船舶の推進装置とそれを備えた船舶
【課題】フィン付きのプロペラボスキャップを使用したスクリュープロペラで形成される船舶の推進装置及びそれを備えた船舶において、従来技術のフィン付きのプロペラボスキャップを使用した船舶の推進装置とそれを備えた船舶よりも、推進器効率を高めると共に、工作性を高め、軽量化された船舶の推進装置とそれを備えた船舶を提供する。
【解決手段】プロペラボスキャップ５Ａに設けたフィン６をプロペラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａを端面で形成するか、又は、後端部５ａの形状を周縁部からプロペラボスキャップ５Ａの全長Ｌｃの２０％の範囲内に収めると共に、全長Ｌｃをキャップ前端部の直径Ｄｃｆの０．２８倍〜０．７６倍とし、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの直径Ｄｃａを、プロペラボスキャップ５Ａの前端部５ｆの直径Ｄｃｆの０．３５倍〜０．９５倍とする。
【解決手段】プロペラボスキャップ５Ａに設けたフィン６をプロペラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａを端面で形成するか、又は、後端部５ａの形状を周縁部からプロペラボスキャップ５Ａの全長Ｌｃの２０％の範囲内に収めると共に、全長Ｌｃをキャップ前端部の直径Ｄｃｆの０．２８倍〜０．７６倍とし、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの直径Ｄｃａを、プロペラボスキャップ５Ａの前端部５ｆの直径Ｄｃｆの０．３５倍〜０．９５倍とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュープロペラを使用する船舶の推進装置とそれを備えた船舶に関し、更に詳細には、スクリュープロペラのボスに取り付けるプロペラボスキャップにフィンを設けて、スクリュープロペラの推進性能を向上させる船舶の推進装置とそれを備えた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶の多くはその推進器としてスクリュープロペラを使用しており、その推進器効率等のプロペラ特性を向上することは、燃費の向上に大きく貢献することになる。そのため、プロペラの翼数、翼の形状、展開面積、ピッチ角、スキュー角等、プロペラの翼に関する研究がなされてきており、様々な翼形状が開発されてきている。
【０００３】
このプロペラ特性の向上のために、図１２〜図１５に示すような、プロペラボス２の近傍において、プロペラボスキャップ５の後流におけるハブ渦を減少させることによって推進器効率を高める整流フィン付ボスキャップ５が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この整流フィン付ボスキャップ５では、ボスキャップ５に取り付けるフィン６の個数（図１２では４個）を各プロペラブレード（プロペラ翼）３の個数（図１２では４個）と等しくする。また、図１５に示すように、フィン６の角度αに関しては、プロペラブレード３の根部の幾何学的ピッチ角εに対して、（−２０°≦α−ε≦＋３０°）の関係を有している。フィン６の長さ方向に関しては、フィン６の前縁はプロペラブレード３の根部の後縁とプロペラ前後方向に等しいか又はこの後縁よりも後方とする（ｂ≧０）。また、隣接するプロペラブレード３の根部の隙間の位置に設ける（ａ＞０）。更に、図１３及び図１４に示すように、フィン６のキャップ５本体の軸線からの最大直径（２ｒ）はボス２のキャップ取付け端部２ａの直径Ｄｂａより大で、かつ、プロペラ直径（２Ｒ）の３３％以下としている。
【０００５】
この整流フィン付きボスキャップ５の作用効果としては、整流フィンはそれ自体では推力を発生せず、ボスキャップの後流におけるハブ渦の発生を減少する整流板の作用をし、この整流作用により、ボスキャップ後流のハブ渦が拡散されてプロペラ翼面上の渦による誘導抗力が減少し、その結果、トルクを増大させることなく、プロペラ特性（推進器効率）の大幅な向上がもたれされるとされている。
【０００６】
また、この整流フィン等の、プロペラハブ（プロペラボス）からの渦を消去するハブ渦消去装置を有する船舶のプロペラにおいて、ハブ渦消却装置がその機能を十分に出し切るようにしてプロペラのトータル的な効率を高め、併せて強度面でも有利性を得ることを目的として、プロペラにおける翼根部のピッチ若しくはキャンバーを、プロペラの中間部のピッチ若しくはキャンバーに比べて大きくしたハブ渦消去装置を有する船舶のプロペラが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
一方、フィン付きのプロペラボスキャップによる推進器効率の向上を更に図ることができるのではないかと、本発明者らは考えて、様々な発想を基に工夫したフィン付きプロペラボスキャップを使用した水槽実験を行い、推進器効率を更に向上できる、次のようなスクリュープロペラを使用する船舶の推進装置とそれを備えた船舶に到達した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平７−１２１７１６号公報
【特許文献２】特許第３４９１８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、フィン付きのプロペラボスキャップを使用したスクリュープロペラで形成される船舶の推進装置及びそれを備えた船舶において、従来技術のフィン付きのプロペラボスキャップを使用した船舶の推進装置とそれを備えた船舶よりも、推進器効率を高めると共に、工作性を高め、軽量化された船舶の推進装置とそれを備えた船舶を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための船舶の推進装置は、スクリュープロペラのプロペラボスの後側に取り付けるプロペラボスキャップにフィンを設けると共に、このフィンをプロペラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、前記プロペラボスキャップの後端部を端面で形成するか、又は、前記プロペラボスキャップの後端部の形状を周縁部からプロペラボスキャップの全長の２０％の範囲内に収めると共に、このプロペラボスキャップの全長をキャップ前端部の直径の０．２８倍〜０．７６倍とし、このプロペラボスキャップのキャップ後端部の直径を、このキャップ前端部の直径の０．３５倍〜０．９５倍として構成される。
【００１１】
プロペラの推進効率は、プロペラボスキャップの全長がキャップ前端部の直径の０．２８倍〜０．７６倍、好ましくは０．３４倍〜０．６８倍、最も好ましくは０．５０倍で、かつ、キャップ後端部の直径がキャップ前端部の直径の０．３５倍〜０．９５倍、好ましくは、０．４２倍〜０．８５倍、最も好ましくは０．６５倍であるので、上記の構成により、プロペラボスキャップのキャップ本体を最適な形状して、推進器効率を高めることができる。それと共に、プロペラボスキャップの後端部を端面で形成したので工作し易くなる。また、後端側に先細り形状の回転体の先端部が無くなるため、その分軽量化できる。
【００１２】
スクリュープロペラのプロペラボスのプロペラ翼の後側にフィンを設けると共に、このフィンをプロペラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、プロペラボスキャップの後端部を端面で形成するか、又は、前記プロペラボスキャップの後端部の形状を周縁部からプロペラボスキャップの全長の２０％の範囲内に収めると共に、前記フィンの根部の前端と前記フィンの根部の後端の距離を、プロペラ翼の後端でのプロペラボス直径の０．２８倍〜０．７６倍とし、このフィンの根部の後ろにおける直径を、プロペラ翼の後端でのプロペラボス直径の０．３５倍〜０．９５倍として構成される。この構成により、上記と同様な効果を得ることができる。
【００１３】
また、上記の船舶の推進装置において、前記プロペラボスキャップをプロペラ回転軸を回転軸とする回転体で形成すると共に、この回転体の母線を直線にして、このプロペラボスキャップを円錐台形状に形成する。この構成により、プロペラボスキャップの形状が単純な形状になるので、工作性が良く、製造コストを低減できる。
【００１４】
また、上記の目的を達成するための船舶は、上記の船舶の推進装置を備えて構成される。これにより、推進効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の船舶の推進装置によれば、フィン付きプロペラボスキャップを使用したスクリュープロペラで形成される推進装置において、プロペラボスキャップのキャップ本体を最適な形状とすることにより、推進器効率を高めることができる。それと共に、プロペラボスキャップの後端部を端面で形成したので工作し易くなる。また、後端側に先細り形状の回転体の先端部が無くなるため、その分軽量化できる。
【００１６】
また、本発明の船舶の推進装置を備えた船舶によれば、推進器効率の高い船舶の推進装置を使用するので推進効率の向上を図ることができる。また、推進装置が僅かであるが軽量化されるので、その分推進軸及び推進軸の支持構造を軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態における船舶の推進装置の構成を示す船舶の後方から見た図である。
【図２】図１の船舶の推進装置の側面図である。
【図３】プロペラボスキャップの側断面が台形の形状を示す模式的な側面図である。
【図４】プロペラボスキャップの側断面が滑らかな曲線の形状を示す模式的な側面図である。
【図５】船舶の推進装置における「キャップ長さ／キャップ前端部径」と推進器効率のアップ率との関係を示す図である。
【図６】船舶の推進装置における「キャップ後端部径／キャップ前端部径」と推進器効率のアップ率との関係を示す図である。
【図７】プロペラボスの表面上におけるプロペラ翼の根部の配置を示す図である。
【図８】断面台形のプロペラボスキャップと従来技術のプロペラボスキャップの表面上におけるフィンの根部の配置を示す図である。
【図９】円筒形状のプロペラボスキャップと拡散型のプロペラボスキャップの表面上におけるフィンの根部の配置を示す図である。
【図１０】円筒形状のプロペラボスキャップを示す模式的な側面図である。
【図１１】拡散型のプロペラボスキャップを示す模式的な側面図である。
【図１２】従来技術における船舶の推進装置の構成を示す船舶の後方から見た図である。
【図１３】図１２の船舶の推進装置の側面図である。
【図１４】従来技術におけるプロペラボスキャップの形状を示す側面図である。
【図１５】従来技術におけるプロペラ翼とフィンの位置関係を示す側面図である。
【図１６】フィンの取り付け角度を示す側面図である。
【図１７】フィンのレーキ角度を示す後方から見た図１６のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明に係る船舶の推進装置とそれを備えた船舶の実施の形態について説明する。なお、図１〜図４、図１０〜図１５は分かり易いように、プロペラボス、プロペラ翼、プロペラボスキャップ、フィン等の形状や寸法を変えて示しており、これらの形状や寸法は実際のものとは異なる。また、図３、図４、図１０、図１１、図１４、図１５では、見易くするためと、作図や説明の都合上で、見えて当然のプロペラ翼やフィンを省いて示してある。
【００１９】
図１及び図２に示すように、この実施の形態の船舶の推進装置１Ａは、プロペラボス（プロペラハブ）２とこのプロペラボス２に装着されたプロペラ翼３と、プロペラボス２の後端に接続されたプロペラボスキャップ（プロペラハブキャップ）５Ａと、このプロペラボスキャップ５Ａに設けたフィン６とからなるスクリュープロペラで構成される。
【００２０】
このフィン６は、スクリュープロペラ１Ａのプロペラボス２の後側に取り付けるプロペラボスキャップ５Ａに設けられると共に、このフィン６はプロペラ翼３の間の後方に配置される。つまり、プロペラ軸Ｐｃの後方向から見たときに、フィン６の根部の前端は、プロペラ翼３の根部の後端同士の間に配置される。また、側面から見たときには、フィン６の根部の前端は、プロペラ翼３の根部の後端より後方に配置される。このフィン６は、正負のキャンバーを有して形成してもよいが、工作上の簡便性と製作コストの削減の面からは、平板形状が最適である。また、このフィン６は、正負のレーキ角をもって取り付けられても良い。このフィン６の形状や配置に関しては周知の技術を使用する。
【００２１】
そして、この実施の形態においては、プロペラボスキャップ５Ａを次のように形成する。先ず、プロペラボスキャップ５Ａを、プロペラ回転軸Ｐｃを回転軸とする回転体で形成する。この回転体は、側面５ｂに関しては、回転体の母線を滑らかな曲線又は直線で形成すると共に、後方に向かって先細りする形状で形成される。また、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａは端面で形成される。
【００２２】
図３に示すように、プロペラボスキャップ５Ａの外周面５ｂを形成する回転体の母線を直線とする場合には、プロペラボスキャップ５Ａの形状は円錐台となり、非常に製造し易くなる。
【００２３】
また、図４に示すように、母線を滑らかな曲線とする場合でも、前方から後方に向かって滑らかに先細りする形状とし、好ましくは、プロペラ回転軸Ｐｃに垂直な断面において、円錐台の形状からの偏差を０％から２０％以内とする。
【００２４】
つまり、前端部５ｆにおける１．２Ｄｃｆの点と後端部５ａにおける１．２Ｄｃａを結ぶ線分Ｌ１よりも小さく、かつ、前端部５ｆにおける１．０Ｄｃｆの点と後端部５ａにおける１．０Ｄｃａを結ぶ線分Ｌ２よりも大きく形成する。言い換えれば、前端部５ｆにおける１．２Ｄｃｆと後端部５ａにおける１．２Ｄｃａで形成する円錐台よりも内側で、前端部５ｆにおける１．０Ｄｃｆと後端部５ａにおける１．０Ｄｃａで形成する円錐台よりも外側になるように、即ち、図４の斜線部内になるように、プロペラボスキャップ５Ａの外形を形成する。このプロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａを端面で形成する。
【００２５】
また、このプロペラボスキャップ５Ａの全長Ｌｃをキャップ前端部の直径Ｄｃｆの０．２８倍〜０．７６倍、好ましくは０．３４倍〜０．６８倍、最も好ましくは０．５０倍とし、このプロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの直径Ｄｃａを、このプロペラボスキャップ５Ａの前端部５ｆの直径Ｄｃｆの０．３５倍〜０．９５倍、好ましくは、０．４２倍〜０．８５倍、最も好ましくは０．６５倍とする。なお、この前端部５ｆの直径Ｄｃｆは、キャップのフランジ径に相当する。
【００２６】
また、図３及び図４に示すように、プロペラボスキャップ５Ａの前端部５ｆの端面は、プロペラボス２の後端面２ａに接合する関係から平面形状に形成される。一方、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの端面は、図３に示すように、工作上の観点から平面で形成することが好ましいが、図４に示すように、平面に近い円錐又は回転体等で形成してもよい。この場合でも、後端部５ａの周縁部５ａｏと中心部５ａｃとの前後方向の距離Ｌｃａは、プロペラボスキャップ５Ａの全長Ｌｃの２０％以内とする。
【００２７】
次に、本発明においては、プロペラボスキャップ５Ａの全長Ｌｃをキャップ前端部の直径Ｄｃｆの０．２８倍〜０．７６倍、好ましくは０．３４倍〜０．６８倍、最も好ましくは０．５０倍としているが、このことに関して説明する。図５にキャップ長さ（プロペラボスキャップの全長）Ｌｃを変更して行ったプロペラの水槽試験の結果を示す。横軸を「キャップ長さ／キャップ前端部の直径（Ｌｃ／Ｄｃｆ）」で示し、縦軸を、推進器効率のアップ率で示す。
【００２８】
アップ率ゼロの元のプロペラボスキャップ５Ａは通常の後端側が先細りして順次径が小さくなり最後端でゼロとなる回転体で形成されており、Ｌｃ／Ｄｃｆを０．８０としている。これをアップ率の元（アップ率ゼロ）とし、図３の円錐形状で後端部の端面を平面で形状したプロペラボスキャップ５Ａを装着した場合の推進器効率をアップ率で示している。なお、このプロペラボスキャップ５Ａに取り付けるフィン６は平板形状としており、キャップ長さ／キャップ前端部の直径（Ｌｃ／Ｄｃｆ）を変化させる場合は、フィン６の長さはキャップの長さに比例した長さとしている。
【００２９】
図５から分かるように、プロペラ前進率Ｊ（＝Ｖ／ｎＤｐ、Ｖは前進速度、ｎはプロペラ回転数、Ｄｐはプロペラ直径）をプロペラ設計点のプロペラ前進率とした実験で、Ｌｃ／Ｄｃｆが０．２８倍〜０．７６倍の場合にアップ率１．４％で、０．３４倍〜０．６８倍の場合にアップ率１．８％で、０．５０倍の場合に最も大きなアップ率であることが分かる。本発明ではこれらの実験結果を基にＬｃ／Ｄｃｆを０．２８倍〜０．７６倍の範囲Ｚ１にしている。
【００３０】
次に、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの直径Ｄｃａを前端部５ｆの直径Ｄｃｆの０．３５倍〜０．９５倍、好ましくは、０．４２倍〜０．８５倍、最も好ましくは０．６５倍とすることに関して説明する。図６に、キャップ長さＬｃをＬｃ／Ｄｃｆ＝０．７１と一定にした状態で、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの直径Ｄｃａを変更してプロペラボスキャップ５Ａの形状を変化させて行った実験結果を示す。横軸を「キャップ後端部径／キャップ前端部径（Ｄｃａ／Ｄｃｆ）」で示し、縦軸を、推進器効率のアップ率で示す。
【００３１】
この図６から、プロペラボスキャップ５Ａの形状は、その後端部５ａの直径Ｄｃａがその前端部の直径Ｄｃｆよりも小さい方が良いことが分かると共に、その比率Ｄｃａ／Ｄｃｆにも最適な範囲があることが分かる。つまり、このプロペラ前進率Ｊをプロペラ設計点のプロペラ前進率とした実験で、Ｄｃａ／Ｄｃｆが０．３５倍〜０．９５倍の場合にアップ率１．０％で、０．４２倍〜０．８５倍でアップ率１．２％で、０．６５倍でアップ率１．５％の最も大きなアップ率があることが分かる。本発明ではこれらの実験結果を基にＤｃａ／Ｄｃｆを０．３５倍〜０．９５倍の範囲Ｚ２にしている。
【００３２】
また、フィン６のプロペラ特性に対する影響を調べるために、フィン６に作用する力を実験で計測したところ、プロペラ翼３に作用する推力ＴｐとトルクＱｐに対して、フィン６とプロペラボスキャップ５Ａに推力Ｔｆがフィン６にトルクＱｆが小さいながらも作用し、全体としての推力ＴｔとトルクＱｔが改善されていることが分かっている。
【００３３】
更に、数値流体力学計算（ＣＦＤ(Computational Fluid Dynamics)計算）により、プロペラボスキャップ５Ａの後方では、バブ渦が拡散して静圧が上昇し、その結果、この静圧がプロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの端面を押す力となり、全体としての推力Ｔｔの改善に役立っていることが分かっている。このことから、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの端面が平面又は平面に近い形状であっても、全体としての推力Ｔｔの改善に役立つことが分かる。
【００３４】
このプロペラボスキャップ５Ａの形状と推進器効率との関係について考えてみると、プロペラ翼３を通過した流れは、縮流されて後方に流れる。このことは、プロペラボスキャップ５Ａのある部分では流れの方向がプロペラ軸Ｐｃと平行な同一円筒面上を向いている訳ではなく、キャップフランジ２ａから後方では徐々にプロペラ回転軸Ｐｃに向かって小さくなる方向になっていることを意味している。従って、プロペラボスキャップ５Ａの側面５ｂの表面を流れる流れは、この流れの影響を受けることになる。そのため、プロペラボスキャップ５Ａの側面５ｂの形状は、この縮流に沿うように、後端側に縮径する形状にすることがより適している。
【００３５】
また、フィン６の取り付け角度（図１５のα）やキャンバーに関して考える。図７にプロペラ翼３の根部における翼の形状とキャンバー（Ｃａｍｂｅｒ）を示す。これと比べるために、図８に、台形キャップの展開形状とプロペラボスキャップ５Ａの表面上におけるフィン６の根部の形状を示す。平板のフィン６が、図３に示すような側断面が台形のプロペラボスキャップ５Ａに取り付けた場合をＡ（丸印）で示す。また、図１４に示すような従来技術のプロペラボスキャップ５Ａに取り付けられた場合をＢ（菱形）で示す。
【００３６】
このプロペラボスキャップ５Ａの表面を展開した展開図上でフィン６の根部の形状を見ると、図７に示すプロペラ翼３の根部における翼のキャンバー（Ｃａｍｂｅｒ）と比べて、図８に示す展開図上では、Ａ，Ｂ共に、逆方向のキャンバーが付いている。なお、図７のεの線は、プロペラ翼３の根部におけるピッチ角度（図１５のε）を示す線である。
【００３７】
図８のαの線は、フィン６の取り付け角度（図１５のα）を示す線である。この図８では、フィン６の根部における形状の大部分はこのα線上にあり、プロペラ後流でフィン表面上の流れはこの線上に沿って流れる。フィン６に沿った流れはα線上から図８のように、プロペラ翼３とは逆向きのキャンバーに沿って流れることとなり、このような場合には、フィン６が発生するトルクＱｆはプロペラ翼３が発生するトルクＱｐとは逆向きでトルクＱｐを打ち消す方向に発生する。
【００３８】
一方、フィン６が発生する推進力はプロペラ翼３が発生する推力Ｔｐとは逆向きに発生するが、フィン６がハブ渦を拡散してキャップ後方の静圧を上昇させることによりキャップ端部５ａの端面を押す力となって、結果としてキャップ５Ａとフィン６が発生する推力Ｔｆがプロペラ翼３が発生する推力Ｔｐ方向に働き推進器効率の向上をもたらす。
【００３９】
図９に示す展開図上に、図１０に示すような円筒形状のプロペラボスキャップ５Ｃの場合をＣ（丸印）で示し、図１１に示すような後端側に拡大していく拡散型のプロペラボスキャップ５Ｄの場合をＤ（菱形）で示す。図９に示すように、これらの場合Ｃ，Ｄでは、αの線よりピッチ角度が大きくなってしまい、プロペラ翼３と同じ方向にキャンバーが付くような形状となっている。このような場合には、フィン６が発生するトルクＱｆはプロペラ翼３が発生するトルクＱｐと同じ方向、即ち、全体としてのトルクＱｔを増加する方向に発生し、推進器効率の向上への寄与は小さい。
【００４０】
このように、プロペラボスキャップ５Ａの形状は、フィン６の取り付け角度が同じであっても、プロペラボスキャップ５Ａの表面におけるフィン６の根部に対する流れに関して影響を与えることが分かる。
【００４１】
フィン６の取り付け角度として、従来技術のフィン付きのプロペラボスキャップ５と同様に、図１６と図１７に示すようなレーキ角γを付けても良い。図１７は、フィン６のレーキ角γが０で取り付けられた場合と正の角度（＋γ）あるいは負の角度（−γ）で取り付けられた場合を示したものである。
【００４２】
本発明の船舶の推進装置を備えた船舶は、上記の船舶の推進装置１Ａを備えて構成される。この船舶によれば、上記の船舶の推進装置１Ａを使用するので推進効率の向上を図ることができる。また、推進装置１Ａが僅かであるが軽量化されるので、その分推進軸及び推進軸の支持構造を軽量化できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の船舶の推進装置は、フィン付きプロペラボスキャップを使用したスクリュープロペラで形成される推進装置において、推進器効率を高めることができ、それと共に、工作し易くなり、軽量化できるため、船舶の推進装置として利用できる。
【００４４】
また、本発明の船舶の推進装置を備えた船舶は、推進効率の向上を図ることができ、推進装置の軽量化による推進軸及び推進軸の支持構造の軽量化ができるので、数多くの船舶として利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１、１Ａ 船舶の推進装置
２ プロペラボス
２ａ プロペラボスの後端面
３ プロペラ翼
４ プロペラ回転軸
５、５Ａ、５Ｃ、５Ｄ プロペラボスキャップ
５ａ プロペラボスキャップの後端部
５ａｏ 後端部の周縁部
５ａｃ 後端部の中心部
５ｂ プロペラボスキャップの外周面
５ｆ 前端部
６ フィン
Ｄｂａ プロペラボスのキャップ取り付け端部の直径
Ｄｃａ プロペラボスキャップの後端部の直径
Ｄｃｆ プロペラボスキャップの前端部の直径
Ｄｐ プロペラ直径
Ｌｃ プロペラボスキャップの全長（キャップ長さ）
Ｌｃａ 後端部の周縁部と中心部との前後方向の距離
Ｐｃ プロペラ軸
Ｑｆ フィンが発生するトルク
Ｑｐ プロペラ翼が発生するトルク
Ｑｔ 推進装置が発生するトルク
Ｔｆ フィンとキャップが発生する推力
Ｔｐ プロペラ翼が発生する推力
Ｔｔ 推進装置が発生する推力
α フィンの取り付け角度
γ フィンの取り付けレーキ角度
ε プロペラ翼根部のピッチ角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュープロペラを使用する船舶の推進装置とそれを備えた船舶に関し、更に詳細には、スクリュープロペラのボスに取り付けるプロペラボスキャップにフィンを設けて、スクリュープロペラの推進性能を向上させる船舶の推進装置とそれを備えた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶の多くはその推進器としてスクリュープロペラを使用しており、その推進器効率等のプロペラ特性を向上することは、燃費の向上に大きく貢献することになる。そのため、プロペラの翼数、翼の形状、展開面積、ピッチ角、スキュー角等、プロペラの翼に関する研究がなされてきており、様々な翼形状が開発されてきている。
【０００３】
このプロペラ特性の向上のために、図１２〜図１５に示すような、プロペラボス２の近傍において、プロペラボスキャップ５の後流におけるハブ渦を減少させることによって推進器効率を高める整流フィン付ボスキャップ５が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この整流フィン付ボスキャップ５では、ボスキャップ５に取り付けるフィン６の個数（図１２では４個）を各プロペラブレード（プロペラ翼）３の個数（図１２では４個）と等しくする。また、図１５に示すように、フィン６の角度αに関しては、プロペラブレード３の根部の幾何学的ピッチ角εに対して、（−２０°≦α−ε≦＋３０°）の関係を有している。フィン６の長さ方向に関しては、フィン６の前縁はプロペラブレード３の根部の後縁とプロペラ前後方向に等しいか又はこの後縁よりも後方とする（ｂ≧０）。また、隣接するプロペラブレード３の根部の隙間の位置に設ける（ａ＞０）。更に、図１３及び図１４に示すように、フィン６のキャップ５本体の軸線からの最大直径（２ｒ）はボス２のキャップ取付け端部２ａの直径Ｄｂａより大で、かつ、プロペラ直径（２Ｒ）の３３％以下としている。
【０００５】
この整流フィン付きボスキャップ５の作用効果としては、整流フィンはそれ自体では推力を発生せず、ボスキャップの後流におけるハブ渦の発生を減少する整流板の作用をし、この整流作用により、ボスキャップ後流のハブ渦が拡散されてプロペラ翼面上の渦による誘導抗力が減少し、その結果、トルクを増大させることなく、プロペラ特性（推進器効率）の大幅な向上がもたれされるとされている。
【０００６】
また、この整流フィン等の、プロペラハブ（プロペラボス）からの渦を消去するハブ渦消去装置を有する船舶のプロペラにおいて、ハブ渦消却装置がその機能を十分に出し切るようにしてプロペラのトータル的な効率を高め、併せて強度面でも有利性を得ることを目的として、プロペラにおける翼根部のピッチ若しくはキャンバーを、プロペラの中間部のピッチ若しくはキャンバーに比べて大きくしたハブ渦消去装置を有する船舶のプロペラが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
一方、フィン付きのプロペラボスキャップによる推進器効率の向上を更に図ることができるのではないかと、本発明者らは考えて、様々な発想を基に工夫したフィン付きプロペラボスキャップを使用した水槽実験を行い、推進器効率を更に向上できる、次のようなスクリュープロペラを使用する船舶の推進装置とそれを備えた船舶に到達した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平７−１２１７１６号公報
【特許文献２】特許第３４９１８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、フィン付きのプロペラボスキャップを使用したスクリュープロペラで形成される船舶の推進装置及びそれを備えた船舶において、従来技術のフィン付きのプロペラボスキャップを使用した船舶の推進装置とそれを備えた船舶よりも、推進器効率を高めると共に、工作性を高め、軽量化された船舶の推進装置とそれを備えた船舶を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための船舶の推進装置は、スクリュープロペラのプロペラボスの後側に取り付けるプロペラボスキャップにフィンを設けると共に、このフィンをプロペラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、前記プロペラボスキャップの後端部を端面で形成するか、又は、前記プロペラボスキャップの後端部の形状を周縁部からプロペラボスキャップの全長の２０％の範囲内に収めると共に、このプロペラボスキャップの全長をキャップ前端部の直径の０．２８倍〜０．７６倍とし、このプロペラボスキャップのキャップ後端部の直径を、このキャップ前端部の直径の０．３５倍〜０．９５倍として構成される。
【００１１】
プロペラの推進効率は、プロペラボスキャップの全長がキャップ前端部の直径の０．２８倍〜０．７６倍、好ましくは０．３４倍〜０．６８倍、最も好ましくは０．５０倍で、かつ、キャップ後端部の直径がキャップ前端部の直径の０．３５倍〜０．９５倍、好ましくは、０．４２倍〜０．８５倍、最も好ましくは０．６５倍であるので、上記の構成により、プロペラボスキャップのキャップ本体を最適な形状して、推進器効率を高めることができる。それと共に、プロペラボスキャップの後端部を端面で形成したので工作し易くなる。また、後端側に先細り形状の回転体の先端部が無くなるため、その分軽量化できる。
【００１２】
スクリュープロペラのプロペラボスのプロペラ翼の後側にフィンを設けると共に、このフィンをプロペラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、プロペラボスキャップの後端部を端面で形成するか、又は、前記プロペラボスキャップの後端部の形状を周縁部からプロペラボスキャップの全長の２０％の範囲内に収めると共に、前記フィンの根部の前端と前記フィンの根部の後端の距離を、プロペラ翼の後端でのプロペラボス直径の０．２８倍〜０．７６倍とし、このフィンの根部の後ろにおける直径を、プロペラ翼の後端でのプロペラボス直径の０．３５倍〜０．９５倍として構成される。この構成により、上記と同様な効果を得ることができる。
【００１３】
また、上記の船舶の推進装置において、前記プロペラボスキャップをプロペラ回転軸を回転軸とする回転体で形成すると共に、この回転体の母線を直線にして、このプロペラボスキャップを円錐台形状に形成する。この構成により、プロペラボスキャップの形状が単純な形状になるので、工作性が良く、製造コストを低減できる。
【００１４】
また、上記の目的を達成するための船舶は、上記の船舶の推進装置を備えて構成される。これにより、推進効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の船舶の推進装置によれば、フィン付きプロペラボスキャップを使用したスクリュープロペラで形成される推進装置において、プロペラボスキャップのキャップ本体を最適な形状とすることにより、推進器効率を高めることができる。それと共に、プロペラボスキャップの後端部を端面で形成したので工作し易くなる。また、後端側に先細り形状の回転体の先端部が無くなるため、その分軽量化できる。
【００１６】
また、本発明の船舶の推進装置を備えた船舶によれば、推進器効率の高い船舶の推進装置を使用するので推進効率の向上を図ることができる。また、推進装置が僅かであるが軽量化されるので、その分推進軸及び推進軸の支持構造を軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態における船舶の推進装置の構成を示す船舶の後方から見た図である。
【図２】図１の船舶の推進装置の側面図である。
【図３】プロペラボスキャップの側断面が台形の形状を示す模式的な側面図である。
【図４】プロペラボスキャップの側断面が滑らかな曲線の形状を示す模式的な側面図である。
【図５】船舶の推進装置における「キャップ長さ／キャップ前端部径」と推進器効率のアップ率との関係を示す図である。
【図６】船舶の推進装置における「キャップ後端部径／キャップ前端部径」と推進器効率のアップ率との関係を示す図である。
【図７】プロペラボスの表面上におけるプロペラ翼の根部の配置を示す図である。
【図８】断面台形のプロペラボスキャップと従来技術のプロペラボスキャップの表面上におけるフィンの根部の配置を示す図である。
【図９】円筒形状のプロペラボスキャップと拡散型のプロペラボスキャップの表面上におけるフィンの根部の配置を示す図である。
【図１０】円筒形状のプロペラボスキャップを示す模式的な側面図である。
【図１１】拡散型のプロペラボスキャップを示す模式的な側面図である。
【図１２】従来技術における船舶の推進装置の構成を示す船舶の後方から見た図である。
【図１３】図１２の船舶の推進装置の側面図である。
【図１４】従来技術におけるプロペラボスキャップの形状を示す側面図である。
【図１５】従来技術におけるプロペラ翼とフィンの位置関係を示す側面図である。
【図１６】フィンの取り付け角度を示す側面図である。
【図１７】フィンのレーキ角度を示す後方から見た図１６のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明に係る船舶の推進装置とそれを備えた船舶の実施の形態について説明する。なお、図１〜図４、図１０〜図１５は分かり易いように、プロペラボス、プロペラ翼、プロペラボスキャップ、フィン等の形状や寸法を変えて示しており、これらの形状や寸法は実際のものとは異なる。また、図３、図４、図１０、図１１、図１４、図１５では、見易くするためと、作図や説明の都合上で、見えて当然のプロペラ翼やフィンを省いて示してある。
【００１９】
図１及び図２に示すように、この実施の形態の船舶の推進装置１Ａは、プロペラボス（プロペラハブ）２とこのプロペラボス２に装着されたプロペラ翼３と、プロペラボス２の後端に接続されたプロペラボスキャップ（プロペラハブキャップ）５Ａと、このプロペラボスキャップ５Ａに設けたフィン６とからなるスクリュープロペラで構成される。
【００２０】
このフィン６は、スクリュープロペラ１Ａのプロペラボス２の後側に取り付けるプロペラボスキャップ５Ａに設けられると共に、このフィン６はプロペラ翼３の間の後方に配置される。つまり、プロペラ軸Ｐｃの後方向から見たときに、フィン６の根部の前端は、プロペラ翼３の根部の後端同士の間に配置される。また、側面から見たときには、フィン６の根部の前端は、プロペラ翼３の根部の後端より後方に配置される。このフィン６は、正負のキャンバーを有して形成してもよいが、工作上の簡便性と製作コストの削減の面からは、平板形状が最適である。また、このフィン６は、正負のレーキ角をもって取り付けられても良い。このフィン６の形状や配置に関しては周知の技術を使用する。
【００２１】
そして、この実施の形態においては、プロペラボスキャップ５Ａを次のように形成する。先ず、プロペラボスキャップ５Ａを、プロペラ回転軸Ｐｃを回転軸とする回転体で形成する。この回転体は、側面５ｂに関しては、回転体の母線を滑らかな曲線又は直線で形成すると共に、後方に向かって先細りする形状で形成される。また、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａは端面で形成される。
【００２２】
図３に示すように、プロペラボスキャップ５Ａの外周面５ｂを形成する回転体の母線を直線とする場合には、プロペラボスキャップ５Ａの形状は円錐台となり、非常に製造し易くなる。
【００２３】
また、図４に示すように、母線を滑らかな曲線とする場合でも、前方から後方に向かって滑らかに先細りする形状とし、好ましくは、プロペラ回転軸Ｐｃに垂直な断面において、円錐台の形状からの偏差を０％から２０％以内とする。
【００２４】
つまり、前端部５ｆにおける１．２Ｄｃｆの点と後端部５ａにおける１．２Ｄｃａを結ぶ線分Ｌ１よりも小さく、かつ、前端部５ｆにおける１．０Ｄｃｆの点と後端部５ａにおける１．０Ｄｃａを結ぶ線分Ｌ２よりも大きく形成する。言い換えれば、前端部５ｆにおける１．２Ｄｃｆと後端部５ａにおける１．２Ｄｃａで形成する円錐台よりも内側で、前端部５ｆにおける１．０Ｄｃｆと後端部５ａにおける１．０Ｄｃａで形成する円錐台よりも外側になるように、即ち、図４の斜線部内になるように、プロペラボスキャップ５Ａの外形を形成する。このプロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａを端面で形成する。
【００２５】
また、このプロペラボスキャップ５Ａの全長Ｌｃをキャップ前端部の直径Ｄｃｆの０．２８倍〜０．７６倍、好ましくは０．３４倍〜０．６８倍、最も好ましくは０．５０倍とし、このプロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの直径Ｄｃａを、このプロペラボスキャップ５Ａの前端部５ｆの直径Ｄｃｆの０．３５倍〜０．９５倍、好ましくは、０．４２倍〜０．８５倍、最も好ましくは０．６５倍とする。なお、この前端部５ｆの直径Ｄｃｆは、キャップのフランジ径に相当する。
【００２６】
また、図３及び図４に示すように、プロペラボスキャップ５Ａの前端部５ｆの端面は、プロペラボス２の後端面２ａに接合する関係から平面形状に形成される。一方、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの端面は、図３に示すように、工作上の観点から平面で形成することが好ましいが、図４に示すように、平面に近い円錐又は回転体等で形成してもよい。この場合でも、後端部５ａの周縁部５ａｏと中心部５ａｃとの前後方向の距離Ｌｃａは、プロペラボスキャップ５Ａの全長Ｌｃの２０％以内とする。
【００２７】
次に、本発明においては、プロペラボスキャップ５Ａの全長Ｌｃをキャップ前端部の直径Ｄｃｆの０．２８倍〜０．７６倍、好ましくは０．３４倍〜０．６８倍、最も好ましくは０．５０倍としているが、このことに関して説明する。図５にキャップ長さ（プロペラボスキャップの全長）Ｌｃを変更して行ったプロペラの水槽試験の結果を示す。横軸を「キャップ長さ／キャップ前端部の直径（Ｌｃ／Ｄｃｆ）」で示し、縦軸を、推進器効率のアップ率で示す。
【００２８】
アップ率ゼロの元のプロペラボスキャップ５Ａは通常の後端側が先細りして順次径が小さくなり最後端でゼロとなる回転体で形成されており、Ｌｃ／Ｄｃｆを０．８０としている。これをアップ率の元（アップ率ゼロ）とし、図３の円錐形状で後端部の端面を平面で形状したプロペラボスキャップ５Ａを装着した場合の推進器効率をアップ率で示している。なお、このプロペラボスキャップ５Ａに取り付けるフィン６は平板形状としており、キャップ長さ／キャップ前端部の直径（Ｌｃ／Ｄｃｆ）を変化させる場合は、フィン６の長さはキャップの長さに比例した長さとしている。
【００２９】
図５から分かるように、プロペラ前進率Ｊ（＝Ｖ／ｎＤｐ、Ｖは前進速度、ｎはプロペラ回転数、Ｄｐはプロペラ直径）をプロペラ設計点のプロペラ前進率とした実験で、Ｌｃ／Ｄｃｆが０．２８倍〜０．７６倍の場合にアップ率１．４％で、０．３４倍〜０．６８倍の場合にアップ率１．８％で、０．５０倍の場合に最も大きなアップ率であることが分かる。本発明ではこれらの実験結果を基にＬｃ／Ｄｃｆを０．２８倍〜０．７６倍の範囲Ｚ１にしている。
【００３０】
次に、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの直径Ｄｃａを前端部５ｆの直径Ｄｃｆの０．３５倍〜０．９５倍、好ましくは、０．４２倍〜０．８５倍、最も好ましくは０．６５倍とすることに関して説明する。図６に、キャップ長さＬｃをＬｃ／Ｄｃｆ＝０．７１と一定にした状態で、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの直径Ｄｃａを変更してプロペラボスキャップ５Ａの形状を変化させて行った実験結果を示す。横軸を「キャップ後端部径／キャップ前端部径（Ｄｃａ／Ｄｃｆ）」で示し、縦軸を、推進器効率のアップ率で示す。
【００３１】
この図６から、プロペラボスキャップ５Ａの形状は、その後端部５ａの直径Ｄｃａがその前端部の直径Ｄｃｆよりも小さい方が良いことが分かると共に、その比率Ｄｃａ／Ｄｃｆにも最適な範囲があることが分かる。つまり、このプロペラ前進率Ｊをプロペラ設計点のプロペラ前進率とした実験で、Ｄｃａ／Ｄｃｆが０．３５倍〜０．９５倍の場合にアップ率１．０％で、０．４２倍〜０．８５倍でアップ率１．２％で、０．６５倍でアップ率１．５％の最も大きなアップ率があることが分かる。本発明ではこれらの実験結果を基にＤｃａ／Ｄｃｆを０．３５倍〜０．９５倍の範囲Ｚ２にしている。
【００３２】
また、フィン６のプロペラ特性に対する影響を調べるために、フィン６に作用する力を実験で計測したところ、プロペラ翼３に作用する推力ＴｐとトルクＱｐに対して、フィン６とプロペラボスキャップ５Ａに推力Ｔｆがフィン６にトルクＱｆが小さいながらも作用し、全体としての推力ＴｔとトルクＱｔが改善されていることが分かっている。
【００３３】
更に、数値流体力学計算（ＣＦＤ(Computational Fluid Dynamics)計算）により、プロペラボスキャップ５Ａの後方では、バブ渦が拡散して静圧が上昇し、その結果、この静圧がプロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの端面を押す力となり、全体としての推力Ｔｔの改善に役立っていることが分かっている。このことから、プロペラボスキャップ５Ａの後端部５ａの端面が平面又は平面に近い形状であっても、全体としての推力Ｔｔの改善に役立つことが分かる。
【００３４】
このプロペラボスキャップ５Ａの形状と推進器効率との関係について考えてみると、プロペラ翼３を通過した流れは、縮流されて後方に流れる。このことは、プロペラボスキャップ５Ａのある部分では流れの方向がプロペラ軸Ｐｃと平行な同一円筒面上を向いている訳ではなく、キャップフランジ２ａから後方では徐々にプロペラ回転軸Ｐｃに向かって小さくなる方向になっていることを意味している。従って、プロペラボスキャップ５Ａの側面５ｂの表面を流れる流れは、この流れの影響を受けることになる。そのため、プロペラボスキャップ５Ａの側面５ｂの形状は、この縮流に沿うように、後端側に縮径する形状にすることがより適している。
【００３５】
また、フィン６の取り付け角度（図１５のα）やキャンバーに関して考える。図７にプロペラ翼３の根部における翼の形状とキャンバー（Ｃａｍｂｅｒ）を示す。これと比べるために、図８に、台形キャップの展開形状とプロペラボスキャップ５Ａの表面上におけるフィン６の根部の形状を示す。平板のフィン６が、図３に示すような側断面が台形のプロペラボスキャップ５Ａに取り付けた場合をＡ（丸印）で示す。また、図１４に示すような従来技術のプロペラボスキャップ５Ａに取り付けられた場合をＢ（菱形）で示す。
【００３６】
このプロペラボスキャップ５Ａの表面を展開した展開図上でフィン６の根部の形状を見ると、図７に示すプロペラ翼３の根部における翼のキャンバー（Ｃａｍｂｅｒ）と比べて、図８に示す展開図上では、Ａ，Ｂ共に、逆方向のキャンバーが付いている。なお、図７のεの線は、プロペラ翼３の根部におけるピッチ角度（図１５のε）を示す線である。
【００３７】
図８のαの線は、フィン６の取り付け角度（図１５のα）を示す線である。この図８では、フィン６の根部における形状の大部分はこのα線上にあり、プロペラ後流でフィン表面上の流れはこの線上に沿って流れる。フィン６に沿った流れはα線上から図８のように、プロペラ翼３とは逆向きのキャンバーに沿って流れることとなり、このような場合には、フィン６が発生するトルクＱｆはプロペラ翼３が発生するトルクＱｐとは逆向きでトルクＱｐを打ち消す方向に発生する。
【００３８】
一方、フィン６が発生する推進力はプロペラ翼３が発生する推力Ｔｐとは逆向きに発生するが、フィン６がハブ渦を拡散してキャップ後方の静圧を上昇させることによりキャップ端部５ａの端面を押す力となって、結果としてキャップ５Ａとフィン６が発生する推力Ｔｆがプロペラ翼３が発生する推力Ｔｐ方向に働き推進器効率の向上をもたらす。
【００３９】
図９に示す展開図上に、図１０に示すような円筒形状のプロペラボスキャップ５Ｃの場合をＣ（丸印）で示し、図１１に示すような後端側に拡大していく拡散型のプロペラボスキャップ５Ｄの場合をＤ（菱形）で示す。図９に示すように、これらの場合Ｃ，Ｄでは、αの線よりピッチ角度が大きくなってしまい、プロペラ翼３と同じ方向にキャンバーが付くような形状となっている。このような場合には、フィン６が発生するトルクＱｆはプロペラ翼３が発生するトルクＱｐと同じ方向、即ち、全体としてのトルクＱｔを増加する方向に発生し、推進器効率の向上への寄与は小さい。
【００４０】
このように、プロペラボスキャップ５Ａの形状は、フィン６の取り付け角度が同じであっても、プロペラボスキャップ５Ａの表面におけるフィン６の根部に対する流れに関して影響を与えることが分かる。
【００４１】
フィン６の取り付け角度として、従来技術のフィン付きのプロペラボスキャップ５と同様に、図１６と図１７に示すようなレーキ角γを付けても良い。図１７は、フィン６のレーキ角γが０で取り付けられた場合と正の角度（＋γ）あるいは負の角度（−γ）で取り付けられた場合を示したものである。
【００４２】
本発明の船舶の推進装置を備えた船舶は、上記の船舶の推進装置１Ａを備えて構成される。この船舶によれば、上記の船舶の推進装置１Ａを使用するので推進効率の向上を図ることができる。また、推進装置１Ａが僅かであるが軽量化されるので、その分推進軸及び推進軸の支持構造を軽量化できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の船舶の推進装置は、フィン付きプロペラボスキャップを使用したスクリュープロペラで形成される推進装置において、推進器効率を高めることができ、それと共に、工作し易くなり、軽量化できるため、船舶の推進装置として利用できる。
【００４４】
また、本発明の船舶の推進装置を備えた船舶は、推進効率の向上を図ることができ、推進装置の軽量化による推進軸及び推進軸の支持構造の軽量化ができるので、数多くの船舶として利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１、１Ａ 船舶の推進装置
２ プロペラボス
２ａ プロペラボスの後端面
３ プロペラ翼
４ プロペラ回転軸
５、５Ａ、５Ｃ、５Ｄ プロペラボスキャップ
５ａ プロペラボスキャップの後端部
５ａｏ 後端部の周縁部
５ａｃ 後端部の中心部
５ｂ プロペラボスキャップの外周面
５ｆ 前端部
６ フィン
Ｄｂａ プロペラボスのキャップ取り付け端部の直径
Ｄｃａ プロペラボスキャップの後端部の直径
Ｄｃｆ プロペラボスキャップの前端部の直径
Ｄｐ プロペラ直径
Ｌｃ プロペラボスキャップの全長（キャップ長さ）
Ｌｃａ 後端部の周縁部と中心部との前後方向の距離
Ｐｃ プロペラ軸
Ｑｆ フィンが発生するトルク
Ｑｐ プロペラ翼が発生するトルク
Ｑｔ 推進装置が発生するトルク
Ｔｆ フィンとキャップが発生する推力
Ｔｐ プロペラ翼が発生する推力
Ｔｔ 推進装置が発生する推力
α フィンの取り付け角度
γ フィンの取り付けレーキ角度
ε プロペラ翼根部のピッチ角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュープロペラのプロペラボスの後側に取り付けるプロペラボスキャップにフィンを設けると共に、このフィンをプロペラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、
前記プロペラボスキャップの後端部を端面で形成するか、又は、前記プロペラボスキャップの後端部の形状を周縁部からプロペラボスキャップの全長の２０％の範囲内に収めると共に、
このプロペラボスキャップの全長をキャップ前端部の直径の０．２８倍〜０．７６倍とし、このプロペラボスキャップのキャップ後端部の直径を、このキャップ前端部の直径の０．３５倍〜０．９５倍とすることを特徴とする船舶の推進装置。
【請求項２】
スクリュープロペラのプロペラボスのプロペラ翼の後側にフィンを設けると共に、このフィンをプロペラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、プロペラボスキャップの後端部を端面で形成するか、又は、前記プロペラボスキャップの後端部の形状を周縁部からプロペラボスキャップの全長の２０％の範囲内に収めると共に、
前記フィンの根部の前端と前記フィンの根部の後端の距離を、プロペラ翼の後端でのプロペラボス直径の０．２８倍〜０．７６倍とし、このフィンの根部の後ろにおける直径を、プロペラ翼の後端でのプロペラボス直径の０．３５倍〜０．９５倍とすることを特徴とする船舶の推進装置。
【請求項３】
前記プロペラボスキャップをプロペラ回転軸を回転軸とする回転体で形成すると共に、この回転体の母線を直線にして、このプロペラボスキャップを円錐台形状に形成することを特徴とする請求項１記載の船舶の推進装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の船舶の推進装置を備えたことを特徴とする船舶。
【請求項１】
スクリュープロペラのプロペラボスの後側に取り付けるプロペラボスキャップにフィンを設けると共に、このフィンをプロペラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、
前記プロペラボスキャップの後端部を端面で形成するか、又は、前記プロペラボスキャップの後端部の形状を周縁部からプロペラボスキャップの全長の２０％の範囲内に収めると共に、
このプロペラボスキャップの全長をキャップ前端部の直径の０．２８倍〜０．７６倍とし、このプロペラボスキャップのキャップ後端部の直径を、このキャップ前端部の直径の０．３５倍〜０．９５倍とすることを特徴とする船舶の推進装置。
【請求項２】
スクリュープロペラのプロペラボスのプロペラ翼の後側にフィンを設けると共に、このフィンをプロペラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、プロペラボスキャップの後端部を端面で形成するか、又は、前記プロペラボスキャップの後端部の形状を周縁部からプロペラボスキャップの全長の２０％の範囲内に収めると共に、
前記フィンの根部の前端と前記フィンの根部の後端の距離を、プロペラ翼の後端でのプロペラボス直径の０．２８倍〜０．７６倍とし、このフィンの根部の後ろにおける直径を、プロペラ翼の後端でのプロペラボス直径の０．３５倍〜０．９５倍とすることを特徴とする船舶の推進装置。
【請求項３】
前記プロペラボスキャップをプロペラ回転軸を回転軸とする回転体で形成すると共に、この回転体の母線を直線にして、このプロペラボスキャップを円錐台形状に形成することを特徴とする請求項１記載の船舶の推進装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の船舶の推進装置を備えたことを特徴とする船舶。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−２１５１８７（Ｐ２０１０−２１５１８７Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６６８３４（Ｐ２００９−６６８３４）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００１４４０４９）株式会社三井造船昭島研究所 (27)
【出願人】（０００２０５５３５）株式会社 商船三井 (21)
【出願人】（５０２０５５３７７）商船三井テクノトレード株式会社 (5)
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００１４４０４９）株式会社三井造船昭島研究所 (27)
【出願人】（０００２０５５３５）株式会社 商船三井 (21)
【出願人】（５０２０５５３７７）商船三井テクノトレード株式会社 (5)
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