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JP2010064740A - Propulsion and steering arrangement - Google Patents

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JP2010064740A
JP2010064740A JP2009210118A JP2009210118A JP2010064740A JP 2010064740 A JP2010064740 A JP 2010064740A JP 2009210118 A JP2009210118 A JP 2009210118A JP 2009210118 A JP2009210118 A JP 2009210118A JP 2010064740 A JP2010064740 A JP 2010064740A
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JP
Japan
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rudder
propeller
tip
valve
propulsion
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009210118A
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Japanese (ja)
Inventor
Henning Kuhlmann
クールマン ヘニング
Beek Teus Van
ファン ビーク テウス
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WAERTSILAE PROPULSION NETHERLANDS BV
Becker Marine Systems GmbH and Co KG
Wartsila Propulsion Netherlands BV
Original Assignee
WAERTSILAE PROPULSION NETHERLANDS BV
Becker Marine Systems GmbH and Co KG
Wartsila Propulsion Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06Steering by rudders
    • B63H25/38Rudders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
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    • B63H1/02Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06Steering by rudders
    • B63H25/38Rudders
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a propulsion and steering arrangement having improved propeller efficiency. <P>SOLUTION: The propulsion and steering arrangement for a vessel has a screw propeller 2, and a rudder 10 arranged behind the propeller. A fairing 6 at a tail end of the propeller and a bulb-shaped body 20 provided on the rudder form a streamlined body, which is continuous except for a narrow gap between the fairing and the bulb-shaped body. The rudder has a twisted upper leading edge 12 extending from an upper side end of the rudder to the bulb-shaped body and a twisted lower leading edge 13 extending from a lower side end of the rudder 10 to the bulb-shaped body. At least one of the upper leading edge and the lower leading edge has a constant twist angle. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、船舶(vessel)の推進舵取り装置に関する。この装置は、プロペラと、該プロペラの後方に配置された方向舵と、該方向舵上に設置されたバルブ状本体とを有する。   The present invention relates to a vessel propulsion steering apparatus. This device has a propeller, a rudder disposed behind the propeller, and a valve-shaped main body installed on the rudder.

船舶を推進させる最も一般的な手段は、2または3以上のプロペラブレードを有する
スクリュープロペラである。燃料消費および排出を抑制するため、推進力(有効出力とも称される)と得られる出力の比率により定められるプロペラの推進効率は、できる限り高める必要がある。
The most common means of propelling a ship is a screw propeller with two or more propeller blades. In order to suppress fuel consumption and emission, the propulsion efficiency of the propeller, which is determined by the ratio between the propulsive force (also referred to as effective output) and the obtained output, needs to be increased as much as possible.

通常、あるエンジン出力に対する推進効率の予測は、モデルスケール試験を介して行われる。100年以上前に開発された、当時のモデル試験実施の際の支配的な考えでは、船舶のプロペラと艇体を、別個にレビューし評価することが提案されている。しかしながら、実際には、プロペラと艇体の間の相互作用は、極めて重要である。最適な特性を得るには、プロペラと艇体を統合して、両者を相互に調整する必要がある。また、これは、プロペラと、方向舵のような艇体付属品の間の相互作用に対しても同様である。   Usually, the prediction of propulsion efficiency for a certain engine output is made through a model scale test. The dominant idea of conducting model tests at that time, developed more than 100 years ago, suggests that ship propellers and hulls be reviewed and evaluated separately. In practice, however, the interaction between the propeller and the hull is extremely important. In order to obtain the optimum characteristics, it is necessary to integrate the propeller and the hull and to adjust them both. This is also true for the interaction between the propeller and hull accessories such as the rudder.

スクリュープロペラと方向舵の間の相互作用を改善するため、独国特許第GB762,445号には、プロペラの後方に、プロペラ軸の延伸方向にバルブ状本体を配置することが示されている。プロペラスリップ流の収縮を回避するため、バルブ状本体の開放突出ヘッドを、プロペラブレードの後端に接近するように押し付け、プロペラハブと重ねるようにすることが提案されている。ある実施例では、バルブ状本体の前方部分は、不均衡な方向舵の舵ポストによって支持され、バルブ状本体の後部または船尾部分は、舵ブレードによって担持され、バルブ状本体の両部分は、連結接合される。別の実施例では、バルブ状本体は、バランス舵によって担持され、プロペラハブは、バルブ状本体の突出ヘッドと嵌合される凹部を有し、これにより、舵ブレードが回転した際に、プロペラハブに対するバルブ状本体のスイングの動きが可能となる。   In order to improve the interaction between the screw propeller and the rudder, German patent GB 762,445 shows that a valve-like body is arranged behind the propeller in the direction of extension of the propeller shaft. In order to avoid contraction of the propeller slip flow, it has been proposed to press the open projecting head of the valve-like body closer to the rear end of the propeller blade and overlap the propeller hub. In one embodiment, the front part of the valve-like body is supported by an unbalanced rudder rudder post, the rear or stern part of the valve-like body is carried by a rudder blade, and both parts of the valve-like body are connected jointly. Is done. In another embodiment, the valve-like body is carried by a balance rudder, and the propeller hub has a recess that fits into the protruding head of the valve-like body so that when the rudder blade rotates, the propeller hub The movement of the swing of the valve-shaped body with respect to is possible.

欧州特許出願第0852551A号には、船舶の推進舵取り装置が示されており、スクリュープロペラのハブにネジ止めされた遷移リングは、連続的な流線型本体部を形成し、バルブ状本体は、プロペラの後方で、半スペード舵の舵ホーンによって支持される。流線型本体部は、遷移リングとバルブ状本体の間の狭小回転ギャップによってのみ、分断される。   European Patent Application No. 0852551A shows a marine propulsion steering device in which a transition ring screwed to the hub of a screw propeller forms a continuous streamlined body, and a valve-like body is a propeller. Behind, it is supported by a rudder horn of a half spade rudder. The streamlined body is only broken by a narrow rotation gap between the transition ring and the valve-like body.

国際公開第WO2006/112787A号には、船舶の推進舵取り装置が示されており、フェアリングハブキャップは、スクリュープロペラのハブと一体化され、プロペラの後方のフルスペード舵によって支持されたバルブ状本体とともに、連続流線型本体が形成される。バルブ状本体の前端と、ハブキャップは、方向舵が回転した際に、バルブ状本体とハブキャップの間の狭小ギャップが一定に維持されるように設計される。また、方向舵は、ねじれ先端の形態のシミュレーションおよび最適化に基づいて、高度に洗練された形状を有し、これは、プロペラによって船舶が前方に駆動されると、プロペラによって推進される渦巻き水と衝突する。方向舵のねじれ角度は、バルブ状本体の領域で最大となり、バルブ状本体からの距離とともに減少する。方向舵のねじれ先端プロファイルは、舵領域に流れるプロペラスリップ流を改善し、これにより、推進効率が向上する。   International Publication No. WO2006 / 112787A shows a propulsion steering device for a ship, and a fairing hub cap is integrated with a screw propeller hub and is supported by a full spade rudder behind the propeller. At the same time, a continuous streamlined body is formed. The front end of the valve-shaped body and the hub cap are designed such that the narrow gap between the valve-shaped body and the hub cap is maintained constant when the rudder rotates. The rudder also has a highly refined shape based on simulation and optimization of the shape of the torsion tip, which is the swirl water that is propelled by the propeller when the ship is driven forward by the propeller. collide. The twist angle of the rudder is greatest in the region of the valve-shaped body and decreases with the distance from the valve-shaped body. The torsional tip profile of the rudder improves the propeller slip flow flowing in the rudder region, thereby improving propulsion efficiency.

欧州特許出願第0852551A号公報European Patent Application No. 0852551A 国際公開第WO2006/112787号パンフレットInternational Publication No. WO2006 / 112787 Pamphlet

本発明の目的は、欧州特許第0852551A号および国際公開第WO2006/112787A号に示された、推進舵取り装置を改良することである。   The object of the present invention is to improve the propulsion steering apparatus shown in European Patent No. 0852551A and International Publication No. WO2006 / 112787A.

本発明の第1の態様では、
スクリュープロペラと、該プロペラの後方に配置された、回転可能な方向舵とを有する船舶用の推進舵取り装置が提供される。前記プロペラの後部のフェアリングと、前記方向舵上に提供されたバルブ状本体とによって、流線型本体部が形成され、該流線型本体部は、前記フェアリングと前記バルブ状本体の間の狭小ギャップを除き、連続的である。前記方向舵は、前記方向舵の上側端部から前記バルブ状本体まで延伸する、ねじれ上部先端と、前記方向舵の下側端部から前記バルブ状本体まで延伸する、ねじれ下部先端とを有する。方向舵は、前記上部先端と前記下部先端の少なくとも一つは、一定のねじれ角度を有するという特徴を有し、これにより、国際公開第WO2006/112787A号に示された洗練された解決策に比べて、丈夫で、容易な方向舵の製造が可能となる。
In the first aspect of the present invention,
Provided is a marine propulsion steering apparatus having a screw propeller and a rotatable rudder disposed behind the propeller. A streamlined body is formed by the fairing at the rear of the propeller and the valve-shaped body provided on the rudder, except for the narrow gap between the fairing and the valve-shaped body. Is continuous. The rudder has a torsion upper tip extending from the upper end of the rudder to the valve-shaped body, and a twisted lower tip extending from the lower end of the rudder to the valve-shaped body. The rudder is characterized in that at least one of the upper tip and the lower tip has a constant twist angle, which is compared to the sophisticated solution shown in WO 2006 / 112787A. It is possible to manufacture a rudder that is strong and easy.

出願人は、本発明の推進舵取り装置の燃料消費は、欧州特許出願第0852551A号のような、ねじれのない先端プロファイルを有する、従来の推進舵取り装置に比べて、削減できることを見出した。   Applicants have found that the fuel consumption of the propulsion steering device of the present invention can be reduced compared to a conventional propulsion steering device having a non-twisted tip profile, such as European Patent Application 0852551A.

出願人には予想されなかったことであるが、本発明による推進舵取り装置は、国際公開第WO2006/112787A号に示された、方向舵のねじれがバルブ状本体の領域から、方向舵の上部端部または下部端部に向かって減少する、従来の推進舵取り装置と同じように、燃料の節約ができる。国際公開第WO2006/112787A号の推進舵取り装置では、方向舵がプロペラの回転軸に平行な場合、理論的推進効率は、高くなる傾向にあるが、方向舵が回転して、船舶が操縦される場合、推進効率は、本発明による推進舵取り装置において、より高くなる傾向にある。しばしば船舶の方向舵が、海域で作動され、対向風や流れに対抗することを考慮すると、実際の全体の推進効率および燃料消費は、両方の推進舵取り装置において、実質的に等しくなる。より多く操縦される場合、全体の推進効率および燃料消費は、本発明による推進舵取り装置において、より良好となる。   Although not anticipated by the applicant, the propulsion steering device according to the present invention is shown in International Publication No. WO2006 / 112787A where the twist of the rudder is from the region of the valve-shaped body, the upper end of the rudder or As with conventional propulsion steering devices that decrease towards the lower end, fuel can be saved. In the propulsion steering device of International Publication No. WO2006 / 112787A, when the rudder is parallel to the rotation axis of the propeller, the theoretical propulsion efficiency tends to be high, but when the rudder rotates and the ship is steered, The propulsion efficiency tends to be higher in the propulsion steering apparatus according to the present invention. Often, the actual overall propulsion efficiency and fuel consumption are substantially equal in both propulsion steering devices, considering that the rudder of the ship is operated in the sea area and counters oncoming winds and currents. In the case of more maneuvers, the overall propulsion efficiency and fuel consumption are better in the propulsion steering device according to the invention.

本発明による推進舵取り装置は、一定のねじれ角度を有する方向舵の製造コストが、国際公開第WO2006/112787A号の方向舵に比べて、抑制されるという追加の利点を有する。   The propulsion steering apparatus according to the present invention has the additional advantage that the production cost of a rudder having a constant twist angle is reduced compared to the rudder of WO 2006 / 112787A.

上部先端と下部先端の両方が、一定のねじれ角度を有することが好ましい。   Both the upper tip and the lower tip preferably have a constant twist angle.

少なくとも一つのねじれ角度は、15゜未満であることが好ましく、ねじれ角度は、より好ましくは10゜未満であり、さらに好ましくは、5゜と10゜の間である。   The at least one twist angle is preferably less than 15 °, the twist angle is more preferably less than 10 °, and even more preferably between 5 ° and 10 °.

前記少なくとも一つのねじれ角度は、船尾方向において、前記各先端および前記方向舵の旋回軸によって定められる範囲内で、0゜まで減少する。   The at least one twist angle decreases in the stern direction to 0 ° within a range defined by each tip and the pivot axis of the rudder.

前記バルブ状本体は、前記方向舵の舵ブレード上に配置され、これにより、前記舵ブレードが回転した際に、前記フェアリングに対して、前記バルブ状本体のスイング(swing)の動きが可能になる。前記方向舵は、フルスペード方向舵であっても、半スペード舵であっても良い。   The valve-shaped body is disposed on the rudder blade of the rudder, which allows the valve-shaped body to swing with respect to the fairing when the rudder blade rotates. . The rudder may be a full spade rudder or a half spade rudder.

本発明による推進舵取り装置の推進効率および燃料節約度合いは、方向舵の旋回軸が方向舵の先端から遠ざかるほど、または方向舵の上部先端および下部先端が、方向舵の所与の回転角に対して、プロペラの回転軸からずれるほど、より顕著となる。このため、方向舵の旋回軸は、船尾方向において、上部または下部先端から、最大舵長の30%乃至50%の位置に配置されることが好ましく、より好ましくは、最大舵長の35%乃至50%、さらに好ましくは、最大舵長の40%乃至50%の位置に配置される。   The propulsion efficiency and fuel savings of the propulsion steering device according to the present invention are such that the propeller's turning axis moves further away from the rudder tip, or the upper and lower tips of the rudder are at a given rotation angle of the rudder. It becomes more remarkable as it deviates from the rotation axis. For this reason, the turning axis of the rudder is preferably arranged at a position 30% to 50% of the maximum rudder length from the upper or lower tip in the stern direction, and more preferably 35% to 50% of the maximum rudder length. %, More preferably 40% to 50% of the maximum rudder length.

本発明の第2の態様では、前述の特徴を有する推進舵取り装置を有する船舶が提供される。   In a second aspect of the present invention, a ship having a propulsion steering apparatus having the above-described characteristics is provided.

本発明の第1の実施例による推進舵取り装置を示す図である。1 is a diagram showing a propulsion steering apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1の方向舵を、上部および底部断面とともに示した図である。FIG. 2 is a view showing the rudder of FIG. 1 together with top and bottom cross sections. 図2の上部断面を示した図である。FIG. 3 is a view showing an upper cross section of FIG. 図2の底部断面を示した図である。FIG. 3 is a view showing a bottom section of FIG. 船舶の船尾に取り付けられた、本発明の第2の実施例による推進舵取り装置を示した図である。FIG. 5 is a view showing a propulsion steering apparatus according to a second embodiment of the present invention attached to the stern of a ship.

以下、図1乃至6を参照して、本発明を詳しく説明する。図面には、本発明の好適実施例が示されている。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the drawings, preferred embodiments of the invention are shown.

(第1の実施例)
図1乃至4には、本発明の第1の実施例による推進舵取り装置を示す。推進舵取り装置は、船舶の船尾に取り付けられる。船舶は、1または2以上の推進舵取り装置を備えても良い。
(First embodiment)
1 to 4 show a propulsion steering apparatus according to a first embodiment of the present invention. The propulsion steering device is attached to the stern of the ship. The ship may be equipped with one or more propulsion steering devices.

図1に示すように、第1の実施例による推進舵取り装置は、船舶の駆動シャフト(図示されていない)に取り付けられたスクリュープロペラと、フルスペード方向舵10とを有し、この方向舵10は、旋回軸Pの位置で、プロペラ2の後端の後方の船舶の舵ストック(図示されていない)に取り付けられる。本願において、「後方」という用語は、矢印Fで示されているような、船舶の前方方向を参照して表す。   As shown in FIG. 1, the propulsion steering apparatus according to the first embodiment includes a screw propeller attached to a drive shaft (not shown) of a ship, and a full spade rudder 10, At the position of the pivot axis P, it is attached to the rudder stock (not shown) of the ship behind the rear end of the propeller 2. In the present application, the term “rear” is expressed with reference to the forward direction of the ship, as indicated by the arrow F.

駆動シャフトによりプロペラ2が駆動されると、プロペラ2は、前方方向Fまたは逆の船尾方向のいずれかに、船舶を推進させる。プロペラ2により、船舶が前方方向Fに推進されると、プロペラ2を通過した水は、渦巻き水のスリップ流を形成し、この流れは、方向舵の方向に進む。   When the propeller 2 is driven by the drive shaft, the propeller 2 propels the ship in either the forward direction F or the reverse stern direction. When the ship is propelled in the forward direction F by the propeller 2, the water that has passed through the propeller 2 forms a slip flow of swirl water, and this flow proceeds in the direction of the rudder.

プロペラ2は、ハブ4を有し、該ハブの上には、3つのプロペラブレード8が設置される。なお、ブレードの数は、より多くても少なくても良い。プロペラ2は、可変ピッチのプロペラとして示されているが、これは、固定ピッチであっても良い。   The propeller 2 has a hub 4 on which three propeller blades 8 are installed. Note that the number of blades may be larger or smaller. Although the propeller 2 is shown as a variable pitch propeller, it may be a fixed pitch.

プロペラ2の後部は、フェアリングハブキャップ6によって定められ、このキャップは、プロペラハブ4にネジ止めされ、または圧縮止めされ、ハブ4と一体化される。また、示されたプロペラハブ4の外部輪郭は、単一の部品で成形されても良い。フェアリングハンドキャップ6は、凹部を有する。凹部は、バルブ状本体20の前方端部22に嵌合され、バルブ状本体20は、フランジ接合手段により、方向舵10の舵ブレード10aに取り付けられ、舵ブレード10aと一体化される。   The rear part of the propeller 2 is defined by a fairing hub cap 6, which is screwed or compressed to the propeller hub 4 and integrated with the hub 4. Also, the outer profile of the propeller hub 4 shown may be formed from a single part. The fairing hand cap 6 has a recess. The concave portion is fitted to the front end portion 22 of the valve-shaped main body 20, and the valve-shaped main body 20 is attached to the rudder blade 10a of the rudder 10 by a flange joining means and integrated with the rudder blade 10a.

バルブ状本体20の前方端部22は、ハブキャップ6の凹部に入るが、凹部には接触しない。ハブキャップ6の凹部およびバルブ状本体20の前方端部22は、湾曲され、方向舵10が回転した際に、ハブキャップ6の凹部とバルブ状本体20の前方端部22の間に、一定の狭小ギャップが維持される。バルブ状本体20およびハブキャップ6は、連続流線型本体部を形成し、この本体部は、狭小ギャップによってのみ分断される。流線型本体部は、推進スリップ流の収縮を防止し、これにより推進効率が向上する。   The front end 22 of the valve-shaped body 20 enters the recess of the hub cap 6, but does not contact the recess. The concave portion of the hub cap 6 and the front end portion 22 of the valve-shaped main body 20 are curved, and when the rudder 10 rotates, there is a certain narrowness between the concave portion of the hub cap 6 and the front end portion 22 of the valve-shaped main body 20. The gap is maintained. The valve-shaped main body 20 and the hub cap 6 form a continuous streamline type main body, which is divided only by a narrow gap. The streamlined main body prevents the contraction of the propulsion slip flow, thereby improving the propulsion efficiency.

以下、図2乃至図4を参照して、方向舵10の形状について、より詳しく説明する。図2には、図1のフルスペード方向舵10を、方向舵10の上側端部17での上部断面、および方向舵10の下側端部18での底部断面とともに示す。図3および4には、上部および底部断面をより詳しく示す。   Hereinafter, the shape of the rudder 10 will be described in more detail with reference to FIGS. In FIG. 2, the full spade rudder 10 of FIG. 1 is shown with an upper cross section at the upper end 17 of the rudder 10 and a bottom cross section at the lower end 18 of the rudder 10. 3 and 4 show the top and bottom cross sections in more detail.

図2乃至4に示すように、方向舵10は、流線型プロファイルを有し、舵ブレード11の上側端部17から、バルブ状本体20まで延伸する上部先端12と、舵ブレード11の下側端部18から、バルブ状本体20まで延伸する下部先端13と、バルブ状本体20の後方において、上側端部17から、方向舵10の下側端部18まで延伸する後縁15と、を有する。上部先端12は、一定の第1のねじれ角αを有し、これは、方向舵10の中心線Cに対して、左舵方向に8゜である。一方、下部先端13は、一定のねじれ角βを有し、これは、方向舵10の中心線Cに対して、右舵方向に6゜である。ねじれ角α、βは、異なる値であっても良いが、好ましくは、各方向に対して、15゜未満である。   As shown in FIGS. 2 to 4, the rudder 10 has a streamlined profile, and has an upper end 12 extending from the upper end 17 of the rudder blade 11 to the valve-shaped body 20, and a lower end 18 of the rudder blade 11. And a rear edge 15 extending from the upper end 17 to the lower end 18 of the rudder 10 at the rear of the valve-shaped main body 20. The upper tip 12 has a constant first twist angle α, which is 8 ° in the left rudder direction with respect to the center line C of the rudder 10. On the other hand, the lower tip 13 has a constant twist angle β, which is 6 ° in the right rudder direction with respect to the center line C of the rudder 10. The twist angles α, β may be different values, but are preferably less than 15 ° for each direction.

示された上部および下部先端12、13のねじれは、船尾方向では、各先端12、13、および方向舵10の旋回軸Pによって定められる範囲内では、0゜まで減少する。このため、後縁15では、ねじれが生じず、後縁は、直線に沿って延伸する。また、ねじれは、旋回軸P、および後縁15によって定められる範囲内では、0゜まで減少し、あるいはねじれは、後縁15まで継続し、魚尾舵が形成されても良い。   The torsion of the upper and lower tips 12, 13 shown is reduced to 0 ° in the stern direction within the range defined by each tip 12, 13 and the pivot axis P of the rudder 10. For this reason, the trailing edge 15 is not twisted, and the trailing edge extends along a straight line. Further, the twist may be reduced to 0 ° within a range determined by the pivot axis P and the trailing edge 15, or the twisting may continue until the trailing edge 15 to form a fishtail rudder.

プロペラ2によって、船舶が前方方向Fに駆動されると、ねじれ先端12、13は、プロペラ2によって後方に推進する渦巻き水と衝突する。方向舵10のねじれ先端プロファイルにより、舵領域を通るプロペラスリップ流が改善され、これにより推進効率が向上する。   When the ship is driven in the forward direction F by the propeller 2, the torsional tips 12 and 13 collide with the spiral water propelled backward by the propeller 2. The twisted tip profile of the rudder 10 improves the propeller slip flow through the rudder region, which improves propulsion efficiency.

図1において最もよく示されているように、示された方向舵10の旋回軸Pは、上部先端12から船尾方向に、最大舵長Lの約45%の位置に設置される。また旋回軸Pは、異なる位置に配置されても良いが、最大舵長Lの35%から50%の範囲にあることが好ましい。これにより、方向舵10に優れたバランスが得られる。   As best shown in FIG. 1, the turning axis P of the rudder 10 shown is installed at a position about 45% of the maximum rudder length L from the upper tip 12 in the stern direction. Further, the turning axis P may be arranged at different positions, but is preferably in the range of 35% to 50% of the maximum rudder length L. Thereby, the balance which was excellent in the rudder 10 is obtained.

示された方向舵10の旋回軸Pが、前述の最大舵長Lの範囲内に配置されると、方向舵10の先端12、13の、プロペラ2の回転軸からの位置ずれは、報告舵10の回転角が小さい場合、大きくなる。そのような大きな位置ずれの下では、バルブ状本体近傍では大きなねじれ角度を有し、方向舵の上側端部および下側端部の近くでは小さなねじれ角度を有する、国際公開第WO2006/112787号に記載されているような従来の先端プロファイルに比べて、一定のねじれ角度α、βのため、推進効率が高まる。   When the turning axis P of the indicated rudder 10 is arranged within the range of the aforementioned maximum rudder length L, the positional deviation of the tips 12 and 13 of the rudder 10 from the rotation axis of the propeller 2 When the rotation angle is small, it becomes large. Under such a large misalignment, described in WO 2006/112787, which has a large twist angle near the valve-shaped body and a small twist angle near the upper and lower ends of the rudder. Compared with the conventional tip profile as described above, the propulsion efficiency is increased due to the constant twist angles α and β.

また、一定のねじれ角度α、βを有する方向舵10の製造コストは、国際公開第WO2006/112787号に記載されているような、ねじれ角度が変化するものに比べて抑制される。   In addition, the manufacturing cost of the rudder 10 having the constant twist angles α and β is suppressed as compared with the manufacturing cost described in International Publication No. WO2006 / 112787.

(第2の実施例)
図5には、船舶の船尾に取り付けられた、本発明の第2の実施例による推進舵取り装置を示す。
(Second embodiment)
FIG. 5 shows a propulsion steering apparatus according to a second embodiment of the present invention attached to the stern of a ship.

図5に示すように、第2の実施例による推進舵取り装置は、船舶の駆動シャフト30に取り付けられたスクリュープロペラ2と、半スペード舵10’とを有し、半スペード舵10’は、プロペラ2の後方で、船舶の艇体に取り付けられる。半スペード舵10’は、艇体に固定された先端ヘッド10dと、回転可能な舵ブレード10aと、を有し、舵ブレード上には、バルブ状本体20が所定の位置にフランジ接続される。   As shown in FIG. 5, the propulsion steering apparatus according to the second embodiment has a screw propeller 2 attached to the drive shaft 30 of the ship and a half spade rudder 10 ′, and the half spade rudder 10 ′ is a propeller. At the rear of 2 is attached to the hull of the ship. The half spade rudder 10 'has a tip head 10d fixed to the hull and a rotatable rudder blade 10a. On the rudder blade, a valve-shaped main body 20 is flange-connected at a predetermined position.

先端ヘッド10dには、下側メインベアリング10eが提供される。下側メインベアリング10eは、舵ストック32を支持し、この舵ストックには、舵ブレード10aが取り付けられる。   A lower main bearing 10e is provided for the tip head 10d. The lower main bearing 10e supports a rudder stock 32, and a rudder blade 10a is attached to the rudder stock.

プロペラ2は、ハブ4を有し、このハブの上には、4つのプロペラブレード8が取り付けられる。なお、ブレードの数は、より多くても少なくても良い。プロペラ2は、可変ピッチで示されているが、これは、固定ピッチであっても良い。   The propeller 2 has a hub 4 on which four propeller blades 8 are attached. Note that the number of blades may be larger or smaller. The propeller 2 is shown with a variable pitch, but this may be a fixed pitch.

プロペラハブ4は、単一の部品として成形され、フェアリング形状を有する。あるいは、フェアリングは、プロペラハブにネジ止めされ圧縮固定された、ハブキャップであっても良い。ハブ4は、凹部を有し、この凹部は、バルブ状本体20の先端と、凹部が接触しないように嵌合される。バルブ状本体20およびハブ4は、一定の流線形状本体を形成し、これは、狭小のギャップによってのみ、分断され、舵ブレード10aが回転した際に、ハブ4に相対する、バルブ状本体20のスイング(swing)の動きが可能となる。流線型本体部は、プロペラスリップ流の収縮を防止し、これにより推進効率が上昇する。ハブ4の凹部およびバルブ状本体20の前端は、湾曲され、舵ブレード10aが回転した際に、狭小ギャップが一定に維持される。   The propeller hub 4 is molded as a single part and has a fairing shape. Alternatively, the fairing may be a hub cap that is screwed and fixed to the propeller hub. The hub 4 has a recess, and the recess is fitted so that the tip of the valve-shaped main body 20 does not contact the recess. The valve-shaped body 20 and the hub 4 form a constant streamline-shaped body, which is divided only by a narrow gap and is opposed to the hub 4 when the rudder blade 10a rotates. Swing movement is possible. The streamlined main body prevents contraction of the propeller slip flow, thereby increasing propulsion efficiency. The concave portion of the hub 4 and the front end of the valve-shaped main body 20 are curved, and the narrow gap is kept constant when the rudder blade 10a rotates.

第1の実施例によるフルスペード舵10と同様、第2の実施例による半スペード舵10’は、流線型のプロファイルを有し、ねじれ上部先端12、ねじれ下部先端13、およびねじれていない、直線的に延伸する後縁15を有する。上部先端12は、先端ヘッド10dの上側端部から、先端ヘッド10dの下側端部まで延伸する。下部先端13は、舵ブレード10aの低端部18から、バルブ状本体20まで延伸する。上部先端12は、方向舵10’の中心線に対して、右舵方向に一定の第1のねじれ角を有する。一方、下部先端13は、中心線に対して、左舵方向に一定のねじれ角を有する。ねじれ角は、15゜未満の値を有し、ねじれ角は、各方向において、より好ましくは、10゜未満であり、さらに好ましくは、5゜と10゜との間である。上部先端12のねじれは、船尾方向では、舵ストック32に向かって0゜まで減少する。下部先端13のねじれは、船尾方向では、下部先端13および舵ブレード10aの旋回軸Pによって定まる範囲内で、0゜まで減少する。旋回軸Pと後縁15の間の範囲は、ねじれていても良い。   Similar to the full spade rudder 10 according to the first embodiment, the half spade rudder 10 'according to the second embodiment has a streamlined profile, a twisted upper tip 12, a twisted lower tip 13, and an untwisted, linear And has a trailing edge 15 extending. The upper tip 12 extends from the upper end of the tip head 10d to the lower end of the tip head 10d. The lower tip 13 extends from the lower end 18 of the rudder blade 10a to the valve-shaped body 20. The upper tip 12 has a constant first twist angle in the right rudder direction with respect to the center line of the rudder 10 '. On the other hand, the lower tip 13 has a constant twist angle in the left rudder direction with respect to the center line. The twist angle has a value of less than 15 °, and the twist angle in each direction is more preferably less than 10 °, and even more preferably between 5 ° and 10 °. The twist of the upper tip 12 decreases to 0 ° toward the rudder stock 32 in the stern direction. In the stern direction, the twist of the lower tip 13 decreases to 0 ° within a range determined by the lower tip 13 and the pivot axis P of the rudder blade 10a. The range between the pivot axis P and the trailing edge 15 may be twisted.

プロペラ2が前方方向に船舶を駆動すると、ねじれ先端12、13は、プロペラ2によって後方に推進された渦巻き水に衝突する。方向舵10’のねじれ先端プロファイルは、舵領域を通るプロペラスリップ流を改善し、これにより推進効率が向上する。   When the propeller 2 drives the ship in the forward direction, the twisted tips 12 and 13 collide with the swirl water propelled backward by the propeller 2. The torsional tip profile of the rudder 10 'improves the propeller slip flow through the rudder region, thereby improving propulsion efficiency.

示された方向舵10’は、前方方向および船尾方向において、一定の舵長さを有する。舵ブレード10aの旋回軸Pは、船尾方向において、上部先端および下部先端12、13から、約41%の位置に配置される。また、旋回軸Pは、異なる位置に配置されても良いが、舵長さの35乃至50%であることが好ましく、これにより方向舵10’に良好なバランスが達成される。   The rudder 10 'shown has a constant rudder length in the forward and stern directions. The pivot axis P of the rudder blade 10a is disposed at a position of about 41% from the upper tip and the lower tips 12, 13 in the stern direction. The pivot axis P may be arranged at a different position, but is preferably 35 to 50% of the rudder length, thereby achieving a good balance in the rudder 10 '.

示された方向舵10’の旋回軸Pが、前述の最大舵長の範囲に配置された場合、舵ブレード10aの下部先端13の、プロペラ2の回転軸からの位置ずれは、方向舵10’の回転角が小さいとき、大きくなる。そのような大きな位置ずれの下では、下部先端13の一定のねじれ角により、ノッチに近い位置では、大きなねじれ角度を有し、舵ブレードの下側端部に近い位置では、小さなねじれ角度を有する下部先端に比べて、推進効率が上昇する。   When the swivel axis P of the indicated rudder 10 'is arranged in the range of the maximum rudder length described above, the displacement of the lower tip 13 of the rudder blade 10a from the rotation axis of the propeller 2 is caused by the rotation of the rudder 10'. When the corner is small, it becomes large. Under such a large misalignment, due to the constant twist angle of the lower tip 13, it has a large twist angle near the notch and a small twist angle near the lower end of the rudder blade. Propulsion efficiency increases compared to the lower tip.

また、一定のねじれ角度を有する半スペード舵10’の製造コストは、ねじれ角度が変化する半スペード舵に比べて、低下する。   Also, the manufacturing cost of a half spade rudder 10 'having a constant twist angle is lower than that of a half spade rudder having a different twist angle.

2 プロペラ
4 ハブ
6 フェアリングハンドキャップ
8 プロペラブレード
10 フルスペード方向舵
10’ 半スペード舵
10a 舵ブレード
10d 先端ヘッド
10e メインベアリング
12 上部先端
13 下部先端
15 後縁
18 下側端部
20 バルブ状本体
22 前方端部
30 駆動シャフト
32 舵ストック
2 Propeller
4 Hub
6 Fairing hand cap
8 Propeller blade
10 Full spade rudder
10 'half spade rudder
10a rudder blade
10d tip head
10e main bearing
12 Top tip
13 Bottom tip
15 trailing edge
18 Lower edge
20 Valve body
22 Front end
30 Drive shaft
32 Rudder stock

Claims (9)

船舶用の推進舵取り装置であって、
スクリュープロペラと、該プロペラの後方に配置された、回転可能な方向舵とを有し、
前記プロペラの後部のフェアリングと、前記方向舵上に提供されたバルブ状本体とによって、流線型本体部が形成され、該流線型本体部は、前記フェアリングと前記バルブ状本体の間の狭小ギャップを除き、連続的であり、
前記方向舵は、前記方向舵の上側端部から前記バルブ状本体まで延伸する、ねじれ上部先端と、前記方向舵の下側端部から前記バルブ状本体まで延伸する、ねじれ下部先端とを有し、
前記上部先端と前記下部先端の少なくとも一つは、一定のねじれ角度を有することを特徴とする推進舵取り装置。
A propulsion steering device for a ship,
A screw propeller and a rotatable rudder disposed behind the propeller;
A streamlined body is formed by the fairing at the rear of the propeller and the valve-shaped body provided on the rudder, except for the narrow gap between the fairing and the valve-shaped body. Is continuous,
The rudder has a torsion upper tip that extends from the upper end of the rudder to the valve-like body, and a twisted lower tip that extends from the lower end of the rudder to the valve-like body,
The propulsion steering apparatus, wherein at least one of the upper tip and the lower tip has a constant twist angle.
前記上部先端と前記ねじれ下部先端の両方は、一定のねじれ角度を有することを特徴とする請求項1に記載の推進舵取り装置。   The propulsion steering apparatus according to claim 1, wherein both the upper tip and the lower twist tip have a constant twist angle. 少なくとも一つのねじれ角度は、15゜未満であり、好ましくは10゜未満であり、より好ましくは、5゜と10゜の間であることを特徴とする請求項1または2に記載の推進舵取り装置。   The propulsion steering device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one twist angle is less than 15 °, preferably less than 10 °, more preferably between 5 ° and 10 °. . 前記少なくとも一つのねじれ角度は、船尾方向において、前記各先端および前記方向舵の旋回軸によって定められる範囲内で、0゜まで減少することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の推進舵取り装置。   4. The at least one twist angle is reduced to 0 ° in a stern direction within a range defined by each tip and a turning axis of the rudder. Propulsion steering device. 前記バルブ状本体は、前記方向舵の舵ブレード上に配置され、これにより、前記舵ブレードが回転した際に、前記フェアリングに対して、前記バルブ状本体のスイング(swing)の動きが可能になることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の推進舵取り装置。   The valve-shaped body is disposed on the rudder blade of the rudder, which allows the valve-shaped body to swing with respect to the fairing when the rudder blade rotates. The propulsion steering apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that: 前記方向舵は、フルスペード方向舵であることを特徴とする請求項5に記載の推進舵取り装置。   The propulsion steering apparatus according to claim 5, wherein the rudder is a full spade rudder. 前記方向舵は、半スペード舵であることを特徴とする請求項5に記載の推進舵取り装置。   The propulsion steering apparatus according to claim 5, wherein the rudder is a half spade rudder. 前記方向舵の旋回軸は、船尾方向において、前記上部先端または下部先端から、最大舵長の30%乃至50%の位置に配置され、好ましくは、最大舵長の35%乃至50%、より好ましくは、最大舵長の40%乃至50%の位置に配置されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載の推進舵取り装置。   The turning axis of the rudder is arranged at a position of 30% to 50% of the maximum rudder length from the upper tip or the lower tip in the stern direction, preferably 35% to 50% of the maximum rudder length, more preferably The propulsion steering apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the propulsion steering apparatus is disposed at a position of 40% to 50% of a maximum steering length. 請求項1乃至8のいずれか一つに記載の推進舵取り装置を有する船舶。   A ship having the propulsion steering device according to any one of claims 1 to 8.
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