(57)【要約】【課題】既存の船に対して簡易かつ安価に取り付け可能で、推進性能が向上するようなラダーバルブおよびそのラダーバルブを備えた船舶用舵を提供する。【解決手段】舵１００に取り付けられるラダーバルブ１１０の基部１１１は船首側と船尾側の直径が同一である円筒状である。また、基部１１１の直径はプロペラボスの船首側の直径Ｒ１以下、かつ船尾側の直径Ｒ２以上である。また、基部１１１の直径は舵１００の最大厚さより小さく設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の推進効率を向上させるために舵に取り付けられるラダーバルブにおいて、
船首側と船尾側の直径が同一である円筒状であることを特徴とするラダーバルブ。
【請求項２】
スクリュー側端部がスクリュー方向に突出している突出部を備えることを特徴とする請求項１記載のラダーバルブ。
【請求項３】
前記突出部は半球状であることを特徴とする請求項２記載のラダーバルブ。
【請求項４】
前記直径が、プロペラボスの船首側の直径以下、かつ船尾側の直径以上であることを特徴とする請求項１記載のラダーバルブ。
【請求項５】
前記直径が、前記舵の最大厚さ以下であることを特徴とする請求項１記載のラダーバルブ。
【請求項６】
スクリュー側端部が平坦であることを特徴とする請求項１記載のラダーバルブ。
【請求項７】
船舶の推進効率を向上させるために取り付けられるラダーバルブを備えた船舶用舵において、
前記ラダーバルブの軸線と、スクリューの回転軸が一致し、
前記ラダーバルブが、船首側と船尾側の直径が同一である円筒状であることを特徴とする船舶用舵。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラダーバルブおよび船舶用舵に関し、特に船舶の推進効率を向上させるために取り付けられるラダーバルブおよびそのラダーバルブを備えた船舶用舵に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から船舶の舵のスクリュー側にバルブを取り付けることによって、推進効率を向上させる試みがなされている。このバルブを流線型にしたり、バルブに翼を取り付けたりするなどして、より推進効率が上がるような試みがなされている（たとえば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９９４２０号公報
【特許文献２】特開２００４−２９９４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、スクリューや舵などの大きさ自体も船によって大きさが様々であり、またスクリューと舵との間隔も船によって様々である。したがって、新造船に対してラダーバルブを設計するときには大きな問題とはならないが、特に既存の船に対して後付けでラダーバルブを取り付けようとするとき、それぞれの船にあわせてラダーバルブ自体を設計して取り付けていたため、一定規格のラダーバルブを取り付けるだけとは異なり、製造コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、既存の船に対して簡易かつ安価に取り付け可能なラダーバルブおよびそのラダーバルブを備えた船舶用舵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】
【０００６】
本発明では上記問題を解決するために、船舶の推進効率を向上させるために舵に取り付けられるラダーバルブにおいて、船首側と船尾側の直径が同一である円筒状であることを特徴とするラダーバルブが提供される。
【０００７】
また、本発明では、船舶の推進効率を向上させるために取り付けられるラダーバルブを備えた船舶用舵において、前記ラダーバルブの軸線と、スクリューの回転軸が一致し、前記ラダーバルブが、船首側と船尾側の直径が同一である円筒状であることを特徴とする船舶用舵が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のラダーバルブおよびそのラダーバルブを備えた船舶用舵によれば、船首側と船尾側の直径が同一である円筒状であるので、ラダーバルブの製作、および舵への取り付けが容易であり、製作・取付コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態にかかるラダーバルブを取り付けた舵の正面図である。
【図２】本実施の形態にかかるラダーバルブを取り付けた舵の底面図である。
【図３】ラダーバルブごとの自航要素の変化を示す比較図である。
【図４】ラダーバルブごとの抵抗係数の変化を示す比較図である。
【図５】ラダーバルブごとの推進効率の変化を示す比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態にかかるラダーバルブを取り付けた舵の正面図である。
図１に示すように、舵１００のスクリュー２００側端部には、ラダーバルブ１１０が取り付けられている。ラダーバルブ１１０は、スクリュー２００側端部が半球状になっている。
【００１１】
図２は、本実施の形態にかかるラダーバルブを取り付けた舵の底面図である。
図２に示すように、ラダーバルブ１１０の基部１１１は円筒状になっている。ラダーバルブ１１０は、円筒材に半球状の材料を組み合わせることにより容易に作成可能となっている。これにより、ラダーバルブ１１０先端の突出部１１２は半球状になっている。
【００１２】
ラダーバルブ１１０は、円筒状の基部１１１と、半球状の突出部１１２とが形成されると、舵１００のラダーバルブ１１０取付部分に形成された穴に挿入されることにより一体化する。このように一体化をするので、舵１００の厚みのカーブに合わせて流線型に接触線が表れる。
【００１３】
ラダーバルブ１１０は円筒部分の軸線とプロペラボスの軸線が一致するように配置される。ラダーバルブ１１０の直径はプロペラボスの船首側の直径Ｒ１以下、かつ船尾側の直径Ｒ２以上である。また、ラダーバルブ１１０の直径は舵１００の最大厚さより小さく設定されている。
【００１４】
このような舵に取り付けられるラダーバルブの効果を評価するためには、模型船を用いて行われる水槽試験において、ラダーバルブを取り付けた場合とそうでない場合で推進性能試験を行って、抵抗・自航要素を比較し、最終的に推進性能を比較するのが最も精度の良い方法である。以下、水槽試験における、抵抗・自航要素の比較をグラフを用いて説明する。
【００１５】
図３は、ラダーバルブごとの自航要素の変化を示す比較図である。
ラダーバルブを舵に取り付けていない場合を三角で示し、本実施の形態に係るラダーバルブ１１０を舵に取り付けた場合を丸で示し、従来のラダーバルブを舵に取り付けた場合を四角で示している。
【００１６】
水槽試験により求められる自航要素は、プロペラ効率比ηｒ、伴流係数（１−ｗ）、推力減少係数（１−ｔ）であり、準推進効率はηＤ＝ηｒ＊ηｐ＊（１−ｔ）／（１−ｗ）で表される。ここでηｐはプロペラ効率である。
【００１７】
図３に示すように、ηｒにおいては、三角で示すラダーバルブを舵に取り付けていない場合のみ数値が低いことがわかる。また、１−ｗにおいては、三角で示すラダーバルブを舵に取り付けていない場合のみ数値が高いことがわかる。また、ラダーバルブごとの数値はほぼ同一であることがわかる。
【００１８】
ラダーバルブを付けた場合、ηｒはラダーバルブが取り付けられていないときに比べて高くなり、１−ｔはラダーバルブが取り付けられているときといないときとでほとんど同一であり、１−ｗはラダーバルブが取り付けられていないときに比べて低くなっている。したがって、準推進効率ηＤはラダーバルブが取り付けられていないときにくらべて高くなることがわかる。なお、ηｐはこの程度の自航要素の差では両者ほとんど同じ値である。
【００１９】
図４は、ラダーバルブごとの抵抗係数の変化を示す比較図である。
本実施の形態に係るラダーバルブ１１０を舵に取り付けた場合を丸で示し、従来のラダーバルブを舵に取り付けた場合を四角で示している。
【００２０】
図４に示すように、フルード数Ｆｎが変化してもどちらのラダーバルブを使っても抵抗係数はほぼ同一であることがわかる。つまり、流線型の大きなラダーバルブを用いなくとも十分に推進効率が向上することがわかる。
【００２１】
図５は、ラダーバルブごとの推進効率の変化を示す比較図である。
ラダーバルブを舵に取り付けていない場合を菱形で示し、本実施の形態に係るラダーバルブ１１０を舵に取り付けた場合を丸で示し、従来のラダーバルブを舵に取り付けた場合を三角で示している。
【００２２】
図５に示す図においては、１８ノット以上の船に備え付けられた舵にラダーバルブを付けない場合、および２種類のラダーバルブを付けた場合の推進効率を比較した実験結果を示している。
【００２３】
従来のラダーバルブはスクリューのボス近傍の強い回転流によるエネルギー損失を防ぐために、プロペラボスの直径より大きなラダーバルブを舵に取り付けていた。これはタンカーなどの低速船の場合にはラダーバルブによる推進効率の上昇量が、ラダーバルブ自体による抵抗増より大きくなるので、全体として船の推進効率の上昇に寄与する。これは低速船ほど顕著である。
【００２４】
しかし、コンテナ船や自動車船などの高速船においてはラダーバルブによる抵抗増が著しく大きくなり無視できない大きさになる。したがって、図５に示すようにたとえば１８ノットのときは従来のラダーバルブを取り付けたとき、ラダーバルブを取り付けていないときより推進効率がやや低下している。
【００２５】
一方で、本実施の形態に係るラダーバルブ１１０の直径はプロペラボスの船首側の直径Ｒ１以下、かつ船尾側の直径Ｒ２以上である。また、ラダーバルブ１１０の直径は舵１００の最大厚さ以下に設定されている。
【００２６】
したがって、高速船においてもラダーバルブ１１０自体の抵抗増は限定的であって、ラダーバルブを取り付けていないときより推進効率が高いのはもちろんのこと、従来の大きなラダーバルブを取り付けているときよりも推進効率が高いことがわかる。
【００２７】
以上より、本実施の形態に係るラダーバルブ１１０を舵１００に取り付けることにより、低速域においては従来のラダーバルブと同等の推進効率の上昇が望める。また、高速域においては従来のラダーバルブ以上の推進効率の上昇が望める。
【００２８】
なお、本実施の形態において、ラダーバルブ１１０の突出部１１２は、半球状に突出する旨の説明をしたが、これは半球状のものであれば容易に作成することや調達することが可能であることに基づいている。つまり、容易に調達等できるのであれば半球状以外のより流線型に近い突出としてもよいのは言うまでもない。また、プロペラボスのキャップが平坦であるとき、突出部１１２自体がなく、ラダーバルブ１１０のスクリュー側端部が平坦になるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１００  舵
１１０  ラダーバルブ
１１１  基部
１１２  突出部
２００  スクリュー
【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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