(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主推進プロペラを船体後尾の中央部に配設するとともに、前記主推進プロペラよりも小型の補助推進プロペラを、前記主推進プロペラの後方左右の船底に配設した船舶の推進機構において、
前記主推進プロペラと前記左右の補助推進プロペラとの間の船底部の内部に、各補助推進プロペラに回転動力を出力する補助推進用エンジンをそれぞれ配設し、
前記補助推進用エンジンが配設された船底部を下方に凸状に隆起せしめてエンジン配設空間を形成し、前記隆起したエンジン配設空間に前記各補助推進用エンジンの底部を位置させるとともに、
前記補助推進プロペラの上方に位置する船底部を凹状に陥没させてプロペラ配設空間を形成し、前記陥没したプロペラ配設空間に前記補助推進プロペラを位置させ、
底面視で後方に向かって漸次先細りテーパー形状で、かつ、断面正面視で下方に向かって漸次先細りのテーパー形状で、かつ、側面視で前方に向かって略鋭角の三角形を有する軸保持板を、船尾の船底部の前記プロペラ配設空間とエンジン配設空間との略中央部に配設し、
前記軸保持板の略中央部に、前記補助推進用エンジンから補助プロペラまでに至る回転軸を貫通させたことを特徴とする船舶の推進機構。
【請求項２】
前記主推進プロペラの軸心から前記補助推進プロペラの軸心までの距離Ｌは、前記主推進プロペラの半径ｒ１および補助推進プロペラの半径ｒ２と以下の式の相関関係を有することを特徴とする請求項１に記載の船舶の推進機構。
Ｌ＞０．４２５ｒ１＋ｒ２
【請求項３】
前記補助推進プロペラは、前記主推進プロペラの上方に配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の船舶の推進機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は船舶の推進機構、詳しくは船舶の推進力を向上させた船舶の推進機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、船長が１００ｍ未満の小型船舶の高速化のために、小型船舶での推進機構が大型化している。推進機構が大きくなれば、小型船舶の推進力も向上する関係になるが、その推進機構を大型化すると、その推進機構の重量が大きくなる問題が生じ、大型化するにも限界がある。
【０００３】
従来、前記のような問題を解決するために、特許文献１に記載の旋回式プロペラ付き船舶が開示されている。すなわち、船尾の中心部に高出力化の可能な主推進プロペラ１が配設されるとともに、その主推進プロペラ１よりも後方の船体両舷部でそれぞれ船底から下方へ突設された支持棒３ａの下端に補助推進プロペラ３を備えた船舶が開示されている。
【特許文献１】特開平９−１４２３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１のような船舶の推進機構では、推進力は向上するものの、前記補助推進用プロペラを支持する支持棒３ａが推進時の抵抗となり、高速化の妨げとなる。
【０００５】
また、特許文献１に記載の発明では、補助推進用プロペラが主推進用プロペラと略同じ高さ位置にあるので、主推進用プロペラから生じる渦流と、補助推進用プロペラから生じる渦流とが互いに干渉して推進力を滅殺する欠点があった。
【０００６】
この発明は、前記欠点を解決するためになされたもので、各プロペラの渦流が互いに干渉せずに船舶の推進力を向上することができる船舶の推進機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明では、主推進プロペラを船体後尾の中央部に配設するとともに、前記主推進プロペラよりも小型の補助推進プロペラを、前記主推進プロペラの後方左右の船底に配設した船舶の推進機構において、前記主推進プロペラと前記左右の補助推進プロペラとの間の船底部の内部に、各補助推進プロペラに回転動力を出力する補助推進用エンジンをそれぞれ配設し、前記補助推進用エンジンが配設された船底部を下方に凸状に隆起せしめてエンジン配設空間を形成し、前記隆起したエンジン配設空間に前記各補助推進用エンジンの底部を位置させるとともに、前記補助推進プロペラの上方に位置する船底部を凹状に陥没させてプロペラ配設空間を形成し、前記陥没したプロペラ配設空間に前記補助推進プロペラを位置させ、底面視で後方に向かって漸次先細りテーパー形状で、かつ、断面正面視で下方に向かって漸次先細りのテーパー形状で、かつ、側面視で前方に向かって略鋭角の三角形を有する軸保持板を、船尾の船底部の前記プロペラ配設空間とエンジン配設空間との略中央部に配設し、前記軸保持板の略中央部に、前記補助推進用エンジンから補助プロペラまでに至る回転軸を貫通させたことを特徴とする。
【０００８】
（２）本発明は、前記（１）において、前記主推進プロペラの軸心から前記補助推進プロペラの軸心までの距離Ｌは、前記主推進プロペラの半径ｒ１および補助推進プロペラの半径ｒ２と以下の式の相関関係を有することを特徴とする。
Ｌ＞０．４２５ｒ１＋ｒ２
【０００９】
（３）本発明は、前記（１）または（２）において、前記補助推進プロペラは、前記主推進プロペラの上方に配設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、主推進プロペラと左右の補助推進プロペラとの間の船底部の内部に、各補助推進プロペラに回転動力を出力する補助推進用エンジンをそれぞれ配設し、前記補助推進用エンジンが配設された船底部を下方に凸状に隆起せしめて、前記隆起した空間に前記各補助推進用エンジンの底部を位置させているので、エンジンからの回転動力を出力するプロペラ軸を船尾側の水平方向に配設することができ、そのプロペラ軸が推進時の抵抗になりにくく、推進障害を生じにくくすることができる。
【００１２】
また、補助推進プロペラの上方に位置する船底部を凹状に陥没させて、前記陥没した空間に前記補助推進プロペラを位置させているので、補助推進プロペラを主推進プロペラよりも可及的に上方位置に配設することができプロペラ軸が推進障害とならず、また、船底の形状が前方凸状で後方凹状の波打ち形状に形成しているので各プロペラの渦流が互いに干渉せず推進力を減殺することなく推進力を発揮することができる。
【００１３】
また、請求項１に記載の発明によれば、底面視で後方に向かって漸次先細りテーパー形状で、かつ、断面正面視で下方に向かって漸次先細りのテーパー形状で、かつ、側面視で前方に向かって略鋭角の三角形を有する軸保持板を、船尾の船底部の前記プロペラ配設空間とエンジン配設空間との略中央部に配設し、前記軸保持板の略中央部に、前記補助推進用エンジンから補助プロペラまでに至る回転軸を貫通させているので、軸保持板をこのような形状としたことにより、船舶の推進に伴い水抵抗を受ける軸保持板は、水流を円滑に後方および下方に誘導し、可及的に水抵抗を少なくしており、かかる軸保持板中に、補助推進用エンジンから補助プロペラに至る回転軸を貫通させているため、補助推進プロペラの回転軸の関連する支持ケースや軸ケースによる従来の水抵抗を解消することができ、船舶の推進速度を向上させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、前記主推進プロペラの軸心から前記補助推進プロペラの軸心までの距離Ｌは、前記主推進プロペラの半径ｒ１および補助推進プロペラの半径ｒ２と、Ｌ＞０．４２５ｒ１＋ｒ２で表される式の相関関係を有するので、その相関関係により、補助推進プロペラを主推進プロペラの渦流と干渉しない位置に配設することができ、互いのプロペラから発生する推進力が渦流の干渉により減殺されることを防止し、３機のプロペラのそれぞれが有する推進力を有効に機能させて格段に船体の走行速度を向上させることが出来る。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、前記補助推進プロペラは、前記主推進プロペラの上方に配設されているので、確実に主推進プロペラの渦流と干渉しない位置に補助推進プロペラを配設することができる。補助推進プロペラを渦流と干渉しない位置に配設することにより、渦流による補助推進プロペラの回転力の妨げが少なくなるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本実施形態における推進機構を備えた船舶は、排水量が１０００ｔクラスの大きさを有する船舶をターゲットとするものであるが、その大きさは限定されない。また、本実施形態における船舶の推進機構は、漁船や客船などの用途別に限らず適用することができる。
【００１７】
主推進プロペラを船体後尾の中央部に配設するとともに、前記主推進プロペラよりも小型の補助推進プロペラを、前記主推進プロペラの後方左右の船底に配設している。主推進プロペラの大きさは限定されない。また、補助推進用プロペラの大きさも限定されない。さらに、主推進プロペラおよび補助推進プロペラの羽根数も限定されない。
【００１８】
また、前記主推進プロペラと前記左右の補助推進プロペラとの船舶の長さ方向の距離は限定されない。そして、前記主推進プロペラと前記左右の補助推進プロペラとの間に各補助推進プロペラに回転動力を出力する補助推進用エンジンを配設する。その補助推進用エンジンとしては、ディーゼルエンジンが使用される。その補助推進用エンジンの馬力、最大回転数は限定されない。
【００１９】
さらに、前記補助推進エンジンが配設された船底部を下方に凸状に隆起せしめてエンジン配設空間を形成している。その凸状のエンジン配設空間の曲率は限定されない。前記エンジン配設空間の曲率は、補助推進エンジンの大きさにより適宜決定することができる。また、船底部を凹状に陥没させてプロペラ配設空間を形成している。そのプロペラ配設空間の曲率も限定されない。プロペラ配設空間の曲率もプロペラの大きさにより適宜決定することができる。
【００２０】
以下、本願発明の実施の形態について、図面を参照しながらより具体的に説明する。図１は本実施形態における船舶の全体構成を示す側面図、図２は本実施形態における船舶の主推進プロペラと補助推進プロペラとの構成を示す底面図、図３は図１のＡ方向から見た船尾の断面構成を示す断面図、図４は図１のＢ方向から見た船尾の断面構成を示す断面図、図５は船舶の補助推進プロペラの軸保持板の構成を示す斜視図である。
【００２１】
本実施形態における船舶１０は、船舶１０のメインの推進力として、主推進プロペラ１２を船体後尾の中央部に配設されている。主推進プロペラ１２は、例えば、４個の羽根を備えたものである。主推進プロペラ１２を駆動するエンジンは、船舶１０の略中央に配設されている。エンジンは、ディーゼルエンジンである。また、前記主推進プロペラ１２の背面部には、船舶１０の推進方向を制御する舵１８が配設されている。
【００２２】
一般的に、船舶１０の主推進プロペラ１２の直径Ｄｍφは、以下の（１）式により求めることができる。
【数１】
0004842904.tif 000002
ここで、Ｎｐはプロペラの回転数（ｒｐｍ）、ｐｓはエンジンの馬力（Ｂｈｐ）、Ｖｓは船舶１０の速度である。例えば排水量１０００ｔの船舶１０では主推進プロペラ１２は、直径Ｄｍφが略２９００ｍｍである。
【００２３】
さらに、主推進プロペラ１２からはその後方に渦流を発生させる。すなわち、図１に示すように、主推進プロペラから所定大きさで所定の距離（１．２５×Ｄｍφ）後方に流れる渦流を発生させる。発生した渦流は、その後海水内で拡散しながら消滅する。小型船の場合、渦流の大きさＤｖφは、主推進プロペラ１２の直径Ｄｍφの８５％となっている。この値は、西部造船会平成５年５月第８６回例会での「舵角を有するプロペラ・舵システムの性能推定法とその舵設計の応用」の発表による。
【００２４】
本実施形態における船舶１０では、主推進プロペラ１２から生じる渦流域外に、補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂを配設している。もし、補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂが主推進プロペラ１２の渦流と干渉する位置に配設されると、渦流による補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂの回転力の妨げとなるからである。以下、補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂの構造について詳細に説明する。
【００２５】
補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂは、図１および図２に示すように、前記主推進プロペラ１２の後方左右の船底に配設されている。また、主推進プロペラ１２と前記左右の補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂとの間の船底部の内部に、各補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂに回転動力を出力する補助推進用エンジン１３をそれぞれ配設している。補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂとしては、ディーゼルエンジンを搭載することができる。
【００２６】
図１に示すように、補助推進用エンジン１３が配設された船底部を下方に凸状に隆起せしめてエンジン配設空間１４を形成する。そのエンジン配設空間１４に前記各補助推進用エンジン１３の底部を位置させる。すなわち、図１および図４に示すように、凸状に隆起させたエンジン配設空間に補助推進エンジンの底部を配設しているので、補助推進エンジンをより海底方向に位置させることができる。そして、補助推進用エンジン１３の軸部から船尾側に回転軸１６を突出させ、その回転軸１６の先端に補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂを取り付ける。取り付ける補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂは、４個の羽根を備えたものである。
【００２７】
これにより、エンジンからの回転動力を出力するプロペラ軸を船尾側の水平方向に配設することができ、そのプロペラ軸が推進時の抵抗になりにくく、推進障害を生じにくくすることができる。
【００２８】
また、補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂの上方に位置する船底部を凹状に陥没させてプロペラ配設空間１５を形成し、そのプロペラ配設空間１５に前記補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂを配設している。すなわち、図３に示すように、プロペラ配設空間１５に、補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂの略１／４の大きさで陥没させている。これにより、補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂを主推進プロペラ１２よりも可及的に上方位置に配設することができる。また、プロペラ軸が推進障害とならず、船底の形状が前方凸状で後方凹状の波打ち形状に形成しているので、各プロペラの渦流が互いに干渉せず推進力を減殺することなく推進力を発揮することができる。
【００２９】
さらに、補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂを、前記主推進プロペラ１２の上方に配設した。これにより、確実に主推進プロペラ１２の渦流と干渉しない位置に補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂを配設することができ、補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂの回転力の低下を防ぐことができる。
【００３０】
補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂは、前記主推進プロペラ１２よりも小型である。その補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂの直径Ｄｓφは、好ましくは主推進プロペラ１２の大きさＤｍφの略１／３である。略１／３未満であると、主推進プロペラ１２の推進力を補助する推進力が得られなくなるからである。主推進プロペラ１２の直径Ｄｍφが前記（１）式により求められれば、補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂの直径Ｄｓφを求めることができる。本実施形態における船舶１０での補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂは、前記主推進プロペラ１２の１／３の直径を有し、その直径Ｄｖφは略９８０ｍｍである。
【００３１】
また、補助推進プロペラ１１ａと補助推進プロペラ１１ｂとの距離は限定されないが、本実施形態における船舶では、補助プロペラの直径をＤｓφとした場合、補助推進プロペラ１１ａと補助推進プロペラ１１ｂとの距離を１．７５×Ｄｓφとしている。
【００３２】
図３および図４に示すように、主推進プロペラ１２の軸心から前記補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂの軸心までの距離Ｌは、前記主推進プロペラ１２の半径ｒ１および補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂの半径ｒ２との相関関係を有し、以下の（１）式で表される。
【００３３】
Ｌ＞０．４２５ｒ１＋ｒ２・・・（１）
なお、渦流の大きさは、主推進プロペラ１２の直径Ｄｍφの０．８５倍であり、前記相関関係を半径ｒ１で表しているので、前記直径Ｄｍφの０．８５の１／２である０．４２５との値が含まれている。
【００３４】
また、前記渦流の影響領域からマージンをみて、補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂを配設することができる。すなわち、図３および図４に示すように、渦流の影響領域の大きさがＤｖφであるので、渦流の影響領域より０．２０×Ｄｖφの距離外方に、補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂが位置するようにすることもできる。
【００３５】
その相関関係により、補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂを、主推進プロペラ１２の渦流と干渉しない位置に配設することができ、互いのプロペラから発生する推進力が渦流の干渉により減殺されることを防止し、３機のプロペラのそれぞれが有する推進力を有効に機能させて格段に船体の走行速度を向上させることができる。
【００３６】
次に、補助プロペラの軸保持板１７の構造について図５を参照して説明する。
【００３７】
図５に示すように、船尾の船底部であって、前記プロペラ配設空間１５と前記エンジン配設空間１４との略中央部に軸保持板１７が垂設されている。すなわち、軸保持板１７は、図２に示すように、底面視で後方に向かって漸次先細りテーパー形状を有している。また、断面正面視で下方に向かって漸次先細りのテーパー形状を有している。さらに、図１に示すように、側面視で前方に向かって略鋭角（船体と軸保持板となす角が略鋭角）の三角形を有している。
【００３８】
そして、図１に示すように、軸保持板１７の略中央部に、前記補助推進用エンジン１３から補助推進用プロペラまでに至る回転軸１６を貫通させている。具体的には、前記軸保持板１７の略中央部には、鋼管のスタンチューブが配設されている。そして、そのスタンチューブ内に前記回転軸１６が配設される。なお、前記軸保持板１７は、船尾側に配設された固定部材１９により強固に固定されている。
【００３９】
軸保持板１７をこのような形状としたことにより、船舶１０の推進に伴い水抵抗を受ける軸保持板１７は、水流を円滑に後方および下方に誘導し、可及的に水抵抗を少なくしており、かかる軸保持板１７中に、補助推進用エンジン１３から補助プロペラに至る回転軸１６を貫通させているため、補助推進プロペラ１１ａ、１１ｂの回転軸１６の関連する支持ケースや軸ケースによる従来の水抵抗を解消することができ、船舶１０の推進速度を向上させることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態における船舶の全体構成を示す側面図である。
【図２】本実施形態における船舶の主推進プロペラと補助推進プロペラとの構成を示す底面図である。
【図３】図１のＡ方向から見た船尾の断面構成を示す断面図である。
【図４】図１のＢ方向から見た船尾の断面構成を示す断面図である。
【図５】本実施形態における船舶の補助推進プロペラの軸ケースの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  船舶、
１１ａ、１１ｂ  補助推進プロペラ、
１２  主推進プロペラ、
１３  補助推進用エンジン、
１４  エンジン配設空間、
１５  プロペラ配設空間、
１６  回転軸、
１７  軸保持板。
【図１】
0004842904.tif 000003
【図２】
0004842904.tif 000004
【図３】
0004842904.tif 000005
【図４】
0004842904.tif 000006
【図５】
0004842904.tif 000007