JP5578931B2 - 船舶用高揚力舵 - Google Patents
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Description
本発明は船舶用高揚力舵に関する。
従来、船舶の操縦性を向上させる一手段として、図６〜図７に示すように、推進プロペラ１の後方に高揚力舵２を配設するものがある。高揚力舵２は舵ブレード３の頂端部と底端部にそれぞれ左右両舷側に張り出した平板状の頂端板４と底端板５を設けており、底端板５は両側縁部が下方に若干屈曲する形状をなし、舵ブレード３に舵軸２ａを接続し、舵軸２ａを舵取り機２ｂに接続している。
頂端板４と底端板５は推進プロペラ後流を効果的に舵ブレード３の側面に取り込み、舵ブレード３の頂端部と底端部における翼端面影響を減少させて高い揚力を発生させるとともに、高揚力舵２に流入する推進プロペラ１の後流を整流して舵効きを良くし、また、推進効率を高めるものである。
舵ブレード３はその水平断面の輪郭が前方へ半円形状に突出させた前縁部６と前縁部６に連続して流線型に幅を最大幅部まで増大させた後に最小幅部７ａに向けて徐々に幅を減少させた中間部７と中間部７に連続して所定幅の後方端８ａに向けて徐々に幅を増大させた魚尾後縁部８とからなる形状を有している。
この構成により、舵ブレード３を例えば左舷側に転舵すると推進プロペラ１の後流は舵ブレード３の左舷側の面に当たり、流線型部において翼としての揚力を発生させ、あるいは水流の直圧力が舵ブレード３の左舷側の面に作用するとともに、魚尾後縁部８の左舷側の面に沿って後方に流れるときの水流の屈折の反力が作用して、舵ブレード３には流線型をなすだけの普通舵に比べて高い揚力が発生する。
また、図８〜図９に示すように、推進プロペラ１の後方に２枚の高揚力舵２を配設する構成もある。先行技術文献としては特許文献１がある。
ところで、推進プロペラが後方から見て時計方向に回転（右回転）する場合には、推進プロペラ後流の流束は右に回転しながら後方に流れることが知られている。この推進プロペラ後流の流束の回転エネルギーを舵によって前進方向成分を推力として利用できるような揚力に変換すれば推進効率が向上する。
本発明は上記した課題を解決するものであり、推進プロペラ後流の流束の回転エネルギーを舵によって揚力に効率良く変換し、その前進方向成分を推力として利用できるようにする船舶用高揚力舵を提供することを目的とする。
上記した課題を解決するために、本発明の船舶用高揚力舵は、推進プロペラの後方で推進プロペラ軸心上に配設する１枚の舵ブレードを有し、舵ブレードは、水平断面において翼断面形状を有するとともに、最大幅部より前側の前縁領域が推進プロペラ軸心を含む水平面を境として上部前縁領域と下部前縁領域とに別れ、上部前縁領域における前記翼断面形状と下部前縁領域における前記翼断面形状とが鉛直面に対して面対称をなし、上部前縁領域および下部前縁領域は推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転する推進プロペラの回転方向において回転方向一方側が抗力面をなし、回転方向他方側が揚力面をなし、上部前縁領域および下部前縁領域に続いて中間部を有し、中間部は舵幅の最大幅部から最小幅部に向けて徐々に幅を減少させた水平断面の輪郭を有し、中間部に続いて魚尾後縁部を有し、魚尾後縁部は所定幅の後方端に向けて徐々に幅を増大させた水平断面の輪郭をなすことを特徴とする。
本発明の船舶用高揚力舵は、推進プロペラの後方で推進プロペラ軸心の両側に配設する左右一対の舵ブレードを有し、舵ブレードは、水平断面において翼断面形状を有するとともに、最大幅部より前側の前縁領域が推進プロペラ軸心を含む水平面を境として上部前縁領域と下部前縁領域とに別れ、上部前縁領域における前記翼断面形状と下部前縁領域における前記翼断面形状とが鉛直面に対して面対称をなし、上部前縁領域および下部前縁領域は推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転する推進プロペラの回転方向において回転方向一方側が抗力面をなし、回転方向他方側が揚力面をなし、上部前縁領域および下部前縁領域に続いて中間部を有し、中間部は舵幅の最大幅部から最小幅部に向けて徐々に幅を減少させた水平断面の輪郭を有し、中間部に続いて魚尾後縁部を有し、魚尾後縁部は所定幅の後方端に向けて徐々に幅を増大させた水平断面の輪郭をなすことを特徴とする。
本発明の船舶用高揚力舵は、推進プロペラの後方で推進プロペラ軸心上に配設する１枚の舵ブレードを有し、舵ブレードは、水平断面において翼断面形状を有するとともに、最大幅部より前側の前縁領域が推進プロペラ軸心を含む水平面を境として上部前縁領域と下部前縁領域とに別れ、上部前縁領域における前記翼断面形状と下部前縁領域における前記翼断面形状とが鉛直面に対して面対称をなし、上部前縁領域および下部前縁領域は推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転する推進プロペラの回転方向において回転方向一方側が抗力面をなし、回転方向他方側が揚力面をなし、上部前縁領域および下部前縁領域に続いて中間部を有し、中間部は舵幅の最大幅部から最小幅部に向けて徐々に幅を減少させた水平断面の輪郭を有し、中間部に続いて魚尾後縁部を有し、魚尾後縁部は所定幅の後方端に向けて徐々に幅を増大させた水平断面の輪郭をなし、舵ブレードの頂端部と底端部にそれぞれ頂端板と底端板を有することを特徴とする。
本発明の船舶用高揚力舵は、推進プロペラの後方で推進プロペラ軸心の両側に配設する左右一対の舵ブレードを有し、舵ブレードは、水平断面において翼断面形状を有するとともに、最大幅部より前側の前縁領域が推進プロペラ軸心を含む水平面を境として上部前縁領域と下部前縁領域とに別れ、上部前縁領域における前記翼断面形状と下部前縁領域における前記翼断面形状とが鉛直面に対して面対称をなし、上部前縁領域および下部前縁領域は推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転する推進プロペラの回転方向において回転方向一方側が抗力面をなし、回転方向他方側が揚力面をなし、上部前縁領域および下部前縁領域に続いて中間部を有し、中間部は舵幅の最大幅部から最小幅部に向けて徐々に幅を減少させた水平断面の輪郭を有し、中間部に続いて魚尾後縁部を有し、魚尾後縁部は所定幅の後方端に向けて徐々に幅を増大させた水平断面の輪郭をなし、舵ブレードの頂端部と底端部にそれぞれ頂端板と底端板を有することを特徴とする。
上記した構成により、推進プロペラが推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転する場合、例えば推進プロペラが後方から見て時計方向に回転（右回転）する場合に、上部前縁領域と下部前縁領域の揚力面において前進方向成分を有する揚力が発生し、この前進方向成分とこれに対抗する抗力の成分との差分だけ推進力に寄与し、乱流状態にある推進プロペラ後流を整流するように作用して推進効率を向上させる。
本発明の船舶用高揚力舵は、推進プロペラの後方で推進プロペラ軸心の両側に配設する左右一対の舵ブレードを有し、舵ブレードは、水平断面において翼断面形状を有するとともに、最大幅部より前側の前縁領域が推進プロペラ軸心を含む水平面を境として上部前縁領域と下部前縁領域とに別れ、上部前縁領域における前記翼断面形状と下部前縁領域における前記翼断面形状とが鉛直面に対して面対称をなし、上部前縁領域および下部前縁領域は推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転する推進プロペラの回転方向において回転方向一方側が抗力面をなし、回転方向他方側が揚力面をなし、上部前縁領域および下部前縁領域に続いて中間部を有し、中間部は舵幅の最大幅部から最小幅部に向けて徐々に幅を減少させた水平断面の輪郭を有し、中間部に続いて魚尾後縁部を有し、魚尾後縁部は所定幅の後方端に向けて徐々に幅を増大させた水平断面の輪郭をなし、舵ブレードの頂端部と底端部にそれぞれ頂端板と底端板を有することを特徴とする。
上記した構成により、推進プロペラが推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転する場合、例えば推進プロペラが後方から見て時計方向に回転（右回転）する場合に、上部前縁領域と下部前縁領域の揚力面において前進方向成分を有する揚力が発生し、この前進方向成分とこれに対抗する抗力の成分との差分だけ推進力に寄与し、乱流状態にある推進プロペラ後流を整流するように作用して推進効率を向上させる。
以上述べたように本発明によれば、推進プロペラの軸心を含む水平面を境とする上部前縁領域における前記翼断面形状と下部前縁領域において回転方向一方側が抗力面をなし、回転方向他方側が揚力面をなすことにより、推進プロペラ後流の回転エネルギーを効率よく前進推力に変換することができ、高揚力舵固有の高い操縦性を維持しながら推進効率も高い舵を提供できる。
実施例１
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３において、推進プロペラ１０１は推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転し、ここでは後方から見て時計方向に回転（右回転）する。推進プロペラ１０１が後方から見て時計方向に回転（右回転）する場合には、推進プロペラ後流の流束は右に回転しながら後方に流れる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３において、推進プロペラ１０１は推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転し、ここでは後方から見て時計方向に回転（右回転）する。推進プロペラ１０１が後方から見て時計方向に回転（右回転）する場合には、推進プロペラ後流の流束は右に回転しながら後方に流れる。
船舶用高揚力舵１００は、推進プロペラ１０１の後方で推進プロペラ軸心上に１枚の舵ブレード１０２を配設しており、舵ブレード１０２の頂端部と底端部にそれぞれ頂端板１０３と底端板１０４を有している。頂端板１０３と底端板１０４はそれぞれ左右両舷側に張り出した平板状をなし、底端板１０４は両側縁部が下方に若干屈曲する形状をなし、舵ブレード１０２に舵軸１０５を接続し、舵軸１０５を舵取り機１０６に接続している。
舵ブレード１０２は水平断面において翼断面形状を有しており、最大幅部１０２ａより前側の前縁領域が推進プロペラ軸心を含む水平面を境として上部前縁領域１０２ｂと下部前縁領域１０２ｃとに別れている。
上部前縁領域１０２ｂにおける翼断面形状と下部前縁領域１０２ｃにおける翼断面形状とは鉛直面に対して面対称をなしている。上部前縁領域１０２ｂおよび下部前縁領域１０２ｃは推進プロペラ１０１の回転方向において回転方向一方側が抗力面をなし、回転方向他方側が揚力面をなす。つまり、図２に示すように、推進プロペラ１０１が後方から見て時計方向に回転（右回転）する場合に、上部前縁領域１０２ｂは左舷側が抗力面をなして右舷側が揚力面をなし、下部前縁領域１０２ｃは左舷側が揚力面をなして右舷側が抗力面をなす。
舵ブレード１０２は、上部前縁領域１０２ｂおよび下部前縁領域１０２ｃに続いて中間部１０２ｄを有し、中間部１０２ｄは舵幅の最大幅部から最小幅部１０２ｅ向けて徐々に幅を減少させた水平断面の輪郭を有し、中間部１０２ｄに続いて魚尾後縁部１０２ｆを有し、魚尾後縁部１０２ｆは所定幅の後方端１０２ｇに向けて徐々に幅を増大させた水平断面の輪郭をなす。
上記した構成により、推進プロペラ１０１が推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転する場合、例えば推進プロペラが後方から見て時計方向に回転（右回転）する場合に、上部前縁領域１０２ｂと下部前縁領域１０２ｃの揚力面において前進方向成分を有する揚力が発生し、この前進方向成分とこれに対抗する抗力の成分との差分だけ推進力に寄与し、乱流状態にある推進プロペラ後流を整流するように作用して推進効率を向上させる。
実施例２
図４および図５において、実施例１と同様の構成要素には同符号を付して説明する。推進プロペラ１０１（図１参照）は推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転し、ここでは後方から見て時計方向に回転（右回転）する。推進プロペラ１０１が後方から見て時計方向に回転（右回転）する場合には、推進プロペラ後流の流束は右に回転しながら後方に流れる。
実施例２
図４および図５において、実施例１と同様の構成要素には同符号を付して説明する。推進プロペラ１０１（図１参照）は推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転し、ここでは後方から見て時計方向に回転（右回転）する。推進プロペラ１０１が後方から見て時計方向に回転（右回転）する場合には、推進プロペラ後流の流束は右に回転しながら後方に流れる。
船舶用高揚力舵１００は、推進プロペラ１０１の後方で推進プロペラ軸心の両側に左右一対の舵ブレード１２０、１３０を配設しており、各舵ブレード１２０、１３０の頂端部と底端部にそれぞれ頂端板１２３、１３３と底端板１２４、１３４を有している。頂端板１２３、１３３と底端板１２４、１３４はそれぞれ左右両舷側に張り出した平板状をなし、底端板１２４、１３４は両側縁部が下方に若干屈曲する形状をなし、各舵ブレード１２０、１３０に舵軸（図示省略）を接続している。
各舵ブレード１２０、１３０は水平断面において翼断面形状を有しており、最大幅部１２０ａ、１３０ａより前側の前縁領域が推進プロペラ軸心を含む水平面を境として上部前縁領域１２０ｂ、１３０ｂと下部前縁領域１２０ｃ、１３０ｃとに別れている。
上部前縁領域１２０ｂ、１３０ｂにおける翼断面形状と下部前縁領域１２０ｃ、１３０ｃにおける翼断面形状とは鉛直面に対して面対称をなしている。上部前縁領域１２０ｂ、１３０ｂおよび下部前縁領域１２０ｃ、１３０ｃは推進プロペラ１０１の回転方向において回転方向一方側が抗力面をなし、回転方向他方側が揚力面をなす。
つまり、図４に示すように、推進プロペラ１０１が後方から見て時計方向に回転（右回転）する場合に、上部前縁領域１２０ｂ、１３０ｂは左舷側が抗力面をなして右舷側が揚力面をなし、下部前縁領域１２０ｃ、１３０ｃは左舷側が揚力面をなして右舷側が抗力面をなす。
舵ブレード１２０、１３０は、上部前縁領域１２０ｂ、１３０ｂおよび下部前縁領域１２０ｃ、１３０ｃに続いて中間部１２０ｄ、１３０ｄを有し、中間部１２０ｄ、１３０ｄは舵幅の最大幅部から最小幅部１２０ｅ、１３０ｅ向けて徐々に幅を減少させた水平断面の輪郭を有し、中間部１２０ｄ、１３０ｄに続いて魚尾後縁部１２０ｆ、１３０ｆを有し、魚尾後縁部１２０ｆ、１３０ｆは所定幅の後方端１２０ｇ、１３０ｇに向けて徐々に幅を増大させた水平断面の輪郭をなす。
上記した構成により、推進プロペラ１０１が推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転する場合、例えば推進プロペラが後方から見て時計方向に回転（右回転）する場合に、上部前縁領域１２０ｂ、１３０ｂと下部前縁領域１２０ｃ、１３０ｃの揚力面において前進方向成分を有する揚力が発生し、この前進方向成分とこれに対抗する抗力の成分との差分だけ推進力に寄与し、乱流状態にある推進プロペラ後流を整流するように作用して推進効率を向上させる。
上述した実施例１および２においては、舵ブレード１０２の頂端部と底端部にそれぞれ頂端板１０３と底端板１０４を有し、あるいは各舵ブレード１２０、１３０の頂端部と底端部にそれぞれ頂端板１２３、１３３と底端板１２４、１３４を有しているが、頂端板１０３、１２３、１３３と底端板１０４、１２４、１３４を設けない構成とすることも可能である。
また、実施例１および２においては、中間部１０２ｄに続いて魚尾後縁部１０２ｆを有し、あるいは中間部１２０ｄ、１３０ｄに続いて魚尾後縁部１２０ｆ、１３０ｆを有しているが、舵幅の最大幅部から後方端１０２ｇ、１２０ｇ、１３０ｇに向けて徐々に幅を減少させた水平断面の輪郭とすることも可能である。
１００ 船舶用高揚力舵
１０１ 推進プロペラ
１０２ 舵ブレード
１０２ａ 最大幅部
１０２ｂ 上部前縁領域
１０２ｃ 下部前縁領域
１０２ｄ 中間部
１０２ｅ 最小幅部
１０２ｆ 魚尾後縁部
１０２ｇ 後方端
１０３ 頂端板
１０４ 底端板
１０５ 舵軸
１０６ 舵取り機
１２０、１３０ 舵ブレード
１２３、１３３ 頂端板
１２４、１３４ 底端板
１２０ａ、１３０ａ 最大幅部
１２０ｂ、１３０ｂ 上部前縁領域
１２０ｃ、１３０ｃ 下部前縁領域
１２０ｄ、１３０ｄ 中間部
１２０ｅ、１３０ｅ 最小幅部
１２０ｆ、１３０ｆ 魚尾後縁部
１２０ｇ、１３０ｇ 後方端
１０１ 推進プロペラ
１０２ 舵ブレード
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１０２ｂ 上部前縁領域
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１０２ｅ 最小幅部
１０２ｆ 魚尾後縁部
１０２ｇ 後方端
１０３ 頂端板
１０４ 底端板
１０５ 舵軸
１０６ 舵取り機
１２０、１３０ 舵ブレード
１２３、１３３ 頂端板
１２４、１３４ 底端板
１２０ａ、１３０ａ 最大幅部
１２０ｂ、１３０ｂ 上部前縁領域
１２０ｃ、１３０ｃ 下部前縁領域
１２０ｄ、１３０ｄ 中間部
１２０ｅ、１３０ｅ 最小幅部
１２０ｆ、１３０ｆ 魚尾後縁部
１２０ｇ、１３０ｇ 後方端
Claims (4)
- 推進プロペラの後方で推進プロペラ軸心上に配設する１枚の舵ブレードを有し、舵ブレードは、水平断面において翼断面形状を有するとともに、最大幅部より前側の前縁領域が推進プロペラ軸心を含む水平面を境として上部前縁領域と下部前縁領域とに別れ、上部前縁領域における前記翼断面形状と下部前縁領域における前記翼断面形状とが鉛直面に対して面対称をなし、上部前縁領域および下部前縁領域は推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転する推進プロペラの回転方向において回転方向一方側が抗力面をなし、回転方向他方側が揚力面をなし、上部前縁領域および下部前縁領域に続いて中間部を有し、中間部は舵幅の最大幅部から最小幅部に向けて徐々に幅を減少させた水平断面の輪郭を有し、中間部に続いて魚尾後縁部を有し、魚尾後縁部は所定幅の後方端に向けて徐々に幅を増大させた水平断面の輪郭をなすことを特徴とする船舶用高揚力舵。
- 推進プロペラの後方で推進プロペラ軸心の両側に配設する左右一対の舵ブレードを有し、舵ブレードは、水平断面において翼断面形状を有するとともに、最大幅部より前側の前縁領域が推進プロペラ軸心を含む水平面を境として上部前縁領域と下部前縁領域とに別れ、上部前縁領域における前記翼断面形状と下部前縁領域における前記翼断面形状とが鉛直面に対して面対称をなし、上部前縁領域および下部前縁領域は推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転する推進プロペラの回転方向において回転方向一方側が抗力面をなし、回転方向他方側が揚力面をなし、上部前縁領域および下部前縁領域に続いて中間部を有し、中間部は舵幅の最大幅部から最小幅部に向けて徐々に幅を減少させた水平断面の輪郭を有し、中間部に続いて魚尾後縁部を有し、魚尾後縁部は所定幅の後方端に向けて徐々に幅を増大させた水平断面の輪郭をなすことを特徴とする船舶用高揚力舵。
- 推進プロペラの後方で推進プロペラ軸心上に配設する１枚の舵ブレードを有し、舵ブレードは、水平断面において翼断面形状を有するとともに、最大幅部より前側の前縁領域が推進プロペラ軸心を含む水平面を境として上部前縁領域と下部前縁領域とに別れ、上部前縁領域における前記翼断面形状と下部前縁領域における前記翼断面形状とが鉛直面に対して面対称をなし、上部前縁領域および下部前縁領域は推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転する推進プロペラの回転方向において回転方向一方側が抗力面をなし、回転方向他方側が揚力面をなし、上部前縁領域および下部前縁領域に続いて中間部を有し、中間部は舵幅の最大幅部から最小幅部に向けて徐々に幅を減少させた水平断面の輪郭を有し、中間部に続いて魚尾後縁部を有し、魚尾後縁部は所定幅の後方端に向けて徐々に幅を増大させた水平断面の輪郭をなし、舵ブレードの頂端部と底端部にそれぞれ頂端板と底端板を有することを特徴とする船舶用高揚力舵。
- 推進プロペラの後方で推進プロペラ軸心の両側に配設する左右一対の舵ブレードを有し、舵ブレードは、水平断面において翼断面形状を有するとともに、最大幅部より前側の前縁領域が推進プロペラ軸心を含む水平面を境として上部前縁領域と下部前縁領域とに別れ、上部前縁領域における前記翼断面形状と下部前縁領域における前記翼断面形状とが鉛直面に対して面対称をなし、上部前縁領域および下部前縁領域は推進プロペラ軸心廻りの一方から他方へ回転する推進プロペラの回転方向において回転方向一方側が抗力面をなし、回転方向他方側が揚力面をなし、上部前縁領域および下部前縁領域に続いて中間部を有し、中間部は舵幅の最大幅部から最小幅部に向けて徐々に幅を減少させた水平断面の輪郭を有し、中間部に続いて魚尾後縁部を有し、魚尾後縁部は所定幅の後方端に向けて徐々に幅を増大させた水平断面の輪郭をなし、舵ブレードの頂端部と底端部にそれぞれ頂端板と底端板を有することを特徴とする船舶用高揚力舵。
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2010
- 2010-05-18 JP JP2010113782A patent/JP5578931B2/ja active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105431350A (zh) * | 2014-01-06 | 2016-03-23 | 日本汉武西株式会社 | 船舶用舵 |
| CN105431350B (zh) * | 2014-01-06 | 2017-06-23 | 日本汉武西株式会社 | 船舶用舵 |
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