船舶
【課題】 海象が変化しても所定速力を維持できる適切なシーマージンを確保するとともに、燃費の向上を図ることができる船舶を提供する。
【解決手段】 船体３を推進させる推進力を発生するプロペラ９と、プロペラ９を回転駆動させる駆動機関５と、加勢推進力を発生する補助推進部１１と、を備え、駆動機関５およびプロペラ９は、少なくとも平水中で所定速力を維持する推進力を発生し、補助推進部１１は、所定速力を維持できない場合に、加勢推進力を発生することを特徴とする。
【解決手段】 船体３を推進させる推進力を発生するプロペラ９と、プロペラ９を回転駆動させる駆動機関５と、加勢推進力を発生する補助推進部１１と、を備え、駆動機関５およびプロペラ９は、少なくとも平水中で所定速力を維持する推進力を発生し、補助推進部１１は、所定速力を維持できない場合に、加勢推進力を発生することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶に関し、特にシーマージンを大きく取る必要のある船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、船舶の推進装置においては、駆動機関によりプロペラを回転駆動させるものが知られている。この駆動機関は、定期的なメンテナンスを行っていれば、ほとんど故障することはなく、プロペラを補助的に駆動する補助駆動機関や補助推進装置を設ける必要性はなかった。
しかしながら、近年における船舶の低燃費化、エネルギ効率の向上の要求の高まりを受けて、プロペラを主駆動機関だけでなく、電動機を補助的に用いて回転駆動させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に開示された技術は、気象・海象条件の厳しい状態においてのみ必要な余裕出力を補助電動機などに受け持たせることにより、主駆動機関の効率向上を狙ったものと考えられる。
【特許文献１】特開２００４−３５９１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
船舶の駆動機関として良く使われるディーゼル機関の出力の定義には、以下の３つの出力がある。つまり、最大出力（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｒａｔｉｎｇ、以下ＭＲと表記する。）と、最大連続出力（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｒａｔｉｎｇ、以下ＭＣＲと表記する。）と、常用出力（Ｎｏｒｍａｌ Ｒａｔｉｎｇ、以下ＮＲと表記する。）と、である。ここで、ＭＲはディーゼル機関において使用できる最大出力（ただし、短時間に限定される。）、ＭＣＲは継続的に使用できる最大出力、ＮＲは通常使用される出力と定義される。なお、ＭＣＲとＮＲは同じである場合が多いので、以下ではＭＲとＮＲを使って説明する。ＮＲ出力は、一般的にＭＲ出力の８５％程度に設定されるため、ＮＲ出力がＭＲ出力の８５％程度に設定されているとして以下の説明を行う。
【０００４】
一般に、船舶の推進装置において主駆動機関の選定は、荒天時における推進性能の悪化を考慮した上で行われている。つまり、平水中を所定速力で航行するために必要な推進馬力に、荒天などの海象悪化によって増加する推進馬力をシーマージン（余裕馬力）として上積みした値が、主駆動機関の常用出力（ＮＲ）となるように主駆動機関は選定または設計される。
特に定時運航性が強く求められる船舶や外洋を航行する船舶、例えばフェリーやコンテナ船などにおいては、シーマージンが高く設定される傾向にある。太平洋航路に就航するコンテナ船などを例に挙げると、平水中における所要推進馬力に対して４０％以上のシーマージンを積んでいる場合さえある。このようなコンテナ船が、穏やかな海象時に定められたスケジュールに沿って航海する場合には、主駆動機関に求められる出力は、最大出力（ＭＲ）の６０％程度になる。
主駆動機関は、著しい低出力領域で運転されると、主駆動機関の燃費が最も良くなる設計点（Ｎｏｒｍａｌ Ｏｕｔｐｕｔ Ｒａｔｉｎｇ：以下、ＮＯＲと表記する。）における運転と比較して、燃費が悪化する。
一方、主プロペラは、船の設計点において最も推進効率が高くなるように設計されるのが一般的であるが、主駆動機関の最大出力（ＭＲ）での運転に耐えるように強度設計がなされなければならないので、最大出力（ＭＲ）と設計点（ＮＯＲ）との乖離が大きくなると、主プロペラの推進効率は低下することとなる。
そのため、上述のようにシーマージンが大きく設定された場合には、主駆動機関の燃費低下と主プロペラの推進効率低下とにより、効率の大幅な悪化が避けられない。
【０００５】
一方、シーマージンを過小評価した場合には、海象が荒れてくると船舶が所定速力を出すために必要な推進馬力が、主駆動機関の常用出力（ＮＲ）を超えることがある。更には、必要な推進馬力が最大出力（ＭＲ）さえ超えることがある。主駆動機関においては、常用出力（ＮＲ）以上の出力を継続的に使用することはできないため、船舶は所定速力を確保できず、運航スケジュールが守れなくなる恐れがあった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、特に、運航の性格上シーマージンを大きくする必要のある船舶について、海象が変化しても所定速力を維持できる適切なシーマージンを確保するとともに、燃費の向上を図ることができる船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の船舶は、船体を推進させる推進力を発生するプロペラと、該プロペラを回転駆動させる駆動機関と、加勢推進力を発生する補助推進部と、を備えた船舶において、前記駆動機関および前記プロペラは、少なくとも平水中で所定速力を維持する推進力を発生させ、前記補助推進部は、上記所定速力を維持できない場合に、加勢推進力を発生させることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、補助推進部を備えることにより、駆動機関の燃費向上を図ることができるとともに、プロペラによる推進効率の向上を図ることができ、船舶全体としての燃費向上を図ることができる。
補助推進部を備えることにより、駆動機関に求められる常用主力（ＮＲ）に含まれていたシーマージンの大部分を補助推進部に分担させることができるので、補助推進部を備えていない場合と比較して、駆動機関の常用出力（ＮＲ）を低く抑えることができる。そのため、船舶において使用頻度の高い平水中で所定速力を維持する出力状態を、駆動機関の燃費が最も良くなる状態（ＮＲに近いのが普通である）に近づけることができる。一方、プロペラは、上述のように補助推進部を備えていない場合と比較して、駆動機関の最大出力（ＭＲ）が低く抑えられているため、作動範囲が狭くなって過度の強度要求を満たす必要がなくなる。そのため、所定速力を維持する際に、推進効率が高いプロペラとすることができる。つまり、プロペラにおける最大出力（ＭＲ）と設計点（ＮＯＲ）との乖離を小さくできるため、所定速力を維持する際に、プロペラの推進効率が低下することがなく、高い推進効率を得ることができる。
補助推進部を備えることにより、海象が変化しても所定速力を維持するために適切なシーマージンを確保することができる。そのため、船舶として使用頻度の高い平水中で所定速力を維持する出力状態を、駆動機関の燃費が最も良くなる状態に近づけることができ、燃費の向上が図られる。
【０００９】
本発明において、前記駆動機関の常用出力は、該駆動機関および前記補助推進部により発生される全体常用出力に対して６０％以上８０％以下となるよう設定され、前記補助推進部の常用出力は、前記全体常用出力に対して２０％以上４０％以下となるよう設定されていることが望ましい。
さらに好ましくは、前記駆動機関の常用出力は、該駆動機関および前記補助推進部により発生される全体常用出力に対して６５％以上７５％以下となるよう設定され、前記補助推進部の常用出力は、前記全体常用出力に対して２５％以上３５％以下となるよう設定されていることが望ましい。また、前記駆動機関の出力が、前記駆動機関の常用出力に対して９０％以上１００％以下の出力で運転される場合において、前記駆動機関のみを用いて前記所定速力で航行できる場合は、前記補助推進部を事実上使用しない状態に置き、前記駆動機関のみを用いて前記所定速力で航行できない場合は、前記補助推進部を加勢推進力として使用することが望ましい。
【００１０】
上述のように、駆動機関の常用出力を低く抑えるとともに当該常用出力付近で最大効率を得るプロペラを用いることにより、補助推進部を用いない場合と比較して、駆動機関、プロペラともに効率の良い状態で作動させることができるので、燃費の向上を図ることができる。また、不足する推進力を補助推進部が発生する加勢推進力で補うことにより、海象が変化しても所定速力を維持できる適切なシーマージンを確保することができる。
【００１１】
上記発明においては、前記補助推進部は、断面が翼形状であるストラットと、該ストラットに設けられ、内部に駆動部を有するポッドと、該ポッドに設けられ、前記駆動部により回転駆動されるポッドプロペラを備えているポッド型推進器であることが望ましい。
【００１２】
本発明によれば、 ポッド型推進器が、ポッド内に設けられた駆動部によりポッドプロペラを回転駆動するため、ポッドプロペラにより加勢推進力を発生させることができる。一方、ポッド型推進器に備えられたストラットは、舵としての機能を有するため、ポッド型推進器を舵として用いることができる。
なお、ポッド型推進器に代えて、アジマス型推進器を用いてもよい。アジマス型推進器は、船体内に駆動部を設けることがポッド型推進器と主に異なり、船体内の駆動部とポッドプロペラとは駆動軸を介して出力が伝達される構成となっている。以下、補助推進器がポッド型推進器の場合について説明するが、補助推進器がアジマス型推進器であってもよい。
【００１３】
上記発明においては、前記ポッド型推進器は、前記プロペラに対して船尾側に配置されていることが望ましい。
【００１４】
本発明によれば、ポッド型推進器がプロペラに対して船尾側に配置されているため、ポッド型推進器により加勢推進力を発生させる場合に、ポッドプロペラの回転方向を前記プロペラの回転方向と逆にすることで、プロペラが発生する回転流を最小化できる。そのため、回転流により低下していたプロペラによる推進効率を向上させて船舶の燃費向上を図ることができる。
【００１５】
上記発明においては、前記ポッド型推進器が、前記船体中または前記船体上に格納可能に設けられていることが望ましい。
【００１６】
本発明によれば、ポッド型推進器が、船体中または船体上に格納可能に設けられているため、ポッド型推進器により加勢推進力を発生させない場合には、ポッド型推進器を船体中または船体上に引き上げて格納することにより、ポッド型推進器に働く抵抗を減らすことができる。抵抗を減らすことにより、船舶が所定速力を維持するのに必要な推進力を減らすことができる。
一方、加勢推進力を発生させる場合には、ポッド型推進器を船体中または船体上から降ろし、ポッドプロペラを回転駆動することで加勢推進力を発生させることができる。
【００１７】
上記発明においては、前記ポッド型推進器は、前記プロペラに対して船尾側に配置され、前記ポッドプロペラは、ピッチ角を変更できる可変ピッチプロペラであることが望ましい。
【００１８】
本発明によれば、ポッドプロペラが可変ピッチプロペラであるため、ポッド型推進器により加勢推進力を発生させていない場合に、ポッドプロペラのピッチ角を変更してフェザリング状態とすることにより、ポッドプロペラによる抵抗を最小化することができる。そのため、加勢推進力を発生させていない場合における船舶の燃費悪化を低減することができる。
【００１９】
上記発明においては、前記ポッド型推進器が前記プロペラの船尾側に配置され、前記駆動部内に電動機が備えられていることが望ましい。
【００２０】
本発明によれば、ポッド型推進器がプロペラの船尾側に配置され、駆動部内に電動機を備えられているため、ポッド型推進器推進器により加勢推進力を発生させていない場合に、プロペラが発生する回転流によりポッドプロペラを介して電動機を回転駆動させることにより、上記回転流の有するエネルギを電気として回収することができる。つまり、船舶の推進に寄与することなく捨てられていた回転流のエネルギを回収することにより、船舶全体として燃費向上を図ることができる。
【００２１】
上記発明においては、前記補助推進部が前記船体の外板に設けられた水の吸込み口と、吸込んだ水を加圧するポンプと、前記船体に設けられ、加圧された水を所定方向へ噴出させる噴出し口と、を備えるジェット推進器であることが望ましい。
【００２２】
本発明によれば、ジェット推進器が、吸込み口から吸込んだ水をポンプで加圧し、加圧された水を噴出し口から船体後方へ噴出させることで加勢推進力を発生させることができる。補助推進部としてポッド型推進器を用いた場合と比較して、ジェット推進器は船体内に配置されるため、抵抗が少なく船舶の燃費低下を防止することができる。
なお、吸込み口は、船体の水面から露出しない外板に設けられていればよく、吸込み効率や吸込んだ水の流れる配管等を考慮して好適な場所に設置される。
また、噴出し口の水の噴出し方向を所定方向へ変更できる形式のものを用いることができる。例えば、ジェット推進器を船体の船首側に設けた場合にはバウスラスタとしても用いることができ、船尾側に設けた場合にはスターンスラスタとしても用いることができる。
また、本発明においては、前記補助推進部としてのジェット推進装置が噴き出す水の少なくとも一部を、船内から排出される水でまかなってもよい。船内から排出される水としては、例えば、駆動機関などの冷却水など、通常の運航において船内から排出される水を例示できる。これにより、ジェット推進装置を作動させる際に船外から取り入れられる水の量を減少できるので、水の吸込みに伴う船体抵抗の削減を図るとともに、吸込み口および配管などの設備削減が図れる。その結果、船舶全体として経済性の向上が期待できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の船舶によれば、シーマージンが大きい船舶に補助推進部を備えることにより、主駆動機関とプロペラの作動出力範囲を限定して効率低下の目立たない範囲で使用できるので、主駆動機関の燃費向上を図ることができるとともに、プロペラによる推進効率の向上を図ることができる。これにより、船舶全体としての燃費向上を図ることができるという効果を奏する。
補助推進部を備え、補助推進部が加勢推進力を発生することにより、適切なシーマージンを確保できるので、海象が変化しても所定速力を維持できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る船舶について図１および図２を参照して説明する。
図１は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
船舶１は、図１に示すように、船体３と、主駆動機関（駆動機関）５と、シャフト７と、主プロペラ（プロペラ）９と、ポッド型推進器（補助推進部）１１とを備えている。
船体３には、内部に主駆動機関５が配置され、船尾に主プロペラ９およびポッド型推進器１１が配置されている。主駆動機関５は、シャフト７を介して主プロペラ９を回転駆動させるものである。主駆動機関５としては、例えばディーゼルエンジンなどを用いることができる。主プロペラ９は、推進力を発生させて船舶１を前後進させるものである。主プロペラ９は、シャフト７を介して主駆動機関５と回転駆動力が伝達されるように接続されている。
ポッド型推進器１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポッド型推進器１１は、ケーシングであるポッド１３と、ポッドプロペラ１５と、ストラット１７とを備えている。ポッド１３内部には、ポッドプロペラ１５を回転駆動する電動機（駆動部）１９と、電動機１９の回転駆動力をポッドプロペラ１５に伝達するポッドシャフト（図示せず）が備えられている。ポッドプロペラ１５は、ポッド１３の電動機１９により回転駆動され、加勢推進力を発生させるものである。ポッドプロペラ１５は、ポッド１３の船首側（図１の左側）に配置されている。なお、ポッドプロペラ１５は、ポッド１３の船尾側（図１の右側）に配置されていてもよいし、ポッド１３の船首側および船尾側にそれぞれ配置されていてもよい。ストラット１７は、ポッド１３と船体３との間に配置され、ポッド１３を支持するものである。また、ストラット１７は、断面が翼形断面に形成されているとともに、船体３に対して回動可能に設けられている。船体３には、ポッド型推進器１１全体を回動させる駆動機構（図示せず）が備えられている。したがって、ポッド型推進器１１は、船舶１の舵としての機能を果たすこともできる。
【００２５】
主駆動機関５の常用出力（ＮＲ１）は、主駆動機関５および電動機１９の常用出力（ＮＲ（連続最大出力））の合計である全体常用出力（全体連続最大出力）に対して約６０％から約８０％まで、好ましくは６５％から７５％まで、さらに好ましくは７０％の出力となるよう設定されている。一方、電動機１９の常用出力（ＮＲ２）は、上記全体常用出力（連続最大出力）に対して約２０％から約４０％まで、好ましくは２５％から３５％まで、さらに好ましくは３０％となるよう設定されている。ここで、常用出力とは通常使用される出力であり、連続最大出力とは駆動機関などが継続的に使用できる最大出力である。なお、常用出力と連続最大出力は同じである場合が多く、駆動機関の常用出力は、最大出力の約８０％から約９０％まで（８５％程度）に設定されていることが多い。また、ディーゼルエンジンなどの駆動機関においては、常用出力（連続最大出力）付近での運転時が最も効率よく運転されるように設計され、燃費が最も良くなる。なお、上記全体連続最大出力は、荒天などの外乱による速力低下を防止するため、通常航行時（平水中または穏やかな海象時に所定速力で航行する時）に対して、例えば、約４０％程度の推進馬力をシーマージンとして上積みしたものとされる。なお、シーマージンは、船主の仕様によって約４０％から約１５％で変更される。
【００２６】
次に、上記の構成からなる船舶１における作用について、図１および図２を用いて説明する。
通常航行時（平水中または穏やかな海象時に所定速力で航行する時）には、図１に示すように、船舶１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポッド型推進器１１は停止され、加勢推進力を発生していない。つまり、主駆動機関５により発生された回転駆動力は、シャフト７を介して、主プロペラ９に伝達される。主プロペラ９は回転駆動されることにより推進力を発生し、船舶１は主プロペラ９により発生された推進力により航行する。ここで、所定速力とは、船舶１の運航スケジュール等に基づいて定められるものであって、船舶１の用途などにより異なるものである。
この場合、主駆動機関５は、最大出力に対して最も効率の高いＮＲ付近の出力で運転される。同時に、主プロペラ９も、最も推進効率の高い領域で使用することができる。
【００２７】
図２は、図１の船舶における荒天時の状態を説明する模式図である。
荒天などの海象悪化時には、図２に示すように、船舶１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポッド型推進器１１を用いて航行する。つまり、主プロペラ９は主駆動機関５により回転され推進力を発生し、ポッド型推進器１１は駆動装置１９によりポッドプロペラ１５を回転させて加勢推進力を発生させる。船舶１は、主プロペラ９による推進力とポッドプロペラ１５による加勢推進力とにより、海象悪化時においても所定速力で航行できる。
この場合、主駆動機関５は、通常航行時と同様にＮＲ付近の出力で運転され、主プロペラ９も通常航行時と同様に、最も推進効率の高い領域で使用することができる。一方、ポッド型推進器１１の駆動機関１９とポッドプロペラ１５は所要の推進力を発生させる出力レベルで使用されている。
【００２８】
なお、主駆動機関５の出力が、主駆動機関５の常用出力に対して９０％以上１００％以下の出力で運転される場合において、主駆動機関５のみを用いて上記所定速力で航行できる場合は、ポッド型推進器１１を停止（事実上使用しない状態に）させ、主駆動機関５のみを用いて前記所定速力で航行できない場合は、ポッド型推進器１１を加勢推進力として使用することが望ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、ポッド型推進器１１を備えることにより、主駆動機関５の燃費向上を図ることができるとともに、主プロペラ９による推進効率の向上を図ることができ、船舶１全体としての燃費向上を図ることができる。
ポッド型推進器１１を備えることにより、主駆動機関５に求められる常用主力（ＮＲ）に含まれていたシーマージンの大部分をポッド型推進器１１に分担させることができるので、ポッド型推進器１１を備えていない場合と比較して、主駆動機関５の常用出力（ＮＲ）を低く抑えることができる。そのため、使用頻度の高い平水中で所定速力を維持する出力状態を、主駆動機関５の燃費が最も良くなる状態（常用出力（ＮＲ）付近）に近づけることができる。一方、主プロペラ９は、上述のようにポッド型推進器１１を備えていない場合と比較して、主駆動機関５の最大出力（ＭＲ）が低く抑えられているため、作動範囲が狭くなって過度の強度要求を満たす必要がなくなる。そのため、所定速力を維持する際に、推進効率が高い主プロペラ９とすることができる。つまり、主プロペラ９における最大出力（ＭＲ）と設計点（ＮＯＲ）との乖離を小さくできるため、所定速力を維持する際に、推進効率が高い主プロペラ９を用いることができる。
ポッド型推進器１１を備えることにより、海象が変化しても所定速力を維持するために適切なシーマージンを確保することができる。そのため、船舶１として使用頻度の高い平水中で所定速力を維持する出力状態を、主駆動機関５の燃費が最も良くなる状態に近づけることができ、燃費の向上が図られる。
【００３０】
ここで、具体的に、主駆動機関と主プロペラのみを備えた船舶と、本実施形態の船舶と、を比較して本実施形態における船舶の効果を説明する。
主駆動機関と主プロペラのみを備えた船舶の場合、主駆動機関は、通常航行時に必要な連続出力に対して、約４０％のシーマージンを上積みされた出力を連続最大出力として出力できるように選定または設計される。一方、主プロペラは、上記主駆動機関の最大出力に対して最も推進効率が高くなるように選定または設計される。
この場合において、主駆動機関は、通常航行時には、最大出力に対して約６０％の出力で運転され、本実施形態と比較して燃費の悪い領域で運転される。一方、主プロペラにおいても、最も推進効率が高い領域から離れた領域で使用されるため、本実施形態と比較して推進効率が悪い領域で使用されている。
つまり、本実施形態における船舶によれば、主駆動機関と主プロペラのみを備えた船舶と比較して、船舶全体としての燃費向上を図ることができる。
【００３１】
さらに、上記特許文献１に記載された主駆動機関と主プロペラとを繋ぐシャフトに軸駆動発電機を備え、主プロペラのみで推進する船舶と、本実施形態の船舶とを比較して、本実施形態における船舶の効果を説明する。
主駆動機関と主プロペラとを繋ぐシャフトに軸駆動発電機を備えた船舶の場合、本実施形態と同様に、通常航行時に、主駆動機関は最大出力に対して最も効率の高い約８０％から約９０％の出力で運転される。つまり、主駆動機関と軸駆動発電機との連続最大出力の比率を７０％対３０％とすることにより、主駆動機関は、通常航行時に最大出力に対して約８０％から約９０％の出力で運転される。一方、主プロペラは、主駆動機関と軸駆動発電機との最大出力の合計最大出力で駆動した場合にも十分な強度を保持するように設計する必要がある。したがって、本実施形態における船舶のプロペラと比較して推進効率が悪いプロペラしか設計することができない。
つまり、本実施形態における船舶によれば、上記特許文献１に記載された船舶と比較しても、船舶全体としての燃費向上を図ることができる。
【００３２】
ポッド型推進器１１を備えることにより、海象が変化しても所定速力を維持できる適切なシーマージンを確保することができる。
上述のように、主駆動機関５の最大出力を低く抑えるとともに当該最大出力に合わせた主プロペラ９を用いたことにより、ポッド型推進器１１を用いない場合と比較して、低下した推進力をポッド型推進器１１が発生する加勢推進力で補うことができる。そのため、ポッド型推進器１１が加勢推進力を発生することにより、海象が変化しても所定速力を維持できる適切なシーマージンを確保することができる。
【００３３】
ポッド型推進器１１を補助推進部として用いることにより、加勢推進力を発生させることができる。
ポッド型推進器１１は、ポッド１３内に設けられた電動機１９によりポッドプロペラ１５を回転駆動するため、ポッドプロペラ１５により加勢推進力を発生させることができる。一方、ポッド型推進器１１に備えられたストラットは、舵としての機能を有するため、ポッド型推進器１１を舵として用いることができる。
【００３４】
ポッド型推進器１１はプロペラに対して船尾側に配置されているため、主プロペラ９による推進効率を向上させて船舶の燃費向上を図ることができる。
つまり、ポッド型推進器１１により加勢推進力を発生させる場合に、ポッドプロペラ１５の回転方向を主プロペラ９の回転方向と逆にすることで、主プロペラ９が発生する回転流を最小化できる。そのため、回転流により低下していた主プロペラ９による推進効率を向上させて船舶１の燃費向上を図ることができる。
【００３５】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図３を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、ポッド型推進器の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図３を用いてポッド型推進器周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図３は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３６】
船舶１０１は、図３に示すように、船体３と、主駆動機関５と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポッド型推進器（補助推進部）１１１とを備えている。
ポッド型推進器１１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものであって、加勢推進力を発生させない場合には船体３中または船体３上に格納されるものである。
船体３には、ポッド型推進器１１１全体を回動させる駆動機構（図示せず）が備えられているとともに、ポッド型推進器１１１を昇降させる昇降機構（図示せず）が備えられている。
【００３７】
上記の構成からなる船舶１０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶１０１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポッド型推進器１１１は、昇降機構により船体３中または船体３上に引き上げられ格納されている。
荒天などの海象悪化時には、図３に示すように、船舶１０１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポッド型推進器１１１を用いて航行する。つまり、ポッド型推進器１１１は、昇降機構により船体３から吊り降ろされ、加勢推進力を発生させる。
【００３８】
上記の構成によれば、ポッド型推進器１１１が、船体３中または船体３上に格納可能に設けられているため、船体３の燃費向上を図ることができる。
ポッド型推進器１１１により加勢推進力を発生させない場合には、ポッド型推進器１１１を船体３中または船体３上に引き上げて格納することにより、ポッド型推進器１１１に働く抵抗を減らすことができる。抵抗を減らすことにより、船体３が所定速力を維持するのに必要な推進力を減らすことができ、船体３の燃費向上を図ることができる。一方、加勢推進力を発生させる場合には、ポッド型推進器１１１を船体３中または船体３上から降ろし、ポッドプロペラ１５を回転駆動することで加勢推進力を発生させることができる。
【００３９】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図４から図６を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、ポッド型推進器の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図４から図６を用いてポッド型推進器周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図４は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４０】
船舶２０１は、図４に示すように、船体３と、主駆動機関５と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポッド型推進器（補助推進部）２１１とを備えている。
ポッド型推進器２１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポッド型推進器２１１は、ケーシングであるポッド２１３と、ポッドプロペラ２１５とを備え、舵（ストラット）２１７に配置されている。ポッド２１３には、内部にポッドプロペラ２１５を回転駆動する電動機１９と、電動機１９の回転駆動力をポッドプロペラ２１５に伝達するポッドシャフト（図示せず）が備えられている。ポッドプロペラ２１５は、ポッド１３の電動機１９により回転駆動され、加勢推進力を発生させるものであって、ピッチ角を変更することができる可変ピッチプロペラである。ポッドプロペラ２１５は、ポッド２１３の船首側（図４の左側）に配置されている。なお、ポッドプロペラ２１５は、ポッド２１３の船尾側（図４の右側）に配置されていてもよいし、ポッド２１３の船首側および船尾側にそれぞれ配置されていてもよい。舵２１７は、主プロペラ９の船尾側に、船体３の船底から下方に向かって延びるように配置されている。また、舵２１７は、断面が翼形断面に形成されているとともに、船体３に対して回動可能に設けられている。船体３には発電機２１９が配置され、舵２１７を介してポッド型推進器２１１の電動機１９に電力が供給されている。
【００４１】
上記の構成からなる船舶１における作用について、図４から図６を用いて説明する。
図５は、図４のポッド型推進器における通常航行時の状態を説明する模式図である。
通常航行時には、図４に示すように、船舶２０１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポッド型推進器２１１は停止され、加勢推進力を発生していない。具体的には、ポッド型推進器２１１のポッドプロペラ２１５は、図５に示すように、ピッチ角が変更されてフェザリング状態となっている。フェザリングの角度範囲としては、約８５°から約９５°の範囲を例示することができる。ピッチ角を９０°とした場合、推進力の発生が完全になくなる。したがって、ピッチ角を約８５°から約９５°の角度範囲とすることにより、ポッドプロペラの抵抗を低減することができる。
【００４２】
図６は、図４のポッド型推進器における荒天時の状態を説明する模式図である。
荒天などの海象悪化時には、船舶２０１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポッド型推進器２１１を用いて航行する。このときポッド型推進器２１１のポッドプロペラ２１５は、図６に示すように、ピッチ角が変更されて加勢推進力を発生できるようにされている。
【００４３】
上記の構成によれば、ポッドプロペラ２１５が可変ピッチプロペラであるため、加勢推進力を発生させていない場合における船舶２０１の燃費悪化を防止することができる。
ポッド型推進器２１１により加勢推進力を発生させていない場合に、ポッドプロペラ２１５のピッチ角を変更してフェザリング状態とすることにより、ポッドプロペラ２１５による抵抗を最小化することができる。そのため、加勢推進力を発生させていない場合における船舶２０１の燃費悪化を防止することができる。
【００４４】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図７を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第３の実施形態と同様であるが、第３の実施形態とは、ポッド型推進器の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図７を用いてポッド型推進器周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図７は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
なお、第３の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４５】
船舶４０１は、図９に示すように、船体３と、主駆動機関５と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポッド型推進器（補助推進部）４１１とを備えている。
ポッド型推進器４１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポッド型推進器４１１は、ケーシングであるポッド２１３と、ポッドプロペラ４１５とを備え、舵２１７に配置されている。ポッドプロペラ４１５は、ポッド１３の電動機（駆動部）４１９により回転駆動され、加勢推進力を発生させるものである。ポッドプロペラ４１５は、ポッド２１３の船首側（図９の左側）に配置されている。なお、ポッドプロペラ４１５は、ポッド２１３の船尾側（図９の右側）に配置されていてもよいし、ポッド２１３の船首側および船尾側にそれぞれ配置されていてもよい。電動機４１９は、電力が供給されることにより、ポッドプロペラ４１５を回転駆動するとともに、ポッドプロペラ４１５に回転駆動されることにより発電を行うものである。
【００４６】
上記の構成からなる船舶４０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶４０１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポッド型推進器４１１は加勢推進力を発生せずに発電を行っている。具体的には、ポッド型推進器４１１のポッドプロペラ４１５は、主プロペラ９により形成された回転流により回転される。電動機４１９はポッドプロペラ４１５により回転駆動されることにより発電を行う。
【００４７】
荒天などの海象悪化時には、船舶４０１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポッド型推進器４１１を用いて航行する。このときポッド型推進器４１１の電動機４１９には電力が供給され、ポッドプロペラ４１５は電動機４１９により回転駆動される。
【００４８】
上記の構成によれば、ポッド型推進器４１１が主プロペラ９の船尾側に配置され、電動機４１９によりポッドプロペラ４１５を回転駆動するため、船舶４０１の燃費向上を図ることができる。
ポッド型推進器４１１により加勢推進力を発生させていない場合に、主プロペラ９の回転流によりポッドプロペラ４１５を介して電動機４１９を回転駆動させることにより、上記回転流の有するエネルギを電気として回収することができる。つまり、船舶４０１の推進に寄与することなく捨てられていた上記回転流のエネルギを回収することにより、船舶４０１全体として燃費向上を図ることができる。
【００４９】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図８から図１２を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、加勢推進力を発生させる構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図８から図１２を用いて加勢推進力を発生させる構成周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図８は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
船舶５０１は、図８に示すように、船体３と、主駆動機関５と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ（補助推進部、ジェット推進装置）５１１とを備えている。
【００５０】
図９および図１０は、図８のポンプジェットスラスタの配置位置を説明する断面図である。
ポンプジェットスラスタ５１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポンプジェットスラスタ５１１は、船体３の底面における船首側に配置されている。船舶５０１が痩せ型船の場合には、図９に示すように、ポンプジェットスラスタ５１１は船体３のセンターラインＣ上に配置される。また、船舶５０１が肥大船の場合には、図１０に示すように、ポンプジェットスラスタ５１１はセンターラインＣに対して左右対称に２ヶ所に配置される。このときポンプジェットスラスタ５１１の間隔は船体３の幅に対して３分の２以内であることが望ましい。
【００５１】
図１１は、図８のポンプジェットスラスタの構成を説明する断面図である。図１２は、図８のポンプジェットスラスタの構成を説明する平面図である。
ポンプジェットスラスタ５１１は、図１１に示すように、吸込み口５１３と、ポンプ５１５と、噴出し口５１７とを備えている。
吸込み口５１３は、船体３の底面に配置され、水がポンプジェットスラスタ５１１内に流入する流入口である。ポンプ５１５は、船体３の内部に配置され、吸込み口５１３から流入した水を加圧するものであり、例えば遠心式のポンプを例示することができる。噴出し口５１７は、船体３の底面に配置され、加圧された水を所定方向に噴出させる流出口である。
吸込み口５１３は、図１２に示すように、ポンプジェットスラスタ５１１の略中央に円形の開口部として設けられている。噴出し口５１７は、水の噴出し方向に向かって延びる一対の噴出し口５１７Ａ，５１７Ａと、噴出し方向に対して交差する方向に延びる噴出し口５１７Ｂとの３つから構成されている。
ポンプジェットスラスタ５１１は、吸込み口５１３が配置された中央部を回転中心として回転可能に配置され、全方位に対して推力を発生させることができる。
【００５２】
第１の実施形態と同様に、主駆動機関５の常用出力（ＮＲ１）は、主駆動機関５およびポンプ５１５の常用出力（ＮＲ（連続最大出力））の合計である全体常用出力（全体連続最大出力）に対して約６０％から約８０％まで、好ましくは６５％から７５％まで、さらに好ましくは７０％の出力となるよう設定されている。一方、ポンプ５１５の常用出力（ＮＲ２）は、上記全体常用出力（連続最大出力）に対して約２０％から約４０％まで、好ましくは２５％から３５％まで、さらに好ましくは３０％となるよう設定されている。
主プロペラ９は、主プロペラ９およびポンプジェットスラスタ５１１により発生される常用出力（ＮＲ）に係る推力の合計である全体常用出力（全体連続最大出力）に係る推力に対して約６０％から約８０％まで、好ましくは６５％から７５％まで、さらに好ましくは７０％の推力を発生するように設定されている。一方、ポンプジェットスラスタ５１１は、上記全体常用出力（連続最大出力）に係る推力に対して約２０％から約４０％まで、好ましくは２５％から３５％まで、さらに好ましくは３０％の推力を発生するように設定されている。
【００５３】
次に、上記の構成からなる船舶５０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶５０１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポンプジェットスラスタ５１１は停止され、加勢推進力を発生していない。
【００５４】
荒天などの海象悪化時には、図８に示すように、船舶５０１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ５１１を用いて航行する。つまり、ポンプジェットスラスタ５１１は、ポンプ５１５により吸込み口５１３から吸込んだ水を加圧し、噴出し口５１７から船尾方向に水を噴出して加勢推進力を発生させている。船舶５０１は、主プロペラ９による推進力とポンプジェットスラスタ５１１による加勢推進力とにより、海象悪化時においても所定速力で航行できる。
ここで、ポンプジェットスラスタ５１１は、船舶５０１が痩せ型船の場合には、図９に示すように、船底境界層が厚いセンターラインＣ上に配置され、船舶５０１が肥大船の場合には、図１０に示すように、船底境界層が厚くなるセンターラインＣより幅方向にやや離れた位置に配置されている。そのため、吸込み口５１３における水の流速が、他の領域と比較して遅く、水の吸込み効率が良くなる。さらに、ポンプジェットスラスタ５１１は、流速が遅い水を吸込み、加圧して加速した状態で噴出すため推進効率を向上させることができる。
【００５５】
また、ポンプジェットスラスタ５１１は、回転させることにより、所定の方位に推進力を発生させることができるため、船舶５０１が入港する際には、バウスラスタとして活用することができる。
なお、上述のように、ポンプジェットスラスタ５１１を船首側の船底に配置してもよいし、船尾側の船底に配置してもよく、特に限定するものではない。ポンプジェットスラスタ５１１を船尾側の船底に配置した場合には、ポンプジェットスラスタ５１１をスターンスラスタとして活用することができる。
【００５６】
上記の構成によれば、補助推進部としてポンプジェットスラスタ５１１を備えることにより、加勢推進力を発生させることができる。
ポンプジェットスラスタ５１１は、吸込み口５１３から吸込んだ水をポンプ５１５で加圧し、加圧された水を噴出し口５１７から船尾方向へ噴出させることで加勢推進力を発生させることができる。補助推進部としてポッド型推進器を用いた場合と比較して、ポンプジェットスラスタ５１１は船体３内に配置されるため、抵抗が少なく船舶５０１の燃費低下を防止することができる。
【００５７】
〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図１３および図１４を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第５の実施形態と同様であるが、第５の実施形態とは、ポンプジェットスラスタの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１３および図１４を用いてポンプジェットスラスタ周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図１３は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。図１４は、図１３のポンプジェットスラスタの構成を説明する断面図である。
なお、第６の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５８】
船舶６０１は、図１３に示すように、船体３と、主駆動機関５と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ（補助推進部、ジェット推進装置）６１１とを備えている。
ポンプジェットスラスタ６１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポンプジェットスラスタ６１１は、図１４に示すように、吸込み口６１３と、ポンプ５１５と、噴出し口６１７とを備えている。
吸込み口６１３は、船体３の底面に配置され、水がポンプジェットスラスタ６１１内に流入する流入口である。噴出し口６１７は、船体３の底面に配置され、加圧された水を所定方向に噴出させる流出口である。吸込み口６１３および噴出し口６１７が設けられた面は、船首方向に向かって上方へ傾いた傾斜面となっている。
【００５９】
次に、上記の構成からなる船舶６０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶６０１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポンプジェットスラスタ６１１は停止され、加勢推進力を発生していない。
【００６０】
荒天などの海象悪化時には、船舶６０１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ６１１を用いて航行する。つまり、船舶６０１は、主プロペラ９による推進力とポンプジェットスラスタ６１１による加勢推進力とにより、海象悪化時においても所定速力で航行できる。
【００６１】
上記の構成によれば、吸込み口６１３および噴出し口６１７を構成する面が、船体３の船首方向に向かって上方へ傾いているため、ポンプジェットスラスタ６１１における水の吸込み効率が向上する。
吸込み口６１３および噴出し口６１７を構成する面が、船体３の船首方向に向かって上方へ傾いているため、船舶６０１が航行することにより水が吸込み口６１３に流入する。そのため、ポンプ５１５の吸込み作用のみで水を吸込む場合と比較して、水の吸込み効率が向上してポンプジェットスラスタ６１１が発生する加勢推進力が大きくなる。
【００６２】
〔第７の実施形態〕
次に、本発明の第７の実施形態について図１５から図１７を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第５の実施形態と同様であるが、第５の実施形態とは、ポンプジェットスラスタの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１５から図１７を用いてポンプジェットスラスタ周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図１５は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。図１６は、図１５のポンプジェットスラスタの構成を説明する断面図である。図１７は、図１５のポンプジェットスラスタの構成を説明する平面図である。
なお、第６の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６３】
船舶７０１は、図１５に示すように、船体３と、主駆動機関５と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ（補助推進部、ジェット推進装置）７１１とを備えている。
ポンプジェットスラスタ７１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポンプジェットスラスタ７１１は、図１６に示すように、吸込み口５１３と、ポンプ５１５と、噴出し口５１７と、遮蔽体（凸部）７１９と、を備えている。
遮蔽体７１９は、図１７に示すように、吸込み口５１３と噴出し口５１７Ｂとの間に配置され、船体３の船底から下方に延びるように配置されている。
【００６４】
次に、上記の構成からなる船舶７０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶７０１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポンプジェットスラスタ７１１は停止され、加勢推進力を発生していない。
【００６５】
荒天などの海象悪化時には、船舶７０１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ７１１を用いて航行する。つまり、船舶７０１は、主プロペラ９による推進力とポンプジェットスラスタ７１１による加勢推進力とにより、海象悪化時においても所定速力で航行できる。ポンプジェットスラスタ７１１により加勢推進力を発生させる場合には、遮蔽体７１９は、吸込み口５１３に対して船尾方向、噴出し口５１７Ｂに対して船首方向に配置されている。
【００６６】
上記の構成によれば、吸込み口５１３に対する船尾方向に遮蔽体７１９が配置されたことにより、ポンプジェットスラスタ７１１における水の吸込み効率を向上させることができる。
遮蔽体７１９は、吸込み口５１３に対する船尾方向に、船底から下方に向かって延びるように設けられているため、船舶７０１が航行すると船底に沿って流れる水が遮蔽体７１９に遮られ、吸込み口５１３に流入する。そのため、遮蔽体７１９が設けられていない場合と比較して、ポンプジェットスラスタ７１１における水の吸込み効率、特に高速航行時における吸い込み効率を向上させることができる。
【００６７】
噴出し口５１７Ｂに対する船首方向に遮蔽体７１９が配置されたたことにより、遮蔽体７１９による抵抗増加を抑えることができる。
噴出し口５１７Ｂは船底に設けられているため、水は船底から斜め下方に向かって噴出し口５１７Ｂから噴出される。船舶７０１が航行すると水は船底に沿って流れるが、噴出し口５１７Ｂの近傍においては、噴出された水により船底から離れる方向の流れが発生する。すると、遮蔽体７１９により遮られる船底に沿った水の流れが弱くなり、遮蔽体７１９による抵抗増加を抑えることができる。
【００６８】
〔第８の実施形態〕
次に、本発明の第８の実施形態について図１８を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第５の実施形態と同様であるが、第５の実施形態とは、ポンプジェットスラスタの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、
図１８を用いてポンプジェットスラスタ周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図１８は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
なお、第６の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６９】
船舶８０１は、図１８に示すように、船体３と、主駆動機関（図示せず）と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ（補助推進部、ジェット推進装置）８１１とを備えている。
【００７０】
ポンプジェットスラスタ８１１は、主駆動機関および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポンプジェットスラスタ８１１は、吸込み口８１３と、ポンプ８１５と、噴出し口８１７と、配管８１９と、を備えている。
吸込み口８１３は、船体３の外板であって船底に設けられている。吸込み口８１３は、船体３外から水が吸込まれる開口部である。
ポンプ８１５は、船体３の内部であって、配管８１９に設けられている。ポンプ８１５は、吸込み口８１３から吸込まれた水を加圧して、噴出し口８１７から噴出させるものである。
噴出し口８１７は、船体３の船尾側に設けられ、船舶８０１の進行方向に対して後方に向かって開口する開口部である。噴出し口８１７からは、ポンプ８１５により加圧された水が噴出される。
配管８１９は、船体３内に配置され、吸込み口８１３と噴出し口８１７とを連通させるものである。また、配管８１９には、ポンプ８１５が配置されている。配管８１９内には、吸込み口８１３から流入した水が流れる。
【００７１】
次に、上記の構成からなる船舶８０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶８０１は、主駆動機関（図示せず）および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポンプジェットスラスタ８１１は停止され、加勢推進力を発生していない。
【００７２】
荒天などの海象悪化時には、船舶８０１は、主駆動機関（図示せず）および主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ８１１を用いて航行する。つまり、船舶８０１は、主プロペラ９による推進力とポンプジェットスラスタ８１１による加勢推進力とにより、海象悪化時においても所定速力で航行できる。
【００７３】
上記の構成によれば、補助推進部としてポンプジェットスラスタ８１１を備えることにより、加勢推進力を発生させることができる。
ポンプジェットスラスタ８１１は、吸込み口８１３から吸込んだ水をポンプ８１５で加圧し、加圧された水を噴出し口８１７から船尾方向へ噴出させることで加勢推進力を発生させることができる。補助推進部としてポッド型推進器を用いた場合と比較して、ポンプジェットスラスタ８１１は船体３内に配置されるため、抵抗が少なく船舶８０１の燃費低下を防止することができる。
【００７４】
〔第９の実施形態〕
次に、本発明の第９の実施形態について図１９を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第８の実施形態と同様であるが、第８の実施形態とは、ポンプジェットスラスタの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、
図１９を用いてポンプジェットスラスタ周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図１９は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
なお、第８の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７５】
船舶９０１は、図１９に示すように、船体３と、主駆動機関（図示せず）と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ（補助推進部、ジェット推進装置）９１１とを備えている。
【００７６】
ポンプジェットスラスタ９１１は、主駆動機関および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポンプジェットスラスタ９１１は、吸込み口８１３と、ポンプ８１５と、噴出し口８１７と、配管９１９と、排水管９２１とを備えている。
吸込み口８１３は、船体３の外板であって船底に設けられている。吸込み口８１３は、船体３外から水が吸込まれる開口部である。
ポンプ８１５は、船体３の内部であって、配管９１９に設けられている。ポンプ８１５は、吸込み口８１３から吸込まれた水および排水管９２１から排出された排水を加圧して、噴出し口８１７から噴出させるものである。
噴出し口８１７は、船体３の船尾側に設けられ、船舶８０１の進行方向に対して後方に向かって開口する開口部である。噴出し口８１７からは、ポンプ８１５により加圧された水が噴出される。
配管９１９は、船体３内に配置され、吸込み口８１３と噴出し口８１７とを連通させるものである。また、配管９１９には、ポンプ８１５が配置されている。配管９１９内には、吸込み口８１３から流入した水および排水管９２１から流入した排水が流れる。
排水管９２１は、主駆動機関の冷却水を配管９１９に排出する配管である。排水管９２１は、配管９１９における吸込み口８１３とポンプ８１５との間に接続されている。なお、排水管９２１は、上述のように主駆動機関の冷却水を配管９１９に排出するものでもよいし、通常航行時において船舶９０１から排出される他の水を配管９１９に排出するものであってもよく、特に限定するものではない。
【００７７】
次に、上記の構成からなる船舶９０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶９０１は、主駆動機関（図示せず）および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポンプジェットスラスタ９１１は停止され、加勢推進力を発生していない。
【００７８】
荒天などの海象悪化時には、船舶９０１は、主駆動機関（図示せず）および主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ９１１を用いて航行する。つまり、船舶９０１は、主プロペラ９による推進力とポンプジェットスラスタ９１１による加勢推進力とにより、海象悪化時においても所定速力で航行できる。
【００７９】
上記の構成によれば、ポンプジェットスラスタ９１１が噴き出す水の少なくとも一部に、船舶９０１内から排出された水が含まれているため、船舶９０１の全体として経済性の向上を図ることができる。つまり、ポンプジェットスラスタ９１１の作動時に、船体３外から吸込まれる水の量を減少できるため、水の吸込みに伴う船体３の抵抗削減を図ることができる。同時に、ポンプジェットスラスタ９１１における吸込み口８１３および配管９１９などの設備削減が図れる。その結果、船舶９０１の全体として経済性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図２】図１の船舶における荒天時の状態を説明する模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図４】本発明の第３の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図５】図４のポッド型推進器における通常航行時の状態を説明する模式図である。
【図６】図４のポッド型推進器における荒天時の状態を説明する模式図である。
【図７】本発明の第４の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図８】本発明の第５の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図９】図８のポンプジェットスラスタの配置位置を説明する断面図である。
【図１０】図８のポンプジェットスラスタの配置位置を説明する断面図である。
【図１１】図８のポンプジェットスラスタの構成を説明する断面図である。
【図１２】図８のポンプジェットスラスタの構成を説明する平面図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図１４】図１３のポンプジェットスラスタの構成を説明する断面図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図１６】図１５のポンプジェットスラスタの構成を説明する断面図である。
【図１７】図１５のポンプジェットスラスタの構成を説明する平面図である。
【図１８】本発明の第８の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図１９】本発明の第９の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００８１】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９０１ 船舶
３ 船体
５ 主駆動機関（駆動機関）
９ 主プロペラ（プロペラ）
１１，１１１，２１１，３１１，４１１ ポッド型推進器（補助推進部）
１３，２１３ ポッド
１５，２１５，３１５，４１５ ポッドプロペラ
１７ ストラット
１９，４１９ 電動機（駆動部）
２１７ 舵（ストラット）
５１１，６１１，７１１，８１１，９１１ ポンプジェットスラスタ（補助推進部、ジェット推進装置）
５１３，６１３，８１３ 吸込み口
５１５，８１５ ポンプ
５１７，５１７Ａ，５１７Ｂ，６１７，８１７ 噴出し口
７１９ 遮蔽体（凸部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶に関し、特にシーマージンを大きく取る必要のある船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、船舶の推進装置においては、駆動機関によりプロペラを回転駆動させるものが知られている。この駆動機関は、定期的なメンテナンスを行っていれば、ほとんど故障することはなく、プロペラを補助的に駆動する補助駆動機関や補助推進装置を設ける必要性はなかった。
しかしながら、近年における船舶の低燃費化、エネルギ効率の向上の要求の高まりを受けて、プロペラを主駆動機関だけでなく、電動機を補助的に用いて回転駆動させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に開示された技術は、気象・海象条件の厳しい状態においてのみ必要な余裕出力を補助電動機などに受け持たせることにより、主駆動機関の効率向上を狙ったものと考えられる。
【特許文献１】特開２００４−３５９１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
船舶の駆動機関として良く使われるディーゼル機関の出力の定義には、以下の３つの出力がある。つまり、最大出力（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｒａｔｉｎｇ、以下ＭＲと表記する。）と、最大連続出力（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｒａｔｉｎｇ、以下ＭＣＲと表記する。）と、常用出力（Ｎｏｒｍａｌ Ｒａｔｉｎｇ、以下ＮＲと表記する。）と、である。ここで、ＭＲはディーゼル機関において使用できる最大出力（ただし、短時間に限定される。）、ＭＣＲは継続的に使用できる最大出力、ＮＲは通常使用される出力と定義される。なお、ＭＣＲとＮＲは同じである場合が多いので、以下ではＭＲとＮＲを使って説明する。ＮＲ出力は、一般的にＭＲ出力の８５％程度に設定されるため、ＮＲ出力がＭＲ出力の８５％程度に設定されているとして以下の説明を行う。
【０００４】
一般に、船舶の推進装置において主駆動機関の選定は、荒天時における推進性能の悪化を考慮した上で行われている。つまり、平水中を所定速力で航行するために必要な推進馬力に、荒天などの海象悪化によって増加する推進馬力をシーマージン（余裕馬力）として上積みした値が、主駆動機関の常用出力（ＮＲ）となるように主駆動機関は選定または設計される。
特に定時運航性が強く求められる船舶や外洋を航行する船舶、例えばフェリーやコンテナ船などにおいては、シーマージンが高く設定される傾向にある。太平洋航路に就航するコンテナ船などを例に挙げると、平水中における所要推進馬力に対して４０％以上のシーマージンを積んでいる場合さえある。このようなコンテナ船が、穏やかな海象時に定められたスケジュールに沿って航海する場合には、主駆動機関に求められる出力は、最大出力（ＭＲ）の６０％程度になる。
主駆動機関は、著しい低出力領域で運転されると、主駆動機関の燃費が最も良くなる設計点（Ｎｏｒｍａｌ Ｏｕｔｐｕｔ Ｒａｔｉｎｇ：以下、ＮＯＲと表記する。）における運転と比較して、燃費が悪化する。
一方、主プロペラは、船の設計点において最も推進効率が高くなるように設計されるのが一般的であるが、主駆動機関の最大出力（ＭＲ）での運転に耐えるように強度設計がなされなければならないので、最大出力（ＭＲ）と設計点（ＮＯＲ）との乖離が大きくなると、主プロペラの推進効率は低下することとなる。
そのため、上述のようにシーマージンが大きく設定された場合には、主駆動機関の燃費低下と主プロペラの推進効率低下とにより、効率の大幅な悪化が避けられない。
【０００５】
一方、シーマージンを過小評価した場合には、海象が荒れてくると船舶が所定速力を出すために必要な推進馬力が、主駆動機関の常用出力（ＮＲ）を超えることがある。更には、必要な推進馬力が最大出力（ＭＲ）さえ超えることがある。主駆動機関においては、常用出力（ＮＲ）以上の出力を継続的に使用することはできないため、船舶は所定速力を確保できず、運航スケジュールが守れなくなる恐れがあった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、特に、運航の性格上シーマージンを大きくする必要のある船舶について、海象が変化しても所定速力を維持できる適切なシーマージンを確保するとともに、燃費の向上を図ることができる船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の船舶は、船体を推進させる推進力を発生するプロペラと、該プロペラを回転駆動させる駆動機関と、加勢推進力を発生する補助推進部と、を備えた船舶において、前記駆動機関および前記プロペラは、少なくとも平水中で所定速力を維持する推進力を発生させ、前記補助推進部は、上記所定速力を維持できない場合に、加勢推進力を発生させることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、補助推進部を備えることにより、駆動機関の燃費向上を図ることができるとともに、プロペラによる推進効率の向上を図ることができ、船舶全体としての燃費向上を図ることができる。
補助推進部を備えることにより、駆動機関に求められる常用主力（ＮＲ）に含まれていたシーマージンの大部分を補助推進部に分担させることができるので、補助推進部を備えていない場合と比較して、駆動機関の常用出力（ＮＲ）を低く抑えることができる。そのため、船舶において使用頻度の高い平水中で所定速力を維持する出力状態を、駆動機関の燃費が最も良くなる状態（ＮＲに近いのが普通である）に近づけることができる。一方、プロペラは、上述のように補助推進部を備えていない場合と比較して、駆動機関の最大出力（ＭＲ）が低く抑えられているため、作動範囲が狭くなって過度の強度要求を満たす必要がなくなる。そのため、所定速力を維持する際に、推進効率が高いプロペラとすることができる。つまり、プロペラにおける最大出力（ＭＲ）と設計点（ＮＯＲ）との乖離を小さくできるため、所定速力を維持する際に、プロペラの推進効率が低下することがなく、高い推進効率を得ることができる。
補助推進部を備えることにより、海象が変化しても所定速力を維持するために適切なシーマージンを確保することができる。そのため、船舶として使用頻度の高い平水中で所定速力を維持する出力状態を、駆動機関の燃費が最も良くなる状態に近づけることができ、燃費の向上が図られる。
【０００９】
本発明において、前記駆動機関の常用出力は、該駆動機関および前記補助推進部により発生される全体常用出力に対して６０％以上８０％以下となるよう設定され、前記補助推進部の常用出力は、前記全体常用出力に対して２０％以上４０％以下となるよう設定されていることが望ましい。
さらに好ましくは、前記駆動機関の常用出力は、該駆動機関および前記補助推進部により発生される全体常用出力に対して６５％以上７５％以下となるよう設定され、前記補助推進部の常用出力は、前記全体常用出力に対して２５％以上３５％以下となるよう設定されていることが望ましい。また、前記駆動機関の出力が、前記駆動機関の常用出力に対して９０％以上１００％以下の出力で運転される場合において、前記駆動機関のみを用いて前記所定速力で航行できる場合は、前記補助推進部を事実上使用しない状態に置き、前記駆動機関のみを用いて前記所定速力で航行できない場合は、前記補助推進部を加勢推進力として使用することが望ましい。
【００１０】
上述のように、駆動機関の常用出力を低く抑えるとともに当該常用出力付近で最大効率を得るプロペラを用いることにより、補助推進部を用いない場合と比較して、駆動機関、プロペラともに効率の良い状態で作動させることができるので、燃費の向上を図ることができる。また、不足する推進力を補助推進部が発生する加勢推進力で補うことにより、海象が変化しても所定速力を維持できる適切なシーマージンを確保することができる。
【００１１】
上記発明においては、前記補助推進部は、断面が翼形状であるストラットと、該ストラットに設けられ、内部に駆動部を有するポッドと、該ポッドに設けられ、前記駆動部により回転駆動されるポッドプロペラを備えているポッド型推進器であることが望ましい。
【００１２】
本発明によれば、 ポッド型推進器が、ポッド内に設けられた駆動部によりポッドプロペラを回転駆動するため、ポッドプロペラにより加勢推進力を発生させることができる。一方、ポッド型推進器に備えられたストラットは、舵としての機能を有するため、ポッド型推進器を舵として用いることができる。
なお、ポッド型推進器に代えて、アジマス型推進器を用いてもよい。アジマス型推進器は、船体内に駆動部を設けることがポッド型推進器と主に異なり、船体内の駆動部とポッドプロペラとは駆動軸を介して出力が伝達される構成となっている。以下、補助推進器がポッド型推進器の場合について説明するが、補助推進器がアジマス型推進器であってもよい。
【００１３】
上記発明においては、前記ポッド型推進器は、前記プロペラに対して船尾側に配置されていることが望ましい。
【００１４】
本発明によれば、ポッド型推進器がプロペラに対して船尾側に配置されているため、ポッド型推進器により加勢推進力を発生させる場合に、ポッドプロペラの回転方向を前記プロペラの回転方向と逆にすることで、プロペラが発生する回転流を最小化できる。そのため、回転流により低下していたプロペラによる推進効率を向上させて船舶の燃費向上を図ることができる。
【００１５】
上記発明においては、前記ポッド型推進器が、前記船体中または前記船体上に格納可能に設けられていることが望ましい。
【００１６】
本発明によれば、ポッド型推進器が、船体中または船体上に格納可能に設けられているため、ポッド型推進器により加勢推進力を発生させない場合には、ポッド型推進器を船体中または船体上に引き上げて格納することにより、ポッド型推進器に働く抵抗を減らすことができる。抵抗を減らすことにより、船舶が所定速力を維持するのに必要な推進力を減らすことができる。
一方、加勢推進力を発生させる場合には、ポッド型推進器を船体中または船体上から降ろし、ポッドプロペラを回転駆動することで加勢推進力を発生させることができる。
【００１７】
上記発明においては、前記ポッド型推進器は、前記プロペラに対して船尾側に配置され、前記ポッドプロペラは、ピッチ角を変更できる可変ピッチプロペラであることが望ましい。
【００１８】
本発明によれば、ポッドプロペラが可変ピッチプロペラであるため、ポッド型推進器により加勢推進力を発生させていない場合に、ポッドプロペラのピッチ角を変更してフェザリング状態とすることにより、ポッドプロペラによる抵抗を最小化することができる。そのため、加勢推進力を発生させていない場合における船舶の燃費悪化を低減することができる。
【００１９】
上記発明においては、前記ポッド型推進器が前記プロペラの船尾側に配置され、前記駆動部内に電動機が備えられていることが望ましい。
【００２０】
本発明によれば、ポッド型推進器がプロペラの船尾側に配置され、駆動部内に電動機を備えられているため、ポッド型推進器推進器により加勢推進力を発生させていない場合に、プロペラが発生する回転流によりポッドプロペラを介して電動機を回転駆動させることにより、上記回転流の有するエネルギを電気として回収することができる。つまり、船舶の推進に寄与することなく捨てられていた回転流のエネルギを回収することにより、船舶全体として燃費向上を図ることができる。
【００２１】
上記発明においては、前記補助推進部が前記船体の外板に設けられた水の吸込み口と、吸込んだ水を加圧するポンプと、前記船体に設けられ、加圧された水を所定方向へ噴出させる噴出し口と、を備えるジェット推進器であることが望ましい。
【００２２】
本発明によれば、ジェット推進器が、吸込み口から吸込んだ水をポンプで加圧し、加圧された水を噴出し口から船体後方へ噴出させることで加勢推進力を発生させることができる。補助推進部としてポッド型推進器を用いた場合と比較して、ジェット推進器は船体内に配置されるため、抵抗が少なく船舶の燃費低下を防止することができる。
なお、吸込み口は、船体の水面から露出しない外板に設けられていればよく、吸込み効率や吸込んだ水の流れる配管等を考慮して好適な場所に設置される。
また、噴出し口の水の噴出し方向を所定方向へ変更できる形式のものを用いることができる。例えば、ジェット推進器を船体の船首側に設けた場合にはバウスラスタとしても用いることができ、船尾側に設けた場合にはスターンスラスタとしても用いることができる。
また、本発明においては、前記補助推進部としてのジェット推進装置が噴き出す水の少なくとも一部を、船内から排出される水でまかなってもよい。船内から排出される水としては、例えば、駆動機関などの冷却水など、通常の運航において船内から排出される水を例示できる。これにより、ジェット推進装置を作動させる際に船外から取り入れられる水の量を減少できるので、水の吸込みに伴う船体抵抗の削減を図るとともに、吸込み口および配管などの設備削減が図れる。その結果、船舶全体として経済性の向上が期待できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の船舶によれば、シーマージンが大きい船舶に補助推進部を備えることにより、主駆動機関とプロペラの作動出力範囲を限定して効率低下の目立たない範囲で使用できるので、主駆動機関の燃費向上を図ることができるとともに、プロペラによる推進効率の向上を図ることができる。これにより、船舶全体としての燃費向上を図ることができるという効果を奏する。
補助推進部を備え、補助推進部が加勢推進力を発生することにより、適切なシーマージンを確保できるので、海象が変化しても所定速力を維持できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る船舶について図１および図２を参照して説明する。
図１は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
船舶１は、図１に示すように、船体３と、主駆動機関（駆動機関）５と、シャフト７と、主プロペラ（プロペラ）９と、ポッド型推進器（補助推進部）１１とを備えている。
船体３には、内部に主駆動機関５が配置され、船尾に主プロペラ９およびポッド型推進器１１が配置されている。主駆動機関５は、シャフト７を介して主プロペラ９を回転駆動させるものである。主駆動機関５としては、例えばディーゼルエンジンなどを用いることができる。主プロペラ９は、推進力を発生させて船舶１を前後進させるものである。主プロペラ９は、シャフト７を介して主駆動機関５と回転駆動力が伝達されるように接続されている。
ポッド型推進器１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポッド型推進器１１は、ケーシングであるポッド１３と、ポッドプロペラ１５と、ストラット１７とを備えている。ポッド１３内部には、ポッドプロペラ１５を回転駆動する電動機（駆動部）１９と、電動機１９の回転駆動力をポッドプロペラ１５に伝達するポッドシャフト（図示せず）が備えられている。ポッドプロペラ１５は、ポッド１３の電動機１９により回転駆動され、加勢推進力を発生させるものである。ポッドプロペラ１５は、ポッド１３の船首側（図１の左側）に配置されている。なお、ポッドプロペラ１５は、ポッド１３の船尾側（図１の右側）に配置されていてもよいし、ポッド１３の船首側および船尾側にそれぞれ配置されていてもよい。ストラット１７は、ポッド１３と船体３との間に配置され、ポッド１３を支持するものである。また、ストラット１７は、断面が翼形断面に形成されているとともに、船体３に対して回動可能に設けられている。船体３には、ポッド型推進器１１全体を回動させる駆動機構（図示せず）が備えられている。したがって、ポッド型推進器１１は、船舶１の舵としての機能を果たすこともできる。
【００２５】
主駆動機関５の常用出力（ＮＲ１）は、主駆動機関５および電動機１９の常用出力（ＮＲ（連続最大出力））の合計である全体常用出力（全体連続最大出力）に対して約６０％から約８０％まで、好ましくは６５％から７５％まで、さらに好ましくは７０％の出力となるよう設定されている。一方、電動機１９の常用出力（ＮＲ２）は、上記全体常用出力（連続最大出力）に対して約２０％から約４０％まで、好ましくは２５％から３５％まで、さらに好ましくは３０％となるよう設定されている。ここで、常用出力とは通常使用される出力であり、連続最大出力とは駆動機関などが継続的に使用できる最大出力である。なお、常用出力と連続最大出力は同じである場合が多く、駆動機関の常用出力は、最大出力の約８０％から約９０％まで（８５％程度）に設定されていることが多い。また、ディーゼルエンジンなどの駆動機関においては、常用出力（連続最大出力）付近での運転時が最も効率よく運転されるように設計され、燃費が最も良くなる。なお、上記全体連続最大出力は、荒天などの外乱による速力低下を防止するため、通常航行時（平水中または穏やかな海象時に所定速力で航行する時）に対して、例えば、約４０％程度の推進馬力をシーマージンとして上積みしたものとされる。なお、シーマージンは、船主の仕様によって約４０％から約１５％で変更される。
【００２６】
次に、上記の構成からなる船舶１における作用について、図１および図２を用いて説明する。
通常航行時（平水中または穏やかな海象時に所定速力で航行する時）には、図１に示すように、船舶１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポッド型推進器１１は停止され、加勢推進力を発生していない。つまり、主駆動機関５により発生された回転駆動力は、シャフト７を介して、主プロペラ９に伝達される。主プロペラ９は回転駆動されることにより推進力を発生し、船舶１は主プロペラ９により発生された推進力により航行する。ここで、所定速力とは、船舶１の運航スケジュール等に基づいて定められるものであって、船舶１の用途などにより異なるものである。
この場合、主駆動機関５は、最大出力に対して最も効率の高いＮＲ付近の出力で運転される。同時に、主プロペラ９も、最も推進効率の高い領域で使用することができる。
【００２７】
図２は、図１の船舶における荒天時の状態を説明する模式図である。
荒天などの海象悪化時には、図２に示すように、船舶１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポッド型推進器１１を用いて航行する。つまり、主プロペラ９は主駆動機関５により回転され推進力を発生し、ポッド型推進器１１は駆動装置１９によりポッドプロペラ１５を回転させて加勢推進力を発生させる。船舶１は、主プロペラ９による推進力とポッドプロペラ１５による加勢推進力とにより、海象悪化時においても所定速力で航行できる。
この場合、主駆動機関５は、通常航行時と同様にＮＲ付近の出力で運転され、主プロペラ９も通常航行時と同様に、最も推進効率の高い領域で使用することができる。一方、ポッド型推進器１１の駆動機関１９とポッドプロペラ１５は所要の推進力を発生させる出力レベルで使用されている。
【００２８】
なお、主駆動機関５の出力が、主駆動機関５の常用出力に対して９０％以上１００％以下の出力で運転される場合において、主駆動機関５のみを用いて上記所定速力で航行できる場合は、ポッド型推進器１１を停止（事実上使用しない状態に）させ、主駆動機関５のみを用いて前記所定速力で航行できない場合は、ポッド型推進器１１を加勢推進力として使用することが望ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、ポッド型推進器１１を備えることにより、主駆動機関５の燃費向上を図ることができるとともに、主プロペラ９による推進効率の向上を図ることができ、船舶１全体としての燃費向上を図ることができる。
ポッド型推進器１１を備えることにより、主駆動機関５に求められる常用主力（ＮＲ）に含まれていたシーマージンの大部分をポッド型推進器１１に分担させることができるので、ポッド型推進器１１を備えていない場合と比較して、主駆動機関５の常用出力（ＮＲ）を低く抑えることができる。そのため、使用頻度の高い平水中で所定速力を維持する出力状態を、主駆動機関５の燃費が最も良くなる状態（常用出力（ＮＲ）付近）に近づけることができる。一方、主プロペラ９は、上述のようにポッド型推進器１１を備えていない場合と比較して、主駆動機関５の最大出力（ＭＲ）が低く抑えられているため、作動範囲が狭くなって過度の強度要求を満たす必要がなくなる。そのため、所定速力を維持する際に、推進効率が高い主プロペラ９とすることができる。つまり、主プロペラ９における最大出力（ＭＲ）と設計点（ＮＯＲ）との乖離を小さくできるため、所定速力を維持する際に、推進効率が高い主プロペラ９を用いることができる。
ポッド型推進器１１を備えることにより、海象が変化しても所定速力を維持するために適切なシーマージンを確保することができる。そのため、船舶１として使用頻度の高い平水中で所定速力を維持する出力状態を、主駆動機関５の燃費が最も良くなる状態に近づけることができ、燃費の向上が図られる。
【００３０】
ここで、具体的に、主駆動機関と主プロペラのみを備えた船舶と、本実施形態の船舶と、を比較して本実施形態における船舶の効果を説明する。
主駆動機関と主プロペラのみを備えた船舶の場合、主駆動機関は、通常航行時に必要な連続出力に対して、約４０％のシーマージンを上積みされた出力を連続最大出力として出力できるように選定または設計される。一方、主プロペラは、上記主駆動機関の最大出力に対して最も推進効率が高くなるように選定または設計される。
この場合において、主駆動機関は、通常航行時には、最大出力に対して約６０％の出力で運転され、本実施形態と比較して燃費の悪い領域で運転される。一方、主プロペラにおいても、最も推進効率が高い領域から離れた領域で使用されるため、本実施形態と比較して推進効率が悪い領域で使用されている。
つまり、本実施形態における船舶によれば、主駆動機関と主プロペラのみを備えた船舶と比較して、船舶全体としての燃費向上を図ることができる。
【００３１】
さらに、上記特許文献１に記載された主駆動機関と主プロペラとを繋ぐシャフトに軸駆動発電機を備え、主プロペラのみで推進する船舶と、本実施形態の船舶とを比較して、本実施形態における船舶の効果を説明する。
主駆動機関と主プロペラとを繋ぐシャフトに軸駆動発電機を備えた船舶の場合、本実施形態と同様に、通常航行時に、主駆動機関は最大出力に対して最も効率の高い約８０％から約９０％の出力で運転される。つまり、主駆動機関と軸駆動発電機との連続最大出力の比率を７０％対３０％とすることにより、主駆動機関は、通常航行時に最大出力に対して約８０％から約９０％の出力で運転される。一方、主プロペラは、主駆動機関と軸駆動発電機との最大出力の合計最大出力で駆動した場合にも十分な強度を保持するように設計する必要がある。したがって、本実施形態における船舶のプロペラと比較して推進効率が悪いプロペラしか設計することができない。
つまり、本実施形態における船舶によれば、上記特許文献１に記載された船舶と比較しても、船舶全体としての燃費向上を図ることができる。
【００３２】
ポッド型推進器１１を備えることにより、海象が変化しても所定速力を維持できる適切なシーマージンを確保することができる。
上述のように、主駆動機関５の最大出力を低く抑えるとともに当該最大出力に合わせた主プロペラ９を用いたことにより、ポッド型推進器１１を用いない場合と比較して、低下した推進力をポッド型推進器１１が発生する加勢推進力で補うことができる。そのため、ポッド型推進器１１が加勢推進力を発生することにより、海象が変化しても所定速力を維持できる適切なシーマージンを確保することができる。
【００３３】
ポッド型推進器１１を補助推進部として用いることにより、加勢推進力を発生させることができる。
ポッド型推進器１１は、ポッド１３内に設けられた電動機１９によりポッドプロペラ１５を回転駆動するため、ポッドプロペラ１５により加勢推進力を発生させることができる。一方、ポッド型推進器１１に備えられたストラットは、舵としての機能を有するため、ポッド型推進器１１を舵として用いることができる。
【００３４】
ポッド型推進器１１はプロペラに対して船尾側に配置されているため、主プロペラ９による推進効率を向上させて船舶の燃費向上を図ることができる。
つまり、ポッド型推進器１１により加勢推進力を発生させる場合に、ポッドプロペラ１５の回転方向を主プロペラ９の回転方向と逆にすることで、主プロペラ９が発生する回転流を最小化できる。そのため、回転流により低下していた主プロペラ９による推進効率を向上させて船舶１の燃費向上を図ることができる。
【００３５】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図３を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、ポッド型推進器の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図３を用いてポッド型推進器周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図３は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３６】
船舶１０１は、図３に示すように、船体３と、主駆動機関５と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポッド型推進器（補助推進部）１１１とを備えている。
ポッド型推進器１１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものであって、加勢推進力を発生させない場合には船体３中または船体３上に格納されるものである。
船体３には、ポッド型推進器１１１全体を回動させる駆動機構（図示せず）が備えられているとともに、ポッド型推進器１１１を昇降させる昇降機構（図示せず）が備えられている。
【００３７】
上記の構成からなる船舶１０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶１０１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポッド型推進器１１１は、昇降機構により船体３中または船体３上に引き上げられ格納されている。
荒天などの海象悪化時には、図３に示すように、船舶１０１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポッド型推進器１１１を用いて航行する。つまり、ポッド型推進器１１１は、昇降機構により船体３から吊り降ろされ、加勢推進力を発生させる。
【００３８】
上記の構成によれば、ポッド型推進器１１１が、船体３中または船体３上に格納可能に設けられているため、船体３の燃費向上を図ることができる。
ポッド型推進器１１１により加勢推進力を発生させない場合には、ポッド型推進器１１１を船体３中または船体３上に引き上げて格納することにより、ポッド型推進器１１１に働く抵抗を減らすことができる。抵抗を減らすことにより、船体３が所定速力を維持するのに必要な推進力を減らすことができ、船体３の燃費向上を図ることができる。一方、加勢推進力を発生させる場合には、ポッド型推進器１１１を船体３中または船体３上から降ろし、ポッドプロペラ１５を回転駆動することで加勢推進力を発生させることができる。
【００３９】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図４から図６を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、ポッド型推進器の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図４から図６を用いてポッド型推進器周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図４は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４０】
船舶２０１は、図４に示すように、船体３と、主駆動機関５と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポッド型推進器（補助推進部）２１１とを備えている。
ポッド型推進器２１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポッド型推進器２１１は、ケーシングであるポッド２１３と、ポッドプロペラ２１５とを備え、舵（ストラット）２１７に配置されている。ポッド２１３には、内部にポッドプロペラ２１５を回転駆動する電動機１９と、電動機１９の回転駆動力をポッドプロペラ２１５に伝達するポッドシャフト（図示せず）が備えられている。ポッドプロペラ２１５は、ポッド１３の電動機１９により回転駆動され、加勢推進力を発生させるものであって、ピッチ角を変更することができる可変ピッチプロペラである。ポッドプロペラ２１５は、ポッド２１３の船首側（図４の左側）に配置されている。なお、ポッドプロペラ２１５は、ポッド２１３の船尾側（図４の右側）に配置されていてもよいし、ポッド２１３の船首側および船尾側にそれぞれ配置されていてもよい。舵２１７は、主プロペラ９の船尾側に、船体３の船底から下方に向かって延びるように配置されている。また、舵２１７は、断面が翼形断面に形成されているとともに、船体３に対して回動可能に設けられている。船体３には発電機２１９が配置され、舵２１７を介してポッド型推進器２１１の電動機１９に電力が供給されている。
【００４１】
上記の構成からなる船舶１における作用について、図４から図６を用いて説明する。
図５は、図４のポッド型推進器における通常航行時の状態を説明する模式図である。
通常航行時には、図４に示すように、船舶２０１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポッド型推進器２１１は停止され、加勢推進力を発生していない。具体的には、ポッド型推進器２１１のポッドプロペラ２１５は、図５に示すように、ピッチ角が変更されてフェザリング状態となっている。フェザリングの角度範囲としては、約８５°から約９５°の範囲を例示することができる。ピッチ角を９０°とした場合、推進力の発生が完全になくなる。したがって、ピッチ角を約８５°から約９５°の角度範囲とすることにより、ポッドプロペラの抵抗を低減することができる。
【００４２】
図６は、図４のポッド型推進器における荒天時の状態を説明する模式図である。
荒天などの海象悪化時には、船舶２０１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポッド型推進器２１１を用いて航行する。このときポッド型推進器２１１のポッドプロペラ２１５は、図６に示すように、ピッチ角が変更されて加勢推進力を発生できるようにされている。
【００４３】
上記の構成によれば、ポッドプロペラ２１５が可変ピッチプロペラであるため、加勢推進力を発生させていない場合における船舶２０１の燃費悪化を防止することができる。
ポッド型推進器２１１により加勢推進力を発生させていない場合に、ポッドプロペラ２１５のピッチ角を変更してフェザリング状態とすることにより、ポッドプロペラ２１５による抵抗を最小化することができる。そのため、加勢推進力を発生させていない場合における船舶２０１の燃費悪化を防止することができる。
【００４４】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図７を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第３の実施形態と同様であるが、第３の実施形態とは、ポッド型推進器の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図７を用いてポッド型推進器周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図７は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
なお、第３の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４５】
船舶４０１は、図９に示すように、船体３と、主駆動機関５と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポッド型推進器（補助推進部）４１１とを備えている。
ポッド型推進器４１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポッド型推進器４１１は、ケーシングであるポッド２１３と、ポッドプロペラ４１５とを備え、舵２１７に配置されている。ポッドプロペラ４１５は、ポッド１３の電動機（駆動部）４１９により回転駆動され、加勢推進力を発生させるものである。ポッドプロペラ４１５は、ポッド２１３の船首側（図９の左側）に配置されている。なお、ポッドプロペラ４１５は、ポッド２１３の船尾側（図９の右側）に配置されていてもよいし、ポッド２１３の船首側および船尾側にそれぞれ配置されていてもよい。電動機４１９は、電力が供給されることにより、ポッドプロペラ４１５を回転駆動するとともに、ポッドプロペラ４１５に回転駆動されることにより発電を行うものである。
【００４６】
上記の構成からなる船舶４０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶４０１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポッド型推進器４１１は加勢推進力を発生せずに発電を行っている。具体的には、ポッド型推進器４１１のポッドプロペラ４１５は、主プロペラ９により形成された回転流により回転される。電動機４１９はポッドプロペラ４１５により回転駆動されることにより発電を行う。
【００４７】
荒天などの海象悪化時には、船舶４０１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポッド型推進器４１１を用いて航行する。このときポッド型推進器４１１の電動機４１９には電力が供給され、ポッドプロペラ４１５は電動機４１９により回転駆動される。
【００４８】
上記の構成によれば、ポッド型推進器４１１が主プロペラ９の船尾側に配置され、電動機４１９によりポッドプロペラ４１５を回転駆動するため、船舶４０１の燃費向上を図ることができる。
ポッド型推進器４１１により加勢推進力を発生させていない場合に、主プロペラ９の回転流によりポッドプロペラ４１５を介して電動機４１９を回転駆動させることにより、上記回転流の有するエネルギを電気として回収することができる。つまり、船舶４０１の推進に寄与することなく捨てられていた上記回転流のエネルギを回収することにより、船舶４０１全体として燃費向上を図ることができる。
【００４９】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図８から図１２を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、加勢推進力を発生させる構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図８から図１２を用いて加勢推進力を発生させる構成周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図８は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
船舶５０１は、図８に示すように、船体３と、主駆動機関５と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ（補助推進部、ジェット推進装置）５１１とを備えている。
【００５０】
図９および図１０は、図８のポンプジェットスラスタの配置位置を説明する断面図である。
ポンプジェットスラスタ５１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポンプジェットスラスタ５１１は、船体３の底面における船首側に配置されている。船舶５０１が痩せ型船の場合には、図９に示すように、ポンプジェットスラスタ５１１は船体３のセンターラインＣ上に配置される。また、船舶５０１が肥大船の場合には、図１０に示すように、ポンプジェットスラスタ５１１はセンターラインＣに対して左右対称に２ヶ所に配置される。このときポンプジェットスラスタ５１１の間隔は船体３の幅に対して３分の２以内であることが望ましい。
【００５１】
図１１は、図８のポンプジェットスラスタの構成を説明する断面図である。図１２は、図８のポンプジェットスラスタの構成を説明する平面図である。
ポンプジェットスラスタ５１１は、図１１に示すように、吸込み口５１３と、ポンプ５１５と、噴出し口５１７とを備えている。
吸込み口５１３は、船体３の底面に配置され、水がポンプジェットスラスタ５１１内に流入する流入口である。ポンプ５１５は、船体３の内部に配置され、吸込み口５１３から流入した水を加圧するものであり、例えば遠心式のポンプを例示することができる。噴出し口５１７は、船体３の底面に配置され、加圧された水を所定方向に噴出させる流出口である。
吸込み口５１３は、図１２に示すように、ポンプジェットスラスタ５１１の略中央に円形の開口部として設けられている。噴出し口５１７は、水の噴出し方向に向かって延びる一対の噴出し口５１７Ａ，５１７Ａと、噴出し方向に対して交差する方向に延びる噴出し口５１７Ｂとの３つから構成されている。
ポンプジェットスラスタ５１１は、吸込み口５１３が配置された中央部を回転中心として回転可能に配置され、全方位に対して推力を発生させることができる。
【００５２】
第１の実施形態と同様に、主駆動機関５の常用出力（ＮＲ１）は、主駆動機関５およびポンプ５１５の常用出力（ＮＲ（連続最大出力））の合計である全体常用出力（全体連続最大出力）に対して約６０％から約８０％まで、好ましくは６５％から７５％まで、さらに好ましくは７０％の出力となるよう設定されている。一方、ポンプ５１５の常用出力（ＮＲ２）は、上記全体常用出力（連続最大出力）に対して約２０％から約４０％まで、好ましくは２５％から３５％まで、さらに好ましくは３０％となるよう設定されている。
主プロペラ９は、主プロペラ９およびポンプジェットスラスタ５１１により発生される常用出力（ＮＲ）に係る推力の合計である全体常用出力（全体連続最大出力）に係る推力に対して約６０％から約８０％まで、好ましくは６５％から７５％まで、さらに好ましくは７０％の推力を発生するように設定されている。一方、ポンプジェットスラスタ５１１は、上記全体常用出力（連続最大出力）に係る推力に対して約２０％から約４０％まで、好ましくは２５％から３５％まで、さらに好ましくは３０％の推力を発生するように設定されている。
【００５３】
次に、上記の構成からなる船舶５０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶５０１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポンプジェットスラスタ５１１は停止され、加勢推進力を発生していない。
【００５４】
荒天などの海象悪化時には、図８に示すように、船舶５０１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ５１１を用いて航行する。つまり、ポンプジェットスラスタ５１１は、ポンプ５１５により吸込み口５１３から吸込んだ水を加圧し、噴出し口５１７から船尾方向に水を噴出して加勢推進力を発生させている。船舶５０１は、主プロペラ９による推進力とポンプジェットスラスタ５１１による加勢推進力とにより、海象悪化時においても所定速力で航行できる。
ここで、ポンプジェットスラスタ５１１は、船舶５０１が痩せ型船の場合には、図９に示すように、船底境界層が厚いセンターラインＣ上に配置され、船舶５０１が肥大船の場合には、図１０に示すように、船底境界層が厚くなるセンターラインＣより幅方向にやや離れた位置に配置されている。そのため、吸込み口５１３における水の流速が、他の領域と比較して遅く、水の吸込み効率が良くなる。さらに、ポンプジェットスラスタ５１１は、流速が遅い水を吸込み、加圧して加速した状態で噴出すため推進効率を向上させることができる。
【００５５】
また、ポンプジェットスラスタ５１１は、回転させることにより、所定の方位に推進力を発生させることができるため、船舶５０１が入港する際には、バウスラスタとして活用することができる。
なお、上述のように、ポンプジェットスラスタ５１１を船首側の船底に配置してもよいし、船尾側の船底に配置してもよく、特に限定するものではない。ポンプジェットスラスタ５１１を船尾側の船底に配置した場合には、ポンプジェットスラスタ５１１をスターンスラスタとして活用することができる。
【００５６】
上記の構成によれば、補助推進部としてポンプジェットスラスタ５１１を備えることにより、加勢推進力を発生させることができる。
ポンプジェットスラスタ５１１は、吸込み口５１３から吸込んだ水をポンプ５１５で加圧し、加圧された水を噴出し口５１７から船尾方向へ噴出させることで加勢推進力を発生させることができる。補助推進部としてポッド型推進器を用いた場合と比較して、ポンプジェットスラスタ５１１は船体３内に配置されるため、抵抗が少なく船舶５０１の燃費低下を防止することができる。
【００５７】
〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図１３および図１４を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第５の実施形態と同様であるが、第５の実施形態とは、ポンプジェットスラスタの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１３および図１４を用いてポンプジェットスラスタ周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図１３は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。図１４は、図１３のポンプジェットスラスタの構成を説明する断面図である。
なお、第６の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５８】
船舶６０１は、図１３に示すように、船体３と、主駆動機関５と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ（補助推進部、ジェット推進装置）６１１とを備えている。
ポンプジェットスラスタ６１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポンプジェットスラスタ６１１は、図１４に示すように、吸込み口６１３と、ポンプ５１５と、噴出し口６１７とを備えている。
吸込み口６１３は、船体３の底面に配置され、水がポンプジェットスラスタ６１１内に流入する流入口である。噴出し口６１７は、船体３の底面に配置され、加圧された水を所定方向に噴出させる流出口である。吸込み口６１３および噴出し口６１７が設けられた面は、船首方向に向かって上方へ傾いた傾斜面となっている。
【００５９】
次に、上記の構成からなる船舶６０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶６０１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポンプジェットスラスタ６１１は停止され、加勢推進力を発生していない。
【００６０】
荒天などの海象悪化時には、船舶６０１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ６１１を用いて航行する。つまり、船舶６０１は、主プロペラ９による推進力とポンプジェットスラスタ６１１による加勢推進力とにより、海象悪化時においても所定速力で航行できる。
【００６１】
上記の構成によれば、吸込み口６１３および噴出し口６１７を構成する面が、船体３の船首方向に向かって上方へ傾いているため、ポンプジェットスラスタ６１１における水の吸込み効率が向上する。
吸込み口６１３および噴出し口６１７を構成する面が、船体３の船首方向に向かって上方へ傾いているため、船舶６０１が航行することにより水が吸込み口６１３に流入する。そのため、ポンプ５１５の吸込み作用のみで水を吸込む場合と比較して、水の吸込み効率が向上してポンプジェットスラスタ６１１が発生する加勢推進力が大きくなる。
【００６２】
〔第７の実施形態〕
次に、本発明の第７の実施形態について図１５から図１７を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第５の実施形態と同様であるが、第５の実施形態とは、ポンプジェットスラスタの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１５から図１７を用いてポンプジェットスラスタ周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図１５は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。図１６は、図１５のポンプジェットスラスタの構成を説明する断面図である。図１７は、図１５のポンプジェットスラスタの構成を説明する平面図である。
なお、第６の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６３】
船舶７０１は、図１５に示すように、船体３と、主駆動機関５と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ（補助推進部、ジェット推進装置）７１１とを備えている。
ポンプジェットスラスタ７１１は、主駆動機関５および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポンプジェットスラスタ７１１は、図１６に示すように、吸込み口５１３と、ポンプ５１５と、噴出し口５１７と、遮蔽体（凸部）７１９と、を備えている。
遮蔽体７１９は、図１７に示すように、吸込み口５１３と噴出し口５１７Ｂとの間に配置され、船体３の船底から下方に延びるように配置されている。
【００６４】
次に、上記の構成からなる船舶７０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶７０１は、主駆動機関５および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポンプジェットスラスタ７１１は停止され、加勢推進力を発生していない。
【００６５】
荒天などの海象悪化時には、船舶７０１は、主駆動機関５および主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ７１１を用いて航行する。つまり、船舶７０１は、主プロペラ９による推進力とポンプジェットスラスタ７１１による加勢推進力とにより、海象悪化時においても所定速力で航行できる。ポンプジェットスラスタ７１１により加勢推進力を発生させる場合には、遮蔽体７１９は、吸込み口５１３に対して船尾方向、噴出し口５１７Ｂに対して船首方向に配置されている。
【００６６】
上記の構成によれば、吸込み口５１３に対する船尾方向に遮蔽体７１９が配置されたことにより、ポンプジェットスラスタ７１１における水の吸込み効率を向上させることができる。
遮蔽体７１９は、吸込み口５１３に対する船尾方向に、船底から下方に向かって延びるように設けられているため、船舶７０１が航行すると船底に沿って流れる水が遮蔽体７１９に遮られ、吸込み口５１３に流入する。そのため、遮蔽体７１９が設けられていない場合と比較して、ポンプジェットスラスタ７１１における水の吸込み効率、特に高速航行時における吸い込み効率を向上させることができる。
【００６７】
噴出し口５１７Ｂに対する船首方向に遮蔽体７１９が配置されたたことにより、遮蔽体７１９による抵抗増加を抑えることができる。
噴出し口５１７Ｂは船底に設けられているため、水は船底から斜め下方に向かって噴出し口５１７Ｂから噴出される。船舶７０１が航行すると水は船底に沿って流れるが、噴出し口５１７Ｂの近傍においては、噴出された水により船底から離れる方向の流れが発生する。すると、遮蔽体７１９により遮られる船底に沿った水の流れが弱くなり、遮蔽体７１９による抵抗増加を抑えることができる。
【００６８】
〔第８の実施形態〕
次に、本発明の第８の実施形態について図１８を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第５の実施形態と同様であるが、第５の実施形態とは、ポンプジェットスラスタの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、
図１８を用いてポンプジェットスラスタ周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図１８は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
なお、第６の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６９】
船舶８０１は、図１８に示すように、船体３と、主駆動機関（図示せず）と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ（補助推進部、ジェット推進装置）８１１とを備えている。
【００７０】
ポンプジェットスラスタ８１１は、主駆動機関および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポンプジェットスラスタ８１１は、吸込み口８１３と、ポンプ８１５と、噴出し口８１７と、配管８１９と、を備えている。
吸込み口８１３は、船体３の外板であって船底に設けられている。吸込み口８１３は、船体３外から水が吸込まれる開口部である。
ポンプ８１５は、船体３の内部であって、配管８１９に設けられている。ポンプ８１５は、吸込み口８１３から吸込まれた水を加圧して、噴出し口８１７から噴出させるものである。
噴出し口８１７は、船体３の船尾側に設けられ、船舶８０１の進行方向に対して後方に向かって開口する開口部である。噴出し口８１７からは、ポンプ８１５により加圧された水が噴出される。
配管８１９は、船体３内に配置され、吸込み口８１３と噴出し口８１７とを連通させるものである。また、配管８１９には、ポンプ８１５が配置されている。配管８１９内には、吸込み口８１３から流入した水が流れる。
【００７１】
次に、上記の構成からなる船舶８０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶８０１は、主駆動機関（図示せず）および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポンプジェットスラスタ８１１は停止され、加勢推進力を発生していない。
【００７２】
荒天などの海象悪化時には、船舶８０１は、主駆動機関（図示せず）および主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ８１１を用いて航行する。つまり、船舶８０１は、主プロペラ９による推進力とポンプジェットスラスタ８１１による加勢推進力とにより、海象悪化時においても所定速力で航行できる。
【００７３】
上記の構成によれば、補助推進部としてポンプジェットスラスタ８１１を備えることにより、加勢推進力を発生させることができる。
ポンプジェットスラスタ８１１は、吸込み口８１３から吸込んだ水をポンプ８１５で加圧し、加圧された水を噴出し口８１７から船尾方向へ噴出させることで加勢推進力を発生させることができる。補助推進部としてポッド型推進器を用いた場合と比較して、ポンプジェットスラスタ８１１は船体３内に配置されるため、抵抗が少なく船舶８０１の燃費低下を防止することができる。
【００７４】
〔第９の実施形態〕
次に、本発明の第９の実施形態について図１９を参照して説明する。
本実施形態の船舶の基本構成は、第８の実施形態と同様であるが、第８の実施形態とは、ポンプジェットスラスタの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、
図１９を用いてポンプジェットスラスタ周辺のみを説明し、主駆動機関等の説明を省略する。
図１９は、本実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
なお、第８の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７５】
船舶９０１は、図１９に示すように、船体３と、主駆動機関（図示せず）と、シャフト７と、主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ（補助推進部、ジェット推進装置）９１１とを備えている。
【００７６】
ポンプジェットスラスタ９１１は、主駆動機関および主プロペラ９により発生される推進力を補う加勢推進力を発生させるものである。ポンプジェットスラスタ９１１は、吸込み口８１３と、ポンプ８１５と、噴出し口８１７と、配管９１９と、排水管９２１とを備えている。
吸込み口８１３は、船体３の外板であって船底に設けられている。吸込み口８１３は、船体３外から水が吸込まれる開口部である。
ポンプ８１５は、船体３の内部であって、配管９１９に設けられている。ポンプ８１５は、吸込み口８１３から吸込まれた水および排水管９２１から排出された排水を加圧して、噴出し口８１７から噴出させるものである。
噴出し口８１７は、船体３の船尾側に設けられ、船舶８０１の進行方向に対して後方に向かって開口する開口部である。噴出し口８１７からは、ポンプ８１５により加圧された水が噴出される。
配管９１９は、船体３内に配置され、吸込み口８１３と噴出し口８１７とを連通させるものである。また、配管９１９には、ポンプ８１５が配置されている。配管９１９内には、吸込み口８１３から流入した水および排水管９２１から流入した排水が流れる。
排水管９２１は、主駆動機関の冷却水を配管９１９に排出する配管である。排水管９２１は、配管９１９における吸込み口８１３とポンプ８１５との間に接続されている。なお、排水管９２１は、上述のように主駆動機関の冷却水を配管９１９に排出するものでもよいし、通常航行時において船舶９０１から排出される他の水を配管９１９に排出するものであってもよく、特に限定するものではない。
【００７７】
次に、上記の構成からなる船舶９０１における作用について説明する。
通常航行時には、船舶９０１は、主駆動機関（図示せず）および主プロペラ９のみを用いて航行する。このときポンプジェットスラスタ９１１は停止され、加勢推進力を発生していない。
【００７８】
荒天などの海象悪化時には、船舶９０１は、主駆動機関（図示せず）および主プロペラ９と、ポンプジェットスラスタ９１１を用いて航行する。つまり、船舶９０１は、主プロペラ９による推進力とポンプジェットスラスタ９１１による加勢推進力とにより、海象悪化時においても所定速力で航行できる。
【００７９】
上記の構成によれば、ポンプジェットスラスタ９１１が噴き出す水の少なくとも一部に、船舶９０１内から排出された水が含まれているため、船舶９０１の全体として経済性の向上を図ることができる。つまり、ポンプジェットスラスタ９１１の作動時に、船体３外から吸込まれる水の量を減少できるため、水の吸込みに伴う船体３の抵抗削減を図ることができる。同時に、ポンプジェットスラスタ９１１における吸込み口８１３および配管９１９などの設備削減が図れる。その結果、船舶９０１の全体として経済性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図２】図１の船舶における荒天時の状態を説明する模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図４】本発明の第３の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図５】図４のポッド型推進器における通常航行時の状態を説明する模式図である。
【図６】図４のポッド型推進器における荒天時の状態を説明する模式図である。
【図７】本発明の第４の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図８】本発明の第５の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図９】図８のポンプジェットスラスタの配置位置を説明する断面図である。
【図１０】図８のポンプジェットスラスタの配置位置を説明する断面図である。
【図１１】図８のポンプジェットスラスタの構成を説明する断面図である。
【図１２】図８のポンプジェットスラスタの構成を説明する平面図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図１４】図１３のポンプジェットスラスタの構成を説明する断面図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図１６】図１５のポンプジェットスラスタの構成を説明する断面図である。
【図１７】図１５のポンプジェットスラスタの構成を説明する平面図である。
【図１８】本発明の第８の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【図１９】本発明の第９の実施形態における船舶の構成を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００８１】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９０１ 船舶
３ 船体
５ 主駆動機関（駆動機関）
９ 主プロペラ（プロペラ）
１１，１１１，２１１，３１１，４１１ ポッド型推進器（補助推進部）
１３，２１３ ポッド
１５，２１５，３１５，４１５ ポッドプロペラ
１７ ストラット
１９，４１９ 電動機（駆動部）
２１７ 舵（ストラット）
５１１，６１１，７１１，８１１，９１１ ポンプジェットスラスタ（補助推進部、ジェット推進装置）
５１３，６１３，８１３ 吸込み口
５１５，８１５ ポンプ
５１７，５１７Ａ，５１７Ｂ，６１７，８１７ 噴出し口
７１９ 遮蔽体（凸部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体を推進させる推進力を発生するプロペラと、該プロペラを回転駆動させる駆動機関と、加勢推進力を発生する補助推進部と、を備えた船舶において、
前記駆動機関および前記プロペラは、少なくとも平水中で所定速力を維持する推進力を発生させ、
前記補助推進部は、上記所定速力を維持できない場合に、加勢推進力を発生させることを特徴とする船舶。
【請求項２】
前記駆動機関の常用出力は、前記駆動機関および前記補助推進部により発生される全体常用出力に対して６０％以上８０％以下となるよう設定され、
前記補助推進部の常用出力は、前記全体常用出力に対して２０％以上４０％以下となるよう設定されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
前記駆動機関の出力が、前記駆動機関の常用出力に対して９０％以上１００％以下の出力で運転される場合において、
前記駆動機関のみを用いて前記所定速力で航行できる場合は、前記補助推進部を停止させ、
前記駆動機関のみを用いて前記所定速力で航行できない場合は、前記補助推進部を加勢推進力として使用することを特徴とする請求項１または２に記載の船舶。
【請求項４】
前記補助推進部は、
断面が翼形状であるストラットと、
該ストラットに設けられ、内部に駆動部を有するポッドと、
該ポッドに設けられ、前記駆動部により回転駆動されるポッドプロペラを備えているポッド型推進器であることを特徴とする請求項１から３のいずれか1項に記載の船舶。
【請求項５】
前記ポッド型推進器は、前記プロペラに対して船尾側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の船舶。
【請求項６】
前記ポッド型推進器が、前記船体中または前記船体上に格納可能に設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の船舶。
【請求項７】
前記ポッド型推進器は、前記プロペラに対して船尾側に配置され、
前記ポッドプロペラは、ピッチ角を変更できる可変ピッチプロペラであることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項８】
前記ポッド型推進器は、前記プロペラに対して船尾側に配置され、
前記駆動部内に電動機が設けられていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項９】
前記補助推進部が、前記船体の外板に設けられた水の吸込み口と、
吸込んだ水を加圧するポンプと、
前記船体に設けられ、加圧された水を所定方向へ噴出せる噴出し口を備えるジェット推進器であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項１】
船体を推進させる推進力を発生するプロペラと、該プロペラを回転駆動させる駆動機関と、加勢推進力を発生する補助推進部と、を備えた船舶において、
前記駆動機関および前記プロペラは、少なくとも平水中で所定速力を維持する推進力を発生させ、
前記補助推進部は、上記所定速力を維持できない場合に、加勢推進力を発生させることを特徴とする船舶。
【請求項２】
前記駆動機関の常用出力は、前記駆動機関および前記補助推進部により発生される全体常用出力に対して６０％以上８０％以下となるよう設定され、
前記補助推進部の常用出力は、前記全体常用出力に対して２０％以上４０％以下となるよう設定されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
前記駆動機関の出力が、前記駆動機関の常用出力に対して９０％以上１００％以下の出力で運転される場合において、
前記駆動機関のみを用いて前記所定速力で航行できる場合は、前記補助推進部を停止させ、
前記駆動機関のみを用いて前記所定速力で航行できない場合は、前記補助推進部を加勢推進力として使用することを特徴とする請求項１または２に記載の船舶。
【請求項４】
前記補助推進部は、
断面が翼形状であるストラットと、
該ストラットに設けられ、内部に駆動部を有するポッドと、
該ポッドに設けられ、前記駆動部により回転駆動されるポッドプロペラを備えているポッド型推進器であることを特徴とする請求項１から３のいずれか1項に記載の船舶。
【請求項５】
前記ポッド型推進器は、前記プロペラに対して船尾側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の船舶。
【請求項６】
前記ポッド型推進器が、前記船体中または前記船体上に格納可能に設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の船舶。
【請求項７】
前記ポッド型推進器は、前記プロペラに対して船尾側に配置され、
前記ポッドプロペラは、ピッチ角を変更できる可変ピッチプロペラであることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項８】
前記ポッド型推進器は、前記プロペラに対して船尾側に配置され、
前記駆動部内に電動機が設けられていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項９】
前記補助推進部が、前記船体の外板に設けられた水の吸込み口と、
吸込んだ水を加圧するポンプと、
前記船体に設けられ、加圧された水を所定方向へ噴出せる噴出し口を備えるジェット推進器であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の船舶。
【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１８】
【図１９】
【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１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−３１３９３８（Ｐ２００７−３１３９３８Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４２９０１（Ｐ２００６−１４２９０１）
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
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