JP7178188B2 - rudder system - Google Patents

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Description

本発明は舵システムに関し、舵の推進効率の向上に資する技術に係るものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rudder system, and relates to a technique that contributes to improving the propulsion efficiency of the rudder.

従来、例えば特許文献１に記載するように、二枚舵システムにおいては、一基の推進プロペラの後方に一対の平行な舵を配設し、推進プロペラのプロペラボスキャップに、推進プロペラ翼が発生させる推進プロペラ後流と同じ方向に後流を発生させるフィンを設けるものがある。 Conventionally, as described in, for example, US Pat. Some provide fins that generate a wake in the same direction as the propulsion propeller wake that causes it.

これは、推進プロペラ後流の流束の中心部におけるハブ渦の発生を減らすものである。すなわち、推進プロペラの後方中心に舵が存在する場合には、舵がハブ渦の発生をある程度抑制する効果を持つ。しかし、特許文献１においては推進プロペラの後方中心には舵が存在しない。このため、プロペラボスキャップにプロペラボスキャップフィンを設けることで、推進プロペラ後流流束の中心部におけるハブ渦の発生を低減し、推進プロペラ翼を通過した水流を推進効率の向上に寄与させている。 This reduces the generation of hub vortices in the core of the propulsion propeller wake flux. In other words, when the rudder is positioned at the rear center of the propulsion propeller, the rudder has the effect of suppressing hub vortices to some extent. However, in Patent Document 1, there is no rudder at the rear center of the propulsion propeller. Therefore, by installing propeller boss cap fins on the propeller boss cap, the generation of hub vortices at the center of the propulsion propeller wake flux is reduced, and the water flow that has passed through the propulsion propeller blades contributes to the improvement of propulsion efficiency. there is

特許文献２のものは、船舶の縦方向に延びる舵が両面から横方向に延出するラダーフィンを有し、舵の前縁でラダーフィンの取付位置にラダーバルブを有している。このラダーバルブは、プロペラボスキャップに近接するように突出し、プロペラボスキャップに向けて前方に略半球面状に突出している。また、突部はラダーフィンの前縁と後縁の間の範囲に収まるように設けられている。 In Patent Document 2, a rudder extending in the longitudinal direction of a vessel has rudder fins extending laterally from both sides, and has a rudder bulb at the mounting position of the rudder fins at the leading edge of the rudder. The rudder valve protrudes close to the propeller boss cap and protrudes forward toward the propeller boss cap in a generally hemispherical shape. Also, the protrusion is provided so as to fit within a range between the leading edge and the trailing edge of the ladder fin.

特許第３７５１２６０号Patent No. 3751260 特許第２８３７９４８号Patent No. 2837948

ハブ渦は、プロペラ翼の翼上面を通過する水流の速力と、翼下面を通過する水流の速力との速力差により生じ、プロペラ翼を通過した水流は強く回転方向に曲げられてハブ渦を作る。プロペラ後流の旋回流は、舵板の左舷側、右舷側において異なった流れとなる。船尾側から船首側を見る視点において、旋回流が時計回りに回転する場合に、旋回流は右舷側において上方から下方に向けて流れ、左舷側において下方から上方に向けて流れる。ハブ渦は舵板の左舷側に流れ込むので、プロペラ後流の旋回流は舵板の左舷側において複雑な流れとなる。 A hub vortex is generated by the speed difference between the speed of the water flow passing over the upper surface of the propeller blade and the speed of the water flow passing through the lower surface of the blade. . The swirling flow of the propeller wake is different on the port side and starboard side of the rudder blade. When the swirling flow rotates clockwise when viewed from the stern side to the bow side, the swirling flow flows downward from above on the starboard side and flows upward from below on the port side. Since the hub vortex flows into the port side of the rudder blade, the swirling flow of the propeller wake becomes a complicated flow on the port side of the rudder blade.

このため、プロペラ翼を通過した水流をボスキャップフィンで受け止めることにより、ハブ渦の発生を抑制するとともに、推進効率の向上に寄与させることができる。 Therefore, by receiving the water flow that has passed through the propeller blades with the boss cap fins, it is possible to suppress the generation of hub vortices and contribute to the improvement of propulsion efficiency.

また、ラダーバルブによりハブ渦の発生を抑制しつつ、ラダーバルブに設けたラダーフィンによりプロペラ後流を受け止めて推進効率の向上に寄与させることができる。 Further, the rudder valve suppresses the generation of hub vortices, and the rudder fins provided on the rudder valve receive the propeller wake flow, thereby contributing to the improvement of propulsion efficiency.

しかし、ラダーバルブは大きすぎると推進抵抗となり、小さすぎるとハブ渦の発生を抑制する効果が少なくなる。また、旋回流の水流が乱れると、ラダーフィンに発生する揚力が減少し、推進抵抗となりえる。 However, if the rudder valve is too large, it will become propulsion resistance, and if it is too small, the effect of suppressing the generation of hub vortices will be reduced. In addition, if the swirling water flow is disturbed, the lift generated in the rudder fins is reduced, which can result in propulsion resistance.

本発明は上記した課題を解決するものであり、推進効率の向上を図った舵システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rudder system with improved propulsion efficiency.

上記した課題を解決するために、本発明の舵システムは、船尾側から船首側を見る視点において時計方向に回転する一基の推進プロペラと、推進プロペラの軸心線上に配置した舵を備え、推進プロペラは、プロペラボスキャップを有し、プロペラボスキャップは、推進プロペラ後流の旋回流と同方向に旋回する後流を発生させるボスキャップフィンを有し、舵は、推進プロペラの軸心線上にラダーバルブを有し、ラダーバルブは舵板の左右両舷側にそれぞれの舷側方向に張り出す左舷フィンと右舷フィンを有し、左舷フィンと右舷フィンは、推進プロペラの軸心線に対して対称の位置に、かつラダーバルブから推進プロペラの軸心線に沿って存在し、舷側方向における左舷フィンの幅が右舷フィンより短く、左舷フィンは舷側方向にプロペラ直径の２０％の長さを有し、右舷フィンは舷側方向にプロペラ直径の３０％の長さを有し、それぞれの長さは－５％から＋５％の許容範囲を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the rudder system of the present invention includes a propulsion propeller that rotates clockwise when viewed from the stern side to the bow side, and a rudder arranged on the axis of the propulsion propeller, The propulsion propeller has a propeller boss cap, the propeller boss cap has boss cap fins that generate a wake swirling in the same direction as the swirling flow of the propulsion propeller wake, and the rudder is on the axis of the propulsion propeller. The rudder valve has a port fin and a starboard fin that protrude in the respective port and starboard directions on the starboard and starboard sides of the rudder plate, and the port and starboard fins are symmetrical about the axis of the propulsion propeller. and along the axial line of the propulsion propeller from the rudder valve , the width of the port fin in the broadside direction is shorter than that of the starboard fin, and the port fin has a length of 20% of the propeller diameter in the broadside direction. , the starboard fin has a length in the broadside direction of 30% of the propeller diameter, each length having a tolerance of -5% to +5% .

また、本発明の舵システムにおいて、プロペラボスキャップは、キャップ後端面が軸心線と直交する円形の平坦面をなし、ラダーバルブは、キャップ後端面に対向するバルブ前端面が半球状面をなし、キャップ後端面とバルブ前端面との間に、死水域を形成する空間を有する構成とすることも可能である。 Further, in the rudder system of the present invention, the propeller boss cap has a circular flat surface perpendicular to the axial center line, and the rudder valve has a hemispherical front end surface facing the cap rear end surface. It is also possible to have a space forming a dead water area between the rear end face of the cap and the front end face of the valve.

あるいは、本発明の舵システムにおいて、プロペラボスキャップは、キャップ後端面が半球状面をなし、ラダーバルブは、キャップ後端面に対向するバルブ前端面が半球状面をなし、キャップ後端面とバルブ前端面との間に、死水域を形成する空間を有する構成とすることも可能である。 Alternatively, in the rudder system of the present invention, the propeller boss cap has a hemispherical rear end face, and the rudder valve has a hemispherical front end face facing the rear end face of the cap. It is also possible to have a configuration having a space forming a dead water area between the surfaces.

あるいは、本発明の舵システムにおいて、プロペラボスキャップは、キャップ後端面が軸心線と直交する円形の平坦面をなし、ラダーバルブは、キャップ後端面に対向するバルブ前端面が軸心線と直交する円形の平坦面をなし、キャップ後端面とバルブ前端面との間に、死水域を形成する空間を有する構成とすることも可能である。 Alternatively, in the rudder system of the present invention, the propeller boss cap has a circular flat surface whose rear end surface of the cap is perpendicular to the axis, and the rudder valve has a front end surface of the valve that faces the rear end surface of the cap and is perpendicular to the axis. It is also possible to form a circular flat surface to form a circular flat surface and have a space forming a dead water area between the rear end surface of the cap and the front end surface of the valve.

また、本発明の舵システムにおいて、ラダーバルブは、舵板から前方に突出する部位の最大外径がボスキャップフィンの前縁直径の４０～７０％である。 Further, in the rudder system of the present invention, the maximum outer diameter of the portion of the rudder valve protruding forward from the rudder plate is 40 to 70% of the leading edge diameter of the boss cap fin.

また、本発明の舵システムにおいて、ラダーバルブは、舵板上にある部位の最大幅をボスキャップフィンの前縁直径の１００％まで拡張可能である。 Also, in the rudder system of the present invention, the rudder bulb can extend the maximum width of the area on the rudder blade to 100% of the leading edge diameter of the boss cap fin.

また、本発明の舵システムにおいて、左舷フィンと右舷フィンは、舷側方向にプロペラ直径の２０～３０％の同じ長さを有する構成とすることも可能である。 In the rudder system of the present invention, the port fin and the starboard fin may have the same length in the shipboard direction, which is 20-30% of the propeller diameter.

本発明の船舶は、上記した構成の何れかの舵システムを有することを特徴とする。 A ship according to the present invention is characterized by having any one of the rudder systems having the above configurations.

上記した構成により、プロペラ翼の翼上面を通過する水流の速力と、翼下面を通過する水流の速力との速力差に起因してプロペラ翼を通過した水流に生じる変向が緩和される。すなわち、プロペラ翼まわりの水流がボスキャップフィンのフィン上面から地面効果を受けることで、推進プロペラによる推力が増加する。 With the above configuration, the water flow passing through the propeller blades is less likely to deflect due to the speed difference between the speed of the water flow passing over the upper surface of the propeller blade and the speed of the water flow passing through the lower surface of the blade. That is, the water flow around the propeller blades receives the ground effect from the fin upper surfaces of the boss cap fins, thereby increasing the thrust of the propulsion propeller.

また、ラダーバルブの存在によってハブ渦が発生する領域がなくなり、ハブ渦の発生が抑制される。このため、舵板の左舷側に流れ込むハブ渦が減少し、プロペラ後流の旋回流が舵板の左舷側で乱れる要因が減少し、左舷フィンで生じる揚力が増加し、推進効率が向上する。 In addition, the existence of the rudder valve eliminates the region where the hub vortex is generated, thereby suppressing the generation of the hub vortex. As a result, the hub vortex that flows into the port side of the rudder plate is reduced, the factors that disturb the swirling flow of the propeller wake on the port side of the rudder plate are reduced, the lift generated by the port fins is increased, and the propulsion efficiency is improved.

さらに、ボスキャップフィンによるハブ渦の抑制により、プロペラボスキャップの後方においてラダーバルブが占める領域を抑制することができ、ラダーバルブが推進抵抗となることを軽減できる。 Furthermore, by suppressing the hub vortex by the boss cap fins, it is possible to suppress the area occupied by the rudder valve behind the propeller boss cap, thereby reducing the propulsion resistance of the rudder valve.

また、キャップ後端面とバルブ前端面との間の死水域において圧力が高くなり、この圧力がプロペラボスキャップを押す力として貢献し、推進効率の向上に寄与する。 In addition, the pressure increases in the dead water area between the rear end face of the cap and the front end face of the valve, and this pressure contributes as a force to push the propeller boss cap, contributing to improvement in propulsion efficiency.

本発明の実施の形態における舵システムを示す平面図1 is a plan view showing a rudder system according to an embodiment of the invention; FIG. 同舵システムを示す底面図Bottom view showing the same rudder system 同舵システムを示す右側面図Right side view showing the same rudder system 同舵システムを示す左側面図Left side view showing the same rudder system 同舵システムの舵を示す正面図Front view showing the rudder of the same rudder system 同舵システムの舵を示す背面図Rear view showing the rudder of the same rudder system 同舵システムの舵を示す左前上方斜視図Left front upper perspective view showing the rudder of the same rudder system 同舵システムの舵を示す左前下方斜視図Left front lower perspective view showing the rudder of the same rudder system 同舵システムの舵を示す左後上方斜視図Left rear upper perspective view showing the rudder of the same rudder system 同舵システムの舵を示す左後下方斜視図Left rear lower perspective view showing the rudder of the same rudder system

以下、本発明の舵システムに係る実施の形態を図面に基づいて説明する。図１～図１０において、船舶用舵１０は高揚力舵を示しているが、本発明は普通舵にも適用可能である。船舶用舵１０は、推進プロペラ２０の後方に同軸心上に配設しており、推進プロペラ２０は船尾側から船首側を見る視点において時計方向に回転する。船舶用舵１０は、舵板３０の頂端部と底端部にそれぞれ左右両舷側に張り出した頂端板４０と底端板５０を有している。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a rudder system of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 10 show the marine rudder 10 as a high-lift rudder, but the present invention is also applicable to ordinary rudders. The marine rudder 10 is arranged coaxially behind the propulsion propeller 20, and the propulsion propeller 20 rotates clockwise when viewed from the stern side to the bow side. The marine rudder 10 has a top end plate 40 and a bottom end plate 50 projecting to the port and starboard sides at the top and bottom ends of the rudder blade 30, respectively.

舵板３０は、水平断面の輪郭において前縁部３１と中間部３２と後縁部３３からなり、前縁部３１は前方へ半円形状に突出した形状をなす。前縁部３１に続く中間部３２は、最大幅部３２ａに向けて流線型状に幅が増大した後に最小幅部３２ｂに向けて徐々に幅が減少した形状をなす。最大幅部３２ａは舵板３０の最大舵厚さに一致する。中間部３２の最小幅部３２ｂに連続する後縁部３３は、所定幅の後縁最大幅部３３ａに向けて徐々に幅が増大した後に、後端３３ｂが後方へ半円形状に突出した形状をなす。頂端板４０および底端板５０は前端縁４１、５１と後端縁４２、５２が円弧状に突出する形状をなす。 The rudder blade 30 consists of a front edge portion 31, an intermediate portion 32, and a rear edge portion 33 in the contour of the horizontal cross section, and the front edge portion 31 projects forward in a semicircular shape. The intermediate portion 32 following the front edge portion 31 has a shape in which the width increases in a streamline shape toward the maximum width portion 32a and then gradually decreases toward the minimum width portion 32b. The maximum width portion 32 a corresponds to the maximum rudder thickness of the rudder plate 30 . The trailing edge portion 33, which is continuous with the minimum width portion 32b of the intermediate portion 32, gradually increases in width toward the maximum trailing edge width portion 33a having a predetermined width, and then the rear end 33b protrudes rearward in a semicircular shape. form. The top end plate 40 and the bottom end plate 50 are shaped such that front edges 41, 51 and rear edges 42, 52 protrude in an arc shape.

推進プロペラ２０は、プロペラボスキャップ２１を有し、プロペラボスキャップ２１にボスキャップフィン２２を有しており、ボスキャップフィン２２は推進プロペラ後流の旋回流と同方向に旋回する後流を発生させる翼形態をなす。 The propulsion propeller 20 has a propeller boss cap 21, and the propeller boss cap 21 has boss cap fins 22. The boss cap fins 22 generate a wake swirling in the same direction as the swirling flow of the propulsion propeller wake. It has a wing shape that allows it to fly.

舵板３０の前縁部３１には推進プロペラ２０の軸心上にラダーバルブ６０を設けている。ラダーバルブ６０は、推進プロペラ２０のプロペラボスキャップ２１と対向し、舵板３０の前縁からプロペラボスキャップ２１へ向けて前方へ突出している。 A rudder valve 60 is provided on the front edge portion 31 of the rudder plate 30 on the axis of the propulsion propeller 20 . The rudder valve 60 faces the propeller boss cap 21 of the propulsion propeller 20 and protrudes forward from the leading edge of the rudder plate 30 toward the propeller boss cap 21 .

本実施の形態において、ラダーバルブ６０は、舵板３０から前方に突出する部位の最大外径がボスキャップフィン２２の前縁直径の４０～７０％であり、舵板３０の上にある部位の最大幅はボスキャップフィン２２の前縁直径の１００％まで拡張可能である。 In the present embodiment, the rudder valve 60 has a maximum outer diameter of 40 to 70% of the leading edge diameter of the boss cap fin 22 at the portion protruding forward from the rudder plate 30, and the portion above the rudder plate 30 The maximum width is expandable up to 100% of the boss cap fin 22 leading edge diameter.

本実施の形態では、プロペラボスキャップ２１は、キャップ後端面２３が軸心線と直交する円形の平坦面をなし、ラダーバルブ６０は、キャップ後端面に対向するバルブ前端面６１が半球状面をなし、キャップ後端面２３とバルブ前端面６１との間に、死水域を形成する空間を有している。 In the present embodiment, the propeller boss cap 21 has a flat circular surface having a rear end surface 23 perpendicular to the axis, and the rudder valve 60 has a front end surface 61 facing the rear end surface of the cap having a hemispherical shape. None, there is a space forming a dead water area between the cap rear end face 23 and the valve front end face 61 .

ラダーバルブ６０は、ラダーバルブ６０の側面から舵板３０の舵面にかけて推進プロペラの軸心線に沿って存在し、かつ左右両舷側に張り出した左舷フィン６２、右舷フィン６３、いわゆるフィンバルブを有している。左舷フィン６２、右舷フィン６３は、舵板３０の上下方向において推進プロペラ２０の軸心と同レベルに位置し、かつ推進プロペラの軸心線に対して対称の位置にある。左舷フィン６２と右舷フィン６３は、舷側方向にプロペラ直径の２０～３０％の同じ長さを有している。 The rudder valve 60 has port fins 62 and starboard fins 63, so-called fin valves, which are present along the axial line of the propulsion propeller from the side surface of the rudder valve 60 to the control surface of the rudder plate 30 and project on both sides. is doing. The port fin 62 and the starboard fin 63 are located at the same level as the axial center of the propulsion propeller 20 in the vertical direction of the rudder plate 30 and are symmetrical with respect to the axial center line of the propulsion propeller. The port fin 62 and the starboard fin 63 have the same length in the broadside direction of 20-30% of the propeller diameter.

上記した構成において、推進プロペラ２０のプロペラ翼の翼上面を通過する水流の速力と、翼下面を通過する水流の速力との速力差に起因してプロペラ翼を通過した水流が回転方向に強く変向することで、ハブ渦が発生する原因となる。 In the above configuration, the water flow passing through the propeller blades is strongly changed in the direction of rotation due to the speed difference between the speed of the water flow passing over the upper surface of the propeller blades of the propulsion propeller 20 and the speed of the water flow passing through the lower surface of the blades. This causes hub vortices to occur.

しかし、本実施の形態では、プロペラボスキャップ２１がボスキャップフィン２２を有することで、水流の変向が緩和される。すなわち、プロペラ翼まわりの水流がボスキャップフィン２２のフィン上面から地面効果を受けることで、推力が増加する。また、ラダーバルブ６０の存在によってハブ渦が発生する領域がなくなり、ハブ渦の発生が抑制される。 However, in the present embodiment, propeller boss cap 21 has boss cap fins 22, so that the direction of water flow is reduced. That is, the water flow around the propeller blades receives a ground effect from the fin upper surfaces of the boss cap fins 22, thereby increasing the thrust. Further, the existence of the rudder valve 60 eliminates the region where the hub vortex is generated, thereby suppressing the generation of the hub vortex.

このため、ボスキャップフィン２２、ラダーバルブ６０が存在しない場合に、舵板３０の左舷側に流れ込んでいたハブ渦が減少する。その結果、プロペラ後流の旋回流が舵板３０の左舷側で乱れる要因が減少し、左舷フィン６２で生じる揚力が増加し、推進効率が向上する。 Therefore, the hub vortex that would have flowed into the port side of the rudder plate 30 in the absence of the boss cap fin 22 and the rudder valve 60 is reduced. As a result, factors that disturb the swirling flow of the propeller wake on the port side of the rudder plate 30 are reduced, the lift generated by the port fins 62 is increased, and the propulsion efficiency is improved.

さらに、ボスキャップフィン２２によるハブ渦の抑制により、プロペラボスキャップ２１の後方においてラダーバルブ６０が占める領域を抑制することができ、ラダーバルブ６０が推進抵抗となることを軽減できる。 Furthermore, since the hub vortex is suppressed by the boss cap fins 22, the area occupied by the rudder valve 60 behind the propeller boss cap 21 can be suppressed, and the rudder valve 60 can reduce propulsion resistance.

また、キャップ後端面２３が軸心線と直交する円形の平坦面をなし、バルブ前端面６１が半球状面をなすことで、キャップ後端面２３とバルブ前端面６１との間の死水域において発生する圧力がキャップ後端面２３の平坦面を押圧し、推力に貢献する。一方、バルブ前端面６１は半球状面をなすので、死水域から受ける圧力を逃がすことができ、推進抵抗を軽減できる。 In addition, since the cap rear end face 23 forms a circular flat surface perpendicular to the axis and the valve front end face 61 forms a hemispherical surface, it occurs in the dead water area between the cap rear end face 23 and the valve front end face 61. The applied pressure presses the flat surface of the cap rear end surface 23 and contributes to the thrust. On the other hand, since the valve front end surface 61 forms a hemispherical surface, the pressure received from the dead water area can be released, and the propulsion resistance can be reduced.

本発明の他の実施の形態として、プロペラボスキャップ２１のキャップ後端面２３を半球状面に形成し、キャップ後端面２３に対向するラダーバルブ６０のバルブ前端面６１を半球状面に形成することも可能である。 As another embodiment of the present invention, the cap rear end surface 23 of the propeller boss cap 21 is formed into a hemispherical surface, and the valve front end surface 61 of the rudder valve 60 facing the cap rear end surface 23 is formed into a hemispherical surface. is also possible.

この場合、上述した本発明の基本的な効果は変わらずに実現することができる。キャップ後端面２３に作用する死水域の圧力の貢献度は減少するが、バルブ前端面６１が半球状面をなすことで、死水域から受ける圧力を逃がすことはでき、推進抵抗を軽減できる。 In this case, the basic effects of the present invention described above can be achieved without change. Although the contribution of the pressure of the dead water region acting on the cap rear end face 23 is reduced, the hemispherical shape of the valve front end face 61 allows the pressure received from the dead water region to be released, thereby reducing propulsion resistance.

さらに、本発明の他の実施の形態として、プロペラボスキャップ２１のキャップ後端面２３を軸心線と直交する円形の平坦面に形成し、キャップ後端面２３に対向するラダーバルブ６０のバルブ前端面６１を軸心線と直交する円形の平坦面に形成することも可能である。 Furthermore, as another embodiment of the present invention, the cap rear end surface 23 of the propeller boss cap 21 is formed into a circular flat surface orthogonal to the axial center line, and the valve front end surface of the rudder valve 60 facing the cap rear end surface 23 is formed. It is also possible to form 61 on a circular flat surface perpendicular to the axis.

この場合、上述した本発明の基本的な効果は変わらずに実現することができる。バルブ前端面に作用する死水域の圧力の影響は増加するが、キャップ後端面２３が平坦面をなすことで、死水域から受ける圧力が推力に貢献する。 In this case, the basic effects of the present invention described above can be achieved without change. Although the influence of the pressure in the dead water region acting on the front end face of the valve increases, the pressure received from the dead water region contributes to the thrust because the cap rear end face 23 forms a flat surface.

また、本発明の他の実施の形態として、舷側方向における左舷フィン６２の幅が右舷フィン６３より短く、左舷フィン６２は舷側方向にプロペラ直径の２０％の長さを有し、右舷フィン６３は舷側方向にプロペラ直径の３０％の長さを有し、それぞれの長さは－５％から＋５％の許容範囲を有する構成とすることも可能である。推進プロペラ２０が反時方向に回転する場合には、左舷フィン６２、右舷フィン６３の長さが逆転する。 Further, as another embodiment of the present invention, the width of the port fin 62 in the port side direction is shorter than the starboard fin 63, the port fin 62 has a length of 20% of the propeller diameter in the side direction, and the starboard fin 63 is It is also possible to have a length of 30% of the propeller diameter in the broadside direction, each length having a tolerance of -5% to +5%. When the propulsion propeller 20 rotates counterclockwise, the lengths of the port fin 62 and the starboard fin 63 are reversed.

プロペラ後流の旋回流は、ハブ渦等に起因して舵板３０の左舷側において複雑な流れとなるが、舷側方向における左舷フィン６２の幅が右舷フィン６３より短くなっており、左舷フィン６４は舷側方向にプロペラ直径の２０％の長さを有し、右舷フィン６３は舷側方向にプロペラ直径の３０％の長さを有するので、左舷側の乱れた旋回流の中にある左舷フィン６４の抵抗が減少し、推進効率が向上する。 The swirling flow of the propeller wake becomes a complicated flow on the port side of the rudder plate 30 due to hub vortices and the like. has a length of 20% of the propeller diameter in the broadside direction, and the starboard fin 63 has a length of 30% of the propeller diameter in the broadside direction. Reduced resistance and improved propulsion efficiency.

さらに、プロペラ後流の旋回流が乱れることなく流れる右舷側においては、舷側方向の右舷フィン６３の幅を左舷フィン６４よりも長くすることで、右舷フィン６３に生じる揚力が増加して推進効率が向上する。 Furthermore, on the starboard side where the propeller wake stream flows without disturbance, the width of the starboard fins 63 in the shipboard direction is made longer than the port fins 64, thereby increasing the lift generated in the starboard fins 63 and improving the propulsion efficiency. improves.

１０ 船舶用舵
２０ 推進プロペラ
２１ プロペラボスキャップ
２２ ボスキャップフィン
２３ キャップ後端面
３０ 舵板
３１ 前縁部
３２ 中間部
３３ 後縁部
３２ｂ 最小幅部
４０ 頂端板
４１、５１ 前端縁
４２、５２ 後端縁
５０ 底端板
６０ ラダーバルブ
６１ バルブ前端面
６２ 左舷フィン
６３ 右舷フィン 10 Marine rudder 20 Propulsion propeller 21 Propeller boss cap 22 Boss cap fin 23 Cap rear end surface 30 Rudder plate 31 Leading edge 32 Intermediate portion 33 Trailing edge 32b Minimum width portion 40 Top end plate 41, 51 Leading edge 42, 52 Rear end Rim 50 Bottom end plate 60 Rudder valve 61 Valve front end face 62 Port fin 63 Starboard fin

Claims (8)

船尾側から船首側を見る視点において時計方向に回転する一基の推進プロペラと、推進プロペラの軸心線上に配置した舵を備え、
推進プロペラは、プロペラボスキャップを有し、プロペラボスキャップは、推進プロペラ後流の旋回流と同方向に旋回する後流を発生させるボスキャップフィンを有し、
舵は、推進プロペラの軸心線上にラダーバルブを有し、ラダーバルブは舵板の左右両舷側にそれぞれの舷側方向に張り出す左舷フィンと右舷フィンを有し、
左舷フィンと右舷フィンは、推進プロペラの軸心線に対して対称の位置に、かつラダーバルブから推進プロペラの軸心線に沿って存在し、
舷側方向における左舷フィンの幅が右舷フィンより短く、左舷フィンは舷側方向にプロペラ直径の２０％の長さを有し、右舷フィンは舷側方向にプロペラ直径の３０％の長さを有し、それぞれの長さは－５％から＋５％の許容範囲を有することを特徴とする舵システム。 Equipped with a propulsion propeller that rotates clockwise when viewed from the stern side to the bow side, and a rudder arranged on the axis of the propulsion propeller,
The propulsion propeller has a propeller boss cap, the propeller boss cap has boss cap fins for generating a swirling wake in the same direction as the swirling flow of the propulsion propeller wake,
The rudder has a rudder valve on the axis of the propulsion propeller, and the rudder valve has a port fin and a starboard fin that protrude in the respective shipboard directions on the port and starboard sides of the rudder plate,
the port and starboard fins are symmetrical about the axis of the propulsion propeller and along the axis of the propulsion propeller from the rudder valve;
the width of the port fin in the broadside direction is shorter than the starboard fin, the port fin having a length in the broadside direction of 20% of the propeller diameter and the starboard fin having a length in the broadside direction of 30% of the propeller diameter, respectively A rudder system characterized in that the length of has a tolerance of -5% to +5% . プロペラボスキャップは、キャップ後端面が軸心線と直交する円形の平坦面をなし、
ラダーバルブは、キャップ後端面に対向するバルブ前端面が半球状面をなし、
キャップ後端面とバルブ前端面との間に、死水域を形成する空間を有することを特徴とする請求項１に記載の舵システム。 The propeller boss cap has a circular flat surface where the rear end surface of the cap is perpendicular to the axis,
The rudder valve has a hemispherical surface on the front end face of the valve facing the rear end face of the cap,
2. A rudder system according to claim 1, characterized in that there is a space forming a dead water zone between the rear end face of the cap and the front end face of the valve. プロペラボスキャップは、キャップ後端面が半球状面をなし、
ラダーバルブは、キャップ後端面に対向するバルブ前端面が半球状面をなし、
キャップ後端面とバルブ前端面との間に、死水域を形成する空間を有することを特徴とする請求項１に記載の舵システム。 The rear end face of the propeller boss cap has a hemispherical surface,
The rudder valve has a hemispherical surface on the front end face of the valve facing the rear end face of the cap,
2. A rudder system according to claim 1, characterized in that there is a space forming a dead water zone between the rear end face of the cap and the front end face of the valve. プロペラボスキャップは、キャップ後端面が軸心線と直交する円形の平坦面をなし、
ラダーバルブは、キャップ後端面に対向するバルブ前端面が軸心線と直交する円形の平坦面をなし、
キャップ後端面とバルブ前端面との間に、死水域を形成する空間を有することを特徴とする請求項１に記載の舵システム。 The propeller boss cap has a circular flat surface where the rear end surface of the cap is perpendicular to the axis,
The rudder valve has a circular flat surface that is perpendicular to the axial center line on the front end surface of the valve that faces the rear end surface of the cap,
2. A rudder system according to claim 1, characterized in that there is a space forming a dead water zone between the rear end face of the cap and the front end face of the valve. ラダーバルブは、舵板から前方に突出する部位の最大外径がボスキャップフィンの前縁直径の４０～７０％であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の舵システム。 5. The rudder according to any one of claims 1 to 4, wherein the rudder valve has a maximum outer diameter of a portion protruding forward from the rudder plate that is 40 to 70% of the leading edge diameter of the boss cap fin. system. ラダーバルブは、舵板上にある部位の最大幅をボスキャップフィンの前縁直径の１００％まで拡張可能であることを特徴とする請求項５に記載の舵システム。 A rudder system according to claim 5, characterized in that the rudder bulb is expandable to a maximum width of 100% of the leading edge diameter of the boss cap fin in the area on the rudder blade. 左舷フィンと右舷フィンは、舷側方向にプロペラ直径の２０～３０％の同じ長さを有することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の舵システム。 Rudder system according to any one of the preceding claims, characterized in that the port and starboard fins have the same length in the broadside direction of 20-30% of the propeller diameter. 請求項１から７の何れか１項に記載の舵システムを有することを特徴とする船舶。 A marine vessel comprising a rudder system according to any one of claims 1 to 7 .
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