(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主プロペラ及びその後方に設置したプッシュ方式のＰＯＤ推進器によって構成された船舶の推進装置において、前記ＰＯＤ推進器のケーシング前端部に、前記主プロペラのハブ渦に沿う溝を設けたことを特徴とする船舶の推進装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主プロペラに加えてＰＯＤ推進器を備えている船舶の推進装置に係り、特に、ＰＯＤ推進器がプッシュ方式である船舶の推進装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、船舶の推進装置においては、主プロペラで発生する推進力が不足する場合に加勢して推進力を加算する目的で、主プロペラの後方にＰＯＤ推進器を併設することが提案されている。
図５に示す従来の提案例において、図中の符号１は船舶の船底後部、２は船舶を走行させる主たる推進力を発生させる主プロペラ、１０はプッシュ型のＰＯＤ推進器である。なお、主プロペラ２は、ディーゼルエンジンなど図示省略の駆動機関から駆動力を受けて回転するようになっている。
【０００３】
ここで使用するプッシュ型のＰＯＤ推進器１０は、ケーシング１１、ＰＯＤプロペラ１２、ストラット１３及び支柱１４を具備して構成される。
ケーシング１１は、略円筒状とした後部にＰＯＤプロペラ１２を備えている。ＰＯＤプロペラ１２は、回転することによって推進力を発生させる機能を有し、同ＰＯＤプロペラ１２を駆動させる電動機（図示省略）は、ケーシング１１の内部に配置されている。
ケーシング１１の上部には、翼形断面のストラット１３が設けられている。ストラット１３の上端部には、ＰＯＤ推進器１０全体の回動軸となる支柱１４が設けられている。この支柱１４は、船体側に設けた図示省略の駆動機構に連結されているので、ＰＯＤ推進器１０は、支柱１４を介して全体が船底後部１に対し回動可能に取り付けられた構成となっている。
【０００４】
このように構成された船舶の推進装置は、主プロペラ２を単独で、ＰＯＤプロペラ１２単独で、あるいは主プロペラ２及びＰＯＤプロペラ１２を共に回転させることによって推進力を得て船舶を走行させる。また、支柱１４を中心としてＰＯＤ推進器１０を回動させれば、ストラット１３が舵の機能を発揮して操舵力が得られるので、船舶を旋回させることもできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の船舶の推進装置においては、ＰＯＤ推進器１０が主プロペラ２の後方に配置されているため、主プロペラ２で発生したハブ渦の影響によって、主プロペラ２の推進力に損失を生じ、結果として推進効率が低下するという問題がある。
また、主プロペラの後流には旋回流が残るが、これはプロペラに投入されたエネルギの一部が旋回エネルギとして消費され、推進エネルギに損失が生じるという問題点があることを意味する。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、主プロペラの後方に設置したプッシュ方式のＰＯＤ推進器によって構成された船舶の推進装置において、主プロペラのハブ渦低減、あるいは主プロペラの旋回流回収により、推進器全体の推進効率を向上させることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の船舶の推進装置は、主プロペラ及びその後方に設置したプッシュ方式のＰＯＤ推進器によって構成された船舶の推進装置において、前記ＰＯＤ推進器のケーシング前端部に、前記主プロペラのハブ渦に沿う溝を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
このような船舶の推進装置によれば、主プロペラ及びその後方に形成されるハブ渦の流れを、ＰＯＤ推進器のケーシング前端部に設けられた溝に沿って拡散させて弱めることができる。
【０００９】
船舶の推進装置における第１参考例は、主プロペラ及びその後方に設置したプッシュ方式のＰＯＤ推進器によって構成された船舶の推進装置において、前記ＰＯＤ推進器のケーシング前端部にステータフィンを設置したことを特徴とするものである。
【００１０】
このような船舶の推進装置によれば、主プロペラによって後方に誘起された旋回流を、ケーシング前端部に設けたステータフィンによって推進力に変換することができる。
【００１１】
船舶の推進装置における第２参考例は、主プロペラ及びその後方に設置したプッシュ方式のＰＯＤ推進器によって構成された船舶の推進装置において、前記ＰＯＤ推進器の軸中心を前記主プロペラと同一軸線上に配置し、主プロペラボス部と前記ＰＯＤ推進器の先端部とが大略紡錘形状を形成していることを特徴とするものである。
【００１２】
このような船舶の推進装置によれば、主プロペラボス部とＰＯＤ推進器の先端部とを大略紡錘形状をなす一体形状にしたので、主プロペラ後方の旋回流を外側に排除してハブ渦が発生するのを防止することができる。
【００１３】
船舶の推進装置における第３参考例は、主プロペラ及びその後方に設置したプッシュ方式のＰＯＤ推進器によって構成された船舶の推進装置において、前記ＰＯＤ推進器のケーシング両側部に、それぞれ１または複数の翼形断面フィンを設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
このような船舶の推進装置によれば、主プロペラによって後方に誘起された旋回流を、ＰＯＤ推進器のケーシング両側部に設けた翼形断面フィンによって推進力に変換することができる。
この場合、前記翼形断面フィンの前縁部に、前記主プロペラによって形成される水流に沿うようひねりを加えることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る船舶の推進装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、上述した従来技術と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
＜第１の実施形態＞
図１に示す第１の実施形態において、符号の１は船舶の船底後部、２は主プロペラ、１０ＡはＰＯＤ推進器、１１はケーシング、１２はＰＯＤプロペラ、１３はストラット、１４は支柱である。
【００１６】
この推進装置は、主プロペラ２と、その後方に設置したプッシュ方式のＰＯＤ推進器１０Ａとにより構成されている。
ＰＯＤ推進器１０Ａは、ケーシング１１の前端部に溝１５が設けられている。この溝１５は、船舶が前進する時に主プロペラ２の回転によって形成される旋回流のハブ渦、すなわち主プロペラ２後方の旋回流中心部に形成される渦の流れに沿う向きに複数設けられている。図示の例では、６本の溝１５がケーシング１１の前端部に均等なピッチで配設され、各溝１５は、主プロペラ２側から見て、軸中心を通る線より外周側端部を右側に傾斜させたものとなっている。
なお、溝１５の数については図示の例に限定されることはなく、適宜増減が可能であり、また、各溝１５の傾斜方向についても、前進時における主プロペラ２の回転方向が反対になれば当然ながら逆向きとなる。
【００１７】
このように構成した船舶の推進装置では、主プロペラ２の回転によって生じた旋回流が溝１５に沿って流れるので、ハブ渦が拡散されて弱いものとなる。すなわち、ハブ渦によって形成される圧力の低い領域は、圧力低下が低減された弱い渦となる。従って、ハブ渦を原因とする低圧部がプロペラボスを後方へ引っ張る力、すなわち抵抗が低減され、よって推進力の損失も低減されるので、推進装置の推進効率を向上させることができる。
【００１８】
＜第１参考例＞
図２に示す第１参考例において、符号の１は船舶の船底後部、２は主プロペラ、１０ＢはＰＯＤ推進器、１１はケーシング、１２はＰＯＤプロペラ、１３はストラット、１４は支柱である。
【００１９】
この推進装置は、主プロペラ２と、その後方に設置したプッシュ方式のＰＯＤ推進器１０Ｂとにより構成されている。
ＰＯＤ推進器１０Ｂは、ケーシング１１の前端部に固定したステータフィン１６を備えている。このステータフィン１６は、主プロペラ２の回転によって励起された旋回流を推進力に変換する機能を有するものである。なお、ケーシング１１の外周面から放射状に突出するステータフィン１６の数については、図示の例に限定されることはなく、適宜変更が可能である。
【００２０】
ここで、ステータフィン１６が旋回流を推進力に変換する機能について簡単に説明する。
上述した旋回流は、主プロペラ２の回転軸線に沿って後方（ＰＯＤ推進器１０Ｂ側）へ直進する成分と、回転軸線廻りに回転する成分とに分けられる。このうち、前者のエネルギ成分である直進エネルギは船舶の推進力として寄与するが、後者のエネルギ成分である回転エネルギは船舶の推進力として何ら寄与することなく、結果的には無益なエネルギとして棄てられるものである。
【００２１】
そこで、ケーシング１１の前端部外周から突出する複数のステータフィン１６を設けると、主プロペラ２から送出される旋回流が整流され、旋回流の流れは後方側に変化する。このため、船舶の推進力として機能する後方へ直進するエネルギ成分が増し、従来棄てられていた回転エネルギの成分を推進力として回収することができるので、推進装置の推進効率を向上させることができる。
一般的に、ＰＯＤ推進器１０Ｂの出力は主プロペラ２と一致しているとは限らない。ＰＯＤ推進器１０Ｂの出力が主プロペラ２よりも小さい場合、主プロペラ２の回転方向と逆回りのＰＯＤプロペラ１２を採用したとしても、主プロペラ２の回転エネルギを全てＰＯＤプロペラ１２で回収することはできない。このような場合、概ね５０％をステータフィン１６で回収し、残りの５０％程度をＰＯＤプロペラ１２で回収するとよい。
【００２２】
＜第２参考例＞
図３に示す第２参考例において、符号の１は船舶の船底後部、２は主プロペラ、１０ＣはＰＯＤ推進器、１１はケーシング、１２はＰＯＤプロペラ、１３はストラット、１４は支柱である。
【００２３】
この推進装置は、主プロペラ２と、その後方に設置したプッシュ方式のＰＯＤ推進器１０Ｃとにより構成されている。
ＰＯＤ推進器１０Ｃは、ＰＯＤプロペラ１２の回転軸（中心軸）が主プロペラ２の回転軸と同一軸線上に配置されている。また、主プロペラ２のボス部２ａとＰＯＤ推進器１０Ｃの先端部、すなわちケーシング１１の先端部１１ａとは、略一体的に連続する大略紡錘形状を形成している。なお、ボス部２ａと先端部１１ａとの間に形成する間隙は、一体的な連続性を確保するためにも、最小限に抑えるのが好ましい。
【００２４】
このような構成とすれば、主プロペラ２とＰＯＤ推進器１０Ｃとが実質的に連続する一体形状となるため、主プロペラ２で形成された旋回流はケーシング１１の外側に排除され、結果としてＰＯＤプロペラ１２への後流の流入速度を遅くすることができる。
従って、主プロペラ２の後流側に発生していたハブ渦の乱れを整流することができ、換言すればハブ渦ができにくくなるので、ハブ渦を原因とする低圧部がプロペラボスを後方へ引っ張る力、すなわち抵抗が低減され、よって推進力の損失も低減されるので、推進装置の推進効率を向上させることができる。
【００２５】
＜第３参考例＞
図４に示す第３参考例において、符号の１は船舶の船底後部、２は主プロペラ、１０ＤはＰＯＤ推進器、１１はケーシング、１２はＰＯＤプロペラ、１３はストラット、１４は支柱である。
【００２６】
この推進装置は、主プロペラ２と、その後方に設置したプッシュ方式のＰＯＤ推進器１０Ｄとにより構成されている。
ＰＯＤ推進器１０Ｄは、ケーシング１１の両側部に、それぞれ翼形断面フィン１８を設けてある。この翼形断面フィン１８は、左右の一対が水平に配置され、同フィンの前縁部１８ａには、主プロペラ２によって形成される水流（旋回流）に沿うようひねりを加えておくのが好ましい。
【００２７】
このような構成とすれば、翼形断面フィン１８がステータフィン１６（第１参考例参照）と同様の作用によって推進力を発生させるので、推進装置全体としての推進効率を向上させることができる。
また、この参考例における翼形断面フィン１８は、水平に左右一対設けるだけでなく、両側部にそれぞれ、２またはそれ以上を所定の角度で分配したものでもよい。
【００２８】
なお、本発明の構成は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【００２９】
【発明の効果】
上述した本発明の船舶の推進装置によれば、下記のような効果を奏する。請求項１に記載の船舶の推進装置によれば、主プロペラの後方に形成されるハブ渦の流れが、ＰＯＤ推進器のケーシング前端部に設けられた溝に沿って拡散して弱まるので、推進装置の推進効率を向上させることができる。
【００３０】
第１参考例に記載の船舶の推進装置によれば、主プロペラによって後方に誘起された旋回流が、ケーシング前端部に設けたステータフィンによって推進力に変換されるので、推進装置の推進効率を向上させることができる。
【００３１】
第２参考例に記載の船舶の推進装置によれば、主プロペラボス部とＰＯＤ推進器の先端部とを大略紡錘形状をなす一体形状にしたので、主プロペラ後方の旋回流を外側に排除してハブ渦が発生するのを防止でき、結果として推進装置の推進効率を向上させることができる。
【００３２】
第３参考例に記載の船舶の推進装置によれば、主プロペラによって後方に誘起された旋回流を、ＰＯＤ推進器のケーシング両側部に設けた翼形断面フィンによって推進力に変換することができるので、結果として推進装置の推進効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の船舶の推進装置に係る第１の実施形態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【図２】 船舶の推進装置に係る第１参考例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図３】 船舶の推進装置に係る第２参考例を示す側面図である。
【図４】 船舶の推進装置に係る第３参考例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図５】 従来例として、ＰＯＤ推進器を備えた船舶の推進装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１    船底後部
２    主プロペラ
２ａ     ボス部
１０Ａ〜Ｄ    ＰＯＤ推進器
１１    ケーシング
１１ａ    先端部
１２    ＰＯＤプロペラ
１３    ストラット
１４    支柱
１５    溝
１６    ステータフィン
１８    翼形断面フィン
【図１】
0004301748.tif 000002
【図２】
0004301748.tif 000003
【図３】
0004301748.tif 000004
【図４】
0004301748.tif 000005
【図５】
0004301748.tif 000006