JPH0449036Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、船舶の航行時における操船性能の向
上をはかつた操船装置に関し、特に非操船時の船
体抵抗の増加を回避できうる操船装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、カーフエリーなどにおいて離着岸、横移
動およびその場旋回といつた港内操船性能を向上
させるため、または、ケーブル敷設船などにおい
て設定航路保持の上での作業性を向上させるため
の操船装置としてサイドスラスタが設けられたも
のがある。

このサイドスラスタの概念図を第４図に示す。
第４図において、１は主船体、５はサイドスラス
タ、６はサイドスラスタの主構成要素であるイン
ペラを示し、インペラ６は船幅方向に回転軸をそ
なえている。サイドスラスタ５では、インペラ６
が回転することにより、操船運動に必要な推力
Tsが右舷または左舷方向に発生する。

ところで、通常の船舶においては、船尾部にプ
ロペラおよび舵が配設されるため、船尾部を主体
として横移動させることは比較的容易であるが、
これら船尾部のプロペラおよび舵で船首部を主体
として横移動させることは困難である。そこで、
サイドスラスタを船首部に装備してバウスラスタ
として船首部の横移動に用いるようにした例が多
い。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述のサイドスラスタは、低速
あるいは船体停止時には十分な推力が発生して所
望の操船力を得られるが、ある程度船速が大きく
なると有効推力が低下して、所望の操船力を得ら
れなくなる。このサイドスラスタの有効推力が低
下する船速は、船型や運動によつてかなり異なる
が、一般に５ノツト（＝2.6ｍ／sec）といわれて
いる。

第５図により、この有効推力低下の原因を説明
する。なお、第５図において１は主船体、２はプ
ロペラ、３は舵、７はバウスラスタを示し、ま
た、矢印Tsはインペラ推力、他の矢印は主船体
１に対する水流を示す。この第５図に示す例は、
インペラ推力Tsが右舷方向に発生するようにバ
ウスラスタ７のインペラを回転させている場合で
ある。

バウスラスタ７近傍の水流は、右舷開口部付近
では吸引され、左舷開口部付近では噴出される。
バウスラスタ７によるこのような流れは、前進中
の船体まわりの一様流と重畳するため、スラスタ
を駆動しない時にくらべ左舷側の流速が相対的に
大きくなり、右舷側の流速が相対的に小さくな
る。

流体力学上、流速が大きい場では圧力が低く、
流速が小さい場では圧力が高い。つまり、主船体
１の左舷側は低圧、右舷側は高圧となる。

したがつて、前進速度がある場合に、スラスタ
噴流が船体に誘起する力ΔY_Hは左舷方向となり、
インペラ推力Tsと逆の方向に作用するため、こ
の力ΔY_H有効推力を低下させるのである。

このような航行速度の影響による有効推力の低
下が、操船性能の悪化を招き、問題となつてい
る。

そこで、上述の問題点を解決するものとして、
第６図に示すような操船装置が考えられる。

この操船装置は、主船体１の船首部において、
船体の前進時に前方からの相対的な水流を受ける
回転円筒４をそなえ、同回転円筒４の回転軸線が
ほぼ鉛直方向に設定されていて、回転円筒４を正
逆いずれの方向へも回転させうる回転駆動機構８
が設けられている。

なお、第６図中、符号９は船首バルブ、１１は
自由水表面（水面）、１２は回転円筒４を回転駆
動機構８と連結する回転伝達軸、１４は船首部上
甲板、１５は回転駆動機構８が設置される支持板
を示す。

この回転円筒による操船装置は、船体の前進時
において、ほぼ鉛直に海中に没した回転円筒４
を、回転方向を設定して左または右に回転させる
ことにより、上記の円筒および船体が上記船体の
前進に伴う前方から水流を受けて、回転円筒４に
横力が発生する。これとともに、回転円筒４によ
る回転流が上記の前方からの水流にはたらいて、
主船体１にも、回転円筒４に生じる横力と同方向
の横力が生じる。これらの２つの横力が重合して
船首部にはたらくため、航行時において十分な操
船力を得ることができる。

しかしながら、第４図に示すごとき操船装置
は、操船性能の面では十分な効力を発揮するもの
の、このような装置を船首に装着すること自体は
船体抵抗の増加を招く。

第７図は、この船体抵抗増加を示すグラフであ
り、縦軸Ｒは船体抵抗、横軸Ｖは船速を示し、実
線Ａは上述の回転円筒型の操船装置を装着しない
船舶、破線Ｂは同操船装置を１基装着した船舶、
鎖線Ｃは同操船装置を２基装着した船舶について
示している。

このような、船体抵抗の増加によつて、上述の
回転円筒型の操船装置を１基または２基装着する
と、未装着に比べ推進性能が10〜30％程度悪化し
てしまう。

特に大洋航行時には、操船装置を使用する必要
性が少ないため、操船性能向上の利点よりも、推
進性能低下による燃費の大幅な劣化という問題点
の方が顕著となる。

本考案は、上述の問題点の解決をはかろうとす
るもので、航行時の操船能力を向上できるととも
に、操船不要の際の船体抵抗の増加を防止して推
進性能の悪化を招くことのないようにした、操船
装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本考案の操船装置は、船首部におい
て、船体の前進時に前方からの相対的な水流を受
けうる円筒を回転可能にそなえ、同円筒を没水状
態と水面上への露出状態とのいずれかの位置へ選
択的に変換しうる円筒位置変換手段が設けられ
て、上記円筒の没水状態における回転軸線がほぼ
鉛直方向に設定されるとともに、上記円筒の回転
駆動機構と上記円筒の正逆転切換機構とが設けら
れたことを特徴としている。

〔作用〕

上述の本考案の操船装置では、操船を必要とす
る時には、円筒位置変換手段により円筒の位置を
没水状態に変換し、ほぼ鉛直に海中に没した上記
円筒を、正逆転切換機構を通じて回転方向を設定
して左または右に回転させることにより、上記の
円筒および船体が上記船体の前進に伴う前方から
水流を受けて、上記円筒に横力が発生し、これと
ともに、上記円筒による回転流が上記前方からの
水流にはたらいて、上記船体にも、上記の円筒に
生じる横力と同方向の横力が生じる。これらの２
つの横力が上記船首部にはたらき、上記船体が回
頭あるいは横移動する。

また、操船の不要な時には、上記円筒位置変換
手段により上記円筒の位置を水面上への露出状態
をとるように変換した上で航行する。

〔実施例〕

以下、図面により本考案の実施例について説明
すると、第１，２図は本考案の第１実施例として
の操船装置を示すもので、第１図はその側面図、
第２図はその作用を説明するための本装置を装着
した船舶の模式的平面図であり、第３図は本考案
の第２実施例としての操船装置を示すもので、第
３図ａはその回転円筒の露出状態における側面
図、第３図ｂは同回転円筒の没水状態における側
面図である。

本考案の第１実施例は、第１図に示すように、
船体１の船首部上甲板１４上の先端に、円筒位置
変換手段としての跳ね上げ式回転部１７が配設さ
れ、同回転部１７に回転駆動機構付き回転円筒支
持体８が結合されている。

回転円筒支持体８の先端には、回転伝達軸１２
を介して、船体１の喫水深さ程度に没水しうる長
さの回転円筒４が突設されている。

回転部１７は、その回転軸を船体１の船幅方向
に向けており、図示しない跳ね上げ用回転駆動機
構をそなえ、回転円筒支持体８を旋回動させるこ
とにより、回転円筒４が下方へ向きその回転軸を
ほぼ鉛直方向へ向けた没水状態（第１図中実線で
示す状態）と、回転円筒４が前方へ突出してその
回転軸をほぼ水平方向へ向けた水面９より上方へ
の露出状態（第１図中鎖線で示す状態）とに変換
させることができるようになつている。

回転円筒支持体８には、回転円筒４を回動させ
るための回転駆動機構８ａがそなえるとともに、
図示しない正逆転切換機構もそなえられていて、
回転円筒４を適宜の方向へ回転できるようになつ
ている。

なお、各駆動機構および切換機構はいずれも船
内の図示しない制御系と連結されており、船内よ
り作動を制御操作できるようになつている。

また、第１図中符号９は船首バルブを示す。

本考案の第１実施例としての操船装置は上述の
ごとく構成されるので、操船の必要な際には、回
転部１７を回転させて、回転円筒４を没水状態と
した上で回転円筒４を適当な方向へ回動させる。

この回転円筒４による作用を、第２図により説
明する。なお、第２図中、符号２は船尾にそなえ
られたプロペラ、３はプロペラ２後方にそなえら
れた舵を示し、矢印Y_Rｃは回転円筒４の回転に
よつて生じる横力、矢印ΔY_Hは船体１に誘起され
る横力、他の矢印は船体１の航行に伴う相対水流
を示す。

船体１が前進しながら、回転円筒４を右回転さ
せると、回転円筒４が前方より一様流を受けるこ
とになり、回転円筒４には、マグナス効果による
右舷方向への横力Y_Rｃが生じる。

一方、前方からの一様流は、船首部の回転円筒
４の回転により発生する右回転の循環流によつ
て、右舷側へ向かう流速は加速され、左舷側へ向
かう流速は減速されて、結局、右舷側では流速が
大きく低圧となり、左舷側では流速が小さく高圧
となる。

これにより、船体１に誘起される横力ΔY_Hが、
回転円筒４に生ずる横力Y_Rｃと同方向の右舷方
向に向くことになり、操船のための横力として
Y_RｃとともにΔY_Hをも利用することができるよ
うになるため、十分な操船力が得られる。

したがつて、回転円筒４を没水状態にした上
で、回転円筒４の回転方向や回転数を調整しなが
ら航行することによつて、航行時においても所望
の操船力を得ることができる。

一方、操船の不要な時には、回転部１７を回転
させて、回転円筒４を水面上への露出状態の位置
へ変換させる。

これにより、船体抵抗の増加がなくなり、推進
性能の低下が回避され、特に、大洋中を航行する
ような操船の必要性の低い場合には燃費の大幅な
低下を防止でき、操船装置装備船における運航コ
ストを向上させることができる。

次に、本考案の第２実施例について説明する
と、第３図ａ，ｂに示すように、上甲板１４上の
船体中心線に沿う前端において前方へ向けて支持
部材１６が突設されていて、この支持部材１６に
は、回転駆動機構付き回転円筒支持体１８が上下
方向にスライド可能に装着されている。

そして、回転円筒支持体１８の下端には、回転
伝達軸１２を介して船体１の喫水深さ程度に没水
しうる長さの回転円筒４がその回転軸心をほぼ鉛
直方向に向けて突設されている。

支持部材１６には、図示しないが回転円筒支持
体１８を上下方向へスライド駆動しうる円筒位置
変換手段としての駆動装置がそなえられている。
この駆動装置は、例えば回転円筒支持体１８にそ
の軸方向に沿つたラツクを設けて、このラツクに
噛合するピニオンを支持部材１６に配設し、ピニ
オンを回転させることにより、回転円筒支持体１
８を昇降させる手段などがある。

そして、回転円筒支持体１８が完全に上昇する
と、第３図ａに示すごとく回転円筒４が水面上へ
露出した状態となり、回転円筒支持体１８が完全
に下降すると、第３図ｂに示すごとく回転円筒４
がほぼ全体的に水没した状態となるように、回転
円筒支持体１８の昇降量が設定されている。ま
た、回転円筒支持体１８には回転駆動機構１８ａ
がそなえられるとともに、図示しない正逆転切換
機構もそなえられて、回転円筒４を適当な方向に
回転駆動しうるようになつている。また、各機構
は第１実施例と同様に操作される。

本考案の第２実施例としての操船装置は上述の
ごとく構成されており、回転円筒支持体１８を適
宜昇降させることにより、回転円筒４を没水状態
あるいは水面上への露出状態に設定できる。

したがつて、第１実施例と同様の作用および効
果を得ることができる。

〔考案の効果〕

以上詳述したように、本考案の操船装置によれ
ば、船首部において、船体の前進時に前方からの
相対的な水流を受けうる円筒を回転可能にそな
え、同円筒を没水状態と水面上への露出状態との
いずれかの位置へ選択的に変換しうる円筒位置変
換手段が設けられて、上記円筒の没水状態におけ
る回転軸線がほぼ鉛直方向に設定されるととも
に、上記円筒の回転駆動機構と上記円筒の正逆転
切換機構とが設けられるという簡素な構成によ
り、航行時の操船性能を向上させることができる
とともに、操船の不要な際の推進性能の低下を防
止でき、運航コストを向上させることができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本考案の第１実施例としての操船
装置を示すもので、第１図はその側面図、第２図
はその作用を説明するための本装置を装着した船
舶の模式的平面図であり、第３図は本考案の第２
実施例としての操船装置を示すもので、第３図ａ
はその回転円筒の露出状態における側面図、第３
図ｂは同回転円筒の没水状態における側面図であ
り、第４，５図は従来の操船装置について示すも
ので、第４図はその概念図、第５図はその作用を
説明する同装置装着の船舶の模式的平面図であ
り、第６，７図は本考案の案出過程で提案された
操船装置について示すもので、第６図はその斜視
図、第７図はその船体抵抗の増加を示すグラフで
ある。 １……主船体、２……プロペラ、３……舵、４
……回転円筒、８……回転駆動機構付き回転円筒
支持体、８ａ……回転駆動機構、９……船首バル
ブ、１０……軸受、１１……自由表面（水面）、
１２……回転伝達軸、１４……上甲板、１６……
円筒位置変換手段としてのスライド駆動機構をそ
なえた支持部材、１７……円筒位置変換手段とし
ての跳ね上げ式回転部、１８……回転駆動機構付
き回転円筒支持体、１８ａ……回転駆動機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 船首部において、船体の前進時に前方からの相
   対的な水流を受けうる円筒を回転可能にそなえ、
   同円筒を没水状態と水面上への露出状態とのいず
   れかの位置へ選択的に変換しうる円筒位置変換手
   段が設けられて、上記円筒の没水状態における回
   転軸線がほぼ鉛直方向に設定されるとともに、上
   記円筒の回転駆動機構と上記円筒の正逆転切換機
   構とが設けられたことを特徴とする、操船装置。