JP2011098696A - Propulsion device and ship using the same - Google Patents

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敏浩 佐藤
Akira Oshima
明 大島
Daisuke Matsumoto
大輔 松本
Kenji Tsumura
健司 津村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve propulsion performance, while restraining the occurrence of cavitation and erosion and becoming excessiveness of bearing force in a propeller shaft, in a biaxial ship using an OLP (overlapping propellers) system. <P>SOLUTION: This propulsion device includes a port propeller 20 and a starboard propeller 10. The starboard propeller 10 is arranged so that a part of a blade overlaps with a blade of the port propeller 20 in a front or rear position of the port propeller 20 in the ship length direction. Among the port propeller 20 and the starboard propeller 10, a diameter of a rear propeller positioned in the rear, is smaller than a diameter of a front propeller positioned in front. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、船舶用の推進装置、及びそれを用いた船舶に関する。   The present invention relates to a marine vessel propulsion device and a marine vessel using the same.

船舶の推進装置の一例として、１機一軸（１機の主機と１基のプロペラ）の方式、及び２機二軸（２機の主機と２基のプロペラ）の方式が知られている。一般商船の推進装置としては、これら１機一軸方式、又は２機二軸方式を採用することが多い。それぞれ、前者を採用した船舶は一軸船、後者を採用した船舶は二軸船とも呼ばれている。   As an example of a marine vessel propulsion apparatus, there are known a one-machine one-shaft (one main engine and one propeller) system and a two-machine two-shaft (two main machines and two propellers) system. As a general merchant ship propulsion device, these one-machine one-axis system or two-machine two-axis system are often adopted. In each case, the ship adopting the former is also called a uniaxial ship, and the ship adopting the latter is called a biaxial ship.

また、近年の船舶の大型化に伴い、一軸船ではプロペラの荷重度の増加に伴う推進効率の低下、キャビテーション範囲の拡大に伴う船体振動の増加及びエロージョンの発生が問題となるケースがある。それら問題は船舶を二軸船とすることで解決できることが知られている。二軸船とすると、１基当たりのプロペラ荷重度が低減され、プロペラ効率が向上し、キャビテーション発生範囲が低減できるからである。   In addition, as the size of ships increases in recent years, there are cases where uniaxial ships have problems such as a decrease in propulsion efficiency due to an increase in the load of the propeller, an increase in hull vibration due to an expansion of the cavitation range, and the occurrence of erosion. It is known that these problems can be solved by making the ship a biaxial ship. This is because, when the biaxial ship is used, the propeller load per unit is reduced, the propeller efficiency is improved, and the cavitation generation range can be reduced.

船尾に２基のプロペラを配置する例としては、オーバーラッピングプロペラ（ＯＬＰ；Ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ Ｐｒｏｐｅｌｌｅｒｓ）の方式、インターロックプロペラの方式、及び、プロペラを左右並列する方式などがある。ＯＬＰ方式では、２基のプロペラを前後にずらして配置し、船尾から見た場合に２基のプロペラが重なるように配置する。ＯＬＰ方式を採用することで推進性能が一軸船から５〜１０％程度改善できる。また、インターロックプロペラ方式では、一方のプロペラの翼と翼との間に他方のプロペラの翼が入るように配置する。プロペラを左右並列する方式では、プロペラを船長方向の同じ位置に並べて配置する。   Examples of arranging two propellers at the stern include an overlapping propellers (OLP) system, an interlock propeller system, and a system in which propellers are arranged side by side. In the OLP system, the two propellers are arranged so as to be shifted back and forth so that the two propellers overlap when viewed from the stern. By adopting the OLP method, the propulsion performance can be improved by about 5 to 10% from that of a single-screw ship. Further, in the interlock propeller system, the blades of the other propeller are placed between the blades of one propeller. In the system in which the propellers are arranged side by side, the propellers are arranged at the same position in the captain direction.

ここで、一軸船型の船尾構造（スケグ方式の船尾であり、船尾中央部分を薄くしてプロペラ軸を近づけた船尾）に２基のプロペラを配置する際のプロペラの位置関係は、船体中心線付近の遅い流れやビルジ渦のような船尾の縦渦との関係から船体中心近傍に配置することが好ましい。船尾において、通常の一軸船のプロペラの位置では船体中心線に対称な１組の内回りに回転するビルジ渦のような遅い流れの縦渦が発生する。プロペラは流れの遅い場所で効率がよくなるように設計されているため、その縦渦付近にてプロペラを回転させ、船体中心線付近の遅い流れや縦渦を回収することで、推進効率を向上させることができるからである。ＯＬＰ方式の場合では、船体中心近傍の縦渦を効率良く回収して推進性能向上が図られるよう、プロペラ回転方向は外回りが採用されることが多い。   Here, when the two propellers are placed on the stern structure of a single-shaft stern (a stern with a skeg method, the stern is thinned and the propeller shaft is close), the position of the propeller is near the hull centerline. It is preferable to arrange it in the vicinity of the center of the hull from the relationship with the slow flow and the vertical vortex of the stern such as a bilge vortex. At the stern, at the position of the propeller of a normal uniaxial ship, a slow flow vertical vortex such as a bilge vortex rotating inwardly symmetrically about the hull center line is generated. Propellers are designed to be more efficient in areas with slow flow, so propellers rotate around their vertical vortices to improve the propulsion efficiency by collecting the slow flow and vertical vortices near the hull centerline. Because it can. In the case of the OLP system, an outward rotation is often adopted as the propeller rotation direction so that the vertical vortex near the center of the hull can be efficiently collected to improve the propulsion performance.

例えば、特許文献１（ＷＯ２００６／０９５７７４号公報）には、一軸船型の船尾構造にＯＬＰを採用した場合のプロペラ荷重度やキャビテーションの発生を低減させる技術が記載されている。図１Ａ及び図１Ｂは、特許文献１の二軸船の船尾の構成の一部を示す模式図である。ただし、図１Ａは二軸船の船尾を船底側から見た模式図であり、図１Ｂは側方（右舷側）から見た模式図である。また、この図では、二軸船１００は、一軸船型の船尾を有し、船尾に右舷プロペラ１１０、左舷プロペラ１２０、及び舵１０５を備えている。右舷プロペラ１１０は、右舷船尾管１１１内に挿通されている右舷プロペラ軸１１２の一端に接続されている。右舷プロペラ軸１１２は、他端を船体内部の右舷主機１３１に接続されている。右舷主機１３１は、右舷プロペラ軸１１２を介して右舷プロペラ１１０を回転させる。また、左舷プロペラ１２０は、右舷プロペラ１１０と同様に、左舷船尾管１２１内に挿通されている左舷プロペラ軸１２２の一端に接続されている。左舷プロペラ軸１２２は、他端を船体内部の左舷主機１３２に接続されている。左舷主機１３２は左舷プロペラ軸１２２を介して左舷プロペラ１２０を回転させる。また、右舷船尾管１１１と船尾船体１０３との間、及び左舷船尾管１２１と船尾船体１０３との間はそれぞれブラケットフィン１０８、１０９にて結合されている。また、舵１０５は、右舷プロペラ１１０及び左舷プロペラ１２０の後方、船体中心線Ｃ上に設けられている。   For example, Patent Document 1 (WO 2006/095774) describes a technique for reducing the degree of propeller load and the occurrence of cavitation when an OLP is employed in a uniaxial stern type stern structure. 1A and 1B are schematic views showing a part of a stern configuration of a biaxial ship disclosed in Patent Document 1. FIG. However, FIG. 1A is a schematic view of the stern of a biaxial ship as viewed from the bottom side, and FIG. 1B is a schematic view as viewed from the side (starboard side). Moreover, in this figure, the biaxial ship 100 has a uniaxial stern type stern, and is provided with a starboard propeller 110, a portside propeller 120, and a rudder 105 at the stern. The starboard propeller 110 is connected to one end of a starboard propeller shaft 112 inserted through the starboard stern tube 111. The other end of the starboard propeller shaft 112 is connected to the starboard main engine 131 inside the hull. The starboard main machine 131 rotates the starboard propeller 110 via the starboard propeller shaft 112. The port propeller 120 is connected to one end of a port propeller shaft 122 inserted into the port stern tube 121, as with the starboard propeller 110. The other end of the port propeller shaft 122 is connected to the port main engine 132 inside the hull. The port side main machine 132 rotates the port side propeller 120 via the port side propeller shaft 122. Further, the starboard stern tube 111 and the stern hull 103 and the port stern tube 121 and the stern hull 103 are connected by bracket fins 108 and 109, respectively. The rudder 105 is provided behind the starboard propeller 110 and the portside propeller 120, on the hull center line C.

ＷＯ２００６／０９５７７４号公報WO 2006/095774

しかし、ＯＬＰ方式を用いた二軸船の場合、前方プロペラは船体中心近傍の遅い流れの中で作動し、後方プロペラは前方プロペラによって加速された早い流れ及び船体中心近傍の遅い流れの中を交互に通過する。例えば、図１Ａの場合では、前方の右舷プロペラ１１０は、船体中心線Ｃの近傍の遅い流れの中で作動する。一方、後方の左舷プロペラ１２０は、前方の右舷プロペラ１１０によって加速された早い流れ（主に右舷側）及び船体中心線Ｃの近傍の遅い流れ（主に左舷側）の中を交互に通過する。そのため、後方プロペラのプロペラ翼に掛かる荷重が大きく変動する。その結果、二軸船では、一軸船と比較して、後方プロペラのプロペラ軸でのベアリングフォースが過大となる可能性がある。   However, in the case of a twin-screw ship using the OLP method, the forward propeller operates in a slow flow near the hull center, and the rear propeller alternates between a fast flow accelerated by the front propeller and a slow flow near the hull center. To pass through. For example, in the case of FIG. 1A, the forward starboard propeller 110 operates in a slow flow near the hull centerline C. On the other hand, the rear port propeller 120 alternately passes through the fast flow (mainly starboard side) accelerated by the front starboard propeller 110 and the slow flow near the hull center line C (mainly port side). Therefore, the load applied to the propeller blades of the rear propeller varies greatly. As a result, the bearing force on the propeller shaft of the rear propeller may be excessive in the twin-shaft ship as compared with the single-shaft ship.

また、前方プロペラの回転により、速度の速い回転流が新たに形成される。従って、後方プロペラは非常に複雑な流れの中で動作する必要があり、必然的にプロペラキャビテーション発生範囲が広がってしまう。その結果、過大な振動が発生する恐れがある。更に、前方プロペラ自体もキャビテーションを発生させる。例えば、プロペラ翼の先端から発生するチップボルテックスキャビテーション（翼端渦キャビテーション）である。そのキャビテーションが後方プロペラのプロペラ翼面上で破裂するなどして、そのプロペラ翼にエロージョンを発生させる可能性もある。   Moreover, a rotational flow with a high speed is newly formed by the rotation of the front propeller. Therefore, the rear propeller needs to operate in a very complicated flow, and the propeller cavitation generation range is inevitably widened. As a result, excessive vibration may occur. Further, the front propeller itself generates cavitation. For example, tip vortex cavitation (wing tip vortex cavitation) generated from the tip of a propeller blade. There is also a possibility that erosion may occur in the propeller blade, for example, when the cavitation bursts on the propeller blade surface of the rear propeller.

そこで、本発明の目的は、ＯＬＰ方式を用いた二軸船において、キャビテーションやエロージョンなどの発生を抑制しつつ、推進性能の向上が可能な推進装置及びそれを用いた船舶を提供することである。また、プロペラ軸でのベアリングフォースが過大になることを防止しつつ、推進性能の向上が可能な推進装置及びそれを用いた船舶を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a propulsion device capable of improving propulsion performance while suppressing the occurrence of cavitation, erosion, etc. in a biaxial ship using the OLP method, and a ship using the same. . It is another object of the present invention to provide a propulsion device capable of improving the propulsion performance while preventing an excessive bearing force on the propeller shaft and a ship using the propulsion device.

以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。   Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers and symbols used in the embodiments for carrying out the invention. These numbers and symbols are added with parentheses in order to clarify the correspondence between the description of the claims and the mode for carrying out the invention. However, these numbers and symbols should not be used for interpreting the technical scope of the invention described in the claims.

本発明の推進装置は、左舷プロペラ（２０）と、船長方向における左舷プロペラ（２０）の前方又は後方の位置で、翼の一部が左舷プロペラ（２０）の翼とオーバーラップするように設けられた右舷プロペラ（１０）とを具備する。左舷プロペラ（２０）と右舷プロペラ（１０）のうち、後方に位置する後方プロペラ（２０）の直径（Ｄｐ２）は、前方に位置する前方プロペラ（１０）の直径（Ｄｐ１）よりも小さい。   The propulsion device of the present invention is provided such that a part of the wing overlaps with the wing of the port propeller (20) at a position in front of or behind the port propeller (20) in the captain direction. And a starboard propeller (10). Of the port propeller (20) and starboard propeller (10), the rear propeller (20) located at the rear has a diameter (Dp2) smaller than the diameter (Dp1) of the front propeller (10) located at the front.

本発明では、ＯＬＰ方式において、後方プロペラ（２０）の直径（Ｄｐ２）を前方プロペラ（１０）の直径（Ｄｐ１）よりも小さくすることで、後方プロペラ（２０）において、前方プロペラ（１０）により発生する速い流れの影響を抑制することができる。それにより、キャビテーションやエロージョンなどの発生を抑制しつつ、また、プロペラ軸でのベアリングフォースが過大になることを防止しつつ、船体中心近傍の遅い流れや縦渦を効率的に回収して、推進性能を向上させることができる。   In the present invention, in the OLP system, the rear propeller (20) is made smaller by the front propeller (10) in the rear propeller (20) by making the diameter (Dp2) of the rear propeller (20) smaller than the diameter (Dp1) of the front propeller (10). The effect of fast flow can be suppressed. As a result, while suppressing the occurrence of cavitation, erosion, etc., and preventing excessive bearing force on the propeller shaft, it efficiently collects and propels the slow flow and vertical vortex near the hull center. Performance can be improved.

上記の推進装置において、後方プロペラ（２０）の直径をＤｐ２とし、前方プロペラ（１０）の直径をＤｐ１としたとき、０．８≦（Ｄｐ２／Ｄｐ１)＜１．０、である。
本発明では、両プロペラ（２０、１０）の直径の比（Ｄｐ２／Ｄｐ１)を上記範囲にすることで、推進効率向上の効果をより顕著に得ることができる。 In the above propulsion device, when the diameter of the rear propeller (20) is Dp2 and the diameter of the front propeller (10) is Dp1, 0.8 ≦ (Dp2 / Dp1) <1.0.
In the present invention, by making the ratio (Dp2 / Dp1) of the diameters of the two propellers (20, 10) within the above range, the effect of improving the propulsion efficiency can be obtained more remarkably.

上記の推進装置は、船長方向における後方プロペラ（２０）の後方に設けられた後方舵（５ｂ）と、船長方向における前方プロペラ（１０）の後方に設けられた前方舵（５ａ）とを更に具備する。
本発明では、プロペラ（２０、１０）ごとに舵（５ｂ、５ａ）を設けることで、舵が一つの場合と比較して操作性を向上させることができる。 The propulsion device further includes a rear rudder (5b) provided behind the rear propeller (20) in the captain direction and a front rudder (5a) provided behind the front propeller (10) in the captain direction. To do.
In this invention, operativity can be improved compared with the case where a rudder is provided by providing a rudder (5b, 5a) for every propeller (20, 10).

上記の推進装置は、後方舵（５ｂ）は、前方舵（５ａ）よりも小さい。
本発明では、更に、舵（５ｂ、５ａ）の大きさをプロペラ（２０、１０）の大きさに対応して変更することで、舵（５ｂ、５ａ）による不必要な抵抗の発生を防止することができ推進性能を向上させることができる。 In the above propulsion device, the rear rudder (5b) is smaller than the front rudder (5a).
In the present invention, the size of the rudder (5b, 5a) is changed in accordance with the size of the propeller (20, 10), thereby preventing unnecessary resistance from being generated by the rudder (5b, 5a). Propulsion performance can be improved.

上記の推進装置において、船尾船体（３）は、一軸船型の船尾構造を有する。
本発明により、一軸船型の船尾構造を有する場合には、ＯＬＰ方式とすることで船体中心付近の遅い流れを効率的に回収でき好ましい。 In the above propulsion device, the stern hull (3) has a uniaxial stern type stern structure.
According to the present invention, in the case of having a uniaxial stern type stern structure, it is preferable to adopt the OLP method so that a slow flow near the center of the hull can be efficiently recovered.

本発明の船舶は、上記各段落のいずれかに記載の推進装置を有する。
本発明により、上記各段落に記載の特徴を有する推進装置を船舶（１）に対して適用することで、その作用効果を特に顕著に奏することができる。 The ship of this invention has the propulsion apparatus as described in any of said each paragraph.
By applying the propulsion device having the characteristics described in the above paragraphs to the ship (1) according to the present invention, the operational effects can be particularly remarkably exhibited.

本発明により、キャビテーションやエロージョンなどの発生を抑制しつつ、推進性能の向上が可能となる。また、プロペラ軸でのベアリングフォースが過大になることを防止しつつ、推進性能の向上が可能となる。   According to the present invention, it is possible to improve the propulsion performance while suppressing the occurrence of cavitation, erosion, and the like. In addition, propulsion performance can be improved while preventing excessive bearing force on the propeller shaft.

図１Ａは、特許文献１の二軸船の船尾の構成の一部を示す模式図である。FIG. 1A is a schematic diagram showing a part of the stern configuration of the biaxial ship of Patent Document 1. FIG. 図１Ｂは、特許文献１の二軸船の船尾の構成の一部を示す模式図である。FIG. 1B is a schematic diagram showing a part of the stern configuration of the biaxial ship of Patent Document 1. 図２Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る船舶の推進装置の一部の構成を示す模式図である。FIG. 2A is a schematic diagram showing a partial configuration of the marine vessel propulsion apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図２Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る船舶の推進装置の一部の構成を示す模式図である。FIG. 2B is a schematic diagram showing a partial configuration of the marine vessel propulsion apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図３は、本発明の実施に係る船舶の推進装置における後方プロペラと前方プロペラの直径の比と推進効率との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the propulsion efficiency and the ratio of the diameters of the rear and front propellers in the marine vessel propulsion apparatus according to the embodiment of the present invention. 図４Ａは、本発明の第２の実施の形態に係る船舶の推進装置の一部の構成を示す模式図である。FIG. 4A is a schematic diagram showing a partial configuration of the marine vessel propulsion apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図４Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係る船舶の推進装置の一部の構成を示す模式図である。FIG. 4B is a schematic diagram showing a partial configuration of the marine vessel propulsion apparatus according to the second embodiment of the present invention.

以下、本発明の推進装置、及びそれを用いた船舶の実施の形態について添付図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of a propulsion device of the present invention and a ship using the same will be described with reference to the accompanying drawings.

（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施に係る船舶の推進装置の構成について説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る船舶の推進装置の一部の構成を示す模式図である。ただし、図２Ａは船舶の推進装置を船底側から見た模式図であり、図２Ｂは側方（右舷側）から見た模式図である。ここでは、船舶として、一軸船型の船尾構造を有するＯＬＰ方式の二軸船１を例に説明する。図２Ａに示されるように、二軸船１は、右舷プロペラ１０、右舷プロペラ軸管１１、右舷プロペラ軸１２、右舷主機３１、左舷プロペラ２０、左舷プロペラ軸管２１、左舷プロペラ軸２２、右舷主機３２、舵５を備えている。 (First embodiment)
First, the structure of the ship propulsion device according to the first embodiment of the present invention will be described. 2A and 2B are schematic views showing a partial configuration of the marine vessel propulsion apparatus according to the first embodiment of the present invention. However, FIG. 2A is a schematic view of the ship propulsion device viewed from the bottom of the ship, and FIG. 2B is a schematic view of the ship propulsion device viewed from the side (starboard side). Here, as an example, an OLP type twin-screw ship 1 having a uniaxial stern type stern structure will be described as an example. As shown in FIG. 2A, the twin-screw ship 1 includes a starboard propeller 10, a starboard propeller shaft tube 11, a starboard propeller shaft 12, a starboard main unit 31, a port propeller 20, a port propeller shaft tube 21, a port propeller shaft 22, a starboard main unit. 32 and a rudder 5 are provided.

右舷プロペラ１０は、船体の船尾の下方部分である船尾船体３の右舷に設けられたプロペラである。右舷プロペラ１０は、右舷プロペラ軸管１１内に挿入されている右舷プロペラ軸１２の一端に接続されている。右舷プロペラ軸１２は、他端を船体内部の右舷主機３１に接続されている。右舷主機３１は、右舷プロペラ軸１２を介して右舷プロペラ１０を回転させる。右舷プロペラ軸１２及び右舷主機３１は、右舷プロペラ１０を駆動する右舷駆動部と見ることができる。また、同様に、左舷プロペラ２０は、船尾船体３の左舷に設けられたプロペラである。左舷プロペラ２０は、左舷プロペラ軸管２１内に挿入されている左舷プロペラ軸２２の一端に接続されている。左舷プロペラ軸２２は、他端を船体内部の左舷主機３２に接続されている。左舷プロペラ軸２２を介して左舷プロペラ２０を回転させる。左舷プロペラ軸２２及び左舷主機３２は、左舷プロペラ２０を駆動する左舷駆動部と見ることができる。   The starboard propeller 10 is a propeller provided on the starboard side of the stern hull 3, which is the lower part of the stern of the hull. The starboard propeller 10 is connected to one end of a starboard propeller shaft 12 inserted into the starboard propeller shaft tube 11. The other end of the starboard propeller shaft 12 is connected to the starboard main engine 31 inside the hull. The starboard main machine 31 rotates the starboard propeller 10 via the starboard propeller shaft 12. The starboard propeller shaft 12 and the starboard main engine 31 can be regarded as a starboard driving unit that drives the starboard propeller 10. Similarly, the port propeller 20 is a propeller provided on the port side of the stern hull 3. The port propeller 20 is connected to one end of a port propeller shaft 22 inserted into the port propeller shaft tube 21. The other end of the port propeller shaft 22 is connected to the port main engine 32 inside the hull. The port propeller 20 is rotated via the port propeller shaft 22. The port propeller shaft 22 and the port main machine 32 can be regarded as a port drive unit that drives the port propeller 20.

右舷プロペラ軸管１１及び左舷プロペラ軸管２１は、それぞれ右舷プロペラ軸１２及び左舷プロペラ軸２２を保護し、支持するための外筒（管）であり、ボッシングに例示される。ただし、本実施の形態はそれに限定されず、どのような形態のものでもよい。   The starboard propeller shaft tube 11 and the port propeller shaft tube 21 are outer cylinders (tubes) for protecting and supporting the starboard propeller shaft 12 and the port propeller shaft 22, respectively, and are exemplified by bossing. However, the present embodiment is not limited to this, and any form may be used.

舵５は、右舷プロペラ１０及び左舷プロペラ２０の後方、船体中心線Ｃ上に設けられている。   The rudder 5 is provided behind the starboard propeller 10 and the portside propeller 20 and on the hull center line C.

右舷プロペラ１０は、船長方向における左舷プロペラ２０の前方又は後方の位置で、翼の一部が左舷プロペラ２０の翼とオーバーラップするように設けられている（ＯＬＰ方式）。また、右舷プロペラ１０と左舷プロペラ２０とは、船体中心線Ｃに対して対称な位置に設けられている。図２Ａの例では、右舷プロペラ１０が船長方向における左舷プロペラ２０の前方に設けられた場合を示している。ただし、本実施の形態はこの例に限定されるものではなく、右舷プロペラ１０が左舷プロペラ２０の後方の場合についても、同様に適用が可能である。   The starboard propeller 10 is provided at a position in front of or behind the port propeller 20 in the captain direction so that a part of the wing overlaps with the wing of the port propeller 20 (OLP method). Further, the starboard propeller 10 and the port propeller 20 are provided at positions symmetrical with respect to the hull center line C. 2A shows a case where the starboard propeller 10 is provided in front of the port propeller 20 in the captain direction. However, the present embodiment is not limited to this example, and can be similarly applied to the case where the starboard propeller 10 is behind the port propeller 20.

更に、左舷プロペラ２０と右舷プロペラ１０のうち、後方に位置する後方プロペラの直径は、前方に位置する前方プロペラの直径よりも小さくなるように設けられている。図２Ａの例では、後方プロペラである左舷プロペラ２０の直径Ｄｐ２は、前方プロペラである右舷プロペラ１０の直径Ｄｐ１よりも小さい。このように後方プロペラの直径をより小さくすることで、後方プロペラに流入する、前方プロペラによって加速された早い流れの影響を抑えながら、船体中心近傍の遅い流れや縦渦を回収することができる。それにより、キャビテーションやエロージョンなどの発生を抑制しつつ、また、プロペラ軸でのベアリングフォースが過大になることを防止しつつ、推進効率を向上させることができる。   Further, of the port propeller 20 and the starboard propeller 10, the diameter of the rear propeller located at the rear is set to be smaller than the diameter of the front propeller located at the front. In the example of FIG. 2A, the diameter Dp2 of the port propeller 20 that is the rear propeller is smaller than the diameter Dp1 of the starboard propeller 10 that is the front propeller. Thus, by making the diameter of the rear propeller smaller, it is possible to collect the slow flow and vertical vortex near the center of the hull while suppressing the influence of the fast flow that is accelerated by the front propeller and flows into the rear propeller. Accordingly, it is possible to improve propulsion efficiency while suppressing the occurrence of cavitation, erosion, and the like, and preventing an excessive bearing force on the propeller shaft.

図３は、本発明の第１の実施に係る船舶の推進装置における後方プロペラと前方プロペラの直径の比と推進効率との関係を示すグラフである。縦軸は推進効率、横軸は後方プロペラ直径Ｄｐ２と前方プロペラ直径Ｄｐ１との比（Ｄｐ２／Ｄｐ１）をそれぞれ示している。また、グラフはシミュレーション結果の一例を示している。なお、船尾形状等により、グラフの曲線の形状は異なるが、比（Ｄｐ２／Ｄｐ１）が約０．８〜１．０の範囲における傾向は、図３の場合と概ね同じ傾向を示している。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the ratio of the diameter of the rear propeller and the front propeller and the propulsion efficiency in the marine vessel propulsion apparatus according to the first embodiment of the present invention. The vertical axis represents the propulsion efficiency, and the horizontal axis represents the ratio (Dp2 / Dp1) between the rear propeller diameter Dp2 and the front propeller diameter Dp1. The graph shows an example of the simulation result. In addition, although the shape of the curve of a graph changes with stern shapes etc., the tendency in ratio (Dp2 / Dp1) of the range of about 0.8-1.0 has shown the same tendency as the case of FIG.

図に示されるように、推進効率は、比（Ｄｐ２／Ｄｐ１）が約０．８〜１．０の間でピークを持つような値となる。“１．０”の側において比（Ｄｐ２／Ｄｐ１）の増大と共に推進効率が低下するのは、後方プロペラ直径Ｄｐ２が大きくなり、船体中心近傍の遅い流れや縦渦を回収する効果以上に、前方プロペラの影響が増大するためと考えられる。一方、“０．８”の側において比（Ｄｐ２／Ｄｐ１）の低下と共に推進効率が低下するのは、後方プロペラ直径Ｄｐ２が小さくなり、前方プロペラの影響を抑制する効果以上に、船体中心近傍の遅い流れや縦渦を十分に回収できなくなるためと考えられる。また、左右のプロペラの面積比は推力や操作性の面から約６割程度以上必要と考えられる。プロペラ面積の比は直径の比（Ｄｐ２／Ｄｐ１）の２乗となることを考慮すると、比（Ｄｐ２／Ｄｐ１）は０．８程度以上必要と考えられる。   As shown in the figure, the propulsion efficiency has a value such that the ratio (Dp2 / Dp1) has a peak between about 0.8 and 1.0. On the “1.0” side, the propulsion efficiency decreases as the ratio (Dp2 / Dp1) increases. The rear propeller diameter Dp2 increases, which is more than the effect of collecting the slow flow and vertical vortex near the hull center. This is thought to be due to the increased propeller influence. On the other hand, the propulsion efficiency decreases as the ratio (Dp2 / Dp1) decreases on the “0.8” side because the rear propeller diameter Dp2 becomes smaller and the effect of suppressing the influence of the front propeller is more than the effect near the hull center. This is probably because the slow flow and vertical vortex cannot be recovered sufficiently. In addition, the area ratio of the left and right propellers is considered to be required to be about 60% or more in terms of thrust and operability. Considering that the ratio of the propeller area is the square of the diameter ratio (Dp2 / Dp1), the ratio (Dp2 / Dp1) is considered to be required to be about 0.8 or more.

以上の事項を考慮すると、後方プロペラの直径Ｄｐ２と、前方プロペラの直径Ｄｐ１との比は、具体的には、０．８≦（Ｄｐ２／Ｄｐ１)＜１．０、とするのがより好ましい。比（Ｄｐ２／Ｄｐ１）をこの安易に収めることで、比（Ｄｐ２／Ｄｐ１）＝１の場合と比較して、特に推進効率をより確実に向上させることが可能となる。   Considering the above matters, the ratio of the diameter Dp2 of the rear propeller and the diameter Dp1 of the front propeller is more preferably 0.8 ≦ (Dp2 / Dp1) <1.0. By keeping the ratio (Dp2 / Dp1) easily, it is possible to improve the propulsion efficiency particularly more reliably than in the case of the ratio (Dp2 / Dp1) = 1.

以上示されるように、本実施の形態では、ＯＬＰ方式を用いた二軸船において、後方に位置する後方プロペラの直径が前方に位置する前方プロペラの直径よりも小さくなるように設けられ、より好ましくは０．８≦（Ｄｐ２／Ｄｐ１)＜１．０となるように設けられている。そのため、後方プロペラにおいて、前方プロペラにより発生する速い流れの影響を抑制することができる。それにより、キャビテーションやエロージョンなどの発生を抑制しつつ、また、プロペラ軸でのベアリングフォースが過大になることを防止しつつ、船体中心近傍の遅い流れや縦渦を効率的に回収して、推進性能を向上させることができる。   As described above, in the present embodiment, in the twin-screw ship using the OLP method, the diameter of the rear propeller located at the rear is provided to be smaller than the diameter of the front propeller located at the front. Is provided so that 0.8 ≦ (Dp2 / Dp1) <1.0. Therefore, in the rear propeller, it is possible to suppress the influence of the fast flow generated by the front propeller. As a result, while suppressing the occurrence of cavitation, erosion, etc., and preventing excessive bearing force on the propeller shaft, it efficiently collects and propels the slow flow and vertical vortex near the hull center. Performance can be improved.

（第２の実施の形態）
まず、本発明の第２の実施に係る船舶の推進装置の構成について説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係る船舶の推進装置の一部の構成を示す模式図である。ただし、図４Ａは船舶の推進装置を船底側から見た模式図であり、図４Ｂは側方（右舷側）から見た模式図である。ここでは、船舶として、一軸船型の船尾構造を有するＯＬＰ方式の二軸船１を例に説明する。図２Ａに示されるように、二軸船１は、右舷プロペラ１０、右舷プロペラ軸管１１、右舷プロペラ軸１２、右舷主機３１、左舷プロペラ２０、左舷プロペラ軸管２１、左舷プロペラ軸２２、右舷主機３２、右舷舵５ａ、左舷舵５ｂを備えている。 (Second Embodiment)
First, the structure of the ship propulsion device according to the second embodiment of the present invention will be described. 4A and 4B are schematic views showing a partial configuration of a marine vessel propulsion apparatus according to the second embodiment of the present invention. However, FIG. 4A is a schematic view of the ship propulsion device viewed from the bottom of the ship, and FIG. 4B is a schematic view of the ship propulsion device viewed from the side (starboard side). Here, as an example, an OLP type twin-screw ship 1 having a uniaxial stern type stern structure will be described as an example. As shown in FIG. 2A, the twin-screw ship 1 includes a starboard propeller 10, a starboard propeller shaft tube 11, a starboard propeller shaft 12, a starboard main unit 31, a port propeller 20, a port propeller shaft tube 21, a port propeller shaft 22, a starboard main unit. 32, starboard rudder 5a and port rudder 5b.

本実施の形態では、舵が右舷用の右舷舵５ａと左舷用の左舷舵５ｂとに分かれている点で、第１の実施の形態と異なる。   The present embodiment is different from the first embodiment in that the rudder is divided into a starboard starboard rudder 5a and a port starboard rudder 5b.

すなわち、右舷舵５ａは、船長方向における右舷プロペラ１０の後方（船体中心線Ｃに平行な右舷プロペラ中心を通る線Ｃａの後方）に設けられ、主に右舷用の舵として機能する。左舷舵５ｂは、船長方向における左舷プロペラ２０の後方（船体中心線Ｃに平行な左舷プロペラ中心を通る線Ｃｂの後方）に設けられ、主に左舷用の舵として機能する。   That is, the starboard rudder 5a is provided behind the starboard propeller 10 in the ship length direction (behind a line Ca passing through the starboard propeller center parallel to the hull centerline C), and mainly functions as a rudder for starboard. The port rudder 5b is provided behind the port propeller 20 in the ship length direction (behind a line Cb passing through the center of the port propeller parallel to the hull center line C), and mainly functions as a rudder for port.

更に、左舷プロペラ２０と右舷プロペラ１０のうち、後方に位置する後方プロペラの後方に設けられた後方舵の大きさは、前方に位置する前方プロペラの後方に設けられた前方舵の大きさよりも小さくなるように設けられている。図２Ａの例では、後方プロペラである左舷プロペラ２０の後方に設けられた左舷舵５ｂ（後方舵）は、前方プロペラである右舷プロペラ１０の後方に設けられた右舷舵５ａ（前方舵）よりも小さい。ここで、舵が小さいとは、その船長方向の長さ、船幅方向の幅、深さ方向の高さのうちの少なくとも一つが小さいことを言う。特に、その船長方向の長さを小さくすることが好ましい。下記の作用・効果を最も奏しやすいからである。   Furthermore, the size of the rear rudder provided behind the rear propeller located behind the port propeller 20 and the starboard propeller 10 is smaller than the size of the front rudder provided behind the front propeller located forward. It is provided to become. In the example of FIG. 2A, the port rudder 5b (rear rudder) provided behind the port propeller 20 that is the rear propeller is more than the starboard rudder 5a (front rudder) provided behind the starboard propeller 10 that is the front propeller. small. Here, the small rudder means that at least one of the length in the ship length direction, the width in the ship width direction, and the height in the depth direction is small. In particular, it is preferable to reduce the length in the ship length direction. This is because the following actions and effects are most easily achieved.

このような構成をとる理由は以下の通りである。後方プロペラの直径が前方プロペラの直径と比較して小さいため、舵に作用するプロペラによる流体力が減少するため舵の大きさを小さくしても強度上の問題を生じない。後方舵の大きさを小さくすることでコストを削減できる。加えて、後方舵を不必要に大きくしないことで、舵による抵抗増加を防止することができる。それにより、推進効率を高めることができる。また、後方舵の船長方向の長さを小さくすることで船全体の長さを大きくする必要がなく船の建造費増加を抑制できる。   The reason for adopting such a configuration is as follows. Since the diameter of the rear propeller is smaller than the diameter of the front propeller, the fluid force by the propeller acting on the rudder is reduced. Therefore, even if the size of the rudder is reduced, there is no problem in strength. The cost can be reduced by reducing the size of the rear rudder. In addition, an increase in resistance due to the rudder can be prevented by making the rear rudder unnecessarily large. Thereby, propulsion efficiency can be improved. In addition, by reducing the length of the rear rudder in the ship length direction, it is not necessary to increase the length of the entire ship, and an increase in ship construction costs can be suppressed.

なお、各舵（５ａ、５ｂ）の位置は、船尾船体３の形状やそれに伴う船尾流れなどを考慮して、推進効率や推進性能などが所望の範囲になるように設定することができる。また、各舵（５ａ、５ｂ）の大きさや形状は、船尾船体３の形状やそれに伴う船尾流れなどを考慮して、推進効率や推進性能などが所望の範囲になるように設定することができる。具体的には、シミュレーションや実験により最適な形状を設定することができる。   The position of each rudder (5a, 5b) can be set so that the propulsion efficiency, the propulsion performance, and the like are in a desired range in consideration of the shape of the stern hull 3 and the stern flow associated therewith. In addition, the size and shape of each rudder (5a, 5b) can be set so that the propulsion efficiency, propulsion performance, and the like are in a desired range in consideration of the shape of the stern hull 3 and the stern flow associated therewith. . Specifically, an optimum shape can be set by simulation or experiment.

その他の機能や構成については、第１の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。   Since other functions and configurations are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、プロペラごとに舵を設けることで、舵が一つの場合と比較して操作性を向上させることができる。また、その際に舵の大きさをプロペラの大きさに対応して変更することで、舵による不必要な抵抗の発生を防止することができ推進性能を向上させることができる。   Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, by providing a rudder for each propeller, it is possible to improve operability as compared with the case of one rudder. Further, by changing the size of the rudder according to the size of the propeller at that time, it is possible to prevent unnecessary resistance from being generated by the rudder and improve the propulsion performance.

なお、第２の実施の形態において、ＯＬＰ方式の二軸船について、右舷プロペラ１０及び左舷プロペラ２０の直径が等しい場合であっても、前方プロペラと後方プロペラの推力に差がある場合には、前方プロペラに対応した舵と後方プロペラに対応した舵とをそれぞれ設けることは、舵が一つの場合と比較して当て舵が少なくなり、抵抗低減に寄与するという面においては好ましい。   In the second embodiment, even if the starboard propeller 10 and the port propeller 20 have the same diameter for the OLP type twin-screw ship, if there is a difference in thrust between the front propeller and the rear propeller, Providing a rudder corresponding to the front propeller and a rudder corresponding to the rear propeller is preferable in terms of contributing to resistance reduction because the number of rudders is reduced compared to the case where there is only one rudder.

本発明は上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、本発明の各実施の形態の技術は、互いに技術的矛盾の発生しない限り、組み合わせて使用することができる。   The present invention is not limited to the embodiments described above, and it is obvious that the embodiments can be appropriately modified or changed within the scope of the technical idea of the present invention. Further, the techniques of the embodiments of the present invention can be used in combination as long as no technical contradiction occurs.

１ 二軸船
３ 船尾船体
５ 舵
５ａ 右舷舵
５ｂ 左舷舵
１０ 右舷プロペラ
１１ 右舷プロペラ軸管
１２ 右舷プロペラ軸
２０ 左舷プロペラ
２１ 左舷プロペラ軸管
２２ 左舷プロペラ軸
３１ 右舷主機
３２ 左舷主機
１００ 二軸船
１０３ 船尾船体
１０５ 舵
１１０ 右舷プロペラ
１１１ 右舷船尾管
１１２ 右舷プロペラ軸
１２０ 左舷プロペラ
１２１ 左舷船尾管
１２２ 左舷プロペラ軸
１３１ 右舷主機
１３２ 左舷主機
Ｃ 船体中心線
Ｃａ 右舷プロペラ中心線
Ｃｂ 左舷プロペラ中心線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Biaxial ship 3 Stern hull 5 Rudder 5a Right side rudder 5b Left side rudder 10 Starboard propeller 11 Starboard propeller shaft pipe 12 Starboard propeller shaft 20 Port side propeller 21 Port side propeller shaft tube 22 Port side propeller shaft 31 Starboard main machine 32 Twin side main engine 100 Stern hull 105 rudder 110 starboard propeller 111 starboard stern tube 112 starboard propeller shaft 120 portside propeller 121 portside stern tube 122 starboard propeller shaft 131 starboard main engine 132 portside main engine C hull centerline Ca starboard propeller centerline Cb starboard propeller centerline

Claims (6)

左舷プロペラと、
船長方向における前記左舷プロペラの前方又は後方の位置で、翼の一部が前記左舷プロペラの翼とオーバーラップするように設けられた右舷プロペラと
を具備し、
前記左舷プロペラと前記右舷プロペラのうち、後方に位置する後方プロペラの直径は、前方に位置する前方プロペラの直径よりも小さい
推進装置。 Port propeller,
A starboard propeller provided so that a part of the wing overlaps with the wing of the port propeller at a position in front of or behind the port propeller in the captain direction;
Of the port propeller and the starboard propeller, the rear propeller located at the rear has a smaller diameter than the front propeller located at the front. 請求項１に記載の推進装置であって、
前記後方プロペラの直径をＤｐ２とし、前記前方プロペラの直径をＤｐ１としたとき、
０．８≦（Ｄｐ２／Ｄｐ１)＜１．０
である
推進装置。 The propulsion device according to claim 1,
When the diameter of the rear propeller is Dp2 and the diameter of the front propeller is Dp1,
0.8 ≦ (Dp2 / Dp1) <1.0
Is a propulsion device. 請求項１又は２に記載の推進装置であって、
前記船長方向における前記後方プロペラの後方に設けられた後方舵と、
前記船長方向における前記前方プロペラの後方に設けられた前方舵と
を更に具備する
推進装置。 The propulsion device according to claim 1 or 2,
A rear rudder provided behind the rear propeller in the captain direction;
A propulsion device further comprising: a front rudder provided behind the front propeller in the captain direction. 請求項３に記載の推進装置であって、
前記後方舵は、前記前方舵よりも小さい
推進装置。 The propulsion device according to claim 3,
The rear rudder is smaller than the front rudder. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の推進装置であって、
前記船尾船体は、一軸船型の船尾構造を有する
推進装置。 The propulsion device according to any one of claims 1 to 4,
The stern hull has a uniaxial stern type stern structure. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の推進装置を有する船舶。   A ship having the propulsion device according to any one of claims 1 to 5.
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