検出信号に基づいて上記ポッドプロペラの昇降と上記水流案内翼の昇降とが適切に対応して行われ、これにより上記プロペラの上半部と同プロペラ上方の船尾船底部外板面との間の領域への相対水流の導入が十分に行われて、同領域における淀みの解消によりプロペラ効率の向上がもたらされる。
【００１０】
さらに、上記ポッドプロペラを船体に対し鉛直軸線のまわりに回動させる舵取り機構が設けられて、舵取りの際に同ポッドロペラの回動に対応して上記水流案内翼を上記回動制御軸を介し回動制御する制御系が設けられている場合は、ポッド回動角（舵角）に基づいて上記水流案内翼の回動制御軸による回動が適切に対応して行われることにより、この場合も、上記プロペラの上半部と同プロペラ上方の船尾船底部外板面との間の領域への相対水流の導入が十分に行われて、同領域における淀みの解消によりプロペラ効率の向上がもたらされる。
【００１１】
また、上記ポッドプロペラの前端における上記プロペラよりも前方に、同プロペラと対向して二重反転プロペラを構成しうる船尾付きプロペラが設けられるとともに、同船尾付きプロペラを回転駆動する船内モーターが設けられて、同船内モーターの電源と上記ポッドプロペラにおけるポッド内モーターの電源とが共通に構成されている場合は、船舶の直進状態で二重反転プロペラとしての利点が得られるほか、二重反転プロペラの上半部とその上方の船尾船底部外板面との間の領域への相対水流の導入が十分に行われて、同領域における淀みの解消により二重反転プロペラとしての十分な効率がもたらされるようになり、しかも上記船尾付きプロペラを回転駆動する船内モーターと上記ポッドプロペラにおける上記プロペラを駆動するためのモーターの電源とが共通に構成されることにより、両モーターの制御が簡素な制御手段で容易に行われるようになる利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
船体のトリムの変化に対応するためには、ポッドプロペラを船体に対し昇降可能に設けて、その水深を適切に保つとともに、同ポッドプロペラを水平横軸のまわりに回動（俯仰）させる制御機構を設けて、同ポッドプロペラのプロペラ軸線を水平に保つようにする。
【実施例】
【００１３】
図１は本発明の一実施例としての船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船の要部を部分的に断面で示す側面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図１のＢ−Ｂ矢視図、図４は図２に対応させて本発明の変形例を示す船尾正面図であり、図５および図６は、それぞれ上記実施例における水流案内翼昇降制御系および水流案内翼回動制御系を示すブロック図であり、図７は本発明の他の変形例としての船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船の要部を示す船尾側面図、図８は図７に示す船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船の動力系を示すブロック図である。
【００１４】
図１〜３に示すように、船体中心線１Ａに沿い船尾部１内から船底下へ延在するストラット２と、同ストラット２の下端に装着されたポッドプロペラ３Ａとが設けられており、同ポッドプロペラ３Ａは前端にプロペラ４を備えて、ポッド３内の駆動機関としてのモーター５により同プロペラ４の回転駆動が行われるようになっている。なお、プロペラ４の回転駆動は、船内のモーターで作動するポッド内ギヤセットのごとき駆動機構で行われるようにしてもよい。
【００１５】
ストラット２の中間部は水密手段21を介して船底外板の開口に昇降可能に配設され、同ストラット２の上端部は油圧シリンダ型の昇降駆動機構22の昇降部22ａにフランジ23を介して連結されている。
【００１６】
また、ストラット２の水中における下端部に、ポッドプロペラ３Ａの上部が油圧式トルクヒンジ機構24を介して連結され、このようにしてポッドプロペラ３Ａは船尾部１に対して相対的に俯仰調整可能に設けられている。
【００１７】
本実施例では、油圧式トルクヒンジ機構24において、固定翼24ａを突設された中心軸24ｂが、ストラット２と一体に設けられており、可動翼24ｃを突設されたドラム状ケーシング24ｄは、ポッド３と一体に設けられていて、例えば油孔ａから作動油が供給されるとともに、他の油孔ｂから作動油が排出されると、ポッド３は図１において時計まわりに回動するようになる。なお、上記作動油の供給および排出は、図示しない油圧ポンプを含む油圧制御系によって行われる。
【００１８】
ストラット２は、船底外板の開口に水密手段21を介して回動も行えるように挿通されており、同ストラット２の中間部は船上のターンテーブル25の固定台25ａおよび回転台25ｂを貫通して上方に延在している。そして、ストラット上端のフランジ23を昇降させうる昇降駆動機構22は回転台25ｂ上に立設されている。これにより、ターンテーブル25が回転作動すると、ストラット２は昇降駆動機構22と共に鉛直軸線のまわりに回動して、これに伴うポッドプロペラ３Ａの回動により舵取り作用が行われるように構成されている。
【００１９】
本実施例では、特に航行時においてポッドプロペラ３Ａの前端のプロペラ４の上半部と船尾船底部外板面１ａとの間の領域へ相対水流を案内できるように、同プロペラ４よりも前方の船体両側部に、それぞれ船内から船外下方へ水密に船体外板を貫通して突出した回動制御軸６の下端部に水流案内翼７が取り付けられている。
そして、回動制御軸６の中間部は、船内のターンテーブル８の固定台８ａおよび回転台８ｂを貫通して上方に延在し、回転台８ｂには固着されている。
【００２０】
また、回動制御軸６の上端と一体のフランジ９を昇降させうる昇降駆動機構10が、回転台８ｂ上に立設されている。
これにより、ターンテーブル８が回転作動すると、回動制御軸６は昇降駆動機構10およびフランジ９と共に回動して、水流案内翼７の回動制御を行えるように構成されている。  
【００２１】
さらに、本実施例では、図５に示すように、船体に設けられたトリムセンサ11および喫水センサ12からの検出信号に応じて、ポッドプロペラ俯仰装置としてのトルクヒンジ機構24，ポッドプロペラ昇降装置としての油圧式昇降駆動機構22および水流案内翼昇降装置としての油圧式昇降駆動機構10の各制御を行う総合制御系13が装備されている。
【００２２】
また、図６に示すように、舵取り機構としてのターンテーブル25からポッド回動角信号（舵角信号）を受けて水流案内翼回動装置としてのターンテーブル８を制御する水流案内翼回動制御系14が装備されている。
【００２３】
上述の本実施例の船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船では、航行時において、船尾におけるポッドプロペラ前端のプロペラ４よりも前方の船体両側部に設けられた船尾水流案内翼７が、船内から船外下方へ突出した回動制御軸６を介して回動制御されることにより、船体に沿う相対水流がプロペラ４の上半部と同プロペラ４の上方の船尾部底部外板面１ａとの間の領域へ導かれるようになる。これにより、上記領域における相対水流の淀みがなくなって、プロペラ４への相対水流の導入が適切に行われ、このようにしてプロペラ効率の向上がもたらされる。
【００２４】
また、ポッドプロペラ３Ａが船体に対し昇降可能に設けられるとともに、水流案内翼７も船体に対し昇降可能に設けられて、トリムセンサ11および喫水センサ12からの検出信号に対応できるように、水流案内翼７を昇降させる油圧式昇降駆動機構10としての水流案内翼昇降装置，ポッドプロペラ昇降装置としての油圧式昇降駆動機構22およびポッドプロペラ俯仰装置としての油圧式トルクヒンジ機構24が設けられているので、ポッドプロペラ３Ａの昇降および姿勢の制御と水流案内翼７の昇降制御とが適切に対応して行われ、これによりプロペラ４の上半部と同プロペラ上方の船尾船底部外板面１ａとの間の領域への相対水流の導入が十分に行われて、同領域における淀みの解消によりプロペラ効率の向上がもたらされる。
【００２５】
さらに、ポッドプロペラ３Ａを船体に対し鉛直軸線のまわりに回動させるターンテーブル25としての舵取り機構が設けられて、舵取りの際に同ポッドロペラ３Ａの回動に対応して水流案内翼７を回動制御軸６を介し回動制御する水流案内翼回動制御系14が設けられているので、ポッド回動角（舵角）に基づいて水流案内翼７の回動制御軸６による回動が適切に対応して行われることにより、プロペラ４の上半部と同プロペラ上方の船尾船底部外板面１ａとの間の領域への相対水流の導入が十分に行われて、同領域における淀みの解消によりプロペラ効率の向上がもたらされる。
【００２６】
また、船体のトリムの変化に適切に対応するためには、図５に示すように、トリムセンサ11および喫水センサ12からの各検出信号を受ける総合制御系13を介して、ポッドプロペラ３Ａを油圧式昇降駆動機構22により船体に対し昇降調節して、その水深を適切に保つとともに、同ポッドプロペラ３Ａを水平横軸のまわりに回動（俯仰）させる油圧式トルクヒンジ機構24により、同ポッドプロペラ３Ａのプロペラ軸線が水平に保たれるように制御される。
【００２７】
図４は図２に対応させて、上述の実施例の変形例を示しており、水流案内翼７を支持する左右の回動制御軸６が、船型に応じ後方からみてハの字型に設けられているが、この場合も前述の実施例と同様の作用効果を奏することができる。  
【００２８】
さらに、図７は図１に対応させて本発明の他の変形例を示しており、この場合も図１の実施例と同様に船体中心線に沿い船尾部１の内部から船底下へ延在するストラット２と同ストラット２の下端に装着されたポッドプロペラ３Ａとが設けられている。そして、ポッドプロペラ３Ａは、前端にプロペラ４を備え、ポッド３内のモーター５により同プロペラ４の回転駆動が行われるようになっている。
【００２９】
この変形例では、ポッドプロペラ３Ａの前端におけるプロペラ４よりも前方に、同プロペラ４と対向して二重反転プロペラを構成しうる船尾付きプロペラ30が設けられるとともに、同船尾付きプロペラ30を回転駆動する船内モーター31が設けられている。
【００３０】
そして、船内モーター30の電源とポッド内モーター５の電源とが共通に構成されている。すなわち、図８に示すように、船内の原動機（ガスタービンまたはディーゼルエンジン）32により駆動される発電機33からバッテリー34の配電盤34ａおよびモーター制御系35を介してポッド内モーター５および船内モーター31への電力供給が行われる。
【００３１】
また、ポッド付きプロペラ４および船尾付きプロペラ30よりも前方において、船体両側部にそれぞれ水流案内翼36が垂設されており、各水流案内翼36の昇降制御および回動制御は、前述の図１〜６に示した水流案内翼７についての制御手段と同様の手段により行われるようになっている。
【００３２】
上述の変形例では、船舶の直進状態で二重反転プロペラ４，30としての利点が得られるほか、同二重反転プロペラ４，30の上半部とその上方の船尾船底部外板面との間の領域への相対水流の導入が水流案内翼36の作用により十分に行われて、同領域における淀みの解消により二重反転プロペラとしての十分な効率がもたらされるようになり、しかも船尾付きプロペラ30を回転駆動する船内モーター31とポッドプロペラ３Ａにおけるポッド内モーター５の電源とが共通に構成されることにより、両モーター５，31の制御が簡素な制御手段で容易に行われるようになる利点が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の実施例では、ポッドプロペラが船体中心線に沿い１基だけ設けられているが、船尾船底下に複数のポッドプロペラを並設した場合にも、本発明の船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船の構成を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例としての船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船の要部を部分的に断面で示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】図２に対応させて本発明の変形例を示す船尾正面図であある。
【図５】本実施例の船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船に装備される制御系のブロック図である。
【図６】本実施例の船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船に装備される他の制御系のブロック図である。
【図７】本発明の他の変形例としての船尾水流案内翼付きポッドプロペラ船を示す要部側面図である。
【図８】図７の変形例における制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  船尾部
１Ａ  船体中心線
１ａ  船尾船底部外板面
２  ストラット
３  ポッド
３Ａ  ポッドプロペラ
４  プロペラ
５  モーター
６  回動制御軸
７  水流案内翼
８  ターンテーブル
８ａ  固定台
８ｂ  回転台
９  フランジ
10  水流案内翼用油圧式昇降駆動機構
11  トリムセンサ
12  喫水センサ
13  総合制御系
14  水流案内翼回動制御系
21  水密手段
22  ポッドプロペラ用油圧式昇降駆動機構
22ａ  昇降部
23  フランジ
24  油圧式トルクヒンジ機構
24ａ  固定翼
24ｂ  中心軸
24ｃ  可動翼
24ｄ  ドラム状ケーシング
25  ターンテーブル
25ａ  固定台
25ｂ  回転台
30  船尾付きプロペラ
31  船内モーター
32  原動機
33  発電機
34  バッテリー
34ａ  配電盤
35  モーター制御系
36  水流案内翼
ａ  油孔
【図１】
2006219026.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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