(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左舷プロペラと、
船長方向における前記左舷プロペラの前方又は後方の位置で、翼の一部が前記左舷プロ
ペラの翼とオーバーラップするように設けられた右舷プロペラと
を具備し、
前記左舷プロペラと前記右舷プロペラのうち、前方に位置する前方プロペラは後方に位
置する後方プロペラよりチップボルテックスキャビテーションが発生しにくい翼形状を有
する
船舶の推進装置。
【請求項２】
前記前方プロペラの翼数は前記後方プロペラの翼数より多い
請求項１の船舶の推進装置。
【請求項３】
前記前方プロペラの一枚あたりの翼面積は前記後方プロペラの一枚あたりの翼面積より大きい
請求項１又は２の船舶の推進装置。
【請求項４】
前記前方プロペラの翼端ピッチは前記後方プロペラの翼端ピッチより小さい
請求項１乃至３のいずれかに記載の船舶の推進装置。
【請求項５】
前記前方プロペラの翼端近傍における翼幅は前記後方プロペラの翼端近傍における翼幅
より広い
請求項１乃至４のいずれかに記載の船舶の推進装置。
【請求項６】
前記前方プロペラのスキューはフォワードスキューであり、
前記後方プロペラのスキューはバックワードスキューである
請求項１乃至５のいずれかに記載の船舶の推進装置。
【請求項７】
前記前方プロペラの翼端にウィングレット又は翼端板が設けられ、
前記後方プロペラの翼端にウィングレット又は翼端板のいずれも設けられない
請求項１乃至６のいずれかに記載の船舶の推進装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の船舶の推進装置を備える船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船舶に関し、特に船舶の推進装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶の推進装置の一例として、１機一軸（１機の主機と１基のプロペラ）の方式、及び２機二軸（２機の主機と２基のプロペラ）の方式が知られている。一般商船の推進装置としては、これら１機一軸方式、又は２機二軸方式を採用することが多い。それぞれ、前者を採用した船舶は一軸船、後者を採用した船舶は二軸船とも呼ばれている。
【０００３】
また、近年の船舶の大型化に伴い、一軸船ではプロペラの荷重度の増加に伴う推進効率の低下、キャビテーション範囲の拡大に伴う船体振動の増加及びエロージョンの発生が問題となるケースがある。それら問題は船舶を二軸船とすることで解決できることが知られている。二軸船とすると、１基当たりのプロペラ荷重度が低減され、プロペラ効率が向上し、キャビテーション発生範囲が低減できるからである。
【０００４】
船尾に２基のプロペラを配置する例としては、オーバーラッピングプロペラ（ＯＬＰ；Ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ  Ｐｒｏｐｅｌｌｅｒｓ）の方式、インターロックプロペラの方式、及び、プロペラを左右並列する方式などがある。ＯＬＰ方式では、２基のプロペラを前後にずらして配置し、船尾から見た場合に２基のプロペラが重なるように配置する。ＯＬＰ方式を採用することで推進性能が一軸船から５〜１０％程度改善できる。また、インターロックプロペラ方式では、一方のプロペラの翼と翼との間に他方のプロペラの翼が入るように配置する。プロペラを左右並列する方式では、プロペラを船長方向の同じ位置に並べて配置する。
【０００５】
ここで、一軸船型の船尾構造（スケグ方式の船尾であり、船尾中央部分を薄くしてプロペラ軸を近づけた船尾）に２基のプロペラを配置する際のプロペラの位置関係は、船体中心線付近の遅い流れやビルジ渦のような船尾の縦渦との関係から船体中心近傍に配置することが好ましい。船尾において、通常の一軸船のプロペラの位置では船体中心線に対称な１組の内回りに回転するビルジ渦のような遅い流れの縦渦が発生する。プロペラは流れの遅い場所で効率がよくなるように設計されているため、その縦渦付近にてプロペラを回転させ、船体中心線付近の遅い流れや縦渦を回収することで、推進効率を向上させることができるからである。ＯＬＰ方式の場合では、船体中心近傍の縦渦を効率良く回収して推進性能向上が図られるよう、プロペラ回転方向は外回りが採用されることが多い。
【０００６】
例えば、特許文献１（ＷＯ２００６／０９５７７４号公報）には、一軸船型の船尾構造
にＯＬＰを採用した場合のプロペラ荷重度やキャビテーションの発生を低減させる技術が
記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００６／０９５７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ＯＬＰ方式を用いた二軸船の場合、前方プロペラの翼端で発生するチップボルテックスキャビテーション（ＴＶＣ）が後方プロペラに当たって後方プロペラ翼面上にエロージョンが発生する可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ＯＬＰ方式を用いた二軸船において、前方プロペラで発生するＴＶＣによる後方プロペラのエロージョンを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明による船舶の推進装置（１０１）は、左舷プロペラ（１２０）と、船長方向における前記左舷プロペラの前方又は後方の位置で、翼（１１５）の一部が前記左舷プロペラの翼（１２５）とオーバーラップするように設けられた右舷プロペラ（１１０）とを具備する。前記左舷プロペラと前記右舷プロペラのうち、前方に位置する前方プロペラ（１２０）は後方に位置する後方プロペラ（１１０）よりチップボルテックスキャビテーションが発生しにくい翼形状を有する。
【００１２】
上記推進装置において、前記前方プロペラの翼数は前記後方プロペラの翼数より多い。
【００１３】
上記推進装置において、前記前方プロペラの翼面積は前記後方プロペラの翼面積より大きい。
【００１４】
上記推進装置において、前記前方プロペラの翼端ピッチは前記後方プロペラの翼端ピッチより小さい。
【００１５】
上記推進装置において、前記前方プロペラの翼端（１２５ａ）近傍における翼幅（Ｗ２）は前記後方プロペラの翼端（１１５ａ）近傍における翼幅（Ｗ１）より広い。
【００１６】
上記推進装置において、前記前方プロペラのスキューはフォワードスキューであり、前記後方プロペラのスキューはバックワードスキューである。
【００１７】
上記推進装置において、前記前方プロペラの翼端（１２５ａ）にウィングレット（１２７）又は翼端板（１２８）が設けられ、前記後方プロペラの翼端（１１５ａ）にウィングレット又は翼端板のいずれも設けられない。
【００１８】
本発明による船舶（１００）は、上記推進装置を備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、前方プロペラで発生するＴＶＣによる後方プロペラのエロージョンが防止される船舶の推進装置及び船舶が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る船舶の船尾部分の底面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る船舶が備える前方プロペラ及び後方プロペラを船尾から見た図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る前方プロペラ及び後方プロペラを船尾から見た図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施形態に係る前方プロペラのピッチと後方プロペラのピッチとを比較するグラフである。
【図５】図５は、本発明の第４の実施形態に係る前方プロペラ及び後方プロペラを船尾から見た図である。
【図６】図６は、本発明の第５の実施形態に係る前方プロペラ及び後方プロペラを船尾から見た図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第６の実施形態に係る前方プロペラの翼端部分の形状の一例を示す断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第６の実施形態に係る前方プロペラの翼端部分の形状の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付図面を参照して、本発明による船舶及び推進装置を実施するための形態を以下に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る船舶１００は、ＯＬＰ方式を用いた二軸船である。船舶１００は、推進装置１０１と、舵１０５とを備える。推進装置１０１は、右舷主機１３１と、左舷主機１３２と、右舷プロペラ軸１１２と、左舷プロペラ軸１２２と、右舷プロペラ１１０と、左舷プロペラ１２０とを備える。右舷主機１３１及び左舷主機１３２は船尾船体１０３内に配置されている。右舷プロペラ１１０は複数の翼１１５を備える。左舷プロペラ１２０は複数の翼１２５を備える。右舷プロペラ１１０は、船長方向における左舷プロペラ１２０の後方の位置で、翼１１５の一部が翼１２５とオーバーラップするように設けられている（ＯＬＰ方式）。舵１０５は、右舷プロペラ１１０及び左舷プロペラ１２０の後方、船体中心線Ｃ上に設けられている。右舷プロペラ１１０は右舷プロペラ軸１１２を介して右舷主機１３１に接続される。左舷プロペラ１２０は左舷プロペラ軸１２２を介して左舷主機１３２に接続される。右舷主機１３１は右舷プロペラ１１０を回転中心線Ｓ１まわりに回転させる。左舷主機１３２は左舷プロペラ１２０を回転中心線Ｓ２まわりに回転させる。回転中心線Ｓ１は船体中心線Ｃより右側に位置し、回転中心線Ｓ２は船体中心線Ｃより左側に位置する。右舷プロペラ１１０及び左舷プロペラ１２０は外回りに回転する。すなわち、右舷プロペラ１１０は、翼１１５が船体中心線Ｃを横切るときに上向きに移動するように回転し、左舷プロペラ１２０は、翼１２５が船体中心線Ｃを横切るときに上向きに移動するように回転する。右舷プロペラ１１０のプロペラ半径Ｒ１は、回転中心線Ｓ１と翼端１１５ａとの距離に一致する。左舷プロペラ１２０のプロペラ半径Ｒ２は、回転中心船Ｓ２と翼端１２５ａとの距離に一致する。プロペラ半径Ｒ１はプロペラ半径Ｒ２と同じでもよく、異なっていてもよい。
【００２３】
以下、右舷プロペラ１１０が左舷プロペラ１２０より後方に位置する場合を説明するが、右舷プロペラ１１０と左舷プロペラ１２０の前後は逆でもよい。以下の説明では、右舷プロペラ１１０を後方プロペラ１１０と呼び、左舷プロペラ１２０を前方プロペラ１２０と呼ぶ。
【００２４】
前方プロペラ１２０と後方プロペラ１１０は翼形状が異なり、前方プロペラ１２０は後方プロペラ１１０よりチップボルテックスキャビテーション（ＴＶＣ）が発生しにくい翼形状を有している。例えば、後方プロペラ１１０の翼形状は推進効率を優先して設計される。前方プロペラ１２０の翼形状は、推進効率が多少犠牲になってもＴＶＣが発生しにくくなるように後方プロペラ１１０の翼形状を小変更することで設計される。したがって、前方プロペラ１２０で発生するＴＶＣによる後方プロペラのエロージョンが防止される。
【００２５】
図２を参照して、前方プロペラ１２０及び後方プロペラ１１０の翼形状を具体的に説明する。前方プロペラ１２０の翼１２５の枚数は後方プロペラ１１０の翼１１５の枚数より多い。したがって、前方プロペラ１２０ではＴＶＣが発生しにくく、前方プロペラ１２０で発生するＴＶＣによる後方プロペラのエロージョンが防止される。図２において、前方プロペラ１２０の回転方向１４２及び後方プロペラ１１０の回転方向１４１が外回りであることが示されている。
【００２６】
図２においては前方プロペラ１２０のスキュー及び後方プロペラ１１０のスキューの両方がバックワードスキューであるが、前方プロペラ１２０のスキュー及び後方プロペラ１１０のスキューの両方がフォワードスキューであってもよい。
【００２７】
（第２の実施形態）
図３を参照して、本発明の第２の実施形態に係る前方プロペラ１２０及び後方プロペラ１１０の翼形状を説明する。前方プロペラ１２０の翼１２５一枚の面積は後方プロペラ１１０の翼１１５一枚の面積よりも大きい。したがって、前方プロペラ１２０ではＴＶＣが発生しにくく、前方プロペラ１２０で発生するＴＶＣによる後方プロペラのエロージョンが防止される。
【００２８】
図３においては前方プロペラ１２０のスキュー及び後方プロペラ１１０のスキューの両方がバックワードスキューであるが、前方プロペラ１２０のスキュー及び後方プロペラ１１０のスキューの両方がフォワードスキューであってもよい。
【００２９】
（第３の実施形態）
図４を参照して、本発明の第３の実施形態に係る前方プロペラ１２０及び後方プロペラ１１０の翼形状を説明する。図４のグラフにおいて、横軸はプロペラの回転中心線からの無次元距離ｒ／Ｒを示し、縦軸はプロペラ翼のピッチＰを示す。曲線Ｐ１は翼１１５のピッチと無次元距離ｒ１／Ｒ１との対応関係を示し、曲線Ｐ２は翼１２５のピッチと無次元距離ｒ２／Ｒ２との対応関係を示す。ここで、記号ｒ１は回転中心線Ｓ１からの距離を示し、記号ｒ２は回転中心線Ｓ２からの距離を示す。翼端１２５ａ（ｒ２／Ｒ２＝１）におけるピッチは翼端１１５ａ（ｒ１／Ｒ１＝１）におけるピッチより小さい。したがって、前方プロペラ１２０ではＴＶＣが発生しにくく、前方プロペラ１２０で発生するＴＶＣによる後方プロペラのエロージョンが防止される。尚、翼端１２５ａにおけるピッチが翼端１１５ａにおけるピッチより小さければ、曲線Ｐ１及び曲線Ｐ２は図４に示す形状に限定されない。
【００３０】
（第４の実施形態）
図５を参照して、本発明の第４の実施形態に係る前方プロペラ１２０及び後方プロペラ１１０の翼形状を説明する。前方プロペラ１２０の翼端１２５ａ近傍における翼１２５の翼幅Ｗ２は、後方プロペラ１１０の翼端１１５ａ近傍における翼１１５の翼幅Ｗ１より広い。例えば、回転中心線Ｓ２からの距離をｒ２で表し、回転中心線Ｓ１からの距離をｒ１で表したとき、翼幅Ｗ２はｒ２／Ｒ２＝０．９５の位置における翼１２５の翼幅であり、翼幅Ｗ１はｒ１／Ｒ１＝０．９５の位置における翼１１５の翼幅である。したがって、前方プロペラ１２０ではＴＶＣが発生しにくく、前方プロペラ１２０で発生するＴＶＣによる後方プロペラのエロージョンが防止される。
【００３１】
図５においては前方プロペラ１２０のスキュー及び後方プロペラ１１０のスキューの両方がバックワードスキューであるが、前方プロペラ１２０のスキュー及び後方プロペラ１１０のスキューの両方がフォワードスキューであってもよい。
【００３２】
（第５の実施形態）
図６を参照して、本発明の第５の実施形態に係る前方プロペラ１２０及び後方プロペラ１１０の翼形状を説明する。前方プロペラ１２０のスキューはフォワードスキューであり、後方プロペラ１１０のスキューはバックワードスキューである。したがって、前方プロペラ１２０ではＴＶＣが発生しにくく、前方プロペラ１２０で発生するＴＶＣによる後方プロペラのエロージョンが防止される。
【００３３】
（第６の実施形態）
図７Ａを参照して、本発明の第６の実施形態に係る前方プロペラ１２０の翼端部分の形状の一例を説明する。前方プロペラ１２０の翼端１２５ａにウィングレット１２７が設けられている。ウィングレット１２７は、前方に向かって突き出していてもよく、後方に向かって突き出していてもよい。
【００３４】
図７Ｂを参照して、本発明の第６の実施形態に係る前方プロペラ１２０の翼端部分の形状の他の例を説明する。前方プロペラ１２０の翼端１２５ａに翼端板１２８が設けられている。
【００３５】
本実施形態においては、前方プロペラ１２０の翼端１２５ａにウィングレット１２７又は翼端板１２８が設けられるのに対し、後方プロペラ１１０の翼端１１５ａにはウィングレット又は翼端板のいずれも設けられない。したがって、前方プロペラ１２０ではＴＶＣが発生しにくく、前方プロペラ１２０で発生するＴＶＣによる後方プロペラのエロージョンが防止される。
【００３６】
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態に様々な変更を行うことが可能であり、上記実施の形態どうしを組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１００…船舶
１０１…推進装置
１０３…船尾船体
１０５…舵
１１０…右舷プロペラ
１１２…右舷プロペラ軸
１１５…翼
１１５ａ…翼端
１２０…左舷プロペラ
１２２…左舷プロペラ軸
１２５…翼
１２５ａ…翼端
１２７…ウィングレット
１２８…翼端板
１３１…右舷主機
１３２…左舷主機
１４１、１４２…回転方向
Ｃ…船体中心線
Ｓ１、Ｓ２…回転中心線
Ｒ１、Ｒ２…プロペラ半径
Ｐ１、Ｐ２…曲線
Ｗ１、Ｗ２…翼幅
【図１】
0005675264.tif 000002
【図２】
0005675264.tif 000003
【図３】
0005675264.tif 000004
【図４】
0005675264.tif 000005
【図５】
0005675264.tif 000006
【図６】
0005675264.tif 000007
【図７Ａ】
0005675264.tif 000008
【図７Ｂ】
0005675264.tif 000009