(57)【要約】  推進構成は、水平な喫水線（ＷＬ）と中心線（ＣＬ）とを有する船体（１００）を備える船舶の船尾に位置付けられた少なくとも１つの推進装置（１０）を備える。少なくとも１つの推進装置（１０）は、船体に取り付けられた中空の支持構造体（１１）と、支持構造体に取り付けられている空洞部（１２）と、空洞部（１２）の内部にある電気モータ（１３）と、空洞部（１２）の前端にあり、シャフトによって電気モータ（１３）に連結されているスクリュー（１５）と、空洞部（１２）の後端にある回動可能に支持された舵（１６）とを備える。空洞部（２２）の前端が喫水線（ＷＬ）に関して空洞部（２２）の後端よりも低くなるように、少なくとも１つの推進装置（１０）は、シャフト線（ＳＬ）が喫水線（ＷＬ）に対して１から８度の範囲の垂直方向傾斜角度（α）を形成するように取り付けられる。
2014516865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平な喫水線（ＷＬ）と中心線（ＣＬ）を有する船体（１００）を備える船舶の推進構成であって、
前記船体（１００）の船尾に位置付けられる少なくとも１つの固定されている第１の推進装置（１０、２０）を備え、
前記少なくとも１つの推進装置（１０、２０）は、
前記船体（１００）に取り付けられている中空の支持構造体（１１）と、
前端と後端とを有し、前記支持構造体（１１）に取り付けられている空洞部（１２）と、
前記空洞部（１２）の内部にある電気モータ（１３）と、
第１の端部と第２の端部とを有し、シャフト（１４）の第１の端部は前記電気モータ（１３）に連結されており、シャフト（１４）の第２の端部は前記空洞部（１２）の前記前端から突出してスクリュー（１５）に連結され、シャフト（１４）の中心軸がシャフト線（ＳＬ）を形成する、シャフト（１４）と、
前記空洞部（１２）の前記後端にある回動可能に支持された舵（１６）と
を備え、
前記空洞部（２２）の前記前端が前記喫水線（ＷＬ）に関して前記空洞部（２２）の前記後端よりも低くなるように、前記少なくとも１つの推進装置（１０、２０）は、前記シャフト線（ＳＬ）が前記喫水線（ＷＬ）に対して１から８度の範囲の垂直方向傾斜角度（α）を形成するように取り付けられることを特徴とする、推進構成。
【請求項２】
前記推進構成は、前記船舶の前記船尾で、前記船舶の前記船体（１００）の前記中心線（ＣＬ）の両側において並んで位置付けられる２つの固定された推進装置（１０、２０）を備え、前記推進装置（１０、２０）の各々は、
前記空洞部（２２）の前記前端が前記喫水線（ＷＬ）に関して前記空洞部（２２）の前記後端よりも低くなるように、前記シャフト線（ＳＬ）は前記喫水線（ＷＬ）に対して１から８度の範囲の垂直方向傾斜角度（α）を形成するように、かつ、
前記空洞部（２２）の前記前端が前記中心線（ＣＬ）から遠ざかるように傾斜され、前記空洞部（２２）の前記後端が前記中心線（ＣＬ）に向かうように傾斜されるように、前記シャフト線（ＳＬ）は前記船舶の前記船体（１００）の前記中心線（ＣＬ）に対して０．５から６度の範囲で水平方向傾斜角度（β）を形成するように
取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の推進構成。
【請求項３】
前記船舶は、巡洋艦、石油もしくは液化天然ガス輸送タンカー、車両輸送船、コンテナ船またはフェリーであることを特徴とする、請求項１または２に記載の推進構成。
【請求項４】
前記少なくとも１つの推進装置（１０、２０）の出力は少なくとも１ＭＷであることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の推進構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部による船舶の推進構成に関する。
【０００２】
この構成は、船舶の船尾で位置付けられる少なくとも１つの推進装置が設けられる船舶で用いられるように意図されている。この船舶は、船舶の船尾に位置付けられる１つだけの推進装置、または、船舶の船体の中心線の両側において船舶の船尾に位置付けられる２つの平行な推進装置のいずれかを有してもよい。推進装置は、例えば、巡洋艦、石油または液化天然ガス輸送タンカー、車両輸送船、コンテナ船およびフェリーといった大型の船舶で特に用いられる。
【背景技術】
【０００３】
ＷＯ公開９８／５４０５２には、双スクリューおよび双シリング舵の船舶、つまり、各スクリューに対してそれぞれ舵がある船舶が開示されている。各舵は、それぞれのシャフトによって回動可能に取り付けられており、球形のノーズ部と、くびれた中間部と、広がった尾部とを備えている。広がった尾部同士は、実質的に各舵の内側、すなわち、組み合わされた他方の舵を向く側においてのみ外向きに広がっている。各舵は、外側よりも内側においてはるかに広大な上方板材と下方板材とを備えており、それら板材はそれぞれのスクリューから流線的に並べられており、下方板材は内側において下方に向かって角度の付けられた部分を有している。それら舵は、船体の中心線に対してある種のトーアウトの角度を形成するように思われる。
【０００４】
米国特許第７，０３３，２３４号には、船の底から下方に延びる水中筺体を具備する２つの個別に操舵可能な駆動装置を備えたＶ字形の底とされた滑走艇を操舵するための方法が開示されている。真っ直ぐに滑走速度で進行するとき、水中の筺体は、いわゆるトーインの角度に設定される。つまり、水中の筺体は、船の中心線に対して同じ大きさで反対方向の角度で互いに向かって傾斜される。船を旋回させるときは、内側の駆動装置が外側の駆動装置よりも大きな操舵角度に設定される。
【０００５】
特開２００６００７９３７には、船舶の船尾に位置付けられた互いに反対に回転するスクリューを具備する２つのポッドを備えた船舶の構成が開示されている。第１のポッドは、第１の実施形態では、シャフト線が上向きに傾斜されるようにスケグ内に固定して取り付けられている。第２のポッドは水平軸線によりステアリングテーブルに取り付けられており、ステアリングテーブルは、垂直軸線の周りを回転し、油圧シリンダによって昇降させることができる。第２のポッドのシャフト線は、第１のポッドの軸線と一直線とされている。第１のポッドの後端は、第２の実施形態では、水平軸線でスケグに取り付けられており、第１のポッドの前端は垂直なシリンダに取り付けられている。したがって、第１のポッドの傾斜はシリンダで調整させることができる。両ポッドは、第３の実施形態では、共通のフレームの両端に取り付けられており、そのフレームは、水平軸線の中間部からステアリングテーブルまで支持され、そのステアリングテーブルは、垂直軸線の周りを回転し、油圧シリンダによって昇降させることができる。この構成では別体の舵はなく、船舶の操舵は、船舶の駆動方向において第１のポッドの後方に位置付けられた第２のポッドだけを垂直軸線の周りに回転させるか、または、両方のポッドを垂直軸線の周りに回転させるかによって行われる。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、船舶の従来技術の推進構成を改良することである。
【０００７】
本発明による推進構成は、請求項１の特徴とされる部分の機能によって特徴付けられる。
【０００８】
推進構成は、船舶の船尾に位置付けられた少なくとも１つの推進装置を備える。船舶は、水平な喫水線を有する船体を備える。少なくとも１つの推進装置は、船体に取り付けられた中空の支持構造体と、支持構造体に取り付けられている空洞部と、空洞部の内部にある電気モータと、空洞部の前端にあり、シャフトによって電気モータに連結されているスクリューと、空洞部の後端にある回動可能に支持された舵とを備える。
【０００９】
少なくとも１つの推進装置は、本発明によれば、空洞部の前端が喫水線に関して空洞部の後端よりも低くなるように、シャフト線が喫水線に対して１から８度の範囲の垂直方向傾斜角度を形成するように取り付けられる。
【００１０】
少なくとも１つの推進装置の垂直方向傾斜角度はスクリューへの水の流入角を改善し、これはスクリューの効率を改善する。
【００１１】
また、少なくとも１つの推進装置の垂直方向傾斜角度は、スクリューへの改善された流入角がキャビテーションを低減するため、キャビテーションによる船舶の船体の騒音と振動とを低減もする。
【００１２】
少なくとも１つの推進装置の垂直方向傾斜角度は、シャフト線の振動と力とを低減もする。これは、スクリューへの水の流入角が改善されたとき、スクリューに作用する非対称の力がより少ないということのためである。低減された負荷および振動は、シャフトの軸受の寿命を延ばすことになるとともに、これらの振動や力によって影響される他の部品の寿命も延ばすことになる。
【００１３】
本発明は、船舶の船尾で、船舶の中心線の両側において並んで位置付けられる２つの推進装置を有する船舶で有利に用いることができる。各推進装置は、船体の中心線に対して０．５から６度の範囲の水平方向傾斜角度を形成するトーアウトの位置で取り付けられるのが有利である。したがって、空洞部の前端が船舶の船体の中心線から遠ざかるように傾斜され、空洞部の後端が船舶の船体の中心線に向かうように傾斜される。
【００１４】
推進装置のこのトーアウトの構成は、スクリューの効率をさらに改善し、船舶の船体の騒音と振動とをさらに低減することになる。
【００１５】
本発明は、例えば、巡洋艦、石油または液化天然ガス輸送タンカー、車両輸送船、コンテナ船およびフェリーといった、船舶の船尾で少なくとも１つの推進装置が設けられる大型の船舶で用いることができる。このような大型の船舶での推進装置の出力は、少なくとも１ＭＷの水準である。
【００１６】
本発明のいくつかの具体的な実施形態が、添付の図を参照しつつ詳細に以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来技術の推進構成を示す図。
【図２】本発明による推進構成の一実施形態を示す図。
【図３】本発明による推進構成の別の実施形態の側面図。
【図４】本発明による推進構成のさらに別の実施形態の上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、従来技術の推進構成を示している。この構成は、船舶の船尾に位置付けられた推進装置１０を備える。推進装置１０は、支持構造体１１と、空洞部１２と、電気モータ１３と、シャフト１４と、スクリュー１５と、舵１６とを備えている。空洞部１２は、中空の支持構造体１１で、船舶の船体１００に連結されている。シャフト１４は、電気モータ１３に連結されている第１の端部と、空洞部１２の前端から突出してスクリュー１５に連結されている第２の端部とを有している。したがって、スクリュー１５は、空洞部１２の前端に位置付けられている。電気モータ１３は、誘導電動機または同期電動機であってもよい。推進装置１０は、支持構造体１２によって船舶の船体１００に固定されている。これは、スクリュー１５が船舶の船体１００に対して固定された位置に常にあり続けることを意味する。舵１６は、空洞部１２の後端に位置付けられている。舵１６は、軸線１７により、船体１００と空洞室１２とに回動可能に連結されている。舵１６は、支持構造体１１および空洞部１２と滑らかに続く形状となるように形成されている。舵１６の下方部は、空洞部１２の下方へと少し延び出している。図に示していない操舵装置が、航海船橋からの命令に基づいて、舵１６を回転させる。また、図は船舶の駆動方向Ｓも示している。
【００１９】
シャフト１４は、推進装置１０のシャフト線ＳＬを形成している。シャフト線ＳＬおよび喫水線ＷＬは平行であり、これは、それらの間の角度αが０度であることを意味している。舵１６の軸線１７とシャフト線ＳＬとの間の角度、つまり、角度γは９０度である。舵１６の軸線１７と喫水線ＷＬとの間の角度、つまり、角度δも９０度である。
【００２０】
さらに、図１は、推進装置１０へと流れる水の流線Ｆも示している。図から、流線Ｆは最適な角度で推進装置１０のスクリュー１５に入っていないことを見て取ることができる。これは、スクリュー１５の流体力学的効率を低下させている。
【００２１】
図２は、本発明による推進構成の一実施形態を示している。推進装置１０は、図１に示す推進装置に対応するようになっている。図１に示す構成と比較した違いは、推進装置１０のシャフト線ＳＬが喫水線ＷＬに対して垂直方向傾斜角度αを形成していることである。これは、空洞部１２の前端が喫水線ＷＬに関して空洞部１２の後端よりも低くなっていることを意味している。スクリュー１５に入る水の流れＦの角度は、推進装置１０が垂直方向で傾斜されている場合に改善されることになる。これは、スクリュー１５の流体力学的効率が改善されることになることを意味している。舵１６の軸線１７と喫水線ＷＬとの間の角度、つまり、角度δは、図１に示すようになおも９０度である。しかしながら、舵１６の軸線１７とシャフト線ＳＬとの間の角度、つまり、角度γは、この実施形態では、推進装置１０の垂直方向の傾斜のため、９０度未満となっている。また、図は船舶の推進方向Ｓも示している。
【００２２】
図３は、本発明による推進構成の別の実施形態を示している。この構成は、図２の構成に対応するようになっている。つまり、推進装置１０は、喫水線ＷＬに対して角度αで傾斜されている。違いは、舵１６の構成にある。舵１６の軸線１７とシャフト線ＳＬとの間の角度、つまり、角度γは、図１の状況に対応するこの実施形態において９０度となっている。これは、舵１６の軸線１７が喫水線ＷＬに対して傾斜されている、つまり、角度δが９０度を超えていることを意味している。舵１６の軸線１７がシャフト線ＳＬと直角を形成している構成は、スクリュー１５によって発生される流れについては有利である。また、図は船舶の推進方向Ｓも示している。
【００２３】
図４は、本発明による推進構成のさらに別の実施形態の上面図を示している。船舶の前記船尾で、船体１００の中心線ＣＬのそれぞれの側において並んで位置付けられた２つの推進装置１０、２０がある。各推進装置１０、２０は、支持構造体によって船舶の船体１００に連結されている空洞部１２、２２を備えており、空洞部１２、２２の前端に位置付けられたスクリュー１５、２５は、空洞部１２、２２に配置された電気モータ１３、２３によって駆動される。さらに、舵１６、２６が、空洞部１２、２２の後端に位置付けられている。各推進装置１０、２０は、図２または図３に示す推進装置のいずれかに対応してもよい。これは、各推進装置１０、２０が、図２および図３に示すように、喫水線ＷＬに対して角度αで垂直方向に傾斜されていることを意味している。舵１６、２６の構成は、図２に示すもの、または、図３に示すもののいずれであってもよい。また、図は船舶の推進方向Ｓも示している。
【００２４】
本実施形態では推進装置１０、２０のそれぞれのシャフト線ＳＬは、船舶の船体１００の中心線ＣＬに対してトーアウトの位置で配置されている。シャフト線ＳＬは、シャフト線ＳＬ同士が船舶の船体の中心線ＣＬ上の点であって船舶の後方に位置付けられる点において交差するように、船舶の船体１００の中心線ＣＬと水平方向傾斜角度βを形成している。空洞部１２、２２の前端は、船舶の船体１００の中心線ＣＬに対して外向きに傾斜されており（トーアウトの位置）、また、空洞部１２、２２の後端は船舶の船体１００の中心線ＣＬに対して内向きに傾斜されている。トーアウト角度βは、０．５から６度の範囲にある。また、図は、液化天然ガス（ＬＮＧ）を積荷するための貨物タンカー２００を示している。
【００２５】
推進装置１０、２０のこのトーアウトの構成は、スクリュー１５、２５への水の流入角をさらに改善することになる。このトーアウトの構成は、効率を改善し、船体とシャフトとの振動を低減することになる。
【００２６】
図２に示す実施形態の効率は、図３に示す実施形態の効率とおそらく同じである。船舶の操舵性は、図３に示す実施形態と比較すると、図２に示す実施形態では若干良いかもしれない。図３に示す実施形態は、一方、加工性の観点において優れているかもしれない。傾斜角度αとしての製品アーキテクチャは、製品の取付角度で調整されされるが、各プロジェクトで製品自体を変更する必要がない。一方、製品は、図２に示す構成によれば、例えば４度の所定の垂直方向傾斜角度αを有することができ、そのため、全体の垂直方向傾斜角度αを６度とすべき状況における残りの例えば２度は、図３に示す構成により達成されることになる。
【００２７】
垂直方向傾斜角度αと、水平方向傾斜角度β、つまりトーアウト角度とは、各船舶または船舶の系列に対して個別に決定される必要がある。垂直方向傾斜角度αおよび水平方向傾斜角度βの最適化は、各船舶または船舶の系列についてのモデル試験に基づいて行われる。最適化は、垂直方向傾斜角度αと水平方向傾斜角度βとについて個別に行われる。最適化の目標は、燃料消費を最小にすること、つまり、効率を増加することである。最良の効率は、通常、スクリューへの水の流入が真っ直ぐである場合に達成される。
【００２８】
少なくとも１つの発電機（図には示していない）が船舶の船体１００内に設けられており、電気回路網（図には示していない）を介して推進装置１０、２０の電気モータ１３、２３に電力を供給する。
【００２９】
別体の舵２６は、図では、船体１００と推進装置２０の空洞部２２とにおいて回動可能に支持されている。舵２６は、船体１００および／または推進装置２０において回動可能に支持されてもよい。したがって、舵２６は、中空の支持構造体２１、または船体１００および中空の支持構造体２１、または船体１００および空洞部２２、または空洞部２１および中空の支持構造体２１のみにおいて回動可能に支持することができる。
【００３０】
上記の本発明の実施形態の例は、本発明の範囲をこれらの実施形態だけに限定するようには意図されていない。いくつかの変形形態を、特許請求の範囲内において、本発明に対して行うことは可能である。
【図１】
2014516865.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2014516865.tif 000007
2014516865.tif 000008
2014516865.tif 000009