(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のプロペラを有する第１の推進器と、前記第１のプロペラとの間で二重反転プロペラを構成する第２のプロペラを有する第２の推進器と、前記第１及び第２の推進器の運転を制御する制御装置と、を備え、
前記第１の推進器は、船尾部の後部垂線を中心として旋回可能に設けられたポッド型推進器であり、
前記第２の推進器の最大出力は、前記第１の推進器の最大出力の５％〜３０％であり、
前記第２のプロペラは可変ピッチプロペラであり、
前記制御装置は、少なくとも通常航行モードと定点保持モードと後進モードとを含む複数の運転モードを切り替え可能であり、
前記運転モードが前記通常航行モードのとき、前記制御装置は、前記第１及び第２の推進器の双方を駆動し、
前記運転モードが前記定点保持モードのとき、前記制御装置は、推進器の出力が所定値以下では前記第１の推進器の駆動を停止する一方で前記第２の推進器を駆動し、推進器の出力が前記所定値を超えたときには少なくとも前記第１の推進器を駆動し、
前記運転モードが前記後進モードのとき、前記制御装置は、前記第１のプロペラが前記通常航行モードとは逆方向を向くように前記第１の推進器を前記後部垂線を中心として旋回させて駆動する一方、前記第２の推進器の駆動を停止することを特徴とする船舶。
【請求項２】
前記運転モードが前記後進モードのとき、前記制御装置は、前記第２のプロペラをフェザリングピッチの状態に維持することを特徴とする請求項１に記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は船舶に関し、より詳細には、推進装置の二重化が図られた船舶に関する。
【０００２】
【従来の技術】
推進装置の二重化が図られた船舶として、例えば特公平７−１２１７１７号公報（文献１）に開示された船舶がある。
【０００３】
この船舶は、後プロペラを有する第１の推進器と、後プロペラと対峙する前プロペラを有する第２の推進器とを備えている。これら後プロペラと前プロペラとは二重反転プロペラを構成しており、前プロペラのプロペラ後流中の推進に寄与しない回転成分のエネルギーを後プロペラで回収することで、省エネルギー化が図られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、船舶の推進器は、通常航行のため以外にも、洋上で荷役作業を行う場合等において、船舶を定点保持するためにも使用される。
【０００５】
しかしながら、上記した従来の船舶では、船舶を定点保持する際における推進器の効率的な運用を図ることができず、省エネルギー化が十分でなかった。
【０００６】
そこで本発明は、二重化された推進器の効率的な運用を図り、もって省エネルギー化の向上を図ることが可能な船舶を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る船舶は、第１のプロペラを有する第１の推進器と、第１のプロペラとの間で二重反転プロペラを構成する第２のプロペラを有する第２の推進器と、第１及び第２の推進器の運転を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、少なくとも通常航行モードと定点保持モードとを含む複数の運転モードを切り替え可能である。運転モードが通常航行モードのとき、制御装置は、第１及び第２の推進器の双方を駆動する。運転モードが定点保持モードのとき、制御装置は、推進器の出力が所定値以下では第１の推進器の駆動を停止する一方で第２の推進器を駆動し、推進器の出力が所定値を超えたときには少なくとも第１の推進器を駆動する。
【０００８】
この船舶では、制御装置により複数の運転モードを切り替え可能であり、通常航行モードにおいて、第１及び第２の推進器の双方を駆動するように制御することで、二重反転プロペラ効果による省エネルギー化が図られる。また、定点保持モードにおいて、推進器の出力が所定値以下では、第１の推進器の駆動を停止する一方で第２の推進器を駆動し、推進器の出力が所定値を超えたときには少なくとも第１の推進器を駆動するように制御することで、第１及び第２の推進器の効率的な運用が図られ、もって省エネルギー化の向上を図ることが可能となる。
【０００９】
本発明に係る船舶では、第１の推進器は、船尾部の後部垂線を中心として旋回可能に設けられたポッド型推進器である。このようにすれば、船舶の舵が不要となると共に操縦性の向上が図られる。また、船舶の進行方向を船首方向と船尾方向のいずれにも容易に変える（ＤＡＳ：Double Acting Ship）ことが可能となる。
【００１０】
本発明に係る船舶では、運転モードには後進モードが含まれており、運転モードが後進モードのとき、制御装置は、第１のプロペラが通常航行モードとは逆方向を向くように第１の推進器を後部垂線を中心として旋回させて駆動する一方、第２の推進器の駆動を停止する。このように、後進モードでは制御装置により第２の推進器の駆動を停止することで、省エネルギー化が図られる。
【００１１】
本発明に係る船舶では、第２のプロペラは可変ピッチプロペラであり、運転モードが後進モードのとき、制御装置は、第２のプロペラをフェザリングピッチの状態に維持する。このようにすれば、第２のプロペラの抵抗が低減され省エネルギー化がより一層図られると共に、障害物（例えば氷海中の氷など）の衝突から第２のプロペラを保護することが可能となる。
【００１２】
本発明に係る船舶では、第２の推進器の最大出力は、第１の推進器の最大出力の５％〜３０％であると省エネルギー化に好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る船舶を示す側面図である。図１に示すように、船舶１０は、船体１２と、船体１２に取り付けられた主推進器としてのポッド型推進器（第１の推進器）１４と、補助推進器（第２の推進器）１６と、ポッド型推進器１４及び補助推進器１６を制御する制御装置１８と、を備えている。
【００１５】
船体１２は、船首部２０、船体中央部２２、及び船尾部２４を有している。この船首部２０は、開水中における推進抵抗の低減が図られるように形状設計されており、例えば水面下の部分が前方に張り出したバルバスバウ形状とされている。
【００１６】
船体中央部２２は、船舶１０の種類により構成が異なり、例えば、船舶１０がコンテナ船であれば、船体中央部２２の内部には複数の船倉が形成されている。また、船舶１０が原油タンカーであれば、船体中央部２２の内部には複数のオイルタンクが形成されている。
【００１７】
船尾部２４は、推進器を取り付けるための取付部２６と、オーバーハング部２８と、を含んでいる。この船尾部２４の外表面は、船尾方向への航行時に砕氷を行うための砕氷面として機能している。
【００１８】
ポッド型推進器１４は、プロペラ（第１のプロペラ）３０と、プロペラ３０を回転させるためのモータ（図示しない）を内蔵するポッド部３２と、ポッド部３２を支持するためのストラット３４と、を有している。このポッド型推進器１４は、図１に示すように、ストラット３４を介し、船尾部２４の取付部２６において、図示しない回転装置により、後部垂線Ｙを中心として３６０度の範囲で旋回可能に取り付けられている。このポッド型推進器１４は、プロペラ３０がポッド部３２の前部に取り付けられたいわゆるトラクタータイプの推進器であり、プロペラ３０の回転によりストラット３４の側にプロペラ後流を噴出して推進力を得る。
【００１９】
本実施形態に係る船舶１０は、かかるポッド型推進器１４を備えているため、後部垂線Ｙを中心として旋回させ、ポッド型推進器１４を任意の方向に向けることで、大きな旋回力を得ることができる。よって、舵方式に比べて操縦性能の向上が図られる。また、ポッド型推進器１４の前後方向を逆にすることで、船舶１０の進行方向を船首方向と船尾方向とのいずれにも容易に変える（ＤＡＳ：Double Acting Ship）ことが可能となる。
【００２０】
補助推進器１６は、プロペラ（第２のプロペラ）３６と、プロペラ３６を回転駆動するための原動機３８と、原動機３８の駆動力をプロペラ３６に伝達するための駆動軸４０と、を有している。原動機３８は、電動モータであっても、ディーゼル機関であってもよい。プロペラ３６は、羽根の取付け角度（ピッチ）を自由に変えることが可能な可変ピッチプロペラであっても、固定ピッチプロペラであってもよい。この補助推進器１６は、船体中央部２２の船尾側の端部部分において、ポッド型推進器１４と対面するように設けられている。補助推進器１６のプロペラ３６の回転方向は、通常航行時において、ポッド型推進器１４のプロペラ３０の回転方向と逆方向になるように設定されており、これによりポッド型推進器１４のプロペラ３０と補助推進器１６のプロペラ３６とで二重反転プロペラが構成されている。なお、補助推進器１６の最大出力は、ポッド型推進器１４の最大出力の５％〜３０％に設計されている。
【００２１】
制御装置１８は、ポッド型推進器１４及び補助推進器１６と電気的あるいは制御空気等で接続されている。この制御装置１８は、通常航行モード、定点保持モード、及び後進モードの間で運転モードを切り替え可能であり、図示しない入力受付部において受け付けた操縦者の入力した運転モード情報に基づいて、以下に説明するようにポッド型推進器１４及び補助推進器１６の運転を制御する。
【００２２】
次に、上記した構成を備えた船舶１０の作用及び効果について説明する。
【００２３】
上述したように、本実施形態に係る船舶１０は、制御装置１８により運転モードを切り替え可能である。従って、開水中を航行するときに操縦者が通常航行モードの入力を行うと、制御装置１８は、ポッド型推進器１４及び補助推進器１６の双方を駆動するように制御する。このとき、図１及び図２に示すように、ポッド型推進器１４のプロペラ３０と補助推進器１６のプロペラ３６とは二重反転プロペラを構成しているため、プロペラ３６のプロペラ後流中の推進に寄与しない回転成分のエネルギーをプロペラ３０で回収することができ、省エネルギー化を図ることが可能となる。
【００２４】
また、氷海中を航行するときに操縦者が後進モードの入力を行うと、制御装置１８は、図３に示すように、プロペラ３０が船尾方向を向くようにポッド型推進器１４を後部垂線Ｙを中心として旋回させて駆動する一方、補助推進器１６の駆動を停止する。このように、後進モードでは、制御装置１８により補助推進器１６の駆動を停止することで、省エネルギー化を図ることが可能となる。
【００２５】
ここで、後進モードのときには、制御装置１８は、補助推進器１６のプロペラ３６を遊転状態に制御すると好ましい。特に、プロペラ３６が可変ピッチプロペラのときは、制御装置１８は、羽根が流れ方向に沿って略水平な状態、いわゆるフェザリングピッチ状態に制御すると好ましい。このようにすれば、プロペラ３６の抵抗が低減され省エネルギー化をより一層図ることが可能となると共に、障害物（例えば氷海中の氷など）の衝突からプロペラ３６を保護することが可能となる。
【００２６】
また、図４に示すように、洋上ターミナル５０で船舶１０を係留して石油の積み出し等の荷役作業等を行うときに、操縦者が定点保持（ＤＰＳ：Dynamic Positioning System）モードの入力を行うと、制御装置１８は、ポッド型推進器１４の駆動を停止する一方で補助推進器１６を駆動する。そして、比較的穏やかな海象で潮流もほとんどない場合のように推進器の出力（ポッド型推進器１４の出力と補助推進器１６の出力の合計）が所定値（例えば、補助推進器１６の最大出力の７０％）以下のときは、この状態を維持する。そして、海象が荒れて潮流も速い場合のように推進器の出力が所定値を超えるときには、主推進器としてのポッド型推進器１４を駆動する。このとき、補助推進器１６の駆動は継続してもよく、停止してもよい。そして、推進器の出力が再び所定値以下になったときには、ポッド型推進器１４の駆動を停止する一方で補助推進器１６の駆動を継続ないしは開始する。このように、定点保持モードにおいて、最大出力の小さい補助推進器１６をメインとして使用し、海象によってポッド型推進器１４への切り替え、或いは併用を行うようにしているため、これら推進器の効率的な運用が図られ、もって省エネルギー化の向上を図ることが可能となると共に、海象の変化にかかわらず、安定して船舶１０を定点保持することが可能となる。
【００２７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。
【００２８】
例えば、上記した実施形態では、ポッド型推進器としてトラクタータイプの推進器について説明したが、ポッド型推進器は、プロペラの回転によりストラットとは反対の側にプロペラ後流を噴出して推進力を得るプッシングタイプの推進器であってもよい。
【００２９】
また、上記した実施形態では、船舶１０の種類としてコンテナ船や原油タンカーを例示したが、船舶１０の種類はこれに限定されない。
【００３０】
また、上記した実施形態では、船首部２０の形状はバルバスバウ形状としたが、船首部２０は他の形状を有していてもよい。ただし、船首部２０の形状は、船首方向への通常の航行時における推進性能の向上が図られる形状であると好ましい。
【００３１】
また、上記した実施形態では、船舶１０は船尾部２４が砕氷面として機能する砕氷船について説明したが、船尾部２４は必ずしも砕氷機能を有する必要はない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、二重化された推進器の効率的な運用を図り、もって省エネルギー化の向上を図ることが可能な船舶が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る船舶を示す側面図である。
【図２】本実施形態に係る船舶の船尾部分を拡大して示す図である（通常航行モードないし定点保持モードのとき）。
【図３】本実施形態に係る船舶の船尾部分を拡大して示す図である（後進モードのとき）。
【図４】本実施形態に係る船舶が洋上ターミナルに係留されて定点保持モードにある状態を示す図である。
【符号の説明】
１０…船舶、１４…ポッド型推進器、１６…補助推進器、１８…制御装置、２４…船尾部、３０…プロペラ、３６…プロペラ、Ｙ…後部垂線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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