JP3958051B2 - 船舶およびその運用方法 - Google Patents
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Description
【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およびその運用方法に関するものである。
【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、主プロペラの後方あるいは前方の干渉しない位置にPOD推進器を併設することが提案されている。
図8および図9に示す従来の技術(図8のものは特願2001−199418に記載した技術である)において、図中の符号1は船舶の船体後部、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(一般にメインエンジンという。)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POD推進器10は、ケーシング11、PODプロペラ12、ストラット13および支柱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(図8参照)または前部(図9参照)、あるいは前後部の両方(図示せず)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を介して全体が船体後部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は、主プロペラ2を単独で、PODプロペラ12を単独で、あるいは主プロペラ2および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る。また、支柱14を中心としてPOD推進器10を回動させることにより、ストラット13が舵の機能を発揮して操舵力が得られて、船舶が旋回させられるようになっている。
【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においては、POD推進器10のみを単独で装備した船舶よりも高速で航行可能となる。また、POD推進器10のストラット13の部分が舵として使用されている。したがって、特に高速航行(約20ノットを越える航行)時に舵を取ると、ストラット13に過大な流体力が作用して支柱14に非常に大きな力がかかる。そのため、支柱14を支持する支持機構やPOD推進器10を旋回させる旋回機構などを十分な強度を有するもの、すなわち大がかりな機構を有するものにしなければならないといった問題点があった。
【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POD推進器の支持機構や旋回機構などを簡略化することができるとともに、コストを低減させることのできる船舶およびその運用方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の船舶およびその運用方法では、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、請求項1記載の船舶は、正転・逆転あるいはピッチ角を変更することにより船体を前進・後進させることのできる主プロペラと、該主プロペラを駆動させるための駆動機関と、前記船体の針路方向を変更させるための舵と、少なくとも1つの舵としての機能を有するPOD推進器と、前記船体の船速を測定する船速測定装置と、該船速測定装置からの信号により前記POD推進器の舵角を制御する制御装置と、を具備し、前記船速測定装置により得られた船速が所定値を越えると、前記制御装置により前記POD推進器の舵角が0゜に固定されることを特徴とする。
【0008】
この船舶においては、主プロペラおよび/またはPOD推進器により推進力が得られ、舵および/またはPOD推進器により舵が取られることとなる。
また、船体の船速を測定する船速測定装置からの信号、すなわち船速に応じてPOD推進器の舵角が制御されることとなる。
さらに、船速が所定値を越えるとPOD推進器の舵角が0゜に固定されることとなる。
すなわち、船速が所定値を越えた場合には、舵のみで舵が取られることとなる。
【0009】
請求項2に記載の船舶は、請求項1に記載の船舶において、前記船速測定装置により得られた船速が所定値以下の場合、前記POD推進器の舵角は、前記舵の舵角と連動してとられるように構成されていることを特徴とする。
【0010】
この船舶においては、POD推進器の舵角が、舵の舵角と連動してとられることとなる。すなわち、舵の舵角に応じてPOD推進器の舵角がとられることとなる。
【0011】
請求項3に記載の船舶は、請求項1に記載の船舶において、前記POD推進器は、切換装置により0゜、+90゜、−90゜の舵角位置で使用できるように構成されていることを特徴とする。
【0012】
この船舶においては、POD推進器が、切換装置により例えば0゜、+90゜、−90゜等数点の舵角位置で使用できるようになっている。すなわち、切換装置を0゜、+90゜、−90゜の位置に設定することにより、POD推進器の舵角も0゜、+90゜、−90゜の位置に設定されることとなる。
【0013】
請求項4に記載の船舶は、請求項1に記載の船舶において、前記舵の舵角を変えるかじ取装置と、前記POD推進器の舵角を変える旋回駆動機構は、同一の駆動源により駆動されることを特徴とする。
【0014】
この船舶においては、舵の舵角を変えるかじ取装置と、POD推進器の舵角を変える旋回駆動機構が、同じ駆動源、たとえば1つの油圧ポンプにより駆動されることとなる。
【0015】
請求項5に記載の船舶の運用方法は、正転・逆転あるいはピッチ角を変更することにより船体を前進・後進させることのできる主プロペラと、該主プロペラを駆動させるための駆動機関と、前記船体の針路方向を変更させるための舵と、少なくとも1つの舵としての機能を有するPOD推進器と、船速を測定する船速測定装置と、該船速測定装置からの信号により前記POD推進器の舵角を制御する制御装置と、を具備し、前記船速測定装置により得られた船速が所定値を越える場合には、前記舵の舵角のみを変化させて前記船体の針路方向を変化させ、前記船速が所定値以下の場合には、前記舵と前記POD推進器とを併用、あるいは前記POD推進器のみを使用して前記船体の針路方向および/または進行方向を変化させるようにした船舶の運用方法であって、前記船速測定装置により得られた船速が所定値を越える場合には、前記制御装置により前記POD推進器の舵角が0゜に固定されることを特徴とする。
【0016】
この船舶の運用方法によれば、船体の針路方向および/または進行方向を変化させるのに、船速が所定値を越える場合には舵のみが使用され、船速が所定値以下の場合には舵とPOD推進器とが併用されることとなる。ここでいう、「針路方向」とは船首が指すコンパス方位のことである。また、「進行方向」とは船体が実際に進んでいる方向をいう。
また、船速が所定値を越えるとPOD推進器の舵角が0゜に固定されることとなる。すなわち、船速が所定値を越えた場合には、舵のみで舵が取られることとなる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る船舶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。
図1(a)は船体後部の概略右側面図、(b)は(a)を矢印A方向に見た図である。
図1に示す実施形態において、符号の1は船舶の船体後部、2は主プロペラ、3は舵、4は支柱、10A,10BはPOD推進器、11A,11Bはケーシング、12A,12BはPODプロペラ、13A,13Bはストラット、14A,14Bは支柱である。
【0018】
この船舶は、主プロペラ2と、その後方に位置し支柱4を介して船体後部1に対して回動自在に取り付けられた舵3と、この舵3の両側方に位置する2つのPOD推進器10A,10Bとを具備している。
舵3は断面が流線形を有する板状の部材である。また、舵3の上部には鉛直方向の支柱4が取り付けられ、この支柱4の上端部側が船体側に設けられたかじ取装置(図示省略)に連結されて、舵3、および支柱4を一体的に回動させるようになっている。
【0019】
POD推進器10A,10Bはそれぞれ、支柱14A,14Bを介して、船体後部1に対し回動自在に取り付けられている。POD推進器10A,10Bは、推進力を発揮するPODプロペラ12A,12Bを後方または前方(図示の例では前方)に備え、内部に電動機等のプロペラ駆動機構(図示せず)を内蔵したケーシング11A,11Bと、このケーシング11A,11Bの上部に一体に固着され、翼形断面のストラット13A,13Bとを具備して構成される。ストラット13A,13Bの上部には鉛直方向の支柱14A,14Bが取り付けられ、この支柱14A,14Bの上端部側が船体側に設けられた旋回駆動機構(図示省略)に連結されて、支柱14A,14B、ストラット13A,13B、ケーシング11A,11BおよびPODプロペラ12A,12Bを一体的に回動させるようになっている。
このように構成されたPOD推進器10A,10Bでは、PODプロペラ12A,12Bの回転によって推進力が発生して船舶を航行させ、船体後部1に対して推進器全体を回動させることによって操舵機能が得られ、船舶の進行方向を変換することができる。
【0020】
なお、POD推進器10A,10Bには、図示のようにPODプロペラ12A,12Bの駆動力を出力する電動機がケーシング11A,11B内に設置されたタイプと、船体側に設置された電動機等の駆動源(図示省略)から駆動力を受けるタイプとがある。
【0021】
このように構成された船舶は、主プロペラ2を単独で回転させたり、PODプロペラ12A,12Bのいずれか一方または両方を回転させたり、あるいは主プロペラ2およびPODプロペラ12A,12Bのいずれか一方または両方を共に回転させることによって推進力を得ることができる。
また、船体の針路方向および/または進行方向を変更させるために、支柱4を中心として舵3を回動させたり、支柱14A,14Bを中心としてPOD推進器10A,10Bのいずれか一方または両方を回動させたり、あるいは舵3およびPOD推進器10A,10Bのいずれか一方または両方を回動させられるようになっている。
【0022】
船体の針路方向および/または進行方向の変更が主に舵3で行われる場合には、POD推進器10A,10Bのストラット13A,13Bの部分を従来のものに比べて小さくすることができる。
これにより、POD推進器10A,10Bの支持機構や旋回機構に加わる荷重を小さくして、これら機構の簡略化を図ることができる。
【0023】
したがって、高速(たとえば、20ノット以上での)航行が要求される場合には、主プロペラ2と両方のPODプロペラ12A,12Bとを共に回転させることによって推進力を得ることができる。
また、航路航行時など中速(たとえば、12ノット程度での)航行が要求される場合には、主プロペラ2を単独で回転させたり、両方のPODプロペラ12A,12Bだけを回転させることにより推進力を得ることができる。
さらに、出入港時など低速(たとえば、5ノット以下での)航行が要求される場合には、両方のPODプロペラ12A,12Bだけを回転させることにより推進力を得ることができる。
【0024】
さて、本発明ではこれらの構成の他に、図2に示すように、船速を測定する船速測定装置21と、この船速測定装置21からの信号により前述したPOD推進器10A,10Bの舵角を制御することのできる制御装置22と、を設けるようにすることもできる。
すなわち、これらの装置を使用することにより、たとえば図3や図4に示すようなPOD推進器10A,10Bの舵角制御を行うことができるようになる。
【0025】
図3に示すものは、船速が5ノット以下である場合にはPOD推進器10A,10Bの舵角を±90゜(ここでいう0゜は船首方向を指す。)の範囲内でとることができ、船速が20ノットを越える場合には舵角が0゜に固定され舵角がとれないように制御されていることを示すものである。
すなわち、図2に示す船速測定装置21で得られた船速の情報が信号として制御装置22に送られ、その信号に基づいて制御装置22がPOD推進器10A,10Bのとり得る最大舵角を制御するものである。
【0026】
また、図4に示すものは、船速が5ノット以下である場合にはPOD推進器10A,10Bの舵角を±90゜(ここでいう0゜は船首方向を指す。)の範囲内でとることができ、船速が5ノットを越え10ノット以下である場合にはPOD推進器10A,10Bの舵角を±70゜の範囲内でとることができ、船速が10ノットを越え15ノット以下である場合にはPOD推進器10A,10Bの舵角を±50゜の範囲内でとることができ、船速が15ノットを越え20ノット以下である場合には±30゜の範囲内でとることができ、船速が20ノットを越える場合には舵角が0゜に固定されて舵角がとれないように制御されていることを示すものである。
【0027】
図3または図4に示すように、船速がたとえば20ノットを越えるような場合にPOD推進器10A,10Bの舵角を0゜に固定して、舵3のみで針路を変更するようにすることにより、ストラット13A,13Bに過大な流体力が作用することがなく、支柱14A,14Bに過大な荷重がかかることを防止することができる。したがって、支柱14A,14Bを支持する支持機構やPOD推進器10A,10Bを旋回させる旋回機構などの強度を減少させることができて、これらの機構を簡略化することができ、コストダウンを図ることができる。
【0028】
以上説明してきた、主プロペラ2と、その後方に位置し支柱4を介して船体後部1に対して回動自在に取り付けられた舵3と、この舵3の両側方に位置する2つのPOD推進器10A,10Bと、船速を測定する船速測定装置21と、この船速測定装置21からの信号により前述したPOD推進器10A,10Bの舵角を制御することのできる制御装置22とを具備する船舶は、たとえば以下のように運用することができる。
【0029】
たとえば、船速20ノットを越えるような高速で船体を航行させる場合、主プロペラ2と両方のPODプロペラ12A,12Bとを共に回転させることによって推進力を得るとともに、POD推進器10A,10Bの舵角を0゜に固定し、針路変更は舵3のみで行うようにする。
つぎに、5ノットを越え20ノット以下で航行させるような場合、主プロペラ2を単独で回転させたり、両方のPODプロペラ12A,12Bだけを回転させることにより推進力を得るとともに、とり得る最大舵角が船速に応じて制御されたPOD推進器10A,10Bと舵3とを併用することにより針路変更を行うようにする。
また、出入港時など低速(たとえば、5ノット以下での)航行が要求される場合には、両方のPODプロペラ12A,12Bだけを回転させることにより推進力を得るとともに、POD推進器10A,10Bと舵3とを併用することにより針路方向の変更および/または進行方向の変更を行うようにする。
特に、5ノット以下でPOD推進器10A,10Bの舵角を±90゜とることができるので、POD推進器10A,10Bをスターン・スラスタとして機能させることができるので、離着岸を容易なものとすることができるとともに、出入港に要する作業時間を短縮させることができる。
【0030】
なお、本発明の実施形態において、POD推進器10A,10Bの操作可能舵角を±90゜(図3および図4参照)として説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、±360゜とすることもできる。
特に、船速が5ノット以下である場合に、POD推進器10A,10Bの操作可能舵角を±360゜とすることができれば、離着岸時に多用される後ろ方向への推進力(後進力)をPOD推進器10A,10Bにより得ることができるようになるので、後進力を得るために主プロペラ2を回転させる駆動装置(一般にメインエンジンという。)を起動させる必要はなくなる。
【0031】
また、POD推進器10A,10Bの舵角が、舵3の舵角および船速と連動してとられるように構成することもできる。
すなわち、たとえば船速が20ノットを越えるような場合には、POD推進器10A,10Bの舵角を前述した制御装置22により0゜に固定する。そして、船速が5ノットを越え20ノット以下の場合には、舵3の舵角に比例してPOD推進器10A,10Bの舵角がとられる(たとえば、舵3の舵角+35゜でPOD推進器10A,10Bが舵角+14゜をとり、舵3の舵角+10゜でPOD推進器10A,10Bが舵角+4゜をとる)ようにする。さらに、船速が5ノット以下の場合には、舵3の舵角+35゜でPOD推進器10A,10Bが舵角+90゜をとり、舵3の舵角+10゜でPOD推進器10A,10Bが舵角+45゜をとる)ようにする。
このように構成することにより、操船者は舵3の舵角のみを指令することで、舵3およびPOD推進器10A,10Bの舵角を同時に制御することができ、操船が大幅に簡略化される。
【0032】
また、POD推進器10A,10Bの舵角を、例えば+90゜および−90゜の位置でのみ使用することができるようにすることもできる。
すなわち、通常の航行時はPOD推進器の舵角を0゜に固定して舵のみで操船を行い、離着岸時にPOD推進器10A,10Bの舵角を、例えば+90゜あるいは−90゜の位置にして、スターン・スラスタとして機能させることができるので、離着岸を容易なものとすることができるとともに、出入港に要する作業時間を短縮させることができる。この舵角位置の切換は別途設けられた切換装置により行われる。
また、このように構成することにより、POD推進器10A,10Bのための操舵装置をなくすことができ、さらなるコストダウンを図ることができる。
【0033】
また、舵3のかじ取装置で作り出された油圧を、POD推進器10A,10Bの舵角を変える旋回駆動機構にも用いるように構成することもできる。
すなわち、舵3のかじ取装置に設けられた油圧ポンプ(駆動源)により作り出された油圧を、POD推進器10A,10Bの舵角を変える旋回駆動機構に使用することにより、旋回駆動機構から油圧ポンプなどを省略することができて、旋回駆動機構の構成を簡略化することができるとともに、コストを低減させることができる。
【0034】
なお、以上説明してきた実施形態では、POD推進器を2つ設けたものを説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図5に示すように、ケーシング11の後部にPODプロペラ12を備えた1つのPOD推進器10を、船首側から主プロペラ2、舵3、POD推進器10の順にキール線上に一直線となるように設けることもできる。
【0035】
また、図6に示すように、ケーシング11の後部にPODプロペラ12を備えた1つのPOD推進器10を、船首側から主プロペラ2、POD推進器10、舵3の順にキール線上に一直線となるように設けることもできる。
【0036】
さらに、図7に示すように、ケーシング11の前部にPODプロペラ12を備えた1つのPOD推進器10を、船首側から主プロペラ2、POD推進器10、舵3の順にキール線上に一直線となるように設けることもできる。
【0037】
【発明の効果】
本発明の船舶およびその運用方法によれば、以下の効果を奏する。
請求項1に記載の船舶によれば、主プロペラおよび/またはPOD推進器により推進力が得られ、舵および/またはPOD推進器により舵が取られることとなるので、船速を上げることができるとともに操船性能を向上させることができるという効果を奏する。
また、船体の船速を測定する船速測定装置からの信号、すなわち船速に応じてPOD推進器の舵角が制御されることとなるので、POD推進器の支持機構や旋回機構に過大な荷重がかかることを防止することができ、これらの機構を簡略化することができてコストダウンを図ることができるという効果を奏する。
さらに、船速が所定値を越えるとPOD推進器の舵角が0゜に固定されることとなるので、POD推進器の支持機構や旋回機構に過大な荷重がかかることを防止することができ、これらの機構を簡略化することができてコストダウンを図ることができるという効果を奏する。
【0038】
請求項2に記載の船舶によれば、舵の舵角に応じてPOD推進器の舵角がとられることとなるので、操船者は舵の舵角のみを指令(操作)するだけで、舵およびPOD推進器の舵角を同時に制御することができるので、操船を大幅に簡略化することができるという効果を奏する。
【0039】
請求項3に記載の船舶によれば、切換装置を0゜、+90゜、−90゜の位置に設定することにより、POD推進器の舵角が0゜、+90゜、−90゜の位置に設定されるように構成されているので、装置全体の構成を簡略化することができる。
すなわち、POD推進器のための操舵装置をなくすことができ、さらなるコストダウンを図ることができるという効果を奏する。
【0040】
請求項4に記載の船舶によれば、舵の舵角を変えるかじ取装置と、POD推進器の舵角を変える旋回駆動機構が、同じ駆動源により駆動されることとなるので、これらかじ取装置および旋回駆動機構を駆動するための駆動源の構成を簡略化することができて、コストをさらに低減させることができるという効果を奏する。
【0041】
請求項5に記載の船舶の運用方法によれば、船体の針路方向および/または進行方向を変化させるのに、船速が所定値を越える場合には舵のみが使用され、船速が所定値以下の場合には舵とPOD推進器とが併用されることとなるので、船速が所定値を越える場合にはPOD推進器の支持機構や旋回機構に過大な荷重がかかることを防止することができるとともに、船速が所定値以下の場合には操船性能を向上させることができるという効果を奏する。
また、船速が所定値を越えるとPOD推進器の舵角が0゜に固定されることとなるので、所定値を越えた船速での航行におけるPOD推進器の支持機構や旋回機構に過大な荷重がかかることを防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による船舶の一実施形態を示す図であって、(a)は船体後部の概略右側面図、(b)は(a)を矢印A方向に見た図である。
【図2】 本発明による船舶に設けられるPOD推進器の舵角を制御するための構成を示す概略ブロックである。
【図3】 本発明による船舶の制御装置がPOD推進器の舵角を制御する一例を示す操作可能舵角と船速との関係を示すグラフである。
【図4】 本発明による船舶の制御装置がPOD推進器の舵角を制御する他の例を示す操作可能舵角と船速との関係を示すグラフである。
【図5】 本発明による船舶の他の実施形態を示す概略右側面図である。
【図6】 本発明による船舶の別の実施形態を示す概略右側面図である。
【図7】 本発明による船舶のさらに別の実施形態を示す概略右側面図である。
【図8】 従来の主プロペラに加えてPOD推進器を備えている船舶の一例を示す船体後部の概略右側面図である。
【図9】 従来の主プロペラに加えてPOD推進器を備えている船舶の他の例を示す船体後部の概略右側面図である。
【符号の説明】
2 主プロペラ
3 舵
10 POD推進器
10A POD推進器
10B POD推進器
11 ケーシング
11A ケーシング
11B ケーシング
12 PODプロペラ
12A PODプロペラ
12B PODプロペラ
13 ストラット
13A ストラット
13B ストラット
21 船速測定装置
22 制御装置
Claims (5)
- 正転・逆転あるいはピッチ角を変更することにより船体を前進・後進させることのできる主プロペラと、該主プロペラを駆動させるための駆動機関と、前記船体の針路方向を変更させるための舵と、少なくとも1つの舵としての機能を有するPOD推進器と、前記船体の船速を測定する船速測定装置と、該船速測定装置からの信号により前記POD推進器の舵角を制御する制御装置と、を具備し、
前記船速測定装置により得られた船速が所定値を越えると、前記制御装置により前記POD推進器の舵角が0゜に固定されることを特徴とする船舶。 - 請求項1に記載の船舶において、
前記船速測定装置により得られた船速が所定値以下の場合、前記POD推進器の舵角は、前記舵の舵角と連動してとられるように構成されていることを特徴とする船舶。 - 請求項1に記載の船舶において、
前記POD推進器の舵角を任意に変える旋回駆動機構を省略し、例えば0゜、+90゜、−90゜等数点の舵角位置で使用できるような舵角切り換え装置を備えたことを特徴とする船舶。 - 請求項1に記載の船舶において、
前記舵の舵角を変えるかじ取装置と、前記POD推進器の舵角を変える旋回駆動機構は、同一の駆動源により駆動されることを特徴とする船舶。 - 正転・逆転あるいはピッチ角を変更することにより船体を前進・後進させることのできる主プロペラと、該主プロペラを駆動させるための駆動機関と、前記船体の針路方向を変更させるための舵と、少なくとも1つの舵としての機能を有するPOD推進器と、船速を測定する船速測定装置と、該船速測定装置からの信号により前記POD推進器の舵角を制御する制御装置と、を具備し、
前記船速測定装置により得られた船速が所定値を越える場合には、前記舵の舵角のみを変化させて前記船体の針路方向を変化させ、前記船速が所定値以下の場合には、前記舵と前記POD推進器とを併用、あるいは前記POD推進器のみを使用して前記船体の針路方向および/または進行方向を変化させるようにした船舶の運用方法であって、
前記船速測定装置により得られた船速が所定値を越える場合には、前記制御装置により前記POD推進器の舵角が0゜に固定されることを特徴とする船舶の運用方法。
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