(57)【要約】  【課題】水流を後方に押し出すことによる推進装置を有する船舶において、この水流が周囲の流体を巻き込むことにより発生する推進力の低下を低減させることを課題とする。  【解決手段】船舶用推進補助装置を、船舶のスクリュープロペラ前面側もしくはウォータージェットの噴出し口前面側に形成される水流内に設けられる空気排出口と、空気排出口と大気とを連通させる連通管とから構成することで、空気排出口から、水流により生じる負圧によって水流内に空気が細かな気泡となって混合し、スクリュープロペラ等により生じる水流とこの水流の周りの水との間の負圧を緩和して、スクリュープロペラやウォータージェット噴出し口を後方に引き戻す力を抑制する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶のスクリュープロペラ前面側もしくはウォータージェットの噴出し口前面側に形成される水流内に設けられる空気排出口と、空気排出口と大気とを連通させる連通管とからなる船舶用推進補助装置。
【請求項２】
前記連通管に強制的に空気を前記空気排出口に送るエアポンプが設けられた請求項１に記載の船舶用推進補助装置。
【請求項３】
前記空気排出口は、前記水流の上縁近傍に設けられる請求項１又は２に記載の船舶用推進補助装置。
【請求項４】
前記船舶用推進補助装置はスクリュープロペラにより推進する船舶に用いられるものであって、前記空気排出口は、スクリュープロペラの中心に形成され、前記連通管は、スクリュープロペラの回転軸内を経由するものである請求項１又は２に記載の船舶用推進補助装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の船舶用推進補助装置を設けた船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船舶の推進力を補助するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の推進装置を有する船舶のほとんどは、スクリュープロペラやウォータージェットのように、船舶の後方において、水を後方に押し出すことで推進力を得ている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のような推進装置では、図５に示すようにスクリュープロペラやウォータージェット噴射口の後方に円柱状または円錐状の速い水流Ｆが形成される。そして、この水流Fの速さに比例して、周りの水との圧力差が発生するので、周りの水Ｒが水流Ｆに引きこまれるとともに吸引力Ｈが生じる。この吸引力Ｈは、スクリュープロペラやウォータージェット噴射口を後方に引き戻す力となるので、船舶の推進力を低下させていた。
また、スクリュープロペラでは、前記吸引力は、プロペラのピッチ面のみならず、背面にまで影響を与えるので、キャビテーションの発生も大きく、プロペラ性能の低下を招いたり、羽根の破損事故をもたらしたりすることもある。
本発明は、このような問題に鑑みて、水流を後方に押し出すことによる推進装置を有する船舶において、この水流が周囲の流体を巻き込むことにより発生する推進力の低下を低減させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項１に記載の発明は、船舶のスクリュープロペラ前面側もしくはウォータージェットの噴出し口前面側に形成される水流内に設けられる空気排出口と、空気排出口と大気とを連通させる連通管とからなる船舶用推進補助装置である。なお、スクリュープロペラ前面側とは、スクリュープロペラの水流が向う側であり、船舶を基準にするとスクリュープロペラ位置よりも後方側を意味し、ウォータージェットの噴出し口前面側とは、ウォータージェット噴出し口の水流が向う側であり、船舶を基準にするとウォータージェット噴出し口の位置よりも後方側を意味する。
請求項２に記載の発明は、前記船舶用推進補助装置において、前記連通管に強制的に空気を前記空気排出口に送るエアポンプが設けられたものである。
請求項３に記載の発明は、前記船舶用推進補助装置において、前記空気排出口は、前記水流の上縁近傍に設けられるものである。
請求項４に記載の発明は、前記船舶用推進補助装置において、この船舶用推進補助装置はスクリュープロペラにより推進する船舶に用いられるものであって、前記空気排出口は、スクリュープロペラの中心に形成され、前記連通管は、スクリュープロペラの回転軸内を経由するものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の船舶用推進補助装置を設けた船舶である。
【発明の効果】
【０００５】
以上のような構成により、本発明は次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明は、船舶のスクリュープロペラ前面もしくはウォータージェットの噴出し口前面に形成される水流内に設けられる空気排出口から、水流により生じる負圧によって空気が吸い込まれ、吸い込まれた空気が水流内に細かな気泡となって混合する。これにより、スクリュープロペラ等により生じる水流とこの水流の周りの水との間の負圧が緩和されるので、スクリュープロペラやウォータージェット噴出し口を後方に引き戻す力が減少し船舶の推進力の低下を抑制することができる。
請求項２に記載の発明は、空気排出口に強制的に空気を送るエアポンプを設けたので、スクリュープロペラ等の位置が、水深の深いところにあっても十分に空気を水流に供給することができる。
請求項３に記載の発明は、空気排出口を水流の上縁近傍に設けることで、連通管が水流内にほとんど存することがなくなるので、船舶の推進力を連通管が低下させることを抑制することができる。
請求項４に記載の発明は、空気排出口をスクリュープロペラの中心に形成することで、空気がスクリュープロペラの中心から供給されることとなるので、より万遍なく水流内に空気を混合することができる。
請求項５に記載の発明は、上記のような効果を有する船舶用推進補助装置を設けたので、推進力を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１に実施形態１に係る船舶用推進補助装置Ｘ1を装着した船舶Ａの後部一部破断拡大側面図を示す。
船舶補助装置Ｘ１は、スクリュープロペラＳの後ろ側（スクリュープロペラSの前面側）に作られる水流の上縁内部位置に設けられる空気排出口１０と、空気排出口１０と船上とを連通するパイプにより形成される連通管２０とから構成される。連通管２０の上部は、前方側に折り曲げられやや広くなった開口部２１を形成しており、甲板付近の高さに存する。連通管２０は、船舶の後部内部を貫通し船底から突出するように固定されている。
【０００７】
このような構造をもつ、船舶補助装置Ｘ１の作用について以下に説明する。スクリュープロペラＳが回転し、水流がスクリュープロペラＳの後方に形成されると、周りの水との間に圧力差が生じる。この圧力差により、空気排出口１０から空気が水流内に引きこまれる。水流に引きこまれた空気は、一瞬にミクロもしくはミクロに近い泡となって水流内に充満する。連通管２０は大気に開放されているので、空気は絶えることなく連続的に吸引され水流内に無数の空気の泡が混合する。この空気により負圧が低減されて周りの水流を巻き込む力を低下させることができる。これにより、スクリュープロペラＳを後方に吸引する力を減少させて、キャビテーションの発生も抑制することができる。
なお、停船時には、連通管２０において水面の高さまで水が充満するが、連通管２０内の水は、スクリュープロペラＳによる水流で生じる負圧に引かれて空気排出口１０から排出されるので問題はない。
【０００８】
本実施形態では、スクリュープロペラＳを推進装置とする船舶Ａに船舶用推進補助装置Ｘ１を利用しているが、推進装置としてウォータージェットにより推進する船舶に利用することも可能である。図２に船舶用推進補助装置Ｘ１を装着したウォータージェットを推進力とする船舶Ｂの後部拡大側面図を示す。図２では、船舶用推進補助装置Ｘ１の連通管２０は、船舶を貫通することに代えて、船舶の船尾面に固定されており、ウォータージェットの噴出し口Ｊの後ろ側（噴出し口Jの前面側）に空気排出口１０が設置される。船舶Ｂにおいても船舶用推進補助装置Ｘ１は上記と同様の作用効果を奏する。
【０００９】
（実施形態２）
図３に実施形態２に係る船舶用推進補助装置Ｘ２を装着した船舶Ｃの後部一部破断拡大側面図を示す。船舶ＣはスクリュープロペラＳの外径が１ｍを越える大型船である。船舶用推進補助装置Ｘ２は、第一空気排出口３０と第一連通管４０、第一連通管４０内部に同軸上に設けられる第一連通管４０の内径よりも外径の小さい第二連通管６０、第二連通管６０の下端に設けられる第二空気排出口５０、第二連通管６０の上端側に設けられるエアポンプ６１とから構成される。
第一空気排出口３０及び第二空気排出口５０は、スクリュープロペラＳの後ろ側（スクリュープロペラSの前面側）に作られる水流の上縁内部位置に設けられる。第一連通管４０は船底を貫通して甲板近傍に上端が位置するように固定されている。第二連通管６０は、上端が第一連通管４０の上端から突出し、途中で側方に曲がり、曲がった位置においてエアポンプ６１と連結されている。
【００１０】
このような構成を有する船舶用推進補助装置Ｘ２も、作用効果は実施形態１に係る船舶用推進補助装置Ｘ１と同様であり、第一空気排出口３０及び第二空気排出口５０から水流に空気を混合させることで、スクリュープロペラＳを後方に引く力を低減することができる。そして、さらにエアポンプ６１により強制的に空気を第２空気排出口５０に送ることができるので、スクリュープロペラＳまでの推進の深い大型船舶では、よりスムーズに空気を深い位置に送ることができる。
【００１１】
（実施形態３）
図４に実施形態３に係る船舶用推進補助装置Ｘ３を装着した船舶Ｄの後部一部破断拡大側面図を示す。船舶推進補助装置Ｘ３は、空気排出口７０、連通管８０とから構成される。空気排出口７０は、船舶ＤのスクリュープロペラＳａの中心に設けられる円形の穴により形成される。連通管８０は、スクリュープロペラＳａの回動軸Ｓａ１の中心を通る水平部分８１と、水平部分８０に連結する垂直部分８２とから構成される。水平部分８１は、空気排出口７０からスクリュープロペラＳａの回動軸Ｓａ１の途中部分にまで至る中空のパイプ状部分であり、後端に、内部と連通する複数の穴が設けられている。垂直部分８２は、この複数の穴が設けられている部分を覆うように回動軸Ｓａ１を回動可能に軸支する連結ボックス８２ａにより水平部分８１と連結している。連結ボックス８２ａの回動軸Ｓａ１に沿った両端は封止されているとともに、内部は空洞になっており、この空洞部分が垂直部分８２を構成するパイプの内部と連通している。垂直部分８２の上端は甲板近傍に位置し、前方側に折り曲げられやや広くなった開口部８２ｂを形成している。このような構成によりスクリュープロペラＳａの回動軸Ｓａ１が回転しても、常に空気排出口７０は、連結管８０の開口部８２ａと連通することとなる。
【００１２】
この船舶推進補助装置Ｘ３の作用効果も実施形態１に係る船舶推進補助装置Ｘ１とほぼ同様であるが、空気排出口７０がスクリューＳａの中心に位置するので、空気を水流の下端側までより行き渡らせることが可能となる。なお、船舶用推進補助装置Ｘ３においては、連結管８０にエアポンプを設けるようにしてもよい。
【００１３】
また、上記各実施形態では、連通管を常に開放する構成としているが、連通管の流路を一部開閉可能とし、減速時や停船時には、連通管の流路を閉じるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係る船舶用推進補助装置を装着した船舶の後部一部破断拡大側面図である。
【図２】実施形態１に係る船舶用推進補助装置を装着したウォータージェットを推進力とする船舶の後部拡大側面図である。
【図３】実施形態２に係る船舶用推進補助装置を装着した船舶の後部一部破断拡大側面図である。
【図４】実施形態３に係る船舶用推進補助装置を装着した船舶の後部一部破断拡大側面図である。
【図５】船舶のスクリュープロペラの推進力が低下することを模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００１５】
Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3  船舶用推進補助装置
Ａ、Ｂ、Ｃ、D  船舶
Ｓ、Ｓａ  スクリュープロペラ
Ｓa1  スクリュープロペラ回動軸
Ｊ    ウォータージェット噴出口
１０、３０、５０、７０  空気排出口
２０、４０、６０、８０  連通管
６１  エアポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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