JP2007230547A - ３つの軸線を有する電気船舶推進システム - Google Patents

Abstract

【課題】十分な船体に対するクリアランスおよび推進パワーと共に、許容される振動のレベルを示す、電気船舶推進システムを提供する。
【解決手段】本発明は、従来のプロペラ７を有する２つの側部の軸線３および船尾の横方向スラスタ１６を備える、電気船舶推進システムに関する。プロペラ１２を有する第３の軸線４が、船舶の軸５上で中央に設けられ、前記第３の軸線４が、船尾の横方向スラスタ１６のトンネル１７の上を通るその軸９を有することが注目される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気船舶推進システムに関し、より詳細には、大型であり高速の巡航速度の船舶用の推進システムに関する。

客船に関する船主からの要求、たとえばクルーズ船としての運転に対する要求は、クルーズ当たりの乗客数を増加させるために、さらに増加する大きさの船舶を得ることであると同時に、海上の景色が見える最大数のキャビンを船舶に提供することである。

同時に、この要求は、さらにより高速の、特に２５ノットよりも高速の巡航速度を有する客船が建造されることである。

現在、「パナマックス」型または「オーバーパナマックス」型の客船（すなわち、それぞれパナマ運河を通過することが可能な船舶、又は不可能な船舶）が、一般に、それぞれ約２０メガワット（ＭＷ）の電力を有するモータ付きの２つの軸線を有する電気駆動装置によって推進される。

船舶の大きさの増加と組み合わさる軸線あたりのこのような推進パワーは、船主からの要求を満たすのに十分でない巡航速度につながる。

用語「軸線駆動装置」は、船舶の船体内部に設置されたモータが、伝動軸を介してそのパワーを外部の推進手段に供給する、推進システムを意味するのに使用される。

さらに、軸線あたりのパワーを増加させようとすると、強力になりすぎるモータに関する技術的問題につながる。振動を制御するために、一般には、プロペラの大きさおよび船体に対するクリアランスの問題が存在し、この問題によって、低レベルの脈動で良好な推進効率を得られなくなる。

大きいトン数の船舶に、そして十分で必要な推進パワーを得るために、軸線を介する推進とは対照的に、「ポッド」として知られている複数のアジマススラスタ（ａｚｉｍｕｔｈ ｔｈｒｕｓｔｅｒ）の組合せを使用することによって、このような推進を実現することが知られている。

用語「ポッド」は、船舶の船体外にあり駆動モータを含む、沈められた推進アセンブリを包含する。その解決策は、操縦可能なポッドを使用することによって、操舵および推進の機能を果たすという利点を示す。さらに、低下した、または不完全な運転の場合、より多数のスラスタによってシステムの冗長性が改良される。

それにもかかわらず、船主の中には、自らの船舶にそのタイプの推進システムを設置しないことを望み、船尾の側方のスラスタと共に従来のプロペラを備えた軸線の設置を使用することを要求するものもいる。その結果、軸線あたりのパワーを増加させることによって発生するリスクを仮定すれば、その要求によって、所望のパワーが３つの軸線を通じて共有されることとなる。

しかしながら、その解決策によって、３つの軸線のうちの１つが、中央位置（すなわち船舶の長手方向の中央軸）を占め、他の２つが、両側（すなわち前記長手方向の中央軸に平行）にあることとなる。

それらの２つの側部の軸線は、知られていてすでに適用されている従来の配置を占めるものである。

しかしながら、中央の軸線は、予想され得る寸法および性能のレベルに関する潜在的な問題を引き起こす。

引き起こされる第１の種類の問題は、振動に関するものであり、その問題において、スケグによって、すなわち船舶のトランサム（ｔｒａｎｓｏｍ）の底部の下にある船舶のキール（ｋｅｅｌ）が延びることによって、後流が妨げられるので、高レベルの振動が生じる。

その問題は、従来、たとえば液化ガスタンカー船舶等の単一の軸線を有する船舶と同様に、後流調整器のバルブによって解決される。その目的を達成するためには、複雑で、高価であり、扱いにくいボイラーワーク（ｂｏｉｌｅｒｗｏｒｋ）を提供することが必要である。

この状況は、軸線が、船尾の横方向スラスタのトンネルの上を通らなければならないので、船尾の横方向スラスタが取り付けられる船舶にはより問題があり、したがって、プロペラの直径をかなり減少させ、その結果、中央のプロペラがとり得るパワーの共有を減少させることによらない限り、プロペラを船体の方へ移動し、一般に必要な振動のレベルを達成するために、プロペラと船体との間の必要とされるクリアランスの量を保持できなくなる。

したがって、本発明は、前述の欠点を軽減する３つの軸線を有する電気船舶推進システム、すなわち、十分な船体に対するクリアランスおよび推進パワーと共に、許容される振動のレベルを示す、電気船舶推進システムを提供することを目指すものである。

したがって、本発明は、従来のプロペラを有する２つの側部の軸線と、船尾の横方向スラスタとを備える電気船舶推進システムを提供する。

本発明によると、プロペラを有する第３の軸線が、船舶の軸上で中央に設けられ、第３の軸線は、船尾の横方向スラスタのトンネルの上を通るその軸を有する。

有利には、中央の軸線駆動装置が、ねじポンプによって与えられ、より詳細には、ねじポンプが、プロペラとプロペラから上流側に設置された流れを方向付けるフィンのリングとによって構成され、ノズルが、プロペラおよびフィンのリングのアセンブリを取り囲む。

このようにして、ねじポンプタイプの駆動装置の存在が、従来のプロペラのパワーレベルと同等のパワーレベルを保持し、かつ、流れをねじポンプから出口に向けることによって、音響および振動の擾乱も回避しつつ、プロペラの寸法の問題を軽減する役目をする。このことは、キャビテーションの問題を回避する役目をする。

このようなねじポンプの推進の原理が、長い間潜水艦の推進システムに適用されていて、潜水艦の後流にねじポンプを配置することによって、音響擾乱を減少させつつ良好な効率を得ることが可能となることに留意されたい。従来のプロペラが、液体の推力で作動するのに対して、ねじポンプは液体の流れで作動する。

本発明の一実施形態において、中央の軸線のプロペラの直径が、側部の軸線のプロペラの直径よりも小さく、特定の実施形態においては、中央の軸線のプロペラの直径が、約４８００ミリメートル（ｍｍ）である。

本発明の特定の特徴によると、船体と中央の軸線のプロペラとの間のクリアランスが、約５００ｍｍである。従来のプロペラによる駆動装置よりもねじポンプによる駆動装置の大きさが小さいため、そしてポンプを出る後流を導くノズルがあるため、ねじポンプによる駆動によって、振動を発生させずに、推進装置を船舶の船体により近く移動することができる。

有利には、後流調整器のバルブが、中央の軸線のプロペラから上流側に設置される。したがって、スケグ（ｓｋｅｇ）によって妨げられた後流が、ねじポンプへの入口に導かれ、それによってねじポンプの性能を改良する。

本発明の好ましい実施形態において、後流調整器のバルブが、形状においてほぼ円筒状の部分によって構成される。流れを方向付けるフィンの存在によって、調整器のバルブの形状を単純化することが容易になり、その結果、中央の軸線駆動部の周囲での簡潔で廉価なボイラーワークをせずにすむことが可能になる。

本発明は、以下の説明を読んで、よりよく理解され得る。この説明は、単に一例として与えられ、添付の図面を参照してなされるものである。

図１において、本発明の推進システム１は、船舶の船尾部分の下から見られる。システム１は、船舶の船尾部分にあるトランサム２の底部の下に設置され、２つの側部の軸線駆動装置３（すなわち、船舶の中央軸５に平行な線上で作動し、その両側に対称的に配置される）と、中央の軸線駆動装置４とによって構成される。

したがって、２つの側部の軸線３は、船舶の中央軸５の両側に、中央軸５から等しい距離で従来通り配置される。側部の軸線３のそれぞれは、当業者に知られていているように、従来の軸６およびプロペラ７によって構成される。かじ板８（ｒｕｄｄｅｒ ｂｌａｄｅ）が、２つの軸線３と並んで示されており、これらのかじ板８は、船舶を操縦する役目をするものである。モータおよび電源手段は、図を見やすくするために示されていない。

図１および図２において、中央の軸線４は、流れを方向付けるフィン１３と共にプロペラ１２を取り囲むノズル１１によって構成されるねじポンプ１０に連結される軸９と、流れ調整器のバルブまたはスケグ１４とによって構成される。ねじポンプ１０の軸受１９もまた、示されている。

この中央の軸線４は、船舶の薄肉の面１５内に設置され、この薄肉の面は、船舶の大きさのために大きいものであり、船舶をブロックで組立てることができるために必要なものである。図１は、薄肉の面１５を有する接合部に対するスケグ１４の機能を明確に示す。

船尾の横方向スラスタ１６が、それらのそれぞれのトンネル１７内に薄肉の面を通って示され、軸９が、これらの２つのトンネル１７の上を、スラスタ１６とそれらの駆動モータにつながるそれらの接合部１８とに対して中央を通る。

図２において、後部の横方向スラスタ１６のためのトンネル１７より上にある中央の軸線４の推進軸９の位置を明らかにするような方法で、船尾の横方向スラスタ１６が示される。

したがって、極めて限られた量の空間という点で、船尾の横方向スラスタ１６と共に中央の軸線４を配置することが強要され、その結果、プロペラを船舶の船体の方へ移動する必要のあることが、明らかであろう。

図３は、本発明に記載されているような推進システムを備えた、船舶の船尾部分の三次元図である。この図は、船舶のトランサム２に対するプロペラ７およびねじポンプ１０の位置を明確に示す。ねじポンプ１０と船体との間のクリアランスは、従来のプロペラ７のためのクリアランスよりもかなり小さい。

したがって、この推進システムによって、船尾のスラミングの問題（海から浮かび上がった後に、海に対してまた落下する場合に、船底の平坦な部分に生ずる衝撃）を回避するために、沈められているかＶ字形を示すトランサムの底部を、有利に保持することが可能となる。

本発明の推進システムの下から見た概略図である。 本発明の中央の軸線の長手方向の断面図である。 本発明の推進システムに嵌合される船舶の船尾部分の３次元図である。

符号の説明

１ 推進システム
２ トランサム
３ 側部の軸線
４ 中央の軸線
５ 中央軸
６、９ 軸
７ プロペラ
８ かじ板
１０ ねじポンプ
１１ ノズル
１２ プロペラ
１３ 流れを方向付けるフィン
１４ スケグ
１５ 薄肉の面
１６ 横方向スラスタ
１７ トンネル
１８ 接合部
１９ 軸受

Claims (8)

1. 従来のプロペラ（７）を有する２つの側部の軸線（３）、および船尾の横方向スラスタ（１６）を備える、電気船舶推進システムであって、プロペラ（１２）を有する第３の軸線（４）が、船舶の軸（５）上で中央に設けられることと、前記第３の軸線（４）が、船尾の横方向スラスタ（１６）のトンネル（１７）の上を通るその軸（９）を有することとを特徴とする、電気船舶推進システム。
2. 中央の軸線駆動装置（４）が、ねじポンプ（１０）によって与えられていることを特徴とする、請求項１に記載の電気船舶推進システム。
3. ねじポンプ（１０）が、プロペラ（１２）と、プロペラから上流側に設置された流れを方向付けるフィン（１３）のリングとによって構成され、ノズル（１１）が、プロペラ（１２）およびフィン（１３）のリングのアセンブリを取り囲むことを特徴とする、請求項２に記載の電気船舶推進システム。
4. 中央の軸線（４）のプロペラ（１２）の直径が、側部の軸線（３）のプロペラ（７）の直径よりも小さいことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の電気船舶推進システム。
5. 中央の軸線（４）のプロペラ（１２）の直径が、約４８００ｍｍであることを特徴とする、請求項４に記載の電気船舶推進システム。
6. 船体と中央の軸線（４）のプロペラ（１２）との間のクリアランスが、約５００ｍｍであることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の電気船舶推進システム。
7. 後流調整器のバルブ（１４）が、中央の軸線（４）のプロペラ（１２）から上流側に設置されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の電気船舶推進システム。
8. 後流調整器のバルブ（１４）が、形状においてほぼ円筒状の部分によって構成されることを特徴とする、請求項７に記載の電気船舶推進システム。

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