(57)【要約】【課題】  今までの回転数は、最適プロペラ直径Ｄと計画喫水（ｄ）とすれば、Ｄ／ｄは約５０％〜５９％以下の範囲におさまる船体を設計してきた。本考案は低回転にすることで、プロペラ推進効率を高めて、馬力節減を狙った低回転プロペラ装備船を提供する。【解決手段】  今までの船体とプロペラを装備した船型を低回転プロペラにすることによって、大直径プロペラに変え、そのプロペラを装備可能な船体にすることにより、プロペラ効率を向上させた。船の推進性能を向上させることで馬力節減を行い、本考案により今までの船体より馬力は４％〜６％低下できた。この値が省エネ効果を達成した。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
船舶の船尾に装備する低回転プロペラ装備船において、プロペラ回転数が８０〜１２０ｒｐｍで採用されているプロペラ直径Ｄ１を１５％から２５％大きくした最適プロペラ直径をＤとし、かつ、前記最適プロペラ直径Ｄ直上の船尾プロファイルとのクリアランスを前記最適プロペラ直径Ｄの２５％以上にし、前記最適プロペラ直径Ｄの０．３５Ｄ位置のプロペラ前縁と、船尾プロファイルとのクリアランスを前記最適プロペラ直径Ｄの３５％以上としたことを特徴とする低回転プロペラ装備船。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は船舶の推進性能を向上させるための低回転プロペラ装備船に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  船舶の船速や燃費を高めるには、その推進性能の向上が求められる。今日までの船体に装備した船体付加物や舵に装備したラダーフィンによりプロペラの回転によって生じる回転流のエネルギーを回収して推力に変換することで船舶の推進効率を向上させる装置がほとんどである。【０００３】  主機の選定にあってはエンジンメーカーが設定する型式において船速一定となる回転数を変化させ、その回転数に対応する馬力を求めるディレーテング作業を行ってきた。しかし、このディレーテング作業の回転数の変化の範囲が最適プロペラ直径Ｄと計画喫水ｄとすればＤ／ｄは約５０％〜５９％以下の範囲におさまる船尾形状で行われてきた。即ち、回転数はかなり高めで小範囲のディレーテイグ作業のものが多かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【実用新案文献１】
実用新案登録第３１３４４６４号公報
【実用新案文献２】
実用新案登録第３０７４０５９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】  今までのディレーテイング作業の回転数の変化の範囲は狭く、しかも低い回転数の数値が高いため大直径に適用出来る作業が行われていない。【０００６】  このため低回転による大直径プロペラを装備してプロペラ効率を向上させ、この手法での船の推進性能を上げることで馬力節減を行う作業が充分出来ていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本考案は、船舶の船尾に装備する低回転プロペラ装備船において、プロペラ回転数が８０〜１２０ｒｐｍで採用されているプロペラ直径Ｄ１を、１５％から２５％大きくした最適プロペラ直径をＤとし、かつ、前記最適プロペラ直径Ｄ直上の船尾プロファイルとのクリアランスを前記最適プロペラ直径Ｄの２５％以上にし、前記最適プロペラ直径Ｄの０．３５Ｄ位置のプロペラ前縁と、船尾プロファイルとのクリアランスを前記最適プロペラ直径Ｄの３５％以上としたことを特徴とする低回転プロペラ装備船である。【０００８】  本考案は、プロペラ直径を大きくし、このプロペラクリアランスＣ１、Ｃ２を確保して、今までのプロペラの起振力・船体振動を充分配慮した船型とすることが可能となり、船の推進性能を向上させることが出来た。【０００９】  今までの船型より船尾プロフャイルはカットアップされたものとなるため船尾水線の後端部の角度に注意を払うことが重要となる。【００１０】  この低回転プロペラを装備することでプロペラ効率は向上する。これによって推進性能の改善が図られ推進効率は向上し、馬力節減を可能にした。この推進効率の向上はプロペラ回転数の低下と反比例する。
【考案の効果】
【００１１】  起振力・船体振動にも充分配慮して、上記構成としたことにより、今までより最適大直径にしてプロペラ回転数を低減しプロペラ効率を向上させ、船の推進性能を上げることで馬力節減を行う省エネ型低回転プロペラ装備船である。【００１２】  今までの設計設定値よりプロペラ回転数を２０％〜４０％低下させ、最も厳しい条件ではその船がもつ最大出力にてプロペラ回転数を５０〜６０ｒｐｍに設定させると馬力節減は約４％〜６％得られる低回転プロペラ装備船である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案に係わる船尾線図の側面図
【図２】本考案に係わる船尾線図の正面図
【図３】回転数ベースによる馬力とプロペラ直径の関係図
【図４】水槽試験の変化図
【図５】船速〜馬力曲線図
【考案を実施するための形態】
【００１４】  以下本考案に係わる低回転プロペラ装備船について図面を用いて説明する。
船舶の船尾に装備する低回転プロペラ装備船において、プロペラ回転数を低回転にすることで今までのプロペラ直径を１５％から２５％大きくして、かつ、プロペラ直上の船尾プロファイルとのクリアランスＣ１を最適プロペラ直径Ｄの２５％以上にし、最適プロペラ直径Ｄの０．３５Ｄ位置のプロペラ前縁と、船尾プロファイルとのクリアランスＣ２を最適プロペラ直径Ｄの３５％以上としたことを特徴とする低回転プロペラ装備船である。プロペラ直上の船尾プロファイルとのクリアランスＣ１を最適プロペラ直径Ｄの２５％以上とすることにより、プロペラ起振力と船体振動を低減でき、プロペラ前縁と、船尾プロファイルとのクリアランスＣ２を最適プロペラ直径Ｄの３５％以上とすることにより、推力が最も向上し、図４に図示するように、自航要素の１−Ｔの値が大きくなった。
図１は本考案に係わる船尾線図の側面図、図２は船尾線図の正面図で、図１と図２の形状は今までの線図と本考案線図各々対応したものとなっている。図１の船尾プロフャイルで最適プロペラ直径Ｄが大きくなり点線で図示の船尾船体１が、実線で図示の船尾船体１’になることを示す。図３は本考案での船速を同じにしたときのプロペラ回転数の変化で馬力と最適プロペラ直径がどのように変化するかを示した図で、プロペラ回転数が高いと馬力は高く、プロペラ直径は小さくなる。プロペラ回転数を低回転にすれば、これが逆になる様子を示している。図４と図５は今までと本考案の性能を比較した図である。図４は水槽試験での抵抗・自航要素の変化図で、今までよりも本考案によりプロペラ効率（ηｐ）が大きくなることを示している。図５は省エネ効果を船速〜馬力曲線で表示した図で、本考案により同一馬力であれば、今までよりも船速が上がり、同一船速なら馬力は低下することを示している。
【００１５】  図１に実線で図示する本考案の低回転プロペラ装備船は、本考案の船尾船体１’とプロペラ２’が装備され、プロペラ２’の後に位置する舵４が設けられている。点線で図示する今までの船体のプロペラ２と船尾船体１は、最適プロペラ直径Ｄと計画喫水ｄの関係が、Ｄ／ｄは約５０％〜５９％であった。本考案の低回転プロペラ装備船は、プロペラ直径が今までよりも大直径を装備し、プロペラ効率を向上させるもので、実線で図示する本考案のプロペラ２’を装備することで船尾船体１’がプロペラ直上で、点線で図示する今までの船体よりカットアップされたものとなった。
【００１６】  実線で図示する本考案の船尾船体１’は、その船尾プロフャイルにおいてプロペラ直上は最適プロペラ直径Ｄの２５％以上のクリアランスＣ１で、プロペラ前方は最適プロペラ直径Ｄの３５％以上のクリアランスＣ２を確保した低回転プロペラ装備船である。
【実施例】
【００１７】  今までのプロペラ回転数は主機メーカーが設定する型式内におさまる比較的高い範囲（８０〜１２０ｒｐｍ）や最適プロペラ直径Ｄと計画喫水ｄとすればＤ／ｄは約５０〜５９％以下のゾーンにおさまる回転数を設定してきた。本考案はエンジンメーカーが設定する型式を超越した低い回転数も採用することでプロペラ直径を大きくし、プロペラ推進効率を上げることで船の推進性能を向上させるものである。【００１８】  図３はプロペラ回転数を低下させると最適な最適プロペラ直径Ｄは大きくなる状況を示す。図１に点線で図示する今までのプロペラ直径よりも、実線で図示する本考案の最適プロペラ直径Ｄは１５％から２５％大きくすると、馬力は４％〜６％低下する。この値が省エネ効果であり本考案の目的とするものである。【００１９】  図４は水槽試験の抵抗・自航要素の内容を示したものである。このデータはプロペラ回転数を今までのプロペラ回転数９０ｒｐｍから約２０％低下したプロペラ回転数７０ｒｐｍとしたものであり、その変化の様子をわかりやすく下記に述べた。又このデータを基に速力計算を行うと図５のような結果を求めることができる。
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【００２０】  プロペラ直径を１５％以下にすればプロペラ推進効率の効果は少なく、逆にプロペラ直径を２５％以上にすると船尾船体形状にプロペラが収まりにくい。軽か状態でもプロペラは沈まなくてはならず、そのため軽か状態での排水量が重くなるなどの不具合が発生する。そのような条件を考慮して本考案は今までのプロペラ直径を１５％〜２５％大きくすることにした。【００２１】  図５は水槽試験結果を使用して馬力計算を行った今までと、本考案の比較結果を示し、比較した馬力の差が本考案の省エネ効果を示している。
【産業上の利用可能性】  本考案に係る低回転プロペラ装備船は低速船・中速船（例えば航海速力が１３ノットから１６ノットで航海する比較的遅い船）の肥大船をベースとした船舶に適用することができる。
【符号の説明】
【００２２】１：今までの船体（点線）
１’：本考案の船体（実線）
２：今までのプロペラ（点線）
２’：本考案のプロペラ（実線）
３：今までの軸心（細い一点鎖線）
３’：本考案の軸心（太い一点鎖線）
４：舵本体
Ｄ：最適プロペラ直径
Ｄ１：今までのプロペラ直径
Ａ．Ｐ：後部垂線
Ｃ１：直上のクリアランス
Ｃ２：前方のクリアランス
Ｏｒｄ．１／２：オーデネイト１／２断面
Ｏｒｄ．１：オーデネイト１断面
Ｂ．Ｌ：基線
Ｃ．Ｌ：船体中心線
【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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