JP2022000359A - 船舶用二重反転プロペラ及び船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の船舶への適用が容易で信頼性に優れた二重反転プロペラの提供【解決手段】船長方向に平行な軸中心に船体５の船尾に回転可能に設けられ、主機６の主機プロペラ軸２１の動力が伝達される主機プロペラ９と、主機プロペラ９に同軸線上に配置され主機プロペラ９と逆向きに回転する副プロペラ７を備える船舶用二重反転プロペラ３であって、副プロペラ７は、船体５に保持された円筒状のステータ４７と、船外に設けられステータ４７の径方向に対向配置されて回転する円筒状のロータ４５とを備える円筒モータ１３と、円筒モータ１３のロータ４５を保持する円筒状の副プロペラ基部７ａと、副プロペラ基部７ａからロータ４５の径方向に突設する副プロペラ翼７ｂを備える。【選択図】図１

Description

本発明は船舶用二重反転プロペラ及び当該船舶用二重反転プロペラを備える船舶に関する。

二重反転プロペラは２つのプロペラを前後に同軸配置し、相互に逆回転させるプロペラである。二重反転プロペラはカウンタートルクを相殺できることや、前方のプロペラのプロペラ後流の旋回流を後方のプロペラの推進に利用でき推進効率に優れることから、主に航空機に使用されている。

一方で船舶への二重反転プロペラの適用は、航空機ほど進んでいない。これは、駆動機構が複雑になりやすく、機械的信頼性が保証し難いことが大きな理由である。
例えば公知の二重反転プロペラは、一方のプロペラを駆動する中空の駆動軸を他方のプロペラを駆動する駆動軸回りに設ける（特許文献１）。このような構造では駆動軸回りの構造が複雑になり維持管理が難しいという問題がある。また、一方の駆動軸が他方の中空軸の内部に配置されるため、何れかの駆動軸に偏心や撓み等の不具合が生じると、２つの駆動軸が互いに接触して２つのプロペラが同時に故障する恐れがある。そのため、プロペラが故障すると漂流、遭難になる可能性が高い外航船のような船舶に用いるには、冗長性の確保が課題になる。

これに対して、２つのプロペラの動力伝達機構を分離して冗長性を確保することで信頼性を向上させた二重反転プロペラもある。例えば船長方向後方の副プロペラをポッド推進器として主プロペラ後方に設けた構造がある（特許文献２）。船長方向後方の副プロペラを固定舵板の舵バルブに設け、舵バルブ内のモータで副プロペラを駆動する構造もある（特許文献３）。

特開２００４−１６８２２２号公報 特開２０１１−０２５８１６号公報 特開２０１４−０１９１９９号公報

特許文献２、３の構造は２つのプロペラの動力伝達機構が分離されており、一方のプロペラが故障で動作しなくても、他方のプロペラで航行可能である点で冗長性に優れる。
しかしながら特許文献２、３の構造は後方のプロペラを駆動するモータを収納するポッドや舵バルブが必要であり、これらの装置を搭載していない船舶や、これらの装置にモータを収納する十分なスペースがない船舶には適用できなかった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、既存の船舶への適用が容易で信頼性に優れた二重反転プロペラの提供を目的とする。

本発明は、船長方向に平行な軸中心に回転可能に船体の船尾に設けられ、主機の出力軸の動力が伝達される主機プロペラと、前記主機プロペラに同軸線上に配置され前記主機プロペラと逆向きに回転する副プロペラを備える船舶用二重反転プロペラであって、前記副プロペラは、前記船体に保持された円筒状のステータと、船外に設けられ前記ステータの径方向に対向配置されて回転する円筒状のロータとを備える円筒モータと、前記円筒モータの前記ロータを保持する円筒状の副プロペラ基部と、前記副プロペラ基部から前記ロータの径方向に突設する副プロペラ翼を備えることを特徴とする。

本発明では、二重反転プロペラの主機プロペラは主機の動力で回転し、副プロペラの副プロペラ翼は船外のロータに保持されて回転する。
この構成では副プロペラ翼を駆動するモータのロータが船外にあり、ロータが円筒なので、船外のスタンチューブ外周、及び副プロペラ翼の外周のように、従来はデッドスペースである部分にロータを配置できる。
そのため、モータの設置スペースを別途用意する必要が無く、副プロペラ翼を駆動するモータが舵や主機プロペラに干渉しないので、既存の船舶への適用が容易で信頼性に優れる。

本発明によれば、既存の船舶への適用が容易で信頼性に優れた二重反転プロペラを提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る船舶の船尾付近の概略図である。 図１の領域Ａの拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係る船舶の船尾付近の概略図であって、（ａ）はダクト保持部を介してダクトを船体に固定した例、（ｂ）はダクトを船体に直結した例を示す。 第２の実施形態に係る船舶の船尾付近の部分拡大図であって、（ａ）は図３（ａ）の領域Ｂ１の拡大図、（ｂ）は（ａ）の領域Ｂ２の拡大図である。 本発明の第３の実施形態に係る船舶の船尾付近の概略図である。

以下、図面に基づき本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。
まず図１及び図２を参照して本発明の第１の実施形態に係る船舶１の構成を説明する。
図１に示すように船舶１は船体５、舵３１、主機６、及び船舶用二重反転プロペラ３を備える。

船体５は船舶１の船殻となる構造体であり、船底、側壁、暴露甲板で船内を囲むように構成される。具体的な船形や船殻構造、あるいは水密隔壁の配置等は船舶１の用途に応じて適宜設計される。例えば図１では船尾構造としてトランサムスターンを例示しているが、クルーザースターンやカウンタースターンでもよい。

舵３１は船舶１の針路を設定する際に鉛直方向であるＺ方向を軸中心として回動する水中板である。図１では舵３１としてマリナー型と呼ばれる構造を例示しているが、吊舵型や高揚力舵でもよい。舵３１は固定舵３３及び可動舵３５を備える。

固定舵３３は舵３１を構成する他の部材を船体５に固定する部材であり、回動しない部材である。マリナー型の場合、固定舵３３はラダーホーンとも呼ばれる。図１の固定舵３３は船体５の船尾船底から下方に突設された板状部材であり、板の主面である側面が鉛直方向であるＺ方向及び船長方向であるＸ方向に平行である。
固定舵３３は船尾端から船長方向後方に突設された固定部３３ａ、３３ｂを備える。固定部３３ａ、３３ｂは可動舵３５を回動可能に保持する板状部材であり、回動軸であるラダーストック３７が固定部３３ａをＺ方向に挿通する。

可動舵３５は固定舵３３の船首尾方向後端に設けられ、ラダーストック３７の軸を中心に回動可能な板状部材である。
可動舵３５の船首方向前端には固定部３３ａと固定部３３ｂの間に挿入される挿入板部３５ａが設けられ、挿入板部３５ａにはラダーストック３７が挿通されて固定部３３ａと連結される。固定部３３ｂは図示しないピントルでＺ方向を中心軸に可動舵３５が回動可能に挿入板部３５ａと連結される。可動舵３５はラダーストック３７の動力が伝達されて回動する。

主機６は船舶１の推進力を発生させる機関であり、図１では船舶用二重反転プロペラ３の少なくとも一方を駆動する機関である。
主機６は図１では船体５の船尾近傍に配置されたディーゼル機関であるが、船舶用二重反転プロペラ３の少なくとも一方を駆動できるのであれば蒸気タービンやモータ駆動でもよい。

船舶用二重反転プロペラ３は回転することで船舶１を推進させる推進器である。
図１及び図２に示すように船舶用二重反転プロペラ３は主機プロペラ９と副プロペラ７を備える。

主機プロペラ９は主機６の動力が直接またはギヤ等の動力伝達機構を介して伝達されるプロペラである。主機プロペラ９は船長方向であるＸ方向を向く軸中心に船舶１の船体５の船尾に回転可能に設けられ、主機６の出力軸である主機プロペラ軸２１の船尾側の端部に連結される。図１及び図２に示すように主機プロペラ９は主機プロペラボス９ａ及び主機プロペラ翼９ｂを備える。

主機プロペラボス９ａは主機プロペラ９の回転軸となる部分であり、船体５の主機プロペラ軸２１の船尾側の端部が図示しないキー等で連結、固定されて動力が伝達され、伝達された動力で軸中心に回転する。
主機プロペラ翼９ｂは主機プロペラボス９ａの外周から径方向に突設された複数の羽根状の板材である。

主機プロペラ軸２１にはスタンチューブ４１が設けられる。スタンチューブ４１とは、船体５と主機プロペラ軸２１の隙間から水が船内に漏洩するのを防止する水密構造である。図２のスタンチューブ４１は、船体５の船尾側の端部から船長方向後方に突設されて主機プロペラ軸２１の船尾側の端部の軸回りに設けられる円筒状の部材である。

副プロペラ７は主機プロペラ９の船長方向に同軸線上に配置され、主機プロペラ９と逆向きに回転するプロペラである。図１及び図２では副プロペラ７は主機プロペラ９の船長方向前方に設けられる。ここでいう船長方向前方とは、船長方向であるＸ方向において、船尾から船首に向かう向きにおける前方を意味する。逆に船長方向後方とは、船長方向であるＸ方向において、船尾から船首に向かう向きにおける後方を意味する。
主機プロペラ９は副プロペラ７のプロペラ後流の旋回流を推進力として利用することで、推進効率を向上させることができる。
また、主機プロペラ９は副プロペラ７と互いに逆向きに回転することでカウンタートルクを相殺する。
図２に示すように副プロペラ７は、円筒モータ１３、副プロペラ基部７ａ、及び副プロペラ翼７ｂを備える。

円筒モータ１３は副プロペラ７の副プロペラ翼７ｂを回転させる電動機である。図２に示すように円筒モータ１３は、ステータ４７及びロータ４５を備える。
ステータ４７はロータ４５を回転させる磁場を発生させる円筒状の外形の磁性体であり、船体５に保持される。
ロータ４５はステータ４７の磁場で回転する円筒状の磁性体であり、船外に設けられる。図２ではステータ４７の軸回り、つまりステータ４７の径方向外周に設けられて径方向にロータ４５と対向配置される。
副プロペラ基部７ａは副プロペラ７の回転軸であり、円筒モータ１３のロータ４５を保持する円筒状の部材である。図２では副プロペラ基部７ａの内周にロータ４５が固定される。
副プロペラ翼７ｂは回転することで船舶１の推進力を得る複数の羽根状の板材であり、副プロペラ基部７ａの外周から径方向に突設する。図２では副プロペラ翼７ｂは副プロペラ基部７ａの回転中心Ｃから離れる向きに突設する。

この構造では船舶用二重反転プロペラ３の主機プロペラ９は主機６の動力で回転し、副プロペラ７の副プロペラ翼７ｂが船外に設けられたロータ４５に保持されて回転する。
また、この構造では副プロペラ７を駆動するロータ４５が船外にあり、円筒形状なので、スタンチューブ４１の外周にロータ４５を取り付けられる。
スタンチューブ４１の外周は、従来の船舶では船外のデッドスペースであり、他の装置が設けられていない。そのためロータ４５を配置しても船外の舵３１や主機プロペラ９等の他の装置と干渉する恐れはなく、これらの水密構造にも影響しない。そのため、副プロペラ７が主機プロペラ９や舵３１の形状や水密構造に大きな影響を与えないので、本発明の船舶用二重反転プロペラ３は既存の船舶に適用が容易である。

図２ではスタンチューブ４１回りにロータ４５が回転可能に保持され、ステータ４７がスタンチューブ４１に固定される。具体的にはステータ４７は船体５のスタンチューブ４１の外周に固定される。よってステータ４７はロータ４５の内周側に配置される。
副プロペラ基部７ａはロータ保持部５５ａとフランジ５５ｂを備える。ロータ保持部５５ａはロータ４５を保持する円筒部材であり、その内周にロータ４５が固定される。フランジ５５ｂはロータ保持部５５ａの軸方向の端部、ここでは両端に設けられた薄肉円筒状の部分である。フランジ５５ｂは内径がロータ保持部５５ａの内径よりも大きいが、外径はロータ保持部５５ａの外径と同じである。

図２に示すスタンチューブ４１は、ステータ保持部４３とスラスト保持段部５７を備える。
ステータ保持部４３はスタンチューブ４１の外周に形成された円周溝であり、ロータ保持部５５ａが収納される溝である。よって径方向の溝深さがロータ保持部５５ａの径方向厚さよりも若干深い。溝の軸方向長さはロータ保持部５５ａの軸方向長さよりも若干長い。ステータ保持部４３はステータ４７を保持する部分でもあり、その周面にステータ４７が固定され、ロータ４５と離間して対向配置される。
スラスト保持段部５７はステータ保持部４３の軸方向の端部、ここでは両端に形成された円周溝であり、フランジ５５ｂを収納する溝である。よって径方向の溝深さはフランジ５５ｂの肉厚より若干深いが、ステータ保持部４３の径方向の溝深さよりも浅い。そのためスラスト保持段部５７はステータ保持部４３との間に段差が生じる。

ロータ保持部５５ａとステータ保持部４３の間には円筒状の軸受であるラジアル軸受４９が間挿される。これによりロータ保持部５５ａとステータ保持部４３が離間し、かつロータ保持部５５ａが回転可能となる。
スラスト保持段部５７とフランジ５５ｂの間には円筒状の水密シール５３が間挿され、ロータ４５とステータ４７の間に水が侵入するのを防止する。
さらにステータ保持部４３とスラスト保持段部５７の間の船長方向の隙間である段差部分には円筒状の軸受であるスラスト軸受５１が間挿され、副プロペラ翼７ｂの回転で生じた推力を受け止める。

スタンチューブ４１にステータ保持部４３を設けて副プロペラ基部７ａを収納することで、スタンチューブ４１と副プロペラ基部７ａの外周の段差を小さくできる。
副プロペラ基部７ａが収納されるステータ保持部４３は、従来のスタンチューブ４１では利用されないデッドスペースであるため、副プロペラ基部７ａを収納しても他の装置と干渉する恐れもない。よってこの構造は既存の船舶に適用が容易である。
また、スタンチューブ４１にステータ保持部４３よりも溝が浅いスラスト保持段部５７を設けることで、ステータ保持部４３とスラスト保持段部５７の段差で副プロペラ７の回転で生じた推力を受け止められる。そのため推力を受け止める部分を別途設置する必要が無い。
さらに、スラスト保持段部５７とフランジ５５ｂの間に水密シール５３が設けられるため、船外にロータ４５を設けても水密が容易である。

ステータ４７とロータ４５は一方が永久磁石で、他方が電磁石である。ロータ４５を永久磁石にすると、回転しないステータ４７に電力を供給すればよいので、ブラシ等の構造が不要になる点では有利である。この場合、ステータ４７に電力を供給する電力線をスタンチューブ４１内に設けて、その電力線を船内の図示しない電源に接続すればよい。ロータ４５を電磁石にする場合、ロータ４５に電力を供給するブラシ等を介してスタンチューブ４１内の電力線とロータ４５を電気的に接続する。
円筒モータ１３に電力を供給する電源は主機６でもよいし、主機以外の船内の発電機でもよい。供給する電力の大小は、副プロペラ７に要求される推力に応じて適宜設定すればよい。
ステータ４７とロータ４５は円筒状であるが、板状の磁石を円周状に配置した構造でもよい。あるいは線材をコイル状に巻きまわした構造でもよい。つまりここでいう円筒状とは、円筒状の外観を有する構造を含む。

このように第１の実施形態の船舶用二重反転プロペラ３は円筒モータ１３が船外のデッドスペースに設けられた円筒状のロータ４５を備え、ロータ４５に保持された副プロペラ基部７ａからロータ４５の径方向に副プロペラ翼７ｂが突設する。
そのため、円筒モータ１３の設置スペースを別途用意する必要が無く、副プロペラ翼７ｂや円筒モータ１３が舵３１や主機プロペラ９に干渉しないので、既存の船舶への適用が容易で信頼性に優れる。

次に第２の実施形態について図３及び図４を参照して説明する。
第２の実施形態は、第１の実施形態と同様に船舶用二重反転プロペラ３の円筒モータ１３の円筒状のロータ４５を船外のデッドスペースであるスタンチューブ４１の外周に設けたものである。ただし、第１の実施形態とは異なり、副プロペラ７をリムドライブ方式のダクテッドプロペラとしてスタンチューブ４１の外周に設けたものである。
なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、主に第１の実施形態と異なる部分を説明する。

図３（ａ）及び図４に示すように第２の実施形態に係る船舶１ａの船舶用二重反転プロペラ３ａは、副プロペラ７がリムドライブ方式のダクテッドプロペラである。
リムドライブ方式とは、プロペラ翼の回転中心ではなく、回転する際の外周端がプロペラの基部に保持される方式である。図４では副プロペラ翼７ｂの外周端が、ロータ４５を保持する円筒状の副プロペラ基部７ａの内周に固定される。つまり副プロペラ基部７ａの内周から回転中心Ｃに向けて副プロペラ翼７ｂが径方向に突設される。なおロータ４５は副プロペラ基部７ａの外周に配置され、ステータ４７はロータ４５の外周側に配置される。

リムドライブ方式は副プロペラ翼７ｂを保持する副プロペラ基部７ａや回転軸等の部材をプロペラ翼の回転中心に設ける必要がない。例えば図３（ａ）では副プロペラ翼７ｂの回転中心Ｃには副プロペラ７を構成する部材が設けられていない。そのため、回転中心Ｃに副プロペラ７以外の装置を設けられる。図３（ａ）では回転中心Ｃをスタンチューブ４１が挿通する。つまりロータ４５を含む副プロペラ７の構成部材がスタンチューブ４１の外周に配置されている。
スタンチューブ４１の外周は従来の船舶ではデッドスペースであるため、リムドライブ方式を利用することで、スタンチューブ４１の外周に副プロペラ７を設けられる。

ダクテッドプロペラとは、図４の副プロペラ７のように、プロペラ翼の回転円の径方向外側に円筒状のダクト６１を設けた構造を意味する。ダクト６１はダクト保持部６３で船体５の船尾のスタンチューブ４１の上方に固定される。ダクト保持部６３はダクト６１と船体５を連結する柱である。ただし、ダクト保持部６３を設けずに、図３（ｂ）に示すようにダクト６１の船長方向先端６１ａを船体５に食い込ませるように固定することで、ダクト６１を船体５に直結する構造でもよい。
ダクテッドプロペラではプロペラの回転の際に進行方向に直交する方向成分を有する水流がダクト６１の内周に衝突すると進行方向後方に整流される。そのため、ダクト６１のないプロペラと比べてエネルギー効率を向上させられる。

また、船舶用二重反転プロペラ３ａは副プロペラ７がリムドライブ方式なので、副プロペラ７の回転円の外周にロータ４５が配置され、ステータ４７がロータ４５の外周側に設けられる。そのため、スタンチューブ４１以外にステータ４７を保持する部材が必要である。一方でダクテッドプロペラは副プロペラ７の回転円の外周にダクト６１を備える。そのため、副プロペラ７をリムドライブ方式にする場合、ダクテッドプロペラとしてダクト６１にステータ４７を保持させれば、ステータ４７を保持する部材を別途設ける必要がない点で有利である。

第２の実施形態に係る船舶用二重反転プロペラ３ａの円筒モータ１３ａの構造は、ステータ４７がロータ４５の外周側に配置され、ステータ４７がダクト６１に保持されること以外は、第１の実施形態に係る円筒モータ１３と同様である。
具体的には図４（ｂ）に示すように副プロペラ基部７ａはロータ保持部５５ａとフランジ５５ｂを備えるが、フランジ５５ｂは内径ではなく外径がロータ保持部５５ａの外径よりも小さい。内径はロータ保持部５５ａの内径と同じである。

図４に示すように第２の実施形態に係る船舶用二重反転プロペラ３ａの円筒モータ１３ａでは、スタンチューブ４１ではなくダクト６１がステータ保持部４３とスラスト保持段部５７を備える。
第２の実施形態に係る船舶用二重反転プロペラ３ａの円筒モータ１３ａでは、ステータ保持部４３とスラスト保持段部５７はダクト６１の内周に形成される。スラスト保持段部５７の径方向の溝深さは、ステータ保持部４３の径方向の溝深さよりも浅い。
ロータ保持部５５ａとステータ保持部４３の間には第１の実施形態と同様にラジアル軸受４９が間挿される。スラスト保持段部５７とフランジ５５ｂの間にも第１の実施形態と同様に円筒状の水密シール５３が間挿される。
さらにステータ保持部４３とスラスト保持段部５７の間の船長方向の隙間である段差部分には円筒状の軸受であるスラスト軸受５１が間挿される。

ロータ４５とステータ４７は一方が永久磁石で他方が電磁石である。ステータ４７を電磁石とする場合、ステータ４７に電力を供給する電力線をダクト６１及びダクト保持部６３の内部に設けて、その電力線を船内の図示しない電源に接続すればよい。ロータ４５を電磁石とする場合は、ロータ４５に電力を供給するブラシ等を介してダクト６１内の電力線とロータ４５を電気的に接続する。

このように、ロータ４５の外周側にステータ４７を設けてダクト６１に保持させる構造でも、第１の実施形態のようにロータ４５の内周側にステータ４７を設けてスタンチューブ４１に保持させる構造と、２重反転プロペラとしては同様の効果を奏する。
また、ダクト６１が設けられるプロペラ回転円の外周は、既存の船舶でも他の装置が設けられていない船外のデッドスペースである。そのためダクト６１を設けたとしても舵３１や主機プロペラ９と干渉しないので、本発明の船舶用二重反転プロペラ３ａは既存の船舶への適用が容易で信頼性に優れる。
なお、ここでいう「２重反転プロペラとして同様の効果が得られる」というのは、前方のプロペラのプロペラ後流の旋回流を後方のプロペラの推進に利用できる効果がいずれの形態でも得られるという意味である。
第１の実施形態と第２の実施形態で、同じ寸法・形状の主機プロペラ９と副プロペラ７を用いても同程度の推進効率が得られるという意味ではない。

第１の実施形態のようにスタンチューブ４１にステータ４７を保持させる構造と、第２の実施形態のようにダクト６１にステータ４７を保持させる構造の何れを採用するかは、各々の利点を考慮して決定すればよい。
例えば第１の実施形態はステータ４７を保持するダクト６１が不要であるため第２の実施形態よりも船舶用二重反転プロペラ３を軽量にできる点で有利である。
一方で第２の実施形態はダクト６１が副プロペラ７の水流を整流してエネルギー効率を向上させられる点で有利である。
また、第２の実施形態はロータ４５とステータ４７の両方が船外に設けられる。
そのため、第２の実施形態は第１の実施形態のステータ保持部４３やスラスト保持段部５７のように、ステータ４７の保持や副プロペラ７の推力の受け止めのための構造をスタンチューブ４１の外周に設ける必要がない。よって、スタンチューブ４１の加工や設計変更が不要な点で第１の実施形態と比べて有利である。
以上が第２の実施形態の説明である。

次に第３の実施形態について図５を参照して説明する。
第３の実施形態は第２の実施形態と同様に船舶用二重反転プロペラ３ｂの一方のプロペラをリムドライブ方式のダクテッドプロペラにしたものである。ただし、船長方向前方のプロペラではなく、後方のプロペラをリムドライブ方式のダクテッドプロペラにした点で第２の実施形態と異なる。
なお第３の実施形態において、第２の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、主に第２の実施形態と異なる部分を説明する。

図５に示すように第３の実施形態に係る船舶１ｂに設けられた船舶用二重反転プロペラ３ｂは、主機プロペラ９の船長方向後方に副プロペラ７を備える。
具体的には船長方向であるＸ方向において、主機プロペラ９と舵３１の間に副プロペラ７が設けられる。
副プロペラ７は主機プロペラ９の船長方向後方に設けられること以外は第２の実施形態の副プロペラ７と同じ構造である。

このように副プロペラ７をリムドライブ方式のダクテッドプロペラとする場合、設置位置は主機プロペラ９の船長方向前方でも後方でも二重反転プロペラとしては同様の効果が得られる。
なお、第２の実施形態と第３の実施形態が「二重反転プロペラとして同様の効果が得られる」というのは、前方のプロペラのプロペラ後流の旋回流を後方のプロペラの推進に利用できる効果がいずれの形態でも得られるという意味である。
第２の実施形態又は第３の実施形態の一方の実施形態で、同じ寸法、形状、構造の主機プロペラ９と副プロペラ７を前後入れ替えて他方の実施形態にしても同程度の推進効率が得られるという意味ではない。
これは、旋回流を回収する後方のプロペラと、回収される前方のプロペラでは所望の推進効率を得るための直径をはじめとしたプロペラ要目が異なるためである。そのため第２の実施形態と第３の実施形態で所望の推進効率を得るためには、主機プロペラ９と副プロペラ７が、前方または後方のプロペラとしての要目を満たすように各々設計する必要がある。
第２の実施形態と第３の実施形態の何れを採用するか、つまりリムドライブ方式のダクテッドプロペラを主機プロペラ９の船長方向の前方に設けるか、後方に設けるかは、各々の利点を考慮して決定すればよい。

例えば第２の実施形態では副プロペラ７をスタンチューブ４１の外周に設けるため、スタンチューブ４１の船尾側の端部と舵３１の間の船長方向の間隔が、主機プロペラ９と副プロペラ７の両方を設けるのには短い場合に有利である。また第２の実施形態ではダクト６１で整流した水流を後方の主機プロペラ９が利用できるため、推進効率の点で第３の実施形態よりも有利である。

一方で第３の実施形態では主機プロペラ９の駆動軸である主機プロペラ軸２１と、副プロペラ７の駆動軸である副プロペラ基部７ａ（図４参照）が、軸方向にも径方向にも対向せず、完全に分離されている。そのため、主機プロペラ軸２１と副プロペラ基部７ａが干渉する可能性がほとんどなく、機械的信頼性の点で第２の実施形態よりも有利である。
また、第３の実施形態では主機プロペラ軸２１もスタンチューブ４１も副プロペラ７の回転中心Ｃを挿通しない。そのため、主機プロペラ軸２１やスタンチューブ４１の寸法や形状を考慮せずに副プロペラ翼７ｂの寸法や形状を設計できる点も第２の実施形態よりも有利である。
以上が第３の実施形態の説明である。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の技術思想の範囲内において各種変形例及び改良例に想到するのは当然のことであり、これらも本発明に含まれる。

１、１ａ、１ｂ ：船舶
３、３ａ、３ｂ ：船舶用二重反転プロペラ
５ ：船体
６ ：主機
７ ：副プロペラ
７ａ ：副プロペラ基部
７ｂ ：副プロペラ翼
９ ：主機プロペラ
９ａ ：主機プロペラボス
９ｂ ：主機プロペラ翼
１３、１３ａ ：円筒モータ
２１ ：主機プロペラ軸
３１ ：舵
３３ ：固定舵
３３ａ、３３ｂ ：固定部
３５ ：可動舵
３５ａ ：挿入板部
３７ ：ラダーストック
４１ ：スタンチューブ
４３ ：ステータ保持部
４５ ：ロータ
４７ ：ステータ
４９、５１ ：スラスト軸受
５３ ：水密シール
５５ａ ：ロータ保持部
５５ｂ ：フランジ
５７ ：スラスト保持段部
６１ ：ダクト
６１ａ ：ダクトの船長方向先端
６３ ：ダクト保持部

Claims (8)

1. 船長方向に平行な軸中心に回転可能に船体の船尾に設けられ、主機の出力軸の動力が伝達される主機プロペラと、前記主機プロペラに同軸線上に配置され前記主機プロペラと逆向きに回転する副プロペラを備える船舶用二重反転プロペラであって、
   前記副プロペラは、
   前記船体に保持された円筒状のステータと、船外に設けられ前記ステータの径方向に対向配置されて回転する円筒状のロータとを備える円筒モータと、
   前記円筒モータの前記ロータを保持する円筒状の副プロペラ基部と、
   前記副プロペラ基部から前記ロータの径方向に突設する副プロペラ翼を備えることを特徴とする船舶用二重反転プロペラ。
2. 前記副プロペラは前記主機プロペラの船長方向前方に設けられ、
   前記ロータは、前記出力軸の水密構造であり前記船体の船尾に設けられたスタンチューブの外周に回転可能に保持されて前記副プロペラ基部の内周に保持され、
   前記ステータは、前記ロータの内周側に配置されて前記スタンチューブの外周に固定され、
   前記副プロペラは、プロペラ翼が前記副プロペラ基部の外周から径方向で回転中心から離れる向きに突設される請求項１に記載の船舶用二重反転プロペラ。
3. 前記副プロペラ基部は、
   前記ロータを保持する円筒状のロータ保持部と、
   前記ロータ保持部の軸方向の端部に設けられ、内周が前記ロータ保持部よりも大きい薄肉円筒状のフランジを備え、
   前記スタンチューブは、
   前記ロータ保持部を収納する円周溝であり、周面に前記ステータが設けられるステータ保持部と、
   前記ステータ保持部の軸方向の端部に設けられ、前記フランジを収納する円周溝であり、径方向の溝深さが前記ステータ保持部よりも浅いスラスト保持段部を備える請求項２に記載の船舶用二重反転プロペラ。
4. 前記副プロペラはリムドライブ方式のダクテッドプロペラであり、
   前記船体に保持されて前記ロータの外周側に配置された円筒状のダクトを備え、
   前記ステータは、前記ロータの外周側に配置されて前記ダクトの内周に保持され、
   前記ロータは前記副プロペラ基部の外周に固定され、
   前記副プロペラ翼が前記副プロペラ基部の内周から回転中心に向けて突設される請求項１又は２に記載の船舶用二重反転プロペラ。
5. 前記副プロペラ基部は、
   前記ロータを保持する円筒状のロータ保持部と、
   前記ロータ保持部の軸方向の端部に設けられ、外周が前記ロータ保持部よりも小さい薄肉円筒状のフランジを備え、
   前記ダクトの内周には、
   前記ロータ保持部を収納する円周溝であり、周面に前記ステータが設けられるステータ保持部と、
   前記ステータ保持部の軸方向の端部に設けられ前記フランジを収納する円周溝であり、径方向の溝深さが前記ステータ保持部よりも浅いスラスト保持段部が設けられる請求項４に記載の船舶用二重反転プロペラ。
6. 前記副プロペラは前記主機プロペラの船長方向前方に設けられ、
   前記出力軸の水密構造であり前記船体の船尾に設けられたスタンチューブが、前記ダクトにおける前記副プロペラの回転中心を挿通する請求項４又は５に記載の船舶用二重反転プロペラ。
7. 前記副プロペラは前記主機プロペラの船長方向後方に設けられる請求項４又は５に記載の船舶用二重反転プロペラ。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の船舶用二重反転プロペラを備える船舶。

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