JP2009214650A - Pod type propulsion unit and vessel - Google Patents

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JP2009214650A JP2008059164A JP2008059164A JP2009214650A JP 2009214650 A JP2009214650 A JP 2009214650A JP 2008059164 A JP2008059164 A JP 2008059164A JP 2008059164 A JP2008059164 A JP 2008059164A JP 2009214650 A JP2009214650 A JP 2009214650A
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Seiji Masuda
聖始 増田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pod type propulsion unit capable of reducing propulsion resistance without developing a separation phenomenon in a liquid flow at manufacturing cost suppressed to a low level by a simple configuration, and a vessel having the propulsion unit. <P>SOLUTION: The pod type propulsion unit 1 comprises a propeller 40, a pod body 30, and a strut 10 wherein rectangular-plate vanes (current plates) 21, 22, 23, 24 (generically referred to as a VANE 20) are fixed to the side surface of the pod body 30 so as to be disposed parallel to the axial direction of the pod body and in the direction normal to (the same as the radial direction of) the side surface of the pod body. The amount of projection of the VANE 20 is 40% or smaller of the radius of the propeller 40, preferably 15% to 30% thereof, so that the projection is extremely small compared to conventional known fins. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はＰＯＤ型推進装置、特に、船舶に設置され、ポッドがプロペラ後流の中に位置することになるトラクター型のＰＯＤ型推進装置に関する。   The present invention relates to a POD-type propulsion device, and more particularly to a tractor-type POD-type propulsion device that is installed in a ship and whose pod is located in the wake of a propeller.

従来、船舶のＰＯＤ型推進装置は、船体の下方に突き出すように設置されるものであって、流線形の収納容器（以下、「ポッド」と称す）と、ポッドの先端側に形成された回転部（以下、「ハブ」と称す）と、ハブに固定されたプロペラと、ポッドを船体に固定するストラットと、ポッドに収納されたプロペラ回転手段または船体側からプロペラに回転を伝達する回転伝達手段と、を有している。
そして、プロペラによってその後方に形成された流体の流れ（以下、「プロペラ後流」と称す）は、ポッドにまとわりつくように螺旋状を呈するとの認識の元に、推進性能の向上を図ろうとする発明が開示されている（例えば、特許文献１〜５参照）。 Conventionally, a POD type propulsion device for a ship is installed so as to protrude below the hull, and is a streamlined storage container (hereinafter referred to as “pod”) and a rotation formed on the tip side of the pod. Section (hereinafter referred to as “hub”), a propeller fixed to the hub, a strut for fixing the pod to the hull, a propeller rotating means housed in the pod or a rotation transmitting means for transmitting rotation from the hull side to the propeller And have.
Based on the recognition that the fluid flow formed behind the propeller (hereinafter referred to as “propeller posterior flow”) spirals around the pod, the propulsion performance is improved. The invention is disclosed (for example, see Patent Documents 1 to 5).

特開２００４−２４９８７４号公報（第３−４頁、図１）JP 2004-249874 A (page 3-4, FIG. 1) 特開２００３−２００８９２号公報（第３−４頁、図２）Japanese Patent Laying-Open No. 2003-200892 (page 3-4, FIG. 2) 特開２００３−２００８９１号公報（第３−４頁、図４）Japanese Patent Laying-Open No. 2003-200891 (page 3-4, FIG. 4) 特開平７−１９５６０８５号公報（第３−４頁、図１）JP 7-1956085 A (page 3-4, FIG. 1) 特開２００４−９０８４１号公報（第４−５頁、図２）JP 2004-90841 A (page 4-5, FIG. 2)

しかしながら、特許文献１−５に記載された発明は、何れも、ポッドの側面に翼形状のフィンを設置して、プロペラ後流によってフィンに揚力を発生させ、その推進方向成分を利用しようとすることを特徴としている。
しかしながら、フィンにより旋回流を回収するためには、フィンの迎角をプロペラピッチや回転数に応じて最適な値とする必要があり、フィンの迎角が最適で無い場合は、揚力として旋回流を回収できないだけではなく、フィン自体が剥離を生じ、抵抗増加のもととなり、ポッド単独の性能よりフィンを取り付けた場合の方が性能悪化する可能性があるという問題があった。また、旋回自体がポッドに取り付けられたストラットなどの影響で、軸対象な流れとならず、これもフィンによる旋回流の回収を困難にする原因になっているという問題があった。 However, in any of the inventions described in Patent Documents 1-5, a wing-shaped fin is installed on the side surface of the pod, and lift is generated in the fin by the wake of the propeller, and the propulsion direction component is used. It is characterized by that.
However, in order to collect the swirling flow with the fin, it is necessary to set the angle of attack of the fin to an optimum value according to the propeller pitch and the number of rotations. Not only cannot be recovered, but also the fin itself peels off, increasing resistance, and there is a problem that the performance may be worse when the fin is attached than the performance of the pod alone. Further, the swirl itself is not an axial flow due to the influence of a strut attached to the pod, and this also causes a problem that makes it difficult to collect the swirl flow by the fins.

また、翼形状のフィンは製作が困難であるため、製造コストが上昇するという問題があった。また、当該フィンのポッドの側面からの突出量が大きいため、当該フィンに作用する力が大きくなり、当該フィンをポッドの側面に固定するために相当の補強をする必要が生じることからも、製造コストが上昇するという問題があった。   In addition, since the wing-shaped fins are difficult to manufacture, there is a problem that the manufacturing cost increases. Also, since the amount of protrusion of the fin from the side surface of the pod is large, the force acting on the fin is increased, and it is necessary to perform considerable reinforcement in order to fix the fin to the side surface of the pod. There was a problem that the cost increased.

本発明は上記問題を解決するものであって、簡素な構成で製造コストを安価に抑えながら、液体の流れに剥離現象を発生させないで、推進抵抗を低減することができるＰＯＤ型推進装置、および該ＰＯＤ型推進装置を有する船舶を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problem, and a POD-type propulsion device capable of reducing propulsion resistance without causing a separation phenomenon in a liquid flow while suppressing manufacturing cost at a low cost with a simple configuration, and It aims at providing the ship which has this POD type propulsion device.

（１）本発明に係るＰＯＤ型推進装置は、船体に固定されたストラットと、
該ストラットに固定されたポッドと、
該ポッドの先端側に回転自在に設置されたプロペラと、
該プロペラを回転させる回転手段または回転伝達手段と、
前記ポッドの側面に、前記ポッドの軸方向に平行で、前記ポッドの側面の法線方向に位置するように固定された整流板と、
を有し、
前記整流板によって前記プロペラが形成する後流が整流されることを特徴とする。 (1) A POD type propulsion device according to the present invention includes a strut fixed to a hull,
A pod fixed to the strut;
A propeller rotatably installed on the tip side of the pod;
Rotation means or rotation transmission means for rotating the propeller;
A rectifying plate fixed to the side surface of the pod so as to be parallel to the axial direction of the pod and in the normal direction of the side surface of the pod;
Have
The wake formed by the propeller is rectified by the rectifying plate.

（２）前記（１）において、前記整流板の前記ポッドの側面からの突出量が、前記プロペラの半径の１０〜４０％であることを特徴とする。
（３）前記（１）または（２）において、前記ポッドの先端側に前記プロペラと一緒に回転するハブが形成され、
前記整流板の先端が、前記ハブに近接し、
前記整流板の軸方向の長さが、前記ポッドの後端と前記ハブの後端との距離の５０〜１００％であることを特徴とする。 (2) In (1), the amount of protrusion of the current plate from the side surface of the pod is 10 to 40% of the radius of the propeller.
(3) In the above (1) or (2), a hub that rotates together with the propeller is formed on the tip side of the pod,
The tip of the current plate is close to the hub,
The length of the current plate in the axial direction is 50 to 100% of the distance between the rear end of the pod and the rear end of the hub.

（４）前記（１）乃至（３）の何れかにおいて、前記整流板の前記ポッドの側面からの突出量が、軸方向で均一なことを特徴とする。
（５）前記（１）乃至（４）の何れかにおいて、前記整流板の断面が矩形であることを特徴とする。 (4) In any one of the above (1) to (3), the amount of protrusion of the current plate from the side surface of the pod is uniform in the axial direction.
(5) In any one of the above (1) to (4), the rectifying plate has a rectangular cross section.

（６）本発明に係る船舶は、船体と、
該船体に固定された前記（１）乃至（５）の何れかに記載のＰＯＤ型推進装置と、
を有することを特徴とする。 (6) A ship according to the present invention includes a hull,
The POD type propulsion device according to any one of (1) to (5) fixed to the hull;
It is characterized by having.

本発明に係るＰＯＤ型推進装置および船舶は以上の構成であるから、以下の効果を奏する。
（ｉ）ポッドの軸方向に平行で、側面の法線方向に位置するように固定された整流板によって、プロペラが形成する後流が整流されるから、ポッドに作用する流れの抵抗が低減するため、推進性能が向上する。すなわち、ポッドの表面を流れる斜流をまっすぐな流れにすることで、ポッドの抵抗を下げている。なお、当該整流板（軸方向に平行）は、揚力を主として用いるものではないため、仮に部分的に失速しても問題になることはない。
さらに、当該整流板は、迎角をもって取り付けられるものではないため、非常に簡単に取り付けることができ、ＰＯＤ型推進装置の製造コストが安価になる。 Since the POD type propulsion device and the ship according to the present invention have the above-described configuration, the following effects can be obtained.
(I) Since the wake flow formed by the propeller is rectified by the rectifying plate fixed to be parallel to the axial direction of the pod and in the normal direction of the side surface, the resistance of the flow acting on the pod is reduced. Therefore, the propulsion performance is improved. That is, the resistance of the pod is lowered by making the diagonal flow flowing on the surface of the pod straight. In addition, since the said baffle plate (parallel to an axial direction) does not mainly use lift, even if it partially stalls, it will not become a problem.
Furthermore, since the current plate is not attached with an angle of attack, it can be attached very easily, and the manufacturing cost of the POD type propulsion device is reduced.

（ｉｉ）整流板のポッドの側面からの突出量（例えば、ポッドの側面の法線方向）が、プロペラの半径の１０〜４０％であるから、整流板に作用する力は小さく、補強等をすることなく、ポッドの側面に容易に固定することができるため、製造コストを安価に抑えることができる。   (Ii) Since the amount of protrusion of the current plate from the side surface of the pod (for example, the normal direction of the side surface of the pod) is 10 to 40% of the radius of the propeller, the force acting on the current plate is small. Therefore, the manufacturing cost can be kept low because it can be easily fixed to the side surface of the pod.

（ｉｉｉ）整流板の先端がハブに近接し、軸方向の長さが、ポッドの後端とハブの後端との距離の５０〜１００％であるから、ストラットよりもプロペラに近い範囲から、プロペラ後流の整流を開始するから、より確実に整流効果が得られる。   (Iii) Since the tip of the current plate is close to the hub and the axial length is 50 to 100% of the distance between the rear end of the pod and the rear end of the hub, from the range closer to the propeller than the strut, Since rectification of the propeller downstream is started, the rectification effect can be obtained more reliably.

（ｉｖ）整流板のポッドの側面からの突出量（例えば、ポッドの側面の法線方向）が、軸方向で均一であるから、製造が容易になり製造コストを安価に抑えることができる。特に、ポッドが円筒部分を有し、該円筒部分に整流板を固定する場合には、当該整流板は矩形板になるため、製造コストがさらに安価になる。   (Iv) Since the amount of protrusion of the current plate from the side surface of the pod (for example, the normal direction of the side surface of the pod) is uniform in the axial direction, the manufacturing is facilitated and the manufacturing cost can be reduced. In particular, when the pod has a cylindrical portion and the rectifying plate is fixed to the cylindrical portion, the rectifying plate is a rectangular plate, so that the manufacturing cost is further reduced.

（ｖ）整流板の断面が矩形であるから、通常の鋼板を切り出して使用することができるため、断面を翼形状にする場合と比較して、製造コストが格段に安価になる。   (V) Since the cross section of the rectifying plate is rectangular, a normal steel plate can be cut out and used, so that the manufacturing cost is markedly lower than when the cross section is made into a wing shape.

（ｖｉ）本発明に係る船舶は、前記効果を奏する前記（１）乃至（５）の何れかに記載のＰＯＤ型推進装置を有するから、製造コストを低く抑えたまま、推進性能を向上させることができる。   (Vi) Since the ship according to the present invention has the POD type propulsion device according to any one of (1) to (5) that exhibits the above-described effects, the propulsion performance is improved while keeping the manufacturing cost low. Can do.

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係るＰＯＤ型推進装置を説明するものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は背面図である。なお、各図において、それぞれの部材は模式的に示されているため、その寸法および数量等は図示されたものに限定されるものではない。 [Embodiment 1]
1A and 1B illustrate a POD type propulsion device according to Embodiment 1 of the present invention, in which FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a rear view. In addition, in each figure, since each member is typically shown, the dimension, quantity, etc. are not limited to what was illustrated.

（ＰＯＤ型推進装置）
図１において、ＰＯＤ型推進装置１は、船舶の船体２に設置されるものであって、プロペラ４０と、プロペラ４０を具備するポッド本体３０と、ポッド本体３０を船体１に設置するためのストラット１０と、を有している。
ポッド本体３０は、船首側に紡錘状のハブ（ポッド後端部）３１と、船尾側に紡錘状のコーン（ポッド後端部）３３と、円筒状または樽状のポッド中央部３２と、を具備している。そして、プロペラ４０によってポッド本体３０に向かう水流が形成されるもの、すなわち、プロペラ４０によってポッド本体３０が牽引されるものである。
なお、本発明はプロペラ４０を回転する機構を限定するものではなく、ポッド本体３０内に回転駆動手段が配置されたものでも、船体２に設置された回転駆動手段からの回転をストラット１０を経由して伝達するものであってもよい。 (POD type propulsion device)
In FIG. 1, a POD type propulsion device 1 is installed on a hull 2 of a ship, and includes a propeller 40, a pod main body 30 including the propeller 40, and a strut for installing the pod main body 30 on the hull 1. 10.
The pod body 30 includes a spindle-shaped hub (pod rear end) 31 on the bow side, a spindle-shaped cone (pod rear end) 33 on the stern side, and a cylindrical or barrel-shaped pod center portion 32. It has. A water flow toward the pod body 30 is formed by the propeller 40, that is, the pod body 30 is pulled by the propeller 40.
Note that the present invention does not limit the mechanism for rotating the propeller 40, and the rotation from the rotation driving means installed in the hull 2 is transmitted via the strut 10 even if the rotation driving means is arranged in the pod body 30. May be transmitted.

（ＶＡＮＥ）
ポッド本体３０の側面にはポッド本体の軸方向に平行で、ポッド本体の側面の法線方向（半径方向に同じ）に位置するように、矩形板からなる整流板（以下「ＶＡＮＥ」と称す）２１、２２、２３、２４（以下、まとめてまたはそれぞれを「ＶＡＮＥ２０」と称す場合がある）が固定されている。また、ＶＡＮＥ２１は、ストラット１０を跨いで、同一位相（所謂１２時の位置）になるように設置されたＶＡＮＥ２１ａおよびＶＡＮＥ２１ｂから構成されている。 (VANE)
A rectifying plate made of a rectangular plate (hereinafter referred to as “VANE”) is arranged on the side surface of the pod main body 30 so as to be parallel to the axial direction of the pod main body and in the normal direction (same as the radial direction) of the side surface of the pod main body. 21, 22, 23, and 24 (hereinafter may be collectively or referred to as “VANE 20”) are fixed. The VAN 21 includes a VAN 21a and a VAN 21b installed across the strut 10 so as to have the same phase (so-called 12 o'clock position).

ポッド本体３０は、船首側に紡錘状のハブ（ポッド後端部）３１と、船尾側に紡錘状のコーン（ポッド後端部）３３と、円筒状または樽状のポッド中央部３２と、を具備している。なお、本発明はプロペラ４０を回転する機構を限定するものではなく、ポッド本体３０内に回転駆動手段が配置されたものでも、船体２に設置された回転駆動手段からの回転をストラット１０を経由して伝達するものであってもよい。   The pod body 30 includes a spindle-shaped hub (pod rear end) 31 on the bow side, a spindle-shaped cone (pod rear end) 33 on the stern side, and a cylindrical or barrel-shaped pod center portion 32. It has. Note that the present invention does not limit the mechanism for rotating the propeller 40, and the rotation from the rotation driving means installed in the hull 2 is transmitted via the strut 10 even if the rotation driving means is arranged in the pod body 30. May be transmitted.

（抵抗成分）
図２および図３は、本発明の実施形態１に係るＰＯＤ型推進装置の動作原理を説明するものであって、それぞれの（ａ）は模式的に示す側面図、それぞれの（ｂ）は側面から観たＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ：数値流体力学）を用いたシミュレーション計算結果である。
図２および図３において、前記のようにＰＯＤ型推進装置１はプロペラ４０がポッド本体の前方に装着されたものであって、公知の「ＰＯＤ型推進装置」に、構造上簡便な板状のＶＡＮＥ２０をポッド本体３０に装着したものである。そして、装着されたＶＡＮＥ２０によってＰＯＤ本体の抵抗成分を低減することで、ＰＯＤ型推進装置としての推力を向上させ、引いては推進装置としての単独効率を向上させるものである。 (Resistance component)
2 and 3 are diagrams for explaining the operation principle of the POD type propulsion device according to the first embodiment of the present invention, in which each (a) is a side view schematically showing and each (b) is a side view. It is the simulation calculation result using CFD (Computational Fluid Dynamics: Computational Fluid Dynamics) seen from.
2 and 3, the POD type propulsion device 1 has a propeller 40 attached to the front of the pod body as described above. The VANE 20 is attached to the pod body 30. Then, by reducing the resistance component of the POD main body by the mounted VANE 20, the thrust as the POD type propulsion device is improved, and in turn, the single efficiency as the propulsion device is improved.

図２の（ａ）および図３の（ａ）に示すように、ＶＡＮＥ２０が装着されない場合には、プロペラ４０で発生した旋回流は後方（下流側）に位置するポッド本体３０の周りを螺旋状に流れている。旋回流はその流れを回転方向に変えながら流れるため、１つの大きな渦の中にポッド本体３０が存在することとなる。かかる様子は、シミュレーション結果による流線をリボンにより可視化した図３の（ａ）において、ポッド本体３０を斜めの流れが横切っており、ＰＯＤ後流でもはっきりした渦が流れ去っているのがわかる。   As shown in FIGS. 2A and 3A, when the VANE 20 is not mounted, the swirl flow generated by the propeller 40 spirals around the pod body 30 located on the rear side (downstream side). Is flowing. Since the swirling flow flows while changing the flow in the rotation direction, the pod main body 30 exists in one large vortex. This state can be seen in FIG. 3A in which streamlines based on the simulation results are visualized with a ribbon, with an oblique flow crossing the pod body 30 and a clear vortex flowing away after the POD.

一方、図２の（ｂ）および図３の（ｂ）に示すように、ＶＡＮＥ２０が装着された場合には、ＶＡＮＥ２０によって旋回流が強制的に真っ直ぐな流れとされ、ポッド本体３０まわりの旋回流がまっすぐな流れに変換されている。かかる様子は、シミュレーション結果による流線をリボンにより可視化した図３の（ｂ）において、ポッド本体３０を通過する流れもほぼ真っ直ぐになっており、ＰＯＤ後方の渦も緩やかに崩れていることがわかる。
すなわち、この計算結果からもＶＡＮＥ２０が旋回流を直進流に変換しているから、旋回流の中にある場合と比較するとＰＯＤ自体の抵抗成分は低減する。
また、ＣＦＤ（数値流体力学）を用いたシミュレーション結果（前進率Ｊ＝０．２５の場合）では、ＶＡＮＥ２０による推力増加効果のうち、約９３%がポッド本体３０の抵抗成分の低減であり、残りの７%はＶＡＮＥ２０が発生する前向きのスラストであることが判明している。すなわち、ＰＯＤ型推進装置１におけるＶＡＮＥ２０による推力向上は、主としてＰＯＤ本体の抵抗低減によってもたらされている。 On the other hand, as shown in FIG. 2B and FIG. 3B, when the VANE 20 is mounted, the swirl flow is forcibly made straight by the VAN 20 and the swirl flow around the pod main body 30. Has been converted to a straight flow. In this state, the flow passing through the pod body 30 is almost straight and the vortex behind the POD is gradually broken in FIG. .
That is, also from this calculation result, since the VANE 20 converts the swirl flow into the straight flow, the resistance component of the POD itself is reduced as compared with the case in the swirl flow.
Further, in the simulation result using CFD (computational fluid dynamics) (in the case of the advance rate J = 0.25), about 93% of the thrust increase effect by the VAN 20 is the reduction of the resistance component of the pod body 30, and the remaining Of these, 7% have been found to be positive thrust generated by VANE20. That is, the thrust improvement by the VANE 20 in the POD type propulsion device 1 is mainly brought about by the resistance reduction of the POD main body.

（スラスト）
図４は、本発明の実施形態１に係るＰＯＤ型推進装置におけるスラストの発生メカニズムを説明するものであって、（ａ）は模式的に示す側面図、（ｂ）は模式的に示す背面図である。 図４において、ＶＡＮＥ２０に対して角度を持った流れに対して、前向き成分を持った揚力Ｌが発生する。そして、揚力Ｌの前向き成分が推力Ｔとして作用する。 (Thrust)
4A and 4B illustrate a thrust generation mechanism in the POD-type propulsion device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A is a side view schematically showing, and FIG. 4B is a rear view schematically showing. It is. In FIG. 4, a lift L having a forward component is generated for a flow having an angle with respect to VANE 20. The forward component of the lift L acts as the thrust T.

ＰＯＤ型推進装置１の推力ＴPODは、プロペラの推力ＴPROPからポッド本体３０の抵抗ＲPODを引いたものであるから、次式にて示される。
ＴPOD ＝ＴPROP−ＲPOD ・・・・・式１
したがって、ポッド本体３０の抵抗ＲPODが小さくなれば小さくなるほど、同じ馬力でのＰＯＤ型推進装置１の推力ＴPODは向上する。
また、ＰＯＤ型推進装置１の効率η0は次式のように表される。
η0 ＝ （Ｖa ・ＴPOD ）／（２πｎ・ＱPROP ） ・・・・・式２
ここで、ｎはプロペラ４０の回転数、Ｖaはプロペラ４０の前進速度、ＱPROPはプロペラ４０のトルクである。したがって、ＰＯＤ型推進装置１の推力ＴPODが大きくなるとＰＯＤ型推進装置１の効率η0も向上する。
以上より、主としてポッド本体３０の抵抗成分の低減により、ＰＯＤ型推進装置１の推力向上、並びに効率向上が達成されることになる。 The thrust T POD of the POD type propulsion device 1 is obtained by subtracting the resistance R POD of the pod body 30 from the propeller thrust T PROP and is expressed by the following equation.
T POD = T PROP -R POD Equation 1
Therefore, as the resistance R POD of the pod body 30 decreases, the thrust T POD of the POD type propulsion device 1 with the same horsepower improves.
Further, the efficiency η 0 of the POD type propulsion device 1 is expressed by the following equation.
η 0 = (V a · T POD ) / (2πn · Q PROP ) Equation 2
Here, n is the rotational speed of the propeller 40, the V a forward speed, Q PROP propeller 40 is torque of the propeller 40. Therefore, as the thrust T POD of the POD type propulsion device 1 increases, the efficiency η 0 of the POD type propulsion device 1 also improves.
As described above, mainly by reducing the resistance component of the pod main body 30, the thrust improvement and the efficiency improvement of the POD type propulsion device 1 are achieved.

（ＶＡＮＥの突出量）
図５および図６は、本発明の実施形態１に係るＰＯＤ型推進装置におけるＶＡＮＥの突出量の効果を説明するものであって、図５の縦軸は推力増加率、図６の縦軸はポッド本体の抵抗成分、それぞれの横軸はプロペラ半径に対する割合であるＶＡＮＥの無次元化した突出量（ｒ／Ｒ）である。 (VANE protrusion amount)
5 and 6 illustrate the effect of the amount of protrusion of VANE in the POD type propulsion device according to the first embodiment of the present invention. The vertical axis in FIG. 5 is the thrust increase rate, and the vertical axis in FIG. The resistance component of the pod body, the horizontal axis of each is the dimensionless protrusion amount (r / R) of VANE, which is a ratio to the propeller radius.

図５において、実線で示す計算結果と、ＶＡＮＥ２０の突出量ｒ／Ｒ＝１５％、ｒ／Ｒ＝３０％、については実施した試験結果を黒四角で示している。このとき、Ｒはプロペラ４０の半径である。
縦軸である推力増加率は、ｒ／Ｒ＝１５％では２．２％を、ｒ／Ｒ＝３０％では１．８％であった。そして、推力増加率は、ＶＡＮＥ２０の突出量の増加に伴って除々に減少するため、本試験結果に関する限り、突出量の最大は、ｒ／Ｒ＝５０％程度であると考えられる。 In FIG. 5, the calculation results shown by the solid lines and the test results of the VANE 20 protrusions r / R = 15% and r / R = 30% are shown by black squares. At this time, R is the radius of the propeller 40.
The thrust increase rate on the vertical axis was 2.2% at r / R = 15% and 1.8% at r / R = 30%. Since the thrust increase rate gradually decreases as the protrusion amount of VANE 20 increases, as far as this test result is concerned, the maximum protrusion amount is considered to be about r / R = 50%.

図６において、ＶＡＮＥ２０の突出量ｒ（正確には無次元化した突出量ｒ／Ｒ）が大きくなると、ポッド本体３０の抵抗成分が増加している。
すなわち、ＶＡＮＥ２０はポッド本体３０の表面の流れを斜流から真っ直ぐの流れに変換することで、ポッド本体３０の抵抗成分を低減するものであるところ、かかる突出量ｒ／Ｒが大きくなると、ＶＡＮＥ２０自体の抵抗成分が大きくなりポッド本体３０抵抗成分の低減量よりも、ＶＡＮＥ２０の抵抗成分の増加量が逆転してしまう。この抵抗増加の理由は、ＶＡＮＥ２０の面積増加による摩擦抵抗の増加と、ＶＡＮＥ２０の突出量rが大きくなることによりＶＡＮＥ２０自体が、流速の遅いポッドの境界層から速度の速い流場に突出する部分が大きくなるため、ＶＡＮＥ２０自体の形状抵抗が増加するという2点に起因する。 In FIG. 6, the resistance component of the pod body 30 increases as the protrusion amount r of the VANE 20 (more precisely, the dimensionless protrusion amount r / R) increases.
In other words, the VANE 20 reduces the resistance component of the pod body 30 by converting the flow on the surface of the pod body 30 from a diagonal flow to a straight flow. When the protrusion amount r / R increases, the VANE 20 itself This increases the resistance component of the PAN 20 and reverses the amount of increase in the resistance component of the VANE 20 rather than the reduction amount of the resistance component of the pod body 30. The reason for this increase in resistance is the increase in frictional resistance due to the increase in the area of the VAN 20 and the increase in the protrusion amount r of the VAN 20 so that the VAN 20 itself protrudes from the boundary layer of the pod with a low flow velocity into the flow field with a high velocity. Due to the increase, the shape resistance of the VANE 20 itself increases.

以上、図５および図６を合わせて検討すると、ＶＡＮＥ２０のＳｐａｎ方向の突出量ｒ（Ｓｐａｎ ｗｉｓｅ）は、プロペラ４０の半径の４０％以下、望ましくは１５〜３０％が好適である。すなわち、従来の公知のＦＩＮに比べ、突出量が極端に小さくなっている。
また、ＶＡＮＥ２０の軸方向の長さは、ポッド本体３０の長さの５〜１００％、望ましくは５０〜１００％が好適である。 As described above, considering FIG. 5 and FIG. 6 together, the protrusion amount r (Span width) in the span direction of the VAN 20 is 40% or less of the radius of the propeller 40, preferably 15 to 30%. That is, the protrusion amount is extremely small as compared with the conventional known FIN.
The length of the VAN 20 in the axial direction is 5 to 100%, preferably 50 to 100% of the length of the pod body 30.

本発明は以上の構成であるから、安価に推進抵抗を低減することができるから、各種ＰＯＤ型推進装置、およびこれを有する各種船舶として広く利用することができる。   Since the present invention has the above-described configuration, the propulsion resistance can be reduced at a low cost. Therefore, the present invention can be widely used as various POD type propulsion devices and various ships having the same.

本発明の実施形態１に係るＰＯＤ型推進装置を説明する側面図と背面図。The side view and back view explaining the POD type propulsion device concerning Embodiment 1 of the present invention. 図１に示すＰＯＤ型推進装置の動作原理を説明する模式的に示す側面図。The side view shown typically explaining the principle of operation of the POD type propulsion apparatus shown in FIG. 図１に示すＰＯＤ型推進装置の動作原理を説明するシミュレーション計算結果図。The simulation calculation result figure explaining the principle of operation of the POD type propulsion device shown in FIG. 図１に示すＰＯＤ型推進装置におけるスラストの発生メカニズムを説明する側面図と背面図。The side view and back view explaining the generation mechanism of the thrust in the POD type propulsion apparatus shown in FIG. 図１に示すＰＯＤ型推進装置におけるＶＡＮＥの突出量の推力増加率に及ぼす効果を説明する線図。FIG. 2 is a diagram for explaining the effect of the amount of protrusion of VANE on the thrust increase rate in the POD type propulsion device shown in FIG. 1. 図１に示すＰＯＤ型推進装置におけるＶＡＮＥの突出量の推力増加率に及ぼす効果を説明する線図。FIG. 2 is a diagram for explaining the effect of the amount of protrusion of VANE on the thrust increase rate in the POD type propulsion device shown in FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

１ ＰＯＤ型推進装置
２ 船体
１０ ストラット
２０ ＶＡＮＥ
３０ ポッド本体
３１ ハブ（ポッド後端部）
３２ ポッド中央部
３３ コーン（ポッド後端部）
４０ プロペラ
ｒ ＶＡＮＥの突出量
Ｒ プロペラの半径 1 POD type propulsion device 2 Hull 10 Strut 20 VANE
30 Pod body 31 Hub (Pod end of pod)
32 Pod center 33 Cone (Pod end)
40 Propeller r Projection amount of VANE R Propeller radius

Claims (6)

船体に固定されたストラットと、
該ストラットに固定されたポッドと、
該ポッドの先端側に回転自在に設置されたプロペラと、
該プロペラを回転させる回転手段または回転伝達手段と、
前記ポッドの側面に、前記ポッドの軸方向に平行で、前記ポッドの側面の法線方向に位置するように固定された整流板と、
を有し、
前記整流板によって前記プロペラが形成する後流が整流されることを特徴とするＰＯＤ型推進装置。 Struts fixed to the hull,
A pod fixed to the strut;
A propeller rotatably installed on the tip side of the pod;
Rotation means or rotation transmission means for rotating the propeller;
A rectifying plate fixed to the side surface of the pod so as to be parallel to the axial direction of the pod and in the normal direction of the side surface of the pod;
Have
A POD type propulsion device characterized in that a wake formed by the propeller is rectified by the rectifying plate. 前記整流板の前記ポッドの側面からの突出量が、前記プロペラの半径の１０〜４０％であることを特徴とする請求項１記載のＰＯＤ型推進装置。   2. The POD type propulsion device according to claim 1, wherein an amount of protrusion of the current plate from a side surface of the pod is 10 to 40% of a radius of the propeller. 前記ポッドの先端側に前記プロペラと一緒に回転するハブが形成され、
前記整流板の先端が、前記ハブに近接し、
前記整流板の軸方向の長さが、前記ポッドの後端と前記ハブの後端との距離の５０〜１００％であることを特徴とする請求項１または２記載のＰＯＤ型推進装置。 A hub that rotates together with the propeller is formed on the tip side of the pod,
The tip of the current plate is close to the hub,
3. The POD type propulsion device according to claim 1, wherein a length of the current plate in the axial direction is 50 to 100% of a distance between a rear end of the pod and a rear end of the hub. 前記整流板の前記ポッドの側面からの突出量が、軸方向で均一なことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のＰＯＤ型推進装置。   4. The POD type propulsion device according to claim 1, wherein an amount of protrusion of the rectifying plate from a side surface of the pod is uniform in an axial direction. 前記整流板の断面が矩形であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のＰＯＤ型推進装置。   5. The POD type propulsion device according to claim 1, wherein a cross section of the current plate is rectangular. 船体と、
該船体に固定された請求項１乃至５の何れかに記載のＰＯＤ型推進装置と、
を有することを特徴とする船舶。 The hull,
The POD type propulsion device according to any one of claims 1 to 5, which is fixed to the hull,
A ship characterized by comprising:
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