(57)【要約】【課題】従来のポッド推進装置において、船舶の推進に対する抵抗成分を減少させるとともに推力の一部が得られるコントラポッド推進装置を提供すること。【解決手段】コントラポッド推進装置において、同コントラポッド推進装置のポッド部に複数の翼を周囲のプロペラ水流に対して所定の迎角を持つように配置することにより、この翼によって揚力を発生させ、船舶の進行方向に対して、前進方向への推進力を生じさせるようにした。【選択図】        図１
2004249874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体船尾の船底部に回動可能に装備されかつ前記船底部から垂直方向に配置された舵を兼ねる支柱と、前記支柱の下端に装備されたプロペラを含むポッドとを備えたポッド推進装置において、
前記ポッドの左右の舷側に周囲のプロペラ流に対して所定の角度で迎角に形成される翼（フィン）を設けてなることを特徴とするコントラポッド推進装置。
【請求項２】
前記翼は、一面が緩やかなカーブを有し、他面が前記一面に比し平らなラインを有する断面形状で構成される形状を呈してなる翼形状に形成したことを特徴とする請求項１記載のコントラポッド推進装置。
【請求項３】
前記翼は、前記ポッドの全周に所定の間隔で複数枚の翼を設けたことを特徴とする請求項１記載のコントラポッド推進装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船体船尾の船底部に回動可能に装備されかつ前記船底部から垂直方向に配置された舵を兼ねる支柱の下端に装備されたプロペラを備えたポッド推進装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のポッド推進装置としては、船体船尾の船底部に回動可能に装備されかつ前記船底部から垂直方向に配置された舵を兼ねる支柱と、前記支柱の下端に装備されたプロペラを含むポッドとを備えたものが知られている（特許文献参照）。
【特許文献】特願２００２−０４１１２４号の明細書添付の図１２参照
図４は、この種の従来のポッド推進装置の概略を示す側面図である。この図４において、ポッド推進装置１０１は、船体１０３の船尾の船底部１０５に回動可能に装備されかつ前記船底部１０５から垂直方向に配置された舵を兼ねる支柱１０７と、前記支柱１０７の下端に装備されたプロペラ１０９を含むポッド１１１とを備えたものである。
【０００３】
なお、ポッド１１１には電動モーター（図示せず）が内蔵されており、この電動モーターによってプロペラ１０９が回転するようになっている。また、船尾の船底部１０５の内部には、操舵装置（図示せず）が設けられており、これら装置によって舵を兼ねる支柱１０７を最大３６０度回転できるようにしてある。
図４において、ポッド推進装置１０１のプロペラ１０９は、図４に示す位置にあるものとすると、同図右側が船体前方で、同図左側が船体後方になる。
この種の従来のポッド推進装置１０１は、舵を兼ねる支柱１０７の翼形状は、中心線Ａ−Ａに対して対称の翼断面形状に形成されており、また、ポッド推進装置１０１自体も水からの抵抗を受けないように表面が曲面で形成された流線型の楕円形状としている。
【０００４】
このようなポッド推進装置１０１におけるそのプロペラ１０９によって形成される流体の流れ（以下、プロペラ流Ｖ１という）について説明する。
図５は、この種の従来のポッド推進装置１０１のプロペラ流Ｖ１を示す図であり、この図５からも分かるように、前記プロペラ１０９は、船体後方から見て時計廻りに回転しており、しかも、プロペラ１０９の後方にポッド推進装置１０１が位置しているので、ポッド１１１周囲に発生するプロペラ流Ｖ１は、図５に示されるように、回転流となってポッド推進装置１０１の表面を螺旋状に流れることとなる。
【０００５】
すなわち、ポッド推進装置の１０１の右舷側では、上から下後方へ斜めに流れる螺旋状の水流が発生し、ポッド推進装置１０１の下側では右から左後方へ斜めに流れ、同ポッド推進装置１０１の左舷側では下から上後方へ斜めに流れる螺旋状の水流が発生することとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなポッド推進装置１０１の表面に螺旋状に流れるプロペラ流Ｖ１は、図５に示されるように、ポッド推進装置１０１にまとわりつくように流れるため、この水流によってスラストが減少、トルクの増加をもたらし、航行効率の低減を招いていた。
本発明は、上述した欠点を解消し、船舶の推進に対する推進効率を向上させるとともに、逆に幾分かの推力も得られるコントラポッド推進装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願発明は、コントラポッド推進装置において、同コントラポッド推進装置のポッド部に複数の翼を周囲のプロペラ水流に対して所定の迎角を持つように配置することにより、この翼によって揚力を発生させ、船舶の進行方向に対して、前進方向への推進力を生じさせるようにしたものである。
【０００８】
すなわち、本願請求項１に係る発明は、コントラポッド推進装置において、船体船尾の船底部に回動可能に装備されかつ前記船底部から垂直方向に配置された舵を兼ねる支柱と、前記支柱の下端に装備されたプロペラを含むポッドとを備えたポッド推進装置において、前記ポッドの左右の舷側に周囲のプロペラ流に対して所定の角度で迎角に形成される翼（フィン）を設けてなることを特徴とする。
また、本願請求項２に係る発明は、請求項１記載のコントラポッド推進装置において、前記翼は、一面が緩やかなカーブを有し、他面が前記一面に比し平らなラインを有する断面形状で構成される形状を呈してなる翼形状に形成したことを特徴とする。
さらに、本願請求項３に係る発明は、請求項１記載のコントラポッド推進装置において、前記翼は、前記ポッドの全周に所定の間隔で複数枚の翼を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコントラポッド推進装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係るコントラポッド推進装置の一実施の形態の概略を示す図であり、図２は、前記プロペラ１０９によって発生するプロペラ流Ｖ１が前記ポッド推進装置１０１にまとわりつくように螺旋状に流れることを示すと共に、前記ポッド推進装置１０１の左右の側舷に前記プロペラ流Ｖ１に対して所定の迎角を有して設けられた右舷翼（フィン）１および左舷翼（フィン）２が、その周囲のプロペラ水流Ｖ１の流れの向きによって、各翼（フィン）１、２が前記プロペラ流Ｖ１に対して所定の方向の力を生じさせることを示す説明図である。
【００１０】
すなわち、図２（ａ）は、前記ポッド推進装置１０１の右舷側に前記プロペラ流Ｖ１に対して所定の迎角を有して設けられる右舷翼（フィン）１の概略を示す図であり、同（ｂ）は、同左舷翼（フィン）２の概略を示す図であり、同（ｃ）は、前記ポッド推進装置１０１を上から見た図である。図２（ａ）（ｂ）（ｃ）において、螺旋状に示されるものはポッド推進装置１０１の周囲に発生するプロペラ流Ｖ１を示し、図において、１は、右舷翼、２は、左舷翼、１０７は、支柱、１１１は、ポッド全体である。
【００１１】
上記左舷および右舷に設けられた翼（フィン）１、２が、所定の翼形状を有し、かつ、その翼（フィン）１、２が、前記周囲のプロペラ流Ｖ１に対し、所定の仰角を有して設けられているので、  船の推進方向に対して、斜めの方向から水流が向けられた場合、そこに設けられた水流に対して迎角に配置された翼においては、その水流に対して直角方向にいわゆる揚力が発生するのである。
【００１２】
すなわち、船の前進方向（真左から真右）に対して、斜め前方から水流を得た場合、この水流に対して迎角に設置された翼（フィン）においては、上面の緩やかなカーブと下面の平らなラインを有する断面形状で構成される翼形状を呈しているが故に、翼の上面はカーブした分だけ、下面より長く、翼の前方で上面と下面へと２つに分かれた水流は、同じ時間をかけて翼の両表面を通過し、後方で同時に合流し、カーブした翼上面は下面より長いので、翼上面を流れる水流は、より長い距離を速いスピードで流れなければならず、流速が速くなるにしたがって圧力が低くなるので、翼上面を高速で流れる水流部分の圧力は低下し、そこで生じた圧力差から、翼を上方へ引き上げる揚力が生じる。
【００１３】
換言すれば、水流が最初に当たる面（この場合には翼の下面）の水流が速くなり、その領域の圧力が高まるのに対し、翼の反対側の面（この場合には翼の上面）の水流の速度が遅く、その領域の圧力が低くなって、結果的に翼は、圧力の高い方から低い方へと受ける力を得て、すなわち、その水流と直角の方向に揚力が発生するのである。
【００１４】
図３は、左右の舷側に設けられた前記翼（フィン）１、２により、船の推進力に与える力成分を示す説明図である。すなわち、前記ポッド推進装置１０１の左舷および右舷に設けられた所定の迎角を有する翼（フィン）１、２が、周囲のプロペラ流Ｖ１および船の推進力によって生じる力成分を示したものであり、図３（ａ）は、右舷側の翼（フィン）が受ける力成分を解析するための説明図であり、同（ｂ）は左舷側の翼（フィン）によって生じる力成分を解析するための説明図である。
【００１５】
なお、図３（ａ）におけるＣ−Ｃ線および同（ｂ）におけるＤ−Ｄ線は、いずれも、翼の水平断面線を示し、このＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線に対して、前記プロペラ流Ｖ１が迎角位置に当たるようにそれぞれの翼（フィン）が設けられている。
すなわち、該ポッド１１１の両舷には、それぞれ、所定の迎角を有する右舷翼（フィン）１および左舷翼（フィン）２が設けられているが、前記ポッド１１１の右舷および左舷には、それぞれ迎角に廃止され、揚力Ｌを生ぜせしめられる。
【００１６】
ここに、迎角とは、翼などの場合，翼の基準となる線（下面が平らな場合は下面の線，または前縁と後縁を結ぶ直線）と一様流のなす角度をいい、ここでは、ポッド１０１表面にまとわりつくように流れる螺旋状のプロペラ流Ｖ１に対して迎角となる傾きをいうのであって、したがって、図２に示すように、右舷側では上から下後方へ斜めに流れる螺旋状の水流に対して迎角となるように水平よりさらに迎角を有する翼（フィン）を設け、左舷側では下から上後方へ斜めに流れる螺旋状の水流に対してさらに迎角となる角度をいい、実際には、水平より下方向に向く角度を有する翼（フィン）を設けているのである。
【００１７】
この翼（フィン）１、２が前記プロペラ流Ｖ１によって受ける力成分を解析すると、図３（ａ）に示すように、右舷翼（フィン）１では、翼（フィン）の中心線Ｃ−Ｃに対し、前方の上方向（迎角位置）から斜めにプロペラ流Ｖ１が流れ込むとすると、右舷翼（フィン）１の上側のプロペラ流は遅くなり、右舷翼（フィン）１の下側のプロペラ流は速くなる。これにより、右舷翼（フィン）１の下側の圧力は高くなり、逆に、右舷翼（フィン）の上側の圧力は低くなり、その圧力差に応じた揚力Ｌが発生することになる。
【００１８】
また、この揚力Ｌは、図３（ａ）に示すように、前記右舷翼（フィン）１の中心線Ｃ−Ｃに平行な成分と、前記中心線Ｃ−Ｃとは直角の成分とに分解でき、前記右舷翼（フィン）１の中心線Ｃ−Ｃの成分が推力成分Ｆになり、前記右舷翼（フィン）１の中心線Ｃ−Ｃの直角成分が横力Ｙとなる（図３（ａ）参照）。なお、図３（ａ）において、符号Ｖ２は推力成分Ｆの抵抗成分であり、符号Ｖ３はプロペラ流Ｖ１により、右舷翼（フィン）１ひいてはポッド１１１全体に作用する力を示し、ここでは、推力方向成分Ｆが推力に対しての抵抗ないしはトルク増加をもたらす力となって表れることとなる。
【００１９】
同様のことは、左舷翼（フィン）２についても言え、当該左舷翼（フィン）２では、図３（ｂ）に示すように、左舷翼（フィン）２では、翼（フィン）の中心線Ｄ−Ｄに対し、前方の下方向（迎角位置）から斜め上方にプロペラ流Ｖ１が流れ込むとすると、左舷翼（フィン）２の上側のプロペラ流は速くなり、左舷翼翼（フィン）２の下側のプロペラ流は遅くなる。これにより、左舷翼（フィン）２の下側の圧力は低くなり、逆に、左舷翼（フィン）２の上側の圧力は高くなり、その圧力差に応じた揚力Ｌが発生することになる。
【００２０】
また、この揚力Ｌは、図３（ｂ）に示すように、前記左舷翼（フィン）２の中心線Ｄ−Ｄに平行な成分と、前記中心線Ｄ−Ｄとは直角の成分とに分解でき、前記左舷翼（フィン）２の中心線Ｄ−Ｄの成分が推力成分Ｆになり、前記左舷翼（フィン）２の中心線Ｄ−Ｄの直角成分が横力Ｙとなる（図３（ｂ）参照）。なお、図３（ｂ）において、符号Ｖ２は推力成分Ｆの抵抗成分であり、符号Ｖ３はプロペラ流Ｖ１により、左舷翼（フィン）２ひいてはポッド１１１全体に作用する力を示し、ここでは、推力方向成分Ｆが推力に対しての抵抗ないしはトルク増加をもたらす力となって表れることとなる。
【００２１】
このことを図３（ａ）および図３（ｂ）に示された右舷翼１および左舷翼２について検討してみると、前記ポッド１１１の両舷に設けられる翼（フィン）１，２は、図１および図３に示すように、右舷翼（フィン）１は、下面が上面より突出してカーブする形状に形成され、前記翼形状の平面側（すなわち上面側）を前記プロペラ流Ｖ１がやや迎角で流入するように形成される。
【００２２】
同様に、左舷翼（フィン）２は、上面が下面より突出してカーブする形状に形成され、前記翼形状の平面側（すなわち下面側）を前記プロペラ流Ｖ１がやや迎角で流入するように形成される。
この結果、ポッド１１１の左右の舷側に設けられた翼形状の翼によって、図３（ａ）および図３（ｂ）に示される横力Ｆは打ち消されて船の前後方向に生じる推進力に寄与する力のみが残り、これによって航行効率の増加し、ポッドプロペラの推進性能が向上することとなる。
【００２３】
なお、本実施の形態においては、ポッド１１１の左右の舷側に設けたフィン形状を同じ形状のフィンとして、ただ、その近傍を流れるプロペラ流Ｖ１に対して迎角に位置するように設けるようにしたが、これは、翼断面形状が同じでなくても良く、周囲のプロペラ流Ｖ１の流れ込み角度によって左右の翼（フィン）１、２で発生する横力Ｙが打ち消し合う形状ならば、どのような形状の翼（フィン）であっても良いものである。
したがって、一方が他方より長く、あるいは幅広であっても、互いに打ち消し合う力に相当する力に分解される力である限り、問題とならない。
【００２４】
また、本実施の形態においては、ポッド１１１の左右に一つずつ合計２つの翼を設けたが、これは左右の二つの翼に限るものではなく、左右の外に上下に合計４枚の翼や、あるいは、ポッド１１１の周囲に各６０度毎に合計６枚の翼等互いに対となる対称的な翼配置形状の翼を複数枚設けるようにしても良い。翼材料については、本実施の形態においては、軟鋼材を用いたが、耐久性と加工性に優れたものであれば軟鋼材に限らない。
【００２５】
【発明の効果】
このように本発明の実施の形態に係るコントラポッド推進装置１１１によれば、前記右舷翼１で発生する横力Ｙと前記左舷翼２で発生する横力Ｙとが打ち消し合う構造となっているため、船舶の推進に対する推進効率を向上させることができる。これによって航行効率の増加し、ポッドプロペラの推進性能が向上すること期待できる。
また、本発明の実施の形態に係るコントラポッド推進装置１によれば、前記右舷翼で発生する推力Ｆと前記左舷翼２で発生する推力Ｆとが加わり合う構造となっているため、これを推力の一部として利用することができ、ポッドプロペラの推進性能が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るコントラポッド推進装置の一実施の形態の概略を示す図である。
【図２】図２（ａ）は、前記ポッド推進装置１０１の右舷側に前記プロペラ流Ｖ１に対して所定の迎角を有して設けられる右舷翼（フィン）１の概略を示す図であり、同（ｂ）は、同左舷翼（フィン）２の概略を示す図であり、同（ｃ）は、前記ポッド推進装置１０１を上から見た図である。
【図３】図３は、その左舷および右舷に設けられた翼（フィン）１、２が前記プロペラ流Ｖ１および船の推進力により受ける力成分を示す説明図である。
【図４】図４は、この種の従来のポッド推進装置の概略を示す側面図である。
【図５】図５は、この種の従来のポッド推進装置１０１のプロペラ流Ｖ１を示す図である。
【符号の説明】
１・・・右舷翼（フィン）
２・・・左舷翼（フィン）
１０１・・・ポッド推進装置
１０３・・・船体
１０５・・・船底部
１０７・・・支柱
１０９・・・プロペラ
１１１・・・ポッド
【図１】
2004249874.tif 000003
【図２】
2004249874.tif 000004
【図３】
2004249874.tif 000005
【図４】
2004249874.tif 000006
【図５】
2004249874.tif 000007