JP3235772B2 - 船尾ダクト付き船舶 - Google Patents
船尾ダクト付き船舶Info
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- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
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- B63H5/16—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in recesses; with stationary water-guiding elements; Means to prevent fouling of the propeller, e.g. guards, cages or screens
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Description
にかかるもので、とくにその推進性能を向上させた船尾
ダクト付き船舶に関するものである。
技術として、リング状のダクト構造物をプロペラの前方
の船体に付加するものがある。たとえば図8は、従来技
術の一例による船尾ダクト付き船舶1を示す側面図であ
って、この船尾ダクト付き船舶1は、船体2と、その船
尾部分に設けたプロペラ3および舵4と、リング状のダ
クト5と、を有する。
つ前縁部5Aから後縁部5Bの後方に向かってテーパー
形状にこれを構成し、その後縁部5Bの内径をプロペラ
3の直径Dpの0.5倍としてある。このリング状のダ
クト5を、プロペラ3前方の船体2にプロペラ3と軸心
を合わせて咬合するようにして接合してある。
いて、リング状のダクト5により水流が整流かつ加速さ
れ、船尾ダクト付き船舶1の推進性能を向上するととも
にプロペラ起振力の軽減による振動騒音レベルを改善す
ることができる。
「肥大船における船尾流れの整流装置」の一例を示す側
面図であって、この整流装置6においては、非軸対称形
状のダクト7(リング状構造物)を、プロペラ3前方の
船体2にプロペラ3と軸心を合わせて接合してある。
側が大きく拡開し、かつその後縁部7Bの上側を下側よ
りプロペラ3に接近させるような非軸対称形状にこれを
構成することにより、推進性能などの改善量が、図8の
軸対称形状のダクト5の場合よりも増加する。
「船舶」の側面図であって、この船舶8においては、非
軸対称形状のダクト9(ノズル)をプロペラ3前方の船
体2にプロペラ3と軸心を合わせて接合してある。
側が長く、かつその後縁部9Bが軸心に直角な非軸対称
形状にこれを構成することにより、図9の整流装置6と
同様に、推進性能などの改善量が、図8の軸対称形状の
ダクト5の場合よりも増加する。
よびダクト9は軸対称形状のダクト5に比較して複雑な
構造となるため、製作上およびコスト上、不利であると
いう問題がある。
諸問題にかんがみなされたもので、ダクトの製造が比較
的簡単な船尾ダクト付き船舶を提供することを課題とす
る。
形状のダクトを採用しながら、非軸対称形状のダクトと
同程度の推進性能を得ることができるとともに、プロペ
ラ起振力の軽減による振動騒音レベルを改善することが
できる船尾ダクト付き船舶を提供することを課題とす
る。
ならびに直進時および斜航時における変動圧力振幅など
を改善することができる船尾ダクト付き船舶を提供する
ことを課題とする。
称形状のダクトの取付け位置(高さ)あるいは取付け角
度(傾斜角)を工夫すること、およびこの高さや傾斜角
に最適な範囲があることに着目したもので、本発明は、
船体と、この船体の船尾に取り付けたプロペラと、この
プロペラの前方側に取り付けた軸対称形状のダクトと、
を有する船尾ダクト付き船舶であって、前記ダクトの軸
心を、前記プロペラの軸心より該プロペラの直径に対し
て、5〜20%だけ上方に高くし、前記ダクトの後縁部
の直径を前記プロペラの直径の40〜70%とし、更
に、前記ダクトの軸心の傾斜角を、上記プロペラの軸心
に対して上方に5〜25度とするとともに、前記ダクト
の断面形状を、その内側に凸形状としたことを特徴とす
る船尾ダクト付き船舶である.
軸対称形状のダクト5(図8)あるいは非軸対称形状の
ダクト7(図9)および非軸対称形状のダクト9(図1
0)などに準じてこれを決定することができる。たとえ
ば、ダクトの後縁部直径(内径)としては、プロペラの
直径Dpの40〜70%、たとえば60%の内径を有す
ることができる。
は、ダクトをプロペラ前方の船体に取り付けるととも
に、その軸心をプロペラの軸心から上方に位置させ、か
つまたダクトの軸心を斜め後方に下げるように傾斜した
ので、従来の非軸対称形状のダクトの場合と同様に、ダ
クトをプロペラより上方に位置させない場合に比較した
所要馬力比、ダクト抗力および変動圧力振幅などを改善
することができる。
することができるため、非軸対称形状のダクトに比較し
てその製作が容易であり、推進性能などを向上させた船
舶のコストを低減することができる。
船尾ダクト付き船舶10を図1ないし図7にもとづき説
明する。ただし、図8ないし図10と同様の部分には同
一符号を付し、その詳述はこれを省略する。図1は、船
尾ダクト付き船舶10の側面図であって、プロペラ3前
方の船体2に、図8のダクト5と同様の軸対称形状のダ
クト11を取り付けてある。
から見た状態の船尾部分の説明図であって、船尾ダクト
付き船舶10の進行方向において左側のストラット左1
2および右側のストラット右13により、ダクト11の
両側を船体2に取り付けてある。
方に張り出させて船体延長部15を形成し、この船体延
長部15によってダクト11の下部を固着している。
クト11の前縁部11Aおよび後縁部11Bはその軸心
16に対して直角である。
心14よりやや上方にある。すなわち、その後縁部11
Bと軸心16との交点P(後縁部11Bの中心)は、プ
ロペラ3の軸心14から高さHにある。具体的にはダク
ト11の軸心16の高さHは、プロペラ3の軸心14か
ら上方に間隔Hだけ平行移動した長さである。
3の軸心14に対して軸心16の高さHだけ上方に平行
移動した状態で、後縁部11Bと軸心16との上記交点
Pを中心にその前縁部11Aをやや上向きに傾斜(傾斜
角θ)してある。
部の拡大側面図である。とくに図3に示すように、船尾
ダクト付き舶舶10の船尾のプロペラ3前方に取り付け
た軸対称形状のダクト11とプロペラ3との干渉効果に
より、ダクト11の内側断面11C側に強い加速流Xが
生じ、ダクト11付近の流れの遅い部分(図3の実線部
S)を加速し、逆にダクト11の外側断面11Dには減
速流Yが生じ、流れの早い部分(図3の点線部Q)を減
速する。
るプロペラ3の部分における流速分布が均一化し、プロ
ペラキャビテーションの発生を抑制し、船尾振動を軽減
するとともに、プロペラ3として最も負荷を担うその外
周部分における伴流利得が向上する。
であって、ダクト11の内側断面11Cは内側に凸状の
翼型をしている。さらに、ダクト11の前縁部11A付
近の流れ向きに合わせてダクト11を適切な傾斜角θを
もって取り付けると、図4に示すように、ダクト11の
内側断面11Cに作用する揚力Fの分力として発生する
推進力F1がダクト11自体の抵抗を上回って推力とし
て作用し、船体抵抗が減少する。
おいて、水槽試験による、各種の実験結果を図5ないし
図7に示し、推進性能などが向上することを説明する。
図5は、ダクト11の軸心16の上方への高さHとプロ
ペラ3の直径Dpとの比(H/Dp)に対する所要馬力
比の関係を示すグラフで、比(H/Dp)が0.05〜
0.20の範囲で所要馬力比が安定的に低下することが
わかる。
ペラ3の軸心14の間の高さHを適宜選択することによ
り、とくに軸心16が軸心14より上方に0.05Dp
〜0.20Dpの範囲で位置させることにより、これら
が一致している従来の場合(図8、図9、図10)に比
較して、プロペラ3の駆動馬力を有効に利用することが
可能となり、性能改善量が大きくなる。
係を示すグラフであって、傾斜角θが正の値はダクト1
1前縁部11Aが上向きを示し、ダクト11の傾斜角θ
が5〜25度の範囲では推力が発生して、ダクト11の
ない場合に比較して抵抗が減少する。なお、傾斜角θが
5度以下あるいは25度以上では、ダクト11に抗力が
発生してしまう。
計測例のグラフであり、船尾ダクト付き船舶10が直進
時と斜航時とでは、上述した軸対称形状のダクト11の
プロペラ面流れの均一作用により、不均一性が大きな斜
航時において変動水圧の軽減効果が大きいことがわか
る。
ロペラ前方にダクトを取り付け、このダクトを上方に5
〜25度だけ傾斜し、あるいはダクトの軸心がプロペラ
の直径に対してプロペラの軸心の上方5〜20%にある
ように構成したので、ダクトによる推進力性能などの改
善とともに、ダクトを軸対称形状とすることができるこ
とから、製作が簡単になり、コストを低減することがで
きる。
10の側面図である。
状態の船尾部分の説明図である。
側面図である。
プロペラ3の直径Dpとの比(H/Dp)に対する所要
馬力比の関係を示すグラフである。
グラフである。
グラフである。
示す側面図である。
示す側面図である。
の側面図である。
縁部11Bの中心) Q 流れの早い部分 S 流れの遅い部分 F ダクト11の内側断面11Cに作用する揚力 F1 揚力Fの分力として発生する推進力
Claims (1)
- 【請求項1】 船体と、 この船体の船尾に取り付けたプロペラと、 このプロペラの前方側に取り付けた軸対称形状のダクト
と、を有する船尾ダクト付き船舶であって、 前記ダクトの後縁部と軸心との交点を、前記プロペラの
軸心より該プロペラの直径に対して、5〜20%だけ上
方に高くするとともに、 前記ダクトの後縁部直径を前記プロペラの直径の40〜
70%とし、 前記ダクトの軸心の傾斜角を、前記プロペラの軸心に対
して前方に向けて上方に5〜25度とし、かつ前記ダク
トの断面形状を、その内側に凸形状としたことを特徴と
する船尾ダクト付き船舶。
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- 1995-12-22 JP JP34951195A patent/JP3235772B2/ja not_active Expired - Fee Related
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